用于監(jiān)測高壓斷路器系統(tǒng)的監(jiān)測單元,監(jiān)測系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及監(jiān)測斷路器系統(tǒng)的領(lǐng)域，尤其是高壓電應(yīng)用中的斷路器系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明涉及用于連續(xù)監(jiān)測斷路器系統(tǒng)的開關(guān)狀態(tài)和/或電氣狀況的監(jiān)測系統(tǒng)。進(jìn)一步，本發(fā)明涉及斷路器系統(tǒng)中的附加組件狀況的監(jiān)測的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在高壓斷路器系統(tǒng)，例如發(fā)電機(jī)電路斷路器系統(tǒng)(GCB系統(tǒng))中，系統(tǒng)中主斷路器的開關(guān)狀態(tài)傳統(tǒng)地由驅(qū)動該斷路器的相應(yīng)操作機(jī)制的運(yùn)動所激發(fā)的附加開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)確定。該附加開關(guān)組件機(jī)械地耦合到斷路器的操作機(jī)制，并且配置為產(chǎn)生指示操作機(jī)制的位置的電信號，由此來指示斷路器的開關(guān)狀態(tài)。
[0003]雖然用于監(jiān)測電路斷路器的開關(guān)狀態(tài)的該方法很簡單而且容易實(shí)現(xiàn)，這種測量的非直接屬性會導(dǎo)致當(dāng)驅(qū)動、操作機(jī)制和相應(yīng)電路斷路器之間的機(jī)械連接出現(xiàn)故障的情況下，斷路器系統(tǒng)中開關(guān)狀態(tài)的錯(cuò)誤監(jiān)測。尤其是，在系統(tǒng)中使用一個(gè)操作機(jī)制來驅(qū)動電路斷路器的所有相時(shí)，當(dāng)斷路器的所有相未處于同一狀態(tài)時(shí)會出現(xiàn)狀況，這將帶來嚴(yán)重的不對稱故障。
[0004 ]而且，斷路器系統(tǒng)可能包括被直接驅(qū)動的附加的串聯(lián)連接的隔離器(disconnector)，這樣沒有可用的附加開關(guān)來監(jiān)測隔離器的狀態(tài)。
[0005]此外，斷路器系統(tǒng)可能包括接地開關(guān)，其用于維護(hù)期間的安全目的。當(dāng)斷路器或者隔離器中任一個(gè)關(guān)閉時(shí)，接地開關(guān)不應(yīng)當(dāng)閉合。相反，如果任何一個(gè)接地開關(guān)閉合，則斷路器或者隔離器都不應(yīng)當(dāng)閉合。接地開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)是相對安全的并且非常感興趣去確定其開關(guān)狀態(tài)。
[0006]除了開關(guān)狀態(tài)外，需要進(jìn)一步監(jiān)測電氣狀況以獲得它們在斷路器系統(tǒng)中的剩余壽命，該電氣狀況指示斷路器系統(tǒng)的組件的電氣狀況。這使得能夠在故障發(fā)生前檢測、保留或者替換關(guān)鍵組件。
[0007]本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有簡單的設(shè)置和較少數(shù)量的監(jiān)測單元以監(jiān)測高壓斷路器系統(tǒng)中的開關(guān)，如主斷路器，隔離器，接地開關(guān)或類似組件，的開關(guān)狀態(tài)和/或電氣狀況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]通過如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測單元，如進(jìn)一步的獨(dú)立權(quán)利要求所述的監(jiān)測系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)和斷路器系統(tǒng)的組合、以及用于操作監(jiān)測單元的方法能夠達(dá)到該目的。在從屬權(quán)利要求指示了其它實(shí)施例。
