差动保护设备和方法以及包括这种设备的电气装置制造方法及图纸

差动保护设备包括差动电流测量传感器(1)和处理单元(2)，处理单元连接到所述传感器，以接收差动电流测量信号(Id)并且将跳闸信号(D)递送到致动器(4)。处理单元包括差动故障检测模块(20)、由所述差动故障检测模块(20)控制的跳闸延迟模块(21)、以及用于检测高能量信号的模块(22)。所述跳闸延迟模块(21)连接到用于检测高能量信号的所述模块(22)，并且包括跳闸延迟管理(28)，用于取决于高能量信号存在的检测来监测跳闸延迟的持续时间(TD)。装置包括这种设备。方法包括延迟管理步骤。

Differential protection equipment and methods and electrical devices including such equipment

The differential protection device includes a differential current measurement sensor (1) and a processing unit (2), which are connected to the sensor to receive the differential current measurement signal (Id) and transmit the trip signal (D) to the actuator (4). The processing unit includes a differential fault detection module (20), a trip delay module (21) controlled by the differential fault detection module (20), and a module (22) for detecting high-energy signals. The tripping delay module (21) is connected to the module (22) for detecting high energy signals and includes a tripping delay management (28) for monitoring the duration of the tripping delay (TD) depending on the detection of the presence of high energy signals. The device includes such equipment. The method includes delay management steps.

