专利名称：具有过电流保护和防重复动作性能的网络保护器继电器的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络保护器继电器，该继电器用于控制将馈电装置连接到低压二次电力配电网络的电路断路器；更具体地说，涉及一种利用相序矢量的网络保护器继电器，其响应于由该网络流向馈电装置的反向流动的电流而断开电路断路器，以及当作用在断路器上的电压状态良好时，重新合上电路断路器。本发明还涉及防止网络保护器继电器重复断开合上电路断路器以及在网络保护器继电器中提供正向过电流保护。
低压二次电力配电网络由利用两个或多个电源供电的交织的回路式电网组成，使失去任一电源都不会导致断电。这种网络能够利用常规配电方式保证最高级别的可靠性，以及通常用于向高密度负载区例如市区，大厦或工业区供电。每个电源是向该网络供电的中等电压的馈电装置，由开关、变压器和网络保护器组成。网络保护器由电路断路器和控制继电器组成。控制继电器检测变压器和网络电压以及线路电流，以及进行运算以便启动断路器跳闸或重合。跳闸是根据检测反向电流流动，即由网络向主(一次)馈电装置传输功率来确定的。
按传统方式，网络保护器继电器是电-机械型器件装置，它根据检测沿反向传输的功率而使电路断路器跳闸断开。这种继电器装有重合装置，在跳闸之后当状态良好时闭合电路断路器，使重合断路器时正向电流流过。该电-机械型网络保护器继电器正在被取代。一种电子型网络保护器继电器通过计算传输功率模拟电-机械型继电器的动作。另一种电子型网络保护器继电器利用相序电压和电流来确定电流流动方向以便作出跳闸决定。作为这种继电器基本原理的相序分析形成三组矢量来代表三相电压或电流正序矢量、负序矢量和零序矢量。序号为3947728的US专利公开了一种以相序分析为基础的网络保护器继电器，其利用正序电流和正序电压矢量来作出跳闸决定。
近来，已经利用以数字相序分析为基础的网络保护器继电器。这种继电器以每个周期8次的速率对电流和电压进行采样。由于仅使用一个模数变换器，使得电流和电压不能同时检测，每周期8次采样的速率通常会使各采样产生相位移。相序分量的计算需要从电流和电压中得到基波频率。通常的网络负载主要产生奇次谐波，通常认为显著的谐波高达约13次。然而，由于乃奎斯特效应，每周期8次采样的相对低的采样速率导致在从其中取得基波信号的数字信号中仅包含二次谐波。因此，仍维持更高次谐波而使基波信号畸变。
没有一种网络保护器继电器提供正向过电流保护。因此，或者在变电站电路断路器跳闸期间使网络导体烧毁，或者单独提供常规的电路断路器和熔断器。
此外，当电路断路器两端的电压有利于电流流过闭合中的网络时，虽然电流型网络保护器继电器可保证继电器重合，但当网络保护器电路断路器闭合时，可能存在流动反向电流的状态，因此，形成这样一种状态，即重合装置，重复动作，或连续地使电路断路器循环动作。
因此，需要改进网络保护器继电器。
更具体地说，需要一种计及高次谐波的数字式网络保护器继电器。
具体需要这样一种以数字相序分析为原理的网络保护器继电器，其消除各次谐波的影响，至少是一直到7次谐波以及最好是9次谐波的影响。
需要一种网络保护器继电器，其不再需要单独的装有正向过电流保护的常规的电路断路器，或者在故障的情况下不会使网络中导体烧毁。
还需要一种网络保护器继电器，其消除重合装置重复动作。
利用本发明可满足这些和其它需要，本发明涉及一种数字式网络保护器继电器，对多相电流和网络电压按照至少每个周期16次采样，以及在一数字式处理器中利用数字化的多相电流采样值和网络电压采样值来产生正序电流和电压矢量。跳闸装置根据表明电流由网络流向馈电装置的正序电流和电压矢量之间选择的特定关系而使电路断路器跳闸断开。为了降低对硬件的需求，单一的模数变换器顺序地使多相电流和网络电压数字化，在这种情况下，数字式处理器包括对按这种顺序采样得到的多相电流数字采样和网络电压数字采样的相角进行调节的装置。最好，数字式检测装置对于多相电流和网络电压按照至少每个周期32次采样，使得当为了计算相序分量取得基波分量时，直到15次的奇次谐波被消除。
