RU2820252C2 - Device and method of detecting breakage in a current transformer with two cores, as well as an automatic circuit breaker - Google Patents
Device and method of detecting breakage in a current transformer with two cores, as well as an automatic circuit breaker Download PDFInfo
- Publication number
- RU2820252C2 RU2820252C2 RU2023134450A RU2023134450A RU2820252C2 RU 2820252 C2 RU2820252 C2 RU 2820252C2 RU 2023134450 A RU2023134450 A RU 2023134450A RU 2023134450 A RU2023134450 A RU 2023134450A RU 2820252 C2 RU2820252 C2 RU 2820252C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coil
- current transformer
- bus
- iset2
- resistor
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИTECHNICAL FIELD
Настоящее изобретение относится к способу обнаружения обрыва в трансформаторе, в частности, к способу обнаружения обрыва в трансформаторе тока с двумя сердечниками.The present invention relates to a method for detecting an open circuit in a transformer, in particular, to a method for detecting an open circuit in a double-core current transformer.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE ART
Автоматический выключатель широко используется в качестве важного компонента системы распределения низкого напряжения. Предполагается, что он защищает распределительные сети и электрооборудование от электрических неисправностей, таких как перегрузка, короткое замыкание и т.д. Традиционные интеллектуальные автоматические выключатели используют трансформаторы тока с одним сердечником в качестве элементов электропитания и измерения тока. С повышением точности измерений, необходимой пользователю, появился автоматический выключатель с трансформатором тока с двумя сердечниками, в котором катушка со стальным сердечником используется в качестве элемента электропитания, а катушка Роша с воздушным сердечником используется в качестве элемента измерения тока. Хотя вероятность обрыва цепи в трансформаторе тока невелика, как только происходит вызванная обрывом неисправность трансформатора тока (независимо от обрыва катушки со стальным сердечником или от обрыва катушки с воздушным сердечником для трансформатора тока с двумя сердечниками), автоматический выключатель срабатывает или работает неправильно, что приводит к рискам безопасной эксплуатации электроэнергетической системы. Поэтому необходимо обнаружить и идентифицировать вызванную обрывом неисправность трансформатора автоматического выключателя.Circuit breaker is widely used as an important component of low voltage distribution system. It is supposed to protect distribution networks and electrical equipment from electrical faults such as overload, short circuit, etc. Traditional smart circuit breakers use single-core current transformers as power supply and current sensing elements. With the increase in measurement accuracy required by the user, the dual core current transformer circuit breaker has emerged, which uses the steel core coil as the power supply element and the air core Roche coil as the current sensing element. Although the probability of an open circuit in a current transformer is small, once an open circuit failure of the current transformer occurs (regardless of a steel core coil break or an air core coil break for a dual core current transformer), the circuit breaker trips or malfunctions, resulting in risks of safe operation of the electric power system. Therefore, it is necessary to detect and identify the fault caused by the break in the circuit breaker transformer.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION
Техническая проблемаTechnical problem
В предшествующем уровне техники большинство интеллектуальных автоматических выключателей с трансформатором тока с двумя сердечниками не имеют функции контроля состояния трансформатора в реальном времени, тогда как некоторые автоматические выключатели с функцией контроля состояния трансформатора тока могут только определять, есть ли обрыв в катушке Роша с воздушным сердечником (измерительная катушка), но не могут определять, есть ли обрыв в катушке электропитания со стальным сердечником. Например, автоматические выключатели могут идентифицировать обрыв в катушке Роша с воздушным сердечником, прикладывая уровень смещения к катушке Роша с воздушным сердечником и определяя уровень смещения, но не могут определять обрыв в катушке электропитания со стальным сердечником.In the prior art, most dual-core smart current transformer circuit breakers do not have the real-time transformer status monitoring function, while some circuit breakers with current transformer status monitoring function can only detect whether there is an open circuit in the air core Roche coil (measuring coil), but cannot detect whether there is an open circuit in the steel core power supply coil. For example, circuit breakers can identify an open in an air-core Roche coil by applying a bias level to the air-core Roche coil and detecting the bias level, but cannot detect an open in a steel-core power coil.
Решение проблемыSolution
Техническое решениеTechnical solution
Чтобы преодолеть недостатки предшествующего уровня техники, настоящее изобретение предлагает способ обнаружения обрыва в трансформаторе тока с двумя сердечниками, который реализует обнаружение вызванной обрывом неисправности в реальном времени, как в катушке электропитания, так и в измерительной катушке трансформатора с двумя сердечниками, на основе простой схемы невысокой стоимости.To overcome the shortcomings of the prior art, the present invention proposes an open circuit detection method in a dual-core current transformer that realizes real-time detection of an open fault in both the power supply coil and the sensing coil of a dual-core transformer based on a simple circuit of low cost.
Для решения вышеописанной технической проблемы настоящее изобретение использует следующее техническое решение.To solve the above technical problem, the present invention uses the following technical solution.
