断路器跳闸单元的电流增益控制制造技术

本发明专利技术涉及断路器跳闸单元的电流增益控制。一种用于断路器的电子跳闸单元（１００），该跳闸单元（１００）包括额定插头（１１０）、处理单元（１４０）和增益控制单元（１２０）。额定插头（１１０）具有每个被配置为指示额定插头（１１０）的特定的额定电流的多个开关（ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ８），并且额定插头（１１０）有选择地为电子跳闸单元（１００）提供额定电流。处理单元（１４０）在上电时从额定插头（１１０）接收和读取所选择的额定电流的值。增益控制单元（１２０）包括多个增益电路（１２２），该增益电路（１２２）中的每一个包括由处理单元（１４０）基于该所选择的额定电流来设定的多个增益开关以控制电子跳闸单元（１００）的输入电流的增益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及断路器跳闸单元。更具体地，本专利技术涉及微处理器控 制的断路器跳闸单元的电流增益控制。
技术介绍
通常，微处理器控制的断路器跳闸单元在故障电流的状况下自动 地操作断路器。断路器跳闸单元通过测量电流并且模拟电缆、电动机 和负载的加热为电缆、电动机及其它负栽提供保护。跳闸单元的电流传感系统在每个相中和中线(neutral)中使用电流传感器，如果使用中 线的话。该微处理器控制的跳闸单元跳闸以断开电路，从而在某些情 况下中断电流。该跳闸单元借助电流传感器、相放大器和A/D转换器 记录流过断路器或者电动机过载继电器的电流。该电流传感器还给跳 闸单元供电。现有的跳闸单元使用具有 一组包括预定电阻器值的电阻 器的额定插头，该电阻器使用由该跳闸单元的微处理器在上电操作期 间所读取的额定值-没定额定电流(即增益)，该额定电流是用于每个单 独的相的电路中所允许的最大连续电流。只要电流保持在规定的保护 等级(即例如，长期的、短期的或者瞬时的)之下，该断路器保持闭 合。该断路器被配置为对电路提供期望类型的保护。因此，保护等级 的修改是非常重要的，并且应该-波恰当地处理。传统的微处理器控制的断路器跳闸单元存在若干缺点。 一个缺点 是通过使用现有的额定插头，需要额外的配置，并且由于与该增益电 路相关联的高阻抗而存在可靠性的担心。另一缺点是现有的跳闸单元 存在噪声和量化误差的问题。当模拟值采取接近每个单独的A/D值的 增量的数字值时，在较低的信号电平附近出现量化误差。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例提供一种断路器的电子跳闸单元。该电子 跳闸单元包括额定插头、处理单元和增益控制单元，该额定插头具有 每个被配置为指示该额定插头的特定的额定电流的多个开关，并且该 额定插头有选择地为该电子跳闸单元提供额定电流，该处理单元在上 电时从该额定插头接收并且读取该所选择的额定电流的值，该增益控制单元包括多个增益电路。该增益电路中的每一个包括多个由处理单 元基于该所选择的额定电流而设定的增益开关以控制该电子跳闸单元 的输入电流的增益。本专利技术的另一示例性实施例提供一种控制包括具有多个开关的额 定插头、处理单元和增益电路的断路器跳闸单元的输入电流的电流增额定电流、借助该处理单元读取并且确定该特定的额定电流的值、借 助处理单元设定该增益电路并且控制该断路器跳闸单元的输入电流的 电流增益。额外的特点和优势通过本专利技术的示例性实施例的技术来实现。这 里将详述本专利技术的其它实施例和方面，并且该其它实施例和方面祐J人 为是该请求保护的专利技术的一部分。为了更好的理解本专利技术及其优势和 特点，参考说明书和附图。附图说明图1是能够在本专利技术的实施例中实施的断路器的电子跳间单元的 示意图。图2是能够在本专利技术的实施例中实施的图1的电子跳闸单元的额 定插头的示意图。图3是能够在本专利技术的实施例中实旅的图1的增益控制单元的增 益电路的示意图。图4A和图4B是能够在本专利技术的实施例中实施的图1的增益控制 单元的增益电路的示意图。元件列表SW1开关SW2开关SW3开关SW4开关SW5开关SW6开关SW7开关SW8开关Rl电阻器R2电阻器 R3电阻器 R4电阻器 VIN输入电压 100电子跳闸单元no额定插头120增益控制单元122增益电路124增益开关126运算放大器128控制信号130A/D转换器132导体134导体136导体138导体140处理单元150非易失性存储器160通量移位器具体实施例方式现在转到具有更多细节的图中，从图1中将清楚地看到存在用于 具有中性连接的三相断路器的电子跳闸单元100,本专利技术不限于此，并 且可以才艮据需要改变。