用于多母線布置中的保護(hù)區(qū)段選擇的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本
【發(fā)明內(nèi)容】
涉及一種在多母線布置（11）中的保護(hù)區(qū)段選擇的方法，多母線布置包括母線區(qū)段（ZA1，ZB1，ZC1，ZA2，ZB2，ZC2）和可連接到母線區(qū)段（ZA1，ZB1，ZC1，ZA2，ZB2，ZC2）的間隔（FB-1，BC-1，BS，BC-2，F(xiàn)B-2），間隔（FB-1，BC-1，BS，BC-2，F(xiàn)B-2）包括測(cè)量互感器（CT1，CT2，CT3，CT4，CT5，CT6，CT7，CT8）。該方法包括以下步驟：接收第一連接數(shù)據(jù)，第一連接數(shù)據(jù)包括測(cè)量互感器到母線區(qū)段連接的操作狀態(tài)的信息；基于第一連接數(shù)據(jù)確定所有成對(duì)連接的母線區(qū)段到母線區(qū)段連接；比較代表成對(duì)母線區(qū)段到母線區(qū)段連接的數(shù)據(jù)；基于比較向相應(yīng)保護(hù)區(qū)段分配每對(duì)母線區(qū)段，每對(duì)母線保護(hù)區(qū)段具有與至少另一對(duì)母線區(qū)段到母線區(qū)段連接共有的母線區(qū)段；并且限定未連接到任何其它母線區(qū)段的任何母線區(qū)段為保護(hù)區(qū)段。本發(fā)明也涉及一種用于實(shí)現(xiàn)該方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品和設(shè)備。
【專利說明】用于多母線布置中的保護(hù)區(qū)段選擇的方法和設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開內(nèi)容主要地涉及功率系統(tǒng)中的數(shù)字母線保護(hù)并且具體地涉及多母線布置中的動(dòng)態(tài)保護(hù)區(qū)段選擇。
【背景技術(shù)】
[0002]在諸如傳輸和配電網(wǎng)絡(luò)的電力網(wǎng)中，母線為若干電路提供公共連接。母線可以例如形成變電站的部分。母線故障雖然與線路故障比較相對(duì)少見、但是可能在電力網(wǎng)中引起顯著損耗和干擾。
[0003]智能電子設(shè)備(IED)用來提供可靠保護(hù)以防與母線有關(guān)的短路和接地故障。在故障出現(xiàn)于母線上的情況下，供應(yīng)故障電流的所有電路必須跳閘、即它們必須被斷開連接、以便隔離故障。
[0004]多母線布置包括若干母線。經(jīng)常將母線布置劃分成所謂母線區(qū)段而每個(gè)母線區(qū)段由電路斷路器界定以進(jìn)一步減少母線故障的影響。保護(hù)區(qū)段是一個(gè)或者多個(gè)合并母線區(qū)段的保護(hù)區(qū)域。用于給定的母線布置的保護(hù)區(qū)段可以變化并且應(yīng)當(dāng)被動(dòng)態(tài)選擇。
[0005]高效動(dòng)態(tài)區(qū)段選擇是用于數(shù)字母線保護(hù)的關(guān)鍵功能?；跀?shù)值算法的區(qū)段選擇確保測(cè)量互感器準(zhǔn)確而快速動(dòng)態(tài)鏈接到適當(dāng)保護(hù)區(qū)段并且有選擇地確定將在母線故障的情況下跳閘的電路斷路器。
[0006]美國專利6，411，865提供一種用于電力系統(tǒng)中的保護(hù)區(qū)段選擇的系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用圖論以便用這樣的方式代表電力系統(tǒng)母線布置，該方式為可以容易改變用于母線的保護(hù)區(qū)段以適應(yīng)母線布置的配置改變。
[0007]然而美國專利6，411，865的方式可能很復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，需要提供一種用于動(dòng)態(tài)選擇多母線布置中的保護(hù)區(qū)段的簡(jiǎn)單而計(jì)算高效的方法。
[0009]本發(fā)明的一般目的是提供一種多母線布置中的動(dòng)態(tài)保護(hù)區(qū)段選擇的簡(jiǎn)單方法。
[0010]另一目的是提供一種被布置用于實(shí)現(xiàn)所述方法的設(shè)備。
[0011]又一目的是提供一種用于多母線布置中的動(dòng)態(tài)保護(hù)區(qū)段選擇的現(xiàn)有解決方案的備選。
[0012]在本公開內(nèi)容的第一方面中，提供一種在多母線布置中的保護(hù)區(qū)段選擇的方法，多母線布置包括母線區(qū)段和可連接到母線區(qū)段的間隔，該間隔包括測(cè)量互感器，其中該方法包括:
[0013]-接收第一連接數(shù)據(jù)，第一連接數(shù)據(jù)包括測(cè)量互感器到母線區(qū)段連接的操作狀態(tài)的信息，
[0014]-基于第一連接數(shù)據(jù)確定所有成對(duì)連接的母線區(qū)段到母線區(qū)段連接，
[0015]-比較代表成對(duì)連接的母線區(qū)段到母線區(qū)段連接的數(shù)據(jù)，[0016]-基于比較，向相應(yīng)保護(hù)區(qū)段分配與至少另一對(duì)母線區(qū)段到母線區(qū)段連接共同具有母線區(qū)段的每對(duì)母線區(qū)段，并且
[0017]-限定未連接到任何其它母線區(qū)段的任何母線區(qū)段為保護(hù)區(qū)段。
[0018]有益地，借助本發(fā)明，僅需執(zhí)行更少操作步驟以便動(dòng)態(tài)確定或者選擇用于多母線布置的保護(hù)區(qū)段。作為結(jié)果，本方法提供一種具有更少計(jì)算運(yùn)算的簡(jiǎn)單算法從而減少為了執(zhí)行該方法而需要的計(jì)算能力。因此，可以比在已知方法更快地執(zhí)行保護(hù)區(qū)段選擇。
