CN101320073A - 用于确定相对地故障的位置的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于确定电网的三相电线(30)上相对地故障的位置的方法和装置，包括：当故障电流和负载电流的比值具有第一值时，对应于等效负载距离，确定表示故障(F)距测量点(40)的距离估值的第一故障距离线；当故障电流与负载电流的比值具有不同于第一值的第二值时，确定至少一个第二故障距离线；确定所确定的故障距离线在叠加时相交处的距离；基于所确定的相交处的距离，确定测量点(40)与故障点(F)之间的距离。

Description

用于确定相对地故障的位置的方法

技术领域

本发明涉及电网中单相接地故障的定位。

背景技术

接地故障的定位是挑战性任务。有许多降低计算故障位置估值的精度的因素，如故障电阻和负载。分布式网络更是挑战性的，因为它们具有特定的特征，其进一步复杂化和挑战故障定位算法。这些包括例如线的不均匀，存在支线(lateral)和负载分接头(tap)。

在现代的基于微处理器的保护继电器中，基于阻抗的故障位置算法已成为工业标准。其之所以流行的原因是其容易实施，因为其利用与其它功能同样的信号。在定位短路故障时，其性能被证明是令人满意的，但其常常不能定位低电流接地故障，即，高阻抗接地系统中的接地故障。这是由于高阻抗接地网络中的接地故障从根本上不同于短路故障。

文献“Earth fault distance computation with fundamental frequencysignals based on measurements in substation supply bay”；Seppo Hanninen，Matti Lehtonen；VTT Research Notes 2153；Espoo 2002，公开了用于未接地的、消弧线圈(Petersen coil)补偿的和低阻抗接地的网络中单相接地故障的故障定位方法的实例。所公开的方法是基于在变电站供电室(substation supply bay)中的测量，因此该方法不能理想地应用于馈电器室(feeder bay)。基于文献中出现的仿真结果，该算法的性能是相当一般的：对于2 MVA负载和30ohm故障电阻，30km线中的最大误差是-6.25km，即，-21％。由于实际的干扰记录，可以预期甚至更大的误差。

现有技术故障定位算法一般是基于负载被分接到电线的端点(例如，馈电器)的假定，即，总是假定故障位于负载点的前面。在真实的中压馈电器中，该假定很少是正确的。事实上，由于考虑电压降，负载一般位于馈电器的开始端或者或多或少随机分布在整个馈电器长度上。在这样的情形中，降低了现有技术故障定位算法的精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法和用于实施该方法的装置，以克服以上问题或至少缓解该问题。通过方法、计算机程序产品和装置以达到本发明的目的，其特征为独立权利要求中所写明的内容。本发明的优选实施例被公开于从属权利要求中。

本发明是基于以下想法：根据电线的电压降分布确定到故障的距离并利用等效负载距离的概念，等效负载距离是指等效负载点距测量点的距离，该等效负载点等于被建模为集中在电线的单个点中的电线的总负载。

本发明的优点在于故障定位的精度可以得以改进。由于电线负载的现实的建模，可以得到更精确的故障位置。另外，本发明为负载电流提供改进的公差。

附图说明

下面，将参考随后的附图，借助于优选实施例更加详细地说明本发明，其中：

图1是示例可以使用本发明的电网的图；

图2示例了根据实施例的等效负载距离的导出；

图3是用于电线上单相接地故障的对称组件等效线路图；以及

图4是根据实施例的故障距离线的实例。

具体实施方式

本发明的应用不限于任何具体的系统，而是可以结合各种三相电系统被使用，以确定电网的三相电线上相对地故障的位置。例如，电线可以是馈电器，以及可能是高架线或线缆或二者的组合。例如，其中实施本发明的电力系统可以是电力传送或分布式网络或其组件，以及可能包括几个馈电器。而且，本发明的使用不限于采用50赫兹或60赫兹基频的系统或不限于任何特定的电压电平。

图1是示例其中可以应用本发明的电网的简化图。该图形仅示出了用于理解本发明所必需的组件。示范性网络可以是通过变电站馈电的中电压(例如，20kV)的分布式网络，包括变压器10和母线20。所示网络还包括电线出口(outlet)，即，馈电器，其中一个30被分开显示。其它可能的馈电器及其它网络部分，除电线30以外，被称为“背景网络”。该图形还显示了在电线开始端30处的保护继电器单元40，以及接地故障点F。保护继电器单元40可能位于变电站内。应当指出，在网络中可以有任意数目的馈电器或其它网络元件。也可以有几个馈电变电站。更进一步，例如，本发明可以被利用于没有变压器10的交换站。网络是三相网络，虽然为了清晰起见，图形中没有显示这些相。在图1的示范性系统中，本发明的功能可以位于继电器单元40中。也有可能只在单元40的位置处执行一些测量，然后把结果传送到另一位置中的单元用于进一步处理。换句话说，单元40可以仅仅是测量单元。

下面，其中使用本发明的三相电系统的三个相被称为L1，L2和L3。所监控的电流和电压值优选地由合适的测量装备获得，测量装备包括被连接到电系统的相的电流和电压变换器(图中未显示)。在大多数现有的保护系统中，这些值已经可用，因此本发明的实施不必需要任何单独的测量装备。如何得到这些值是与本发明的基本想法无关的，并取决于要被监控的具体的电系统。要被监控的电系统的三相电线30上的相对地故障F和对应的三相电线的故障相L1，L2或L3可通过例如与该电系统相关的保护继电器40被检测。相对地故障如何得以检测以及对应的故障相如何得以识别的具体方式是与本发明的基本想法无关的。

本发明利用电线的等效负载距离的概念。为了简要起见，等效负载距离以下被称为“ELD”。ELD的概念，或参数s，表示等效负载点距测量点的距离，该等效负载点等于被建模为集中在电线的单个点中的电线的总负载。换句话说，通过对电线的加载进行建模来对其加以考虑，优选地通过用位于距测量点的距离为s[0...1单位(p.u.)]处的虚拟的单个负载分接头来对该加载进行建模。参数s代表该ELD，其可以通过计算或通过在主网络中的测量得以确定，如以下更详细地示出的那样。

图2进一步使参数s的导出和含义形象化。在所示的示范性情形中，假定负载沿电线均匀分布。在图2中，实线显示实际的电压降。电压降的最大值出现在线的末端并用U_drop(real)代表。现在，如果该线的全部负载被集中为单个负载分接头并位于距变电站的距离为s处，所得最大电压降将等于实际的最大电压降U_drop(real)。图2中的虚线显示当总负载被集中在单个负载分接头中并位于距测量点距离为s时的电压降。

图3示例了用于单个相对地故障的对称组件等效电路，其中负载位于距测量点(本实例中的变电站)的距离为s处且故障位于距测量点的距离为d处。图3中所使用的符号如下：

Z _1S＝正序源阻抗。

Z _1T＝主变压器的正序阻抗。

d＝每单位故障距离(d＝0...1)。

s＝等效负载分接头的每单位距离。

Z _1Fd＝每相的电线的正序阻抗。

Z _1Ld＝每相的负载的正序阻抗。

Z _2S＝负序源阻抗。

Z _2T＝主变压器的负序阻抗。

Z _2Fd＝每相的电线的负序阻抗。

Z _2Ld＝每相的负载的负序阻抗。

Z _0T＝主变压器的零序阻抗。

Y _0Bg＝背景网络每相的相对地导纳。

Z _0Fd＝每相的电线的零序阻抗。

Y _0Fd＝每相的电线的相对地导纳。

R_F＝故障电阻。

I ₁＝在测量点处所测量的正序电流。

I _1Ld ＝正序负载电流。

I _F＝在故障位置处的故障组件电流。

I ₂＝在测量点处测量的负序负载电流。

I _2Ld＝负序负载电流。

I ₀＝在测量点处测量的零序电流。

I _0Fd＝电线本身的零序充电电流。

U ₁＝在测量点处测量的正序电压。

U ₂＝在测量点处测量的负序电压。

U ₀＝在测量点处测量的零序电压。

基于图3中所示的等效图，可以写出如下方程(U ₁ ＝故障相电压)：

U ₀+U ₁+U ₂＝U ₁ ＝U _0Fd+U _1Fd+U _2Fd+U _RF＝...

s·Z _1Fd·I ₁+(d-s)·Z _1Fd·I _F+s·Z _2Fd·I ₂+(d-s)·Z _2Fd·I _F+...

d·Z _0Fd·(I ₀+d·I _0Fd/2)+3·R_F·IF    (公式1)

