描述了关于传输线10的测量位置12确定配电系统1的AC传输线10上的故障的故障方向参数的方法。该方法包括：在测量位置12处由测量单元20测量传输线10的时间相关的AC电流，由此获得指示测量电流的时域电流数据80，该测量单元20包括用于测量传输线10的测量位置12处的电流的电流传感器但没有电压传感器；将电流数据传输到决策逻辑段36；获得AC传输线10上的故障的故障时间81；通过识别电流数据80的周期重现的特征来识别第一时间t1和第二时间t2，使得故障时间81在该第一时间t1与该第二时间t2之间，其中周期重现的特征从由电流数据的零交叉、最大值、最小值和最高梯度组成的组选择；从电流数据80提取指示故障时间81处电流的时间偏移81’的偏移指示参数82；86，87，其中偏移指示参数82是第一时间t1与第二时间t2之间的时间间隔；通过将偏移指示参数82；86，87与非偏移指示参数84比较来计算偏移方向参数；以及基于计算的偏移方向参数建立所述故障方向参数。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的方面涉及配电系统的故障方向参数指示器装置，特别地涉及用于指示传输线上的故障的方向参数的故障方向参数指示器装置。另外的方面涉及定向过流继电器，其包括这样的故障方向参数指示器装置并且进一步包括断路器。另外的方面涉及确定配电系统的传输线上的故障的故障方向参数的方法。
技术介绍
定向过电流继电器广泛地用于例如径向和环式中压输电系统的配电系统和其他配电系统的保护。这些继电器具有使它们能够确定故障方向的功能性。在这里，故障一般意指过电流，典型地来自短路。此外，故障方向在大多数情况下是二进制信息，其指示故障是前向故障还是后向故障。在这里，在使上游电源连接到下游配电系统部分的电力线中(其中正常电力方向是从上游到下游)，前向方向是继电器下游，并且后向或反向方向是继电器上游。在智能电网中，分散或分布式单元可以将电力馈送到电网内或消耗来自电网的电力。从而，在智能电网中，电力流方向可随着时间而改变。在该情形下，“前向”和“反向”仍可以如上文那样相对于当前电力流而限定，使得例如如果电力流反向则前向方向将改变。更一般地，故障方向是故障在测量位置的哪一侧处出现的指示符。在上文的示例中，存在两个方向，前向和后向。如果测量位置处于具有两个以上的侧的电力网的节点处，可存在不只是前向或后向方向。例如，对于一个后向线路部分和两个前向线路部分所连接至IJ的节点，故障方向可包括“前向-1”、“前向-2”和“后向”的情况。方向信息提供关于出现故障所在的位置的更详细信息。该信息可用于在故障情况下使配电系统的较小的部分失效。例如，常规的环式主馈线(例如用于国内供应)在它的T结处具有断路器。如果在该常 规的环式主馈线的线路中的任何线路中存在故障，典型地整个线路段被中断。该情形可以在获得更详细的故障方向信息时改进。为此目的，定向过电流继电器可以连同断路开关安装在线路中。利用这样的继电器-开关系统，参考电压测量允许计算故障电流和它的方向。方向信息然后可以用于仅断开适当的段，而不是整个线路。已知的定向过电流继电器依靠参考电压相量(也称为“电压极化”)用于估计故障的方向。当出现故障时，故障电流具有关于电压相量的特征相位角，该相位角取决于故障方向。通过将在电力线上的测量位置处测量的电流相量(复数电流值，其实部是实际AC电流)与参考电压相量(在工业上称作“电压极化”)比较来确定故障方向。这需要电流和电压两者的测量。该方法在故障非常靠近继电器时变得不可靠，因为在该情况下，继电器通过短路而几乎接地(在工业上称作“近区故障”)。此外，包括电压测量单元的过电流继电器是昂贵的。因为对于上文的布置必须大量地使用它们，这是主要的成本因素。在2007 年 10 月 I 日(2007-10-01) IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY,IEEE SERVICE CENTER, NEW YORK, NY, US,卷 22，第 4 期，页 2065-2071， XPOlI191870，ISSN: 0885-8977，DOI:D0I10.1109/TPWRD.2007.905340 的 PRADHAN A.K.