DE10002360A1

DE10002360A1 - Fehlerlokalisierer

Info

Publication number: DE10002360A1
Application number: DE10002360A
Authority: DE
Inventors: Akio Takeda; Yasuhiro Kurosawa
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2000-07-27
Also published as: CN1261671A; SE0000158D0; SE0000158L; US6097280A; JP2000214210A

Abstract

Ein Fehlerlokalisierer (1) einer Parallelübertragungsleitung schließt eine Datenempfangseinheit (11) ein, die das Übertragungs- und Empfangssignal von jedem Stromdifferentialrelais (31A, 32A, 31B, 32B), welche an Übertragungsleitungen (#10L, #20L) vorgesehen sind, empfängt und den Empfangszeitpunkt des Übertragungssignals von einem Eigenanschluß (A) mißt. Eine Fehlererfassungseinheit (12) bewertet die Fehlererfassung auf der Übertragungsleitung auf der Grundlage von Stromdaten, die von der Datenempfangseinheit (11) empfangen werden, und gibt ein Startsignal aus. Eine Datenspeichereinheit (13) speichert einen festgelegten Fehlererzeugungsbereich einer Anzahl von elektrischen Daten vom Eigenanschluß (A), die zuvor gespeichert wurden, und einem Anschluß der Gegenseite (B), wenn die Größe der elektrischen Daten von jedem Eigenanschluß (A), die von der Datenempfangseinheit (11) und dem Anschluß der Gegenseite (B) empfangen wurden, gespeichert werden und ein Startsignal empfangen wird. Basierend auf Informationen über den Empfangszeitpunkt, der mit der Datenempfangseinheit (11) zur Zeit des Datenempfangs eines Übertragungssignals des Eigenanschlusses (A) gemessen wurde, führt eine Synchron-Korrektureinheit (14) eine Synchron-Korrekturbearbeitung zwischen jeder Leitung (#10L, #20L) im Speicher aus. Eine Einstelleinheit (15) gibt einen Impedanzwert und die Leitungslänge für drei Phasen als Einstellwerte ein. Unter Verwendung der Impedanzeinstellung für drei Phasen und der ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Fehlerlokalisierer, der eine Fehlerlokalisierung durchführt, indem elektrische Werte einer positiven Phasenfolge verwendet werden, basierend auf elektrischen Daten, die die positive Phasenfolgespannung und den Strom jeder Phase eines Anschlusses (Eigenanschluß) und eines weiteren Anschlusses oder weiterer Anschlüsse (der Gegenseitenanschluß oder die Gegenseitenanschlüsse) einschließen, wobei die An schlüsse bei einer Parallelübertragungsleitung vorgesehen sind und die Daten ohne weite res von allen mit der Parallelübertragungsleitung verbundenen Anschlüssen über ein Stromdifferentialrelais, wie einem Pulscodemodulations-Relais (im folgenden als PCM- Relais bezeichnet), erhalten werden können.

Bei der herkömmlichen Technik wurden z. B. ein Stoßwellenempfangssystem oder ein Im pulsradarsystem als ein Fehlerlokalisiersystem einer Übertragungsleitung eingesetzt.

Mit dem Stoßwellensystem (im folgenden als System 1 bezeichnet) wird der Abstand zu einem Fehlerpunkt in Abhängigkeit der Übertragungszeitdifferenz (Laufzeitdifferenz) an beiden Seiten der Übertragungsleitung, die eine Fehlerstoßwelle aufweist, gemessen.

Wenn ein Fehler auftritt, gibt das Pulsradarsystem (im folgenden als System 2 bezeichnet) vom Eigenanschluß ein Pulssignal aus und die Pulsrücklaufzeit von einem Fehlerpunkt bestimmt den Fehlerpunkt.

Darüber hinaus wurde in den letzten Jahren ein Impedanzmeßsystem angewendet:

Bei dem System 1 und System 2 ist eine Signalkopplungsausrüstung erforderlich, um elektrische Daten auf einen vorbestimmten Pegel umzuwandeln, so daß er auf die Übertra gungsleitung ausgegeben werden kann. Jedoch ist eine solche Signalkopplungsausrüstung relativ teuer.

Andererseits setzt noch ein weiteres System (im folgenden als System 3 bezeichnet) die durch einen Spannungsumformer und einem Stromumformer erhaltene Spannung und den erhaltenen Strom in digitale Daten um. Das System 3 mißt den Abstand zum Fehlerpunkt anhand der Impedanz, die unter Verwendung der digitalen Daten erhalten wird.

Was das System 3 betrifft, so wurden mehrere Systeme vorgeschlagen: z. B. beschreibt die japanische Patentveröffentlichung Nr. 58-29471 ein System zum Bewerten der Fehlerstelle mittels einer Spannung und eines Stroms von einem Anschluß sowie einen Fehlerlokalisie rer der Übertragungsleitung.

Ein Artikel von Houki und Kitani, veröffentlicht 1957 durch die Ohm Company, be schreibt ein System zum Bewerten des Fehlerpunktes anhand der Spannung und des Stro mes an zwei Anschlüssen.

Es besteht allgemein ein System, welches basierend auf einer unten angegebenen Glei chung das Impedanzmeßsystem an einer einseitigen Fehlerstelle verwendet, indem ein Vektorsummenstrom von Stromdaten eines jeden Anschlusses, welche durch ein digitales Differentialrelais erhalten werden und gleich dem Fehlerstromanteil sind, verwendet wer den.

Fig. 8 ist ein Systemdiagramm, das ein Impedanzmeßsystem zeigt.

Von Fig. 8 ist gut bekannt, daß folgende Gleichungen erfüllt sind.

V_A = x.z.I_A + V_F (1)

V_F = I_F.R_F (2)

V_A: Spannung des A-Anschlusses
I_A: Strom des A-Anschlusses
z: Impedanzwert pro Einheitslänge der Übertragungsleitung
V_F: Restspannung des Fehlerpunkts
I_F: Fehlerstrom
R_F: Widerstand des Fehlerpunkts (Fehlerwiderstand)
x: Meßwert (Abstand des A-Anschlusses vom Fehlerpunkt)

Wenn R_F der Realteil des Widerstandes ist, ist die unten angegebene Gleichung (3) erfüllt, wobei:
*: den konjugierten Anteil bedeutet und Im{}: den Imaginärteil von {} bezeichnet.

Der Meßwert : x ist durch eine Gleichung (4) gegeben, die auf Gleichung (3) basiert.

I_m{V_A.I_F*} = I_m{x.z.I_A.I_F* + R_F.I_F.I_F*}
= I_m{x.z.I_A.I_F*} (3)

x = [I_m{V_A.I_F*}]/[I_m{z.I_A.I_F*}] (4)

Gleichung (4) ist für den Fall erfüllt, daß der Widerstand des Fehlerpunktes als reeller Wi derstand behandelt wird.

Wenn der Widerstand des Fehlerpunktes einen Reaktanzteil bzw. einen Blindwiderstands anteil aufweist, weisen I_F und V_F nicht die gleiche Phase auf. Folglich wird ein Meßfehler auftreten, weil die Gleichung (3) in diesem Fall nicht erfüllt ist.

Wenn eine Spannung vom Gegenseitenanschluß bzw. Gegenstellenanschluß verwendet wird, um so die oben erwähnte Situation zu lösen, kann der Meßwert : x durch die Verwen dung der Gleichung (5) berechnet werden, ohne daß dieser durch die Restspannung bzw. Differenzspannung des Fehlerpunkts beeinflußt wird.

V_A = x.z.I_A + V_F
V_B = (L - x).z.I_B + V_F
x = (V_A- V_B + L.z.I_B)/[z.{I_A+ I_B}] (5)

V_B: Spannung des B-Anschlusses
I_B: Strom des B-Anschlusses
L: Leitungslänge zwischen dem A-Anschluß und dem B-Anschluß.

Wenn jedoch ein Stromdifferentialrelais verwendet wird, sind der Strom und die Spannung von allen Phasen des Gegenseitenanschlusses erforderlich, um die Fehlerlokalisierung durch die Anwendung der Gleichung (5) auszuführen.

Obwohl gerade die Stromdaten des Stromdifferentialrelais verwendet werden sollten, kann die Spannung wegen der Begrenzung der Datenübertragungsrate nicht bezüglich aller Pha sen übertragen werden.

