專(zhuān)利名稱(chēng)：電氣故障限制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在電氣系統(tǒng)和/或電氣設(shè)備中使用的電氣故障限制系統(tǒng)。 本發(fā)明尤其涉及可以從初始階段限制電氣故障的電氣故障限制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
必須保護(hù)任何電氣系統(tǒng)和/或電氣設(shè)備以避免電氣故障，以便保護(hù)電 氣系統(tǒng)和/或電氣設(shè)備免受電氣故障的嚴(yán)重影響。存在影響系統(tǒng)的各種類(lèi) 型的故障，如短路故障、過(guò)電流故障、開(kāi)路故障、熱點(diǎn)和接地故障、由 于電氣故障(例如短路、開(kāi)路、熱點(diǎn)和接地故障)點(diǎn)處的故障路徑的電 氣參數(shù)而引起的電弧。
存在可用于限制故障的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)對(duì)所有類(lèi)型的電壓等級(jí)有效， 其中，這些系統(tǒng)借助于測(cè)量裝置來(lái)識(shí)別電氣故障。這些測(cè)量裝置測(cè)量電 氣系統(tǒng)和/或設(shè)備的電氣參數(shù)。在常規(guī)狀況下，參數(shù)測(cè)量值指示了電氣系 統(tǒng)和/或設(shè)備的電壓和電流。而在故障狀況下，參數(shù)測(cè)量值指示了發(fā)生故 障的系統(tǒng)或設(shè)備的電壓和電流。因此很難識(shí)別實(shí)際的電氣參數(shù)，尤其是 故障導(dǎo)致的電流?？刂蒲b置通過(guò)將測(cè)量值與被測(cè)參數(shù)的設(shè)定值進(jìn)行比較，
從而發(fā)出跳閘信號(hào)(trip signal)以保護(hù)電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備。為了避免電 氣系統(tǒng)和/或設(shè)備的誤操作，將電氣參數(shù)的設(shè)定值保持在稍微高于所需的 水平。因此，在當(dāng)前的故障限制系統(tǒng)中，故障不是在其發(fā)展的初始階段 受到限制，而是在電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備的電氣參數(shù)的設(shè)定值處受到限制。 顯然，當(dāng)故障級(jí)別達(dá)到更高階段時(shí)，可能?chē)?yán)重?fù)p壞電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備。
此外，當(dāng)前系統(tǒng)是以假設(shè)某種類(lèi)型的故障為基礎(chǔ)的，因此系統(tǒng)無(wú)法 提供精確的結(jié)果。這些系統(tǒng)對(duì)故障不太敏感。
借助于可用的系統(tǒng)進(jìn)行電氣故障保護(hù)，這些系統(tǒng)僅僅能夠在電氣系 統(tǒng)和/或電氣設(shè)備中的電氣參數(shù)的水平達(dá)到電氣參數(shù)的設(shè)定值時(shí)起保護(hù)作用。將故障部分從整個(gè)系統(tǒng)中隔離，從而保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)。但是無(wú)法通過(guò) 在初始階段報(bào)警而注意到故障，而且也無(wú)法識(shí)別已發(fā)生故障的位置。此 外，當(dāng)故障達(dá)到嚴(yán)重階段時(shí)，故障區(qū)域受到惡劣影響，這可能導(dǎo)致電氣 系統(tǒng)和/或電氣設(shè)備的完全關(guān)停。
現(xiàn)有系統(tǒng)無(wú)法提供任何用于進(jìn)一步分析的異常記錄，這種異常記錄 對(duì)于電氣系統(tǒng)和/或電氣設(shè)備中的預(yù)防性維護(hù)和運(yùn)行是必要的。
在現(xiàn)有系統(tǒng)中，電氣系統(tǒng)和/或電氣設(shè)備中的異常沒(méi)有在故障的初始 階段被識(shí)別，因此可能無(wú)法將該故障事件減小到接近于零的程度。
現(xiàn)有系統(tǒng)沒(méi)有在故障的發(fā)展階段給出任何感應(yīng)信號(hào)的指示，因此它 們無(wú)法避免在電氣系統(tǒng)和/或電氣設(shè)備中故障的進(jìn)一步發(fā)展，并且還可能 損壞電氣系統(tǒng)和/或電氣設(shè)備。
現(xiàn)有系統(tǒng)無(wú)法識(shí)別故障位置。因此現(xiàn)有系統(tǒng)會(huì)花費(fèi)更多的時(shí)間來(lái)恢 復(fù)受到影響的電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)這樣一種目的，即，提供一種在故障的初始階段發(fā)現(xiàn)電氣 故障，識(shí)別故障位置并且在源頭限制電氣故障，進(jìn)而保護(hù)與電氣系統(tǒng)和/ 或電氣設(shè)備中的電氣故障的關(guān)注位置有關(guān)的整個(gè)電氣系統(tǒng)和/或電氣設(shè)備 的系統(tǒng)，發(fā)明人提出了本電氣故障限制系統(tǒng)。
