具有至少三個監(jiān)視輸入的波上點控制器的制造方法
【專利摘要】公開了一種用于AC電力傳送網(wǎng)絡(3)中電路斷路器裝置(2a,2b,2c)的網(wǎng)絡同步開關的波上點控制器(1)，所述波上點控制器包括至少三個監(jiān)視接口(5a,5b,5c)。所述電力傳送網(wǎng)絡(3)的多個操作參數(shù)用于對于所述波上點控制器(1)并且在計算所述電路斷路器裝置(2a,2b,2c)的改進操作策略期間選擇參考信號。
【專利說明】具有至少三個監(jiān)視輸入的波上點控制器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于控制電路斷路器裝置的操作、尤其是AC電力傳送網(wǎng)絡中的電路斷路器裝置的操作的波上點控制器裝置和方法，以及電力傳送網(wǎng)絡中包括電路斷路器裝置和波上點控制器的隔間。
【背景技術】
[0002]為了最小化電力傳送網(wǎng)絡中的電路斷路器(CB)操作期間的開關瞬變，CB的受控開關(點波(POW)控制，也稱為“同步開關”)是現(xiàn)有技術。簡言之，以接觸觸摸/分開和/或開始/停止電流流動將發(fā)生在非常適合于CB、開關的負載和/或網(wǎng)絡的時間點的這種方式延遲CB操作。這個時間點通常被選作網(wǎng)絡中初級電壓或電流的特定相角。例如，對于電容性負載，非常適合的通電時刻通常在每相中的電壓零時。
[0003]為此目的，POW控制器獲取來自連接到適當模擬監(jiān)視接口的監(jiān)視裝置(諸如電壓傳感器)的初級電壓的“圖像”(監(jiān)視信號)。POW控制器的計算所基于的監(jiān)視信號被稱為參考信號。可使用一個或多個參考信號；它們通常是單相或三相的。
[0004]然而，所開關負載的屬性因此還有開關策略或開關時刻本身在開關操作之間可改變。例如，傳送線可無補償?shù)夭僮鳎蚍致费a償?shù)夭僮?，或者分路電抗器的中性點可接地或者不接地。
[0005]而且，在具有I 1/2 CB布局的某些隔間中，中心CB可根據(jù)在“閉合”命令經(jīng)由POW控制器到CB之前給CB的哪側通電來給任一側上的負載通電。
[0006]EP1351267描述了基于一個或另一個模擬監(jiān)視信號的存在或缺乏自動選擇適當參考電壓信號和關聯(lián)的受控開關策略。
[0007]EP2237296A2公開了將受控電路斷路器的狀態(tài)量考慮進去的波上點控制器。
[0008]EP2182535A2公開了用于將受控電路斷路器的狀態(tài)量考慮進去的多個電路斷路器的開關控制器和開關控制系統(tǒng)。
[0009]然而，所有所描述的實現(xiàn)都有如下缺點:并不是在所有情況下都可實現(xiàn)適當?shù)拈_關策略，例如在I 1/2 CB布局中的兩個負載的情況下在一個負載的屬性改變或兩個負載的屬性都改變時就不可實現(xiàn)適當?shù)拈_關策略。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]因而，本發(fā)明的一般目的是提供用于針對多個不同開關配置實現(xiàn)更佳電路斷路器操作策略的裝置和方法。本發(fā)明的另一目的是提供包括實現(xiàn)這種方法的改進POW控制器的隔間。
[0011]這些目的通過獨立權利要求的裝置和方法實現(xiàn)。實施例例如通過從屬權利要求和權利要求組合給出。
[0012]相應地,在本發(fā)明的第一實施例中，波上點控制器(point-on-wave controller)控制所使用電路斷路器裝置的操作，例如控制在AC高壓電力傳送網(wǎng)絡中所使用電路斷路器裝置的操作。POW控制器包括至少三個監(jiān)視接口(其作為參數(shù)輸入接口的一部分)，以經(jīng)由來自模擬監(jiān)視裝置和數(shù)字監(jiān)視裝置的模擬監(jiān)視信號和可選的數(shù)字監(jiān)視信號來獲取電力傳送網(wǎng)絡的操作參數(shù)。POW控制器的模擬監(jiān)視接口(例如用于模擬電壓信號的監(jiān)視接口)可連接到作為模擬監(jiān)視裝置的電壓傳感器，使得電力傳送網(wǎng)絡中的電壓作為其操作參數(shù)的一部分被監(jiān)視。POW控制器的一個或多個數(shù)字監(jiān)視接口例如可連接到輔助觸點或位置傳感器(其作為至少一個附加開關的數(shù)字監(jiān)視裝置)，使得電力傳送網(wǎng)絡中附加開關的二進制狀態(tài)可作為網(wǎng)絡的操作參數(shù)的一部分被監(jiān)視。該附加開關不同于由波上點控制器所控制的電路斷路器裝置。因而，網(wǎng)絡配置的故意改變或拓撲改變可通過一個或多個二進制信號(數(shù)字監(jiān)視信號)傳遞到POW控制器，該POW控制器然后可針對要用在電力傳送網(wǎng)絡的具體情形下的電路斷路器來選擇最佳受控開關策略。
[0013]此外，在理想測量位置可能沒有適合的監(jiān)視裝置，并且必須從其它測量點取得參考信號。根據(jù)當前網(wǎng)絡配置(尤其是一個或多個開關設備(即電路斷路器裝置)或附加開關的狀況)，可使用不同的監(jiān)視信號。
[0014]測量來自電力傳送網(wǎng)絡的單線圖中不同位置(即不僅僅是在一個位置的三個相)的至少三個監(jiān)視信號，尤其是一個或多個附加開關(諸如例如斷開開關或接地開關)的至少一個單相或三相電壓信號和可選的二進制狀態(tài)(打開/閉合)，所述附加開關不同于電力傳送網(wǎng)絡中由POW控制器控制的電路斷路器裝置。
[0015]在一個實施例中，至少一個附加開關位于電路斷路器裝置的負載側上和/或源側上。
[0016]在另一實施例中，用于電路斷路器裝置的波上點控制的開關的參考電壓傳感器未持久連接到電路斷路器裝置。
[0017]在另一實施例中，所述附加開關的二進制狀態(tài)用于確定電路斷路器裝置的負載側上和/或源側上的網(wǎng)絡拓撲，和/或用于選擇至少一個電壓傳感器，所述至少一個電壓傳感器可用作用于電路斷路器裝置的波上點控制的開關的參考電壓傳感器。
[0018]在另一實施例中，附加開關是用于連接分路電抗器與傳送線以及斷開分路電抗器與傳送線的連接的開關。
[0019]在另一實施例中，附加開關是用于連接三相初級裝置(尤其是電抗器和/或變壓器)的中性點與地以及斷開三相初級裝置(尤其是電抗器和/或變壓器)的中性點與地的連接的開關。
[0020]在另一實施例中，附加開關是用于連接電壓傳感器與電路斷路器的源側(尤其是母線)以及斷開電壓傳感器與電路斷路器的源側(尤其是母線)的連接的開關，以便確定來自所述電壓傳感器的信號是否指示施加到電路斷路器裝置的電壓。
[0021]在另一實施例中，這兩個電壓用于確定電路斷路器裝置的源側和負載側，并且指示負載側上的附加開關的所述二進制狀態(tài)的數(shù)字監(jiān)視信號用于計算或選擇所述電路斷路器裝置的操作策略。
[0022]而且，除了所述參數(shù)輸入接口之外，波上點控制器還包括:命令輸入接口，其適合于從開關命令發(fā)出裝置(有利地是隔間控制器或保護繼電器)接收外部開關命令；以及命令輸出接口，其適合于在所計算的時刻向電路斷路器裝置發(fā)出實際電路斷路器開關命令。外部開關命令通常未同步到電力傳送網(wǎng)絡的操作參數(shù)，而是在時間上隨機發(fā)生，或換句話說，未同步到網(wǎng)絡，例如在電力傳送網(wǎng)絡中的電壓或電流的隨機相角處。波上點控制器的目的現(xiàn)在是，針對所述電路斷路器裝置實現(xiàn)更佳操作策略，即實現(xiàn)CB裝置的網(wǎng)絡同步的開關。通過在波上點控制器的參數(shù)輸入接口中布置至少三個監(jiān)視接口，有關電力傳送網(wǎng)絡的操作參數(shù)的附加信息經(jīng)由來自所述監(jiān)視裝置的所述監(jiān)視信息獲得，并且用于受控電路斷路器裝置的更佳操作策略可由POW控制器中的控制單元根據(jù)所述操作參數(shù)來計算。這一般而言可在通過POW控制器的所述命令輸入接口從所述開關命令發(fā)出裝置接收到外部開關命令之前或之后進行。在恰當時刻，POW控制器然后經(jīng)由所述命令輸出接口向電路斷路器裝置發(fā)出實際電路斷路器開關命令。
[0023]所述監(jiān)視接口的不同配置對于不同應用是有利的。例如，對于具有雙母線布置但沒有母線監(jiān)視裝置的變電站，如果邏輯電路可用于組合二進制監(jiān)視信號的話，則有利地使用具有兩個模擬監(jiān)視接口和一個數(shù)字監(jiān)視接口的POW控制器。否則，附加數(shù)字監(jiān)視接口被有利地布置在POW控制器上以接收二進制監(jiān)視信號。如果應監(jiān)視例如來自附加組件(比如電力變壓器)的另外電壓信號，則可在POW控制器上有利地布置附加模擬監(jiān)視接口。在特殊的I 1/2 CB布局中，在POW控制器上有利地布置至少三個模擬監(jiān)視接口與可選的附加數(shù)字監(jiān)視接口。
[0024]POff控制器中的控制單元通過如下方式來計算CB裝置的操作策略:有利地在從開關命令發(fā)出裝置到POW控制器的外部開關命令與從POW控制器到CB裝置的實際CB開關命令之間引入所計算的時間延遲。這個所計算的時間延遲的持續(xù)時間取決于電力傳送網(wǎng)絡的被監(jiān)視操作參數(shù)(例如電壓的相位和/或網(wǎng)絡的拓撲)，并且它在POW控制器中的控制單元中計算。有利地，所述計算的時間延遲可根據(jù)CB狀態(tài)信息動態(tài)修改，CB狀態(tài)信息可作為電力傳送網(wǎng)絡的所述操作參數(shù)的一部分由POW控制器從所述CB裝置收集。
[0025]在實施例中，操作策略的原型被預先存儲在波上點控制器的控制單元中的存儲器中，并且基于電力傳送網(wǎng)絡的操作參數(shù)來選擇。因而，僅一些參數(shù)(比如所計算的時間延遲)需要由POW控制器的控制單元計算。
[0026]在另一實施例中，計算電路斷路器裝置的操作策略包括:選擇所述電力傳送網(wǎng)絡的至少一個操作參數(shù)。所述所選擇操作參數(shù)然后被用作所述電路斷路器裝置的開關操作的參考信號。POW控制器的計算所基于的監(jiān)視信號被稱為參考信號?？墒褂靡粋€或多個參考信號；它們通常是單相的或三相的。
[0027]一般而言，當前發(fā)明可被實現(xiàn)為裝置或方法。而且，當前發(fā)明還可涉及電力傳送網(wǎng)絡中的隔間，其包括至少一個所述波上點控制器和至少一個電路斷路器裝置以及不同于電路斷路器裝置的至少一個附加開關，所述附加開關具有指示網(wǎng)絡中配置的二進制狀態(tài)，其對于電路斷路器裝置的同步開關是重要的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]當考慮其如下詳細描述時，將更好地理解本發(fā)明，并且與上面闡述的目的不同的其它目的將變得顯而易見。此類描述參考附圖進行，附圖中:
圖1示出了本發(fā)明的第一實施例和具有CB裝置的電力傳送網(wǎng)絡；
圖2示意性示出了 POW控制器的可能操作原則；
圖3示出了 POW控制器和CB裝置的第二實施例； 圖4示出了本發(fā)明的第三實施例和具有CB裝置的電力傳送網(wǎng)絡；
圖5示出了本發(fā)明的第四實施例和具有CB裝置的電力傳送網(wǎng)絡；
圖6示出了本發(fā)明的第五實施例和具有CB裝置的電力傳送網(wǎng)絡。
【具體實施方式】
[0029]概述:
公開了一種用于AC電力傳送網(wǎng)絡中電路斷路器裝置的網(wǎng)絡同步開關的波上點控制器，其包括至少三個監(jiān)視接口。所述電力傳送網(wǎng)絡的多個操作參數(shù)用于對于所述電路斷路器裝置并且計算用于所述電路斷路器裝置的改進操作策略期間選擇參考信號。
[0030]定義:
波上點控制器I是AC電力傳送網(wǎng)絡3中電路斷路器裝置2a、2b、2c的控制器裝置，其通常在從開關命令發(fā)出裝置40接收到外部開關命令41之后，確定適合的操作策略，并發(fā)出實際電路斷路器開關命令以便由所述電路斷路器裝置2a、2b、2c實際執(zhí)行開關動作。例如通過將所述外部開關命令41延遲某一計算的時間延遲45，實現(xiàn)了網(wǎng)絡的操作參數(shù)(例如電力傳送網(wǎng)絡3中電壓)的某一相47a、47b、47c、48a、48b、52a、52b處的開關。
[0031]一般而言，用于網(wǎng)絡同步開關的操作策略的計算應還含蓋網(wǎng)絡同步開關的預定操作策略或否則導出的操作策略的選擇。
[0032]術語“高壓”涉及大于IkV的電壓，尤其是大于72kV的電壓。
[0033]術語I 1/2 CB布局是指一部分電力變電站的配置，例如直徑，其中例如三個CB裝置2a、2b、2c用于保護或開關兩個負載，例如電力變壓器96和傳送線97。因而，平均每個負載有1.5個CB裝置，由此名稱為I 1/2 CB布局。
[0034]隔間是其內(nèi)含有與給定電路相關的開關設備和控制機構的那部分變電站。通常，它包括具有其關聯(lián)的斷開器的電路斷路器、接地開關、儀表變壓器和控制&保護設備。
[0035]單線圖是用于表示三相電力系統(tǒng)的簡化標記法。代替用單獨的線或終端表示三相中的每相，僅表示一根導線。(來自:2011年4月13日的http://en.wikipedia.0rg/wiki/Single-1 ine_diagram)。來自電力傳送網(wǎng)絡的單線圖中一個位置的模擬三相電壓監(jiān)視信號被稱為一個模擬監(jiān)視信號，即來自三個相的各個電壓信號未單獨計數(shù)。換句話說，如果提到兩個模擬電壓監(jiān)視信號，則假定這些信號在電力傳送網(wǎng)絡中的不同位置測量，而不是在各個相的相同位置測量。
[0036]附圖描述:
圖1示出了以I 1/2 CB配置的網(wǎng)絡布局中CB裝置2a的POW控制器I的單線圖，其中傳送線97和電力變壓器96在兩個母線98a與98b之間開關。傳送線97可無補償或分路補償(通過電抗器95)地操作，即對應的附加開關93a打開或閉合。在電力變壓器96上，初級繞組的中性點可接地(即對應的附加開關93b閉合)或不接地(即對應的附加開關93b打開)。為了對任何可能配置中的電路斷路器裝置2a進行有效控制的打開和/或閉合，控制CB裝置2a的POW控制器I必須知道一最晚在經(jīng)由POW控制器I的命令輸入接口 4從開關命令發(fā)出裝置40接收到外部開關命令41之后但在經(jīng)由其命令輸出接口 7向CB裝置2a發(fā)出實際電路斷路器開關命令71之前一
*是否給傳送線97或電力變壓器96通電，以及 *附加地，相應負載的當前配置，即分別是附加開關93a或93b的二進制狀況。
[0037]為了確定給哪個元件通電，POW控制器I經(jīng)由其參數(shù)輸入接口 5a、5b、5c、特別是經(jīng)由連接到電力傳送網(wǎng)絡3中監(jiān)視裝置50a(例如在此情況下是電壓傳感器)的(參數(shù)輸入接口 5a、5b、5c中的)模擬監(jiān)視接口 5a，監(jiān)視電力變壓器96 (位置A)處和傳送線97 (位置B)處的電壓信號。因此，在此實施例中，所述模擬監(jiān)視接口 5a適合于測量模擬監(jiān)視信號51a，例如源自監(jiān)視裝置50a的單相電壓信號或三相電壓信號。根據(jù)位置A和位置B中電壓的存在或缺乏，POff控制器I決定給哪個負載通電:如果在位置B處存在非零電壓，則電力變壓器96要被通電，并且來自位置B的模擬監(jiān)視信號51a被用作參考。如果在位置A處存在非零電壓，則傳送線97要被通電，并且來自位置A的模擬監(jiān)視信號51a被用作參考。
[0038]在已經(jīng)確定了給哪個負載通電之后，POW控制器I還應確定相應負載的配置，這是因為良好的操作策略取決于這個配置。為了了解相應負載的當前配置(即在此示例中分別是附加開關93a或93b的狀況)，POW控制器I的數(shù)字監(jiān)視接口 5b連接到附加開關93a和93b中的監(jiān)視裝置50b。具體地說，輔助觸點或位置傳感器被布置在附加開關93a或93b中，并經(jīng)由數(shù)字監(jiān)視信號51b向POW控制器I報告相應附加開關93a或93b的狀態(tài)、尤其是二進制狀態(tài)。因此，附加開關93a和93b中的這些輔助觸點或位置傳感器在此充當二進制監(jiān)視裝置或數(shù)字監(jiān)視裝置50b。根據(jù)因而確定的負載配置，POW控制器I現(xiàn)在可計算非常適合于CB裝置2a的操作策略。
[0039]如果POW控制器I現(xiàn)在經(jīng)由外部開關命令41從開關命令發(fā)出裝置40接收到CB裝置2a的“閉合”命令，則它首先通過監(jiān)視如上面所討論的在位置A和位置B處的模擬電壓來檢查要給哪個負載通電。用該信息，它然后根據(jù)附加開關93a或93b的關聯(lián)狀況來確定相應負載的當前配置。如果電力變壓器96要被通電，則良好的通電或操作策略取決于初級繞組的中性點當前是否接地。例如，如果初級繞組的中性點接地，則良好的操作策略將是，在其相-地電壓峰值給第一斷路器極通電，另兩個極在四分之一循環(huán)后通電；否則兩個斷路器極將同時在相-相電壓峰值被閉合，并且第三個極在四分之一循環(huán)后被閉合。如果傳送線97要被通電并且附加開關93a被打開(即負載未補償)，則良好的操作策略將是在其各個相-地電壓零時閉合每個斷路器極(電流啟動)，否則在電壓峰值閉合每個斷路器極。而且，有關電力傳送網(wǎng)絡3的另外操作參數(shù)49的可選附加信息(例如電抗器95的中性點是否接地，即附加開關93c的二進制狀態(tài))也可包含在非常適合于電路斷路器裝置2a的操作策略的計算中。操作策略的計算本身由POW控制器I的控制單元6 (其連接到所有接口 )執(zhí)行，該控制單元包括中央處理單元(CPU) 6b和存儲器6a，該存儲器連接到CPU 6b并且在其中有利地預先存儲了不同操作策略原型。在這種情況下，POW控制器I根據(jù)電力傳送網(wǎng)絡3中的操作參數(shù)49的組合來選擇適當操作策略原型，并修改它(例如通過調(diào)節(jié)計算的時間延遲45，如下面所討論的)以實現(xiàn)非常適合于CB裝置2a的操作策略。
[0040]根據(jù)操作參數(shù)49 (其包含監(jiān)視信號51a、51b)，POff控制器I的控制單元6計算或選擇適合于電路斷路器裝置2a、2b、2c的操作策略，即相應負載的非常適合的通電時刻(在每相中)。例如，如在圖2中進一步例證的，在外部開關命令41的隨機時間42，如上所述，監(jiān)視操作參數(shù)49(例如包含所述電力傳送網(wǎng)絡3中的電壓信號51a)。而且，POW控制器I了解CB操作時間44，即CB裝置2a、2b、2c執(zhí)行實際開關動作所需的時間。該值在工程設計或調(diào)試時通常存儲在POW控制器I的存儲器6a中。備選地，它可由POW控制器I本身例如在調(diào)試期間測量，并且可存儲在存儲器6a中。
[0041]如果外部開關命令41被立刻傳到CB裝置2a、2b、2c上(以同時電路斷路器開關命令71的形式)，則CB裝置2a、2b、2c的實際開關時刻43正常情況下將不發(fā)生在CB裝置2a、2b、2c的期望開關時刻46，例如在所述操作參數(shù)49的零交點47a、47b、47c或在正峰值48a,48b或在負峰值52a、52b處(如在圖2的上面所例證的)。因此,操作參數(shù)49的信號(即參考信號)由POW控制器I外推，并且一根據(jù)所選擇的操作策略或所計算的操作策略并在了解CB操作時間44的情況下一引入計算的時間延遲45，之后經(jīng)由POW控制器的命令輸出接口 7發(fā)出電路斷路器開關命令71。然后，CB裝置2a、2b、2c的實際開關時刻43與CB裝置2a、2b、2c的期望開關時刻46 —致，如在圖2的下面對于零交點47b的示例所示的。
[0042]而且，如在圖3中所例證的，所述操作參數(shù)49一除了有關電力傳送網(wǎng)絡3的信息之外一有利地還可包括有關電路斷路器裝置2a、2b、2c本身的CB狀態(tài)信息72。一個示例將是有關CB裝置2a、2b、2c的例如可影響CB操作時間44的狀況信息。然而，POff控制器I需要充分了解這個CB操作時間44以計算非常適合于CB裝置2a、2b、2c的操作策略并實現(xiàn)精確定時的開關性能。因而，通過收集有關裝置2a、2b、2c的CB狀態(tài)信息72并根據(jù)這個CB狀態(tài)信息72糾正CB操作時間44，可實現(xiàn)CB裝置2a、2b、2c的更佳操作策略。
[0043]圖4示出了當前發(fā)明(單線圖)的另一實施例，其中POW控制器I控制CB裝置2a并且包括兩個模擬監(jiān)視接口 5a和一個數(shù)字監(jiān)視接口 5b。在此，POW控制器I經(jīng)由其參數(shù)輸入接口 5a、5b、5c(特別是模擬監(jiān)視接口 5a)連接到不同隔間中兩個傳送線97上的監(jiān)視裝置50a (例如電壓傳感器)。來自監(jiān)視裝置50a的模擬監(jiān)視信號51a向POW控制器I報告電力傳送網(wǎng)絡3的操作參數(shù)49。而且，POW控制器I的數(shù)字監(jiān)視接口 5b連接到邏輯電路99 (其也可在布線中實現(xiàn)為邏輯組合)，該邏輯電路通過單個二進制信號告訴POW控制器I是使用左邊的還是右邊的監(jiān)視裝置50a(或分別是左邊的模擬監(jiān)視信號還是右邊的模擬監(jiān)視信號51a)作為參考信號，用于由CB裝置2a計算電容器94的受控開關的操作策略。這通過如下方式來實現(xiàn):向所述邏輯電路99饋送有關電路斷路器/開關93a、93b、93c、93d(例如從這些開關元件中的輔助觸點，如上面討論的)的CB狀態(tài)的信息，該邏輯電路本身向POW控制器I的參數(shù)輸入接口 5a、5b、5c中的數(shù)字監(jiān)視接口 5b發(fā)送單個二進制信號51b。因此，所述邏輯電路99充當用于所述附加開關元件93a、93b、93c、93d的狀態(tài)(尤其是二進制狀態(tài))的邏輯組合的數(shù)字監(jiān)視裝置50b。
[0044]在根據(jù)圖5的本發(fā)明的另一實施例(單線圖)中，POW控制器I的控制單元6基于電力傳送網(wǎng)絡3的操作參數(shù)49計算CB裝置2a、2b、2c的操作策略。在此實施例中，POff控制器I (特別是其參數(shù)輸入接口 5a、5b、5c)包括三個或更多模擬監(jiān)視接口 5a以確定非常適合于CB裝置2a的操作策略。圖5示出了以I 1/2 CB配置的網(wǎng)絡布局中CB裝置2a的POff控制器I的單線圖，其中傳送線97和電力變壓器96在兩個母線98a與98b之間開關。如上面所討論的，在經(jīng)由其命令輸出接口 7向CB裝置2a發(fā)出實際電路斷路器開關命令71之前，該POW控制器需要知道是否給傳送線97或電力變壓器96通電。為了收集這個知識，用于測量非零電壓的存在或缺乏的適合位置是位置A和位置B。然而，在圖5的實施例中，在這些位置A和位置B，不存在監(jiān)視裝置50a(諸如電壓傳感器)。因而，沒有進一步的信息，POW控制器I不能肯定哪個監(jiān)視信號51a要用作參考信號。在此示例中，監(jiān)視裝置50a連接到母線98a和98b、電力變壓器96的次級繞組以及傳送線97。這些模擬監(jiān)視裝置50a向POW控制器I的參數(shù)輸入接口 5a、5b、5c中的模擬監(jiān)視接口 5a傳送模擬監(jiān)視信號51a。根據(jù)電力傳送網(wǎng)絡3的這些操作參數(shù)49，POW控制器I自動決定這些模擬監(jiān)視信號51a中的哪個用作參考信號并且用于計算非常適合于CB裝置2a的操作策略。在此實施例中，在位置A和位置B中電壓的缺乏或存在的知識也可以是度量所述電力傳送網(wǎng)絡3中至少一個附加開關93a、93b的二進制狀態(tài)的示范性表示或隱式表示，所述附加開關93a、93b不同于電路斷路器裝置2a，并且其中所述監(jiān)視信號51a、51b進一步包括指示所述附加開關93a、93b的所述二進制狀態(tài)的至少一個數(shù)字監(jiān)視信號51b。
[0045]參考信號的選擇可能對于內(nèi)部信號處理具有進一步的重要性。例如，來自電力變壓器96的次級繞組上的監(jiān)視裝置50a的監(jiān)視信號51a可以是單相的，并相對于初級側上的信號相移，而來自傳送線97上的監(jiān)視裝置50a的監(jiān)視信號51a是三相的，并與來自母線98a、98b上的監(jiān)視裝置50a的單相監(jiān)視信號51a同相。此類差異可自動照顧到。
[0046]除了(至少三個)模擬監(jiān)視信號之外，攜帶有關開關93a、93b中任一個開關的二進制狀態(tài)的狀況信息的可選顯式二進制信號51b(圖5中的虛線)可附加地用于改良該選擇過程。
[0047]而且，模擬監(jiān)視信號51a的附加性質(zhì)(諸如幅度或基頻)也可包含在參考信號的選擇中和非常適合于CB裝置2a的操作策略的計算中，例如以實現(xiàn)電路斷路器兩端電壓的最小拍(beat minimum)中的CB操作。
[0048]在如圖6所示的本發(fā)明另一實施例(單線圖)中，POW控制器I控制網(wǎng)絡3中的CB裝置2c，其中傳送線97被開關到母線98b。傳送線97可無補償或分路補償(通過電抗器95)操作，即對應的附加開關93a打開或閉合。而且，例如有關電抗器95的中性點是否接地的附加信息(即開關93c的二進制狀態(tài))可用于非常適合于電路斷路器裝置2c的操作策略的計算。來自監(jiān)視裝置50a的模擬監(jiān)視信號51a向POW控制器I報告電力傳送網(wǎng)絡3的另外操作參數(shù)49，特別是母線98b上的電壓，其被用作用于計算電路開關裝置2c的受控開關的操作策略的參考信號。總之，在此實施例中，兩個數(shù)字監(jiān)視接口 5b和一個模擬監(jiān)視接口 5a被布置在POW控制器I上，并接收電力傳送網(wǎng)絡3的相應操作參數(shù)49。
[0049]注意:
作為在已經(jīng)發(fā)出外部開關命令41之后經(jīng)由參數(shù)輸入接口 5a、5b、5c讀出電力傳送網(wǎng)絡3的操作參數(shù)49的備選，監(jiān)視操作也可連續(xù)執(zhí)行，即也可在POW控制器I尚未接收到外部開關命令41的時候執(zhí)行。備選地，它們可按固定更新速率執(zhí)行，例如每個(正弦)電壓循環(huán)執(zhí)行多次。其它速率或組合也是可能的。
[0050]通常，單個POW控制器I控制單個CB裝置2a、2b、2c (對于一相或三相)。如果在此上下文中提及了多個CB裝置2a、2b、2c，則僅例證，類似的操作策略要被應用于所有CB裝置2a、2b、2c以及它們的相應POW控制器。然而，一個POW控制器I也可控制多個CB 2a、2b、2c0
[0051]術語“操作策略原型”是指可適合于所述操作參數(shù)49的某些邊界條件的操作策略，例如以在監(jiān)視裝置50a、50b功能失常的情況下執(zhí)行故障安全操作，或者根據(jù)來自CB裝置2a、2b、2c的CB狀態(tài)信息72修改CB操作時間44。
[0052]參數(shù)終端5c使用戶能夠與POW控制器I通信，并且它能呈現(xiàn)輸入/輸出功能性。設置可被輸入/讀出，例如通過參數(shù)終端5c上的鍵盤元件和/或顯示器元件輸入/讀出，和/或通過參數(shù)終端5c處的計算機接口輸入/讀出。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的波上點控制器I可實現(xiàn)在單相配置或三相配置中。對于三相配置，對于三個單相，操作策略可能不同，例如所計算的時間延遲45對于每個相可能不同，并且可根據(jù)對應CB裝置的所計算的操作策略，經(jīng)由命令輸出接口 7單獨向三個CB極發(fā)送出。
[0054]對于實際實現(xiàn)，波上點控制器I可以是安裝在特定位置的集總裝置或其中單獨的模塊執(zhí)行特定任務的分布式系統(tǒng)。例如，在分布式系統(tǒng)中，監(jiān)視模塊可獲取并預先處理監(jiān)視信號51a、51b，單獨的控制單元模塊可執(zhí)行這些計算，并且單獨的電路斷路器控制模塊可向電路斷路器2a發(fā)送實際控制命令71 ;這些模塊可經(jīng)由數(shù)字通信接口彼此通信。為了本發(fā)明的目的，此類分布式布置被歸入波上點控制器I下。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的POW控制器I的優(yōu)點是，不需要成本密集的外部電路(其可能出故障)來選擇適當監(jiān)視信號51a、51b，其定義電力傳送網(wǎng)絡3的操作參數(shù)49。而且，通過向POW控制器I傳送至少三個監(jiān)視信號51a、51b，收集了有關電力傳送網(wǎng)絡3的操作參數(shù)49的更多信息，并且CB裝置2a、2b、2c的更佳操作策略可基于所述多個監(jiān)視信號來計算。
[0056]相對于兩態(tài)或開關態(tài)系統(tǒng)的術語“二進制”與“I位數(shù)字”或簡單的“數(shù)字”同義使用。此類二進制信息可通過物理信號(例如電壓開或關)傳送或編碼為數(shù)字通信接口中的數(shù)據(jù)值。
[0057]相對于信號和接口的術語“模擬”是指可采用多于兩個值、通常是多于10個值的信息。模擬信息可通過物理信號(例如瞬時電壓值)傳送或編碼為數(shù)字通信接口中的數(shù)據(jù)值。
[0058]除了所提到的模擬電壓監(jiān)視接口、裝置和信號之外，還可存在附加模擬電流監(jiān)視接口、裝置和信號以測量電流，其作為電力傳送網(wǎng)絡的操作參數(shù)的一部分。這些模擬電流監(jiān)視接口、裝置和信號在此對所要求數(shù)量的監(jiān)視接口、裝置和信號沒有貢獻(即未作為所要求數(shù)量的監(jiān)視接口、裝置和信號計數(shù))。
[0059]相比現(xiàn)有技術POW控制器，在此提供的POW控制器利用來自于來自電力傳送網(wǎng)絡中不同位置的三個監(jiān)視信號(其中這些監(jiān)視信號中的至少一個監(jiān)視信號是模擬電壓監(jiān)視信號)的信息來計算CB裝置的良好的操作策略。如上所述，可選的模擬電流監(jiān)視信號在此不計數(shù)。
[0060]附圖標記
1:波上點控制器
2a, 2b, 2c:電路斷路器裝置
3:電力傳送網(wǎng)絡
4:命令輸入接口
5a, 5b, 5c:參數(shù)輸入接口
5a, 5b:監(jiān)視接口
5a:模擬監(jiān)視接口
5b:數(shù)字監(jiān)視接口
5c:參數(shù)終端
6:控制單元
6a:控制單元的存儲器6b:控制單元的CPU
7:命令輸出接口
40:開關命令發(fā)出裝置
41:外部開關命令
42:外部開關命令的隨機時間
43:CB裝置的實際開關時刻
44:CB操作時間
45:計算的時間延遲
46:CB裝置的期望開關時刻47a, 47b, 47c:零交點
48a, 48b:正峰值49:操作參數(shù)50a, 50b:監(jiān)視裝置51a, 51b:監(jiān)視信號52a, 52b:負峰值
71:電路斷路器開關命令
72:CB狀態(tài)信息
93a, 93b, 93c, 93d:附加開關，例如異步操作的開關
94:電容器
95:電抗器
96:電力變壓器
97:傳送線98a, 98b:母線A, B:位置
99:邏輯電路
【權利要求】
1.用于電路斷路器裝置(2a，2b，2c)的網(wǎng)絡同步操作的波上點控制器(I)，尤其是用于AC高壓電力傳送網(wǎng)絡(3)中電路斷路器裝置(2a，2b，2c)的網(wǎng)絡同步操作的波上點控制器(I)，所述波上點控制器包括命令輸入接口(4)、參數(shù)輸入接口(5a，5b, 5c)、控制單元(6)和命令輸出接口(7)，其中: 所述命令輸入接口(4)適合于連接到開關命令發(fā)出裝置(40)以及從所述開關命令發(fā)出裝置(40)接收外部開關命令(41)， 所述參數(shù)輸入接口(5a，5b，5c)包括到所述電力傳送網(wǎng)絡(3)的至少三個監(jiān)視接口(5a，5b)，其中至少一個模擬監(jiān)視接口(5a)適合于測量所述電力傳送網(wǎng)絡(3)中的電壓， 所述監(jiān)視接口(5a，5b)適合于連接到所述電力傳送網(wǎng)絡(3)中的監(jiān)視裝置(50a，50b)以及經(jīng)由來自所述監(jiān)視裝置(50a，50b)的監(jiān)視信號(51a，51b)監(jiān)視所述電力傳送網(wǎng)絡(3)的多個操作參數(shù)(49)，其中所述監(jiān)視信號(51a，51b)包括指示所述電力傳送網(wǎng)絡(3)中電壓的至少一個模擬監(jiān)視信號(51a)，并且其中所述所連接的監(jiān)視裝置(50a，50b)布置在所述電力傳送網(wǎng)絡(3)的單線圖中的單獨位置， 所述命令輸出接口(7)適合于連接到所述電力傳送網(wǎng)絡(3)中的所述電路斷路器裝置(2a, 2b, 2c)以及向所述電路斷路器裝置(2a，2b，2c)發(fā)出電路斷路器開關命令(71)，以及 所述控制單元(6)連接到所述命令輸入接口(4)、所述參數(shù)輸入接口(5a，5b，5c)和所述命令輸出接口(7)，并且其中所述控制單元(6)適合于基于所述電力傳送網(wǎng)絡(3)的所述操作參數(shù)(49)來計算或選擇所述電路斷路器裝置(2a，2b，2c)的操作策略，其特征在于:所述參數(shù)輸入接口(5a，5b，5c)進一步包括:至少一個數(shù)字監(jiān)視接口(5b)，所述至少一個數(shù)字監(jiān)視接口(5b)適合于測量所述電力傳送網(wǎng)絡(3)中的至少一個附加開關(93a, 93b, 93c, 93d)的二進制狀態(tài)，所述附加開關(93a，93b，93c，93d)不同于所述電路斷路器裝置(2a，2b，2c)，并且其中所述監(jiān)視信號(51a，51b)進一步包括指示所述附加開關(93a, 93b, 93c, 93d)的所述二進制`狀態(tài)的至少一個數(shù)字監(jiān)視信號(51b)。
2.如權利要求1所述的波上點控制器(I)，其中所述至少一個附加開關(93a, 93b, 93c, 93d)位于所述電路斷路器裝置(2a，2b, 2c)的負載側上和/或源側上。
3.如以上權利要求中任一項所述的波上點控制器(I)，其中用于所述電路斷路器裝置(2a)的波上點控制的開關的參考電壓傳感器(50a)或所述參考電壓傳感器(50a)未持久連接到所述電路斷路器裝置(2a)。
4.如以上權利要求中任一項所述的波上點控制器(1)，其中所述附加開關(93a, 93b, 93c, 93d)的所述二進制狀態(tài)用于確定所述電路斷路器裝置(2a，2b，2c)的負載側上和/或源側上的網(wǎng)絡拓撲，和/或用于選擇至少一個電壓傳感器(50a)，所述至少一個電壓傳感器(50a)可用作用于所述電路斷路器裝置(2a)的波上點控制的開關的參考電壓傳感器(50a)。
5.如以上權利要求中任一項所述的波上點控制器(I)，其中所述附加開關是用于連接分路電抗器(95)與傳送線(97)以及斷開分路電抗器(95)與傳送線(97)的連接的開關(93a)。
6.如以上權利要求中任一項所述的波上點控制器(I)，其中所述附加開關是用于連接三相初級裝置(95，96)、尤其是電抗器(95)和/或變壓器(96)的中性點與地以及斷開三相初級裝置(95，96)、尤其是電抗器(95)和/或變壓器(96)的中性點與地的連接的開關(93b, 93c)。
7.如以上權利要求中任一項所述的波上點控制器(I)，其中所述附加開關是用于連接電壓傳感器(50a)與所述電路斷路器(2a)的源側、尤其是母線(98a，98b)以及斷開電壓傳感器(50a)與所述電路斷路器(2a)的源側、尤其是母線(98a，98b)的連接的開關(93a，93b，93c，93d)，其用于確定來自所述電壓傳感器(50a)的信號是否指示施加到所述電路斷路器裝置(2a)的電壓。
8.如以上權利要求中任一項所述的波上點控制器(I)，其中所述參數(shù)輸入接口(5a, 5b, 5c)包括到所述電力傳送網(wǎng)絡(3)的至少兩個模擬監(jiān)視接口(5a)和至少一個數(shù)字監(jiān)視接口(5b)，以便監(jiān)視作為所述電力傳送網(wǎng)絡(3)的所述操作參數(shù)(49)的一部分的至少兩個電壓和至少一個二進制狀態(tài)。
9.如權利要求8所述的波上點控制器(I)，其中所述參數(shù)輸入接口(5a，5b，5c)包括到所述電力傳送網(wǎng)絡(3)的正好兩個模擬監(jiān)視接口(5a)和至少一個數(shù)字監(jiān)視接口(5b)，以便監(jiān)視作為所述電力傳送網(wǎng)絡(3)的所述操作參數(shù)(49)的一部分的兩個電壓和至少一個二進制狀態(tài)。
10.如權利要求8或9所述的波上點控制器(I)，其中所述兩個電壓用于確定所述電路斷路器裝置(2a)的源側和負載側，并且指示所述負載側上的所述附加開關(93a，93b)的所述二進制狀態(tài)的所述數(shù)字監(jiān)視信號(51b)用于計算或選擇所述電路斷路器裝置(2a)的所述操作策略。
11.如以上權利要求中任一項所述的波上點控制器(I)，其中所述參數(shù)輸入接口(5a, 5b, 5c)包括到所述電力傳送網(wǎng)絡(3)的至少一個模擬監(jiān)視接口(5a)和至少兩個數(shù)字監(jiān)視接口(5b)，以便監(jiān)視作為 所述電力傳送網(wǎng)絡(3)的所述操作參數(shù)(49)的一部分的至少一個電壓和至少兩個二進制狀態(tài)。
12.如以上權利要求中任一項所述的波上點控制器(I)，其中所述參數(shù)輸入接口(5a, 5b, 5c)包括到所述電力傳送網(wǎng)絡(3)的至少三個模擬監(jiān)視接口(5a)，以便監(jiān)視作為所述電力傳送網(wǎng)絡(3)的所述操作參數(shù)(49)的一部分的至少三個電壓。
13.如以上權利要求中任一項所述的波上點控制器(I)，其中所述操作參數(shù)(49)進一步包括有關所述電路斷路器裝置(2a，2b, 2c)的CB狀態(tài)信息(72)。
14.如以上權利要求中任一項所述的波上點控制器(I)，其中所述操作參數(shù)(49)被連續(xù)監(jiān)視以計算所述電路斷路器裝置(2a，2b，2c)的操作策略。
15.如以上權利要求中任一項所述的波上點控制器(I)，其中所述操作參數(shù)(49)以固定更新速率來監(jiān)視，從而計算所述電路斷路器裝置(2a，2b，2c)的操作策略。
16.如以上權利要求中任一項所述的波上點控制器(I)，其中用于所述操作參數(shù)(49)的不同組合的所述操作策略的原型被存儲在所述波上點控制器(I)的所述控制單元(6)中的存儲器(6a)中。
17.如以上權利要求中任一項所述的波上點控制器(I)，其中所述操作策略的所述計算包括:選擇所述電力傳送網(wǎng)絡(3)的至少一個操作參數(shù)(49)、尤其是模擬監(jiān)視信號(51a)，其被用作所述電路斷路器裝置(2a，2b，2c)的操作的參考信號。
18.一種用于借助于如以上權利要求中任一項所述的波上點控制器(I)對電路斷路器裝置(2a，2b，2c)進行網(wǎng)絡同步操作的方法，所述方法包括如下步驟:通過所述命令輸入接口(4)從所述開關命令發(fā)出裝置(40)接收所述外部開關命令(41)； 使用所述控制單元(6)來基于所述電力傳送網(wǎng)絡(3)的所述操作參數(shù)(49)計算所述電力傳送網(wǎng)絡(3)中所述電路斷路器裝置(2a，2b，2c)的所述操作策略； 通過所述命令輸出接口(7)向所述電路斷路器裝置(2a，2b，2c)發(fā)出所述電路斷路器開關命令(71)。
19.如權利要求18所述的方法，進一步包括如下步驟:根據(jù)所述電路斷路器裝置(2a, 2b, 2c)的所述計算的操作策略將所述電路斷路器開關命令(71)延遲所計算的時間延遲(45)。
20.如權利要求19所述的方法，進一步包括如下步驟:根據(jù)有關所述電路斷路器裝置(2a, 2b, 2c)的CB狀態(tài)信息(72)調(diào)節(jié)所計算的時間延遲(45)，其中所述CB狀態(tài)信息(72)是所述電力傳送網(wǎng)絡(3)的所述操作參數(shù)(49)的一部分。
21.電力傳送網(wǎng)絡(3)中的隔間，所述隔間包括至少一個電路斷路器裝置(2a，2b，2c)、至少一個開關命令發(fā)出裝置(40)、多個監(jiān)視裝置(50a，50b)和至少一個如權利要求1_17中任一項所述的波上點控制器(I)。`
【文檔編號】H03K17/16GK103503317SQ201280022256
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年5月9日 優(yōu)先權日:2011年5月9日
【發(fā)明者】M.斯塔內(nèi)克, A.塔魯里 申請人:Abb 技術有限公司