Zum Beispiel beträgt die Übertragungsrate eines PCM-Relais, welches ein typisches Ge genseitenanschluß-Relais ist, 54 kbps z. B. gemäß "Institute of Electrical Engineers of Ja pan paper magazine B (113 No. 2, Heisei 5)".

Ein tatsächliches Beispiel einer Übertragung beschreibt das Dokument 41-TOSHIBA RE VIEW No. 11 "Digital current differential relay equipment for transmission line", Novem ber, 1986.

Hier ist ein Teil des oben erwähnten Dokuments in Fig. 9 dargestellt. Entsprechend Fig. 9 werden alle Stromdaten der drei Phasen (a, b, c) innerhalb eines Zeitrahmens von drei Pha sen*12 Bits/(1/720 Hz = 1,388 ms) übertragen. Als Spannungsdaten werden 4 Bits/(1/ 720 Hz = 1.388 ms) zugeteilt.

Ferner ist es zur Bestimmung, was als Werte jeder Phase verarbeitet werden soll, notwen dig, die Menge der elektrischen Werte zur Ausführung der Fehlerlokalisierung in Abhän gigkeit davon zu ändern, welche die Fehlerphase ist.

Zum Beispiel müssen im Falle eines zweiphasigen Fehlers bzw. Kurzschlusses und eines Massefehlers die Spannung von Phase-zu-Phase und der Strom von Phase-zu-Phase ver wendet werden.

Außerdem müssen im Falle eines Einphasen-Massefehlers die elektrischen Werte der Mas sefehlerphase verwendet werden.

Weil die Funktion, die die Fehlerphase für diesen Zweck sortiert, notwendig ist, ist es er forderlich, die Daten der elektrischen Werte aller Phasen zum Gegenseitenanschluß zu senden.

Um die Genauigkeit der Berechnung zur Ausführung der Fehlerlokalisierung zu verbes sern, ist allgemein eine Korrektur notwendig, die die elektromagnetische Induktion durch eine benachbarte Leitung berücksichtigt. Bei der parallelen Übertragungsleitungsstruktur wird hier in Bezug auf die eine Leitung die andere Leitung als Nachbarleitung bezeichnet.

Es werden nämlich der (z.I_A)-Teil eines Divisors in der Gleichung (4) oder der (z.I_B)-Teil und der [z.(I_A + I_B)]-Teil eines Divisors in der Gleichung (5) auf eine Weise berechnet, wie sie in der Gleichung (6) angegeben ist. Die Gleichung (6) stellt den Fall eines r- Phasenfehlers dar.

(z.I)_r = Z_rr.I_r + z_rs.I_s + z_rt.I_t+ z_rr'.I_r'+ z_rs'.I_s' + z_rt'.I_t' (6)

I_r', I_S', I_t': Strom der Nachbarleitung
r, s, t: drei Phasen
z_rr: Eigenimpedanz der r-Phase der Eigenleitung
z_rs: Kopplungsimpedanz der r-Phase der Eigenleitung, beeinflußt durch die s-Phase der Eigenleitung
z_rt: Kopplungsimpedanz der r-Phase der Eigenleitung, beeinflußt durch die t-Phase der Ei genleitung
z_rr': Kopplungsimpedanz der r-Phase der Eigenleitung, beeinflußt durch die r-Phase der Nachbarleitung
z_rs': Kopplungsimpedanz der r-Phase der Eigenleitung, beeinflußt durch die s-Phase der Nachbarleitung
z_rt': Kopplungsimpedanz der r-Phase der Eigenleitung, beeinflußt durch die t-Phase der Nachbarleitung

Das heißt, wenn die aufgrund der Nachbarleitung verursachte elektromagnetische Indukti on in Betracht gezogen wird, sind die Stromdaten der Nachbarleitung erforderlich, um eine genaue Fehlerlokalisierung durchzuführen. Mit anderen Worten, wenn ein Fehler auf der r- Phase der Eigenleitung auftritt, wird der Spannungsabfall auf der r-Phase der Eigenleitung durch die Schwankung des Stroms einer anderen Phase (wie der s-Phase der Eigenleitung, der t-Phase der Eigenleitung, der r-Phase der Nachbarleitung, der s-Phase der Nachbarlei tung, der t-Phase der Nachbarleitung) beeinflußt.

Wenn jedoch, wie oben erwähnt, in Betracht gezogen wird, alle Spannungsdaten und Stromdaten von jedem Stromdifferentialrelais, das bei einer Leitung #10L und einer Lei tung #20L vorgesehen ist, zu erhalten, da ein Stromdifferentialrelais normalerweise gemäß der Länge jeder Leitung vorgesehen ist, wird eine Abtastsynchronisation nicht zwischen jeder Leitung #10L und #20L ausgeführt. Folglich können die Spannungsdaten und Strom daten in diesem Falle nicht zur Ausführung der Fehlerlokalisierung verwendet werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Fehlerlokalisierer vorzusehen, der eine Fehler lokalisierung anhand einer minimalen Menge an elektrischen Werten verbessert, wobei keine Sortierung der Fehlerphase notwendig ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1, weist der Fehlerlokalisierer zum Ausführen einer Fehlerlokalisierung bei einer Parallelübertragungsleitung, die eine erste Leitung und eine zweite Leitung mit einem Anschluß an beiden Seiten aufweist, basierend auf dem Status der Parallelübertra gungsleitung durch ein Stromdifferentialrelais, dessen Anschlüsse an beiden Seiten der ersten Leitung und der zweiten Leitung vorgesehen sind, auf: eine Datenempfangseinheit zum Empfangen eines Übertragungssignals und eines Empfangssignals von dem Stromdif ferentialrelais, das bei einem ersten Anschluß der Anschlüsse an beiden Seiten vorgesehen ist, zum Messen eines Empfangszeitablaufs des Übertragungssignals von dem Stromdiffe rentialrelais, das bei dem ersten Anschluß vorgesehen ist, wobei das Übertragungssignal und das Empfangssignal jeweils den Status der Parallelübertragungsleitung einschließen; eine Fehlererfassungseinheit zum Erfassen eines Fehlers auf der ersten Leitung und der zweiten Leitung basierend auf elektrischen Daten, die den Status der Parallelübertra gungsleitung und den Empfangszeitablauf von der Datenempfangseinheit einschließen, wobei die Fehlererfassungseinheit ein Startsignal ausgibt, wenn der Fehler erfaßt wird; eine Datenspeichereinheit zum Speichern und Aktualisieren der elektrischen Daten von der ersten Leitung und der zweiten Leitung von der Datenempfangseinheit, die die elektrischen Daten, die mit dem Fehler in Bezug stehen, speichert, wenn das Startsignal von der Feh lererfassungseinheit ausgegeben wird, wobei die elektrischen Daten mit dem ersten An schluß und einem Gegenseitenanschluß, der mit einem zweiten Anschluß der ersten und der zweiten Leitung korrespondiert, in Zusammenhang stehen; eine Synchron- Korrektureinheit zum Ausführen einer Synchron-Korrekturbearbeitung an den elektrischen Daten, die gespeichert wurden als das Startsignal ausgegeben wurde, basierend auf Infor mationen über den Empfangszeitablauf des Übertragungssignals von der Datenempfangs einheit; eine Einstelleinheit zum Einstellen eines Impedanzwertes von drei Phasen und einer Leitungslänge der ersten Leitung und der zweiten Leitung als einen Einstellwert; eine Fehlerlokalisiereinheit zum Ausführen einer Fehlerlokalisierung unter Verwendung der elektrischen Daten nach der Synchron-Korrekturbearbeitung durch die Synchron- Korrektureinheit, des Impedanzwertes der drei Phasen und der Leitungslänge von der Ein stelleinheit, wobei ein als Ergebnis erhaltener Meßwert einer Entfernung zu einem Fehler punkt entspricht; und einer Ausgabeeinheit zum Ausgeben des gemessenen Wertes.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Funktionsschaltbild, das ein erstes Ausführungsbeispiels eines Fehlerlokali sierers gemäß dieser Erfindung darstellt,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm, das ein zweites Ausführungsbeispiel eines Fehlerlokalisierers gemäß der Erfindung erläutert,

Fig. 3 ein Zeitdiagramm, das ein drittes Ausführungsbeispiel eines Fehlerlokalisierers gemäß dieser Erfindung erläutert,

Fig. 4 ein Funktionsschaltbild, das ein viertes Ausführungsbeispiel eines Fehlerlokali sierers gemäß dieser Erfindung erläutert,

Fig. 5 ein Systemdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Fehlerlokalisierers ge mäß dieser Erfindung darstellt,

Fig. 6 ein Funktionsschaltbild, das ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Fehlerlokali sierers gemäß dieser Erfindung erläutert,

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm, das eine Bearbeitung eines sechsten Ausführungsbeispiels eines Fehlerlokalisierers gemäß dieser Erfindung darstellt,

Fig. 8 ein Systemdiagramm, das ein Prinzip eines Impedanzmeßsystems darstellt, und

Fig. 9 ein Übertragungsformat, das ein Übertragungssystem eines PCM-Relais dar stellt.