[0019]一個(gè)實(shí)施例包括通過利用第一連接數(shù)據(jù)向母線區(qū)段的保護(hù)區(qū)段分配連接到所述母線區(qū)段的每個(gè)測(cè)量互感器。通過這樣分配測(cè)量互感器，可以容易確定將從表現(xiàn)故障的保護(hù)區(qū)段斷開哪些測(cè)量互感器以便保護(hù)其中不存在故障、但是與表現(xiàn)故障的保護(hù)區(qū)段連接的那些間隔。
[0020]一個(gè)實(shí)施例包括按照預(yù)定義順序在第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中布置第一連接數(shù)據(jù)。
[0021]在一個(gè)實(shí)施例中，確定步驟包括掃描第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因而如果在包括母線到測(cè)量互感器連接數(shù)據(jù)的在第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)位置中的預(yù)定義值等于在包括母線到測(cè)量互感器連接數(shù)據(jù)的在第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的在相同行或者相同列中的另一位置中的值，則確定母線區(qū)段連接到另一母線區(qū)段。
[0022]一個(gè)實(shí)施例包括根據(jù)預(yù)定義順序在第二數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中布置代表成對(duì)母線區(qū)段到母線區(qū)段連接的數(shù)據(jù)。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，比較基于代表成對(duì)母線區(qū)段到母線區(qū)段連接的數(shù)據(jù)的交集的集合論運(yùn)算。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，該分配基于這樣的數(shù)據(jù)的并集的集合論運(yùn)算，該數(shù)據(jù)代表在比較步驟中具有非空交集的成對(duì)母線區(qū)段到母線區(qū)段連接。
[0025]在一個(gè)實(shí)施例中，多母線布置還包括至少兩個(gè)節(jié)段，并且該方法包括接收與在相鄰節(jié)段中的對(duì)應(yīng)母線區(qū)段之間的所有連接有關(guān)的第二連接數(shù)據(jù)，并且確定所有成對(duì)母線到母線區(qū)段連接的步驟還基于第二連接數(shù)據(jù)。
[0026]一個(gè)實(shí)施例包括接收命令數(shù)據(jù)，命令數(shù)據(jù)包括母線區(qū)段合并命令，其中確定所有成對(duì)連接的母線區(qū)段連接的步驟包括將根據(jù)命令數(shù)據(jù)合并的這樣的成對(duì)母線區(qū)段。
[0027]可以實(shí)施根據(jù)第一方面的方法為一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以包括用于存儲(chǔ)程序代碼的存儲(chǔ)裝置，程序代碼在被執(zhí)行時(shí)執(zhí)行根據(jù)第一方面的方法。
[0028]在本公開內(nèi)容的第二方面中，提供一種用于多母線布置中的保護(hù)區(qū)段選擇的設(shè)備，多母線布置包括母線區(qū)段和可連接到母線區(qū)段的間隔，間隔包括測(cè)量互感器，其中該設(shè)備包括:
[0029]-輸入設(shè)備，被布置用于接收第一連接數(shù)據(jù)，第一連接數(shù)據(jù)包括測(cè)量互感器到母線區(qū)段連接的操作狀態(tài)的信息，以及
[0030]-處理器，被布置用于:
[0031]-基于第一連接數(shù)據(jù)確定所有成對(duì)連接的母線區(qū)段到母線區(qū)段連接，
[0032]-比較代表成對(duì)連接的母線區(qū)段到母線區(qū)段連接的數(shù)據(jù)，
[0033]-基于比較的數(shù)據(jù)向相應(yīng)保護(hù)區(qū)段分配與至少另一對(duì)連接的母線區(qū)段到母線區(qū)段連接共同具有母線區(qū)段的每對(duì)母線區(qū)段，并且
[0034]-定義未連接到任何其它母線區(qū)段的任何母線區(qū)段為保護(hù)區(qū)段。[0035]根據(jù)第二方面的設(shè)備因此被適配為借助在設(shè)備中、優(yōu)選地在處理器中安裝的軟件實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法。
[0036]在一個(gè)實(shí)施例中，處理器被布置用于通過利用第一連接數(shù)據(jù)向關(guān)聯(lián)保護(hù)區(qū)段分配連接到母線區(qū)段的每個(gè)測(cè)量互感器。
[0037]將在下文中公開附加特征和優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]因此將參照附圖通過非限制的示例描述本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，在附圖中:
[0039]圖1示出用于多母線布置中的保護(hù)區(qū)段選擇的設(shè)備的示意框圖。
[0040]圖2示出多母線布置的示例的示意圖。
[0041]圖3示出間隔分配矩陣的示例。
