用于识别三相电网中的负载不对称的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种识别三相电网中的负载不对称的装置（１０），其中，提供通过三相线（９９）的三相电流的整流时间曲线作为与该三相电流成比例的输入电压信息（３５，４５），其特征在于，该输入电压信息（３５，４５）被输送至一个最大值模块（１４，２４）；通过该最大值模块（１４，２４）提供第一辅助电压信息（３６，４６），该第一辅助电压信息相当于输入电压信息（３５，４５）在一个可预定的时间间隔内保持近似不变的峰值；该第一辅助电压信息（３６，４６）被输送至一个比例模块（１５，２５）；通过该比例模块（１５，２５）输出／提供一个与第一辅助电压信息（３６，４６）成比例的第二辅助电压信息（３７，４７）；输入电压信息（３５，４５）和第二辅助电压信息（３７，４７）分别被输送到一个比较模块（１６，２６），通过该比较模块提供一个包含关于负载不对称的数据的输出电压信息（３８，４８）。（*该技术在2018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识别三相电网中的负载不对称的装置，其 中，提供通过三相线的三相电流的整流时间曲线作为与该三相电流成 比例的输入电压信息。
技术介绍
众所周知的是，在能量供应领域中的三相电网具有三条不同的 供电线，所谓的三相负载与这些供电线连接。在理想情况下，能量供 应网的负载是对称的，也就是说，通过各条供电线的交变电流具有相同的频率，大小相等且在各条供电线之间相位互差120° 。在对称的 能量供应网中的电压具有相类似的特征，即三条供电线在测量点上相 对于参考点的电压具有相同的频率，相同的振幅，但相位互差120° 。 在这种对称情况下，三条供电线的电流通过一条共同的回线叠加为 零。大多数情况下，能量供应网的不对称状态是由负载不对称引起 的，也就是说，三个单独的供电线中流过大小不同的电流，这同样导 致不受欢迎的补偿效应。通过三条供电线的电流在它们的共同的回线 中不再叠加成零。无论如何，这样的非对称状态在纯粹的能量供应网 中是不受欢迎的，但是在一定程度上是可容忍的，例如当通过各条供 电线的电流之间的大小差别不超过20%。异步电动机是一种三相电负载，该负载由于对称的绕组机械设 计结构而被视为是理想对称的。因此，在异步电动机中的负载不对称 性是存在故障的一个评判标准。通常地，异步电动机通过与之相适应 的三相逆变器进行馈电，这些逆变器产生三个分别相互错开120°的 正弦形电压，这些电压的频率和振幅视异步电动机需要达到的工作状 态而定是可改变的。异步电动机可以具有几个kW到多个丽的设备功4率。额定转速位于不超过10000 min—'的转速范围内，需要产生的供 应电压的最大频率也间接地同这些转速相适应。但是，异步电动机也 可以在不使用逆变器的条件下与例如频率为50Hz或60Hz的电力供应 网连接，在这种情况下，调速能力就非常有限。为了在异步电动机中识别故障，根据现有技术，通常采用各种 安全装置，特别是热过载继电器。这些装置大多都是基于对通过异步 电动机的三相供电线的电流进行的逐相测量，其中，故障识别标准在 于，在一定时间间隔内的电流有效值超过事先确定的极限值。这例如 可借助双金属片的温升来实现，通过电流流过在该双金属片中进行热 输入。这种做法的缺点特别是，只识别超过极限电流，从而不识别在 故障电流小于极限电流的情况下可能发生的故障，例如这些故障可能 在异步电动机欠载的情况下出现。特别是按照现有技术的故障识别在 未经调整的异步电动机中证实是有困难的，因为该电动机在起动时需 要一个增大的起动电流，该起动电流可能明显超过它的额定电流。为 了避免故障识别的可能的错误触发，通常选择增大的电流极限值和/ 或延长的时间常数，从而因此不利地降低了安全灵敏度。
技术实现思路
从该现有技术出发，本专利技术的任务是提供一种用于识别三相电 网中，特别是异步电动机中的负载不对称的装置，该装置避免了所述 的缺点并尽可能快速地识别可能出现的负载不对称。根据本专利技术，该任务是通过一种具有在权利要求1中描述的特征的用于识别三相电网中的负载不对称的装置得以解决。因此，开头所述类型的用于识别三相电网中的负载不对称的装置的特征在于，输入电压信息被输送至一个最大值模块；通过该最大 值模块提供一个第一辅助电压信息，该第一辅助电压信息相当于输入 电压信息在一个可预定的时间间隔内保持近似不变的峰值；该第一辅 助电压信息被输送至一个比例模块；通过该比例模块输出/提供一个 与第一辅助电压信息成比例的第二辅助电压信息；输入电压信息和第5二辅助电压信息分别被输送至一个比较模块，通过该比较模块提供一 个包含关于负载不对称的数据的输出电压信息。输入电压信息近似地分段地具有正弦形的走向，以及在对称负 载情况下，在一个周期内由6个正弦函数波峰彼此紧挨的排列组成，该周期由信号频率的倒数得出，例如在50Hz时为20ms。数量6由各 个电流相移120°且对各个正弦负半波进行整流而得到，因此这6个 波峰分别相互间隔60° 。输入电压信息低于相应的最大值的85%的值，可以被看作是可 能的不平衡负载的标准，正如下面在实施例中所说明的。第一电压信息的最大值与第一辅助电压信息相对应，该第一辅 助电压信息通过最大值模块形成。为了测定可能出现的输入电压信息值偏低的情况，在最大值模 块之后连接一个比例模块，此时输入电压信息的值低于其最大值的某 个需要确定的百分比值(但最高为85%)，借助该比例模块提供一个 与第一辅助电压信息成比例的第二辅助电压信息，例如50%的第一辅 助电压信息。如果输入电压信息低于第二辅助电压信息，这是存在不平衡负 载的一个标准，那么由输入电压信息与第二辅助电压信息通过比较模 块的比较可得出第一电压信息值。