DE69832916T2 - Motorschutzeinrichtung mit voreilendem thermischem Überlastschutz - Google Patents

Motorschutzeinrichtung mit voreilendem thermischem Überlastschutz Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für einen Motor, der über einen Leistungsschalter und ein in Reihe dazu geschaltetes Schütz aus einem elektrischen Leitungsnetz gespeist wird, welche Einrichtung Messmittel zur Messung des Motor-Versorgungsstroms, einen an die Messmittel angeschlossenen Auslöser mit ersten Mitteln zur Erzeugung eines Signals zur Abschaltung des Schützes im Überlastfall sowie mit zweiten Mitteln zur anschließenden Erzeugung eines Auslösesignals zur Abschaltung des Leistungsschalters bei Fortbestehen der Überlast über eine bestimmte Zeitspanne nach Erzeugung des Schütz-Abschaltsignals.
  • Zum Schutz von Motoren wird normalerweise ein Leistungsschalter in Reihe mit einem Schütz geschaltet. Der Leistungsschalter übernimmt dabei den Überlastschutz und den Kurzschlussschutz. Das Schütz ist so ausgelegt, dass es die manuelle oder fernbetätigte Ein- und Ausschaltung des Motors erlaubt. Die Kontakte eines Leistungsschalters sind für eine wesentlich kleinere Anzahl von Schaltspielen ausgelegt als die Kontakte eines Schützes. Um den Verschleiß des Leistungsschalters zu begrenzen und ein automatisches Wiedereinschalten des Motors bei Detektion einer Überlast in der Einspeisung des Motors zu ermöglichen, ist es bekannt, eine als "voreilender thermischer Überlastschutz" oder SDTAM bezeichnete Funktion vorzusehen. Diese SDTAM-Funktion besteht darin, bei Detektion einer einen thermischen Fehler abbildenden Überlast 500 ms vor dem für die zugeordnete Auslösung vorgesehenen Zeitpunkt zunächst das Schütz abzuschalten. Da die Abschaltung des Schützes die Stromversorgung des Motors unterbricht, fällt die Überlast weg und der Leistungsschalter muss nicht abgeschaltet werden. Erfolgt jedoch keine Unterbrechung der Stromversorgung durch das Schütz, wird die Überlast weiterhin erkannt und ein Auslösesignal erzeugt.
  • Bei Einrichtungen bekannter Art, die mit Bezugnahme auf die 1 bis 3 näher beschrieben werden, wird die im Überlastfall die Abschaltung des Leistungsschalters steuernde Auslösekurve durch die SDTAM-Funktion verändert.
  • Ziel der Erfindung ist eine Motorschutzeinrichtung, bei der die Überlastschutzfunktion durch das Hinzufügen einer SDTAM-Funktion nicht verändert wird.
  • Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die zweiten Mittel Bestimmungsmittel zur Bestimmung einer, das Quadrat des gemessenen Stroms abbildenden ersten Größe, mit den Bestimmungsmitteln verbundene erste Verarbeitungsmittel zur Bestimmung einer den thermischen Zustand des Motors abbildenden zweiten Größe sowie erste Vergleichsmittel zum Vergleich der zweiten Größe mit einem bestimmten Auslöse-Ansprechwert umfasst, derart dass eine bestimmte Zeit/Strom-Schutzfunktion realisiert wird, wobei die ersten Mittel an den Ausgang der Bestimmungsmittel zur Bestimmung der ersten Größe und an den Ausgang der ersten Verarbeitungsmittel angeschlossene zweite Verarbeitungsmittel zur Bestimmung einer dritten Größe sowie zweite Vergleichsmittel umfassen, die dazu dienen, die dritte Größe mit dem Auslöse-Ansprechwert zu vergleichen und das Signal zur Abschaltung des Schützes zu liefern, wenn die dritte Größe den genannten Ansprechwert erreicht über überschreitet.
  • Auf diese Weise kann einem Motorschutz-Leistungsschalter die SDTAM-Funktion hinzugefügt werden, ohne dessen Auslösefunktionen zu verändern.
