[發明專利]用于管理電氣系統中的能量相關應力的系統和方法

有效

• 申請號: 202011083282.8
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112653113B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: J.A.比克爾
• 申請（專利權）人: 施耐德電氣美國股份有限公司
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04;H02H7/26;H02H3/04;H02J3/14
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳金林

一種用于減少和/或管理電氣系統中的能量相關應力的方法，包括：處理來自由電氣系統中的至少一個智能電子設備(IED)捕獲的能量相關信號的或從該能量相關信號推導出的電氣測量數據以識別和跟蹤電氣系統中的至少一個能量相關瞬變。量化至少一個能量相關瞬變對電氣系統中的裝備的影響，并且響應于至少一個能量相關瞬變的影響接近裝備的應力容限的預定范圍、在預定范圍之內或高于預定范圍而生成一個或多個瞬變相關警報。部分地基于裝備的應力容限、與一個或多個瞬變事件相關聯的應力以及裝備上的累積能量相關應力中的至少一個，為瞬變相關警報分配優先級。響應于瞬變相關警報而在電氣系統中采取一個或多個動作以減少電氣系統中裝備上的能量相關應力。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2019年10月11日提交的美國臨時申請第62/914,207號的權益和優先權，該申請通過整體引用結合于此。

技術領域

本公開總體上涉及電氣或電力系統，更具體地，涉及用于分析、量化和管理電氣系統中的能量相關應力的系統和方法。

背景技術

眾所周知，超過絕緣額定值的瞬變(transient)過電壓會對電氣絕緣體造成應力，導致電介質逐漸擊穿或突然故障。工業設施每小時都會經歷伴隨電壓脈沖超過標稱系統電壓的五到十倍的許多瞬變，這種情況并不少見。降低電壓瞬變的幅度和持續時間可以延長裝備絕緣體的壽命，從而延長裝備運行壽命。

因為由于瞬變電壓而引起的損壞可能不明顯，所以識別裝備損壞的根本原因具有挑戰性并且通常被診斷為“未知”。許多集成電路和組件故障是電壓瞬變引起的，并且諸如感應電機之類的大型裝備也容易遭受代價高昂的電壓瞬變損壞。據估計，由于電壓瞬變，全球每年發生數十億美元的電子裝備損失，隨著技術的發展，損失逐年增加。

發明內容

本文描述了與減少/管理電氣系統中的能量相關應力相關的系統和方法，例如，由于瞬變電壓和其它能量相關瞬變而引起的能量相關應力。例如，電氣系統可以與至少一個負載、處理、建筑物、設施、船只、飛機或其它類型的結構相關聯。在本公開的一方面，一種用于減少/管理電氣系統中的能量相關應力的方法包括處理來自由電氣系統中的至少一個智能電子設備(intelligent electronic device，IED)所捕獲的能量相關信號的或從該能量相關信號推導出的電氣測量數據，以識別和跟蹤電氣系統中的至少一個能量相關瞬變。該至少一個能量相關瞬變可以包括例如電壓瞬變和電流瞬變中的至少一個。

該方法還包括量化該至少一個能量相關瞬變對電氣系統中的裝備(例如，與特定應用、多個應用和/或(多個)處理相關聯的機構、裝置和/或組件)的影響。每件裝備可以對至少一個能量相關瞬變具有相關聯的應力容限，該應力容限用于量化至少一個能量相關瞬變的影響。

該方法還包括響應于至少一個能量相關瞬變的影響接近裝備的應力容限的范圍、在該范圍之內或高于該范圍而生成一個或多個瞬變相關警報。在一個實施例中，部分地基于裝備的能量相關應力容限、與一個或多個瞬變事件相關聯的能量相關應力以及裝備上的累積能量相關應力中的至少一個，為瞬變相關警報分配優先級。另外，在一個實施例中，響應于瞬變相關警報而在電氣系統中采取一個或多個動作，以減少電氣系統中的裝備上的能量相關應力。眾所周知，能量相關瞬變可能產生或導致可能縮短電氣系統中的裝備的壽命的應力(例如，電、熱和機械應力)。因此，希望減少能量相關瞬變的效應，并延長裝備的運行壽命。在一些實施例中，響應于瞬變相關警報而采取的動作是基于瞬變相關警報的優先級和嚴重性中的至少一個來采取的，以延長裝備的運行壽命。這些動作可以包括，例如，以下中的至少一個：通信傳達與至少一個能量相關瞬變相關聯的瞬變相關警報的發生、以及控制電氣系統中的至少一個組件(例如，裝備)，這將在下面進一步描述。應當理解，術語“應力”和“能量相關應力”在整個申請中可互換使用，并且根據本公開的實施例被認為具有相同含義。