电能配电网络包括具有意欲连接至电源（2）的上游端部的中压馈线（1）。馈线（1）至少包括沿着馈线（1）定位的连续的第一保护器（Pi）和第二保护器（Pi+1）以及限定要监控的第一元件（Oi）的端部。第一保护器（Pi）包括被配置为，在以下时间延迟以后启动断路器（Ci）的搜索模块（Mi），以中断电能配电：在第一时间延迟（Ti1）以后，当搜索模块（Mi）检测到第一元件（Oi）的监控区域（Li）中的单相永久性故障（D）时；以及在长于第一时间延迟（Ti1）的第二时间延迟（Ti2）以后，当搜索模块（Mi）检测到位于区域（Li）下游的附加监控区域（L’i）中的单相永久性故障（D）时。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】电能配电网络包括具有意欲连接至电源（2）的上游端部的中压馈线（1）。馈线（1）至少包括沿着馈线（1）定位的连续的第一保护器（Pi）和第二保护器（Pi+1）以及限定要监控的第一元件（Oi）的端部。第一保护器（Pi）包括被配置为，在以下时间延迟以后启动断路器（Ci）的搜索模块（Mi），以中断电能配电：在第一时间延迟（Ti1）以后，当搜索模块（Mi）检测到第一元件（Oi）的监控区域（Li）中的单相永久性故障（D）时；以及在长于第一时间延迟（Ti1）的第二时间延迟（Ti2）以后，当搜索模块（Mi）检测到位于区域（Li）下游的附加监控区域（L’i）中的单相永久性故障（D）时。【专利说明】防止中压配电网络的单相故障的改进保护系统
本专利技术涉及具有上游端部和下游端部的中压馈线的电能配电网络，该上游端部意欲连接至电源。
技术介绍
以两种主要等级来组织从生产中心至顾客的电能输送。第一等级对应于相间电压通常大于50kV的高压输电网(HV)。高压输电网意欲将电能从生产中心和发电厂输送至为用电区域服务的配电中心。第二等级对应于相间电压通常低于50kV的中压配电网(MV)。中压配电网能够局部地将电能从配电中心传送至最终顾客。当前的电能配电网络保持持续发展。作为示例，可再生能源的开发和激励性规制促进了分布式发电(DG)装置的连接速率大幅提高。因此，与当前中压电网络相关联的保护系统应该适应这种发展，以改善供电和连接服务的质量。在系统中发生故障的情况下，配电器首先尝试保持连接最大数量的顾客并且在某种程度上，保持连接最大数量的本地生产商。由此，配电网优选地划分为通过沿着网络所部署的保护器所保护的区域。通常，保护器用于检测电网中可能发生的绝缘故障。通过不断地将网络电量与阈值进行比较的多功能模块来实现保护功能。根据保护类型，多功能模块可以测量电流、电压或者还测量频率，并且通过这些被测量和其他被测量进行计算，尤其是计算功率和阻抗。当被测量或者被计算的量具有异常值时，保护器(protection)检测到故障。因此，多功能模块提供动作命令，例如，断开断路器的命令。用于保护电能配电网的系统的效率很强地依赖于部署在网络中的保护器的选择性。选择性表示调节保护器以能够以协调的方式并且尽可能快地使保护器正确动作的方法。选择性强加进行精确调节，该精确调节启用保护器以隔离包括故障的系统区域，同时如果可能的话，保持系统中的完好的其他部分继续供电。根据配电网络的结构并且根据网络设计者可利用的方法，可以实施不同的选择性。作为示例，微分和逻辑选择性可以用于中压配电网络的保护系统。然而，这种选择性需要保护器之间的快速通信，以有效用于串联地部署的保护系统。保护器之间的通信意味着使用附加的连接线，因此会导致更高的成本以及其他故障风险。通常，为了使几个保护器串联地运行，保护器使用计时选择性(chronometric selectivity)。从HV/MV变电站至与HV/MV变电站相对的馈线的端部，通过逐渐减少的时间延迟来调节部署在连接至HV/MV变电站的馈线中的保护器。因此，针对时间延迟限制和具有备用保护器的需要，限制可以部署的保护器的数量并且通常不超过三个保护器。时空选择性还可以用于包括串联地配置的几个保护器的电网中。这种类型的选择性依赖于通过给定保护器确定故障发生区域。当网络为非同质网络时，很难确定故障发生的位置或者甚至故障发生区域，从而限制了这种选择类型在中压网络中的应用。现在，中压配电网越来越复杂。实际上，大部分这种网络都是可以包括分布式发电装置(DG)的异质网络。那么，确定这种类型的网络中的故障发生区域成为复杂的任务。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供用于中压配电网络的保护系统，包括串联的几个保护器，该保护系统易于实施并且能够适用于不同结构的配电网络，并且尤其适用于包括异质导线的配电网络。倾向于通过提供电能配电网络来实现该目标，该电能配电网络包括:具有上游端部和下游端部的中压馈线，上游端部意欲连接至电源；和沿着馈线设置并排列的连续的至少第一保护器和第二保护器，使得第一保护器位于馈线的上游端部和第二保护器之间，第一保护器和第二保护器限定与第一保护器相关联的第一元件的上游端部和下游端部。此外，第一保护器包括:断路器，用于停止第一保护器下游的电能配电；和搜索模块，该搜索模块被配置为检测第一保护器的下游的单相永久性故障，搜索模块设置有相电压和相电流测量电路。第一保护器还包括:用于通过被测量的相电压和相电流计算具有实部Re (Zi)和虚部Im (Zi)的复量(complex quantity) Zi的系统；和用于将被计算的复量Zi与第一复阈值和第二复阈值进行比较的电路，该第一复阈值和第二复阈值对应于在与坐标系(0，Re(Zl), Im (Zl))相关联的复平面内的第一直线和第二直线。