CN110050246A - 电力系统可靠性 - Google Patents

Abstract

电力系统可以包括将发电机耦合到主总线的自主断路器。自主断路器可以检测主总线的电力参数从预定范围的偏离，并且将发电机耦合到主总线以将电力参数带到预定范围内。自主断路器可以进一步将负载耦合到主总线，并且可以调整负载以将电力参数带回到预定范围内。断路器还可以在闭合并将电力系统组件彼此耦合之前检查总线中和其自身内的故障。

Description

电力系统可靠性

相关专利申请的交叉引用

本申请要求Edward Bourgeau于2016年10月12日提交的并且题为“Power SystemReliability”的美国临时专利申请号62/407,304的优先权的权益，特此将该美国临时专利申请通过引用并入。

技术领域

本公开涉及电力系统的可靠性。更具体地，本公开的部分涉及电力系统中的断路器控制。

背景技术

无论应用为何，适应力（Resiliency）都是任何电力系统中的重要考虑因素。电力系统对其必须适应的问题基于应用而变化。例如，在海上钻探船舶上，应当使得电力系统适应于洪水、火灾、电力系统中的断电、或者遍及船舶从发电机向电气设备运载电力的总线上的故障。

船舶上的电气系统传统地包括在针对火灾和洪水而分离的分隔单元中的多个发电机。分隔单元防止来自火灾或洪水的对一个单元的损坏传播到另一个分隔单元。然而，用于电力系统的控制系统不位于分隔单元中。进一步地，控制系统依赖于来自每个分隔单元中的每个发电机的信息来控制电力系统。例如，控制系统可以确定发电机是否以及何时可以耦合到主电力分配总线。虽然发电机或控制系统的损失可能不会导致所有发电机或控制系统的损失，但发电机及其控制系统不能够独立地运行，并且可能遭受降低的性能，或由于控制系统做出的不正确决定而被进一步损坏。

耦合在发电机与电力总线之间的断路器可以基于来自控制系统的命令而关断电力总线与发电机之间的连接。每个断路器通过信号线缆而链接到其他断路器，并且每个断路器的状态被包括在断路器的控制区段的逻辑中。因此，对一个分隔间中的断路器的损坏在另一个分隔间中的断路器中产生有误行为。因此，降低电力系统的总体适应力。每个断路器可以包括控制在相同机柜中或在机柜外部的断路器的逻辑。

图1是诸如在海上钻探船舶中的电力系统100内的断路器112、114、116的配置的示意性表示。断路器112、114、116分别耦合在主电气总线102与发电机122、124、126之间。可以在发电机122、124和126之间放置屏障150，以在万一发生火灾、洪水或其他灾难时隔离发电机122、124和126的操作。通信链路113、115将断路器112、114、116彼此耦合。断路器112、114、116还共享控制电力线缆199，该控制电力线缆199用于向断路器112、114、116提供电力。主总线102可以作为单个导体而连接，或者通过连结断路器主/从组151、152和153、154而分解成多个分段。通信链路156、157分别将连结断路器组151、152和153、154彼此耦合。连结断路器主/从组151、152和153、154还共享控制电力线缆199，该控制电力线缆199用于向连结断路器主/从组151、152和153、154提供电力。

发电机断路器112、114、116通过通信链路113、115、131传送发电机122、124和126的状态。断路器112、114、116中的每一个内的逻辑取决于其他断路器112、114、116中的每一个的行为。例如，如果断路器112被指令执行与主总线102的同步，则断路器112必须首先指示断路器114不执行同步，或者反之亦然。如果断路器114指示它正在执行同步，则没有其他断路器可以执行同步，即使这类指示是有故障的亦如此。因此，如果管理系统130与发电机断路器112、114、116之间的通信链路131、132、133失效，或者如果任何断路器112、114、116本身失效，则中断对其他健康的断路器的访问。

可以分别在管理系统130与断路器112、114、116之间提供附加的通信链路。然而，附加的通信链路增加系统100的复杂性以及必须在屏障150之间做出的连接的数量。断开和/或闭合断路器112、114和116的决定可以由管理系统130基于来自耦合到主总线102的总线感测单元140、143、144的输入来做出。总线感测单元140、143、144与管理系统130之间以及发电机断路器112、114和116之间需要通信。总线感测单元140、143与连结断路器151、152之间需要通信，并且总线感测单元143、144与连结断路器153、154之间需要通信。连结断路器组151、152和153、154的成功操作需要在连结断路器主151与其从152之间以及在连结断路器主153与其从154之间的通信。这些通信链路增加系统100的复杂性，以及必须在屏障150之间做出的连接的数量。此外，使用管理系统130的操作者仅可以与连结断路器组151、152和153、154的主断路器151或153通信。因此，如果分别在管理系统130与主断路器151或153之间的通信链路134、135失效，或者如果主断路器112本身失效，则中断对其他断路器152、154的访问。

这里提到的缺点仅是代表性的，并且仅仅是为了强调存在针对改进的电力系统、特别是针对自主断路器电力系统的需要而被包括的。本文中描述的实施例解决了某些缺点，但不一定解决这里描述的或本领域已知的每一个缺点。此外，本文中描述的实施例可以呈现除上面描述的缺点的那些之外的其他益处，并且可以用在除上面描述的缺点的那些之外的其他应用中。

发明内容

一种电力系统可以包括耦合到主总线的多个发电机和负载。每个发电机和每个负载可以通过自主断路器的方式而耦合到主总线。每个断路器可以监测主总线以确定总线的电力参数是否在预定范围内。如果检测到电力参数从预定范围的偏离，则每个断路器可以基于该偏离的检测而断开或闭合并且调整与其耦合的负载和/或发电机。断路器还可以监测与它们耦合的总线和设备中的故障以及它们自身内的故障，并且如果检测到故障，则可以免于闭合。因此，多个发电机和/或负载可以自主地耦合到主总线，以将主总线的一个或多个电力参数维持在预定范围内。

一种电力系统可以包括主总线和耦合到AC发电机的第一总线。第一断路器可以将第一总线耦合到主总线。自主第一控制器可以耦合到第一断路器和AC发电机。第一控制器可以进一步耦合到主总线，以检测主总线的一个或多个电力参数从预定范围的偏离。当第一控制器检测到这类偏离时，它可以闭合第一断路器以将发电机耦合到主总线。第一控制器还可以调整发电机的电力输出，以将主总线的电力参数带到预定范围内。第一控制器可以在没有来自电力系统的其他控制器或断路器的输入的情况下自主地这样做。

第一控制器还可以被配置成在将发电机耦合到主总线之前检查故障。例如，第一控制器可以确定：在闭合并且将第一总线耦合到主总线之前，第一总线上不存在故障，主总线上不存在故障，并且第一断路器内不存在故障。

所述电力系统可以进一步包括耦合到负载的第二总线。第二断路器可以耦合在第二总线与主总线之间。第二控制器可以耦合到第二断路器、主总线和负载。第二控制器也可以像第一控制器那样检测第一总线的电力参数从预定范围内的偏离。当检测到这类偏离时，第二控制器可以调整负载以将主总线的电力参数带到预定范围内。如果电力参数已经以大于阈值而从预定范围偏离，则第二控制器可以完全将负载从主总线去耦。当负载从主总线去耦时，第二控制器还可以调整负载的推进器的电力输出，以将推进器的DC总线上的电压维持在预定的电压范围内，以防止推进器的关闭。在将负载从主总线去耦之后，第二控制器可以监测主总线以确定电力参数已重新进入预定范围。然后，第二控制器可以确定在主总线、第二总线上或在第二断路器中不存在故障。一旦确定故障的不存在，第二控制器就可以闭合第二断路器，从而将负载耦合到主总线。