[0009]根據(jù)第一方面，提供一種用于監(jiān)測高壓電路斷路器系統(tǒng)中的開關(guān)狀態(tài)和/或電氣狀況的監(jiān)測系統(tǒng)，包括至少兩個(gè)監(jiān)測單元，每個(gè)監(jiān)測單元(20)包括:
[0010]-注入單元，配置成向斷路器系統(tǒng)注入測試信號；
[0011 ]-接收單元，用于從斷路器系統(tǒng)接收注入測試信號；以及
[0012]-耦合開關(guān)，配置成可選擇地將該注入單元或該接收單元耦合至該斷路器系統(tǒng)，其中該至少兩個(gè)監(jiān)測單元中的每一個(gè)正好耦合至高壓電路斷路器系統(tǒng)(I)中的至少兩個(gè)節(jié)點(diǎn)(N1，N2，N3)中的一個(gè)。
[0013]上述監(jiān)測單元配置為在斷路器系統(tǒng)中操作，其中例如為瞬態(tài)信號或周期測試信號的測試信號被注入到該斷路器系統(tǒng)的一個(gè)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)，并且至少在該斷路器系統(tǒng)的其它監(jiān)測節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)接收對應(yīng)的測試信號。特別地，在串聯(lián)耦合有多個(gè)電路斷路器和/或隔離器的系統(tǒng)中，當(dāng)其中一個(gè)電路斷路器和/或隔離器處于斷開狀態(tài)時(shí)，通常不可能僅僅使用兩個(gè)監(jiān)測單元去分析電路斷路器和/或隔離器的所有相對狀態(tài)和狀況。實(shí)際上，為了監(jiān)測斷路器系統(tǒng)中的電路斷路器或隔離器的開關(guān)狀態(tài)和/或電氣狀況，需要將注入單元和接收單元對應(yīng)連接到電路斷路器或者隔離器的每一個(gè)終端節(jié)點(diǎn)。
[0014]由于注入單元和接收單元中的每一個(gè)需要通過親合單元親合到主線路，隨著每一個(gè)附加的監(jiān)測單元，主線路的整體電容值可能增加。因此上述監(jiān)測單元包括耦合裝置以及耦合開關(guān)，該耦合開關(guān)配置成切換注入單元或者接收單元至該耦合裝置，這樣該監(jiān)測單元可以用作注入部件或者接收部件。這允許通過單獨(dú)耦合裝置將電路斷路器和隔離器之間的節(jié)點(diǎn)耦合至監(jiān)測單元，這樣不會施加額外的電容值。因此，多個(gè)監(jiān)測單元可耦合到不同的節(jié)點(diǎn)或者高壓系統(tǒng)，在該高壓系統(tǒng)中每一個(gè)監(jiān)測單元能夠作為注入部件和接收部件運(yùn)行，以分析和監(jiān)測在兩個(gè)對應(yīng)節(jié)點(diǎn)之間耦合的組件。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，可提供耦合裝置以用于耦合至斷路器系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)，其中特別地耦合裝置提供對被耦合斷路器系統(tǒng)的電絕緣。
[0016]進(jìn)一步，在耦合開關(guān)將接收單元耦合至斷路器系統(tǒng)的情況下，監(jiān)測單元控制器配置為:
[0017]-從接收到的測試信號中產(chǎn)生印跡(footprint)數(shù)據(jù)；以及
[0018]-比較該印跡數(shù)據(jù)和提供的參考印跡數(shù)據(jù)以得到該斷路器系統(tǒng)的電氣狀況是否屬于全操作斷路器系統(tǒng)的指示。
[0019]根據(jù)實(shí)施例，監(jiān)測單元控制器可配置為:
[0020]-檢測由接收單元接收的測試信號是否存在和/或其特性；以及
[0021]-根據(jù)接收的測試信號的存在性和/或其特性來確定該斷路器系統(tǒng)的開關(guān)狀態(tài)的指示。
[0022]監(jiān)測可通過比較產(chǎn)生的印跡數(shù)據(jù)和預(yù)先存儲的參考印跡數(shù)據(jù)來執(zhí)行。該印跡數(shù)據(jù)從該接收的測試信號中提取并且代表了斷路器系統(tǒng)的一部分的行為，斷路器系統(tǒng)的該部分位于耦合至具有已激活的注入器的監(jiān)測單元的對應(yīng)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)和耦合至具有已激活的接收單元的監(jiān)測單元的對應(yīng)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)之間。
