DE10163405A1 - Anordnungen und Verfahren zur Fehlerortbestimmung auf einer Kraftübertragungsleitung mit mehrfachen Lastanzapfungen - Google Patents

Anordnungen und Verfahren zur Fehlerortbestimmung auf einer Kraftübertragungsleitung mit mehrfachen Lastanzapfungen

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DE10163405A1
DE10163405A1 DE10163405A DE10163405A DE10163405A1 DE 10163405 A1 DE10163405 A1 DE 10163405A1 DE 10163405 A DE10163405 A DE 10163405A DE 10163405 A DE10163405 A DE 10163405A DE 10163405 A1 DE10163405 A1 DE 10163405A1
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Abstract

Auf einer Übertragungsleitung (10) mit einem sendenden und einem empfangenden Ende (S, R) und mehreren Anzapfungsknoten, an die je eine Anzapfungslast angeschlossen ist, wird ein Fehlerort ermittelt. Am sendenden und am empfangenden Ende ist je ein Meßgerät vorgesehen. Der Fehlerort wird bestimmt, indem gemessene Leitungsparameter einschließlich der Strom- und Spannungsmeßwerte vor dem Fehler und während des Fehlers am sendenden und am empfangenden Ende der Übertragungsleitung erhalten werden. Unter Verwendung der Strom- und Spannungsmeßwerte vor dem Fehler und während des Fehlers am sendenden und am empfangenden Ende der Übertragungsleitung wird ein äquivalenter Anzapfungsknotenort berechnet. Der äquivalente Anzapfungsknoten unterteilt die Übertragungsleitung in eine sendende und eine empfangende Seite (11, 12). Es wird die Phasenwinkeldifferenz in Folge nicht synchronisierter Messung unter Verwendung der Strom- und Spannungsmeßwerte vor Eintritt des Fehlers berechnet. Die äquivalente Lastimpedanz der Anzapfungslasten wird berechnet. Ein erster Fehlerort wird berechnet in der Annahme, daß der Fehler auf der sendenden Seite des äquivalenten Anzapfungsknotens liegt. Ein zweiter Fehlerort wird berechnet in der Annahme, daß der Fehler auf der empfangenden Seite des äquivalenten Anzapfungsknotens liegt. Als richtiger Fehlerort wird derjenige Fehlerort gewählt, dessen Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der einen vollen Abstand zwischen zwei Knoten darstellt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen und Verfahren zur Fehlerortbestimmung in einem Kraftübertragungssystem, insbesondere ein Kraftübertragungssystem mit mehreren jeweils an Anzapfungen einer Leitung angeschlossenen Lasten, im folgenden "Anzapfungslasten".
Kraftübertragungsleitungen übertragen elektrischen Strom von Erzeugungsquellen zu elektrischen Verbrauchern. Kraftübertragungsleitungen sind im Allgemeinen Hochspannungsleitungen, wobei die hohe Spannung im Allgemeinen an einer Unterstation auf eine niedrigere Spannung heruntertransformiert wird, bevor sie auf einzelne elektrische Leistungsverbraucher verteilt wird (z. B. Haushalte, Geschäftsgebäude). An vielen Unterstationen befinden sich Schutzrelais oder -ein­ richtungen, die in Verbindung mit dem Übertragungssystem folgende Funktionen erfüllen: (A) Steuerung und Kontrolle der Unterstation und Datengewinnung und (B) Schutz. Die Datengewinnung umfaßt die Funktionen (a) Überwachung des Systems um festzustellen, ob es sich in einem normalen oder abnormalen Zustand befindet, (b) Messen, wobei bestimmte elektrische Größen zur Betriebskontrolle und -steuerung gemessen werden und (c) Alarmieren, wobei vor bevorstehenden Problemen gewarnt wird. Der Schutz umfaßt das Auslösen eines Leistungsschalters bei Feststellung eines Kurzschlusses (eines Fehlers), typischerweise innerhalb weniger elektrischer Zyklen nach Auftreten des Fehlers.
Die Erfassung eines Fehlers in einer Schutzfunktion bedeutet Messen kritischer Systemparameter und, wenn ein Fehler auftritt, eine schnelle Rohabschätzung des Fehlerortes und bestimmter Charakteristika des Fehlers, so daß die fehlerhafte Leitung so schnell wie möglich vom Kraftnetz isoliert werden kann. Ein Fehler tritt auf, wenn eine Übertragungsleitung, im Allgemeinen wegen externer Gründe, elektrischen Strom vom normalen Pfad längs der Übertragungsleitung ableitet.
Die Hauptarten und -gründe von Fehlern sind Isolierfehler, die durch Auslegungsmängel, Herstellungsmängel, schlechte Installation und Alterung der Isolation hervorgerufen werden können; elektrische Fehler, die durch Blitzschläge, Schaltüberspannungen und dynamische Überspannungen hervorgerufen werden; mechanische Fehler durch Wind, Schnee, Eis, Verschmutzung, Bäume und Tiere; und thermische Fehler, die durch Überströme oder Überspannungen hervorgerufen werden.
Eine Übertragungsleitung hat üblicherweise drei Phasen, eine Übertragungsleitung kann jedoch auch einphasig sein oder eine andere Anzahl von Phasen haben. Bei einer Dreiphasenleitung gibt es verschiedene Arten möglicher Fehler. Ein einphasiger Fehler ist ein Fehler von einer einzelnen Phase nach Erde, d. h. von Phase nach Erde. Ein Phase-zu-Phase Fehler ist ein Fehler von einer zu einer anderen Phase (z. B. Phase a nach Phase b). Ein Fehler Phase-zu-Phase-zu-Erde ist ein Fehler, der zwei Phasen und Erde betrifft, d. h. Phase a und Phase b nach Erde. Ein dreiphasiger Fehler ist ein Fehler, der alle drei Phasen und auch Erde umfassen kann, z. B. Phase a, Phase b, Phase c nach Erde.
Zusätzlich zu den Schutzfunktionen können an einer Unterstation oder einem entfernten Ort digitale Fehlerrecorder oder andere Prozessoren zum Berechnen des Fehlerorts vorgesehen sein. Die Fehlerortbestimmung braucht nicht so schnell wie die Schutzfunktion zu sein. Der Fehlerort kann berechnet werden, nachdem die Schutzfunktion den Fehler bearbeitet hat, sie sollte jedoch den tatsächlichen Fehlerort genauer bestimmen als eine Schutzfunktion. Eine genaue Fehlerortbestimmung erleichtert eine schnelle Lokalisierung und Isolation eines beschädigten Übertragungsleitungsabschnitts und eine schnelle Wiederaufnahme des Betriebs für die Netzbetreiberkunden nach Reparatur der fehlerhaften Leitung.