来自四个电流传感器(未示出)的二次电流信 号经由导体132、 134、 136和138与增益控制单元120通信。根据示 例性实施例，该电流传感器可以是提供与流过断路器的初级电流成比 例的交流二次电流输出的变流器，或者是提供与流过断路器的高初级 电流成比例的微分(derivative ) 二次电压输出的Rogowski传感器。在当前的示例性实施例中，如图1所示，电子跳闸单元100包括 与电子跳闸单元IOO耦合的额定插头UO、处理单元(以下称为微处理 器)140和增益控制单元120。增益控制单元120、微处理器140和非 易失性存储器150被配置在控制板上。图2是图1的电子跳闸单元100的额定插头的示意图。如图2所示，额定插头iio配有输入电压Vh以对额定插头no供电，并且额定插头110包括多个开关SW1、 SW2、 SW3、 SW4、 SW5、 SW6、 SW7 和SW8,这些开关的中的每一个被配置为指示用于额定插头110的特 定的额定电流。即，根据示例性实施例，开关SW1、 SW2、 SW3、 SW4、 SW5、 SW6、 SW7和SW8在制造的时候就;故预编程。额定插头110的110有选择地为电子跳闸单元100提供特定的额定电流。返回参考图1 ，该所选择的额定电流被馈送给微处理器140的输入。 微处理器140在上电时从额定插头110接收并且读取该所选择的额定 电流的值。根据示例性实施例，增益控制单元120包括多个用于该断路器的 每个相的增益电路122。每个增益电路122包括多个增益开关124 (在 图3和图4中描述)，该增益开关124由微处理器140基于从额定插头 110读取的所选择的额定电流来i殳定，以控制电子跳闸单元100的输入 电流的增益。根据示例性实施例，微处理器140包括模数(A/D)转换器130， 模数(A/D)转换器130从增益控制单元120接收信号并且将来自电流 传感器的二次电流电平输出从模拟信号转换到数字信号以供微处理器 140分析。增益电路122放大每个通过各自的增益电路122的节的相A、B和 C的相信号，根据该相信号，微处理器140使用A/D转换器130测量 每个放大的信号。增益控制单元120还将电噪声从该信号中滤除并且 使量化误差最小。根据示例性实施例，累加器(accumulator)(未示出)基于输入电 流(即二次电流电平)是否在预定时段超过或者低于特定值而被递增 和递减。因此，累加器代表负载上的加热效应。由此，微处理器140 基于该累加器的值确定是否向通量移位器(flux shifter) 160发送跳闸 信号。通量移位器160是一种机电装置，当由跳闸信号供电时会使断 路器断开或者跳闸。即，流过该断路器的电流和/或电压超过预定阈值 时，微处理器MO向通量移位器160提供跳闸信号。响应于微处理器 140发送跳闸信号，微处理器还向非易失性存储器150发送累加器值和实时时钟(未示出)的实时值，非易失性存储器150在断电的情况下 保持该数据。根据示例性实施例，非易失性存储器150存储电子跳闸 单元100的设定值和参数。图3是图1的增益控制单元的增益电路的示意图。图4A和4B是 增益控制单元的增益电路的示意图。图3、图4A和图4B分别示出在 三种不同的保护水平下的增益电路。如图3所示，增益控制单元120 的每个增益电路]22包4舌一系列的电阻器R1、 R2、 R3和R4、多个增 益(即，模拟)开关124和运算放大器(以下称为增益放大器)126。 增益开关122被配置为由微处理器140基于由微处理器140读取的额本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于断路器的电子跳闸单元（１００），该跳闸单元（１００）包括：　包括每个被配置为指示额定插头（１１０）的特定的额定电流的多个开关（ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ８）的额定插头（１１０），并且额定插头（１１ ０）有选择地为电子跳闸单元（１００）提供额定电流。　在上电时从额定插头（１１０）接收和读取所选择的额定电流的值的处理单元（１４０）；和　包括多个增益电路（１２２）的增益控制单元（１２０），该增益电路（１２２）中的每一个包括由处理 单元（１４０）基于该所选择的额定电流设定的多个增益开关（１２４），以控制电子跳闸单元（１００）的输入电流的增益。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：NB维森特，BP小伦哈特，SJ韦斯特，T格林伍德，Z哈米德，SR德瓦拉帕利，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]