[发明专利]配电系统中的区域选择性联锁和电路保护装置监视

说明书

描述了电路保护装置、配电系统以及区域选择性联锁（ZSI）系统中的电路保护装置监视。在一个示例中，供ZSI配电系统使用的电路保护装置包括配置成中断流过电路保护装置的电流的跳闸机构和操作耦合至跳闸机构的跳闸单元。跳闸单元配置成监视流过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阈值时输出第二信号。第一和第二信号彼此不同并且不同于无信号。

背景技术

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。

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。

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。

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。

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

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。

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。