Zusätzlich zur Lieferung elektrischer Energie an einen Verbraucher über eine Unterstation mit Schutzeinrichtungen können Kraftwerkbetreiber auch über eine Anzapfung elektrische Energie an Verbraucher liefern. Die Anzapfung, auch als Anzapfungsknoten bezeichnet, ist ein Verbindungspunkt mit einer Phase oder mit Phasen des Kraftübertragungssystems. Auf einem Übertragungssystem können mehr als ein Anzapfungsknoten vorgesehen sein. Die Anzapfung ist an eine Anzapfungsverteilung angeschlossen, die ihrerseits an eine Last angeschlossen ist und Energie liefert. Die Last wird als "Anzapfungslast" bezeichnet. An einer Anzapfungsverteilung können mehr als eine Anzapfungslast vorhanden sein. Eine solche Last hat üblicherweise keinerlei Schutzeinrichtungen. Daher werden üblicherweise keine Strom- und Spannungsdaten gemessen und aufgezeichnet.
Es gibt vielerlei Fehlerort-Berechnungssysteme zur Bestimmung des Fehlerortes auf einer Kraftübertragungsleitung. Bei diesen Systemen werden Strom und Spannung an einem oder beiden Enden eines Abschnittes der Übertragungsleitung gemessen. Bei manchen Systemen werden die Spannungs- und Strommessungen an beiden Enden des Segments synchronisiert. Bei einem synchronisierten System müssen die Uhren bei Spannungs- und Stromablesungen synchron laufen. In manchen Systemen werden bei der Berechnung Daten verwendet, die vor Eintritt des Fehlers gewonnen wurden. Manche bekannte Fehlerortberechnungen sind für Übertragungsleitungen mit einer Anzapfungslast ungenau, weil sie zur Verwendung an Übertragungsleitungen ohne Anzapfungslasten konzipiert wurden. Manche Fehlerortberechnungen sind nur auf bestimmte Arten von Fehlern anwendbar, so daß der Fehlertyp vor oder während des Rechenprozesses gewählt werden muß. Die Genauigkeit dieser Systeme wird durch die Fehlerartwahl ungünstig beeinflußt.
Bisher ist es nicht bekannt, Fehlerortbestimmungen an Kraftübertragungsleitungen mit mehreren Anzapfungslasten unter Verwendung synchronisierter oder nicht synchronisierter Daten von zwei Enden zu berechnen (d. h. zwei Schutzrelais, die Strom- und Spannungswerte liefern). Bei einer Kraftübertragungsleitung mit mehreren Anzapfungslasten führen die früher angestellten Berechnungen zu weniger genauen Bestimmungen des Fehlerorts. Die Fehlerortberechnung auf Übertragungsleitungen mit mehreren Anzapfungslasten muß die Hauptprobleme der fehlenden Messung an den Anzapfungsknoten lösen sowie die Tatsache, daß Messungen an beiden Enden einer angezapften Leitung synchron oder nicht synchron ausgeführt werden können und die Tatsache, daß jede Anzapfungslast normalerweise keine konstante, sondern eine veränderliche Last ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung und ein Verfahren zum Berechnen eines Fehlerorts in einer Übertragungsleitung mit mehrfachen Anzapfungslasten unter Verwendung synchronisierter oder nicht synchronisierter Meßdaten von zwei Enden bereitzustellen. Die Erfindung löst diese Aufgabe.
Die Erfindung ist gerichtet auf Anordnungen und Verfahren zum Berechnen des Fehlerorts in einer Übertragungsleitung mit mehreren Anzapfungslasten unter Verwendung synchroner oder nicht synchroner Meßdaten von zwei Enden.
Nach einem Aspekt der Erfindung liegt ein Fehler in einer Übertragungsleitung mit einem sendenden Ende, einem empfangenden Ende und mehreren Anzapfungslasten, die an Anzapfungsknoten an die Übertragungsleitung angeschlossen sind. Der Fehlerort wird bestimmt, indem am sendenden und am empfangenden Ende der Übertragungsleitung Spannungs- und Stromwerte vor und nach Eintritt des Fehlers gewonnen werden. Ein äquivalenter Anzapfungsknotenort wird berechnet, wobei die vor und nach Eintritt des Fehlers gemessenen Strom- und Spannungswerte am sendenden und am empfangenden Ende der Übertragungsleitung verwendet werden.
Der äquivalente Anzapfungsknoten unterteilt die Übertragungsleitung in eine sendende und eine empfangende Seite. Am sendenden und am empfangenden Ende sind je Meßgeräte vorhanden. Unter Verwendung der Meßwerte von Strom und Spannung vor Eintritt des Fehlers kann der Phasenwinkel in Folge nicht synchronisierter Messungen berechnet werden. Die äquivalente Lastimpedanz der äquivalenten Anzapfungslast wird berechnet. In der Annahme, daß der Fehler auf der sendenden Seite des äquivalenten Anzapfungsknoten liegt, wird ein erster Fehlerort berechnet. Unter der Annahme, daß der Fehler sich auf der empfangenden Seite des äquivalenten Anzapfungsknoten befindet, wird ein zweiter Fehlerort berechnet. Als wahrer Fehlerort wird derjenige gewählt, der einen Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs hat, der den vollen Abstand zwischen zwei Knoten repräsentiert.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann ein Fehlerort für viele Arten von Fehlern berechnet werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann der Fehlerort sowohl für einphasige als auch für dreiphasige Übertragungsleitungen berechnet werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung können die Meßdaten synchronisiert oder nicht synchronisiert sein.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 das Blockschaltbild einer beispielhaften Übertragungsleitung mit mehreren Anzapfungslasten,
Fig. 2 das Blockschaltbild einer beispielhaften äquivalenten Übertragungsleitung mit einer äquivalenten Anzapfungslast der Übertragungsleitung der Fig. 1,
Fig. 3 ein Blockschaltbild der beispielhaften äquivalenten Übertragungsleitung der Fig. 2 zur Erläuterung beispielhafter Bedingungen vor Eintritt des Fehlers,
Fig. 4a das Blockschaltbild der beispielhaften Übertragungsleitung der Fig. 2 zur Erläuterung eines Beispiels von Fehlerbedingungen,
Fig. 4b das Blockschaltbild der Übertragungsleitung der Fig. 2 zur Erläuterung eines Beispiels von Fehlerbedingungen mit positiven Sequenzwerten,
Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, und
Fig. 6 ein Fließbild mit weiteren Einzelheiten einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Übertragungsleitung mit mehreren Anzapfungslasten. Eine Übertragungsleitung 10 enthält ein sendendes Ende S, ein empfangendes Ende R und mehrere Anzapfungsknoten TA, TB. Die Übertragungsleitung 10 kann eine beliebige Anzahl von Anzapfungsknoten haben. Ein Lastknoten RA ist über eine Anzapfungsverteilung an den Anzapfungsknoten TA und ein Lastknoten LB über eine Anzapfungsverteilung an den Anzapfungsknoten TB angeschlossen.