本发明的网络保护器继电器还有计量功能。为了适应在取得相序计算中使用的基波分量时对于固定的采样顺序的需求以及进行平均以便降低顺序采样对于计量的影响，数字式检测装置按指定周期数的第一顺序以及然后按照第二顺序交替地以数字方式对多相电流和网络电压采样；第二顺序与第一顺序相反，按相同周期进行采样。最好，数字式检测装置按照第一顺序然后按照第二顺序交替采样的指定的周期数为1，使得在偶数周期按第一顺序对电流和电压采样，而在奇数周期按第二顺序采样。
按照本发明的另一个方面，网络保护器继电器提供正向过电流保护，其响应于从馈电装置母线流向网络母线的电流，当超过正向过电流/时间特性曲线时使电路断路器跳闸断开。
本发明的网络保护器继电器的再一个新颖的特征是防止重复动作。如果在预定的时间内检测到预定数目的断路器操作，即电路断路器的断开合上操作，则电路断路器被闭锁在断开状态下。
当结合附图阅读各优选实施例的如下介绍时，可以得到对本发明的完整理解，其中
图1是利用包含本发明的电网保护器继电器的馈电装置进行供电的低压二次配电网络的示意图；图2是本发明的网络保护器继电器的示意方块图；图3是根据本发明的以相序分析为基础的网络保护器继电器的功能示意图；图4是本发明的网络保护器继电器可以利用的以相序分析为原理的按有功功率(watt)跳闸的曲线。
图5是根据本发明可由网络保护器继电器另外利用的以相序分析为基础按无功功率跳闸的曲线。
图6是根据本发明可由网络保护器继电器实现的循环重合特性。
图7A-7C表示根据本发明可由网络保护器继电器利用的中断程序的流程图。
图8A-8H表示由本发明的网络保护器继电器利用的主循环程序的流程图。
图9是根据本发明可由网络保护器继电器利用的关于重复动作的程序的流程图。
图1表示一包含为各种负载5服务供电的低压电网3的二次配电网络系统1。二次网络或者电网3由馈电装置7A-7D形式的多个电源供电，馈电装置7A和7B直接由变电站9A和9B供电。每个馈电装置7A-7D都包括馈电母线11A-11D、开关13A-13D，馈电变压器15A-15D以及网络保护器17A-17D。在图1中为了清晰，以单线形式表示二次网络系统和按Y或Δ连接的三相元件。网络保护器17A-17D包括网络保护器电路断路器19A-19D和网络保护器控制继电器21A-21D。
图2是表示控制继电器的示意图。该继电器的核心是微控制器23。微控制器23监测网络的相对中性点电压VAN-VCN、变压器的相对中性点电压VAT-VCT和馈电装置电流IA-IC。一单一的11位模数(A/D)变换器25将多相电流和电压数字化以便输入到微控制器23。由于使用单一的A/D变换器，故在微控制器23的控制下，利用模拟型多路转换器27和29将电压和电流顺序提供到A/D变换器25。微控制器23还监测由模拟型温度检测器31检测的继电器的环境温度，检测器的输出通过多路转换器29输入。由于电流的范围可能变化很宽，从千分之几十(标么值)的反向激磁电流到约15(标么值)的正向过电流，故一增益可编程放大器33调节所施加的模拟输入量的增益以再提供到A/D变换器。
微控制器23利用检测的电流和电压进行运算，以便根据检测到的由网络3流入馈电装置7的反向电流以及根据超过预置电流/时间特性曲线的正向电流而产生跳闸信号。跳闸信号提供到一逻辑和驱动电路35。使跳闸继电器通电以令电路断路器9跳闸。该逻辑和驱动电路35还使发光二极管(LED)41通电。提供就地的继电器的状态指示。这些LED可指示网络保护器处于合上、跳闸或动作(float)中何种状态以及中央处理器(CPU)是否故障。
