用于提供电弧闪光缓解的方法、系统和设备的制造方法_2

文档序号:9455113阅读:来源:国知局
性激活第二模式,第二模式促进例如在维护期间高速的电弧闪光缓解。为了提高电弧闪光检测,在受保护区中提供基于光、声音和/或压力的检测系统以确定故障何时与电弧闪光关联。这些实施例能够可靠检测电弧闪光,同时降低可能由已知的基于电流和基于光的检测系统引起的意外跳闸。
[0025]图1是示例性电力系统100的示意框图,电力系统100包括设备保护系统102和分配系统104。在示例性实施例中,分配系统104包括至少一个开关柜单元106。开关柜单元106被配置成向至少一个电力负载(图1中未显示)提供电力。保护系统102包括中央控制器108,中央控制器108包括处理器110和耦连到处理器110的存储区112。处理器110控制和/或监视开关柜单元106的操作。在一个实施例中,处理器110控制和/或监视多个开关柜单元106。
[0026]应当理解,词语“处理器”通常指任何可编程系统,包括系统和微控制器、精简指令集电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑电路和能够执行本文中描述的功能的任何其它电路或处理器。上述示例只是示例性的,因此不旨在以任何方式限制词语“处理器”的定义和/或意义。
[0027]而且,存储区112存储可由处理器110执行的程序代码和指令以控制和/或监视开关柜单元106。存储区112可以包括一种或超过一种形式的存储器。例如,存储区112可以包括随机存取存储器(RAM),随机存取存储器可包括非易失性RAM(NVRAM)、磁RAM(MRAM)、铁电RAM(FeRAM)和其它形式的存储器。存储区112还可以包括只读存储器(R0M)、闪存和/或电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。任何其它适当的磁、光和/或半导体存储器自身或与其它形式的存储器结合,可以包括于存储区112中。存储区112还可以是或者包括可拆除或移动存储器,包括但不限于适当的磁带盒、磁盘、CD ROM、DVD或USB存储器。
[0028]而且,在图1的示例性实施例中,保护系统102包括显示装置114和输入装置116,它们提供用于监视和控制分配系统104和保护系统102的用户界面。显示装置114可以包括但不限于监视器、电视显示器、等离子体显示器、液晶显示器(IXD)、基于发光二极管(LED)的显示器、基于多个有机发光二极管(OLED)的显示器、基于聚合物发光二极管(PLED)的显示器、基于多个表面导电电子发射器(SED)的显示器、包括投射和/或反射图像的显示器或任何其它适当的电子装置或显示机构。在一个实施例中,显示装置114包括具有关联的触摸屏控制器的触摸屏。显示装置114可以是任何适当的配置,诸如正方形、矩形或细长矩形。在示例性实施例中,用户输入装置116使用户能够选择性控制与设备保护系统102关联的操作模式。例如,输入装置116可以是控制设备保护系统102是操作于第一模式还是第二模式的开关。具体地,输入装置116控制控制器108是在第一或连续模式或者是在第二或维护模式。
[0029]同样,在示例性实施例中,保护系统102包括通信耦连到控制器108的电弧闪光(AF)继电器118。AF继电器118包括ZSI输入端120、AF检测端122和激活端124。ZSI输入端120通信耦连到ZSI功能126。ZSI功能126如本文中描述的在跳闸单元或另一硬件装置上实现。更具体地,ZSI输入端120被配置成接收代表断路器和/或跳闸单元的状态的信号。AF检测端122与开关柜106内的AF传感器(图1中未显示)通信耦连。AF检测端122被配置成接收指示AF传感器检测到电弧闪光的信号。激活端124通信耦连到控制器108,并被配置成当检测到电弧闪光时将激活信号从AF继电器118发送到控制器108。
[0030]而且,保护系统102包括通信耦连到控制器108的AF缓解装置128。在一个实施例中,AF缓解装置128可以是电弧抑制装置,其在自抑制设备内发起二次电弧,以转移出现在分配系统104内的故障点的第一电弧(诸如电弧闪光)的能量。替代性地,AF缓解装置128可以是撬棍(crowbar)装置,其将分配系统104内的故障点的能量转移到螺栓式故障(bolted fault)。在示例性实施例中,AF缓解装置128和/或控制器108耦连到电压和电流传感器(图1中未显示),以促进保护系统102的操作,这将在下文详细描述。
