本发明专利技术涉及继电器装置以及相应的方法。一种操作继电器的方法，该方法包括以下步骤：计算第一和第二干线断路器的正序第一和第二电流相量并计算来自相量值和母线连接线断路器的电流；比较母线连接线断路器的正序电压；当母线连接线断路器处的至少一个故障电流超过阈值，而在馈电线之一上不存在故障时，触发方法；确定故障是内部的还是外部的，其中如果第一和第二干线断路器的正序电流同相，那么故障是内部的，其中如果流过第一干线断路器的正序电流与流过第二干线断路器的正序电流不同相，那么故障在母线之外；确定故障是在连接线电路的第一侧还是第二侧；以及定位故障。
【技术实现步骤摘要】
继电器CT以及相应的方法版舰知本专利文件公开的一部分包含 权保护的材料。版权所有者不皿本专 利文件或本专利公开的任何人的拓制，如它在专利和商标局专利文件或档案中 呈现的，但在别的方面却无论如何均保留所有版权权利。本文中参考的非专利文献本文中弓间了下面的文献，并且&tk并A^些文献作为参考用于低压开关中电路断路器的保护和控制的单处理器原理(The Single-Processor-Concept for Protection and Control of Circuit Breakers in Low-Voltage Switchgear, M Valdes, T Papallo & I Puikayastha^正EE Transactions July/August 2004, pp. 932-940.)。执行弧闪危害计算的正EE指南(正EE Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations,正EE Standard 1584-2002， Published by The institute of Electrical and Electronic Engineers, Inc. NY, NY)。縮写以及首字母縮略词歹拨下面是本文中使用的縮写以及首字母缩略词的部分列表HRG 高电阻接地PPE 个人^i^设备HRC# 危险种类弁ST 短PU 拾取CB 断路器MCC 马腿制中心FLA 全负载安培ZSI 区^i^择互锁RMS 均方根CT 电躯麟ZSI 区鹏择互锁 PDZ 局部差动区域 RC 反向电流PRc 反向电流保护 TCC 时间电流曲线 MCCB 模制壳断路器,页域本专利技术总的来说涉及继电器，更具体地，涉及电力系统保护继电器。
技术介绍
弓l言。时基协调和保护是协调低压配电系统的标准基础。诸如区域选择互 锁以及母线差动保护这样的加强性保护可用于加側呆护器件的操作。然而，这 些改进的成本非常大，难于实现，并且不能如希望的那样釆用一般技术，作 用。然而，柳章清除鹏以鹏择性的潜在效益在当今的弧闪(arc-flash)以及 可靠性已知环境方面比以前任何时候都更有价值。本文的说明书中弓l入的是一 些与包括缺陷的常规保护改进相关的问题，以及实现区域基保护的更有效的方 法，从而在维持宽范围的故障幅值，系统结果以及负载类型的选择性同时实现 快速故障保护。期望低压配电系统在包括但不局限于成本和大小的范围内采用可靠的技术 来传递可靠的功率。选择，安装和调节保护器件以快速工作，选择性地并且可 靠地保护低压配电系统。传统上，已经M:这样一种方法引入了保护对于故 障电流的樹可特定值(也称作过载电流或者过电流)，,故障过电流的下游器 件更快于远离故障过电流的上游器件。图20示出了例如在ZSI方案中使用的现 有技术的时基协调继电器电路的功能电路方框图。图20的方框图包括连接至嗾 口模块上的跳闸单元。^MP线和馈电线断路器以及连接线断路，对应有跳 闸单元。这些跳闸单皿接到接口模i央上。干线由例如象一个或多个公共发电 机那样的电源进行馈电。跳闸单元和接口模块的4顿是通3^兆闸单元之间的模 拟电压信号进行通信的一个例子。该信号翻,或者不跳闸信号。虚线正方形 Fl, F2， F3， F4和F5示出了故障的示意性^g。