電力網保護系統的製作方法
2023-06-10 10:21:36
專利名稱：電力網保護系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及電力網絡的保護系統，特別是在這樣的系統中改善故障電流監控。
背景技術：
為了保護高功率輸電力網絡不發生故障，如相間短路，已知將網絡分為多個段，以便在每個段的端點提供保護設備。每個保護設備包括電流傳感器、數據處理器和一個輸出開關，以控制斷路器。電流傳感器監控流過相應斷路器的電流。
在一個段的每個端點的保護設備通過通訊網絡連接，表示電流測量值的信號通過該通訊網絡從一個設備傳輸到另一設備。後一設備將其本身測量的電流與該段另一端測量的電流比較，以識別電力線中的故障。如果檢測到故障，則可以激活隔離斷路器，以切斷該段的電流並隔離故障。因為線路中的電流在不斷變化，所以，很重要的一點是只比較在同一時刻測量的電流值(或相位校正的測量值，以模擬同一時間的取值)。
儘管過去採用了多種不同的通訊網絡拓撲結構，但目前流行的一種通訊網絡傳輸方案是同步數字分層(SDH)。典型的SDH方案包括一系列互相連結的環路或迴路。附
圖1示出SDH環路1，其中包括6個節點A-F。網絡中每個這樣的環路包括一個連續的信號傳輸路徑，用於在電力線2的P段的兩個相反端點的保護設備3A和3B之間傳輸測量值。
連續迴路使得兩個保護設備3A和3B之間的信號傳輸可以由沿著兩個可選的發送和返迴路徑進行，即A-B/B-A，或A-F-E-D-C-B/B-C-D-E-F-A。這提供了為適應通訊網絡中的故障所需的冗餘度。
正常情況下，使用連結兩個節點的最短路徑。該路徑通常稱為「工作」路徑。但是，如果該路徑中發生故障，信號可以沿迴路中其它部分的較長的路徑在兩節點間傳輸。該路徑通常稱為「備用」路徑。工作路徑或備用路徑的選擇是通過在迴路上的每個節點提供路由開關實現的。如圖1所示，通常在迴路上的節點之間提供雙向通訊，在這種情況下，每個方向上的通訊可以在工作路徑和備用路徑之間獨立切換。
電力線中的電流通常是正弦電流，可以用一個旋轉電流矢量表示。為了檢測故障，與一臺保護設備關聯的處理器必須只比較對應於同一時刻的電流值。這要麼要求一段電力線兩端的傳感器在同一時刻測量電流，要麼要求信號在比較之前進行相位校正。因此，在兩種情況下，要求知道測量的時間。
因為保護設備位於電力線上不同的點，通常相距數千米，因此，它們不能由公共的振蕩器驅動，以給它們各自相同的參考時鐘頻率。因此，它們由獨立的振蕩器驅動，從而如果不採取專門措施的話將無法同步測量。
在所建議的一種實現同步的方案中，電流測量值是利用一種稱為數字電流微分(NCD)或「桌球」技術的技術在通訊網絡上成對傳輸的。附圖3中示出在這樣的方案下的測量定時的等時線圖。該已知裝置的一種版本的更完整的細節可以參看專利GB 2 173 658B，該文獻在此引作參考。
在NCD技術中，位於一段電力線的一個端點的第一保護設備A在時間點tA1、tA2等測量電流，而第二保護設備B在時間點tB1、tB2等測量該段電力線另一端點的電流。由第一設備A測量的第一測量值(在固定延時ta之後)沿通訊網絡傳輸到保護設備B。傳輸的形式為數位訊號S1，其本身從傳輸開始到結束佔用有限的時間tt，以便從設備A傳輸。由設備A測量的第一測量值帶有一個時標(即，信號中一個字節的數據)，表示第一測量值測量的時間tA1。設備B在測量後tp1+ta的時刻完成對該信號的接收，其中，tp1是向外傳播時間，ta是從在tA1進行測量到發送信號之間的延遲。
