DE10225058A1 - Selective transient earth fault detection in polyphase networks involves comparing displacement voltage and null current curves, evaluating proportionality factor to detect earth leakage and direction - Google Patents

Selective transient earth fault detection in polyphase networks involves comparing displacement voltage and null current curves, evaluating proportionality factor to detect earth leakage and direction Download PDF

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Abstract

The method involves continuous sampling and storage of a displacement voltage and null current in an output, detecting the first time the voltage exceeds a threshold in the event of an earth leakage, storing the displacement voltage and null current until the defined earth leakage, computing the null current summation curve, determining the gradient and the offset between the stored curves and evaluating the proportionality factor. The method involves continuous sampling and storage of a displacement voltage and null current in an output, detecting the first time the voltage exceeds a threshold in the event of an earth leakage, searching in the memory after the null crossing and before the first earth leakage, storing the displacement voltage and null current until the defined earth leakage, computing the null current summation curve, determining the gradient and the offset between the stored curves and evaluating the proportionality factor to detect an earth leakage and its direction.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die selektive Erfassung von Erdschlusswischem in Drehstromnetzen mit isoliertem Sternpunkt oder mit hochohmig geerdetem Sternpunkt.The present invention relates to the selective detection of earth leakage wipers in three-phase networks isolated star point or with a high-resistance grounded star point.

Im Fachbericht "Untersuchung der Ausgleichsvorgänge bei Erdschluss in Energieversorgungsnetzen" , erschienen in der Energietechnik, 15. Jg, Heft 10, Oktober 1965, Seite 469ff, beschreibt Prof. Hans Pundt sehr ausführlich die transienten Vorgänge beim Eintreten des Erdschlusses. Es wird unter anderem die Berechnung des zu erwartenden Aufladestromes in Bezug auf Amplitude und Frequenz abgeleitet.In the technical report "Examination of the compensation processes at Earth fault in power supply networks ", appeared in power engineering, Vol 15, Issue 10, October 1965, page 469ff, describes Prof. Hans Pundt in great detail the transient processes when the earth fault occurs. Among other things, it does the calculation of the expected charging current in terms of amplitude and frequency derived.

In der Offenlegungsschrift DT1 463 729 wird auf Basis dieses Fachberichtes ein Verfahren vorgestellt, bei dem die erste Halbwelle des Umladestromes nach Umformung in einen Rechteckimpuls definierter Breite polaritätsmäßig mit der in Rechteckimpulse umgeformten Verlagerungsspannung verglichen wird. Bei diesem Verfahren wird davon ausgegangen, dass der Umladestrom sehr groß gegenüber dem stationären Ladestrom ICE der Leitung ist. Dies setzt an der Fehlerstelle einerseits Übergangswiderstände von nur wenigen Ohm und anderseits einen Zündzeitpunkt, der nicht in der Nähe des Nulldurchganges der Leiter-Erde Spannung liegt, voraus. Diese beiden Randbedingungen, vor allem der niederohmige Übergangswiderstand an der Fehlerstelle von einigen Ohm, können üblicherweise nicht eingehalten werden. Die schwierige Trennung von hochfrequenten Entladeschwingungen von den mittelfrequenten Aufladevorgängen führt zusätzlich zu Fehlanzeigen.On the basis of this technical report, the published patent application DT1 463 729 presents a method in which the first half-wave of the charge-reversal current after being converted into a square-wave pulse of defined width is compared in terms of polarity with the displacement voltage converted into square-wave pulses. With this method it is assumed that the charge reversal current is very large compared to the stationary charge current I CE of the line. On the one hand, this requires transition resistances of only a few ohms and, on the other hand, an ignition timing that is not close to the zero crossing of the phase-earth voltage. These two boundary conditions, especially the low-resistance contact resistance at the fault location of a few ohms, cannot usually be met. The difficult separation of high-frequency discharge vibrations from the medium-frequency charging processes also leads to incorrect displays.

