[发明专利]通过分析DC充电电路来估计可获得的短路电流的方法

说明书

发明领域

本公开一般涉及对在电力输送系统中的节点的电弧闪光的潜在危险的估计，并且更特别地，涉及基于通过也连接到节点的直流充电电路吸收的电流的总的谐波电流失真来动态估计在交流电路中的节点处的短路电流可获得性的系统和方法。

背景

当空气被电离从而在具有电压电势的两个导体之间传导电能时通常会发生电弧闪光事件。在电弧闪光事件期间，能量被释放，这可能会导致对接近该事件的任何人或任何事物造成灼伤和其他伤害。根据职业安全与健康管理局（OSHA）的要求，雇主被要求对在工人被要求进行工作或接近带电的电气设备的区域的电弧闪光的潜在危害进行分类，并为他们的工人提供关于适当的防护服和安全工作距离的适当的指导。为了对电弧闪光的潜在危害进行分类，一般需要详细研究电气系统以确定：短路电流可获得性，距电力供应站的距离，将特定的节点连接到电力供应站的基础设施，及关于断路器安全切断和它们的响应时间的详细信息。

一般情况下，需要估计的最昂贵的参数是可获得的短路电流（SCCA），其是在短路事件的情况下，可从交流（AC）电路的特定节点吸收的电流量的量度。一旦准确地估计了SCCA，可根据例如电气和电子工程师协会的出版物1584（IEEE1584）中提供的方法确定电弧闪光的潜在危险。同样，电弧闪光的潜在危险分类可根据国家防火协会的标准70E（NFPA70E）中提供的方法来确定。电弧闪光的潜在危险和电弧闪光的潜在危险分类可以例如由工人使用，以确定安全工作距离，选择合适的个人防护服，并以其他方式维持安全的工作环境。通常情况下，通过考虑从发电站到特定节点的距离、将特定节点连接到配电系统的供电线的变压器的性质、测量仪器和将特定节点连接到变压器的导体的材料来作出对SCCA的估计。但是，这些方法可能不希望地导致SCCA的过高估计。

SCCA的过高估计可能是危险的，并且在电弧闪光的情况下可能导致比实际呈现的风险较小的计算的入射能量，因为很多保护设备具有逆向的，或非常逆向的时间-响应曲线，使得非常高电流的电弧闪光将非常快地触发保护设备，并比为忍受由于保护设备的延迟反应引起的较长的持续时间所允许的相对低电流的电弧闪光导致更少的入射能量。因此，可取的是准确地估计在AC电路中的特定节点的SCCA。此外，可取的是动态并实时地估计SCCA，以便在例如由于配电系统的配置变化导致的SCCA变化时提供更新的SCCA信息。

发明简述

本文提供了一种用于估计在交流（AC）电路中的节点可获得的短路电流（SCCA）的量的方法。本公开提供了用于分析由连接到AC电路中的节点的直流（DC）充电电路吸收的电流。分析该电流以确定总的谐波电流失真（THDi）。本公开的各方面提供了用于建立在THDi的确定值和AC电路的测量点的SCCA之间的相关性。使用DC充电电路的THDi与AC电路的SCCA之间的相关性，本公开的实现提供了一种用于基于所确定的THDi来估计SCCA的量的方法。

本公开的方面注意到：THDi与SCCA的曲线图揭示了两个区域，或SCCA的范围，这两个区域由拐点分开。虽然在一个区域中的相关性可以由多项式建模，该拐点以上的区域不那么容易被数学地描述。公开了用于有利地调节或调整DC充电电路的参数，以保持在相关关系可以被准确地建模地区域的THDi和SCCA之间的相关性的方法。本公开的实现进一步提供了用于动态调整DC充电电路的参数，以便即使在由于AC电路的配置发生变化导致的SCCA可能动态地变化的情况下，将DC充电电路保持在相关关系可以被准确地建模的区域。本公开的方面进一步提供了使用SCCA的估计值计算电弧闪光的潜在危险的值和电弧闪光的潜在危险分类并传达该信息的方法。

本公开的上述及其它方面和实现对术领域的普通技术人员而言，在阅读参考附图的各种实施方式和/或方面的详细描述后，将是明显的，接下来提供附图的简要描述。

附图描述

本发明的上述和其它优点在阅读下面的详细描述并参考附图后，将变得显而易见。

图1是提供通过测量由连接到节点的直流充电电路吸收的电流的总的谐波电流失真来估计交流电路中的节点可获得的短路电流的本公开的一个示例性实现的流程图。

图2A提供了用于测量流入连接到交流电路的节点的直流充电电路的电流的总的谐波电流失真的系统的一个示例性配置。

图2B提供了用于测量流入可移除地连接到交流电路的节点的DC充电电路的电流的总的谐波电流失真的系统的一个示例性配置。