[发明专利]功率流控制系统及传输线故障的检测、报告和响应方法

说明书

描述了具有传输线故障的早期检测和报告的模块化功率流控制系统。用于闭合旁路开关并报告故障的响应时间对于硬故障小于200微秒、对于软故障较长。不要求距离继电器的重新编程。使用故障检测传感器套件表征传输线故障，通常包括至少电流传感器（诸如电流变压器）和电流改变率传感器（诸如罗氏线圈），以及在一些实施例中包括温度传感器。公开了其它实施例。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年7月23日提交的美国临时专利申请No.62/702,223的权益，其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开涉及电力传输线中的故障的快速检测和报告。这创建了对于人员的改进的安全的潜能以及限制电力分配系统中的损坏的可能性。

背景技术

已经开发出无变压器功率流控制系统，其与包含隔离变压器的系统相比具有减小的大小和重量。

存在的故障检测系统已经包括了距离继电器。在分布式电力线网中，在网的每个分支的每一端处具有距离继电器的情况下，可以估计故障的位置，使得可以迅速地处理故障并且保护人的安全。例如，故障可以是从线到地或从线到线(相到相)，具有可能故障的多个组合。

例如，当安装由无变压器静态同步串联转换器(TL-SSSC)组成的功率流控制系统时，重要的是安装不干扰存在的距离继电器的操作，以及此外，不要求这些继电器的任何重新编程。

因此，本领域中存在对故障检测系统的需要，其不干扰存在的距离继电器或要求存在的距离继电器的重新编程，并且提供比先存在保护系统可用的对故障的更快响应，使得电力分配系统可以采取迅速的校正动作，以限制损坏和保卫人员。

发明内容

本发明的一个方面，提供一种用于电力传输线的功率流控制系统，包括：至少一个阻抗注入模块，其耦合到所述电力传输线，每个阻抗注入模块包括电流变压器、罗氏线圈、微处理器和存储器；旁路开关，其耦合在所述至少一个阻抗注入模块周围；其中所述存储器包含由所述处理器可执行的指令，以处理来自所述电流变压器和来自所述罗氏线圈的输出来确定所述电力传输线中的电流和电流改变率；以及，以使用包括所述电力传输线中的电流和电流改变率的变量的数学方程来将计算值与预定阈值进行比较以表征可能已经发生的故障，并且如果故障已经发生，则闭合所述旁路开关，其中针对所述计算值的所述数学方程具有形式A(I)+B(dI/dt)，其中I为所述电力传输线电流，dI/dt为所述电力传输线电流改变率，以及A和B为常数。

本发明的另一个方面，提供一种用于传输线故障的早期检测和报告的方法，包括：提供至少一个阻抗注入模块；提供旁路开关；提供至少一个电流传感器；提供微处理器；提供包含由所述处理器可执行的指令的存储器，以处理来自所述至少一个电流传感器的输出来确定故障期间的所述传输线中的电流和电流改变率；应用包括变量所述传输线中的电流和电流改变率的数学方程，以通过将计算值与预定阈值进行比较来表征可能已经发生的故障；基于所述比较决定是否要闭合所述旁路开关；基于所述比较决定是否要报告所述故障；当决定这样做时闭合所述旁路开关；以及，当期望时将所述故障报告给支持系统，其中针对所述计算值的所述数学方程具有形式A(I)+B(dI/dt)，其中I为所述传输线电流，dI/dt为所述传输线电流改变率，以及A和B为常数。

本发明的又一个方面，提供一种用于检测和响应于电力传输线的相中的故障电流的方法，包括：提供故障检测传感器套件，其具有多个故障检测仪器，所述故障检测仪器至少包括电流变压器、罗氏线圈和温度传感器；由所述电流变压器感测的所述电力传输线中的电流和由所述罗氏线圈感测的所述电力传输线中的电流改变率；使用包括所述电力传输线中的电流和电流改变率的变量的数学方程来将计算值与预定阈值进行比较；当所述计算值超过所述预定阈值时，闭合旁路开关，其中针对所述计算值的所述数学方程具有形式A(I)+B(dI/dt)，其中I为所述电力传输线电流，dI/dt为所述电力传输线电流改变率，以及A和B为常数。