这种时基协调可以实现良好 的系繊择性；然而，该系繊择性以一些被协调继电器的鹏为代价来实现。在大的电力系统中，重要的主要器件(即，诸如干线断路器的上游，源恻保护 器件)被极大延时到使得时间上可以选择性清除各级负载侧器件。为了改进时 基协调，通常釆用下面的方法1)区^择互锁，以及2)差动保护(即，母 线差动)。这些方法中存在操作不当的局限以及危险。下面也将进行讨论，同时还将 讨论如何采用单鹏器原理[1来M^这些危险。区域选择'i4s锁和差动i^可&ia保护器i牛(即，加速，器件操作时间)。 另外，清除速度对弧闪能量产生影响。这些方法中存在不当操作的局限以及危 险。下面也将进行讨论，同时还将讨论如何采用单处理器概念[l沐减少这些危险。保护的清除速度效果。事故弧闪能量是用于计算在电弧故障事件中从电弧辐射到空气中的损耗热能的技术，将标题为用于实现弧闪危害计算的正EE指 南(正EE Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations)(其上提供了完整 的参考信息)的参考文献[2中进行描述。用于实现弧闪危害计算的指南[2](The Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations)参考Jt^提供了各禾中^f牛下消 除大范围工作距离上的电弧电流以及辐射事故热能的公式。该指南将电弧电流 定义为有效电压，有效螺栓故障电流以及电流载体之间的间隙的函数。被计算 的电弧电流小于有效螺栓故障电流。图1，标题为电弧电流为预定故障电流， 32mm间隙，盒式公式中的电弧的函数，示出了 32mm导体间隙的三个不同电 压上的电弧电流与有效螺栓故障电流之间的百分关系。对于20kA到100kA的 有效短路电流值，480V的电弧电流从有效短路电流的43X变化到56X (参考 文献[2中描述的图1)。弧闪肖^是这些因素的函数1)电压-对于系统来说是固定的；2)有效短 路电流-由系统设计和电源固定；3)工作距离-只要仅有电弧；4)电弧间隙-由 设备，确定5)电弧故障清除时间(非短路清除时间)-保护器< 于电弧电 流操作的函数。因此，短路电流固定，并且不变化，这是因为像电压，弧臂或 者带电操作杆这样的因素只要唯一就不会改变。因此清除时间可以被修正以外 的唯一参数。这样电弧故摩清除时间是非常关键的因数。电弧电流与有效螺栓故障电流之间的关系还，于电极之间的间隙变化。 这些电极代表电流载体。图2，如参考文献[2]描述的，对于M电极间隙，电弧电流作为480V HRG上预定故障电流函数，示出该关系可以从有效电流为 20，000A以及13mm间隙时的65%变化到有效电流为IOO，OOOA以及32mm间隙 时的43%。微器件反舰tel、须考虑成与电弧故障事件中出现的电弧电流相关。图1 和图2演示出电弧电流可以是预定故障电tt于在指南的参考文献[2]中指出的 多个参数的变量百分数。该指南是基辨定实验室剝牛下进行的一系列实验， 设定4顿电弧电流值的标准，以识别傲户器4镯作舰，以^^f得的电弧兽譴: 被计算的电弧电流，以及85%的被计算的电弧电流。其他的变量也是可以的， 这是因为被计算的电弧电流公式基于被校准的螺栓故障电流以及特定的电极结 构。其他的未加说明的变量可由诸如连接件以及^^器件阻抗的未考虑在短路 计算中的系统阻抗所导致。与实验室所采用的那些不同的包含在电弧事件中的 导电结构的其他，可产生实际与预期电弧电流之间的差。所定义的方法未解决可能的变量；然而，该计算的常规使用可能考虑围绕由被计算的电弧电流公 式模型预期值的电弧电流以及事故能量中的其他变量。其他需要考虑的事项是故障电流源，方向以及每个故障电流分布的路径。 具有ltt有效短路电流的母线可具有来自马达贡献的部分电流。