第一复阈值在复平面内限定第一域，该第一域被配置为表示监控区域中的单相永久性故障的发生，该监控区域包括在第一元件中并具有第一保护器作为上游端部。第一阈值和第二阈值还在复平面内限定第二域，该第二域与第一域不重叠，并且被配置为表示附加监控区域中的单相永久性故障的发生，该附加监控区域不同于监控区域并且被配置在监控区域的下游，使得监控区域的下游端部对应于附加监控区域的上游端部。此外，断路器被配置为在以下时间延迟以后，停止电能配电:第一时间延迟，当被计算的复量Zi属于复平面的第一域时；长于第一时间延迟的第二时间延迟，当被计算的复量Zi属于复平面的第二断路器时，并且当在第一时间延迟以后，仍然检测到单相故障时。还提供了用于保护电能配电网络的方法，在通过第一保护器检测到单相永久性故障时，该方法包括以下步骤:通过由测量电路所测量的相电压和相电流而计算复量Zi ；将被计算的值Zi和与复坐标系(0，Re (Zl), Im (Zl))中的直线对应的第一复阈值及第二复阈值进行比较；验证在监控区域中或者在附加监控区域中存在单相永久性故障。【专利附图】【附图说明】以下在结合附图的具体实施例的非限定性描述中，将详细讨论本专利技术的上述及其他特征和优点，其中:图1示意性地示出了包括根据本专利技术的具体实施例，以串联的方式配置的几个保护器的电能配电网。图2示意性地示出了通过两个复阈值所限定的复平面的两个域的复坐标系的理论示图，这两个复阈值与通过配置在图1的网络中的保护器所监控的两个区域相关联；图3至图5示意性地示出了包括根据本专利技术的实施例的三个串联的保护器的网络或部分电能配电网络的示例；图6示意性地示出了用于研究目的的包括三个串联的保护器的理论电能配电网络；图7示意性地示出了通过仿真所获得的，与配置在图6的理论研究系统中的保护器相关联的复量的值的复坐标系的示图；图8示意性地示出了通过仿真所获得的，与配置在理论研究系统中的保护器相关联的复量的值的复坐标系的示图；以及图9示出了用于调节计算系数的方法的步骤，该计算系数用于确定与配置在图1的网络中的保护器相关联的复阈值。【具体实施方式】根据图1所示的本专利技术的实施例，电能配电网包括具有上游端部和下游端部的中压馈线I。上游端部意欲连接至电源2，因此，允许沿着配电方向3进行电能配电。电源2可以由高压到中压变电站(HV/MV)形成。HV/MV变电站表示高压输电网和中压配本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电能配电网络，包括： 中压馈线（1），具有上游端部和下游端部，上游端部意欲连接至电源（2）； 至少连续的第一保护器和第二保护器（Pi，Pi+1），沿着所述馈线（1）进行定位和排列，使得所述第一保护器（Pi）位于馈线（1）的上游端部和所述第二保护器（Pi+1）之间，所述第一保护器（Pi）和所述第二保护器（Pi+1）限定与所述第一保护器（Pi）相关联的第一元件（Oi）的上游端部和下游端部； 其中，所述第一保护器（Pi）包括： 搜索模块（Mi），所述搜索模块被配置为检测所述第一保护器（Pi）下游的单相永久性故障（D），所述搜索模块（Mi）设置有相电压和相电流检测电路； 断路器（Ci），用于停止所述第一保护器（Pi）下游的电能配电； 所述配电网络的特征在于，所述第一保护器（Pi）包括： 用于通过被测量的相电压和相电流计算具有实部（Re（Zi））和虚部（Im（Zi））的复量（Zi）的系统，所述复量（Zi）考虑关于所述测量电路的所述单相永久故障（D）的定位位置和所述故障的电阻值； 将被计算的复量（Zi）与第一复阈值和第二复阈值（Si1，Si2）进行比较的电路，所述第一复阈值和所述第二复阈值（Si1，Si2）对应于位于与坐标系（O，Re（Zi），Im（Zi））相关联的复平面内的第一直线和第二直线，所述第一复阈值（Si1）限定在所述复平面内的第一域（Bi1）以及第一复阈值和所述第二复阈值（Si1，Si2）限定在所述复平面内的第二域（Bi2），所述第一域被配置为表示在包括在第一元件（Oi）中的并且具有第一保护器（Pi）作为上游端部的监控区域（Li）中单相永久性故障（D）的发生，所述第二域与所述第一域（Bi1）不重叠，并且所述第二域被配置为表示在不同于所述监控区域（Li）并且配置在其下游的附加监控区域（L’i）的单相永久性故障（D）的发生，使得所述区域（Li）的下游端部（Yi）对应于附加区域（L’i）的上游端部； 并且所述配电网络的特征在于，所述断路器（Ci）被配置为在以下时间延迟以后，停止电能配电： 第一时间延迟（Ti1），当被计算的复量（Zi）属于复平面的所述第一域（Bi1）时； 长于所述第一时间延迟（Ti1）的第二时间延迟（Ti2），当所述被计算的复量（Zi）属于所述复平面的所述第二域（Bi2）时，并且当在所述第一时间延迟（Ti1）以后仍然检测到所述单相故障（D）时。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：C杰库，P埃利伯特，B莱森，O奇拉德，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司， 法国电力公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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