DE19830016A1 - Electronic over-current release operating method for power switch - Google Patents
Electronic over-current release operating method for power switchInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines elektronischen Überstromauslösers für einen Leistungsschalter sowie einen zur Durchführung des Verfahren geeigneten elektronischen Überstromauslöser.The invention relates to a method for operating a electronic overcurrent release for a circuit breaker and a suitable one for carrying out the method electronic overcurrent release.
Leistungsschalter mit elektronischem Überstromauslöser sollen einen Verbraucher sowie die betroffenen elektrischen Anlagen vor Kurzschlüssen und thermischer Überlastung schützen. Sie haben mittlerweile die herkömmlichen, mit Bimetallauslösern und elektromagnetischen Auslösern arbeitenden Leistungs schalter abgelöst.Circuit breakers with electronic overcurrent release should a consumer and the affected electrical systems protect against short circuits and thermal overload. she now have the conventional ones with bimetallic triggers and electromagnetic triggers working power switch replaced.
In Leistungsschaltern mit elektronischen Überstromauslösern wird bei Überschreiten eines bestimmten Schwellwertes des überwachten Stroms, der üblicherweise als Effektivwert gemessen wird, das Quadrat des Stromes über der Stromfluß dauer aufsummiert (I2t-Messung) und bei Überschreiten eines Grenzwertes die Ausschaltung ausgelöst. Daneben erfolgt bei Überschreiten eines Stromwertes, der um ein bestimmtes und einstellbares Maß über dem vorerwähnten Schwellwert des Stroms liegt, ein sofortiges Ausschalten, d. h., daß ein solcher Strom als Kurzschlußstrom interpretiert wird.In circuit breakers with electronic overcurrent releases, when a certain threshold value of the monitored current, which is usually measured as an effective value, is exceeded, the square of the current over the current flow is summed up (I 2 t measurement) and the switch-off is triggered when a limit value is exceeded. In addition, when a current value is exceeded, which is a certain and adjustable amount above the aforementioned threshold value of the current, there is an immediate switch-off, that is to say that such a current is interpreted as a short-circuit current.
Bei Verbrauchern mit nicht sinusförmiger Stromabnahme treten unter Umständen jedoch Ströme mit hohen Amplituden auf, bei denen es sich aber nicht um Kurzschlußströme handelt. So können beim Betrieb von elektrischen Antrieben, die über Stromrichter angesteuert werden, hohe Stromamplituden auftreten, die durch die Arbeitsweise des Stromrichters bedingt sind, und die erheblich über dem Effektivwert des Stroms liegen. Hierbei wird beispielsweise mit einem elektronischen Schalter (Thyristor) eine Induktivität im Zwischenkreis des Stromrichters kurzzeitig "kurzgeschlossen". Werden solche Verbraucher mit elektronischen Überstromaus lösern geschützt, so kann es deshalb zu Fehlauslösungen kommen, obwohl der Verbraucher das Netz mit einem normalen Effektivwert belastet.For consumers with a non-sinusoidal current draw under certain circumstances, however, currents with high amplitudes which are not short-circuit currents. So can occur when operating electrical drives that have Converters are controlled, high current amplitudes occur due to the operation of the converter are conditional, and which are significantly above the effective value of the Current. Here, for example, with a electronic switch (thyristor) an inductance in the DC link of the converter briefly "short-circuited". Such consumers with electronic overcurrent protected from solvers, this can lead to false triggers come, although the consumer uses a normal network RMS value charged.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem auch bei Verbrauchern mit erheblichen Oberschwingungsanteilen im Strom sichere Auslöse kriterien zur Unterscheidung von regelmäßigen Stromspitzen und Kurzschlußströmen benutzt werden.The invention is therefore based on the object Specify the process by which also with consumers significant harmonic components in the current safe triggering criteria to differentiate between regular current peaks and short-circuit currents are used.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Überstromauslöser innerhalb jeder Stromperiode mindestens eine Kenngröße für die Kurvenform des Stroms berechnet und mit einem voreingestellten, für den angeschlossenen Verbraucher spezifischen Schwellwert verglichen und erst bei Überschreiten der gemessenen Kenngrößen über den vorein gestellten Schwellwert das Ausschalten des Leistungsschalters ausgelöst wird.According to the invention the object is achieved in that Overcurrent release at least within each current period calculates a parameter for the curve shape of the current and with a preset, for the connected Consumer specific threshold value compared and only at Exceeding the measured parameters above the above set threshold the opening of the circuit breaker is triggered.