In der Offenlegungsschrift DE 27 13 000 wird der Umladestrom nicht mit der Verlagerungsspannung sondern mit einem Umladestrom einer Netznachbildung der Netz-Erde- Kapazitäten verglichen. Bei diesem Verfahren wird davon ausgegangen, dass beide Umladevorgänge gedämpfte Entladeschwingungen von annähernd gleicher Frequenz sind. Die hochfrequenten Entladeschwingungen werden bei diesem beschriebenen Verfahren mit berücksichtigt und können zu Fehlanzeigen führen. Des weiteren kann gezeigt werden, dass sich, durch die notwendige Anhebung der Ansprechschwelle für die Aufladeströme zur Unterdrückung der hochfrequenten Entladeschwingungen, bei unterschiedlichen Aufladefrequenzen zum Zeitpunkt der Bewertung eine falsche Phasenlage und somit auch eine Fehlanzeige des Relais ergeben kann. Die Relais müssten daher nach Netzumschaltungen immer an das jeweilige Netz neu angepasst werden.In the published application DE 27 13 000 the charge-reversal current is not compared with the zero sequence voltage but with a charge-reversal current of a network simulation of the network-earth capacitances. In this method, it is assumed that both recharging processes are damped discharge vibrations of approximately the same frequency. The high-frequency discharge vibrations are also taken into account in this described method and can lead to incorrect displays. Furthermore, it can be shown that the necessary increase in the response threshold for the charging currents to suppress the high-frequency discharge vibrations can result in an incorrect phase position and thus a faulty display of the relay at different charging frequencies at the time of the evaluation. The relays would therefore always have to be adapted to the respective network after switching networks.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, das Erdschlusswischer-Verfahren in Bezug auf die Auswertung des transienten Vorganges so zu verbessern, dass dieses Verfahren sowohl für höherohmige Fehlerwiderstände bis in den Bereich von einigen kOhm als auch für Zündungen in der Nähe des Nulldurchganges der Leiter-Erde Spannungen geeignet ist.The object of the invention is the earth fault wiper method in relation to the evaluation of the transient To improve the process so that this method for both higher impedance Fault resistances up to in the range of a few kOhm as well as for ignitions near the zero crossing the conductor-earth voltages is suitable.

Der Vorteil des neuen Verfahrens liegt dann, dass die Größe des Übergangswiderstandes ZF bereits indirekt über die Größe der Verlagerungsspannung berücksichtigt wird. Mit dem neuen Verfahren ist daher ein Richtungsentscheid aus dem transienten Vorgang bis in den Bereich von einigen kOhm möglich. Bisher konnte mit Wischerrelais die Richtungserkennung nur bis in den Bereich von einigen Ohm durchgeführt werden. Die meisten Erdschlüsse finden jedoch bereits Übergangswiderstände von einigen hundert Ohm vor.The advantage of the new method is that the size of the contact resistance Z F is already taken into account indirectly via the size of the zero sequence voltage. With the new method, a directional decision from the transient process is possible down to a few kOhm. So far, direction detection could only be carried out in the range of a few ohms with wiper relays. Most earth faults, however, already have contact resistances of a few hundred ohms.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass der Zündzeitpunkt des Erdschlusses keine Rolle spielt. Das Verfahren funktioniert auch bei Zündung im Nulldurchgang der Leiter-Erde Spannung, die z.B. durch eine mechanischen Zerstörung des Kabels erfolgen kann. Bisherige Wischerrelais erkannten nur Zündvorgänge in der Nähe des Spannungsmaximums.Another advantage of the process is that the ignition timing the earth fault does not matter. The procedure works even with ignition in the zero crossing of the conductor-earth voltage, which e.g. through a mechanical destruction of the cable can be done. Previous wiper relays only recognized Ignition processes in the Near the Voltage maximum.

Ein weiterer Vorteil liegt dann, dass auch Erdschlüsse mit einer Brenndauer im ms-Bereich erkannt werden, auch wenn dieser Erdschluss über einen hochohmigen Widerstand erfolgt.Another advantage is that earth faults too with a burn time in the ms range can be detected, even if this earth fault via a high-resistance resistor he follows.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens liegt, darin, dass die Ansprechempfindlichkeit des Relais durch zwei Parameter eingestellt wird:
uERD Erforderliche Verlagerungsspannung für einen Erdschluss
C0min Erforderliche Leitungslänge des gesunden Netzes in A.
Another advantage of the method is that the response sensitivity of the relay is set by two parameters:
u ERD Required zero sequence voltage for an earth fault
C 0min Required cable length of the healthy network in A.

