[发明专利]监测和报告区域选择性联锁电缆的线路状态的装置、系统和方法

说明书

本发明的各种实施方案涉及第一脱扣器，该第一脱扣器被配置为与设置在区域选择性联锁(ZSI)布置中的配电系统耦接。该第一脱扣器包括输入/输出电路，该输入/输出电路包括ZSI输入端子和ZSI输出端子；心跳信令模块，响应于正常状况，该心跳信令模块被配置为将第二信号传输到在比该第一脱扣器更低层级的区域中的第二脱扣器；第一监测模块，响应于正常状况，该第一监测模块被配置为监测由该第一脱扣器从更高层级区域中的第三脱扣器接收的第一信号；和第二监测模块，该第二监测模块被配置为检测故障状况。还描述了相关的系统、装置和方法。

技术领域

本文所述的各种实施方案涉及用于配电系统的装置、系统和方法，并且更具体地涉及监测和报告区域选择性联锁电缆的线路状态。

背景技术

区域选择性联锁(ZSI)，也称为区域联锁或区域抑制，是例如与脱扣器或保护继电器一起使用的通信方案，以在短路或接地故障状况下增强配电系统中的保护。增强的保护可通过跨不同区域的脱扣器或保护继电器之间的通信来实现。脱扣器可使断路器跳闸，以便在短路或接地故障状况下防止过流。然而，不同于短路或接地故障的区域中的脱扣器可能会受到不必要的影响，或其受影响的时间段比ZSI布置中的电缆中的断开或松动的线所保证的更长，从而降低配电系统的性能。

发明内容

本发明的各种实施方案涉及第一脱扣器，该第一脱扣器被配置为与设置在区域选择性联锁(ZSI)布置中的配电系统耦接。该第一脱扣器包括具有ZSI输入端子和ZSI输出端子的输入/输出电路。响应于包括该配电系统中的短路或接地故障的故障状况，ZSI输入端子被配置为输入模式，并且响应于在该配电系统中没有短路或接地故障的正常状况，ZSI输入端子被配置为输出模式。响应于故障状况，ZSI输出端子被配置为输出模式，并且响应于正常状况，ZSI输出端子被配置为输入模式。该第一脱扣器包括心跳信令模块，响应于正常状况，该心跳信令模块被配置为将第二信号传输到比该第一脱扣器更低层级的区域中的第二脱扣器；第一监测模块，响应于正常状况，该第一监测模块被配置为监测由该第一脱扣器从更高层级区域中的第三脱扣器接收的第一信号；和第二监测模块，该第二监测模块被配置为检测故障状况。

根据各种实施方案，响应于在预定持续时间内接收到该第一信号，该第一监测模块可被配置为提供良好ZSI电缆指示。在检测到由于第一脱扣器和第三脱扣器之间的松动或断开的ZSI电缆而未接收到第一信号时，该第一监测模块可被配置为提供不良ZSI电缆指示。响应于故障状况，该第一脱扣器可被配置为由该第一脱扣器从该第二脱扣器接收第三信号。该第三信号可包括具有非零电压的阻塞信号。该阻塞信号向该第一脱扣器指示在经过延迟时间之前避免跳闸。

根据各种实施方案，该ZSI输入端子可包括具有上拉电阻器的开路漏极输出模式，该上拉电阻器响应于正常状况而提供非零直流(DC)电压。该ZSI输出端子可包括响应于正常状况的基于上拉电阻器的输入模式。

根据各种实施方案，该第二脱扣器可包括自联锁跳线，该自联锁跳线被配置为将第二脱扣器的ZSI输入端子与第二脱扣器的ZSI输出端子耦接。当该第二脱扣器具有位于第二脱扣器下游的第四脱扣器时，该第二脱扣器可包括自联锁跳线，并且该第四脱扣器不包括在ZSI布置中。可以在该第二脱扣器和该第四脱扣器之间提供基于时间的协调。

该第一信号可以是第一心跳信号，并且该第二信号可以是第二心跳信号。该第二脱扣器可被配置为在安装自联锁跳线时将第三心跳信号从该第二脱扣器的ZSI输入端子发送到该第二脱扣器的ZSI输出端子。该第二心跳信号可被广播到包括该第二脱扣器的一个或多个更低层级区域脱扣器。该第一监测模块可被配置为能够在等待时间段之后检测松动或断开的ZSI电缆。可周期性地重置该第一脱扣器的ZSI输入端子和ZSI输出端子。可周期性地重置该第一脱扣器、第二脱扣器和第三脱扣器的相应ZSI输入端子和ZSI输出端子，以协调ZSI布置中的信令和/或检测。