[发明专利]具有相重构功能的电子跳闸装置和包括该跳闸装置的断路器

说明书

本发明涉及具有相重构(reconstitution)功能的跳闸装置，还涉及包括这种跳闸装置的断路器。

具有相重构功能的跳闸装置一般包括在两个主相导体上设置的两个传感器，当电力系统为三相系统时，重构表示第三相的信号。各传感器也可以围绕在两个主导体周围，使电流的测量可表示两相电流之和。在美国专利US5777835和US5815357中特别披露了跳闸装置的这些类型。

为了重构未测量的相，供给电流信号的采样装置按规则的间隔采样。然后，包括微处理器的处理装置逐点计算漏相信号。

在这种处理模式中，漏相的计算不容易足够精确。电流传感器，例如磁路电流变压器实际上包括非线性响应。响应的非线性实际上是由于大电流下磁路的饱和造成的。

因此，一旦主导体中的电流增加，逐点重构就变得不精确。

本发明的目的在于提供具有在宽测量范围内可实现重构精度的相重构功能的电子跳闸装置。

在根据本发明的跳闸装置中，相重构装置包括：

第一确定装置，用于确定表示由两个传感器提供的电流信号幅度的信号，

第二确定装置，用于确定在表示由两个传感器提供的信号的信号之间相移的信号，和

第三确定装置，与第一和第二确定装置连接，用于根据表示幅度的信号和表示由两个传感器提供的信号的相移信号确定表示重构的相电流的信号。

在优选实施例中，第二确定装置包括用于计算表示由两个传感器提供的信号的信号之间的相移的余弦的装置。

第二确定装置最好包括用于确定由电流传感器提供的信号在预定方向上通过零时的时间的装置，所述时间在第一信号通过零时为第一时间，在第二信号通过零时为第二时间，而在第三信号通过零时为第三时间，表示相移的信号与第一和第二时间之间的时间与相应于第一信号周期的第一和第三时间之间的时间之比值略成正比。

在优选实施例中，第三确定装置包括计算乘积信号的第一装置，用于计算表示幅度的信号和表示相移的信号的乘积。

此外，第三确定装置包括用于计算和信号的第二装置，以便计算幅度信号的平方与乘积信号之和。

跳闸装置最好包括用于确定零相序列电流的装置，该装置包括设置在所有主导体上的电流传感器。

在优选实施例中，当由两个传感器提供的至少一个电流信号超过第一预设定阈值时，用于使用由第三确定装置提供的信号重构的装置。

各电流传感器最好围绕在两个主导体周围。

在四极的实施例中，跳闸装置包括设置在被保护的主导体上的至少三个传感器，第一确定装置确定表示由传感器提供的电流信号幅度的信号，而与第一和第二确定装置连接的第三确定装置确定表示相电流的信号，该信号根据表示幅度的信号、表示由两个传感器提供的信号的相移的信号和由第三传感器提供的信号重构。

根据本发明实施例的断路器包括与主导体串联连接的至少三个触点和具有上述特征的跳闸装置。

根据仅作为非限定性实例给出且用附图表示的本发明特定实施例的以下说明，将更清楚本发明的其它优点和特征，其中：

图1表示具有公知类型重构功能的跳闸装置的线路图；

图2表示按照本发明实施例的具有重构功能的跳闸装置的线路图；

图3表示来自两个电流传感器的输出信号和相移检测模式；

图4表示具有至少两个重构区域的本发明实施例的跳闸装置的跳闸曲线；

图5表示按照本发明实施例的具有相重构功能的跳闸装置的操作流程图；

图6和图7表示用于包括四极断路器的本发明跳闸装置的另一实施例。

图1的电子跳闸装置包括与两个电流传感器2和3连接的处理单元1，接收表示在被保护的导体36中流动的电流Ip1、Ip2和Ip3的信号Is1和Is3。

信号Is1和Is3被施加在电流信号处理电路4的输入端。处理电路4将表示由电路4测量和处理的电流的信号提供给跳闸功能处理电路5。

与处理电路4和5连接的重构电路6接收表示被测电流的信号，并提供表示重构相的信号。因此，在图1的装置中，处理电路5接收表示在被保护导体中流动的三相电流的信号。

处理电路5实现跳闸功能，当它接收的电流信号在预定时间期间超过阈值时，就将跳闸信号提供给继电器7。跳闸功能有明显长延迟跳闸功能、短延迟跳闸功能和瞬间跳闸功能。然后，继电器通过打开机构控制触点8的打开。