電路保護設備和配電系統(tǒng)中監(jiān)視保護設備的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明申請一般涉及配電系統(tǒng)，更具體來說涉及監(jiān)視配電系統(tǒng)中的電路保護設備。
【背景技術】
[0002]公知的電力分配系統(tǒng)包括多個開關設備隊列，這些開關設備隊列包含各耦合到一個或多個負載的斷路器。這些斷路器典型地包含基于流經斷路器的感測電流來控制斷路器的脫扣單元。更確切地來說，該脫扣單元在電流位于可接受狀況之外的情況下促使流經斷路器的電流中斷。
[0003]一些公知的斷路器利用識別斷路器的非期望電流電平的一個或多個電流閾值(也稱為“臨界”閾值)進行編程。例如，如果故障導致電流超出一個或多個電流閾值持續(xù)預定時間量，則脫扣單元典型地激活關聯的斷路器以停止電流流經該斷路器。但是，在包含多個斷路器的配電系統(tǒng)中，典型的配置使用分層結構的斷路器。將大斷路器(即，具有高電流額定的斷路器)放置得比較低電流饋線斷路器更靠近電源，并向較低電流饋線斷路器饋電。每個饋線斷路器可以向連接到負載或其他分配設備的多個其他斷路器饋電。
[0004]故障可能出現在斷路器分層結構中任何位置。當故障出現時，具有相同故障電流流經其中的每個斷路器可能由于變化的傳感器靈敏度和/或容限而檢測到不同的故障電流量。當故障出現時，最靠近故障的斷路器應該操作以停止電流流經該斷路器。如果在分層結構中較高的斷路器脫扣，則多個電路或負載可能非必要地丟失服務。
[0005]為了適應變化的容限和確保多個斷路器不會基于相同的故障電流而非必要地脫扣，至少一些公知的斷路器的電流閾值是彼此嵌套的，以避免疊加故障電流閾值。在其他一些公知的系統(tǒng)中，較低層中的斷路器在檢測到故障電流時向較高層斷路器發(fā)送協(xié)調或阻斷信號。響應阻斷信號將較上層斷路器的操作與較低層斷路器的操作協(xié)調。非正常工作的斷路器仍可能會向較高層斷路器發(fā)送阻斷信號，這將在預期較低層/失效斷路器已識別出該故障并正在嘗試處理故障的情況下操作。如果故障持續(xù)且失效的較低層斷路器未脫扣，則較高層斷路器最終將脫扣。故障檢測與脫扣之間的延遲一般將在較高層斷路器接收阻斷信號時比較低層斷路器脫扣或較上層斷路器未接收阻斷信號的情況下更長。

【發(fā)明內容】

[0006]在一個方面中，一種在區(qū)域選擇性聯鎖(ZSI)系統(tǒng)中監(jiān)視電路保護設備的方法包括，監(jiān)視與所述電路保護設備的操作關聯的變量，在故障事件之前以及至少部分地基于所監(jiān)視的變量，確定所述電路保護設備失效的可能性何時超過預定閾值，以及當所述電路保護設備失效的可能性超過所述閾值時阻止所述電路保護設備輸出ZSI阻斷信號。
[0007]在另一個方面中，一種電路保護設備包括配置成中斷流經所述電路保護設備的電流的脫扣機構以及操作性地耦合到所述脫扣機構的脫扣單元。所述脫扣單元配置成監(jiān)視流經所述電路保護設備的電流，監(jiān)視與所述電路保護設備的操作關聯的變量，確定所監(jiān)視的電流是否超過預定區(qū)域選擇性聯鎖(ZSI)阻斷閾值，在故障事件之前以及至少部分地基于所監(jiān)視的變量來確定所述電路保護設備失效的可能性何時超過預定功能性閾值，當監(jiān)視的電流超過所述ZSI阻斷閾值以及所述電路保護設備失效的可能性未超過所述功能性閾值時，輸出ZSI阻斷信號，以及當所述電路保護設備失效的可能性超過所述功能性閾值時，阻止所述ZSI阻斷信號的輸出。
