热保护继电器制造技术

该热保护继电器根据测量的电流值、前一个热像值和预先设定的发热时间常数（て＃－［１］）和冷却时间常数（て＃－［２］），确定代表需保护的设备的热像的值（Ｅ）。该继电器考虑（ｃ３）由设备的实验的耐热曲线决定的非零初始热像（Ｅ＃－［ｓ０］）。例如在电机的情况下，能够使得继电器的冷态跳闸曲线降低，而没有改变热态跳闸曲线，从而使得继电器的跳闸曲线更接近电机的耐热曲线。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于保护电设备的热保护继电器，包括测量装置，用来测量由该设备吸收的电流；一确定装置，用来根据测量的电流值、前一个热像值和至少一个预先设定的时间常数，确定代表该设备的热像(thermalimage)的值；另一确定装置，用来确定至少一个保护阈值；比较装置，用来将代表热像的值与保护阈值进行比较；和发生装置，当表示热像的值超出保护阈值时，用来产生报警和/或跳闸信号。这种继电器1可以用来保护电机2(附图说明图1)、变压器、电力线路或电容器组。如图1中所示，电流传感器3向继电器1提供代表由电机2吸收的电流的信号。根据测得的电流，继电器1计算代表电机2的热像的值，即，表示电机发热。在由于例如过载导致严重过热和分别超出报警阈值Esa或跳闸阈值Esd的情况下，该继电器1提供报警信号或跳闸信号。跳闸信号使得接触器4断开并中断电机2的供电。在传统的方式中，根据下面的公式，计算在时间t的热像的值EkEk=Ek-1+[IeqIb]2•Δtτ-Ek-1•Δtτ--(1)]]>其中Ek-1是在时间(t-Δt)计算的前一个热像值。Ieq是等效电流，表示由电机吸收的电流并且由测量到的电流决定。Ib是设备的基准电流，即，由在正常工作条件下运行的设备吸收的电流。τ是需保护的设备的时间常数。通常地，时间常数τ可以采用两个截然不同的值，当电机运行时的发热时间常数τ1，和是由制造商提供的，当电机不运行时的冷却时间常数τ2。在已知的方式中，根据下面的公式，由测量到的电流计算等效电流IeqIeq2=I2+Iinv2(2)其中I是测量到的在向该设备供电的相导体中流过的有效电流的最大值。Iinv是测得的反向电流。K是可调节的系数。如图2中所示，因此可以确定该继电器的冷态和热态时间/电流跳闸曲线，分别为Cf1和Cc1(图中的虚线)。根据下面的公式，冷态跳闸曲线Cf1限定自零发热的保护继电器的跳闸时间tτ=log(IeqIb)2(IeqIb)2-Esd--(3)]]>其中Esd是跳闸阈值。根据下面的公式，热态跳闸曲线Cc1根据标准发热值(level)E=1限定保护继电器的跳闸时间tτ=log((IeqIb)2-1(IeqIb)2-Esd)--(4)]]>由于预先设定的电流大于稳态工作条件中的最大电流，需保护的冷状态的电机的跳闸时间大于从热状态电机得到的跳闸时间。作为一个例子，在图2中，对于电流Ieq/Ib=2，处于冷态(点A1)时该继电器的跳闸时间是665秒而处于热态(点A2)时为70秒。制造商通常提供该设备的实验获得的热态和冷态下的耐热曲线(thermalresistance curve)。在图2中，当电机的热Cc1m和冷Cf1m曲线(虚线)相对于相关的继电器的曲线Cc1和Cf1向上移动。因此通过该继电器可以对相应的电机正确地进行保护。但是出现了比相关的继电器曲线(Cc2和Cf2)更接近的电机的热态和冷态下的耐热曲线(Cc2m和Cf2m)情况，如图3中所示。在图3表示的例子中，对于电流Ieq/Ib=2，继电器的热态的耐热时间(thermal resistance time)是250秒，由于如前所述低于相对应的电机的耐热时间。但是，继电器的冷态跳闸时间是620秒(点A4)，大于电机的冷态耐热时间(点A5)。因此当其自冷状态经受过载时不能正确地保护，尽管自热状态的跳闸保持确保在需要时间内。通过降低继电器的发热时间常数τ1，继电器的两个跳闸曲线可以向下移动。因此所得到的新的热态跳闸曲线Cc3和冷态跳闸曲线Cf3全部位于电机的相关曲线(Cc2m和Cf2m)的下面。于是新的冷态耐热时间(点A6)低于电机的冷态耐热时间(点A5)。这一点对于热态耐热时间(点A7和A3)是同样的。但是，继电器的热态跳闸曲线的降低启动中可能引起问题。继电器的热态跳闸曲线Cc3实际上可以穿过电机启动曲线，如图3中所示。在图3中，表示两个启动曲线Cd1和Cd2。在电机的启动中，每个曲线分别表示对于按照额定电压Un(Cd1)启动的和按照电压0.9Un(Cd2)启动的电流值相对时间的关系。热态跳闸曲线Cc3在点A8穿过启动曲线Cd1和在点A9穿过启动曲线Cd2因此，在热启动的情况下，电流值使得它立即引起跳闸，因此防止任何热启动。本专利技术的目的在于克服这些缺点和为处于各种情况下的设备提供良好的热保护。