[发明专利]继电器装置以及相应的方法

说明书

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本文中参考的非专利文献

本文中引用了下面的文献，并且在此并入这些文献作为参考：

[1]“用于低压开关中电路断路器的保护和控制的单处理器原理”(“TheSingle-Processor-Concept for Protection and Control of Circuit Breakers inLow-Voltage Switchgear”，M Valdes，T Papallo & I Purkayastha，IEEE TransactionsJuly/August 2004，pp.932-940.)。

[2]“执行弧闪危害计算的IEEE指南”(“IEEE Guide for Performing Arc-FlashHazard Calculations”，IEEE Standard 1584-2002，Published by The institute ofElectrical and Electronic Engineers，Inc.NY，NY.)。

缩写以及首字母缩略词列表

下面是本文中使用的缩写以及首字母缩略词的部分列表：

HRG  高电阻接地

PPE  个人保护设备

HRC# 危险种类#

ST   短时

PU   拾取

CB   断路器

MCC  马达控制中心

FLA  全负载安培

ZSI  区域选择互锁

RMS  均方根

CT   电流互感器

ZSI  区域选择互锁

PDZ  局部差动区域

RC   反向电流

PRC  反向电流保护

TCC  时间电流曲线

MCCB 模制壳断路器

技术领域

本发明总的来说涉及继电器，更具体地，涉及电力系统保护继电器。

背景技术

引言。时基协调和保护是协调低压配电系统的标准基础。诸如区域选择互锁以及母线差动保护这样的加强性保护可用于加快保护器件的操作。然而，这些改进的成本非常大，难于实现，并且不能如希望的那样采用一般技术来起作用。然而，故障清除速度以及选择性的潜在效益在当今的弧闪(arc-flash)以及可靠性已知环境方面比以前任何时候都更有价值。本文的说明书中引入的是一些与包括缺陷的常规保护改进相关的问题，以及实现区域基保护的更有效的方法，从而在维持宽范围的故障幅值，系统结果以及负载类型的选择性同时实现快速故障保护。

期望低压配电系统在包括但不局限于成本和大小的范围内采用可靠的技术来传递可靠的功率。选择，安装和调节保护器件以快速工作，选择性地并且可靠地保护低压配电系统。传统上，已经通过这样一种方法引入了保护：对于故障电流的任何特定值(也称作过载电流或者过电流)，靠近故障过电流的下游器件更快于远离故障过电流的上游器件。图20示出了例如在ZSI方案中使用的现有技术的时基协调继电器电路的功能电路方框图。图20的方框图包括连接到接口模块上的跳闸单元。每个干线和馈电线断路器以及连接线断路器都对应有跳闸单元。这些跳闸单元连接到接口模块上。干线由例如象一个或多个公共发电机那样的电源进行馈电。跳闸单元和接口模块的使用是通过跳闸单元之间的模拟电压信号进行通信的一个例子。该信号是跳闸或者不跳闸信号。虚线正方形F1，F2，F3，F4和F5示出了故障的示意性位置。这种时基协调可以实现良好的系统选择性；然而，该系统选择性以一些被协调继电器的速度为代价来实现。在大的电力系统中，重要的主要器件(即，诸如干线断路器的上游，源侧保护器件)被极大延时到使得时间上可以选择性清除各级负载侧器件。为了改进时基协调，通常采用下面的方法：1)区域选择互锁，以及2)差动保护(即，母线差动)。

这些方法中存在操作不当的局限以及危险。下面也将进行讨论，同时还将讨论如何采用单处理器原理[1]来减少这些危险。

区域选择性互锁和差动保护可改进保护器件(即，加速保护器件操作时间)。另外，清除速度对弧闪能量产生影响。这些方法中存在不当操作的局限以及危险。下面也将进行讨论，同时还将讨论如何采用单处理器概念[1]来减少这些危险。