CN1306329A - 瞬时故障检测电路的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

电子脱扣机构(30)的一种算法系统,可以进行可靠的瞬时保护。多重计算方法采用了算法(74)和另一算法(90),算法(74)根据电流与阈值的直接比较结果检测经遴选的故障,算法(90)根据峰-峰电流(94)与另一电流阈值的比较结果(96)检测电流过载。

Description

瞬时故障检测电路的方法和设备
本发明总的说来涉及断路器的电子脱扣机构,更具体地说,涉及给断路器检测瞬时故障的电子脱扣机构。
电子脱扣机构是众所周知的,它一般有电压传感器和电流传感器提供表示输电线信号的模拟信号。模拟信号经A/D(模数)转换器转换成数字信号后由微控制器对数字信号进行处理。脱扣机构还包括RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)和EEPROM(电子可擦可编程存储器),所有这些存储器都与微控制器接口。ROM存有脱扣机构应用码,例如主功能度程序包,这包括初始化参数,还存有引导码。EEPROM存有应用码的操作参数。
这些脱扣机构需要符合某些标准,例如UL/ANSI/IEC标准,这些标准规定了拟订在什么条件下必须脱扣的技术条件的脱扣时间曲线,技术条件例如有短时间、长时间、瞬时间或接地故障等。所有这些都是众所周知的。这些标准还规定从脱扣机构必须准备好脱扣时通电的瞬间起短暂的时延。
本发明是针对瞬时脱扣情况提出的。瞬时保护历来采用了各种电子电路(模拟电子线路)和定制的集成电路(专用集成电路(ASIC))。常规的低压电子脱扣机构采用简单比较法检测瞬时脱扣状况。这类电路将瞬时电流与固定的阈值比较,达到该阈值时,电子脱扣机构会触发断路器使其断开。由于周知的负荷过渡过程(例如电动机起时冲击性的过渡过程)的原因,这种方法的效果几乎总是保护作用过头,从而导致麻烦讨厌的跳闸状况。
此外,由于叫做不对称的过渡过程现象,头半个周期理论上会出现达两倍电动机启动电流或十六倍正常工作电流的情况。尽管如此,各种工业标准和规程要求还是规定了断路器需要跳闸的瞬时设定值。
在不对称的情况下,出现的实际峰值电流是随线路/负荷组合的闭路角和阻抗(X/R)的变化而变化的。举例说,断路器十倍额定电流的故障理论上会以特定半个周期内二十倍额定电流的形式出现。这里,还是不大的阻抗(X/R)将此理论最大值限制到稳态电流的1.7至1.9倍。照这样,在馈电线路系统中采用一般的电子比较法,跳闸的并不只是最靠近负荷的断路器,而是两个断路器都跳闸。
峰-峰电流比较法是高电压负荷继电保护领域中所熟悉的。例如,通用电气公司出售的DEP-100,DEP-200和F30型保护断电器就采用了应用峰-峰电流值的算法。然而,这类保护继电器通常是独立应用或与断路器分开安装装配在架子上的器件。此外,由于
分开安装的,因而这些器件通常是自备电源的,而且是先于断路器或负荷获得供电的。因此,保护继电器在断路器合上之前开始取样,并将零电流作为电流流通之前的电平正确记录下来。这在电子脱扣机构的情况下通常是不会发生的,这是因为断路器合上时电流通常是同时流到负荷和流到电子脱扣机构的。本发明提供一种根据这个同时流通电流的峰-峰电流值保护负荷使其不致因瞬时或栓锁电流而过载同时最大限度地减少现行因负荷过渡过程引起的麻烦讨厌的跳闸问题的方法和设备。
现有技术的上述和其它缺点和不足之处因本发明的方法和设备而得以克服或缓和。本发明的算法通过检测真实的电气尖峰信号同时精确确定何时出现电流过载保护电气系统。
本发明的电子脱扣机构特别适用于选择性断路系统。选择性系统可以包括例如一个电流源、一个上游断路器和脱扣机构、多个下游断路器和脱扣机构和相应的负荷。下游断路器和脱扣机构的等级都取得使其符合相应负荷的需要,且应使其在低于上游断路器和脱扣机构的峰值下跳闸。断路器脱扣机构包括一个电流互感器给一个整流器件提供输入电流,随后检测所述输入电流的某个极性并将其转换成低级电压信号供处理。接着低级电压信号经信号处理器处理,在信号处理器中信号受到一系列算法的影响。在一个实施例中,处理装置有一个模/数转换器和一个微处理器。若算法的某些条件得到满足,例如外部信号与执行机构的联系会使脱扣电磁线圈得电,从而使断路器件的触点打开。
