[发明专利]电网保护

说明书

技术领域

本发明涉及用于保护电网、尤其是检测电源损失情况（a loss of mains situation）的一种方法和一种设备。

背景技术

当将分布式发电装置（DG）连接至电力系统网络并且如果主供电网断开则不允许DG发电机保持连接至网络时，通常需要电源损失（LOM）保护。该情况也称作不期望的孤立运行。

在正常运行中，当将分布式发电的发电机连接至电力系统网络时，在发电机的端子电压和电磁力之间存在相位差。这在图1中示出，其中电力系统网络/馈电网用附图标记100表示并且分布式发电机系统/网络用附图标记102表示。E_m是电磁力，X_d是电抗并且I_发电机是分布式发电的发电机的电流。Z是网络中的负载阻抗，并且V_m是发电机的端子电压。E_m和V_m之间的电压降ΔV可以如（1）计算：

（1）ΔV=X_d＊I_发电机

右侧的矢量表示电压降ΔV如何与V_m和E_m相关。

图2示出故障情况，其中例如，通过打开变电站开关设备处的断路器来断开供电网（100），并且DG发电机（102）保持连接至孤立网络。如通过右侧的相量表示所示出的那样，作为增加的电流I_发电机的结果是，电压降获得新的数值。当发生这种情况时，DG发电机102的端子电压V_m突然转变成新的数值。

在常规的方法中，对端子电压V_m的变化的检测已经通过对所测量的正弦电压信号的连续的半周期的时间间隔进行测量来进行，这在图3中示出。在该方法中，对半周期π间隔的计算从过零检测开始并且以过零检测结束。在图3中，在第三个半周期中出现网络中的故障，由此在π+Δθ时刻、而不是在主要时刻π出现信号的过零。

信号谐波和其他的测量干扰可以容易地引起对测量的误操作。另外的问题是过零处附近的振荡，这在实际中已经要求对信号进行迟滞处理。甚至可以通过存在于信号中的直流分量来防止过零检测。

在WO2011/038756中公开另一现有技术，这涉及“Novel protection methods for active distribution networks with high penetrations of distributed generation,Year II report authored by A.Dysko,G.Burt and R.Bugdal,June2006”。其公开基于“方法1”的具有局部延迟电压角信号的频域。在该方法中，将最近且任意延迟第一谐波的过往的fft相量角相减，并且如果差值超过阈值，那么应用保护功能。在WO2011/038756中公开的方法具有下述缺点，对电网中的故障情况的指示是缓慢的。这为对网络变化做出反应留下更少的时间，这例如可以导致材料损坏或引起安全危险。

因此，存在对电网中的改进的电源损失检测的需要。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种保护继电器和一种方法以便减轻上述缺点。本发明的目的通过在独立权利要求中限定的保护继电器和方法来实现。本发明的一些优选的实施方式在从属权利要求中公开。

附图说明

下面，借助于优选的实施方式参考附上的附图来更加详细地描述本发明，其中

图1示出在包含供电网和分布式发电机的网络中的已经公开的正常情况；

图2示出在包含供电网和分布式发电机的网络中的已经公开的故障情况；

图3示出从在分布式发电机处测量的信号中检测故障情况的已经公开的现有技术的方法；

图4示出根据本发明的方法的实施方式；

图5示出频域信号的实例；

图6示出矢量/相量比较的实施方式；和

图7示出根据本发明的设备的实施方式。

具体实施方式

图4示出方法的实施方式。该方法应用在包括供电网和连接至供电网的分布式发电机网络的电网中。因此，供电网在此涉及主馈电网，并且分布式发电机网络涉及可以为主网络提供附加电力的子网络。该实施方式涉及下述情况：主网络由于一些原因断开，并且建立网络保护功能，使得分布式发电机网络在主网络的故障情况下同样断开。