故障参数指示器装置和有关的方法制造方法及图纸

相对于传输线（10）的测量位置（12）确定配电系统（1）的AC传输线（10）上的故障的故障参数的方法包括：在测量位置（12）处测量传输线（10）的时间-依赖的电流；将指示测量的电流的电流信号传输到决策逻辑段（36），该电流信号包括多个故障前电流值和多个故障后电流值；由决策逻辑段（36）确定多个相位差值，其指示相应的故障前电流值与相应的故障后电流值之间相应的相位差；使多个相位差值累积成累积的相位差参数；通过将累积的相位差参数与阈值比较获得故障参数；以及输出确定的故障参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的方面涉及用于配电系统的故障参数指示器装置，一般来说涉及用于指示传输线上的故障的参数(尤其是故障方向)的故障参数指示器装置。另外的方面涉及定向过电流继电器，其包括这样的故障参数指示器装置并且还包括断路器。另外的方面涉及确定配电系统的传输线上的故障的故障参数的方法。
技术介绍
定向过电流继电器广泛地用于例如径向和环形二次输电系统和其他配电系统的配电系统的保护。这些继电器具有使它们能够确定故障方向的功能性。这里，故障一般意指过电流，典型地来自短路。此外，故障方向在大多数情况下是二进制信息，其指示故障是前向故障还是后向故障。这里，在使上游电源连接到下游配电系统部分的电力线中(其中正常电力方向是从上游到下游)，前向方向是继电器的下游，并且后向(或反向)方向是继电器的上游。在智能电网中，分散或分布式单元可以将电力馈送到电网中或消耗来自电网的电力。从而，在智能电网中，电力流方向可随着时间而改变。在该情形下，“前向”和“反向”仍可以如上文那样相对于当前电力流而限定，使得例如如果电力流反向，则前向方向将改变。更一般地，故障方向是故障在测量位置的哪一侧处已发生的指示符。在上文的示例中，存在两个方向，前向和后向。如果测量位置处于具有多于两个侧的电力网的节点处，可存在不只是前向或后向方向。例如，对于一个后向线路部分和两个前向线路部分所连接到的节点，故障方向可包括情况“前向-1”、“前向-2”和“后向”。方向信息提供关于在其处故障已发生的位置的更详细的信息。该信息可用于在故障情况下停用配电系统的较小部分。例如，例如对国内供应的常规的环形主馈线在它的T-结处具有断路器。如果在该常规的环形主馈线的线路中的任何线路中存在故障，典型地整个线路段被中断。该情形可以在获得更详细的故障方向信息时改进。为了此目的，定向过电流继电器可以连同断路开关安装在线路中。利用这样的继电器-开关系统，参考电压测量允许计算故障电流和它的方向。方向信息然后可以用于仅断开适当的段，而不是整个线路。已知的定向过电流继电器依靠参考电压相量，也称为“电压极化”，用于估计故障的方向。当故障发生时，故障电流具有关于电压相量的特性相位角，该相位角取决于故障方向。通过将电流相量(复数电流值，其实部是实际AC电流)与在电力线上的测量位置处测量的参考电压相量(在工业上称作“电压极化”)比较而确定故障方向。这需要电流和电压两者的测量。该方法在故障非常靠近继电器时变得不可靠，因为在该情况下，继电器通过短路而几乎接地(在工业上称作“近区故障”)。此外，包括电压测量单元的过电流继电器是昂贵的。因为对于上文的布置必须大量地使用它们，这是主要的成本因素。Eissa Μ.M.在 IEEE Transactions on Power Delivery, IEEE Service Center,New York, NY, US,卷 20，第 2 期(2005 年 4 月 I 日)，页 566-572，XP011129251, ISSN:0885-8977 “Evaluation of New Current Directional Protection Technique UsingField Data”中公开了电流极化方向元件技术以使用现场中记录的故障数据确定传输线上的故障方向。为了确定故障方向，评估普通的电流信号的和。结论是，对于前向故障，故障电流信号和极化电流信号的绝对值和高于故障电流信号的绝对值。另一方面，结论是，对于反向故障，故障电流信号和极化电流信号的绝对值和低于故障电流信号的绝对值。获得的绝对值和(其不包含任何相位信息)还在提出的技术中使用来识别方向性并且因此与阈值比较。换句话说，没有使用包含相位差的值的累积。
技术实现思路