本發(fā)明的主要目的是通過(guò)有效地借助于包括微處理器在內(nèi)的電子電 路來(lái)持續(xù)監(jiān)視電氣參數(shù)、在初始階段識(shí)別故障并且在故障的初始階段報(bào) 警并使電氣系統(tǒng)和/或電氣設(shè)備跳閘而保護(hù)電氣系統(tǒng)和/或電氣設(shè)備免受 嚴(yán)重?fù)p壞。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是將數(shù)據(jù)歷史存儲(chǔ)設(shè)備包含在內(nèi)，該數(shù)據(jù)歷史 存儲(chǔ)設(shè)備提供存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，以進(jìn)一步分析電氣系統(tǒng)和/或電氣設(shè)備中的故障 狀況，并且該數(shù)據(jù)歷史存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)于預(yù)防性維護(hù)工作規(guī)劃是基本的。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是減小由電氣故障引起的對(duì)電氣系統(tǒng)和/或電 氣設(shè)備的損壞，從而也保護(hù)了周?chē)碾姎庀到y(tǒng)和/或電氣設(shè)備免受故障的 影響，這樣減小了損壞成本并且節(jié)約了大量的恢復(fù)時(shí)間。
6本發(fā)明的另一個(gè)目的是容易并且快速地識(shí)別故障位置，因?yàn)橄到y(tǒng)被設(shè)計(jì)有包括微處理器在內(nèi)的電子電路。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是為了改善電氣系統(tǒng)和/或電氣設(shè)備的性能，通知每個(gè)感應(yīng)到/測(cè)量到的故障異常，對(duì)其進(jìn)行分析，將其記錄為數(shù)據(jù)歷史，并對(duì)其進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，并且通過(guò)在故障的初始階段跳閘而使電氣系統(tǒng)和/或電氣設(shè)備免受?chē)?yán)重影響。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是在系統(tǒng)中提供多個(gè)監(jiān)視單元，以在故障的初始階段感應(yīng)/測(cè)量故障信號(hào)，并且給出故障位置，從而使各個(gè)單元來(lái)監(jiān)視異常，并且參照相關(guān)位置來(lái)傳送故障信號(hào)以用于進(jìn)一步操作。


現(xiàn)在將借助附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明，在圖中-圖1示出了現(xiàn)有電氣故障限制系統(tǒng)的圖示結(jié)構(gòu)。
圖2示出了電氣故障限制系統(tǒng)的方框圖，該電氣故障限制系統(tǒng)具有用于報(bào)警和跳閘命令、指示并且顯示所需數(shù)據(jù)的必要設(shè)備。
圖3示出了電氣故障限制系統(tǒng)的方框圖，該電氣故障限制系統(tǒng)具有用于報(bào)警和跳閘命令、指示并且顯示所需數(shù)據(jù)、在發(fā)生故障時(shí)對(duì)故障位置狀況進(jìn)行數(shù)據(jù)歷史存儲(chǔ)和顯示的必要設(shè)備。
圖4示出了電氣故障限制系統(tǒng)的方框圖，該電氣故障限制系統(tǒng)與中
央數(shù)據(jù)處理和決策單元協(xié)同工作，并且該電氣故障限制系統(tǒng)具有用于報(bào)
警和跳閘命令、指示、數(shù)據(jù)顯示、在發(fā)生故障時(shí)對(duì)故障位置狀況進(jìn)行數(shù)
據(jù)歷史存儲(chǔ)和顯示的必要設(shè)備。該電氣故障限制系統(tǒng)與位于中央數(shù)據(jù)處理和決策單元的數(shù)據(jù)歷史存儲(chǔ)單元的附加設(shè)備一起工作。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)運(yùn)行的圖示結(jié)構(gòu)。借助于測(cè)量裝置B和測(cè)量裝置C對(duì)電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備A進(jìn)行保護(hù)，其中測(cè)量裝置B測(cè)量例如電流、電壓和頻率的電氣參數(shù)，而測(cè)量裝置C測(cè)量例如溫度、壓力等的局部?jī)?nèi)部參數(shù)。測(cè)量裝置B和C測(cè)量所需的參數(shù)并且將數(shù)據(jù)連續(xù)發(fā)送到?jīng)Q策裝置D。決策裝置D包括繼電器、0/L熱開(kāi)關(guān)等。決策裝置D持續(xù)監(jiān)視這些參數(shù)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)任何一個(gè)參數(shù)高于預(yù)定值時(shí)，決策裝置D向電路斷開(kāi)裝置E發(fā)出跳閘信號(hào)。因此跳閘信號(hào)被發(fā)送給電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備，進(jìn)而保護(hù)電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備，但是在現(xiàn)有系統(tǒng)中無(wú)法識(shí)別故障位置。
圖2示出了提議的電氣故障限制系統(tǒng)的方框圖?？梢詫⒃摴收舷拗葡到y(tǒng)劃分為三個(gè)不同的部分-
i. 監(jiān)視單元M
ii. 信號(hào)處理和控制單元S
iii. 報(bào)警和指示單元I
監(jiān)視單元M借助于感應(yīng)或測(cè)量裝置N來(lái)感應(yīng)或測(cè)量電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備中的電氣故障狀況。感應(yīng)或測(cè)量裝置N所感應(yīng)到的或測(cè)量到的信號(hào)與電氣故障點(diǎn)處的故障路徑的電氣參數(shù)成正比。感應(yīng)裝置所感應(yīng)到的信號(hào)與電氣故障(如短路、開(kāi)路、熱點(diǎn)和接地故障)導(dǎo)致的關(guān)注位置處形成的熱點(diǎn)和電弧成正比。測(cè)量裝置測(cè)量電氣系統(tǒng)和/或電氣設(shè)備中的關(guān)注位置處的接地故障電流。該感應(yīng)或測(cè)量裝置能夠在所應(yīng)用的系統(tǒng)中承受壓力，消除電磁和靜電電荷，且其機(jī)械耐受度強(qiáng)，大小靈活并且可以按照電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備的要求放置和安裝在任何位置，甚至可通過(guò)適當(dāng)?shù)陌惭b方式放置和安裝在電氣設(shè)備內(nèi)部。監(jiān)視單元M通過(guò)必要的結(jié)構(gòu)將感應(yīng)或測(cè)量信號(hào)收集起來(lái)。監(jiān)視單元M具有在電氣故障的初始階段中的電氣故障狀況下收集從導(dǎo)電部件產(chǎn)生的信號(hào)的能力和靈敏度。監(jiān)視單元M借助于電子放大電路和其他相關(guān)電路，能夠?qū)⒃诔霈F(xiàn)的關(guān)注位置處收集到的信號(hào)傳送到信號(hào)處理和控制單元S。監(jiān)視單元M在電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備中的關(guān)注點(diǎn)處感應(yīng)或測(cè)量電氣故障。可以根據(jù)特定的電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備中的要求使用多個(gè)監(jiān)視單元M。通過(guò)必要結(jié)構(gòu)將監(jiān)視單元M感應(yīng)或測(cè)量到的信號(hào)傳送給信號(hào)處理和控制單元S。基于電子電路的處理和控制單元S針對(duì)特定電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備持續(xù)監(jiān)視來(lái)自監(jiān)視單元M的感應(yīng)或測(cè)量信號(hào)以及來(lái)自電氣參數(shù)測(cè)量單元B和C的電氣參數(shù)，并且進(jìn)行處理以進(jìn)行故障識(shí)別、位置識(shí)別、故障信號(hào)分析、比較、指示、報(bào)警和必要的控制操作，這些控制操作可以在關(guān)注位置發(fā)生的電氣故障的初始階段采取電氣故障限制的時(shí)候執(zhí)行。信號(hào)處理和控制單元s被配置成處理收集到
的數(shù)據(jù)信號(hào)，以確定故障信號(hào)的幅度、持續(xù)時(shí)間和數(shù)量，并且指示相同的數(shù)據(jù)以通知故障信號(hào)的細(xì)節(jié)，并且將必要的控制命令發(fā)送給電氣系統(tǒng)
和/或設(shè)備的電路斷開(kāi)單元E以及對(duì)故障進(jìn)行指示并且報(bào)警的報(bào)警和指示單元I。必要的輔助供給被提供給電氣故障限制系統(tǒng)。
圖3示出了電氣故障限制系統(tǒng)的方框圖?，F(xiàn)在可以將該故障限制系統(tǒng)劃分為如下四個(gè)不同的部分，相對(duì)于前一實(shí)施方式，該故障限制系統(tǒng)具有附加的數(shù)據(jù)歷史存儲(chǔ)設(shè)備和顯示單元。
i. 監(jiān)視單元M
ii. 信號(hào)處理和控制單元S以及圖像接收、處理和控制單元P
iii. 報(bào)警禾口指示單元I
iv. 數(shù)據(jù)歷史存儲(chǔ)和顯示單元H
監(jiān)視單元M借助于感應(yīng)或測(cè)量裝置N來(lái)感應(yīng)或測(cè)量電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備中的電氣故障狀況。感應(yīng)或測(cè)量裝置N所感應(yīng)到的或所測(cè)量到的信號(hào)與電氣故障點(diǎn)處的故障路徑的電氣參數(shù)成正比。感應(yīng)裝置感應(yīng)到的信號(hào)與電氣故障(如短路、開(kāi)路、熱點(diǎn)和接地故障)導(dǎo)致的關(guān)注位置處形成的熱點(diǎn)和電弧成正比。測(cè)量裝置測(cè)量電氣系統(tǒng)和/或電氣設(shè)備中的關(guān)注位置處的接地故障電流。該感應(yīng)或測(cè)量裝置能夠在所應(yīng)用的系統(tǒng)中承受壓力，消除電磁和靜電電荷，且其機(jī)械耐受度強(qiáng)，大小靈活并且可以按照電氣設(shè)備和/或系統(tǒng)中的要求放置和安裝在任何位置，甚至可通過(guò)適當(dāng)?shù)陌惭b方式放置和安裝在電氣設(shè)備內(nèi)部。監(jiān)視單元M通過(guò)必要的結(jié)構(gòu)將感應(yīng)或測(cè)量信號(hào)收集起來(lái)。監(jiān)視單元M具有在電氣故障的初始階段中的電氣故障狀況下收集從導(dǎo)電部件產(chǎn)生的信號(hào)的能力和靈敏度。監(jiān)視單元M借助于電子放大電路和其他相關(guān)電路，能夠?qū)⒃诔霈F(xiàn)的關(guān)注位置處收集到的信號(hào)傳送到信號(hào)處理和控制單元S。監(jiān)視單元M在電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備中的關(guān)注點(diǎn)處感應(yīng)或測(cè)量電氣故障?？梢愿鶕?jù)特定的電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備中的要求使用多個(gè)監(jiān)視單元M。通過(guò)必要結(jié)構(gòu)將監(jiān)視單元M感應(yīng)或測(cè)量到的信號(hào)傳送給信號(hào)處理和控制單元S?；诎ㄎ⑻幚砥髟趦?nèi)的電子電路的處理和控制單元S針對(duì)特定電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備持續(xù)監(jiān)視來(lái)自監(jiān)視單元M的感應(yīng)或測(cè)量信號(hào)以及來(lái)自電氣參數(shù)測(cè)量單元B和C的電氣參數(shù)，并且進(jìn)行處理以進(jìn)行故障識(shí)別、位置識(shí)別、故障信號(hào)分析、比較、指示、報(bào)警和必要的控制操作，這些控制操作可以在關(guān)注位置發(fā)生的電氣故障的初始階段釆取電氣故障限制的時(shí)候執(zhí)行。信號(hào)處理和控制單元S被配置成處理收集到的數(shù)據(jù)信號(hào)，以確定故障信號(hào)的幅度、持續(xù)時(shí)間和數(shù)量，并且指示相同的數(shù)據(jù)以通知故障信號(hào)的細(xì)節(jié)，并且將必要的控制命令發(fā)送給電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備的電路斷開(kāi)單元E以及對(duì)故障進(jìn)行指示并且報(bào)警的報(bào)警和指示單元I。
圖像接收、處理和控制單元P利用具有感應(yīng)裝置的圖像收集器的結(jié)構(gòu)來(lái)收集來(lái)自監(jiān)視單元M的并且在電氣設(shè)備和/或電氣系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)注位置發(fā)生的電氣故障狀況的圖像。在處理收集到的圖像之后，圖像接收、處理和控制單元P提供將要存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)歷史和顯示單元H內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)，并且利用在電氣設(shè)備和/或電氣系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)注位置在初始階段限制電氣故障所需的必要的報(bào)警和控制操作。圖像接收、處理和控制單元P在充足時(shí)段內(nèi)并且在故障發(fā)生之前和之后在顯示單元提供故障狀況的所需的圖像數(shù)據(jù)。將信號(hào)處理和控制單元S以及圖像接收、處理和控制單元P的處理過(guò)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)歷史存儲(chǔ)和顯示單元H內(nèi)，以便進(jìn)一步分析故障發(fā)展、故障持續(xù)時(shí)間等的各種狀況，這對(duì)于為應(yīng)用了該系統(tǒng)的電氣設(shè)備和/或系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的預(yù)防性維護(hù)工作規(guī)劃是基本的。必要的輔助供給被提供給電氣故障限制系統(tǒng)。
圖4示出了電氣故障限制系統(tǒng)的方框圖，該電氣故障限制系統(tǒng)具有中央遠(yuǎn)程控制單元?，F(xiàn)在可以將該故障限制系統(tǒng)劃分為如下五個(gè)不同的部分，相對(duì)于前一實(shí)施方式，該電氣故障限制系統(tǒng)具有附加的遠(yuǎn)程中央控制設(shè)備和數(shù)據(jù)處理單元。
i. 監(jiān)視單元M
ii. 信號(hào)處理和控制單元S，圖像接收、處理和控制單元P
iii. 報(bào)警和指示單元I
iv. 數(shù)據(jù)歷史存儲(chǔ)和顯示單元H
v. 遠(yuǎn)程中央控制和數(shù)據(jù)處理單元R監(jiān)視單元M借助于感應(yīng)或測(cè)量裝置N來(lái)感應(yīng)或測(cè)量電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備中的電氣故障狀況。感應(yīng)或測(cè)量裝置N所感應(yīng)到的或所測(cè)量到的信號(hào)與電氣故障點(diǎn)處的故障路徑的電氣參數(shù)成正比。感應(yīng)裝置感應(yīng)到的信號(hào)與電氣故障(如短路、開(kāi)路、熱點(diǎn)和接地故障)導(dǎo)致的在關(guān)注位置處形成的熱點(diǎn)和電弧成正比。測(cè)量裝置測(cè)量電氣系統(tǒng)和/或電氣設(shè)備中的關(guān)注位置處的接地故障電流。該感應(yīng)或測(cè)量裝置能夠在所應(yīng)用的系統(tǒng)中承受壓力，消除電磁和靜電電荷，且其機(jī)械耐受度強(qiáng)，大小靈活并且可以按照電氣設(shè)備和/或系統(tǒng)中的要求放置和安裝在任何位置，甚至可通過(guò)適當(dāng)?shù)陌惭b方式放置和安裝在電氣設(shè)備內(nèi)部。監(jiān)視單元M通過(guò)必要的結(jié)構(gòu)將感應(yīng)或測(cè)量信號(hào)收集起來(lái)。監(jiān)視單元M具有在電氣故障的初始階段中的電氣故障狀況下收集從導(dǎo)電部件產(chǎn)生的信號(hào)的能力和靈敏度。監(jiān)視單元M借助于電子放大電路和其他相關(guān)電路，能夠?qū)⒃诔霈F(xiàn)的關(guān)注位置處收集到的信號(hào)傳送到信號(hào)處理和控制單元S。監(jiān)視單元M在電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備中的關(guān)注點(diǎn)處感應(yīng)或測(cè)量電氣故障。可以根據(jù)特定的電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備中的要求使用多個(gè)監(jiān)視單元M。通過(guò)必要結(jié)構(gòu)將監(jiān)視單元M感應(yīng)或測(cè)量到的信號(hào)傳送給信號(hào)處理和控制單元S ?；诎ㄎ⑻幚砥髟趦?nèi)的電子電路的處理和控制單元S針對(duì)特定電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備持續(xù)監(jiān)視來(lái)自監(jiān)視單元M的感應(yīng)或測(cè)量信號(hào)以及來(lái)自電氣參數(shù)測(cè)量單元B和C的電氣參數(shù)，并且進(jìn)行處理以進(jìn)行故障識(shí)別、位置識(shí)別、故障信號(hào)分析、比較、指示、報(bào)警和必要的控制操作，這些控制操作可以在關(guān)注位置發(fā)生的電氣故障的初始階段采取電氣故障限制的時(shí)候執(zhí)行。信號(hào)處理和控制單元S被配置成處理收集到的數(shù)據(jù)信號(hào)，以確定故障信號(hào)的幅度、持續(xù)時(shí)間和數(shù)量，并且指示相同的數(shù)據(jù)以通知故障信號(hào)的細(xì)節(jié)，并且將必要的控制命令發(fā)送給電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備的電路斷開(kāi)單元E以及對(duì)故障進(jìn)行指示并且報(bào)警的報(bào)警和指示單元I。圖像接收、處理和控制單元P利用具有感應(yīng)裝置的圖像收集器的結(jié)構(gòu)來(lái)收集來(lái)自監(jiān)視單元M的并且在電氣設(shè)備和/或電氣系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)注位置發(fā)生的電氣故障狀況的圖像。在處理收集到的圖像之后，圖像接收、處理和控制單元P提供將要存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)歷史和顯示單元H內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)，并且利用在電氣設(shè)備和/或電氣系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)注位置在初始階段限制電氣故障所需的必要的報(bào)警和控制操作。圖像接收、處理和控制單元P在充足時(shí)段內(nèi)并且在故障發(fā)生之前和之后在顯示單元
上提供故障狀況的所需的圖像數(shù)據(jù)。將信號(hào)處理和控制單元s以及圖像
接收、處理和控制單元p的處理過(guò)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)歷史存儲(chǔ)和顯示單
元H內(nèi)，以便進(jìn)一步分析故障發(fā)展、故障持續(xù)時(shí)間等的各種狀況，這對(duì)于為應(yīng)用了該系統(tǒng)的電氣設(shè)備和/或系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的預(yù)防性維護(hù)工作規(guī)劃是基本的。
遠(yuǎn)程中央控制和數(shù)據(jù)處理單元R被配置成借助于適當(dāng)?shù)幕ミB結(jié)構(gòu)與多個(gè)信號(hào)處理和控制單元S互相連接起來(lái)。這種互連在廣域網(wǎng)絡(luò)中提供了更好的、有效并且即時(shí)的電氣故障限制。其中遠(yuǎn)程中央控制和數(shù)據(jù)處理單元R被配置成使中央數(shù)據(jù)歷史存儲(chǔ)和顯示單元H與多個(gè)信號(hào)處理和控制單元S互相連接起來(lái)。在中央控制和數(shù)據(jù)處理單元R中，對(duì)所有信號(hào)處理和控制單元S的決策進(jìn)行決定，以便獲得電氣設(shè)備和/或電氣系統(tǒng)的更好并且有效的運(yùn)行。該系統(tǒng)具有相當(dāng)高的判斷力，從而避免了在集成電氣電源系統(tǒng)中不必要的誤操作。遠(yuǎn)程中央控制和數(shù)據(jù)處理單元R中的數(shù)據(jù)歷史存儲(chǔ)和顯示單元H記錄所有互相連接的信號(hào)處理和控制單元S的所需數(shù)據(jù)，并且按照要求對(duì)遠(yuǎn)程中央控制和數(shù)據(jù)處理單元R和單獨(dú)的信號(hào)處理和控制單元S提供必要的數(shù)據(jù)報(bào)警和顯示。
本發(fā)明的工作過(guò)程
用于電氣設(shè)備和/或電氣系統(tǒng)的電氣故障限制系統(tǒng)借助于感應(yīng)或測(cè)量裝置N，利用放置在關(guān)注位置的監(jiān)視單元M來(lái)感應(yīng)或測(cè)量在關(guān)注位置發(fā)生的電氣故障，該感應(yīng)或測(cè)量裝置N進(jìn)一步連接到信號(hào)處理和控制單元S，該信號(hào)處理和控制單元S接收由監(jiān)視單元M收集到的數(shù)據(jù)，其中信號(hào)處理和控制單元S可以根據(jù)要求和地點(diǎn)條件放置在靠近或遠(yuǎn)離監(jiān)視單元的位置。信號(hào)處理和控制單元S將用于故障識(shí)別、位置識(shí)別、故障信號(hào)分析、比較、指示、報(bào)警和必要的控制操作的輸出提供給報(bào)警和指示單元，并且將跳閘信號(hào)命令提供給電路斷開(kāi)裝置，這些控制操作可以在關(guān)注位置處發(fā)生電氣故障的初始階段采取電氣故障限制的時(shí)候執(zhí)行，數(shù)據(jù)處理和控制單元處理過(guò)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)歷史存儲(chǔ)和顯示單元內(nèi)以
12用于后備參考，其中監(jiān)視單元內(nèi)的具有感應(yīng)裝置N的圖像收集器的結(jié)構(gòu) 將圖像提供給圖像接收、處理和控制單元P，該圖像接收、處理和控制單 元P進(jìn)一步將處理過(guò)的圖像提供給附加的數(shù)據(jù)歷史存儲(chǔ)和顯示單元，用 于進(jìn)一步分析故障發(fā)生時(shí)的狀況，并且用于進(jìn)一步進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)工作 規(guī)劃。在此，多個(gè)信號(hào)處理和控制單元與附加的遠(yuǎn)程中央控制和數(shù)據(jù)處 理單元互相連接起來(lái)，這有助于在單獨(dú)的信號(hào)處理和控制單元之間進(jìn)行 協(xié)調(diào)，以便借助于對(duì)單獨(dú)單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來(lái)實(shí)現(xiàn)有效的故障限制。 因此，借助于所需的設(shè)備(如作為后備參考的故障位置狀況的數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 和顯示設(shè)備)，可以將本發(fā)明的用途從小規(guī)模擴(kuò)展到大規(guī)模的集成電氣設(shè) 備和/或電氣系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1、一種用于電氣設(shè)備和/或電氣系統(tǒng)的電氣故障限制系統(tǒng)，其包括放置在關(guān)注位置的監(jiān)視單元，該監(jiān)視單元用于借助于感應(yīng)或測(cè)量裝置來(lái)感應(yīng)或測(cè)量在所述關(guān)注位置處發(fā)生的電氣故障，所述感應(yīng)或測(cè)量裝置進(jìn)一步連接到信號(hào)處理和控制單元，所述信號(hào)處理和控制單元接收由監(jiān)視單元收集到的數(shù)據(jù)，其中可以根據(jù)要求和地點(diǎn)狀況將信號(hào)處理和控制單元放置在靠近或遠(yuǎn)離監(jiān)視單元的位置處，所述信號(hào)處理和控制單元將用于故障識(shí)別、位置識(shí)別、故障信號(hào)分析、比較、指示、報(bào)警和必要的控制操作的輸出提供給報(bào)警和指示單元，并且將跳閘信號(hào)命令提供給電路斷開(kāi)裝置，這些控制操作在關(guān)注位置處發(fā)生電氣故障的初始階段采取電氣故障限制的時(shí)候執(zhí)行，數(shù)據(jù)處理和控制單元處理過(guò)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)歷史存儲(chǔ)和顯示單元內(nèi)以用于后備參考，其中監(jiān)視單元內(nèi)的具有感應(yīng)裝置的圖像收集器的結(jié)構(gòu)將圖像提供給圖像接收、處理和控制單元，所述圖像接收、處理和控制單元進(jìn)一步將限制電氣故障所需的報(bào)警和控制操作的處理過(guò)的圖像以及發(fā)生故障之前和之后充足時(shí)段的圖像數(shù)據(jù)提供給附加的數(shù)據(jù)歷史存儲(chǔ)和顯示單元，以用于進(jìn)一步分析發(fā)生故障時(shí)的狀況，并且用于進(jìn)一步進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)工作規(guī)劃，其中多個(gè)信號(hào)處理和控制單元與附加的遠(yuǎn)程中央控制和數(shù)據(jù)處理單元互相連接起來(lái)，這有助于在單獨(dú)的信號(hào)處理和控制單元之間進(jìn)行協(xié)調(diào)，以借助于對(duì)單獨(dú)單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來(lái)實(shí)現(xiàn)有效的故障限制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電氣故障限制系統(tǒng)，其中監(jiān)視單元包括感應(yīng)裝置或測(cè)量裝置，所述感應(yīng)裝置或測(cè)量裝置感應(yīng)或測(cè)量在電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備中的關(guān)注位置處產(chǎn)生的電氣故障的直接影響，其中感應(yīng)裝置感應(yīng) 到的信號(hào)與由于短路、開(kāi)路、熱點(diǎn)和接地故障所導(dǎo)致的熱點(diǎn)和電弧成正比，并且測(cè)量裝置測(cè)量到的信號(hào)與所述故障點(diǎn)處的故障路徑的接地故障 電流成正比。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的電氣故障限制系統(tǒng)，其中具有感應(yīng)或 測(cè)量裝置的所述監(jiān)視單元被構(gòu)造為能夠在所應(yīng)用的系統(tǒng)中承受壓力，消除電磁和靜電電荷，且其機(jī)械耐受度強(qiáng)，大小靈活并且可以按照電氣設(shè) 備和/或系統(tǒng)的要求放置和安裝在任何位置，甚至可通過(guò)適當(dāng)?shù)陌惭b方式 放置和安裝在電氣設(shè)備內(nèi)部。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電氣故障限制系統(tǒng)，其中監(jiān)視單元具有在 電氣故障的初始階段中的電氣故障狀況下收集從導(dǎo)電部件產(chǎn)生的信號(hào)的 能力和靈敏度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電氣故障限制系統(tǒng)，其中多個(gè)監(jiān)視單元取 決于所應(yīng)用的電氣系統(tǒng)和/或設(shè)備中的關(guān)注位置的數(shù)量。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電氣故障限制系統(tǒng)，其中信號(hào)處理和控制 單元^^配置成收集來(lái)自單獨(dú)監(jiān)視單元的感應(yīng)或測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)以及來(lái)自特 定電氣設(shè)備和/或系統(tǒng)的電氣參數(shù)測(cè)量單元的電氣參數(shù)數(shù)據(jù)，并且分離地 處理信號(hào)以參照特定的監(jiān)視單元進(jìn)行進(jìn)一步響應(yīng)，其中所述特定的監(jiān)視 單元放置在所述關(guān)注位置處。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電氣故障限制系統(tǒng)，其中信號(hào)處理和控制 單元被配置成處理收集到的數(shù)據(jù)信號(hào)，以確定幅度、持續(xù)時(shí)間和數(shù)量， 并且指示相同的數(shù)據(jù)以通知故障信號(hào)的細(xì)節(jié)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電氣故障限制系統(tǒng)，其中信號(hào)處理和控制 單元被配置成具有即時(shí)對(duì)故障進(jìn)行報(bào)警和即時(shí)發(fā)出跳閘信號(hào)的選擇性， 以中斷電氣電源從而在特定的電氣系統(tǒng)和/或電氣設(shè)備中的關(guān)注位置發(fā)生 電氣故障的初始階段限制電氣故障。
