專利名稱：對保護繼電器操作的控制的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對保護繼電器的控制，并且更具體地涉及對電網中工作的保護繼電器 的控制。
背景技術：
繼電器用于例如電網和器件的保護。繼電器保護函數(shù)可以被實施為常數(shù)時間函 數(shù)，其中操作時間不依賴于特征測量(諸如電流、電壓或頻率)的值?；蛘撸敳僮鲿r間 逆反地依賴于測量信號的幅度時，繼電器保護函數(shù)可以是反時限依賴的(inverse-time dependent)0基于反時限的算法分析通?；谝韵录俣娏骰虺^設置的電流閾值的過電流 或低于設置的電流閾值的欠電流在測量時間期間是常量。這在理論計算與實現(xiàn)之間產生了 簡單的相似性。然而實際上，特征測量幅度水平的波動和變化產生了器件的實現(xiàn)的操作時 間。

發(fā)明內容
因此本發(fā)明的目的是提供一種方法以及用于實現(xiàn)該方法的裝置，以便緩解以上缺
點ο一方面，提供了一種控制保護繼電器的方法，該方法包括輸入輸入特征量、利用 計算等式確定保護繼電器的觸發(fā)條件，對于過函數(shù)(overfimction)測量，該計算等式的 值當輸入特征量超過第一閾值時增大，而當輸入特征量低于第二閾值時減小，對于欠函數(shù) (underfunction)測量，該計算等式的值當輸入特征量低于第一閾值時增大，而當輸入特征 量超過第二閾值時減小。另一方面，提供了一種保護繼電器，該保護繼電器包括用于輸入輸入特征量的裝 置、用于利用計算等式確定保護繼電器的觸發(fā)條件的裝置，對于過函數(shù)測量，該計算等式被 配置為當輸入特征量超過第一閾值時增大，而當輸入特征量低于第二閾值時減小，對于欠 函數(shù)測量，該計算等式被配置為當輸入特征量低于第一閾值時增大，而當輸入特征量超過 第二閾值時減小。


下面將參照附圖通過優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行更詳細的說明，在附圖中圖1示出了電子器件的狀態(tài)圖；圖2示出了電子器件的另一個狀態(tài)圖；圖3示出了信號幅度對時間的依賴關系的示例；圖4示出了方法的實施例；并且圖5示出了裝置的實施例。
具體實施例方式圖1示出了保護繼電器的狀態(tài)圖的實施例。保護繼電器輸入特征量，根據該特征 量可以在保護繼電器中執(zhí)行操作決定和不同的功能性。在下面的圖和說明中，特征量是電 流，但還可以是某種其它測量，諸如電壓、頻率、或溫度。下面，關于過電流繼電器(也就是 過函數(shù)是過電流)對本發(fā)明進行說明。本發(fā)明還可以應用于欠函數(shù)繼電器，諸如欠電流繼 電器，在該情況下操作是與以下所說明的方式相反的。在圖1的簡化的狀態(tài)圖中描繪了四個狀態(tài)。在初始狀態(tài)下，器件還未使用。當器 件被使用(也就是被耦合到要使用的系統(tǒng)上)時，執(zhí)行到起作用狀態(tài)的狀態(tài)轉換“1”。在起 作用狀態(tài)中，器件正在測量器件的操作所依賴的特征量。如果繼電器響應于過函數(shù)測量，諸 如過電流，那么器件將會對超過電流閾值的電流作出反應。響應于欠函數(shù)測量的繼電器的 示例是欠電流繼電器，該欠電流繼電器將會對低于閾值的電流作出反應。從起作用狀態(tài)到拾取狀態(tài)的狀態(tài)轉換“2”描繪了電流水平超過啟動閾值的情形。 在狀態(tài)轉換“3”和“4”中，器件被保持在拾取狀態(tài)。在“3”中，等式15的分子增大，但是分 子值還未超過分母值。在此狀態(tài)轉換過程中，輸入變量的值高于啟動閾值。滯后區(qū)域可以被引入到啟動閾值附近，從而防止由于在啟動閾值附近振蕩的電流 而產生的不必要的狀態(tài)轉換。對于過函數(shù)，滯后向下拓寬信號范圍，而對于欠函數(shù)則是向上 拓寬信號范圍。狀態(tài)轉換“4”描述電流位于滯后區(qū)域內的情形，例如如果已設置了 2%的滯 后，該滯后區(qū)域可以是例如在啟動閾值之下的2%。可替選地，滯后區(qū)域可以延伸到啟動閾 值的兩側，在以上示例中該滯后區(qū)域將會給出+/-2%的區(qū)域。滯后設置可以是工廠設置值，它可以基于變壓器測量的不準確度等而被確定。在 理想的情況下，從純算法的觀點來看，滯后甚至可以被設置為零，但是在實踐中它可能被設 置為大于零的值。在這段時間內，等式15的比被凍結，也就是它既不增大也不減小。當?shù)仁?5的分子值最后超過同一等式的分母值時，拾取_ >操作的狀態(tài)轉換“5” 被執(zhí)行。如箭頭“6”所示地保持操作狀態(tài)，同時信號保持在啟動閾值減去滯后值之上。如果輸入信號值落到啟動閾值減去滯后值之下，那么狀態(tài)改變?yōu)槠鹱饔茫缂^ “7”所指示的。可替選地，在操作狀態(tài)中可以使用與用在拾取狀態(tài)中的滯后值不同的滯后值 來將操作重置返回到起作用。在另一個實施例中，重置型等式可以應用于此。在此情況下， 首先通過狀態(tài)轉換“12”達到重置操作狀態(tài)，然后遵循使等式15的分子逐漸降低到零的重 置等式，從而導致由箭頭“ 13”示出的重置操作_ >起作用的狀態(tài)改變。當電流落到減去滯后值的閾值之下時，可以從拾取狀態(tài)到達降落狀態(tài)，如箭頭“8” 所指示的。在降落狀態(tài)中，引入兩個內部狀態(tài)轉換9和10以及第三轉換14。第一轉換“9”描 述了輸入信號位于滯后區(qū)域中的情形，其結果是等式15的分子/分母的計算被凍結，而如 果信號幅度再次超過啟動閾值那么隨后是相反的狀態(tài)轉換“14”。狀態(tài)“10”描述了輸入值 低于啟動閾值并且位于滯后區(qū)域外的情況，其結果是在此狀態(tài)下等式15的比值被降低。如果等式15的分子值達到0，那么器件被重置，其結果是器件返回到起作用的狀 態(tài)。下面，在數(shù)學上對操作進行解釋。我們可以為電流繼電器定義兩個單獨的等式 操作等式(1)以及重置等式(5)，其也由標準引入。它們依賴于信號，也就是特征測量量，從而使操作等式僅對啟動閾值以上的信號幅度比(I相對I >)有效，而重置等式僅對啟動 閾值以下的信號幅度比有效。操作等式的上限取決于未飽和的情況下的變壓器動態(tài)測量 準確度，而重置等式的下限為零。因為滯后區(qū)域在操作區(qū)域之間產生自然的“灰區(qū)域(gray region) ”，所以一次只有一個等式是有效的。我們從最終等式15的增量方面開始，即解釋 怎樣構建操作等式。 過電流繼電器的操作等式具有基本形式(1)
其中，
t(I)以秒為單位給出了操作時間 k是函數(shù)的可設置的時間乘數(shù) a、b、p、c是曲線參數(shù) I是輸入到等式的測量的電流 I>是可由使用者設置的電流的啟動閾值。 等式⑴可以以形式⑵寫出
k*
(2) f(I)>=
I
a
"ν
+ k*b
■c
K^ > J在此我們可以看到操作時間(也就是在假定常量輸入信號幅度下到達操作狀態(tài) 的時間)逆反地依賴于電流I。因此，電流越大，達到繼電器的操作的時間t越短?？梢岳L 出具有此等式中不同參數(shù)的曲線。這些曲線可以作為常量信號幅度比的函數(shù)而被繪出。然 而實際上，電流可以隨時間波動，從而通過逐次積分導致曲線的實現(xiàn)。等式(2)可以以形式(3)寫出 (3) (OT + MayC-k*b)*
f J
I>
e>=k*a其中，OT是操作時間，并且delayC是延遲補償。操作時間表示自電流超過啟動閾值并且因此器件執(zhí)行到拾取狀態(tài)的狀態(tài)轉換起 已經過去的時間。延遲補償表示系統(tǒng)延遲，當器件的操作如根據這樣做的命令所計算的那 樣實際開始時，該系統(tǒng)延遲是完全的實現(xiàn)延遲。在此情況下，它補償測量延遲?？砂ㄔ谶@ 個相同變量中的另一個延遲是輸出繼電器延遲，該輸出繼電器延遲也可以通過縮短計算操 作時間而得到補償。關于延遲補償?shù)囊环矫媸窃搮?shù)在執(zhí)行過程中保持不變。
6
當考慮到計算包含若干逐次積分時，等式(3)可以寫為(4) 其中，η是逐次執(zhí)行區(qū)間的數(shù)目。在等式(4)中，I與I >之間的關系(也就是“電流比”)在時間上積分。積分能 夠在η個逐次執(zhí)行區(qū)間進行。由此可以有效地考慮到電流的波動。等式(4)現(xiàn)在示出了對應于圖1中的狀態(tài)轉換3的累積計數(shù)器的增量方面。當電 流在啟動閾值以上時，增量計數(shù)器處于工作中。然而，在電流在減去滯后的啟動閾值設置之下的期間段內，等式15的分子減小， 如圖1中的內部狀態(tài)轉換10所示。這種類型的遞減函數(shù)、重置函數(shù)可以用以下形式寫出 其中，t(I)以秒為單位給出重置時間k是函數(shù)的可設置的時間乘數(shù)(相同的乘數(shù)被用于操作時間計算)tr、pr、cr是曲線參數(shù)I是輸入到等式的測量的電流I >是電流的可設置啟動閾值。過電流保護函數(shù)的操作條件可以由稱為“開始持續(xù)時間”的術語來定義，“開始持 續(xù)時間”是指示在特定的時刻該器件距離操作有多久的變量。例如，如果已經得出根據等 式(1)計算出的曲線操作時間對于常量輸入信號是1秒，那么從這個特定的輸入信號幅度 水平開始，在半秒之后“開始持續(xù)時間”具有50%的值并且在0. 75秒之后其值將是75%。 因此，“開始持續(xù)時間”從0%進行到100%，由此在0%處器件被重置，而在100%處器件被 配置為操作。因此變量“開始持續(xù)時間”的目的在于指示在保持相同的常量信號水平的情 況下器件距離操作多近。然而，由于信號波動，這種估計不一定能實現(xiàn)。同樣，在操作過程 中的降落時間段使操作時間變長，從而實際上“開始持續(xù)時間”的定義可以被延伸為也包括 降落時間段。于是開始持續(xù)時間可以被定義為開始持續(xù)時間=(積分操作時間-積分重 置時間)/總操作時間。因此，狀態(tài)轉換降落_ >起作用可以發(fā)生在“積分操作時間”減去 “積分重置時間” =>0時，并且拾取->操作發(fā)生在(積分操作時間-積分重置時間)= 總操作時間時。在此條件的基礎上，可以發(fā)現(xiàn)，盡管在此背景下的總操作時間是線性函數(shù)， 但是作為操作和重置等式的導數(shù)的分子(積分操作時間-積分重置時間)具有指數(shù)增加的 特性，這可以在下文中看出。
等式⑴到(4)的積分操作時間以及等式(5)的積分重置時間可以組合成如下的 單個計數(shù)器。當電流比(I/I >)被縮寫為M時，等式(1)可以寫為m
M 可以通過將η寫為operCounter并且將taskTime (這是先前提到的執(zhí)行時間/周 期的同義詞)概念包括到等式中而寫出等式(6)，我們將得到操作不等式(7)(operCounter+delayC)* Σ (Mp_c) ^ Σ (Mp_c)氺k氺b氺 1/taskTime+ (7)operCounter氺k氺a氺1/taskTime通過定義 timeShift => delayC * 1000/taskTime、k * b * 1/taskTime =>curveDelay 以及 k * a * 1/taskTime => curveMult，我們得至Ij (8)(operCounter+timeShift)* Σ (Mp_c) ^ Σ (Mp_c)氺curveDelay+(8)operCounter氺curveMult此外，積分累積和S(Mp-C)可以被定義為sumOfS。這些值可以通過預定義的電流 比精確度被預先計算成操作查詢表從而其為M的函數(shù)，或者，如果可獲得足夠的計算能力， 它們可以在執(zhí)行過程中通過更精確的電流比值被計算出。最后我們得到(9)(operCounter+timeShift)^sumOfS ^ sumOfS^curveDelay+(9)operCounter氺curveMult這就是所謂的操作計數(shù)器等式，其中左手邊的參數(shù)被定義為integTime 1，并且右 手邊的參數(shù)被定義為integTime 2 (這些項指的是它們已被計算出的方式，S卩，通過對這些 逐個項進行積分)，從而(10)int egTimel = (operCounter+timeShift)^sumOyS并且(11)int egTime2 = sumOfS氺curveDelay+operCounter氺curveMult關于重置等式，通過從(5)開始并且類似地通過sumOfS定義另一個查詢表項(重 置LUT)或在執(zhí)行過程中直接計算稱為decOfS = S(Mpr-Cr)的累積和以及k * tr * 1/ taskTime => resetMult，這會得到重置不等式(12)(12) Σ (MPE-cr) = deeOfS 彡 k*tr*l/taskTime = resetMult還可以有所謂的resetCounter參數(shù)(等效于操作等式中的operCounter參數(shù)) 從而實際上等式將是(13)，其中resetCounter可以被消去。 現(xiàn)在“開始持續(xù)時間”定義的兩個因子已被計算出以示出操作條件。因此，通過將 操作和重置計數(shù)器等式組合為同一個等式而獲得組合的計數(shù)器等式。最終，在兩個計數(shù)器
8系統(tǒng)中的開始持續(xù)時間值可以被計算為其展開為 (等式 15)。此處，現(xiàn)在可以看出，操作計數(shù)器和重置計數(shù)器已被組合為單個計數(shù)器，即“開始 持續(xù)時間”計數(shù)器。這個“開始持續(xù)時間”計數(shù)器具有括號中的項乘以100%的形式。因此， 到操作狀態(tài)的狀態(tài)轉換的斷路條件是處于100%并且當括號中的項等于1時達到。然而，如 先前已經說明的，不計算等式(15)的除法，而是當?shù)仁?5中分子值超過分母值時斷路(操 作)條件發(fā)生。對應地，當分子減小為值零時，降落->起作用狀態(tài)的狀態(tài)轉換發(fā)生。這個相同的等式還可以被用于曲線，對于這些曲線，已經選擇除基于等式的重置 以外的某些其它類型的重置等式。當許多等式項可以被常量替換時，這會簡化計算。例如， decOfS具有值零，從而致使分子的第二項為零。還注意到，在此特定情況下，在分子以及分 母中的項resetMult可以被消去。在此可以考慮到的另一方面是關于降落定時器的延遲補償。如果將等式7和等 式13進行比較，那么可以看出延遲補償不會影響重置操作并且因此可以從等式中消去 resetCounter.事實上，延遲補償還可以通過縮短重置時間來影響重置計數(shù)器操作，從而使 實際開始輸出可以在正確的時間失效。然而，這將意味著我們應該在函數(shù)本身已經發(fā)現(xiàn)降 落時間段已延遲了設置的重置時間之前結束重置時間段計算，而這是不被允許的。因此，在 一個實施例中，在重置條件計算中可以忽略延遲補償。下面，總結在等式中所用的變量· operCounter是用于拾取函數(shù)的累積標記計數(shù)器(cumulative tickcounter)。
.timeShift 是 delay * 1000/taskTime (其中 delayC 可以以秒為單位給出)。其 表示在拾取操作過程中的固定值。
curveMult是k * a * 1/taskTime。其表示在拾取操作過程中的固定值。
curveDelay是k * b * Ι/taskTime。其表示在拾取操作過程中的固定值。
resetMult是k * tr * Ι/taskTime。其表示在拾取操作過程中的固定值。
sumOfS是S(Mp-c)。這些值可以預先存儲在查詢表(LUT)中。 下面將該LUT稱為操作LUT。
decOfS是S (Mpir-Cr)。這些值可以預先存儲在查詢表中。下面將該LUT稱為重
等式15可以被寫出以給出 StartDuration =
operComter * sumQ0 * resetMult-htimeShift * srntOJS * resetMult - 置 LUTc
100%*( (等式16)。下面，對等式16的溢出管理進行說明。在第一實施例中，使分母較小。做到這一點 的一種方式是將等式兩邊除以resetMult或其它某個相應的除數(shù)。在兩邊除以resetMult 之后，等式16可以被寫為 decQfS
StardHitation-(等式17)。如果變量 curveDelay/resetMult 被 BperTR 替換并且 curveMult/resetMult 被 AperTR替換，那么等式可以被寫為StartDumtion =
sumQ0 -
100%
lBperTR tr具有值零的一種特殊的情況不能用于避免除以零。參數(shù)tr值為零實際上意味 著即刻的重置等式，并且因此等式14的后部分將為零，并且因此能夠以一種更簡單的形式
10
給出等式14(19) Starmw^tion =^egTimelnnom等式展開于是給出 (等式 20)。當將此等式與等式15進行比較時，可以看出不是將resetMult設置為零(意味著 tr是零)，而是將resetMult設置為一(unity)。另一個問題是，當resetMult已被設置為 非常低的值時，AperTR和BperTr是否能夠具有太高的值。實際上，當resetMult具有其最 小值時，最高的AperTR和BperTr產生。對于等式18中的非常小的tr值，或者可以限制a 和b，或者可替選地可以限制tr的最低值或所有這三個參數(shù)。通常參數(shù)值范圍已經在產品 化階段被指定，并且因此有可能已經預先證明這些執(zhí)行階段固定值受到限制。然而，有可能 使用像下面所述的通過sumOfS和decOfS限制的類似的方法，若需要的話，還限制AperTR 禾口 BperTr0在等式18中，可以研究累積和的溢出，即sumOfS和decOfS。在執(zhí)行過程中等式 (等式18)中的另一個非固定參數(shù)是operCounter，因為參數(shù)timeShift、curveDelay、以及 curveMult在執(zhí)行過程中可以是固定的。下面，對用于確定累積操作和的極限值的過程的實施例進行說明。該過程本身對 于累積重置和也是相同的。首先，對LUT項內容進行積分以便找到要插入到累積和sumOfS 的最大項值。操作LUT等式(以及項內容)是Mp-c，并且其固定點表示取決于選擇的整數(shù) 和片段位長度，其中選擇的位長度是該整數(shù)與片段位長度的和。于是可以通過求解不等式
累積和+最大項值)=累積和的選擇的位長度而計算出操作溢出極限?，F(xiàn)在我們可 以將溢出極限選擇為小于log2(累積和)，于是最大允許的LUT插入值是與溢出 極限之間的差。類似地，對于用戶可編程曲線，可以選擇參數(shù)P和c的最大值，從而使最大 的LUT值也受到限制。出于計算精度的觀點，使用LUT項的更多片段位可能是可行的，后面 在累積和中使用這些片段位。在等式18中，存在乘法運算sumOfS女decOfS女BperTR0如果假定累積和位長度 為28，如果36位對于乘法運算值decOfS BperTR也是足夠的，那么可以使用乘法運算結 果的64位表示。當然，這些選擇很大程度上取決于選擇的處理器特性。在一個實施例中， 例如22位可以被保留用于decOfS并且12位用于BperTR，從而在最差的情況下在此使用 28+18+12 = 58位。如果現(xiàn)在所有這三個變量具有其最大值，那么仍存在一些對于溢出的裕 量。如果有符號的整數(shù)被用于寄存，那么可以使用總共63位，所以可以使用5個附加位以 增大操作溢出極限以及重置溢出極限。因此，可以定義用于操作和重置等式部分的最高可能LUT項以及累積和極限。如 果在操作等式部分中，sumOfS增大超過溢出極限，那么sumOfS可以除以除數(shù)N。除數(shù)N可
11以是任何數(shù)，但優(yōu)選的是2的倍數(shù)，如2、4、8等等，從而導致實施中的簡單的位移動。于是， 在等式中先前的sumOfS可以被sumOfS/N替換。為了保存等式的值，不等式中的所有的乘 法運算可以除以N，因此給出
(21) 聊/斤樹細脅
它可以寫為

由于原來的sumOfS已除以N，所以隨后應該使用LUT項/N來代替純LUT項以便將 等式保持原形。如果后來再次超過溢出極限，那么當與原來的等式值比較時，新的sumOfS 可以是sumOfS/(N+N)。然后，插入的LUT值因此將是LUT項/(N+N)。通過這種方式，可以 避免溢出。為了防止decOfS的溢出，可以進行如以上用于sumOfS的類似的操作，但是現(xiàn)在 decOfS可以被decOfS/L替換，其中對于L的好的選擇也是2，并且接下來的好的替選是4、 8等。L還可以等于N。在這種情況下，等式18給出
當替換decOfS/L => decOfS時，可以由以下等式繼續(xù)
(24)幸(operCmmter * StmO^ *V I + UmeSh_ · sum 咽McQfS * sumO0 * BperTR — decOfS * operCounier * AperTR在此還可以繼續(xù)由L進行的相繼的除法(實際上是位移動)，正如操作和的情況。 相應地，插入的LUT值還可以除以L、L+L等。
(2g)
電流的波動的開始持續(xù)時間值的對應的累積(圖3)。應注意到，在圖2中描繪的示例情況 對應于電流水平陡變的理想情形。在圖2中，電流比水平“1”描繪了啟動閾值水平，也就是根據圖1發(fā)生起作用_ > 拾取的狀態(tài)轉換的水平。大于1的值描繪了操作情形，在該情形下，等式15的比值增大。 在4000ms之前，操作時間段因此在時間間隔0. · 610,870. · 1550、1770. · 2250內發(fā)生并且在 3670ms的時刻信號水平改變。低于1的值描繪了啟動計數(shù)器值降低的重置情形。在4000ms 之前，重置時間段因此在時間段610. .870、1550. . 1770、2250.. 2800內發(fā)生。參照圖1的狀 態(tài)圖，在Oms的時刻，裝置執(zhí)行到拾取狀態(tài)的狀態(tài)轉換并且停留在拾取狀態(tài)直到已經過去 610ms,此后執(zhí)行到降落狀態(tài)的狀態(tài)轉換。圖3示出了作為圖2情形中的作為時間的函數(shù)的啟動持續(xù)時間計數(shù)器的值?？梢?看出，啟動持續(xù)時間的值在操作時間段期間(如0..610ms)內增大，并且在重置時間段(如 610.. 870ms)內減小。該圖還示出了斷路條件在3900ms的時刻出現(xiàn)，此時啟動計數(shù)器值達 到100%并且狀態(tài)機器去往操作狀態(tài)。當電流在達到操作之后落到閾值“1-滯后”(在此模 擬中是2%)以下時，器件前往起作用狀態(tài)。在圖3中，參照等式(15)，當括號中的項達到“1”時，也就是分子變?yōu)榕c分母一樣 大或大于分母時，操作條件出現(xiàn)。當發(fā)生操作->起作用的狀態(tài)轉換時，等式(15)的參數(shù) 被重置為零。當模擬繼續(xù)時，新的開始在6200出現(xiàn)但是它是在發(fā)生起作用-> 降落的狀態(tài) 轉換之后，并且等式(15)中的分子逐漸落到零。在達到值零之后，在8100發(fā)生降落->起 作用的狀態(tài)轉換。圖4示出了方法的實施例。該方法可以在應用IDMT(反比時限最小定時器)原理 的過電流繼電器中實現(xiàn)。在400，繼電器監(jiān)視輸入電流，并且在402，將輸入電流與繼電器保護函數(shù)的啟動 閾值進行比較。如果比較的結果表明輸入電流大于閾值，那么該方法前進到406，在406中 sumOfS和operCounter計數(shù)器增加。相應地，如果比較404表明輸入電流低于減去滯后值 的啟動閾值，那么在408中decOfS計數(shù)器增加。在增加406，在410中檢查等式15的分子
組合的等式可以被寫為 SMrtDumHon =
100% *{■
operComter * smtOp HfL+UrmShift * ΒΜχηΟβ *1/L
operCow^r * curmMdlt * i
圖2和圖3示出了在時間T內的變化的電流比I/I > (圖2)以及根據圖2中的
13是否超過分母值。如果這是此情況，那么在414器件開始操作。在增加408，進行等式15的 分子是否已降到0的檢查412。如果是，那么器件去往起作用狀態(tài)。在到達操作狀態(tài)之后， 當輸入電流下一次低于減去滯后的啟動閾值時，到起作用狀態(tài)的狀態(tài)轉換發(fā)生?？商孢x地， 如果基于重置等式的重置是在操作之后，那么當?shù)仁?5的分子降到0時該方法前進到起作用。本方法中處理的計數(shù)器被設置為一種形式，在該形式中對操作條件的檢查可以通 過將兩個測量進行簡單比較來進行。在等式(15)中這兩個測量已被置于分子以及分母中。 然而，在等式(15)中，分母可以乘以等式的右手邊，由此斷路條件可以再次通過對等式兩 邊進行比較而被執(zhí)行。通過這種方式，不需要進行占用繼電器的計算機的大量處理能力的 除法。圖5示出了保護繼電器500，僅示出了與本披露相關的部分。繼電器包括用于輸入 特征測量(如電流、電壓或頻率)的輸入端口 502。繼電器還包括被配置為控制器件的操作 的控制單元504。控制單元可以被實施為處理器，并且功能性例如可以通過軟件被實施到處
理器上。圖5還示出了計算單元506，該計算單元可以基于輸入特征測量來更新計算等式。 繼電器還可以包括負責計算等式的溢出管理的模塊508。還可以提供存儲器510用于存儲 LUT表項以便由計算等式使用。代替具有用于查詢表的單獨的存儲器，值還可以在執(zhí)行過程 中被計算出。所有這些功能性506到510可以被實施在控制單元(如，處理器)上，而非在 單獨的單元上。器件還可以包括用于提供輸出信號的輸出單元512。輸出信號依賴于計算 等式的結果。例如，如果計算等式示出了已達到斷路或重置條件，那么輸出單元提供對應的 輸出信號。通過所所公開的實施例，重置功能性可以被嵌入在實現(xiàn)方式中以便使計算準確度 保持良好。所示的實施例提供一種準確的方式來實現(xiàn)反比時限操作以便根據等式自身計算 出操作時間。實施例還通過在進行實時計算時避免除法而提供降低計算復雜度的方式。僅 需要的計算操作是乘法、加法以及減法。對本領域的普通技術人員將是明顯的，隨著技術進步，該發(fā)明性概念能夠以不同 方式實現(xiàn)。本發(fā)明及其實施例并不局限于上述示例，而是可以在權利要求的范圍內改變。
權利要求
一種控制保護繼電器的方法，包括輸入輸入特征量；利用計算等式確定所述保護繼電器的觸發(fā)條件，對于過函數(shù)測量，當所述輸入特征量超過第一閾值時所述計算等式的值增大，而當所述輸入特征量低于第二閾值時所述計算等式的值減小，并且對于欠函數(shù)測量，當所述輸入特征量低于第一閾值時所述計算等式的值增大，而當所述輸入特征量超過第二閾值時所述計算等式的值減小。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述計算等式的變化大小逆反地依賴于所述輸 入特征量的大小。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述計算等式包括第一測量和第二測量，并且所 述觸發(fā)在所述第一測量大于所述第二測量時發(fā)生。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述計算等式被設置為除法的形式，其中所述第 一測量被設置為除法的分子，而所述第二測量被設置為除法的分母。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一閾值和所述第二閾值是相同的。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，當所述計算等式的計算開始時，所述第一閾值對 應于器件的啟動閾值。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第二閾值是這樣獲得的對于過函數(shù)測量， 通過從所述第一閾值減去滯后設置，而對于欠函數(shù)測量，通過將滯后設置加到所述第一閾 值，在所述第一閾值與所述第二閾值之間的區(qū)域定義滯后區(qū)域，在所述滯后區(qū)域中所述計 算等式的計算停止。
8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述計算等式包括在預定條件下增大的一個或 更多個累積增加和項，并且針對所述一個或更多個和項定義預定的最大值，并且其中如果 和項達到所述最大值，則所述和項被除以除數(shù)。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，以預定義的間隔在查詢表中將所述和項值索引 為所述特征測量的函數(shù)，并且當達到所述累積和的最大值時，所述索引的查詢表和項被除 以與所述累積和本身相同的除數(shù)。
10.根據權利要求9所述的方法，其中，預定的最大值對于不同的和項是不同的。
11.根據權利要求9所述的方法，其中，查詢表索引之間的和項值的間隔是常量。
12.根據權利要求9所述的方法，其中，所述查詢表索引之間的間隔逐步地變化，使得 更多索引定位在曲線的陡峭部分，所述曲線將所述和項值表示為所述索引的函數(shù)。
13.根據權利要求9所述的方法，其中，通過在兩個和項之間內插值來估算在查詢表和 項之間的和項值。
14.根據權利要求1所述的方法，還包括監(jiān)視所述計算等式中的一個或更多個變量； 以及將所述變量的每個的值與所述變量的預定閾值進行比較；以及如果變量達到其閾值， 那么類似地減小所述計算等式中的每一項。
15.根據權利要求1所述的方法，其中，所述觸發(fā)條件是所述繼電器的斷路或重置。
16.根據權利要求1所述的方法，其中，所述特征量是電流、電壓或頻率。
17.一種保護繼電器，包括用于對輸入輸入特征量的裝置；用于利用計算等式確定所述保護繼電器的觸發(fā)條件的裝置，對于過函數(shù)測量，所述計算等式被配置為當所述輸入特征量超過第一閾值時增大，而當所述輸入特征量低于第二閾 值時減小，并且對于欠函數(shù)測量，所述計算等式被配置為當所述輸入特征量低于第一閾值 時增大，而當所述輸入特征量超過第二閾值時減小。
18.根據權利要求17所述的保護繼電器，其中，所述計算等式的變化大小逆反地依賴 于所述輸入特征量的大小。
19.根據權利要求17所述的保護繼電器，其中，所述計算等式包括第一測量和第二測 量，并且所述觸發(fā)在所述第一測量大于所述第二測量時發(fā)生。
20.根據權利要求17所述的保護繼電器，其中，所述計算等式被設置為除法的形式，其 中所述第一測量被設置為所述除法的分子，并且所述第二測量被設置為所述除法的分母。
21.根據權利要求17所述的保護繼電器，其中，所述第一閾值和所述第二閾值是相同的。
22.根據權利要求17所述的保護繼電器，其中，當開始所述計算等式的計算時，所述第 一閾值對應于所述繼電器的啟動閾值。
23.根據權利要求17所述的保護繼電器，其中，所述第二閾值是這樣獲得的對于過函 數(shù)測量，通過從所述第一閾值中減去滯后設置，而對于欠函數(shù)測量，通過將滯后設置加到所 述第一閾值，在所述第一閾值與所述第二閾值之間的區(qū)域定義滯后區(qū)域，在所述滯后區(qū)域 中所述計算等式的計算停止。
24.根據權利要求17所述的保護繼電器，其中，所述計算等式包括在預定條件下增大 的一個或多個累積增加和項，并且針對所述一個或更多個和項定義預定的最大值，并且其 中如果和項達到所述最大值，則所述和項被除以除數(shù)。
25.根據權利要求24所述的保護繼電器，其中，以預定義的間隔在查詢表中將所述和 項值索引為所述特征測量的函數(shù)，并且當達到所述累積和的最大值時，所述索引的查詢表 和項被除以與所述累積和本身相同的除數(shù)。
26.根據權利要求24所述的保護繼電器，其中，所述預定的最大值對于不同的和項是 不同的。
27.根據權利要求24所述的保護繼電器，其中，查詢表索引之間的所述和項值的間隔是常量。
28.根據權利要求24所述的保護繼電器，其中，所述查詢表索引之間的間隔逐步地變 化，使得更多索引被定位在曲線的陡峭部分，所述曲線將所述和項值表示為所述索引的函數(shù)。
29.根據權利要求24所述的保護繼電器，其中，通過在兩個和項之間內插值來估算在 查詢表和項之間的和項值。
30.根據權利要求17所述的保護繼電器，其中，監(jiān)視所述計算等式中的一個或更多個 變量，并且將每個變量的值與所述變量的預定的閾值進行比較，并且如果變量達到其閾值， 那么類似地減小所述計算等式中的每一項。
31.根據權利要求17所述的保護繼電器，其中，所述觸發(fā)條件是所述繼電器的斷路或 重置。
32.根據權利要求17所述的保護繼電器，其中，所述特征量是電流、電壓、頻率或溫度。全文摘要
一種保護繼電器，包括用于輸入輸入特征量的裝置；用于利用計算等式確定該保護繼電器的觸發(fā)條件的裝置，對于過函數(shù)測量，該計算等式被配置為當輸入特征量超過第一閾值時增大，而當輸入特征量低于第二閾值時減小，并且對于欠函數(shù)測量，該計算等式被配置為當輸入特征量低于第一閾值時增大，而當輸入特征量超過第二閾值時減小。
文檔編號H02H3/00GK101904072SQ200780102044
公開日2010年12月1日 申請日期2007年12月20日 優(yōu)先權日2007年12月20日
發(fā)明者卡里·萬哈拉, 尤哈·于利寧 申請人:Abb技術有限公司