[0023]根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，在耦合開關(guān)將接收單元耦合至斷路器系統(tǒng)的情況下，(該)監(jiān)測單元控制器可配置為:
[0024]-接收有關(guān)該斷路器系統(tǒng)的開關(guān)狀態(tài)配置的指示；以及
[0025]-核對該接收到的開關(guān)狀態(tài)配置是否對應(yīng)于通過該接收到的測試信號的存在性和/或特性而確定的配置。
[0026]可以這樣提供，監(jiān)測控制單元耦合至每一個(gè)監(jiān)測單元來控制監(jiān)測單元，以使得監(jiān)測單元中的一個(gè)行動以注入該測試信號而使其它監(jiān)測單元行動以接收注入測試信號。
[0027]進(jìn)一步，可配置該監(jiān)測控制單元連續(xù)地控制監(jiān)測單元，這樣兩個(gè)或者更多個(gè)監(jiān)測單元可連續(xù)行動以注入該測試信號。
[0028]此外，可通過監(jiān)測控制單元控制監(jiān)測單元以連續(xù)地使監(jiān)測單元中的一個(gè)注入該測試信號而其它監(jiān)測單元接收該注入的測試信號。
[0029]根據(jù)另一方面，提供斷路器系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)的組合，其中該斷路器系統(tǒng)具有定義至少兩個(gè)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)斷路器，其中該監(jiān)測單元耦合至監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的每一個(gè)。
[0030]根據(jù)另一方面，提供一種操作上述監(jiān)測單元的方法，其包括如下步驟:
[0031]-控制監(jiān)測單元，使得監(jiān)測單元中的一個(gè)行動以注入該測試信號而使其它監(jiān)測單元行動以接收注入測試信號；以及
[0032]-根據(jù)該接收的測試信號中的至少一個(gè)發(fā)信號通知故障。
【附圖說明】
[0033]將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，其中:
[0034]圖1示出了包括三個(gè)監(jiān)測單元的發(fā)電機(jī)電路斷路器系統(tǒng)的單相示意圖；
[0035]圖2示出了應(yīng)用在圖1所示的發(fā)電機(jī)電路斷路器系統(tǒng)中的監(jiān)測單元的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]圖1示例性地示出了發(fā)電機(jī)電路電路斷路器系統(tǒng)I，其具有電源輸入端11(例如，可連接電力發(fā)電機(jī)至該端)和電源輸出端12(例如，可連接接至電網(wǎng)的步進(jìn)變壓器至該端)。該發(fā)電機(jī)電路電路斷路器系統(tǒng)I是包括在高壓電路應(yīng)用中的每一相需要的電路斷路器，隔離器和其它組件的高壓系統(tǒng)的示例。為了簡單起見，該示出的發(fā)電機(jī)電路斷路器系統(tǒng)I描述為單相系統(tǒng)，而對于多相系統(tǒng)而言，該示出的系統(tǒng)在相應(yīng)的數(shù)量的時(shí)間內(nèi)存在。
[0037]為監(jiān)測電氣狀況，尤其是斷路器，隔離器，以及接地開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，還有其它電氣組件的狀況，提供監(jiān)測系統(tǒng)2。
[0038]該電路斷路器系統(tǒng)I包括輸送電力的主線路3ο該主線路3包括串聯(lián)連接的組件，例如電路斷路器15，和諸如隔離器16和電流互感器13的其它電力組件，由此形成節(jié)點(diǎn)。這些節(jié)點(diǎn)可耦合至其它電力組件。這些節(jié)點(diǎn)可用于監(jiān)測該電路斷路器系統(tǒng)I的電氣狀況。
[0039]具體地，輸入端11經(jīng)由電流互感器13連接至第一監(jiān)測節(jié)點(diǎn)NI。