[0042]圖4示出用于多母線布置中的保護(hù)區(qū)段選擇的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]一般而言，這里呈現(xiàn)的用于動(dòng)態(tài)保護(hù)區(qū)段選擇的方法利用若干不同類型或者級(jí)別的信息。用于動(dòng)態(tài)確定多母線布置的保護(hù)區(qū)段的第一類型的信息是靜態(tài)系統(tǒng)數(shù)據(jù)。這樣的信息包括多母線布置的靜態(tài)配置并且可以例如包括間隔的數(shù)目和類型、節(jié)段數(shù)目、母線區(qū)段數(shù)目以及在間隔處的測(cè)量互感器以及電路斷路器和隔離開關(guān)的靜態(tài)配置。這些數(shù)據(jù)未動(dòng)態(tài)改變并且能夠例如在執(zhí)行這里公開的方法的IED中被編程。
[0044]第二類型的信息是涉及用于多母線布置中的每個(gè)間隔的隔離開關(guān)的操作狀態(tài)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。這一信息是動(dòng)態(tài)的，因?yàn)楦綦x開關(guān)的操作狀態(tài)是動(dòng)態(tài)的?？梢詮亩嗄妇€布置中的間隔單元提供這一信息作為數(shù)據(jù)。如將在下文中進(jìn)一步闡釋的那樣，第二類型的信息將在下文中稱為第一連接數(shù)據(jù)。
[0045]第三類型的信息包括涉及跨節(jié)段隔離開關(guān)的操作狀態(tài)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，這些跨節(jié)段隔離開關(guān)即為被布置用于如果多母線布置包括多于一個(gè)節(jié)段則連接相鄰節(jié)段的隔離開關(guān)。另夕卜，第三類型的信息也可以包括區(qū)段互連/合并強(qiáng)制參數(shù)，這些參數(shù)是例如來自操作者或者工程師的母線區(qū)段合并命令，該操作者或者工程師監(jiān)視多母線布置以迫使成對(duì)母線區(qū)段合并。第三類型的信息將在下文中在數(shù)據(jù)涉及跨節(jié)段隔離開關(guān)的操作狀態(tài)時(shí)稱為第二連接數(shù)據(jù)，而在涉及操作者提供的區(qū)段互連強(qiáng)制參數(shù)時(shí)稱為母線合并區(qū)段命令。
[0046]以上呈現(xiàn)的三個(gè)類型的信息可以用作在這里呈現(xiàn)的用于動(dòng)態(tài)確定或者選擇多母線布置中的保護(hù)區(qū)段的方法中的輸入數(shù)據(jù)。為此，本公開內(nèi)容提供一種關(guān)于保護(hù)區(qū)段的動(dòng)態(tài)標(biāo)識(shí)的簡(jiǎn)化方法并且利用簡(jiǎn)單矩陣表示和集合論運(yùn)算。
[0047]圖1公開在下文中將以智能電子設(shè)備(IED)為例的設(shè)備I。將注意設(shè)備I可以是適合于保護(hù)、監(jiān)視和控制諸如母線的電力系統(tǒng)的任何種類的設(shè)備。
[0048]可以在諸如多母線布置的電力系統(tǒng)中利用設(shè)備I。在下文中，將在多母線布置的上下文中使用設(shè)備I。
[0049]設(shè)備I可以用于監(jiān)視與電力系統(tǒng)的狀態(tài)有關(guān)的信號(hào)，并且用于控制電力系統(tǒng)中的電路斷路器和相似設(shè)備。
[0050]設(shè)備I具有第一輸入設(shè)備3。第一輸入設(shè)備3可以向設(shè)備I提供一個(gè)或者若干輸入。第一輸入設(shè)備3可以例如被適配為從多母線布置中的測(cè)量電流的一個(gè)或者多個(gè)傳感器接收模擬輸入信號(hào)。第一輸入設(shè)備3可以可選地或者附加地被適配為從多母線布置中的測(cè)量電壓的一個(gè)或者多個(gè)傳感器接收模擬輸入信號(hào)。可以借助多母線布置中的測(cè)量互感器提供這樣的測(cè)量的電壓和/或電流。測(cè)量互感器可以例如是電流互感器(CT)或者電壓互感器(VT)。在下文中，測(cè)量互感器將以CT為例。
[0051]設(shè)備I還包括第二輸入設(shè)備5。第二輸入設(shè)備5可以向設(shè)備I提供一個(gè)或者若干輸入。第二輸入設(shè)備5可以例如是二進(jìn)制輸入設(shè)備，該二進(jìn)制輸入設(shè)備被適配為接收關(guān)于多母線布置中的一個(gè)或者多個(gè)電路斷路器和/或隔離開關(guān)的狀態(tài)的二進(jìn)制信息。電路斷路器或者隔離開關(guān)的狀況、即操作狀態(tài)表示它是否在關(guān)斷狀態(tài)中或者在閉合狀態(tài)中。第二輸入設(shè)備5因此可以能夠接收關(guān)于多母線布置的第一連接數(shù)據(jù)和第二連接數(shù)據(jù)。具體而言，在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備I被適配為在設(shè)備I連接到多母線布置時(shí)從它的所有間隔接收關(guān)于隔離開關(guān)的操作狀態(tài)的第一連接數(shù)據(jù)。
[0052]設(shè)備I也被適配為接收可以經(jīng)由例如用戶接口向設(shè)備I直接輸入的母線區(qū)段合并命令或者經(jīng)由從可以與用戶交互的外部控制單元接收母線區(qū)段合并命令。
[0053]設(shè)備I具有處理器7。處理器7被布置用于從第一輸入設(shè)備3和第二輸入設(shè)備5接收數(shù)據(jù)。處理器7被布置用于處理從第一輸入設(shè)備3和第二輸入設(shè)備5接收的數(shù)據(jù)。通過處理來自第一輸入設(shè)備3的數(shù)據(jù)，處理器7被適配為確定在多母線布置中是否有故障電流。處理器7還可以包括軟件，該軟件在被執(zhí)行時(shí)執(zhí)行如下文將更具體描述的在多母線布置中的保護(hù)區(qū)段選擇方法。
[0054]設(shè)備I還包括輸出設(shè)備9。輸出設(shè)備9被布置用于提供用于使多母線布置中的一個(gè)或者多個(gè)電路斷路器跳閘的跳閘指令。
