一种通过检查由连接到节点的直流充电电路吸收的电流的频谱成分来动态估计交流配电系统中的节点处的可获得的短路电流（SCCA）的系统和方法。为特定的充电电路建立由充电电路吸收的电流的总的谐波电流失真（THDi）和在该节点的SCCA之间的相关关系。在该节点的SCCA的估计值是通过获取由充电电路吸收的电流的电流测量结果，分析这些电流测量结果来确定THDi，以及基于所确定的THDi估计SCCA的对应值来得到的。还提供了用于校准特定的充电电路以具有适用于估计SCCA的电抗和电阻的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
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。—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。专利技术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。附图描述本专利技术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。附图说明图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。图2C提供了用于测量流入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，其用于产生总的谐波电流失真和可获得的短路电流之间的关系的实验结果。图3示出了演示总的谐波电流失真和可获得的短路电流之间的关系的实验和模拟的结果的图。具体实施例方式图1是提供本公开的一个示例性实现的流程图100，其用于估计在交流(AC)电路中的节点的可获得的短路电流(SCCA)。通过测量连接到该节点的直流(DC)充电电路吸收的电流的总的谐波电流失真(THDi)来估计SCCA。在一个实现中，流入DC充电电路的电流使用电流传感器来测量以形成一组测量值。基于一组测量值来确定流入DC充电电路的电流的THDi。基于在DC充电电路的THDi和AC电路中的感兴趣的节点的SCCA之间建立的相关性来做出对SCCA的量的估计。流程图100提供了用于采集一组测量值(110)，对这些测量值进行分析以确定THDi (120)，基于所确定的THDi的值来估计SCCA的量(130)，并将SCCA的估计值存储在存储器中(140)。在一个示例性配置中，在AC电路中的感兴趣的节点可以是电力系统领域的技术人员理解的术语:公共耦合点(PCC)。感兴趣的节点可以是用户可以达到的断开连接及保护设备的接入点。感兴趣的节点也可以是当永久性安装时，如变压器的设备自我保护处的点。应当强调的是，术语THDi和SCCA与电力系统领域中的技术人员通常所理解的那些术语一样地使用。THDi的小写字母“i”指电流，与可以用来确定总谐波失真的其他类型的输入波形是不同的。SCCA是在短路事件的情况下，可以从交流(AC)电路的特定节点吸收的电流的量的量度。THDi通常表示为百分比或比率，及SCCA通常以千安培(kA)表示。基于THDi的确定值估计SCCA的量(130)之后，本公开的实现例如，根据电气和电子工程师协会(IEEE1584)的出版物1584中提供的公式，可以部分地基于SCCA的估计量有选择地计算出电弧闪光的潜在危险。例如，根据国家防火协会的标准70E (NFPA70E)中提供的方法，可以选择性地确定电弧闪光的潜在危险类别。通过将信息显示在用户界面上，实现可以传达已确定的SCCA，电弧闪光潜在危险或电弧闪光潜在危险类别。用户界面可包括:显示器、闪烁的灯光、声音警报，或任何其他适合传达信息的设备。可替换地或另外地，实现可以通过将信息发送给接收人来传达信息。在一个配置中，已确定的SCCA、电弧闪光潜在危险或电弧闪光潜在危险类别的传达可以在超过或低于阈值时执行。本公开的实现还提供了传达SCCA的估计量及在SCCA的估计量超过阈值的情况下传达警报。在一个示例性配置中，可以通过将该警报信息显示在用户界面上诸如上文所述的用户界面或通过将警报信息发送给接收人来传达该警报。图2A提供SCCA估计系统200的一个示例性配置。SCCA估计系统本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.13 US 12/903,5401.一种用于估计在交流AC电路中的节点可获得的短路电流SCCA的量的方法，所述AC电路包括电连接到所述节点的直流DC充电电路,所述方法包括: 测量流入所述DC充电电路的电流，以产生一组电流测量结果； 基于所述一组电流测量结果来确定总的谐波电流失真THDi ; 基于所确定的THDi来估计在所述节点的SCCA的量；及 将SCCA的量的估计值存储在存储器中。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述估计是通过比较所确定的THDi与对应于SCCA的量的THDi值的表并选择最接近或等于所确定的THDi的THDi值以得到SCCA的量的估计值来执行的。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述估计是通过比较所确定的THDi与对应于SCCA的量的THDi值的表并插值表中的点以得到SCCA的量的估计值来执行的。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述插值是通过计算一阶多项式插值、二阶多项式插值、或三阶多项式插值来执行的。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述估计是通过评估在所确定的THDi值处的预定的或计算的数学函数来执行的。6.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括: 在SCCA的量的估计值超过阈值的情况下传达警报。7.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括: 根据包括SCCA的量的估计值的函数来估计电弧闪光事件的潜在危险或电弧闪光的潜在危险类别。8.根据权利要求7所述的方法，所述方法还包括: 传达所述电弧闪光事件的潜在危险或所述电弧闪光事件的潜在危险类别的指示。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述DC充电电路具有电阻、电感或电容，且其中，所述电阻、所述电感或所述电容是可调的。10.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括: 响应于确定所述THDi，基于所确定的THDi调节所述电阻、所述电感或所述电容。11.一种估计在交流AC电路的节点可获得的短路电流SCCA的量的方法，所述方法包括: 将直流DC充电设备连接到所述节点，其中，所述设备具有容纳所述DC充电电路的壳体，所述设备还具有从所述壳体的外部可达的导电端子； 测量通过所述导电端子流入所述直流充电电路的电流，以产生一组电流测量结果； 分析所述一组电流测量结果，以确定总的谐波电流...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西·李·史密斯，
申请(专利权)人：施耐德电气美国股份有限公司，
类型：
国别省市：
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