[发明专利]用于自供电的电子保护设备的自动重置辨别系统和方法

说明书

发明领域

本公开一般涉及电子保护设备，并且更具体地涉及一种用于选择性地重置自供电的电子保护设备的方法。

背景

如果负载消耗比它们被配置成容许的电流更多的电流，那么与电路相连的负载可能受到损坏。例如，消耗来自电源的过多电流的感应电动机负载可能遭受过热，这缩短了电动机寿命并且可能潜在地破坏电动机绕组中的绝缘。另外，如果电源遭受缺相或相失衡，那么被配置成接收来自多相AC电源的电力的三相感应电动机负载可能受到损坏。当由多相电源输送的电流的一个相被切断时，发生缺相。缺相故障可能由于与承载相的导体串联的熔断的保险丝或不连续的电力线而发生。当电流的一个或多个相下降到其标称值的某个特征分数之下时，发生相失衡故障。缺相故障和相失衡故障可能由于使电动机绕组不均匀地消耗电流且不均匀地消耗热而损坏电动机负载，这是低效的且缩短了电动机的寿命并潜在地使电动机绕组的绝缘过热。因此，电子保护设备通常用于保护电动机。

电子保护设备可以被配置成在电子保护设备跳闸之后自动地重置。包含选择性自动重置功能的电子保护设备通常包括用于向存储器或逻辑电路供电的外部电源以在跳闸之后提供重置功能。外部电源向电子保护设备中的逻辑方面或存储器方面提供电力，用于存储在跳闸机构被启动后由控制器确定的故障状况的类型。然后，具有选择性自动重置功能的传统的电子保护设备可以基于单独供电的存储器的内容确定是否在跳闸事件之后自动地重置。但是，传统的电子保护设备需要外部电源来提供选择性自动重置功能。提供单独的电源不合意地增加了传统的电子保护设备的成本和电流消耗，并且需要附加的电子组件和电路。

简要概述

在此提供了一种用于操作电子保护设备以提供选择性自动重置功能而不需要外部电源的装置和方法。用于选择性地自动重置电子保护设备的装置包括跳闸机构、重置机构和控制器。跳闸机构可以是被配置成分离两个触头以停止到接触器的电流的机电设备，且从而使接触器阻止电流流到受保护的负载。例如，跳闸机构可以由从跳闸致动器线圈产生的机械力启动，该机械力使螺线管响应于流经跳闸致动器线圈的电流而移动。跳闸致动器线圈可以与跳闸能量存储设备（例如电容器）以及跳闸晶体管串联连接。向跳闸晶体管提供偏压使跳闸能量存储设备通过跳闸致动器线圈放电，并从而使跳闸机构跳闸。类似地，重置机构可以通过向重置晶体管提供偏压而被启动，该重置晶体管使重置能量存储设备（例如电容器）通过重置致动器线圈放电。

提供选择性自动重置能力的电子保护设备是理想的，因为不同形式的故障状况需要不同的响应。例如，热故障可以指示仅需要一些时间来冷却的过载感应电动机负载，并且自动重置可能在热（过电流）故障之后是合乎需要的。然而，相失衡故障或缺相故障可以指示电源电路中的问题，例如熔断的保险丝或不连续的电力线，并且因此通常不要求自动重置。相失衡故障或缺相故障通常需要用户采取某种行动来纠正电源电路中的问题，并且本公开的方面规定通过不自动地重置电子保护设备来向用户传达电源电路中的问题的存在。

本公开的方面提供了一种被配置成选择性地自动重置电子保护设备同时需要最低成本、复杂性和电流消耗来实现的装置。本文所公开的方法不需要添加在自动重置电子保护设备中实现的任何电子组件。本公开的方面可以在根据控制器进行操作的固态过载继电器中实现。控制器被配置成监控由受保护的负载消耗的来自AC多相电源的电流。控制器包括故障辨别模块，该故障辨别模块分析所监控的电流以确定故障状况是否已经发生，并辨别故障状况的类型。基于所辨别的故障状况的类型，故障辨别模块确定是否抑制电子保护设备的自动重置功能。

例如，当所辨别的故障状况的类型为缺相故障或相失衡故障时，故障辨别模块可以通过抑制设备的自动重置功能来进行操作。通过在跳闸机构跳闸之前不久使重置能量存储设备放电，故障辨别模块抑制自动重置辨别功能。在重置能量存储设备放电之后，跳闸机构在重置能量存储设备可以被充分地重新充电以具有足够的能量来使设备能够自动地重置之前跳闸。在一种实现方式中，在使重置能量存储设备放电和使跳闸机构跳闸之间的时间延迟可以小于10毫秒或小于50毫秒。