[0008]在又一個方面中，一種配電系統(tǒng)包括，配置成中斷流經所述第一電路保護設備的電流的第一電路保護、位于所述第一電路保護設備下游的第二電路保護設備以及耦合到所述第二電路保護設備的監(jiān)視系統(tǒng)。所述第二電路保護設備包括，配置成中斷流經所述第二電路保護設備的電流的脫扣機構以及操作上耦合到所述脫扣機構的脫扣單元。所述脫扣單元配置成監(jiān)視流經所述第二電路保護設備的電流，確定所監(jiān)視的電流是否超過預定區(qū)域選擇性聯鎖(ZSI)阻斷閾值，以及當所述監(jiān)視的電流超過所述ZSI阻斷閾值時向所述第一電路保護設備輸出ZSI阻斷信號。所述監(jiān)視系統(tǒng)配置成監(jiān)視與所述第二電路保護設備的操作關聯的變量，在故障事件之前以及至少部分地基于所監(jiān)視的變量來確定所述第二電路保護設備失效的可能性何時超過預定功能性閾值，以及當所述第二電路保護設備失效的可能性超過所述功能性閾值時，阻止從所述第二電路保護設備輸出所述ZSI阻斷信號。
[0009]技術方案1:一種在區(qū)域選擇性聯鎖(ZSI)系統(tǒng)中監(jiān)視電路保護設備的方法，所述方法包括:
監(jiān)視與所述電路保護設備的操作關聯的變量；
在故障事件之前以及至少部分地基于所監(jiān)視的變量來確定何時所述電路保護設備失效的可能性超出預定閾值；以及
當所述電路保護裝置失效的可能性超出所述閾值時，阻止所述電路保護設備輸出ZSI阻斷信號。
[0010]技術方案2:如技術方案I所述的方法，其中所述電路保護設備是斷路器以及監(jiān)視與所述電路保護設備的操作關聯的變量包括監(jiān)視所述斷路器中的脫扣線圈。
[0011]技術方案3:如技術方案I所述的方法，其中監(jiān)視與所述電路保護設備的操作關聯的變量包括監(jiān)視自所述電路保護設備被維護以來的時間長度。
[0012]技術方案4:如技術方案I所述的方法，其中監(jiān)視與所述電路保護設備的操作關聯的變量包括監(jiān)視與所述電路保護設備的操作關聯的多個變量的組合。
[0013]技術方案5:如技術方案I所述的方法，其中阻止所述電路保護設備輸出ZSI阻斷信號包括，禁用所述電路保護設備的ZSI阻斷信號邏輯。
[0014]技術方案6:如技術方案I所述的方法，其中確定所述電路保護設備失效的可能性超出預定閾值包括，確定所述電路保護設備失效的概率超出所述預定閾值。
[0015]技術方案7:如技術方案I所述的方法，還包括:當所述電路保護裝置未正常工作的可能性超出所述閾值時提供告警。
[0016]技術方案8:如技術方案I所述的方法，還包括:將所述閾值確定為至少一個操作狀況的函數。
[0017]技術方案9:一種電路保護設備，其包括:
脫扣機構，所述脫扣機構配置成中斷流經所述電路保護設備的電流；以及脫扣單元，所述脫扣單元可操作地耦合到所述脫扣機構，所述脫扣單元配置成: 監(jiān)視流經所述電路保護設備的電流；
監(jiān)視與所述電路保護設備的操作關聯的變量；
確定所監(jiān)視的電流是否超過預定區(qū)域選擇性聯鎖(ZSI)阻斷閾值；
在故障事件之前以及至少部分地基于所述監(jiān)視的變量來確定何時所述電路保護設備失效的可能性超出預定功能性閾值；