  • Gegebenenfalls auftretende Störungen des Motor-Versorgungsstroms können allerdings trotzdem zu einer Veränderung der Zeitpanne zwischen dem Schütz-Abschaltsignal und dem zugeordneten Auslösesignal führen.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird das durch solche Störungen bedingte zusätzliche Problem dadurch gelöst, dass die Einrichtung mit dem Ausgang der zweiten Vergleichmittel verbundene Zeitverzögerungsmittel sowie eine ODER-Schaltung mit einem an den Ausgang der ersten Vergleichsmittel angeschlossenen ersten Eingang und einem an den Ausgang der Zeitverzögerungsmittel angeschlossenen zweiten Eingang umfasst, wobei das Auslösesignal am Ausgang der ODER-Schaltung bereitgestellt wird.
  • Mehrere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen beispielhaft dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile und Merkmale näher erläutert. Dabei zeigen
  • 1 eine Motorschutzeinrichtung mit einer SDTAM-Funktion nach dem bisherigen Stand der Technik;
  • 2 Auslösekurven der Einrichtung aus 1;
  • 3 eine detailliertere Darstellung des Auslösers der Einrichtung aus 1;
  • 4 eine detailliertere Darstellung einer besonderen Ausgestaltung der Mittel zur Realisierung der langzeitverzögerten Schutzfunktion eines Auslösers, in dem die Erfindung eingesetzt werden kann;
  • 5 eine besondere Ausgestaltung der Mittel zur Realisierung der erfindungsgemäßen SDTAM-Funktion;
  • 6 die Änderung der Größen θ2 und θ3 aus 5 in Abhängigkeit von der Zeit;
  • 7 Auslösekurven der Einrichtung aus 5;
  • 8 einen Abschnitt der Kurven aus 6 bei Störung der Motor-Versorgungsströme;
  • 9 eine andere Ausgestaltung der Erfindung, mit der die Probleme durch die in 8 dargestellten Störungen gelöst werden können.
  • 1 zeigt einen Motor 1, der über eine Leistungsschalter 2, welcher mit einem Schütz 3 in Reihe geschaltet ist, aus einem elektrischen Dreiphasennetz gespeist wird. Die Schutzeinrichtung umfasst einen Auslöser 4. Dieser Auslöser gewährleistet verschiedene Überlast- und Kurzschluss-Schutzfunktionen und insbesondere eine langzeitverzögerte Schutzfunktion, die dazu dient, die Abschaltung des Leistungsschalters zu bewirken, wenn der durch Stromwandler 5 gemessene Versorgungsstrom des Motors über eine bestimmte Zeitdauer einen bestimmten Ansprechwert des langzeitverzögerten Schutzes überschreitet.
  • Der Auslöser 4 umfasst auch die SDTAM-Schutzfunktion und liefert ein Abschaltsignal A an eine Steuerschaltung 6 des Schützes. Ein die Abschaltung des Leistungsschalters 2 bewirkendes Auslösesignal wird nur dann erzeugt, wenn die Überlast während einer bestimmten Zeitspanne (ΔT1) nach Aussendung des Schütz-Abschaltsignals A bestehen bleibt. Im Normalbetrieb bewirkt eine Überlast also die Abschaltung des Schützes. Nach dem Öffnen des Schützes fällt die Überlast weg, und der Auslöser bewirkt keine Abschaltung des Leistungsschalters 2. Das Schütz kann dann entweder von Hand oder automatisch erneut eingeschaltet werden, um eine Wiedereinschaltung des Motors zu ermöglichen.
  • Bei bekannten Einrichtungen verwendet der Auslöser 4 zur Realisierung der SDTAM-Funktion eine Auslösekurve C1 (2), die durch einfache Verschiebung der ursprünglichen Auslösekurve C2 der langzeitverzögerten Schutzfunktion erhalten wird. 3 zeigt einen Auslöser bekannter Art mit SDTAM-Schutzfunktion. Der Auslöser umfasst eine an die Stromwandler 5 angeschlossene Verarbeitungsschaltung 7 mit einem ersten Ausgang, der mit einem Relais 8 verbunden ist, welches dazu dient, die Abschaltung des Leistungsschalters 2 zu bewirken, wenn es mit einem Auslösesignal D beaufschlagt wird. Die Verarbeitungsschaltung 7 umfasst einen mit der Steuerschaltung 6 des Schützes verbundenen zweiten Ausgang, der bei Erzeugung eines Schütz-Abschaltsignals A1 die Abschaltung des Schützes bewirkt.