第二設備B在其自己的時間tB*接收到向外傳輸的信號S1並等待一段時間tc後，在時間tB3測量該電力線在其端點的第二電流測量值。(注意，如圖所示，由於每個設備中的時鐘之間採樣頻率的輕微漂移，兩個端點處的採樣瞬間通常將不一致或不存在確定關係)。第二設備然後向第一端點回傳一個返回信號S2。該信號包含時標tA1、第二電流測量值、表示第二電流測量值測量時間的第二時標tB3、以及表示接收向外信號S1和傳輸返回信號S2之間的總的延遲時間。
返回信號S2在第一端子由第一設備A在由其自己的時鐘測得的時間接收到。假設在兩個方向上的傳播時間相等，因此，返回信號傳播時間tp2可以根據下式算出返回傳播時間tp2＝向外傳播時間tp1＝1/2(tA*-tA1-ta-tc-td)根據已知的返回傳播時間tp2，保護設備A可以根據其自己的時鐘時間計算第二信號的採樣時間tB3tB3＝tA*-tp2-td一旦設備A知道該值，就可以很容易地通過電流矢量的適當相移來比較設備A和B的測量值。
儘管在很多操作環境下該技術都很有效，但其對環路類型拓撲結構中的故障很敏感，因為如上所述，向外和返回信號可能佔用不同的傳播時間。
在該問題的一種建議解決方案中，在電力線段的每一端提供的電流傳感器由與取自全球定位系統(GPS)時間信息的公共時間幀同步的振蕩器驅動。這樣可以保證全部採樣在同一時刻進行。測得的值然後沿工作路徑或備用路徑與包含取自GPS的時間測量值的時標一起通過迴路傳播。
採用這樣的GPS信號的好處在於可以精確控制電流測量的實際時間。與迴路中傳輸信息的延遲時間無關，因為每個端點的時標具有相同的時間幀。因此，信號沿工作路徑或備用路徑傳播都沒關係。
該方法的問題在於，當無法獲得GPS信號時，就會完全失去同步。目前，GPS系統由美國政府控制，因此，無法獲得所述信號的周期更長。
發明內容
簡言之，本發明提供一種電力網保護系統，包括布置為同步數字系統的多個保護設備，並具有同步裝置，採用取自全球定位衛星的共用定時信號，這些保護設備適合通過數字電流微分(所謂「桌球」)技術彼此通訊。
本發明的一個重要方面涉及一種方法，用於確定電流測量值的取值時間，這些電流測量值由第一和第二保護設備在電力線上相互分開的第一和第二點獲得，第一電流測量值由第一設備採集，該第一設備向第二設備發送包括該第一電流測量值的一個向外信號，第二電流測量值由第二設備採集，該第二設備向第一設備發送包括兩個電流測量值的返回信號，兩個測量值的定時利用GPS信號同步，向外信號和返回信號的總的傳播時間被計算出來並存儲在存儲器中，其中，如果GPS信號消失，則存儲的總的傳播時間就被用來計算第二信號相對於第一信號的實際測量時間。
在優選實施例中，保護設備是同步數字分層型通訊網絡的一部分，如果GPS信號消失，則存儲的總的傳播時間與GPS信號消失期間獲得的總的傳播時間比較，以確定信號在網絡中的傳輸路徑是否改變。如果傳輸路徑改變，則該方法包括發出一個故障信號，以提醒觀察員，保護設備的工作已經不可靠。
更具體地，本發明提供一種方法，用於確定電流測量值的取值時間，這些電流測量值由分別位於電力線上彼此分開的第一和第二點的第一和第二保護設備獲得，該方法包括(a)獲得第一位置的第一電流測量值；(b)生成第一時標，表示測量第一測量值的時間；(c)從第一保護設備向第二保護設備傳輸向外信號，該信號至少包括第一時標；(d)獲得第二位置的第二電流測量值；(e)生成第二時標，表示測量第二測量值的時間；和(f)從第二保護設備向第一保護設備傳輸返回信號，該返回信號至少包括第一和第二時標和表示第二測量電流的數據；其中(A)在第一操作模式期間，該方法的操作包括以下步驟(i)生成每個時標，以表示相對於取自遠程時鐘信號的共用時間時鐘的時間測量值；(ii)從返回信號中所包括的信息導出向外信號和返回信號的總的傳播時間，和向外信號傳播時間和/或返回信號傳播時間；和(iii)將總的傳播時間和向外信號傳播時間和/或返回傳播時間存儲在存儲器中；(B)在隨後的第二操作模式期間，其中遠程時鐘信號無法獲得，該方法還包括以下步驟(i)比較向外信號和返回信號的新的總傳播時間與第一操作模式中存儲的總傳播時間，如果新的和存儲的總傳播時間基本相等，(ii)通過計算導出測量第二測量值的時間，所述計算包括從返回信號的接收時間減去第一操作模式中存儲的返回傳播時間值，或將第一操作模式中存儲的向外傳播時間值加在向外信號的傳輸時間上。
所述遠程時鐘信號可以通過為每個第一和第二保護設備提供一個全球定位衛星接收器並從接收到的GPS信號導出時鐘信號來獲得。
因此，本發明利用GPS定時信號的好處來提供絕對時間值，使得時標精確表示在正常操作中何時進行電流測量。在GPS信號消失的情況下，測量第二測量值的精確時間是通過同時利用存儲的向外或返回傳播時間值和向外信號的傳輸時間或返回信號的接收時間的測量值來確定的。
向外和返回信號可以包括第一電流測量值。
無法獲得GPS信號時，本方法的正確操作依賴於這樣的假設，即，如果總的傳播時間不改變，則向外和返回信號經過的路徑可能沒有改變。
如果總的傳播時間改變，則可以假設傳輸路徑改變，並發出一個故障信號。因此，如果無法獲得GPS信號，所述方法最好還包括以下步驟即，如果最近計算的總傳播時間與第一操作模式期間存儲的總傳播時間的差值超過預定值，則發出一個故障信號。
如果在採集第一電流測量值和傳輸向外信號之間存在明顯的延時，和/或在接收向外信號和採集第二測量電流之間存在明顯的延時，和/或在採集第二測量電流和傳輸返回信號之間存在明顯的延時，則本發明的方法在確定向外和返回傳播時間時應當考慮這些延遲。
因此，向外信號可以包括第一延遲數據，表示獲得第一測量值和傳輸向外信號之間的延時，返回信號可以包括第一延遲數據和第二延遲數據，表示接收向外信號和獲得第二測量電流之間的延時。返回信號還可以包括第三延遲數據，表示獲得第二測量電流與傳輸返回信號之間的延時。因此，例如，本發明的方法可以通過從採集第一測量值和第二時標值之間的差值減去相關的延時來確定向外信號的傳播時間。
每個保護設備可以在每個時鐘脈衝上對電流採樣一次。採樣可以間隔2.5毫秒。當可以獲得時，GPS信號可以用來對每個時鐘的脈衝進行時間校正。可選地，GPS信號還可以用於對採集的電流值進行相位校正，而不會改變時鐘脈衝的定時。信號的時間校正是最方便的，固為它保證對於在該電力線段上第一點的每個測量值，在第二點同時獲得一個對應的測量電流。因此，比較向外和返回信號很容易，從而可以實現準確識別該段電力線中的故障。
當然可以理解，保護設備的主要元件可以遠離第一和第二測量電流的實際點。例如，它們可以位於距離電流傳感器一段短距離的封裝中，並通過適當的電纜與之連接。
電流傳感器可以包括電流繼電器，其直接測量電流。可選地，電力線中一定比例的電流可以通過一個電阻，電阻上的電壓可以被測量，作為電流的間接指示。因此，本發明不限於直接測量電流，而是還覆蓋間接測量電流。
測量電流最好被數字採樣，並可以包括表示測量電流相位和幅度的數據。