[0031]图2是配电系统104的示意框图。在示例性实施例中,配电系统104包括第一区130和第二区132。第一区130包括耦连到主断路器136的主电力馈电134,主断路器136由主跳闸单元138驱动。第二区132包括耦连到多个馈线断路器142的多个馈电线路140,多个馈线断路器142由相应的馈线跳闸单元144驱动。在一个实施例中,第二区132由开关柜单元106限定,每个馈线断路器142可拆卸地耦连于开关柜单元106内,例如在多个小室中。每个馈线断路器142被配置成通过相应的馈电线路140控制电力分配给一个或多个负载146。负载146可以包括但不限于只包括机器、电动机、照明和/或与制造、发电或配电设施有关的电机设备。运行中,电力通过主电力馈电134提供到第一区130。电力然后被划分并分配到第二区132中的多个馈电线路140以驱动负载146。
[0032]在示例性实施例中,主跳闸单元138和馈线跳闸单元144通信耦连到AF继电器118。例如,主跳闸单元138和馈线跳闸单元144可以通过ZSI功能126直接親连以与AF继电器118通信。为了清楚,在图2中,只示出了一个馈线跳闸单元144和ZSI功能126之间的连接。替代性地,主跳闸单元138和馈线跳闸单元144可以耦连以直接与AF继电器118通信。在这些实施例中,ZSI功能126实现于馈线跳闸单元144内。而且,主跳闸单元138和馈线跳闸单元144以及AF继电器118之间的通信可以通过硬接线链路或通过无线通信链路提供。如本文中描述的,ZSI功能126基于故障的位置向AF继电器118发送信号。在示例性实施例中,ZSI功能126实现于跳闸单元144内。替代性地,ZSI功能126可以实现于其它硬件装置中,包括单独的ZSI模块。
[0033]运行中,主跳闸单元138采集与主电力馈电134和主断路器136有关的运行数据,包括但不限于通过主电力馈电134中的导体的电流水平、主断路器136的故障检测状态和/或主断路器136的打开/闭合状态。类似地,馈线跳闸单元144可以收集与馈电线路140和馈线断路器142有关的运行数据,包括但不限于通过馈电线路140的相应导体的电流水平、馈线断路器142的故障检测状态和/或馈线断路器142的打开/闭合状态。在一些实施例中,馈线跳闸单元144和/或主跳闸单元138以预定的频率周期性地接收运行数据。而且,在一些实施例中,馈线跳闸单元144和/或主跳闸单元138包括存储区(未显示),存储区能够存储预定时段的运行数据。
[0034]在示例性实施例中,运行数据被传送到ZSI功能126,ZSI功能126选择性控制主跳闸单元138和馈线跳闸单元144分别接合主断路器136和馈线断路器142的时间。更具体地,ZSI功能126接收主断路器136和馈线断路器142的运行数据。当至少跳闸单元138或144指示已经出现故障时,跳闸单元138或144确定在跳闸单元138或144的直接下游的是否也检测到故障。例如,如果主跳闸单元138检测到故障,每个馈线跳闸单元144被询问以确定是否在第二区132中检测到故障。如果下游的跳闸单元(例如馈线跳闸单元144)检测到故障,则上游的跳闸单元(例如主跳闸单元138)延迟跳闸,以确保相应的馈线断路器142有足够的时间来中断故障。如果下游的跳闸单元(例如馈线跳闸单元144)没有检测到故障,则上游的跳闸单元(例如主要跳闸单元138)接合上游的断路器(例如主断路器136)。ZSI功能126还被配置成向AF继电器118发送指示至少一个断路器142的状态的ZSI信号。ZSI信号是阻止信号和控制AF缓解装置128的激活的使能信号(例如没有阻止信号)中的至少一个。控制器108还可以控制跳闸单元138、144和/或断路器136、142的运行,并且可以通过跳闸单元138、144间接地或者直接地耦连到断路器136、142。尽管在示例性实施例中,描述了主电力馈电和馈电线路,但本文中描述的系统和方法可以在包括第一电路和在第一电路下游的第二电路的任何架构中实现。
[0035]图3是用于电力系统100的示例性设备保护系统102的示意框图。在示例性实施例中,设备保护系统102包括与AF缓解装置128通信耦连的控制器108。
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