配电系统中的区域选择性联锁和电路保护装置监视的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本申请通常涉及配电系统并且更具体地，涉及配电系统中的区域选择性联锁和电路保护装置监视。
[0002]已知的配电系统包括多个开关设备序列，所述开关设备序列包括各自耦合至一个或多个负载的断路器。断路器通常包括基于流过断路器的感测的电流来控制断路器的跳闸单元。更具体地，如果流过断路器的电流在可接受的条件之外，则跳闸单元使所述电流被中断。
[0003]利用为断路器识别不期望的电流电平的一个或多个电流阈值(还被称为“拾取(pickup)”阈值)对一些已知的断路器进行编程。如果故障在预定的时间量汲取了超过一个或多个电流阈值的电流，例如，跳闸单元通常起动相关联的断路器来阻止电流流过断路器。然而，在包括多个断路器的配电系统中，典型的布置使用断路器的分层。大型断路器(即具有高额定电流的断路器)被放置得比更低的电流馈线断路器更靠近电源并且供给更低的电流馈线断路器。每个馈线断路器可供给连接至负载或其它配电设备的多个其它断路器。
[0004]故障可在断路器分层中的任何地方发生。当故障发生时，具有流过它的相同的故障电流的每个断路器由于变化的传感器灵敏度和/或公差可能会检测到不同数量的故障电流。当故障发生时，最靠近故障的断路器应当操作以阻止电流流过断路器。如果分层中更高的断路器跳闸，则多个电路或负载可能会不必要地丢失服务。
[0005]为了适应变化的公差并且确保多个断路器不会基于相同的故障电流而不必要地跳闸，至少一些已知的断路器的电流阈值互相嵌套以避免重叠故障电流阈值。在一些其它已知的系统中，在检测到故障电流时，更低层中的断路器将协调或闭锁信号发送至更高层断路器。响应于闭锁信号，上层断路器的操作与下层断路器的操作协调。在至少一些已知的系统中，更高层断路器不能区分更低层断路器与更高层断路器之间的通信故障(例如断开的连接/断线)和无闭锁信号。当通信故障在这样的系统中发生时，更高层断路器将仍然没有意识到更低层断路器已经检测到故障并且更高层断路器的不必要的损害跳闸是更可能的。
【发明内容】
[0006]在一个方面，区域选择性联锁(ZSI)配电系统包括配置成中断流过第一电路保护装置的电流的第一电路保护装置、所述第一电路保护装置下游的第二电路保护装置、以及控制器。所述第二电路保护装置包括配置成中断流过所述第二电路保护装置的电流的跳闸机构和操作耦合至所述跳闸机构的跳闸单元。所述跳闸单元配置成监视流过所述第二电路保护装置的电流、在所监视的电流小于阈值时输出第一信号以及在所监视的电流大于或等于所述阈值时输出第二信号。所述第一和第二信号彼此不同并且不同于无信号。所述控制器配置成响应于所述第一信号来控制所述第一电路保护装置处于第一模式中、响应于所述第二信号来控制所述第一电路保护装置处于第二模式中以及响应于没有来自所述第二电路保护装置的信号来控制所述第一电路保护装置处于第三模式中。
[0007]在另一个方面，供ZSI配电系统使用的电路保护装置包括配置成中断流过所述电路保护装置的电流的跳闸机构和操作耦合至所述跳闸机构的跳闸单元。所述跳闸单元配置成监视流过所述电路保护装置的电流、在所监视的电流小于阈值时输出第一信号以及在所监视的电流大于或等于所述阈值时输出第二信号。所述第一和第二信号彼此不同并且不同于无信号。
[0008]在又一个方面，供ZSI配电系统使用的控制器包括配置成通信耦合至第一电路保护装置的输出端、配置成通信耦合至所述第一电路保护装置下游的第二电路保护装置的输入端、存储装置、以及耦合至所述存储装置的处理器。所述控制器被编程以便响应于在所述输入端处检测到第一信号来控制所述第一电路保护装置处于第一模式中、响应于在所述输入端处检测到第二信号来控制所述第一电路保护装置处于第二模式中以及响应于未能在确定的时段内在所述输入端处检测到所述第一信号或所述第二信号来控制所述第一电路保护装置处于第三模式中。