In der weiteren Beschreibung werden die folgenden Bezeichnungen verwendet. Großbuchstaben, die nicht von einer tief oder hochgestellten Bezeichnung begleitet sind, bezeichnen eine physikalische Größe nach Tabelle 1. Diese Größen können Meßwerte, bekannte Werte oder berechnete Werte sein.
TABELLE 1
V: Spannung, komplexer Wert,
I: Strom, komplexer Wert,
Z: Impedanz, komplexer Wert,
R Widerstand, realer Wert, der reale Teil der Impedanz Z,
X Blindwiderstand, realer Wert, der imaginäre Teil der Impedanz Z.
Kleinbuchstaben, die einer physikalischen Größe folgen, geben gemäß Tabelle 2 an, ob ein Wert vor oder nach Eintritt eines Fehlers erfaßt wurde. Der Abstand zum Fehler innerhalb eines Segments der Übertragungsleitung wird mit m bezeichnet.
TABELLE 2
p vor Eintritt des Fehlers,
(nichts) während des Fehlers,
m Einheitsabstand zum Fehler innerhalb eines Segments, Realwert.
Typischerweise werden drei Phasen eines Fehlers bei der Fehleranalyse unterschieden: vor dem Fehler, während des Fehlers und nach dem Fehler. Vor dem Fehler ist vor dem Augenblick des Eintritts des Fehlers, während des Fehlers ist vom Augenblick des Eintritts des Fehlers bis zur Betätigung des Schaltungsschutzes, und nach dem Fehler ist nach Betätigung des Schaltungsschutzes.
Ein hochgestelltes Zeichen bezeichnet die Phase oder die symmetrischen Sequenzkomponenten gemäß Tabelle 3.
TABELLE 3
a Phase a
b Phase b
c Phase c
0 Nullsequenz
1 Positive Sequenz
2 Negative Sequenz
* Konjugat der komplexen Zahl.
Ein tiefgestelltes Zeichen bezeichnet den Knoten gemäß Tabelle 4. Wenn zwei tiefgestellte Zeichen durch ein Komma getrennt sind, bezeichnen sie "vom" Knoten bzw. "zum" Knoten. Zum Beispiel bezeichnet s, T1 (tiefgestellt) vom sendenden Ende 5 zum Anzapfungsknoten T1. Wenn nur ein Knoten bezeichnet ist, wird er als "vom" Knoten bezeichnet und der "zum" Knoten ist Erde. Zum Beispiel bezeichnet T1 (tiefgestellt) vom Knoten T1 nach Erde. Andererseits kann "zum" Knoten als 0 für Erde bezeichnet werden.
TABELLE 4
S sendendes Ende der Übertragungsleitung,
R empfangendes Ende der Übertragungsleitung.
Tx Anzapfungsknoten x,
Lx Lastknoten x,
P fehlerhafter Knoten oder Fehlerort.
Klammern mit den folgenden Präfixen gemäße Tabelle 5 bezeichnen den Teil eines komplexen Wertes. In eine Potenz erhobene Werte sind in Klammern gesetzt. In eine Potenz erhobene Größen sind von Absolutwertanzeigern "|" umschlossen.
TABELLE 5
Re(. . .) Realteil des in Klammern gesetzten Wertes in kartesischen Koordinaten,
Im(. . .) Imaginärteil des in Klammern gesetzten Werten in kartesischen Koordinaten,
(. . .)a
der in Klammern gesetzte Wert erhoben in die Potenz a
|. . .| der Absolutwert des in Klammern gesetzten Wertes in Polarkoordinaten.
Die folgenden Beispiele illustrieren die verwendeten Bezeichnungen: V a|T1 oder V a|T1,0 bezeichnen einen komplexen Fehlerwert der Spannung während eines Fehlers auf Phase a vom Anzapfungsknoten T1 nach Erde. Ip 0|T4,R bezeichnet einen nullsequenzkomplexen Vorfehlerwert des Stroms vom Anzapfungsknoten T4 zum empfangenden Ende R. (Z 2|T2,T3)a bezeichnet eine komplexe Impedanz negativer Sequenz vom Anzapfungsknoten T2 zum Anzapfungsknoten T3, erhoben in die Potenz a. Re(I 1|S,T1) bezeichnet den realen Teil eines komplexen Wertes positiver Sequenz des Fehlerstroms vom sendenden Ende S zum Anzapfungsknoten T1.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Impedanz vom sendenden Ende 5 zum Anzapfungsknoten TA gleich ZS,TA. Die Impedanz vom Anzapfungsknoten TA zum Anzapfungsknoten TB ist ZTA,TB. Die Impedanz vom Anzapfungsknoten TB zum empfangenden Ende R ist ZTB,R. Die Impedanz vom Anzapfungsknoten TA zum Lastknoten LA ist ZTA,LA. Die Impedanz der an den Lastknoten LA angeschlossenen Last ist ZLA. Die Impedanz vom Anzapfungsknoten TA nach Erde ist ZTA und umfaßt die Impedanz von ZTA,LA und ZLA. Die Impedanz vom Anzapfungsknoten TB zum Lastknoten LB ist ZTB,LB. Die Impedanz der an den Lastknoten LB angeschlossenen Last ist ZLB. Die Impedanz vom Anzapfungsknoten TB nach Erde ist ZTB und umfaßt die Impedanz von ZTB,LB und ZLB.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer äquivalenten Übertragungsleitung mit einer äquivalenten einzelnen Anzapfungslast, äquivalent der Übertragungsleitung der Fig. 1. Die Übertragungsleitung 10 hat ein sendendes Ende S, ein empfangendes Ende R und eine äquivalente Anzapfung T1, die im folgenden auch als äquivalenter Anzapfungsknoten T1 bezeichnet wird und zwischen dem sendenden Ende 5 und dem empfangenden Ende R liegt. Eine äquivalente Anzapfungslast ZT1 ist an den äquivalenten Anzapfungsknoten T1 angeschlossen. Der äquivalente Anzapfungsknoten T1 teilt die Übertragungsleitung in eine sendende Seite 11 und eine empfangende Seite 12.
