專(zhuān)利名稱(chēng)：電路保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及配電系統(tǒng)，尤其涉及一種用于電路保護(hù)系統(tǒng)的方法和裝置，為整個(gè)系統(tǒng)的區(qū)域保護(hù)提供多種區(qū)域保護(hù)功能。
背景技術(shù)：
在配電系統(tǒng)中，電力分配給不同的負(fù)載并且一般分成支路，從而給規(guī)定負(fù)載提供電力。支路也能與其他配電設(shè)備相連。
我們都知道，當(dāng)考慮系統(tǒng)的異常電力情況，也就是故障時(shí)，采用電路保護(hù)裝置或電力開(kāi)關(guān)裝置，例如，電路斷路器，來(lái)保護(hù)電路。電路斷路器設(shè)法防止和減小損害并且通常能自動(dòng)操作。電路斷路器也設(shè)法減小了在故障情況下停電的范圍和持續(xù)時(shí)間。
我們也知道，打開(kāi)和關(guān)閉這些電路斷路器是基于配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的靜態(tài)定義的保護(hù)區(qū)。當(dāng)前的保護(hù)系統(tǒng)采用基于這些靜態(tài)定義區(qū)的電氣特性的算法，通過(guò)運(yùn)用布置在保護(hù)的靜態(tài)定義區(qū)的電路斷路器來(lái)清除故障。
這種當(dāng)前的系統(tǒng)沒(méi)有考慮到配電系統(tǒng)的狀態(tài)的改變、拓?fù)浠蚪Y(jié)構(gòu)，例如電路斷路器的打開(kāi)或閉合而導(dǎo)致的潮流的變化。保護(hù)系統(tǒng)對(duì)配電系統(tǒng)狀態(tài)的動(dòng)態(tài)變化的不適應(yīng)將導(dǎo)致不正確算法的應(yīng)用和電力控制設(shè)備的不必要的功能，這些都是基于保護(hù)區(qū)域內(nèi)的錯(cuò)誤的靜態(tài)的狀態(tài)。這樣就增加了對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生破壞的危險(xiǎn)性，比如，不能及時(shí)切除故障。這也降低了系統(tǒng)的效率，比如，通過(guò)不適時(shí)的電路斷路器的打開(kāi)和多余的跳閘，并增加了在故障情況下的停電的范圍和持續(xù)時(shí)間。
相應(yīng)地，需要將電路保護(hù)系統(tǒng)引入配電系統(tǒng)當(dāng)中，這樣可以降低配電系統(tǒng)的故障損壞危險(xiǎn)性和增加配電系統(tǒng)的效率。對(duì)于保護(hù)系統(tǒng)而言，有更進(jìn)一步的要求，這就是能夠在配電系統(tǒng)發(fā)生變化時(shí)改變保護(hù)的區(qū)域并考慮區(qū)域內(nèi)變化的狀態(tài)。對(duì)保護(hù)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)還有一個(gè)要求，即提供最優(yōu)的保護(hù)而不犧牲選擇性。還有一個(gè)額外的要求就是對(duì)變化的保護(hù)區(qū)域執(zhí)行復(fù)雜的區(qū)域保護(hù)功能需要有計(jì)算效率高的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，提供了一種具有電力開(kāi)關(guān)設(shè)備的電路的保護(hù)方法，所述方法包括定義電路的保護(hù)區(qū)特性，至少部分基于這些特性定義保護(hù)矩陣，以及利用保護(hù)矩陣在保護(hù)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)區(qū)域保護(hù)功能。
另一方面，提供了一種具有電力開(kāi)關(guān)設(shè)備的電路的保護(hù)方法，所述方法包括定義布置在電路的保護(hù)區(qū)域內(nèi)的電力開(kāi)關(guān)設(shè)備的狀態(tài)的多種組合。每一個(gè)狀態(tài)是打開(kāi)或者閉合。所述方法更進(jìn)一步包括至少部分基于布置在保護(hù)區(qū)域內(nèi)的電力開(kāi)關(guān)設(shè)備的狀態(tài)的多個(gè)組合，來(lái)定義保護(hù)區(qū)域的特性。所述方法還包括至少部分基于這些特性定義在保護(hù)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)區(qū)域保護(hù)功能。所述特性是保護(hù)區(qū)域的實(shí)際和可能的特性。
再一方面，提供了一種具有電力開(kāi)關(guān)設(shè)備的電路的保護(hù)方法，所述方法包括定義電路的保護(hù)區(qū)域的多個(gè)結(jié)構(gòu)。所述多個(gè)結(jié)構(gòu)是實(shí)際和可能的結(jié)構(gòu)。所述多個(gè)結(jié)構(gòu)至少部分基于布置在保護(hù)區(qū)域內(nèi)的電力開(kāi)關(guān)設(shè)備的狀態(tài)。每一個(gè)狀態(tài)是打開(kāi)或者閉合。所述方法更進(jìn)一步包括至少部分基于多個(gè)結(jié)構(gòu)定義區(qū)域保護(hù)功能的多個(gè)系數(shù)、確定保護(hù)區(qū)域的最初的拓?fù)?、在最初拓?fù)涞幕A(chǔ)上至少選擇多個(gè)系數(shù)當(dāng)中的一個(gè)、至少部分基于選擇的至少是多個(gè)系數(shù)當(dāng)中的一個(gè)，來(lái)在保護(hù)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)區(qū)域保護(hù)功能。最初的拓?fù)涫腔诿恳粋€(gè)布置在保護(hù)區(qū)域的電力開(kāi)關(guān)設(shè)備的最初狀態(tài)的。最初狀態(tài)是打開(kāi)或閉合。
再一方面，提供了一種與具有電力開(kāi)關(guān)設(shè)備和保護(hù)區(qū)域的電路相耦合的保護(hù)系統(tǒng)。所述保護(hù)系統(tǒng)包括一種通過(guò)通信方式與電力開(kāi)關(guān)設(shè)備耦合的控制處理單元。所述控制處理單元至少部分基于保護(hù)區(qū)域的特性來(lái)為保護(hù)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)區(qū)域保護(hù)功能。所述特性是保護(hù)區(qū)域的實(shí)際和可能的特性。
又一方面，提供了一種配電系統(tǒng)，所述配電系統(tǒng)包括具有電力開(kāi)關(guān)設(shè)備和保護(hù)區(qū)域的電路。所述系統(tǒng)還包括與電力開(kāi)關(guān)設(shè)備通過(guò)通信方式耦合的控制處理單元。所述控制處理單元至少部分基于保護(hù)區(qū)域的特性來(lái)為保護(hù)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)區(qū)域保護(hù)功能。所述特性是保護(hù)區(qū)域的實(shí)際和可能的特性。
本發(fā)明以上的描述和其他特征及優(yōu)點(diǎn)將在下述詳細(xì)的說(shuō)明、附圖和所附的權(quán)利要求中體現(xiàn)，并被本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。


圖1是配電系統(tǒng)的示意圖。
圖2是圖1的配電系統(tǒng)一個(gè)模塊的示意圖。
圖3是圖1的保護(hù)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。
圖4是多電源配電系統(tǒng)的示意圖。
圖5是具有第一保護(hù)區(qū)域的圖4所示系統(tǒng)的一部分的示意圖。
圖6是具有第二保護(hù)區(qū)域的圖5所示系統(tǒng)的一部分的示意圖。
圖7是具有第一保護(hù)區(qū)域和不同拓?fù)涞膱D5所示系統(tǒng)的一部分的示意圖。
圖8是具有第一保護(hù)區(qū)域的圖5所示系統(tǒng)的一部分的示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考附圖尤其是圖1，配電系統(tǒng)的具體的實(shí)施例通常如附圖標(biāo)記10所示。系統(tǒng)10通過(guò)許多或多個(gè)電力開(kāi)關(guān)設(shè)備或電路斷路器14，從至少一個(gè)電力母線12向支路16分配電力。
電力母線12是通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，該三相電力系統(tǒng)具有第一相18、第二相20和第三相22。電力母線12也包括一個(gè)中性相(未示出)。系統(tǒng)10的說(shuō)明是為了澄清從電力母線12通過(guò)四個(gè)斷路器14向四個(gè)電路16分配電力。當(dāng)然，通過(guò)本發(fā)明可以想到，電力母線12有任意所需數(shù)量的相和/或系統(tǒng)10有任意所需數(shù)量的電路斷路器14和電路斷路器的任意拓?fù)?，例如，串?lián)、或并聯(lián)、或其他組合。
每一個(gè)電路斷路器14有一組可以分離的觸頭24(示意說(shuō)明)。觸頭24選擇性地將電力母線12與至少電路16的一個(gè)負(fù)載(也示意說(shuō)明)相連。負(fù)載可以包括設(shè)備，比如，但不限于，電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、計(jì)算機(jī)、加熱器、照明設(shè)備，和/或其他電氣設(shè)備。
圖1說(shuō)明配電系統(tǒng)10，具有一個(gè)中央控制的和完全集成的保護(hù)、監(jiān)視和控制的系統(tǒng)26的具體的實(shí)施例(后面稱(chēng)“系統(tǒng)”)。系統(tǒng)26是配置來(lái)通過(guò)一個(gè)中央控制處理單元28(后面稱(chēng)“CCPU”)控制和監(jiān)視配電系統(tǒng)10。CCPU 28與許多或多個(gè)數(shù)據(jù)采樣和傳輸模塊30(以后稱(chēng)“模塊”)通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)32進(jìn)行通信。網(wǎng)絡(luò)32對(duì)從所有模塊30來(lái)的所有的信息實(shí)際上同時(shí)傳遞給CCPU 28。
這樣，系統(tǒng)26能夠包括保護(hù)和控制方案，所述方案考慮在一個(gè)或者全部電路斷路器14處的電氣信號(hào)的值，比如電流的幅值和相位。更進(jìn)一步，系統(tǒng)26將配電系統(tǒng)10中的單個(gè)斷路器14的保護(hù)、控制和監(jiān)視功能集成于一個(gè)單獨(dú)的、中央化的控制處理器(比如CCPU28)。系統(tǒng)26通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)32上與模塊30和電路斷路器14的數(shù)字通信，將可利用的所有同步的信息集合傳遞給CCPU 28，并基于所述完整的數(shù)據(jù)集合為CCPU提供操作這些設(shè)備的能力。
尤其是，CCPU 28為配電系統(tǒng)10執(zhí)行所有的主要配電功能。即，CCPU28可能執(zhí)行一些或者全部的瞬時(shí)過(guò)電流保護(hù)(IOC)、短時(shí)過(guò)電流保護(hù)、長(zhǎng)時(shí)過(guò)電流保護(hù)、繼電保護(hù)和邏輯控制，也可以是系統(tǒng)26的數(shù)字信號(hào)處理功能。這樣，系統(tǒng)26可以改變?cè)O(shè)定，并可以將數(shù)據(jù)記錄在一個(gè)單獨(dú)的、中央位置，也就是CCPU28。在這里CCPU28是用一個(gè)中央處理單元的方式來(lái)描述的。當(dāng)然，通過(guò)本發(fā)明可以考慮CCPU28包括任意的可編程電路，比如，但不限于，計(jì)算機(jī)、處理器、微控制器、微型計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器，專(zhuān)用集成電路，和其他可編程電路。
如圖1所示，每一個(gè)模塊30與電路斷路器14當(dāng)中的一個(gè)進(jìn)行通信。每一個(gè)模塊30也至少與一個(gè)傳感器34通信，所述每一個(gè)傳感器檢測(cè)母線12上/或電路16上的每一相上(比如，第一相18，第二相20，第三相22，和中線)的電力的狀況或電氣參數(shù)。傳感器34可以包括電流互感器(CTs)、電壓互感器(PTs)、和它們的任意組合。傳感器34監(jiān)視電路16的輸入功率的狀況或電氣參數(shù)，并提供代表功率狀況的第一或者參數(shù)信號(hào)36給模塊30。例如，傳感器34可以是電流互感器，電流互感器產(chǎn)生正比于電路16電流的二次側(cè)電流，使得第一信號(hào)36就是二次側(cè)電流。
模塊30發(fā)送一個(gè)或多個(gè)第二信號(hào)38給電路斷路器14和/或從電路斷路器14接收一個(gè)或多個(gè)第二信號(hào)38。第二信號(hào)38可以代表斷路器14的一個(gè)或多個(gè)狀況，比如，但不限于，可分離觸頭24的一個(gè)位置或者狀態(tài)、一個(gè)觸發(fā)加載開(kāi)關(guān)狀態(tài)、一個(gè)閉鎖狀態(tài)或情況、以及其他。另外，模塊30被配置成通過(guò)向斷路器發(fā)出一個(gè)或多個(gè)第三信號(hào)40來(lái)操作或動(dòng)作電路斷路器14，以此來(lái)按需要打開(kāi)/關(guān)閉可分離觸頭24，比如開(kāi)/關(guān)命令或信號(hào)。在第一個(gè)實(shí)施例中，電路斷路器14不能打開(kāi)觸頭24，除非由系統(tǒng)26指示可以這么做。
系統(tǒng)26利用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)32來(lái)從模塊30進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取和與模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。相應(yīng)地，網(wǎng)絡(luò)32被配置得能在CCPU28和模塊30之間提供所需水平的通信容量和業(yè)務(wù)管理。在具體實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)32可以被配置成不能在模塊30之間進(jìn)行通信(也就是，沒(méi)有模塊與模塊之間的通信)。
另外，系統(tǒng)26可以配置成能夠提供一個(gè)一致的故障響應(yīng)時(shí)間。在這里的使用中，系統(tǒng)26的故障響應(yīng)時(shí)間定義為當(dāng)故障狀況發(fā)生的時(shí)間與模塊30向相關(guān)的斷路器14發(fā)出跳閘命令的時(shí)間之間的差。在具體實(shí)施例中，系統(tǒng)26的故障響應(yīng)時(shí)間小于60Hz波形的一個(gè)周期。例如，系統(tǒng)26可以具有大約3毫秒的最大故障響應(yīng)時(shí)間。
網(wǎng)絡(luò)32的結(jié)構(gòu)和操作協(xié)議配置成可以提供前面所述通信容量和響應(yīng)時(shí)間。例如，網(wǎng)絡(luò)32可以是具有圖1所示的星型拓?fù)涞囊蕴W(wǎng)。在具體實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)32是一個(gè)全雙工的網(wǎng)絡(luò)，具有通常由除去和/或禁止的以太網(wǎng)使用的沖突檢測(cè)多路存取(CSMA/CD)協(xié)議。再者，網(wǎng)絡(luò)32是一個(gè)為避免沖突的可切換的以太網(wǎng)。
在所述結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)32提供了至少是大約100Mbps(兆位每秒)的數(shù)據(jù)傳輸速率。例如，數(shù)據(jù)傳輸速率可以是大約1Gbps(吉位每秒)。另外，CCPU28與模塊30之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)32的通信可以進(jìn)行管理以?xún)?yōu)化網(wǎng)絡(luò)32的使用。例如，網(wǎng)絡(luò)32可以通過(guò)調(diào)整一個(gè)或者多個(gè)消息的大小、消息的頻率、消息的內(nèi)容和/或網(wǎng)絡(luò)速度來(lái)進(jìn)行優(yōu)化。
再者，網(wǎng)絡(luò)32提供的響應(yīng)時(shí)間包括計(jì)劃的通信、固定的消息長(zhǎng)度、全雙工操作方式、和避免沖突的交換機(jī)，以至于所有消息都在下一組消息計(jì)劃到達(dá)以前被移到CCPU28中的存儲(chǔ)器中。這樣，系統(tǒng)26可以在一個(gè)中央位置和以集中的方式執(zhí)行所需的控制、監(jiān)視、和保護(hù)功能。
需要認(rèn)識(shí)到的是上述的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)32是通過(guò)具有特殊結(jié)構(gòu)、拓?fù)?、和?shù)據(jù)傳輸協(xié)議的以太網(wǎng)為例子進(jìn)行描述的。當(dāng)然，本發(fā)明考慮了任何能夠保證所需傳輸容量和一致的故障響應(yīng)時(shí)間以滿足執(zhí)行所需功能的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的使用。具體實(shí)施例在CCPU28和模塊30之間獲得了子周期傳輸?shù)臅r(shí)間和全部采樣數(shù)據(jù)，以便用與傳統(tǒng)設(shè)備相關(guān)的精度和速度，為多模塊執(zhí)行所有配電功能。
CCPU28可以相互依賴(lài)地執(zhí)行支路保護(hù)、區(qū)域保護(hù)和繼電器保護(hù)，因?yàn)樗械南到y(tǒng)信息在一個(gè)中心位置，即CCPU。另外，CCPU28能對(duì)中心位置的系統(tǒng)信息執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)監(jiān)視功能。因此，系統(tǒng)26提供了一個(gè)現(xiàn)有系統(tǒng)沒(méi)有考慮的相關(guān)并且集成的保護(hù)、控制和監(jiān)視方法。例如，系統(tǒng)26以低成本和系統(tǒng)易安裝的方式來(lái)集成并協(xié)調(diào)負(fù)載管理、饋線管理、系統(tǒng)監(jiān)視和其他系統(tǒng)保護(hù)功能。
模塊30的一個(gè)具體實(shí)施例如圖2所示。模塊30包括微處理器42、數(shù)據(jù)總線44網(wǎng)絡(luò)接口46、電源48和一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備50。
電源48配置成從第一電源52和/或第二電源54接收功率。第一電源52可以是一個(gè)或多個(gè)不間斷電源(未示出)、多個(gè)電池(未示出)、電力母線(未示出)和其他電源。在圖示的實(shí)施例中，第二電源54是從傳感器34獲得的二次電流。
電源48配置成從第一和第二電源52、54提供功率56至模塊30。例如，電源48可以提供功率56至微處理器42、數(shù)據(jù)總線42、網(wǎng)絡(luò)接口44和存儲(chǔ)設(shè)備50。電源48也配置成提供第四信號(hào)58至微處理器42。第四信號(hào)58示出哪個(gè)電源提供功率至電源48。例如，第四信號(hào)58可以指出電源48是接受來(lái)自第一電源52、第二電源54、還是來(lái)自第一第二電源兩者的功率。
網(wǎng)絡(luò)接口46和存儲(chǔ)設(shè)備50通過(guò)數(shù)據(jù)總線44與微處理器42進(jìn)行通信。網(wǎng)絡(luò)接口46能夠與網(wǎng)絡(luò)32連接，這樣微處理器42能與CCPU28進(jìn)行通信。
微處理器42接收第一信號(hào)36和第二信號(hào)38的數(shù)字顯示。第一信號(hào)36是由傳感器34采集的連續(xù)的模擬數(shù)據(jù)，而第二信號(hào)38是來(lái)自斷路器14的離散模擬數(shù)據(jù)。因此，從模塊30傳至CCPU28的數(shù)據(jù)是實(shí)際電壓、電流和設(shè)備狀態(tài)的數(shù)字顯示。例如，第一信號(hào)36可以是電路16中指示電流和/或電壓的模擬信號(hào)。
相應(yīng)地，系統(tǒng)26通過(guò)網(wǎng)絡(luò)32向CCPU28提供實(shí)際的原始參數(shù)或離散的電氣數(shù)據(jù)(例如，第一信號(hào)36)和設(shè)備物理狀態(tài)(例如，第二信號(hào)38)，而不是由比如跳閘單元、儀表或繼電器的設(shè)備所采樣、產(chǎn)生和存儲(chǔ)的處理的累計(jì)信息。所以，CCPU28具有用以做決定的完整的、原始的全系統(tǒng)范圍的數(shù)據(jù)，并且因此可以在網(wǎng)絡(luò)32上基于信息操作任何一個(gè)或全部斷路器14，所述信息來(lái)自于和常駐在CCPU28的控制及保護(hù)算法的所需一樣多的模塊30。
模塊30包括信號(hào)調(diào)節(jié)器60和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器62。第一信號(hào)36由信號(hào)調(diào)節(jié)器60調(diào)節(jié)，并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器62轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)64。因此，模塊30采集第一信號(hào)36，并提供代表第一信號(hào)原始數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)64至微處理器42。例如，信號(hào)調(diào)節(jié)器60可以包括改善第一信號(hào)36信噪比的濾波電路(未示出)、放大第一信號(hào)的增益電路(未示出)、移位第一信號(hào)至一個(gè)預(yù)定的范圍的水平調(diào)整電路(未示出)、易于將第一信號(hào)傳遞至A/D轉(zhuǎn)換器62的阻抗匹配電路(未示出)以及有關(guān)的任何組合。進(jìn)一步，A/D轉(zhuǎn)換器62可以是具有來(lái)自微處理器42或由微處理器42控制的時(shí)鐘電路68以便于易于數(shù)字信號(hào)64的同步的外部轉(zhuǎn)換起動(dòng)信號(hào)66的采樣保持轉(zhuǎn)換器。
希望來(lái)自于系統(tǒng)26中所有模塊30的數(shù)字信號(hào)64實(shí)質(zhì)上同時(shí)被采集。尤其希望來(lái)于系統(tǒng)26中所有模塊30的數(shù)字信號(hào)64實(shí)質(zhì)上代表配電系統(tǒng)10中同時(shí)刻的瞬時(shí)功率。
模塊30的采樣數(shù)字信號(hào)64至少部分基于如圖1所示的同步信號(hào)或指令70。同步指令70可以由CCPU28中的內(nèi)部或外部同步時(shí)鐘72產(chǎn)生。同步指令70通過(guò)網(wǎng)絡(luò)32同時(shí)從CCPU28至模塊30進(jìn)行通信。同步時(shí)鐘72在正則區(qū)間發(fā)送同步指令70至CCPU28，所述CCPU28在網(wǎng)絡(luò)32中發(fā)送指令至所有模塊30。
模塊30使用同步指令70修正常駐的采樣協(xié)議。例如，每一個(gè)模塊30可以在微處理器42中有一個(gè)常駐的同步算法。微處理器42中的常駐同步算法可以是軟件鎖相環(huán)算法。軟件鎖相環(huán)算法部分基于來(lái)自CCPU28的同步指令70來(lái)調(diào)整模塊30的采樣周期。因此，CCPU28和模塊30在系統(tǒng)26中一起工作，以確保來(lái)自系統(tǒng)中的所有模塊的采樣(例如，數(shù)字信號(hào)64)是同步的。
相應(yīng)地，系統(tǒng)26配置成部分基于同步指令70從模塊30采集數(shù)字信號(hào)64，以使數(shù)字信號(hào)代表同時(shí)刻的情況，比如彼此在預(yù)定的時(shí)間窗口內(nèi)。這樣，CCPU28可以在配電系統(tǒng)10中有一組代表每個(gè)監(jiān)視位置(如，模塊30)狀態(tài)的精確數(shù)據(jù)。預(yù)定的時(shí)間窗口可以少于大約10微秒。例如，預(yù)定的時(shí)間窗口可以是大約5微秒。
系統(tǒng)26的預(yù)定的時(shí)間窗口可以被網(wǎng)絡(luò)32的端口到端口可變性所影響。在具體實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)32有大約24納秒至大約720納秒范圍的端口到端口的可變性。在另一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)32最大有大約2微秒的端口到端口的可變性。
已經(jīng)確定，通過(guò)系統(tǒng)26控制所有模塊30至所述預(yù)定的時(shí)間窗口使得在通過(guò)模塊、帶有坐標(biāo)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)波形捕獲、正確的事件記錄和其他特征時(shí)的測(cè)量和矢量函數(shù)獲得理想的精度水平。在具體實(shí)施例中，理想的精度水平等于傳統(tǒng)設(shè)備的精度和速度。例如，大約10微秒的預(yù)定時(shí)間窗口為測(cè)量和矢量函數(shù)提供了大約為99％的精度。
從每一個(gè)電路斷路器14至每一個(gè)模塊30的第二信號(hào)38示出了電路斷路器的一種或多種情況。第二信號(hào)38提供給模塊30的離散I/O電路74。電路74與電路斷路器14和微處理器42進(jìn)行通信。電路74配置成確保來(lái)于電路斷路器14的第二信號(hào)38以理想電壓并且沒(méi)有跳動(dòng)而提供至微處理器42。例如，電路74可以包括去反彈電路和多個(gè)比較器。
微處理器42采樣通過(guò)CCPU28同步的第一和第二信號(hào)36、38。然后，轉(zhuǎn)換器62將第一和第二信號(hào)36、38轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)64，所述數(shù)字信號(hào)64通過(guò)微處理器42打包至具有理想結(jié)構(gòu)的第一消息76。第一消息76可以包括指示符，所述指示符指示第一信息響應(yīng)哪個(gè)同步信號(hào)70。這樣，第一信息響應(yīng)的所述同步信號(hào)70的指示器返回到CCPU28以識(shí)別采樣時(shí)間。
CCPU28通過(guò)網(wǎng)絡(luò)32從每一個(gè)模塊30接收第一消息76，并且對(duì)送到所有第一信息的數(shù)據(jù)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)保護(hù)和/或監(jiān)視算法?；趤?lái)自一個(gè)或多個(gè)模塊30的第一消息76，CCPU28可以控制一個(gè)或多個(gè)電路斷路器14的操作。例如，當(dāng)CCPU28檢測(cè)到來(lái)自一個(gè)或多個(gè)第一消息76的故障時(shí)，CCPU通過(guò)網(wǎng)絡(luò)32發(fā)送一個(gè)第二消息78至一個(gè)或多個(gè)模塊30，比如打開(kāi)或關(guān)閉命令或信號(hào)、或電路斷路器動(dòng)作或不動(dòng)作的命令或信號(hào)。
響應(yīng)第二消息78，微處理器42產(chǎn)生第三信號(hào)40操作或動(dòng)作(例如，打開(kāi)觸頭24)電路斷路器14。電路斷路器14可以包括不止一個(gè)操作或動(dòng)作機(jī)構(gòu)。例如，電路斷路器14可以包括并聯(lián)跳閘裝置80和磁保持螺線管82。微處理器42配置成發(fā)送第一輸出84以操作并聯(lián)跳閘裝置80和/或第二輸出86以操作螺線管82。第一輸出84指示功率控制模塊88提供第三信號(hào)40(例如，功率)至并聯(lián)跳閘裝置80，所述并聯(lián)跳閘裝置能分離觸頭24。第二輸出86指示門(mén)電路90提供第三信號(hào)40至螺線管82(例如，磁通換向器)以分離觸頭24。要指出的是，并聯(lián)跳閘裝置80需要提供第一電源52，而螺線管82能在只提供電源54時(shí)操作。通過(guò)這種方式，微處理器42能夠在響應(yīng)特定條件下，比如，例如，檢測(cè)到的過(guò)電流，而不論第一和第二電源52、54的狀態(tài)如何時(shí)，操作電路斷路器14。相應(yīng)地，可以提供一個(gè)閉鎖設(shè)備，所述閉鎖設(shè)備可操作地連接于電路斷路器14。
除操作電路斷路器14之外，模塊30可以與一個(gè)或多個(gè)本地輸入和/或輸出設(shè)備94通信。例如，本地輸出設(shè)備94可以是模塊狀態(tài)指示器，比如可視或可聽(tīng)指示器。在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備94是光射二極管(LED)，配置成與模塊30的一個(gè)狀態(tài)通信。在另一個(gè)實(shí)施例中，本地輸入設(shè)備94可以是手動(dòng)操作一個(gè)或多個(gè)模塊30部分的狀態(tài)修正按鈕。在又一個(gè)實(shí)施例中，本地輸入設(shè)備94是與模塊30本地通信的模塊界面。