鉴于上文，提供根据权利要求1的确定故障参数的方法、根据权利要求12的故障参数指示器装置、根据权利要求14的定向过电流继电器和根据权利要求15的使用。可以与本文描述的实施例组合的另外的优势、特征、方面和细节从从属权利要求、描述和图而是明显的。根据第一方面，提供例如用于户外应用的相对于传输线的测量位置确定配电系统的AC传输线上的故障的故障参数(例如故障方向参数)的方法。该方法包括:在测量位置处测量传输线的时间-依赖的电流；将指示测量的电流的电流信号传输到决策逻辑段，该电流信号包括多个故障前电流值和多个故障后电流值；由决策逻辑段确定多个相位差值，其指示故障前电流值中相应的一些与故障后电流值中相应的一些之间相应的相位差，其中这些相位差值通过例如傅里叶分析或其他方法来计算；使多个相位差值累积成累积的相位差参数；通过将累积的相位差参数与阈值比较获得故障参数；以及输出确定的故障参数。根据第二方面，提供用于相对于传输线的测量位置指示配电系统的AC传输线上的故障的故障参数(例如故障方向参数)的故障参数指示器装置。该故障参数指示器装置包括输入段，其用于接收指示由测量单元在测量位置处测量的时间-依赖的电流的电流信号，该电流信号包括多个故障前电流值和多个故障后电流值；和决策逻辑段，其配置用于基于电流信号确定故障参数。该决策逻辑段包括:相位差值确定子段，其配置成确定指示故障前电流值中相应的一些与故障后电流值中相应的一些之间相应的相位差的多个相位差值；累积子段，其配置成使多个相位差值累积成累积的相位差参数；和故障参数产生子段，其配置成通过将累积的相位差参数与阈值比较产生故障参数。根据一方面，决策逻辑段配置用于执行本文描述的任何方法步骤。上文的方面允许以减少的成本可靠且有效地确定例如故障方向的故障参数。除其他因素外，成本降低因为不需要电压测量而是可能的。此外，即使故障位于继电器或变电站附近(称为“近区故障”)，该方法允许估计例如故障的方向。通过使用常规的基于电压的方法难以估计这样的故障的方向，因为测量位置处的输入电压趋于变成零。由于上文的方面依靠电流测量，在该情况下不存在这样的问题。此外，上文允许独立于电流测量的取样速率来选择相位角灵敏度。具体来说，可以获得这样的相位角灵敏度，其低于两个电流测量(取样角)之间的正常相位改变。附图说明细节将在下面参照图描述，其中 图1示出根据一实施例的配电系统，其包括测量单元和故障方向指示器装置； 图2不出对于理解本专利技术的方面有用的电流-相量 图3示出对于理解本专利技术的方面有用的时间-vs.-电流 图4更详细地示出图1的测量单元和故障方向指示器装置； 图5更详细地示出根据一实施例的故障方向指示器装置的决策逻辑段； 图6示出时间-vs.-电流图，其图示根据本专利技术的一实施例确定故障方向的方法； 图7示出时间-vs.-相位差图，其图示根据本专利技术的一实施例确定故障方向的方法；以及 图8示出根据一实施例的配电系统，其包括断路器。具体实施例方式现在将详细参考各种实施例，其一个或更多示例在每个图中图示。每个示例为了解释而提供并且不意为限制。例如，图示或描述为一个实施例的一部分的特征可以在任何其他实施例上或与任何其他实施例结合使用以产生再另一实施例。意图是本公开包括这样的修改和变化。特别地，下文的示例涉及故障方向指示器装置。然而，本文描述的方法还可以在其他保护功能(除方向估计外)中使用。在图的下列描述中，相同的标号指相同的组件。一般，只描述关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相对于传输线（10）的测量位置（12）确定配电系统（1）的AC传输线（10）上的故障的故障参数的方法，所述故障参数尤其是故障方向参数，所述方法包括－在所述测量位置（12）处测量所述传输线（10）的时间‑依赖的电流；－将指示测量的电流的电流信号传输到决策逻辑段（36），所述电流信号包括多个故障前电流值和多个故障后电流值；－由所述决策逻辑段（36）确定多个相位差值，其指示所述故障前电流值中相应的一些与所述故障后电流值中相应的一些之间相应的相位差；－使所述多个相位差值累积成累积的相位差参数；－通过将所述累积的相位差参数与阈值比较来获得所述故障参数；以及－输出确定的故障参数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A乌基尔，B德克，VH沙，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH