用于配电系统中的接地故障检测的方法和系统技术方案

本申请涉及用于配电系统中的接地故障检测的方法和系统。公开一种操作具有经耦合中线导线的直接接地多源多相配电系统的实例方法。所述配电系统包含总线、耦合到所述总线的多个电源保护装置，以及耦合到所述总线的多个馈线保护装置。所述方法包含针对所述多个电源保护装置中的每一电源保护装置，接收指示与所述电源保护装置相关联的经检测电源相电流的数据。针对所述多个馈线保护装置中的每一馈线保护装置，接收指示与所述馈线保护装置相关联的经检测馈线中线电流和经检测馈线相电流的数据。基于所述接收到的指示电源相电流的数据以及所述接收到的指示馈线中线电流和馈线相电流的数据，确定与所述多个电源保护装置相关联的净电源接地故障电流。

Method and System for Grounding Fault Detection in Distribution System

This application relates to a method and system for detecting grounding faults in a distribution system. An example method for operating a directly grounded multi-source multi-phase distribution system with a coupled midline wire is disclosed. The distribution system comprises a bus, a plurality of power protection devices coupled to the bus, and a plurality of feeder protection devices coupled to the bus. The method includes receiving data indicating the detected power supply phase current associated with the power supply protection device for each power supply protection device in the plurality of power supply protection devices. For each of the feeder protection devices in the plurality of feeder protection devices, data indicating the detected feeder neutral current and the detected feeder phase current associated with the feeder protection device are received. Based on the received data of the phase current of the indicating power supply and the received data of the middle current of the indicating feeder and the phase current of the feeder, the grounding fault current of the net power supply associated with the multiple power protection devices is determined.