Fig. 1 ist ein Funktionsschaltbild, das ein erstes Ausführungsbeispiel eines Fehlerlokalisie rers gemäß der Erfindung darstellt.

#10L und #20L bezeichnen eine erste und zweite Leitung einer parallelen Übertragungs leitungsstruktur bei der die Fehlerstelle bzw. Kurzschlußstelle gefunden werden soll.

Zunächst wird die an einen A-Anschluß angrenzende Seite (der "Eigenanschluß") be schrieben.

PCM-Relais 31A, 32A erhalten von Stromübertragern 11A, 12A und Spannungsübertra gern 21A, 22A, die an der Seite des A-Anschlusses (Eigenanschluß) vorgesehen sind, Stromdaten und Spannungsdaten.

Ebenso werden elektrische Werte, wie die Stromdaten und Spannungsdaten, übertragen und empfangen, wobei kontinuierlich eine Abtastsynchronisierung an den PCM-Relais 31B, 32B, die an der an den B-Anschluß angrenzenden Seite ("der Gegenanschluß") vor gesehen sind, durchgeführt wird.

Ein Fehlerlokalisierer 1 schließt eine Datenempfangseinheit 11, eine Fehlererfassungsein heit 12, eine Datenspeichereinheit 13, eine Synchron-Korrektureinheit 14, eine Einstellein heit 15, eine Fehlerlokalisiereinheit 16 und eine Ausgabeeinheit 17 ein.

Nachfolgend wird jedes Element des Fehlerlokalisierers 1 kurz erläutert.

Die Datenempfangseinheit 11 führt den Datenempfang von jedem PCM-Relais 31A, 31B aus.

Die Fehlererfassungseinheit 12 erfaßt einen Fehler auf der Grundlage von Daten von der Empfangseinheit 11.

Die Datenspeichereinheit 13 speichert Daten von der Datenempfangseinheit 11 und der Fehlererfassungseinheit 12 als Speicherdaten.

Die Synchron-Korrektureinheit 14 führt die Synchron-Korrekturbearbeitung zwischen den Leitungen #10L und #20L aus.

Die Einstelleinheit 15 stellt einen Einstellwert, der für die Fehlerlokalisierung erforderlich ist, ein.

Die Fehlerlokalisiereinheit 16 führt die Fehlerlokalisierung aus.

Die Ergebnisausgabeeinheit 17 liefert einen Ausgabewert in Übereinstimmung mit dem Ergebnis der Fehlerlokalisiereinheit 16.

Ferner wird jedes Element unten detaillierter erläutert.

Die Datenempfangseinheit 11 erhält durch Empfang 1 eines Eigenübertragungssignals und eines Eigenempfangssignals vom PCM-Relais 31A sowie eines Eigenübertragungssignals und eines Eigenempfangssignals vom PCM-Relais 32A die elektrischen Werte für alle Anschlüsse der Übertragungsleitung #10L, #20L und mißt gleichzeitig den Zeitablauf bzw. Zeitpunkt, wenn ein Eigenanschluß-Übertragungssignal von jedem PCM-Relais 31A, 32A empfangen wird.

Die Fehlererfassungseinheit 12 bewertet eine Fehlererfassung durch die Verwendung der elektrischen Werte, die von der Datenempfangseinheit 11 empfangen werden.

Wenn die Fehlererfassung ausgeführt wird, gibt die Fehlererfassungseinheit 12 ein Startsi gnal aus.

Zusätzlich kann die Fehlererfassung selbst unter den verschiedenen Bewertungsverfahren berücksichtigt werden, die in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt werden können.

Zum Beispiel kann ein Differentialstrom-Bewertungsverfahren, welches elektrische Werte von allen Anschlüssen verwendet, oder eine Überstrombewertung, die nur die elektrischen Werte eines Eigenanschlusses verwendet, in Betracht gezogen werden.

Es ist vorzuziehen, das Differentialstrom-Bewertungsverfahren zu verwenden, um ein ge naues internes Fehlerbewertungsverfahren der Übertragungsleitung sicherzustellen.

Die Datenspeichereinheit 13 speichert und aktualisiert zuvor gespeicherte Daten, die mit den von der Datenempfangseinheit 11 empfangenen, elektrischen Werten aller Anschlüsse korrespondieren, mit einem vorbestimmten Aktualisierungsintervall innerhalb eines Spei cherbereiches.

Wenn das Startsignal von der Fehlererfassungseinheit 12 empfangen wird, werden Infor mationen über einen Fehler, die elektrischen Werten aller Anschlüsse entsprechen und die als Ergebnis eines vorangegangenen Startsignals in den Speicher geschrieben worden sind, im Speicher nicht überschrieben, um die Ausführung der Fehlerlokalisierung zu ermögli chen.

Allgemein wird in Abhängigkeit von jeder in Fig. 1 dargestellten Leitung ein PCM-Relais vorgesehen. Das heißt, die Abtastsynchronisation wird zwischen dem Eigenanschluß und dem Gegenseitenanschluß an der gleichen Leitung durchgeführt, z. B. zwischen dem PCM- Relais 31A und dem PCM-Relais 31B, oder zwischen dem PCM-Relais 32A und dem PCM-Relais 32B.

Jedoch wird zwischen dem PCM-Relais 31A, das an der Leitung #10L vorgesehen ist, und dem PCM-Relais 32A, das an der Leitung #20L vorgesehen ist, keine Abtastsynchronisati on durchgeführt, woraus zwischen den beiden ein asynchrones Verhältnis resultiert.

Wenn aus diesem Grund die Daten für alle Anschlüsse, bei denen die Speicherbeibehal tung mit der Datenspeichereinheit 13 ausgeführt werden, verbleiben, kann die Fehlerlokali sierung nicht ausgeführt werden.

Die Synchron-Korrektureinheit 14 führt eine Synchron-Korrekturbearbeitung zwischen den elektrischen Werten der Leitung #10L und den elektrischen Werte der Leitung #20L aus, in Abhängigkeit von den Informationen über den Empfangszeitpunkt, der zu der Zeit gemessen wird, zu der durch die Datenempfangseinheit 11 das Eigenanschluß- Übertragungssignal von jedem PCM-Relais 31A, 32A empfangen wird.

Wenn zum Beispiel die Empfangszeitpunktdifferenz des Eigenanschluß- Übertragungssignals vom PCM-Relais 31A an der Leitung #10L und vom PCM-Relais 32A an der Leitung #20L "θ" ist, so können die elektrischen Werte, die vom PCM-Relais 32A an der Leitung #20L empfangen werden, durch die Anwendung der Gleichungen (7- 1), (7-2) in eine Datenfolge umgewandelt werden, die zu den Abtastzeitpunkten des PCM- Relais 31A an der Leitung #10L abgetastet wird.

v_2m = v_2n cosθ - (√) sinθ (7-1)

i_2m = i_2n cosθ - (√) sinθ (7-2)

v_2m, i_2m: Abtastwert der Stromdaten und Spannungsdaten auf #20L
m: Abtastzeitfolge gleichwertig zur Leitungsseite #10L.
n: Abtastzeitfolgedaten zu der Zeit, zu der sie von einem Datensammler an der Leitung #20L empfangen werden.

Die Einstelleinheit 15 stellt den Impedanzwert für drei Phasen der Leitung #10L und der Leitung #20L, der als Einstellwert für die Fehlerlokalisierung erforderlich ist, ein und sen det den Einstellwert zur Fehlerlokalisiereinheit 16.

Zusätzlich können mit diesem Fehlerlokalisierer die elektrischen Werte der positiven Pha senfolge aus den symmetrischen Komponentendaten extrahiert werden und eine Messung des Abstandes zum Fehlerpunkt wird durch die Verwendung der elektrischen Werte der positiven Phasenfolge ausgeführt.