根據另一方面，本發明提供一種保護系統(如同步數字分層保護系統)，至少包括分別位於電力線上不同位置的第一和第二保護設備和一個通訊網絡，該網絡在保護設備之間至少提供兩個不同的通訊路徑，每個保護設備包括一個時鐘信號發生器，其與取自遠程時鐘源的時間信號同步，該時鐘源由全部保護設備共用，所述保護系統至少還包括一個電流傳感器、一個處理器、一個用於通過通訊網絡傳輸信號的發射器、從網絡接收信號的接收器、以及操作電力線中關聯斷路器的開關裝置，所述保護設備的數據處理器配置為根據本發明的方法確定測量電流的對應採集時間，其中，每個保護設備的數據處理器配置為在測量電流表明線路上發生故障的情況下，操作斷路器以隔離該段線路。
通訊網絡可以包括一個電訊網絡，也可以包括路由裝置，用於根據網絡狀態，有選擇地引導傳輸的信號通過所述至少兩個路徑中的任一個。
通訊網絡可以包括一個無線電通訊網絡，傳輸和接收的信號可以包括編碼數位訊號。
每個保護設備可以包括一個天線和信號接收器，用於接收GPS信號，還可以包括用於從接收到的GPS信號提取定時信號的裝置。
附圖簡述下面參考附圖，通過舉例說明本發明的實施例。其中圖1為一段電力線和相關的保護方案的簡化表示；圖2簡化示出圖1所示方案中每個保護設備所包括的元件，所述設備根據本發明構造；圖3是一個等時線圖，示出現有技術數字電流微分保護方案中，電力線段每個端點測量電流的時間和在該段兩個端點之間傳播信號的時間；以及圖4是另一個等時線圖，示出本發明中電力線段每個端點測量電流的時間和在該段兩個端點之間傳播信號的時間。
具體實施例方式
附圖1示出應用同步數字分層的一個簡單通訊網絡。該網絡包括一個通訊環路1，其具有6個節點A-F。其中兩個節點A和B分別表示為將環路連接到兩個保護設備3A和3B，這些設備又連接到相應的斷路器，圖中用符號X表示。這些斷路器位於電力線2的P段兩端。
環路拓撲結構允許系統在環路中的任意點故障的情況下自我修復，因為在兩個保護設備之間存在兩條路徑用於傳輸和接收信號。如圖所示，信號可以沿連接兩個相鄰設備的健康或工作路徑傳播，也可以沿遍及整個環路的備用路徑傳播。因此，在設備3A和3B之間沿健康路徑傳輸的各個向外和返回信號S1和S2的傳播時間tp1和tp2應當相等，除非路徑的向外或返回元件中斷。
根據本發明的每個保護設備3A或3B中包括的元件示於附圖2。每個設備3以數字方式工作，包括電流檢測輸入模塊4，該模塊將從電力線2接收的模擬電流採樣測量值數位化。輸入模塊4由時鐘5驅動，並根據時鐘頻率在固定間隔採集電流樣本。每個電流樣本表示電力線2中的電流的相位和幅度。數位化的電流信號輸入微處理器模塊10，該模塊也由時鐘5驅動。微處理器模塊10根據本發明處理電流信號和時間信號，所述處理由存儲在與微處理器關聯的ROM中的程序執行。處理器10的輸出還控制開關12。當處理器10從電流傳感器4接收到表示電力線2中發生故障的信號時，處理器10激活開關12，以便跳開由X指示的斷路器。
設備3還包括由天線7饋送的GPS接收器6。接收器6提取由一組軌道GPS衛星發出的信號中包括的定時信號。該GPS信號用於將每個保護設備3的時鐘5同步到公共的時間幀，從而使在相距遙遠的位置採集電流樣本可以同步。例如，考慮兩個設備A和B(相當於圖1中的3A和3B)，電流樣本將在tAn和tBn獲得，其中，n為時鐘周期數或表示時間的其它值。因此，對於設備A，第一個測量值將在時間tA1獲得，並與表示設備B的第一個測量的時間tB1同步。
每個保護設備3還包括發射器8、接收器9、和讀/寫存儲器11。發射器8在每個時鐘周期從處理器10接收一次信號，該信號包含關於電力線2上的電流測量值矢量的數據和採樣時間，並通過通訊網絡將其傳輸給網絡上的其它設備。同樣，接收器9接收由通訊網絡上的其它設備發送的信號，並將它們輸入處理器10。存儲器11將由處理器10處理過的與電流矢量和採樣時間有關的數據保持至少一到幾個時鐘周期。如果GPS信號輸入停止，可以安排例如在來自時鐘5的信號中出現/停止出現一個標誌位，從而使處理器10在不同模式中工作，其中它可以比較存儲器11中保持的定時數據與通過網絡到達的最新數據，從而執行根據本發明的方法。