如果不存在低于的情况，那么由比 较模块提供一个第二电压信息值。因此，特别是在异步电动机中，即使在其额定电流值以下也可 能较快地识别可能发生的不平衡负载。有利地，借助测量模块，三个通过三相线的相电流能够逐相地 在测量技术上被检测并能够分别被转换成第一，第二及第三比例测量 电流信息。连接在后的整流模块将这些测量电流信息转换成第四测量 电流信息。在这种转换过程中，提供第一，第二及第三测量电流信息 中的数值总是最大的测量电流信息值作为第四测量电流信息。该第四 测量电流信息能够借助又是布置在后面的转换模块被转换成一个与 之成比例的电压信息并提供给开头所述的最大值模块或者比较模块 作为输入量。有利地，实际电压可以用作电压信息，而实际电流可以用作电 流信息。以这种方式，所述的模块可以借助电子标准元件来实现，例如 可以获得本专利技术装置机械坚固性特别好的结构。此外，这使得特别简 单地制造模块成为可能。然而，本专利技术的构思还包括测量电流信息及电压信息作为数据 值在模块之间进行交换。这在如下情况下是特别有利的可编程开关 电路或数据处理设备可供使用，在这些电路或数据处理设备上，这些 模块至少部分能够以程序模块的形式来实现。此外，这使得其他功能 的简单集成成为可能，例如借助测得的电流来基于模型地确定异步电 动机的温升。经证实有利的是，比例模块的比例系数是可调节的，该比例系 数是模块的输出电压信息值与模块的输入电压信息值的比例。因此，也就是说，改变本专利技术装置在识别可能的不平衡负载方 面的灵敏度是可能的。在另一种实施方式中，在比较模块的最初被提供输入电压信息 的那个输入端之前连接一个第二比例模块，该第二比例模块具有可调 节的比例系数。以这种方式，实现了改变装置灵敏度的另一种可能方案。在一种特别有利的实施方式中，在比较模块之后还连接一个评 价模块，该评价模块分析输出电压信息在一个特定的时间间隔内的时 间曲线，并在识别到不平衡负载的情况下启动至少一个通过供电线供 电的负载的切断过程。因此，通过本专利技术装置监控的负载得到保护，免受可能的过载 的影响，以及以积极的方式影响总供电网的稳定性。在一种优选的实施方式中， 一个和/或多个模块连同以后对于本 专利技术装置的应用来说有意义的元件被设置在同一个壳体内，这些有意 义的元件例如是一个或多个安全装置、开关装置和/或指示装置。以这种方式，减少了为保护和/或监控一个或多个负载所需要的 全部元件的数量，以及简化了装置的装配或者维护。如果为了进一步保护和/或监控一个或多个电负载而需本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于识别三相电网中的负载不对称的装置（１０），其中，提供通过三相的三相线（９９）的三相电流的整流时间曲线作为与该三相电流成比例的输入电压信息（３５，４５），其特征在于，输入电压信息（３５，４５）被输送至一个最大值模块（１４，２４）；通过该最大值模块（１４，２４）提供一个第一辅助电压信息（３６，４６），该第一辅助电压信息相当于输入电压信息（３５，４５）在一个可预定的时间间隔内保持近似不变的峰值；该第一辅助电压信息（３６，４６）被输送至一个比例模块（１５，２５）；通过该比例模块提供一个与第一辅助电压信息（３６，４６）成比例的第二辅助电压信息（３７，４７）；输入电压信息（３５，４５）和第二辅助电压信息（３７，４７）分别被输送至一个比较模块（１６，２６），通过该比较模块提供一个包含关于负载不对称的数据的输出电压信息（３８，４８）。

【技术特征摘要】
DE 2007-8-30 102007041248.91. 用于识别三相电网中的负载不对称的装置(10)，其中，提供通过三相的三相线(99)的三相电流的整流时间曲线作为与该三相电流成比例的输入电压信息(35，45)，其特征在于，输入电压信息(35，45)被输送至一个最大值模块(14，24)；通过该最大值模块(14，24)提供一个第一辅助电压信息(36，46)，该第一辅助电压信息相当于输入电压信息(35，45)在一个可预定的时间间隔内保持近似不变的峰值；该第一辅助电压信息(36，46)被输送至一个比例模块(15，25)；通过该比例模块提供一个与第一辅助电压信息(36，46)成比例的第二辅助电压信息(37，47)；输入电压信息(35，45)和第二辅助电压信息(37，47)分别被输送至一个比较模块(16，26)，通过该比较模块提供一个包含关于负载不对称的数据的输出电压信息(38，48)。2. 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，三相线(99)与 从测量技术的角度对通过三相线(99)的多个相电流进行检测并分别 转换成第一比例测量电流信息(31)、第二比例测量电流信息(32) 及第三比例测量电流信息(33)的测量模块(11)连接；测量模块(ll) 与从第一测量电流信息(31)、第二测量电流信息(32)及第三测量 电流信息(33)中生成一个第四测量电流信息(34)的整流模块(12) 连接；整流模块(12)与将所述第四测量电流信息转换成一个与之成 比例的输入电压信息(35， 45)并提供所述输入电压信息作为输出量 的转换模块(13)连接。3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，至少一个输入电 压信息(35)和/或一个输出电压信息(38)和/或一个辅助电压信息(36， 37)是实际电压，和/或至少一个电流信息(31-34)是...

【专利技术属性】
技术研发人员：英戈贝茨，瓦尔德马劳，
申请(专利权)人：ABB股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：DE[德国]