行波故障检测系统的相选择技术方案

本文公开了行波故障检测系统的相选择。智能电子设备(IED)可用于通过检测行波并对其起作用来监控和保护电力输送系统。可以基于检测到的行波的相对极性来选择电力输送系统的相。可以将选定相的振幅和/或极性与其他相的振幅和/或极性进行比较，以确定故障状况。例如，IED可以基于检测到的行波的相对极性和幅度来确定单相接地故障，向识别出的有故障的相发送保护行动，和/或继续使用增量来为了事件的继续或不同事件例如三相故障的识别而监控系统。

Phase Selection of Traveling Wave Fault Detection System

This paper discloses the phase selection of traveling wave fault detection system. Intelligent electronic devices (IEDs) can be used to monitor and protect power transmission systems by detecting traveling waves and acting on them. The phase of the power transmission system can be selected based on the relative polarity of the detected traveling wave. The amplitude and/or polarity of the selected phase can be compared with the amplitude and/or polarity of other phases to determine the fault condition. For example, IED can determine single-phase grounding faults based on the relative polarity and magnitude of detected traveling waves, send protective actions to identified faulty phases, and/or continue to use increments to monitor and control the continuation of events or non-identical events such as three-phase faults.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】行波故障检测系统的相选择
本公开涉及行波故障检测系统的相选择。更具体地，本公开涉及在使用行波的电力系统上的故障的检测和有故障的相的适当选择。本文的公开内容使用具有相选择的行波呈现快速保护和/或报警行动。附图的简要说明本公开包括非限制性和非穷举性的说明性实施例。参考在下面描述的附图中描绘的某些这样的说明性实施例。图1示出了电力系统及用于其保护的系统的简化单线图的示例。图2A示出了在事件附带的三个相中的每一个相上的行波的示例曲线图。图2B示出了在n个不同事件附带的三个相中的每一个相上的行波的示例曲线图。图3A示出了用于使用本地和远程量来确定用于相选择的行波相极性模式的逻辑图的示例。图3B示出了用于使用本地量来确定用于相选择的行波相极性模式的逻辑图的示例。图3C示出了用于使用本地量来确定用于相选择的行波相极性模式的逻辑图的另一示例。图4A示出了用于使用行波相极性模式来识别故障的逻辑图的示例。图4B示出了用于使用行波相极性模式来识别故障的另一逻辑图的示例。图5示出了用于相选择的逻辑图的另一个示例。图6示出了使用相选择的保护行动的逻辑图的示例。图7示出了实现本文所述的各种功能的智能电子设备(IED)的框图的示例。详细描述更快的传输线路保护提高了电力系统的稳定性。如果在致命故障清除时间之前没有清除故障，则系统可能会失去暂态稳定性并且可能遭受停电。另外，更快的故障清除增加了可以通过不被热限制的线路传输的电力的数量。更快的保护还增强了公共和公用事业人员的安全、限制了装备的磨损、提高了电力质量、并减少了由于故障能量而引起的损失。本文描述了使用行波和/或增量的超高速故障检测技术。在电力系统中的各种事件和条件可能发射行波。这种事件和条件的例子包括但不限于相接地故障、相间故障、三相故障等。使用行波和/或增量进行故障检测的系统和方法可以基于检测行波和识别引起行波的事件。系统和方法可以检测、测量、监控和/或以其他方式利用由这样的条件发射的各种增量电流量、增量电压量和/或行波。在一些实施例中，系统和方法包括识别对应于特定事件/条件的行波的唯一识别标志。在这样的条件期间在各种相上的行波相极性模式对于不同的故障类型可能是相似的。例如，在三相中的每一相上的行波对于单相接地故障可能与对于三相故障的在三相中的每一相上的行波相似。因此，本文描述的用于故障检测的系统和方法包括相选择子系统。如在本文一般描述的实施例的各种部件、子系统和部分，包括下面的参考附图的描述，可以在各种不同的配置中被布置和设计。例如在整个这个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、或“该实施例”的任何提及意味着结合那个实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书叙述的所引用的短语或其变型不一定都指向相同的实施例。在一个实施例的上下文中描述的特征、功能和元件也可以与其他实施例结合来使用。短语“连接到”和“与...进行通信”指在两个或更多个部件之间的任何形式的交互作用，包括机械、电气、磁性和电磁交互作用。两个部件可彼此连接，即使它们与彼此没有直接接触，以及即使在这两个部件之间可能有中间设备。如本文中所使用的，术语“IED”可以指监控、控制、自动化和/或保护在系统内的受监控的装备的任何基于微处理器的设备。例如，这样的设备可包括远程终端单元、差动继电器、距离继电器、方向继电器、馈线继电器、过电流继电器、电压调节器控件、电压继电器、断路器故障继电器、发电机继电器、电动机继电器、自动化控制器、间隔控制器、计量表、自动重合闸控件、通信处理器、计算平台、可编程逻辑控制器(PLC)、可编程自动化控制器、输入和输出模块、电动机驱动器等。IED可连接到网络，且网络上的通信可通过包括但不限于多路复用器、路由器、集线器、网关、防火墙和交换机的联网设备来促进。此外，联网和通信设备可并入IED中或与IED进行通信。术语“IED”可互换地使用来描述单独IED或包括多个IED的系统。可与本文中所公开的实施例一起使用的基础设施中的一些已经是可用的，例如：通用计算机、计算机编程工具和技术、数字存储介质以及通信网络。计算机可包括处理器，例如微处理器、微控制器、逻辑电路等。处理器可包括专用处理设备，例如ASIC、PAL、PLA、PLD、现场可编程门阵列或其他定制的设备或可编程设备。计算机也可包括计算机可读存储设备，例如非易失性存储器、静态RAM、动态RAM、ROM、CD-ROM、磁盘、磁带、磁性存储器、光学存储器、闪存或其他计算机可读存储介质。如本文所述，用于配置和/或使用的合适网络包括各种各样的网络基础设施中的任何一种。具体地，网络可以包括陆线、无线通信、光连接、各种调制器、解调器、小封装可插拔(SFP)收发器、路由器、集线器、交换机和/或其他联网装备。网络可以包括通信或联网软件，例如从Novell、Microsoft、Artisoft和其他销售商可得到的软件，并且可以使用TCP/IP、SPX、IPX、SONET和其他协议通过双绞线、同轴电缆或光纤电缆、电话线、卫星、微波继电器、调制AC电力线、物理媒体传输、无线的无线电链路和/或其他数据传输“线”来操作。网络可以包括更小的网络和/或可以通过网关或类似机制连接到其他网络。本文中所描述的某些实施例的各方面可被实现作为软件模块或部件。如本文中所使用的，软件模块或部件可包括位于计算机可读存储介质内或上的任何类型的计算机指令或计算机可执行代码。例如，软件模块可包括可被组织为例程、程序、对象、部件、数据结构等的计算机指令的一个或更多个物理块或逻辑块，其执行一个或更多个任务或实现特定的数据类型。特定的软件模块可包括被存储在计算机可读存储介质的不同位置中的不同指令，其共同实现模块的所描述的功能。事实上，模块可包括单个指令或许多指令，并且可以被分布在几个不同的代码段上、在不同的程序当中以及跨越几个计算机可读存储介质而分布。一些实施例可在分布式计算环境中实践，其中任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行。在分布式计算环境中，软件模块可位于本地和/或远程计算机可读存储介质中。另外，在数据库记录中绑定或再现在一起的数据可驻留在同一计算机可读存储介质中或跨越几个计算机可读存储介质而驻留，以及可跨越网络在数据库中的记录的字段中链接在一起。通过参照附图可理解本公开的一些实施例，其中相似的部件始终由相似的数字标示。如在本文的附图中通常描述和所示的，可在各种不同的配置中布置和设计所公开的实施例的部件。因此，本公开的系统和方法的实施例的下面的详细描述并不意欲限制如所主张的本公开的范围，而是仅代表可能的实施例。众所周知的结构、材料或操作没有被显示或详细描述，以避免使本公开的方面模糊。另外，除非另有说明，方法的步骤不一定需要按照任何特定的顺序或甚至依次序地执行，也不需要仅执行一次步骤。图1示出了用于使用本文描述的时域原理和元件来检测和计算故障的位置的系统100的框图。系统100可包括生成系统、传输系统、分配系统和/或类似的系统。系统100包括导体106，例如连接两个节点的传输线路，该两个节点被示为本地终端112和远程终端114。本地终端112和远程终端114可以是分别由发电机116和118供应的传输系统中的总线。尽管为了简单的目的以单线形式示出，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被配置为检测在电力输送系统中的故障的系统，包括：数据采集子系统，其接收与电力输送系统的包括A相、B相和C相的三个相中的每一个相关联的电气状况的多个表示；行波子系统，其使用所述多个表示来确定在所述电力输送系统的所述三个相中的每一个上的行波的带符号振幅值；相选择子系统，其比较在所述三个相中的每一个上的所述行波的所述带符号振幅值的函数的极性，以识别具有与其它两个相的极性函数相反的极性函数的选定相；故障检测器子系统，其将所述选定相的幅度的函数与其他两个未选择的相的幅度的函数进行比较，以确定所述电力输送系统具有下列项之一：三相故障状况，所述选定相的相接地故障状况，以及所述未选择的相的相间故障状况；以及通信子系统，其传输识别电力输送系统的所确定的故障状况的信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.14 US 62/349,9021.一种被配置为检测在电力输送系统中的故障的系统，包括：数据采集子系统，其接收与电力输送系统的包括A相、B相和C相的三个相中的每一个相关联的电气状况的多个表示；行波子系统，其使用所述多个表示来确定在所述电力输送系统的所述三个相中的每一个上的行波的带符号振幅值；相选择子系统，其比较在所述三个相中的每一个上的所述行波的所述带符号振幅值的函数的极性，以识别具有与其它两个相的极性函数相反的极性函数的选定相；故障检测器子系统，其将所述选定相的幅度的函数与其他两个未选择的相的幅度的函数进行比较，以确定所述电力输送系统具有下列项之一：三相故障状况，所述选定相的相接地故障状况，以及所述未选择的相的相间故障状况；以及通信子系统，其传输识别电力输送系统的所确定的故障状况的信息。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述通信子系统被配置为响应于所确定的故障状况而发起保护行动。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述数据采集子系统包括多个电流互感器(CT)以接收在所述三个相中的每一个上的电流值的表示。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述数据采集子系统还包括多个电压互感器(PT)以接收在所述三个相中的每一个上的电压值的表示，以及其中所述系统还包括三相故障识别子系统以基于在所述三个相中的每一个上的电压值和电流值的表示的增量分析来确定所述电力输送系统具有三相故障状况。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述数据采集子系统从本地监控位置和远程监控位置接收与所述三个相中的每一个相关联的电气状况的多个表示，并且其中所述行波子系统被配置为对于所述三个相中的每一个基于在所述本地监控位置处的行波的振幅和在所述远程监控位置处的行波的振幅的总和来确定在所述三个相中的每一个上的行波的带符号振幅值。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述相选择子系统通过最初计算所述三个相中的每个的操作信号值来识别所述选定相，其中每个相的操作信号值等于该相的带符号振幅值的两倍减去其他相的带符号振幅值的结果的三分之一。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述相选择子系统通过识别所述三个相中的哪一个有具有与其它相的操作信号值的极性相反的极性的操作信号值来识别所述选定相。8.根据权利要求6所述的系统，其中所述系统还包括三相故障识别子系统以基于由所述数据采集子系统接收的所述三个相中的每一个的电气状况的表示来确定所述系统没有三相故障状况。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述故障检测器子系统还被配置为基于所述选定相的操作信号值的两倍大于其他两个未选择的相的操作信号值的总和的确定来确定所述选定相在相接地故障状况中。10.根据权利要求8所述的系统，其中所述故障检测器子系统还被配置为基于以下项的确定来确定所述选定(第一)相在所述相接地故障状况中：所述选定相的操作信号值的两倍大于其它两个(第二和第三)未选择的相的操作信号值的总和，所述第二相的操作信号值减去所述第三相的操作信号值小于所述第三相的操作信号值减去所选定的第一相的操作信号值，以及所述第二相的操作信号值减去所述第三相的操作信号值也小于所选定的第一相的操作信号值减去所述第二相的操作信号值。11.根据权利要求8所述的系统，其中所述故障检测器子系统还被配置为基于以下项中的至少一个是假的确定来确定所述选定(第一)相与其它两个(第二和第三)未选择的相中的一个在相间故障状况中，所述未选择的相中的所述一个的操作信号值在幅度上与所述选定(第一)相的幅度近似相等，但在极性上与所述选定(第一)相的极性相反：所述故障未被识别为单相接地故障或三相故障，所选定的第一相的操作信号值的两倍大于所述第二未选择的相和第三未选择的相的操作信号值的总和，所述第二相的操作信号值减去所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿芒多·古兹曼卡西拉，波格丹·Z·卡兹腾尼，曼加帕斯劳·文卡塔·迈纳姆，
申请(专利权)人：施瓦哲工程实验有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US