注意，儘管圖示保護設備3的全部元件在單個封裝內(由虛線表示)，但至少天線7和開關12可以在其外部。
採集電流樣本和在兩個設備A和B之間通訊的順序示於附圖4的等時線中。
如圖4所示，保護設備A首先在時間tA1採集我們所說的第一電流樣本。採集的信號在處理器10中處理，以形成向外傳輸信號S1，其包括第一時標tA1，且最好還包括第一電流樣本值。該信號通過網絡發送到設備B。向外信號S1的傳輸時間將根據經過的路徑而變化，但可以表示為tp1。
在採集樣本和傳輸信號之間，由於信號處理，還將存在一個短的第一延遲ta。該延遲的值將是固定(已知)的，通常取決於保護設備3中使用的硬體。表示延時ta的數據可以包括在向外信號S1中，但有時可以認為並不重要。
一旦在時間tB*接收到整個向外信號S1，並經過第二延遲tc後，設備B在下一個可用的時鐘周期採集第二電流樣本。在圖示實例中，這是在tB3進行的，即，tA1之後兩個周期。(實踐中，在A採集樣本和接收到來自A的信號後在B的下一個可用時鐘周期之間的時鐘周期數將取決於傳播時間tp1，且時鐘速度有時會超過兩個周期的延遲)。注意，因為時鐘是同步的，時間tB3已知等於時間tA3。
採集第二電流樣本後，將有一個短的第三延遲td，其本質上類似於第一延遲ta，然後第二設備B將向第一設備A傳輸返回信號S2。該返回信號包括向外信號S1中的信息，至少還包括與第二電流測量值和第二時標tB3有關的數據。經過信號傳播時間tp2後，返回信號S2被設備A接收，接收到整個信號的時間tA*被記錄。因為第二延遲tc通常很重要，所以，返回信號最好包括與之有關的數據。在延遲重要的地方，返回信號S2還可以包括定義採集第二電流測量值和傳輸返回信號S2之間的第三延遲時間td的信息。
利用返回信號中包含的信息並已知其接收時間tA*，設備A根據下式導出總的信號傳播時間tp1+tp2如果延遲ta、tc和td可以忽略，則總的傳播時間＝tA*-tA1；或如果延遲重要，並包括在返回信號S2中，則總的傳播時間＝tA*-tA1-ta-tc-td總的傳播時間值存儲在設備A中的電子存儲器中的一個區域，作為參考值。
為了導出向外傳播時間值tp1，處理器可以比較第二時標tB3和第一信號的傳輸時間。這樣，tp1＝tB3-tA1-ta-tc當GPS信號被接收以控制每個設備中的時鐘時，設備A和B的等時線相互同步，因此，在上述表達式中，tA3可以代替tB3，而不會改變其值。
另外或可選地，為了導出返回傳播時間tp2的值，處理器可以比較整個返回信號S2的接收時間tA*和第二時標tB3(或其在設備A等時線上的等價變量tA3)。因此，tp2＝tA*-tB3-td應當注意，向外和返回傳播時間只有當GPS存在，從而允許確定採集第二信號的精確時間的情況下才能計算。實踐中，在每個時鐘周期n上重複向外和返回信號對的傳輸和接收，並且在設備A的存儲器中至少存儲兩套電流測量值。然後可以比較對應於相同時間點如tB5＝tA5的電流樣本，以檢測電力線中的故障。
在某些環境中，GPS可能會失去。這種情況下，不可能保持保護設備的時鐘同步，因此，tAn可能不再等於tBn。在該種操作模式下，設備A繼續發送向外信號S1和接收返回信號S2。在設備A採集第一電流測量值和從設備B接收相關的返回信號的總的時間tA*-tA1與存儲的總的傳播時間tp1+tp2(+延遲ta、tc和td，如果它們重要的話)的參考值比較。如果比較結果相同，則假設傳播路徑沒有變化，因此，向外和返回傳播時間也沒有改變，因此，可以通過從返回信號S2的接收時間tA*減去第一操作模式期間存儲的返回傳播時間tp2(以及延遲td，如果存在)，或者將第一操作模式期間存儲的向外傳播時間tp1(以及延遲tc，如果存在)加上向外信號S1的傳輸時間來確定第二測量電流的準確採集時間。
但是，如果tA*-tA1與存儲的參考值之間的變化大於預定量(如，一個時鐘脈衝)，則假設傳播路徑改變，在該情況下，對保護設備編程，使其發出一個故障信號。可以安排該故障信號在監視器上觸發一個消息，指示依靠該保護設備保護相關段電力線已經不再安全。
權利要求
1.一種方法，用於確定由位於電力線(2)上彼此遠離的第一和第二點的第一和第二保護設備(3A、3B)獲得的電流測量值的測量時間，第一電流測量值在第一設備(3A)採集，該第一設備向第二設備(3B)發送包括第一電流測量值的向外信號(S1)，第二電流測量值在第二設備採集，該第二設備向第一設備發送包括第一和第二電流測量值的返回信號(S2)，其特徵在於兩個測量值的定時利用GPS信號同步，且向外和返回信號的總的傳播時間(tpl+tp2)被計算並存儲在存儲器(11)中，其中，如果失去GPS信號，則存儲的總的傳播時間用於計算第二信號相對於第一信號的實際測量時間(tB3)。
2.根據權利要求1的方法，其中所述保護設備是同步數字分層型通訊網絡的一部分，且如果失去GPS信號，則存儲的總的傳播時間與GPS信號消失期間獲得的總的傳播時間比較，以判斷網絡上的信號傳輸路徑是否改變。
3.根據權利要求1的方法，其中，如果傳輸路徑改變，則該方法包括發出一個故障信號，以提醒觀察員，保擴設備的工作不再可靠。
4.一種方法，用於確定由分別位於電力線上彼此遠離的第一和第二點的第一和第二保護設備(3A、3B)獲得的電流測量值的測量時間，該方法包括(a)在第一點獲得電流的第一測量值；(b)生成第一時標，表示第一測量值的測量時間(tA1)；(c)從第一保護設備向第二保護設備傳輸一個向外信號(S1)，該信號至少包括第一時標；(d)在第二點獲得電流的第二測量值；(e)生成第二時標，表示第二測量值的測量時間(tB3)；和(f)從第二保護設備向第一保護設備傳輸返回信號(S2)，該返回信號至少包括第一和第二時標和表示第二測量電流的數據；其特徵在於(A)在第一操作模式期間，該方法的操作包括以下步驟(i)生成每個時標，以表示相對於取自遠程時鐘信號的共用時間時鐘(GPS)的時間測量值；(ii)從返回信號(S2)中所包括的信息導出向外信號S1和返回信號的總的傳播時間(tp1+tp2)，和向外信號傳播時間(tp1)和/或返回信號傳播時間(tp2)；和(iii)將總的傳播時間和向外信號傳播時間和/或返回傳播時間存儲在存儲器(11)中；(B)在隨後的第二操作模式期間，其中遠程時鐘信號(GPS)無法獲得，該方法還包括以下步驟(i)比較向外信號(S1)和返回信號(S2)的新的總傳播時間(tp1+tp2)與第一操作模式中存儲的總傳播時間，如果新的和存儲的總傳播時間基本相等，(ii)通過計算導出測量第二測量值的時間(tB3)，所述計算包括從返回信號的接收時間(tA*)減去第一操作模式中存儲的返回傳播時間(tp2)值，或將第一操作模式中存儲的向外傳播時間值(tp1)加在向外信號的傳輸時間(tB3)上。
