配電系統中的區(qū)域選擇性聯鎖和電路保護裝置監(jiān)視的制作方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]本申請通常涉及配電系統并且更具體地，涉及配電系統中的區(qū)域選擇性聯鎖和電路保護裝置監(jiān)視。
[0002]已知的配電系統包括多個開關設備序列，所述開關設備序列包括各自耦合至一個或多個負載的斷路器。斷路器通常包括基于流過斷路器的感測的電流來控制斷路器的跳閘單元。更具體地，如果流過斷路器的電流在可接受的條件之外，則跳閘單元使所述電流被中斷。
[0003]利用為斷路器識別不期望的電流電平的一個或多個電流閾值(還被稱為“拾取(pickup)”閾值)對一些已知的斷路器進行編程。如果故障在預定的時間量汲取了超過一個或多個電流閾值的電流，例如，跳閘單元通常起動相關聯的斷路器來阻止電流流過斷路器。然而，在包括多個斷路器的配電系統中，典型的布置使用斷路器的分層。大型斷路器(即具有高額定電流的斷路器)被放置得比更低的電流饋線斷路器更靠近電源并且供給更低的電流饋線斷路器。每個饋線斷路器可供給連接至負載或其它配電設備的多個其它斷路器。
[0004]故障可在斷路器分層中的任何地方發(fā)生。當故障發(fā)生時，具有流過它的相同的故障電流的每個斷路器由于變化的傳感器靈敏度和/或公差可能會檢測到不同數量的故障電流。當故障發(fā)生時，最靠近故障的斷路器應當操作以阻止電流流過斷路器。如果分層中更高的斷路器跳閘，則多個電路或負載可能會不必要地丟失服務。
[0005]為了適應變化的公差并且確保多個斷路器不會基于相同的故障電流而不必要地跳閘，至少一些已知的斷路器的電流閾值互相嵌套以避免重疊故障電流閾值。在一些其它已知的系統中，在檢測到故障電流時，更低層中的斷路器將協調或閉鎖信號發(fā)送至更高層斷路器。響應于閉鎖信號，上層斷路器的操作與下層斷路器的操作協調。在至少一些已知的系統中，更高層斷路器不能區(qū)分更低層斷路器與更高層斷路器之間的通信故障(例如斷開的連接/斷線)和無閉鎖信號。當通信故障在這樣的系統中發(fā)生時，更高層斷路器將仍然沒有意識到更低層斷路器已經檢測到故障并且更高層斷路器的不必要的損害跳閘是更可能的。

【發(fā)明內容】

[0006]在一個方面，區(qū)域選擇性聯鎖(ZSI)配電系統包括配置成中斷流過第一電路保護裝置的電流的第一電路保護裝置、所述第一電路保護裝置下游的第二電路保護裝置、以及控制器。所述第二電路保護裝置包括配置成中斷流過所述第二電路保護裝置的電流的跳閘機構和操作耦合至所述跳閘機構的跳閘單元。所述跳閘單元配置成監(jiān)視流過所述第二電路保護裝置的電流、在所監(jiān)視的電流小于閾值時輸出第一信號以及在所監(jiān)視的電流大于或等于所述閾值時輸出第二信號。所述第一和第二信號彼此不同并且不同于無信號。所述控制器配置成響應于所述第一信號來控制所述第一電路保護裝置處于第一模式中、響應于所述第二信號來控制所述第一電路保護裝置處于第二模式中以及響應于沒有來自所述第二電路保護裝置的信號來控制所述第一電路保護裝置處于第三模式中。
[0007]在另一個方面，供ZSI配電系統使用的電路保護裝置包括配置成中斷流過所述電路保護裝置的電流的跳閘機構和操作耦合至所述跳閘機構的跳閘單元。所述跳閘單元配置成監(jiān)視流過所述電路保護裝置的電流、在所監(jiān)視的電流小于閾值時輸出第一信號以及在所監(jiān)視的電流大于或等于所述閾值時輸出第二信號。所述第一和第二信號彼此不同并且不同于無信號。
[0008]在又一個方面，供ZSI配電系統使用的控制器包括配置成通信耦合至第一電路保護裝置的輸出端、配置成通信耦合至所述第一電路保護裝置下游的第二電路保護裝置的輸入端、存儲裝置、以及耦合至所述存儲裝置的處理器。所述控制器被編程以便響應于在所述輸入端處檢測到第一信號來控制所述第一電路保護裝置處于第一模式中、響應于在所述輸入端處檢測到第二信號來控制所述第一電路保護裝置處于第二模式中以及響應于未能在確定的時段內在所述輸入端處檢測到所述第一信號或所述第二信號來控制所述第一電路保護裝置處于第三模式中。
[0009]另一個方面是ZSI配電系統包括配置成中斷流過第一電路保護裝置的電流的第一電路保護裝置、所述第一電路保護裝置下游的第二電路保護裝置、以及通信耦合至所述第二電路保護裝置的控制器。所述第二電路保護裝置包括配置成中斷流過所述第二電路保護裝置的電流的跳閘機構和操作耦合至所述跳閘機構的跳閘單元。所述跳閘單元配置成監(jiān)視流過所述第二電路保護裝置的電流并且在所監(jiān)視的電流小于ZSI閉鎖閾值時輸出第一信號。所述控制器配置成響應于檢測到所述第一信號來控制所述第一電路保護裝置處于不受約束的操作模式中并且響應于未能檢測到所述第一信號來控制所述第一電路保護裝置處于受約束的操作模式中。
[0010]提供了技術方案1:
一種區(qū)域選擇性聯鎖(ZSI)配電系統，包括:
第一電路保護裝置，配置成中斷流過所述第一電路保護裝置的電流；
所述第一電路保護裝置下游的第二電路保護裝置，所述第二電路保護裝置包括:
跳閘機構，配置成中斷流過所述第二電路保護裝置的電流；以及跳閘單元，用于操作耦合至所述跳閘機構，所述跳閘單元配置成:
監(jiān)視流過所述第二電路保護裝置的電流；
在所監(jiān)視的電流小于閾值時輸出第一信號，以及
在所監(jiān)視的電流大于或等于所述閾值時輸出第二信號，其中所述第一信號和第二信號彼此不同并且不同于無信號；以及控制器，配置成:
響應于所述第一信號來控制所述第一電路保護裝置處于第一模式中；
響應于所述第二信號來控制所述第一電路保護裝置處于第二模式中；以及響應于沒有來自所述第二電路保護裝置的信號來控制所述第一電路保護裝置處于第三模式中。
[0011]提供了技術方案2:根據技術方案I所述的ZSI配電系統，其中所述控制器布置在所述第一電路保護裝置內。
[0012]提供了技術方案3:根據技術方案I所述的ZSI配電系統，其中所述第一模式是不受約束的操作模式并且所述第二模式是受約束的操作模式。
[0013]提供了技術方案4:根據技術方案3所述的ZSI配電系統，其中所述第三模式能夠在所述受約束的操作模式和所述不受約束的操作模式之間選擇。
[0014]提供了技術方案5:根據技術方案4所述的ZSI配電系統，其中所述控制器還配置成響應于沒有來自所述第二電路保護裝置的信號來提供告警。
[0015]提供了技術方案6:根據技術方案I所述的ZSI配電系統，其中所述閾值是小于所述第二電路保護裝置的跳閘閾值的ZSI閉鎖閾值。
[0016]提供了技術方案7:根據技術方案I所述的ZSI配電系統，其中所述控制器配置成當確定的時段過去而沒有接收到所述第一信號和所述第二信號中的至少一個時確定沒有來自所述第二電路保護裝置的信號。
[0017]提供了技術方案8:根據技術方案I所述的ZSI配電系統，還包括:
所述第一電路保護裝置下游的第三電路保護裝置，所述第三電路保護裝置配置成在所監(jiān)視的通過所述第三電路保護裝置的電流小于所述閾值時輸出所述第一信號并且在所監(jiān)視的通過所述第三電路保護裝置的電流大于或等于所述閾值時輸出所述第二信號；以及聚合器，通信耦合至所述第一、第二和第三電路保護裝置，所述聚合器配置成從所述第二和第三電路保護裝置接收所述第一和第二信號并且將聚合的輸出提供給所述控制器。
[0018]提供了技術方案9:根據技術方案8所述的ZSI配電系統，其中所述聚合器配置成提供指示是否已經檢測到所述第一信號、第二信號或者無第一和第二信號的聚合的輸出。
[0019]提供了技術方案10:根據技術方案9所述的ZSI配電系統，其中所述聚合器配置成:
當從所述第一電路保護裝置和第二電路保護裝置兩者接收到所述第一信號時將所述第一信號輸出至所述控制器；
當從所述第一電路保護裝置和第二電路保護裝置中的任何一個接收到所述第二信號時將所述第二信號輸出至所述控制器；
當沒有從所述第一電路保護裝置和第二電路保護裝置中的一個接收到所述第一信號和第二信號并且沒有從所述第一電路保護裝置和第二電路保護裝置中的另一個接收到所述第二信號時將所述第三信號輸出至所述控制器。
[0020]提供了技術方案11:
一種供區(qū)域選擇性聯