  • Die Verarbeitungsschaltung umfasst eine Schaltung 9, die eine thermische Schutzfunktion gewährleistet und eine Größe θ1 erzeugt. Die Größe θ1 wird durch ein Komparatorglied 10 mit einem Langzeitverzögerungs-Ansprechwert SLR verglichen, der vorzugsweise (1,125 Ir)2 entspricht. Der Komparator liefert an seinem Ausgang das Signal A1 zur Abschaltung des Schützes, wenn θ1 den Ansprechwert SLR überschreitet. Der Ausgang des Komparators 10 ist mit dem Eingang eines Zählers 11 verbunden, der eine Zeitverzögerung ΔT1 zwischen seinem Eingangs- und seinem Ausgangssignal erzeugt. Außerdem ist der Ausgang des Komparators 10 mit einem Rückstelleingang (RAZ) des Zählers 11 verbunden. Überschreitet θ1 den Ansprechwert SLR, wird ein Signal A1 ungleich null erzeugt, das die Abschaltung des Schützes 3 und den Beginn des Zählvorgangs durch den Zähler 11 bewirkt. Durch die Abschaltung des Schützes 3 werden die Größe θ1 und damit auch das Signal A1 wieder auf null zurückgestellt. Die absteigende Flanke des Signals A1 stellt den Zähler 11 erneut auf null, so dass kein Signal D erzeugt wird. Schaltet das Schütz, beispielsweise durch Verschweißen oder Kurzschluss seiner Kontakte, oder aufgrund eines Fehlers in seiner Steuerschaltung, in der Verbindung zwischen dem Auslöser 4 und der Steuerschaltung 6 oder in der Verbindung zwischen der Steuerschaltung 6 und dem Schütz 3 nicht ab, wird bei weiter bestehender Überlast der Zählvorgang fortgesetzt und nach Ablauf der Zeitspanne ΔT1 ein Auslösesignal D erzeugt.
  • Bei Auslösern bekannter Art können die Funktionen der Schaltungen 9 und 10 durch ein Bimetall realisiert werden, das von einem den Versorgungsstrom des Motors abbildenden Strom durchflossen wird. Die Schaltung 9 kann gegebenenfalls in Form eines thermischen Elements ausgebildet sein.
  • Wie 2 zeigt, weist bei einer bekannten Einrichtung gemäß 3 die mit Hilfe eines Bimetalls gewonnene Kurve C1 die gleiche Charakteristik auf wie die ursprüngliche Auslösekurve C2 des Auslösers. Wenn Ir dem Einstellstrom des Auslösers entspricht, stellt eine solche Kurve die logarithmische Änderung der Zeit in Abhängigkeit vom Strom dar. Unterhalb eines bestimmten Auslöse-Ansprechwerts, der üblicherweise zwischen 1,05Ir und 1,2Ir und vorzugsweise bei 1,125Ir liegt, wird angenommen, dass keine Überlast vorliegt. Außerdem empfehlen die derzeit geltenden Normen eine bestimmte maximale Auslösezeit bei einem bestimmten Stromwert von 7,2 Ir. In 2 ist die Verschiebung zwischen den Kurven C1 und C2 auf der Zeitachse so, dass der bei einem Wert von 7,2 Ir Abstand zwischen den Kurven lnΔT1 beträgt. Da die Kurven C1 und C2 in logarithmischem Maßstab parallel zueinander verlaufen, sind bei einem gegebenen Stromwert ihre Auslösezeitpunkte nur bei 7,2Ir durch die Zeitspanne ΔT1 getrennt. Die Kurve C3 stellt die tatsächlich am Ausgang des Zählers 11 erhaltene Auslösekurve dar, wenn die Rechenschaltung 9 die Kurve C1 verwendet.
  • Die Kurve C1 kann durch eine Gleichung folgender Art beschrieben werden:
    Figure 00050001
    wobei τ1 eine bestimmte Zeitkonstante und td1 die Auslösezeit der SDTAM-Funktion darstellen.