Die Impedanz vom sendenden Ende 5 zum äquivalenten Anzapfungsknoten T1 ist ZS,T1 (Fig. 2). Die Impedanz vom äquivalenten Anzapfungsknoten T1 zum empfangenden Ende R ist ZT1,R. Die Impedanz vom äquivalenten Anzapfungsknoten T1 nach Erde ist ZT1. Der äquivalente Abstand vom sendenden Ende S zum äquivalenten Anzapfungsknoten T1 ist ms,T1.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel der Bedingungen vor Eintritt eines Fehlers auf der äquivalenten Übertragungsleitung der Fig. 2. Vp 1|S ist eine komplexe Spannung positiver Sequenz vor dem Fehler vom sendenden Ende 5 nach Erde. Ip 1|S,T1 ist ein komplexer Strom positiver Sequenz vor dem Fehler vom sendenden Ende zum äquivalenten Anzapfungsknoten T1. Z 1|S,T1 ist eine komplexe Impedanz positiver Sequenz vom sendenden Erde S zum äquivalenten Anzapfungsknoten T1. Vp 1|T1 ist eine komplexe Spannung positiver Sequenz vor Eintritt des Fehlers vom äquivalenten Anzapfungsknoten T1 nach Erde. Ip 1|T1 ist ein komplexer Strom positiver Sequenz vor Eintritt des Fehlers vom äquivalenten Anzapfungsknoten T1 nach Erde. Z 1|T1 ist eine komplexe Impedanz positiver Sequenz vom äquivalenten Anzapfungsknoten T1 nach Erde (einschließlich der Lastimpedanz ZL1). Vp 1|R ist eine komplexe Spannung positiver Sequenz vor Eintritt des Fehlers vom empfangenden Ende R nach Erde. Ip 1|R,T1 ist ein komplexer Strom positiver Sequenz vor Eintritt des Fehlers vom empfangenden Ende R zum äquivalenten Anzapfungsknoten T1. Z 1|T1,R ist eine komplexe Impedanz positiver Sequenz vom äquivalenten Anzapfungsknoten T1 zum empfangenden Ende R.
Die Werte Vp 1|S, Ip 1|S,T1, VP 1|R und Ip 1|R,T1 sind Meßwerte. Die Werte Z 1|S,T1 und Z 1|T1,R sind berechnete Werte, die auf bekannte Weise aus dem Abstand des äquivalenten Übertragungsleitungssegments und den Kennwerten der Übertragungsleitung berechnet werden können.
Fig. 4a zeigt als Beispiel die Fehlerbedingungen auf der Übertragungsleitung der Fig. 2 bei einem Erdschluß. Wie in Fig. 4a gezeigt, befindet sich auf der Übertragungsleitung 10 ein Fehlerknoten F. Der Fehlerknoten F liegt zwischen dem sendenden Ende 5 und dem äquivalenten Anzapfungsknoten T1. Durch den Fehler entsteht ein Strompfad nach Erde mit der Impedanz ZF. Z 1|F ist eine äquivalente Fehlerimpedanz positiver Sequenz vom Fehlerknoten F nach Erde im Netz positiver Sequenz der Leitung.
Wie in Fig. 4a gezeigt, teilt der äquivalente Anzapfungsknoten T1 die Übertragungsleitung in die sendende Seite 11 und die empfangende Seite 12. Die sendende Seite 11 der Übertragungsleitung 10 hat eine Impedanz von ZS,T1. Die empfangende Seite 12 der Übertragungsleitung 10 hat eine Impedanz von ZR,T1.
Der Fehlerknoten F teilt die Impedanz vom sendenden Ende S zum Anzapfungsknoten T1 in zwei Impedanzen. Die erste Impedanz ist (m.ZS,T1), die zweite Impedanz ist ((1-m). ZS,T1). In einem Ausführungsbeispiel liegt für eine Strecke vom sendenden Ende zum Anzapfungsknoten T1 der Fehlerknoten F in einem Abstand m vom sendenden Ende S und einem Abstand von (1-m) vom Anzapfungsknoten T1 entfernt. Ist beispielsweise m gleich 0,4 und der Abstand zwischen dem sendenden Ende S und dem Anzapfungsknoten T1 beträgt 10 km, dann beträgt der Abstand vom sendenden Ende S zum Fehlerknoten F 4 km und der Abstand vom Fehlerknoten F zum Anzapfungsknoten T1 6 km. Allgemein liegt der Fehler einen Bruchteil m zwischen dem Knoten h und dem Knoten i bei mh,F.
In Fig. 4b, ist V 1|S eine komplexe Fehlerspannung positiver Sequenz vom sendenden Ende S nach Erde, V 1|R eine komplexe Fehlerspannung positiver Sequenz vom empfangenden Ende R nach Erde, I 1|S,T1 ist ein komplexer Fehlerstrom positiver Sequenz vom sendenden Ende S zum äquivalenten Anzapfungsknoten T1,I 1|R,T1 ist ein komplexer Fehlerstrom positiver Sequenz vom empfangenden Ende R zum äquivalenten Anzapfungsknoten T1, Z 1|T1 ist eine komplexe Impedanz positiver Sequenz vom äquivalenten Anzapfungsknoten T1 nach Erde (mit der Impedanz ZL1 der Anzapfungslast). Die Werte V 1|S, I 1|S,T1, V 1|R und I 1|R,T1 sind Meßwerte.
Es sei angenommen, daß die Anzapfungslasten (z. B. die Anzapfungslast LA) Impedanzen positiver Sequenz sind, die sich während des Fehlers nicht verändern. Es sei weiter angenommen, daß auf der Übertragungsleitung nur ein einziger Fehler besteht und alle Übertragungsleitungssegmente zwischen den Anzapfungsknoten eine ungefähr gleichmäßige Impedanz haben.
Nach der Erfindung werden Spannungs- und Strommeßwerte vor Eintritt des Fehlers verwendet, um eine äquivalente Anzapfungslast und ihren richtigen Ort zu finden und die äquivalente Auswirkung aller Anzapfungslasten auf die Leitung darzustellen. Bei Verwendung der Meßwerte vor Eintritt des Fehlers kann das System die Zeitdifferenz (oder die Phasenwinkeldifferenz) der Spannungs- und Stromsignale von beiden Enden einer Übertragungsleitung bestimmen, um die Meßwertsignale zu synchronisieren. Sind die Daten bereits synchronisiert, ist der Phasenwinkel gleich Null. Bei Verwendung der Daten vor Eintritt des Fehlers bestimmt das System auch die äquivalente Lastimpedanz der äquivalenten Anzapfungslast. Die synchronisierten Fehlerdaten und das berechnete Äquivalent einer Anzapfungslast werden verwendet, um eine anfängliche Fehlerortabschätzung durchzuführen. Eine Berechnung erfolgt unter der Annahme, daß der Fehler auf der Sendeseite 11 des äquivalenten Anzapfungsknoten T1 liegt. Eine zweite Berechnung erfolgt unter der Annahme, daß der Fehler sich auf der empfangenden Seite 12 des äquivalenten Anzapfungsknoten T1 befindet. Der endgültige Fehlerort wird aus den beiden Berechnungen gewählt.
Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anordnung. Wie in Fig. 5 gezeigt, enthält die Anordnung einen Prozessor 100, einen Speicher 110, ein Meßgerät 120 am Sendeende und ein Meßgerät 130 am empfangenden Ende.
Der Prozessor 100 kann ein beliebiger Prozessor sein, der geeignet ist, Berechnungen auszuführen und Eingangsdaten von den Meßgeräten zu empfangen. Beispielsweise kann der Prozessor 100 ein Schutzrelais mit oszillographischer Datenanzeige oder ein digitaler Fehlerrecorder sein. Der Speicher 110 kann verwendet werden, um die von den Meßgeräten 120 und 130 am Sende- bzw. Empfangsende empfangenen Daten zu speichern.
Das Meßgerät 120 mißt Strom und Spannung sowohl vor Eintritt als auch während des Bestehens des Fehlers am Sendeende S der Übertragungsleitung 10. Das Meßgerät 120 kann einen Spannungsfühler 121 und einen Stromfühler 122 enthalten, die beide ein analoges Signal ausgeben können. Das Meßgerät 120 kann auf bekannte Weise das analoge Signal in ein digitales Signal konvertieren, bevor es über eine Datenverbindung 135 übertragen wird. Das Meßgerät 120 kann ferner das digitale Signal in Vektoren konvertieren, die Strom und Spannung Vp 1|S, Ip 1|S,T1, V 1|S und I 1|S,T1 am Sendeende S darstellen.
Das Meßgerät 130 mißt Spannung und Strom sowohl vor dem Fehler als auch während des Fehlers am empfangenden Ende R der Übertragungsleitung 10. Das Meßgerät 130 enthält einen Spannungssensor 121 und einen Stromsensor 122, die ein analoges Signal ausgeben. Das Meßgerät 130 wandelt das analoge Signal auf bekannte Weise in ein digitales Signal um, bevor es über die Datenverbindung 135 übertragen wird. Das Meßgerät 130 wandelt ferner das digitale Signal in Vektoren um, die Strom und Spannung Vp 1|R, Ip 1|R,T1, V 1|R und I 1|R,T1 am empfangenden Ende R darstellen.
Die Meßgeräte 120, 130 sind je über eine Datenverbindung 135 mit dem Prozessor 100 verbunden. Die Datenverbindung 135 kann ein Modem, ein lokales Netzwerk oder eine andere geeignete Datenverbindung sein.
Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm mit weiteren Einzelheiten der Arbeitsweise der Anordnung der Fig. 5 und eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Schritt 200 werden die Meßwerte gewonnen. Die Meßwerte vor Eintritt des Fehlers sind Vp 1|S, Ip 1|S,T1, Vp 1|R und Ip 1|R,T1. Die Meßwerte während des Fehlers sind V 1|S, I 1|S,T1, V 1|R und IR,T1.
Beim Schritt 205 wird der äquivalente Anzapfungsort, mS,TI der äquivalenten Anzapfungslast berechnet. Aus den Meßwerten beider Enden wird die Spannung am äquivalenten Ort mS,T1 der Anzapfungslast wie folgt berechnet:
Darin sind δ ein Phasenwinkel, der einen Synchronisationsfehler zwischen den Messungen am sendenen Ende S und am empfangenden Ende R der Leitung darstellt, Z 1|S,R ist die Impedanz der gesamten Leitung zwischen dem sendenden Ende S und dem empfangenden Ende R. Die Größen der komplexen Spannung am äquivalenten Ort der Anzapfungslast, wie sie aus den beiden Gleichungen errechnet werden, sollten am äquivalenten Ort der Anzapfungslast gleich sein, was zu einer quadratischen Gleichung von mS,T1 führt, die aus den Gleichungen 1 und 2 hergeleitet werden kann:
a(mS,T1)2 + bmS,T1 + c = 0 Gleichung 3
worin
Die Lösung der quadratischen Gleichung von mS,T1 ergibt zwei Lösungen. Der richtige Wert von mS,T1 ist derjenige, der die Bedingung 0 ≦ mS,T1 ≦ 1 erfüllt. Die äquivalente Leitungsimpedanz auf beiden Seiten der äquivalenten Anzapfungslast kann somit aus dem äquivalenten Ort der Anzapfungslast berechnet werden zu
Beim Schritt 210 wird die Phasenwinkeldifferenz δ als Vektor ej δ berechnet, wenn die Daten nicht synchronisiert sind, wobei die Daten vor Eintritt des Fehlers nach der folgenden Gleichung 15 verwendet werden. Sind die Daten synchronisiert, ist die Phasenwinkeldifferenz gleich Null.
Beim Schritt 220 wird unter Verwendung der Daten vor Eintritt des Fehlers und der Phasenwinkeldifferenz die äquivalente Lastimpedanz des äquivalenten Anzapfungsknotens T1 nach folgender Gleichung berechnet:
Beim Schritt 230 wird ein erster Fehlerort mS,F berechnet unter der Annahme, daß der Fehlerknoten F auf der Sendeseite 11 liegt. Der erste Fehlerort wird aus der folgenden Gleichung 17 berechnet. Für alle Fehlerarten wird ein universelles Netzwerk verwendet. Die Fehlerimpedanz wird in einem Netzwerk positiver Sequenz dargestellt als ausgeglichenes dreiphasiges Impedanznetzwerk, das am Fehlerort angeschlossen ist, um das universelle oder Gesamtnetzwerk zu bilden. Auf diese Weise kann der Fehlerort für beliebige Fehlerarten berechnet werden.
Beim Schritt 240 wird ein zweiter Fehlerort mR,F unter der Annahme berechnet, daß sich der Fehlerknoten auf der empfangenden Seite 12 befindet. Der zweite Fehlerort wird nach folgender Gleichung 18 berechnet:
Beim Schritt 250 wird die endgültige Lösung gewählt. Wenn eine richtige Annahme getroffen wurde, liegt die sich ergebende Fehlerortbestimmung stets innerhalb eines vorbestimmten Bereichs, falls nicht, liegt das Ergebnis außerhalb des vorbestimmten Bereichs. Dieses Kriterium dient zur Auswahl des richtigen Fehlerortergebnisses aus zwei Abschätzungen oder Berechnungen. Der vorbestimmte Bereich ist ein so gewählter Bereich, daß er den vollen Abstand zwischen zwei Knoten darstellt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt der vorbestimmte Bereich zwischen 0 und 1,0, was den Abstand zwischen dem Sendeknoten 5 und dem äquivalenten Anzapfungsknoten T1 darstellt, wenn man annimmt, daß der Fehler zwischen dem Sendeknoten 5 und dem äquivalenten Anzapfungsknoten T1 liegt. Ein Ergebnis außerhalb des vorbestimmten Bereichs kann nicht richtig sein, da es an einem Punkt außerhalb des Abstandes zwischen den beiden Knoten liegt. Verwendet man beispielsweise für m einen vorbestimmten Wert gleich 1, wobei der Bereich von 0,0 bis 1,0 den Abstand zwischen zwei Knoten darstellt und erhält man im Schritt 230 den Wert 2,4 und im Schritt 240 den Wert 0,4, so wird mR,T1 gewählt, m = 0,4, und der Fehlerknoten F liegt auf der Empfangsseite 12. Wählt man 2,4, so würde dies der Annahme widersprechen, daß der Fehlerort auf der Sendeseite 11 liegt.