Способ обнаружения обрыва в трансформаторе тока с двумя сердечниками, имеющем катушку электропитания для извлечения электрической энергии из шины и измерительную катушку для измерения тока шины, при этом схема обработки сигнала напряжения соединена с выходным концом катушки электропитания и выполнена с возможностью вывода сигнала S индикации, когда ток шины больше или равен I; непрерывного контроля выходного сигнала схемы обработки сигнала напряжения и значения Irms измерения тока шины, полученного измерительной катушкой, а также обнаружения и определения вызванной обрывом неисправности в трансформаторе тока с двумя сердечниками в соответствии со следующими критериями: если Irms<Iset1, в то время как сигнал S индикации обнаружен, и Irms≥Iset1 не возникает в течение заранее заданного времени T задержки, то определяют вызваннаяуюбрывом неисправность в измерительной катушке трансформатора тока с двумя сердечниками; если Irms>Iset2, в то время как сигнал S индикации не обнаружен, и Irms≤Iset2 не возникает в течение заранее заданного времени T задержки, то определяют вызванную обрывом неисправность в катушке электропитания трансформатора тока с двумя сердечниками; причем заранее заданное время T задержки больше или равно 0, а заранее заданные пороговые значения тока I, Iset1 и Iset2 удовлетворяют условию 0<Iset1<I<Iset2.A method for detecting an open circuit in a dual-core current transformer having a power coil for extracting electrical energy from a bus and a sensing coil for measuring bus current, wherein a voltage signal processing circuit is connected to an output end of the power coil and is configured to output an indication signal S when current bus is greater than or equal to I ; continuously monitoring the output signal of the voltage signal processing circuit and the Irms value of measuring the bus current received by the measuring coil, and detecting and determining the open fault in the dual core current transformer according to the following criteria: if Irms<Iset1 , while the signal S indication is detected and Irms≥Iset1 does not occur within a predetermined delay time T , then a fault caused by a break in the measuring coil of the dual-core current transformer is determined; if Irms>Iset2 while the indication signal S is not detected, and Irms≤Iset2 does not occur within a predetermined delay time T , then an open fault in the power supply coil of the dual-core current transformer is determined; wherein the predetermined delay time T is greater than or equal to 0, and the predetermined threshold current values I , Iset1 and Iset2 satisfy the condition 0<Iset1<I<Iset2 .
Предпочтительно, диапазон значений заранее заданного времени Т задержки составляет от одного цикла тока шины до 10 с.Preferably, the range of the predetermined delay time T is from one bus current cycle to 10 seconds.
Предпочтительно, Iset1 = K1 * I, а Iset2 = K2 * I; диапазон значений K1 составляет [0,5; 0,95], а диапазон значений K2 составляет [1,05; 1,2].Preferably, Iset1 = K1 * I and Iset2 = K2 * I ; the range of K1 values is [0.5; 0.95], and the range of K2 values is [1.05; 1,2].
Предпочтительно, диапазон значений I составляет от 0,1 * In до 0,5 * In, Iset2<In, а In представляет собой номинальный рабочий ток шины.Preferably, the range of I is from 0.1 * In to 0.5 * In , Iset2<In , and In is the rated operating current of the bus.
Предпочтительно, схема обработки сигнала напряжения содержит резисторы R1-R3 и транзистор V1, один конец резистора R2 соединен с выходным концом катушки электропитания, другой конец резистора R2 соединен с одним концом резистора R3 и базой транзистора V1, другой конец резистора R3 соединен с эмиттером транзистора V1 и затем заземлен, один конец резистора R1 соединен с рабочим источником питания, другой конец резистора R1 соединен с коллектором транзистора V1, а точка их соединения используется в качестве выходного конца сигнала индикации схемы обработки сигнала напряжения.Preferably, the voltage signal processing circuit includes resistors R1-R3 and a transistor V1, one end of the resistor R2 is connected to the output end of the power supply coil, the other end of the resistor R2 is connected to one end of the resistor R3 and the base of the transistor V1, the other end of the resistor R3 is connected to the emitter of the transistor V1 and then grounded, one end of resistor R1 is connected to the operating power supply, the other end of resistor R1 is connected to the collector of transistor V1, and their connection point is used as the indication signal output end of the voltage signal processing circuit.
На основе той же изобретательской концепции может быть получено следующее техническое решение.Based on the same inventive concept, the following technical solution can be obtained.
