[实用新型]用于识别三相电网中的负载不对称的装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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MW的设备功 率。额定转速位于不超过10000min^-1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。

发明内容

从该现有技术出发，本发明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。

根据本发明，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 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。