  • Die Kurve C3 ergibt sich dann aus: td2 = td1 + ΔT1 (2)wobei td2 die Auslösezeit der tatsächlich erhaltenen langzeitverzögerten Schutzfunktion darstellt. Das SDTAM-Signal wird also systematisch um ΔT1 = 0,5s vor dem zugeordneten Auslösebefehl erzeugt.
  • Die Gleichung (2) lässt sich jedoch auch wie folgt darstellen:
  • Figure 00050002
  • Aufgrund der Konstante ΔT1 kann eine solche Funktion den thermischen Zustand des Motors nicht abbilden.
  • So weicht die Kurve C3, wie dies auch aus 2 hervorgeht, von der ursprünglich vorgesehenen Kurve C2 ab, die folgende Form aufweist:
    Figure 00050003
    wobei τ2 ≠ τ1.
  • Diese durch die SDTAM-Funktion verursachte Änderung ist unerwünscht, und der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beheben.
  • 4 zeigt eine besondere Ausgestaltung der Verarbeitungsschaltung eines langzeitverzögerten Auslösers, auf den für die nachfolgende Beschreibung der Erfindung Bezug genommen wird. Die besondere Ausgestaltung gemäß 4 wurde in der am 23.12.1996 eingereichten französischen Patentanmeldung Nr. 96 16 152 der Anmelderin beschrieben, die der vorliegenden Anmeldung zur Information beigefügt ist. Sie umfasst eine Abtast- und Quadrierschaltung 12, die von den Messstromwandlern 5 mit den Stromsignalen beaufschlagt wird. Die Quadrate Ik 2 der Stromabtastwerte werden dem Eingang eines Digitalfilters mit endlicher Impulsantwort 13, eines so genannten FIR-Filters zugeführt. Die Ausgangssignale des FIR-Filters 13 bilden das Quadrat des Effektivwerts des Motor-Versorgungsstroms Ieff2 ab. Ein Digitalfilter mit unendlicher Impulsantwort 14, ein so genanntes IIR-Filter, ist mit dem FIR-Filter in Reihe geschaltet. Der Eingang des IIR-Filters 14 wird mit den Signalen Ieff2 beaufschlagt und liefert an seinem Ausgang eine Größe θ2, die den thermischen Zustand des Motors abbildet. Der Komparator 10 vergleicht diese Größe θ2 mit dem Ansprechwert SLR und liefert ein Auslösesignal D1, wenn θ2 größer oder gleich dem Ansprechwert SLR ist.
  • Erfindungsgemäß erfolgt die Integration der SDTAM-Funktion, ohne dass die Bestimmung der Größe θ2 und damit die Erzeugung des Auslösesignals D1 nach einer bestimmten Auslösekurve C2 verändert werden. In 5 sind nur die für das Verständnis des Vorgangs nötigen Teilkomponenten dargestellt.
  • Bei der in 5 dargestellten Ausgestaltung werden wie zuvor der Eingang des IIR-Filters 14 mit dem Quadrat des Effektivwerts des Stroms Ieff2 beaufschlagt und die Ausgangsgröße θ2 des Filters 14 durch den Komparator 10 mit dem Ansprechwert SLR verglichen, um ein Auslösesignal entsprechend der Auslösekurve C2 zu liefern. Der Auslöser umfasst darüber hinaus eine Rechenschaltung 15 zur Berechnung einer Größe θ3. Die Schaltung 15 erhält an ihren Eingängen die Signale Ieff2 und θ2. Der Komparator 16 vergleicht anschließend die Größe θ3 mit dem Ansprechwert SLR und liefert ein Steuersignal A2 zur Abschaltung des Schützes.
  • Bei der dargestellten besonderen Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich die zeit- und stromabhängige Größe θ2 aus einer Gleichung folgender Art: θ2 = Ieff2(1 – e–t/τ), (5)wobei t der Zeit und τ einer bestimmten Zeitkonstante entspricht, welche die Schutzfunktion entsprechend der Auslösekurve C2 aus 2 und 7 abbildet. Die Kurve C2 entspricht der obigen Gleichung (4) mit τ = τ2. Die Änderung von θ2 in Abhängigkeit von der Zeit bei einem bestimmten Strom Ieff ist in 6 dargestellt.
