TW396672B - Protective relay arrangement for short-circuit and earth fault protection in an electricity distribution network - Google Patents

Protective relay arrangement for short-circuit and earth fault protection in an electricity distribution network Download PDF

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TW396672B
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Taiwan
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protection
relays
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TW86117692A
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Inventor
Harri Kuisti
Original Assignee
Abb Transmit Oy
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/28Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus
    • H02H3/30Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus using pilot wires or other signalling channel

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Description

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月補充 填請委Μ明示釣年丨月^提4 修正本有無變«?.寶質内容是否准予修正0 本案之目的之一是提供一保護繼電器裝置,其中,於 上述之已知方法中之多數問題也經可以避免。這是以依據 本發明之保護‘繼電器裝置加以完成,其特徵在於除了於前 言中所揭示之結構特性外,該裝置更包含一資料傳送匯流 排,例如,所謂之場匯流排,及在於每一繼電器更包含用 以傳送量測結果及其中導出之資訊經由資料傳送匯流排 至該裝置之其他繼電器及用以接收這些量測結果及其間 導出之資訊及用以當作出決定以發射一控制信號而使用 這些結果之機構。 1示簡單說明: 第1圖係本發明之實施示意圖。 圖號對照說明: 4 次站台 2a、2b...2e 並聯線路 la、lb...le 5a 、 5b…5e 保護繼電器 電流感應器 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製. 發明詳細說明: 當應用一本發.明之保護繼電器裝置至短路保護及每 一保護繼電器機構包含用以調整—方向性或非方向性過 電流繼電器之機構,較佳地’每一保護繼電器更包含用以 比較接收自裝置中之其他繼電器之電流振幅值與由該繼 電器所量測之電流之振幅值’及當為該繼電器所量.測之電 流振幅超出一預定量或者是較接收装置中之其他繼電器
Usa. 本紙張尺度適用中國囷家橾隼(CNS ) Μ规格(210X297公釐) Μ, I . 經濟部中央標準局身工消費合作社印裝 A7 _ B7 _ _五、發明説明() 發埘領域: 本案係瞄係於一用於一配電網路中之短路及接地故 障保護之保護繼電器裝置,該装置包含至少兩保護蠘電 器,每一嫌電器係用以監視一配電網路線之一或多數例如 電流與/或其相角之物理變數,用以檢測線之短路或接地 放障,及包含用以量測該等物理變數之機構,該機構用以 比較量測結果與相闞之限定值,及於檢測出短路及接地故 障之同時,用以發出控制信號以將故障線與配電網路分 離。 發明背景: 通常所謂的方向性過電流繼電器係被使用於線路之 中,諸埭路係可以以兩方向承載短路電源。這些繼電器是 基於過電流及所謂極化電壓之量測。當極化電壓相位差及 過電是在一已知範圍内時,該繼電器動作,反之則否。一 般而言,一或多數主電壓是被使用作為極化電壓。 例如,具有幾個發電機之並聯饋線及網路是過電流繼 電器所使用之目標。於這些例子中,只有故障電流之振幅 之資訊係不足以作為選擇性保護之基礎,同時,有關於電 流及極化電壓之相位差也是需要之資訊。然而,該相位差 是取決於總和於該故陣電路中之負載電流,及故障電阻。 相較於理想量測之電流及電壓,在相角之資讯係相當不明 確的。 另一有關於並聯線之第一端之非方向性過電流鳒電 第3頁 (請先閱讀背面•之注意事項再填寫本頁) -裝-
,1T 本紙張尺度適用中國國家椏準(ΓΝί5 ) .A4規格(21()X2C公f ) A7 A7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印裝 B7 五、發明説明() 器之操作時間的問題。該時間被設定成對於第二端之方向 性繼電器有足夠地時間首先操作。對於數値繼電器,一 15〇 毫秒之時間邊際是典型地被使用於有限時間延遲操作,及 200至5 00毫秒於反向時間延遲操作。因此,在一故痒饋 線之兩端由網路分離之前,會使用幾百毫秒之時間。 繼電器在線之第一端之操作可以藉由一較高過電流 陏級而加以加速。萬一故障電流超出一已知位準,該故降 是明確地在饋線上,並且,繼電器可以立即動作。然而, .以高故陳電阻値,雖然·,故陳確實出現在線上,但該電流 可能依舊保持在同時跳脱限制值之下。另一加速保護動作 之方法也是放置方向性過電流繼電器於線之第一端,若有 需要的話’諸繼電器之操作係為在線之第二端之方向性過 電流繼電器所鎖定。若在第二端之蠛電器推論故陳是發生 在另一站台’則一鎖定指令係被發射。這類型之解決方案 被稱為縱向成比例保護,因此,於線之末端間會需要通訊 連結。 相同之保護原理也同時可適用於使用小電阻加以接 地之接地故障保護網路’因為,於這些網路中,接地故障 電流可以是短路電流之大小。相同於短路保護之方面者是 使用小電阻加以接地之接地故障保護網路,因此,這類型 之保護並未分開處理。 所謂之方向性接地故障繼電器也通常使用於電源網 路中之接地故障保護,其_,該網路是具有與地分離之星 點或者使用所謂彼特森(Petersen )線團或高電阻加以接 第4頁 f 袭----Γ--ιΐτ-------^ W. {請先閱讀背Ιδ.之注會事項再填寫本貢) 本紙诙尺度適用中國國家標皁(CNS丨..W規格( 2!0α297 公滯) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A7 _______ B7五、發明説明() 地。該等繼電器是基於零電壓及零電流之量測。傳統上, 每一保護繼電器個別地操作,以比較於有關線之零電签及 零電流·間之相位差。右·該相位差是在~已知角度範圍之 内,繼電器會由該網路上釋放特定之故障線。 於使用彼特森線圈接地之網路之傳統方向性接地故 陳保護之問題是若網路是相當地過補償時之非選擇性動 作。過補償指的是於一故陳狀況下流經彼特森線圈之感應 電流是高於流經網路之總接地電容之電流。 於過補償網路中,於零電流及零電壓間之相位差於一 故障及正常線路中可以是相同大小。為了使故障線路之繼 電器動作,必須允許一相當寬之跳脱範面給相位差。於這 例子中,正常線路之繼電器可以歸究於量測誤差而推論該 線路是故陣並作出一錯誤跳脱。 另一問題是有關於雙接地故障。不管一網路是與地端 分開或者是使用彼特森線圈或高電阻加以分隔,吾人係很 困難快速地阻隔開網路接地故味,該等故陣是同時發生在 不同線路及不同相位電感上者。 若故陳電阻值高時,接地故障電流可以是很小,其中 故障線路不能基於電流之大小被加以識別,以及,方向性 接地故障繼電器必須執行跳脱。然而,相關於雙接地故障 之短路電流元件可以造成於另一故障線路中之零電流及 電壓之相位差於繼電器不會動作之範团。這意謂開始只有 一繼電器操作,然後,故陣改變成為一般之單相接地故障。 一直到其他繼電器動作為止。於這例中之總保護操作時間 第5頁 本紙伕尺度適用中國國家標辛-(CNS ) Λ4規格(2丨0x29?公;^ ) " ' ^ - ί 裝------^訂---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部t央樣準扃負工消费合作社印製 A7 _ B7________ 五、發明説明() 相較於一般情況可能會倍增。 於短路保護中,除了該方向性過電流保護外’很多之 其他保護並聯線路之傳統方法是可以使用。線路差動保護 是一經常使用原理。於縱向線路差動保護中,在一線路之 不同端之電流是即時地加以比較,然而,在橫向線路差動 保護中,並聨線路之電流被加以比較。於電流中之差異指 示線路之故障。 另一方法是比較不同線路之電流及相角。有闞於一故 障線路之推論在並聯線路之兩端是各自分立的。該解決方 案被稱為橫向成比例保護,並且,其重组由分離之方向性 過電流繼電器加以實現之保護。於兩原理中,兩線路之電 壓及電流被量測。其差別是在於橫向比例保護中,一繼電 器量測兩線路之電流。 遠距繼電器也是有用於保護並聯線路。經常地,一引 線是被使用於該線路之兩端。 於一包含幾個發電機之網路中,選擇性之線路保護原 理上可以被非方向性反相時間延遲繼電器所作動。因為, 故障電流於故障線路中係為最高,所以該線路之繼電器之 動作時間是較短於其他繼電器之操作時間。 有關於接地故障保護,芬蘭專利申請案第924515號 揭示一量測有關於一已知參考電壓之次站台中所有線路 之零電流之相角及其他變數之方法。零電流相移是基於這 些量測而產生給所有之線路並加在—起成為向量。一故障 線路係藉由比較於總和相移方向中,個及H 充相移之方 第6頁 t張尺度適财® 邮縣(; Λ4規格⑼0χ297〇ίΓ;~~~'~~~~~ -—_ --------裝-------1Τ----„---^ J (請先閱讀背面之注意事項再填寫本f ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _____ B7_五、發明説明() 向加以檢出。 於短路保護中,縱向及橫向比例保護,縱向及橫向線 路差動保護,及具有引線之遠距繼電器是非常適合實施選 擇並聯線路保護。然而,這些解決方案需要於嫌電器間之 個別互聯。 一多發電機網路藉由使用非方向性反相時間延逄過 電流繼電器之線路保護之實施是一便宜之解決方案。然 而,為了確保選擇性,而被強迫使用長操作時間。 有闞於接地故障保護,由芬蘭專利申請案第924515 號之已知方法有缺ft為所有線路之零電洗相移是需要以 檢測一故障線路。實瞭上,此一解決方案導致了需要個別 之中央單元,用以收集來自所有線路之資訊。高可靠性需 求被設定於資料傳送,因為假如該中央單元損失一線路之 量測結果,該方法並沒有作用。因此,不是需要昂貴之個 別專用資科傳送通道,就是當使用一公用匯流排時,訊息 之到達必須小心確保,導致了一較慢之資料傳送及一較長 之保護作動時間。 該方法之另一缺ft是假若故障是在不同線路上時,其 並不是有用於兩相位接地故障。總和於故障線路中之接地 故障電流之短路電流分量係未被示於零電流之向量總和 中,但其確實影響了所量測於故障線路上之零電流之相移 方向。a此,於該例中,只有故障線路之一被釋放。 發明目的及板诫: 第7頁 .張尺度適用中國國家標準(CMS ) Λ4規格(210X 297公趋) ~~~' ~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· •AJ. 及“"咐:條I本付f| Im\rAi
月補充 填請委Μ明示釣年丨月^提4 修正本有無變«?.寶質内容是否准予修正0 本案之目的之一是提供一保護繼電器裝置,其中,於 上述之已知方法中之多數問題也經可以避免。這是以依據 本發明之保護‘繼電器裝置加以完成,其特徵在於除了於前 言中所揭示之結構特性外,該裝置更包含一資料傳送匯流 排,例如,所謂之場匯流排,及在於每一繼電器更包含用 以傳送量測結果及其中導出之資訊經由資料傳送匯流排 至該裝置之其他繼電器及用以接收這些量測結果及其間 導出之資訊及用以當作出決定以發射一控制信號而使用 這些結果之機構。 1示簡單說明: 第1圖係本發明之實施示意圖。 圖號對照說明: 4 次站台 2a、2b...2e 並聯線路 la、lb...le 5a 、 5b…5e 保護繼電器 電流感應器 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製. 發明詳細說明: 當應用一本發.明之保護繼電器裝置至短路保護及每 一保護繼電器機構包含用以調整—方向性或非方向性過 電流繼電器之機構,較佳地’每一保護繼電器更包含用以 比較接收自裝置中之其他繼電器之電流振幅值與由該繼 電器所量測之電流之振幅值’及當為該繼電器所量.測之電 流振幅超出一預定量或者是較接收装置中之其他繼電器
Usa. 本紙張尺度適用中國囷家橾隼(CNS ) Μ规格(210X297公釐) Μ, I . A7 B7 五、發明説明( 之電流振幅低於-預定量時,用以發射控制信號之機構。 當應用本發明至並聯線路之短路保護時,及當每一保 4繼電器包含用以調整一方向或非方向過電流繼電器機 構時’較佳地’每一保護繼電器更包含用以比較接收自裝 置之其他繼電器之電流相角值與為該繼電器所量測得之 電流相角值,及用以當相角彼此偏離至少一預定量時,發 射一控制信號,及當相角彼此偏離少於一預定量時,防止 過電流繼電器動作之機構。 當應用本發明之保護繼電器裝置至接地故障保護 時’及每一保護繼電器包含用以調整一方向接地保護繼電 器及用以量測連續零電流之機構,較佳地,每一保護繼電 器更包含用以比較由每一繼電器所量測得之零電流及零 電壓與一預定電流限制量及相關之零電壓改變限制量,並 且’當超出時,用以傳送由該繼電器之零電流相移所供給 之資訊至裝置之其他繼電器,用以比較接收自裝置中預定 量之繼電器之零電流相移與由繼電器所決定之零電流相 移’及發射一故障通知信號,給裝置中之其他保護繼電 器’以指示該繼電器之電流或由該電流之一預定量導出之 相位或接收自其他保護繼電器之相位’及假如一相關故障 通知信號在一預定時間並未由裝置之其他繼電器接收,則 發射一控制信號。 本發明之實施例如第1圖所示,一次站台4總是包含 一場匯流排並且本發明利用該場匯流排以由一保護繼電 器1 a、1 b... 1 e傳送故障電流相移至另一繼電器。當可以 用中關家轉(CNS) A4^丨21GXH董) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製· * n _ B7 五、發明説明() 通訊時,於短路保護.中之方向性過電流繼電器丨a... 1 e可 以使用彼此之量測結果作為用以跳脫之準則,導致了更安 全之選擇性。 當繼電器於接地故障保護中,藉由彼此傳送有關其已 經測得之零電流之變數及相角之資訊而互相通訊時,其他 條件可以被設定在保護繼電器之操作,以減少錯誤及減緩 動作之發生。 該解決方案同時也使接地故障保護變得靈敏。以高故 障電阻’使得由於干擾及量測誤差之零電流變得很小,可 靠之方向性接地故障保護在沒有繼電器間通訊下,變得不 可能。然而’當由其他繼電器量測得之零電流相移可以利 用時’一故障線路之可靠檢測可以以較高故障電阻加以完 成。 仍請參閱第1圖,以下是使用於並聯線路2a、2b...2e 之短路保護程序之例子。於操作時,在線路之第一端之非 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 万向性過電流繼電器丨a、丨b丨e彼此發射有關量測得之 相位電流之振幅。若一繼電器檢出由電流感應器5a、 5 b…5 e所量測得之電流是高於其他繼電器之量測結果,則 其互即動作。若一繼電器之故障電流太小而未超出作動 值,則當該繼電器一接到來自一作動繼電器之訊息,它就 發射有關於其量測得之電流的資訊。 於並聯發電機輸出之短路保護中,以下是一例示性租 序。於操作時,每一過電流繼電器發射有關量測得之故障 電流 < 振幅給其他繼電器。若繼電器檢出其量測得之電流 本紙張尺度it财關家鱗(C:NS > Α4· ( ^ -------- A7 B7 五、發明説明() 是可區分地鬲於其他輸出之電流,其將立即動作。若一線 路之故障電流是太小而未超出動作值,則該繼電器一自一 作動繼電器接收一訊息’就發射有關其量測得之電流之資 訊。 線路之第二端之方向性繼電器彼此經由場匯流發射 有關量測得相位電流之相角及振幅之資訊。若一繼電器檢 出其已經量測相同於另一線路之繼電器之相同電流相 移’其推論出該故障並不是在該線路及即使發生在一跳脫 區域中之一或多數相位電流相移之各種理由,也不會跳 脫。量測得之電流之相似性指示兩線路正饋送在其他處之 故障。 若該故障是在線路之—中’由一繼電器所發射之電流 相移資料之解釋取決於由雙線路所饋送之次站後之網 路。若該網路包含大量之發電機功率,則故障電流之相當 量將甚至由該方向流到故障線路。於這情形下,在故障線 路第二端之繼電器較在正常線路第二端之繼電器量測較 咼之故障電流振幅’並且,這可以被使用作為用以故障方 向之量測結果之確認資訊。選擇性跳脫也可以只基於振幅 資訊’若該資訊係足夠清楚及該電流相位之方向是不明確 的話。 若在由並聯線路所饋送之次站台後只有消耗,則在故 障線路之第二端之電流振幅可能低於在正常線路之第二 端之電流振幅。因此’於這例子中.,振幅資訊之解釋必須 以不同方式加以解釋。 本紙張又度適用中國國家揉準(CNS > A4規格(JoxlU兼) ---- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、發明説明( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製. ,並聯線路也可以⑹下加以保護。繼電器比較其量 "导之電流《相角與其他繼電器量得之電流相角,龙若該 相角偏㉟由其他繼電器所量測之相角—預= 發出〆 控制信號。 '於一包含多數線路饋送短路功率之網路中,傳送振幅 資料於繼電器間已經使得選擇性保護之執行更加容易·· 障電流是於該故障線路中之饋送短路電流之其他網 路中《故障電流之總和。該資訊可以被利用為用於方尚,f生 短路保護之補充準則。 為了執行上述之補充準則,該繼電器除了傳統方向性 或非方向性過電流繼電器之傳統調整外,必須包含以下之 調整: K!:相較於其他系統線路之電流振幅,一繼電器 < 以 量測到多高之電流振幅,以使觀察中之線路被宣告為故 障。 K2:相較於其他系統線路之電流振幅,一繼電器必須 量則到多低之電流振幅,以使觀察中之線路被宣告為故 障。 Δ α 1 :在其他線路而不在相關線路上,被宣告為故 障之平行線路之繼電器所量測之電流之相角之最大偏 移。 △ « 2 :由一繼電器所量測得之電流相角必須偏移由 其他繼電器所量測到之電流之相角,以使該線路被宣告為 故障。 故 路線 /—·請先聞讀背命年ίί·意事項#填寫本頁) -Y! * I - I— · 本紙張ΧΑ適用中關家 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 t 合 作 社 印 製 五、發明説明( 該準則之了解是藉由 u ,. '十母一相電泥之分別研究。由參 數k丨’ k 2及A α 2所余1盖,.《 t # '^準則是被認為當一相電流滿足 它們時被執行。由 „ ^ , 1斤定義之準則是當所有相電流滿 足它時被執行。 於本案之保護繼電器 L , Α 电痣裝置中,次站台之場匯流排是被 於接地故障偵測時被利用, 以由一保護繼電器傳送零電流 相移資料至另_繼雷裝_ 为繼電器。該繼電器操作成為一般方向性接 地故障保護,藉由連續量 « I判零電泥。當零電流超出一已知 預設值時,繼電器沿签揭^限,士,, ...、.、 著%匯泥排傳送有關於其量測之零電 流之資訊至其他繼電器。蚨饴 ^. : …後,孩繼電器等待來自其他繼 電器之訊息。當η零電流相移訊息指示由其他繼電器來之 已經到達之於其他輸出之零電流是於明II不同相位或明 顥較低時’保護繼電器推論其本身線路為故障。 在最後跳脫之前,繼電器送出另一訊息。其通知其他 保護繼電器,丨已經觀察到在其本身線路上之故障並再次 等待來自其他繼電器之訊息。若其並未接收來自其他繼電 器之類似訊4 ’則繼電器會作出最後推論,該故障是於其 本身線路上。 若該繼電器再次由其他繼電器接收m訊息,指示在其 他線路上之零電流是大約相同相位,該繼電器推論敌障是 在別處而不是在其本身線路上。 除了相關於傳統接地敌障保護之調整外,本發明之解 決方案需要以下之調整’完成在繼電器之中: 1〇 :零電流限制’於超出該值時,繼電器傳送有關其 ---------- 第 |3 巧 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(21〇Χ297>公釐 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、發明説明( 所量'則彳于足零電流相移資訊給其他繼電器。該調整可以是 低於—般接地故障保護最低階之作動值。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 、、Δ U〇 ·零電流中所需之改變,以用於繼電器傳送有關 \其所量測 < 零電流相移資訊給其他繼電器。 n*在繼電器推論其故障在其本身線路上之前,多少 :關於零電流相移之足夠偏移量測結果必須由其他處收 一是其最小數量,最大數是次站減一之輸出量。 丨m ’在繼電器推論其故障不是在其本身線路上之前, 多/有關於零電流相移之^夠偏移量測結果必須由其他 處收到。二是最小數量,最大數是次站減二之輸出量。 △石:由其他繼電器所傳送之零電流相移之相角必須 =移繼電器本身之量測多少,以使得其被解釋為足夠地不 同若不同低於此限制值,則相角被推論為足夠相同。 P相較於其他繼電器所發射之值,該繼電器本身之 零電流量測必須高於幾倍,以使用繼電器推論零電流是可 區別地為在其本身輸出之最高。 4! 相較於傳統比例保護,線路差動保護及遠距保護之短 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 路保4中,万向性及非方向性過電流繼電器提供一選擇性 保沒其可以較佳地藉由利用次站之場匯流排而安排用於 並聯線路。 、 相較於傳統過電流保護,於繼電器間之通訊使得保護 之選擇性得以改良’總作動時間可以縮短,並且,於—些 狀況中,方向性過電流保護可以為一非方向性者所替代。 於接地故障保護中,並不需要中央單元用以收集零電 第14苜 本紙張適用中@目家榡準(C.NS ) A4^_ (:獻加公羞 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製_ A7 ___ _ B7 _五、發明説明() 流資訊’操作可以被分散到多數繼電器,因此,一補充特 性用以互補於繼電器中之正常方向性接地故障保護。 因為所有傳送之量測資訊並不需要到達,以使得整個 保護作動’次站台之共同場匯流排可以被利用,而不必檢 查資料之到達,該檢查會延緩操作。為了該目的並不需要 個別之資料傳送通道。 於很多例子中,解決方案使得兩故障線路之一雙接地 故障被同時檢出,導致更短之總操作時間。於雙接地故障 中之線路之零電流相角係取決於接地故障之故障電阻及 其間之關係,其係依統計變化。於多數例予中,故障線路 之零電流之相角及/或振幅可區別地偏離開正常馈線之 值。 因為於短路保護中之繼電器間之通訊並不被啟始,除 非一些過電流繼電器作動,這動作並不連續負載次站之場 匯流排》 於繼電器間之通訊並不完全地除去有關於方向性過 電流保護之非選擇性之危險性。例如,一雙線路之第二端 之繼電器可以以相同方式誤推論故障之方向,藉以它們只 加強彼此之故障動作。通訊並不會明白地造成非選擇性操 作;假若該繼電器基於其本身量測值加以操作,相同之非 選擇性也可能出現。 因為,除非於零電流中之改變及零電流超出一已知位 準,否則於接地故障保護中之繼電器間之通訊不會被啟 始,所以,這操作並不會連續負載次站台之場匯流排。這 第1頊 本紙張 AjJt财額 CNS ) ( 210X297 公釐) ~ -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 五、發明説明( 缺點是線路之數目必須足夠地离 圯阿使得所有繼電器可以可 靠地比較電流相移。以-小量之線路,配合訊息之足夠數 量可能不會到達故障饋線之繼電器而使得它動作。然而, 於該例子中’繼電器操作成為一般 啦万向性接地故障保護。 有關於短路保護,於計算相位雷 U電'瓦相移,相角及振幅 可以被使用於在故障出現後之—牿令 、、 特疋情況中。當下降最大 之主電壓低於一已知限制值時,诗法 ' 利彳罝呼场情形是被選擇為故障出 現之情況。因為主電壓不同線路φ β 求硌中疋相同的,因此,量測 結果為可比較的。 場匯流排之速度及容量指示諸 分I相不諸繼電器彼此多頻繁地 發射新的量測值。這也是由多少嚼愈 夕/繼電器傳送訊息所影響。 最小數量是於故障時,每繼雷突 Θ , 母繼冤器—量測結果。一實際 最大數可以被認為是於一週期中衡 、刑Τ電流相移資料之傳送一 次。若場匯流排之資料傳送容量允 疋许量測訊息之經常傳 送,當量測值由於故障之異常而改變時,也可能傳送新的 電流相移資料。為了選擇性,這相較於只有量測資訊之一 片段之傳送是一較佳之替代方案。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 有關於接地故障保護,於零電相移之計算中,相角及 振幅可以在故障發生後在一特定情形 旧〜下被使用。即當零電 壓超出-已知限制時’被選擇為故障出現之情形。因為零 電壓對所有線路是相同的,所以量測結果之決定方式是可 以比較的。 第二種方法是計算在一已知時間 τ同奴内 < 相移平约值 及比較這些平均值。 第16頁 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS ) Α4%格(210X297公釐) 396672五、發明説明() A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製· 第三種方法是量測在一時間段内之相移之振幅及相 角之最大及最小值並計算其平均值。. 第一及第二種方式是較第一種方法減少干擾。 由資料傳送匯流排所致能之繼電器間之通訊可以被 用以執行保護系之控制功能。例如,每—於系統中之繼電 器可以在一般時間段中,傳送其已經在相位電流量測得相 位電流,至一相加電流之控制裝置。若結果偏離零一預定 量,則量測結果之一為假或可能完全錯誤,因為裝置誤動 作之故〇由不同保護繼電器所量測之電壓可以相同方式比 較。若其彼此偏離大於一預定量,該狀況被解釋為裝置誤 動作。於上述之兩例子中,該控制裝置傳送給操作人員, 其已經觀察到之保護性繼電器故障之資料。 於接地故障或短路例子中,該保護繼電器可以傳送至 控制裝置有關於其已測得之電流或電壓及其已經採用之 控制量之資訊。該控制裝置較佳地於其記憶體中具有系統 繼電器之調整。該控制裝置然後推論保護繼電器之操作之 正確性並當繼電器之操作相當於已經預測者,則通訊操作 人員。因為可能之保護繼電器故障被通知並修復,控制裝 置監视保護繼電器之操作狀態増加了繼電器之可靠性,及 若控制裝置確認設備於良好狀況中時,就不必採行不必要 之維修量測。 . (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁〕 -訂 f ί 第17頁 本紙張尺度遥用中國國家標準(CNS ) A4规格(210X297公釐)

Claims (1)

  1. 396672 | D8 經濟部t央揉準局負工消費合作社印褽 六、申請專利範圍 1. 一種用於配電網路之短路及接地故障保護之保護钂電器 裝置,該裝置包含:至少兩保護繼電器,每一繼電器均 適用以監視例如一配電網路之電流及/或其相角一或 多數物理變數,用以檢測在該線路上之短路或接地故 障,及包含用以量測該物理變數,用以比較量測結泉與 相瞄限制値及於檢出一短路或接地故障時,傳送一控制 信號,以分離故障線路與配電網路之機構,其特徵在於 該裝置更包含一例如所謂之場g流之資料傳送S流 排,及在於每一繼電器更包含用以傳送量測結果或由其 間導出之資訊,經過資料傳送匯流排至該裝置之其他繼 電器,及用以接收諸责測結果或由其上導出之資訊及用 以當作出一決定以發射一控制信號時,使用諸結果或資 訊之機構。 2. 如申請專利範圍第1項所述之用於短路保護之保護繼電 器裝置,其中上述之每一保護繼電器更包含用以調整一 方向性或非方向性過電流繼電器之機構,其中,每一保 護嫌電器更包含用以比較由裝置之其他繼電器所接收 之電流振幅値與由繼電器所量測得之電流之振幅値,及 用以當為該嫌電器所量測得之電流之振幅超出一預定 量或低於接收自裝置之其他繼電器之電流振幅一預定 量時,發射一控制信號之機構。 3. 如申請專利範園第丨或2項所述之用以保護並聯線路之 第18頁 --------Γ 裝-- (請先聞讀背面之注t事項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家揉率(CNS ) A4規格(210X297公釐) 39S672 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 保護繼電器裝置,其中每一上述保護繼電器包含用以調 整一方向性或非方向性過電流保護繼電器之機構,其 中,每一保護繼電器更包含用以比較接收自裝置之其他 壤電器之電流相角値與由該繼電器所量測得之電流相角 値,及用以當由另一繼電器之相角偏離至少一預定量 時,發射一控制信號之機構。 4‘如申請專利範圓第1或2項所述之用以保護並聯線路之 保護繼電器裝置,上述每一保護嫌電器更包含用以調整 一方向性或非方向性過電流繼電器之機構,其中,每一 保護繼電器更包含用以比較接收自該裝置之其他繼電器 之電流相角値舆由該繼電器所量測得之電流相角値及當 相角彼此偏離少於一預定量時,防止該過電流繼電器動 作之機構。 請 先 閏 讀 背 Λ 之· 注 I 装 訂 經濟部中央標率局身工消费合作社印装 5.如申請專利範圍第1項所述之用以接地故障保護之保護 繼電器裝置,上述每一保護繼電器包含用以調整一方向 接地接點保護蠛電器及連績量測零電流之機構,其中, 每一保護繼電器更包含比較零電流及零電壓與一預定電 流限制値及相關一零電壓改變限制値,及當超出時,用 以傳送由該繼電器之零電流相移所供給之資訊給該裝置 之其他繼電器之機構,用以比較接收自該裝置之一預定 量繼電器之零電流相移與由該繼電器所決定之零電流相 移,並發射一故障通知信號給該裝置之其他繳電器,以 第19頁 本紙張尺度適用中國國家搮準(CNS ) A4规格(210x297公董) A8 B8 ____ 396672 m 六'申請專利範圍 指示該繼電器之電洗或其相角偏離由其他保護繼電器所 接收之電流或相位一預定量,及若相關故障通知信號並 未在一預定時間内,由該裝置之其他其他保護繼電器所 收到,發射—控制信號之機構。 6.如申請專利範因第1或5項所述之保護繼電器裝置,其 中上述每一繼電器包含機構用以防止當接收自裝置之一 預定量之繼電器之相角彼此偏移少於由該繼電器所量測 得之零«流之相角一預定量方向時,其方向接地故障保 護之動作。 7.如申請專利範圍第1項所述之保護繼電器裝置,其中上 迷裝置包含一保護繼電器控制裝置,該保繼電器傳送有 關於其所量測得之電流及電壓及其所採取之控制量測 之資訊給該保護繼電器控制裝置,及其基於該資訊推論 保護繼電器之操作狀態並據此通知操作人貝。 --------! {請先閱讀背面d注#4事項再填寫本蒐) 經濟部中夬揉率局貝工消費合作杜印製 頁 20 第 浪 紙 本 準 檬 家 國 國 中 用 逋 釐 公 97 2
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