在一个最佳实施例中,算法系统由一套算法组成,简单说来可用以下两步程序说明:步骤1:将电流信号的绝对值与X值比较, x = 2 2 * 瞬时设定值;若电流值大于N个连续取样值,则使断路器跳闸,否则往前进入步骤2;步骤2:求出峰-峰电流的电流值,将其与y值比较, y = 2 2 * 瞬时设定值的均方根值;若峰-峰电流更大,则使断路器跳闸,否则返回步骤1。
本技术领域的技术人员可以从下面的详细说明和附图领会和理解本发明的上述和其它特点和优点。
现在参看附图。附图中类似的元件都用类似的编号标出。
图1是和选择性电路跳闸系统的原理方框图。
图2是电子脱扣机构的原理方框图。
图3是本发明算法程序的流程图。
参看图1,图中示出了选择性系统10。选择性系统10包括一个源12、一个上游器件(断路器和脱扣机构)14、一个下游器件(断路器和脱扣机构)16和至少一个相应的负荷18。可以加上任意数量的另外一些下游器件(断路器和脱扣机构)20连同相应的负荷22。下游器件16,20的等级取得使其满足相应负荷18,22的需要,且设定得如稍后即将说明的那样跳闸。上游器件14的等级取得使其满足和系统要求,且设定得如稍后即将说明的那样跳闸。
现在参看图2,图中示出了脱扣机构30的一般原理图。稍后谈到的两步算法系统最好独立应用于断路器所保护的各相电流。脱扣机构30有一个极性传感器32和一个电流传感器36,极性传感器32提供表示信号线路34上输电线信号极性状态的模拟信号,电流传感器36提供表示信号线路38上输电线信号的电流测定值。线路34和38上的模拟信号由模/数(A/D)转换器40处理,将这些模拟信号转换成数字信号。数字信号在总线42上传送信号处理器或微控制器44,例如市面上可从日立公司买到的那一种(即HA/300系列微控制器)。微控制器44沿控制总线52与随机存取存储器(RAM)46、只读存储器(ROM)48和电子可擦可编程只读存储器(EEPROM)50联系。模/数转换器40、ROM48和EEPROM50或它们的任何组合可以装在微控制器44内,这是本技术领域所周知的。EEPROM50最好是非易失性的,这样系统信息和程序设计内容才不能在中途停电或供电中断期间丢失。输出控制器件54沿控制总线52接收来自微控制器44控制信号。控制器件54通过线路58控制脱扣模件56。电源62由市电供电,沿线路64给脱扣机构30的各组成部分提供操作需用的电能。或者极性传感器32和电流传感器36也可以由输电线直接供电。ROM48存有脱扣机构应用码或算法,这些主要是一些功能度程序包,包括初始化参数和引导码。应用码包括本发明算法系统用的代码。EEPROM存有操作参数码,例如设定脱扣需用的峰值数或脱扣机构灵敏度的代码。这些参数一般是在制造厂就存入脱扣机构中,选择得使其合乎客户的要求,但也可以根据客户的需要配置,这是本技术领域所周知的。
现在参看图3更详细地说明本发明的算法系统。图3绘出了算法程序70,这个程序是对各电流样本反复执行的。电流样本的频率随电流传感器速率、A/D转换器速率、微控制器处理能力和其它操作变量的变化而变化。电流样本I(获自电流传感器36且最好经A/D转换器处理)在步骤72传送给微控制器44和ROM48、RAM46和EEPROM 50所存的相关软件。在第一算法74中,遴选过的故障很快就检测出来了。在方框76,第一算法将电流的绝对值(|I|)与由下式确定的A值进行比较:
      A=2ISP21/2(2×RMSISP)                (1)
其中ISP为瞬时设定值极限。这里瞬时设定值由采用的工业标准和待保护的具体负荷确定。这样,若
      |I|>A                           (2)则即使头半个周期的瞬时电流因不对称的直流偏差而增加,故障电流也通常会超过稳态的均方根值(RMS)瞬时电流。
为避免因瞬时故障或其它瞬时电流短暂脉冲波形扰动引起的麻烦讨厌的跳闸,脱扣机构在单一电流值超过A之后最好不脱扣。不是区别真故障电流与瞬时短暂脉冲波形扰动的发生,而是将多个连续电流样本与A比较。跳闸所需要的样本数n是预先确定得使n随脱扣机构取样率的变化而变化,且应选取使其历时1-2毫秒左右。
若|I|大于A,算法流程就从方框76往前进入方框80,这时连续脱扣总计数值[n(tc)]增加1。下一个方框82将n(tc)与n比较。若超过n,微控制器44会通过输出端54给脱扣模件56发送脱扣信号,将断路器打开,这在流程图70的方框20表示出来。当n(tc)不超过n时,程序如图中所示继续向流程图中总的以算法90表示的第二算法前进,这里稍后即将说明。
若|I|不大于A,算法就往前进入流程图的方框78,将n(tc)复置到0。通常,若|I|大于A的幅度小于n倍,第二算法是不会引起跳闸的,尖峰信号是短暂故障引起的。比较对象是连续的样本而不是单一的样本对避免因瞬时短暂脉冲波形扰动引起的麻烦讨厌的脱闸有帮助。
转到第二算法90时,将峰-峰电流(图3中以pk-pk标出)与RMS(均方根值)瞬时故障电流设定值ISP相比较。检测到两个峰值使可能下降的故障电流果真下降了,这是在随后的后半周发生的,原因是下游断路器断路或不对称现象的消逝。通常,第二算法确定早先存储或先前的峰值[peak(-2)]和最新峰值[peak(-1)]与当前样本电流绝对值(|I|)的平均值之和。这个和数与两倍瞬时设定值的RMS值(2ISP21/2)比较,若和数更大,则会精确检测出故障情况,断路器会跳闸。
要确定所要求的两个峰值需要第二算法的某些变量。在某时刻处理的样本以I表示。过去处理的样本以I(-1)表示。在启动情况下,每次系统开始工作时,第一或第二算法引起跳闸之后,或系统手动复位之后,还需要确定最新峰值电流值peak(-1)和先前的峰值电流值peak(-2)并/或将其存入存储器中。因此,用标志来表示所存储峰值的存在。这些标志这里以负值表示,若某一峰值不存在,则将标志设为no-peak(-1)和no-peak(-2),则必须确定peak(-2)并存储起来。此外,如这里更详细说明的那样,用极性标志确定半周期是否变化,即目前样本I的极性是否与先前样本I(-1)的极性不同。在确定peak(-1)之前是不会设极性标志的(清除)。在初始启动情况下是要确定I(-1)的。
因此,在启动情况下,第一样本具有下列变量值:
I=目前的电流值;
I(-1)=(待确定);
No-peak(-1)=定下来了;
no-peak(-2)=定下来了;
peak(-1)=(待确定);
peak(-2)=(待确定);
极性标志=清除。
方框92确定no-peak(-2)是否定下来了。从方框82的否定回应继续下去的启动情况(即由于电流的绝对值已一次而不是n次超过两倍RMS瞬时故障设定值而不跳闸)或从方框78的否定回应继续下去的启动情况(即由于电流的绝对值未超过两倍RMS瞬时故障设定值和方框76而不跳闸,且脱扣计数值n(tc)在方框78保持0),因而定下no-peak(-2)。方框92的答案是肯定的,因而算法往前进入方框100,开始存储peak(-1)和peak(-2)连同其后的各样本的程序。
方框100确定极性标志是否业已设置。由于peak(-1)未确定,所以不会设置初始样本的极性标志,算法会转入方框102。Peak(-1)确定并存储下来时就会设置极性标志,这里将进一步说明,而当极性传感器32检测出极性变化时就会返回到未定记。若方框100确定极性标志业已设置,算法就往前进入方框120。算法处理初始样本时,方框102确定当前样本的电流绝对值|I|是否大于以前样本的电流绝对值|I(-1)|:
      |I|>|I(-1)|                    (3)
第一样本没有I(-1)时,则估计可能|I|大于|I(-1)|,因而算法会继续从方框102转到120。在方框120,确定I的极性是否与I(-1)的极性不同。然而,在初始样本I的情况下,I(-1)不存在,因而对方框120的答案是否定的。程序继续从方框120否定的回应往前进入方框124,在方框124调定前一个样本I(-1)使其等于当前样本I的电流值。在方框126,流程返回步骤72,这时开处理新样本I。在处理紧接着的样本时,设置no-peak(-1)和no-peak(-2)的标志,清除极性标志,I(-1)业已定下来了(前一样本的I值)。至于对所有的样本,流程图如前面谈过的那样按第一算法74进行处理。若脱扣计数值不超过n,或者若|I|小于A,流程就返回到第二算法。对第二样本,方框92的答案又是肯定的,方框100的答案又是否定的。
往前进入方框102,由于I(-1)有一个值,因而算法方案与原始样本不同。若当前样本的电流绝对值|I|超过先前样本的电流绝对值|I(-1)|,流程就往前进入方框120。在方框120,比较当前样本和先前样本的极性。
若I的极性与先前样本I(-1)的极性不同,则在方框122清除极性标志(然而在启动情况下,这个步骤是多余的,因为极性标志未设置),于是流程往前进入方框124。在方框124,给当前样本定下I(-1)的值,并清除以前的I(-1)。若在方框120 I和I(-1)的极性相同,流程就直接往前进入方框124,并给当前的I取新的I(-1)。
若在方框102,样本的电流绝对值小于或等于前一样本的电流绝对值,流程就会着手确定peak(-1),在方框104开始。在方框104,确定peak(-1)是否已定下来。在图中所示的算法流程中,这一点no-peak(-1)标志完成,此标志表示peak(-1)值的存在。在初始化时,设置no-peak(-1)标志,表明peak(-1)没有值。这样,第一次接下去的样本的电流小于前一个样本时,流程会往前进入方框106,这时(由于在下一个步骤会确定peak(-1)的值,因而)清除no-peak(-1)。从方框106往前进入方框114,定下peak(-1),从而使peak(-1)=|I(-1)|。此外,给电流在本半周的极性设置极性标志。至于对接下去的各样本,在极性变化和极性标志清除之前是不测定峰值的(方框120和122)。
下一个步骤,步骤120(此步骤是从方框100、方框102和方框114流过来的)确定当前样本的极性|I|是否与前一样本的极性I(-1)不同。若不同,算法流程就往前进入方框122。在方框122,清除极性标志,然后用当前电流值I替换先前的I(-1)(方框124)。当I的极性与I(-1)的极性相同时,算法流程直接往前进入方框124。在方框124,当前的I代替先前的I(-1)。
因此,这里,在算法流程中,peak(-1)确定下来了,no-peak(-1)清除掉,(由于peak(-1)定下来了因而)设置极性标志,peak(-2)未确定,no-peak(-2)的标志仍然设置。下一个样本是从方框72通过第一算法着手进行的,若n(TC)超过n时断路器会跳闸。若不超过,流程就往前进入方框92。如上面说过的一样,由于peak(-2)还有待确定因而仍然设置no-peak(-2)标志,于是流程往前进入方框100。在方框100,确定是否已设置极性标志。流程绕过方框102(含(3)式)往前进入方框120。在方框120确定极性是否从已从先前的样本I(-1)变为当前的样本I。另一个[peak(-1)]在相电流极性改变之前是不能加以确定的。出现这种情况时,清除极性标志(方框122),I(-1)取当前I值(方框124),流程等待下一个样本(方框126)。
因此,当极性改变且peak(-2)待定时,情况如下:
I=当前电流值;
I(-1)=(确定下来);
N-peak(-1)=清除掉;
No-peak(-2)=定下来;
peak(-1)=(确定下来);
peak(-2)=(待确定);和
极性标志=清除掉。
从方框126至方框72,通过第一算法处理新样本。若断路器尚未跳闸(即|I|不大于两倍RMS瞬时故障设定值或脱扣计算不大于n),流程就往前进入第二算法的方框92。此外,若方框92的回应又是(和peak(-2)待定时的情况一样)是肯定的,流程就和往前进入方框100。在方框100,由于极性标志已清除,因而流程往前进入方框102,按(3)式比较,若|I|大于|I(-1)|,算法流程就从方框102转入方框120,如前面说过的那样将当前样本I的相电流极性与先前样本I(-1)的极性进行比较(方框120)。若|I|小于或等于|I(-1)|,算法流程就着手设置peak(-2),重新设置peak(-1)。这时,(由于peak(-1)定下来了因而)清除no_peak标志,因而方框104的回应是否定的,于是流程进入方框108。在方框108,确定是否设no-peak(-2)标志。这时,(由于peak(-2)尚未定下来因而)设置no-peak(-2)标志,于是方框108的回应是肯定的,因而流程转入方框110,清除no-peak(-2)标志(因为会调定peak-(-2))。从方框110转入方框112,取peak(-2)使其等于当前的peak(-1)。取新peak(-1)使其等于先前样本的电流绝对值,并在方框114设置极性标志。
从方框114转入方框120,如上述那样将当前相电流的极性与先前样本的电流极性相比较。在方框122相电流极性改变、极性标志清除之前是不会测定峰值的。从方框112(若相电流极性从前一个样本变过来)或方框120(若相电流极性不变)将先前电流样本I(-1)复置成当前的电流样本I(方框124),并使算法等待下一个样本(方框126)。这样,当极性变化且峰值已定时,情况如下:
I=当前电流值;
I(-1)=确定下来;
No-peak(-1)标志=清除掉;
No-peak(-2)标志=清除掉;
peak(-1)=(确定下来);
peak(-2)=(确定下来);和
极性标志=清除掉。
在此阶段,两峰值已定,且第二算法准备好根据peak(-1)、peak(-2)和|I|计算峰-峰电流。这时,峰-峰电流可与瞬时设定值或其周数比较。
再从方框126转入方框72,处理新的电流样本|I|。若断路器不因超过第一算法方框82的脱扣计数值而跳闸,则样本I在方框92开始的第二算法处理。方框92否定的回应(即no-peak(-2)标志清除掉)使流程转入方框94,在方框94按下式可确定峰-峰电流:
      pk-pk=[|I|+peak(-2)]/2+peak(-1)         (4)
peak(-1)和peak(-2)都存在或方框92的回应是否定时,对每一个电流样本反复计算。得出的值pk-pk在方框96与两倍受保护装置或断路器RMS瞬时设定值相比较如下:
      pk-pk>2×21/2ISP,                      (5)
其中21/2ISP表示RMS瞬时故障电流设定值。
若pk-pk超过2倍RMS瞬时设定值,则断路器会如方框200所示的那样跳闸。这样做是恰当的,因为这表明当前的电流I够大,因而求出其与先前峰值([|I|+peak(-2)]/2)的平均值并将平均值与最新峰值[peak(-1)]相加时超过两倍RMS瞬时设定值。
Pk-pk小于或等于两倍RMS瞬时设定值时不会跳闸,第二算法会转入方框100。若在当前的半周内确定了一个新峰值peak(-1),则会设置极性标志,且方框100肯定的回应会使算法流程转入方框120。在方框120(或在出现新的半周期时)检测出极性变化、在方框122清除极性之前是不会将新峰值存储起来的。对新半周内以后的样本则如上述那样,清除极性标志,从而从方框100做出否定的回应,使算法流程检查要存储的预期新峰值。
为举例说明这里所述的计算方法,让我们举几个例子说明各处理步骤。让我们看看一个250安断路器由400安母线供电、两断路器调定在10倍额定电流的瞬时故障的情况。若此系统在相当于起码两个“半周期”的时间无故障运行,则调定peak(-1)和peak(-2)值并分别计算方框94和96的(4)和(5)式。若举例说,在头半个周期内发生1.5不对称度的4,100安故障,则系统会“看到”超过6,000安的故障。若这类故障持续n个样本的时间,例如1毫秒(即不是仅仅的“过渡过程短时脉冲波形波动”),则由于电流的绝对值(大于6,000安RMS)超过两倍设定值(即5,000安),因而额定电流250安的下游断路器在头半个周期期间会跳闸。这里由总的以74标出的第一算法完成的。然而,这里由于电流绝对值不超过设定的两倍(即8,000安)因而额定电流400安的上游断路器并不跳闸。应该指出的是,在这种场合,过去的电子瞬时电路保护方法会促使两断路器即刻断开,从而使400安母线供电的其它断路器或负荷发生麻烦讨厌的跳闸。
若4,100安故障不加以限制,则在下半个周期期间,另一个峰值会作为peak(-1)存储起来,旧峰值(-1)作为peak(-2)存储起来。当处理紧接着的样本I时若故障仍然存在(或I的值大得足以使pk-pk值升高两倍RMS设定值或上游断路的8,000安),(4)式(方框94)的pk-pk值就会超过两倍上游400安断路器的RMS瞬时故障设定值。
头半个周期之后,不对称现象会消作。这样,peak(-2)(看到的第一个尖峰)等于6,150安,peak(-1)和绝对值|I|等于4,100安。进行计算,
pk-pk=[(6,150+4,100)/2+4,100]=9,235安,这个电流会使400安断路器跳闸(9,225>2×400×10)。
若发生的是4,100安在头半个周期没有不对称现象(或1.0不对称值)的故障,则无论下游250安断路器或上游400安断路器在第一算法之后都不会跳闸。但两个“半周期”之后,若故障仍然存在,则[Peak(-1)]、[peak(-2)和|I|]会等于4,100安左右,pk-pk会等于8,200安,从而即使没有不对称现象,两个断路器也会因4,100安故障而正确跳闸。
上面已就一些最佳实施例加以列举和说明,在不脱离本发明的精神实质和范围的前提下是可以对这些实施例进行种种修改和替换的。因此,不言而喻,说明本发明的目的是举例说明本发明而不是想将本发明局限于这个说明。

Claims (23)

1.电子脱扣机构(30)中的一种保护方法,其特征在于,它包括下列步骤:
检测电流流动的电信号,以提供所述电流流动的当前电流值;
比较所述当前电流值与第一电流阈值(74)之间的瞬时电流;和
比较多重峰值和与第二电流阈值(90)之间的峰-峰电流。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述瞬时电流的比较步骤(74)还包括:
将所述当前电流值的绝对值与所述第一电流阈值(76)进行比较;和
当所述当前电流值的绝对值等于或大于所述第一电流阈值(76-是)时,产生信号。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,它还包括下列步骤:
产生所述信号时(80)开始计数;
若以后电流的绝对值超过所述第一电流阈值时增加所述计数值;
当计数达某计数极限值时(200)产生脱扣信号;和
若所述以后电流值的绝对值不超过所述第一电流阈值(76-否),则将计数值清零。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述计数极限值(82)选取得使起码1毫秒电流流动的所述电信号可以检测出来。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述计数极限值(82)选择得使起码1毫秒和不多于2毫秒电流流动的所述电信号可以检测出来。
6.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述电子脱扣机构(30)有一个预定的瞬时设定值,其中所述第一电流阈值(76)等于两倍所述瞬时设定值。
7.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述电子脱扣机构有一个均方根瞬时设定值,其中所述第一电流阈值(76)等于两倍所述均方根瞬时设定值。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述峰-峰电流比较步骤还包括下列步骤:
存储最新峰值电流值(114);
存储先前的峰值电流值(112);
计算出所述最新峰值电流值和所述当前电流信号及所述先前峰值电流值(94)两者的平均值的峰值和;
将所述峰值和与所述阈电流值(96)进行比较;和
当所述峰值和超过所述第二电流阈值(200)时产生脱扣信号。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,
进一步检测电气信号(72,100,120)的正极性半周期或负极性半周期的极性信号的当前电流值;和
通过在半周期(102)内比较所述当前电流样本电流值的绝对值和先前电流值的绝对值确定各所述顺次峰值电流值,而在半周期内所述先前电流值的绝对值等于或大于所述当前电流值的绝对值时,废除所述现有先前峰值电流值,将所述现有最新的峰值电流值作为所述先前峰值电流值(112)存储起来,将所述先前电流值的绝对值作为所述最新峰值电流值(114)存储起来。
10.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述电子脱扣机构(30)具有一个预定的瞬时设定值,其中所述第二电流阈值(96)等于两倍所述瞬时设定值。
11.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述电子脱扣机构(30)有一个均方根瞬时设定值,其中所述第二电流阈值(96)等于两倍所述均方根瞬时设定值。
12.如权利要求9所述的方法,其特征在于,它还包括步骤:
设置表示不存在最新峰值电流值(104)的第一标志;
设置表示不存在先前峰值电流值(108)的第二标志;
当获得最新峰值电流值(106)时清除所述第一标志;
当获得先前峰值电流值(110)时清除所述第二标志;
从而只有当所述第二标志清除掉时(92)才进行比较所述峰值和与第二阈值的步骤。
13.一种电子脱扣机构,其特征在于,它包括:
一个电流传感器(36),供提供表示当前电流(72)的电流值;和
一个微控制器(44),供进行所述当前电流值与第一电流阈值之间的瞬时电流比较(74),并供进行多重峰值和与第二电流阈值峰-峰电流比较(90)。
14.如权利要求13所述的电子脱扣机构(30),其特征在于,所述微控制器(44)通过下列步骤进行所述瞬时电流比较(74):
将所述当前电流值的绝对值与所述第一电流阈值进行比较(76);
当所述当前电流值的绝对值等于或大于所述第一电流阈值(76-是)时产生信号。
15.如权利要求13所述的电子脱扣机构(30),其特征还在于:
产生所述信号(80)时开始计数;
若以后的电流值的绝对值超过所述第一电流阈值(80)时增加计数值;
当所述计数值达预定极限值(200)时产生脱扣信号;和
若所述以后的电流值的绝对值不超过所述第一电流阈值时(76-否)清除所述计数值。
16.如权利要求15所述的电子脱扣机构(30),其特征在于,所述计数极限值(82)选择得使起码检测出一毫秒电流流动的所述电信号。
17.如权利要求13所述的电子脱扣机构(30),其特征在于,所述计数极限值(82)选择得使起码检测出一毫秒但不多于2毫秒电流流动的所述电信号。
18.如权利要求13所述的电子脱扣机构(30),其特征在于,所述微控制器(44)通过下列步骤进行所述峰-峰电流比较(90);
存储最新峰值电流值(114);
存储先前峰值电流值(112);
计算所述最新峰值电流值和当前电流信号的电流值与所述先前峰值电流值(94)两者的平均值的峰值和;
将所述峰值和与第二阈值电流值(96)比较;和
当所述峰值和超过所述第二电流阈值(200)时产生脱扣信号。
19.如权利要求18所述的电子脱扣机构(30),其特征在于:
进一步检测所述当前电流值表示电气信号(72,100,120)的正极半周期或负极半周期的极性信号;和
通过比较半周期内当前电流值的绝对值与先前电流值的绝对值进一步确定各所述序列峰值电流值(102),当所述先前电流值的绝对值在半周期内等于或大于所述当前电流值的绝对值时,废除所述现行的先前峰值电流值,将所述现行最新峰值电流值作为所述先前峰值电流值(112)存储起来,将所述先前电流值的绝对值作为所述最新峰值电流值(114)存储起来。
20.如权利要求18所述的电子脱扣机构(30),其特征还在于:
设置表示最新峰值电流值(104)不存在的第一标志;
设置表示先前峰值电流值(108)不存在的第二标志;
当获得最新峰值电流值时清除所述第一标志;
当获得先前峰值电流值时清除所述第二标志;
当清除所述第二标志时(92)将所述峰值和与第二阈值比较。
21.一种受保护的电气系统,包括:
一个交流电源(12);
一个电负荷(18,22);
一个断路器,电气上配置在所述交流电源与所述电负荷之间(14,16,20);和
一个电子脱扣机构(30),与所述断路器(14,16,20)接口;
所述电气系统的特征在于,所述电子脱扣机构(30)包括一个电流传感器(36)和一个微控制器(44),电流传感器(36)供定期提供表示当前电流(72)的电流值,微控制器(44)供进行所述当前电流值与第一电流阈值(74)之间的瞬时电流比较,和供进行多重峰值和与第二电流阈值(90)之间的峰-峰值电流比较。
22.一种受保护的电气系统(10),供保护由交流电源(12)供电的电负荷(18,22),包括:
一个断路器(14,16,20),电气上配置在所述交流电源(12)与所述电气负荷(18,22)之间;和
一个电子脱扣机构(30),与所述断路器(14,16,20)接口;
所述电气系统的特征在于,所述电子脱扣机构(30)包括一个电流传感器(36)和一个微控制器(44),电流传感器(36)供定期提供表示当前电流(72)的电流值,微控制器(44)供进行当前电流值与第一电流阈值(74)之间的瞬时电流比较,和供进行多重峰值和与第二电流阈值(90)之间的峰-峰电流比较。
23.一种电子脱扣机构(30),其特征在于,它包括:
一个传感器件,供对电流取样并提供电流值(36,72);
第一比较器件,供将所述当前电流值与第一电流阈值(74)相比较;
第二比较器件,供将峰-峰电流值与第二电流阈值(90)相比较;和
信号发生器件,供产生表示所述当前电流值超过所述第一电流阈值或表示所述峰-峰电流值超过所述第二电流阈值(200)的信号。
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