用于檢測三相ac電路中的過度電壓降的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一般設(shè)及S相交流（AC)電路，并且更特別地設(shè)及用于檢測S相AC電路中 的過度電壓降的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在工業(yè)設(shè)施中，諸如發(fā)電機、AC電機和/或變壓器的電機用于各種應(yīng)用。作為一 個示例，感應(yīng)電機被用于如累送、冷卻、材料移動的應(yīng)用，W及要求成本效益且魯棒電機的 其它應(yīng)用。配電系統(tǒng)在運種應(yīng)用中與電機結(jié)合使用，其中配電系統(tǒng)包括保護和控制器件，諸 如斷路器、接觸器、起動器等等。
[0003] 在提供配電系統(tǒng)和電機之間的連接中，可W認識到的是，保護和/或控制器件的 不正確連接可能引起可導(dǎo)致火災(zāi)、設(shè)備損壞、W及過程中停機和效率損失的過熱接觸。換言 之，當(dāng)電連接變得松脫或具有較小的線結(jié)合力時，在配電電路中可能發(fā)生過度電壓降，其中 運種壓降導(dǎo)致在連接處的異常功率耗散并且對應(yīng)地導(dǎo)致連接中可引發(fā)火災(zāi)和設(shè)備損壞的 過熱接觸或熱點。即使在早期階段，電壓降導(dǎo)致隨著線路壓降的能量損失，例如實際上降低 電機效率和電機壽命。
[0004] 通常，通過實施如連接的年度重新緊固的預(yù)防性維護或通過在配電電路離線時所 有電連接的定期檢查，在一定程度上解決不正確電連接的問題。就電連接器的檢查而言，運 種檢查典型地經(jīng)由單獨專用的感測裝置實施，該感測裝置利用聲學(xué)或溫度感測來檢查配電 系統(tǒng)。例如，紅外（IR)掃描器通常被用于執(zhí)行配電系統(tǒng)的定期熱檢查。雖然有效，但是通 過運種IR掃描器的方式的配電系統(tǒng)的檢測是可能非常昂貴的密集程序。此外，通過IR掃 描器方式的配電系統(tǒng)的檢測不提供電連接的在線監(jiān)測。 陽0化]因此可期望提供W高效且符合成本效益的方式檢測配電電路中的過度電壓降的 系統(tǒng)和方法，W便識別電路中的不正確電連接。同樣可期望運種系統(tǒng)和方法是非侵入式的， W使得可在電路在線的同時實施配電電路中的過度電壓降的檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供用于檢測S相AC電路中的過度電壓降的系統(tǒng)和方法。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，配電電路包括可連接到AC源的輸入；可連接到電機的端子 W便向電機提供=相電壓和電流的=相輸出；位于輸入和輸出之間的被配置成控制到輸 出的=相電壓和電流的一個或多個電路器件；W及配置成檢測配電電路中的過度電壓降 巧VD)故障的診斷系統(tǒng)，診斷系統(tǒng)包括處理器，該處理器被編程為接收向電機的端子提供的 S相電壓和電流，確定向端子提供的S相電壓和電流的基波分量，由S相電流的基波分量 計算正序電流、負序電流和零序電流，從負序電流分量中提取補償負序電流，將補償負序電 流添加到正序電流W確定故障參考電流矢量，部分地基于正序電流的相角確定每個相的負 電流參考相角，并且基于補償負序電流、故障參考電流矢量和負電流參考相角識別配電電 路中的EVD故障。
[000引根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于檢測配電電路中的過度電壓降巧VD)故障的方法包 括通過電壓和電流傳感器測量向配電電路的電機端子提供的=相電壓和電流，并且使診斷 系統(tǒng)基于所測量的S相電壓和電流檢測配電電路中的EVD故障。在使診斷系統(tǒng)檢測EVD故 障中，方法進一步包括接收向電機端子提供的所測量的=相電壓和電流，分析=相電壓和 電流W確定=相電壓和電流的基波分量，由=相電流的基波分量計算正序電流、負序電流 和零序電流，從負序電流分量中提取補償負序電流，將補償負序電流添加到正序電流W確 定故障參考電流矢量，部分地基于正序電流的角度確定每個相的負電流參考相角，并且基 于補償負序電流、故障參考電流矢量和負電流參考相角識別配電電路中的EVD故障。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，被配置成檢測配電電路中的過度電壓降巧VD)故障的診 斷系統(tǒng)包括處理器，該處理器被編程為接收向連接到配電電路的電機端子提供的=相電壓 和電流，確定向端子提供的=相電壓和電流的基波分量，并且由=相電流的基波分量計算 正序電流、負序電流和零序電流。處理器被進一步編程為從負序電流分量中提取補償負序 電流，基于補償負序電流和正序電流確定故障參考電流矢量，基于補償負序電流和故障參 考電流矢量識別配電電路中的EVD故障，并且將EVD故障局部化為S相輸出中的第一相、第 二相和第S相中的一個相。在局部化EVD故障中，處理器被進一步編程為確定補償負序電 流的相角，部分地基于正序電流的相角確定第一相、第二相和第=相中的每個相的負序電 流參考相角，確定在補償負序電流的相角與第一相、第二相和第=相的負序電流參考相角 中的一個負序電流參考相角之間的最小差異，并且基于所確定的最小差異將EVD故障局部 化為第一相、第二相和第=相中的一個相。
[0010] 本發(fā)明的各種其它特征和優(yōu)點將通過W下詳細說明和附圖變得顯而易見。
【附圖說明】
[0011] 附圖示出當(dāng)前計劃的用于執(zhí)行本發(fā)明的優(yōu)選實施例。 陽〇1引在附圖中：
[0013] 圖1是與本發(fā)明的實施例一起使用的S相配電電路的示意圖。
[0014] 圖2-5是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例用于檢測S相AC電路中的過度電壓降的技術(shù) 的流程圖。 具體實施例
[0015] 本文中所陳述的本發(fā)明的實施例設(shè)及用于檢測S相AC電路中的過度電壓降的系 統(tǒng)和方法。
[0016] 參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施例示出S相配電電路10。配電電路10連接在S相AC 輸入12a-12c和諸如AC電機的負載14之間，W便向電機提供保護W及調(diào)控來自S相AC輸 入12a-12c的電力W便向電機傳送。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，電機14是感應(yīng)電機14的 形式，進而在后文圖1中稱為感應(yīng)電機14。然而，可W認識到的是電機14也可W是例如發(fā) 電機或變壓器、或可由=相電力驅(qū)動且在工業(yè)設(shè)定中有用的任何其它負載。
[0017] 配電電路10包括可連接到S相AC輸入12a-12c的輸入16,W便從S相AC接收 電力。配電電路10也包括可連接到感應(yīng)電機的電機端子20的S相輸出18,W便向感應(yīng)電 機14提供=相電壓和電流。例如，根據(jù)一個實施例，輸出18可連接到配電電路10的端子 箱22處的電機端子20。
[0018] 如在圖1中進一步示出的，在位于輸入16和輸出18之間的配電電路10中包括多 個電路器件，其中電路器件提供對于從S相AC輸入12a-12c提供W用于向感應(yīng)電機14傳 送的電壓和電流的保護W及控制。在圖1中示出若干運種保護和控制器件，但是可W認識 到根據(jù)本發(fā)明的實施例，在配電電路10中可同樣地/替代地包括其它器件。在圖1中示出 的配電電路10的實施例中，示出作為包括在電路中的電機控制中屯、（MCC)24。電機控制中 屯、24可包括具有公共電力母線且包含諸如若干電機起動器的若干電機控制單元的一個或 多個封閉部分的組件。電機控制中屯、24同樣可包括變頻驅(qū)動器、可編程控制器和計量儀。 與若干保護器件/裝置與電機控制中屯、24的操作關(guān)聯(lián)，從而保護電機14、提供短路保護和 /或隔離電機電路。例如，在諸如本地配電板30的配電電路10中提供烙斷器26和接觸器 28,W提供感應(yīng)電機14的短路保護和控制。同樣提供斷路器32和斷開開關(guān)34,W提供電機 電路10的短路保護和隔離。
[0019] 可W認識到圖1中示出的配電電路10僅說明可與本發(fā)明的實施例關(guān)聯(lián)的電機配 電電路，并且可W根據(jù)本發(fā)明的實施例替代地提供各種配置和布置的=相AC電路。
[0020] 相對于圖1中示出的配電電路10,在電路中做出一般被標(biāo)記為36的多個電連接， W便將電路中的器件24、26、28、32、34連接到彼此和感應(yīng)電機14。在進行運種連接時，可 W認識到的是保護和/或控制器件的不正確連接可導(dǎo)致過熱接觸，過熱接觸可引發(fā)起火、 設(shè)備損壞、W及過程停機和效率損失。換言之，當(dāng)電連接36變得松脫或具有較小線結(jié)合力 時，電機電路中可能發(fā)生過度電壓降巧VD)，運種壓降導(dǎo)致連接處的異常功率耗散，且對應(yīng) 地導(dǎo)致連接中可引發(fā)起火和設(shè)備損壞、隨著線路壓降的能量損失、電機效率損失、W及電機 壽命減短的過熱接觸或熱點。
[0021] 據(jù)此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，配電電路10中包括用于檢測配電電路10中的過度電 壓降巧VD)故障的診斷系統(tǒng)40。診斷系統(tǒng)40接收與向感應(yīng)電機14提供的S相電壓和電流 相關(guān)的輸入。根據(jù)示例性實施例，診斷系統(tǒng)40接收從集成在MCC24中的（多個）電機起動 器中的電壓和電流傳感器獲取的電壓和電流測量結(jié)果；然而，可W認識到的是在配電電路 10中可W包括單獨專用的電壓和電流傳感器，W獲取電壓和電流數(shù)據(jù)并且向診斷系統(tǒng)40 提供該電壓和電流數(shù)據(jù)。如圖1所示，診斷系統(tǒng)40中的處理器46接收所測量的=相電壓 和電流，并且被編程為分析數(shù)據(jù)W識別配電電路10中的EVD故障。
[0022] 現(xiàn)在參照圖2-5且繼續(xù)參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施例，示出由診斷系統(tǒng)40的處理 器46實施W識別配電電路10中的