公开的权利要求的主题的本公开的附加特征和优点。本领域技术人员应当理解，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作用于修改或设计用于执行本公开的相同目的的其他结构的基础。本领域技术人员还应当意识到，这样的等效构造不脱离所附权利要求中阐述的本公开的精神和范围。当结合附图考虑时，根据以下描述将更好地理解被认为是本公开的关于其组织结构和操作方法两方面的特性的新颖特征以及其他目的和优点。然而，应当明确地理解，每个附图仅出于说明和描述的目的被提供，并且不旨在作为对本发明的限制的定义。
【附图说明】
[0022]为了更全面地理解所公开的系统和方法，现在参考结合附图做出的以下描述。
[0023]图1是在当前代的海上钻探船和独立电厂上常见的电力系统内的传统断路器的示意性表示。
[0024]图2A是根据本公开的一个实施例的具有独立断路器的电力系统的示意性表示。
[0025]图2B是根据本公开的一个实施例的具有独立断路器的电力系统的示意性表示。
[0026]图3A是图示根据本公开的一个实施例的用于在独立断路器的情况下确定电力母线的状态的方法的流程图。
[0027]图3B是图示根据本公开的一个实施例的用于在独立断路器的情况下通过扫描多个频率来确定电力母线的状态的方法的流程图。
[0028]图3C是图示根据本公开的一个实施例的用于确定何时安全闭合断路器的方法的流程图。
[0029]图3D示出了图示根据本公开的一个实施例的用于确定断开还是闭合断路器的方法的流程图。
[0030]图4是根据本公开的一个实施例的具有自主行为的断路器的示意性表示。
[0031]图5是根据本公开的一个实施例的具有附加传感器的断路器的示意性表示。
[0032]图6是根据本公开的一个实施例的操作员界面的示意性表示。
[0033]图7是图示用于确定何时闭合断路器的方法的实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0034]电力系统内的弹性可以通过减小一个隔室中的组件对其他隔室中的组件的依赖性来提高。根据一个实施例，可以通过减少组件之间的通信量来减小依赖性。例如，断路器可以包括在几乎没有或没有来自其他断路器的输入的情况下执行方法的逻辑。这提高了电力系统的弹性，因为在隔室中的每个断路器可以在另一隔室中的另一断路器错误地运转的同时继续操作。此外，每个断路器可以与管理系统直接通信。因此，断路器可以接收诸如断开还是闭合断路器之类的指令，而不依赖于其他断路器来接收指令。
[0035]根据实施例，可以通过诸如经由使用减少母线上的冲突能量的高阻抗变压器测试母线的状态来防止主配电母线上的高能量冲突。高能量冲突可能由于如下不同的断路器造成，该不同的断路器将不同的非同步发电机母线耦合到主配电母线，该主配电母线同时闭合到在该时间可能是失效的配电母线上。低能量冲突可以通过高阻抗变压器来生成并且用于测量母线的阻抗、识别母线的状态以及确定是否闭合耦合到母线的断路器。通过执行该阻抗感测并且诸如在闭合断路器之前通过变压器测量母线阻抗，断路器可以确保冲突通过变压器发生。该通过变压器的冲突可以避免可能损坏电力系统的高能量母线到母线冲突。因此，电力系统的弹性利用高阻抗变压器被进一步提高。
[0036]图2A描绘了根据本公开的一个实施例的具有断路器212、214、216的电力系统200的示意性表示。断路器212、214、216可以自主地操作。可以通过控制电力线分别从发电机222、224、226向断路器212、214、216中的每个提供电力。根据一个实施例，控制电力电缆可以是低电压DC母线。
[0037]在电力系统200中，错误操作的断路器可能不会导致在另一断路器中的错误行为。每个断路器212、214、216可以在几乎没有或没有来自其他断路器212、214、216的信息的情况下使用内部电路来独立地执行用于确定闭合断路器212、214、216并且将发电机222、224、226分别耦合到主电力母线202否是安全的方法。
[0038]如本文所述，“断路器”可以包括发电机断路器，诸如在发电机222、224、226和主电力母线202之间的断路器212、214、216。“断路器”还可以包括连接断路器，诸如在电力母线202的分段之间的断路器271、272、273、274。这些断路器271、272、273、274中的每一个可以分别通过自主控制电源281、282、283、284来供电。
[0039]图2B是根据本公开的一个实施例的具有独立断路器的电力系统的示意性表示。该系统可以包括在母线252A和主电力母线202之间的断路器232。断路器232可以由自主连接控制装置264A来控制，自主连接控制装置264A可以包括母线阻抗感测电路和同步电路。控制装置264A可以与断路器232集成，或者作为单独的组件进行操作。控制装置264A控制该断路器232以在将母线252A耦合到主电力母线202之前检查主电力母线202的健康状态。可以通过母线点变压器262A将用于测试主电力母线202的健康的电流接收到连接点变压器266A。