【技术实现步骤摘要】
用于配电系统中的接地故障检测的方法和系统
本申请大体上涉及配电系统，并且更具体地说，涉及用于配电系统中的接地故障检测的方法和系统。
技术介绍
现代的配电系统通常含有集成于一个系统内的多个电源。准确无误地确定具有多个并联电源或具有互连中线的系统中的接地故障很复杂。存在至少一些已知的系统利用添加外部传感器和电路来辨别负载和故障电流与循环电流从而确定接地故障，所述循环电流不是故障或负载状况的直接指示符，但是在相同导线中流动。
技术实现思路
一个方面是一种操作具有经耦合中线导线的直接接地多电源多相配电系统的方法。配电系统包含总线、耦合到总线的多个电源保护装置，以及耦合到总线的多个馈线保护装置。方法包含针对多个电源保护装置中的每一电源保护装置，接收指示与电源保护装置相关联的经检测电源相电流的数据。针对多个馈线保护装置中的每一馈线保护装置，接收指示与馈线保护装置相关联的经检测馈线中线电流和经检测馈线相电流的数据。基于接收到的指示电源相电流的数据以及接收到的指示馈线中线电流和馈线相电流的数据，确定与多个电源保护装置相关联的净电源接地故障电流。另一方面是具有经耦合中线导线的直接接地多相配电系统。系统包含总线、多个电源、耦合在至少一个电源和总线之间的电源保护装置、耦合到总线的多个馈线保护装置，以及包含处理器和存储器的控制器。电源保护装置包含多个传感器，所述多个传感器经配置以检测与电源保护装置相关联的多个电源相电流。每一馈线保护装置包含多个传感器，所述多个传感器经配置以检测与馈线保护装置相关联的多个馈线相电流和馈线中线电流。存储器存储非暂时性指令，所述非暂时性指令配置处理器以进行以下操作：从电源保护装置接收指示经检测的多个电源相电流的数据；从每一馈线保护装置接收指示经检测的多个馈线相电流和经检测馈线中线电流的数据；以及基于接收到的指示电源相电流的数据、接收到的指示馈线相电流的数据和接收到的指示馈线中线电流的数据，确定与电源保护装置相关联的净电源接地故障电流。又一方面是具有经耦合中线导线的直接接地多相配电系统。配电系统包含总线、多个电源、耦合在多个电源中的至少一个电源和总线之间的电源保护装置、耦合到总线的多个馈线保护装置，以及包含处理器和存储器的控制器。电源保护装置包含多个传感器，所述多个传感器经配置以检测与电源保护装置相关联的多个电源相电流。每一馈线保护装置包含处理器、存储器和多个传感器，所述多个传感器经配置以检测与馈线保护装置相关联的多个馈线相电流和馈线中线电流。每一馈线保护装置的存储器存储非暂时性指令，所述非暂时性指令配置处理器以对由多个传感器检测到的多个馈线相电流和馈线中线电流进行向量和运算，以确定通过馈线保护装置的接地故障电流，并在所确定的接地故障电流超过阈值的情况下输出闭锁信号。控制器的存储器存储非暂时性指令，所述非暂时性指令配置处理器以进行以下操作：从电源保护装置接收经检测的多个电源相电流，从每一馈线保护装置接收经检测馈线中线电流，确定是否有任何馈线保护装置输出闭锁信号，以及基于接收到的电源相电流、接收到的馈线中线电流和对是否有任何馈线保护装置正在输出闭锁信号的确定，确定是否使用电源保护装置的接地故障保护逻辑。附图说明图1是示例性多相配电系统的示意性框图。图2是操作多相配电系统的实例方法的流程图。图3是图2中所示的方法的一部分的流程图。图4是操作多相配电系统的另一实例方法的流程图。图5是图4中所示的方法的一部分的流程图。图6是图4中所示的方法的一部分的流程图。图7是操作多相配电系统的另一实例方法的流程图。图8是操作多相配电系统的另一实例方法的流程图。具体实施方式在以下说明书和权利要求书中，将引用若干用语，所述用语应定义为具有以下含义。除非上下文明确地另外指明，否则单数形式“一”和“所述”包括复数指代物。“任选”或“任选地”意指随后描述的事件或情形可能发生也可能不发生，且所述描述包括事件发生的情况和事件不发生的情况。如本文在整个说明书及权利要求书中所使用的近似语言可以应用于修饰可以许可方式变化而不会导致其相关的基本功能改变的任何定量表示。因此，由“约”、“大约”和“基本上”等一或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可对应于用于测量所述值的仪器的精度。此处以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制可以是组合和/或互换的，除非上下文或语言另外指示，否则此类范围得以确定并且包含其中所含的所有子范围。如本文中所使用，术语“处理器”和“计算机”及相关术语(例如，“处理装置”、“计算装置”和“控制器”)不仅仅限于在本领域中被称为计算机的那些集成电路，而是广义地指代微控制器、微计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路(ASIC)以及其它可编程电路，且这些术语在本文中可互换使用。在本文中所描述的实施例中，存储器可包含但不限于例如随机存取存储器(RAM)的计算机可读媒体和例如快闪存储器的计算机可读非易失性媒体。可替代地，还可使用只读光盘(CD-ROM)、磁光盘(MOD)和/或数字多功能光盘(DVD)。另外，在本文中所描述的实施例中，额外输入通道可以是但不限于与例如鼠标和键盘等操作者接口相关联的计算机外围设备。可替代地，也可使用其它计算机外围设备，其可包含(例如)但不限于扫描仪。此外，在示例性实施例中，额外输出通道可包含但不限于操作者接口监测器。此外，如本文中所使用，术语“软件”和“固件”是可互换的，且包含存储在存储器中以供个人计算机、工作站、客户端和服务器执行的任何计算机程序。如本文中所使用，术语“非暂时性计算机可读媒体”旨在表示在任何方法或技术中实施的任何有形的基于计算机的装置，以用于例如计算机可读指令、数据结构、程序模块和子模块或在任何装置中的其它数据的信息的短期和长期存储。因此，本文中所描述的方法可被编码为在包含但不限于存储装置和/或存储器装置的有形非暂时性计算机可读媒体中体现的可执行指令。此类指令在由处理器执行时致使处理器执行本文中所描述的方法的至少一部分。此外，如本文中所使用，术语“非暂时性计算机可读媒体”包含所有有形的计算机可读媒体，包含但不限于非暂时性计算机存储装置，包含但不限于易失性和非易失性媒体以及抽取式和不可抽取式的媒体，例如固件、物理和虚拟存储装置、CD-ROM、DVD和例如网络或因特网的任何其它数字源，以及尚待开发的数字化手段，唯一的例外是暂时性传播的信号。本文中描述配电系统和操作配电系统以检测接地故障的方法的示例性实施例。示例性配电系统经配置以检测接地故障，而不需要测量与电源保护装置相关联的中线电流。图1是示例性多相配电系统100的一部分的示意性框图，所述多相配电系统100包含通过电路保护装置106向负载104提供电力的电源102。系统100包含以通信方式耦合到电路保护装置106的中央控制器105。其它实施例不包含中央控制器105。在一些实施例中，电路保护装置106中的一个用作中央控制器105。在实例实施例中，系统100是双端变电站，且电源102是直接接地、星形连接的变换器。直接接地系统是一个连接到地面(例如，通过附接到被放到地下的金属电极上的电线)且没有有意地向接地连接添加任何额外电阻的系统。在其它实施例中，系统100是具有N个电源和N个总线的环形总线配置。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操作直接接地多源多相配电系统的方法，所述配电系统具有经耦合中线导线，所述配电系统包含总线、耦合到所述总线的多个电源保护装置以及耦合到所述总线的多个馈线保护装置，所述方法包括：针对所述多个电源保护装置中的每一电源保护装置，接收指示与所述电源保护装置相关联的经检测电源相电流的数据；针对所述多个馈线保护装置中的每一馈线保护装置，接收指示与所述馈线保护装置相关联的经检测馈线中线电流和经检测馈线相电流的数据；以及基于所述接收到的指示电源相电流的数据以及所述接收到的指示馈线中线电流和馈线相电流的数据，确定与所述多个电源保护装置相关联的净电源接地故障电流。

