CN1255717A - 用于断开/闭合操作元件的监控设备 - Google Patents

用于断开/闭合操作元件的监控设备 Download PDF

Info

Publication number
CN1255717A
CN1255717A CN99125887A CN99125887A CN1255717A CN 1255717 A CN1255717 A CN 1255717A CN 99125887 A CN99125887 A CN 99125887A CN 99125887 A CN99125887 A CN 99125887A CN 1255717 A CN1255717 A CN 1255717A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transient state
voltage
cut
close
determined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN99125887A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1251263C (zh
Inventor
C·格梅
C·塞雷达
F·珀东辛
A·莫拉托
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Research Ltd Switzerland
ABB Research Ltd Sweden
Original Assignee
ABB Research Ltd Switzerland
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Research Ltd Switzerland filed Critical ABB Research Ltd Switzerland
Publication of CN1255717A publication Critical patent/CN1255717A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1251263C publication Critical patent/CN1251263C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H73/00—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/56—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/56—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H01H2009/566—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle with self learning, e.g. measured delay is used in later actuations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Operating, Guiding And Securing Of Roll- Type Closing Members (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

用于操纵装置以断开/闭合操作元件的监控设备,包括电流和电压测量装置以及执行以下功能的处理单元,所述功能如下:确定完成断开/闭合操作的最佳电流和/或电压值;在操作命令和预算之后,确定电流或电压假定为所述最佳值的一系列时刻;确定包含所确定的一系列时刻中其中一个时刻的时窗,以断开/闭合所述操作元件;基于所确定的时窗和所述电气操作元件的操作时间向所述操纵装置发送命令;其特征在于所述最佳值是利用自适应程序确定的。

Description

用于断开/闭合操作元件的监控设备
本发明涉及一种在电力分配和/或传输网络中断开/闭合如断路器、切断开关或类似装置的操作元件的监控设备。
本发明尤其涉及一种能通过执行适当的监视策略以相对于网络参数“同步”的方式完成电气操作的监控设备，所述“同步”方式即操作时刻位于包含电气瞬态为最小的最佳时刻的时窗。
时窗大到足以确保在操作元件的整个预期寿命内获得同步。从而保证了电气参数瞬态的极小化、限制电弧持续时间以及消除再起弧现象。
从现有技术状态可知，如断路器、隔离开关或类似装置的操作装置通常是响应监控面板发出的命令而自动或手动操作。这意味着以“随机”方式进行操作，即常常以相对于网络参数异步的方式，从而可能产生极具破坏力的电气瞬态和/或电弧现象。
为了使这种破坏性的瞬态效应最小，有必要以相对于网络参数“同步”的方式进行电气操作，即确定能使由于瞬态或电弧现象而造成的破坏性影响达到最小的最佳操作时刻。
例如，在对电容性负载进行闭合操作的情况下，利用零剩余能量，最佳时刻出现在零电压时。
已知的解决方法是预置最佳操作时刻的选择且将其与最先出现的负载类型密切相关，而不考虑其特性的任何变化。
例如，美国专利US5,19,260提供仅针对对电感负载进行断开操作的最佳时刻的选择。
预置相对于电流过零一固定时间量相位差的时刻为最佳时刻。
这种情况完全不适于其他类型的操作或负载发生变化时的情况。
其他解决方案允许人们在不考虑负载的情况下仅相对于操作类型选择最佳时刻。例如，美国专利US5,361,184在不考虑负载类型的情况下将零电流作为断开操作的最佳时刻，将零电压作为闭合操作的最佳时刻。
如果由于某种原因而使负载或网络的特性发生了变化，则这种类型的解决方案是不合适的。
仅对于某种预置型操作来说，已知解决方法提出采用自适应程序来减小由于瞬态和/或电弧所带来的破坏性影响。
例如，在美国专利US5,566,041中，仅对于断开操作和单相系统来说，提出了一种调整断路器触点运动的设备，目的是使触点分离接近零电流时刻。设备配有位置传感器，位置传感器向控制器提供与触点相互位置有关的信息，控制器将命令发送给适当的操纵装置，以便加速或减速可移动触点的运动，改变操作时间。
调整操作时间以便在尽可能靠近零电流处断开触点，这假定是对称的且处于恒频。尽管相对于前述方法来说已经取得了技术上的进步，但所提出的解决方案不适于也不能够在与负载类型无关的情况下有效控制闭合操作的执行；而且，由于该方案是基于具有对称电流/电压和恒频前提之上的，因此不能有效处理故障状况和出现瞬态的状况。
最后，可以断言，虽然实现了他们的设计任务，但本领域的现有解决方案不能保证选择灵活恰当地适应于负载类型、网络类型和所完成的操作类型的最佳时刻。
本发明的首要任务是提供一种断开/闭合操作元件的监控设备，操作元件例如是断路器、切断开关或类似物，它们能在考虑了中性状态、网络及负载特性和将完成的操作类型后选择最佳操作时刻。
作为本任务的一部分，本发明的一个目的是提供一种能通过执行自适应策略选择最佳操作时刻的监控设备。
本发明的另一目的是提供一种能在易于开发并易于付诸实施的策略之后选择最佳操作时刻的监控设备。
本发明的再一目的但非最后一个目的是提供一种易于以低成本制造的监控设备。
通过一种用于操纵装置以断开/闭合操作元件的监控设备，本发明任务以及下文更为清晰可见的这些以及其他目的得以实现，所述监控设备包括电流和电压测量装置以及执行以下功能的处理单元，所述功能如下：
-确定完成断开/闭合操作的最佳电流和/或电压值；
-在操作命令和预算之后，确定电流或电压假定为所述最佳值的一系列时刻；
-确定包含所确定的一系列时刻中其中一个时刻的时窗，以断开/闭合所述操作元件；
-基于所确定的时窗和所述电气操作元件的操作时间向所述操纵装置发送命令。
本发明的监控设备的特征在于利用自适应程序确定所述最佳值，自适应程序包括以下阶段：
-测量断开/闭合操作之后的电气瞬态和/或向电网中注入适当信号之后产生的电气瞬态；
-基于从测量所述电气瞬态所得信息和先前保存在所述处理单元内的可能的操作配置更新所述完成断开/闭合操作的最佳电流或电压值。
本发明的其他特征和优点从以下对本发明监控设备的最佳实施例但非唯一实施例的描述中会更加明显，附图仅是示例性的而非限制性的，附图中：
图1是本发明监控设备的最佳而非限制性实施例的框图；
图2是本发明监控设备执行的自适应程序中一系列阶段的框图；
图3是本发明监控设备执行的另一自适应程序中一系列阶段的框图。
参考图1，以框图形式示出了本发明监控设备的最佳实施例。
本发明监控设备(虚线内由箭头1所示)包括处理单元4和例如以电流和电压互感器形式测量电流和电压2和3的装置。所述测量装置2和3执行相(phase)5的电流和电压的测量并将指示所做测量的信号发送到处理单元4。
当需要执行操作时，处理单元4接收自动或手动外部命令7。
处理单元4基于自适应程序确定执行断开/闭合操作的最佳电流和/或电压值。
以下详细描述以不同方式构建处理单元4采纳的自适应程序。
所述自适应程序包括测量断开/闭合操作之后的电气瞬态和/或注入电网中适当信号之后产生的电气瞬态(例如电压脉冲)的阶段，以及更新执行断开/闭合操作的最佳电流或电压值的阶段。
基于利用测量装置2和3执行的电流或电压瞬态的测量和先前保存在处理单元4中的可能操作配置完成更新。
确定最佳值之后，处理单元4继续完成对电流或电压假定为所述最佳值的时刻序列的预算。
预算能确定执行断开/闭合操作的时窗。
基于所述时窗的计算和操作时间，由前述(priori)可知，处理单元10将命令8发送到操纵装置9，操纵装置9移动(箭头)操作元件6，例如断路器。
在其本身操作期间可以实时调整操作元件6的运动，以确保在时窗内完成操作，必要的话，考虑由元件磨损而引起的任何变化。
例如，在所有闭合操作下，可以利用分析电气瞬态或其他设置程序来检测电气触点实际接触点的变化。
参考图2，以图解形式示出了形成所述自适应程序结构的最佳步骤顺序。
处理单元4基于分别保存在处理单元4中的用于闭合和断开操作的可能配置22和23确定闭合和断开操作的最佳值20和21。
在计算最佳值20和21的基础上断开/闭合操作24。图1中的测量装置2和3测量断开/闭合操作后的瞬态(步骤25)。
如果瞬态不超过预定阈值，则在下一操作使用已经使用过的同一最佳断开/闭合操作值。
如果瞬态超过预定阈值，则更新最佳断开/闭合操作值，使用不同于先前使用的断开/闭合操作配置(箭头26和27)。
再次执行断开/闭合操作，如果电气瞬态再次超过所述预定阈值，则确定新最佳值。
在最佳实施例中，可以用量28和29来校正最佳断开/闭合操作值20和21，量28和29考虑了图1中负载1 2中存在的剩余能量。如果负载是电容性的，则基于表征负载放电瞬态的时间常数优先确定剩余能量，从而确定量28和29，如果负载是电感性的，则基于先前操作的断开模式和存在的残流确定剩余能量，从而确定量28和29。
参考图3，以图解形式示出了形成所述自适应程序结构的另一步骤顺序。
在每次断开/闭合操作34之前，将适当的信号例如电压脉冲注入电网中(步骤30)。
可以利用图1中的发生器11并以箭头13方向在电网侧和以箭头14方向在负载侧注入脉冲。
所述注入的信号引起被测的网络瞬态(步骤31)。
瞬态的测量，最好涉及频谱分析，能提前确定负载类型。这对处理单元10来说能更容易地选择最合适的断开32和闭合33配置。
一旦已经选择断开/闭合配置，处理单元10继续确定最佳断开/闭合时刻38和39，然后执行操作34。
接着测量35电气操作34之后的电气瞬态。如果所述瞬态超过预定阈值，重复程序(箭头37)。
最好通过量40和41校正最佳值38和39，量40和41考虑了图1中负载12内存在的剩余能量。
在这种情况下，在负载侧注入30合适信号之后估计剩余能量(箭头42和43)。
实际上，已证实，本发明监控设备完成了其设定任务。
特别地，采用自适应程序能使监控设备选择最佳断开/闭合值，一直考虑了网络和负载状态的变化。
这样总是能完成使瞬态和电弧现象最小化的电气操作，因此使元件磨损达到极小。
通过估计负载的剩余能量校正最佳值能进一步限制瞬态，也考虑了负载的非理想性能。
将信号注入网络以及由此产生的瞬态估计能进一步提供自适应程序的速度，使得能以最少次数的操作选择正确的最佳值。
此外，应当强调，所述自适应程序易于执行，能以低成本获得相对易于制造的监控设备。
在本发明原理的范围内可以对以这种方式构想的本发明的监控设备作出大量修改和变形。
此外，所有具体组成部分可以由技术上等同的部件代替。

Claims (6)

1.用于操纵装置以断开/闭合操作元件的监控设备，包括电流和电压测量装置以及执行以下功能的处理单元，所述功能如下：
-确定完成断开/闭合操作的最佳电流和/或电压值；
-在操作命令和预算之后，确定电流或电压假定为所述最佳值的一系列时刻；
-确定包含所确定的一系列时刻中其中一个时刻的时窗，以断开/闭合所述操作元件；
-基于所确定的时窗和所述电气操作元件的操作时间向所述操纵装置发送命令。
其特征在于利用自适应程序确定所述最佳值，自适应程序包括以下阶段：
-测量断开/闭合操作之后电网的电气瞬态和/或注入电网中适当信号之后产生的电气瞬态；
-基于从测量所述电气瞬态所得的信息和先前保存在所述处理单元内的可能的操作配置更新所述完成断开/闭合操作的最佳电流或电压值。
2.根据权利要求1所述的监控设备，其特征在于，所述自适应程序包括以下步骤：
i)基于先前保存在所述处理单元内的用于闭合操作的可能配置确定闭合操作的最佳电流和/或电压值；
ii)基于先前保存在所述处理单元内的用于断开操作的可能配置确定断开操作的最佳电流和/或电压值；
iii)在基于所述最佳值执行断开/闭合作之后，测量网络瞬态；
iv)如果所述瞬态超过预定阈值，反复重复步骤i)至iii)，如果所述瞬态超过所述阈值，更新用于断开和闭合操作的所述最佳值。
3.根据权利要求1所述的监控设备，其特征在于，所述自适应程序包括以下步骤：
I)在电网中注入电压和/或电流信号；
II)测量通过所述电压和/或电流信号所产生的瞬态；
III)如果所述网络瞬态超过预定阈值，则基于先前保存在所述处理单元内的用于闭合操作的可能配置确定闭合操作的最佳电压值，所述可能配置是在测量所述瞬态的基础上确定的；
IV)如果出现所述网络瞬态，则基于先前保存在所述处理单元内的用于断开操作的可能配置确定断开操作的最佳电流和/或电压值，所述可能配置是在测量所述瞬态的基础上确定的；
V)在基于所述最佳值执行断开/闭合操作之后测量网络瞬态；
VI)反复重复步骤I)至V)，如果所述瞬态超过预定阈值则更新断开和闭合操作的所述最佳值。
4.根据权利要求3所述的监控设备，其特征在于，所述电压脉冲注入所述电气操作元件的上游和/或下游。
5.根据权利要求3至4所述的监控设备，其特征在于，利用频谱分析程序完成对所述由在电网中注入电压脉冲所产生的瞬态的测量。
6.根据前述一项或多项权利要求所述的监控设备，其特征在于，用一个量校正闭合操作的所述最佳电流和/或电压值，所述量考虑了操作时刻负载中存在的剩余能量，对于电容性负载来说，所述量是基于表征放电瞬态的额定或测得时间常数确定的，对于电感性负载来说，所述量是由先前操作所确定的残流确定的。
CNB991258878A 1998-12-03 1999-12-02 用于断开/闭合操作元件的监控设备的操作方法 Expired - Lifetime CN1251263C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP98204085A EP1006539B1 (en) 1998-12-03 1998-12-03 Control and monitoring device for the opening/closing of operating elements
EP98204085.9 1998-12-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1255717A true CN1255717A (zh) 2000-06-07
CN1251263C CN1251263C (zh) 2006-04-12

Family

ID=8234424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB991258878A Expired - Lifetime CN1251263C (zh) 1998-12-03 1999-12-02 用于断开/闭合操作元件的监控设备的操作方法

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP1006539B1 (zh)
KR (1) KR20000047874A (zh)
CN (1) CN1251263C (zh)
AT (1) ATE275755T1 (zh)
DE (1) DE69826134T2 (zh)
ES (1) ES2229444T3 (zh)
TW (1) TW527489B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102355955A (zh) * 2009-03-17 2012-02-15 杜尔系统有限责任公司 用于静电喷涂装置的监控方法和监控设备
CN102349030B (zh) * 2009-01-26 2014-10-15 吉尼瓦洁净技术公司 使用包括图形用户接口的电器的远程显示和自动检测的能量使用监控
CN105206449A (zh) * 2009-11-16 2015-12-30 Abb技术有限公司 使输电线路或配电线路的电流断路的装置和方法以及限流布置
CN107112155A (zh) * 2014-11-30 2017-08-29 Abb瑞士股份有限公司 用于使用电流反馈估计电路断路器的电操作时间的方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008024420A1 (de) * 2008-05-16 2009-11-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Bestimmung eines Schaltzeitpunktes eines elektrischen Schaltgerätes
US9793716B2 (en) 2014-04-24 2017-10-17 Elster Solutions, Llc Power meter disconnect switch operation
US9679728B2 (en) 2014-08-06 2017-06-13 Whirlpool Corporation Methods, apparatus and articles of manufacture to regulate relay coil switching

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3946277A (en) * 1974-08-28 1976-03-23 Lange George M Zero current switching circuitry
GB2069762A (en) * 1980-02-14 1981-08-26 Lyons Claude Ltd Arrangement for controlling the operation of switch contacts
AT384502B (de) * 1985-09-10 1987-11-25 Sprecher & Schuh Ag Einrichtung zum gesteuerten ein- und/oder ausschalten von induktiven und kapazitiven elementen im hochspannungsnetz
US5644463A (en) * 1992-10-20 1997-07-01 University Of Washington Adaptive sequential controller with minimum switching energy
KR0147265B1 (ko) * 1993-03-29 1998-12-01 유채준 심야부하기기용 전자식 타임스위치

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102349030B (zh) * 2009-01-26 2014-10-15 吉尼瓦洁净技术公司 使用包括图形用户接口的电器的远程显示和自动检测的能量使用监控
CN102355955A (zh) * 2009-03-17 2012-02-15 杜尔系统有限责任公司 用于静电喷涂装置的监控方法和监控设备
CN102355955B (zh) * 2009-03-17 2015-09-09 杜尔系统有限责任公司 用于静电喷涂装置的监控方法和监控设备
CN105206449A (zh) * 2009-11-16 2015-12-30 Abb技术有限公司 使输电线路或配电线路的电流断路的装置和方法以及限流布置
CN105206449B (zh) * 2009-11-16 2018-01-02 Abb 技术有限公司 使输电线路或配电线路的电流断路的装置和方法以及限流布置
CN107112155A (zh) * 2014-11-30 2017-08-29 Abb瑞士股份有限公司 用于使用电流反馈估计电路断路器的电操作时间的方法
CN107210153A (zh) * 2014-11-30 2017-09-26 Abb瑞士股份有限公司 用于估计电路断路器的电操作时间的方法
CN107112155B (zh) * 2014-11-30 2019-03-15 Abb瑞士股份有限公司 用于使用电流反馈估计电路断路器的电操作时间的方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE69826134T2 (de) 2005-09-29
ATE275755T1 (de) 2004-09-15
TW527489B (en) 2003-04-11
EP1006539B1 (en) 2004-09-08
EP1006539A1 (en) 2000-06-07
ES2229444T3 (es) 2005-04-16
DE69826134D1 (de) 2004-10-14
KR20000047874A (ko) 2000-07-25
CN1251263C (zh) 2006-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102901896B (zh) 配电网络的预置式馈线自动化测试方法
CN112986810A (zh) 一种适用于断路器及高压开关的机械特性分析方法、装置及系统
CN1188872C (zh) 用于断开或闭合电磁铁的电路断路器的标准控制装置
CN1251263C (zh) 用于断开/闭合操作元件的监控设备的操作方法
CN111638448A (zh) 一种接触器故障检测装置、方法及车辆
CN111193296B (zh) 一种预充电控制装置和方法
CN109038519B (zh) 一种故障电流选相开断控制方法、装置和控制系统
EP3381043A1 (de) Schaltgerät und verfahren zum ansteuern einer schalteinrichtung
CN101521407B (zh) 一种三段式失步自适应解列的方法
CN106711924B (zh) 一种抑制容性负载关合涌流和开断过电压的装置及方法
EP0338374A2 (de) Verfahren und Einrichtung zur Steuerung einer Antriebseinrichtung eines Mittel- oder Hochspannungsschaltgerätes
CN114019872A (zh) 一种断路器分合闸时序及其故障判断逻辑控制系统
CN111413910A (zh) 断路器分合闸控制方法、装置及系统
EP2707889A1 (en) Automatic acquisition of circuit breaker operating times for controlled switching
Stanek Analysis of circuit breaker controlled switching operations-from manual to automatic
CN115128442A (zh) 一种基于全寿命运行信息的断路器电寿命动态评价方法
CN1231936C (zh) 用于断开/闭合电气操作元件的监控设备的操作方法
CN2807272Y (zh) 漏电保护器可靠性试验装置
CN110118929B (zh) 一种开断设备测试装置及测试方法
CN113991606B (zh) 一种变压器的励磁涌流防误动方法及装置
CN114325190B (zh) 交流充电桩的输入冲击电流测试电路及方法
CN220107572U (zh) 无功老化测试过流保护装置
CN2768304Y (zh) 电机群的控制启动装置
CN114166277B (zh) 一种数据采集优化方法及系统
CN113178894B (zh) 一种光伏逆变器及其mpp扫描控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20060412

CX01 Expiry of patent term