【技术实现步骤摘要】
差动保护设备和方法以及包括这种设备的电气装置
本专利技术涉及一种差动保护设备，包括：-差动电流测量传感器，以及-差动故障处理单元，连接到所述测量传感器，以接收差动电流测量信号并且将跳闸信号递送到致动器，所述处理单元包括：-差动故障检测模块，接收表示差动电流的信号并递送表示差动故障阈值超标(thresholdexceedance)的信号，-跳闸延迟模块，由所述差动故障检测模块控制，以当所述差动故障阈值被超过时激活所述跳闸延迟，以及-用于检测高能量信号的模块。本专利技术涉及一种差动保护方法，包括：-测量表示差动电流的信号，-差动故障处理，以当差动故障信号超过预定跳闸阈值达预定持续时间时递送跳闸信号，以及-检测高能量差动信号。本专利技术还涉及一种电开关装置，包括与主触头串联连接的主导体、用于打开所述主触头的机构、以及用于在差动电气故障的情况下控制所述主触头的打开的差动保护设备。
技术介绍
已知的差动保护设备(诸如图1的示图中所示的那些)包括连接到处理电路2的差动电流Id测量传感器1，以通过跳闸继电器4使主触头3的开口跳闸。当差动保护设备不属于必须以其自身电流操作的设备的类别时，处理电路一般由电源电路5供电。测量传感器1一般包括由围绕主导体7的磁性材料制成的环面6、以及将表示差动电流Idp的测量电流Id递送到传感器的初级绕组的次级绕组8。次级电流Id流过测量电阻器9，以向处理电路递送表示次级电流Id的测量信号Vd。由两个头尾连接的二极管10表示的电压限制器限制信号Vd的电压，以保护处理电路。施加到主导体并生成高差动电流的高能量扰动可以干扰电流传感器1的操作。这种差动电流具体是由于短持续时间发生的高值差动故障，例如高于跳闸阈值几倍的故障。一些电流可以达到几安培。其它干扰电流是由于关于标准曲线(例如8/20)的粘附测试的放电所引起的电流或者是由于主导体与质块或地之间的实际放电。短持续时间的高差动电流不得使主触头的开口跳闸，尤其是当差动保护设备处于配电头处时。这种类型的设备常常包括跳闸延迟，以确保位于下游的差动保护装置的选择性。具体地，当电流传感器是具有磁路的环面时，即使在主导体上的高差动电流已经消失之后，存储在传感器中的能量也继续递送次级电流Id。这种残留的次级电流被处理电路视为正在进行的故障电流，并且即使故障已经消失也会引起跳闸。在这些情况下，延迟可能无法确保对非常高能量的干扰电流具有足够的抗扰度。因此，这种非常高能量的干扰电流会影响选择性保护设备的选择性。文献EP2352213描述了一种用于减轻这种缺点的解决方案。这包括只要测量信号在干扰波之后没有回到接近零的值就抑制跳闸。这种解决方案对于其磁路由常规材料(诸如FeNi(铁-镍))制成的测量传感器正确地操作。但是，对于诸如铁氧体之类的其它材料，在传感器的次级绕组上恢复的能量非常高。在这种情况下，上述解决方案不再足以覆盖所有操作配置。
技术实现思路
本专利技术的主题是具有对干扰电流非常高的抗扰度的差动保护设备和方法。在根据本专利技术的差动保护设备中，包括：-差动电流测量传感器，以及-差动故障处理单元，连接到所述测量传感器，以接收差动电流测量信号并且将跳闸信号递送到致动器，所述处理单元包括：-差动故障检测模块，接收表示差动电流的信号并递送表示差动故障阈值超标的信号，-跳闸延迟模块，由所述差动故障检测模块控制，以在所述差动故障阈值被超过时激活所述跳闸延迟，以及-用于检测高能量信号的模块，所述跳闸延迟模块连接到所述用于检测高能量信号的模块，并且包括跳闸延迟管理，用于取决于高能量信号存在的检测来监测跳闸延迟的持续时间。在一个具体实施例中，所述跳闸延迟模块包括：-当用于检测高能量信号的模块检测到第一高能量波时被控制的长或慢延迟，以及-只要未检测到第一波或者当检测到连续的(asuccessionof)高能量波时默认的短或快延迟。优选地，所述用于检测高能量信号的模块包括至少一个高于差动保护阈值的高能量信号检测阈值，以控制到长或慢延迟的改变。有利地，所述用于检测高能量信号的模块包括：-至少一个第一高能量信号检测阈值，其高于差动保护阈值，以控制到长或慢延迟的改变，-至少一个第二高能量信号检测下限阈值，其高于差动保护阈值，以控制到快或短延迟的改变。优选地，所述用于检测高能量信号的模块包括：在比要被保护的电网的AC信号的半周期短的预定持续时间内对高能量信号检测监测的抑制。优选地，所述跳闸延迟模块包括跳闸延迟管理，其包括用于监测跳闸延迟的持续时间的计数器，所述计数器具有用于慢或快延迟的增量和用于记忆效应的减量，当检测到差动故障时控制慢或快延迟，并且当所述差动故障不再存在时控制记忆功能。有利地，所述计数器具有用于短或快延迟的高增量以及用于长或慢延迟的低增量。有利地，所述计数器具有用于短或快延迟的下限目标值以及用于长或慢延迟的上限目标值。优选地，差动电流测量传感器是包括由铁氧体材料制成的磁路的传感器。有利地，所述差动保护设备与用于防止电弧的设备相关联，所述差动保护设备和所述电弧保护设备具有共同的差动电流测量传感器。根据本专利技术的、包括与主触头串联连接的主导体和用于打开所述主触头的机构的电开关装置包括上面定义的差动保护设备，该差动保护设备包括取决于高能量信号存在的检测的跳闸延迟管理，所述测量装置位于主导体周围，以测量差动电流，并且所述致动装置与所述打开机构交互。根据本专利技术的差动保护方法包括：-测量表示差动电流的信号，-差动故障处理，以当差动故障信号超过预定跳闸阈值达预定持续时间时递送跳闸信号，-检测高能量差动信号，包括跳闸延迟的管理，以取决于高能量信号存在的检测来监测延迟持续时间，当检测到第一高能量波时所述延迟改变为长延迟。优选地，只要未检测到第一波或者当检测到连续的高能量波时，跳闸延迟的所述管理就默认地控制所述跳闸延迟到短延迟的改变。优选地，高能量信号的所述检测包括在比要被保护的电网的AC信号的半周期短的预定持续时间内对高能量信号检测监测的抑制。有利地，所述跳闸延迟管理包括用于监测跳闸延迟的持续时间的计数器，所述计数器具有用于慢或快延迟的增量和用于记忆效应的减量，当检测到差动故障时控制慢或快延迟，并且当差动故障不再存在时控制记忆功能。附图说明从以下对本专利技术的具体实施例的描述中，其它优点和特征将变得更加清楚，这些描述通过非限制性示例给出并在附图中示出，其中：-图1示出了已知的差动保护设备的示图；-图2示出了根据本专利技术第一实施例的差动保护设备的示图；-图3示出了根据本专利技术第二实施例的、与电弧保护设备相关联的差动保护设备的示图；-图4示出了根据本专利技术第三实施例的差动保护设备的示图；-图5示出了根据本专利技术一个实施例的用于控制差动保护设备的延迟计数器的第一模式的示图；-图6示出了根据本专利技术一个实施例的用于控制差动保护设备的延迟计数器的第二模式的示图；-图7A至7C示出了根据本专利技术一个实施例的差动保护设备中具有干扰信号的信号；-图8A至8C示出了根据本专利技术一个实施例的差动保护设备中具有高信号且无干扰的信号；-图9A至9C示出了根据本专利技术一个实施例的差动保护设备中具有连续高能量信号的信号；-图10示出了根据本专利技术的方法中的延迟管理的流程图；-图11示出了根据本专利技术的方法中的差动保护的流程图。具体实施方式诸如图1中所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.差动保护设备，包括：‑差动电流(Id)测量传感器(1，6，8)，以及‑差动故障处理单元(2)，连接到所述测量传感器，以接收差动电流测量信号(Id)并且将跳闸信号(D)递送到致动器(4)，所述处理单元包括：‑差动故障检测模块(20)，接收表示差动电流(Id)的信号并递送表示差动故障阈值(SD)超标的信号，‑跳闸延迟模块(21)，由所述差动故障检测模块(20)控制，以在所述差动故障阈值被超过时激活所述跳闸延迟，以及‑模块(22)，用于检测高能量信号，其特征在于，所述跳闸延迟模块(21)连接到用于检测高能量信号的所述模块(22)，并且包括跳闸延迟管理(28)，用于取决于高能量信号存在的检测来监测跳闸延迟(TD)的持续时间。

【技术特征摘要】
2017.10.13 FR 17596201.差动保护设备，包括：-差动电流(Id)测量传感器(1，6，8)，以及-差动故障处理单元(2)，连接到所述测量传感器，以接收差动电流测量信号(Id)并且将跳闸信号(D)递送到致动器(4)，所述处理单元包括：-差动故障检测模块(20)，接收表示差动电流(Id)的信号并递送表示差动故障阈值(SD)超标的信号，-跳闸延迟模块(21)，由所述差动故障检测模块(20)控制，以在所述差动故障阈值被超过时激活所述跳闸延迟，以及-模块(22)，用于检测高能量信号，其特征在于，所述跳闸延迟模块(21)连接到用于检测高能量信号的所述模块(22)，并且包括跳闸延迟管理(28)，用于取决于高能量信号存在的检测来监测跳闸延迟(TD)的持续时间。2.根据权利要求1所述的保护设备，其特征在于所述跳闸延迟模块(21)包括：-当用于检测高能量信号的模块检测到第一高能量波时被控制的长或慢延迟(TD2)，以及-只要未检测到第一波或者当检测到连续的高能量波时默认的短或快延迟(TD1)。3.根据权利要求2所述的保护设备，其特征在于用于检测高能量信号的所述模块(22)包括至少一个高于差动保护阈值(SD)的高能量信号检测阈值(SP，SPA，SPB)，以控制到长或慢延迟(TD2)的改变。4.根据权利要求3所述的保护设备，其特征在于用于检测高能量信号的所述模块(22)包括：-至少一个第一高能量信号检测阈值(SPA)，其高于差动保护阈值(SD)，以控制到长或慢延迟(TD2)的改变，-至少一个第二高能量信号检测下限阈值(SPB)，其高于差动保护阈值(SD)，以控制到快或短延迟(TD1)的改变。5.根据权利要求1至4中任一项所述的保护设备，其特征在于用于检测高能量信号的所述模块(22)包括在比要被保护的电网的AC信号的半周期短的预定持续时间(TI)内对高能量信号检测监测的抑制(30，44)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的保护设备，其特征在于所述跳闸延迟模块(21)包括跳闸延迟管理，其包括用于监测所述跳闸延迟持续时间(TD)的计数器(CPT，35)，所述计数器具有用于慢或快延迟的增量(28A，28B，53)和用于记忆效应的减量(26)，当检测到差动故障时控制所述慢或快延迟(TD1，TD2)，并且当所述差动故障不再存在时控制记忆功能(26，54)。7.根据权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：JB伯纳德，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR