DE102018113627A1 - Method and device for fault diagnosis in an electrical network having a ring structure and computer program product - Google Patents

Method and device for fault diagnosis in an electrical network having a ring structure and computer program product Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Fehlerdiagnose in einem eine Ringstruktur aufweisenden elektrischen Netz (1, 1') mit mehreren Leitungen (L12, L13, L23) und mehreren Knoten (K1, K2, K3), wobei wenigstens zwei Leitungen Abgangsleitungen (L12, L13) sind, wenigstens eine Leitung eine Querleitung (L23) ist, welche ein Paar von Abgangsleitungen (L12, L13) verbindet, ein Knoten ein durch eine Wechselspannungsquelle (4) gespeister Sammelknoten (K1) ist, an den die Abgangsleitungen (L12, L13) angeschlossen sind, und wenigstens zwei Knoten Querverbindungsknoten (K2, K3) sind, an welchen das Paar von Abgangsleitungen (L12, L13) an die Querleitung (L23) angeschlossen ist, wobei ein Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswert zwischen einem Fehlerort (F) auf einer fehlerhaften Leitung und einem der Knoten (K1, K2, K3) in Abhängigkeit von- Querwechselstromwiderstandswerten, die jeweils einen Querwechselstromwiderstand (Z, Z) einer an eine Abgangsleitung (L12, L13) angeschlossenen Energieumwandlungseinrichtung (7a, 7b) in einem Gegensystem beschreiben,- Leitungswechselstromwiderstandswerten, die jeweils einen Wechselstromwiderstand (Z, Z, Z) einer der Leitungen (L12, L13, L23) beschreiben, und- Abgangsleitungsstromwerten, die jeweils einen am Sammelknoten (K1) in eine der Abgangsleitungen (L12, L13) fließenden Strom (I, I) im Gegensystem beschreiben, ermittelt wird.Method for fault diagnosis in an electrical network (1, 1 ') having a ring structure with a plurality of lines (L12, L13, L23) and a plurality of nodes (K1, K2, K3), at least two lines being outgoing lines (L12, L13), at least a line is a cross line (L23) connecting a pair of outgoing lines (L12, L13), a node is a collecting node (K1) fed by an AC voltage source (4) to which the outgoing lines (L12, L13) are connected, and at least two nodes are cross-connection nodes (K2, K3) to which the pair of outgoing lines (L12, L13) are connected to the cross line (L23), a node fault location AC resistance value between a fault location (F) on a faulty line and one the nodes (K1, K2, K3) as a function of cross-AC resistance values, each having a cross-AC resistance (Z, Z) of an energy conversion device (7a, 7) connected to an outgoing line (L12, L13) 7b) describe in a negative sequence system, - AC line resistance values, each of which describes an AC resistance (Z, Z, Z) of one of the lines (L12, L13, L23), and - outgoing line current values, each of which at the common node (K1) into one of the outgoing lines ( L12, L13) current flowing (I, I) describe in the opposite system, is determined.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fehlerdiagnose in einem eine Ringstruktur aufweisenden elektrischen Netz mit mehreren Leitungen und mehreren Knoten, wobei wenigstens zwei Leitungen Abgangsleitungen sind, wenigstens eine Leitung eine Querleitung ist, welche ein Paar von Abgangsleitungen verbindet, ein Knoten ein durch eine Wechselspannungsquelle gespeister Sammelknoten ist, an den die Abgangsleitungen angeschlossen sind, und wenigstens zwei Knoten Querverbindungsknoten sind, an welchen das Paar von Abgangsleitungen an die Querleitung angeschlossen ist.The present invention relates to a method of fault diagnosis in a multi-line, multiple-node, multi-node loop electrical network, wherein at least two lines are output lines, at least one line is a cross-line connecting a pair of output lines, a node is powered by an AC voltage source Is a collection node to which the outgoing lines are connected and at least two nodes are cross-connection nodes to which the pair of outgoing lines are connected to the cross-line.

Daneben betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Fehlerdiagnose in einem eine Ringstruktur aufweisenden elektrischen Netz sowie ein Computerprogrammprodukt.In addition, the invention relates to a device for fault diagnosis in a ring structure having an electrical network and a computer program product.

Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus dem Dokument DE 600 18 666 T2 bekannt, welches ein Verfahren zum Berechnen der Entfernung von Fehlerstrom in einem elektrischen Stromversorgungsnetz mit ringförmiger Gestaltung offenbart.Such a method is for example from the document DE 600 18 666 T2 which discloses a method of calculating the removal of fault current in an annular electric power supply network.

In modernen elektrischen Netzen, die eine Ringstruktur aufweisen, werden jedoch zunehmend dezentrale Energieumwandlungseinrichtungen, wie Windkraftanlagen, Blockheizkraftwerke oder kleine Wasserkraftwerke, angeschlossen. Diese weisen typischerweise eine Synchron- oder Asynchronmaschine auf, wodurch das elektrische Netz wesentlich komplexer wird und herkömmliche Verfahren zur Fehlerdiagnose nur unzureichende Ergebnisse liefern.In modern electrical networks, which have a ring structure, but increasingly decentralized energy conversion facilities, such as wind turbines, combined heat and power or small hydropower plants are connected. These typically have a synchronous or asynchronous machine, which makes the electrical network much more complex and conventional methods for fault diagnosis provide insufficient results.

Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Fehlerdiagnose in komplexen elektrischen Netzen mit einer Ringstruktur anzugeben.The invention is therefore based on the object of specifying a possibility for fault diagnosis in complex electrical networks with a ring structure.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, dass ein Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswert zwischen einem Fehlerort auf einer fehlerhaften Leitung und einem der Knoten in Abhängigkeit von Querwechselstromwiderstandswerten, die jeweils einen Querwechselstromwiderstand einer an eine Abgangsleitung angeschlossenen Energieumwandlungseinrichtung in einem Gegensystem beschreiben, Leitungswechselstromwiderstandswerten, die jeweils einen Wechselstromwiderstand einer der Leitungen beschreiben, und Abgangsleitungsstromwerten, die jeweils einen am Sammelknoten in eine der Abgangsleitungen fließenden Strom im Gegensystem beschreiben, ermittelt wird.To achieve this object, the invention provides in a method of the type mentioned that a node fault location AC resistance value between a fault location on a faulty line and one of the nodes as a function of Querwechselstromwiderstandswerten, each having a transverse AC resistance of an output line connected to an energy conversion device in a Describe negative sequence, AC line resistance values, each describing an AC resistance of one of the lines, and outgoing line current values, each describing a flowing at the collecting node in one of the outgoing lines current in the negative sequence, is determined.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass der, insbesondere für die Lokalisierung des Fehlers relevante, Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswert beim Anschluss von Energieumwandlungseinrichtungen an das elektrische Netz wesentlich von deren Querwechselstromwiderstand beeinflusst wird. Dabei macht es sich die Erfindung zu Nutze, dass der Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswert mit hinreichender Genauigkeit durch eine Betrachtung des Gegensystems des elektrischen Netzes ermittelt werden kann und der Querwechselstromwiderstandswert der angeschlossenen Energieumwandlungseinrichtungen typischerweise über weite Betriebszustandsbereiche bekannt und insbesondere auch konstant ist. Unter zusätzlicher Berücksichtigung der typischerweise ebenfalls bekannten Leitungswechselstromwiderstandswerte und der, beispielsweise in der Nähe des Sammelknotens gemessenen, Abgangsleitungsstromwerte kann der Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswert dann aufwandsarm zur Fehlerdiagnose ermittelt werden.The invention is based on the recognition that the node fault location AC resistance value, which is relevant in particular for the localization of the fault, is substantially influenced by the transverse AC resistance when connecting energy conversion devices to the electrical network. In this case, the invention makes use of the fact that the node fault location AC resistance value can be determined with sufficient accuracy by a consideration of the negative sequence of the electrical network and the transverse AC resistance value of the connected energy conversion devices is typically known and, in particular, constant over wide operating state ranges. With additional consideration of the typically also known line AC resistance values and the output line current values measured, for example, in the vicinity of the collector node, the node fault location AC resistance value can then be determined with little expense for fault diagnosis.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit vorteilhafterweise eine Fehlerdiagnose in komplexen elektrischen Netzen mit einer Ringstruktur, auch wenn an diese Energieumwandlungseinrichtungen angeschlossen sind. Insbesondere erlaubt es das erfindungsgemäße Verfahren, den Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswert anhand a priori bekannter Daten in Form der Querwechselstromwiderstandswerte und der Leitungswechselstromwiderstandswerte sowie in der Nähe des Sammelknotens gemessener Abgangsleitungsstromwerte mit hoher Genauigkeit zu bestimmen. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für Fehler in Form von Kurzschlüssen, beispielsweise zweipolige Phase-Phase-Fehler oder einpolige Erdfehler.The method according to the invention thus advantageously makes it possible to diagnose faults in complex electrical networks with a ring structure, even if they are connected to these energy conversion devices. In particular, the method of the present invention allows the node fault location AC resistance value to be determined with high accuracy based on a priori known data in the form of the lateral AC resistance values and the AC line resistance values as well as measured near the collector node of the conducted current values. The method according to the invention is suitable for faults in the form of short-circuits, for example two-pole phase-phase faults or single-pole earth faults.

In der Regel ist das elektrische Netz ein mehrphasiges, insbesondere dreiphasiges, Wechselstromnetz, wie ein Mittelspannungs- oder Niederspannungsenergieversorgungsnetz. Der Begriff „Gegensystem“ im Sinne der Erfindung bezieht sich auf eine analytische Betrachtung des elektrischen Netzes nach der Methode der symmetrischen Komponenten, wobei das Netz in ein Mitsystem, das Gegensystem und ein Nullsystem aufgeteilt wird. Die Wechselstromwiderstandswerte können jeweils eine Impedanz oder eine Admittanz beschreiben. Sie können rein realwertig oder auch komplexwertig sein.In general, the electrical network is a multi-phase, in particular three-phase, AC mains, such as a medium-voltage or low-voltage power supply network. The term "negative sequence" in the context of the invention refers to an analytical view of the electrical network according to the method of symmetrical components, the network is divided into a positive system, the negative sequence and a zero system. The AC resistance values may each describe an impedance or an admittance. They can be purely real or complex.

Die Energieumwandlungseinrichtungen sind in der Regel dezentrale Energieumwandlungseinrichtungen. Beispiele für Energieumwandlungseinrichtungen sind Windkraftanlagen, Blockheizkraftwerke oder Wasserkraftanlagen. Die Energieumwandlungseinrichtungen können eine zur Energieeinspeisung in das elektrische Netz ausgebildete Synchronmaschine oder Asynchronmaschine aufweisen. Der Querwechselstromwiderstandswert kann bei einer Synchronmaschine aus Typenschildangaben und dergleichen abgeleitet oder ermittelt werden, da er im Wesentlichen konstruktiv bedingt ist. Bei Asynchronmaschinen hängt der Querwechselstromwiderstandswert in geringem Umfang vom Schlupf ab. Da Asynchronmaschinen im Regelfall jedoch mit sehr geringem Schlupf betrieben werden, kann ein Querwechselstromwiderstandswert für eine Asynchronmaschine bei einem vorgegebenen Schlupfwert verwendet werden, ohne die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens maßgeblich zu beeinträchtigen. Eine Energieumwandlungseinrichtung kann auch einen Umrichter zur Einspeisung in das elektrische Netz aufweisen. Auch in diesem Fall kann ein Querwechselstromwiderstandswert verwendet werden, wenn der Umrichter zur Einspeisung in das Gegensystem ausgebildet ist. The energy conversion devices are usually distributed energy conversion devices. Examples of energy conversion devices are wind turbines, combined heat and power plants or hydropower plants. The energy conversion devices may have a synchronous machine or asynchronous machine designed to supply energy to the electrical network. The transverse alternating current resistance value can be derived or determined in the case of a synchronous machine from nameplate information and the like, since it is essentially constructive. In asynchronous machines, the transverse alternating current resistance depends to a small extent on the slip. Since asynchronous machines are normally operated with very little slip, however, a transverse alternating current resistance value for an asynchronous machine can be used for a given slip value without significantly impairing the accuracy of the method according to the invention. An energy conversion device can also have a converter for feeding into the electrical network. Also in this case, a cross-alternating current resistance value can be used when the inverter is designed to be fed to the negative sequence system.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann einen Schritt des Abrufens der Querwechselstromwiderstandswerte und/oder der Leitungswechselstromwiderstandswerte, beispielsweise aus einer Speichereinheit oder/oder mittels einer Kommunikationseinheit, aufweisen. Ferner kann das Verfahren einen Schritt des Messens der Abgangsleitungsstromwerte aufweisen. Das Messen erfolgt bevorzugt am oder nah am Sammelknoten.The method according to the invention can have a step of retrieving the transverse alternating current resistance values and / or the line alternating current resistance values, for example from a memory unit or / or by means of a communication unit. Further, the method may include a step of measuring the outgoing line current values. The measuring preferably takes place at or near the collecting node.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt das Ermitteln des Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswerts bevorzugt in zusätzlicher Abhängigkeit eines Netzwechselstromwiderstandswerts, der einen Innenwechselstromwiderstand der Wechselspannungsquelle im Gegensystem beschreibt. Durch die Berücksichtigung des Innwechselstromwiderstands der Wechselspannungsquelle kann die Fehlerdiagnose in ihrer Genauigkeit verbessert werden.In the method according to the invention, the determination of the node fault location AC resistance value preferably takes place in additional dependence of a network AC resistance value which describes an AC internal resistance of the AC voltage source in the negative sequence. By considering the AC resistance of the AC power source, the accuracy of the fault diagnosis can be improved.

Vorzugsweise erfolgt das Ermitteln des Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswerts anhand eines Modells, dem ein Ersatzschaltbild des Gegensystems des elektrischen Netzes zugrunde liegt und das einen am Fehlerort in das Gegensystem fließenden und dieses durchströmenden Fehlerstrom modelliert. Das Ersatzschaltbild weist bevorzugt lediglich passive Komponenten, wobei die Abgangsleitungsstromwerte als Ströme im Ersatzschaltbild angenommen werden. Mit anderen Worten kann der Fehlerstrom als durch eine das Gegensystem speisende Stromquelle betrachtet werden, welche die gemessenen, durch die Abgangsleitungsstromwerte beschriebenen Ströme verursacht. Da der Fehlerort zwischen einem beliebigen Paar benachbarter Knoten liegen kann, kann ein vom Fehlerort abhängiges Ersatzschaltbild verwendet werden.Preferably, the determination of the node fault location AC resistance value takes place on the basis of a model based on an equivalent circuit diagram of the negative sequence of the electrical network and which models a fault current flowing at the fault location and flowing through it. The equivalent circuit diagram preferably has only passive components, the outgoing line current values being assumed as currents in the equivalent circuit diagram. In other words, the fault current may be considered to be through a negative sequence supply current source causing the measured currents described by the output line current values. Since the fault location may be between any pair of adjacent nodes, an equivalent circuit dependent on the fault location may be used.

Bevorzugt wird der Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswert gemäß einer Berechnungsvorschrift ermittelt, die in Abhängigkeit der fehlerhaften Leitung gewählt wird oder die von der fehlerhaften Leitung abhängig ist. Die Berechnungsvorschrift kann eine vom Fehlerort abhängige oder in Abhängigkeit des Fehlerorts gewählte Gleichung sein. Alternativ ist es möglich, im Rahmen der Auswertung der Berechnungsvorschrift ein Gleichungssystem des Ersatzschaltbildes aufzustellen und den Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstand durch Lösen des Gleichungssystems, beispielsweise nach dem Knotenpotentialverfahren oder dem Maschenstromverfahren, zu lösen. Ebenso kann im Rahmen der Berechnungsvorschrift das Ersatzschaltbild sukzessive zur Berechnung des Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswerts analysiert und/oder transformiert, beispielsweise unter Nutzung der Dreieck-Stern-Transformation, werden.Preferably, the node fault location AC resistance value is determined in accordance with a calculation rule which is selected as a function of the faulty line or which depends on the faulty line. The calculation rule can be an equation dependent on the location of the fault or selected as a function of the error location. Alternatively, it is possible to set up a system of equations of the equivalent circuit diagram in the evaluation of the calculation rule and to solve the node fault location AC resistance by solving the equation system, for example according to the node potential method or the mesh current method. Likewise, within the framework of the calculation rule, the equivalent circuit diagram can be successively analyzed and / or transformed for calculating the node-fault location AC resistance value, for example using the triangular-star transformation.

Durch einen zusätzlichen Schritt kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die fehlerhafte Leitung in Abhängigkeit von Fehlerstrombeitragswerten ermittelt werden, die für eine jeweilige Abgangsleitung einen Beitrag des Stroms entlang der Abgangsleitung zu einem durch den Fehler verursachten Fehlerstrom im Gegensystem beschreiben.By means of an additional step, in the context of the method according to the invention, the faulty line can be determined as a function of fault current contribution values which describe a contribution of the current along the outgoing line to a fault current in the negative sequence caused by the fault.

Dazu können die Fehlerstrombeitragswerte mit Referenzfehlerstrombeitragswerten, die für eine jeweilige Abgangsleitung einen den Beitrag eines Stroms der Abgangsleitung bei einem angenommenen Fehler am Ort eines Querverbindungsknotens beschreiben, verglichen werden. Die Referenzfehlerstrombeitragswerte können durch eine Simulation, insbesondere anhand des Ersatzschaltbilds, oder eine Messung im Vorfeld ermittelt worden sein oder im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelt werden.For this purpose, the residual current contribution values can be compared with reference residual current contribution values which, for a respective outgoing line, describe the contribution of a current of the outgoing line in the case of an assumed error at the location of a crossconnecting node. The reference residual current contribution values may have been determined by a simulation, in particular with reference to the equivalent circuit diagram, or a measurement in advance or determined within the scope of the method according to the invention.

Außerdem kann ein jeweiliger Fehlerstrombeitragswert als Realteil des Verhältnisses des Stroms entlang der Abgangsleitung zur Summe der Ströme aller Abgangsleitungen ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich können Referenzfehlerstrombeitragswerte verwendet werden, die jeweils einen Realteil des Verhältnisses des Stroms entlang der Abgangsleitung zur Summe der Ströme aller Abgangsleitungen beschreiben.In addition, a respective residual current contribution value may be determined as a real part of the ratio of the current along the outgoing line to the sum of the currents of all outgoing lines. Alternatively or additionally, reference residual current contribution values may be used, each describing a real part of the ratio of the current along the outgoing line to the sum of the currents of all outgoing lines.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner in Abhängigkeit des Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswerts und des Leitungswechselstromwiderstandswerts einer nicht fehlerhaften Leitung ein Fehlerwiderstandswert, der einen Wechselstrom-, Blind- oder Wirkwiderstand zwischen dem Sammelknoten und dem Fehlerort beschreibt, ermittelt wird. Der Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswert kann mithin als Anteil des Leitungswechselstromwiderstandswerts der fehlerhaften Leitung aufgefasst werden, so dass der Fehlerwiderstandswert durch einfache Addition des Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswerts mit einem oder mehreren Leitungswechselstromwiderstandswerten der nicht fehlerhaften Leitungen berechnet werden kann. In the context of the method according to the invention, furthermore, depending on the node fault location AC resistance value and the line AC resistance value of a non-defective line, an error resistance value which describes an AC, reactive or effective resistance between the collecting node and the fault location can be determined. Thus, the node fault location AC resistance value may be construed as a proportion of the AC line resistance value of the faulty line, so that the fault resistance value can be calculated by simply adding the node fault location AC resistance value with one or more AC line resistance values of the non-faulty lines.

Besonders bevorzugt wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Fehlerdiagnose eine die Entfernung von der Sammelschiene oder eines Orts der Messung eines Abgangsleitungsstromwerts zum Fehlerort beschreibende Fehlerortsinformation ermittelt wird. Dabei kann die Fehlerortsinformation in Abhängigkeit des Fehlerwiderstandswerts oder seiner komplexen Komponenten ermittelt werden. Die Fehlerortsinformation wird insbesondere anhand einer Funktion, die die Entfernung in Abhängigkeit der komplexen Komponente, also einer Resistanz, Konduktanz, Reaktanz oder Suszeptanz, angibt, ermittelt werden. Die Funktion ist typischerweise a priori bekannt und kann beispielsweise in einer Look-Up-Tabelle abgebildet sein. Mit anderen Worten kann die Fehlerortsinformation in Abhängigkeit eines Resistanz-, Konduktanz-, Reaktanz- oder Suszeptanzbelags des Netzes ermittelt werden.Particularly preferably, in the method according to the invention for fault diagnosis, a fault location information describing the distance from the busbar or a location of the measurement of an outgoing line current value to the fault location is determined. In this case, the fault location information can be determined as a function of the fault resistance value or its complex components. The fault location information is determined in particular by means of a function which indicates the distance as a function of the complex component, ie a resistance, conductance, reactance or susceptance. The function is typically known a priori and can be mapped, for example, in a look-up table. In other words, the fault location information can be determined as a function of a resistance, conductance, reactance or susceptance lining of the network.

Außerdem bleiben bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt Lasten an weiteren Knoten der Abgangsleitungen unberücksichtigt. Dies beruht auf der Erkenntnis, dass derartige Lasten im Regelfall keinen die gewünschte Genauigkeit der Fehlerdiagnose beeinträchtigenden Einfluss auf das Gegensystem haben.In addition, in the method according to the invention preferably loads at other nodes of the outgoing lines are disregarded. This is based on the knowledge that such loads usually have no influence on the negative sequence affecting the desired accuracy of the fault diagnosis.

Vorzugsweise werden als Sammelknoten wird eine Sammelschiene und/oder als Wechselspannungsquelle ein einspeisendes Netz verwendet. Das Verfahren lässt sich mithin in unmittelbarer Nähe der Sammelschiene oder eines Netztransformators ausführen, wo mit besonderem Vorteil leicht auf die zur Ermittlung benötigten Wechselstromwiderstandswerte und Abgangsleitungsstromwerte zurückgegriffen werden kann.Preferably, a busbar is used as the collecting node and / or an infeed network is used as the alternating voltage source. The method can therefore be carried out in the immediate vicinity of the busbar or of a mains transformer, where it is particularly easy to fall back on the AC resistance values and output line current values required for the determination.

Daneben betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Fehlerdiagnose in einem eine Ringstruktur aufweisenden elektrischen Netz, umfassend eine Steuerungseinrichtung, die zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bevorzugt als Relaiseinrichtung zur Verwendung am Sammelknoten bzw. an der Sammelschiene ausgebildet.In addition, the invention relates to a device for fault diagnosis in a ring structure having electrical network, comprising a control device which is adapted to perform the method according to the invention. The device according to the invention is preferably designed as a relay device for use at the collecting node or at the busbar.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Messeinheit zum Messen eines oder mehrerer der Abgangsleitungsstromwerte und/oder eine Trenneinheit, mittels welcher eine der Abgangsstromleitungen vom Sammelknoten in Abhängigkeit des ermittelten Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswerts trennbar ist und/oder eine Kommunikationseinheit zum Empfangen des oder der weiteren Abgangsleitungsstromwerte und/oder eine Speichereinheit zum Speichern der Querwechselstromwiderstandswerte und/oder der Leitungswechselstromwiderstandswerte und/oder des Netzwechselstromwiderstandswerts aufweisen.The device according to the invention may comprise a measuring unit for measuring one or more of the outgoing line current values and / or a separating unit, by means of which one of the outgoing current lines is separable from the collecting node in dependence on the determined node fault location AC resistance value and / or a communication unit for receiving the further outgoing line current values and or a memory unit for storing the transverse AC resistance values and / or the line AC resistance values and / or the AC line current resistance value.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt zum Laden in eine Speichereinheit eines Computers, insbesondere der Steuerungseinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, umfassend Softwarecode, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer ausgeführt wird.Moreover, the invention relates to a computer program product for loading into a memory unit of a computer, in particular the control device of the device according to the invention, comprising software code, with which the inventive method is performed when the computer program product is executed on a computer.

Sämtliche Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich analog auf die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt übertragen, sodass auch mit diesen die zuvor genannten Vorteile erzielt werden können.All embodiments of the method according to the invention can be analogously transferred to the device according to the invention and the computer program product according to the invention, so that even with these the aforementioned advantages can be achieved.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen wie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:

  • 1 ein Schaltbild eines elektrischen Netzes mit Ringstruktur;
  • 2 ein Ersatzschaltbild des Gegensystems des elektrischen Netzes in einer ersten Darstellung;
  • 3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 4 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 5 das in 2 gezeigte Ersatzschaltbild in einer zweiten Darstellung;
  • 6 eine Funktion der Entfernung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu Orten im elektrischen Netz über einer Komponente eines Fehlerwiderstandswerts; und
  • 7 ein Schaltbild eines weiteren elektrischen Netzes mit Ringstruktur.
Further advantages and details of the invention will become apparent from the embodiments described below as with reference to the drawings. These are schematic representations and show:
  • 1 a circuit diagram of an electrical network with ring structure;
  • 2 an equivalent circuit diagram of the negative sequence of the electrical network in a first representation;
  • 3 a block diagram of an embodiment of the device according to the invention;
  • 4 a flowchart of an embodiment of the method according to the invention;
  • 5 this in 2 shown equivalent circuit diagram in a second representation;
  • 6 a function of removing the device according to the invention to locations in the electrical network over a component of a fault resistance value; and
  • 7 a circuit diagram of another electrical network with ring structure.

1 ist ein Schaltbild eines eine Ringstruktur aufweisenden elektrischen Netzes 1, welches beispielsweise eine Mittel- oder Niederspannungsebene eines dreiphasigen Energieversorgungsnetzes ausbildet. 1 is a circuit diagram of a ring structure having an electrical network 1 which forms, for example, a middle or low voltage level of a three-phase power supply network.

Das elektrische Netz 1 umfasst einen durch eine Sammelschiene 2 ausgebildeten Sammelknoten K1, der durch eine Wechselspannungsquelle 4 in Form eines einspeisenden Netzes 5 gespeist wird und an den Abgangsleitungen L12, L13 angeschlossen sind, und zwei Querverbindungsknoten K2, K3, an welche die Abgangsleitungen L12, L13 an eine sie verbindende Querleitung L23 angeschlossen sind. Daneben weist das elektrische Netz 1 einen weiteren Knoten K4 auf, an den eine Last 6 angeschlossen ist. Der Knoten K4 teilt die Abgangsleitung in Abgangsleitungsabschnitte L14, L34. An die Abgangsleitungen L12, L13 ist jeweils auf der dem Sammelknoten K1 abgewandten Seite eines Querverbindungsknotens K2, K3 eine dezentrale Energieumwandlungseinrichtung 7a, 7b angeschlossen, die ihrerseits elektrische Energie in das elektrische Netz 1 einspeist. An einem Fehlerort F, der sich exemplarisch auf der Querleitung L23 befindet, liegt ein Fehler, beispielsweise ein Kurzschluss, vor, der die Querleitung L23 in einen Leitungsabschnitt L2F zwischen dem Querverbindungsknoten K2 und dem Fehlerort F sowie in einen Leitungsabschnitt L3F zwischen dem Querverbindungsknoten K3 und dem Fehlerort F aufteilt.The electrical network 1 includes one through a busbar 2 trained collecting node K1 by an AC source 4 in the form of a feeding network 5 is fed and on the departure lines L12 . L13 are connected, and two cross connection nodes K2 . K3 to which the outgoing lines L12 . L13 to a transverse line connecting them L23 are connected. Next to it is the electrical network 1 another node K4 on, to the one load 6 connected. The knot K4 divides the outgoing line into outgoing line sections L14 . L34 , To the exit lines L12 . L13 is each on the collecting node K1 opposite side of a cross connection node K2 . K3 a decentralized energy conversion device 7a . 7b connected, which in turn electrical energy into the electrical network 1 feeds. At a fault location F who exemplifies on the cross line L23 is located, there is an error, such as a short circuit, before, the cross-line L23 in a line section L2F between the cross-connection node K2 and the fault location F as well as in a line section L3F between the cross-connection node K3 and the fault location F divides.

In den Abgangsleitungen L12, L13 sind ferner jeweils eine Messeinheit 8a, 8b sowie eine Trenneinheit 9a, 9b angeordnet. Die Messeinheiten 8a, 8b sind dabei zur Strommessung entlang der Abgangsleitungen L12, L13 und die Trenneinheiten 9a, 9b zur Trennung der Abgangsleitung L12, L13 vom Sammelknoten K1 ausgebildet. Die Trenneinheiten 9a, 9b sowie die Messeinheiten 8a, 8b sind dabei in räumlicher Nähe zum Sammelknoten K1, nämlich wesentlich näher am Sammelknoten K1 als an den Energieumwandlungseinrichtungen 7a, 7b, angeordnet. Der Sammelknoten K1, die Wechselspannungsquelle 4, die Messeinheiten 8a, 8b und die Trenneinheiten 9a, 9b können sich beispielsweise in einer Umspannstation oder Ähnlichem befinden, von der die Energieumwandlungseinrichtungen 7a, 7b mehrere zehn oder hundert Meter oder mehrere Kilometer entfernt sind.In the outlet lines L12 . L13 each are also a measuring unit 8a . 8b and a separation unit 9a . 9b arranged. The measuring units 8a . 8b are there to measure the current along the outgoing lines L12 . L13 and the separation units 9a . 9b to separate the outgoing line L12 . L13 from the collecting node K1 educated. The separation units 9a . 9b as well as the measuring units 8a . 8b are in close proximity to the collecting node K1 , namely much closer to the collecting node K1 as at the energy conversion facilities 7a . 7b arranged. The collection node K1 , the AC source 4 , the measurement units 8a . 8b and the separation units 9a . 9b For example, they may be located in a substation or the like from which the energy conversion devices 7a . 7b several tens or hundreds of meters or several kilometers away.

2 ist ein Ersatzschaltbild eines Gegensystems des elektrischen Netzes 1 in einer ersten Darstellung. Das Gegensystem basiert auf einer Analyse des elektrischen Netzes 1 nach der Methode der symmetrischen Komponenten. 2 is an equivalent circuit diagram of a negative sequence of the electrical network 1 in a first presentation. The negative sequence is based on an analysis of the electrical network 1 on a method of symmetric components.

Darin sind ein Wechselstromwiderstand ZL12 der Abgangsleitung L12, ein Wechselstromwiderstand ZL13 der Abgangsleitung L13 und ein Wechselstromwiderstand ZL23 der Abgangsleitung L23 modelliert. Der Wechselstromwiderstand ZL13 ergibt sich als Reihenschaltung von Wechselstromwiderständen ZL14 , ZL34 der Abgangsleitungsabschnitte L14, L34. Bei dem hier angenommen Fehlerort F zwischen den Querverbindungsknoten K2, K3 ergibt sich der Wechselstromwiderstand ZL23 ferner als Reihenschaltung eines Wechselstromwiderstands ZL2F des Leitungsabschnitts L2F und eines Wechselstromwiderstands ZL3F des Leitungsabschnitts L3F. Die dezentralen Energieumwandlungseinrichtungen 7a, 7b sind als Querwechselstromwiderstände ZDEA1 , ZDEA2 modelliert. Zusätzlich ist ein Innenwechselstromwiderstand ZN der Wechselspannungsquelle 4 modelliert. Im Ersatzschaltbild bleibt die Last 6 ersichtlich unberücksichtigt, da deren Querimpedanz als wesentlich größer als die Impedanzen der Querwechselstromwiderstände ZDEA1 , ZDEA2 angenommen werden kann und daher nur geringen Einfluss auf die Genauigkeit der Berechnung hat. Es ist aber selbstverständlich alternativ denkbar, die Last 6 im Ersatzschaltbild zu berücksichtigen.This is an AC resistance Z L12 the departure line L12 , an AC resistor Z L13 the departure line L13 and an AC resistance Z L23 the departure line L23 modeled. The AC resistance Z L13 results as a series connection of AC resistors Z L14 . Z L34 the outgoing line sections L14 . L34 , At the error location assumed here F between the cross-connection nodes K2 . K3 results in the AC resistance Z L23 further as a series connection of an AC resistance Z L2F of the line section L2F and an AC resistance Z L3F of the line section L3F , The decentralized energy conversion devices 7a . 7b are as cross-AC resistors Z DEA1 . Z DEA2 modeled. In addition, an internal AC resistance Z N the AC voltage source 4 modeled. The equivalent circuit remains the load 6 are disregarded because their transverse impedance as much larger than the impedances of the transverse AC resistors Z DEA1 . Z DEA2 and therefore has little effect on the accuracy of the calculation. It is of course alternatively conceivable, the load 6 to be considered in the equivalent circuit diagram.

Das Ersatzschaltbild wird als Netzwerk mit passiven Komponenten modelliert. Dabei wird angenommen, dass ein das Gegensystem durchströmender Fehlerstrom IF durch den Fehler verursacht wird und die mittels Messdaten der Messeinheiten 8a, 8b ermittelten Ströme, nämlich einen Strom IA in die Abgangsleitung L12 und einen Strom IB in die Abgangsleitung L13, verursacht..The equivalent circuit is modeled as a network with passive components. It is assumed that a fault current flowing through the negative sequence system I F caused by the error and the measurement data of the measuring units 8a . 8b detected currents, namely a current I A in the exit line L12 and a stream I B in the exit line L13 , caused..

Obwohl die Wechselstromwiderstände als Impedanzen mit einem Z bezeichnet sind, können selbstverständlich auch Admittanzen zur Beschreibung der Wechselstromwiderstände verwendet werden. Soweit nichts anderen angegeben ist, sind mit einem Unterstrich versehene Größen komplexwertig und beziehen sich auf das Gegensystem.Although the AC resistances are designated as impedances with a Z, of course admittances can also be used to describe the AC resistances. Unless otherwise specified, sizes provided with an underscore are complex and refer to the negative sequence.

3 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 10 zur Fehlerdiagnose im elektrischen Netz 1. 3 is a block diagram of an embodiment of a device 10 for fault diagnosis in the electrical network 1 ,

Die Vorrichtung 10 umfasst eine Steuerungseinheit 11, die Messeinheit 8a zum Messen eines Stroms entlang der Abgangsleitung L12, die Trenneinheit 9a, mittels welcher die Abgangsleitung L12 vom Sammelknoten K1 trennbar ist, sowie eine Kommunikationseinheit 12 und eine Speichereinheit 13. Die Kommunikationseinheit 12 ist dabei mit der der weiteren Abgangsleitung L13 zugeordneten Messeinheit 13 für eine Datenübertragung verbunden, die ihrerseits Teil einer weiteren Vorrichtung zur Fehlerdiagnose 10' ist. Die Vorrichtungen 10, 10' können folglich als Multifunktionsrelais erachtet werden, die beispielsweise in der vorgenannten Umspannstation verbaut sind. The device 10 includes a control unit 11 , the measurement unit 8a for measuring a current along the outgoing line L12 , the separation unit 9a , by means of which the outgoing line L12 from the collecting node K1 is separable, as well as a communication unit 12 and a storage unit 13 , The communication unit 12 is with the other outgoing line L13 assigned measuring unit 13 for a data transmission, which in turn is part of another device for fault diagnosis 10 ' is. The devices 10 . 10 ' can therefore be considered as a multi-function relay, which are installed, for example, in the aforementioned substation.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 10 Messeinheiten 8a, 8b und die Trenneinheiten 9a, 9b für eine jeweilige Abgangsleitung L12, L13, die Steuerungseinheit 11 und die Speichereinheit 13. Dabei bilden die Steuerungseinheit 11 und die Speichereinheit 13 zentrale Einheiten, die zum Empfangen von Daten der Messeinheiten 8a, 8b und zum Ansteuern der Trenneinheiten 9a, 9b eingerichtet sind.In an alternative embodiment, the device comprises 10 measurement units 8a . 8b and the separation units 9a . 9b for a respective outgoing line L12 . L13 , the control unit 11 and the storage unit 13 , In this case, form the control unit 11 and the storage unit 13 central units responsible for receiving data of the measuring units 8a . 8b and for driving the separation units 9a . 9b are set up.

In beiden Ausführungsbeispielen ist die Steuerungseinheit 11 zur Durchführung eines Verfahrens zur Fehlerdiagnose im elektrischen Netz 1 eingerichtet, dass im Folgenden näher beschrieben wird:In both embodiments, the control unit 11 for carrying out a method for fault diagnosis in the electrical network 1 that is described in more detail below:

4 ist ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens zur Fehlerdiagnose im elektrischen Netz 1. 4 is a flowchart of an embodiment of the method for fault diagnosis in the electrical network 1 ,

In einem ersten Schritt S1 wird erfasst, dass auf einer der Leitungen L12, L13, L23 ein Fehler vorliegt, ohne dass zu diesem Zeitpunkt die fehlerhafte Leitung oder gar der exakte Fehlerort F bekannt sind. Diese Fehlererfassung erfolgt durch die Steuereinrichtung 11 auf herkömmliche, im Stand der Technik bekannte Weise.In a first step S1 is detected on one of the lines L12 . L13 . L23 there is an error without the faulty line or even the exact fault location F being known at this time. This error detection is performed by the control device 11 in a conventional manner known in the art.

In einem folgenden Schritt S2 werden Abgangsleitungsstromwerte erfasst, die jeweils den am Sammelknoten K1 in eine der Abgangsleitungen L12, L13 fließenden Strom IA , IB im Gegensystem beschreiben. Die Messung erfolgt dabei mittels der Messeinheiten 8a, 8b, wozu ggf. Messwerte von der Messeinheit 8b über die Kommunikationseinheit 12 abgerufen werden.In a following step S2 Outgoing line current values are detected, each at the collecting node K1 into one of the outgoing lines L12 . L13 flowing electricity I A . I B in the opposite system. The measurement is carried out by means of the measuring units 8a . 8b , where appropriate, measured values from the measuring unit 8b via the communication unit 12 be retrieved.

In einem nächsten Schritt S3 werden zur Ermittlung der fehlerhaften Leitung, hier der Querleitung L23, Fehlerstrombeitragswerte FCCreal,A,F, FCCreal,B,F ermittelt. Die Fehlerstrombeitragswerte FCCreal,A,F, FCCreal,B,F beschreiben dabei für eine jeweilige Abgangsleitung L12, L13 einen Beitrag des Stroms IA , IB zu dem durch den Fehler verursachten Fehlerstrom IF im Gegensystem. Die Ermittlung der Fehlerstrombeitragswerte FCCreal,A,F, FCCreal,B,F erfolgt - unabhängig vom Fehlerort F - als Realteil des Verhältnisses des Stroms entlang der Abgangsleitung L12, L13 zur Summe der Ströme aller Abgangsleitungen L12, L13 anhand folgender Gleichungen, wobei der Operator Re {·} den Realteil beschreibt: F C C r e a l , A , F = R e { I _ A I _ A + I _ B }

Figure DE102018113627A1_0001
F C C r e a l , B , F = R e { I _ B I _ A + I _ B }
Figure DE102018113627A1_0002
In a next step S3 are used to determine the faulty line, here the cross line L23 , Residual current contribution values FCC real, A, F , FCC real, B, F determined. The residual current contribution values FCC real, A, F , FCC real, B, F describe in this case for a respective outgoing line L12 . L13 a contribution of the stream I A . I B to the fault current caused by the fault I F in the opposite system. The determination of the residual current contribution values FCC real, A, F , FCC real, B, F takes place - regardless of the fault location F - as a real part of the ratio of the current along the outgoing line L12 . L13 to the sum of the currents of all outgoing lines L12 . L13 using the following equations, where the operator Re {·} describes the real part: F C C r e a l . A . F = R e { I _ A I _ A + I _ B }
Figure DE102018113627A1_0001
F C C r e a l . B . F = R e { I _ B I _ A + I _ B }
Figure DE102018113627A1_0002

In einem Schritt S4 werden die Fehlerstrombeitragswerte FCCreal,A,F, FCCreal,B,F mit Referenzfehlerstrombeitragswerten FCCreal,A,K2,ref, FCCreal,A,K3,ref, FCCreal,B,K2,ref, FCCreal,B,K3,ref verglichen, die für eine jeweilige Abgangsleitung L12, L13 einen den Beitrag eines Stroms IA,ref, IB,ref, der bei einem angenommenen Fehler am Ort eines Querverbindungsknotens K2, K3 in die Abgangsleitung L12, L13 fließt, beschreiben.In one step S4 the residual current contribution values FCC real, A, F , FCC real, B, F with reference residual current contribution values FCCreal, A, K2, ref, FCCreal, A, K3, ref, FCCreal, B, K2, ref, FCC real, B, K3, ref compared that for a respective outgoing line L12 . L13 a contribution of a current I A, ref , I B, ref , which in the case of an assumed error at the location of a cross-connection node K2 . K3 in the exit line L12 . L13 flows, describe.

Die Referenzfehlerstrombeitragswerte FCCreal,A,K2,ref, FCCreal,A,K3,ref, FCCreal,B,K2,ref, FCCreal,B,K3,ref sind mithin bereits zum Zeitpunkt des Auftretens des Fehlers (a priori) bekannt und können durch Simulation oder Messung ermittelt worden sein. Sie sind in der Speichereinheit 13 abgespeichert und werden durch die Steuerungseinheit 11 abgerufen. Die Referenzfehlerstrombeitragswerte FCCreal,A,K2,ref, FCCreal,B,K2,ref, für die ein Fehler am Querverbindungsknoten K2 angenommen wird, ergeben sich aus folgenden Gleichungen: F C C r e a l , A , K 2, r e f = R e { I _ A , r e f , K 2 I _ A , r e f , K 2 + I _ B , r e f , K 2 }

Figure DE102018113627A1_0003
F C C r e a l , B , K 2, r e f = R e { I _ B , r e f , K 2 I _ A , r e f , K 2 + I _ B , r e f , K 2 }
Figure DE102018113627A1_0004
The reference residual current contribution values FCC real, A, K2, ref , FCC real, A, K3, ref , FCC real, B, K2, ref , FCC real, B, K3, ref are therefore already at the time of the occurrence of the error (a priori) known and may have been determined by simulation or measurement. They are in the storage unit 13 stored and are by the control unit 11 accessed. The reference residual current contribution values FCC real, A, K2, ref , FCC real, B, K2, ref , for which an error at the cross-connection node K2 is assumed, the following equations result: F C C r e a l . A . K 2, r e f = R e { I _ A . r e f . K 2 I _ A . r e f . K 2 + I _ B . r e f . K 2 }
Figure DE102018113627A1_0003
F C C r e a l . B . K 2, r e f = R e { I _ B . r e f . K 2 I _ A . r e f . K 2 + I _ B . r e f . K 2 }
Figure DE102018113627A1_0004

Die Referenzfehlerstrombeitragswerte FCCreal,A,K3,ref, FCCreal,B,K3,ref, für die ein Fehler am Querverbindungsknoten K3 angenommen wird, ergeben sich aus folgenden Gleichungen: F C C r e a l , A , K 3, r e f = R e { I _ A , r e f , K 3 I _ A , r e f , K 3 + I _ B , r e f , K 3 }

Figure DE102018113627A1_0005
F C C r e a l , B , K 3, r e f = R e { I _ B , r e f , K 3 I _ A , r e f , K 3 + I _ B , r e f , K 3 }
Figure DE102018113627A1_0006
The reference residual current contribution values FCC real, A, K3, ref , FCC real, B, K3, ref , for which an error at the cross-connection node K3 is assumed, the following equations result: F C C r e a l . A . K 3, r e f = R e { I _ A . r e f . K 3 I _ A . r e f . K 3 + I _ B . r e f . K 3 }
Figure DE102018113627A1_0005
F C C r e a l . B . K 3, r e f = R e { I _ B . r e f . K 3 I _ A . r e f . K 3 + I _ B . r e f . K 3 }
Figure DE102018113627A1_0006

Dabei beschreiben IA,ref,K2 und IA,ref,K3 Abgangsleitungsstromwerte entlang der Abgangsleitung L12 und IB,ref,K2 und IB,ref,K3 Abgangsleitungsstromwerte entlang der Abgangsleitung L13 bei Annahme des Fehlers am Querverbindungsknoten K2 bzw. K3.In this case, I A, ref, K2 and I A, ref, K3 describe outgoing line current values along the outgoing line L12 and I B, ref, K2 and I B, ref, K3 outgoing line current values along the outgoing line L13 assuming the error at the cross-connection node K2 respectively. K3 ,

In Abhängigkeit des Vergleichs wird anhand der folgenden Tabelle die fehlerhafte Leitung ermittelt: FCCreal,A,F FCCreal,B,F Fehlerhafte Leitung > FCCreal,A,K2,ref < FCCreal,B,K2,ref L12 Λ ≤ 1 Λ ≥ 0 < FCCreal,A,K2,ref < FCCreal,B,K3,ref L23 Λ > FCCreal,A,K3,ref Λ > FCCreal,B,K2,ref > FCCreal,A,K3,ref > FCCreal,B,K3,ref L13 Λ≥0 Λ ≤ 1 Depending on the comparison, the faulty line is determined using the following table: FCC real, A, F FCC real, B, F Faulty line > FCC real, A, K2, ref <FCC real, B, K2, ref L12 Λ ≤ 1 Λ ≥ 0 <FCC real, A, K2, ref <FCC real, B, K3, ref L23 Λ> FCC real, A, K3, ref Λ> FCC real, B, K2, ref > FCC real, A, K3, ref > FCC real, B, K3, ref L13 Λ≥0 Λ ≤ 1

Ergänzend dazu sind noch der Spezialfall FCC real ,A ,F = FCC real ,A ,K2 ,ref  bzw .  FCC real ,B ,F = FCC real ,B ,K2 ,ref ,

Figure DE102018113627A1_0007
der einen Fehler unmittelbar am Querverbindungsknoten K2 oder innerhalb der Energieumwandlungseinrichtung 7a beschreibt, und der Spezialfall FCC real ,A ,F = FCC real ,A ,K3 ,ref  bzw .  FCC real ,B ,F = FCC real ,B ,K3 ,ref ,
Figure DE102018113627A1_0008
der einen Fehler unmittelbar am Querverbindungsknoten K3 oder innerhalb der Energieumwandlungseinrichtung 7b beschreibt, genannt. Daneben weisen Fehlerstrombeitragswerte FCCreal,A,F > 1 oder FCCreal,A,F < 0 oder FCCreal,B,F > 1 oder FCCreal,B,F < 0 auf eine nicht dreipolige Leiterunterbrechung im elektrischen Netz 1 hin, da in solchen Fällen die Realteile der Gegensystemströme unterschiedliche Vorzeichen aufweisen.In addition to this are still the special case FCC real , A , F = FCC real , A , K2 , ref respectively , FCC real , B , F = FCC real , B , K2 , ref .
Figure DE102018113627A1_0007
the error directly at the cross-connection node K2 or within the energy conversion device 7a describes, and the special case FCC real , A , F = FCC real , A , K3 , ref respectively , FCC real , B , F = FCC real , B , K3 , ref .
Figure DE102018113627A1_0008
the error directly at the cross-connection node K3 or within the energy conversion device 7b describes, called. In addition, residual current contribution values FCC real, A, F > 1 or FCC real, A, F <0 or FCC real, B, F > 1 or FCC real, B, F <0 indicate a non-three-pole conductor interruption in the electrical network 1 because in such cases the real parts of the negative sequence currents have different signs.

In einem anschließenden Schritt S5 wird ein Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswert zwischen dem Fehlerort F und einem benachbarten Knoten K1, K2, K3, K4 ermittelt. In dem in 2 gezeigten Fall eines Fehlers auf der Querleitung L23 kann mithin wahlweise als Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswert der Wert des Wechselstromwiderstands ZL2F des Leitungsabschnitts L2F oder der Wert des Wechselstromwiderstands ZL3F des Leitungsabschnitts L3F berechnet werden, nachdem die Querleitung L23 im Schritt S4 als fehlerhafte Leitung ermittelt wurde.In a subsequent step S5 becomes a node fault location AC resistance value between the fault location F and an adjacent node K1 . K2 . K3 . K4 determined. In the in 2 shown case of a fault on the transverse line L23 Thus, alternatively, as the node fault location AC resistance value, the value of the AC resistance Z L2F of the line section L2F or the value of the AC resistance Z L3F of the line section L3F be calculated after the cross line L23 in step S4 was determined as faulty line.

Der Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswert wird dabei gemäß einer Berechnungsvorschrift ermittelt wird, die in Abhängigkeit der fehlerhaften Leitung L23 gewählt wird oder die von der fehlerhaften Leitung L23 abhängig ist. Diese Berechnungsvorschrift wird durch die Steuerungseinheit 11 ausgeführt. Dazu ruft die Steuerungseinheit 11 bekannte Querwechselstromwiderstandswerte, die jeweils einen der Querwechselstromwiderstände ZDEA1 , ZDEA2 , beschreiben, Leitungswechselstromwiderstandswerte, die jeweils einen der Wechselstromwiderstände ZL12 , ZL23 , ZL34 , ZL14 beschreiben, sowie einen Netzwechselstromwiderstandswert, der den Innenwechselstromwiderstand ZN beschreibt, aus der Speichereinheit 13 ab. Die Querwechselstromwiderstandswerte, die Leitungswechselstromwiderstandswerte, der Netzwechselstromwiderstandswert sowie die im Schritt S2 erfassten Abgangsleitungsstromwerte sind dabei Variablen der Berechnungsvorschrift.The node fault location AC resistance value is determined according to a calculation rule that depends on the faulty line L23 is chosen or that of the faulty line L23 is dependent. This calculation specification is made by the control unit 11 executed. The control unit calls for this 11 known transverse AC resistance values, each one of the transverse AC resistances Z DEA1 . Z DEA2 , describe line AC resistance values, each one of the Impedances Z L12 . Z L23 . Z L34 . Z L14 as well as an AC line resistance value that determines the internal AC resistance Z N describes from the storage unit 13 from. The lateral alternating current resistance values, the line alternating current resistance values, the AC mains resistance value as well as those in step S2 detected outgoing line current values are variables of the calculation specification.

Im Folgenden wird die netzwerktheoretische Herleitung dieser Berechnungsvorschrift anhand des in 2 gezeigten Fehlers auf der Querleitung L23 beschrieben, was jedoch nicht bedeutet, dass die beschriebenen Analyse- und Transformationsschritte auch von der Steuerungseinheit 11 selbst durchgeführt werden müssten:In the following, the network-theoretical derivation of this calculation rule is based on the in 2 shown fault on the cross line L23 but this does not mean that the described analysis and transformation steps are also performed by the control unit 11 itself would have to be carried out:

Es sind folgende Werte a priori bekannt: ZL12 , ZL23 , ZL34 , ZL14 , ZDEA1 , ZDEA2 . Als gemessene bzw. abgerufene Werte sind ferner IA , IB bekannt. Aus der Ermittlung der fehlerhaften Leitung folgt der Zusammenhang ZL23 = ZL2F + ZL3F für die Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswerte. Zur besseren Verdeutlichung der Herleitung wird dabei auf 5 Bezug genommen, die eine äquivalente zweite Darstellung des Ersatzschaltbilds in 2 ist.The following values are known a priori: Z L12 . Z L23 . Z L34 . Z L14 . Z DEA1 . Z DEA2 , Further, measured values are further I A . I B known. From the determination of the faulty line follows the context Z L23 = Z L2F + Z L3F for the node fault location AC resistance values. For better clarification of the derivation is on 5 Reference is made to an equivalent second representation of the equivalent circuit diagram in FIG 2 is.

In 5 sind zusätzlich ein erster Teilfehlerstrom IL-F in einem links dargestellten Zweig zwischen dem Fehlerort F und einem benachbarten Knoten, hier dem Querverbindungsknoten K2, und ein zweiter Teilfehlerstrom IR-F in einem rechts dargestellten Zweig zwischen dem Fehlerort F und dem anderen benachbarten Knoten, hier dem Querverbindungsknoten K3, gezeigt. Die Teilfehlerströme IL-F , IL-R ergeben in Summe den Fehlerstrom IF . Ferner sind Spannungen UL und UR über mit den benachbarten Knoten verbundenen Wechselstromwiderständen, hier Spannungen UDEA1 , UDEA2 über den Querwechselstromwiderständen ZDEA1 bzw. ZDEA2 , gezeigt.In 5 are additionally a first partial fault current I LF in a branch shown on the left between the fault location F and an adjacent node, here the cross connection node K2 , and a second partial fault current I RF in a branch shown on the right between the fault location F and the other neighboring node, here the cross connection node K3 , shown. The partial fault currents I LF . I LR sum up the fault current I F , There are also tensions U L and U R via AC resistors connected to the neighboring nodes, here voltages U DEA1 . U DEA2 over the transverse AC resistors Z DEA1 respectively. Z DEA2 , shown.

Die Teilfehlerströme IL-F , IL-R können wie folgt ermittelt werden:
Für die Spannung UN gilt: U _ N = ( I _ A + I _ B ) Z _ N

Figure DE102018113627A1_0009
The partial fault currents I LF . I LR can be determined as follows:
For the tension U N applies: U _ N = - ( I _ A + I _ B ) Z _ N
Figure DE102018113627A1_0009

Damit ergeben sich in einer Masche 14 folgende Größen: U _ L = U _ N I _ A Z _ L 12 = U _ D E A 1

Figure DE102018113627A1_0010
I _ D E A 1 = U _ D E A 1 Z _ D E A 1
Figure DE102018113627A1_0011
This results in a mesh 14 following sizes: U _ L = U _ N - I _ A Z _ L 12 = U _ D e A 1
Figure DE102018113627A1_0010
I _ D e A 1 = - U _ D e A 1 Z _ D e A 1
Figure DE102018113627A1_0011

Analog ergibt sich für eine Masche 15: U _ R = U _ N I _ B ( Z _ L 14 + Z _ L 34 ) = U _ D E A 2

Figure DE102018113627A1_0012
I _ D E A 1 = U _ D E A 2 Z _ D E A 2
Figure DE102018113627A1_0013
Analog results for a mesh 15 : U _ R = U _ N - I _ B ( Z _ L 14 + Z _ L 34 ) = U _ D e A 2
Figure DE102018113627A1_0012
I _ D e A 1 = - U _ D e A 2 Z _ D e A 2
Figure DE102018113627A1_0013

Für die Teilfehlerströme IL-F , IL-R folgt damit allein aus den bekannten Werten: I _ L F = I _ A + I _ D E A 1 = I _ A + ( I _ A + I _ B ) + Z _ N + I _ A Z _ L 12 Z _ D E A 1

Figure DE102018113627A1_0014
I _ R F = I _ B + I _ D E A 2 = I _ B + ( I _ A + I _ B ) + Z _ N + I _ B ( Z _ L 12 + Z _ L 34 ) Z _ D E A 2
Figure DE102018113627A1_0015
For the partial fault currents I LF . I LR follows from the known values: I _ L - F = I _ A + I _ D e A 1 = I _ A + ( I _ A + I _ B ) + Z _ N + I _ A Z _ L 12 Z _ D e A 1
Figure DE102018113627A1_0014
I _ R - F = I _ B + I _ D e A 2 = I _ B + ( I _ A + I _ B ) + Z _ N + I _ B ( Z _ L 12 + Z _ L 34 ) Z _ D e A 2
Figure DE102018113627A1_0015

Aus einem Umlauf einer Gesamtmasche aus den Maschen 14, 15 und einer Masche 16 ergibt sich ferner: U _ L I _ L F Z _ L F = U _ R I _ R F Z _ R F

Figure DE102018113627A1_0016
From a circulation of a total mesh from the stitches 14 . 15 and a mesh 16 also results: U _ L - I _ L - F Z _ L - F = U _ R - I _ R - F Z _ R - F
Figure DE102018113627A1_0016

Dabei beschreiben ZL-F und ZR-F die Wechselstromwiderstände der Knoten-Fehlerort-Widerstandswerte und entsprechen hier ZL2F bzw. ZL3F . Aus dem bekannten Zusammenhang für den Wechselstromwiderstand der fehlerhaften Leitung ZF = ZL-F + ZR-F , wobei vorliegend ZL23 = ZL2F + ZL3F gilt, folgt mithin: U _ L I _ L F Z _ L F = U _ R I _ R F ( Z _ F Z _ L F )

Figure DE102018113627A1_0017
Describe Z LF and Z RF the AC resistances of the node fault location resistance values and correspond here Z L2F respectively. Z L3F , From the known relationship for the AC resistance of the faulty line Z F = Z LF + Z RF , where present Z L23 = Z L2F + Z L3F applies, therefore follows: U _ L - I _ L - F Z _ L - F = U _ R - I _ R - F ( Z _ F - Z _ L - F )
Figure DE102018113627A1_0017

Durch Umformen der Gleichung erhält man somit für den Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswert allein aus den bekannten Werten: Z _ L F = U _ L U _ R + I _ R F Z _ F I _ L F + I _ R F = U _ D E A 1 U _ D E A 2 + I _ 3 F Z _ L 23 I _ 2 F + I _ 3 F

Figure DE102018113627A1_0018
By transforming the equation, one obtains for the node fault location AC resistance value from the known values alone: Z _ L - F = U _ L - U _ R + I _ R - F Z _ F I _ L - F + I _ R - F = U _ D e A 1 - U _ D e A 2 + I _ 3 F Z _ L 23 I _ 2 F + I _ 3 F
Figure DE102018113627A1_0018

Alternativ kann auch der andere Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswert aus Basis des Wechselstromwiderstands ZR-F bzw. ZL3F berechnet werden. Anhand der vorangegangenen Herleitung kann der Fachmann auch entsprechende Berechnungsvorschriften für Fehler auf anderen fehlerhaften Leitungen ermitteln. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel führt die Steuerungseinheit 11 die zuvor beschriebenen Analyse- und Transformationsschritte im Rahmen des Verfahrens selbst durch.Alternatively, the other node fault location AC resistance value may also be based on the AC resistance Z RF respectively. Z L3F be calculated. On the basis of the preceding derivation, the person skilled in the art can also determine corresponding calculation instructions for faults on other faulty lines. According to an alternative embodiment, the control unit performs 11 the previously described analysis and transformation steps in the context of the method itself.

In einem folgenden Schritt S6 wird in Abhängigkeit des Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswerts und des Leitungswechselstromwiderstandswerts einer nicht fehlerhaften Leitung ein Fehlerwiderstandswert, der einen Wechselstrom-, Blind- oder Wirkwiderstand zwischen dem Sammelknoten K1 und dem Fehlerort F beschreibt, ermittelt.In a following step S6 becomes a fault resistance value which is an AC, reactive or effective resistance between the collecting node depending on the node fault location AC resistance value and the line AC resistance value of a non-faulty line K1 and the fault location F described determined.

Dazu wird lediglich der Leitungswechselstromwiderstandswert für den Wechselstromwiderstand ZL12 der Abgangsleitung L12 zum Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswert für den Wechselstromwiderstand ZL2F addiert: Z _ A F = Z _ L 12 + Z _ L F

Figure DE102018113627A1_0019
For this purpose, only the AC line resistance value for the AC resistance Z L12 the departure line L12 to the node fault location AC resistance value for the AC resistance Z L2F added: Z _ A - F = Z _ L 12 + Z _ L - F
Figure DE102018113627A1_0019

Alternativ wird der Leitungswechselstromwiderstandswert für den Wechselstromwiderstand ZL13 der Abgangsleitung L13 zum Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswert für den Wechselstromwiderstand ZL3F addiert: Z _ B F = Z _ L 14 + Z _ L 34 + Z _ R F

Figure DE102018113627A1_0020
Alternatively, the AC line resistance value for the AC resistance becomes Z L13 the departure line L13 to the node fault location AC resistance value for the AC resistance Z L3F added: Z _ B - F = Z _ L 14 + Z _ L 34 + Z _ R - F
Figure DE102018113627A1_0020

In einem anschließenden Schritt S7 wird zur Fehlerdiagnose eine die Entfernung von der Sammelschiene oder eines Orts der Messung eines Abgangsleitungsstromwerts zum Fehlerort F beschreibende Fehlerortsinformation ermittelt. Dazu werden entweder Resistanzen RA-F = Re { ZA-F }, RB-F = Re { ZB-F } oder Reaktanzen XA-F = Im { ZA-F }, XB-F = Im { ZB-F } ermittelt, wobei der Operator Im {·} den Imaginärteil beschreibt. Aus bekannten Resistanz- bzw. Reaktanzbelägen des Netzes 1 kann somit die Entfernung des Fehlerorts F vom Sammelknoten K1 bzw. vom Ort der Messung bestimmt werden. Dazu zeigt 6 eine Funktion der Entfernung der Vorrichtung 10 zu Orten im elektrischen Netz 1 über einer Komponente eines Fehlerwiderstandswerts.In a subsequent step S7 For fault diagnosis, a fault location information describing the distance from the busbar or a location of the measurement of an outgoing line current value to fault location F is determined. For this either resistances RA-F = Re {ZA-F}, RB-F = Re {ZB-F} or reactances X AF = Im {Z AF }, X BF = Im {Z BF } are determined, where the operator Im {·} Describes the imaginary part. From known resistances or Reaktanzbelägen the network 1 Thus, the removal of the fault location F from the collecting node K1 or the location of the measurement. In addition shows 6 a function of removing the device 10 to places in the electrical network 1 over a component of an error resistance value.

7 ist ein weiteres Beispiel eines Netzes 1' mit einer Ringstruktur, welches jedoch im Vergleich zu dem in 1 gezeigten Netz 1 vier parallele Abgangsleitungen aufweist. Bei einem solchen Netz 1' oder Netzen mit noch mehr Abgangsleitungen lässt sich das zuvor beschriebene Verfahren analog anwenden. 7 is another example of a network 1' with a ring structure, which, however, compared to the in 1 shown network 1 has four parallel outgoing lines. In such a network 1' or networks with even more outgoing lines, the method described above can be applied analogously.

Dabei werden im Schritt S2 für alle Abgangsleitungen Abgangsleitungsstromwerte, die jeweils einen Strom IA , IB , IC , ID beschreiben erfasst. Im Schritt S3 werden entsprechend Fehlerstrombeitragswerte für eine jeweilige Abgangsleitung ermittelt: F C C r e a l , A , F = R e { I _ A I _ A + I _ B + I _ C + I _ D }

Figure DE102018113627A1_0021
F C C r e a l , B , F = R e { I _ B I _ A + I _ B + I _ C + I _ D }
Figure DE102018113627A1_0022
F C C r e a l , C , F = R e { I _ C I _ A + I _ B + I _ C + I _ D }
Figure DE102018113627A1_0023
F C C r e a l , D , F = R e { I _ D I _ A + I _ B + I _ C + I _ D }
Figure DE102018113627A1_0024
It will be in the step S2 for all outgoing lines, outgoing line current values, each one current I A . I B . I C . I D describe captured. In step S3 Corresponding to residual current contribution values for a respective outgoing line are determined: F C C r e a l . A . F = R e { I _ A I _ A + I _ B + I _ C + I _ D }
Figure DE102018113627A1_0021
F C C r e a l . B . F = R e { I _ B I _ A + I _ B + I _ C + I _ D }
Figure DE102018113627A1_0022
F C C r e a l . C . F = R e { I _ C I _ A + I _ B + I _ C + I _ D }
Figure DE102018113627A1_0023
F C C r e a l . D . F = R e { I _ D I _ A + I _ B + I _ C + I _ D }
Figure DE102018113627A1_0024

Im Schritt S4 werden entsprechend Referenzfehlerstrombeitragswerte für alle Knoten Kx mit Querleitungen und alle Abgangsleitungen ermittelt F C C r e a l , A , K x , r e f = R e { I _ A , r e f I _ A , r e f + I _ B , r e f + I _ C , r e f + I _ D , r e f }

Figure DE102018113627A1_0025
F C C r e a l , B , K x , r e f = R e { I _ B , r e f I _ A , r e f + I _ B , r e f + I _ C , r e f + I _ D , r e f }
Figure DE102018113627A1_0026
F C C r e a l , C , K x , r e f = R e { I _ C , r e f I _ A , r e f + I _ B , r e f + I _ C , r e f + I _ D , r e f }
Figure DE102018113627A1_0027
F C C r e a l , D , K x , r e f = R e { I _ D , r e f I _ A , r e f + I _ B , r e f + I _ C , r e f + I _ D , r e f }
Figure DE102018113627A1_0028
und anhand eines gegenüber der oben gezeigten Tabelle erweiterten Bedingungssatzes der Fehlerort bestimmt. Im Schritt S5 erfolgt die Bestimmung des Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswerts analog anhand einer Berechnungsvorschrift, der ein entsprechend erweitertes Ersatzschaltbild zugrunde liegt. Dabei ist zu beachten, dass die Berechnung bei einem Netz, das eine zusätzliche Querleitung 17 aufweist, nicht möglich ist.In step S4 Accordingly, reference residual current contribution values are determined for all nodes Kx with transverse lines and all outgoing lines F C C r e a l . A . K x . r e f = R e { I _ A . r e f I _ A . r e f + I _ B . r e f + I _ C . r e f + I _ D . r e f }
Figure DE102018113627A1_0025
F C C r e a l . B . K x . r e f = R e { I _ B . r e f I _ A . r e f + I _ B . r e f + I _ C . r e f + I _ D . r e f }
Figure DE102018113627A1_0026
F C C r e a l . C . K x . r e f = R e { I _ C . r e f I _ A . r e f + I _ B . r e f + I _ C . r e f + I _ D . r e f }
Figure DE102018113627A1_0027
F C C r e a l . D . K x . r e f = R e { I _ D . r e f I _ A . r e f + I _ B . r e f + I _ C . r e f + I _ D . r e f }
Figure DE102018113627A1_0028
and determined on the basis of a comparison with the table shown above condition set the fault location. In step S5 the determination of the node fault location AC resistance value is carried out analogously on the basis of a calculation rule which is based on a correspondingly extended equivalent circuit diagram. It should be noted that the calculation for a network, which is an additional transverse line 17 not possible.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 60018666 T2 [0003]DE 60018666 T2 [0003]

Claims (14)