相應(yīng)地，模塊30通過(guò)CCPU同步適應(yīng)采樣來(lái)自傳感器34的第一信號(hào)36。模塊30然后按照需要將第一和第二信號(hào)36、38的數(shù)字表示(例如，數(shù)字信號(hào)64)，以及其他信息打包到第一消息76中。來(lái)自所有模塊30的第一消息76通過(guò)網(wǎng)絡(luò)32發(fā)送到CCPU28。CCPU28處理第一消息76并產(chǎn)生并將控制每一個(gè)電路斷路器14的操作的指令存儲(chǔ)到第二消息78中。CCPU28發(fā)送第二消息78至所有的模塊30。在具體實(shí)施例中，CCPU28響應(yīng)同步指令70發(fā)送第二消息78至所有的模塊30。
相應(yīng)地，系統(tǒng)26能基于從單獨(dú)斷路器來(lái)的信息、或結(jié)合從系統(tǒng)26的一個(gè)或者多個(gè)其他斷路器的信息控制每一個(gè)電路斷路器14。在正常的操作條件下，系統(tǒng)26在CCPU28執(zhí)行所有的監(jiān)視、保護(hù)和控制決定。
由于系統(tǒng)26的保護(hù)和監(jiān)視算法常駐在CCPU28內(nèi)，這些算法能夠?qū)崿F(xiàn)而不需要電路斷路器14或模塊30的硬件或軟件改變。例如，系統(tǒng)26可以包括一個(gè)數(shù)據(jù)入口設(shè)備92，比如人機(jī)界面(HMI)，與CCPU28通信。在所述實(shí)施例中，常駐在CCPU28內(nèi)的保護(hù)和監(jiān)視算法的一個(gè)或多個(gè)屬性和函數(shù)能夠很容易地從數(shù)據(jù)入口設(shè)備92得到修正。這樣，電路斷路器14和模塊30能夠較可能帶有電路斷路器/跳閘單元的現(xiàn)有系統(tǒng)更標(biāo)準(zhǔn)化。例如，需要超過(guò)一百個(gè)獨(dú)立電路斷路器/跳閘單元以提供配電系統(tǒng)保護(hù)通常所需的全范圍尺寸。然而，由系統(tǒng)26能夠?qū)崿F(xiàn)的電路斷路器14和模塊30的一般性質(zhì)能減少這個(gè)數(shù)字超過(guò)60％。因而，系統(tǒng)26能夠解決現(xiàn)有配電系統(tǒng)的庫(kù)存問(wèn)題、更新能力問(wèn)題、設(shè)計(jì)延遲問(wèn)題、安裝延遲問(wèn)題以及成本問(wèn)題。
應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，系統(tǒng)26如上所述具有一個(gè)CCPU28通過(guò)單一的網(wǎng)絡(luò)32與模塊30通信。然而，本發(fā)明所公開(kāi)的系統(tǒng)26考慮采用冗余的CCPU26和網(wǎng)絡(luò)32，如圖1的剖視圖所示。例如，如圖2所示的模塊30具有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口46。每個(gè)界面46配置成通過(guò)一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)32有效地連接模塊30至一個(gè)獨(dú)立的CCPU28。通過(guò)這種方式，系統(tǒng)26即使在假設(shè)一個(gè)冗余系統(tǒng)故障時(shí)仍會(huì)保持其操作性。
模塊30可以進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)備用系統(tǒng)用以控制斷路器14獨(dú)立于CCPU28。例如，系統(tǒng)26可能無(wú)法保護(hù)電路16假設(shè)第一電源52電力中斷、當(dāng)CCPU28最初啟動(dòng)時(shí)、假設(shè)網(wǎng)絡(luò)32故障、以及其他的原因。在這些故障條件下，每一個(gè)模塊30包括一個(gè)或多個(gè)備用系統(tǒng)以確保至少一些保護(hù)提供給電路斷路器14。備用系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)由第二電源54驅(qū)動(dòng)的模擬電路、由第二電源54驅(qū)動(dòng)的一個(gè)獨(dú)立的微處理器、以及其他。
現(xiàn)在參考圖3，示出了一個(gè)系統(tǒng)26的響應(yīng)時(shí)間95在系統(tǒng)穩(wěn)定操作時(shí)的具體實(shí)施例(例如，不是操作在啟動(dòng)方式)。所示響應(yīng)時(shí)間95從T0開(kāi)始至T1結(jié)束。響應(yīng)時(shí)間95是采樣時(shí)間96、接收/生效時(shí)間97、處理時(shí)間98、傳輸時(shí)間99和解碼/執(zhí)行時(shí)間100的總和。
在這個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)26包括24個(gè)模塊30，每一個(gè)模塊連接至不同的電路斷路器14。每一個(gè)模塊30通過(guò)鎖相環(huán)算法和同步指令70規(guī)定進(jìn)程，按照前述的每周期128的采樣速率以采樣其第一信號(hào)36。采樣時(shí)間96包括四個(gè)每個(gè)大約0.13ms的采樣間隔101。這樣，用于數(shù)據(jù)采樣和包裝成第一消息76的采樣時(shí)間96大約為0.27ms。
接收/生效時(shí)間97最好在接收同步指令70后一個(gè)固定的時(shí)間延遲啟動(dòng)。在具體實(shí)施例中，接收/生效時(shí)間97是一個(gè)固定時(shí)間，體現(xiàn)在，例如，由數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)32的反應(yīng)時(shí)間決定的接收所有第一消息76所需的時(shí)間。例如，當(dāng)每一個(gè)第一消息76的大小為大約1000位、系統(tǒng)26包括24個(gè)模塊30(例如24，000位)以及網(wǎng)絡(luò)32以大約100Mbps操作時(shí)，接收/生效時(shí)間97可以是大約0.25ms。相應(yīng)地，CCPU28管理通信并在接收/生效時(shí)間97期間移動(dòng)第一消息76至CCPU。
不管第一消息76的接收如何，保護(hù)處理(例如，處理時(shí)間98)在固定的接收/生效時(shí)間97的尾端開(kāi)始。如果任何模塊30沒(méi)有送出第一消息76，CCPU28標(biāo)記這個(gè)錯(cuò)誤并且執(zhí)行所有具有有效數(shù)據(jù)的功能。由于系統(tǒng)26對(duì)保護(hù)和控制多個(gè)模塊30負(fù)責(zé)，CCPU28配置成當(dāng)由于從一個(gè)單一模塊30來(lái)的數(shù)據(jù)丟失(例如，第一消息76)時(shí)不停止整個(gè)系統(tǒng)。在具體實(shí)施例中，處理時(shí)間98大約為0.52ms。
CCPU28在處理時(shí)間98期間產(chǎn)生第二消息78。第二消息78可以是24秒消息(例如，每個(gè)模塊30為1秒)，每一個(gè)具有每模塊大約64位大小。可替代地，本發(fā)明考慮第二消息78為一個(gè)單一的、多點(diǎn)播或廣播信息。在該實(shí)施例中，第二消息78包括對(duì)每一個(gè)模塊30的指令并具有大約1600位的大小。
傳輸時(shí)間99是在網(wǎng)絡(luò)32中傳輸?shù)诙?8的必需時(shí)間。在所述實(shí)施例中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)32操作在大約100Mbps、第二消息78大約1600位時(shí)，傳輸時(shí)間99大約是0.016ms。
同樣考慮了第二消息78包括一部分同步指令70。例如，CCPU28能配置成從時(shí)鐘72接收下一個(gè)同步指令70時(shí)發(fā)送第二消息78。在所述實(shí)施例中，連續(xù)的第二消息76間的間隔能通過(guò)模塊30測(cè)量，并且第二消息中的同步信息，如果有，能被常駐在微處理器42內(nèi)的同步算法使用。
一旦模塊30接收第二消息78，每一個(gè)模塊，如果有，于解碼/執(zhí)行時(shí)間100，解碼該消息并執(zhí)行其指令(例如，發(fā)送第三信號(hào)40)。例如，解碼/執(zhí)行時(shí)間100可以是大約0.05ms。
在所述實(shí)施例中，響應(yīng)時(shí)間95大約為1.11ms。當(dāng)然，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間95可以基于系統(tǒng)26的需要加速或減速。例如，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間95能通過(guò)改變一個(gè)或多個(gè)采樣周期、每一傳輸中的采樣數(shù)、模塊30的數(shù)量、信息的大小、消息頻率、信息的內(nèi)容和/或網(wǎng)絡(luò)的速度來(lái)調(diào)整。
本發(fā)明的公開(kāi)考慮系統(tǒng)26具有響應(yīng)時(shí)間95最大到大約3ms。這樣，系統(tǒng)26配置成從時(shí)間傳感器34檢測(cè)超出設(shè)定參數(shù)的情形到打開(kāi)任何一個(gè)電路斷路器能在大約3ms內(nèi)。
參考圖4，示出了通常提及的多電源、多層配電系統(tǒng)如附圖標(biāo)記105所示的具體實(shí)施例，其特征與圖1中用同樣附圖標(biāo)記提及的特征相似。系統(tǒng)105的作用如上述圖1至3關(guān)于具體實(shí)施例所述，并除了為多電源、多層的結(jié)構(gòu)外包括同樣的特征。系統(tǒng)105通過(guò)配電母線150從至少一個(gè)功率饋線112，在所述實(shí)施例中為第一和第二功率饋線，分配功率至許多或多個(gè)電路斷路器14，并至許多或多個(gè)負(fù)載130。CCPU28可以包括一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備140，比如，例如，CD-ROM驅(qū)動(dòng)器或軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，用于從媒介145，比如，例如，CD-ROM或軟盤(pán)，讀取數(shù)據(jù)或指令。
電路斷路器14被設(shè)置為分層的、多層或多等級(jí)的結(jié)構(gòu)，并具有電路斷路器的第一層110和電路斷路器的第二層120。當(dāng)然，任何層數(shù)或結(jié)構(gòu)的電路斷路器14都能被使用于系統(tǒng)105。電路斷路器14的層結(jié)構(gòu)為電路斷路器提供的第一層結(jié)構(gòu)110是第二層結(jié)構(gòu)120中電路斷路器的上游。一旦系統(tǒng)105出現(xiàn)功率異常情況，例如，故障，保護(hù)系統(tǒng)26試圖通過(guò)故障上游最近的電路斷路器14嘗試清除故障以調(diào)整系統(tǒng)。離故障最近的電路斷路器上游的電路斷路器14仍保持關(guān)閉，除非所述下游電路斷路器不能清除故障。保護(hù)系統(tǒng)26能對(duì)系統(tǒng)105功率的任何異常情況或參數(shù)都能執(zhí)行，比如，例如，長(zhǎng)時(shí)、短時(shí)或瞬時(shí)過(guò)電流或者對(duì)地過(guò)電流。
為了在上游電路斷路器打開(kāi)之前，給離故障最近的電路斷路器14提供足夠的時(shí)間來(lái)嘗試清除故障，上游電路斷路器在調(diào)整或動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間時(shí)提供一個(gè)打開(kāi)命令。上游電路斷路器14在該電路斷路器打開(kāi)之前流逝的修正的動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間時(shí)提供一個(gè)打開(kāi)命令。在具體實(shí)施例中，用于打開(kāi)上游電路斷路器14的修正的動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間是基于系統(tǒng)105故障的位置。最好是，用于打開(kāi)上游電路斷路器14的修正的動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間是基于與電路斷路器和/或其他設(shè)備和系統(tǒng)105的拓?fù)溆嘘P(guān)的故障位置。
保護(hù)系統(tǒng)26的CCPU28依賴(lài)于在潮流層檢測(cè)故障的位置在修正的動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間提供打開(kāi)命令，用于整個(gè)配電系統(tǒng)105的上游電路斷路器14，并且用于打開(kāi)每一個(gè)這些電路斷路器的修正的動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間能遍及一個(gè)無(wú)限大的范圍。保護(hù)系統(tǒng)26減少了清除故障的時(shí)間，因?yàn)镃CPU28為上游電路斷路器14在修正的動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間(其是基于故障位置的最優(yōu)時(shí)間周期)時(shí)提供打開(kāi)命令。與采用現(xiàn)有的系統(tǒng)相比較，采用保護(hù)系統(tǒng)26可發(fā)現(xiàn)在故障的清除時(shí)間上減少了大約50％。
CCPU28通過(guò)引發(fā)最靠近故障的電路斷路器14來(lái)清除故障，以此來(lái)調(diào)整保護(hù)系統(tǒng)26。保護(hù)系統(tǒng)26可變地調(diào)整打開(kāi)上游電路斷路器14的動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間，以此為最靠近故障的下游電路斷路器14提供備用保護(hù)。如果最靠近故障的下游電路斷路器14不能清除故障，那么下一個(gè)上游電路斷路器將會(huì)基于其修正的動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間試圖以最小的附加延時(shí)清除故障。這會(huì)減少系統(tǒng)的壓力、損壞和操作和服務(wù)人員的潛在弧能暴露，同時(shí)還可以保持選擇性。打開(kāi)最靠近故障的上游的下一個(gè)電路斷路器的修正的動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間可以由一個(gè)區(qū)域可選擇的互鎖(ZSI)程序來(lái)確定。在具體實(shí)施例中，ZSI程序是一個(gè)算法或者類(lèi)似物，由CCPU28基于配電系統(tǒng)10的采樣數(shù)據(jù)執(zhí)行。CCPU28決定任意數(shù)量的上游電路短路器14的打開(kāi)的動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間，并在動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間提供打開(kāi)或者動(dòng)作命令來(lái)打開(kāi)電路斷路器。在具體實(shí)施例中，保護(hù)系統(tǒng)26和CCPU28允許執(zhí)行ZSI程序去修正動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間以打開(kāi)系統(tǒng)105中的任何電路斷路器14，而不需要每一個(gè)電路斷路器與其他每一個(gè)之間的附加線路耦合。CCPU28向上游電路斷路器14提供打開(kāi)命令，以使其在與由ZSI程序決定的動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間打開(kāi)。
在具體實(shí)施例中，ZSI程序在CCPU28中執(zhí)行，并與每一個(gè)模塊30的獨(dú)立的保護(hù)功能進(jìn)行相互作用，這也在CCPU中決定。ZSI程序也可以為電路斷路器14使用預(yù)先設(shè)定的清除時(shí)間，或者電路斷路器的清除時(shí)間由CCPU28在實(shí)際硬件的基礎(chǔ)上決定，這些是CCPU28知道的。CCPU28有效地知道配電系統(tǒng)105的拓?fù)?，這就允許CCPU在無(wú)限的時(shí)間范圍內(nèi)打開(kāi)電路斷路器14。
在具體實(shí)施例中，在CCPU28中執(zhí)行的保護(hù)功能，包括ZSI程序，都是基于電路斷路器14的狀態(tài)信息或狀態(tài)，以及電流。通過(guò)使用保護(hù)系統(tǒng)26，整個(gè)配電系統(tǒng)105的狀態(tài)信息由CCPU知悉。這些狀態(tài)信息與配電系統(tǒng)105的電流和電壓都是同步化的。CCPU28有效地知道配電系統(tǒng)105的拓?fù)?，并利用狀態(tài)信息來(lái)跟蹤系統(tǒng)的拓?fù)渥兓?。CCPU28和ZSI程序利用配電系統(tǒng)105的拓?fù)湫畔?lái)優(yōu)化供電和保護(hù)。
當(dāng)然，本發(fā)明可考慮配電系統(tǒng)105有任意數(shù)量的分層或級(jí)，和任意的支路結(jié)構(gòu)。打開(kāi)故障上游任意數(shù)量的電路斷路器14的動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間可以如上面描述的一樣，基于故障位于潮流分層結(jié)構(gòu)中的位置進(jìn)行修正。另外，保護(hù)的區(qū)域和動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間在配電系統(tǒng)105改變的時(shí)候可以變化。在另一個(gè)實(shí)施例中，ZSI程序可以在其他因素的基礎(chǔ)上利用不同的算法修正打開(kāi)上游電路斷路器14的動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間。保護(hù)系統(tǒng)26允許在任何數(shù)量的因素的基礎(chǔ)上，包括故障位置，打開(kāi)整個(gè)配電系統(tǒng)105中電路斷路器14的延遲時(shí)間的動(dòng)態(tài)改變。保護(hù)系統(tǒng)26也允許上游電路斷路器14進(jìn)入始動(dòng)模式，該模式是下游電路斷路器14的故障電流和始動(dòng)設(shè)定的函數(shù)，并與其自身的電流和始動(dòng)設(shè)定相反。
圖1到圖4的實(shí)施例描述了ZSI程序在CCPU28中的執(zhí)行。但是本發(fā)明考慮打開(kāi)電路斷路器14的動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間的使用和/或ZSI程序的使用可以采用另外的方式執(zhí)行，比如，例如，在CCPU管理的分布控制系統(tǒng)或者有對(duì)等通信的分布控制系統(tǒng)。在這種分布控制系統(tǒng)中，打開(kāi)上游電路斷路器14的延遲時(shí)間將可以修正成動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間，和/或至少部分基于故障在潮流分層結(jié)構(gòu)中的位置。上游電路斷路器14的動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間也可以決定并傳遞給上游電路斷路器和/或可操作地連接到斷路器的電路斷路器執(zhí)行器。
保護(hù)系統(tǒng)26通過(guò)網(wǎng)絡(luò)32從配電系統(tǒng)10的多個(gè)點(diǎn)向中央控制處理單元28，提供同步的、實(shí)時(shí)的，每個(gè)采樣數(shù)據(jù)。系統(tǒng)26可以通過(guò)應(yīng)用在采樣數(shù)據(jù)上的算法為配電系統(tǒng)10執(zhí)行區(qū)域保護(hù)。如果確定是必要的話，可以產(chǎn)生一個(gè)命令，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)32傳遞來(lái)引起電路斷路器設(shè)備的動(dòng)作，比如，例如，電路斷路器14、開(kāi)關(guān)、或其他潮流控制設(shè)備。系統(tǒng)26也提供功率設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，比如，例如，打開(kāi)或閉合的狀態(tài)、完好性、和執(zhí)行功能的可利用性。這些信息對(duì)于實(shí)時(shí)監(jiān)視配電系統(tǒng)10，以及這里的保護(hù)區(qū)域的狀態(tài)或拓?fù)涫侵匾?。功率開(kāi)關(guān)設(shè)備的打開(kāi)或閉合狀態(tài)有效地定義了配電系統(tǒng)10的潮流的狀態(tài)。
參考圖5，畫(huà)出了配電系統(tǒng)105的一部分，具有第一兩層電路1090和第二兩層電路1091，兩者通過(guò)聯(lián)絡(luò)CB1070相連。聯(lián)絡(luò)CB1070處于打開(kāi)位置。第一保護(hù)區(qū)域1095基于配電系統(tǒng)105的狀態(tài)、或拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由CCPU28定義。狀態(tài)或拓?fù)涫侵概潆娤到y(tǒng)105中的各種電力設(shè)備的結(jié)構(gòu)，例如，電力開(kāi)關(guān)設(shè)備，比如，例如，電路斷路器14，它根據(jù)它們的實(shí)際狀態(tài)控制潮流，如開(kāi)或關(guān)。區(qū)域1095包括主線1CB1015、饋線1 CB 1020、饋線2 CB 1025和連絡(luò)線CB 1070。主線2CB 1016、饋線3 CB 1021和饋線4 CB 1026由CCPU28定義為不是區(qū)域1095的成員，但可以是另一個(gè)區(qū)域的成員(未示出)。在圖9所示的區(qū)域1095的狀態(tài)中，該狀態(tài)作為采樣數(shù)據(jù)的結(jié)果被CCPU28所認(rèn)識(shí)，主線1 CB 1015是功率源，饋線1 CB 1020是功率接收器，饋線2 CB 1025是功率接收器。連絡(luò)CB 1070既不是功率源，也不是功率接收器，因?yàn)樗幱诖蜷_(kāi)位置。
區(qū)域1095的區(qū)域保護(hù)功能可以通過(guò)上面所述與保護(hù)系統(tǒng)26和CCPU28相聯(lián)實(shí)現(xiàn)。這樣的區(qū)域保護(hù)功能的例子是母線差動(dòng)保護(hù)。在下面敘述的母線差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用中，本發(fā)明考慮所有區(qū)域保護(hù)功能的應(yīng)用，比如，例如，變壓器差動(dòng)，接地故障或區(qū)域選擇性互鎖。這里所描述的母線保護(hù)功能僅僅是系統(tǒng)26的動(dòng)態(tài)操作和任意區(qū)域保護(hù)功能的應(yīng)用達(dá)到的保護(hù)能力的一個(gè)例子。
母線差動(dòng)保護(hù)通過(guò)判斷是否在區(qū)域1095具有不能穿越區(qū)域的殘余電流來(lái)監(jiān)視故障。這個(gè)判斷可以通過(guò)將從功率源進(jìn)入?yún)^(qū)域的功率與從功率接收器流出的功率相加來(lái)判斷。殘余電流的存在可以指示區(qū)域內(nèi)的故障，比如，例如，一相對(duì)地的故障，一相對(duì)中性點(diǎn)的故障或者相對(duì)相的故障，而且可以保證通過(guò)區(qū)域1095的電流的中斷以限制配電系統(tǒng)105內(nèi)的損害。
以一相為基礎(chǔ)，母線差動(dòng)函數(shù)可以由式(1)定義ir＝口i功率源-口i功率接收器(1)這里ir是殘余電流。CCPU28基于ir超過(guò)門(mén)檻值來(lái)判斷故障的存在。將式(1)用于圖5中的區(qū)域1095，可得到式(2)定義的母線差動(dòng)函數(shù)ir＝imain-1-(ifeeder-1+ifeeder-2)(2)其中，imain-1為主線1 CB1015的電流，ifeeder-1為饋線1 CB1020的電流，ifeeder-2為饋線2 CB1025的電流。如果ir達(dá)到或超過(guò)門(mén)檻值，那么CCPU28可以應(yīng)用電路斷路器算法，比如，例如，瞬時(shí)、固定延時(shí)或反時(shí)、或其他保護(hù)算法，來(lái)確定電路斷路器的跳閘時(shí)間，并最好是也觸發(fā)跳閘。
如果配電系統(tǒng)105的結(jié)構(gòu)由于閉合聯(lián)絡(luò)CB1070(圖6中畫(huà)出)而引起變化，那么聯(lián)絡(luò)CB將是區(qū)域1095的功率接收器。再將式(1)應(yīng)用于聯(lián)絡(luò)CB1070現(xiàn)在處于閉合狀態(tài)的區(qū)域1095，可得到式(3)定義的母線差動(dòng)函數(shù)ir＝imain-1-(ifeeder-1+ifeeder-2+tie) (3)其中，imain-1為主線1 CB1015的電流，ifeeder-1為饋線1 CB1020的電流，ifeeder-2為饋線2 CB1025的電流，itie為聯(lián)絡(luò)CB1070的電流。CCPU28具有所有能同時(shí)為它所用的設(shè)備狀態(tài)的信息，象所有電流信息一樣。基于配電系統(tǒng)105的狀態(tài)和拓?fù)?，以及尤其是?lián)絡(luò)CB1070閉合時(shí)的區(qū)域1095內(nèi)的狀態(tài)或拓?fù)洌珻CPU28可以應(yīng)用式(3)確定區(qū)域內(nèi)的殘余電流。CCPU28的具有同時(shí)的象電流一樣的狀態(tài)信息的能力允許CCPU28為母線差動(dòng)保護(hù)功能應(yīng)用正確的算法，并避免應(yīng)用錯(cuò)誤的式(2)引起區(qū)域1095內(nèi)的錯(cuò)誤跳閘。這種保護(hù)功能可以連續(xù)有效不間斷地為區(qū)域1095內(nèi)的新的狀態(tài)，拓?fù)浠蚪Y(jié)構(gòu)提供同樣的保護(hù)。
參考圖5和6，區(qū)域1095可以為第一支路1090提供保護(hù)，但是不能保護(hù)第二支路1091，并且，尤其是饋線3 CB 1021和饋線4 CB1026，它們都通過(guò)閉合的聯(lián)絡(luò)CB從第一電路獲取功率。如圖6所示，CCPU28可以如區(qū)域1195一樣為這部分電路重新定義區(qū)域保護(hù)。區(qū)域1195進(jìn)一步包括饋線3 CB 1021和饋線4 CB 1026，它們與饋線1 CB1020和饋線2 CB 1025是并聯(lián)的。將式(1)應(yīng)用于區(qū)域1195，由式(4)得到母線差動(dòng)函數(shù)ir＝imain-1-(ifeeder-1+ifeeder-2+ifeeder-4)(4)其中，imain-1為主線1 CB1015的電流，ifeeder-1為饋線1 CB1020的電流，ifeeder-2為饋線2 CB1025的電流，ifeeder-3為饋線3 CB1021的電流，ifeeder-4為饋線4CB1026的電流。利用可用的設(shè)備狀態(tài)信息和可用的電流，CCPU28可以對(duì)區(qū)域1195實(shí)現(xiàn)式(4)定義的母線差動(dòng)保護(hù)功能。除了應(yīng)用于保護(hù)區(qū)域1195的算法的變化，這里有更多的區(qū)域成員，也就是，饋線3 CB 1021和饋線4 CB 1026，由于這種特殊的算法中的求和，引入了額外的誤差。CCPU28也能改變始動(dòng)點(diǎn)，和改變補(bǔ)償這些額外誤差的公差。
參考圖7，配電系統(tǒng)105的結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步變化，此時(shí)主線1CB1015，饋線3 CB 1021和饋線4 CB 1026都是打開(kāi)的，且主線2CB1016是閉合的，將會(huì)導(dǎo)致潮流的方向的變化。CCPU28識(shí)別系統(tǒng)的狀態(tài)、拓?fù)浠蛘呓Y(jié)構(gòu)的變化，包括潮流的方向，并且能夠隨著帶有聯(lián)絡(luò)CB1070的區(qū)域1095作為區(qū)域功率源而再重新定義保護(hù)區(qū)域。將式(1)應(yīng)用于區(qū)域1095，得到式(5)定義的母線差動(dòng)函數(shù)ir＝(imain-1+itie)-(ifeeder-1+ifeeder-2)(5)其中，imain-1為主線1 CB1015(在此例中為0)的電流，itie為聯(lián)絡(luò)CB1070的電流，ifeeder-1為饋線1 CB1020的電流，ifeeder-2為饋線2CB1025的電流。用可以利用的設(shè)備狀態(tài)信息和可利用的電流，CCPU28能夠?qū)⑹?5)正確定義的母線差動(dòng)保護(hù)功能應(yīng)用于區(qū)域1095，而不是現(xiàn)在不適用的式(4)。
保護(hù)系統(tǒng)26基于配電系統(tǒng)的變化的狀態(tài)，拓?fù)浠蛘呓Y(jié)構(gòu)為配電系統(tǒng)105提供動(dòng)態(tài)區(qū)域保護(hù)。保護(hù)系統(tǒng)能夠在整個(gè)配電系統(tǒng)105中調(diào)整保護(hù)的區(qū)域，基于對(duì)配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，或基于其他因素，比如，例如，保護(hù)的優(yōu)先級(jí)。保護(hù)系統(tǒng)26，包括CCPU28，的同步化的每一個(gè)采樣數(shù)據(jù)的保護(hù)允許通過(guò)采樣計(jì)算進(jìn)行采樣。因?yàn)殡娏鞯牟钍鞘噶?，所以?shù)據(jù)的同步是重要的。如果數(shù)據(jù)沒(méi)有同步化，數(shù)據(jù)的相位的移動(dòng)將導(dǎo)致錯(cuò)誤的殘余電流。同樣，采用一次采樣接一次采樣的計(jì)算可以提供殘余電流的真實(shí)的均方根值，包括最好是高達(dá)采樣頻率的一半的諧波。
保護(hù)系統(tǒng)26的動(dòng)態(tài)操作也允許監(jiān)視數(shù)據(jù)采集設(shè)備，比如模塊30，的安全(health)或狀態(tài)。這些設(shè)備的安全或狀態(tài)數(shù)據(jù)最好是與拓?fù)浜推渌姎鈪?shù)同步，比如，例如，電流。包括內(nèi)部自修復(fù)算法在內(nèi)的算法，與其他比如電流、電壓和/或設(shè)備狀態(tài)的電氣參數(shù)相關(guān)聯(lián)，能夠被用來(lái)在數(shù)據(jù)收集錯(cuò)誤的情況下提供特殊保護(hù)功能的變化或者暫停。例如，保護(hù)系統(tǒng)26可以識(shí)別A/D轉(zhuǎn)換因?yàn)闆](méi)有接收到A/D轉(zhuǎn)換器62的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備中斷而引起的故障。這個(gè)錯(cuò)誤狀態(tài)將會(huì)報(bào)告給CCPU28。如果丟失的數(shù)據(jù)在保護(hù)功能中不考慮，那么計(jì)算的殘余電流會(huì)有很大的錯(cuò)誤，將因?yàn)橥暾麛?shù)據(jù)集的缺失而導(dǎo)致配電系統(tǒng)105中的沒(méi)有根據(jù)或錯(cuò)誤地跳閘。
由保護(hù)系統(tǒng)26提供的動(dòng)態(tài)區(qū)域保護(hù)是部分基于多個(gè)電路節(jié)點(diǎn)上來(lái)的電流和/或電壓的計(jì)算，這些節(jié)點(diǎn)是功率源或功率接收器，并且是并聯(lián)或者串聯(lián)連接的。系統(tǒng)的狀態(tài)或拓?fù)涫且院碗娏骱?或電壓的計(jì)算一樣的速度被識(shí)別和有效地評(píng)價(jià)。保護(hù)系統(tǒng)26能夠識(shí)別和重定義象功率源或功率接收器一樣的電路節(jié)點(diǎn)，以及它們是否串聯(lián)或并聯(lián)?；谂潆娤到y(tǒng)105的拓?fù)?，完全不同的區(qū)域保護(hù)功能可以被定義和應(yīng)用。保護(hù)系統(tǒng)26能夠定義整個(gè)配電系統(tǒng)105的多個(gè)保護(hù)區(qū)域，并能夠隨著配電系統(tǒng)拓?fù)渥兓瘎?dòng)態(tài)調(diào)整多個(gè)區(qū)域。
保護(hù)系統(tǒng)26為每一個(gè)動(dòng)態(tài)保護(hù)區(qū)域進(jìn)行多個(gè)不同的區(qū)域保護(hù)功能提供計(jì)算有效的技術(shù)。系統(tǒng)26為每一個(gè)動(dòng)態(tài)區(qū)域同時(shí)執(zhí)行多種區(qū)域保護(hù)功能。系統(tǒng)26能夠在配電系統(tǒng)105內(nèi)發(fā)生故障的情況下，在減小損失的時(shí)間內(nèi)，作出并執(zhí)行用于保護(hù)區(qū)域的多種保護(hù)決策。系統(tǒng)26也能夠執(zhí)行隨著配電系統(tǒng)105拓?fù)渥兓兓亩鄠€(gè)保護(hù)區(qū)域上的這些多種區(qū)域保護(hù)功能。
在具體實(shí)施例中，保護(hù)系統(tǒng)26為每一個(gè)保護(hù)區(qū)域生成一個(gè)區(qū)域保護(hù)矩陣。所述保護(hù)矩陣為每一個(gè)保護(hù)的動(dòng)態(tài)區(qū)域，比如，例如，成員、狀態(tài)、潮流的方向、和區(qū)域的不同可能的狀態(tài)的設(shè)定，定義特征和結(jié)構(gòu)，包括可能的特征和可能的結(jié)構(gòu)。對(duì)于同一保護(hù)區(qū)域的每一種不同的保護(hù)功能能夠利用保護(hù)矩陣定義區(qū)域的實(shí)際特征，包括與那些特征相關(guān)以及區(qū)域保護(hù)功能執(zhí)行所必需的任何的系數(shù)，這與在執(zhí)行保護(hù)功能之前由每一種區(qū)域保護(hù)功能單獨(dú)定義區(qū)域特性相反。
保護(hù)系統(tǒng)26能夠根據(jù)成員，也就是，電力開(kāi)關(guān)設(shè)備，比如，例如，電路斷路器14，基于成員的獨(dú)立的狀態(tài)和功率的控制，也就是，允許潮流、阻止潮流、或改變潮流的方向，而提供區(qū)域狀態(tài)矩陣。所述區(qū)域狀態(tài)矩陣定義了所有可能的成員的組合。然后所述區(qū)域狀態(tài)矩陣能夠被用來(lái)選擇正確的、預(yù)定義的保護(hù)矩陣。然后獨(dú)立的區(qū)域保護(hù)功能可以使用保護(hù)矩陣由區(qū)域預(yù)定義的特性，這是執(zhí)行特殊的區(qū)域保護(hù)功能所必需的，建立實(shí)際的特性。保護(hù)矩陣實(shí)際上是區(qū)域保護(hù)功能用來(lái)提高計(jì)算效率的系數(shù)、以及區(qū)域所有可能結(jié)構(gòu)預(yù)定義的系數(shù)組成的矩陣。
參考圖8，第一和第二支路1090，1091都與保護(hù)區(qū)域1095一起示出。對(duì)于區(qū)域1095，主線1 CB1015，主線2 CB1016，和聯(lián)絡(luò)CB1070控制潮流的特性，包括下游電路斷路器的串聯(lián)或并聯(lián)連接。當(dāng)然，本發(fā)明考慮在保護(hù)區(qū)域中的任意數(shù)量或任意設(shè)置的電力開(kāi)關(guān)設(shè)備。基于區(qū)域1095的這些控制成員，有三個(gè)源，每一個(gè)有兩種可能的狀態(tài)(打開(kāi)＝0或閉合＝1)，這樣導(dǎo)致八種可能的區(qū)域狀態(tài)或拓?fù)?，也就是，控制成員的可能狀態(tài)的組合。表1定義了圖8中的區(qū)域1095的區(qū)域狀態(tài)矩陣，包括8種潛在的或可能的區(qū)域狀態(tài)表1

參考圖8所示的配電系統(tǒng)105的部分和表1所示的區(qū)域狀態(tài)矩陣，有四種潮流結(jié)構(gòu)或者通路，它們是由區(qū)域1095的成員的8種可能的狀態(tài)產(chǎn)生的。區(qū)域1095的第一結(jié)構(gòu)(正常的)是主線1 CB1015和/或主線2 CB1016分別為第一和第二支路1090，1091提供功率，并且聯(lián)絡(luò)CB1070打開(kāi)。區(qū)域1095的第二結(jié)構(gòu)(左饋送)是主線1CB1015閉合，主線2 CB1016打開(kāi)，以及聯(lián)絡(luò)CB1070閉合，這樣主線1 CB向第一和第二支路1090和1091提供功率。區(qū)域1095的第三結(jié)構(gòu)(右饋送)是主線1 CB1015打開(kāi)，主線2 CB1016閉合，以及聯(lián)絡(luò)CB1070閉合，這樣主線2 CB向第一和第二支路1090和1091提供功率。區(qū)域1095的第四結(jié)構(gòu)(并聯(lián))是主線1 CB1015閉合，主線2 CB1016閉合，以及聯(lián)絡(luò)CB1070閉合，這樣主線1 CB和主線2 CB并聯(lián)向第一和第二支路1090和1091提供功率。基于區(qū)域的8種可能的狀態(tài)的四種潮流的結(jié)構(gòu)，表2定義了圖8所示的區(qū)域1095的區(qū)域定義矩陣表2

區(qū)域1095的成員的8種可能的狀態(tài)的每一種不會(huì)導(dǎo)致獨(dú)一的潮流結(jié)構(gòu)，而更應(yīng)該是僅有的四種可能的潮流結(jié)構(gòu)。對(duì)于區(qū)域1095的狀態(tài)4，主線1 CB1015和主線2 CB1016兩者都打開(kāi)，并且聯(lián)絡(luò)CB1070閉合，潮流結(jié)構(gòu)2或.3都可以使用。以表1中所述為例子，區(qū)域狀態(tài)矩陣可以被用來(lái)確定正確的、預(yù)定義的區(qū)域保護(hù)矩陣。
如上所述，區(qū)域保護(hù)功能的一個(gè)例子就是母線差動(dòng)保護(hù)。下面的敘述是保護(hù)區(qū)域的保護(hù)矩陣在母線差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用，本發(fā)明考慮將這里所述矩陣技術(shù)應(yīng)用于所有類(lèi)型的區(qū)域保護(hù)功能。母線保護(hù)功能僅僅是系統(tǒng)26的動(dòng)態(tài)操作的例子，以及系統(tǒng)26應(yīng)用矩陣技術(shù)來(lái)提高區(qū)域保護(hù)功能的應(yīng)用效率的實(shí)施例。
參考表3，示出了區(qū)域1095的保護(hù)矩陣的一部分，它是從表2的區(qū)域1095的定義矩陣中導(dǎo)出的表3


在表3的保護(hù)矩陣中，對(duì)于“成員方向”，1表示電源，-1表示接收器?！肮δ躀D”是保護(hù)矩陣這一部分的特殊保護(hù)功能，在這個(gè)例子中是母線差動(dòng)?！斑\(yùn)行”表示單獨(dú)的邏輯變量，可以用來(lái)控制對(duì)特殊的潮流結(jié)構(gòu)是否實(shí)施保護(hù)功能。例如，當(dāng)區(qū)域1095處于潮流結(jié)構(gòu)4時(shí)，也就是，主線1 CB1015，主線2 CB1016和聯(lián)絡(luò)CB1070都閉合，以使得第一和第二電路1090和1091都由主線1 CB和主線2 CB供電，然后“運(yùn)行”被置為0使得母線差動(dòng)不能被應(yīng)用。
“ID”是特殊電力開(kāi)關(guān)設(shè)備的參考，并且為了便于確認(rèn)設(shè)備還加入了“名稱(chēng)”?！俺蓡T方向”定義哪個(gè)電力開(kāi)關(guān)設(shè)備，也就是，成員，在區(qū)域1095，以及它們的潮流?！笆紕?dòng)”、“曲線”和“延時(shí)”是區(qū)域1095的特殊保護(hù)功能的設(shè)定。
“ID”和“成員方向”是矢量值。所述成員方向矢量是能在繼電器功能中使用的系數(shù)。表3中潮流結(jié)構(gòu)1、2和3的成員方向矢量的值對(duì)應(yīng)于式(1)、(2)和(4)，與上面所述關(guān)于母線差動(dòng)保護(hù)功能一樣。保護(hù)系數(shù)可以定義為[C]其中[C]是具有元素為Cm，n的保護(hù)系數(shù)矩陣，其中m為潮流結(jié)構(gòu)，mn為第n個(gè)成員的電流。使用這個(gè)保護(hù)系數(shù)，對(duì)所有的潮流結(jié)構(gòu)，母線差動(dòng)保護(hù)方程為{ir}＝[C]*{i}其中{i}為系統(tǒng)電流矢量，{ir}是第n個(gè)潮流結(jié)構(gòu)的殘余電流矢量。