Bei den bisherigen Relais wird ein Auslösestrom angegeben, der eine Funktion von ZF, Zündzeitpunkt, Trafoimpedanz usw. ist. Die tatsächliche Auslösung musste für jeden Erdschlussfall nachgerechnet werden.With the previous relays, a tripping current is specified which is a function of Z F , ignition timing, transformer impedance, etc. The actual tripping had to be recalculated for each earth fault.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Erkennung der Richtung des Erdschlusses aus der Aufladeschwingung gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

  • – Kontinuierliches Abtasten und Speichern der Verlagerungsspannung u0 und des Nullstromes i0ΣX in einem Abgang.
  • – Im Falle eines Erdschlusses überschreitet die Verlagerungsspannung u0 erstmalig einen eingestellten Grenzwert uERD zum Zeitpunkt t1
  • – Vorzugsweise erfolgt eine Suche im Speicher nach dem Zeitpunkt t0 des Nulldurchganges der Verlagerungsspannung u0 vor dem oben definierten erstmaligen Erdschlusseintritt zum Zeitpunkt t1. Es kann aber auch ein anders definierter Bereich verwendet werden z.B. 10 ms oder der Zeitpunkt des dritten Nulldurchganges vor dem definierten Erdschlusseintritt.
  • – Speichern der Verlagerungsspannung u0 und des Nullstromes i0ΣX ab diesem Zeitpunkt t0 bis zum definierten Erdschluss t1.
  • – Zur genaueren Berechnung können zusätzlich die Messwerte, die einige ms nach dem Zeitpunkt t, gemessen worden sind, berücksichtigt werden.
  • – Berechnung der Nullstrom-Summenkurve i0ΣA_SUMME durch aufsummieren des Nullstromes i0ΣX bei zeitäquidistanter Abtastung, andernfalls muss die Zeit zwischen den Abtastpunkten berücksichtigt werden bzw. ein anderes numerisches Integrationsverfahren verwendet werden.
  • – Ermittlung der Steigung und des Offsets zwischen den beiden gespeicherten Kurven i0ΣX_SUMME und u0 nach bekannten Verfahren der Mathematik wie z.B. Regressionsanalyse, Korrelationsanalyse, Polynominterpolation, Pseudoinverse usw.
  • – Liegt die Abweichung des Proportionalitätsfaktors innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches, so wird der Erdschluss in Richtung Sammelschiene erkannt.
  • – Ist die Abweichung des Proportionalitätsfaktors größer als ein vorgegebener zweiter Toleranzbereich, so wird der Erdschluss in Richtung Leitung erkannt.
According to the invention, a method for detecting the direction of the earth fault from the charging oscillation is characterized by the following steps:
  • - Continuous sampling and storage of the zero sequence voltage u 0 and the zero current i 0ΣX in one outflow.
  • - In the event of an earth fault, the zero sequence voltage u 0 exceeds a set limit value u ERD for the first time at time t 1
  • - A search is preferably carried out in the memory for the time t 0 of the zero crossing of the zero sequence voltage u 0 before the first earth fault occurrence defined at the time t 1 . However, a differently defined range can also be used, for example 10 ms or the time of the third zero crossing before the defined earth fault occurs.
  • - Saving the zero sequence voltage u 0 and the zero current i 0ΣX from this point in time t 0 to the defined earth fault t 1 .
  • - For more precise calculation, the measured values that were measured a few ms after time t can also be taken into account.
  • - Calculation of the zero current sum curve i 0ΣA_SUMME by adding up the zero current i 0ΣX with time-equidistant sampling, otherwise the time between the sampling points must be taken into account or another numerical integration method must be used.
  • - Determination of the slope and the offset between the two stored curves i 0ΣX_SUMME and u 0 using known mathematical methods such as regression analysis, correlation analysis, polynomial interpolation, pseudo inverse etc.
  • - If the deviation of the proportionality factor lies within a specified tolerance range, the earth fault in the direction of the busbar is detected.
  • - If the deviation of the proportionality factor is greater than a specified second tolerance range, the earth fault in the direction of the line is detected.

Im folgenden wird die Erfindung anhand des Bildes 1 beispielhaft beschrieben. Im Bild 1 ist ein Netz mit drei Abgängen und einem angenommenen Erdschluss im Leiter 1 im Abgang A dargestellt.In the following the invention is described by way of example with reference to Figure 1. Figure 1 shows a network with three outgoers and an assumed earth fault in the conductor 1 shown in outlet A.

Der Erdschluss setzt sich aus den drei folgenden Vorgänge zusammen:

  • – Entladung des schadhaften Leiters in allen Abgängen über die Erde
  • – Aufladung der gesunden Leiter in allen Abgängen über die Erde
  • – Stationär eingeschwungener Zustand
The earth fault consists of the following three processes:
  • - Discharge of the defective conductor in all outlets via the earth
  • - Charging the healthy conductors in all outlets via the earth
  • - Stationary steady state

Die Auswirkungen dieser drei Vorgänge überlagern sich sofort mit dem Beginn des Erdschlusses.The effects of these three processes overlap immediately with the beginning of the earth fault.

Maßgebend für den Verlauf der Entladung sind:

  • – Größe der Kapazitäten des Leiters 1 aller Abgänge gegen Erde
  • – Ladezustand der Kapazitäten des Leiters 1 aller Abgänge
  • – Leitungsimpedanz ZL1, zu und in den andern Abgängen
  • – Impedanz der Fehlerstelle ZF
Decisive for the course of the discharge are:
  • - Size of the leader's capacities 1 all exits to earth
  • - State of charge of the capacities of the conductor 1 all exits
  • - Line impedance Z L1 , to and in the other outlets
  • - Impedance of the fault location Z F

Der Trafo und die Lasten stellen eine sehr hohe Impedanz, im wesentlichen Induktivität, dar und sind für den Entladevorgang als hochohmiger Abschluss zu betrachten. Ebenso kann der Einfluss der beiden gesunden Leiter vernachlässigt werden. Der Leiter L1 kann als an den Enden der Abgänge und an der Sammelschiene hochohmig abgeschlossener Kettenleiter betrachtet werden. Die gesunden Stichleitungen stellen eine Parallelschaltung dar, wodurch die Ersatzlängsimpedanz der gesunden Leiter niederohmiger und die Kapazität größer wird.The transformer and the loads a very high impedance, essentially inductance, and are for to consider the discharge process as a high-resistance termination. As well the influence of the two healthy leaders can be neglected. The conductor L1 can be as at the ends of the outlets and on the busbar high-impedance terminated chain conductors can be considered. The healthy ones Stub lines represent a parallel connection, which means the equivalent longitudinal impedance the healthy conductor has a lower resistance and the capacity increases.

Der sehr hochfrequente Entladevorgang ist von den Leiterlängen abhängig und ist umso höherfrequent je kürzer die Leitungen sind und liegt meist im Bereich >10 kHzThe very high-frequency unloading process is of the conductor lengths dependent and is the higher frequency the shorter the lines are and are usually in the range> 10 kHz

Maßgebend für den Verlauf des Aufladevorganges der beiden gesunden Leiter sind:

  • – Kapazität der Leiter 2 und 3 aller Abgänge gegen Erde
  • – aktueller Ladezustand der Leiter-Erde Kapazitäten aller Abgänge
  • – Größe der Aufladespannungen
  • – Streuinduktivitäten des Einspeisetransformators
  • – Leitungsimpedanz ZL1, von der Fehlerstelle bis zum Einspeisetransformator
  • – Impedanz der Fehlerstelle ZF
Decisive for the course of the charging process of the two healthy conductors are:
  • - Capacity of the ladder 2 and 3 all exits to earth
  • - Current state of charge of the conductor-earth capacities of all outlets
  • - Size of the charging voltages
  • - leakage inductances of the infeed transformer
  • - Line impedance Z L1 , from the fault location to the infeed transformer
  • - Impedance of the fault location Z F

Die Verteiltransformatoren bzw. die Last gehen nur sehr hochohmig in die Betrachtung ein und können in der ersten Annäherung vernachlässigt werden. Die Last wirkt sich im wesentlichen als zusätzliche Bedämpfung der Aufladeschwingung aus. Ist der Verteiltrafo nicht belastet, so ist die Leitung im wesentlichen mit der sehr hohen Hauptinduktivität des Transformators belastet.The distribution transformers or the Loads are only considered with very high impedance and can in the first approximation neglected become. The load essentially acts as an additional attenuation the charging oscillation. If the distribution transformer is not loaded, so the line is essentially with the very high main inductance of the transformer loaded.

Durch den Erdschluss wird der Leiter 1 durch Entladung über die Impedanz an der Fehlerstelle auf Erdpotential gebracht. Die Leiter-Erde Spannung der beiden gesunden Leiter ist nach dem Beendigen des Aufladevorganges auf das √3 fache angehoben.Due to the earth fault, the conductor 1 brought to earth potential by discharge via the impedance at the fault location. The conductor-earth voltage of the two healthy conductors is on the √ after the charging process has ended 3 times raised.

Für die Augenblickswerte gilt für jeden Zeitpunkt:
Verlagerungsspannung an der Sammelschiene:

Figure 00050001
Summenstrom im Abgang x:
Figure 00050002
The following applies to the instantaneous values for each point in time:
Displacement voltage on the busbar:
Figure 00050001
Total current in the outlet x:
Figure 00050002

Die Ermittlung der Verlagerungsspannung erfolgt nach bekannten Verfahren wie z.B. Messung über die "Offene Dreieckswicklung" oder Messung der drei Einzelspannungen und nachfolgender numerischer Addition im Gerät.The displacement voltage is determined using known methods such as measurement via the "open delta winding" or measurement of the three individual voltages and subsequent numerical addition in the device.

Die Ermittlung des Summenstromes erfolgt nach bekannten Verfahren wie z.B.

  • – Messung der drei Einzelströme und elektrischer Addition der drei Ströme ( Holmgreen-Schaltung )
  • – Messung des Summenstromes mit Hilfe eines Kabelumbauwandlers.
  • – Messung der drei Einzelströme und numerische Addition nach der Wandlung im Gerät.
The total current is determined using known methods, such as, for example
  • - Measurement of the three individual currents and electrical addition of the three currents (Holmgreen circuit)
  • - Measurement of the total current using a cable conversion transformer.
  • - Measurement of the three individual currents and numerical addition after conversion in the device.

Der Summenstrom ist der dreifache Nullstrom i0X.The total current is three times the zero current i 0X .

Für den betrachteten Frequenzbereich des Umladevorganges sind die Längsimpedanzen der Leitungen vernachlässigbar bzw. reduzieren die im folgenden ermittelten Nullkapazitäten nur gering.For the considered frequency range of the recharging process are the longitudinal impedances of the cables negligible or only reduce the zero capacities determined below low.

Wesentlich ist, dass die Verlagerungsspannung u0 entsprechend ihrer Definition in Bezug auf die Erde ermittelt wird.It is essential that the displacement voltage u 0 is determined according to its definition in relation to the earth.

Im Bild 1 können die folgenden Arten von Abgängen unterschieden werden:In picture 1 the following types of disposals can be distinguished:

A) Gesunder Abgang ohne ErdschlussA) Healthy finish without Ground Fault

Unter Vernachlässigung der Längsimpedanzen der Leitungen werden im gesunden Abgang für das Nullsystem nur die Nullkapazitäten gegen Erde wirksam. Die Nullkapazität eines Abganges kann entsprechend den bekannten Verfahren wie z.B. den symmetrischen Komponenten berechnet werden zu:

Figure 00060001
Neglecting the longitudinal impedances of the lines, only the zero capacitances to earth are effective in the healthy output for the zero system. The zero capacity of an outlet can be calculated according to the known methods such as the symmetrical components to:
Figure 00060001

Für den gesamten Nullstrom i0ΣX in einem gesunden Abgang gilt:

Figure 00060002
bzw. für die Verlagerungsspannung:
Figure 00060003
The following applies to the total zero current i 0ΣX in a healthy outlet:
Figure 00060002
or for the displacement voltage:
Figure 00060003

Numerisch kann die Integration durch eine Summenbildung angenähert werden. Bei einer zeitäquidistanten Abtastung der Verlagerungsströme und der Nullströme vereinfacht sich die Integration zu einer Addition der Abtastwerte. Für den Fall u0(0) = 0 unterscheidet sich der zeitliche Verlauf von u0 von der Summenkurve nur durch einen Proportionalitätsfaktor.The integration can be approximated numerically by forming a sum. With a time-equidistant sampling of the displacement currents and the zero currents, the integration for an addition of the sampling values is simplified. For the case u 0 (0) = 0, the time profile of u 0 differs from the cumulative curve only by a proportionality factor.

B) Erdschlussbehafteter AbgangB) Earth fault leaving

Im erdschlussbehafteten Abgang hingegen sind im Nullstrom die folgenden Komponenten enthalten:On the other hand, in the faulty outlet The following components are included in the zero current:

  • a) In den Abgang hineinfließend:a) flowing into the outlet:
  • – Aufladestrom des erdschlussbehafteten Abganges A
    Figure 00070001
    - Charging current of the faulty outlet A
    Figure 00070001
  • b) Aus dem Abgang herausfließend:b) Flowing out of the outlet:
  • – Summe der Ströme der gesunden Abgänge inklusive des erdschlussbehafteten Abganges
    Figure 00070002
    - Sum of the currents of the healthy outlets including the earthed outlet
    Figure 00070002
  • – Strom durch die Petersen-Spule (LP // Rp)
    Figure 00070003
    - current through the Petersen coil (L P // R p )
    Figure 00070003

Der gesamte Nullstrom des erdschlussbehafteten Abganges A ist:

Figure 00070004
The total zero current of the outgoing circuit A is:
Figure 00070004

Bei isolierten Netzen entspricht der Strom i0ΣX der Summe der Nullströme der gesunden Abgänge, aber mit umgekehrtem Vorzeichen.In isolated networks, the current i 0ΣX corresponds to the sum of the zero currents of the healthy feeders, however with the opposite sign.

Bei gelöschten Netzen ist der eingeschwungene Wert i0ΣX, abhängig von der Größe der Petersenspule und die Kurvenform kann sogar der eines gesunden Abganges sehr ähnlich werden.In the case of deleted networks, the settled value is i 0ΣX , depending on the size of the Petersen coil and the curve shape can even be very similar to that of a healthy outlet.

Am Beginn des Erdschlusses ist der Anteil des Stromes durch die Petersenspule gering.At the beginning of the earth fault is the Low proportion of the current through the Petersen coil.

Aus A) ist ersichtlich, dass aus dem Proportionalitätsfaktor die Nullkapazität der Leitung errechnet werden kann. Damit besteht die Möglichkeit die Auslöseempfindlichkeit des Relais in Form der Nullkapazität der gesunden Leitungslänge zu definieren.From A) it can be seen that from the proportionality factor the zero capacity the line can be calculated. So there is the possibility the trigger sensitivity of the relay in the form of the zero capacitance of the healthy cable length.

Da nur die Aufladeschwingung betrachtet wird, können Tiefpassfilter der Messung von u0 und i0ΣX vorgeschaltet werden.Since only the charging oscillation is considered, low-pass filters can be connected upstream of the measurement of u 0 and i 0ΣX .

Claims (9)