微控制器23具有辅助输入，包括来自电路断路器19的指示断路器的触头是闭合还是断开的状态信号。一可编程用的标志附件43可以一串行端口驱动器45连接到继电器，用于由继电器读出状态和参数以及用于整定继电器的参数。此外，继电器包含一用于沿一通信网络49与摇控站(未表示)通信的通信模块，在一示范性的系统中，该通信网络是一执行专门与EatonCorporation有协议的INCOM网络。可以利用任何适当的通信网络。
网络保护器继电器21具有电源51，可由馈电装置母线或网络母线供电。一监视器和低电压保护电路53保护微控制器并经过该逻辑和驱动电路35控制CPU故障显示LED。
如前所述，继电器21执行使断路器跳闸和合闸的功能。在图3中表示以相序分析为基础的继电器的功能方块图。断路器跳闸决定是根据测量的反向电流即由网络3向馈电装置7流动的电流作出的。因此，如图3所示，在环节55由网络相电压计算网络正序电压Vn1。在环节57由相电流计算正序电流。在环节59进行反向电流计算。通过观察在如图4所示的复平面上的正序电流和电压矢量的位置可以了解这一过程。在象限I和II形成由馈电装置7向网络3的有功功率流(瓦)。另一方面，在象限III和IV为由该网络向馈电装置的有功功率流。如果正序电流矢量I1落在由图4中的斜交阴影线区表示的跳闸区内则发出跳闸指令。跳闸特性直线61倾斜5°，以补偿在测量电流的电流互感器中产生的相位移，如果提供延时跳闸装置，则跳闸将仅在该状态需维持选择的一段时间内在区域63中发生。这样就可避免由于例如在网络3的再生制动的负载可能引起的超时反向电流状态而造成不必要的跳闸。另外，在小的半圆形区65中也发生瞬时跳闸。在馈电装置被断开以及存在对馈电变压器的二次侧激磁的反向电流的情况下，可能出现这种状态。
图5表示对于网络保护器继电器的 “瓦-乏” (有功-无功功率)跳闸的特性曲线。这种跳闸功能除了包括按“瓦”跳闸的特性曲线61’之外还包括按“乏”跳闸的特性曲线67。落在由斜交阴影线表示的区域内但在圆形区69外侧的正序矢量I1产生瞬时断路器跳闸指令。如果正序电流满足按“瓦”或“乏”的曲线要求，但其幅值小于由曲线69所确定的过电流限值，则仅在由用户调节的延时之后发出跳闸指令。
再参阅图3，如果主函数计算环节71和相位每当计算环节73两者条件都满足，如在环节75利用AND(与)功能所表示，则以相序分析为基础的继电器产生合闸信号。至函数和相位函数两者都利用网络电压进行正序计算，而正序计算环节77由各定相(Rhasing)电压Vp计算。该定相电压是在变压器电压Vt和作为作用在开路的电路断路器两端的电压的网络电压Vn之间的差。
在图6中表示重合特性曲线，其中主工作特性曲线由直线77表示，而相位特性曲线由81表示。Vm是由用户确定的主阀值。循环合闸1曲线83允许断路器在没有网络负载时在较轻的负载下合闸。为了要产生一合闸指令，正序差值电压Vp1必须使其幅值大于由用户确定的阈值Vm，并且具有一个处于由图6中的斜交阴影线区确定的用户可调节的盲角之间的相角。
为了计算正序电压和电流矢量，必须取得每个采样的电压和电流信号的基波分量。在本发明的一个示范性的实施例中，为了由数字采样值取得基波分量而采用离散傅里叶变换。最好按照每周期至少16次采样进行采样，特别优选按照每周期32次采样。由上面的讨论回忆，在配电网络中奇次谐波占最主要地位。按照每周期16次采样的速率采样可去除高至7次的谐波，而按照每周期32次采样的速率则消除直到15次的所有奇次谐波。
电压和电流的基波分量然后用于确定正序和负序分量，它们是按下式确定的。