【技术特征摘要】
2017.09.12 US 15/702,0801.一种操作直接接地多源多相配电系统的方法，所述配电系统具有经耦合中线导线，所述配电系统包含总线、耦合到所述总线的多个电源保护装置以及耦合到所述总线的多个馈线保护装置，所述方法包括：针对所述多个电源保护装置中的每一电源保护装置，接收指示与所述电源保护装置相关联的经检测电源相电流的数据；针对所述多个馈线保护装置中的每一馈线保护装置，接收指示与所述馈线保护装置相关联的经检测馈线中线电流和经检测馈线相电流的数据；以及基于所述接收到的指示电源相电流的数据以及所述接收到的指示馈线中线电流和馈线相电流的数据，确定与所述多个电源保护装置相关联的净电源接地故障电流。2.根据权利要求1所述的方法，其中确定与所述多个电源保护装置相关联的净电源接地故障电流包括在不检测所述电源保护装置中的任一个的中线电流的情况下确定与所述多个电源保护装置相关联的净电源接地故障电流。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括当所述所确定的净电源接地故障电流超过接地故障保护阈值时，使所述多个电源保护装置中的至少一个电源保护装置跳闸。4.根据权利要求3所述的方法，其中当所述所确定的净电源接地故障电流超过接地故障保护阈值时使所述多个电源保护装置中的至少一个电源保护装置跳闸包括当所述所确定的净电源接地故障电流超过所述接地故障保护阈值时，使所述多个电源保护装置中的所有电源保护装置跳闸。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在所述多个电源保护装置之间分配所述所确定的净电源接地故障电流；以及使所述多个电源保护装置中所述净电源接地故障电流的所分配部分超过接地故障保护阈值的任何电源保护装置跳闸。6.根据权利要求5所述的方法，其中在所述多个电源保护装置之间分配所述所确定的净电源接地故障电流包括向每一电源保护装置分配相等的所述所确定的净电源接地故障电流的部分。7.根据权利要求5所述的方法，其中在所述多个电源保护装置之间分配所述所确定的净电源接地故障电流包括至少部分地基于每一电源保护装置的可操作特性，在所述多个电源保护装置当中分配所述所确定的净电源接地故障电流。8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在所述多个电源保护装置之间分配所述所确定的净电源接地故障电流；以及向所述多个电源保护装置中的每一电源保护装置提供所述分配的指示，以允许每一电源保护装置根据它被分配到的所述所确定的净电源接地故障电流的部分和它自身的接地故障保护编程作出响应。9.根据权利要求1所述的方法，其中确定与所述多个电源保护装置相关联的净电源接地故障电流包括：对所述电源相电流进行求和以确定所述多个电源的净零序电流；对所述馈线中线电流进行求和以确定所述系统的总中线负载；从所述净零序电流中减去所述经求和馈线中线电流以确定净系统接地故障；对所述馈线中线电流和所述馈线相电流进行求和以确定净馈线接地故障；以及从所述净系统接地故障中减去所述净馈线接地故障以确定所述净电源接地故障。10.根据权利要求9所述的方法，其中接收指示经检测电源相电流的数据包括接收电源相电流向量，并且其中接收指示经检测馈线中线电流和经检测馈线相电流的数据包括接收馈线中线电流向量和馈线相电流向量。11.一种具有经耦合中线导线的直接接地多相配电系统，包括：总线；多个电源；电源保护装置，所述电源保护装置耦合在所述多个电源中的至少一个电源和所述总线之间，所述电源保护装置包含多个传感器，所述多个传感器经配置以检测与所述至少一个电源保护装置相关联的多个电源相电流；耦合到所述总线的多个馈线保护装置，每一馈线保护装置包含多个传感器，所述多个传感器经配置以检测与所述馈线保护装置相关联的多个馈线相电流和馈线中线电流；包含处理器和存储器的控制器，所述存储器存储非暂时性指令，所述非暂时性指令配置所述处理器以进行以下操作：从所述电源保护装置接收指示所述经检测的多个电源相电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·E·瓦尔德斯，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH