监视智能电子设备的时间-电流特性之间的分级裕量的方法技术

本发明专利技术涉及一种监视安装在电力系统中的至少两个智能电子设备（IEDA，IEDB）的时间-电流特性之间的分级裕量的方法，每个智能电子设备包含计数器件，所述分级裕量包含用户设置的安全裕量，其特征在于，当在电力系统中发生引起故障电流的故障时，该方法包含当侵犯了安全裕量时向用户提供警告的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及监视智能电子设备(IED)的时间-电流特性之间的分级裕量的方法。
技术介绍
智能电子设备(IED)被安装在电力系统中，通常安装在发电、输电、配电、工业或输送系统中。IED位于变电站中，它们的目的是测量、保护、控制和监视与它们连接的系统。本申请的主题涉及保护电力系统的IED (常称为“保护继电器”)。当在电力系统中发生故障时，保护IED与断路器一起起作用，中断对故障电路的供电，使那个电路“死亡”，并且不再馈入电能。简而言之，IED向断路器发出跳开命令，然后使断路器跳开以便清除故障。 在许多系统中，检测故障的方法是通过检测过电流，和重要的是系统上的多个IED在执行系统保护任务时相互协调。应该只让供给故障电流的线路“跳开”，而相邻或上游健康电路不受影响。一种典型手段是实现这种协调工作以便IED发出其跳开命令的时间取决于流过故障电流的幅度。可以将其安排在电力系统中，以便当发生故障时，与故障最接近的IED首先操作，并打开断路器以便清除故障。在这样的情况下，进一步远离故障(“上游”)的IED不应该操作，并且当它们测量相同水平的故障电流时，通过加入“分级裕量”故意使它们推迟操作。图I示出了显示上游和下游IED的概念的简单系统拓扑结构，和图2示出了例示图I的电路的分级裕量的曲线。图I示出了对标为电路2和电路3的两个串联电路供电的电源EP (电路I)。电路2的上游智能电子设备IEDa由属于电路2的电流互感器CTa供能，和电路3的下游智能电子设备IEDb由属于电路3的电流互感器CTb供能。智能电子设备IEDa和IEDb分别测量流入电路2中的电流和流入电路3中的电流。智能电子设备IEDa输出要施加到电路2的断路器CBa的控制信号Sa，和智能电子设备IEDb输出要施加到电路3的断路器CBb的控制信号SB。断路器CBa和CBb旨在必要时中断故障电流。图2示出了例示IEDa和IEDb的时间-电流特性的曲线。曲线Ca是IEDa的时间-电流特性，和曲线Cb是IEDb的时间-电流特性。对于小电流，IED中的过电流元件的操作时间T长，而对于大电流，IED中的过电流元件的操作时间短。因此，操作时间T与IED测量的电流I成反比。将两条曲线(；和Cb分开，以便对于电流I0的相同值，存在操作时间T的两个不同值Tl和T2。值Tl对应于曲线Cb，和值T2对应于曲线CA。T2的值大于Tl的值，按定义，T2与Tl之间的差值是取决于电流I的分级裕量TeM。在使下游智能电子设备IEDb能够首先操作的持续时间Tl之外，分级裕量时间Tm包括智能电子设备IEDa和IEDb两者的操作时间的容许误差、上游智能电子设备IEDa的计算过冲时间、将输入电流信号馈入^04和IEDb两者中以便测量的输入电流互感器的容许误差、和应急安全裕量。分级裕量时间Tm由用户包括在电流-时间特性中。时间相关过电流保护IED存在对在大多数情况下被认为侵犯了分级裕量时间的电力系统中的大电流故障误操作的偶然问题。即使电力系统保护工程师考虑到他/她感受到的是最坏情况情形地计算分级裕量，也可能未必建立起正确的分级。像“跳开前报警”那样的解决方案迄今为止只可用于像热保护功能那样的慢操作时间元件，其中这些技术可用于计算跳开之前的剩余时间，如果这个剩余时间下降到设置的阈值以下，就引发报警。这种解决方案可用于大多数制造商的IED。在这些慢操作时间设备(以分钟计操作，而不是以通常出现在过电流保护IED中的几分之一秒计操作)中，实时地引发报警，使得在IED操作之前可以在电力系统中采取补救措施。这样的解决方案不可用于快操作时间元件。本专利技术的方法没有现有技术方法的缺点。