等人的 “FaultDirection Estimation in Radial Distribution System Using Phase Change inSequence Current”中基于相量估计提出故障方向估计。未获得指示测量电流的时域电流数据。DE 19835731A1提出用于故障方向估计的实验设置，其分析电网中的电流与电压之间的相位角。在2005 年 4 月 I 日(2005-04-01) IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY,IEEE SERVICE CENTER, NEW YORK, NY, US，卷 20，第 2 期，页 566-572，XPOl1129251，ISSN:0885-8977，DO1:DO1:10.1109/WRD.2005.844356 的 EISSA Μ.Μ.的“Evaluation of a NewCurrent Directional Protection Technique Using Field Data” 中，通过制作对两个量(例如故障电流和故障前电流)之间的相位角差作出响应的继电器来利用由故障引起的相位关系差。
技术实现思路
鉴于上文，提供根据权利要求1确定故障方向参数的方法、根据权利要求12的故障方向参数指示器装置、根据权利要求14的定向过电流继电器和根据权利要求15的使用。可以与本文描述的实施例组合的另外的优势、特征、方面和细节从从属权利要求、描述和图变得明显。根据第一方面，提供关于传输线的测量位置确定配电系统的AC传输线上的故障的故障方向参数的方法，例如用于户外应用。该方法包括:通过测量单元在测量位置处测量传输线的时间相关的电流，由此获得指示测量电流的时域电流数据，该测量单元包括用于测量传输线的测量位置处的电流的电流传感器但没有电压传感器；将来自测量单元的电流数据传输到决策逻辑段；获得AC传输线上的故障的故障时间；通过识别电流数据的周期重现的特征来识别第一时间和第二时间，使得故障时间在该第一时间与该第二时间之间，其中该周期重现的特征从由电流数据的零交叉、最大值、最小值和最高梯度组成的组选择；从电流数据提取指示故障时间处电流的时间偏移的偏移指示参数，其中该偏移指示参数是第一时间与第二时间之间的时间间隔；通过将偏移指示参数与非偏移指示参数比较来计算偏移方向参数并且基于计算的偏移方向参数的符号建立故障方向参数。非偏移指示参数指示在第一时间与第二时间之间没有电流的时间偏移。根据另一个实施例，方法包括提取偏移指示参数的步骤，其包括选择电流积分时间间隔的积分极限使得电流积分时间间隔是AC电流的标准周期长度或其的整数倍；以及在电流积分时间间隔上计算电流数据的数值积分。根据另外的实施例，方法包括通过第二故障方向确定程序从电流信号确定第二故障方向参数，其中该第二故障方向确定程序包括:从输入段接收电流信号，其包括复数故障前和故障后电流值；确定相应电流值的相位角；确定相位角中选择的一些之间的多个相位差值；对这些相位差值中的至少一些求和来获得累积相位差参数；以及通过将累积相位差参数与阈值比较来确定第二故障方向参数并且从第一故障方向参数和从第二故障方向参数建立主故障方向参数，并且输出该主故障 方向参数。根据第二方面，提供故障方向参数指示器装置，其用于关于传输线的测量位置指示配电系统的AC传输线上的故障的故障方向参数。该故障方向参数指示器装置包括:测量单元，该测量单元包括用于测量传输线的测量位置处的AC电流的电流传感器但没有电压传感器，其中该测量单元操作地耦合于输入段，用于将从电流测量获得的时域电流数据传输到输入段；输入段，其配置用于接收指示由测量单元在测量位置处测量的时间相关的电流的时域电流数据；决策逻辑段，其配置用于基于该时域电流数据确定故障方向参数。该决策逻辑段包括:故障偏移计算子段，其配置成从电流数据提取指示故障时间处电流的时间偏移的偏移指示参数，其中提取该偏移指示参数包括通过识别电流数据的周期重现的特征来识别第一时间和第二时间，使得故障时间在该第一时本文档来自技高网...
【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：A乌基尔，B德克，VH沙，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：
国别省市：
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