Устройство для обнаружения обрыва в трансформаторе тока с двумя сердечниками, содержащем катушку электропитания для извлечения электрической энергии из шины и измерительную катушку для измерения тока шины, причем устройство содержит: A device for detecting an open circuit in a dual-core current transformer comprising a power supply coil for extracting electrical energy from a bus and a sensing coil for measuring bus current, the device comprising:
схему обработки сигнала напряжения, соединенную с выходным концом катушки электропитания и выполненную с возможностью вывода сигнала S индикации, когда ток шины больше или равен I; a voltage signal processing circuit connected to the output end of the power supply coil and configured to output an indication signal S when the bus current is greater than or equal to I ;
модуль определения обрыва, выполненный с возможностью непрерывного контроля выходного сигнала схемы обработки сигнала напряжения и значения Irms измерения тока шины, полученного измерительной катушкой, а также обнаружения и определения вызванной обрывом неисправности в трансформаторе тока с двумя сердечниками в соответствии со следующими критериями: если Irms<Iset1, в то время как сигнал S индикации обнаружен, и Irms≥Iset1 не возникает в течение заранее заданного времени T задержки, то определяется вызванная обрывом неисправность в измерительной катушке трансформатора тока с двумя сердечниками; если Irms>Iset2, в то время как сигнал S индикации не обнаружен, и Irms≤Iset2 не возникает в течение заранее заданного времени T задержки, то определяется вызванная обрывом неисправность в катушке электропитания трансформатора тока с двумя сердечниками; причем заранее заданное время T задержки больше или равно 0, а заранее заданные пороговые значения тока I, Iset1 и Iset2 удовлетворяют условию 0<Iset1<I<Iset2.an open circuit detection module configured to continuously monitor the output signal of the voltage signal processing circuit and the Irms value of measuring the bus current received by the measuring coil, and to detect and determine the open fault in a dual-core current transformer in accordance with the following criteria: if Irms<Iset1 , while the indication signal S is detected and Irms≥Iset1 does not occur within a predetermined delay time T , an open fault in the measuring coil of the dual-core current transformer is determined; if Irms>Iset2 while the indication signal S is not detected, and Irms≤Iset2 does not occur within a predetermined delay time T , then an open fault in the power coil of the dual-core current transformer is determined; wherein the predetermined delay time T is greater than or equal to 0, and the predetermined threshold current values I , Iset1 and Iset2 satisfy the condition 0<Iset1<I<Iset2 .
Предпочтительно, диапазон значений заранее заданного времени Т задержки составляет от одного цикла тока шины до 10 с.Preferably, the range of the predetermined delay time T is from one bus current cycle to 10 seconds.
Предпочтительно, Iset1 = K1 * I, а Iset2 = K2 * I; диапазон значений K1 составляет [0,5; 0,95], а диапазон значений K2 составляет [1,05; 1,2].Preferably, Iset1 = K1 * I and Iset2 = K2 * I ; the range of K1 values is [0.5; 0.95], and the range of K2 values is [1.05; 1,2].
Предпочтительно, диапазон значений I составляет от 0,1 * In до 0,5 * In, Iset2<In, а In представляет собой номинальный рабочий ток шины.Preferably, the range of I is from 0.1 * In to 0.5 * In , Iset2<In , and In is the rated operating current of the bus.
Предпочтительно, схема обработки сигнала напряжения содержит резисторы R1-R3 и транзистор V1, один конец резистора R2 соединен с выходным концом катушки электропитания, другой конец резистора R2 соединен с одним концом резистора R3 и базой транзистора V1, другой конец резистора R3 соединен с эмиттером транзистора V1 и затем заземлен, один конец резистора R1 соединен с рабочим источником питания, другой конец резистора R1 соединен с коллектором транзистора V1, а точка их соединения используется в качестве выходного конца сигнала индикации схемы обработки сигнала напряжения.Preferably, the voltage signal processing circuit includes resistors R1-R3 and a transistor V1, one end of the resistor R2 is connected to the output end of the power supply coil, the other end of the resistor R2 is connected to one end of the resistor R3 and the base of the transistor V1, the other end of the resistor R3 is connected to the emitter of the transistor V1 and then grounded, one end of resistor R1 is connected to the operating power supply, the other end of resistor R1 is connected to the collector of transistor V1, and their connection point is used as the indication signal output end of the voltage signal processing circuit.
Предложен автоматический выключатель, который содержит трансформатор тока с двумя сердечниками, имеющий катушку электропитания для извлечения электрической энергии из шины и измерительную катушку для измерения тока шины, при этом автоматический выключатель также содержит устройство для обнаружения обрыва в трансформаторе тока с двумя сердечниками по любому из вышепредложенных технических решений.A circuit breaker is proposed that contains a dual-core current transformer having a power supply coil for extracting electrical energy from a bus and a measuring coil for measuring bus current, wherein the circuit breaker also contains a device for detecting an open circuit in a dual-core current transformer according to any of the above technical decisions.
Кроме того, автоматический выключатель также содержит схему индикации для индикации результата контроля, полученного устройством для обнаружения обрыва в трансформаторе тока с двумя сердечниками.In addition, the circuit breaker also includes an indication circuit for indicating the monitoring result obtained by the device for detecting an open circuit in the double-core current transformer.
Технические результаты изобретенияTechnical results of the invention
Технические результатыTechnical results
По сравнению с предшествующим уровнем техники техническое решение настоящего изобретения имеет следующие положительные эффекты:Compared with the prior art, the technical solution of the present invention has the following positive effects:
1. Благодаря техническому решению настоящего изобретения можно точно идентифицировать вызванную обрывом неисправность в катушке электропитания и измерительной катушке трансформатора тока с двумя сердечниками.1. Thanks to the technical solution of the present invention, the fault caused by an open circuit in the power supply coil and the measuring coil of a dual-core current transformer can be accurately identified.
2. Благодаря техническому решению настоящего изобретения контроль обрыва в реальном времени может осуществляться во время работы автоматического выключателя без какого-либо влияния на измерение тока и защиту исходного автоматического выключателя.2. Thanks to the technical solution of the present invention, real-time open monitoring can be carried out during the operation of the circuit breaker without any impact on the current measurement and protection of the original circuit breaker.
3. Техническое решение настоящего изобретения может быть реализовано посредством простой схемы с невысокой стоимостью без какого-либо дополнительного оборудования.3. The technical solution of the present invention can be implemented through a simple circuit at low cost without any additional equipment.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Описание чертежейDescription of drawings
Фиг. 1 представляет собой структурную принципиальную схему варианта осуществления устройства обнаружения обрыва в трансформаторе тока с двумя сердечниками согласно настоящему изобретению.Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of an open circuit detection device in a dual-core current transformer according to the present invention.
Фиг. 2 представляет собой структурную блок-схему варианта применения автоматического выключателя в трехфазной четырехпроводной системе согласно настоящему изобретению.Fig. 2 is a block diagram of an application of a circuit breaker in a three-phase four-wire system according to the present invention.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретенияDetailed Description of Preferred Embodiments of the Invention
Лучший вариант осуществления изобретенияBest Mode for Carrying Out the Invention
Чтобы преодолеть недостатки предшествующего уровня техники, техническое решение настоящего изобретения заключается в том, чтобы соединить схему обработки сигнала напряжения с выходным концом катушки электропитания трансформатора тока с двумя сердечниками и специально сконфигурировать схему обработки сигнала напряжения, а затем выполнить в режиме реального времени обнаружение вызванной обрывом неисправности в катушке электропитания и измерительной катушке трансформатора тока с двумя сердечниками в соответствии с выходным сигналом схемы обработки сигнала напряжения и значением измерения тока шины, полученным измерительной катушкой.To overcome the shortcomings of the prior art, the technical solution of the present invention is to connect a voltage signal processing circuit to the output end of the power supply coil of a dual-core current transformer, and specially configure the voltage signal processing circuit, and then perform real-time detection of the fault caused by an open circuit. in the power supply coil and the sensing coil of the dual-core current transformer according to the output signal of the voltage signal processing circuit and the bus current measurement value obtained by the sensing coil.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯIMPLEMENTATION OPTIONS
Варианты осуществления настоящего изобретенияEmbodiments of the Present Invention
В частности, способ обнаружения обрыва в трансформаторе тока с двумя сердечниками в настоящем изобретении заключается в следующем.Specifically, a method for detecting an open circuit in a dual-core current transformer in the present invention is as follows.
Трансформатор тока с двумя сердечниками имеет катушку электропитания для извлечения электрической энергии из шины и измерительную катушку для измерения тока шины; при этом схема обработки сигнала напряжения соединена с выходным концом катушки электропитания и выполнена с возможностью: вывода сигнала S индикации, когда ток шины больше или равен I; непрерывного контроля выходного сигнала схемы обработки сигнала напряжения и значения Irms измерения тока шины, полученного измерительной катушкой; и обнаружения и определения вызванной обрывом неисправности в трансформаторе тока с двумя сердечниками в соответствии со следующими критериями: если Irms<Iset1, в то время как сигнал S индикации обнаружен, и Irms≥Iset1 не возникает в течение заранее заданного времени T задержки, то определяется, что измерительная катушка трансформатора тока с двумя сердечниками имеет вызванную обрывом неисправность; если Irms>Iset2, в то время как сигнал S индикации не обнаружен, и Irms≤Iset2 не возникает в течение заранее заданного времени T задержки, то определяется, что катушка электропитания трансформатора тока с двумя сердечниками имеет вызванную обрывом неисправность; причем заранее заданное время T задержки больше или равно 0, а заранее заданные пороговые значения тока I, Iset1 и Iset2 удовлетворяют условию 0<Iset1<I<Iset2.The dual core current transformer has a power supply coil for extracting electrical energy from the bus and a measuring coil for measuring the bus current; wherein the voltage signal processing circuit is connected to the output end of the power supply coil and is configured to: output an indication signal S when the bus current is greater than or equal to I ; continuous monitoring of the output signal of the voltage signal processing circuit and the Irms value of the bus current measurement received by the measuring coil; and detecting and determining the open-induced fault in the double-core current transformer in accordance with the following criteria: if Irms<Iset1 while the indication signal S is detected, and Irms≥Iset1 does not occur within a predetermined delay time T , then it is determined that that the measuring coil of the dual core current transformer has an open fault; if Irms>Iset2 while the indication signal S is not detected, and Irms≤Iset2 does not occur within a predetermined delay time T , then it is determined that the power supply coil of the dual-core current transformer has an open fault; wherein the predetermined delay time T is greater than or equal to 0, and the predetermined threshold current values I , Iset1 and Iset2 satisfy the condition 0<Iset1<I<Iset2 .