Im allgemeinen weist jeder Impedanzwert der Übertragungsleitung eine asymmetrische Beziehung auf, welche sich zwischen den drei Phasen unterscheidet. Zusätzlich bedeutet jede Impedanz eine Eigenimpedanz und eine Kopplungsimpedanz.

Folglich ist der Impedanzwert, der als der Einstellwert zur Berücksichtigung eines Un gleichgewichts eingestellt wird, keine Impedanz der positiven Phasenfolge. Das heißt, der Einstellwert wird als der Impedanzwert für die drei Phasen eingestellt.

Zum Beispiel wird der Leitungsspannungsabfall in der Übertragungsleitung durch die Umwandlung der Daten der drei Phasen, wie in der Gleichung (8) dargestellt, in elektri sche Werte der positiven Phasenfolge umgerechnet.

V_L1 = {z_rr.I_r + z_rs.I_s- z_rt.I_t+ z_rr'.I_r' + z_rs.I_s' + z_rt'.I_t'}₁ (8)

V_L1: positive Phasenfolgespannung der Leitung
z': Kopplungsimpedanz der angrenzenden Leitung
I': Strom der angrenzenden Leitung
r, s, t: Phase
{}₁: Transformation der positiven Phasenfolge

Durch die Ausführung einer solchen Berechnung ist es möglich, die Leitungsspannung genau zu berechnen, obwohl die Impedanz der Übertragungsleitung zwischen den drei Phasen unsymmetrisch ist.

Wenn jedoch die Asymmetrie zwischen drei Leitungen hinsichtlich des Impedanzwertes verhältnismäßig klein ist, ist es nicht erforderlich, eine durch andere Leitungen verursach te, elektromagnetische Induktion wie in Gleichung (8) dargestellt zu kompensieren.

Außerdem ist es möglich, daß der Abstand zum Fehlerpunkt lediglich durch die Verwen dung der Impedanz der positiven Phasenfolge genauestens gemessen wird.

Außerdem gibt es als ein einfaches Korrekturverfahren für die elektromagnetische Indukti on durch andere Leitungen auch ein Verfahren zur Kompensierung der elektromagneti schen Induktion durch die Verwendung eines Null-Phasenfolgestroms von einer Eigenlei tung und/oder der Nachbarleitung. Dieses Verfahren wird allgemein bei einem System übernommen, das ein Abstandsrelais aufweist.

Die Fehlerlokalisiereinheit 16 führt die Fehlerlokalisierung durch, indem die Gleichung (4) oder die Gleichung (5) und die elektrischen Werte aller Anschlüsse verwendet werden, nachdem die Synchronkorrektur durch die Synchron-Korrektureinheit 14 durchgeführt und der Impendanzeinstellwert von der Einstelleinheit 15 gesendet wurde.

Die Ausgabeeinheit 17 gibt das Ergebnis aus, das heißt, das von der Fehlerlokalisiereinheit 16 erlangte Fehlerlokalisierungsergebnis.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel können, selbst wenn es Einschränkungen bei der Übertragungsrate gibt, die Übertragungswerte der Spannungsdaten vom Gegenseitenan schluß, die als Einstellwert eingestellt sind, auf ein notwendiges Minimum beschränkt werden.

Selbst wenn die Abtastsynchronisation elektrischer Werte zwischen den Leitungen nicht im voraus durchgeführt wird, ist ferner die Messung möglich ohne daß sie von der Rest spannung des Fehlerpunktes und einer Funktion zur Auswahl der fehlerhaften Phase beein flußt wird.

Obwohl eine Übertragungsleitung mit zwei Anschlüssen dargestellt ist, treten die gleiche Funktion und Wirkung bei einer Übertragungsleitung mit mehreren Anschlüssen (drei oder mehr Anschlüsse) ein.

Fig. 2 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein zweites Ausführungsbeispiel eines Fehlerlokali sierers gemäß dieser Erfindung erläutert.

Dieses Ausführungsbeispiel wird bezugnehmend auf Fig. 1 und Fig. 2 erläutert.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zur Ausführung einer Synchronkor rektur zwischen den elektrischen Werten, die vom PCM-Relais 31A an der Leitung #10L empfangen werden, und den elektrischen Werten, die vom PCM-Relais 32A an der Leitung #20L empfangen werden, beschrieben.

Dieses Verfahren wird wie folgt ausgeführt.

1. Die Differenz der Zeitverzögerung nach einem vom jeweiligem PCM-Relais 31A, 32A an der A-Anschlußseite (Eigenanschluß) der Leitung #10L und der Leitung #20L ge lieferten Eigenanschluß-Übertragungssignal wird jeweils übertragen, bis die Zeitdifferenz, mit der sie durch den Fehlerlokalisierer empfangen werden, vernachlässigbar wird.
2. Der Übermittlungszeitpunkt des Eigenübertragungssignals der PCM-Relais 31A (32A) wird mit dem Abtastsignal der korrespondierenden Relais 31A (32A) synchronisiert.

Fig. 2(A) zeigt die Signalform des Abtastsignals (nachstehend als SHP bezeichnet) der PCM-Relais an der Leitung #10L.

Fig. 2(B) zeigt die Signalform des SHP der PCM-Relais an der Leitung #20L.

Anhand dieser Signalformen wird bestimmt, daß es einen Zustand gibt, bei dem die Zeitablaufdifferenz nur "θ₁" beträgt.

Somit gibt es im allgemeinen eine Beziehung zu einem asynchronen Abtastzeitpunkt zwi schen den PCM-Relais an der Leitung #10L und der Leitung #20L.

Außerdem zeigt Fig. 2(C) bzw. Fig. 2(D) den Empfangszeitablauf des Empfangs der Übertragungssignale vom Eigenanschluß des PCM-Relais 31A an der Leitung #10L bzw. des PCM-Relais 32A an der Leitung #20L durch den Fehlerlokalisierer 1.

Die Differenz der Zeitverzögerung nach dem Senden des Eigenanschluß- Übertragungssignals, vom PCM-Relais 31A an die Leitung #10L und dem PCM-Relais 32A an die Leitung #20L wird übermittelt, bis die Zeitdifferenz des Empfangs der Ei genanschluß-Übertragungssignale durch den Fehlerlokalisierer 1 vernachlässigbar wird. Das heißt, die Beziehung t1 = t2 in den Fig. 2(A) bis 2(D) ist erfüllt.

Ebenso ist der Übermittlungszeitablauf des Eigenübertragungssignals der PCM-Relais 31A (32A) synchronisiert mit dem Abtastsignal der korrespondierenden PCM-Relais 31A (32A).

Folglich gibt es eine unten beschriebene Beziehung für die Abtastzeitablaufdifferenz "θ₁" zwischen dem Abtastzeitpunkt des PCM-Relais 31A an der Leitung #10L und dem Ab tastzeitpunkt des PCM-Relais 32A an der Leitung #20L und der Empfangsablaufzeitdiffe renzen "θ₂", die dem empfangenen Eigenanschluß-Übertragungssignal der PCM-Relais 31A, 32A durch den Fehlerlokalisierer 1 entspricht.

"θ₁" = "θ₂"

Somit mißt der Fehlerlokalisierer 1 die Empfangszeitablaufdifferenz "θ₂".

Ebenso wird nur eine Phasenkorrektur in Abhängigkeit von "θ₂" durch die Gleichungen (7-1), (7-2) auf der Basis von mindestens einem der Datensätze, die sich auf die Leitung #10L und die Leitung #20L beziehen, ausgeführt.

Als Ergebnis werden die Daten, die durch die Verwendung des Abtastsignals auf einer Leitung erzeugt werden, eingesetzt als Kriterium oder Maßstab für die andere Leitung, welches zur Ausführung der Phasenkorrektur erzeugt wird.

Obwohl sie als Übertragungsleitung mit zwei Anschlüssen dargestellt ist, treten die gleiche Funktion und Wirkung bei einer Übertragungsleitung mit mehreren Anschlüssen, die drei oder mehr Anschlüsse aufweist, ein.

Die Fig. 3(A) bis 3(E) sind Zeitdiagramme, die ein drittes Ausführungsbeispiel eines Feh lerlokalisierers gemäß dieser Erfindung erläutern. Dieses Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und Fig. 3(A) bis 3(E) erläutert.