正序＝0.333[A+Be＾(+j120)+Ce＾(-j 120)] [方程1]负序＝0.333[A+Be＾(-j120)+Ce＾(+j 120)] [方程2]其中A、B、C是代表电压或电流的矢量。
由于在网络保护器硬件中采用的是顺序采样的方式，故+120和-120相角必须修正以补偿由于采样形成的相位移。
通过列出复合形式的统一化的相序方程可以得到所需相位移，其中直轴分量(direct)和横轴(quadrature)分量如下DIRECT＝AdCld-AqClq+BdC2d-BqC2q+CdC3d-CqC3q [方程3]
QUAD＝AdC1q+AqCld+BdC2q+BqC2d+CdC3q+CqC3d [方程4 ]其中系数C1、C2、C3是选择的，以便形成包括对顺序采样补偿的正确的相角。这些系数可存储在一表中由微控制器在进行相序参数计算时使用。
除了根据反向电流使电路断路器跳闸之外，本发明的网络保护器继电器19还包括正向过电流保护，即如果流入网络的电流超过所确定的限值时的保护。为此，可以利用常规的过电流/时间特性曲线。可以包括瞬时和延时跳闸功能，后者可用于与在二次网络中的电路断路器动作相配合。
本发明的网络保护器继电器19还形成很多参数的计量值。例如，计算电压、电流、有功功率、无功功率的有效值和峰值、功率因数等，以及可以就地发送。由于电流和电压的顺序采样形成的相位移而可能导致这些计量参数产生误差。为了通过平均来消除这些误差，就交替地使采样顺序反转进行采样，这是已知的。然而，为了利用快速傅里叶变换以取得电流和电压的基波分量从而计算相序分量，对每一次计算(即遍及每个周期)使采样相序维持恒定是必要的。为了适应这两种要求，本发明的继电器对于指定数量的周期按照第一顺序对电流和电压顺序地采样，然后对于相同数量的周期按照第二相反的顺序进行采样。最好，该指定的周期数量是1，使得在偶数周期中，电流和电压按照一种顺序例如第一顺序进行采样，而在奇数周期过程中，按照另一或第二顺序采样。利用这种安排，两种要求，即在每一周期中快速傅里叶变换对于恒定采样顺序的要求，以及为了平均相位差引起的误差而对于反转顺序的要求都得到满足。
本发明的网络保护器继电器的另一新颖特征是防止电路断路器的重复动作或重复开闭。根据本发明，对电路断路器的操作计数，如果在所选择的时间间隔内，电路断路器的开闭次数多于预定的次数(例如在30秒内5次)，则电路断路器被闭锁在断开状态。继电器必须例如沿通信网络49或利用标志附件43手工复位，或者在经预定的时间延迟例如半小时之后自动地复位。
在图7-9中表示在实施本发明时由微控制器23运行的程序。图7A和7B表示在本发明的示范性实施例中按每周期32次采样运行的采样中断程序。如在步骤87所示，假如用户已在步骤29指明相序为A、B、C，在奇数周期按第一顺序即定相电压、网络电压和电流，则根据如在步骤91所示的ABC轮换进行采样，各采样存储在计算用缓冲寄存器中。如果用户在步骤89中按CBA轮换相别，则采样仍然按照第一顺序即定相电压、网络电压和电流进行，但在相序CBA像在步骤93所指示的一样进行。
如在步骤87所示在偶数周期，采样按照第二反向顺序，其中在网络电压之前进行电流采样，尽管仍然首先对定相电压进行采样。如果相序为ABC(如在步骤95所示)，则按第二顺序和相序ABC进行采样(如在步骤97所示)。在偶数周期仍按第二顺序进行采样，但按相反的相序即相序CBA(如在步骤99所示)。
在采样之后，在步骤101刷新RMS(有效值)和功率之和。接着，在步骤103调节由增益可编程放大器33所设定的增益，以防止电流输入量饱和。如果缓冲寄存器已复归，则将采样值存储在跳闸缓冲寄存器中(如在步骤105所示)。如果发生跳闸，则在步骤107，利用一用于特征分析的时间标记指示在跳闸后持续8个周期获集的采样值。此外，如果发生跳闸，则在步骤109对跳闸动作录入以及将采样值存入波形缓冲寄存器；而如果在记录前一个跳闸之后该缓冲寄存器未被锁定，则所有这些如在步骤(1)所示。
在采样中断程序中的下一项工作是在步骤113设定下一采样中断程序的时间。如果全部周期4的采样已汇集，则制新实时时钟，以及与跳闸延迟时间计时一道对用于重复动作的计时器进行查索(在步骤115)。此外，在这一点读出各辅助输入。在步骤118退出该程序前，最后在步骤117对温度采样。
图8A-8H表示主循环程序119。在每个周期过程汇集的采样(如步骤121所示)用于计算网络的相对中性点电压的基波分量，该基波分量再用于计算正序网络电压Vm和其幅值，以及负序网络电压和其幅值(在步骤123)。与之相似，在步骤125对定相电压进行计算，应回忆该定相电压是变压器电压和网络电压之间的差。在步骤127计算电流的基波分量，再用于计算正序电流及其幅值。如果需要，则在步骤129调节输入放大器33的电流增益。此外，如果需要，则根据正负序定相电压的幅值在步骤131调节对于采样电压的增益。如果在步骤133检查到负序网络电压的幅值表明接线不当，则在步骤134产生跳闸。
转阅图8B，在步骤135调入如在图9中所示的重复动作程序。接着，如果沿通信网络49已收到遥控跳闸信号(如在步骤137确定)，则在步骤134产生跳闸状态信号。否则在步骤139确定是否可按“有功功率-无功功率”模式动作。如为否，则程序转到在图8E中的检测跳闸程序(在步骤173)。当可按“有功功率(瓦)-无功功率(乏)”模式动作时，则调用有功功率(瓦)跳闸条件算法，以确定是否正序电流低于图5中所示的有功功率(瓦)曲线。如果在步骤143表明为是，则转到图8C中的步骤45；如果跳闸延迟时间置为零，则在步骤134产生跳闸状态信号。即使延迟时间不为零，如果正序矢量在瞬时跳闸区内，则也在步骤147产生跳闸指令。如果在步骤149将时间延迟选择为无限大，则在步骤153将延迟时间计时值复零。然而，如果正序电流落在圆形区，以及延迟时间已期满，则在步骤153发出跳闸指令。
假如不按“有功功率(瓦)”跳闸，则在步骤155(在图8D中)，实施按无功功率(乏)跳闸的条件方程。如果在步骤157不满足按照无功功率(乏)的跳闸条件，以及按在步骤159的检查而不满足按有功功率(瓦)的跳闸条件，则在步骤161将跳闸延迟时间计时值复零。另一方面，如果在步骤157满足按无功功率(乏)跳闸条件以及在步骤163确定跳闸延迟时间为零，则在步骤134产生跳闸状态信号。即使跳闸延迟时间不为零，但在步骤165已确定超过该过电流定值，则也产生跳闸指令。如果过电流定值未被超过以及延迟时间置于无穷大(在步骤147)，则在步骤169将延迟时间计时值复零。象在按照有功功率(瓦)跳闸的情况一样，如果在步骤171确定已超过跳闸时间，则在步骤134产生跳闸状态信号。
如果在图6B中的步骤139中确定不能按有功功率(瓦)-无功功率(乏)动作，则调用灵敏跳闸的程序。这一程序表示在图8E中，按图4所示的特性曲线实施。起初在步骤173，运行实施该灵敏跳闸条件算法。如果在步骤175不满足该灵敏跳闸条件，即正序电流矢量未处在图4所示的斜交阴影线区之内，则在步骤177，将跳闸延迟时间计时值复零。另一方面，如果在步骤175满足灵敏跳闸的条件以及在步骤179已将跳闸延迟时间置于零和在步骤181确定过电流整定值为0，则在步骤134产生跳闸状态信号。如果已选择灵敏加非灵敏模式，这包括在图14中的小的半圆形瞬时跳闸区，则在步骤181指示为“否”；如果在步骤183表明正序电流落在这一区内，则在步骤134产生跳闸状态信号。如果正序电流大于过电流限值，即在区域65之外(如在步骤183所示)，则同样在步骤134产生跳闸状态信号。
转阅步骤179，如果延迟时间不为零，以及过电流设定值等于零(如在步骤185所示)，则在步骤134产生跳闸状态信号。如果在步骤187超过过电流设定值，则也在步骤134产生跳闸状态信号。如果为否，以及在步骤189确定延迟时间为无穷大，则在步骤177，将跳闸延迟时间计时值复零，否则在步骤191进行检查，以了解是否已经延迟跳闸。如果在步骤199确定时间没有期满，则在步骤193指示处于动作中状态。
图8F开始测试以确定断开的电路断路器是否可以合闸。假如在步骤195检查负序定相电压高，这就表明接线不当，例如在变压器或网络上各相交叉，因此，在步骤134产生跳闸状态信号。如果在步骤197由低的网络正序电压表明网络重新被供电，但是在步骤199确定正序定相电压标么值不大于0.8，表明馈电装置电压低，则在步骤134产生跳闸状态信号。如果馈电装置电压是适当的，则在步骤201对网络负序电压进行最后检查。如果负序电压标么值大于0.06，则存在接线问题例如各相交叉，并且产生动作中状态信号(在步骤193)。如果在步骤201确定负序网络电压充分高，则在步骤203产生合闸状态信号。
如果在步骤197确定该网络已被供电，并且在步骤205选择接近特性曲线的直线，则在步骤207进行检查以了解主算法条件是否得到满足。如为否，则在步骤209对正序定相电压进行检查以了解是否接线错误。如存在接线错误，则在步骤134表示跳闸状态，否则在步骤193输入动作中状态信号。转阅步骤207，如果主算法条件满足，以及在步骤211确定满足相位算法条件，则在图8G中的步骤213对接线进行检查；如果没有发现问题，则在步骤203产生闭合状态信号。否则在步骤193输入动作中状态信号。如果在图8F中的步骤205已选择按圆形曲线合闸程序而不是直线合闸程序，则在图8G中的步骤215检查定相直线。如果该定相直线满足要求，在步骤217左象限定相直线也满足要求，以及在步骤219正序定相电压幅值大于主直线设定值，则只要在步骤213中负序网络电压满足，就在步骤203指示各闸状态。如果在步骤215、217或219中任一条件不满足，则程序转移到图8F中的步骤299，以确定是进入跳闸状态还是不定动作状态。
转阅图8F，如果在步骤134已产生跳闸状态信号，则在步骤221跳闸继电器37通电，并录入通断状态直到电路断路器断开。此外，红色跳闸LED 41接通并随继电器触发动作而闪光。如果在步骤203中产生闭合状态信号，则合闸继电器39通电，且绿色LED 41接通，持续4秒。除非在步骤223因跳闸而中断。另一方面如果在步骤193产生不定动作状态信号，则黄色动作中指示LED接通并闭光(在步骤225)。接着在步骤227调用计量程序。如上所述，计算各种参数并使之可实用于经通信网络49向遥控站10发送。接着运行正向过电流保护程序，以及如果正向电流超过跳闸限值(如在步骤229所示)，则产生跳闸状态信号(在步骤134)。最后，在步骤331运行谐波(处理)程序。这一程序对于网络和变压器的电压及线电流的高至15次的谐波进行计算。然后在步骤233脱出主循环。
图9表示在图8B调用的重复动作的程序135。如果该重复动作程序未被启动(如在135.1所示)，则在135.2将维持断路器动作(开闭)计数值的计数器和重复动作计时器复零。如果重复动作程序已启动，并在135.3检测到重复动作次数限值先前已超过，并且在135.4确定还未复零，则在步骤134产生的跳闸状态(信号)被维持，以使电路断路器保持在被闭锁状态。如果不存在闭锁，且在135.5表明对于重复动作的计时间隔已经期满，则在135.6指示断路器动作次数超过重复动作限值，然后，通过产生跳闸状态信号(在步骤134)确定闭锁。如果重复动作的时间间隔结束时断路器的动作次数限值还没有被超过，则在135.7将断路器的操作次数和重复动作次数计数值复零，以及在135.8通过返回到该调用程序继续程序运行。
上面已详细介绍了本发明的具体实施例，本技术领域的熟练人员会理解，根据公开内容的总的论述可以对这些细节进行各种改进和替换，因此，所公开的各具体结构仅意在说明而不是对本发明的范围的限定，本发明的范围是由所提出的权利要求的整个外延及其等效物所限定的。
权利要求
1.一种网络保护器继电器(21)，用于控制在多相馈电装置母线(7)和多相网络母线(3)之间连接的电路断路器(19)，所述网络保护器继电器包含数字式检测装置(85)，以数字方式按每周期至少16次对通过所述电路断路器(19)流动的多相电流和所述网络母线(3)上的网络电压进行采样，以便产生多相电流的数字采样值和多相网络电压的数字采样值；数字处理器装置(119)，包含装置(123-127)，用于由所述多相电流数字采样值和多相网络电压数字采样值产生正序电压和电流矢量；以及装置(123-193)，根据表示由所述多相网络母线(3)流向所述多相馈电装置母线(7)的超过预定阈值的电流的所述正序电流矢量和电压矢量之间选择的特征关系，使所述电路断路器(19)跳闸断开。
2.根据权利要求1所述的网络保护器继电器(21)，其中所述数字式检测装置(85)按数字方式对所述多相电流和所述多相网络电压顺序采样，以及其中所述数字式处理器装置(119)包含装置(123-125)，它们对由于按这样顺序采样得到的所述多相电流的数字采样和多相网络电压的数字采样的相角进行调节。
3.根据权利要求2所述的网络保护器继电器(21)，其中所述的数字式检测装置(85)按每周期至少32次以数字方式对所述多相电流和所述多相网络电压进行采样，以便产生所述多相电流的数字采样值和所述多相网络电压的数字采样值。
4.根据权利要求2所述的网络保护器继电器(21)，其中所述数字式处理器装置(119)包括装置(227)，它由所述多相电流数字采样值和所述多相网络电压数字采样值得到各计量参数；以及其中所述数字式检测装置(85)，先按照用于指定数量周期的第一顺序；然后按照用于指定数量周期的与第一顺序相反的第二顺序，交替地以数字方式对所述多相电流和所述多相网络电压采样。
5.根据权利要求4所述的网络保护器继电器(21)，其中当所述数字式检测装置(85)交替地按照第一顺序和所述第二顺序进行采样时，所述的指定数量的周期数为1，使得所述数字式检测装置在偶数周期按所述第一顺序以及在奇数周期按所述第二顺序对所述多相电流和多相网络电压进行采样。
6.根据权利要求5所述的网络保护器继电器(21)，其中所述的数字式检测装置(85)按至少每周期32次对所述多相电流和所述多相网络电压进行采样。
7.根据权利要求4所述的网络保护器继电器(21)，其中所述的数字式处理器装置(119)包括装置(229)，其根据由所述多相馈电装置母线(7)流向所述多相网络母线(3)的且超过正向过电流/时间特性曲线的多相电流，使所述电路断路器跳闸断开。
8.根据权利要求7所述的网络保护器继电器，其中所述的数字式检测装置(85)还包含一装置，用于对所述电路断路器两端的多相定相电压按数字方式进行采样，以便产生多相定相电压数字采样值；以及其中所述数字式处理装置(119)包括重合装置(195-219)，用于根据所述多相网络电压数字采样值和所述多相定相电压数字采样值，产生正序网络电压矢量和正序定相电压矢量，以及用于根据在所述正序网络电压矢量和所述正序定相电压矢量之间的预定的关系曲线，闭合所述电路断路器(19)；以及装置(135)，用于根据在预定一段时间内所述电路断路器(19)闭合的预定次数，闭锁所述重合装置(195-219)，不致重合所述电路断路器。
9.根据权利要求1所述的网络保护器继电器(21)，其中所述的数字式检测装置(85)包括一装置，用于调节多相电流和所述多相网络电压的所述采样值，以便计及所述多相电流和多相网络电压的相位移。