Verfahren zur selektiven Erfassung von Erdschlusswischern in Drehstromnetzen gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Kontinuierliches Abtasten und Speichern der Verlagerungsspannung u0 und des Nullstromes i0ΣX in einem Abgang; – Erkennen des erstmaligen Überschreitens der Verlagerungsspannung u0 eines eingestellten Grenzwerts uERD zum Zeitpunkt t1 im Falle eines Erdschlusses; – Suche im Speicher nach dem Zeitpunkt t0 des Nulldurchganges der Verlagerungsspannung u0 vor dem oben definierten erstmaligen Erdschlusseintritt zum Zeitpunkt t1; – Speichern der Verlagerungsspannung u0 und des Nullstromes i0ΣX ab diesem Zeitpunkt t0 bis zum definierten Erdschluss t1. – Berechnung der Nullstrom-Summenkurve i0ΣA_SUMME durch aufsummieren des Nullstromes i0ΣX bei zeitäquidistanter Abtastung, andernfalls muss die Zeit zwischen den Abtastpunkten berücksichtigt werden bzw. ein anderes numerisches Integrationsverfahren verwendet werden. – Ermittlung der Steigung und des Offsets zwischen den beiden gespeicherten Kurven i0ΣX_SUMME und u0 nach bekannten Verfahren der Mathematik wie z.B. Regressionsanalyse, Korrelationsanalyse, Polynominterpolation, Pseudoinverse usw.; – Erkennen eines Erdschlusses in Richtung Sammelschiene bei einer Abweichung des Proportionalitätsfaktors innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches; – Erkennen eines Erdschlusses in Richtung Leitung bei einer größeren Abweichung des Proportionalitätsfaktors als ein vorgegebener zweiter Toleranzbereich.Method for the selective detection of earth leakage wipers in three-phase networks characterized by the following steps: - Continuous sampling and storage of the zero sequence voltage u 0 and the zero current i 0ΣX in one outlet; Detection of the first time that the displacement voltage u 0 exceeds a set limit value u ERD at time t 1 in the event of an earth fault; - Search in the memory for the time t 0 of the zero crossing of the zero sequence voltage u 0 before the first earth fault entry defined at time t 1 ; - Saving the zero sequence voltage u 0 and the zero current i 0ΣX from this point in time t 0 to the defined earth fault t 1 . - Calculation of the zero current sum curve i 0ΣA_SUMME by adding up the zero current i 0ΣX with time-equidistant sampling, otherwise the time between the sampling points must be taken into account or another numerical integration method must be used. - Determination of the slope and the offset between the two stored curves i 0ΣX_SUMME and u 0 using known mathematical methods such as regression analysis, correlation analysis, polynomial interpolation, pseudo inverse, etc .; - Detection of an earth fault in the direction of the busbar if the proportionality factor deviates within a specified tolerance range; - Detection of an earth fault in the direction of the line with a greater deviation of the proportionality factor than a predetermined second tolerance range. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur genaueren Berechnung zusätzlich die Messwerte, die einige ms nach dem Zeitpunkt t 1 gemessen worden sind, berücksichtigt werden.A method according to claim 1, characterized in that for more precise calculation, the measured values, which are a few ms after the point in time t 1 have been measured. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bestimmung des Zeitpunktes t0 ein anders definierter Bereich verwendet wird z.B. 10 ms oder der Zeitpunkt des dritten Nulldurchganges vor dem definierten Erdschlusseintritt.Method according to Claim 1, characterized in that a differently defined range is used for determining the time t 0 , for example 10 ms or the time of the third zero crossing before the defined earth fault occurs. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nullspannung u0 über die Messung der drei Spannungen u1 E u2E und u3E berechnet wird oder direkt über eine offene Dreieckswicklung gemessen wird.A method according to claim 1, characterized in that the zero voltage u 0 is calculated by measuring the three voltages u 1 E u 2E and u 3E or is measured directly via an open delta winding. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Summenstromes nach Verfahren wie z.B. – Messung der drei Einzelströme und elektrischer Addition der drei Ströme ( Holmgreen-Schaltung ) – Messung des Summenstromes mit Hilfe eines Kabelumbauwandlers. – Messung der drei Einzelströme und numerische Addition nach der Wandlung im Gerät erfolgtA method according to claim 1, characterized in that the Determination of the total current using methods such as - Measurement of the three individual streams and electrical addition of the three currents (Holmgreen circuit) - Measurement of the total current with the help of a cable conversion converter. - Measurement of the three individual streams and numerical addition takes place after the conversion in the device Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schwellwerte für die Abweichung der Proportionalitätsfaktoren eingeführt werden.A method according to claim 1, characterized in that threshold values for the Deviation of the proportionality factors introduced become. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Bedarf Tiefpassfilter der Messung von u0 und i0ΣX vorgeschaltet werden.A method according to claim 1, characterized in that if necessary, low-pass filters are connected upstream of the measurement of u 0 and i 0ΣX . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Proportionalitätsfaktor der Kurven u0 und i0ΣX die Nullkapazität des Abganges berechnet wird.Method according to Claim 1, characterized in that the zero capacitance of the outflow is calculated from the proportionality factor of the curves u 0 and i 0ΣX . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Auslöseschwelle für die Empfindlichkeit des Relais durch Angabe der Nullkapazität des Abganges gesetzt wird.A method according to claim 1, characterized in that a further trigger threshold for the Emp sensitivity of the relay is set by specifying the zero capacitance of the outlet.
DE2002125058 2002-06-06 2002-06-06 Method for the selective detection of earth fault wipers in three-phase networks Expired - Lifetime DE10225058B4 (en)

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