Dieses Ausführungsbeispiel entspricht einem Verfahren, bei dem eine Synchronkorrektur zwischen elektrischen Werten, die von jedem PCM-Relais an der A-Anschlußseite (Ei genanschluß) der Leitung #10L und der Leitung #20L empfangen werden, ausgeführt wird, ähnlich wie beim zweiten Ausführungsbeispiel. Hier wird die Erläuterung der gleichen Bezugszeichen wie bei den Fig. 2(A) bis 2(D) weggelassen.

Folglich ist dieses Ausführungsbeispiel grundsätzlich das gleiche wie das des zweiten Aus führungsbeispiels.

Das heißt, die Differenz der Zeitverzögerung des Eigenanschluß-Übertragungssignals der PCM-Relais 31A, 32A an der Eigenanschlußseite der Leitung #10L und der Leitung #20L wird übermittelt, bis das durch den Fehlerlokalisierer empfangene Eigenanschluß- Übertragungssignal vernachlässigbar wird.

Ebenso verwendet dieses Ausführungsbeispiel den Übermittlungszeitpunkt des Eigenüber tragungssignals des PCM-Relais, der mit dem Abtastsignal des PCM-Relais synchronisiert ist.

In Fig. 3(E) wird ein Kriterien-Taktsignal durch den Fehlerlokalisierer 1 zugeführt. Der Fehlerlokalisierer 1 mißt die Abweichung (θ₁, θ₂) zwischen dem Kriterientakt und dem Empfangszeitpunkt, wenn die Eigenanschluß-Übertragungssignale von jedem PCM-Relais 31A, 32A an der Leitung #10L und der Leitung #20L empfangen werden.

Durch die Gleichungen (7-1), (7-2) wird nur zur Phasenkorrektur der elektrischen Wer te, die vom PCM-Relais 31A an der Leitung #10L empfangen werden, ausgeführt.

Ebenso wird nur θ₂ zur Phasenkorrektur der elektrischen Werte, die vom PCM-Relais 32A an der Leitung #20L empfangen werden, ausgeführt.

Auf diese Weise kann es so betrachtet werden, als wären alle elektrischen Werte auf der Leitung #10L und der Leitung #20L durch den Kriterientakt, der durch den Fehlerlokalisie rer 1 zugeführt wird, abgetastet worden.

Folglich kann der Fehlerlokalisierer 1 die Fehlerlokalisierung durch Verwendung aller kompensierten elektrischen Werte ausführen.

Wie oben erwähnt, wird das Kriterien-Taktsignal als das Kriterium für die Bestimmung der Fehlerlokalisierung bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet.

Ebenso wird die Abweichung von jedem Empfangszeitpunkt zu der Zeit gemessen, zu der der Fehlerlokalisierer das Übertragungssignal von jedem PCM-Relais 31A, 32A am Ei genanschluß an der Leitung #10L und der Leitung #20L sowie den Kriterientakt empfängt.

Ferner werden die elektrischen Werte zur Phasenkorrektur für die empfangenen elektri schen Werte ausgeführt und als Ergebnis kann eine Synchron-Korrekturfunktion zur Ver fügung gestellt werden.

Obwohl sie als eine Übertragungsleitung mit zwei Anschlüssen dargestellt ist, treten die gleiche Funktion und Wirkung für eine Übertragungsleitung mit mehreren Anschlüssen, die drei oder mehr Anschlüsse aufweist, ein.

Fig. 4 ist ein Funktionsschaltbild, das ein viertes Ausführungsbeispiel des Fehlerlokalisie rers gemäß dieser Erfindung erläutert.

Dieses Ausführungsbeispiel wird in Bezug auf Fig. 1, Fig. 4 und Fig. 5 erläutert.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren einer Fehlerlokalisierung dargestellt, das elektrische Werte aller Anschlüsse verwendet, die von jedem PCM-Relais 31A, 32A an einer Leitung #10L und einer Leitung #20L empfangen werden.

Obwohl sie als eine parallele Übertragungsleitung mit zwei Anschlüssen dargestellt ist, ist das gleiche Verfahren zusätzlich bei einer parallelen Übertragungsleitung mit mehreren Anschlüssen, die drei oder mehr Anschlüsse aufweist, anwendbar.

Wie oben erwähnt, haben die elektrischen Werte einer positiven Phasenfolge als symmetri sche elektrische Werte eine Charakteristik zur Messung einer Fehlerstelle, gleichgültig welcher Fehler es ist oder was der Fehler in Form von Einschränkungen der Übertragungs kapazität darstellt, ohne Berücksichtigung der Fehlerphasenauswahl.

Die elektrischen Werte der positiven Phasenfolge sind solche mit symmetrischen Anteilen, die eine positive Phasenfolge, eine negative Phasenfolge und eine Null-Phasenfolge bei einem Verfahren mit symmetrischen Koordinaten einschließen.

Weil die elektrischen Werte der positiven Phasenfolge in jedem Falle eines Fehlers vor handen sind, kann die gewünschte Funktion ohne Erfassung der Fehlerphase ausgeführt werden. Jedoch ist die Null-Phasenfolge zur positiven Phasenfolge nur mit einem Masse fehler verbunden. Das heißt, die positive Phasenfolge wird nicht durch den Phasenfehler erzeugt.

Außerdem wird die negative Phasenfolge nur durch einen unsymmetrischen Fehler er zeugt. Das heißt, die negative Phasenfolge wird nicht erzeugt, wenn ein Dreiphasenfehler bzw. -Kurzschluß auftritt.

Folglich ist es ungeeignet, die Fehlerlokalisierung für den Fehlerpunkt durch die Verwen dung der elektrischen Werte der positiven Phasenfolge ohne Erfassung der Fehlerphase auszuführen.

Selbst dann, wenn die elektrischen Werte der positiven Phasenfolge verwendet werden, wie die Spannung der positiven Phasenfolge, die in Gleichung (9) dargestellt ist, wird die Fehlerspannung nicht Null, wenn man zum Beispiel auf "Protection relay engineering", herausgegeben vom Institute of Electrical Engineers of Japan, Kapitel 3, veröffentlicht am 20. Juli 1981. Bezug nimmt.

Folglich ist eine Fehlerlokalisierung durch ein weithin bekanntes Endfehlerlokalisierungs verfahren hinsichtlich der Zuverlässigkeit ungeeignet.

Dreiphasenfehler (3 ø S) - V_F1 = 0 (V_rF= V_sF= V_tF= 0) (9-1)

Zweiphasenfehler (2 ø S) - V_F1 = E_F1/2(V_sF= V_tF= 0) (9-2)

Einphasenmassefehler (1 ø G) - V_F1≒ E_F1/3(V_rF= 0) (9-3)

Zweiphasenmassefehler (2 ø G) - V_F1 ≒ E_F1/2(V_sF= V_tF= 0) (9-4)

E_F1: Vorfehlerspannung
V_F: Restspannung der Fehlerstelle
r, s, t: drei Phasen
V_rF: r-Phasenspannung der Fehlerstelle
V_sF: s-Phasenspannung der Fehlerstelle
V_tF: t-Phasenspannung der Fehlerstelle
≒: beinahe gleich

Die Spannung der positiven Phasenfolge an der Fehlerstelle bleibt, ungeachtet der Existenz des Widerstandes des Fehlers, außer im Falle eines Dreiphasenfehlers, wie oben beschrie ben.

Als eine Lösung dieses Problems berücksichtigt die Erfindung ein System, als würde es durch die Spannung der positiven Phasenfolge an der Fehlerstelle nicht beeinflußt, und ebenso, daß das System elektrische Werte des Gegenseitenanschlusses (B-Anschluß in Fig. 1) verwendet.

Falls der Fehler zwischen dem A-Anschluß und dem B-Anschluß auftritt, wird das Ver hältnis zwischen der Spannung der positiven Phasenfolgespannung, "V_A()1 und V_B()1" und dem Strom der positiven Phasenfolge "I_A()1 und I_B()1" sowie zwischen der Spannung der positiven Phasenfolge der Fehlerstelle des A-Anschlusses und des B-Anschlusses wie in den Gleichungen unten dargestellt.

Zusätzlich ist eine Erklärung der folgenden Gleichung dieses Prinzips in Fig. 5 dargestellt.