  • Die Größe θ3 wird so berechnet, dass sie zu jedem Zeitpunkt einem der Größe θ2 um ΔT1 voreilenden Signal, d.h. einer Gleichung folgender Form entspricht: θ3 = Ieff2(1 – e–(t+ΔT1)/τ)). (6)
  • 6 zeigt die Kurve, die die Änderung von θ3 in Abhängigkeit von der Zeit t bei einem bestimmten Effektivwert des Stroms Ieff darstellt. Die Gleichung (6) kann wie folgt ausgedrückt werden: θ3 = Ieff2 – (Ieff2 – θ2)e–(ΔT1)/τ). (7)
  • Da ΔT1 und τ bestimmte Konstanten darstellen, kann θ3 unter Wegfall der Zeitvariable sehr schnell aus den bereits verfügbaren Werten für Ieff2 und θ2 berechnet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass bei der Einrichtung bekannter Art (3) durch Verwendung der Schaltung 9 der Effektivwert des Stroms nicht verfügbar ist.
  • Im Allgemeinen beträgt ΔT1 = 0,5s, und der Wert für τ ist im Verhältnis zu ΔT1 sehr groß, d.h. etwa 100 bis 200 s. Dadurch wird der Koeffizient e–ΔT1/τ sehr klein und kann mit 1 – ΔT1/τ gleichgesetzt werden. Die Gleichung (7) lässt sich dann vereinfachen und kann durch folgende Gleichung ersetzt werden: θ3 = θ2 + ΔT1(Ieff2 – θ2)/τ. (8)
  • Die mit den Signalen D1 und A2 aus 5 erhaltenen Auslösekurven C2 bzw. C4 sind in 7 dargestellt. Die Auslösekurve C2 ist die gewünschte Kurve, und das Signal θ3 eilt wie in 6 dargestellt dem Signal θ2 ständig um ΔT1 voraus, so dass das Signal A2 unabhängig vom Wert des Stroms den Ansprechwert SLR mit einem Zeitvorsprung von ΔT1 vor D1 erreicht.
  • Nach einer vorzugsweisen Ausgestaltung ist der Auslöser als Auslöser mit Eigenstromversorgung, d.h. mit einer Stromversorgung über die Stromwandler ausgebildet. In diesem Fall bewirkt die Stromunterbrechung durch die Abschaltung des Schützes 3 die Unterbrechung der Stromversorgung des Auslösers und automatisch die Rückstellung des Signals D1 auf null.
  • Bei einer Störung des Motor-Versorgungsstroms können Schwingungen des Signals θ3 auftreten, und zwar insbesondere in dem nahe am Ansprechwert SLR liegenden Bereich der Auslösekurve, wo die Auslösezeit sehr lang ist. Solche Schwingungen von θ3 in der Nähe des Auslöse-Ansprechwerts wirken sich auf den Zeitabstand zwischen den Signalen A2 und D1 aus. Diese Auswirkung ist in 8 dargestellt, in der die Kurve θ3 um den Verlauf der gemäß 6 eigentlich zu erreichenden theoretische Kurve θ4 schwingt. So zeigt sich, dass zwischen dem Zeitpunkt t1, an dem θ2 den Ansprechwert SLR erreicht, und dem Zeitpunkt t2, an dem θ4 den Ansprechwert erreichen müsste, der zeitliche Abstand zwar ΔT1 ist, die Kurve θ3 diesen Ansprechwert aber tatsächlich zu einem Zeitpunkt t3 erreicht, der im Diagramm vor dem Zeitpunkt t2 liegt. Die Zeitspanne ΔT2 zwischen dem Absetzen des Signals A2 bei t3 und der eventuellen Aussendung des Auslösesignals D2 zum Zeitpunkt t1 ist hier also größer als die gewünschte Zeitspanne ΔT1.