[0040]对于断路器234可以通过耦合到母线点变压器262B和连接点变压器266B的自主连接控制装置264B而存在类似的配置。在一个实施例中，船管理系统256可以用于指令断路器232和/或234闭合，以便诸如当期望额外电力时，向主电力母线202提供额外电力。在船管理系统256指令断路器232和/或234闭合之后，自主连接控制装置264进行操作以确定主母线202的状态，并且决定是否闭合断路器232、234。在一个实施例中，连接断路器232、234可以用于耦合船(诸如钻井装置)上的右舷母线和端口母线(port bus )。
[0041]自主连接控制装置264可以执行图3A-C中所示的方法之一，但是控制装置264还可以执行其他方法。图3A是图示根据本公开的一个实施例的用于在独立断路器的情况下确定电力母线的状态的方法的流程图。方法350在框352处开始于将第一电流施加到第一母线。然后，在框354处，利用第一电流测量第一母线的阻抗。在框356处，可以至少部分地基于框354的测量的阻抗来确定第一母线的状态。如果在框358处状态被确定为故障，则方法350前进到框362以报告第一母线上的故障。当检测到故障时，断路器不可以被闭合。如果在框358处将状态确定为无故障，则方法350前进到框360，闭合在第一母线和第二母线之间的断路器。
[0042]可以从第二母线接收施加到第一母线的第一电流。第一电流还可以在被施加到第一母线之前被操纵。例如，该电流可以通过可变驱动设备以调整第一电流的电压和/或频率。第一母线可以通过跨一定范围的电压和/或频率测量阻抗而被测试，以改善对第一母线的状态的确定。图3B是图示根据本公开的一个实施例的用于在独立断路器的情况下通过扫描多个频率来确定电力母线的状态的方法的流程图。方法370在框372开始于将第一频率的第一电流施加到第一母线。在框374，在第一频率处测量第一母线的第一阻抗。在框376，向第一母线施加第二频率的第二电流。在框378，在第二频率处测量第一母线的第二阻抗。然后，在框380处，可以至少部分地基于框374和378的测量的第一和第二阻抗来确定第一母线的状态。在框382，当第一母线的状态为健康时，可以闭合在第一母线和第二母线之间的断路器。
[0043]图3C示出了图示根据一个实施例的用于确定何时安全闭合断路器的方法300的流程图。方法300在框302处开始于断路器接收在控制器处用于闭合断路器的命令。在一个实施例中，闭合命令可以是在下述情况下生成的数字信号:当在海上钻探船的管理系统中产生瞬时干接触以用信号通知断路器发起闭合序列时。对干接触的激励可以由断路器来提供。激励可以是从船管理系统到断路器的脉冲输出。接收到的信号可以起源于本地，诸如在图2的断路器内。该信号还可以起源于远处，诸如在断路器外部的管理系统处，并且经由管理系统和断路器之间的通信链路被传送到断路器。接收到的信号可以在断路器或管理系统内自动生成，或者该信号可以由断路器的操作员手动生成。在一个实施例中，当存在对母线上更多电力的需要时，可以生成闭合信号。在框302处接收到用于闭合断路器的命令之后，可以在框304、306、308和310处检查耦合到断路器的一条或多条母线的状态。
[0044]在框304，可以通过第一高阻抗变压器将第一电流施加到与断路器耦合的第一母线。在特定实施例中，可以通过两个高阻抗变压器将两个电流施加到与断路器耦合的两条母线。可以由断路器施加到与特定断路器耦合的母线的电流的数目不限于一条或两条母线。例如，可以通过四个高阻抗变压器将四个电流施加到与断路器耦合的四条母线。
[0045]虽然以上描述了高阻抗变压器，但是可以由断路器通过除了高阻抗变压器之外的设备来将电流施加到多条母线。例如，电流可以通过电容器、电感器或电容器和电感器组合的网络被施加到母线。这些网络可以被配置作为匹配网络，该匹配网络通过根据电容器、电感器或电容器和电感器的组合的配置将电压和/或电流从一个端口转换到另一端口来与变压器类似地进行执行。作为另一示例，可以通过对母线呈现高阻抗的传输线来将电流施加到母线。
[0046]在框306，可以通过测量电压和/或电流在施加第一电流之后测量第一母线的阻抗。通用测量换能器可以在框306处执行测量。电流已经被施加到的多条母线的阻抗还可以利用可以测量母线的电压和/或电流的一个或多个设备来测量。
[0047]在框308，第一母线阻抗可以被处理以确定第一母线的状态。可以通过指示母线是失效还是有效的布尔指示符来表示第一母线的状态。在实施例中，控制器可以用于执行在框308处公开的处理。在确定母线是失效还是有效时，如果在母线上不存在信号，则母线可以被认为是失效的，并且如果在母线上存在信号，则母线可以被认为是有效的。多条母线的阻抗可以由一个或多个控制器来处理，以确定每条母线的状态。
[0048]在框310，可以至少部分地基于第一母线的状态来选择诸如冲突检测过程之类的故障检测过程。故障检测过程可以确保当断路器闭合时没有高能量冲突在母线上发生。在具有耦合到断路器的两条母线的实施例中，可以存在三个不同的故障检测过程。当两条母线都失效时，可以执行第一故障检测