V_A11 = X.(Z_S1L.I_A1L+ Z_m1L.I_A2L)₁+ V_F11
V_B11 = (L - X).(Z_S1L.I_B1L+ Z_m1L.I_B2L)₁+ V_F11
V_A21 = X.(Z_S2L.I_A2L + Z_m2L.I_A1L)₁ + V_F21
V_B21 = (L - X).(Z_S2L.I_B2L+ Z_m2L.I_B1L)₁ + V_F21 (10)

V_A1L1: A-Anschlußspannung am A-Anschluß an Leitung #10L
V_B1L1: B-Anschlußspannung am A-Anschluß an Leitung #10L
V_A2L1: A-Anschlußspannung am A-Anschluß an Leitung #20L
V_B2L1: B-Anschlußspannung am A-Anschluß an Leitung #20L
Z_S1L: Leitungsimpedanz pro Einheitslänge an Leitung #10L
Z_S2L: Leitungsimpedanz pro Einheitslänge an Leitung #20L
Z_m1L: Kopplungsimpedanz pro Einheitslänge an Leitung #10L
Z_m2L: Kopplungsimpedanz pro Einheitslänge an Leitung #20L
I_A1L: A-Anschlußstrom am A-Anschluß in Leitung #10L
I_A2L: A-Anschlußstrom am A-Anschluß in Leitung #20L
I_B1L: B-Anschlußstrom am B-Anschluß in Leitung #10L
I_B2L: B-Anschlußstrom am B-Anschluß in Leitung #20L
L: Leitungslänge zwischen dem A-Anschluß und B-Anschluß
X: Meßwert (Abstand des A-Anschlusses zur Fehlerstelle)
()₁: positive Phasenfolge-Transformation
Z()1L bzw. Z()2L ist die Leitungsimpedanz pro Einheitslänge der Leitung #10L bzw. der Leitung #20L. Wenn das Verhältnis zwischen Z()1L und Z()2L symmetrisch ist, gilt Z()1L = Z()2L. Folglich kann die Gleichung (11) aus der Gleichung (10) erhalten und X kann gemessen werden.

x = [ΔV_A1- ΔV_B1L+[L.{(Z_S1L.I_B1L+ Z_m1L.I_B2L) - (Z_S2L.I_B2L) + Z_m2L.I_B1L)}₁]]/
{(Z_S1L.I_d1L+ Z_m1L.I_d2L) - (Z_S2L.I_d2L+ Z_m2L.I_d1L)}₁ (11)

ΔV_A1 = (V_A1- V_A2)
ΔV_B1 = (V_B1- V_B2)
I_d()L = I_A()L + I_B()L (Vektorsumme)
{}₁: positive Phasenfolge-Transformation

Bezugnehmend auf Fig. 4 wird die Gleichung (11) erläutert. In Fig. 4 kann eine positive Phasenfolgedifferenzspannung ΔV_A1 der positiven Phasenfolgespannung (V_A1L und V_A2L) von jeder Leitung #10L, #20L von der A-Anschlußseite der parallelen Übertragungsleitung in einer ersten Berechnungseinheit 410 erhalten werden.

Weiterhin kann die positive Phasenfolgedifferenzspannung ΔV_B1 der positiven Phasenfol gespannung (V_B1L und V_B2L) von jeder Leitung #10L, #20L auf der B-Anschlußseite der parallelen Übertragungsleitung in einer zweiten Berechnungseinheit 420 erhalten werden.

In einer dritten Berechnungseinheit 430 kann das folgende Verhältnis aus den unten ange gebenen Daten erhalten werden:

1. die Leitungslänge (L), die Leitungsimpedanz (Z_S1L, Z_S2L) von jeder Leitung #10L, #20L zwischen dem A-Anschluß und dem B-Anschluß, die in der Einstelleinheit 15 eingestellt sind (siehe Fig. 1).
2. die Kopplungsimpedanz (Z_m1L, Z_m2L) von einer Nachbarleitung.
{(Z_S1L.I_B1L + Z_m1L.I_B2L) - (Z_S2L.I_B2L+ Z_m2L.I_B1L)}X L
L: Leitungslänge zwischen A-Anschluß und B-Anschluß.

In einer vierten Berechnungseinheit 440 wird die positive Phasenfolgespannung (unten dargestellt) durch die Ausführung der positiven Phasenfolge-Transformation ([]₁) erhalten.

Positive Phasenfolgespannung =
[{(Z_S1L.I_B1L+ Z_m1L.I_B2L) - (Z_S2L.I_B2L+ Z_m2L.I_B1L)}X L]₁

In einer fünften Berechnungseinheit 450 wird "(Z_S1L.I_d1L+ Z_m1L.I_d2L) - (Z_S2L.I_d2L+ Z_m2L. I_d1L)", welches den Wert des Dreiphasen-Spannungsabfalls pro Einheitslänge jeder Leitung #10L, #20L darstellt, berechnet.

In einer sechsten Berechnungseinheit 460 wird {(Z_S1L.I_d1L+ Z_m1L.I_d2L) - (Z_S2L.I_d2L+ Z_m2L. I_d1L)}₁, was die positive Phasenfolgespannung ist, aus dem Dreiphasen-Spannungswert der dritten Berechnungseinheit 430 durch die Ausführung der positiven Phasenfolge- Transformation ({}₁) erhalten.

In einer siebten Berechnungseinheit 470 wird der Abstand zur Fehlerstelle durch die Glei chung (11) aus allen Daten berechnet, die durch das erste bis sechste Element in Fig. 4 erhalten werden.

Jede der in Fig. 4 dargestellten Berechnungseinheiten kann als Software, Hardware oder als eine Kombination von Software und Hardware ausgeführt sein.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden für die parallele Übertragungsleitungskonfigu ration festgestellt, daß die Differenzspannung zwischen jeder Anschlußspannung der Lei tung #10L und der Leitung #20L beinahe 0 ist, daß der Fehler, der basierend auf dem Ab solutwert jeder Anschlußspannung durch die Verwendung des Differenzwerts der Werte der positiven Phasenfolge auf der Leitung erzeugt wird, abgeschwächt wird und daß der Abstand zur Fehlerstelle genau berechnet wird.

Obwohl sie als eine parallele Übertragungsleitung mit zwei Anschlüssen dargestellt ist, treten zusätzlich die gleiche Funktion und Wirkung bei einer parallelen Übertragungslei tung mit mehreren Anschlüssen, die drei oder mehr Anschlüsse aufweist, ein.

Fig. 6 ist eine Figur, die ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Fehlerlokalisierers gemäß dieser Erfindung erläutert.

Dieses Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf Fig. 1, Fig. 5 und Fig. 6 erläutert.

Dieses Ausführungsbeispiel führt eine Fehlerlokalisierung durch die Verwendung von Daten der elektrischen Werte aller Anschlüsse, die von den elektrischen Werten jeder Lei tung #10L, #20L empfangen werden, aus. Zusätzlich wird dieses Ausführungsbeispiel für den Fall der Übertragungsleitung mit zwei Anschlüssen erläutert, aber es ist für einen Fall mit mehr als zwei Anschlüssen ebenso anwendbar.

Durch die Wahl der Gleichung (12) zur Bestimmung einer Fehlerleitung kann der Abstand zu einer Fehlerstelle ungeachtet des Betriebszustandes einer Nachbarleitung berechnet werden und ein Meßwert (das heißt, ein Abstand zu einer Fehlerstelle) kann durch Anwen den dieser Gleichung berechnet werden. Jedoch ist Gleichung (12) nur für die Fehlerlei tung bestimmt.

x = [V_A1 - V_B1 + {L.(Z_S1L.I_B1L+ Z_m1L.I_B2L)}₁]/(Z_S1L.I_d1L+ Z_m1L.I_d2L)₁ (13)

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 ist unten eine detaillierte Erläuterung vorgesehen.

In einer ersten Berechnungseinheit 610 wird (Z_S1L.I_B1L+ Z_m1L.I_B2L) X L aus den unten beschriebenen Daten erhalten.

1. Leitungslänge (L) und Leitungsimpedanz (Z_S1L, Z_S2L) jeder Leitung #10L, #20L zwi schen einem A-Anschluß und einem B-Anschluß in der Einstelleinheit 15 (siehe Fig. 1).
2. Kopplungsimpedanz (Z_m1L, Z_m2L) einer Nachbarleitung.

In einer zweiten Berechnungseinheit 620 wird {(Z_S1L.I_B1L+ Z_m1L.I_B2L) X L}₁, die eine posi tive Phasenfolgespannung ist, aus dem Dreiphasen-Spannungswert, der von der ersten Be rechnungseinheit 610 durch die positive Phasenfolge-Transformation ({ }₁) erhalten wur de, erhalten.