一种包括电路断路器和耦合到电路断路器的断路器控制器的自主电路断路器可以监测其自身的一个或多个物理特性以确定其状况。自主断路器还可以监测耦合到断路器的总线的一个或多个特性。控制器可以基于耦合到断路器的第一总线的一个或多个电力参数来控制电路断路器。例如，如果自主电路断路器检测到总线上的故障，则它可以免于闭合并且免于将任何电力系统组件耦合到总线。断路器控制器可以基于断路器的所监测物理特性来防止电路断路器闭合。例如，控制器可以检测到：断路器正在磨损，并且如果再次闭合则可能不会重新断开。为防止在断路器失效的情况下对系统的可能损坏，控制器可以简单地防止断路器闭合，并且可选地可以警告操作者断路器需要维修。

可以监测断路器的各种物理特性以确定断路器的状况。例如，可以监测断路器的线圈的线圈端子电压、线圈的温度或断路器的线圈的电感。还可以监测断路器操作的各种定时方面以确定断路器的状况。可以监测：断路器控制器发出断开或闭合电路断路器的命令与电路断路器发出它被断开或闭合的指示之间的时间段；断路器控制器发出断开或闭合电路断路器的命令与电路断路器的砧体（anvil）开始移动之间的时间段；以及与砧体对电流的应用做出反应的速度相比，应用到断路器的电流的持续时间和量值。附加地，可以监测：当断路器被断开或闭合时由断路器引起的振动、断路器的壳体内部的湿度、断路器的壳体内部的磁通量、断路器的壳体内部的气压、以及断路器的壳体内部的光强度。断路器控制器可以收集关于断路器的物理特性的数据，并且可以例如通过将该数据与理想断路器的简档进行比较来随时间分析它。当断路器的状况恶化超过某个水平（例如，在预定状况阈值之下）时，控制器可以防止断路器闭合，直到该状况被纠正或更换断路器为止。如果断路器更有可能将不能重新断开，则可以将预定状况阈值设置在其中断路器将不会闭合的水平处。因此，断路器可以监测其状况，并且如果其状况恶化到预定阈值之下，则禁用其自身。

上文已经相当宽泛地概述了本发明的实施例的某些特征和技术优点，以便可以更好地理解随后的详细描述。下文将描述形成本发明的权利要求的主题的附加特征和优点。本领域普通技术人员应当领会到，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作用于修改或设计用于实施相同或类似目的的其他结构的基础。本领域普通技术人员还应当认识到，这类等同构造不脱离如在所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围。当结合附图考虑时，将从以下描述更好地理解附加的特征。然而，要明确理解的是，每一个图仅出于说明和描述的目的而提供并且不意图限制本发明。

附图说明

为了对所公开的系统和方法的更完整的理解，现在参考结合附图的以下描述。

图1是海上钻探船舶或独立发电站上的电力分配系统的示意性表示。

图2是根据本公开的一些实施例的具有独立断路器的电力系统的示意性表示。

图3是根据本公开的一些实施例的断路器监测电路的示意性表示。

图4A-B是根据本公开的一些实施例的由断路器监测电路收集的示例数据的图形图示。

图5是根据本公开的一些实施例的具有独立断路器的电力系统的示意性表示。

图6是根据本公开的一些实施例的具有独立连结断路器的电力系统的示意性表示。

图7是根据本公开的一些实施例的用于总线监测系统的监测操作的系统的示意性表示。

图8A-B是根据本公开的一些实施例的具有独立断路器和连结断路器的环形电力系统的示意性表示。

图9是图示了根据本公开的一些实施例的用于调整被应用到总线的电力以将总线的一个或多个电力参数带到预定范围内的方法的实施例的流程图。

图10是图示了根据本公开的一些实施例的用于确定总线健康状况并调整被应用到总线的电力以将总线的一个或多个电力参数带到预定范围内的方法的实施例的流程图。

图11是图示了根据本公开的一些实施例的用于调整从总线汲取的电力以将总线的一个或多个电力参数带到预定范围内的方法的实施例的流程图。

具体实施方式

通过降低组件对彼此的依赖性并增强对组件的监测，可以改进电力系统内的适应力。通过限制组件在确定其自己的操作和动作中对与其他组件的通信的依赖性，可以降低组件对彼此的依赖性。例如，断路器可以包括允许在具有很少或没有来自其他断路器的输入的情况下进行单独操作的逻辑。可以监测断路器的属性（诸如，电流、电压、定时和其他断路器属性），并且断路器可以部分地基于所监测的属性来操作。可以禁用展现出故障或正接近失效的断路器。还可以监测耦合到断路器的总线以及耦合到那些总线的设备的属性，并且断路器可以基于总线和设备属性而单独操作，以从电力系统中的错误中恢复。在一些实施例中，断路器可以自主地操作而不依赖于从其他断路器接收到的数据。

例如，断路器的控制器可以监测耦合到断路器的总线以及耦合到那些总线的设备的各种属性。可以监测在耦合到断路器的一个或多个总线上的电力，以及由耦合到总线之一的发电机生成的电力。如果控制器检测到耦合到断路器的主总线的电力参数从预定范围的偏离，则断路器可以闭合。当闭合时，断路器将发电机耦合到主总线。控制器还可以调整由发电机生成的电力，以将主总线的电力参数带到预定范围内。因此，控制器可以自主地操作断路器和相关联的电力系统组件（诸如，发电机和负载）以从电力系统错误中恢复。

断路器的控制器还可以监测断路器的属性（诸如，温度、响应时间、断路器外壳内部的湿度、当断路器被断开或闭合时发生的运动、以及其他断路器属性），并且可以部分地基于所监测属性来控制断路器。例如，当断路器的所监测属性指示断路器处于不良状况中并且如果闭合则可能不会重新断开时，控制器可以防止断路器闭合并且警告操作者需要关注断路器（诸如，维修或更换）。

电力系统可以包括多个发电机和负载，它们可以单独操作以将电力系统的操作维持在预定的操作参数内。图2是电力系统200的示意性表示，电力系统200包括通过单独控制的断路器206A-F和224A-B的阵列而耦合到主总线的多个发电机202A-F和负载220A-B。发电机202A-F可以分别通过断路器206A-F而耦合到主总线210、212和214。每个断路器206A-F可以由控制器208A-F单独控制，以将发电机202A-F耦合到主总线210、212和214以及将发电机202A-F从主总线210、212和214去耦。每个控制器208A-F可以基于预定义的策略来自主地操作其断路器206A-F，而不需要与其他控制器208A-F的通信。例如，每个控制器208A-F可以在具有很少或没有来自其他控制器208A-F或断路器206A-F的信息的情况下独立地执行使用内部电路的方法，以确定闭合断路器是否安全、在闭合断路器之后断路器是否将能够重新断开，和/或确定主总线210、212和214是否在适当的操作参数内，并且基于那些确定来调整发电机输出并将发电机202A-F耦合到主总线210、212和214。如果断路器（诸如，断路器206A）失效，则该失效将不会损害断路器206B-F的操作。同样，如果控制器（诸如，控制器208A）失效，则该失效将不会损害其他控制器208B-F的操作。

主总线210、212和214可以通过连结断路器216和218而被细分为第一总线分段210、第二总线分段212和第三总线分段214。可以使用附加断路器（未示出）来创建附加分段。连结断路器216和218可以分别由耦合到它们的总线210和214的断路器202A-C和202D-F的控制器206A-C和206D-F来控制，或者可以由它们自己的控制器（未示出）单独控制。因此，连结断路器216和218可以彼此独立地操作，从而增强系统适应力。

