[发明专利]差分保护设备和方法以及包括一个这样的设备的电装置

说明书

技术领域

本发明涉及差分保护设备，包括：

-用于测量差分电流的装置，以及

-差分故障处理装置，连接到该用于测量的装置，以接收由该用于测量的装置提供的测量信号并将跳闸(trip)信号提供给致动装置。

本发明还涉及包括与主触点串联连接的主导体、所述主触点的断开机构和一个这样的设备的电开关设备。

本发明还涉及差分保护方法，包括：

-测量差分电流测量信号，以及

-差分故障处理，用于在差分故障信号超过预定义的跳闸阈值达预定义的时间段时，提供跳闸信号。

背景技术

诸如专利申请EP 1111750和EP 1441429中描述的以及图1中所示的差分保护设备的已知的差分保护设备包括测量差分电流Id的传感器1，其连接到处理电路2，以经由跳闸继电器4触发主触点3的断开。当差分保护设备不是必须以系统供电的方式工作的类型的设备时，一般由电源电路5为处理电路供电。测量传感器1一般包括环绕主导体7的由磁性材料构成的磁环线圈(toroid)6、提供表示差分电流Id的测量电流Ids的次级绕组8。次级电流Ids流过测量电阻器9以向处理电路提供表示次级电流Ids的测量信号Vds。首尾连接的两个二极管10限制信号Vds的电压以保护处理电路。

在主导体上施加并且产生强的差分电流的高能量干扰可能干扰电流传感器1的操作。这样的差分电流特别地归因于在短的时间段期间发生的高值的差分故障，例如在电源半波期间的多于跳闸阈值几倍的故障。某些电流可能达到几个安培。其他干扰电流归因于由例如8/20的标准化的耐波试验的放电引起的电流，或归因于主导体与地之间的真正的放电。

当差分保护设备是配电进线(incomer)设备时，短持续时间的强的差分电流必须不触发主触点的断开。这类设备常常包括跳闸的时间延迟，具有最小的故障时间和最大的跳闸持续时间，以利用位于负载侧的差分保护单元实现选择性。

特别地，当电流传感器是磁环线圈时，存储在传感器中的能量即便在主导体上的强的差分电流停止之后也继续提供次级电流Ids。该次级拖尾(tail-off)电流被处理电路看成是持续的故障电流，并且可能尽管故障不再存在仍导致跳闸。在这些情况下，时间延迟将无法提供对非常高能量的干扰电流的足够的抗扰性。因而，这样的非常高能量的干扰电流可能影响选择性保护设备的选择性。

发明内容

本发明的目的在于提供具有对干扰电流的非常高水平的抗扰性的差分保护设备和方法。

根据本发明的一种包括：

-用于测量差分电流的装置，以及

-连接到该用于测量的装置以接收由该用于测量的装置提供的测量信号并将跳闸信号提供给致动装置的差分故障处理装置的差分保护设备包括：

-用于检测干扰所述用于测量的装置的高能量信号的装置，以及

-禁止装置，连接到所述用于检测的装置，以在所述用于检测的装置检测到高能量信号的存在时，禁止提供由该处理装置提供的所述跳闸信号。

优选实施例中，所述用于检测的装置通过监视在预定义的时间段期间所述测量信号没有过零点，来检测高能量信号的存在。

所述预定义的时间段优选地比要被保护的电力系统的电流的半周期或半波更长，且比所述差分保护设备的跳闸时间更短。

特定实施例中，该用于检测的装置包括比较装置，用于将所述测量信号与至少第一过零点阈值相比较，所述比较装置的至少一个输出的状态的变化表示检测到过零点。

有利地，所述至少第一过零点阈值低于该处理装置中用于检测差分故障的跳闸阈值的一半，所述零点周围的值被定义在零点与绝对的过零点阈值之间，或在负的过零点阈值与正的过零点阈值之间。

所述至少第一过零点阈值优选地低于用于检测差分故障的跳闸阈值的10％。

该禁止装置优选地在该用于检测的装置检测到过零点时使能跳闸。

一种包括与主触点串联连接的主导体和所述主触点的断开机构的电开关装置包括在前面定义的差分保护设备，所述用于测量的装置被布置在主导体周围以测量差分电流，并且所述致动装置与该断开机构协力操作。

一种根据本发明的包括：

-测量差分电流测量信号，以及

-用于在差分故障信号超过预定义的跳闸阈值达预定义的时间段时提供跳闸信号的差分故障处理的差分保护方法包括：

-检测干扰所述差分电流测量信号的测量的高能量信号，以及

-跳闸禁止，用于在该测量被高能量信号干扰时禁止跳闸。