Als derartige Kenngrößen werden der Scheitelfaktor und/oder der Formfaktor einer Wechselgröße verwendet.The crest factor and / or the form factor of an alternating variable is used.
Der Scheitelfaktor, auf den gemessenen Wechselstrom bezogen,
ist
The crest factor, based on the measured alternating current, is
ks = | Iks = | I.
Der Formfaktor, auf den gemessenen Wechselstrom bezogen, ist
The form factor, based on the measured alternating current, is
kf = I/|i|kf = I / | i |
Diese Kenngrößen beschreiben mittelbar die Kurvenform einer Wechselgröße und können so einen auswertbaren Hinweis auf die Eigenschaften des Stroms liefern.These parameters indirectly describe the curve shape of a Change size and so can be an evaluable reference to the Provide properties of electricity.
Der Überstromauslöser wird mit einer digitalen Auswerte schaltung für den oder die bei einem bestimmten Verbraucher mit nicht sinusförmiger Stromabnahme zu erwartenden Kenn größen sowie entsprechenden Komparatoren ausgerüstet. Derartige Verbraucher sind beispielsweise mit Umrichtern zusammenwirkende Elektromotoren. Die zu erwartenden Kenn größen eines angeschlossenen Verbrauchers werden am Bedien feld des Überstromauslösers eingestellt. Gegebenenfalls muß zur Einstellung der Werte durch sachkundiges Personal zuvor eine Messung der zu erwartenden Kenngrößen für die Kurvenform des Stroms durchgeführt werden.The overcurrent release is equipped with a digital evaluation circuit for the or at a certain consumer with non-sinusoidal current draw expected characteristic sizes and corresponding comparators. Such consumers are, for example, with converters interacting electric motors. The expected characteristics sizes of a connected consumer are operated field of the overcurrent release set. If necessary, must for setting the values beforehand by competent personnel a measurement of the expected parameters for the curve shape of the current can be carried out.
Im Überstromauslöser wird dann in jeder Stromperiode ein Vergleich zwischen den Kenngrößen aus dem gemessenen Strom und den voreingestellten Werten vorgenommen. Auf diese Weise kann der Überstromauslöser sicher zwischen einem "normalen" Spitzenwert und einem Spitzenwert, hervorgerufen durch einen Kurzschluß oder durch einen Überstrom, unterscheiden. Fehl auslösungen können sicher vermieden werden.The overcurrent release then turns on in every current period Comparison between the parameters from the measured current and the preset values. In this way the overcurrent release can safely switch between a "normal" Peak value and a peak value caused by a Short circuit or overcurrent. Miss tripping can be safely avoided.
Moderne Überstromauslöser arbeiten ohnehin mit einem Mikro prozessor, so daß in diesem Fall alle Berechnungen und Vergleiche im Mikroprozessor vorgenommen werden können und keine separate Auswerteschaltung und Komparatoren nötig sind. Zusätzlich kann ein Schwellwert eines Stromes definiert werden, bei dem in jedem Fall eine Schalterauslösung erfolgt. Die Erfindung soll anhand der folgenden Figuren näher erläutert werden. Es zeigen Modern overcurrent releases work with a micro anyway processor, so that in this case all calculations and Comparisons can be made in the microprocessor and no separate evaluation circuit and comparators are required. A current threshold value can also be defined in which a switch is triggered in any case. The invention is illustrated by the following figures are explained. Show it
Fig. 1 das Bedienfeld eines elektronischen Überstrom auslösers, Fig. 1 shows the control panel of an electronic shutter overcurrent,
Fig. 2 einen oberschwingungsbehafteten Strom mit seinen Kenngrößen, Fig. 2 is a affected by harmonics current with its characteristics,
Fig. 3 einen gleichermaßen oberschwingungsbehafteten Strom mit anderer Amplitude und anderen Kenngrößen. Fig. 3 shows an equally harmonic current with a different amplitude and different parameters.