Чтобы облегчить понимание сущности изобретения, техническое решение настоящего изобретения будет описано более подробно ниже на примере конкретных вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.To facilitate understanding of the invention, the technical solution of the present invention will be described in more detail below using specific embodiments with reference to the accompanying drawings.
Как показано на фиг. 1, трансформатор тока с двумя сердечниками в этом варианте осуществления используется в автоматическом выключателе и содержит катушку L1 электропитания и измерительную катушку L2, соответственно расположенные на шине. Выходной конец катушки L1 электропитания соединен со схемой источника питания, включающей схему выпрямления, схему ограничения амплитуды и схему преобразователя постоянного тока в постоянный, соединенные последовательно, а выходной конец измерительной катушки L2 соединен со схемой обработки сигнала тока, включающей схему интегрирования и схему усиления. Схема источника питания используется для преобразования электрической энергии, извлекаемой катушкой L1 электропитания из шины, в электропитание, необходимое для всех электрических компонентов в автоматическом выключателе, а схема обработки сигнала тока используется для обработки сигнала тока шины, полученного измерительной катушкой L2, и для подачи его в схему управления, включающую микроконтроллер, для вычисления значения Irms измерения тока шины.As shown in FIG. 1, the dual-core current transformer in this embodiment is used in the circuit breaker and includes a power supply coil L1 and a sensing coil L2 respectively located on the busbar. The output end of the power supply coil L1 is connected to a power supply circuit including a rectification circuit, an amplitude limiting circuit and a DC-DC converter circuit connected in series, and the output end of the sensing coil L2 is connected to a current signal processing circuit including an integration circuit and an amplification circuit. The power supply circuit is used to convert the electrical energy extracted by the bus power supply coil L1 into the power supply required for all electrical components in the circuit breaker, and the current signal processing circuit is used to process the bus current signal received by the bus sensing coil L2 and supply it to a control circuit including a microcontroller for calculating the Irms value of the bus current measurement.
Как показано на фиг. 1, схема обработки сигнала напряжения соединена с выходным концом катушки L1 электропитания и выполнена с возможностью вывода сигнала S индикации, когда ток шины больше или равен I. Предпочтительный диапазон значений заранее заданного порогового значения I составляет от 0,1*In до 0,5*In, а In представляет собой номинальный рабочий ток шины или автоматического выключателя. В этом варианте осуществления значение I представляет собой минимальный пусковой ток автоматического выключателя, т.е. минимальный ток, который позволяет катушке электропитания подавать электропитание в схему источника питания и обеспечить нормальную работу автоматического выключателя.As shown in FIG. 1, a voltage signal processing circuit is connected to the output end of the power supply coil L1 and is configured to output an indication signal S when the bus current is greater than or equal to I. The preferred range of values for the predetermined threshold value I is from 0.1*In to 0.5*In , and In represents the rated operating current of the bus or circuit breaker. In this embodiment, the value of I represents the minimum inrush current of the circuit breaker, i.e. The minimum current that allows the power supply coil to supply power to the power supply circuit and ensure normal operation of the circuit breaker.
Как показано на фиг. 1, схема обработки сигнала напряжения в этом варианте осуществления содержит резисторы R1-R3 и транзистор V1, один конец резистора R2 соединен с выходным концом катушки электропитания, другой конец резистора R2 соединен с одним концом резистора R3 и базой транзистора V1, другой конец резистора R3 соединен с эмиттером транзистора V1 и затем заземлен, один конец резистора R1 соединен с рабочим источником питания VCC, другой конец резистора R1 соединен с коллектором транзистора V1, а точка их соединения используется в качестве выходного конца сигнала индикации схемы обработки сигнала напряжения. Пороговое значение I тока шины, соответствующее сигналу S индикации, выдаваемому схемой обработки сигнала напряжения, можно регулировать путем изменения значений сопротивлений резисторов R1-R3.As shown in FIG. 1, the voltage signal processing circuit in this embodiment contains resistors R1 to R3 and transistor V1, one end of resistor R2 is connected to the output end of the power supply coil, the other end of resistor R2 is connected to one end of resistor R3 and the base of transistor V1, the other end of resistor R3 is connected with the emitter of transistor V1 and then grounded, one end of resistor R1 is connected to the operating power supply VCC, the other end of resistor R1 is connected to the collector of transistor V1, and their connection point is used as the indication signal output end of the voltage signal processing circuit. The threshold value I of the bus current corresponding to the indication signal S output by the voltage signal processing circuit can be adjusted by changing the resistance values of resistors R1-R3.