In einer dritten Berechnungseinheit 630 wird (Z_S1L.I_d1L+ Z_m1L.I_d2L), was der Abfall der Dreiphasen-Spannung pro Einheitslänge der parallelen Übertragungsleitung durch die Auswirkung des Fehlerstroms ist, aus den unten beschriebenen Daten bestimmt.

1. Leitungslänge (L) und Leitungsimpedanz (Z_S1L, Z_S2L) jeder Leitung #10L, #20L zwi schen dem A-Anschluß und dem B-Anschluß, die in der Einstelleinheit 15 eingestellt sind (siehe Fig. 1).
2. Kopplungsimpedanz (Z_m1L, Z_m2L) der Nachbarleitung.

In einer vierten Berechnungseinheit 640 wird (Z_S1L.I_d1L+ Z_m1L.I_d2L)₁, die die positive Pha senfolgespannung ist, aus dem Dreiphasen-Spannungswert von der dritten Berechnungs einheit 630 durch Ausführung der positiven Phasenfolge-Transformation (()₁) erhalten.

Basierend auf allen Daten der ersten bis vierten Berechnungseinheit kann in einer fünften Berechnungseinheit 650 die Entfernung zur Fehlerstelle aus der Gleichung (13) berechnet werden.

Jede der in Fig. 6 dargestellten Berechnungseinheiten kann als Software, Hardware oder als eine Kombination von Software und Hardware ausgeführt werden.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird der Fehlerlokalisierer für die parallele Übertra gungsleitung vorgesehen, der den Abstand zur Fehlerstelle ungeachtet des Betriebszustan des der Nachbarleitung korrekt messen kann.

Zusätzlich treten, obwohl sie als eine parallele Übertragungsleitung mit zwei Anschlüssen dargestellt ist, die gleiche Funktion und Wirkung bei einer parallelen Übertragungsleitung mit mehreren Anschlüssen, die drei oder mehr Anschlüsse aufweist, ein.

Fig. 7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein sechstes Ausführungsbeispiel eines Fehlerlokalisie rungsverfahrens gemäß der Erfindung erläutert.

Dieses Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf Fig. 1, Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 erläutert.

Durch Verwendung der Gleichung (13) kann eine Fehlerlokalisierung ungeachtet des Be triebszustandes einer Nachbarleitung ausgeführt werden. Das heißt, dieses Ausführungs beispiel bietet einen Fehlerlokalisierer, um eine optimale Fehlerlokalisierung durch Bestä tigen eines Zustandes eines Trennschalters bei allen Anschlüssen auszuführen, wenn ein Fehler auftritt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 wird dieses Ausführungsbeispiel unten erläutert.

Schritt S71 bewertet den Betriebszustand einer parallelen Übertragungsleitung unter Be zugnahme auf die Informationen von einem Trennschalter, der bei jedem Anschluß (A- Anschluß und B-Anschluß) vorgesehen ist.

Wenn die parallele Übertragungsleitung #10L, #20L in Betrieb ist (läuft), rückt der Schritt S72 durch das Ergebnis des Schrittes S71 zum Schritt S73 vor, der die Gleichung (12) an wendet.

Wenn andererseits nur eine einzige Leitung der parallelen Übertragungsleitung in Betrieb ist (z. B. ist nur Leitung #10L oder Leitung #20L in Betrieb) rückt der Schritt S72 zum Schritt S74 vor, der die Gleichung (13) anwendet und die Fehlerlokalisierung wird ausge führt.

Durch Ausführung der Fehlerlokalisierung auf diese Weise kann ein Fehlerlokalisierer erhalten werden, der die Fehlerlokalisierung durch die Verwendung einer optimalen Glei chung entsprechend des Betriebszustandes der Übertragungsleitungen ausführen kann.

Wie oben erwähnt, führen die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele die Fehlerlokali sierung basierend auf den Daten, die durch die positive Phasenfolge-Transformation ausge führt werden, durch. Folglich kann die Genauigkeit die Fehlerlokalisierung des Fehler punktes durch elektrischen Werte in minimalem Umfang ohne Sortierung der Fehlerphase verbessern.

Zusätzlich treten, obwohl sie als eine parallele Übertragungsleitung mit zwei Anschlüssen dargestellt ist, die gleiche Funktion und Wirkung für eine parallele Übertragungsleitung mit mehreren Anschlüssen, die drei oder mehr Anschlüsse aufweist, ein.

Ferner wird bei den Ausführungsbeispielen als ein Weg, die elektrischen Daten von allen Anschlüssen an der parallelen Übertragungsleitung zu erhalten, das PCM-Relais, das eine Art von Stromdifferentialrelais darstellt, verwendet. Diese Ausführungsbeispiele sind nicht auf die PCM-Relais beschränkt. Andere Wege zur Erlangung elektrischer Daten aller An schlüsse an der parallelen Übertragungsleitung können auch anstelle der Beschränkung auf das PCM-Relais bei der Erfindung angewendet werden. Obwohl diese Ausführungsbei spiele in Bezug auf ein PCM-Relais basierend auf einem Abtast-Zeitablaufsystem erläutert wurden, kann zusätzlich ein PCM-Relais basierend auf einem PHASER-System (Amplitu den-/Phasen-Informationsübertragungssystem) bei dieser Erfindung angewendet werden.

Wie oben erwähnt, ist bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen jedes Ausfüh rungsbeispiel unter Bezugnahme auf die parallele Übertragungsleitung mit zwei Anschlüs sen erläutert. Jedoch kann die Erfindung bei einer parallelen Übertragungsleitung mit meh reren Anschlüssen angewendet werden.

Die japanische Prioritätsanmeldung Nr. PH11-12025, eingereicht am 20. Januar 1999, ein schließlich der Beschreibung, Zeichnungen, Ansprüche und Zusammenfassung, ist hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen.

Claims

1. Fehlerlokalisierer zum Ausführen einer Fehlerlokalisierung an einer Parallelüber tragungsleitung, die eine erste Leitung (#10L), eine zweite Leitung (#20L) und Anschlüsse (A, B) an beiden Seiten der Leitung aufweist, wobei der Fehlerlokalisierer angrenzend an den ersten Anschluß (A) vorgesehen ist und mittels Stromdifferentialrelais (31A, 32A, 31B, 32B), die bei den Anschlüssen (A, B) an beiden Seiten der ersten Leitung (#10L) und der zweiten Leitung (#20L) vorgesehen sind, den Status der Parallelübertragungsleitung erfaßt und wobei der Fehlerlokalisierer aufweist:
eine Datenempfangseinheit (11) zum Empfangen eines Übertragungssignals und eines Empfangssignals des Stromdifferentialrelais, das am ersten Anschluß (A) der An schlüsse an beiden Seiten vorgesehen ist, wobei ein Empfangszeitpunkt des Übertragungs signals von dem Stromdifferentialrelais (31A, 32A), das bei dem ersten Anschluß (A) vor gesehen ist, gemessen wird und wobei das Übertragungssignal und das Empfangssignal jeweils den Status der Parallelübertragungsleitung einschließen;
eine Fehlererfassungseinheit (12) zum Erfassen eines Fehlers auf der ersten Leitung (#10L) und der zweiten Leitung (#20L) basierend auf elektrischen Daten, die den Status der Parallelübertragungsleitung und den Empfangszeitpunkt von der Datenempfangseinheit (11) einschließen, wobei die Fehlererfassungseinheit (12) ein Startsignal ausgibt, wenn der Fehler erfaßt wird;
eine Datenspeichereinheit (13) zum Speichern und Aktualisieren der elektrischen Daten von der ersten Leitung (#10L) und der zweiten Leitung (#20L) von der Datenemp fangseinheit (11), wobei die elektrischen Daten, die mit dem Fehler in Bezug stehen, ge speichert werden, wenn das Startsignal von der Fehlererfassungseinheit (12) ausgegeben wird, wobei die elektrischen Daten den ersten Anschluß (A) und den zweiten Anschluß (B) der ersten und der zweiten Leitung (#10L, #20L) betreffen;
eine Synchron-Korrektureinheit (14) zum Ausführen einer Synchron- Korrekturbearbeitung an den elektrischen Daten, die gespeichert wurden als das Startsignal ausgegeben wurde, basierend auf Informationen über den Empfangszeitpunkt des Übertra gungssignals von der Datenempfangseinheit (11);
eine Einstelleinheit (15) zum Einstellen eines Impedanzwertes von drei Phasen und einer Leitungslänge der ersten Leitung (#10L) und der zweiten Leitung (#20L) als einen Einstellwert;
eine Fehlerlokalisiereinheit (16) zum Ausführen einer Fehlerlokalisierung unter Verwendung der elektrischen Daten nach der Synchron-Korrekturbearbeitung durch die Synchron-Korrektureinheit (14), des Impedanzwertes der drei Phasen und der Leitungslän ge von der Einstelleinheit (15), wobei ein als Ergebnis erhaltener Meßwert der Entfernung zu der Fehlerstelle entspricht; und
einer Ausgabeeinheit (17) zum Ausgeben des Meßwertes.

