專利名稱：電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)中，當(dāng)功率流突然增大，或者無功功率的需求和供應(yīng)之間出現(xiàn)顯著的不平衡時(shí)，可能出現(xiàn)系統(tǒng)電壓顯著跌落的情況。當(dāng)系統(tǒng)電壓跌落時(shí)，通過連接到電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)的無功功率控制或者相位調(diào)節(jié)設(shè)備的無功功率供應(yīng)來嘗試恢復(fù)系統(tǒng)電壓以穩(wěn)定地維持系統(tǒng)電壓。
另一方面，系統(tǒng)負(fù)載的增加也會引起系統(tǒng)電壓跌落，可能出現(xiàn)例如夏季電力高峰空調(diào)負(fù)載的增加引起系統(tǒng)電壓顯著跌落的情況。空調(diào)負(fù)載具有與感應(yīng)電機(jī)負(fù)載相同的特性，其中當(dāng)終端電壓跌落到一定值以下時(shí)，產(chǎn)生動作以嘗試將有效功率維持在恒定水平，并且輸入電流增大。因此，如果終端電壓由于空調(diào)負(fù)載的增加而跌落，則消耗的無功功率突然增加，電力系統(tǒng)的系統(tǒng)電壓由于無功功率的突然增加而跌落得更多，穩(wěn)定地維持系統(tǒng)電壓變得困難。
作為避免系統(tǒng)電壓由于電力系統(tǒng)負(fù)載的增加而跌落的措施，當(dāng)系統(tǒng)電壓跌落到預(yù)定值以下時(shí)，使電力系統(tǒng)的一部分負(fù)載脫落。在這種情況下，根據(jù)如何選擇系統(tǒng)電壓的預(yù)定值，可能出現(xiàn)在系統(tǒng)電壓的正常電壓變化或者大的電功率振蕩時(shí)進(jìn)行不必要的負(fù)載脫落的情況。
考慮到這種情況，作為避免由空調(diào)負(fù)載的無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落的措施，日本特開平4-109818號公報(bào)已經(jīng)公開了一種系統(tǒng)，其中當(dāng)同時(shí)滿足系統(tǒng)負(fù)載的導(dǎo)納的變化率和變化量大于各自的預(yù)定值的條件和母線電壓小于預(yù)定值的條件并持續(xù)預(yù)定時(shí)間段時(shí)，發(fā)出負(fù)載脫落命令。這使得可以早判斷電壓跌落現(xiàn)象，還可以正確地檢測逐漸電壓跌落現(xiàn)象。
然而，在通過輸電網(wǎng)連接多個(gè)母線的電力系統(tǒng)中，大的系統(tǒng)負(fù)載連接到整個(gè)電力系統(tǒng)，而從母線中的每一個(gè)供應(yīng)電力，因此，實(shí)際上不可能找到整個(gè)電力系統(tǒng)的系統(tǒng)負(fù)載的導(dǎo)納。
在通過輸電網(wǎng)連接多個(gè)母線的電力系統(tǒng)中，各系統(tǒng)負(fù)載連接到各母線，從各母線向各系統(tǒng)負(fù)載供電。此外，在各母線之間出現(xiàn)母線電壓的變化，或者在母線之間傳輸和接收電力。因此，即使通過輸電網(wǎng)連接，在各母線之間存在各種電特性的變化，作為單一的電力系統(tǒng)難以處理各種電量。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其能夠以高靈敏度檢測由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落而不會進(jìn)行錯(cuò)誤的判斷，并且即使在通過輸電網(wǎng)連接母線的電力系統(tǒng)中也能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行保護(hù)操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)，其特征在于包括主設(shè)備，用于獲取電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)上位變電站的系統(tǒng)電量；以及終端設(shè)備，用于獲取從上位變電站接收電力并向負(fù)載供電的一個(gè)或者多個(gè)下位變電站的系統(tǒng)電量，其中主設(shè)備包括系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號，當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號；系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓在短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號，當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號；操作優(yōu)先選擇單元，其當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓的電壓跌落大時(shí)早輸出操作優(yōu)先選擇信號，當(dāng)電壓跌落小時(shí)晚輸出操作優(yōu)先選擇信號；以及輸出允許單元，其在由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落事件中輸出輸出允許信號，以及終端設(shè)備包括負(fù)載脫落輸出單元，其當(dāng)從主設(shè)備接收到系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號和操作優(yōu)先選擇信號時(shí)，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的下位變電站的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落；以及負(fù)載脫落選擇輸出單元，其當(dāng)從主設(shè)備接收到系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號和輸出允許信號時(shí)，選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。
系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元可以構(gòu)成為具有從長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓逐漸跌落的短判斷時(shí)間區(qū)域向長判斷時(shí)間區(qū)域變小的預(yù)定值，在短判斷時(shí)間區(qū)域內(nèi)早檢測大的電壓跌落率，在長判斷時(shí)間區(qū)域內(nèi)檢測小的電壓跌落率。此外，系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元可以構(gòu)成為當(dāng)檢測到短路故障或者接地故障時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號。此外，輸出允許單元可以構(gòu)成為當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓和電流從上位變電站看下位變電站時(shí)的負(fù)載阻抗落入預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，判斷為電壓突然跌落是由無功功率特性導(dǎo)致的，并輸出輸出允許信號。
此外，負(fù)載脫落輸出單元可以構(gòu)成為基于連接到下位變電站的負(fù)載的負(fù)載電壓和負(fù)載功率因數(shù)二者或者至少其中之一來判斷由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落的影響，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的下位變電站的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落，或者此外，負(fù)載脫落輸出單元可以構(gòu)成為通過縮短其時(shí)間限制操作，對具有越低的負(fù)載電壓和越小的負(fù)載功率因數(shù)的下位變電站越早輸出負(fù)載脫落命令。
此外，負(fù)載脫落選擇輸出單元可以構(gòu)成為基于連接到下位變電站的負(fù)載的負(fù)載電壓和負(fù)載功率因數(shù)二者或者至少其中之一來選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。
優(yōu)選將系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元或者系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元的電壓恢復(fù)設(shè)定值設(shè)定為高于系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元或者系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元已經(jīng)工作時(shí)的系統(tǒng)電壓的電壓。
此外，本發(fā)明的用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于包括主設(shè)備，用于獲取電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)上位變電站的系統(tǒng)電量；以及終端設(shè)備，用于獲取從上位變電站接收電力并向負(fù)載供電的一個(gè)或者多個(gè)下位變電站的系統(tǒng)電量，其中主設(shè)備包括系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號，當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號；以及系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓在短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號，當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號，以及終端設(shè)備包括負(fù)載脫落輸出單元，其當(dāng)從主設(shè)備接收到系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號時(shí)，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的下位變電站的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落；以及負(fù)載脫落選擇輸出單元，其當(dāng)從主設(shè)備接收到系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號時(shí)，依次使被允許負(fù)載脫落的負(fù)載脫落。
系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元可以構(gòu)成為具有從長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓逐漸跌落的短判斷時(shí)間區(qū)域向長判斷時(shí)間區(qū)域變小的預(yù)定值，在短判斷時(shí)間區(qū)域內(nèi)早檢測大的電壓跌落率，在長判斷時(shí)間區(qū)域內(nèi)檢測小的電壓跌落率。系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元可以構(gòu)成為當(dāng)檢測到短路故障或者接地故障時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號。
此外，負(fù)載脫落輸出單元可以構(gòu)成為基于連接到下位變電站的負(fù)載的負(fù)載電壓和負(fù)載功率因數(shù)二者或者至少其中之一來判斷由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落的影響，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的下位變電站的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落，或者此外，負(fù)載脫落輸出單元可以構(gòu)成為通過縮短其時(shí)間限制操作，對具有越低的負(fù)載電壓和越小的負(fù)載功率因數(shù)的下位變電站越早輸出負(fù)載脫落命令。
此外，負(fù)載脫落選擇輸出單元可以構(gòu)成為基于連接到下位變電站的負(fù)載的負(fù)載電壓和負(fù)載功率因數(shù)二者或者至少其中之一來選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。
還優(yōu)選將系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元或者系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元的電壓恢復(fù)設(shè)定值設(shè)定為高于系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元或者系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元已經(jīng)工作時(shí)的系統(tǒng)電壓的電壓。
此外，本發(fā)明的用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于包括主設(shè)備，用于獲取電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)上位變電站的系統(tǒng)電量；以及終端設(shè)備，用于獲取從上位變電站接收電力并向負(fù)載供電的一個(gè)或者多個(gè)下位變電站的系統(tǒng)電量，其中主設(shè)備包括系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號，當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號；以及操作優(yōu)先選擇單元，其當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓的電壓跌落大時(shí)早輸出操作優(yōu)先選擇信號，當(dāng)電壓跌落小時(shí)晚輸出操作優(yōu)先選擇信號，以及終端設(shè)備包括負(fù)載脫落輸出單元，其當(dāng)從主設(shè)備接收到系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號和操作優(yōu)先選擇信號二者時(shí)，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的下位變電站的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落。
系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元可以構(gòu)成為具有從長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓逐漸跌落的短判斷時(shí)間區(qū)域向長判斷時(shí)間區(qū)域變小的預(yù)定值，在短判斷時(shí)間區(qū)域內(nèi)早檢測大的電壓跌落率，在長判斷時(shí)間區(qū)域內(nèi)檢測小的電壓跌落率。
此外，負(fù)載脫落輸出單元可以構(gòu)成為基于連接到下位變電站的負(fù)載的負(fù)載電壓和負(fù)載功率因數(shù)二者或者至少其中之一來判斷由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落的影響，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的下位變電站的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落，或者此外，負(fù)載脫落輸出單元可以構(gòu)成為通過縮短其時(shí)間限制操作，對具有越低的負(fù)載電壓和越小的負(fù)載功率因數(shù)的下位變電站越早輸出負(fù)載脫落命令。
還優(yōu)選將系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元的電壓恢復(fù)設(shè)定值設(shè)定為高于系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元已經(jīng)工作時(shí)的系統(tǒng)電壓的電壓。
此外，本發(fā)明的用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于包括主設(shè)備，用于獲取電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)上位變電站的系統(tǒng)電量；以及終端設(shè)備，用于獲取從上位變電站接收電力并向負(fù)載供電的一個(gè)或者多個(gè)下位變電站的系統(tǒng)電量，其中主設(shè)備包括系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號，當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號，以及終端設(shè)備包括負(fù)載脫落輸出單元，其當(dāng)從主設(shè)備接收到系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號時(shí)，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的下位變電站的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落。
系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元可以構(gòu)成為具有從長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓逐漸跌落的短判斷時(shí)間區(qū)域向長判斷時(shí)間區(qū)域變小的預(yù)定值，在短判斷時(shí)間區(qū)域內(nèi)早檢測大的電壓跌落率，在長判斷時(shí)間區(qū)域內(nèi)檢測小的電壓跌落率。
此外，負(fù)載脫落輸出單元可以構(gòu)成為基于連接到下位變電站的負(fù)載的負(fù)載電壓和負(fù)載功率因數(shù)二者或者至少其中之一來判斷由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落的影響，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的下位變電站的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落，或者此外，負(fù)載脫落輸出單元可以構(gòu)成為通過縮短其時(shí)間限制操作，對具有越低的負(fù)載電壓和越小的負(fù)載功率因數(shù)的下位變電站越早輸出負(fù)載脫落命令。
還優(yōu)選將系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元的電壓恢復(fù)設(shè)定值設(shè)定為高于系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元已經(jīng)工作時(shí)的系統(tǒng)電壓的電壓。
此外，本發(fā)明的用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于包括主設(shè)備，用于獲取電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)上位變電站的系統(tǒng)電量；以及終端設(shè)備，用于獲取從上位變電站接收電力并向負(fù)載供電的一個(gè)或者多個(gè)下位變電站的系統(tǒng)電量，其中主設(shè)備包括系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓在短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號，當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號；以及輸出允許單元，其在由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落事件中輸出輸出允許信號，以及終端設(shè)備包括負(fù)載脫落選擇輸出單元，其當(dāng)從主設(shè)備接收到系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號和輸出允許信號時(shí)，選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。
系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元可以構(gòu)成為當(dāng)檢測到短路故障或者接地故障時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號。輸出允許單元可以構(gòu)成為當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓和電流從上位變電站看下位變電站時(shí)的負(fù)載阻抗落入預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，判斷為電壓突然跌落是由無功功率特性導(dǎo)致的，并輸出輸出允許信號。
此外，負(fù)載脫落選擇輸出單元可以構(gòu)成為基于連接到下位變電站的負(fù)載的負(fù)載電壓和負(fù)載功率因數(shù)二者或者至少其中之一來選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。
還優(yōu)選將系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元的電壓恢復(fù)設(shè)定值設(shè)定為高于系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元已經(jīng)工作時(shí)的系統(tǒng)電壓的電壓。
此外，本發(fā)明的用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于包括主設(shè)備，用于獲取電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)上位變電站的系統(tǒng)電量；以及終端設(shè)備，用于獲取從上位變電站接收電力并向負(fù)載供電的一個(gè)或者多個(gè)下位變電站的系統(tǒng)電量，其中主設(shè)備包括系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓在短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號，當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號；以及終端設(shè)備包括負(fù)載脫落選擇輸出單元，其當(dāng)從主設(shè)備接收到系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號時(shí)，選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。
系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元可以構(gòu)成為當(dāng)檢測到短路故障或者接地故障時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號。此外，負(fù)載脫落選擇輸出單元可以構(gòu)成為基于連接到下位變電站的負(fù)載的負(fù)載電壓和負(fù)載功率因數(shù)二者或者至少其中之一來選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。
還優(yōu)選將系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元的電壓恢復(fù)設(shè)定值設(shè)定為高于系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元已經(jīng)工作時(shí)的系統(tǒng)電壓的電壓。
此外，本發(fā)明的用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于包括系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)變電站的電力系統(tǒng)的三相電壓在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號，當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號；系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓在短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號，當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號；操作優(yōu)先選擇單元，其當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓的電壓跌落大時(shí)早輸出操作優(yōu)先選擇信號，當(dāng)電壓跌落小時(shí)晚輸出操作優(yōu)先選擇信號；輸出允許單元，其在由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落事件中輸出輸出允許信號；負(fù)載脫落輸出單元，其當(dāng)輸入系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號和操作優(yōu)先選擇信號時(shí)，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落；以及負(fù)載脫落選擇輸出單元，其當(dāng)輸入系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號和輸出允許信號時(shí)，選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。
此外，本發(fā)明的用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于包括系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)變電站的電力系統(tǒng)的三相電壓在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號，當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號；系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓在短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號，當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號；負(fù)載脫落輸出單元，其當(dāng)輸入系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號時(shí)，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落；以及負(fù)載脫落選擇輸出單元，其當(dāng)輸入系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號時(shí)，使被允許負(fù)載脫落的負(fù)載脫落。
此外，本發(fā)明的用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于包括系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)變電站的電力系統(tǒng)的三相電壓在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號，當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號；操作優(yōu)先選擇單元，其當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓的電壓跌落大時(shí)早輸出操作優(yōu)先選擇信號，當(dāng)電壓跌落小時(shí)晚輸出操作優(yōu)先選擇信號；以及負(fù)載脫落輸出單元，其當(dāng)輸入系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號和操作優(yōu)先選擇信號二者時(shí)，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落。
此外，本發(fā)明的用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于包括系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)變電站的電力系統(tǒng)的三相電壓在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號，當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號；以及負(fù)載脫落輸出單元，其當(dāng)輸入系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號時(shí)，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落。
此外，本發(fā)明的用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于包括系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)變電站的電力系統(tǒng)的三相電壓在短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號，當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號；輸出允許單元，其在由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落事件中輸出輸出允許信號；以及負(fù)載脫落選擇輸出單元，其當(dāng)輸入系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號和輸出允許信號時(shí)，選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。
此外，本發(fā)明的用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于包括系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)變電站的電力系統(tǒng)的三相電壓在短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號，當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號；以及負(fù)載脫落選擇輸出單元，其當(dāng)輸入系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號時(shí)，選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的電力系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例中的系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。
圖4是本發(fā)明第一實(shí)施例中的單相電壓跌落速率判斷單元中的長時(shí)間區(qū)域內(nèi)電壓跌落速率的檢測處理的內(nèi)容的示意圖。
圖5是示出本發(fā)明第一實(shí)施例中的系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元的另一個(gè)例子的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。
圖6是本發(fā)明第一實(shí)施例中的系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。
圖7是本發(fā)明第一實(shí)施例中的操作優(yōu)先選擇單元的結(jié)構(gòu)圖。
圖8是示出本發(fā)明第一實(shí)施例中的操作優(yōu)先選擇單元的操作的時(shí)間圖。
圖9是本發(fā)明第一實(shí)施例中的輸出允許單元的結(jié)構(gòu)圖。
圖10是本發(fā)明第一實(shí)施例中的負(fù)載選擇單元的距離繼電器元件的運(yùn)行范圍特性圖。
圖11是本發(fā)明第一實(shí)施例中的終端設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。
圖12是當(dāng)電壓特性確定單元設(shè)定計(jì)時(shí)器裝置的時(shí)間段時(shí)，本發(fā)明第一實(shí)施例中的電壓特性確定單元和計(jì)時(shí)器裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖13是本發(fā)明第一實(shí)施例中相對于電壓特性確定單元的負(fù)載電壓特性確定單元所具有的電流矢量的相位的電壓特性范圍的電壓矢量平面圖。
圖14是本發(fā)明第一實(shí)施例中的負(fù)載脫落允許單元的結(jié)構(gòu)圖。
圖15是本發(fā)明第一實(shí)施例中相對于表示單相運(yùn)行判斷單元的運(yùn)行條件范圍和單相恢復(fù)判斷單元的恢復(fù)條件范圍的電流矢量的相位的電壓矢量平面圖。
圖16是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖17是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的另一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖。
圖18是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的另一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖。
圖19是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的又一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖。
圖20是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的又一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖。
圖21是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖22是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的另一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖。
圖23是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的另一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖。
圖24是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的又一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖。
圖25是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的又一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖。
圖26是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的又一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面說明本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖2是應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的電力系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)圖。
在圖2中，在電力系統(tǒng)的上位系統(tǒng)中設(shè)置多個(gè)上位變電站11a～11d，通過輸電網(wǎng)13a～13d連接上位變電站11a～11d的母線12a～12d，構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)使得各低功率輸電線14a～14d連接到上位變電站11a～11d的各母線12a～12d，向多個(gè)下位變電站15a1～15d3提供電力。這里，上位變電站是在電力系統(tǒng)的上位系統(tǒng)中的變電站，下位變電站是用來直接或者間接地從上位變電站接收電力的變電站。例如，下位變電站15a1～15a3中的每一個(gè)可以是從上位變電站11a接收電力并直接向負(fù)載供電的變電站，或者是從上位變電站11a接收電力并進(jìn)一步向下一下位變電站供電的變電站。下面說明直接向負(fù)載供電的下位變電站，然而，因?yàn)椴顒e僅在于在下位變電站和負(fù)載之間插入有下位變電站，所以以下說明也可以類似地應(yīng)用于下位變電站進(jìn)一步向下位變電站供電的情況。
在下位變電站15a1～15d3中的每一個(gè)中，從負(fù)載母線16經(jīng)由饋電器17向負(fù)載供電。通過這種方式，在圖2中，僅對下位變電站15a1示出負(fù)載母線16和饋電器17，然而，雖然沒有示出，但是其他下位變電站15a2～15d3中的每一個(gè)也同樣地包括負(fù)載母線16和饋電器17。
電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)包括在上位變電站11a～11d中設(shè)置的主設(shè)備18a～18d和在下位變電站15a1～15d3中設(shè)置的終端設(shè)備19a1～19d3。在圖2中，各主設(shè)備18a～18d分別設(shè)置在四個(gè)上位變電站11a～11d中，然而，不必在每一個(gè)上位變電站中設(shè)置主設(shè)備，僅需要在多個(gè)上位變電站中的至少一個(gè)中設(shè)置主設(shè)備。下面說明在四個(gè)上位變電站11a～11d中分別設(shè)置各主設(shè)備18a～18d的情況。
在各上位變電站11a～11d中，分別設(shè)置檢測電力系統(tǒng)的各三相電壓V1～V4的電壓變壓器20a～20d，還分別設(shè)置檢測各三相系統(tǒng)電流I1～I(xiàn)4的電流變壓器21a～21d。類似地，在各下位變電站15a1～15d3中分別設(shè)置檢測連接到多個(gè)饋電器17的負(fù)載母線16的各三相負(fù)載電壓V11的電壓變壓器22，類似地分別設(shè)置檢測從負(fù)載母線16流過全部饋電器17的各三相負(fù)載電流I11的電流變壓器23。
如上所述，電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)包括在上位變電站11a～11d中設(shè)置的多個(gè)主設(shè)備18a～18d和在下位變電站15a1～15d3中設(shè)置的多個(gè)終端設(shè)備19a1～19d3。主設(shè)備18a～18d檢測電力系統(tǒng)的電壓跌落，而終端設(shè)備19a1～19d3基于來自主設(shè)備18a～18d的命令使在下位變電站15a1～15d3中連接到負(fù)載母線16的各饋電器17的各負(fù)載脫落。由于多個(gè)主設(shè)備18a～18d和多個(gè)終端設(shè)備19a1～19d3分別具有相同的結(jié)構(gòu)，因此下面說明主設(shè)備18a和終端設(shè)備19a1。
主設(shè)備18a從電壓變壓器20a接收其自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1并從電流變壓器21a接收三相系統(tǒng)電流I1。此外，主設(shè)備18a經(jīng)由一個(gè)終端站設(shè)備24a接收由其他多個(gè)上位變電站11b～11d中的各電壓變壓器20b～20d檢測的電力系統(tǒng)的三相電壓V2～V4。主設(shè)備18a基于其自身上位變電站11a和其他多個(gè)上位變電站11b～11d中的電力系統(tǒng)的各三相電壓V1～V4檢測在電力系統(tǒng)中是否已經(jīng)出現(xiàn)電壓跌落，將檢測信號經(jīng)由信號終端站設(shè)備25a傳輸?shù)竭B接到主設(shè)備18a的上位變電站11a的下位變電站15a1～15a3的信號終端站設(shè)備26a1～26a3。
終端設(shè)備19a1同時(shí)接收由電壓變壓器22檢測的負(fù)載母線16的三相負(fù)載電壓V11和由電流變壓器23檢測的三相負(fù)載電流I11，通過信號終端站設(shè)備26a1從主設(shè)備18a接收檢測信號，使連接到負(fù)載母線16的負(fù)載脫落。
在圖1中，主設(shè)備18a包括系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元27，其檢測在幾秒至幾分鐘的數(shù)量級的長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率，輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a；系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元28，其檢測在不超過幾秒鐘的數(shù)量級的短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率，輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號b；操作優(yōu)先選擇單元29，其當(dāng)電力系統(tǒng)的三相電壓V1～V4的電壓跌落大時(shí)早輸出操作優(yōu)先選擇信號c，其當(dāng)電壓跌落小時(shí)晚輸出操作優(yōu)先選擇信號c；以及輸出允許單元30，其識別系統(tǒng)故障事件中的電壓突然跌落和由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落，在由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落事件中輸出輸出允許信號d。
系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元27接收其自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1(VRS，VST，VTR)及其他多個(gè)上位變電站11b～11d的電力系統(tǒng)的各三相電壓V2(VRS，VST，VTR)、V3(VRS，VST，VTR)和V4(VRS，VST，VTR)，基于各上位變電站11a～11d的電力系統(tǒng)的三相電壓V1～V4計(jì)算在幾秒至幾分鐘的數(shù)量級的長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率，當(dāng)電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a。這里，電壓跌落速率是表示系統(tǒng)電壓的電壓變化趨勢的直線的斜率。此外，電力系統(tǒng)的三相電壓V1～V4示出輸入三相(R相、S相和T相)的線之間的各電壓VRS、VST和VTR的情況，然而，可以輸入相對于三相的地的相電壓VR、VS和VT作為電力系統(tǒng)的三相電壓V1～V4。在以下說明中，說明使用線間電壓(VRS，VST，VTR)的情況。
系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元28接收其自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1(VRS，VST，VTR)及其他多個(gè)上位變電站11b～11d的電力系統(tǒng)的各三相電壓V2(VRS，VST，VTR)、V3(VRS，VST，VTR)和V4(VRS，VST，VTR)，基于各上位變電站的電力系統(tǒng)的三相電壓V1～V4計(jì)算在幾秒鐘的數(shù)量級的短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率，當(dāng)電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號b。
此外，操作優(yōu)先選擇單元29接收其自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1(VRS，VST，VTR)，輸入用于決定是否優(yōu)先輸出其自身的系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元27的系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號的操作優(yōu)先選擇信號c。輸出允許單元30接收其自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1(VRS，VST，VTR)和上位變電站11a中的多個(gè)變壓器的各三相系統(tǒng)電流I1a(IRS，IST，ITR)、I1b(IRS，IST，ITR)、I1c(IRS，IST，ITR)和I1d(IRS，IST，ITR)，判斷是否由無功功率特性產(chǎn)生電壓突然跌落，當(dāng)由無功功率特性產(chǎn)生電壓突然跌落時(shí)輸出輸出允許信號d。這里，IRS是R相相電流和S相相電流之間的矢量差，類似地，IST是S相相電流和T相相電流之間的矢量差，ITR是T相相電流和R相相電流之間的矢量差。
然后，由信號終端站設(shè)備25a將系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a、系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號b、操作優(yōu)先選擇信號c和輸出允許信號d傳輸?shù)竭B接到其自身的上位變電站11a的下位變電站15a1～15a3中的終端設(shè)備19a1～19a3的信號終端站設(shè)備26a1～26a3。
由于終端設(shè)備19a1～19a3具有相同的結(jié)構(gòu)，因此說明終端設(shè)備19a1。終端設(shè)備19a1包括負(fù)載脫落輸出單元32和負(fù)載脫落選擇輸出單元33，將來自負(fù)載脫落輸出單元32和負(fù)載脫落選擇輸出單元33的負(fù)載脫落命令分別輸入到邏輯和電路92-1～92-n，當(dāng)從負(fù)載脫落輸出單元32或者負(fù)載脫落選擇輸出單元33輸出負(fù)載脫落命令時(shí)，將各負(fù)載脫落命令Ea～En經(jīng)由各邏輯和電路92-1～92-n輸出到連接到負(fù)載母線16的各饋電器17。
負(fù)載脫落輸出單元32接收來自系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元27的系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a和來自操作優(yōu)先選擇單元29的操作優(yōu)先選擇信號c，一旦接收到系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a和操作優(yōu)先選擇信號c二者，則基于下位變電站15a1的負(fù)載母線16的負(fù)載電壓和負(fù)載功率因數(shù)依次將負(fù)載脫落命令輸出到邏輯和電路92-1～92-n。
另一方面，負(fù)載脫落選擇輸出單元33接收來自系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元28的系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號b和來自輸出允許單元30的輸出允許信號d，一旦接收到系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號b和輸出允許信號d二者，則選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，將針對所選擇的負(fù)載的負(fù)載脫落命令順序輸出到邏輯和電路92-1～92-n。換句話說，負(fù)載脫落選擇輸出單元33基于連接到下位變電站的負(fù)載的負(fù)載電壓和負(fù)載功率因數(shù)二者或者至少其中之一選擇例如引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并將針對所選擇的負(fù)載的負(fù)載脫落命令順序輸出到邏輯和電路92-1～92-n。稍后進(jìn)行詳細(xì)說明。
將負(fù)載脫落命令Ea～En輸出到連接到負(fù)載母線16的各饋電器17。換句話說，在終端設(shè)備19a1中，饋電器17的數(shù)量為n，因此，輸出負(fù)載脫落命令Ea～En，在終端設(shè)備19a2中，饋電器17的數(shù)量為m，因此，輸出負(fù)載脫落命令Ea～Em，在終端設(shè)備19a3中，饋電器17的數(shù)量為k，因此，輸出負(fù)載脫落命令Ea～Ek。
這里，由電力系統(tǒng)的無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落發(fā)生在兩種情況中，即，一種情況為在幾秒至幾分鐘的數(shù)量級的長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落，另一種情況為在幾秒鐘的數(shù)量級的短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落，在主設(shè)備18a中設(shè)置系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元27和系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元28使得可以在任一情況下檢測到電壓跌落而沒有延遲。
此外，分別輸入自身的上位變電站11a和其他多個(gè)上位變電站11b和11d的系統(tǒng)電壓V1～V4使得提高電壓跌落檢測的可靠性。此外，在幾秒至幾分鐘的數(shù)量級的長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落的情況和幾秒鐘的數(shù)量級的短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落的情況之間，由無功功率產(chǎn)生的電壓跌落特性不相同，因此，在終端設(shè)備19a1中設(shè)置負(fù)載脫落輸出單元32和負(fù)載脫落選擇輸出單元33使得適用于各特性。稍后進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖3是主設(shè)備18a的系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元27的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元27包括多個(gè)電壓逐漸跌落判斷單元34a～34d、多數(shù)決定計(jì)算單元35、電壓恢復(fù)判斷單元36和信號輸出單元37。
與自身的上位變電站11a和其他多個(gè)上位變電站11b～11d的電力系統(tǒng)的各三相電壓V1～V4相對應(yīng)地設(shè)置各電壓逐漸跌落判斷單元34a～34d，判斷電力系統(tǒng)的各三相電壓V1～V4的電壓逐漸跌落。多個(gè)電壓逐漸跌落判斷單元34a～34d具有相同的結(jié)構(gòu)，因此，在圖3中僅詳細(xì)說明電壓逐漸跌落判斷單元34a，省略對電壓逐漸跌落判斷單元34b～34d的詳細(xì)說明。下面說明電壓逐漸跌落判斷單元34a。
電壓逐漸跌落判斷單元34a包括三個(gè)單相電壓逐漸跌落判斷單元38a～38c和邏輯積電路39。與自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1的各單相電壓VRS，VST，VTR相對應(yīng)地設(shè)置單相電壓逐漸跌落判斷單元38a～38c，判斷每一相在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓逐漸跌落。單相電壓逐漸跌落判斷單元38a～38c具有相同的結(jié)構(gòu)，因此，說明單相電壓逐漸跌落判斷單元38a。
單相電壓逐漸跌落判斷單元38a包括單相電壓跌落檢測單元40、單相電壓逐漸跌落速率檢測單元41、邏輯積電路42和計(jì)時(shí)器43，判斷電力系統(tǒng)的三相電壓的每一個(gè)單相電壓是否逐漸跌落。
單相電壓跌落檢測單元40判斷電力系統(tǒng)的三相電壓V1的單相電壓VRS是否跌落到低于預(yù)定值，當(dāng)檢測到電壓跌落到低于預(yù)定值時(shí)將單相電壓跌落信號f輸出到邏輯積電路42。此外，單相電壓逐漸跌落速率檢測單元41檢測在幾秒至幾分鐘的數(shù)量級的長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電力系統(tǒng)的三相電壓V1的單相電壓VRS的電壓跌落速率，當(dāng)電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)將單相電壓逐漸跌落速率檢測信號g輸出到邏輯積電路42。邏輯積電路42計(jì)算單相電壓跌落信號f和單相電壓逐漸跌落速率檢測信號g的邏輯積，當(dāng)單相電壓跌落信號f和單相電壓逐漸跌落速率檢測信號g二者均建立時(shí)將輸出信號輸出到計(jì)時(shí)器43。當(dāng)單相電壓跌落信號f和單相電壓逐漸跌落速率檢測信號g二者均建立的狀態(tài)持續(xù)預(yù)定時(shí)間段時(shí)，計(jì)時(shí)器43將單相電壓逐漸跌落判斷信號h1輸出到邏輯積電路39。
如上所述，當(dāng)電壓跌落到低于預(yù)定值并且電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)，單相電壓逐漸跌落判斷單元38a判斷為在電力系統(tǒng)的三相電壓V1的單相電壓VRS中已經(jīng)出現(xiàn)電壓逐漸跌落，輸出單相電壓逐漸跌落判斷信號h1。這里，設(shè)置計(jì)時(shí)器43使得通過確認(rèn)單相電壓VRS電壓逐漸跌落的狀態(tài)持續(xù)來無故障地檢測單相電壓VRS的電壓逐漸跌落。
同樣地，對于電力系統(tǒng)的三相電壓V1的其他單相電壓VST和VTR，從各單相電壓逐漸跌落判斷單元38b和38c輸出各單相電壓逐漸跌落判斷信號h2和h3。將這些單相電壓逐漸跌落判斷信號h1、h2和h3輸入到單相電壓逐漸跌落判斷單元34a的邏輯積電路39。然后，當(dāng)全部單相電壓逐漸跌落判斷信號h1、h2和h3均建立時(shí)，電壓逐漸跌落判斷單元34a判斷為其自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1已經(jīng)逐漸跌落，并輸出電壓逐漸跌落判斷信號j1。
同樣地，對于其他上位變電站11b～11d中的電力系統(tǒng)的三相電壓V2～V4，電壓逐漸跌落判斷單元34b～34d判斷為上位變電站11b～11d中的電力系統(tǒng)的三相電壓V2～V4已經(jīng)逐漸跌落，并輸出電壓逐漸跌落判斷信號j2～j4。
多數(shù)決定計(jì)算單元35從電壓逐漸跌落判斷單元34a～34d接收電壓逐漸跌落判斷信號j1～j4，并基于多數(shù)決定原則將系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a輸出到信號輸出單元37。在這種情況下，多數(shù)決定計(jì)算單元35對來自正常設(shè)備的輸入信號進(jìn)行多數(shù)決定計(jì)算。例如，檢測自身的上位變電站11a與其他上位變電站11b～11d的主設(shè)備18a～18d本身的故障或者主設(shè)備18a～18d之間的輸電系統(tǒng)的故障，從多數(shù)決定計(jì)算中將來自故障設(shè)備的電壓逐漸跌落判斷信號j排除。例如，當(dāng)全部設(shè)備正常時(shí)，如果建立了四個(gè)電壓逐漸跌落判斷信號j1～j4中的三個(gè)或者更多，則判斷為電力系統(tǒng)的系統(tǒng)電壓已經(jīng)逐漸跌落，將系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a0輸出到信號輸出單元37。另一方面，當(dāng)設(shè)備中的三個(gè)正常而設(shè)備中的一個(gè)不正常時(shí)，如果建立了三個(gè)電壓逐漸跌落判斷信號中的兩個(gè)或者更多，則判斷為電力系統(tǒng)的系統(tǒng)電壓已經(jīng)逐漸跌落，將系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a0作為結(jié)果輸出到信號輸出單元37。當(dāng)輸入系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a0時(shí)，信號輸出單元37維持系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a0，并輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a。
另一方面，電壓恢復(fù)判斷單元36檢測其自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1的電壓恢復(fù)。判斷自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1的每一個(gè)單相電壓是否已經(jīng)超過預(yù)先確定的電壓恢復(fù)設(shè)定值，當(dāng)全部單相電壓超過該電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，判斷為電壓恢復(fù)，并將電壓恢復(fù)信號m輸出到信號輸出單元37。電壓恢復(fù)判斷單元36的電壓恢復(fù)設(shè)定值被設(shè)定為大于當(dāng)已經(jīng)出現(xiàn)電壓逐漸跌落時(shí)的系統(tǒng)電壓的值。這是為了通過將用于判斷電壓恢復(fù)的電壓恢復(fù)設(shè)定值設(shè)定為較大值來保證從電壓跌落恢復(fù)。當(dāng)從電壓恢復(fù)判斷單元36輸入電壓恢復(fù)信號m時(shí)，信號輸出單元37釋放來自多數(shù)決定計(jì)算單元35的系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a0的保持。因此，停止從信號輸出單元37輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a。
如上所述，當(dāng)電力系統(tǒng)的系統(tǒng)電壓已經(jīng)逐漸跌落時(shí)，系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元27輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a，當(dāng)電壓已經(jīng)恢復(fù)時(shí)，停止系統(tǒng)電壓判斷信號a，因此，當(dāng)電壓逐漸跌落已經(jīng)出現(xiàn)時(shí)，使負(fù)載脫落，當(dāng)電壓逐漸跌落已經(jīng)恢復(fù)時(shí)，停止由于電壓逐漸跌落而使負(fù)載脫落。
圖4是單相電壓逐漸跌落速率檢測單元41的長時(shí)間區(qū)域中電壓跌落速率的檢測處理的內(nèi)容的示意圖。圖4中的(a)是當(dāng)檢測在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率時(shí)的電壓數(shù)據(jù)的示意圖。單相電壓逐漸跌落速率檢測單元41以等于系統(tǒng)電壓V1的單相電壓V的周期T的周期以時(shí)間順序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行采樣、收集并存儲。然后得出以預(yù)定窗口長度ts的1/20的時(shí)間段τ(τ＝ts/20)采樣的值的平均值vi(i＝-10到-1，1到10)，使用這樣得出的二十個(gè)平均值vi，通過最小二乘法得出電壓變化率ΔV/Δt，如圖4中的(b)所示。當(dāng)電壓變化率ΔV/Δt超過預(yù)先確定的電壓變化率設(shè)定值α?xí)r，單相電壓逐漸跌落速率檢測單元41輸出單相電壓逐漸跌落確定信號g作為結(jié)果。
這里，作為系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元27的另一個(gè)例子，也可以將其構(gòu)成為設(shè)置具有不同預(yù)定窗口長度ts和電壓變化率設(shè)定值α的多個(gè)單相電壓逐漸跌落檢測單元41，各長度(預(yù)定窗口長度ts)的長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率的判斷時(shí)間構(gòu)成多個(gè)不同的電壓逐漸跌落判斷單元，因此，即使電壓跌落速率增大，檢測電壓逐漸跌落所需的時(shí)間也不會被延遲。
圖5是系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元27的結(jié)構(gòu)圖，其中各長度(預(yù)定窗口長度ts)的長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率的判斷時(shí)間構(gòu)成多個(gè)不同的電壓逐漸跌落判斷單元。代替圖3中的電壓逐漸跌落判斷單元34a，設(shè)置具有使用不同長度(預(yù)定窗口長度ts)的長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率的判斷時(shí)間的多個(gè)電壓逐漸跌落判斷單元34a1～34a6的電壓逐漸跌落判斷單元組44a。
在圖5中，由于電壓逐漸跌落判斷單元組44a～44d具有相同的結(jié)構(gòu)，因此說明電壓逐漸跌落判斷單元組44a。除了單相電壓逐漸跌落速率檢測單元41的預(yù)定窗口長度ts和電壓變化率設(shè)定值α不同之外，電壓逐漸跌落判斷單元34a1～34a6的結(jié)構(gòu)與單相電壓逐漸跌落判斷單元38a～38c的結(jié)構(gòu)相同。
換句話說，在圖5中，電壓逐漸跌落判斷單元組44a包括六個(gè)電壓逐漸跌落判斷單元34a1～34a6，設(shè)置了六種單相電壓逐漸跌落速率檢測單元41的預(yù)定窗口長度ts和電壓變化率設(shè)定值α。例如，作為預(yù)定窗口長度ts，在約幾秒至一百幾十秒的范圍內(nèi)設(shè)置六種窗口長度ts1～ts6，并設(shè)置與各窗口長度ts1～ts6相對應(yīng)的電壓變化率設(shè)定值α1～α6。然后，將具有窗口長度ts1～ts6的單相電壓逐漸跌落速率檢測單元41分配給電壓逐漸跌落判斷單元34a1～34a6。
例如，分配有約幾秒鐘的窗口長度ts1的電壓逐漸跌落判斷單元34a1以基本與系統(tǒng)頻率相同的周期收集單相電壓的采樣值vi。當(dāng)系統(tǒng)頻率為50Hz時(shí)，在約幾秒鐘的窗口長度ts1中的單相電壓的采樣值vi的數(shù)量為約100至500，如果除以20，則時(shí)間段τ中的數(shù)量為約5至25。得出5至25個(gè)采樣值vi的平均值vi，同樣地得出在20個(gè)劃分的時(shí)間段τ中的每一個(gè)中的平均值vi。然后，使用這樣得出的20個(gè)平均值vi，得出電壓變化率ΔV/Δt，通過與電壓變化率設(shè)定值α1進(jìn)行比較來檢測在約幾秒鐘的長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓逐漸跌落。同樣地，以相同的方式，用于計(jì)算處理的單相電壓的采樣值vi的數(shù)量按參考編號的升序逐漸增加的分配有窗口長度ts2～ts6的電壓逐漸跌落判斷單元34a2～34a6，檢測直到一百幾十秒的長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓逐漸跌落。
在邏輯和電路45a中計(jì)算來自電壓逐漸跌落判斷單元34a1～34a3的電壓逐漸跌落判斷信號j11～j13的邏輯和，在邏輯和電路45b中計(jì)算來自電壓逐漸跌落判斷單元34a4～34a6的電壓逐漸跌落判斷信號j14～j16的邏輯和，此外，在邏輯和電路46中計(jì)算邏輯和，將該邏輯和輸出作為電壓逐漸跌落判斷單元組44a的電壓逐漸跌落判斷信號j1。
這里，通過設(shè)定電壓變化率設(shè)定值α1～α6使其從具有短的長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓逐漸跌落判斷時(shí)間的區(qū)域(窗口長度ts1)向具有長的判斷時(shí)間的區(qū)域(窗口長度ts6)變小，使得可以在具有短的判斷時(shí)間的區(qū)域(窗口長度ts1)內(nèi)早檢測大的電壓跌落速率，在具有長的判斷時(shí)間的區(qū)域(窗口長度ts6)內(nèi)檢測小的電壓跌落速率。換句話說，對于電壓逐漸跌落判斷單元組44a，使得可以檢測在從約幾秒到一百幾十秒的范圍內(nèi)的長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓逐漸變化，并且即使電壓跌落速率增大，電壓逐漸跌落的檢測時(shí)間也不會延遲。
接下來說明主設(shè)備18a的系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元28。圖6是主設(shè)備18a的系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元28的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元28包括多個(gè)電壓突然跌落判斷單元47a～47d、多數(shù)決定計(jì)算單元48、電壓恢復(fù)判斷單元49和信號輸出單元50。
與自身的上位變電站11a和其他多個(gè)上位變電站11b～11d的電力系統(tǒng)的各三相電壓V1～V4相對應(yīng)地設(shè)置各電壓突然跌落判斷單元47a～47d，各電壓突然跌落判斷單元47a～47d判斷電力系統(tǒng)的各三相電壓V1～V4的電壓突然跌落。多個(gè)電壓突然跌落判斷單元47a～47d具有相同的結(jié)構(gòu)，因此，在圖6中僅詳細(xì)說明電壓突然跌落判斷單元47a，省略對電壓突然跌落判斷單元47b～47d的詳細(xì)說明。下面說明電壓突然跌落判斷單元47a。
電壓突然跌落判斷單元47a包括三個(gè)單相電壓突然跌落判斷單元51a～51c和邏輯積電路52。與自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1的各單相電壓VRS，VST，VTR相對應(yīng)地設(shè)置單相電壓突然跌落判斷單元51a～51c，其判斷每一相在短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓突然跌落。單相電壓突然跌落判斷單元51a～51c具有相同的結(jié)構(gòu)，因此，說明單相電壓突然跌落判斷單元51a。
單相電壓突然跌落判斷單元51a包括單相電壓跌落檢測單元53、單相電壓突然跌落速率檢測單元54、故障防止單元55、邏輯積電路56和計(jì)時(shí)器57，判斷電力系統(tǒng)的三相電壓的每一個(gè)單相電壓是否已經(jīng)突然跌落。
單相電壓跌落檢測單元53判斷電力系統(tǒng)的三相電壓V1的單相電壓VRS是否跌落到低于預(yù)定值，當(dāng)檢測到電壓跌落到低于預(yù)定值時(shí)將單相電壓跌落信號k輸出到邏輯積電路56。此外，單相電壓突然跌落速率檢測單元54檢測在幾秒鐘的數(shù)量級的短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電力系統(tǒng)的三相電壓V1的單相電壓VRS的電壓跌落速率，當(dāng)電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)將單相電壓突然跌落速率檢測信號p輸出到邏輯積電路56。
另一方面，故障防止單元55檢測例如短路故障和接地故障的系統(tǒng)故障，當(dāng)檢測到系統(tǒng)電壓V1的單相電壓VRS的電壓跌落速率的陡峭變化時(shí)，鎖定邏輯積電路56的輸出。換句話說，由例如短路故障和接地故障的系統(tǒng)故障產(chǎn)生的電壓跌落比由電力系統(tǒng)的無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落更陡，因此，設(shè)計(jì)為使得故障防止單元55檢測系統(tǒng)故障，在系統(tǒng)故障事件中通過鎖定邏輯積電路56的輸出來防止單相電壓突然跌落判斷單元51a的故障。
邏輯積電路56計(jì)算單相電壓跌落信號k和單相電壓突然跌落速率檢測信號p的邏輯積，當(dāng)單相電壓跌落信號k和單相電壓突然跌落速率檢測信號p二者均建立且沒有來自故障防止單元55的鎖定信號時(shí)，將輸出信號輸出到計(jì)時(shí)器57。當(dāng)沒有來自故障防止單元55的鎖定信號并且單相電壓跌落信號k和單相電壓突然跌落速率檢測信號p二者均建立的狀態(tài)持續(xù)預(yù)定時(shí)間段時(shí)，計(jì)時(shí)器57將單相電壓突然跌落判斷信號q1輸出到邏輯積電路52。
如上所述，當(dāng)沒有出現(xiàn)系統(tǒng)故障、電壓跌落到低于預(yù)定值并且電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)，單相電壓突然跌落判斷單元51a判斷為在電力系統(tǒng)的三相電壓V1的單相電壓VRS中已經(jīng)出現(xiàn)電壓突然跌落，輸出單相電壓突然跌落判斷信號q1。這里，設(shè)置計(jì)時(shí)器51使得無故障地檢測單相電壓VRS的電壓突然跌落的狀態(tài)并且防止由于暫時(shí)功率變化引起的電壓跌落而產(chǎn)生的故障。
同樣地，對于電力系統(tǒng)的三相電壓V1的其他單相電壓VST和VTR，從各單相電壓突然跌落判斷單元51b和51c輸出各單相電壓突然跌落判斷信號q2和q3。將這些單相電壓突然跌落判斷信號q1、q2和q3輸入到電壓突然跌落判斷單元47a的邏輯積電路52。然后，當(dāng)全部單相電壓突然跌落判斷信號q1、q2和q3均建立時(shí)，電壓突然跌落判斷單元47a判斷為其自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1已經(jīng)突然跌落，并輸出電壓突然跌落判斷信號r1。
同樣地，對于其他上位變電站11b～11d中的電力系統(tǒng)的三相電壓V2～V4，電壓突然跌落判斷單元47b～47d判斷為上位變電站11b～11d中的電力系統(tǒng)的三相電壓V2～V4已經(jīng)突然跌落，并輸出電壓突然跌落判斷信號r2～r4。
多數(shù)決定計(jì)算單元48從電壓突然跌落判斷單元47a～47d接收電壓突然跌落判斷信號r1～r4，并基于多數(shù)決定原則將系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號b0輸出到信號輸出單元50。在這種情況下，多數(shù)決定計(jì)算單元48對來自正常設(shè)備的輸入信號進(jìn)行多數(shù)決定計(jì)算。例如，檢測自身的上位變電站11a與其他上位變電站11b～11d的系統(tǒng)電壓V1～V4的檢測系統(tǒng)或者電壓突然跌落判斷單元47a～47d的故障，或者檢測主設(shè)備18a～18d之間的輸電系統(tǒng)的故障，從多數(shù)決定計(jì)算中將來自故障設(shè)備的電壓突然跌落判斷信號r排除。例如，當(dāng)全部設(shè)備正常時(shí)，如果建立了四個(gè)電壓逐漸跌落判斷信號r1～r4中的三個(gè)或者更多，則判斷為電力系統(tǒng)的系統(tǒng)電壓已經(jīng)突然跌落，將系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號b0輸出到信號輸出單元50。另一方面，當(dāng)設(shè)備中的三個(gè)正常而設(shè)備中的一個(gè)不正常時(shí)，如果建立了三個(gè)電壓突然跌落判斷單元中的兩個(gè)或者更多，則判斷為電力系統(tǒng)的系統(tǒng)電壓已經(jīng)突然跌落，將系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號b0作為結(jié)果輸出到信號輸出單元50。當(dāng)輸入系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號b0時(shí)，信號輸出單元50維持系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號b0，并輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號b。
另一方面，電壓恢復(fù)判斷單元49檢測其自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1的電壓恢復(fù)。判斷其自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1的每一個(gè)單相電壓是否已經(jīng)超過預(yù)先確定的電壓恢復(fù)設(shè)定值，當(dāng)全部單相電壓超過該電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，判斷為電壓恢復(fù)，并將電壓恢復(fù)信號m輸出到信號輸出單元50。電壓恢復(fù)判斷單元49的電壓恢復(fù)設(shè)定值設(shè)定為大于當(dāng)已經(jīng)出現(xiàn)電壓突然跌落時(shí)的系統(tǒng)電壓的值。這是為了通過將用于判斷電壓恢復(fù)的電壓恢復(fù)設(shè)定值設(shè)定為較大值來保證從電壓跌落恢復(fù)。當(dāng)從電壓恢復(fù)判斷單元49輸入電壓恢復(fù)信號m時(shí)，信號輸出單元50釋放來自多數(shù)決定計(jì)算單元48的系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號b0的保持。因此，停止從信號輸出單元50輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號b。
如上所述，當(dāng)電力系統(tǒng)的系統(tǒng)電壓已經(jīng)突然跌落時(shí)，系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元28輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號b，當(dāng)電壓已經(jīng)恢復(fù)時(shí)，停止輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號b，因此，當(dāng)已經(jīng)出現(xiàn)電壓突然跌落時(shí)，使負(fù)載脫落，當(dāng)電壓突然跌落恢復(fù)時(shí)，停止使負(fù)載脫落。
接下來說明主設(shè)備18a的操作優(yōu)先選擇單元29。圖7是操作優(yōu)先選擇單元29的結(jié)構(gòu)圖。操作優(yōu)先選擇單元29基于其自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1(VRS，VST，VTR)來輸出操作優(yōu)先選擇信號c，用于決定是否優(yōu)先輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元27的系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a。
在圖7中，操作優(yōu)先選擇單元29包括時(shí)間限制操作單元58、瞬時(shí)操作單元59、電壓恢復(fù)判斷單元60和邏輯和電路61。時(shí)間限制操作單元58判斷其自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1的單相電壓VRS、VST和VTR中的每一個(gè)是否跌落到第一預(yù)定值K以下，將判斷信號輸出到邏輯積電路62。當(dāng)自身的上位變電站的電力系統(tǒng)的三相電壓V1的全部單相電壓VRS、VST和VTR跌落到第一預(yù)定值K以下時(shí)，建立邏輯積電路62的輸出信號，將該輸出信號輸入到信號輸出單元63。當(dāng)輸入邏輯積電路62的輸出信號時(shí)，信號輸出單元63保持并輸出該輸出信號，當(dāng)輸入來自電壓恢復(fù)判斷單元60的電壓恢復(fù)檢測信號m時(shí)，釋放對邏輯積電路62的輸出信號的保持。將信號輸出單元63的輸出信號輸入到計(jì)時(shí)器64，在經(jīng)過了預(yù)定時(shí)間段之后，將其輸出到邏輯和電路61作為第一檢測信號s1。
另一方面，瞬時(shí)操作單元59具有小于時(shí)間限制操作單元58的第一預(yù)定值K的第二預(yù)定值K′。然后，瞬時(shí)操作單元59判斷其自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1的單相電壓VRS，VST和VTR中的每一個(gè)是否跌落到第二預(yù)定值K′以下，將判斷信號輸出到邏輯積電路65。當(dāng)自身的上位變電站的電力系統(tǒng)的三相電壓V1的全部單相電壓VRS、VST和VTR跌落到第二預(yù)定值K′以下時(shí)，建立邏輯積電路65的輸出信號，將該輸出信號輸入到信號輸出單元66。當(dāng)輸入邏輯積電路65的輸出信號時(shí)，信號輸出單元66保持并輸出該輸出信號，當(dāng)輸入來自電壓恢復(fù)判斷單元60的電壓恢復(fù)檢測信號m時(shí)，釋放對邏輯積電路65的輸出信號的保持。將信號輸出單元66的輸出信號輸出到邏輯和電路61作為第二檢測信號s2。
電壓恢復(fù)判斷單元60檢測其自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1的電壓恢復(fù)。判斷自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1的單相電壓VRS、VST和VTR中的每一個(gè)是否已經(jīng)超過第三預(yù)定值K″，當(dāng)全部單相電壓VRS、VST和VTR超過該預(yù)定值時(shí)，判斷為電壓恢復(fù)，并將電壓恢復(fù)信號m輸出到信號輸出單元63和66。電壓恢復(fù)判斷單元60的第三預(yù)定值K″設(shè)定為大于時(shí)間限制操作單元58的第一預(yù)定值K的值。這是為了通過將用于判斷電壓恢復(fù)的預(yù)定值設(shè)定為較大值來保證從電壓跌落恢復(fù)。當(dāng)從電壓恢復(fù)判斷單元60輸入電壓恢復(fù)信號m時(shí)，信號輸出單元63和66釋放對第一檢測信號s1和第二檢測信號s2的保持，停止輸出操作優(yōu)先選擇信號c。
當(dāng)輸入第一檢測信號s1和第二檢測信號s2其中之一時(shí)，邏輯和電路61輸出操作優(yōu)先選擇信號c。因此，當(dāng)系統(tǒng)電壓V1的電壓跌落比較小，即小于第一預(yù)定值K時(shí)，操作優(yōu)先選擇單元29通過時(shí)間限制操作來輸出操作優(yōu)先選擇信號c；當(dāng)系統(tǒng)電壓V1的電壓跌落比較大，即小于第二預(yù)定值K′時(shí)，操作優(yōu)先選擇單元29通過瞬時(shí)操作來輸出操作優(yōu)先選擇信號c。
接下來說明操作優(yōu)先選擇單元29的操作。圖8是示出操作優(yōu)先選擇單元29的操作的時(shí)間圖。這里假設(shè)，在時(shí)間點(diǎn)t1上自身的位變電站11a的系統(tǒng)電壓V1跌落到第一預(yù)定值K以下，在時(shí)間點(diǎn)t2其他上位變電站11b的系統(tǒng)電壓V2跌落到第二預(yù)定值K′以下。
當(dāng)在時(shí)間點(diǎn)t1自身的上位變電站11a的系統(tǒng)電壓V1跌落到第一預(yù)定值K以下時(shí)，主設(shè)備18a的操作優(yōu)先選擇單元29通過時(shí)間限制操作單元58檢測到該事實(shí)，但是在延遲了計(jì)時(shí)器64的時(shí)間段Ts的時(shí)間點(diǎn)t4將操作優(yōu)先選擇信號c輸出到終端設(shè)備19a1。另一方面，當(dāng)在時(shí)間點(diǎn)t2其他上位變電站11a的系統(tǒng)電壓V2跌落到第二預(yù)定值K′以下時(shí)，主設(shè)備18b的操作優(yōu)先選擇單元29通過瞬時(shí)操作單元59檢測到該事實(shí)，在時(shí)間點(diǎn)t2立即將操作優(yōu)先選擇信號c輸出到終端設(shè)備19b1。
然后，在時(shí)間點(diǎn)t3，當(dāng)分別檢測到電壓逐漸跌落時(shí)，自身的上位變電站11a中的主設(shè)備18a的系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元27和其他上位變電站11b中的主設(shè)備18b的系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元27分別輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a1和系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a2。在時(shí)間點(diǎn)t3，輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a1，但是不輸出主設(shè)備18a的操作優(yōu)先選擇單元29的操作優(yōu)先選擇信號c，因此，沒有建立終端設(shè)備19a1輸出負(fù)載脫落命令Ea～En的條件。當(dāng)輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a2時(shí)，由于已經(jīng)輸出主設(shè)備18b的操作優(yōu)先選擇單元29的操作優(yōu)先選擇信號c，因此終端設(shè)備19b1輸出負(fù)載脫落命令Ea～Em作為結(jié)果。
然后，在時(shí)間點(diǎn)t4，當(dāng)輸出主設(shè)備18a的操作優(yōu)先選擇單元29的操作優(yōu)先選擇信號c時(shí)，主設(shè)備18a的系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元27已經(jīng)在時(shí)間點(diǎn)t3輸出了系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a1，因此，部分地建立了終端設(shè)備19a1輸出負(fù)載脫落命令Ea～En的條件。
如上所述，當(dāng)自身的上位變電站11a的電壓跌落比較小時(shí)，操作優(yōu)先選擇單元29通過時(shí)間限制操作來輸出操作優(yōu)先選擇信號c；當(dāng)電壓跌落比較大時(shí)，操作優(yōu)先選擇單元29通過瞬時(shí)操作來輸出操作優(yōu)先選擇信號c。換句話說，操作優(yōu)先選擇單元29將操作優(yōu)先選擇信號c輸出到終端設(shè)備19a1～19d3，以進(jìn)行連接到上位變電站11a～11d的下位變電站15a～15d中系統(tǒng)電壓V1～V4的電壓跌落大的負(fù)載優(yōu)先的負(fù)載脫落。在上述說明中，說明了設(shè)置時(shí)間限制操作單元58的情況，然而，也可以設(shè)置多個(gè)時(shí)間限制操作單元58。
接下來說明主設(shè)備18a的輸出允許單元30。圖9是輸出允許單元30的結(jié)構(gòu)圖。輸出允許單元30包括負(fù)載選擇單元67、電壓恢復(fù)判斷單元68和信號輸出單元69。
負(fù)載選擇單元67接收自身的上位變電站11a的V1(VRS，VST，VTR)和自身的上位變電站11a中各多個(gè)變壓器的各自的三相系統(tǒng)電流I1a(IRS，IST，ITR)、I1b(IRS，IST，ITR)、I1c(IRS，IST，ITR)和I1d(IRS，IST，ITR)，基于自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1和系統(tǒng)電流11a～11d對每一個(gè)單相判斷是否由無功功率特性產(chǎn)生電壓突然跌落。
這是為了防止由于由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落之外的電壓突然跌落引起的故障。例如，存在如果在系統(tǒng)故障事件中負(fù)載脫落失敗，則電壓跌落持續(xù)長時(shí)間的情況，這是為了識別在這種情況下的電壓突然跌落現(xiàn)象。
在由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落事件中，關(guān)注負(fù)載的無功功率陡峭地增加的特性，使系統(tǒng)電壓V1～V4和系統(tǒng)母線電流I1～I(xiàn)4中的每一個(gè)具有圖10所示的偏移姆歐型距離繼電器元件，判斷系統(tǒng)電壓V1～V4和系統(tǒng)母線電流I1～I(xiàn)4的每一相的特性(Z＝VRS/IRS，Z＝VST/IST，Z＝VTR/ITR)是否已經(jīng)進(jìn)入距離繼電器元件的運(yùn)行范圍S。
換句話說，當(dāng)上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1和系統(tǒng)電流I1a的全部單相的特性進(jìn)入運(yùn)行范圍S時(shí)，負(fù)載選擇單元67的邏輯積電路70a輸出輸出信號。同樣地，當(dāng)上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1和系統(tǒng)電流I1b的全部單相的特性進(jìn)入運(yùn)行范圍S時(shí)，邏輯積電路70b輸出輸出信號；當(dāng)上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1和系統(tǒng)電流I1c的全部單相的特性進(jìn)入運(yùn)行范圍S時(shí)，邏輯積電路70c輸出輸出信號；當(dāng)上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1和系統(tǒng)電流I1d的全部單相的特性進(jìn)入運(yùn)行范圍S時(shí)，邏輯積電路70d輸出輸出信號。
然后，將邏輯積電路70a～70d的每一個(gè)輸出信號輸入到邏輯和電路71，當(dāng)輸出信號中的任何一個(gè)建立時(shí)，從邏輯和電路71輸出輸出允許信號d0。因此，在上位變電站11a中，當(dāng)發(fā)生由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落現(xiàn)象時(shí)，從負(fù)載選擇單元67將輸出允許信號d0輸出到信號輸出單元69。當(dāng)從負(fù)載選擇單元67輸入輸出允許信號d0時(shí)，信號輸出單元69保持輸出允許信號d0并輸出輸出允許信號d；當(dāng)從電壓恢復(fù)判斷單元68輸入電壓恢復(fù)檢測信號m時(shí)，信號輸出單元69釋放來自負(fù)載選擇單元67的輸出允許信號d0的保持。
此外，電壓恢復(fù)判斷單元68檢測自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1的電壓恢復(fù)，判斷自身的上位變電站11a的電力系統(tǒng)的三相電壓V1的每一個(gè)單相電壓VRS、VST和VTR是否已經(jīng)超過預(yù)定值K″，當(dāng)全部單相電壓VRS、VST和VTR超過該預(yù)定值時(shí)，判斷為電壓恢復(fù)，并將電壓恢復(fù)信號m輸出到信號輸出單元69。當(dāng)從電壓恢復(fù)判斷單元68輸入電壓恢復(fù)信號m時(shí)，信號輸出單元69釋放對輸出允許信號d0的保持。附帶地，電壓恢復(fù)判斷單元68的預(yù)定值K″設(shè)定為與操作優(yōu)先選擇單元29的電壓恢復(fù)判斷單元60的預(yù)定值K″相同的值。
如上所述，輸出允許單元30基于自身的上位變電站11a的系統(tǒng)電壓V1和系統(tǒng)母線電流I1～I(xiàn)4判斷是否由無功功率特性產(chǎn)生電壓突然跌落，當(dāng)由無功功率特性產(chǎn)生電壓突然跌落時(shí)，輸出輸出允許信號d。此外，當(dāng)自身的上位變電站11a的系統(tǒng)電壓的電壓恢復(fù)時(shí)，輸出允許單元30停止輸出輸出允許信號d。因此，可以防止由于由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落之外的電壓突然跌落引起的故障。
接下來說明終端設(shè)備19。各終端設(shè)備19a1～19d3具有相同的結(jié)構(gòu)，因此，說明終端設(shè)備19a1。圖11是終端設(shè)備19a1的結(jié)構(gòu)圖。終端設(shè)備19a1包括負(fù)載脫落輸出單元32和負(fù)載脫落選擇輸出單元33。
與主設(shè)備18a的系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元27和操作優(yōu)先選擇單元29相對應(yīng)地設(shè)置負(fù)載脫落輸出單元32，其包括邏輯積電路72、多個(gè)計(jì)時(shí)器設(shè)備73a～73n和電壓特性確定單元74。經(jīng)由信號終端站設(shè)備26a1將來自主設(shè)備18a的系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元27的系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a和來自操作優(yōu)先選擇單元29的操作優(yōu)先選擇信號c輸入到邏輯積電路72。當(dāng)接收到系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a和操作優(yōu)先選擇信號c二者時(shí)，邏輯積電路72通過計(jì)時(shí)器設(shè)備73a～73n對連接到下位變電站15a1的負(fù)載母線16的各饋電器17的負(fù)載輸出負(fù)載脫落命令Ea～En。如以下說明，計(jì)時(shí)器設(shè)備73a～73n用于可以變化地設(shè)定時(shí)間段。
電壓特性確定單元74接收下位變電站15a1的負(fù)載母線16的三相負(fù)載電壓V11(VRS，VST，VTR)和三相負(fù)載電流I11(IRS，IST，ITR)，通過加上負(fù)載功率因數(shù)cosθ在預(yù)先確定的預(yù)定范圍內(nèi)確定負(fù)載電壓V11屬于那個(gè)區(qū)域，設(shè)定計(jì)時(shí)器設(shè)備73a～73n的時(shí)間段使得計(jì)時(shí)器設(shè)備73a～73n的時(shí)間段是對應(yīng)于負(fù)載電壓V11所屬于的區(qū)域的時(shí)間段。由于該原因，以由與計(jì)時(shí)器設(shè)備73a～73n的時(shí)間段相對應(yīng)的時(shí)間段操作指定的順序依次輸出負(fù)載脫落命令Ea～En。
圖12是當(dāng)電壓特性確定單元74設(shè)定計(jì)時(shí)器設(shè)備73a的時(shí)間段時(shí)的電壓特性確定單元74和計(jì)時(shí)器設(shè)備73a的結(jié)構(gòu)圖。計(jì)時(shí)器設(shè)備73a包括具有不同時(shí)間段的多個(gè)計(jì)時(shí)器75a～75d，對計(jì)時(shí)器75a的時(shí)間段T0，判斷為計(jì)時(shí)器75b具有時(shí)間段T1(T1＝T0-t)，計(jì)時(shí)器75c具有時(shí)間段T2(T2＝T0-2t)，計(jì)時(shí)器75d具有時(shí)間段T3(T1＝T0-3t)，將計(jì)時(shí)器75a的時(shí)間段T0設(shè)定為最長，將計(jì)時(shí)器75d的時(shí)間段T3設(shè)定為最短。然后，將計(jì)時(shí)器75b～75d的各輸出信號輸入到各邏輯積電路76a～76c，當(dāng)將來自電壓特性確定單元74的允許信號輸入到邏輯積電路76a～76c時(shí)，將計(jì)時(shí)器75b～75d的輸出信號輸出到邏輯和電路77。還將計(jì)時(shí)器75的輸出信號輸入到邏輯和電路77，當(dāng)輸入各計(jì)時(shí)器75a～75d的輸出信號中的任意一個(gè)時(shí)，輸出作為負(fù)載脫落命令Ea的信號。
電壓特性確定單元74包括多個(gè)負(fù)載電壓特性確定單元78a～78c，負(fù)載電壓特性確定單元78a～78c中的每一個(gè)具有通過加上預(yù)先確定的負(fù)載功率因數(shù)cosθ而確定的電壓特性范圍。負(fù)載電壓特性確定單元78a～78c中的每一個(gè)輸入下位變電站15a1的負(fù)載母線16的三相負(fù)載電壓V11(VRS，VST，VTR)和三相負(fù)載電流I11(IRS，IST，ITR)，當(dāng)負(fù)載電壓V11相對于負(fù)載電流I11進(jìn)入所確定的電壓特性范圍時(shí)進(jìn)行操作，并將允許信號輸出到邏輯積電路76a～76c。
圖13是以負(fù)載電壓特性確定單元78a～78c具有的負(fù)載電流I11的電流矢量作為相位基準(zhǔn)的電壓特性范圍的電壓矢量平面圖。各電壓特性范圍S1～S3具有根據(jù)負(fù)載電壓V11預(yù)先設(shè)定的各設(shè)定值UV1～UV3和根據(jù)負(fù)載功率因數(shù)cosθ預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值Vco1sθ1～Vcosθ3，由這些設(shè)定值確定各區(qū)域。如上所述，電壓特性范圍S1～S3中的每一個(gè)是已經(jīng)加上負(fù)載功率因數(shù)cosθ的預(yù)定區(qū)域。換句話說，在電壓特性范圍S1～S3中，當(dāng)負(fù)載功率因數(shù)cosθ大，例如負(fù)載功率因數(shù)cosθ為“1”(負(fù)載電壓V11和負(fù)載電流I11同相)時(shí)，即使負(fù)載電壓V11的絕對值小，該特性也使得電壓特性范圍S1～S3難以進(jìn)入。
負(fù)載電壓特性確定單元78a具有當(dāng)負(fù)載電壓V11和負(fù)載功率因數(shù)比較大時(shí)會影響操作的電壓特性范圍S1，用于將允許信號輸出到計(jì)時(shí)器設(shè)備73a中具有最長的時(shí)間段的計(jì)時(shí)器75b。類似地，負(fù)載電壓特性確定單元78b具有當(dāng)負(fù)載電壓V11和負(fù)載功率因數(shù)較小時(shí)會影響操作的電壓特性范圍S2，用于將允許信號輸出到計(jì)時(shí)器設(shè)備73a中具有中間時(shí)間段的計(jì)時(shí)器75c。此外，負(fù)載電壓特性確定單元78c具有當(dāng)負(fù)載電壓V11和負(fù)載功率因數(shù)小時(shí)會影響操作的電壓特性范圍S3，用于將允許信號輸出到計(jì)時(shí)器設(shè)備73a中具有最短的時(shí)間段的計(jì)時(shí)器75d。當(dāng)負(fù)載電壓V11不屬于電壓特性范圍S1～S3中的任何一個(gè)時(shí)，由邏輯和電路77選擇來自計(jì)時(shí)器設(shè)備73a中的計(jì)時(shí)器75a的輸出信號。
如上所述，負(fù)載脫落輸出單元32被構(gòu)成為下位變電站的負(fù)載電壓V11和負(fù)載功率因數(shù)cosθ越小，通過縮短時(shí)間限制操作越早輸出負(fù)載脫落命令。因此，可以對受電壓跌落影響更大的負(fù)載優(yōu)先進(jìn)行負(fù)載脫落。在以上說明中，負(fù)載電壓V11和負(fù)載功率因數(shù)cosθ越小，通過縮短時(shí)間限制操作越早輸出負(fù)載脫落命令，然而，也可以負(fù)載電壓V11和負(fù)載功率因數(shù)cosθ中的任何一個(gè)越小，越早輸出負(fù)載脫落命令。
接下來說明終端設(shè)備19a1的負(fù)載脫落選擇輸出單元33。在圖11中，對應(yīng)于主設(shè)備18a的系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元28和輸出允許單元30設(shè)置負(fù)載脫落選擇輸出單元33，其包括邏輯積電路79、多個(gè)計(jì)時(shí)器80a～80n、負(fù)載脫落允許單元81和多個(gè)邏輯積電路82a～82n。
將來自主設(shè)備18a的系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元28的系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號b和來自輸出允許單元30的輸出允許信號d經(jīng)由信號終端站設(shè)備26a1輸入到邏輯積電路79。當(dāng)接收到系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號b和輸出允許信號d二者時(shí)，邏輯積電路79經(jīng)由計(jì)時(shí)器82a～82n、邏輯積電路82a～82n和邏輯和電路92-1～92-n對連接到下位變電站15a1的負(fù)載母線16的各饋電器17的負(fù)載輸出負(fù)載脫落命令Ea～En。
計(jì)時(shí)器80a～80n確定輸出負(fù)載脫落命令Ea～En的順序，例如，計(jì)時(shí)器80a的時(shí)間段設(shè)定為最短，以升序依次設(shè)定計(jì)時(shí)器80a～80n的時(shí)間段。因此，將計(jì)時(shí)器80n的時(shí)間段設(shè)定為最長。由于該原因，將計(jì)時(shí)器80a～80n的輸出信號以從計(jì)時(shí)器80a到計(jì)時(shí)器80n的順序輸出到邏輯積電路82a～80n。當(dāng)從負(fù)載脫落允許單元81輸入允許信號x時(shí)，邏輯積電路82a～82n輸出計(jì)時(shí)器80a～80n的輸出信號。因此，當(dāng)從負(fù)載脫落允許單元81將允許信號x輸入到邏輯積電路82a～82n時(shí)，以由計(jì)時(shí)器80a～80n的時(shí)間段指定的順序依次輸出負(fù)載脫落命令。
圖14是負(fù)載脫落允許單元81的結(jié)構(gòu)圖。負(fù)載脫落允許單元81包括操作判斷單元83、恢復(fù)判斷單元84、操作復(fù)位單元85和信號輸出單元86。
操作判斷單元83判斷負(fù)載母線的電壓電流特性是否處于由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落狀態(tài)，當(dāng)電壓電流特性處于該電壓跌落狀態(tài)時(shí)輸出允許信號x0。操作判斷單元83接收三相負(fù)載電壓V11(VRS，VST，VTR)和三相負(fù)載電流I11(IRS，IST，ITR)，由單相操作判斷單元87a～87c針對每一相判斷負(fù)載母線的電壓電流特性是否處于由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落狀態(tài)。由于單相操作判斷單元87a～87c具有相同的結(jié)構(gòu)，圖14僅示出單相操作判斷單元87a的結(jié)構(gòu)。下面說明單相操作判斷單元87a。
當(dāng)單相負(fù)載電流IRS超過預(yù)定值K1時(shí)，單相負(fù)載電壓VRS小于預(yù)定值K3，由單相負(fù)載電壓VRS和負(fù)載功率因數(shù)cosθ判斷的關(guān)系小于預(yù)定值(VRScos(θ+30°)＜K2cos30°)，單相操作判斷單元87a判斷為單相RS相處于由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落狀態(tài)，輸出判斷信號r1。類似地，對于ST相和TS相，由單相操作判斷單元87b和87c輸出判斷信號r2和r3。將判斷信號r1、r2和r3輸入到操作判斷單元83的邏輯積電路88，當(dāng)建立全部判斷信號r1、r2和r3時(shí)，從操作判斷單元83將允許信號x0輸出到信號輸出單元86。
當(dāng)從操作判斷單元83輸入允許信號x0時(shí)，信號輸出單元86保持允許信號x0并且輸出允許信號x，當(dāng)輸入來自恢復(fù)判斷單元84的恢復(fù)信號u時(shí)，信號輸出單元86釋放對允許信號x0的保持。因此，當(dāng)從操作判斷單元83輸入允許信號x0時(shí)，在不從恢復(fù)判斷單元84輸入恢復(fù)信號u的條件下，信號輸出單元86將允許信號x輸出到負(fù)載脫落選擇輸出單元33的邏輯積電路82a～82n。通過輸出允許信號x，允許從負(fù)載脫落選擇輸出單元33輸出負(fù)載脫落命令Ea～En，以由計(jì)時(shí)器80a～80n指定的順序依次輸出負(fù)載脫落命令Ea～En。
恢復(fù)判斷單元84判斷負(fù)載母線的電壓電流特性是否從由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落狀態(tài)恢復(fù)，當(dāng)特性恢復(fù)時(shí)輸出恢復(fù)信號u?；謴?fù)判斷單元84接收三相負(fù)載電壓V11(VRS，VST，VTR)和三相負(fù)載電流I11(IRS，IST，ITR)，由單相恢復(fù)判斷單元89a～89c針對每一個(gè)單相判斷負(fù)載母線的電壓電流特性是否從由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落狀態(tài)恢復(fù)。由于單相恢復(fù)判斷單元89a～89c具有相同的結(jié)構(gòu)，圖14僅示出單相恢復(fù)判斷單元89a的結(jié)構(gòu)。下面說明單相恢復(fù)判斷單元89a。
當(dāng)單相負(fù)載電流IRS跌落到低于預(yù)定值K1′時(shí)，單相負(fù)載電壓VRS超過預(yù)定值K3′，或者由單相負(fù)載電壓VRS和負(fù)載功率因數(shù)cosθ判斷的關(guān)系小于預(yù)定值(VRScos(θ+30°)＜K2′cos30°)，單相恢復(fù)判斷單元89a判斷為單相RS相從由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落狀態(tài)恢復(fù)，輸出判斷信號y1。
類似地，對于ST相和TS相，從單相恢復(fù)判斷單元89b和89c輸出判斷信號y2和y3。將判斷信號y1、y2和y3輸入到恢復(fù)判斷單元84的邏輯積電路90，當(dāng)建立全部判斷信號y1、y2和y3時(shí)，將恢復(fù)信號u輸出到信號輸出單元86。當(dāng)從恢復(fù)判斷單元84輸入恢復(fù)信號u時(shí)，釋放對允許信號x的保持。由于該原因，停止從負(fù)載脫落選擇輸出單元33輸出負(fù)載脫落命令Ea～En，負(fù)載脫落操作停止。
圖15是以表示單相操作判斷單元87a的操作條件范圍和單相恢復(fù)判斷單元89a的恢復(fù)條件范圍的負(fù)載電流I11的電流矢量作為相位基準(zhǔn)的電壓矢量平面圖。具有對負(fù)載電壓V11預(yù)先確定的設(shè)定值K3～K3′和對負(fù)載功率因數(shù)cosθ預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值K2cos30°～K2′cos30°，由這些設(shè)定值確定操作條件范圍S11和恢復(fù)條件范圍S12。在操作條件范圍S11和恢復(fù)條件范圍S12之間設(shè)置死區(qū)(dead zone)范圍S13。當(dāng)負(fù)載電壓V11相對于負(fù)載電流I11進(jìn)入操作條件范圍S11，單相操作判斷單元87a工作，當(dāng)進(jìn)入恢復(fù)條件范圍S12時(shí)，單相恢復(fù)判斷單元89a工作。
換句話說，在操作條件范圍S11和恢復(fù)條件范圍S12中，當(dāng)負(fù)載功率因數(shù)cosθ大，例如負(fù)載功率因數(shù)cosθ為“1”(負(fù)載電壓V11和負(fù)載電流I11同相)時(shí)，即使負(fù)載電壓V11的絕對值小，該特性也使得操作條件范圍S11難以進(jìn)入，并且即使負(fù)載電壓V11的絕對值比較小，恢復(fù)條件范圍S12也容易進(jìn)入。在以上說明中，通過考慮負(fù)載電壓V11和負(fù)載功率因數(shù)cosθ，判斷設(shè)定值并判斷操作條件范圍S1和恢復(fù)條件范圍S12，然而，也可以基于負(fù)載電壓V11和負(fù)載功率因數(shù)cosθ中的任何一個(gè)來判斷設(shè)定值，然后判斷操作條件范圍S11和恢復(fù)條件范圍S12。
當(dāng)操作判斷單元83的操作恢復(fù)并且不再輸出來自操作判斷單元83的允許信號x0時(shí)，在過去了預(yù)定時(shí)間段之后，操作復(fù)位單元85釋放對信號輸出單元86的允許信號x0的保持。操作復(fù)位單元85包括NOT(非)電路91和計(jì)時(shí)器93。將來自操作判斷單元83的允許信號x0經(jīng)由NOT電路91輸入到計(jì)時(shí)器93，當(dāng)停止輸出允許信號x0之后過去了預(yù)定時(shí)間段時(shí)，計(jì)時(shí)器93經(jīng)由恢復(fù)判斷單元84的邏輯和電路94釋放對信號輸出單元86的允許信號x0的保持。
由于該原因，可以防止操作判斷單元83的操作恢復(fù)但是不輸出來自恢復(fù)判斷單元84的恢復(fù)信號u的狀態(tài)，即保持在圖15中的死區(qū)范圍S13內(nèi)的狀態(tài)長時(shí)間持續(xù)。換句話說，可以防止連續(xù)輸出不必要的負(fù)載脫落命令。
如上所述，根據(jù)第一實(shí)施例，基于通過輸電網(wǎng)連接的多個(gè)上位變電站的系統(tǒng)電壓的電壓跌落和電壓跌落速率，對由無功功率特性導(dǎo)致的系統(tǒng)電壓的電壓跌落進(jìn)行檢測，因此，即使以網(wǎng)狀構(gòu)成多個(gè)電力輸送線，也可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行檢測。
此外，分開檢測在幾秒至幾分鐘的數(shù)量級的長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落和在幾秒鐘的數(shù)量級的短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落，因此，可以進(jìn)行寬范圍的檢測。此外，與長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落和短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落的各電壓跌落特性相對應(yīng)，有選擇地從負(fù)載電壓跌落大的部分使負(fù)載脫落，或者防止由由于系統(tǒng)故障等引起的電壓跌落產(chǎn)生的故障，因此，可以適當(dāng)?shù)貦z測并恢復(fù)由無功功率特性導(dǎo)致的系統(tǒng)電壓的電壓跌落。
接下來說明本發(fā)明的第二實(shí)施例。圖16是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的系統(tǒng)電壓保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。第二實(shí)施例與圖1所示的第一實(shí)施例的不同之處在于從主設(shè)備18a中省略操作優(yōu)先選擇單元29和輸出允許單元30。相同的附圖標(biāo)記表示與圖1中的組件相同的組件，省略重復(fù)的說明。
當(dāng)自身的上位變電站的系統(tǒng)電壓的電壓跌落比較大時(shí)，操作優(yōu)先選擇單元29輸出操作優(yōu)先選擇信號c使得在終端設(shè)備19a1～19a3中優(yōu)先選擇自身的系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元27的系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a。然而，由輸電網(wǎng)連接多個(gè)上位變電站的母線，因此，即使首先使連接到其他上位變電站的負(fù)載脫落，最后也可以恢復(fù)自身的上位變電站的系統(tǒng)電壓。因此，即使不特別設(shè)置操作優(yōu)先選擇單元29，也不會產(chǎn)生問題，因此在第二實(shí)施例中沒有設(shè)置操作優(yōu)先選擇單元29。
此外，輸出允許單元30判斷電壓突然跌落是否是由無功功率特性導(dǎo)致的，并當(dāng)電壓突然跌落是由無功功率特性導(dǎo)致的時(shí)輸出輸出允許信號d。換句話說，可能存在當(dāng)在系統(tǒng)故障事件中故障點(diǎn)的脫落失敗時(shí)出現(xiàn)電壓突然跌落的情況，因此，在這種情況下從電壓突然跌落中識別上述電壓突然跌落。然而，當(dāng)在系統(tǒng)故障事件中主保護(hù)繼電器消除故障失敗時(shí)，由后備保護(hù)保護(hù)性繼電器在約一秒鐘之內(nèi)消除故障，電壓突然跌落不可能持續(xù)長時(shí)間。因此，即使不特別設(shè)置輸出允許單元30，也不會產(chǎn)生問題，因此，在第二實(shí)施例中沒有設(shè)置輸出允許單元30。
此外，主設(shè)備18a可以具有如圖17所示的系統(tǒng)電壓逐漸跌落檢測單元27和操作優(yōu)先選擇單元29，或者如圖18所示僅具有系統(tǒng)電壓逐漸跌落檢測單元27，或者如圖19所示具有系統(tǒng)電壓突然跌落檢測單元28和輸出允許單元30，或者如圖20所示僅具有系統(tǒng)電壓突然跌落檢測單元28。例如，當(dāng)需要檢測系統(tǒng)電壓在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落時(shí)，設(shè)置系統(tǒng)電壓逐漸跌落檢測單元27；當(dāng)需要檢測系統(tǒng)電壓在短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落時(shí)，設(shè)置系統(tǒng)電壓突然跌落檢測單元28；當(dāng)電壓跌落比較快需要優(yōu)先操作時(shí)，設(shè)置操作優(yōu)先選擇單元29；當(dāng)在故障等事件中脫落失敗時(shí)電壓突然跌落時(shí)需要防止操作的情況下，設(shè)置輸出允許單元30。
根據(jù)第二實(shí)施例，可以根據(jù)電力系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或者電力系統(tǒng)的特性通過適當(dāng)組合系統(tǒng)電壓逐漸跌落檢測單元27、系統(tǒng)電壓突然跌落檢測單元28、操作優(yōu)先選擇單元29和輸出允許單元30來構(gòu)成電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，因此，可以根據(jù)電力系統(tǒng)來進(jìn)行電壓跌落的最優(yōu)檢測。
接下來說明本發(fā)明的第三實(shí)施例。圖21是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的系統(tǒng)電壓保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。第三實(shí)施例與圖1所示的第一實(shí)施例的不同之處在于使得可以應(yīng)用于當(dāng)從電力系統(tǒng)中的一個(gè)或者多個(gè)變電站之間向負(fù)載直接供電而其間沒有下位變電站時(shí)的情況。換句話說，從自身的變電站向負(fù)載直接供電，因此，將主設(shè)備18a和終端設(shè)備19a1～19d3一體化為一個(gè)單元。相同的附圖標(biāo)記表示與圖1中的組件相同的組件，省略重復(fù)的說明。
在圖21中，將來自系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元27的系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a和來自操作優(yōu)先選擇單元29的操作優(yōu)先選擇信號c輸入到負(fù)載脫落輸出單元32a1～32a3。當(dāng)輸入系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號a和操作優(yōu)先選擇信號c二者時(shí)，負(fù)載脫落輸出單元32a1～32a3從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落。
此外，將來自系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元28的系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號b和來自輸出允許單元30的輸出允許信號d輸入到負(fù)載脫落選擇輸出單元33a1～33a3。當(dāng)輸入系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號和輸出允許信號時(shí)，負(fù)載脫落選擇輸出單元33a1～33a3選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。
由于該原因，即使在從自身的變電站向負(fù)載直接供電的情況下，也可以檢測到電壓跌落，針對電壓跌落進(jìn)行負(fù)載脫落，并使電力系統(tǒng)的電壓恢復(fù)。
此外，電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)可以是如圖22所示從圖21所示的系統(tǒng)中省略操作優(yōu)先選擇單元29和輸出允許單元30的系統(tǒng)，或者如圖23所示具有系統(tǒng)電壓逐漸跌落檢測單元27、操作優(yōu)先選擇單元29和負(fù)載脫落輸出單元32a1～32a3的系統(tǒng)，或者如圖24所示具有系統(tǒng)電壓逐漸跌落檢測單元27和負(fù)載脫落輸出單元32a1～32a3的系統(tǒng)，或者如圖25所示具有系統(tǒng)電壓突然跌落檢測單元28、輸出允許單元30和負(fù)載脫落選擇輸出單元33a1～33a3的系統(tǒng)，以及如圖26所示具有系統(tǒng)電壓突然跌落檢測單元28和負(fù)載脫落選擇輸出單元33a1～33a3的系統(tǒng)。
例如，當(dāng)需要檢測系統(tǒng)電壓在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落時(shí)，設(shè)置系統(tǒng)電壓逐漸跌落檢測單元27；當(dāng)需要檢測系統(tǒng)電壓在短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落時(shí)，設(shè)置系統(tǒng)電壓突然跌落檢測單元28；當(dāng)電壓跌落比較快需要優(yōu)先操作時(shí)，設(shè)置操作優(yōu)先選擇單元29；當(dāng)在故障等事件中脫落失敗時(shí)電壓突然跌落時(shí)需要防止操作情況下，設(shè)置輸出允許單元30。
根據(jù)第三實(shí)施例，可以根據(jù)從自身的變電站向負(fù)載直接供電的電力系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或者電力系統(tǒng)的特性，通過適當(dāng)組合系統(tǒng)電壓逐漸跌落檢測單元27、系統(tǒng)電壓突然跌落檢測單元28、操作優(yōu)先選擇單元29和輸出允許單元30來構(gòu)成電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，因此，可以根據(jù)電力系統(tǒng)來進(jìn)行電壓跌落的最優(yōu)檢測。
工業(yè)應(yīng)用如上所述，根據(jù)本發(fā)明的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)可以用于檢測由上位變電站的系統(tǒng)電壓的無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落。此外，基于上位變電站的系統(tǒng)電壓的電壓跌落和電壓跌落速率來檢測由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落，因此，該電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)適用于檢測由通過輸電網(wǎng)連接的電力系統(tǒng)的無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落。
權(quán)利要求
1.一種電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)，包括主設(shè)備，用于獲取所述電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)上位變電站的系統(tǒng)電量；以及終端設(shè)備，用于獲取從所述上位變電站接收電力并向負(fù)載供電的一個(gè)或者多個(gè)下位變電站的系統(tǒng)電量，其中所述主設(shè)備包括系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號，當(dāng)所述電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號；系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓在短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號，當(dāng)所述電力系統(tǒng)的三相電壓超過所述電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號；操作優(yōu)先選擇單元，其當(dāng)所述電力系統(tǒng)的三相電壓的電壓跌落大時(shí)早輸出操作優(yōu)先選擇信號，當(dāng)所述電壓跌落小時(shí)晚輸出所述操作優(yōu)先選擇信號；以及輸出允許單元，其在由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落事件中輸出輸出允許信號，以及所述終端設(shè)備包括負(fù)載脫落輸出單元，其當(dāng)從所述主設(shè)備接收到所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號和所述操作優(yōu)先選擇信號二者時(shí)，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的所述下位變電站的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落；以及負(fù)載脫落選擇輸出單元，其當(dāng)從所述主設(shè)備接收到所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號和所述輸出允許信號時(shí)，選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元具有從長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓逐漸跌落的短判斷時(shí)間區(qū)域向長判斷時(shí)間區(qū)域變小的預(yù)定值，在所述短判斷時(shí)間區(qū)域內(nèi)早檢測大的電壓跌落速率，在所述長判斷時(shí)間區(qū)域內(nèi)檢測小的電壓跌落速率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)檢測到短路故障或者接地故障時(shí)，所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元停止輸出所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓和電流從所述上位變電站看下位變電站時(shí)的負(fù)載阻抗落入預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，所述輸出允許單元判斷為所述電壓突然跌落是由無功功率特性導(dǎo)致的，并輸出輸出允許信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載脫落輸出單元基于連接到所述下位變電站的負(fù)載的負(fù)載電壓和負(fù)載功率因數(shù)二者或者至少其中之一來判斷由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落的影響，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的所述下位變電站的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載脫落輸出單元通過縮短其時(shí)間限制操作，對具有越低的負(fù)載電壓和越小的負(fù)載功率因數(shù)的所述下位變電站越早輸出負(fù)載脫落命令。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載脫落選擇輸出單元基于連接到所述下位變電站的負(fù)載的負(fù)載電壓和負(fù)載功率因數(shù)二者或者至少其中之一來選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元或者所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元的所述電壓恢復(fù)設(shè)定值是高于所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元或者所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元已經(jīng)工作時(shí)的系統(tǒng)電壓的電壓。
9.一種電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)，包括主設(shè)備，用于獲取所述電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)上位變電站的系統(tǒng)電量；以及終端設(shè)備，用于獲取從所述上位變電站接收電力并向負(fù)載供電的一個(gè)或者多個(gè)下位變電站的系統(tǒng)電量，其中所述主設(shè)備包括系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號，當(dāng)所述電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號；以及系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓在短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號，當(dāng)所述電力系統(tǒng)的三相電壓超過所述電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號，以及所述終端設(shè)備包括負(fù)載脫落輸出單元，其當(dāng)從所述主設(shè)備接收到所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號時(shí)，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的所述下位變電站的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落；以及負(fù)載脫落選擇輸出單元，其當(dāng)從所述主設(shè)備接收到所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號時(shí)，依次使被允許負(fù)載脫落的負(fù)載脫落。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元具有從長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓逐漸跌落的短判斷時(shí)間區(qū)域向長判斷時(shí)間區(qū)域變小的預(yù)定值，在所述短判斷時(shí)間區(qū)域內(nèi)早檢測大的電壓跌落速率，在所述長判斷時(shí)間區(qū)域內(nèi)檢測小的電壓跌落速率。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)檢測到短路故障或者接地故障時(shí)，所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元停止輸出所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載脫落輸出單元基于連接到所述下位變電站的負(fù)載的負(fù)載電壓和負(fù)載功率因數(shù)二者或者至少其中之一來判斷由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落的影響，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的所述下位變電站的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載脫落輸出單元通過縮短其時(shí)間限制操作，對具有越低的負(fù)載電壓和越小的負(fù)載功率因數(shù)的所述下位變電站越早輸出負(fù)載脫落命令。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載脫落選擇輸出單元基于連接到所述下位變電站的負(fù)載的負(fù)載電壓和負(fù)載功率因數(shù)二者或者至少其中之一來選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元或者所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元的所述電壓恢復(fù)設(shè)定值是高于所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元或者所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元已經(jīng)工作時(shí)的系統(tǒng)電壓的電壓。
16.一種電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)，包括主設(shè)備，用于獲取所述電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)上位變電站的系統(tǒng)電量；以及終端設(shè)備，用于獲取從所述上位變電站接收電力并向負(fù)載供電的一個(gè)或者多個(gè)下位變電站的系統(tǒng)電量，其中所述主設(shè)備包括系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號，當(dāng)所述電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號；以及操作優(yōu)先選擇單元，當(dāng)所述電力系統(tǒng)的三相電壓的電壓跌落大時(shí)早輸出操作優(yōu)先選擇信號，當(dāng)所述電壓跌落小時(shí)晚輸出所述操作優(yōu)先選擇信號，以及所述終端設(shè)備包括負(fù)載脫落輸出單元，其當(dāng)從所述主設(shè)備接收到所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號和所述操作優(yōu)先選擇信號二者時(shí)，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的所述下位變電站的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元具有從長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓逐漸跌落的短判斷時(shí)間區(qū)域向長判斷時(shí)間區(qū)域變小的預(yù)定值，在所述短判斷時(shí)間區(qū)域內(nèi)早檢測大的電壓跌落速率，在所述長判斷時(shí)間區(qū)域內(nèi)檢測小的電壓跌落速率。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載脫落輸出單元基于連接到所述下位變電站的負(fù)載的負(fù)載電壓和負(fù)載功率因數(shù)二者或者至少其中之一來判斷由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落的影響，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的所述下位變電站的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載脫落輸出單元通過縮短其時(shí)間限制操作，對具有越低的負(fù)載電壓和越小的負(fù)載功率因數(shù)的所述下位變電站越早輸出負(fù)載脫落命令。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元的所述電壓恢復(fù)設(shè)定值是高于所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元已經(jīng)工作時(shí)的系統(tǒng)電壓的電壓。
21.一種電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)，包括主設(shè)備，用于獲取所述電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)上位變電站的系統(tǒng)電量；以及終端設(shè)備，用于獲取從所述上位變電站接收電力并向負(fù)載供電的一個(gè)或者多個(gè)下位變電站的系統(tǒng)電量，其中所述主設(shè)備包括系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號，當(dāng)所述電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號；以及所述終端設(shè)備包括負(fù)載脫落輸出單元，其當(dāng)從所述主設(shè)備接收到所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號時(shí)，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的所述下位變電站的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元具有從長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓逐漸跌落的短判斷時(shí)間區(qū)域向長判斷時(shí)間區(qū)域變小的預(yù)定值，在所述短判斷時(shí)間區(qū)域內(nèi)早檢測大的電壓跌落速率，在所述長判斷時(shí)間區(qū)域內(nèi)檢測小的電壓跌落速率。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載脫落輸出單元基于連接到所述下位變電站的負(fù)載的負(fù)載電壓和負(fù)載功率因數(shù)二者或者至少其中之一來判斷由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落的影響，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的所述下位變電站的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載脫落輸出單元通過縮短其時(shí)間限制操作，對具有越低的負(fù)載電壓和越小的負(fù)載功率因數(shù)的所述下位變電站越早輸出負(fù)載脫落命令。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元的所述電壓恢復(fù)設(shè)定值是高于所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元已經(jīng)工作時(shí)的系統(tǒng)電壓的電壓。
26.一種電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)，包括主設(shè)備，用于獲取所述電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)上位變電站的系統(tǒng)電量；以及終端設(shè)備，用于獲取從所述上位變電站接收電力并向負(fù)載供電的一個(gè)或者多個(gè)下位變電站的系統(tǒng)電量，其中所述主設(shè)備包括系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓在短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號，當(dāng)所述電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號；以及輸出允許單元，其在由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落事件中輸出輸出允許信號，以及所述終端設(shè)備包括負(fù)載脫落選擇輸出單元，其當(dāng)從所述主設(shè)備接收到所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號和所述輸出允許信號時(shí)，選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)檢測到短路故障或者接地故障時(shí)，所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元停止輸出所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓和電流從所述上位變電站看下位變電站時(shí)的負(fù)載阻抗落入預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，所述輸出允許單元判斷為電壓突然跌落是由無功功率特性導(dǎo)致的，并輸出輸出允許信號。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載脫落選擇輸出單元基于連接到所述下位變電站的負(fù)載的負(fù)載電壓和負(fù)載功率因數(shù)二者或者至少其中之一來選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元的所述電壓恢復(fù)設(shè)定值是高于所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元已經(jīng)工作時(shí)的系統(tǒng)電壓的電壓。
31.一種電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)，包括主設(shè)備，用于獲取所述電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)上位變電站的系統(tǒng)電量；以及終端設(shè)備，用于獲取從所述上位變電站接收電力并向負(fù)載供電的一個(gè)或者多個(gè)下位變電站的系統(tǒng)電量，其中所述主設(shè)備包括系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元，其當(dāng)基于電力系統(tǒng)的三相電壓在短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號，當(dāng)所述電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號；以及所述終端設(shè)備包括負(fù)載脫落選擇輸出單元，其當(dāng)從所述主設(shè)備接收到所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號時(shí)，選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)檢測到短路故障或者接地故障時(shí)，所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元停止輸出所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載脫落選擇輸出單元基于連接到所述下位變電站的負(fù)載的負(fù)載電壓和負(fù)載功率因數(shù)二者或者至少其中之一來選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元的所述電壓恢復(fù)設(shè)定值是高于所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元已經(jīng)工作時(shí)的系統(tǒng)電壓的電壓。
35.一種電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)，包括系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元，其當(dāng)基于所述電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)變電站的電力系統(tǒng)的三相電壓在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號，當(dāng)所述電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號；系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元，其當(dāng)基于所述電力系統(tǒng)的三相電壓在短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號，當(dāng)所述電力系統(tǒng)的三相電壓超過所述電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號；操作優(yōu)先選擇單元，其當(dāng)所述電力系統(tǒng)的三相電壓的電壓跌落大時(shí)早輸出操作優(yōu)先選擇信號，當(dāng)所述電壓跌落小時(shí)晚輸出所述操作優(yōu)先選擇信號；輸出允許單元，其在由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落事件中輸出輸出允許信號；負(fù)載脫落輸出單元，其當(dāng)輸入所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號和所述操作優(yōu)先選擇信號時(shí)，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落；以及負(fù)載脫落選擇輸出單元，其當(dāng)輸入所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號和所述輸出允許信號時(shí)，選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。
36.一種電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)，包括系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元，其當(dāng)基于所述電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)變電站的電力系統(tǒng)的三相電壓在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號，當(dāng)所述電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號；系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元，其當(dāng)基于所述電力系統(tǒng)的三相電壓在短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號，當(dāng)所述電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號；負(fù)載脫落輸出單元，其當(dāng)輸入所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號時(shí)，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落；以及負(fù)載脫落選擇輸出單元，其當(dāng)輸入所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號時(shí)，使被允許負(fù)載脫落的負(fù)載脫落。
37.一種電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)，包括系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元，其當(dāng)基于所述電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)變電站的電力系統(tǒng)的三相電壓在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號，當(dāng)所述電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號；操作優(yōu)先選擇單元，其當(dāng)所述電力系統(tǒng)的三相電壓的電壓跌落大時(shí)早輸出操作優(yōu)先選擇信號，當(dāng)所述電壓跌落小時(shí)晚輸出所述操作優(yōu)先選擇信號；以及負(fù)載脫落輸出單元，其當(dāng)輸入所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號和所述操作優(yōu)先選擇信號二者時(shí)，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落。
38.一種電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)，包括系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷單元，其當(dāng)基于所述電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)變電站的電力系統(tǒng)的三相電壓在長時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號，當(dāng)所述電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號；以及負(fù)載脫落輸出單元，其當(dāng)輸入所述系統(tǒng)電壓逐漸跌落判斷信號時(shí)，從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落。
39.一種電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)，包括系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元，其當(dāng)基于所述電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)變電站的電力系統(tǒng)的三相電壓在短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號，當(dāng)所述電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號；輸出允許單元，其在由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落事件中輸出輸出允許信號；以及負(fù)載脫落選擇輸出單元，其當(dāng)輸入所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號和所述輸出允許信號時(shí)，選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。
40.一種電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，用于穩(wěn)定地運(yùn)行電力系統(tǒng)，包括系統(tǒng)電壓突然跌落判斷單元，其當(dāng)基于所述電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)變電站的電力系統(tǒng)的三相電壓在短時(shí)間區(qū)域內(nèi)的電壓跌落速率超過預(yù)定值時(shí)，輸出系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號，當(dāng)所述電力系統(tǒng)的三相電壓超過電壓恢復(fù)設(shè)定值時(shí)，停止輸出所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號；以及負(fù)載脫落選擇輸出單元，其當(dāng)輸入所述系統(tǒng)電壓突然跌落判斷信號時(shí)，選擇引起由無功功率特性導(dǎo)致的電壓突然跌落的負(fù)載，并依次使所選擇的負(fù)載脫落。
全文摘要
一種電力系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，用于防止由電力系統(tǒng)的無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落。用于獲取一個(gè)或者多個(gè)上位變電站的系統(tǒng)電量的主設(shè)備檢測電力系統(tǒng)的無功功率特性所產(chǎn)生的電壓跌落，將電壓跌落的檢測信號發(fā)送到用于獲取一個(gè)或者多個(gè)下位變電站的系統(tǒng)電量的終端設(shè)備。每一個(gè)終端設(shè)備基于負(fù)載母線的負(fù)載電壓和負(fù)載電流從受由無功功率特性導(dǎo)致的電壓跌落影響更大的負(fù)載開始依次使負(fù)載脫落。
文檔編號H02J3/00GK1977435SQ20048004247
公開日2007年6月6日 申請日期2004年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月16日
發(fā)明者柳橋健, 鈴木守, 前田隆文, 石橋哲, 西谷泰周 申請人:東京電力株式會社