负载220A-B可以分别经由单独控制的断路器224A-B进一步耦合到主总线210、212和214。每个断路器224A-B可以分别由控制器226A-B单独控制，以断开和闭合断路器224A-B，并将负载220A-B耦合到主总线210、212和214以及将负载220A-B从主总线210、212和214去耦。例如，控制器226A可以自主地操作断路器224A，而不需要与断路器224B或控制器226B的通信。如果断路器（诸如，断路器224A或224B）或控制器（诸如，控制器226A或226B）失效，则它将不会损害其他断路器和控制器的操作。例如，每个控制器226A-B可以在具有很少或没有来自其他控制器226A-B或断路器224A-B的信息的情况下独立地执行使用内部电路的方法，以确定闭合断路器是否安全、在闭合断路器之后断路器是否将能够重新断开，和/或确定主总线210、212和214是否在适当的操作参数内，并且基于那些确定来调整负载220A-B和/或将负载220A-B耦合到主总线210、212和214或将负载220A-B从主总线210、212和214去耦。

如本文中所描述，“断路器”可以包括发电机断路器，诸如在发电机202A-F与主电力总线210、212和214之间的断路器206A-F。“断路器”可以进一步包括负载断路器，诸如在负载220A-B与主电力总线210、212、214之间的断路器224A-B。“断路器”还可以包括连结断路器，诸如在主总线210、212和214的分段之间的断路器216和218。这些断路器202A-F、216和218中的每一个可以由自主控制器208A-F来控制。此外，每个断路器202A-F、216、218和224A-B以及控制器208A-F和226A-B可以由与发电机202A-F分离的电源进行供电。

随着断路器老化并轮转通过多个耦合和去耦循环，它们可能经历损耗，该损耗可能使得它们无法对断开或闭合的指令进行响应。为了减轻由失效的断路器造成的损坏，可以将断路器的控制器配备成监测断路器的一个或多个属性，以确定断路器的状况。图3是自监测断路器300的示意性表示。断路器334可以包括磁线圈316和砧体306。当电流经过磁线圈316时，砧体306可以被断开或闭合，以关断或还原第一总线330与第二总线332之间的耦合。线圈316可以耦合在第一DC总线302与第二DC总线304之间。断路器334可以容纳在断路器壳体314内。控制器308可以被配置成监测断路器334的物理属性。控制器308可以进一步被配置成部分地基于断路器334的物理属性来控制断路器334。

控制器308可以耦合到多个传感器，该多个传感器被配置成监测断路器334的各种属性。控制器308可以耦合到电压传感器312，该电压传感器312耦合到线圈316的输入和线圈316的输出，以监测跨线圈316的电压。可以由控制器308使用这类测量来检测断路器334的线圈316中的改变或对线圈316的电力供给。控制器308可以耦合到电流传感器310以测量通过断路器334的线圈316的电流。控制器308可以使用跨线圈316的电压和通过线圈316的电流来计算线圈316的电阻。线圈316的电阻可以用于计算线圈316的温度，该温度可以与电阻直接相关。还可以通过监测通过线圈316的电流随时间的上升速率连同跨线圈316的电压、使用来自电压传感器312和电流传感器310的数据来计算线圈316的电感。控制器308还可以测量断开断路器334的命令发出与来自辅助开关（未示出）的指示断路器334被断开的信号接收之间的时间。控制器308可以进一步测量断开断路器334的命令发出与断路器334的砧体306的移动之间的时间，该移动引起通过断路器334的线圈316流动的电流中的改变。在确定断路器334的状况中，控制器308还可以将应用到线圈316的电流的持续时间和量值与砧体306的移动进行比较。

若干传感器可以位于断路器壳体314内。例如，光传感器318可以位于断路器壳体314内，以测量壳体314内的光强度。控制器308可以分析从光传感器318接收到的数据，以检测断路器壳体314内的各种状况，诸如壳体314的门被断开、电弧作用、照明的损失以及其他照明状况。例如，控制器308可以将光传感器318获得的图片与处于适当的工作状态中的壳体314内部的图片进行比较，以确定是否存在任何差异。

温度传感器320也可以耦合到控制器308并且位于断路器壳体314内，以测量断路器316周围的环境温度。控制器308可以将温度数据与温度简档进行比较，以确定断路器334的状况。

加速计322可以耦合到控制器308并且位于断路器壳体314内，以测量由断路器334的操作引起的壳体314的移动。例如，当断路器334被断开或闭合时，它可能引起壳体314中的振动，该振动可以由加速计322来感测。控制器308可以将从加速计322接收到的数据与断开或闭合断路器334的命令的定时进行比较，以确定发出闭合断路器334的命令时与断路器334实际上被断开或闭合时之间的时间。控制器308可以将振动和定时数据与健康的断路器的简档进行比较，以确定断路器314的状况。可以在分析壳体314的振动中使用关于沿水平轴、垂直轴和深度轴的振动的量值、频率和相位的数据。可以将振动的幅度和相位包络与健康的断路器的包络进行比较。例如，如果振动和定时数据与简档不同，则它们可能指示断路器334内的破裂的弹簧或其他破损的组件。

湿度传感器324可以耦合到控制器308并且位于断路器壳体314内，以测量断路器壳体内的湿度。可以由控制器308使用来自湿度传感器324的数据，以确定壳体314内是否由于例如漏水或通风系统的问题而存在过多的水分。

磁通量传感器326还可以耦合到控制器308并且位于壳体314内，以测量壳体314内的磁通量。壳体314内的磁通量中的快速改变可能指示断路器334的问题。

气压传感器328也可以耦合到控制器308并且位于壳体314内。控制器308可以使用从气压传感器328接收到的数据来检测气压中的改变，该改变可能指示通风系统的问题或可引起气压中的暂时尖峰的电气短路。

控制器308可以将从传感器310、312和318-328收集的数据与断路器334的基线简档进行比较。诸如电压、电流、定时、湿度、光、移动或磁通量之类的参数从基线简档的偏离可能指示断路器334正接近失效。可替换地或附加地，控制器308可以将从传感器318-328收集的数据与从其他断路器的传感器收集的数据进行比较。由多个断路器的多个控制器收集的数据可以由中央控制器来聚合和分析，以创建准确的历史断路器简档，以更准确地预测断路器失效。当控制器308确定断路器334正接近失效时，控制器308可以触发警报以通知操作者断路器需要维护和/或使断路器334去激活以防止其闭合。与控制器308分离的控制器可以用于控制断路器，并且可以与控制器308通信以确定断路器334的状况。可替换地，控制器308可以既监测又控制断路器334。

图4A中图示了示例电压轮廓。线402图示了关于时间的跨断路器线圈的电压。可以将电压传感器312随时间测量的电压针对这类轮廓进行比较，以确定断路器334是否处于工作状态中。在时间t0处，电压被应用到断路器的线圈以断开断路器。在时间t3处，从断路器的线圈移除电压以闭合断路器。

图4B中图示了示例电流轮廓。线404图示了关于时间的通过断路器线圈的电流。可以将电流传感器310随时间测量的电流针对这类轮廓进行比较，以确定断路器334是否处于工作状态中。在时间t0处，电流开始通过断路器流动。在时间t1处，断路器的跳闸（trip）线圈可以激活，从而引起电流中的暂时下降。在时间t2处，断路器可以断开，其中通过线圈的电流达到稳定状态。在时间t3处，可以切断向断路器供给的电压和电流以闭合断路器。

图4C中图示了示例加速度轮廓。线406图示了当断路器被断开和闭合时断路器关于时间的加速度。可以将加速计322随时间测量的加速度针对这类轮廓进行比较，以确定断路器334是否处于工作状态中。在时间t0之前，断路器可以开始断开，从而引起加速计检测到移动。接着时间t2，断路器可以完全断开，从而引起加速计不再检测到移动。大约在时间t3，加速计可以在断路器由于跨线圈的电压和电流被切断而闭合时检测到移动。断路器随时间的磁通量密度可以密切地镜像加速度线606，其中随着线406在断路器被断开和闭合时增加和减小，负和正磁场强度包络着线406。还可以分析磁通量密度，并将其针对轮廓进行比较以确定断路器334是否处于工作状态中。

断路器控制器可以监测总线上的电力，并且可以基于所监测的电力来控制断路器和负载或与其耦合的电源。例如，断路器控制器可以检测总线上的故障，诸如总线上的短路或接地失效、或者电力参数从预定范围的偏离。断路器控制器还可以断开和闭合耦合到电源和负载的断路器，并且基于检测到的故障或电力参数偏离来调整电源和负载。图5是电力系统的示例示意性表示，该电力系统包括经由断路器506A-B和526A-B而耦合到主总线520的多个发电机502A-B和多个负载522A-B。每个发电机502A-B可以经由发电机总线504A-B而耦合到断路器506A-B。每个发电机总线504A-B可以分别经由断路器506A-B而耦合到主总线520。将发电机502A-B耦合到主总线520的断路器506A-B可以是自主断路器单元518A-B的一部分，连同控制器508A-B以基于以下各项来控制断路器508A-B：主总线520的电力参数的测量和主总线520上的故障检测、和/或发电机总线504A-B的电力参数的测量和发电机总线504A-B上的故障检测。控制器508A-B可以进一步被配置成基于主总线520的电力参数的测量来控制发电机502A-B。控制器508A-B中的每一个的自主操作可以基于与其耦合的发电机而被单独配置。

控制器508A-B可以通过电力变压器510A-B来测量发电机总线504A-B的一个或多个电力参数。如果发电机总线504A-B不可用，则控制器508A-B可以通过将测试信号通过电力变压器510A-B应用到发电机总线504A-B并且记录总线504A-B对测试信号的响应，来测试总线504A-B上的故障。例如，总线对测试信号的响应可以包括总线的线到线阻抗、总线的线到地阻抗、总线上的电力的电压以及总线上的电力的相位角。可以将该响应与健康的总线的预期响应进行比较，以确定该响应是否在健康响应的预定范围内。测试信号可以是从除发电机502A-B之外的源供给的低能量测试信号。如果总线504A-B可用，则控制器508A-B可以对总线504A-B的各种电力参数（诸如，总线504A-B上的电力的频率、总线504A-B上的电力的电压、和/或总线504A-B上的电力的电流）进行采样。如果在发电机总线上检测到故障，则耦合到与该总线耦合的断路器的控制器将防止断路器闭合。例如，如果在总线504A上检测到故障，则控制器508A将防止断路器506A闭合并且防止将发电机502A耦合到主总线520。如果控制器检测到发电机总线的电力参数已从预定范围偏离，则控制器可以调整与其耦合的发电机的操作，以将总线的电力参数带回到预定范围内。例如，如果控制器508A检测出总线504A的电力参数在预定范围之外，则控制器508A可以调整发电机502A的操作以将总线504A的电力参数带回到预定范围内。

控制器508A-B还可以针对故障测试主总线520并且通过电力变压器516A-B测量在主总线520上传输的电力的一个或多个电力参数。如果主总线520不可用，则控制器508A-B可以通过将测试信号通过电力变压器516A-B应用到主总线520并且记录主总线520对测试信号的响应，来测试主总线520上的故障。可以将该响应与健康的总线的预期响应进行比较，以确定该响应是否在健康响应的预定范围内。应用到主总线520的测试信号可以是从除发电机502A-B之外的源供给的低能量测试信号。如果主总线520可用，则控制器508A-B可以对主总线520的各种电力参数（诸如，主总线520上的电力的频率、主总线520上的电力的电压、和/或主总线520上的电力的电流）进行采样。如果控制器检测到主总线520上的故障，则控制器可以防止与其耦合的断路器闭合并且防止将其发电机耦合到主总线520。例如，如果控制器508A检测到主总线520上的故障，则它将防止断路器506A闭合并且防止将发电机502A耦合到主总线520。如果多个自主控制器同时针对故障检查总线，从而在总线上产生低能量冲突，则控制器将检测出总线是有故障的，并且在再次检查总线之前延迟达一时间段。用于发电机和负载的断路器的控制器可以进一步被配置成：在检查故障时应用的电压与由发电机应用以对主总线进行供电的全电压之间进行区分，以在确定是否连接到主总线或从主总线断连时避免误肯定。电力系统的多个自主发电机断路器控制器可以在交错的总线检查间隔上，以避免后续碰撞。如果控制器检测出主总线520的电力参数已经从预定范围偏离，则控制器可以调整与其耦合的发电机的操作和/或闭合与其耦合的断路器，以向主总线520供给附加电力，并且将主总线520的电力参数带回到预定范围内。例如，如果控制器508A检测到主总线520的电力参数在预定范围之外，则它可以闭合断路器506A以将发电机502A耦合到主总线520并且调整发电机502A的操作以将主总线520的电力参数带回到预定范围内。耦合到当前未与主总线耦合的发电机的多个控制器在它们检测到主总线上的电力的一个或多个电力参数已经从预定范围偏离时，可以自主地闭合发电机与主总线之间的断路器，并调整发电机的操作。耦合到发电机总线504A-B的电力变压器510A-B可以经由电阻器514A-B和电容器512A-B而耦合到与主总线520耦合的电力变压器516A-B。

每个负载522A-B可以经由负载总线524A-B而耦合到断路器526A-B。每个负载总线524A-B可以经由断路器526A-B而耦合到主总线520。将负载522A-B耦合到主总线520的断路器526A-B可以是自主断路器单元538A-B的一部分，连同控制器528A-B以基于以下各项来控制断路器526A-B：主总线520的电力参数的测量和主总线520上的故障检测、和/或负载总线524A-B的电力参数的测量和负载总线524A-B上的故障检测。控制器528A-B可以进一步被配置成基于主总线520的电力参数的测量来控制负载522A-B。控制器528A-B中的每个的自主操作可以基于与其耦合的负载而被单独配置。

控制器528A-B可以通过电力变压器536A-B来测量负载总线524A-B的一个或多个电力参数。如果负载总线524A-B不可用，则控制器528A-B可以通过将测试信号通过电力变压器536A-B应用到负载总线524A-B并且记录总线524A-B对测试信号的响应，来测试总线524A-B上的故障。可以将该响应与健康的总线的预期响应进行比较，以确定该响应是否在健康响应的预定范围内。测试信号可以是从除发电机502A-B之外的源供给的低能量测试信号。如果总线524A-B可用，则控制器528A-B可以对总线524A-B的各种电力参数（诸如，总线524A-B上的电力的频率、总线524A-B上的电力的电压、和/或总线524A-B上的电力的电流）进行采样。如果在负载总线上检测到故障，则耦合到与该总线耦合的断路器的控制器将防止断路器闭合。例如，如果在总线524A上检测到故障，则控制器528A将防止断路器526A闭合并且防止将负载522A耦合到主总线520。如果控制器检测出负载总线的电力参数已经从预定范围偏离，则控制器可以调整与其耦合的负载的操作，以将总线的电力参数带回到预定范围内。例如，如果控制器528A检测出总线524A的电力参数在预定范围之外，则它可以调整负载522A的操作以将总线524A的电力参数带回到预定范围内。例如，如果负载522A是推进器，则控制器528A可以降低由推进器消耗的电力量。

控制器528A-B还可以针对故障测试主总线520并且通过电力变压器530A-B测量在主总线520上传输的电力的一个或多个电力参数。如果主总线520不可用，则控制器528A-B可以通过将测试信号通过电力变压器530A-B应用到主总线520并且记录主总线520对测试信号的响应，来测试主总线520上的故障。可以将该响应与健康的总线的预期响应进行比较，以确定该响应是否在健康响应的预定范围内。应用到主总线520的测试信号可以是从除发电机502A-B之外的源供给的低能量测试信号。如果主总线520可用，则控制器528A-B可以对主总线520的各种电力参数（诸如，主总线520上的电力的频率、主总线520上的电力的电压、和/或主总线520上的电力的电流）进行采样。如果控制器检测到主总线520上的故障，则控制器可以防止与其耦合的断路器闭合并且防止将其负载耦合到主总线520。例如，如果控制器528A检测到主总线520上的故障，则它将防止断路器526A闭合并且防止将负载522A耦合到主总线520。如果控制器检测出主总线520的电力参数已经从预定范围偏离，则控制器可以调整与其耦合的负载的操作和/或断开与其耦合的断路器，以将负载从主总线520去耦，并将主总线520的电力参数带回到预定范围内。例如，如果控制器528A检测到主总线520的电力参数在预定范围之外，则它可以调整负载522A的操作以降低负载522A的电力消耗，并将主总线520的电力参数带回到预定范围内。如果检测到主总线520的电力参数已经以大于阈值量而从预定范围偏离，则控制器可以断开与它们耦合的断路器，以将它们的负载从主总线520去耦。耦合到负载的多个控制器在它们检测出主总线520上的电力的一个或多个电力参数已经从预定范围偏离时，可以自主地调整负载的电力消耗和/或断开负载与主总线之间的断路器。耦合到负载总线524A-B的电力变压器536A-B可以经由电阻器532A-B和电容器534A-B而耦合到与主总线520耦合的电力变压器530A-B。多个发电机和负载可以自主地操作，以将总线的一个或多个电力参数维持在预定范围内并且从有故障的总线去耦或避免耦合到有故障的总线。

控制器（诸如，控制器508A-B）还可以确定与其耦合的发电机（诸如，发电机502A-B）的健康状况。例如，控制器508A可以在发电机502A中运行数学模型，从而测量发电机的频率和输出电力。然后，控制器508A可以分析该频率和输出电力以确定发电机是否健康。如果不是，则控制器508A可以防止发电机502A激活，防止断路器506A闭合，和/或警告操作者发电机502A需要维护。

电力系统的主总线可以通过自主连结断路器而被细分。连结断路器的控制器可以在闭合以将主总线的区段耦合在一起之前感测主总线的分段中的故障。此外，连结断路器的控制器可以进一步耦合到发电机，所述发电机耦合到与所述控制器耦合的分段，并且连结断路器的控制器可以基于在主总线上检测到的电力参数来控制发电机。图6是电力系统600的示例示意性表示，电力系统600包括用于将主总线608A-C的多个分段耦合在一起的多个连结断路器610A-B。主总线608A-C的分段可以通过自主断路器单元604A-B的方式而耦合到发电机602A-B，如关于图5所描述的。每个连结断路器610A-B可以耦合到控制器612A-B，控制器612A-B被配置成分别测试总线分段608A-B和608B-C上的故障，和/或确定在主总线608A-C上传输的电力的电力参数。可替换地，连结断路器610A-B可以分别由自主断路器单元604A-B的控制器来控制，以维持主总线608A-C的细分部之间的隔离。连结断路器610A-B可以位于将电力系统的两个分段分离的隔板（未示出）的相对侧上，使得仅中央总线608B穿过隔板。

类似于关于图5的主总线和发电机总线描述的电力参数的测量和故障的检测，控制器612A-B可以检测故障并且测量主总线608A-C的分段的一个或多个电力参数。例如，控制器612A可以通过将测试信号分别通过电力变压器614A和616A注入到主总线分段608A-B上，来检测总线分段608A-B上的故障。如果检测到故障，则控制器可以防止与它们耦合的连结断路器闭合。例如，如果控制器612A检测到总线分段608A或608B上的故障，则它可以防止断路器610A闭合。如果检测到一个或多个电力参数从预定范围的偏离，则控制器可以基于该检测来调整与其耦合的发电机的操作，和/或控制与其耦合的断路器。例如，如果控制器612A检测到总线608B上的电力参数的偏离，则它可以调整发电机602A的操作，并且闭合断路器610A以将发电机602A耦合到总线608B，以将电力参数带回到预定范围内。因此，当在附加总线分段上检测到一个或多个电力参数从预定范围的偏离时，耦合到总线分段的发电机可以自主地耦合到该附加总线分段，以将附加总线分段的电力参数带回到预定范围内。当在两个总线分段中的一个或两者上检测到故障时，连结断路器还可以自主地防止两个总线分段的耦合。

还可以针对故障来测试用于检测总线分段上的故障的电路。图7是具有故障检测能力的电力系统700的示例示意性表示。第一三相总线702可以经由断路器706耦合到第二三相总线704。控制器724可以被配置成经由第一三重电压采样连接708对第一三相总线702的每个相的电压进行采样。控制器724可以进一步被配置成经由第二三重电压采样连接710对第二总线704的电压进行采样。控制器724可以再进一步被配置成经由三重电流采样连接712对第二总线704的电流进行采样。为了确定两组电压采样连接708和710中的任一组中是否存在故障，第一三重电压采样连接708的第一相可以经由阻抗传感器718和电阻器722而耦合到第二三重电压采样连接710的第一相。第一三重电压采样连接708的第三相可以经由阻抗传感器716和电阻器720而耦合到第二三重电压采样连接710的第三相。第一三重电压采样连接708的第一相与第二三重电压采样连接710的第一相之间的连接以及第一三重电压采样连接708的第三相与第二三重电压采样连接710的第三相之间的连接可以在所有三个相的采样电压中创建一致图案。如果电力变压器、电压连接器或电压采样电路的采样总线中存在错误，则该图案可能从一致形式偏离，从而允许控制器724检测到采样电路中的故障。如果检测到采样电路中的故障，则控制器724可以防止断路器706将第一总线702耦合到第二总线704。第一三重电压采样连接708与第二三重电压采样连接710之间的连接还可以允许控制器724在应用到第一总线702或第二总线704的测试信号与沿着总线702、704中的一个的实际电力传输之间进行区分。

电力系统可以以环形配置来布置，以允许电力传输即使在单个连结断路器失效的情况下也保持不中断。多个负载和发电机可以自主地耦合到电力系统的主总线以及从电力系统的主总线去耦，以改进电力系统可靠性。当在主总线中或在负载或发电机处检测到故障时，可以防止这类负载和发电机耦合到主总线。进一步地，可以促使附加发电机在线，可以调整已经在线的发电机的操作，并且当在主总线上传输的电力的电力参数从预定范围偏离时可以对耦合到主总线的负载进行调整和/或去耦，以将电力参数带回到预定范围内。如果电力参数从预定范围偏离得太久或以太大的量偏离，则可能导致断电，从而潜在地引起对系统组件的损坏并降低效率。图8A-B是电力系统800的示例示意性表示。电力系统800的主总线802A-C可以被分为右舷总线802A、中央总线802B和左舷总线802C。右舷总线802A可以通过一组连结断路器808B-C而耦合到中央总线802B，中央总线802B可以通过一组连结断路器808D-E而耦合到右舷总线802C，并且右舷总线802C可以通过一组连结断路器808F和808A而耦合到左舷总线802A。连结断路器808A-F可以是自主连结断路器，并且可以被配置成确定与它们耦合的总线802A-C中的任一个上是否存在故障。如果检测到故障，则断路器可以免于闭合并免于将总线耦合在一起。连结断路器808A-F可以进一步被配置成确定与它们耦合的总线上传输的电力的一个或多个电力参数，并且可以基于所确定的电力参数来确定是断开还是闭合。例如，如果断路器808C检测到中央总线802B上的电力参数从预定范围的偏离，则断路器808B-C可以闭合，从而将右舷总线耦合到中央总线，以将中央总线的电力参数带回到预定范围内。电力系统800的环形配置可以允许对连结断路器808A-F进行频繁测试，这是由于可以断开和闭合单个组的断路器808A-F而不影响跨主总线802A-C的电力分配。

多个发电机804A-F可以耦合到主总线802A-C，以向也耦合到主总线802A-C的多个负载810A-C、814A-C、818A-C和822A-C提供电力。发电机804A-F可以均凭借自主断路器806A-F而耦合到主总线802A-C。自主断路器806A-F可以均单独地确定在主总线802A-C上或在将断路器806A-F耦合到发电机804A-F的总线上是否存在故障。如果断路器检测到故障，则它将不会闭合，从而防止有故障的发电机或总线耦合到没有故障的发电机或总线。断路器806A-F还可以确定主总线802A-C的一个或多个电力参数。如果断路器检测到电力参数（诸如，主总线802A-C的电压、主总线802A-C的电流、或主总线802A-C的频率）从预定范围的偏离，则它可以例如通过增加电力输出来调整与其耦合的发电机的操作。例如，如果断路器806A检测到右舷总线802A上的电力的频率从预定范围的偏离，则它可以调整发电机804A的电力输出，以将右舷总线802A的电力参数带回到预定范围内。如果离线的发电机的断路器检测到主总线802A-C的电力参数从预定范围的偏离，则它可以闭合，从而将其发电机耦合到主总线802A-C以将电力参数带回到预定范围内。例如，所有连结断路器808A-F可以闭合并且断路器806A-B也可以闭合，使得发电机802A-B向主总线802A-C供给电力。如果主总线的电力参数的偏离发生，则断路器806A-B可以均检测到该偏离，并调整它们相应的发电机804A-B的操作以将电力参数带回到预定范围内。断开的断路器806C-F也可以均检测到该偏离，并且可以闭合，从而将发电机804C-F耦合到主总线802A-C，以将电力参数带回到预定范围内。在电力参数已经还原到预定范围之后，断路器806C-F可以断开从而将发电机804C-F从主总线802A-C去耦，或者可以保持闭合。因此，断路器-发电机对可以作为自主单元进行操作，以防止有故障的总线和发电机的耦合，并且将主总线的电力参数维持在预定范围内。

负载810A-C、814A-C、818A-C和822A-C也可以经由自主断路器828A-L而耦合到主总线802A-C。负载可以例如包括高可靠性总线822A-C、低压分配总线818A-C、钻探驱动总线814A-C和推进器810A-C。接地变压器826A-C可以耦合到高可靠性总线822A-C。自主断路器828A-L可以均单独地确定主总线802A-C上是否存在故障以及将断路器828A-L耦合到负载810A-C、814A-C、818A-C和822A-C的总线上是否存在故障。如果检测到故障，则检测到该故障的每个断路器将免于闭合，从而防止负载耦合到有故障的总线，或防止总线耦合到有故障的负载。断路器828A-L还可以确定主总线802A-C的一个或多个电力参数。如果断路器检测到电力参数（诸如，主总线802A-C的电压、主总线802A-C的电流、或主总线802A-C的频率）从预定范围的偏离，则它可以例如通过降低负载来调整与其耦合的负载的操作。例如，如果断路器828D检测到右舷总线802A上的电力的频率从预定范围的偏离，则它可以调整推进器810A的电力消耗，以将右舷总线802A的电力参数带回到预定范围内。其他断路器（诸如，将主总线802A-C耦合到高可靠性总线822A的断路器828A）即使在检测到电力参数的偏离时也可以免于调整负载。如果断路器检测出主总线的电力参数已经以大于阈值量而从预定范围偏离，则断路器可以断开，从而完全将负载从主总线802A-C去耦。然后，断路器可以监测主总线802A-C，并且当它检测到电力参数已经重新进入预定范围时，它可以闭合，从而将负载重新耦合到主总线。因此，断路器-负载对可以作为自主单元进行操作，以防止有故障的总线和负载耦合在一起，并且将主总线的电力参数维持在预定范围内。

自主断路器808A-F、806A-F和828A-L可以允许电力系统800在断电之后自主地恢复。发电机804A-F可以自主地启动并且通过断路器806A-F而耦合到主总线802A-C。每个断路器可以在闭合并将发电机耦合到主总线802A-C之前确定断路器的发电机或主总线侧上是否存在故障。如果存在故障，则断路器可以免于闭合。一将电力提供给主总线802A-C，自主断路器828A、828E和828I就可以闭合，从而促使高可靠性总线822A-C在线，只要自主断路器没有检测到任何故障即可。高可靠性总线822A-C可以向诸如润滑油泵、燃料泵之类的设备和对于发电机804A-F的维护所必要的其他装备提供电力。断路器828B-D、828F-H和828J-L可以在闭合并将它们的负载耦合到主总线之前监测主总线，以确定主总线802A-C的一个或多个电力参数何时已经进入预定范围。负载810A-C、814A-C、818A-C和822A-C可以具有足够的所存储的能量以防止在断电期间彻底关闭。因此，当系统800从断电中恢复时，可以存在足够的电力来自主地进行重新耦合。例如，推进器810A-C在从主总线802A-C去耦时可以将存储在推进器的轮转质量中的能量转换为DC能量，该DC能量连同其他所存储的能量可以足以允许推进器在没有辅助电力的情况下保持激活并且重新耦合到主总线802A-C。因此，所有推进器810A-C可以在对主总线802A-C有很小影响的情况下同时地重新耦合到主总线802A-C，这是因为它们已经是活动的并且不需要额外电力来参与启动序列。在一些实施例中，钻探装备（诸如，耦合到钻探驱动总线814A-C的装备，例如绞车）可以通过一组超级电容器能量存储单元而从电力系统800去耦，以允许即使在断电发生时也进行操作。

电力系统可以包括多个断路器，该多个断路器能够自主地操作以检测总线上的电力参数从预定操作范围的偏离，并且将发电机耦合到该总线，以便将该总线的电力参数带回到预定范围内。图9是示例方法900的图示，示例方法900用于检测总线的电力参数从预定范围的偏离并且将发电机耦合到总线以将电力参数带回到预定范围内。在步骤902处，该方法可以以对电力参数从预定范围的偏离的检测而开始。例如，自主断路器或诸如断路器控制器之类的自主断路器单元的组件可以检测总线的电力参数（诸如，总线上的电力的电压、电流或频率）从预定范围的偏离。耦合在电力系统的发电机与主总线之间的断路器可以检测主总线上的这类偏离。

当在步骤902处已经检测到电力参数从预定范围的偏离时，在步骤904处，断路器可以闭合，从而将发电机耦合到总线。例如，总线可以具有已经与其耦合的一个或多个发电机，但是当检测到电力参数从预定范围的偏离时，可以将一个或多个附加发电机耦合到总线以将电力参数带回到预定范围内。在步骤902处，耦合到多个发电机的多个断路器可以均自主地检测电力参数从预定范围的偏离，并且在步骤904处，可以将它们的发电机耦合到总线。断路器可以基于它们自己对总线上的电力参数的偏离的检测而不是基于与其他断路器或发电机的通信来自主地将发电机耦合到总线。

在步骤906处，还可以调整发电机的操作参数。例如，断路器可以在闭合并且将发电机耦合到其上的电力参数已经从预定范围偏离的总线之前或之后调整发电机的操作参数。操作参数可以例如是发电机的电力输出或电力输出的特性，所述特性诸如从发电机输出的电力的频率、电压或电流。一旦总线的电力参数已经返回到预定范围，断路器就可以进一步调整发电机的操作参数，以将总线的一个或多个电力参数维持在预定范围内。

为了避免将有故障的发电机耦合到总线，断路器还可以在将发电机耦合到总线以将总线的电力参数带到预定范围内之前确定与它们耦合的总线上是否存在故障。在图10中图示了用于在将总线耦合在一起以将总线的电力参数带回到预定范围内之前确定总线上是否存在故障的方法1000。在步骤1002处，方法1000可以以对电力参数从预定范围的偏离的检测而开始，如关于图9的步骤902所描述的。

然后，在闭合断路器之前，故障检测过程可以开始，以确定是否存在故障。在步骤1004处，方法1000可以以检测出主总线上不存在故障继续。例如，自主断路器可以耦合在耦合到发电机的发电机总线与耦合到一个或多个负载的主总线之间。断路器（或者更具体地，断路器的控制器）可以确定将断路器耦合到一个或多个负载的主总线上不存在故障。例如，断路器可以对主总线上的电力的一个或多个电力参数进行采样，以确定发电机总线上是否存在故障。可替换地或附加地，可以将测试信号应用到主总线，并且可以通过断路器收集主总线的响应采样，并分析该响应以确定主总线上不存在故障。除了耦合到发电机总线的发电机之外，可以使用备用电源来生成测试信号。如果在主总线上检测到故障，则断路器可以免于闭合并且免于将发电机耦合到有故障的总线。

在步骤1006处，方法1000可以以检测出发电机总线上不存在故障继续。例如，断路器可以通过对发电机总线上的电力的一个或多个电力参数进行采样来确定发电机总线上不存在故障。可替换地或附加地，断路器可以将测试信号应用到发电机总线，并且可以收集和分析发电机对测试信号的响应以确定发电机总线上不存在故障。除了耦合到发电机总线的发电机之外，可以使用备用电源来生成测试信号。如果在发电机总线上检测到故障，则断路器可以免于闭合并且免于将有故障的发电机总线耦合到主总线。

在步骤1008处，方法1000可以以检测出断路器中不存在故障继续。例如，自主断路器可以监测其自身的各种属性，如上面参考图3所描述的。断路器（或者更具体地，断路器的控制器）可以分析所监测的属性，以确定断路器在其闭合之后将能够重新断开。如果在断路器中检测到故障，例如，如果断路器检测到在其闭合之后可能会防止其重新断开的断路器状况，则断路器可以免于闭合并且免于将发电机耦合到主总线。如果断路器不处于将被闭合的状况中，则自主断路器可以进一步警告操作者断路器需要维修或更换。

在确定主总线、发电机总线和断路器中不存在故障之后，可以在步骤1010处闭合断路器以将发电机耦合到主总线，如关于图9的步骤904所描述的。在步骤1012处，还可以调整发电机的电力输出，如关于图9的步骤906所描述的。因此，断路器在闭合并将发电机耦合到主总线之前可以针对故障检查它们自身以及与它们耦合的总线。

将负载耦合到主总线的断路器还可以监测主总线的电力参数从预定范围的偏离，并且响应于检测到这类偏离而调整负载的操作和/或完全将负载从主总线去耦。图11是用于响应于对主总线的电力参数从预定范围的偏离的检测而调整负载和/或将负载从主总线去耦的示例方法的图示。方法1100可以在步骤1102处以对电力参数从预定范围的偏离的检测而开始。例如，将负载耦合到主总线的断路器可以检测主总线的电力参数从预定范围内的偏离。如果负载与主总线之间的断路器是断开的，则断路器将简单地保持断开并且免于将负载耦合到主总线，直到电力参数已经返回到预定范围为止。然而，如果断路器闭合并且负载耦合到主总线，则断路器可以自主地采取校正动作，以将主总线的电力参数带回到预定范围内。

在步骤1104处，可以做出电力参数是否已经以大于阈值量而从预定范围偏离的确定。例如，可以做出主总线上的电力的频率是否已经以大于设定量而超过预定范围的上限或者落在预定范围的下限之下的确定。

如果电力参数处于预定范围之外，但不是以大于阈值量的量而处于预定范围之外，则可以在步骤1106处调整负载，以将主总线的电力参数带回到预定范围内。例如，可以降低耦合到断路器的推进器的电力消耗。可替换地，可以关闭耦合到断路器的非必要负载项。一些自主断路器（诸如，耦合到高可靠性总线的断路器）可以被配置成避免调整与其耦合的负载，即使在检测到电力参数从预定范围的偏离时亦如此。

如果在步骤1104处确定电力参数已经以大于阈值量而从预定范围偏离，则可以在步骤1108处断开负载与主总线之间的断路器，从而将负载从主总线去耦。例如，如果主总线上的负载对于主总线来说维持起来太重，则在给定电力参数从预定范围的偏离的情况下，将负载耦合到主总线的断路器可以自主地将负载从主总线去耦。

在一些情况下，即使在负载从主总线去耦时，维持负载激活也可以是有利的。电力参数的偏离可能是暂时的，并且维持负载激活可以避免复杂且耗时的启动过程。因此，如果在步骤1108处断路器被断开并且负载从主总线被去耦，则负载可以在步骤1110处输出电力到其自己的总线以维持激活。例如，如果推进器从主总线去耦，则它可以将推进器中以轮转能量形式存储的电力转换为DC能量，以维持推进器的DC总线上的电力和推进器的激活。因此，推进器可以避免彻底关闭。可替换地，负载可以从耦合到其总线的电力存储设备汲取电力以维持激活。

在步骤1112处，可以检测主总线的电力参数重新进入预定范围。例如，经由自主断路器耦合到总线的发电机连同通过自主断路器从总线去耦的负载可以将主总线的电力参数带回到预定范围内，并且负载与主总线之间的断路器可以检测出电力参数已经重新进入预定范围。这类检测还可以包括断路器确定主总线上不存在故障。

在将负载耦合到主总线之前，断路器可以在步骤1114处确定负载总线上不存在故障，如关于图10的步骤1006中的发电机总线所描述的。例如，如果负载是推进器，则断路器可以分析推进器的各种性能因素（诸如，推进器的电力消耗），以确保推进器本身处于工作状态中。如果负载是低压分配总线，则断路器可以确定：耦合在断路器与主总线之间的变压器处于工作状态中以及变压器的断路器侧上的电压处于适当的水平，并且断路器在闭合之前与主总线同步。可以将响应与健康的总线的预期响应进行比较，以确定该响应是否在健康响应的预定范围内。断路器可以进一步在闭合之前确定断路器中不存在故障，如关于图10的步骤1008中的断路器所描述的。当电力参数已经重新进入预定范围时，断路器可以在步骤1116处自主地闭合，从而将负载耦合到主总线。可以由将负载耦合到主总线的自主断路器来调整负载以将主总线的一个或多个电力参数维持在预定范围内。

本文中描述的实施例可以被并入在船舶（诸如，海上钻探船舶）的发电站中。自主断路器可以操作以隔离发电站内的任何故障以防止断电，并且可以进一步验证在其自身内没有故障。例如，发电站中的断路器可以针对一个或多个参数从预定范围的偏差来监测主总线的一个或多个参数（诸如，发电站的主总线的电压或电流），并且可以通过如下操作来调整发电机和/或负载以将总线的电压或电流带回到预定范围内：将发电机和/或负载耦合到主总线以及将它们从主总线去耦，并且调整已经耦合到主总线的发电机和/或负载的操作参数。如果断电发生，则断路器可以在确定主总线上不存在故障时自主地促使发电机和负载回到在线，以防止将发电机或负载耦合到有故障的总线。因此，通过自主断路器的使用可以增强钻探船舶的发电站的置信度。

图9-11的示意性流程图一般作为逻辑流程图而阐述。由此，所描绘的次序和所标记的步骤指示所公开的方法的各方面。可以设想到在功能、逻辑或效果方面与所说明的方法的一个或多个步骤或其部分等同的其他步骤和方法。附加地，提供所采用的格式和符号来解释所述方法的逻辑步骤并且将其理解成不限制所述方法的范围。虽然可以在流程图中采用各种箭头类型和线类型，但是它们被理解成不限制对应方法的范围。实际上，一些箭头或其他连接物可以用于仅指示方法的逻辑流。例如，箭头可以指示所描绘的方法的所枚举的步骤之间的未指定的持续时间的等待或监测时段。此外，特定方法以其发生的次序可以或可以不严格地遵循所示出的对应步骤的次序。

如果以固件和/或软件实现，上面描述的功能可以存储为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码。示例包括编码有数据结构的非暂时性计算机可读介质和编码有计算机程序的计算机可读介质。计算机可读介质包括物理计算机存储介质。存储介质可以是可以由计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限制，这类计算机可读介质可以包括随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、致密盘只读存储器（CD-ROM）或其他光学盘存储装置、磁盘存储装置或其他磁存储设备、或者可以用于以指令或数据结构的形式存储期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何其他介质。磁盘和光盘包括致密盘（CD）、激光盘、光学盘、数字多功能盘（DVD）、软盘和蓝光盘。一般地，磁盘磁性地复制数据，并且光盘光学地复制数据。上面的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。

附加于存储在计算机可读介质上，指令和/或数据可以被提供为包括在通信装置中的传输介质上的信号。例如，通信装置可以包括具有指示指令和数据的信号的收发器。指令和数据被配置成引起一个或多个处理器实现在权利要求中概述的功能。

虽然已经详细描述了本公开和某些代表性优点，但是应当理解的是，可以在不脱离如由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下在本文中做出各种改变、置换和更改。此外，本申请的范围不意图被限制于说明书中所描述的过程、机器、制造、物质组成、手段、方法和步骤的特定实施例。如本领域普通技术人员将容易从本公开领会到的，可以利用目前存在的或稍后要开发的与本文所描述的对应实施例执行大体相同的功能或实现大体相同的结果的过程、机器、制造、物质组成、手段、方法或步骤。相应地，所附权利要求意图将这类过程、机器、制造、物质组成、手段、方法或步骤包括在其范围内。

Claims (20)

1.一种装置，包括：

第一总线；

耦合到所述第一总线的AC发电机；

主总线；

第一断路器，耦合在所述第一总线与所述主总线之间；以及

第一控制器，耦合到所述第一断路器和所述AC发电机；

其中所述第一控制器被配置成执行包括如下内容的步骤：

检测所述主总线的电力参数从预定范围的偏离；

闭合所述第一断路器，以将所述第一总线耦合到所述主总线；以及

调整所述发电机的电力输出，以将所述主总线的电力参数带到所述预定范围内。

2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

第二总线；

耦合到所述第二总线的负载；

第二断路器，耦合在所述第二总线与所述主总线之间；

第二控制器，耦合到所述第二断路器和所述负载；

其中所述第二控制器被配置成执行包括如下内容的步骤：

检测所述主总线的电力参数从所述预定范围的偏离；以及

调整所述负载以将所述主总线的电力参数带到所述预定范围内。

3.根据权利要求2所述的装置，其中由所述第二控制器执行的检测步骤包括检测出所述主总线的电力参数已经以至少阈值而从可接受值的预定范围偏离，并且其中调整所述负载的步骤包括断开所述第二断路器以将所述第二总线从所述主总线去耦。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述第二控制器进一步被配置成执行包括如下内容的步骤：

检测出所述第二总线上不存在故障；以及

在检测出所述第二总线上不存在故障之后闭合所述第二断路器。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一控制器进一步被配置成执行包括如下内容的步骤：在闭合所述第一断路器之前检测出所述第一总线上不存在故障。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一控制器进一步被配置成执行包括如下内容的步骤：在闭合所述第一断路器之前检测出所述主总线上不存在故障。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一控制器进一步被配置成执行包括如下内容的步骤：在闭合所述第一断路器之前检测出所述第一断路器中不存在故障。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述电力参数包括所述主总线上的电力的频率。

9.一种方法，包括：

由第一控制器检测主总线的电力参数从预定范围的偏离；

由所述第一控制器闭合耦合在耦合到发电机的第一总线与所述主总线之间的第一断路器，以将所述第一总线耦合到所述主总线；以及

由所述第一控制器调整所述发电机的电力输出，以将所述主总线的电力参数带到预定范围内。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：

由第二控制器检测所述主总线的电力参数从所述预定范围的偏离；以及

调整耦合到第二总线的负载以将所述主总线的电力参数带到所述预定范围内，所述第二总线经由第二断路器而耦合到所述主总线。

11.根据权利要求10所述的方法，其中由所述第二控制器执行的检测步骤包括检测出所述主总线的电力参数已经以至少阈值而从所述预定范围偏离，并且其中调整所述负载的步骤包括断开所述第二断路器以将所述第二总线从所述主总线去耦。

12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：在断开所述第二断路器之后，调整所述负载的推进器的电力输出，以将所述推进器的DC总线上的电压维持在预定的电压范围内，以防止所述推进器的关闭。

13.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：

由所述第二控制器检测出所述第二总线上不存在故障；以及

在检测出所述第二总线上不存在故障之后，由所述第二控制器闭合所述第二断路器。

14.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：在闭合所述第一断路器之前，由所述第一控制器检测出所述第一总线上不存在故障。

15.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：在闭合所述第一断路器之前，由所述第一控制器检测出所述主总线上不存在故障。

16.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：在闭合所述第一断路器之前，由所述第一控制器检测出所述第一断路器中不存在故障。

17.一种电路断路器，包括：

电路断路器；以及

耦合到所述电路断路器的断路器控制器，所述断路器控制器被配置成监测所述断路器的一个或多个物理特性，以确定断路器的状况。

18.根据权利要求17所述的电路断路器，其中所述断路器控制器进一步被配置成：监测耦合到所述断路器的第一总线的一个或多个电力参数。

19.根据权利要求17所述的电路断路器，其中所述断路器控制器进一步被配置成：如果它检测出所述断路器的状况在预定状况阈值之下，则防止所述断路器闭合。

20.根据权利要求17所述的电路断路器，其中所述断路器的一个或多个物理特性包括以下各项中的至少一项：

所述断路器的线圈的线圈端子电压；

所述线圈的温度；

所述线圈的电感；

所述断路器控制器发出断开或闭合所述电路断路器的命令与所述电路断路器发出它被断开或闭合的指示之间的时间段；

所述断路器控制器发出断开所述电路断路器的命令与所述电路断路器的砧体开始移动之间的时间段；

与所述砧体对电流的应用做出反应的速度相比，应用到所述断路器的所述电流的持续时间和量值；

当所述断路器被断开或闭合时由所述断路器引起的振动；

所述断路器的壳体内部的湿度；

所述断路器的壳体内部的磁通量；

所述断路器的壳体内部的气压；以及

所述断路器的壳体内部的光强度。