Bei einer zweiten Ausführungsform kann der Phasenwinkel vor Berechnung des äquivalenten Anzapfungsorts berechnet werden.
Bei einer dritten Ausführungsform ist die Übertragungsleitung einphasig. Die Gleichungen sind die gleichen, mit der Ausnahme, daß die Bezüge zur Impedanz positiver Sequenz weggelassen werden und die äquivalente Fehlerimpedanz die tatsächliche Fehlerimpedanz ist.
Anordnung und Verfahren, wie sie vorstehend beschrieben wurden, erfüllen den Bedarf nach Anordnungen und Verfahren zum Berechnen eines Fehlerorts in einer Übertragungsleitung mit mehreren Anzapfungslasten unter Verwendung synchronisierter oder nicht synchronisierter Meßdaten von zwei Enden.
Die Erfindung kann in Form eines Programmcodes ausgeführt werden (d. h. in Form von Befehlen), die auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert sind wie einem magnetischen, elektrischen oder optischen Speichermedium einschließlich einer Diskette, CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RAM, Magnetband, Flash- Speicher, Festplatte oder einem beliebigen anderen maschinell lesbaren Speichermedium. Wenn dabei der Programmcode in eine Maschine, beispielsweise einen Computer, geladen und von dieser ausgeführt wird, wird die Maschine eine Vorrichtung zur Ausführung der Erfindung. Die Erfindung kann auch in Form eines Programmcodes ausgeführt werden, der über ein Übertragungsmedium übertragen wird, beispielsweise über elektrische Kabel, Glasfaserkabel, ein Netzwerk wie das Internet oder wie ein Intranet, oder über eine andere Übertragungsform. Dabei wird, wenn der Programmcode von einer Maschine empfangen, in diese geladen und von dieser ausgeführt wird, beispielsweise ein Computer, die Maschine zu einem Gerät zur Ausführung der Erfindung. Wird der Programmcode in einem Allzweck-Prozessor implementiert, so kombiniert sich der Programmcode mit dem Prozessor zu einem einheitlichen Gerät, das analog zu spezifischen Logikschaltungen arbeitet.

Claims (45)

1. Verfahren zur Fehlerortbestimmung in einer Übertragungsleitung (10) mit einem sendenden Ende (S) und einem empfangenden Ende (R), mehreren an die Übertragungsleitung angeschlossenen Anzapfungslasten am Ort eines Anzapfungsknotens, wobei an jeden Anzapfungsknoten eine Anzapfungslast angeschlossen ist, mit einem äquivalenten Anzapfungsknoten an einem äquivalenten Anzapfungsknotenort, wobei der äquivalente Anzapfungsknoten die Übertragungsleitung (10) in eine sendende Seite (11) und eine empfangende Seite (12) unterteilt, wobei am sendenden und am empfangenden Ende je ein Meßgerät (120, 130) angeordnet ist, mit den Schritten:
Gewinnen von gemessenen Schaltungsparametern, die die Werte von Strom und Spannung vor Eintritt des Fehlers und während des Fehlers am sendenden und am empfangenden Ende der Übertragungsleitung (10) einschließen,
Berechnen des äquivalenten Anzapfungsknotenorts unter Verwendung der Meßwerte von Strom und Spannung am sendenden und am empfangenden Ende der Übertragungsleitung,
Berechnen einer äquivalenten Lastimpedanz der Anzapfungslasten am äquivalenten Anzapfungsknoten,
Berechnen eines ersten Fehlerorts unter der Annahme, daß sich der Fehler auf der Sendeseite des äquivalenten Anzapfungsknotens befindet,
Berechnen eines zweiten Fehlerorts unter der Annahme, daß sich der Fehler auf der empfangenden Seite des äquivalenten Anzapfungsknotens befindet, und
Auswählen des berechneten Fehlerorts aus dem ersten und dem zweiten Fehlerort durch Auswahl des Fehlerorts mit einem Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Phasenwinkeldifferenz in Folge unsynchronisierter Messung berechnet wird, wobei die Werte des Stroms und der Spannung vor Eintritt des Fehlers verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Erhalt der gemessenen Schaltungsparameter ferner den Erhalt gemessener Schaltungsparameter von je einem Meßgerät (120, 130) am sendenden und am empfangenden Ende umfaßt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Erhalt der gemessenen Schaltungsparameter ferner den Erhalt der Werte Vp 1|S, Ip 1|S,T1, Vp 1|R, Ip 1|R,T1, V 1|S, I 1|S,T1, V 1|R und I 1|R,T1 umfaßt, wobei sind:
Vp 1|S die komplexe Spannung positiver Sequenz vor Fehlereintritt vom sendenden Ende nach Erde,
Ip 1|S,T1 der positive komplexe Strom positiver Sequenz vor Eintritt des Fehlers vom sendenden Ende zum äquivalenten Anzapfungsknoten,
Vp 1|R die komplexe Spannung positiver Sequenz vor Eintritt des Fehlers vom empfangenden Ende nach Erde,
IP 1|R,T1 der komplexe Strom positiver Sequenz vor Eintritt des Fehlers vom empfangenden Ende zum äquivalenten Anzapfungsknoten,
V 1|S die komplexe Fehlerspannung positiver Sequenz vom sendenden Ende nach Erde,
I 1|S,T1 der komplexe Fehlerstrom positiver Sequenz vom sendenden Ende zum äquivalenten Anzapfungsknoten,
V 1|R die komplexe Fehlerspannung positiver Sequenz vom empfangenden Ende nach Erde, und
I 1|R,T1 der komplexe Fehlerstrom positiver Sequenz vom empfangenden Ende zum äquivalenten Anzapfungsknoten,
wobei die Übertragungsleitung dreiphasig ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der äquivalente Anzapfungsknotenort mS,T1 nach folgender quadratischer Gleichung berechnet wird:
a(mS,T1)2 + bmS,T1 + c = 0
worin
worin
Z 1|S,R die komplexe Impedanz positiver Sequenz vom Sende- zum Empfangsende ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenwinkel δ nach folgender Gleichung berechnet wird:
worin:
Z 1|S,T1 die die komplexe Impedanz positiver Sequenz vom sendenden Ende zum äquivalenten Anzapfungsknoten und
Z 1|R,T1 die komplexe Impedanz positiver Sequenz vom empfangenden Ende zum äquivalenten Anzapfungsknoten ist.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdaten synchronisiert sind und der Phasenwinkel δ gleich Null ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äquivalente Impedanz der Anzapfungslast der Anzapfungslasten nach folgender Gleichung berechnet wird:
worin Z 1|T1 die komplexe Impedanz positiver Sequenz des äquivalenten Anzapfungsknotens ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Fehlerort nach folgender Gleichung berechnet wird:
worin mS,F der berechnete erste Fehlerort ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnete, daß ein zweiter Fehlerort nach folgender Gleichung berechnet wird:
worin mR,F der berechnete zweite Fehlerort ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als berechneter Fehlerort von den beiden Werten mS,F und mR,F derjenige ausgewählt wird, dessen Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der einen vollen Abstand zwischen zwei Knoten darstellt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Bereich zwischen Null und Eins liegt.