在三相电线上出现故障后，当故障电流和负载电流的比值具有第一值时，通过基于所监控的电流量和电压量的值以及把监控的电流量和电压量与故障距离相联系的公式，对应于等效负载距离，确定表示故障距测量点的距离估值的第一故障距离线，从而进行故障距离计算。故障距离线优选地通过如下方式确定：

用于代表故障位置估值的故障距离线的坐标优选地通过代入s＝0(等效负载分接头位于馈电器的开始端，距离0.0单位处)和s＝1(等效负载分接头位于馈电器的末端，距离1.0单位处)从公式1导出。故障位置估值可以通过假定公式1中的项I _0Fd/2取决于或不取决于d而进行计算：

假定，公式1的项I _0Fd/2取决于d：

A＝re(Z _0Fd＊I _0Fd)＊im(I _F)+im(Z _0Fd＊I _0Fd)＊re(I _F)

B＝(-2＊re(Z _2Fd＊I _F)＊im(I _F)-2＊re(Z _0Fd＊I ₀)＊im(I _F)

+2＊im(Z _0Fd＊I ₀)＊re(I _F)-2＊im(I _F)＊re(Z _1Fd＊I _F)

+2＊re(I _F)＊im(Z _1Fd＊I _F)+2＊im(Z _2Fd＊I _F)＊re(I _F)

C＝2＊im(I _F)＊re(U _L)-2＊re(I _F)＊im(U _L)

d1(s＝0)＝(-B+sqrt(B＊B-4＊A＊C)/(2＊A)    (公式3a)

d2(s＝0)＝(-B-sqrt(B＊B-4＊A＊C)/(2＊A)    (公式3b)

对于故障距离d(s＝0)的有效的估值是d1或d2，以使得0＜d(s＝0)＜1(实践中可能需要一些误差容限)。

A＝-im(I _F)＊re(Z _0Fd＊I _0Fd)+im(Z _0Fd＊I _0Fd)＊re(I _F)

B＝-2＊im(I _F)＊re(Z _0Fd＊I ₀)+2＊re(I _F)＊im(Z _1Fd＊I _F)

+2＊re(I _F)＊im(Z _0Fd＊I ₀)-2＊im(I _F)＊re(Z _2Fd＊I _F)

+2＊im(Z _2Fd＊I _F)＊re(I _F)-2＊im(I _F)＊re(Z _1Fd＊I _F)

C＝2＊im(I _F)＊re(U _L)-2＊im(I _F)＊re(Z _1Fd＊I ₁)-2＊im(Z _2Fd＊I _F)＊re(I _F)

+2＊im(I _F)＊re(Z _1Fd＊I _F)-2＊im(I _F)＊re(Z _2Fd＊I ₂)-2＊re(I _F)＊im(U _L)

+2＊im(I _F)＊re(Z _2Fd＊I _F)-2＊re(I _F)＊im(Z _1Fd＊I _F)

+2＊im(Z _2Fd＊I ₂)＊re(I _F)+2＊im(Z _1Fd＊I ₁)＊re(I _F)

d1(s＝1)＝(-B+sqrt(B＊B-4＊A＊C))/(2＊A)    (公式4a)

d2(s＝1)＝(-B-sqrt(B＊B-4＊A＊C))/(2＊A)    (公式4b)

对于故障距离d(s＝1)的有效的估值是d1或d2，以使得0＜d(s＝1)＜1(实践中可能需要一些误差容限)。

可替换地，假定公式1的项I _0Fd/2不取决于d：

d(s＝0)＝2＊(-1＊re(I _F)＊im(U _L)+im(I _F)＊re(U _L))/

(-2＊re(I _F)＊im(Z _1Fd＊I _F)-2＊re(I _F)＊im(Z _2Fd＊I _F)-2＊re(I _F)＊im(Z _0Fd＊I ₀)-

1＊re(I _F)＊im(Z _0Fd＊I _0Fd)+2＊im(I _F)＊re(Z _1Fd＊I_F)+2＊im(I _F)＊re(Z _2Fd＊I _F)

+2＊im(I _F)*re(Z _0Fd＊I₀)+im(I _F)＊re(Z _0Fd＊I _0Fd)    (公式5)

d(s＝1)＝-2＊(re(I _F)＊im(U _L)-1＊re(I _F)＊im(Z _1Fd＊I ₁)

