[發(fā)明專利]方向性區(qū)域選擇互鎖方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210071442.6
• 申請(qǐng)日: 2012-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103311904A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何中一;馬里奧·丹克特;陳維剛;卓越
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號(hào): H02H7/26
• 分類號(hào): H02H7/26;H02J13/00
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 李慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及配電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)，尤其涉及配電網(wǎng)絡(luò)中用于斷路器的方向性區(qū)域選擇保護(hù)。

背景技術(shù)

區(qū)域選擇保護(hù)，或稱作區(qū)域選擇互鎖(ZSI：Zone?Selectivity?Interlock)是一種通過(guò)盡可能縮短故障清除時(shí)間來(lái)減小在短路故障或接地故障情況下配電網(wǎng)絡(luò)中各配電設(shè)備所受沖擊的方法。具體而言，假定在一個(gè)單電源供電的多級(jí)配電網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生故障，則檢測(cè)到故障的每個(gè)斷路器都需要向其上游斷路器報(bào)告故障。這樣，僅有那些沒(méi)有接到上報(bào)的斷路器被確定為是最接近故障點(diǎn)的斷路器并執(zhí)行瞬時(shí)保護(hù)(例如，延遲時(shí)間t＝50ms)，即以最短延遲時(shí)間執(zhí)行斷開(kāi)動(dòng)作。而那些接收到上報(bào)的斷路器則進(jìn)行定時(shí)保護(hù)。所謂定時(shí)保護(hù)是指：若預(yù)定時(shí)間段到期時(shí)故障仍未消除(例如更接近故障點(diǎn)的斷路器動(dòng)作失效)，則該斷路器斷開(kāi)，否則保持連接。由此可見(jiàn)，ZSI可以實(shí)現(xiàn)斷路器的選擇性動(dòng)作。

對(duì)于多電源的配電網(wǎng)絡(luò)，由于配電網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度提高，上述簡(jiǎn)單的ZSI不再適用。由此，提出了方向性區(qū)域選擇互鎖(Directional?Zone?Select?Interlock)，其基本原理是依據(jù)故障發(fā)生時(shí)流過(guò)各個(gè)斷路器的電流方向之間的相互關(guān)系來(lái)識(shí)別出故障點(diǎn)，并進(jìn)而為了消除所識(shí)別出的故障而確定各個(gè)斷路器動(dòng)作的延遲時(shí)間。這樣的好處是即使網(wǎng)絡(luò)中存在多電源或有源負(fù)載也可以較為可靠地實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。

現(xiàn)有技術(shù)中有多種實(shí)現(xiàn)方向性區(qū)域選擇保護(hù)的方法。在2010年7月7日公開(kāi)的、中國(guó)專利申請(qǐng)No.200910266751.7中公開(kāi)了一種方向性區(qū)域選擇保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法。該方法選用了一個(gè)獨(dú)立的處理器來(lái)管理配電網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)斷路器，即，該處理器經(jīng)由連接到各個(gè)斷路器的通信路徑監(jiān)控各斷路器的故障電流方向并據(jù)此指示相關(guān)斷路器動(dòng)作的延遲時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種實(shí)現(xiàn)方向性區(qū)域選擇保護(hù)的方法和裝置，采用該方法或裝置可以無(wú)需單獨(dú)的處理器即可實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)斷路器的管理。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于當(dāng)作為管理者的裝置發(fā)生硬件或軟件方面故障時(shí)，配電網(wǎng)絡(luò)中對(duì)其他有效裝置的管理并不因此而中斷，從而提供一個(gè)高可靠性的保護(hù)機(jī)制。

根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種用于配電網(wǎng)絡(luò)中一斷路器的電子脫扣單元，其中，所述配電網(wǎng)絡(luò)包括兩個(gè)或多個(gè)斷路器且每個(gè)斷路器配有一個(gè)用于控制所述斷路器的電子脫扣單元，所述電子脫扣單元包括：一電流方向檢測(cè)器，用于檢測(cè)流過(guò)所述斷路器的電流的方向；一通信單元，用于與所述配電網(wǎng)絡(luò)中的至少一個(gè)其他電子脫扣單元通信；一控制單元，用于在經(jīng)由所述通信單元接收到故障查詢消息時(shí)，如果出現(xiàn)故障則經(jīng)由所述通信單元發(fā)送包括所檢測(cè)到的電流方向的故障應(yīng)答消息，以及在所確定的延遲時(shí)間期滿時(shí)發(fā)出脫扣指令，其中所述延遲時(shí)間是根據(jù)經(jīng)由所述通信單元接收到的延遲時(shí)間指令確定的；一脫扣單元，響應(yīng)于所述控制單元發(fā)出的脫扣指令而執(zhí)行脫扣動(dòng)作，以使得所述斷路器斷開(kāi)。其中，優(yōu)選地，所述電子脫扣單元還被分配有一個(gè)標(biāo)識(shí)，且所述故障應(yīng)答消息和所述延遲時(shí)間指令還包括所述電子脫扣單元的標(biāo)識(shí)。

優(yōu)選地，其中，所述通信單元包括至少兩個(gè)通信接口，以與至少兩個(gè)其他電子脫扣單元通信，并且所述控制單元還經(jīng)由所述通信單元轉(zhuǎn)發(fā)接收到的包括非自身標(biāo)識(shí)的故障應(yīng)答消息或延遲時(shí)間指令。

更為優(yōu)選地，該電子脫扣單元還包括第一存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)有一對(duì)應(yīng)關(guān)系，該對(duì)應(yīng)關(guān)系反應(yīng)了故障時(shí)流過(guò)各個(gè)斷路器的電流方向之間和相關(guān)斷路器的延遲時(shí)間之間的關(guān)系，且還存儲(chǔ)各個(gè)電子脫扣單元的標(biāo)識(shí)；所述控制單元還用于，當(dāng)在預(yù)定周期內(nèi)未接收到任何消息時(shí)，根據(jù)所述各電子脫扣單元的標(biāo)識(shí)，按照預(yù)定規(guī)則確定下一個(gè)預(yù)定周期內(nèi)由所述配電網(wǎng)絡(luò)中的哪個(gè)電子脫扣單元發(fā)送故障查詢消息。

優(yōu)選地，所述控制單元還用于周期性地經(jīng)由所述通信單元向所述其他電子脫扣單元發(fā)送故障查詢消息，并且響應(yīng)于經(jīng)由所述通信單元接收到的來(lái)自一個(gè)或多個(gè)其他電子脫扣單元的故障應(yīng)答消息和故障時(shí)所述電流方向檢測(cè)器檢測(cè)到的電流方向，參考所述對(duì)應(yīng)關(guān)系生成并經(jīng)由所述通信單元發(fā)送延遲時(shí)間指令給相關(guān)的電子脫扣單元和/或確定所述斷路器的延遲時(shí)間。其中，優(yōu)選地，所述下一個(gè)預(yù)定周期內(nèi)發(fā)送故障查詢消息的電子脫扣單元是根據(jù)預(yù)先確定的電子脫扣單元標(biāo)識(shí)的順序確定的。