这些不同的因 素意自通过干本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种操作继电器的方法，该方法包括以下步骤： 提供电子电路，该电子电路包括第一和第二干线断路器，以及连接第一和第二干线断路器的母线连接线断路器； 分别计算第一干线断路器和第二干线断路器的正序第一电流相量和第二电流相量，以及计算来自相量值和母线连接线断路器的电流； 计算母线连接线断路器的正序电压； 如果在电压互感器连接中存在任何旋转，那么相对于中间相角基准系计算母线连接线断路器的正序电压的校正值； 当第一干线断路器处的至少一个故障电流的至少一个幅值超过预定阈值，而馈电线的至少一个上不存在故障时触发方法的执行； 当连接线断路器处的至少一个故障电流的至少一个幅值超过预定阈值，而馈电线的至少一个上不存在故障时触发方法的执行，其中如果执行触发，那么将母线故障或者反向故障通过母线连接线断路器进行反馈； 通过比较流过第一干线断路器的正序电流与流过第二干线断路器的正序电流的相角来确定故障是内部故障还是外部故障，其中如果流过第一干线断路器的正序电流与流过第二干线断路器的正序电流同相，则故障是内部的，并且其中如果流过第一干线断路器的正序电流与流过第二干线断路器的正序电流不同相，那么故障在母线之外； 如果故障是内部的，那么通过比较流过连接线断路器的正序电流与流过第一和第二干线断路器之一的正序电流的相角来确定故障是在连接线断路器的第一侧还是在连接线断路器的第二侧；以及 如果故障在母线之外，那么通过比较由于流过母线连接线断路器的正序电流所导致的压降与母线上故障之前的正序电压的方向来定位故障。...
【技术特征摘要】
US 2006-12-29 11/6181921、一种操作继电器的方法，该方法包括以下步骤提供电子电路，该电子电路包括第一和第二干线断路器，以及连接第一和第二干线断路器的母线连接线断路器；分别计算第一干线断路器和第二干线断路器的正序第一电流相量和第二电流相量，以及计算来自相量值和母线连接线断路器的电流；计算母线连接线断路器的正序电压；如果在电压互感器连接中存在任何旋转，那么相对于中间相角基准系计算母线连接线断路器的正序电压的校正值；当第一干线断路器处的至少一个故障电流的至少一个幅值超过预定阈值，而馈电线的至少一个上不存在故障时触发方法的执行；当连接线断路器处的至少一个故障电流的至少一个幅值超过预定阈值，而馈电线的至少一个上不存在故障时触发方法的执行，其中如果执行触发，那么将母线故障或者反向故障通过母线连接线断路器进行反馈；通过比较流过第一干线断路器的正序电流与流过第二干线断路器的正序电流的相角来确定故障是内部故障还是外部故障，其中如果流过第一干线断路器的正序电流与流过第二干线断路器的正序电流同相，则故障是内部的，并且其中如果流过第一干线断路器的正序电流与流过第二干线断路器的正序电流不同相，那么故障在母线之外；如果故障是内部的，那么通过比较流过连接线断路器的正序电流与流过第一和第二干线断路器之一的正序电流的相角来确定故障是在连接线断路器的第一侧还是在连接线断路器的第二侧；以及如果故障在母线之外，那么通过比较由于流过母线连接线断路器的正序电流所导致的压降与母线上故障之前的正序电压的方向来定位故障。2、 权利要求1的方法，其中舰将舰母线连接线断路器的电流乘以第一 和第二变压器之一的标称复阻抗来计算由于流过母线连接线断路器的电流所导 致的正序压降。3、 权利要求l的方法，其中每1/2周期计算故障位置。4、 权利要求3的方法，其中当总共至少两次计算故障位置为给定位置时宣 布故障位置。5、 权利要求4的方法，其中一旦确定了故障位置，就将^S的断路...
【专利技术属性】
技术研发人员：W普雷默拉尼，M瓦尔德斯，TF小帕帕洛，GP拉瓦，R纳雷尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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