Verfahren zur Fehlerdiagnose in einem eine Ringstruktur aufweisenden elektrischen Netz (1, 1') mit mehreren Leitungen (L12, L13, L23) und mehreren Knoten (K1, K2, K3), wobei wenigstens zwei Leitungen Abgangsleitungen (L12, L13) sind, wenigstens eine Leitung eine Querleitung (L23) ist, welche ein Paar von Abgangsleitungen (L12, L13) verbindet, ein Knoten ein durch eine Wechselspannungsquelle (4) gespeister Sammelknoten (K1) ist, an den die Abgangsleitungen (L12, L13) angeschlossen sind, und wenigstens zwei Knoten Querverbindungsknoten (K2, K3) sind, an welchen das Paar von Abgangsleitungen (L12, L13) an die Querleitung (L23) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswert zwischen einem Fehlerort (F) auf einer fehlerhaften Leitung und einem der Knoten (K1, K2, K3) in Abhängigkeit von - Querwechselstromwiderstandswerten, die jeweils einen Querwechselstromwiderstand (ZDEA1, ZDEA2) einer an eine Abgangsleitung (L12, L13) angeschlossenen Energieumwandlungseinrichtung (7a, 7b) in einem Gegensystem beschreiben, - Leitungswechselstromwiderstandswerten, die jeweils einen Wechselstromwiderstand (ZL12, ZL13, ZL23) einer der Leitungen (L12, L13, L23) beschreiben, und - Abgangsleitungsstromwerten, die jeweils einen am Sammelknoten (K1) in eine der Abgangsleitungen (L12, L13) fließenden Strom (IA, IB) im Gegensystem beschreiben, ermittelt wird.Method for fault diagnosis in an electrical network (1, 1 ') comprising a ring structure with a plurality of lines (L12, L13, L23) and a plurality of nodes (K1, K2, K3), wherein at least two lines are outgoing lines (L12, L13), at least a line is a cross line (L23) connecting a pair of output lines (L12, L13), a node is a collecting node (K1) fed by an AC power source (4) to which the output lines (L12, L13) are connected, and at least two nodes are cross connection nodes (K2, K3) to which the pair of outgoing lines (L12, L13) are connected to the cross line (L23), characterized in that a node fault location AC resistance value between a fault location (F) on a faulty one Line and one of the nodes (K1, K2, K3) as a function of - Querwechselstromwiderstandswerten, each having a transverse AC resistance (Z DEA1 , Z DEA2 ) connected to an outgoing line (L12, L13) n describe energy conversion means (7a, 7b) in a negative sequence, - line AC resistance values respectively describing an AC resistance (Z L12 , Z L13 , Z L23 ) of one of the lines (L12, L13, L23), and - outgoing line current values, one at the collecting node (K1) in one of the outgoing lines (L12, L13) current flowing (I A , I B ) in the negative sequence describe is determined. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln des Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswerts in zusätzlicher Abhängigkeit eines Netzwechselstromwiderstandswerts erfolgt, der einen Innenwechselstromwiderstand (ZN) der Wechselspannungsquelle (4) im Gegensystem beschreibt.Method according to Claim 1 in which the determination of the node fault location AC resistance value takes place in additional dependence of a mains AC resistance value which describes an internal AC resistance (Z N ) of the AC voltage source (4) in the negative sequence system. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ermitteln des Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswerts anhand eines Modells erfolgt, dem ein Ersatzschaltbild des Gegensystems des elektrischen Netzes (1, 1') zugrunde liegt und das einen am Fehlerort (F) in das Gegensystem fließenden und dieses durchströmenden Fehlerstrom (IF) modelliert.Method according to Claim 1 or 2 in which the determination of the node fault location AC resistance value takes place on the basis of a model on which an equivalent circuit of the negative sequence of the electrical network (1, 1 ') is based and which has a fault current (I F ) flowing into and flowing through the negative sequence at the fault location (F) ) modeled. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswert gemäß einer Berechnungsvorschrift ermittelt wird, die in Abhängigkeit der fehlerhaften Leitung gewählt wird oder die von der fehlerhaften Leitung abhängig ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the node fault location AC resistance value is determined according to a calculation rule which is selected as a function of the faulty line or which depends on the faulty line. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die fehlerhafte Leitung in Abhängigkeit von Fehlerstrombeitragswerten ermittelt wird, die für eine jeweilige Abgangsleitung einen Beitrag des Stroms (IA, IB) entlang der Abgangsleitung (L12, L13) zu einem durch den Fehler verursachten Fehlerstrom (IF) im Gegensystem beschreiben.Method according to one of the preceding claims, wherein the faulty line is determined as a function of fault current contribution values which, for a respective outgoing line, contribute the current (I A , I B ) along the outgoing line (L12, L13) to a fault current ( I F ) in the negative sequence. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Fehlerstrombeitragswerte mit Referenzfehlerstrombeitragswerten, die für eine jeweilige Abgangsleitung (L12, L13) einen Beitrag eines Stroms entlang der Abgangsleitung bei einem angenommenen Fehler am Ort eines Querverbindungsknotens (K2, K3) beschreiben, verglichen werden.Method according to Claim 5 wherein the residual current contribution values are compared with reference residual current contribution values which describe, for a respective outgoing line (L12, L13), a contribution of a current along the outgoing line in case of an assumed error at the location of a cross connection node (K2, K3). Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei ein jeweiliger Fehlerstrombeitragswert als Realteil des Verhältnisses des Stroms (IA, IB) entlang der Abgangsleitung (L12, L13) zur Summe der Ströme (IA, IB) aller Abgangsleitungen (L12, L13) ermittelt wird und/oder Referenzfehlerstrombeitragswerte verwendet werden, die jeweils einen Realteil des Verhältnisses des Stroms entlang der Abgangsleitung (L12, L13) zur Summe der Ströme aller Abgangsleitungen (L12, L13) beschreiben.Method according to Claim 5 or 6 in which a respective fault current contribution value is determined as a real part of the ratio of the current (I A , I B ) along the outgoing line (L12, L13) to the sum of the currents (I A , I B ) of all the outgoing lines (L12, L13) and / or reference fault current contribution values are used, each describing a real part of the ratio of the current along the outgoing line (L12, L13) to the sum of the currents of all the outgoing lines (L12, L13). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Abhängigkeit des Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswerts und des Leitungswechselstromwiderstandswerts einer nicht fehlerhaften Leitung ein Fehlerwiderstandswert, der einen Wechselstrom-, Blind- oder Wirkwiderstand zwischen dem Sammelknoten (K1) und dem Fehlerort (F) beschreibt, ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a fault resistance value which describes an AC, reactive or reactive resistance between the collecting node (K1) and the fault location (F) is determined as a function of the node fault location AC resistance value and the line AC resistance value of a non-faulty line becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Fehlerdiagnose eine die Entfernung von einer Sammelschiene (2) oder eines Orts der Messung eines Abgangsleitungsstromwerts zum Fehlerort (F) beschreibende Fehlerortsinformation ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein for fault diagnosis, a fault location information describing the distance from a busbar (2) or a location of the measurement of an outgoing line current value to the fault location (F) is determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Lasten (6) an weiteren Knoten (K4) der Abgangsleitungen (L12, L13) unberücksichtigt bleiben. Method according to one of the preceding claims, wherein loads (6) at further nodes (K4) of the outgoing lines (L12, L13) remain unconsidered. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Sammelknoten (K1) eine Sammelschiene (2) verwendet wird und/oder als Wechselspannungsquelle (4) ein einspeisendes Netz (5) verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a busbar (2) is used as the collecting node (K1) and / or an infeed network (5) is used as the alternating voltage source (4). Vorrichtung (10, 10') zur Fehlerdiagnose in einem eine Ringstruktur aufweisenden elektrischen Netz (1, 1'), umfassend eine Steuerungseinheit (11), die zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 eingerichtet ist.Device (10, 10 ') for fault diagnosis in an electrical network (1, 1') having a ring structure, comprising a control unit (11) which is capable of carrying out a method according to one of the Claims 1 to 11 is set up. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Vorrichtung (10, 10') - eine Messeinheit (8a, 8b) zum Messen eines oder mehrerer der Abgangsleitungsstromwerte und/oder - eine Trenneinheit (9a, 9b), mittels welcher eine der Abgangsstromleitungen (L12, L13) vom Sammelknoten (K1) in Abhängigkeit des ermittelten Knoten-Fehlerort-Wechselstromwiderstandswerts trennbar ist und/oder - eine Kommunikationseinheit (12) zum Empfangen des oder der weiteren Abgangsleitungsstromwerte und/oder - eine Speichereinheit (13) zum Speichern der Querwechselstromwiderstandswerte und/oder der Leitungswechselstromwiderstandswerte und/oder des Netzwechselstromwiderstandswerts aufweist.Device after Claim 12 in which the device (10, 10 ') comprises a measuring unit (8a, 8b) for measuring one or more of the outgoing line current values and / or a separating unit (9a, 9b), by means of which one of the outgoing current lines (L12, L13) from the collecting node (8) K1) is separable in dependence on the determined node fault location AC resistance value and / or a communication unit (12) for receiving the further outgoing line current value (s) and / or a memory unit (13) for storing the transverse alternating current resistance values and / or the line alternating current resistance values and / or of the AC line resistance value. Computerprogrammprodukt zum Laden in eine Speichereinheit (13) eines Computers, umfassend Softwarecode, mit dem ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchgeführt wird, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer ausgeführt wird.Computer program product for loading into a memory unit (13) of a computer, comprising software code, with which a method according to one of the Claims 1 to 11 is performed when the computer program product is run on a computer.
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