-1＊im(I _F)＊re(Z _2Fd＊I _F)+re(I _F)＊im(Z _1Fd＊I _F)-1＊re(I _F)＊im(Z _2Fd＊I ₂)-

1＊im(I _F)＊re(U _L)+re(I _F)＊im(Z _2Fd＊I _F)-

1m＊im(I _F)＊re(Z _1Fd＊I _F)+im(I _F)＊re(Z _2Fd)+im(I _F)＊re(Z _1Fd＊I ₁))/

(-2＊re(I _F)＊im(Z _1Fd＊I _F)-2＊re(I _F)＊im(Z _2Fd＊I _F)-2＊re(I _F)＊im(Z _0Fd＊I ₀)-

1＊re(I _F)＊im(Z _0Fd＊I _0Fd)+2＊im(I _F)＊re(Z _1Fd＊I _F)+2＊im(I _F)＊re(Z _2Fd＊I _F)

+2＊im(I _F)＊re(Z _0Fd＊I ₀)+im(I _F)＊re(Z _0Fd＊_I 0Fd)    (公式6)

按照本发明的实施例，电流变量和电压变量被优选地选择如下：

U ₁＝故障相电压

I ₁＝正序电流分量

＝(I _L1+a·I _L2+a ²·I _L3)/3

I ₂＝负序电流分量

＝(I _L1+a ²·I _L2+a·I _L3)/3

I ₀＝零序电流分量＝(k _L1+I _L2+I _L3)/3

I _F＝K ₁·I ₀或可替换地I _F＝I ₂

I _0Fd＝(K ₁-1)·I ₀或可替换地I _0Fd＝(I ₂-I ₀)

其中

a＝cos(120°)+j·sin(120°)

K ₁＝电流分布因子。

电流分布因子K ₁可能用以下公式计算：

${\underset{\‾}{K}}_1=\frac{{\underset{\‾}{Y}}_{0F}+{\underset{\‾}{Y}}_{0\mathrm{BG}}}{{\underset{\‾}{Y}}_{0\mathrm{BG}}}=\frac{{\underset{\‾}{Y}}_{0\mathrm{TOT}}}{{\underset{\‾}{Y}}_{0\mathrm{BG}}}$ (公式7)

其中

Y _0F＝电线的视在零序导纳。

Y _0BG＝背景网络的视在零序导纳。

Y _0F可以通过使用预定的导体数据被确定：

${\underset{\‾}{Y}}_{0F}=\frac{1}{R_{L0F}}+j\·\mathrm{\ω}\·C_{0F}=\frac{1}{R_{L0F}}+j\·\frac{1}{X_{C0F}},$

                      25    (公式8)

其中

R_L0F＝代表电线的泄漏损耗的电阻

X_C0F＝电线的相对地容抗

参数X_C0F可以基于电线的相对地电容进行计算：

$X_{C0F}=\frac{1}{j\·\mathrm{\ω}\·C_{0F}},$ 其中C_0F＝电线的每相的总的相对地电容。

如果电线的接地故障电流的大小I_ef是已知的，则对应的每相的地电容可以通过使用以下公式进行计算：

$C_{0F}=\frac{I_{\mathrm{ef}}}{3\·\mathrm{\ω}\·U_V}$ 其中U_V＝相对地电压的大小。

对于参数R_L0F的精确值一般是未知的，但基于电场记录，可以使用10...30·X_C0F的近似值。由于Y _0F常常主要是电容性的，得知R_L0F的精确值是不重要的。

可替换地，Y _0F的值可以通过测量被确定：

${\underset{\‾}{Y}}_{0F}=\frac{\mathrm{\Δ}{\underset{\‾}{I}}_0}{\mathrm{\Δ}{\underset{\‾}{U}}_0}$ (公式9)

其中

ΔI ₀＝(I _0故障-I _故障前)＝在测量点处所测量的零序电流分量的增量

ΔU ₀＝(U _0故障-U _故障前)＝在测量点处所测量的零序电压分量的增量

无论何时在电线之外出现接地故障时，都可以进行(公式9)的测量。注意，然而，所计算的值与馈电器当前的开关状态相匹配，因此如果所保护的馈电器的开关状态变化，则该值不再有效。在这种情形中，应当优选地重复测量。

对于Y _0BG的值可以通过使用在电线上的单相接地故障期间所测量的零序量被确定：

${\underset{\‾}{Y}}_{0\mathrm{BG}}=-\frac{\mathrm{\Δ}{\underset{\‾}{I}}_0}{\mathrm{\Δ}{\underset{\‾}{U}}_0}$ (公式10)

Y _0BG的值说明背景网络的特性。电抗部分与故障电流的大小成比例，且电阻部分说明电阻性泄漏损耗的大小。

由于在零序电流中稳态不对称一般可以忽略，则对(公式9)和(公式10)中的零序电流，不是绝对需要增量。然而，单独相的相对地电容中的不平衡生成稳态零序电压，应当使用高阻抗接地网络中的增量对其进行消除。

故障距离优选地基于电压和电流的故障前的值和故障值被确定。然而，这样的增量的使用不是关键的。电压和电流优选地被选择如下：

U ₁＝U ₁

U ₂＝U ₂

U ₀＝U ₀

I ₁＝I ₁

I ₂＝I ₂

I ₀＝ΔI ₀

I _F＝ΔI _F

I _0Fd＝ΔI _0Fd

其中Δ＝故障前的值-故障值。

由于在零序电流中的稳态不对称一般可以忽略，对零序电流不是绝对需要增量。另外，负序电流量可以不用增量计算，特别是如果稳态负序电流小的话(即，负载没有显著的不平衡)。因此，量ΔI ₀和/或ΔI ₂可以分别用I ₀和/或I ₂替代。

以前的公式假定了相L1中的接地故障条件。如果故障出现在相L2或L3中，则应当将正序和负序分量进行相位调节。这可以基于公知的对称分量理论来完成。取相L1作为优选项：

L1：U ₂＝U ₂     I ₂＝I ₂      U ₁＝U ₁      I ₁＝I ₁

L2：U ₂＝a·U ₂  I ₂＝a·I₂   U ₁＝a ²·U ₁  I ₁＝a ²·I₁

L3：U ₂＝a ²·U ₂ I ₂＝a ²·I₂  U ₁＝a·U ₁   I ₁＝a·I₁

在计算后，所得故障距离线在(d，s)域中具有以下坐标：

s＝0，d＝{d(s＝0)}

s＝1，d＝{d(s＝1)}    (公式11)

换句话说，故障距离线的两个端点在(d，s)域中具有以下坐标：(d，s)＝(d(s＝0)，0)和(d(s＝1)，1)。

在第一故障距离线已经被确定后，当故障电流与负载电流的比值具有不同于第一值的第二值时，通过基于监控的电流量和电压量的值以及把监控的电流量和电压量与故障距离相联系的公式，对应于等效负载距离，确定表示故障距测量点的距离估值的至少一个第二故障距离线，从而进行故障距离计算。换句话说，一个或多个第二(附加的)故障线以类似于上述的第一故障距离线的方式被确定，但使得故障电流与负载电流的比值具有不同的值。如果多于一个第二故障线被确定，则故障电流与负载电流的比值优选地每次具有不同的值。故障电流与负载电流大小的比值的改变可以通过变换电网的开关状态而实现，例如在延时的自动重合闸序列(auto-reclosing sequence)的无电流时间(dead-time)期间，在背景网络中进行一些人工或自动切换操作。这样的切换操作也可能包括改变通过消弧线圈接地的系统中的接地故障电流补偿的程度。

所确定的故障距离线可以在(d，s)域中在如图4所示的所得到的两个坐标之间画出，其包括两个故障距离线41和42。故障距离线从而在(d，s)域中被叠加。这些线的交点43位于距测量点的故障距离为d处(即，故障距离线之间交点的d坐标)，并可以被确定。按照本发明的实施例，所确定的故障距离线在叠加时相交处的距离被确定，且基于所确定的相交的距离，确定测量点与故障点之间的距离。

根据实施例，一个第二故障距离线被确定，从而得到图4的实例中所示的两个故障距离线41和42。在这种情形中，根据实施例，第一故障距离线与第二故障距离线相交处距测量点的距离被确定为测量点与故障点之间的距离。

根据另一个实施例，多于一个的第二故障距离线被确定，从而得到三个或更多个故障距离线。如果在这种情形中不同的故障距离线的交点不是同一个点，例如，由于多种误差来源导致这种情形，则有可能得到多于一个交点。在这种情形中，根据实施例，所确定的故障距离线相交处距测量点的距离的平均值(交点的d坐标的平均值)可以被确定为测量点与故障点之间的距离。例如，平均值可以是交点的距离的计算平均值。也有可能图形化地确定平均值。在几个交点的情形中，也有可能基于交点以不偏离本发明的基本概念的其它一些方式确定测量点与故障点之间的距离。例如，可以使用一些种类的图形化分析。而且，故障距离线越垂直，其可能越精确。因此，当确定测量点与故障点之间的距离时，较之更倾斜的线，给予最垂直的故障距离线的交点更多的关注。

在故障距离线之间的交点43可以通过从图形进行目视检查或通过计算而被找出。当故障距离线如图4示范性所示被图形化地表示时，可目视确定交点及从而测量点与故障点之间的距离，其中交点43被投影在d轴上(点f)，以便得到该交点43的d坐标。交点的计算需要使得故障距离线用一个或多个公式表示。例如，通过表示：

对于第一故障距离线：d(s＝0)＝ds0a和d(s＝1)＝ds1a；以及

对于第二故障距离线：d(s＝0)＝ds0b和d(s＝1)＝ds1b，

第一和第二故障距离线的交点的d坐标值可以使用以下公式而得到：

$d=\frac{-\mathrm{ds}0b\·\mathrm{ds}1a+\mathrm{ds}0b\·\mathrm{ds}0a+\mathrm{ds}0a\·\mathrm{ds}1b-\mathrm{ds}0a\·\mathrm{ds}0b}{\mathrm{ds}1b-\mathrm{ds}0b-\mathrm{ds}1a+\mathrm{ds}0a}$ (公式12)

实施本发明的方法的装置可以仅仅输出故障距离线，由此这样的设备的用户将基于所输出的信息执行测量点与故障点之间的距离的实际确定。在这种情形中，例如，故障距离线可被输出到显示屏幕、打印机或存储装置。还应当指出，故障距离线可以被定义为是连续的或离散的。

根据本发明实施例的装置可被实施为使其包括计算单元，其确定如上所述的故障距离线。这样的计算单元还可能被附加地配置成确定测量点与故障点之间的距离。该装置还可进一步包括：检测单元，其检测在电线上的故障；和/或识别单元，其识别电线的故障相或相。这里，术语“单元”通常是指物理的或逻辑的实体，如物理装置或其一部分或软件例程。上述的本发明的其它实施例例如可用计算单元或者一个或多个附加单元进行实施。上面提到的检测、识别和计算单元及可能的附加单元可以是物理地分开的单元或被实施为一个实体。例如，一个或多个这些单元可处于图1的保护继电器单元40中。当故障相的故障检测和/或识别由独立的单元或在要保护的系统中可能已存在的单元执行时，本发明可以用接收来自这样的单元的故障相的故障检测信息和指示的装置进行实施。

例如，根据本发明的任何一个实施例的装置可以借助于其中具有合适软件的计算机或对应的数字信号处理器件进行实施。这样的计算机或数字信号处理器件优选地至少包括：存储器，其提供被使用于算术运算的存储区；以及处理器，如通用数字信号处理器(DSP)，用于实行算术运算。也有可能使用用于实施根据本发明的任一个实施例的功能性的专用集成电路或对应的组件和设备。

本发明可以在现有的系统元件中，如各种保护继电器或继电器装备，在分布式管理系统(DMS)中，或通过使用独立的专用元件或设备以集中或分布式的方式进行实施。当前用于电系统的保护设备，如保护继电器，一般包括处理器和存储器，其可被用于根据本发明实施例的功能中。因此，用于实施本发明实施例的所需的所有修改和配置，例如在现有的保护设备中的修改和配置，可被作为软件例程执行，其可被作为添加的或更新的软件例程实施。如果本发明的功能性通过软件进行实施，则这样的软件可以被作为包括计算机程序代码的计算机程序产品提供，该计算机代码在计算机上运行时，使得计算机或对应的装备执行如上所述的根据本发明的功能性。这样的计算机程序代码可以被存储在计算机可读媒体，如合适的存储器装置，例如闪存或盘存储器中，其可以从这些存储器装置加载到实行程序代码的单元或多个单元。另外，例如实施本发明的这样的计算机程序代码可以经由合适的数据网络被加载到执行计算机程序代码的单元或多个单元，以及其可以替换或更新可能现有的程序代码。

对本领域技术人员明显的是，随着技术进步，本发明的概念可以以多种途径进行实施。本发明及其实施例不限于以上描述的实例，而是可以在权利要求的范围内改变。

Claims (22)