[0055]現(xiàn)在將參照?qǐng)D2描述多母線布置的示例，可以在該多母線布置中根據(jù)這里呈現(xiàn)的方法選擇或者確定保護(hù)區(qū)段。然而將注意本文所呈現(xiàn)的方法和設(shè)備可以在包括更少或者更多節(jié)段、隔離開關(guān)和/或間隔的其它多母線布置中同樣高效使用。
[0056]圖2示出可以借助設(shè)備I保護(hù)、監(jiān)視和控制的多母線布置11的示例。
[0057]舉例說明的多母線布置11包括多個(gè)母線區(qū)段ZA1、ZBU ZCl和ZA2、ZB2和ZC2。母線布置11在本例中具有兩個(gè)節(jié)段、但是也可以具有多于兩個(gè)節(jié)段。因此，母線布置11具有第一節(jié)段S-1和第二節(jié)段S-2。第一節(jié)段S-1包括母線區(qū)段ZAUZBl和ZC1。第二節(jié)段S-2包括母線區(qū)段ZA2、ZB2和ZC2。
[0058]可以借助使隔離開關(guān)QBS-1、QBS_2和QBS-3分段有選擇地連接第一節(jié)段S-1和第二節(jié)段S-2。具體而言，隔離開關(guān)QBS-1被布置用于有選擇地連接母線區(qū)段ZAl和ZA2。隔離開關(guān)QBS-2被布置用于有選擇地連接ZBl和ZB2。隔離開關(guān)QBS-3被布置用于有選擇地連接ZCl和ZC2?？梢越柚O(shè)備I或者相似監(jiān)視設(shè)備監(jiān)視和控制每個(gè)隔離開關(guān)QBS-l、QBS-2和 QBS-3。
[0059]多母線布置11還包括多個(gè)隔離開關(guān)QB、比如QB-l、QB-2和QB_3。隔離開關(guān)QB被布置布置用于將在間隔處的測(cè)量互感器有選擇地連接到在節(jié)段內(nèi)的母線區(qū)段。
[0060]本例的多母線布置包括多個(gè)間隔FB-1、BC-1、BS、BS-2和FB-2。間隔可以借助隔離開關(guān)QB連接到母線區(qū)段。
[0061]第一饋線間隔FB-1可連接到第一節(jié)段S-1。第一饋線間隔FB-1是可以將多母線布置11連接到電力線、例如配電網(wǎng)絡(luò)或者傳輸網(wǎng)絡(luò)的間隔。
[0062]母線耦合器間隔BC-1可連接到節(jié)段S-1。母線耦合器間隔BC-1可以連接到第一節(jié)段S-1中的母線區(qū)段例如為了切換第一節(jié)段S-1的目的。
[0063]母線節(jié)段間隔BS可連接到第一節(jié)段S-1和第二節(jié)段S-2 二者，母線節(jié)段間隔BS中兩組測(cè)量互感器CT4和CT5位于關(guān)聯(lián)的電路斷路器的兩側(cè)上。
[0064]相似地，母線耦合器間隔BC-2可連接到節(jié)段S-2。母線耦合器間隔BC-2可以連接到第二節(jié)段S-2中的母線區(qū)段例如為了切換第二節(jié)段S-2的目的。
[0065]第二饋線間隔FB-2可連接到第二節(jié)段S-2。
[0066]以上提到的每個(gè)間隔包括測(cè)量互感器、即在本例中分布于間隔中的電流互感器CT1、CT2、CT3、CT4、CT5、CT6、CT7和CT8。每個(gè)間隔也包括保護(hù)設(shè)備、比如電路斷路器QA。
[0067]多母線布置11還包括設(shè)備I。圖2中的設(shè)備I僅連接到第一饋線間隔FB-1用于簡(jiǎn)化該圖的總覽。然而將注意設(shè)備I通常可以連接到所有間隔和所有CT用于保護(hù)、監(jiān)視和控制整個(gè)多母線布置11。備選地，多母線布置可以包括各自連接到一個(gè)或者多個(gè)間隔的多個(gè)設(shè)備1，其中多個(gè)設(shè)備應(yīng)當(dāng)相互或者與中央控制單元通信以便獲得多母線布置的完整總覽。
[0068]設(shè)備I的第一輸入3連接到CT用于從CT接收測(cè)量信號(hào)。第二輸入設(shè)備5連接到電路斷路器、比如在圖2中的圖示中的QA-1以便從電路斷路器QA-1接收狀態(tài)數(shù)據(jù)、例如它是關(guān)斷的或者閉合的。第二輸入設(shè)備可以連接到一個(gè)或者多個(gè)間隔單元以便接收第一連接數(shù)據(jù)，該第一連接數(shù)據(jù)包括涉及隔離開關(guān)的操作狀態(tài)的信息。另外，設(shè)備I的輸出設(shè)備9被布置用于使電路斷路器QA-1跳閘、S卩如果例如已經(jīng)借助電流互感器CTl檢測(cè)到故障電流則關(guān)斷電路斷路器。
[0069]將注意這里呈現(xiàn)的保護(hù)區(qū)段選擇方法可以用于比這里舉例說明的多母線布置11更復(fù)雜的多母線布置配置。作為示例，ABB?提供的REB670 IED模型可以在實(shí)施本方法時(shí)在具有六個(gè)母線區(qū)段的三母線變電站中為多至48個(gè)間隔提供保護(hù)區(qū)段選擇。監(jiān)視硬件、例如IED —般是對(duì)這里呈現(xiàn)的方法的應(yīng)用有限制的硬件，因?yàn)楸痉椒梢杂糜谌魏晤愋偷亩嗄妇€布置配置。
[0070]借助這里呈現(xiàn)的方法，有可能以結(jié)構(gòu)化方式收集與多母線系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)配置有關(guān)的數(shù)據(jù)。通過動(dòng)態(tài)配置意味著每個(gè)測(cè)量互感器如何連接到在每個(gè)間隔處的母線區(qū)段并且也意味著在相鄰節(jié)段之間的母線區(qū)段連接。借助收集的數(shù)據(jù)，本發(fā)明提供一種用于以簡(jiǎn)單方式動(dòng)態(tài)選擇多母線布置中的保護(hù)區(qū)段。以下將更具體呈現(xiàn)所述方法。
[0071]圖3示出形式為矩陣B的第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該矩陣也稱為間隔分配矩陣。圖3中所示第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是如下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的示例，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合于代表用于圖2中的多母線布置11的第一連接數(shù)據(jù)。
[0072]另外下文將進(jìn)一步參照?qǐng)D5，該圖圖示用于選擇多母線布置中的保護(hù)區(qū)段的方法的示例的流程圖。
[0073]設(shè)備I可以在步驟SI中向它的第一輸入設(shè)備3接收第一連接數(shù)據(jù)。第一連接數(shù)據(jù)可以包括關(guān)于測(cè)量互感器到母線區(qū)段連接的操作狀態(tài)的信息。作為示例，在圖2中，設(shè)備I可以接收第一連接數(shù)據(jù)，該第一連接數(shù)據(jù)包括如下信息，該信息為在第一饋線間隔FB-1處的CT連接到第一節(jié)段S-1中的母線區(qū)段ZAl和ZB1，因?yàn)閷?duì)應(yīng)隔離開關(guān)QB-l、QB-2的操作狀態(tài)都是閉合的。
[0074]向第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)入并且按照預(yù)定義順序在第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中布置第一連接數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，在第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中以這樣的方式布置第一連接數(shù)據(jù)，該方式為可以例如通過掃描第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)而無任何附加數(shù)據(jù)處理來容易確定母線區(qū)段連接到間隔中的若干測(cè)量互感器中的哪個(gè)測(cè)量互感器。
[0075]在本例中，每個(gè)間隔與第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的相應(yīng)矩陣行相關(guān)聯(lián)。列代表母線區(qū)段和節(jié)段息。
[0076]在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的本例中，借助兩個(gè)節(jié)段參數(shù)唯一確定每個(gè)間隔如下。
[0077]如果節(jié)段參數(shù)是整數(shù)I和O的組合，則間隔是母線饋線間隔、比如參照?qǐng)D2中的示例為第一節(jié)段S-1中的第一饋線間隔FB-1。在第一行中向第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中插入對(duì)應(yīng)第一連接數(shù)據(jù)。
[0078]在間隔分配矩陣中的如下元素中存儲(chǔ)借助隔離開關(guān)QA在母線區(qū)段與測(cè)量互感器之間的連接為整數(shù)1，該元素代表該具體測(cè)量互感器到母線區(qū)段連接。在間隔分配矩陣的如下位置中存儲(chǔ)如下測(cè)量互感器為0，該位置代表該具體測(cè)量互感器到母線區(qū)段連接，該測(cè)量互感器未連接到母線區(qū)段位于其中的在節(jié)段中的母線區(qū)段。因此回顧圖2的示例，在間隔分配矩陣的第一行中的第二和第三列中的每列中存儲(chǔ)整數(shù)I。由于在饋線間隔FB-1處僅有一個(gè)測(cè)量互感器、即CT1，所以在間隔分配矩陣的第一行中的其余位置中存儲(chǔ)O。
[0079]如果節(jié)段參數(shù)均為整數(shù)I或者均為整數(shù)2，則間隔是母線耦合間隔、比如母線耦合器間隔BC-1或者BC-2。整數(shù)I或者2表示在母線耦合間隔處的每個(gè)測(cè)量互感器在兩節(jié)段多母線布置的情況下屬于的節(jié)段。整數(shù)I表示在母線耦合間隔處的測(cè)量互感器屬于第一節(jié)段S-1。整數(shù)2表示在母線耦合間隔處的測(cè)量互感器屬于第二節(jié)段S-2。
[0080]在間隔分配矩陣的第二行中的第一組母線區(qū)段ZA、ZB和ZC表示母線區(qū)段ZAl-ZCl到圖2中的單線路圖中的第一母線耦合間隔BC-1的左手支路的連接、即到測(cè)量互感器CT2和CT3的連接。在間隔分配矩陣的第二行中的第二組母線區(qū)段TA、ZB和ZC表示母線區(qū)段ZAl-ZCl連接到圖2中的單線路圖中的第一母線耦合間隔BC-1的右手支路。
[0081]如間隔分配矩陣中的在第2行、第2列中的整數(shù)I所示，母線區(qū)段ZAl耦合到第一母線耦合間隔BC-1的左手支路中的測(cè)量互感器CT2。如間隔分配矩陣中的在第2行、第8列中的整數(shù)所示，母線區(qū)段ZCl耦合到第一母線耦合間隔BC-1的右手支路。
[0082]如果在第一和第五列中的節(jié)段參數(shù)不同、但是不為零、例如I和2，則間隔是母線區(qū)段間隔、比如母線區(qū)段間隔BS。不同整數(shù)表示間隔可連接到不同區(qū)段、比如第一區(qū)段S-1和第二區(qū)段S-2。
[0083]在間隔分配矩陣的第三行中的第一組ZA-ZC表示母線區(qū)段ZA1-ZC1。在間隔分配矩陣的第三行中的第二組ZA-ZC表示母線區(qū)段ZA2-ZC2。圖2的示例意味著在母線區(qū)段間隔BS的左互感器CT4連接到節(jié)段S-1中的ZAl，而右互感器CT5連接到節(jié)段S-2中的ZC2。因此,在對(duì)應(yīng)行中,第3行、第2列和第3行、第8列已經(jīng)在其中存儲(chǔ)整數(shù)I。在第三行中的代表母線區(qū)段的剩余位置具有為O的元素。
[0084]將注意可以用除了以上描述的示例之外的它方式代表間隔分配矩陣。間隔分配矩陣可以例如為轉(zhuǎn)置的，并且其它變化也是可能的。間隔分配矩陣的位置因此可以用許多方式與母線區(qū)段關(guān)聯(lián)，這些方式用于描述在間隔的測(cè)量互感器與母線區(qū)段之間的連接。[0085]在僅在多母線布置包括至少兩個(gè)節(jié)段的情況下執(zhí)行的可選步驟中，設(shè)備I接收第二連接數(shù)據(jù)。第二連接數(shù)據(jù)包含涉及節(jié)段間母線連接的操作狀態(tài)的信息。
[0086]通常借助連接對(duì)應(yīng)相鄰母線區(qū)段來實(shí)現(xiàn)節(jié)段間母線連接。在圖3中，對(duì)應(yīng)相鄰母線區(qū)段是ZAl和ZA2 ；ZB1和ZB2 ;以及ZCl和ZC2。一般而言，在相鄰節(jié)段中的對(duì)應(yīng)相鄰母線區(qū)段是通常在單線路圖中沿著相同線路呈現(xiàn)的那些母線區(qū)段。
[0087]可以借助隔離開關(guān)QBS-1、QBS-2和QBS-3連接對(duì)應(yīng)母線區(qū)段。
[0088]在圖2的多母線布置11中，未閉合隔離開關(guān)QBS-l、QBS-2和QBS-3中的任何隔離開關(guān)。因此，在圖2的多母線布置配置的情況下，第二連接數(shù)據(jù)指示在相鄰節(jié)段中的對(duì)應(yīng)母線區(qū)段之間無節(jié)段間連接。
[0089]在可選步驟中，設(shè)備I接收包括成對(duì)區(qū)段合并命令的命令數(shù)據(jù)?？梢越?jīng)由設(shè)備I連接到的控制系統(tǒng)輸入這樣的命令。備選地，可以向設(shè)備I中直接輸入命令。命令數(shù)據(jù)包括用戶選擇的母線合并信息。
[0090]在第二步驟S2中，從第一連接數(shù)據(jù)確定在每個(gè)節(jié)段中的母線區(qū)段之間的所有成對(duì)連接。另外，在具有兩個(gè)節(jié)段的本例中，基于第二連接數(shù)據(jù)確定在相鄰節(jié)段中的對(duì)應(yīng)母線區(qū)段之間的成對(duì)節(jié)段間連接。在已經(jīng)接收命令數(shù)據(jù)并且命令數(shù)據(jù)包含母線區(qū)段合并命令的情況下，確定步驟S2在確定在母線區(qū)段之間的所有成對(duì)連接時(shí)也考慮命令數(shù)據(jù)。
[0091]在一個(gè)實(shí)施例中，確定步驟S2可以包括掃描第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因而如果在包括母線到測(cè)量互感器連接數(shù)據(jù)的在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)位置中的預(yù)定義值等于在包括母線到測(cè)量互感器連接數(shù)據(jù)的在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的在相同行或者相同列中的另一位置中的值，則確定母線區(qū)段連接到另一母線區(qū)段。
[0092]步驟S2中的確定可以由設(shè)備I的處理器7進(jìn)行?？梢酝ㄟ^利用間隔分配矩陣來進(jìn)行確定每個(gè)節(jié)段中的所有連接。例如在圖3的間隔分配矩陣示例中，可見經(jīng)由第一饋線間隔FB-1連接母線區(qū)段ZAl和ZB1。母線區(qū)段ZAl經(jīng)由母線耦合間隔BC-1、即經(jīng)由測(cè)量互感器CT3連接到母線區(qū)段ZCl。另外，經(jīng)由母線耦合間隔BC-2連接母線區(qū)段ZA2和ZB2。
[0093]在第三步驟S3中，比較代表成對(duì)母線區(qū)段到母線區(qū)段連接的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，如將在下文中說明的那樣，在第二數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、比如矢量I中布置成對(duì)母線區(qū)段到母線區(qū)段連接?？梢栽谝呀?jīng)在第二數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中布置數(shù)據(jù)之前或者之后進(jìn)行比較步驟S4。
[0094]在圖2的示例中，有可能存在九對(duì)母線區(qū)段到母線區(qū)段連接。在第一節(jié)段S-1中的對(duì)是 ZAl - ZBl、ZAl - ZCl 和 ZBl - ZCl。在第二節(jié)段 S-2 中的對(duì)是 ZA2 - ZB2、ZA2 - ZC2 和ZB2 - ZC2?？绻?jié)段對(duì)、即可以連接到相鄰節(jié)段中的對(duì)應(yīng)母線區(qū)段的對(duì)是ZAl - ZA2、ZB1 - ZB2和 ZCl - ZC2。
[0095]當(dāng)前活躍連接、即其中隔離開關(guān)在它的閉合狀態(tài)中、可以例如由整數(shù)I代表，并且如果斷開兩個(gè)母線區(qū)段，則它可以由整數(shù)O代表。為了簡(jiǎn)化，每個(gè)母線區(qū)段可以例如由從I到6的整數(shù)表示。例如ZAl可以與整數(shù)I關(guān)聯(lián)，ZBl可以與整數(shù)2關(guān)聯(lián)，ZCl可以與整數(shù)3關(guān)聯(lián)，ZA2可以與整數(shù)4關(guān)聯(lián)，等等。
[0096]第二數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)因此一般可以由以下矢量定義:
[0097]I — [Xi, 2 xIj 3 X2,3 X4,5 X4,6 X5,6 Xl,4 X2,5 X3,(!)`[0098]其中每個(gè)位置如以上闡釋的那樣代表成對(duì)母線連接。例如第一元素Xl，2代表在ZAl與ZBl之間的連接。第二數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的元素可以具有預(yù)定義順序。第二數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的每個(gè)位置因此代表在兩個(gè)特定母線區(qū)段之間的連接。在第二數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的任何位置的整數(shù)I可以代表在關(guān)聯(lián)母線區(qū)段之間的連接。在第二數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的任何位置的整數(shù)O可以指示對(duì)應(yīng)母線區(qū)段斷開連接。
[0099]因此，在圖2的示例中，基于第一連接數(shù)據(jù)和第二連接數(shù)據(jù)的第二數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以具有以下形式:
[0100]I = [I I O I O O O O O] (2)
[0101]在集合論符號(hào)表不中并且基于母線區(qū)段ZA1-ZC2的符號(hào)表不從1-6編號(hào),可以表達(dá)矢量I如下。
[0102]I= [ {I, 2} {I, 3} Φ {4, 5} Φ Φ Φ Φ] (3)
[0103]如更早提到的那樣，第二數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以用來比較每對(duì)連接的母線區(qū)段?？梢越柚噶縄的子集的交集的集合論運(yùn)算對(duì)第二數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的元素執(zhí)行比較。
[0104]如果兩對(duì)提供非空輸出、即具有非空交集，則在步驟S4中向用于多母線布置的保護(hù)區(qū)段分配那些對(duì)。向相同保護(hù)區(qū)段分配與另一對(duì)具有非空交集的任一對(duì)。這樣，可以在步驟S4中限定若干不相交保護(hù)區(qū)段。
[0105]在以上等式(3)的示例中，將前兩個(gè)元素合并成包括母線區(qū)段1、2和3的保護(hù)區(qū)段中。第四元素限定包括母線區(qū)段4和5的第二保護(hù)區(qū)段。
[0106]在第五步驟S5中，分配未連接到任何其它母線區(qū)段的任何母線區(qū)段以限定保護(hù)區(qū)段。在等式(3)的情況下，母線區(qū)段6未連接到任何其它母線區(qū)段、并且因此限定單個(gè)保護(hù)區(qū)段。因此，用于圖2的示例的保護(hù)區(qū)段變成作為第一保護(hù)區(qū)段的ZA1、ZB1、ZC1、作為第二保護(hù)區(qū)段的ZA2、ZB2和作為第三保護(hù)區(qū)段的ZC2。
[0107]在第六步驟S6中，向關(guān)聯(lián)保護(hù)區(qū)段分配連接到母線區(qū)段的每個(gè)測(cè)量互感器。
[0108]可以在諸如矩陣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中代表在保護(hù)區(qū)段與測(cè)量互感器之間分配的映射。
[0109]在實(shí)施這里描述的方法時(shí)，也可以考慮如下情況，在這些情況下，在母線節(jié)段或者母線耦合器間隔中存在所謂并聯(lián)連接、即在這些情況下，I)在母線節(jié)段或者母線耦合器間隔中僅有一個(gè)測(cè)量互感器，其中該測(cè)量互感器連接到包括多個(gè)母線區(qū)段的保護(hù)區(qū)段，或者2)在母線節(jié)段或者母線耦合器間隔中有兩個(gè)測(cè)量互感器并且向相同保護(hù)區(qū)段分配二者。
[0110]在這樣的并聯(lián)連接存在時(shí)，應(yīng)當(dāng)傳達(dá)并聯(lián)連接狀態(tài)以確保在對(duì)應(yīng)差分保護(hù)計(jì)算中迫使測(cè)量互感器的對(duì)應(yīng)電流或者電壓測(cè)量為零。在另一方面，在母線故障的情況下，即使存在并聯(lián)連接，無論如何應(yīng)當(dāng)向母線節(jié)段或者母線耦合器間隔發(fā)送跳閘指令。
[0111]通過本保護(hù)區(qū)段選擇方法來獲得一種用于選擇保護(hù)區(qū)段的簡(jiǎn)單方法，其中可以提供在具有復(fù)雜配置的多母線布置中的高效故障管理。
[0112]本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到本發(fā)明決不限于上文描述的示例。恰好相反，許多修改和變化在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)是可能的。
【權(quán)利要求】
1.一種在多母線布置(11)中的保護(hù)區(qū)段選擇的方法，所述多母線布置包括母線區(qū)段(ZA1, ZBl, ZCl, ZA2, ZB2, ZC2)和可連接到所述母線區(qū)段(ZA1，ZBl, ZCl, ZA2, ZB2, ZC2)的間隔(FB-1，BC-1，BS, BC-2, FB-2)，所述間隔(FB-1，BC-1，BS, BC-2，F(xiàn)B-2)包括測(cè)量互感器(CT1，CT2，CT3，CT4，CT5，CT6，CT7，CT8)，其中所述方法包括: 接收(SI)第一連接數(shù)據(jù)，所述第一連接數(shù)據(jù)包括測(cè)量互感器到母線區(qū)段連接的操作狀態(tài)的信息， 基于所述第一連接數(shù)據(jù)確定(S2)所有成對(duì)連接的母線區(qū)段到母線區(qū)段連接， 比較(S3)代表成對(duì)母線區(qū)段到母線區(qū)段連接的數(shù)據(jù)， 基于所述比較(S3)向相應(yīng)保護(hù)區(qū)段分配(S4)每對(duì)母線區(qū)段，所述每對(duì)母線區(qū)段具有與至少另一對(duì)母線區(qū)段到母線區(qū)段連接所共有的母線區(qū)段，并且 限定(S5)未連接到任何其它母線區(qū)段的任何母線區(qū)段為保護(hù)區(qū)段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括通過利用所述第一連接數(shù)據(jù)向母線區(qū)段的保護(hù)區(qū)段分配(S6)連接到所述母線區(qū)段的每個(gè)測(cè)量互感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的方法，包括按照預(yù)定義順序在第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中布置所述第一連接數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述確定步驟包括掃描所述第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，借此如果在包括母線到測(cè)量互感器連接數(shù)據(jù)的所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)位置中的預(yù)定義值等于在包括母線到測(cè)量互感器連接數(shù)據(jù)的所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的在相同行或者相同列中的另一位置中的值，則確定母線區(qū)段連接到另一母線區(qū)段。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，包括根據(jù)預(yù)定義順序?qū)⒋硭龀蓪?duì)母線區(qū)段到母線區(qū)段連接的所述數(shù)據(jù)布置在第二數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述比較基于代表成對(duì)母線區(qū)段到母線區(qū)段連接的數(shù)據(jù)的交集的集合論運(yùn)算。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述分配基于這樣的數(shù)據(jù)的并集的所述集合論運(yùn)算，所述數(shù)據(jù)代表在所述比較步驟中具有非空交集的成對(duì)母線區(qū)段到母線區(qū)段連接。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中多母線布置還包括至少兩個(gè)節(jié)段，并且所述方法包括接收與在相鄰節(jié)段中的對(duì)應(yīng)母線區(qū)段之間的所有連接有關(guān)的第二連接數(shù)據(jù)，并且所述確定(S3)所有成對(duì)母線到母線區(qū)段連接的步驟還基于所述第二連接數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，包括接收命令數(shù)據(jù)，所述命令數(shù)據(jù)包括母線區(qū)段合并命令，其中所述確定(S3)所有成對(duì)連接的母線區(qū)段連接的步驟包括這樣的成對(duì)母線區(qū)段，所述成對(duì)母線區(qū)段將根據(jù)所述命令數(shù)據(jù)進(jìn)行合并。
10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括用于存儲(chǔ)程序代碼的存儲(chǔ)裝置，所述程序代碼在被執(zhí)行時(shí)執(zhí)行如權(quán)利要求1-9中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法。
11.一種用于多母線布置(11)中的保護(hù)區(qū)段選擇的設(shè)備(1)，多母線布置(11)中的保護(hù)區(qū)段選擇，所述多母線布置包括母線區(qū)段(ZA1，ZBl, ZCl, ZA2，ZB2, ZC2)和可連接到所述母線區(qū)段(ZA1，ZBl, ZCl, ZA2，ZB2, ZC2)的間隔(FB_1，BC-1, BS, BC-2，F(xiàn)B-2)，所述間隔(FB-1, BC-1, BS, BC-2, FB-2)包括測(cè)量互感器(CT1，CT2, CT3, CT4, CT5, CT6, CT7, CT8)，其中所述設(shè)備(I)包括:輸入設(shè)備(5)，被布置用于接收第一連接數(shù)據(jù)，所述第一連接數(shù)據(jù)包括測(cè)量互感器到母線區(qū)段連接的操作狀態(tài)的信息，以及處理器(7)，被布置用于: -基于所述第一連接數(shù)據(jù)確定所有成對(duì)連接的母線區(qū)段到母線區(qū)段連接， -比較代表成對(duì)連接的母線區(qū)段到母線區(qū)段連接的數(shù)據(jù)， -基于所述經(jīng)比較的數(shù)據(jù)向相應(yīng)保護(hù)區(qū)段分配每對(duì)母線區(qū)段，所述每對(duì)母線區(qū)段具有與至少另一對(duì)連接的母線區(qū)段到母線區(qū)段連接所共有的母線區(qū)段，并且-限定未連接到任何其它母線區(qū)段的任何母線區(qū)段為保護(hù)區(qū)段。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備(1)，其中所述處理器(7)被布置用于通過利用所述第一連接數(shù)據(jù)向關(guān)聯(lián)保護(hù)區(qū)段 分配連接到母線區(qū)段的每個(gè)測(cè)量互感器。
【文檔編號(hào)】H02H1/00GK103620900SQ201180071764
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月20日
【發(fā)明者】L·何 申請(qǐng)人:Abb研究有限公司