[发明专利]具有降低的能量通泄模式的中央控制保护系统

说明书

相关申请交叉引用

本申请是2005年11月30日提交的、在先提交共同待决美国非临时专利申请序列号11/290008的继续申请，并根据美国法典第35章第120条或第121条要求具有该在先提交美国非临时专利申请的权益，该专利申请在此以引用方式全部并入本文中。

技术领域

本发明的领域一般涉及用于控制配电系统的方法和系统，并且更具体地，涉及用于控制配电系统之内的断路器的此类方法和系统。

背景技术

配电系统典型地包括接入点，例如，具有用于控制穿过系统的电力流并诸如通过提供故障保护来保护系统的多个断路器的开关设备(switchgear)单元。维修人员可能需要访问这些不同的点以执行维护、维修、诊断等。例如，维修人员或操作员可能需要对开关设备的组件(以及更具体地，开关设备的断路器)进行更换、维修和/或执行维护。有时，此工作由于需要而在通电设备上执行。典型的开关设备的势能使得如果发生故障，将出现电弧闪光(arch flash)，导致了设备损害和/或能够出现维修人员的严重伤害或死亡。

另外，经常使用断路器，从而通过测量受保护电路或分支中的电流，并在测量的电流超过预确定的故障级别时跳闸以切断电流，来免于过电流故障。常规断路器经常采用基于微处理器的数字固态跳闸单元，以生成反时长延迟和/或短延迟跳闸，例如通过双金属条的加热和冷却的数字模拟。此类常规断路器跳闸单元在存储器中存储了模拟双金属条温度的数字值。存储器可以是诸如累加器类型存储器的随机存取存储器(RAM)。当测量的电流超过预确定的拾取级别时，断路器跳闸单元被认为是在“拾取”模式，并且存储的值或累加器增大预确定的量，例如增大电流平方的倍数。相反地，如果测量的电流低于预确定的拾取级别，则存储的值或累加器减少预确定的量。如果存储的值或累加器值超过预确定的最大值，断路器跳闸单元将确定存在故障，并发出跳闸信号以清除故障。

例如，如图4的步骤404处示出的，常规断路器跳闸单元测量或接收在受保护电路中流动的电流的指示。在步骤408，断路器跳闸单元确定电流是否高于预确定的拾取级别。如果是，则在步骤410，断路器进入拾取模式，并且将在处理器或累加器类型存储器中的存储的值增大预确定的量。如果然后在步骤412确定存储的值已超过预确定的级别，则在步骤414跳闸单元发出信号，以使断路器跳闸。如果在步骤412确定存储值还未超过预确定的级别，则跳闸单元继续测量在受保护电路中流动的电流。如果在步骤408确定测量的电流低于预确定的拾取级别，则在步骤415确定测量的电流是否低于预确定的掉出级别，并且如果不是，则在处理器或累加器类型存储器中的存储的值(如果有)增大预确定的量。如果在步骤415确定测量的电流低于预确定的掉出级别，则在步骤417，检查累加器的存储的值，以确定它是否大于0。如果是，则在步骤421，将累加器的存储的值减少预确定的量。如果在步骤417确定累加器的存储的值不大于0，则跳闸单元继续测量在受保护电路中流动的电流。

为了确保除了到故障分支(一个或多个)以外持续地提供电力，在整个系统内加入断路器延迟。为了安全，电路保护中的这些延迟典型地必须满足最低标准。然而，断路器越敏感，断路器就将越容易被激活(例如，通过电压尖脉冲跳闸)，这例如能够导致设施或生产厂的停工。因而，在选择性与安全性之间存在折衷。

为了增大在这些系统中(以及周围)工作的人员的安全性，同时也维持通过系统的电力，已知的是提供局部安全测量。例如，已知的是增大在维修人员或操作员附近的断路器中的故障灵敏度，例如通过用于降低的能量通泄(1et-thru)(RELT)模式或维护模式的备选跳闸设置。例如，可激活断路器或开关设备盒上的按钮，以增大开关设备中的一个或多个断路器的故障灵敏度。也可提供诸如在开关设备盒的门上的传感器，并引起一部分开关设备在门打开时具有降低的功率。一般地，为每个断路器提供了单独的控制器，其允许断路器的本地控制。然而，增大的故障灵敏度操作可影响电力系统的其它部分。基本上，这些安全测量用于保护在电力系统上或周围工作的个体，并且暂时增大了系统对滋扰(nuisance)的易感性及使某些分支电路跳闸，以便当发生故障事件时最小化对设备和人员的影响。