13. Anordnung zur Fehlerortbestimmung in einer Übertragungsleitung (10) mit einem sendenden und einem empfangenden Ende (S, R) und mehreren Anzapfungslasten, die je an einem Anzapfungsknotenort an die Übertragungsleitung angeschlossen sind, wobei an jeden dieser Anzapfungsknoten eine Anzapfungslast angeschlossen ist, mit einem äquivalenten Anzapfungsknoten an einem äquivalenten Anzapfungsknotenort, der die Übertragungsleitung in eine sendende und eine empfangende Seite (11, 12) unterteilt, gekennzeichnet durch
einen Prozessor (100) zum Berechnen eines Fehlerorts in der Ubertragungsleitung (10),
ein Meßgerät (120) am sendenden Ende, das an den Prozessor (100) angeschlossen ist und Messungen vor Eintritt des Fehlers und während des Fehlers am sendenden Ende der Übertragungsleitung durchführt, und
ein Meßgerät (130) am empfangenden Ende, das an den Prozessor (100) angeschlossen ist und Messungen vor Eintritt des Fehlers und während des Fehlers am empfangenden Ende der Übertragungsleitung durchführt,
wobei der Prozessor (100) geeignet ist, gemessene Schaltungsparameter einschließlich von Strom- und Spannungswerten vor und nach Eintritt des Fehlers vom Meßgerät am sendenden und vom Meßgerät am empfangenden Ende zu erhalten, den äquivalenten Anzapfungsknotenort unter Verwendung der Strom- und Spannungswerte vor Eintritt des Fehlers und während des Fehlers am sendenden und am empfangenden Ende der Übertragungsleitung zu berechnen, eine äquivalente Lastimpedanz der Anzapfungslasten zu berechnen, einen ersten Fehlerort unter der Annahme zu berechnen, daß der Fehler auf der Sendeseite des äquivalenten Anzapfungsknotens liegt, einen zweiten Fehlerort unter der Annahme zu berechnen, daß der Fehler auf der empfangenden Seite des äquivalenten Anzapfungsknotens liegt, und den berechneten Fehlerort aus dem ersten und zweiten Fehlerort auszuwählen, wobei der Fehlerort gewählt wird, dessen Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der einen vollen Abstand zwischen zwei Knoten darstellt.
14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (100) geeignet ist, eine Phasenwinkeldifferenz in Folge nicht synchronisierter Messungen unter Verwendung der Strom- und Spannungs-Meßwerten vor Eintritt des Fehlers zu berechnen.
15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät am sendenden Ende einen Spannungsfühler (121) enthält.
16. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät am sendenden Ende einen Stromfühler (122) enthält.
17. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät am empfangenden Ende einen Spannungsfühler (121) enthält.
18. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät am empfangenden Ende einen Stromfühler (122) enthält.
19. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (120) am sendenden Ende über eine Datenverbindung (135) mit dem Prozessor (100) verbunden ist.
20. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (130) am empfangenden Ende über eine Datenverbindung (135) mit dem Prozessor (100) verbunden ist.
21. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät am sendenden Ende einen Speicher (115) zum Speichern der Messungen vor Eintritt des Fehlers aufweist.
22. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät am empfangenden Ende einen Speicher (115) zum Speichern der Messungen vor Eintritt des Fehlers aufweist.
23. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (100) geeignet ist, die Werte Vp 1|S, Ip 1|S,T1, Vp 1|R, Ip 1|R,T1, V 1|S, I 1|S,T1, V 1|R und I 1|R,T1 zu berechnen, worin:
Vp 1|S, die komplexe Spannung positiver Sequenz vor Fehlereintritt vom sendenden Ende nach Erde ist,
Ip 1|S,T1 der positive komplexe Strom positiver Sequenz vor Eintritt des Fehlers vom sendenden Ende zum äquivalenten Anzapfungsknoten ist,
Vp 1|R, die komplexe Spannung positiver Sequenz vor Eintritt des Fehlers vom empfangenden Ende nach Erde ist,
Ip 1|R,T1 der komplexe Strom positiver Sequenz vor Eintritt des Fehlers vom empfangenden Ende zum äquivalenten Anzapfungsknoten ist,
V 1|S die komplexe Fehlerspannung positiver Sequenz vom sendenden Ende nach Erde ist,
I 1|S,T1 der komplexe Fehlerstrom positiver Sequenz vom sendenden Ende zum äquivalenten Anzapfungsknoten ist,
V 1|R die komplexe Fehlerspannung positiver Sequenz vom empfangenden Ende nach Erde ist, und
I 1|R,T1 der komplexe Fehlerstrom positiver Sequenz vom empfangenden Ende zum äquivalenten Anzapfungsknoten ist, wobei die Ubertragungsleitung dreiphasig ist.
24. Anordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (100) geeignet ist, den äquivalenten Anzapfungsknotenort mS,T1 aus folgender quadratischer Gleichung zu berechnen:
a(mS,T1)2 + bmS,T1 + c = 0
worin
worin
Z 1|S,R die komplexe Impedanz positiver Sequenz vom Sende- zum Empfangsende ist.
25. Anordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (100) geeignet ist, den Phasenwinkel δ nach folgender Gleichung zu berechnen:
worin:
Z 1|S,T1 die komplexe Impedanz positiver Sequenz vom Sende- zum äquivalenten Anzapfungsknoten und
Z 1|R,T1 die komplexe Impedanz positiver Sequenz vom empfangenden Ende zum äquivalenten Anzapfungsknoten ist.
26. Anordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdaten synchronisiert sind und der Phasenwinkel δ gleich Null ist.
27. Anordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (100) geeignet ist, die äquivalente Impedanz der Anzapfungslast der Anzapfungslasten nach folgender Gleichung zu berechnen:
worin Z 1|T1 die komplexe Impedanz positiver Sequenz des äquivalenten Anzapfungsknotens ist.
28. Anordnung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (100) geeignet ist, einen ersten Fehlerort nach der folgenden Gleichung zu berechnen:
worin mS,F der berechnete erste Fehlerort ist.
29. Anordnung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (100) geeignet ist, einen zweiten Fehlerort nach der folgenden Gleichung zu berechnen:
worin mR,F der berechnete zweite Fehlerort ist.
30. Anordnung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (100) geeignet ist, als berechneten Fehlerort aus den beiden Werten mS,F und mR,F denjenigen auszuwählen, dessen Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der einen vollen Abstand zwischen zwei Knoten darstellt.
31. Anordnung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Bereich zwischen Null und Eins liegt.
32. Anordnung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungs­ leitung (10) einphasig ist.
33. Maschinell lesbares Medium mit darauf gespeicherten Befehlen zur Fehlerortbestimmung auf einer Übertragungsleitung (10) mit einem sendenden und einem empfangenden Ende (S, R), mehreren je an einen Anzapfungsknotenort an die Übertragungsleitung (10) angeschlossenen Anzapfungslasten, je einer an die Anzapfungsknoten angeschlossenen Anzapfungslast mit einem äquivalenten Anzapfungsknoten an einem äquivalenten Anzapfungsknotenort, wobei der äquivalente Anzapfungsknoten die Übertragungsleitung (10) in eine sendende und eine empfangende Seite (11, 12) unterteilt, wobei das sendende und das empfangende Ende je ein Meßgerät (120, 130) aufweisen, wobei die Befehle, wenn sie auf einem Prozessor (100) ausgeführt werden, diesen zur Ausführung folgender Schritte veranlassen:
Gewinnen von gemessenen Schaltungsparametern, die die Werte von Strom und Spannung vor Eintritt des Fehlers und während des Fehlers am sendenden und am empfangenden Ende der Übertragungsleitung (10) einschließen.
Berechnen des äquivalenten Anzapfungsknotenorts unter Verwendung der Meßwerte von Strom und Spannung am sendenden und am empfangenden Ende der Übertragungsleitung,
Berechnen einer äquivalenten Lastimpedanz der Anzapfungslasten,
Berechnen eines ersten Fehlerorts unter der Annahme, daß sich der Fehler auf der Sendeseite des äquivalenten Anzapfungsknotens befindet,
Berechnen eines zweiten Fehlerorts unter der Annahme, daß sich der Fehler auf der empfangenden Seite des äquivalenten Anzapfungsknotens befindet, und
Auswählen des berechneten Fehlerorts aus dem ersten und dem zweiten Fehlerort durch Auswahl des Fehlerorts mit einem Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs.
34. Medium nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß eine Phasenwinkeldifferenz in Folge unsychronisierter Messungen berechnet wird, wobei die Werte des Stroms und der Spannung vor Eintritt des Fehlers verwendet werden.
35. Medium nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Erhalt der gemessenen Schaltungsparameter ferner den Erhalt gemessener Schaltungsparameter von je einem Meßgerät (120, 130) am sendenden und am empfangenden Ende umfaßt.
36. Medium nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Erhalt der gemessenen Schaltungsparameter ferner den Erhalt der Werte Vp 1|S, Ip 1|S,T1, VP 1|R, IP 1|R,T1, V 1|S, I 1|S,T1, V 1|R und I 1|R,T1 umfaßt, worin:
Vp 1|S die komplexe Spannung positiver Sequenz vor Fehlereintritt vom sendenden Ende nach Erde ist,
Ip 1|S,T1 der positive komplexe Strom positiver Sequenz vor Eintritt des Fehlers vom sendenden Ende zum äquivalenten Anzapfungsknoten ist,
Vp 1|R die komplexe Spannung positiver Sequenz vor Einritt des Fehlers vom empfangenden Ende nach Erde ist,
Ip 1|R,T1 der komplexe Strom positiver Sequenz vor Eintritt des Fehlers vom empfangenden Ende zum äquivalenten Anzapfungsknoten ist,
V 1|S die komplexe Fehlerspannung positiver Sequenz vom sendenden Ende nach Erde ist,
I 1|S,T1 der komplexe Fehlerstrom positiver Sequenz vom sendenden Ende zum äquivalenten Anzapfungsknoten ist,
V 1|R die komplexe Fehlerspannung positiver Sequenz vom empfangenden Ende nach Erde ist, und
I 1|R,T1 der komplexe Fehlerstrom positiver Sequenz vom empfangenden Ende zum äquivalenten Anzapfungsknoten ist,
wobei die Übertragungsleitung dreiphasig ist.
37. Medium nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der äquivalente Anzapfungsknotenort mS,T1 nach folgender quadratischer Gleichung berechnet wird:
a(mS,T1)2 + bmS,T1 + c = 0
worin
worin
Z 1|S,R die komplexe Impedanz positiver Sequenz vom Sende- zum Empfangsende ist.
38. Medium nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenwinkel δ nach folgender Gleichung berechnet wird:
worin:
Z 1|S,T1 die komplexe Impedanz positiver Sequenz vom sendende Ende zum äquivalenten Anzapfungsknoten ist, und
Z 1|R,T1 die komplexe Impedanz positiver Sequenz vom empfangenden Ende zum äquivalenten Anzapfungsknoten ist.
39. Medium nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdaten synchronisiert sind und der Phasenwinkel δ gleich Null ist.
40. Medium nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die äquivalente Lastimpedanz der Anzapfungslast nach folgender Gleichung berechnet wird:
worin Z 1|T1 die komplexe Impedanz positiver Sequenz des äquivalenten Anzapfungsknotens ist.
41. Medium nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Fehlerort nach folgender Gleichung berechnet wird:
worin mS,F der berechnete erste Fehlerort ist.
42. Medium nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Fehlerort nach folgender Gleichung berechnet wird:
worin mR,F der berechnete zweite Fehlerort ist.
43. Medium nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß als berechneter Fehlerort von den beiden Werten mS,F und mR,F derjenige ausgewählt wird, dessen Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der einen vollen Abstand zwischen zwei Knoten darstellt.
44. Medium nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Bereich zwischen Null und Eins liegt.
45. Medium nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsleitung einphasig ist.
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