[发明专利]节省保险丝的配电系统故障保护

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于35U.S.C.§119(e)要求2007年2月5日提交的美国临时申 请S/N 60/888,203的优先权，该申请的公开内容为所有目的明确地结合于 此。

技术领域

此申请涉及对配电系统的控制，更具体地涉及节省保险丝的系统和用 于隔离配电线的故障部分的方法。

背景

配电系统通常包括配电馈线(从约4KV到69KV)，它们起源于配电 变电站，且通向供电公司或供电机构的最终用户的电源。受规章限制的服 务提供要求、成本和竞争压力产生了对更低成本、模块化、标准化设备的 要求，该设备能以最低的劳动和人工管理来安装、操作和维护。

配电馈线的失效(故障)因为输电线出故障、地下电缆被挖断或其它 原因而出现，而且通常可通过感测过载(短路/过电流)电流、有时候通过 检测电压损失而检测到。在配电系统中，有时候是这种情况：用户抱怨电 压损失，电力公司藉此意识到断电，以通过派出工作人员隔离该故障并重 新配置配电系统来作出响应。用于隔离这些故障的典型装置是主要位于配 电变电站中的断路器和位于分接线上或用户变压器处的保险丝。变电站断 路器一般设置有重合闸继电器，在断路器已经检测到过载电流状况和跳闸 开路之后，该重合闸继电器使断路器合闸若干次。如果在这些“重合闸” 中的任一次期间，故障变得检测不到，则服务恢复且不发生继续断电。尤 其在高架配电线上，由风、雷电等引起的短暂电弧放电引起许多故障。因 此，当断路器断开时多数故障被清除，并且服务在自动重合闸时恢复。替 代地，在若干次重合闸尝试之后，如果过载电流状况继续存在，则重合闸 器进入“锁死”状态，这阻止恢复服务的进一步尝试。

虽然电力公司接受的用于故障隔离和重新配置的更先进自动化解决方 案有限，但在持续增加，而且已经开发和销售了许多方法。最原始的方法 通常涉及在配电网中的战略点处放置控制设备和开关装置，并通过使用在 各个点处本地且无关地感测和起作用的电路参数来整体地协调它们的操 作。已经开发了通过将在战略点处本地感测到的信息发送至指定的更高级 的控制机构以用于隔离/重新配置这些电路的更先进的方法。利用智能的分 布式控制方法，已经开发了在无需更高级的控制机构的情况下隔离/重新配 置配电电路的若干种方法。在实现这些方法的系统中，信息被感测和在本 地处理、尽可能在本地起作用、以及然后被其它合作的装置共享以指导或 加强它们采取行动的能力。这些方法的示例包括可从伊利诺斯州芝加哥市 的S&C电力公司买到的产品的各种版本。

诸如产品之类的系统和在共同受让的美国专利 6,697,240(该专利的公开内容通过引用明确地结合于此)中描述的系统提 供了用于使用和协调通过通信装置传送的信息的使用以动态地改变配电装 置(包括但不限于变电站断路器、重合闸变电站断路器以及线路重合闸器) 的保护特性的方法及其相关系统装置。以此方式，配电系统或“组”的总 体保护和重新配置性得到极大增强。系统中的装置认识到组的直接控制领 域以外的合作装置的存在，从而管理来自这些装置的信息，以执行更智能 的本地决策和组间协调。此信息可包括逻辑状态指示、控制请求、模拟值 或其它数据。

尽管如此，当恢复系统重新配置配电馈线时，为了故障隔离和/或负载 恢复，会破坏诸如断续器之类的用来分割馈电线的故障保护装置之间的协 调。因此，需要一种将保护设置重新配置成保持着的协调的自动化方法。 而且，在设置了故障保护装置，从而它们与可能或可能不自动被设置的其 它装置协调时可获得好处，所述的其它装置例如保护配电馈线的断路器和 保护从馈电线分接的负载的保险丝之类的限界装置。

在某些实例中，当故障电流超过保护配电线的保险丝的熔化电流时， 如果该故障是瞬时的，则故障中断之后的自动恢复会导致服务恢复；然而， 对于持续故障或充分高的电流故障，其结果将是保险丝熔断情况下的服务 中断之后的不可避免的服务损失。对于从保险丝与故障保护装置之间的配 电线延伸的负载尤其是这样。

附图简述

图1是示出结合了可配置的故障保护装置的配电系统的一部分的示意 图。

图2是故障保护装置的框图。

图3是示出可用来配置故障保护装置的配电系统的装置的时间-电流 特性的曲线图。