1.一种用于确定电网的三相电线上相对地故障的位置的方法，该方法包括：

监控在测量点处三相电线的电流和电压量，其特征在于，该方法包括在三相电线中出现故障后：

当故障电流和负载电流的比值具有第一值时，基于所监控的电流量和电压量的值以及把所监控的电流量和电压量与故障距离相联系的公式，对应于等效负载距离确定表示故障距测量点的距离估值的第一故障距离线，其中，等效负载距离表示等效负载点距测量点的距离，该等效负载点等于被建模为集中在电线的单个点中的电线的总负载；

当故障电流与负载电流的比值具有不同于第一值的第二值时，基于监控的电流量和电压量的值以及把监控的电流量和电压量与故障距离相联系的公式，对应于等效负载距离确定表示故障距测量点的距离估值的至少一个第二故障距离线；

确定所确定的故障距离线在叠加时相交处距测量点的距离；以及

基于所确定的相交处的距离，确定测量点与故障点之间的距离。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，确定一个第二故障距离线。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于，该方法包括把第一故障距离线与第二故障距离线相交处距测量点的距离确定为测量点与故障点之间的距离。

4.根据权利要求1的方法，其特征在于，确定一个以上的第二故障距离线，以使得故障电流与负载电流的比值每次具有不同的值。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于，该方法包括把所确定的故障距离线相交处距测量点的距离的平均值确定为测量点与故障点之间的距离。

6.根据权利要求1到5中任一权利要求的方法，其特征在于，通过变换电网的开关状态来改变故障电流与负载电流的比值。

7.根据权利要求1到6中任一权利要求的方法，其特征在于，故障距离线被图形化地表示。

8.根据权利要求7的方法，其特征在于，故障距离线相交处的距离的确定是通过目视执行的。

9.根据权利要求1到6中任一权利要求的方法，其特征在于，故障距离线由一个或多个公式表示。

10.一种包括计算机程序代码的计算机程序产品，其中，程序代码在计算机中的实现使得计算机执行根据权利要求1到9中任一项所述的方法的步骤。

11.一种用于电网的三相电线上相对地故障的定位的装置，该装置被配置成监控在测量点(40)处三相电线(30)的电流量和电压量，其特征在于，该装置被配置成三相电线(30)中出现故障(F)之后执行以下操作：

当故障电流和负载电流的比值具有第一值时，基于所监控的电流量和电压量的值以及把所监控的电流量和电压量与故障距离相联系的公式，对应于等效负载距离确定表示故障距测量点(40)的距离估值的第一故障距离线，其中，等效负载距离表示等效负载点距测量点的距离，该等效负载点等于被建模为集中在电线(30)的单个点中的电线的总负载；以及

当故障电流与负载电流的比值具有不同于第一值的第二值时，基于监控的电流量和电压量的值以及把监控的电流量和电压量与故障距离相联系的公式，对应于等效负载距离确定表示故障距测量点(40)的距离估值的至少一个第二故障距离线。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，该装置进一步被配置成检测三相电线上的故障(F)和三相电线(30)的故障相。

13.如权利要求11或12所述的装置，其特征在于，该装置被配置成确定一个第二故障距离线。

14.如权利要求11或12所述的装置，其特征在于，该装置被配置成确定一个以上的第二故障距离线，以使得故障电流与负载电流的比值每次具有不同的值。

15.如权利要求11到14中任一权利要求所述的装置，其特征在于，该装置被配置成：

确定所确定的故障距离线在叠加时相交处距测量点的距离；以及

基于所确定的相交处的距离，确定测量点(40)与故障点(F)之间的距离。

16.如权利要求13和15所述的装置，其特征在于，该装置被配置成把第一故障距离线与第二故障距离线相交处距测量点的距离确定为测量点(40)与故障点(F)之间的距离。

17.如权利要求14和15所述的装置，其特征在于，该装置被配置成把所确定的故障距离线相交处距测量点的距离的平均值确定为测量点(40)与故障点(F)之间的距离。

18.如权利要求11到14中任一权利要求所述的装置，其特征在于，该装置被配置成输出所确定的故障距离线。

19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，该装置被配置成以图形形式输出所确定的故障距离线。

20.如权利要求18或19所述的装置，其特征在于，该装置被配置成输出互相叠加的所确定的故障距离线。

21.如权利要求11到20中任一权利要求所述的装置，其特征在于，该装置被配置成通过变换电网的开关状态来改变故障电流与负载电流的比值。

22.如权利要求11到21中任一权利要求所述的装置，其特征在于，该装置是保护继电器。

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