  • Nach der vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung gemäß 9 ist ein Zähler 17 mit dem Ausgang des Komparators 16 aus 5 verbunden. Der Zähler 17 fügt die Zeitverzögerung ΔT1 ein und erzeugt nach dieser Verzögerungszeit ΔT1 ein Signal D2 in Abhängigkeit von einem Signal A2. Die Signale D1 und D2 werden Eingängen einer logischen ODER-Schaltung 18 zugeführt, die an ihrem Ausgang das Auslösesignal D liefert, mit dem das Relais 8 zur Abschaltung des Leistungsschalters 2 beaufschlagt wird.
  • Bei ungestörten Stromsignalen entspricht somit das Auslösesignal D dem Signal D1, das genau der gewünschten bestimmten Auslösekurve C2 entspricht. Eine gegebenenfalls in dem nahe am Ansprechwert liegenden Bereich der Auslösekurve auftretende Störung des Stroms bewirkt hingegen eine Veränderung der Auslösekurve C2, um einen konstanten zeitlichen Abstand ΔT1 zwischen den Signalen A2 und D zu gewährleisten.
  • Wie zuvor werden die Signale D1, D2 und D nur dann tatsächlich erzeugt, wenn nicht das Signal A2 bereits die Abschaltung des Schützes und damit die Unterbrechung der Stromversorgung des Motors bewirkt hat. Andernfalls bewirkt diese Unterbrechung auch die Unterbrechung der Stromversorgung des Auslösers mit Eigenstromversorgung und insbesondere des Zählers 17 und der ODER-Schaltung 18.
  • In bestimmten Anwendungen kann das Signal A2 dazu verwendet werden, um eine Alarmmeldung abzusetzen oder um anzuzeigen, ob es sich bei dem Fehler um einen thermischen Fehler, d.h. um eine Überlast handelt.
  • Die Funktionen der Filter 13 und 14, der Quadrierschaltungen, der Rechenschaltungen (15) und der Komparatorschaltungen (10, 16) können ganz oder teilweise von einem Mikroprozessor übernommen werden.

Claims (8)

  1. Schutzeinrichtung für einen Motor (1), der über einen Leistungsschalter (2) und ein in Reihe dazu geschaltetes Schütz (3) aus einem elektrischen Leitungsnetz gespeist wird, welche Einrichtung Messmittel (5) zur Messung des Motor-Versorgungsstroms, einen an die Messmittel angeschlossenen Auslöser (4) mit ersten Mitteln zur Erzeugung eines Signals (A, A1, A2) zur Abschaltung des Schützes (3) im Überlastfall sowie mit zweiten Mitteln zur anschließenden Erzeugung eines Auslösesignals (D, D1) zur Abschaltung des Leistungsschalters bei Fortbestehen der Überlast über eine bestimmte Zeitspanne (ΔT1) nach Erzeugung des Schütz-Abschaltsignals, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Mittel Bestimmungsmittel (12, 13) zur Bestimmung einer, das Quadrat des gemessenen Stroms abbildenden ersten Größe (Ieff2), mit den Bestimmungsmitteln (12, 13) verbundene erste Verarbeitungsmittel (14) zur Bestimmung einer den thermischen Zustand des Motors abbildenden zweiten Größe (θ2) sowie erste Vergleichsmittel (10) zum Vergleich der zweiten Größe (θ2) mit einem bestimmten Auslöse-Ansprechwert (SLR) umfasst, derart dass eine bestimmte Zeit/Strom-Schutzfunktion (C2) realisiert wird, wobei die ersten Mittel an den Ausgang der Bestimmungsmittel zur Bestimmung der ersten Größe (Ieff2) und an den Ausgang der ersten Verarbeitungsmittel (14) angeschlossene zweite Verarbeitungsmittel (15) zur Bestimmung einer dritten Größe (θ3) sowie zweite Vergleichsmittel (16) umfassen, die dazu dienen, die dritte Größe (θ3) mit dem Auslöse-Ansprechwert (SLR) zu vergleichen und das Signal (A2) zur Abschaltung des Schützes zu liefern, wenn die dritte Größe (θ3) den genannten Ansprechwert erreicht über überschreitet.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Verarbeitungsmittel (14) die zweite Größe (82) entsprechend einer ersten Gleichung der Form θ2 = Ieff2(1 – e–t/τ)bestimmen, wobei Ieff2 die das Quadrat des Effektivwerts des gemessenen Stroms abbildende erste Größe, t die Zeit und τ eine bestimmte, die Schutzfunktion (C2) abbildende Zeitkonstante darstellen.