根据本专利技术，通过这样的事实实现该目的，考虑采用非零初始热像来决定热像，从设备的实验的耐热曲线确定初始热像的值。根据本专利技术的一个改进，保护阈值是跳闸阈值，通过公式(5)得出继电器的冷态跳闸时间ttτ=log((IeqIb)2-Es0)((IeqIb)2-Esd)--(5)]]>其中τ是继电器的时间常数Ib是设备的基准电流Ieq是表示测量到的电流的等效电流Es0是初始热像Esd是跳闸阈值最好根据公式(6)确定初始热像Es0Es0=(IrIb)2-etrτ1•[(IrIb)2Esd]--(6)]]>其中Ib是设备的基准电流Ir是预先设定的设定电流tr是与设定电流Ir相关的所需要的冷态跳闸时间τ1是发热时间常数，由设备的实验热态耐热曲线决定。此外，该继电器包括测量装置，用来测量周围环境温度；和校正装置，用来根据测量到的周围环境温度校正代表热像的值。根据本专利技术的另一个改进，在电机的情况下，时间常数、报警和/或跳闸阈值和初始热像构成继电器的一组参数，该继电器包括比较装置，用来将测量到的电流与表示电机转子的停止状态的电流阈值进行比较，和选择装置，用来当测量到的电流小于电流阈值时选择第一组参数，和用来当测量到的电流大于电流阈值时选择第二组参数。从下面对本专利技术的特定实施例的描述中，这些实施例仅仅作为非限定性的例子给出和在附图中表示的，本专利技术的其它优点和特点将更清楚，其中图1以非常简略的方式表示根据现有技术的其中可以实现本专利技术的电机的热保护继电器。图2和3表示根据现有技术的电机的时间/电流耐热曲线，此外图3表示电机的启动曲线。图4表示根据本专利技术的电机的启动曲线以及电机和继电器的耐热曲线。图5表示分别根据现有技术和本专利技术的过载过程中的热像E变化相对于时间的关系。图6和7表示能在根据本专利技术的继电器中实现的流程图的特定实施例。图8表示，处于正常工作中和停止转子时的电机的耐热曲线，以及电机的启动曲线。在图4表示的本专利技术的实施例中，电机的耐热曲线Cf2m和Cc2m，和电机的启动曲线Cd1和Cd2与图3中的相同。继电器的热态跳闸曲线Cc2同样保持不变，不相交电机启动曲线Cd1和Cd2。另一方面继电器的冷态跳闸曲线Cf变化，从而下降到电机的冷耐热曲线Cf2m的下面。作为一个例子，对于Ieq/Ib=2，点A3不改变，继电器的冷态曲线Cf的点A10位于电机的冷态曲线Cf2m的点A5的下面。当计算代表热像的值E时，考虑非零初始热像Es0得到该结果。改变和通过公式(5)替代给出继电器的冷态跳闸时间的公式(3)。如果Es0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于保护电设备（２）的热保护继电器（１），包括：测量装置（３），用来测量由该装置吸收的电流；一确定装置，用来根据测量的电流值（Ｉ↓［ｅｑ］）、前一个热像值（Ｅ↓［ｋ－１］）和至少一个预先设定的时间常数（τ↓［１］，τ↓［２］），确定代表该设备的热像的值；另一确定装置（Ｆ５，Ｆ６），用来确定至少一个保护阈值（Ｅ↓［ｓａ］，Ｅ↓［ｓｄ］）；比较装置（Ｆ１５，Ｆ１７），用来将代表热像的值（Ｅ↓［ｋ］）与保护阈值进行比较；和发生装置（Ｆ１６，Ｆ１８），当表示热像的值超出保护阈值时，用来产生报警和／或跳闸信号，该继电器的特征在于考虑采用非零初始热像（Ｅ↓［ｓ０］）来决定热像，从设备的实验的耐热曲线（Ｃ↓［ｆ２ｍ］，Ｃ↓［ｃ２ｍ］；Ｃ↓［ｆ３ｍ］，Ｃ↓［ｃ３ｍ］）确定初始热像的值。

【技术特征摘要】
FR 1999-12-6 99153151．一种用于保护电设备(2)的热保护继电器(1)，包括测量装置(3)，用来测量由该装置吸收的电流；一确定装置，用来根据测量的电流值(Ieq)、前一个热像值(Ek-1)和至少一个预先设定的时间常数(τ1,τ2)，确定代表该设备的热像的值；另一确定装置(F5,F6)，用来确定至少一个保护阈值(Esa,Esd)；比较装置(F15,F17)，用来将代表热像的值(Ek)与保护阈值进行比较；和发生装置(F16,F18)，当表示热像的值超出保护阈值时，用来产生报警和/或跳闸信号，该继电器的特征在于考虑采用非零初始热像(Es0)来决定热像，从设备的实验的耐热曲线(Cf2m,Cc2m；Cf3m,Cc3m)确定初始热像的值。2．根据权利要求1所述的继电器，特征在于保护阈值是跳闸阈值，通过如下公式得出继电器的冷态跳闸时间ttτ=log((IeqIb)2-Es0)((IeqIb)2-Esd)]]>其中τ是继电器的时间常数Ib是设备的基准电流Ieq是表示测量电流的等效电流Es0是初始热像Esd是跳闸阈值3．根...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯恩哈德戈特齐格，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]