Fig. 1 zeigt die Frontplatte 2 eines Überstromauslösers 1, auf dessen Bedienfeld 2a mittels Drehkodierschaltern 3 verschiedene Auslösekriterien eingestellt werden können. Darunter sind Drehkodiersschalter 3a, 3b vorgesehen, mit denen sich die spezifischen Werte eines Verbrauchers für den Scheitelfaktor ks und für den Formfaktor kf einstellen lassen, die dann von dem Überstromauslöser 1 entsprechend der durch das Verfahren vorgesehenen Arbeitsweise verarbeitet werden. Fig. 1 shows the front panel 2 of an overcurrent release 1 , on the control panel 2 a 3 different triggering criteria can be set by means of rotary coding switches. Below this, rotary coding switches 3 a, 3 b are provided, with which the specific values of a consumer for the crest factor ks and for the form factor kf can be set, which are then processed by the overcurrent release 1 in accordance with the method of operation provided by the method.
Die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils eine Periode zweier Ströme, deren Effektivwerte und Oberschwingungsanteile, letztere charakterisiert durch den Klirrfaktor, in beiden Fällen nahezu gleich sind. Die Amplitude des Stroms in Fig. 3 beträgt jedoch das etwa 1,5fache der Amplitude des Stroms in Fig. 2. Ein herkömmlicher Überstromauslöser 1 würde beide Stromkurven nach gleichen Kriterien bewerten und im Fall des Stroms nach Fig. 3 einen Kurzschluß annehmen und eine Auslösung veranlassen. Werden dagegen der Scheitelfaktor ks und der Formfaktor kf berücksichtigt, erkennt der Überstrom auslöser 1 auch im Fall des Stromes nach Fig. 3, daß die Werte innerhalb des Bereiches der erwarteten Werte liegen und daß somit kein Kurzschluß vorliegt. Eine Auslösung unter bleibt deshalb. Figs. 2 and 3 each show a period of two currents, whose effective values and harmonic components, the latter characterized by the distortion factor, in both cases are almost the same. However, the amplitude of the current in FIG. 3 is approximately 1.5 times the amplitude of the current in FIG. 2. A conventional overcurrent release 1 would evaluate both current curves according to the same criteria and, in the case of the current according to FIG. 3, assume a short circuit and tripping cause. If, on the other hand, the crest factor ks and the form factor kf are taken into account, the overcurrent release 1 also recognizes in the case of the current according to FIG. 3 that the values are within the range of the expected values and that there is therefore no short circuit. A trigger under therefore remains.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die hier dargestellten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist es möglich, durch Kombination und Modifikation der Mittel und Merkmale weitere Ausführungsvarianten zu realisieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to those shown here Embodiments. Rather, it is possible through Combination and modification of means and characteristics more Realize design variants without the scope of the Leaving invention.
Claims (5)
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DE1998130016 DE19830016A1 (en) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | Electronic over-current release operating method for power switch |
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DE1998130016 DE19830016A1 (en) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | Electronic over-current release operating method for power switch |
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DE19830016A1 true DE19830016A1 (en) | 1999-12-30 |
Family
ID=7873039
Family Applications (1)
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DE1998130016 Withdrawn DE19830016A1 (en) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | Electronic over-current release operating method for power switch |
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- 1998-06-26 DE DE1998130016 patent/DE19830016A1/en not_active Withdrawn
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1999
- 1999-06-21 WO PCT/DE1999/001850 patent/WO2000001049A1/en active Application Filing
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Also Published As
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WO2000001049A1 (en) | 2000-01-06 |
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Legal Events
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