[发明专利]在功率波动期间的智能电子装置操作

说明书

本文描述了在功率波动期间操作智能电子装置(IED)的示例。在示例中，接收用于相位的电压测量值并且对其采样。基于电压测量值计算电压样本的均方根(RMS)值。基于RMS值计算用于每个相的德尔塔量。RMS值和德尔塔量中的每个都与相应的采样时刻相关联。响应于德尔塔量大于预定阈值，检测峰值德尔塔量。确定与峰值德尔塔量相关联的采样时刻和与第一德尔塔量相关联的采样时刻之间的时间间隔。基于时间间隔与阈值时间的比较，干扰状态可以被检测为功率波动，并且因此可以阻止在IED处的故障检测。

技术领域

本发明总体上涉及电力传输系统。更具体地，本发明涉及在功率波动状态下操作智能电子装置(IED)。

背景技术

一种或多种电力系统装置，例如，阻抗式距离继电器和智能电子装置(IED)，通常用于监测和保护电网中的传输线路。电网的电力系统通常在稳态条件下操作。在稳态条件下，电力系统设备和传输线路承载标称电压和电流，这促使电力系统和电网正常操作。当在传输线路中发生电气干扰时，电网的稳定状态会受影响。

电气干扰，例如，电气故障和功率波动，可能会导致电力系统偏离稳态。这些故障可能会导致电流中断、设备损坏以及危及人类生命。电气故障导致电压和电流偏离标称值。当发生故障时，导致过高的电流流过，这对电力系统设备和装置是不利的。功率波动是指在传输线路上的有功功率流和无功功率流的振荡。由于电力系统故障、线路切换、发电机断开以及开启/关闭大块负载而可能会发生功率波动。

保护装置，例如，距离继电器/智能电子装置(IED)，被设计为提供传输线路的主要和备用保护。在电网的稳态条件下，线路电压的值保持大于线路电流。当发生故障时，电流的幅值(magnitude)上升并且电压降低，从而使传输线路的故障段的线路阻抗(线路电压与电流之比)降低。距离继电器/IED持续地监测线路电流和电压流。如果电压与电流相量的比率(阻抗)低于设定在继电器/IED中的预定阈值，则继电器/IED进入其操作区中并且向开关部件(例如，断路器)发送跳闸命令，以便断开电路，从而保护电力系统的部件免受损坏。这预计仅在正常短路故障条件期间发生。然而，在特殊情况(例如，负载侵入和功率波动状态)期间，由继电器/IED所测到的阻抗可以进入跳闸边界中。由于严峻的负载条件，负载侵入可以导致阻抗继电器进行不期望的操作。存在有若干方法来防止由于负载侵入引起的误操作，例如，通过改变阻抗特性的形状和通过实施负载盲区(blinder)方案，等等。

另一种情形是功率波动。功率波动经常是由严重干扰引起的，例如，传输线路的跳闸、发电的损失和大块负载的切换。在功率波动期间，传输线路的表观阻抗会进入IED的操作特性内，这是由于在功率波动期间可以同时出现电流的最大振幅和电压的最小振幅。结果，即使在没有故障的情况下，IED也可能进入其操作区并且倾向于鉴于由IED测量的表观阻抗而跳闸。基于此，功率波动可能会被误解为故障，并且IED会跳闸，从而导致级联线路中断。

附图说明

以下详细的描述参照附图，其中：

图1示出根据示例的双源等效电网的框图；

图2示出根据示例的智能电子装置(IED)的框图；

图3示出根据示例的曲线图，其描绘与针对时间标绘的采样时刻相关联的电压的RMS值；

图4示出根据示例的曲线图，其描绘与针对滤波之后的时间标绘的采样时刻相关联的电压的RMS值；

图5示出根据示例的曲线图，其描绘与针对时间标绘的相应采样时刻相关联的电压的德尔塔(delta)量；

图6示出根据示例的曲线图，其描绘与针对滤波之后的时间标绘的相应采样时刻相关联的电压的德尔塔量；

图7示出根据示例的曲线图，其描绘针对时间标绘的两个相继德尔塔量之间的幅值差；

图8示出根据示例的曲线图，其指示在电气干扰的不同情形下由德尔塔量达到其峰值所花费的时间；以及