2. Fehlerlokalisierer gemäß Anspruch 1, bei dem das Stromdifferentialrelais (31A, 32A, 31B, 32B) ein Pulscodemodulations-Relais ist.

3. Fehlerlokalisierer gemäß Anspruch 1,
bei dem die Datenempfangseinheit (11) die Empfangszeitpunktdifferenz zwischen der Empfangszeit von der ersten Leitung (#10L) und der Empfangszeit von der zweiten Leitung (#20L) bei dem ersten Anschluß (A) mißt, wenn das Übertragungssignal von dem Stromdifferentialrelais (31A, 32A) empfangen wird; und
bei dem die Synchron-Korrektureinheit (14) die Synchron-Korrekturbearbeitung auf der Basis von entweder der ersten Leitung (#10L) oder der zweiten Leitung (#20L) ausführt und eine Phasenkorrekturbearbeitung an den elektrischen Daten in Abhängigkeit von der Empfangszeitpunktdifferenz, die von der Datenempfangseinheit (11) erhalten wur de, ausführt, wenn das Übertragungssignal von dem Stromdifferentialrelais (31A, 32A, 31B, 32B) empfangen wird.

4. Fehlerlokalisierer gemäß Anspruch 3, bei dem das Stromdifferentialrelais (31A, 32A, 31B, 32B) ein Pulscodemodulations-Relais ist.

5. Fehlerlokalisierer gemäß Anspruch 1,
bei dem die Datenempfangseinheit (11) eine Kriterien-Taktsignaleinheit ein schließt, welche ein Kriteriensignal mit einem vorbestimmten Intervall ausgibt, wobei die Datenempfangseinheit (11) eine Abweichung zwischen dem Kriteriensignal und einem Empfangszeitpunkt von der ersten Leitung (#10L) und eine Abweichung zwischen dem Kriteriensignal und einem Empfangszeitpunkt von der zweiten Leitung (#20L) mißt, wenn das Übertragungssignal von dem Stromdifferentialrelais (31A, 32A, 31B, 32B) empfangen wird; und
bei dem die Synchron-Korrektureinheit (14) die Synchron-Korrekturbearbeitung auf der Basis von entweder der ersten Leitung (#10L) oder der zweiten Leitung (#20L) ausführt und eine Phasenkorrekturbearbeitung an den elektrischen Daten in Abhängigkeit von der Abweichung, die von der Datenempfangseinheit (11) erhalten wird, ausführt, wenn das Übertragungssignal von dem Stromdifferentialrelais (31A, 32A, 31B, 32B) empfangen wird.

6. Fehlerlokalisierer gemäß Anspruch 5, bei dem das Stromdifferentialrelais (31A, 32A, 31B, 32B) ein Pulscodemodulations-Relais ist.

7. Fehlerlokalisierer gemäß Anspruch 1, bei dem die Fehlerlokalisiereinheit aufweist:
eine erste Einheit (410) zum Berechnen der Differenz zwischen einer positiven Phasenfolgespannung der ersten Leitung (#10L) und zwischen einer positiven Phasenfol gespannung der zweiten Leitung (#20L) bei dem ersten Anschluß (A) gemäß der folgenden Gleichung:
ΔV_A1 = V_A1L - V_A2L, wobei
V_A1L: positive Phasenfolgespannung der ersten Leitung am ersten Anschluß und
V_A2L: positive Phasenfolgespannung der zweiten Leitung am ersten Anschluß sind;
eine zweite Einheit (420) zum Berechnen der Differenz zwischen einer positiven Phasenfolgespannung der ersten Leitung (#10L) und zwischen einer positiven Phasenfol gespannung der zweiten Leitung (#20L) am zweiten Anschluß (B) gemäß der folgenden Gleichung:
ΔV_B1 = V_B1L - V_B2L, wobei
V_B1L: positive Phasenfolgespannung der ersten Leitung am zweiten Anschluß und
V_B2L: positive Phasenfolgespannung der zweiten Leitung am zweiten Anschluß sind; eine dritte Einheit (430) zum Berechnen einer Dreiphasen-Spannung gemäß der folgenden Gleichung:
Dreiphasen-Spannung =
{(Z_S1L.I_B1L + Z_m1L.I_B2L) - (Z_S2L.I_B2L + Z_m2L.I_B1L)} X L, wobei
L: Länge der Leitung,
Z_S1L: erste Leitung, Leitungsimpedanz pro Einheitslänge von L,
Z_S2L: zweite Leitung, Leitungsimpedanz pro Einheitslänge von L,
Z_m1L: erste Leitung, Kopplungsimpedanz pro Einheitslänge von L,
Z_m2L: zweite Leitung, Kopplungsimpedanz pro Einheitslänge von L,
I_B1L: erste Leitung, Dreiphasenstrom beim ersten Anschluß und
I_B2L: zweite Leitung, Dreiphasenstrom beim ersten Anschluß sind;
eine vierte Einheit (440) zum Berechnen einer positiven Phasenfolgespannung der Dreiphasen-Spannung, die von der dritten Einheit (430) erhalten wurde, gemäß der folgen den Gleichung:
Positive Phasenfolgespannung =
[{(Z_S1L.I_B1L + Z_m1L.I_B2L) - (Z_S2L.I_B2L + Z_m2L.I_B1L)} X L]₁], wobei
[]₁: eine positive Phasenfolge-Transformation ist;
eine fünfte Einheit (450) zum Berechnen einer Dreiphasen-Spannungsdifferenz gemäß der folgenden Gleichung:
Dreiphasen-Spannungsdifferenz =
{(Z_S1L.I_d1L + Z_m1L.I_d2L) - (Z_S2L.I_d2L + Z_m2L.I_d1L)}, wobei
I_d1L = I_A1L + I_B1L (Vektorsumme) und
I_d2L = I_A2L + I_B2L (Vektorsumme) sind;
eine sechste Einheit (460) zum Berechnen einer positiven Phasenfolgespannung aus der Dreiphasen-Spannung, die von der fünften Einheit (450) erhalten wurde, gemäß der folgenden Gleichung:
Positive Phasenfolgespannung =
[(Z_S1L.I_d1L + Z_m1L.I_d2L) - (Z_S2L.I_d2L + Z_m2L.I_d1L)]₁; und
eine siebte Einheit (470) zum Berechnen des Abstandes zur Fehlerstelle gemäß der folgenden Gleichung:
Abstand =
{ΔV_A1- ΔV_B1+ [{(Z_S1L.I_B1L+ Z_m1L.I_B2L) - (Z_S2L.I_B2L) + Z_m2L.I_B1L)} X L]₁}/[(Z_S1L. I_d1L + Z_m1L.I_d2L) - (Z_S2L.I_d2L + Z_m2L.I_d1L)]₁.

8. Fehlerlokalisierer gemäß Anspruch 7, bei dem die Fehlerlokalisiereinheit (16) eine Fehlerlokalisierung ausführt, indem eine positive Phasenfolgespannung einer Leitung ohne Fehler als Null betrachtet wird.

9. Fehlerlokalisierer gemäß Anspruch 7, bei dem das Stromdifferentialrelais (31A, 32A, 31B, 32B) ein Pulscodemodulations-Relais ist.

10. Fehlerlokalisierer gemäß Anspruch 7, bei dem die Fehlerlokalisiereinheit (16) die Fehlerlokalisierung gemäß der Berechnung durch die erste bis zur siebten Einheit ausführt, wenn ein Fehler auftritt während die erste Leitung (#10L) und die zweite Leitung (#20L) in Betrieb sind, und die Fehlerlokalisierung ausführt, indem eine positive Phasenfolgespan nung einer Leitung als Null betrachtet wird, wenn zumindest entweder die erste Leitung (#10L) oder die zweite Leitung (#20L) nicht in Betrieb sind.