Схема управления непрерывно контролирует выходной сигнал схемы обработки сигнала напряжения и значение Irms измерения тока шины, полученное измерительной катушкой, а также обнаруживает и определяет вызванную обрывом неисправность трансформатора тока с двумя сердечниками в соответствии со следующими критериями:The control circuit continuously monitors the output signal of the voltage signal processing circuit and the bus current measurement Irms value obtained by the sensing coil, and detects and determines the open fault of the dual core current transformer according to the following criteria:
если Irms<Iset1, в то время как сигнал S индикации обнаружен схемой обработки сигнала напряжения, и Irms≥Iset1 не возникает в течение заранее заданного времени T задержки, то определяется, что измерительная катушка трансформатора тока с двумя сердечниками имеет вызванную обрывом неисправность; в противном случае контроль продолжается;if Irms<Iset1 while the indication signal S is detected by the voltage signal processing circuit, and Irms≥Iset1 does not occur within a predetermined delay time T , then it is determined that the measuring coil of the dual-core current transformer has an open fault; otherwise, control continues;
если Irms>Iset2, в то время как сигнал S индикации не обнаружен схемой обработки сигнала напряжения, и Irms≤Iset2 не возникает в течение заранее заданного времени T задержки, то определяется, что катушка электропитания трансформатора тока с двумя сердечниками имеет вызванную обрывом неисправность; в противном случае контроль продолжается.if Irms>Iset2 while the indication signal S is not detected by the voltage signal processing circuit, and Irms≤Iset2 does not occur within a predetermined delay time T , then it is determined that the power supply coil of the dual-core current transformer has an open fault; otherwise, monitoring continues.
Заранее заданные пороговые значения I, Iset1 и Iset2 удовлетворяют условию 0<Iset1<I<Iset2<In, где In представляет собой номинальный рабочий ток шины.The predefined thresholds I , Iset1 and Iset2 satisfy the condition 0<Iset1<I<Iset2<In , where In represents the rated operating current of the bus.
Заранее заданное время Т задержки может быть равно 0, это означает, что обрыв определяется непосредственно, без какой-либо задержки; это также может быть заранее заданное ненулевое значение; предпочтительный диапазон значений заранее заданного времени T задержки составляет от одного цикла тока шины до 10 с.The preset delay time T may be 0, which means that the break is detected directly without any delay; it can also be a predefined non-zero value; The preferred range of values for the predetermined delay time T is from one cycle of bus current to 10 s.
Предпочтительно, Iset1 = K1 * I, а Iset2 = K2 * I; диапазон значений K1 составляет [0,5; 0,95], а диапазон значений K2 составляет [1,05; 1,2]. Такие значения K1 и K2 могут обеспечить определенное пороговое значение разности между фактическим током и обнаруженным током.Preferably, Iset1 = K1 * I and Iset2 = K2 * I ; the range of K1 values is [0.5; 0.95], and the range of K2 values is [1.05; 1,2]. Such values of K1 and K2 can provide a certain threshold value of the difference between the actual current and the detected current.
На фиг. 2 показан конкретный пример применения автоматического выключателя в трехфазной четырехпроводной системе. Автоматический выключатель содержит четыре трансформатора тока с двумя сердечниками, расположенные на линиях A, B, C и N, соответственно. Обрыв для каждой из линий A, B, C и N обнаруживается отдельно путем применения вышеупомянутого способа обнаружения обрыва в трансформаторе тока с двумя сердечниками, чтобы определить, имеется ли вызванная обрывом неисправность в катушке электропитания и измерительной катушке в соответствующем трансформаторе тока с двумя сердечниками. Схема микроконтроллера управляет преобразователем магнитного потока, чтобы выполнить размыкание через схему размыкания в соответствии с информацией о токе шины, обнаруженной трансформатором тока с двумя сердечниками, и информацией об обнаружении обрыва, тем самым реализуя защиту цепи. Как показано на фиг. 2, автоматический выключатель также содержит схему индикации и схему установки параметров; схема индикации содержит модуль дисплея и светоизлучающие диоды (LED) для индикации рабочего состояния автоматического выключателя и результата контроля, полученного устройством обнаружения обрыва трансформатора тока с двумя сердечниками; а схема установки параметров используется для установки значений вышеупомянутых параметров K1 и K2.In fig. Figure 2 shows a specific example of using a circuit breaker in a three-phase, four-wire system. The circuit breaker contains four double-core current transformers located on lines A, B, C and N, respectively. An open circuit for each of lines A, B, C, and N is detected separately by applying the above-mentioned double-core current transformer open-circuit detection method to determine whether there is a break-induced fault in the power supply coil and the sense coil in the corresponding dual-core current transformer. The microcontroller circuit controls the magnetic flux converter to perform tripping through the tripping circuit according to the bus current information detected by the dual-core current transformer and the open circuit detection information, thereby realizing circuit protection. As shown in FIG. 2, the circuit breaker also contains an indication circuit and a parameter setting circuit; the indication circuit includes a display module and light-emitting diodes (LEDs) for indicating the operating status of the circuit breaker and the monitoring result obtained by the double-core current transformer open circuit detection device; and the parameter setting circuit is used to set the values of the above-mentioned parameters K1 and K2 .
Claims (14)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110057310.7 | 2021-01-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2023134450A RU2023134450A (en) | 2024-04-04 |
| RU2820252C2 true RU2820252C2 (en) | 2024-05-31 |
Family
ID=
Citations (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5436785A (en) * | 1992-10-05 | 1995-07-25 | Merlin Gerin | Electronic trip device comprising an earth protection |
| WO1999062157A1 (en) * | 1998-05-28 | 1999-12-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Electronic tripping device for a circuit breaker with a rogowski current transformer |
| WO2003081741A1 (en) * | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Analogue electronic trip device for an electrical power breaker responding to a short-circuit |
| JP2004080930A (en) * | 2002-08-20 | 2004-03-11 | Kyoto Densen Kk | Disconnection spark detection circuit and breaker using the same |
| EP1571686A2 (en) * | 2004-03-04 | 2005-09-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Low voltage circuit breaker having an electronic overcurrent tripping device and a detecting device of the operational state |
| KR100849480B1 (en) * | 2007-08-08 | 2008-07-31 | 주식회사 남전사 | Apparatus and method for detecting the current transformer's coil disconnection of electronic electricity meters |
| KR100860858B1 (en) * | 2008-07-09 | 2008-09-29 | 와이피피디지텍(주) | Apparatus for self-diagnosing break line in secondary-side coil for current transformer for electronic watt hour meter using auxiliary relay |
| CN201780350U (en) * | 2010-07-27 | 2011-03-30 | 上海诺雅克电气有限公司 | Current transformer secondary coil disconnection self-diagnosis device |
| CN103308807B (en) * | 2013-06-19 | 2015-04-01 | 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） | Transformer state detection device and breaker |
| CN204651882U (en) * | 2015-02-02 | 2015-09-16 | 浙江正泰电器股份有限公司 | Circuit breaker intelligent controller |
| CN204760998U (en) * | 2015-07-02 | 2015-11-11 | 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） | Circuit breaker intelligent control ware of multistage power supply |
| CN101013808B (en) * | 2005-09-16 | 2016-02-24 | 施耐德电器工业公司 | Electronic trip device, the circuit breaker comprising this trip device and method for supervising thereof |
| EP3021442A1 (en) * | 2014-11-17 | 2016-05-18 | Siemens Industry, Inc. | Apparatus and methods for monitoring and responding to power supply and/or detection circuit failures within an electronic circuit breaker |
| CN205670681U (en) * | 2016-05-20 | 2016-11-02 | 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） | Distribution line detection device, circuit breaker intelligent controller, chopper |
| CN205724827U (en) * | 2016-05-04 | 2016-11-23 | 浙江正泰电器股份有限公司 | Low-voltage circuit breaker intelligent controller |
| US20170288387A1 (en) * | 2015-08-31 | 2017-10-05 | Eaton Corporation | Wide range current monitoring system and method for electronic trip units |
| CN208723528U (en) * | 2018-09-11 | 2019-04-09 | 湖南电气职业技术学院 | A kind of low-voltage circuit breaker intelligent controller |
| CN208738822U (en) * | 2018-09-19 | 2019-04-12 | 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） | A kind of circuit breaker intelligent controller and breaker |
| US10340678B1 (en) * | 2018-04-23 | 2019-07-02 | Richard W. Sorenson | Electronic circuit breaker with physical open-contact construction and fail-safe protection |
| CN210273475U (en) * | 2019-06-24 | 2020-04-07 | 江苏大全凯帆开关有限公司 | High-precision current measuring mutual inductor and high-precision molded case circuit breaker |
Patent Citations (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5436785A (en) * | 1992-10-05 | 1995-07-25 | Merlin Gerin | Electronic trip device comprising an earth protection |
| WO1999062157A1 (en) * | 1998-05-28 | 1999-12-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Electronic tripping device for a circuit breaker with a rogowski current transformer |
| WO2003081741A1 (en) * | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Analogue electronic trip device for an electrical power breaker responding to a short-circuit |
| JP2004080930A (en) * | 2002-08-20 | 2004-03-11 | Kyoto Densen Kk | Disconnection spark detection circuit and breaker using the same |
| EP1571686A2 (en) * | 2004-03-04 | 2005-09-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Low voltage circuit breaker having an electronic overcurrent tripping device and a detecting device of the operational state |
| CN101013808B (en) * | 2005-09-16 | 2016-02-24 | 施耐德电器工业公司 | Electronic trip device, the circuit breaker comprising this trip device and method for supervising thereof |