當所述監(jiān)視的電流超過所述ZSI阻斷閾值且所述電路保護裝置未工作的可能性未超過所述功能性閾值時，輸出ZSI阻斷信號；以及
當所述電路保護設備失效的可能性超出所述功能性閾值時，阻止所述ZSI阻斷信號的輸出。
[0018]技術方案10:如技術方案9所述的電路保護設備，其中所述脫扣機構包括脫扣線圈以及所述監(jiān)視的變量指示所述脫扣線圈的功能能力。
[0019]技術方案11:如技術方案9所述的電路保護設備，其中所述監(jiān)視的變量是自所述電路保護設備被維護以來的時間長度。
[0020]技術方案12:如技術方案9所述的電路保護設備，其中所述監(jiān)視的變量是與所述電路保護設備的操作關聯的多個變量的組合。
[0021]技術方案13:如技術方案9所述的電路保護設備，其中所述脫扣單元包括ZSI輸出端口以及所述脫扣單元配置成通過中斷所述ZSI輸出端口與上游保護設備之間的連接來阻止所述ZSI阻斷信號的輸出。
[0022]技術方案14:如技術方案9所述的電路保護設備，其中所述脫扣單元配置成在所述電路保護裝置未正常工作的可能性超出所述功能性閾值時提供告警。
[0023]技術方案15:如技術方案9所述的電路保護設備，其中所述脫扣單元配置成將所述功能性閾值確定為至少一個操作狀況的函數。
[0024]技術方案16:—種配電系統(tǒng)，其包括:
第一電路保護設備，所述第一電路保護設備配置成中斷流經所述第一電路保護設備的電流；以及
位于所述第一電路保護設備下游的第二電路保護設備，所述第二電路保護設備包括: 脫扣機構，所述脫扣機構配置成中斷流經所述第二電路保護設備的電流；以及脫扣單元，所述脫扣單元操作性地耦合到所述脫扣機構，所述脫扣單元配置成:
監(jiān)視流經所述第二電路保護設備的電流；
確定所監(jiān)視的電流是否超過預定區(qū)域選擇性聯鎖(ZSI)阻斷閾值；以及當所述監(jiān)視的電流超過所述ZSI阻斷閾值時，向所述第一電路保護設備輸出ZSI阻斷信號；以及
耦合到所述第二電路保護設備的監(jiān)視系統(tǒng)，所述監(jiān)視系統(tǒng)配置成:
監(jiān)視與所述第二電路保護設備的操作關聯的變量；
在故障事件之前以及至少部分地基于所述監(jiān)視的變量來確定何時所述第二電路保護設備失效的可能性超出預定功能性閾值；以及
當所述第二電路保護設備失效的可能性超出所述功能性閾值時，阻止所述ZSI阻斷信號從所述第二電路保護設備的輸出。
[0025]技術方案17:如技術方案16所述的配電系統(tǒng)，其中所述監(jiān)視系統(tǒng)是所述第二電路保護設備的一部分。
[0026]技術方案18:如技術方案17所述的配電系統(tǒng)，其中所述第二電路保護設備脫扣機構包括脫扣線圈以及所述監(jiān)視的變量指示所述脫扣線圈的功能能力。
[0027]技術方案19:如技術方案17所述的配電系統(tǒng)，其中所述監(jiān)視的變量是自所述電路保護設備被維護以來的時間長度。
[0028]技術方案20:如技術方案16所述的配電系統(tǒng)，還包括位于所述第二電路保護設備下游的第三電路保護設備，其中所述監(jiān)視系統(tǒng)配置成在所述第二電路保護設備失效的可能性超出所述功能性閾值時允許所述第二電路保護設備脫扣單元將來自所述第三電路保護設備的ZSI阻斷信號傳遞到所述第一電路保護設備。
【附圖說明】
[0029]圖1是示范性配電系統(tǒng)的示意框圖。
[0030]圖2是