技术实现思路
的确，本专利技术提供了一种监视安装在电力系统中的至少两个智能电子设备(IEDa，IEDb)的时间-电流特性之间的分级裕量的方法，每个智能电子设备包含造成所需操作时间延迟的器件，所述分级裕量包含用户设置的安全裕量，其特征在于，当在电力系统中发生引起故障电流的故障时，该方法包含当侵犯了安全裕量时向用户提供警告的步骤。按照本专利技术的进一步特征，万一电力系统上的故障清除操作指示有必要，可以自动增加分级裕量，以便恢复正确的时间分级。按照本专利技术的另一个进一步特征，分级裕量的自动增加受最大允许时间增量限制。造成每个智能电子设备的所需操作时间延迟的器件是，例如，跳开计数器或旨在实现时间积分算法的单元，在本文件内，下文将其称为“计数器件”以简化阅读。因此，本专利技术提出了一种能够检验分级计算中的安全裕量未遭到破坏的方法。因此，在出故障的情况下，所有设备可以在在分级计算中假设的误差容许范围内作出响应。借助于本专利技术的方法，存在如下精确手段对于每次系统故障发生，检验系统多接近误操作，因此使电力系统工程师可以判定是否有必要采取补救措施。本专利技术的方法具体涵盖如下(I)当侵犯了安全裕量时间时向用户提供警告；(2)可选地，如果用户作了选择，则在继电器上根据被提出以恢复正确分级裕量的警告自动增加分级裕量；以及(3)根据报警警告将记录存储在上游继电器中，以便故障后分析可以确定故障的根源。本专利技术的方法可以有利地使有关人员为故障后调查指示分级问题。因此，尤其不是根据补救措施来解决当前事件，而是指出问题和使补救措施可以防止将来发生引起误操作的类似事件。附图说明本专利技术的其它特征和优点可以通过阅读参考附图所作的本专利技术的优选实施例的描述而变得更加清楚，在附图中图I示出了显示上游和下游IED的概念的简单系统拓扑结构；图2示出了例示于图I中的上游和下游IED的时间-电流特性的曲线；图3A-图3G是说明本专利技术与图I的系统有关的工作的时序图。在所有图形中,相同标号表示相同元件。具体实施例方式在本专利中讨论的专利技术利用了过电流功能的时间-电流特性。图3A-图3G是用于说明本专利技术与图I的系统有关的工作的时序图图3A示出了与发生的相继事件相对应的时线；··图3B示出了智能电子设备IEDb承受的电流I (IEDb);图3C示出了智能电子设备IEDb的计时命令TC (IEDb)；图3D示出了智能电子设备IEDb的跳开控制TRC (IEDb)；图3E示出了智能电子设备IEDa承受的电流I (IEDa)；图3F示出了智能电子设备IEDa的计时命令TC (IEDa);以及图3G示出了智能电子设备IEDa的跳开控制TRC (IEDa)0首先，在时刻h发生故障(参照图3A)，且智能电子设备^04和IEDb*受的电流增大(参照图3B和3E)。每个智能电子设备的计数器件开始计数(参照图3C和3F)。如果故障持续到超过时刻则下游智能电子设备IEDb的计数器件将计数递增到预定目标。当达到预定目标时，IEDb发出跳开(参照图3D)，以便将命令信号施加到断路器CBb，且在大于h的时刻t2中断故障电流(参照图3B)。然后，使智能电子设备IEDb复位(参照图3C和3D)。同时，使IEDa复位(参照图3E和3F)，并且使智能电子设备IEDa计算相对于跳开水平的IEDa的计数器件达到的暂停水平。此外，让IEDa记住正好在电流下降的时刻之前的故障电流。然后，计算代表IEDa跳开的剩余时间的跳开剩余时间AU参照图3G)。然后将跳开剩余时间At与等于应急安全裕量的可设置报警阈值相比较。如果计算的跳开剩余时间At小于阈值，则本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：S萨布拉马尼恩，S理查兹，A威克逊，
申请(专利权)人：阿尔斯托姆技术有限公司，施耐德电气能源英国有限公司，
类型：发明
国别省市：