| KR100849480B1 (en) * | 2007-08-08 | 2008-07-31 | 주식회사 남전사 | Apparatus and method for detecting the current transformer's coil disconnection of electronic electricity meters |
| KR100860858B1 (en) * | 2008-07-09 | 2008-09-29 | 와이피피디지텍(주) | Apparatus for self-diagnosing break line in secondary-side coil for current transformer for electronic watt hour meter using auxiliary relay |
| CN201780350U (en) * | 2010-07-27 | 2011-03-30 | 上海诺雅克电气有限公司 | Current transformer secondary coil disconnection self-diagnosis device |
| CN103308807B (en) * | 2013-06-19 | 2015-04-01 | 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） | Transformer state detection device and breaker |
| EP3021442A1 (en) * | 2014-11-17 | 2016-05-18 | Siemens Industry, Inc. | Apparatus and methods for monitoring and responding to power supply and/or detection circuit failures within an electronic circuit breaker |
| CN204651882U (en) * | 2015-02-02 | 2015-09-16 | 浙江正泰电器股份有限公司 | Circuit breaker intelligent controller |
| CN204760998U (en) * | 2015-07-02 | 2015-11-11 | 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） | Circuit breaker intelligent control ware of multistage power supply |
| US20170288387A1 (en) * | 2015-08-31 | 2017-10-05 | Eaton Corporation | Wide range current monitoring system and method for electronic trip units |
| CN205724827U (en) * | 2016-05-04 | 2016-11-23 | 浙江正泰电器股份有限公司 | Low-voltage circuit breaker intelligent controller |
| CN205670681U (en) * | 2016-05-20 | 2016-11-02 | 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） | Distribution line detection device, circuit breaker intelligent controller, chopper |
| US10340678B1 (en) * | 2018-04-23 | 2019-07-02 | Richard W. Sorenson | Electronic circuit breaker with physical open-contact construction and fail-safe protection |
| CN208723528U (en) * | 2018-09-11 | 2019-04-09 | 湖南电气职业技术学院 | A kind of low-voltage circuit breaker intelligent controller |
| CN208738822U (en) * | 2018-09-19 | 2019-04-12 | 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） | A kind of circuit breaker intelligent controller and breaker |
| CN210273475U (en) * | 2019-06-24 | 2020-04-07 | 江苏大全凯帆开关有限公司 | High-precision current measuring mutual inductor and high-precision molded case circuit breaker |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7268559B1 (en) | Intelligent life testing methods and apparatus for leakage current protection | |
| CN103415972B (en) | For detecting the mthods, systems and devices of parallel arc fault | |
| KR100956162B1 (en) | Combo type a circuit breaker and method thereof | |
| CA2320859C (en) | Electrical fault detection system | |
| RU2542494C2 (en) | Device and method for detection of ground short-circuit | |
| CN103795022B (en) | Fault current detecting circuit | |
| CN102279339A (en) | Apparatus and method to detect a series arc fault of an electrical circuit | |
| CN103208776A (en) | Breaker circuit with fault self-detection function | |
| US20200313420A1 (en) | Power Interruption Method and Device Based on Periodic Measurement of Instantaneous Power Level | |
| CN112531642B (en) | Residual current protection circuit and residual current protection device | |
| RU2544267C1 (en) | Single-phase ground short circuit detection adapting method | |
| CN112881946B (en) | Double-core current transformer disconnection detection method and device and circuit breaker | |
| US9928980B2 (en) | Method of electricity leakage detection and prevention of electrical equipment's outer surface and system thereof | |
| RU2820252C2 (en) | Device and method of detecting breakage in a current transformer with two cores, as well as an automatic circuit breaker | |
| CN201266833Y (en) | On-line pre-detection circuit and device for protection of shorted to earth of frequency changer output end | |
| CN113777452B (en) | DC system grounding test device and method for voltage self-adaptive station | |
| CN101345408A (en) | Method for assigning a residual current to one of the three phase currents of a three-phase system and residual current protection switch | |
| EP2264850A2 (en) | Thermal overload relay with trip classification | |
| CN113725813A (en) | Leakage protection method, device and equipment and leakage protection electric energy meter | |
| CN208158090U (en) | A kind of power protector | |
| CN101435843B (en) | Method for recognizing short circuit fault of power distribution network by dynamically regulating over current fixed value | |
| CN114374189B (en) | Intelligent circuit breaker and electric leakage detection method | |
| CN211790736U (en) | Leakage protector circuit of independent power supply tripping | |
| CN112736835B (en) | Residual current protection device | |
| CN102891048B (en) | Switch with a testable electricity converter and method for testing an electricity converter |