每一種潮流結(jié)構(gòu)得到的保護(hù)矩陣，可以對(duì)于區(qū)域1095定義一次，并可以在實(shí)時(shí)區(qū)域保護(hù)處理離線時(shí)進(jìn)行。在與包括電力開(kāi)關(guān)設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)的同步化的、實(shí)時(shí)的、每一采樣數(shù)據(jù)有關(guān)的保護(hù)通過(guò)期間，系統(tǒng)26參考保護(hù)矩陣，以便對(duì)所需的區(qū)域保護(hù)功能應(yīng)用適當(dāng)?shù)乃惴ā１Ｗo(hù)矩陣考慮了每一個(gè)保護(hù)區(qū)域的可能的特性或結(jié)構(gòu)，并為這些可范的特性或結(jié)構(gòu)的每一種定義區(qū)域保護(hù)功能系數(shù)。系統(tǒng)26和CCPU28提供保護(hù)區(qū)域的拓?fù)?，并為?shí)際的特性和結(jié)構(gòu)，以及區(qū)域保護(hù)功能，參考保護(hù)矩陣以實(shí)現(xiàn)區(qū)域保護(hù)功能。
具體實(shí)施例描述了矩陣技術(shù)的使用，以提高系統(tǒng)26實(shí)現(xiàn)的區(qū)域保護(hù)功能相關(guān)的計(jì)算效率，本發(fā)明考慮使用或不用矩陣的能夠提供保護(hù)區(qū)域?qū)嶋H和可能的特性的預(yù)定義功能的其他技術(shù)。然后系統(tǒng)26可以參考預(yù)定義特性，和區(qū)域保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的由這些特性導(dǎo)出的區(qū)域保護(hù)系數(shù)。這會(huì)減少為每一個(gè)區(qū)域保護(hù)功能單獨(dú)定義保護(hù)區(qū)域的實(shí)際特性的實(shí)現(xiàn)時(shí)間。
由于本公開(kāi)已經(jīng)參考一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解，可以有不同的改變和可以用等同物替代其元素而不偏離其范圍。此外，可以有很多的修正使特殊的條件和材料適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)而沒(méi)有偏離其范圍。因此，本發(fā)明的公開(kāi)不限于作為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式公開(kāi)的具體實(shí)施例，而是本發(fā)明將包括所有落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種保護(hù)具有電力開(kāi)關(guān)設(shè)備(14，1015，1016，1020，1021，1025，1026，1070)的電路(105)的方法，所述方法包括定義電路(105)保護(hù)區(qū)域(1095，1195)的特性；至少部分基于所述特性定義保護(hù)矩陣，以及使用所述保護(hù)矩陣在所述保護(hù)區(qū)域(1095，1195)執(zhí)行區(qū)域保護(hù)功能。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中執(zhí)行所述區(qū)域保護(hù)功能的步驟是至少部分基于所述保護(hù)區(qū)域(1095，1195)的電氣參數(shù)(36，38，76)，所述電氣參數(shù)(36，38，76)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)(32)與微處理器(28)進(jìn)行通信。
3.權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)傳感器(34)檢測(cè)所述電氣參數(shù)(36，38，76)，傳遞代表所述電氣參數(shù)(36，38，76)的信號(hào)給模塊(30)，傳遞所述信號(hào)給所述微處理器(28)，其中所述模塊(30)、所述傳感器(34)和所述微處理器(28)通過(guò)所述網(wǎng)絡(luò)(32)進(jìn)行通信耦合。
4.權(quán)利要求1所述的方法，其中定義所述特性的步驟包括定義所述保護(hù)區(qū)域(1095，1195)中的電力開(kāi)關(guān)設(shè)備(14，1015，1016，1020，1021，1025，1026，1070)的狀態(tài)的多個(gè)組合，每一種所述狀態(tài)是打開(kāi)的或者閉合的。
5.權(quán)利要求4所述的方法，其中定義所述特性的步驟，進(jìn)一步包括基于在所述保護(hù)區(qū)域(1095，1195)內(nèi)的電力開(kāi)關(guān)設(shè)備(14，1015，1016，1020，1021，1025，1026，1070)的所述狀態(tài)的所述多種組合，為所述保護(hù)區(qū)域(1095，1195)定義潮流結(jié)構(gòu)。
6.權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述區(qū)域保護(hù)功能，打開(kāi)所述保護(hù)區(qū)域(1095，1195)中的至少一個(gè)電力開(kāi)關(guān)設(shè)備(14，1015，1016，1020，1021，1025，1026，1070)。
7.權(quán)利要求6所述的方法，其中配置了微處理器(28)，對(duì)電路(105)中的每一個(gè)電力開(kāi)關(guān)設(shè)備(14，1015，1016，1020，1021，1025，1026，1070)進(jìn)行操作。
8.權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括確定用于打開(kāi)所述至少一個(gè)電力開(kāi)關(guān)設(shè)備(14，1015，1016，1020，1021，1025，1026，1070)的動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間；以及在所述動(dòng)態(tài)延遲時(shí)間過(guò)后，打開(kāi)所述至少一個(gè)電力開(kāi)關(guān)設(shè)備(14，1015，1016，1020，1021，1025，1026，1070)。
9.一種保護(hù)具有電力開(kāi)關(guān)設(shè)備(14，1015，1016，1020，1021，1025，1026，1070)的電路(105)的方法，所述方法包括定義布置在電路(105)的保護(hù)區(qū)域(1095，1195)中的電力開(kāi)關(guān)設(shè)備(14，1015，1016，1020，1021，1025，1026，1070)的狀態(tài)的多個(gè)組合，每一種所述狀態(tài)是打開(kāi)的或者閉合的；至少部分基于布置在所述保護(hù)區(qū)域(1095，1195)中的電力開(kāi)關(guān)設(shè)備(14，1015，1016，1020，1021，1025，1026，1070)的所述狀態(tài)的所述多個(gè)組合，定義所述保護(hù)區(qū)域(1095，1195)的特性，所述特性是實(shí)際的和可能的特性；以及至少部分基于所述特性在所述保護(hù)區(qū)域(1095，1195)執(zhí)行區(qū)域保護(hù)功能。
10.一種保護(hù)具有電力開(kāi)關(guān)設(shè)備(14，1015，1016，1020，1021，1025，1026，1070)的電路(105)的方法，所述方法包括定義電路(105)的保護(hù)區(qū)域(1095，1195)的多個(gè)結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)結(jié)構(gòu)是實(shí)際的和可能的結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)結(jié)構(gòu)至少部分基于布置在所述保護(hù)區(qū)域(1095，1195)中的電力開(kāi)關(guān)設(shè)備(14，1015，1016，1020，1021，1025，1026，1070)的狀態(tài)，每一種所述狀態(tài)是打開(kāi)的或者閉合的；至少部分基于所述多個(gè)結(jié)構(gòu)定義用于區(qū)域保護(hù)功能的多個(gè)系數(shù)；確定用于所述保護(hù)區(qū)域(1095，1195)最初的拓?fù)?，所述最初的拓?fù)涫腔诓贾迷谒霰Ｗo(hù)區(qū)域(1095，1195)中的每一個(gè)電力開(kāi)關(guān)設(shè)備(14，1015，1016，1020，1021，1025，1026，1070)的最初狀態(tài)，所述最初狀態(tài)是打開(kāi)的或者閉合的；基于所述最初的拓?fù)溥x擇所述多個(gè)系數(shù)中的至少一個(gè)；至少部分基于已經(jīng)選擇的所述多個(gè)系數(shù)中的所述至少一個(gè)，在所述保護(hù)區(qū)域(1095，1195)執(zhí)行所述區(qū)域保護(hù)功能。
全文摘要
提供了一種對(duì)電路(105)的每一個(gè)保護(hù)區(qū)域(1095，1195)使用一單一狀態(tài)定義以提高計(jì)算效率的電路保護(hù)系統(tǒng)(26)。多區(qū)域保護(hù)功能能在單一保護(hù)區(qū)域執(zhí)行并能參考單一的狀態(tài)定義。
文檔編號(hào)G05D11/00GK1698246SQ200480000038
公開(kāi)日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2004年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月6日
發(fā)明者托馬斯·F·帕帕洛, 格雷戈里·P·拉沃伊, 約翰·S·范德范特 申請(qǐng)人:通用電氣公司