10.一种网络保护器继电器(21)，用于控制在多相馈电装置母线(7)和多相网络母线(3)之间连接的电路断路器(19)，所述网络保护盘继电器包含检测装置(85)，它检测流过所述电路断路器(19)的多相电流以及所述网络母线(3)上的多相网络电压；跳闸装置(123-193)，用于根据由所述网络母线(3)流向所述馈电装置母线(7)的且超过指示反向电流的第一预定阀值的电流，以及根据由所述馈电装置母线(7)流向所述网络母线(3)的且超过一高于所述第一预定阀值的指示正向过电流状态的第二预定阈值的电流，使所述电路断路器(19)跳闸断开。
11.根据权利要求10所述的网络保护器继电器(21)，其中所述的跳闸装置(123-193)包含装置(123-127)，其用于产生各相序电流和电压以及当各所述相序矢量指示由所述网络母线(3)流向所述馈电装置母线(7)的电流超过一预定阈值时，使所述电路断路器(19)跳闸。
12.根据权利要求11所述的网络保护器继电器(21)，其中所述检测装置(85)是数字式检测装置，它产生多相电流数字采样值、多相网络电压数字采样值和定相电压数字采样值，并且其中所述跳闸装置(123193)包含用于产生所述跳闸信号的数字装置。
13.一种网络保护器继电器(21)，用于控制在多相馈电装置母线(7)和多相网络母线(3)之间连接的电路断路器(19)，所述网络保护器继电器包含检测装置(85)，用于检测流经所述电路断路器(19)的多相电流、在所述网络母线(3)上的多相网络电压以及在所述电路断路器(19)两端的多相定相电压；跳闸装置(123-193)，用于根据由所述多相网络母线(3)流向所述多相馈电装置母线(7)的超过预定阈值的电流，使所述电路断路器(19)跳闸断开；重合装置(195-219)，根据在所述多相网络电压和所述多相定相电压之间的预定关系曲线，重合所述电路断路器(19)；以及装置(135)，根据在预定时间间隔的所述电路断路器(19)重合的预定次数，使所述重合装置(195-219)闭锁，不再重合所述电路断路器(19)。
14.根据权利要求13所述的网络保护器继电器(21)，其中跳闸装置(123-193)，用于由所述多相电流产生正序电流矢量，由所述多相网络电压产生正序网络电压矢量，以及根据在所述正序电流矢量秘所述正序网络电压矢量之间的预定关系使所述电路断路器跳闸断开，并且其中所述重合装置(195-219)利用所述正序电压矢量和由所述多相定相电压产生的正序定相电压来重合所述电路断路器(19)。
15.根据权利要求1 4所述的网络保护器继电器(21)，其中所述的检测装置(85)是数字式检测装置，其对所述多相电流，所述多相网络电压，以及所述多相定相电压以数字方式采样，以便产生多相电流数字采样值、多相网络电压数字采样值以及多相定相电压数字采样值；并且其中所述跳闸装置(123-193)和重合装置(195-219)利用所述多相电流采样值、多相网络电压采样值和多相定相电压采样值，来产生所述正序电流矢量、正序网络电压矢量和正序定相电压矢量。
全文摘要
一种数字式网络保护器继电器(21),按照每周期16,最好32次对多相电流、网络电压和定相电压进行采样,以便根据用于作出跳合闸决定的相序参数计算来分别消除高至15和17次的谐波。继电器(21)还提供计量、正向过电流保护以及防重复动作的措施;如果在指定的时间间隔中选择的断路器动作次数被超过,就将电路断路器闭锁。利用单一的模数变换器(25)对多相电流和电压顺序地采样,以降低继电器的成本。
文档编号H02H7/22GK1177226SQ9711845
公开日1998年3月25日 申请日期1997年9月15日 优先权日1996年9月16日
发明者斯蒂芬·阿兰·莫兰 申请人:尹顿公司