[0009]另一个方面是ZSI配电系统包括配置成中断流过第一电路保护装置的电流的第一电路保护装置、所述第一电路保护装置下游的第二电路保护装置、以及通信耦合至所述第二电路保护装置的控制器。所述第二电路保护装置包括配置成中断流过所述第二电路保护装置的电流的跳闸机构和操作耦合至所述跳闸机构的跳闸单元。所述跳闸单元配置成监视流过所述第二电路保护装置的电流并且在所监视的电流小于ZSI闭锁阈值时输出第一信号。所述控制器配置成响应于检测到所述第一信号来控制所述第一电路保护装置处于不受约束的操作模式中并且响应于未能检测到所述第一信号来控制所述第一电路保护装置处于受约束的操作模式中。
[0010]提供了技术方案1:
一种区域选择性联锁(ZSI)配电系统，包括:
第一电路保护装置，配置成中断流过所述第一电路保护装置的电流；
所述第一电路保护装置下游的第二电路保护装置，所述第二电路保护装置包括:
跳闸机构，配置成中断流过所述第二电路保护装置的电流；以及跳闸单元，用于操作耦合至所述跳闸机构，所述跳闸单元配置成:
监视流过所述第二电路保护装置的电流；
在所监视的电流小于阈值时输出第一信号，以及
在所监视的电流大于或等于所述阈值时输出第二信号，其中所述第一信号和第二信号彼此不同并且不同于无信号；以及控制器，配置成:
响应于所述第一信号来控制所述第一电路保护装置处于第一模式中；
响应于所述第二信号来控制所述第一电路保护装置处于第二模式中；以及响应于没有来自所述第二电路保护装置的信号来控制所述第一电路保护装置处于第三模式中。
[0011]提供了技术方案2:根据技术方案I所述的ZSI配电系统，其中所述控制器布置在所述第一电路保护装置内。
[0012]提供了技术方案3:根据技术方案I所述的ZSI配电系统，其中所述第一模式是不受约束的操作模式并且所述第二模式是受约束的操作模式。
[0013]提供了技术方案4:根据技术方案3所述的ZSI配电系统，其中所述第三模式能够在所述受约束的操作模式和所述不受约束的操作模式之间选择。
[0014]提供了技术方案5:根据技术方案4所述的ZSI配电系统，其中所述控制器还配置成响应于没有来自所述第二电路保护装置的信号来提供告警。
[0015]提供了技术方案6:根据技术方案I所述的ZSI配电系统，其中所述阈值是小于所述第二电路保护装置的跳闸阈值的ZSI闭锁阈值。
[0016]提供了技术方案7:根据技术方案I所述的ZSI配电系统，其中所述控制器配置成当确定的时段过去而没有接收到所述第一信号和所述第二信号中的至少一个时确定没有来自所述第二电路保护装置的信号。
[0017]提供了技术方案8:根据技术方案I所述的ZSI配电系统，还包括:
所述第一电路保护装置下游的第三电路保护装置，所述第三电路保护装置配置成在所监视的通过所述第三电路保护装置的电流小于所述阈值时输出所述第一信号并且在所监视的通过所述第三电路保护装置的电流大于或等于所述阈值时输出所述第二信号；以及聚合器，通信耦合至所述第一、第二和第三电路保护装置，所述聚合器配置成从所述第二和第三电路保护装置接收所述第一和第二信号并且将聚合的输出提供给所述控制器。
[0018]提供了技术方案9:根据技术方案8所述的ZSI配电系统，其中所述聚合器配置成提供指示是否已经检测到所述第一信号、第二信号或者无第一和第二信号的聚合的输出。
[0019]提供了技术方案10:根据技术方案9所述的ZSI配电系统，其中所述聚合器配置成:
当从所述第一电路保护装置和第二电路保护装置两者接收到所述第一信号时将所述第一信号输出至所述控制器；
当从所述第一电路保护装置和第二电路保护装置中的任何一个接收到所述第二信号时将所述第二信号输出至所述控制器；
当没有从所述第一电路保护装置和第二电路保护装置中的一个接收到所述第一信号和第二信号并且没有从所述第一电路保护装置和第二电路保护装置中的另一个接收到所述第二信号时将所述第三信号输出至所述控制器。
[0020]提供了技术方案11:
一种供区域选择性联