[发明专利]用于电力分配系统的故障保护系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力分配系统的控制，更具体地涉及使用智能自主节点 来隔离配电线路的故障部分、重新配置且恢复对于最终客户的服务(电 路重新配置)从而改进电路保护。

背景技术

典型的配电系统包括源自配电站并且导向供电公司或机构的最终客 户的电源的配电线(范围从大约4KV到69KV)。管制服务提供需求、 成本和竞争压力产生了对于成本较低、模块化、标准化设备的需求，这 种设备能以最少的人力和人类监督来安装、运行和维护。

配电线的损坏(故障)是由于断裂的电力线、地下电缆被挖掘或其 他原因而出现的，并且典型地可以通过感测过载(短路/过流)电流，有 时候通过检测电压损失而检测到。在配电系统中，有时情况是这样的： 客户抱怨的电压损失是公司感测断电以便通过分派工作人员来隔离故障 并重新配置配电系统而作出响应的手段(means)。用于隔离这些故障的 典型设备是主要位于配电站中的断路器和位于分接线路(tap line)上或 客户变压器处的熔丝。变电站断路器通常设置有重合闸继电器(reclosing relay)，其使断路器在检测到过流情况并且跳断之后闭合若干次。如果在 任何这些“重合”期间，故障变得不可检测，则恢复服务并且不再进行 断电。特别是对于架空配电线，由于风、闪电等导致的暂时电弧可能造 成许多故障。因此，当断路器断开并且服务在自动重合后恢复时大部分 故障得以清除。另选的是，在一定次数的重合尝试后，如果过流情况继 续存在，则重合器进入“封锁(lockout)”状态，阻止进一步尝试清除故 障。

尽管对故障隔离和重新配置的更复杂的自主解决方案的效用接受度 受到了限制而继续增加，但是人们已经开发并销售了许多方法。最主要 的方法典型地涉及在配电网中的战略点放置控制设备和开关设备，并且 使其操作与在每个点本地且独立感测到并操作的电路参数的使用完全相 协调。人们已经开发出了更复杂的方法通过将在战略点本地读出的信息 传送到所指定的更高级的(多个)控制实体来隔离/重配置这些电路。利 用智能的、分布式控制方法，已经开发出了几种方法来隔离/重新配置配 电电路，而不需要更高级的(多个)控制实体。在实现这些方法的系统 中，信息被本地感测和处理，尽可能多地进行本地动作，然后与其他合 作设备共享以指导或增强它们采取行动的能力。这些方法的例子包括可 从S&C电气公司(Chicago，Illinois)获得的产品。

诸如产品的系统和在共同转让的美国专利6,697,240 (通过引用特意将其公开内容并入于此)中描述的系统提供了用于使用 通过通信而传送的信息并对其使用进行协调，以动态修改配电设备(包 括但不限于变电站断路器、重合变电站断路器和线路重合器)的保护特 性的方法和相关系统装置。这样，配电系统或“团队”的整体保护和重 新配置能力得到极大增强。系统内的各设备认识到在直接控制的团队域 外存在合作设备，管理来自这些设备的信息，使得可以进行更智能的本 地判决和团队间协调。该信息可包括逻辑状态指示、控制请求、模拟值 或其他数据。

而且，当恢复系统对配电线进行重新配置时，出于故障隔离和/或负 载恢复的目的，可以破坏用于分割配电线的故障保护设备(如断续器) 之间的协调。因此，人们期望出现一种对保护设置进行重新配置以维持 协调的自主方法。此外，可获得这样的益处，即，对故障保护设备进行 了设置，因此它们与可以或可以不自主设置的其他设备(例如边界设备， 如保护配电线的断路器和保护跳离配电线的负载的熔丝)相协调。

附图说明

图1是例示了并入有可配置故障保护设备的电力分配系统的一部分 的示意图。

图2是故障保护设备的框图。

图3例示了可用于配置故障保护设备的电力分配系统的设备的时间- 电流特性图。

图4是例示了并入有一系列故障保护设备的电力分配系统的一部分 的示意图。

图5例示了可用于配置故障保护设备的电力分配系统的一系列设备 的时间-电流特性图。

图6是例示了对根据此处描述的实施方式之一的电力分配系统中的 故障保护设备进行配置的方法的流程图。

具体实施方式