9、 權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)歷史存儲(chǔ)和顯示單元被配 置成提供充足的數(shù)據(jù)，以用于對(duì)接收到的故障信號(hào)、發(fā)生故障時(shí)的狀況 進(jìn)行評(píng)估，對(duì)故障信號(hào)數(shù)據(jù)和相關(guān)電氣系統(tǒng)和/或電氣設(shè)備的電氣參數(shù)進(jìn) 行比較，以根據(jù)從所述關(guān)注位置接收到的信號(hào)決定故障狀況發(fā)展的信息， 用于對(duì)由于電氣故障狀況而從其接收到信號(hào)的關(guān)注位置的預(yù)防性維護(hù)規(guī) 劃以及與電氣故障限制任務(wù)的緊急性有關(guān)的結(jié)論進(jìn)行決策。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣故障限制系統(tǒng)，其中所述遠(yuǎn)程中央 控制和數(shù)據(jù)處理單元被配置成借助于適當(dāng)?shù)幕ミB結(jié)構(gòu)而與多個(gè)信號(hào)處理 和控制單元互相連接起來(lái)，以用于在廣域網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行更好的、有效的和即時(shí)的電氣故障限制。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣故障限制系統(tǒng)，其中所述遠(yuǎn)程中央 控制和數(shù)據(jù)處理單元被配置成使中央數(shù)據(jù)歷史存儲(chǔ)和顯示單元與多個(gè)局 部信號(hào)處理和控制單元互相連接起來(lái)，其中所述中央控制和數(shù)據(jù)處理單 元對(duì)所有信號(hào)處理和控制單元進(jìn)行決策，以決定出電氣設(shè)備和/或電氣系 統(tǒng)的更好的和有效的運(yùn)行。
12、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電氣故障限制系統(tǒng)，其中所述圖像接收、 處理和控制單元被配置成借助于位于監(jiān)視單元中的設(shè)置有感應(yīng)裝置的圖 像收集器來(lái)收集在關(guān)注位置發(fā)生電氣故障的圖像，并且處理收集到的圖 像并創(chuàng)建特定電氣故障狀況的數(shù)據(jù)，其中處理過(guò)的圖像提供充分信息， 所述充分信息對(duì)于電氣故障狀況的識(shí)別和通知(報(bào)警)以及與在初始階 段中電氣設(shè)備和/或電氣系統(tǒng)的關(guān)注位置處對(duì)電氣故障進(jìn)行限制有關(guān)的進(jìn) 一步必要的結(jié)論和操作是有用的。
全文摘要
一種用于電氣設(shè)備和/或電氣系統(tǒng)的電氣故障限制系統(tǒng)，包括放置在關(guān)注位置的監(jiān)視單元，該監(jiān)視單元用于借助于感應(yīng)或測(cè)量裝置來(lái)感應(yīng)或測(cè)量發(fā)生的電氣故障，該感應(yīng)或測(cè)量裝置進(jìn)一步連接到信號(hào)處理和控制單元，該信號(hào)處理和控制單元接收由監(jiān)視單元收集到的數(shù)據(jù)，該信號(hào)處理和控制單元將用于故障識(shí)別、報(bào)警和控制操作的輸出提供給報(bào)警和指示單元，并且將跳閘信號(hào)的命令提供給電路斷開(kāi)裝置，其中該數(shù)據(jù)收集和處理單元處理過(guò)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)歷史存儲(chǔ)和顯示單元內(nèi)以用于后備參考，該監(jiān)視單元將圖像提供給圖像接收、處理和控制單元，該圖像接收、處理和控制單元進(jìn)一步將處理過(guò)的圖像提供給附加的數(shù)據(jù)歷史存儲(chǔ)和顯示單元，用于進(jìn)一步的狀況分析，其中多個(gè)信號(hào)處理和控制單元與附加的遠(yuǎn)程中央控制和數(shù)據(jù)處理單元互相連接起來(lái)。
文檔編號(hào)H02H3/04GK101523680SQ200680056076
公開(kāi)日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2006年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月30日
發(fā)明者穆昆達(dá)拉·馬達(dá)哈弗拉·喬希 申請(qǐng)人:穆昆達(dá)拉·馬達(dá)哈弗拉·喬希