  3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Verarbeitungsmittel (15) die dritte Größe (θ3) entsprechend einer zweiten Gleichung der Form θ3 = Ieff2 – (Ieff2 – θ2)e–ΔT1/τ bestimmen, wobei ΔT1 die genannte bestimmte Zeitspanne zwischen einem Signal (A, A1, A2) zur Abschaltung des Schützes und einem gegebenenfalls erzeugten, zugeordneten Auslösesignal (D) darstellen.
  4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitkonstante τ hoch ist und die zweiten Verarbeitungsmittel (15) die dritte Größe (θ3) entsprechend einer dritten Gleichung der Form θ3 = θ2 + ΔT1(Ieff2 – θ2)/τbestimmen, wobei ΔT1 die genannte bestimmte Zeitspanne zwischen einem Signal (A, A1, A2) zur Abschaltung des Schützes und einem gegebenenfalls erzeugten, zugeordneten Auslösesignal (D) darstellen.
  5. Einrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Bestimmung der ersten Größe Mittel zur Abtastung und Quadrierung (12) der von den Strommessmitteln 5 gelieferten Stromsignale sowie ein Filter mit endlicher Impulsantwort (13) umfassen.
  6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Verarbeitungsmittel (14) ein Filter mit unendlicher Impulsantwort umfassen.
  7. Einrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit dem Ausgang der zweiten Vergleichsmittel (16) verbundene Zeitverzögerungsmittel (17) sowie eine ODER-Schaltung (18) mit einem an den Ausgang der ersten Vergleichsmittel (10) angeschlossenen ersten Eingang und einem an den Ausgang der Zeitverzögerungsmittel (17) angeschlossenen zweiten Eingang umfasst, wobei das Auslösesignal (D) am Ausgang der ODER-Schaltung (18) bereitgestellt wird.
  8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitverzögerungsmittel (17) als Zähler ausgebildet sind.
DE69832916T 1997-03-19 1998-02-27 Motorschutzeinrichtung mit voreilendem thermischem Überlastschutz Expired - Lifetime DE69832916T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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FR9703569A FR2761209B1 (fr) 1997-03-19 1997-03-19 Dispositif de protection d'un moteur avec une fonction signal defaut thermique avance a la manoeuvre
FR9703569 1997-03-19

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Publication Number Publication Date
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DE (1) DE69832916T2 (de)
ES (1) ES2252820T3 (de)
FR (1) FR2761209B1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018055078A1 (de) * 2016-09-23 2018-03-29 Eaton Electrical Ip Gmbh & Co. Kg Motorstarter

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPP842799A0 (en) * 1999-02-02 1999-02-25 Nu-Lec Pty Ltd Protection relay for a circuit breaker
FR2802019B1 (fr) * 1999-12-06 2002-01-18 Schneider Electric Ind Sa Relais de protection thermique
US7492564B2 (en) * 2005-09-30 2009-02-17 Rockwell Automation Technologies, Inc. Protection apparatus for an electrical load
US10928814B2 (en) 2017-02-24 2021-02-23 General Electric Technology Gmbh Autonomous procedure for monitoring and diagnostics of machine based on electrical signature analysis
US10403116B2 (en) 2017-06-20 2019-09-03 General Electric Company Electrical signature analysis of electrical rotating machines

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3638157A (en) * 1969-05-28 1972-01-25 Westinghouse Electric Corp Combination motor starter
EP0135870A1 (de) * 1983-09-27 1985-04-03 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. Verfahren und Vorrichtung zur Überlastsicherung elektrischer Leistungsverbraucher
DE3432476A1 (de) * 1984-09-04 1986-03-13 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Schalterschuetz

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018055078A1 (de) * 2016-09-23 2018-03-29 Eaton Electrical Ip Gmbh & Co. Kg Motorstarter
US10720859B2 (en) 2016-09-23 2020-07-21 Eaton Intelligent Power Limited Motor starter

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