5.根據權利要求4的方法，其中，遠程時鐘信號是通過為每個第一和第二保護設備提供一個全球定位衛星接收器(6)並從接收到的GPS信號中導出時鐘信號而獲得的。
6.根據權利要求4或5的方法，在第二操作模式期間，還包括以下步驟如果最新計算的總的傳播時間(tp1+tp2)和第一操作模式期間存儲的總的傳播時間之間的差值超過一個預定值，則發出一個故障信號。
7.根據前述任一項權利要求的方法，其中向外信號(S1)包括第一延遲數據，表示獲得第一電流測量值和傳輸向外信號之間的時間延遲(ta)，且返回信號(S2)也包括第一延遲數據。
8.根據權利要求7的方法，其中，返回信號(S2)還包括第二延遲數據，表示接收向外信號和獲得第二電流測量值之間的時間延遲(tc)。
9.根據權利要求8的方法，其中，返回信號(S2)還包括第三延遲數據，表示獲得第二電流測量值與發送返回信號之間的時間延遲(td)。
10.根據權利要求1-6任一項的方法，其中，返回信號(S2)包括表示接收向外信號(S1)和獲得第二電流測量值之間的時間延遲(tc)的數據，且其中向外傳播時間(tp1)是通過從向外信號的傳輸時間(tA1)和第二時標值(tB3)之間的差值減去時間延遲(tc)而計算出來的。
11.根據權利要求10的方法，還包括以下步驟通過從第一電流測量值的時間(tA1)和接收返回信號的時間(tA*)之間的差值減去接收向外信號和獲得第二電流測量值之間的延遲(tc)來計算總的傳播時間(tp1+tp2)。
12.一種電力網保護系統，包括多個安排為同步數字分層結構的保護設備(3A、3B)，並具有利用從全球定位衛星獲得的公共定時信號的同步裝置(5，6，7)，這些保護設備適合通過數字電流微分(所謂的「桌球」)技術相互通訊。
13.一種保護系統，用於一段電力網(2)，至少包括分別位於該段電力網上彼此分開的位置的第一和第二保護設備(3A，3B)和一個通訊網絡(1)，該通訊網絡在保護設備之間至少提供兩條不同路徑，每個保護設備包括一個時鐘信號發生器(5)，時鐘信號發生器(5)同步到一個時鐘信號，該時鐘信號從所有保護設備共用的一個遠程時鐘源導出，每個保護設備還包括電流傳感器(4)、數據處理器(10)、用於通過通訊網絡傳輸信號的發射器(8)、用於從網絡接收信號的接收器(9)、和用於操作電力線中一個關聯斷路器(X)的開關裝置(12)，每個保護設備的處理器配置為在電流測量值表示線路上存在故障的情況下觸發開關裝置以隔離該段線路，其特徵在於所述保護設備配置為執行根據權利要求1-11任一項的方法。
14.根據權利要求13的系統，其中，通訊網絡包括一個電訊網絡，並包括路由裝置，用於根據網絡狀態有選擇地沿至少兩條路徑中的任一條引導傳輸的信號。
15.根據權利要求13或14的系統，其中，每個保護設備包括一個用於接收GPS信號的天線和信號接收器，和用於從接收到的GPS信號導出定時信號的裝置。
全文摘要
一種電力網保護系統，利用確定由位於電力線上相互分開的第一和第二點的保護設備(3A、3B)獲得的電流信號的採集時間的方法。測量值在第一設備(3A)採集，並發送到第二設備(3B)，第二設備採集第二測量值並向第一設備發送回復。兩個測量值的時間用GPS信號同步，向外和返回信號(S1、S2)的總的傳播時間(tp1、tp2)存儲在存儲器中。在失去GPS信號的情況下，存儲的傳播時間用於計算第二測量值相對於第一測量值的實際時間。
文檔編號H02H3/05GK1489819SQ02804349
公開日2004年4月14日 申請日期2002年1月29日 優先權日2001年1月31日
發明者S·C·波茨, S C 波茨, N·L·洛賓遜, 洛賓遜 申請人:阿爾斯通公司