DE10307668B3 - Determining parameters of Petersen-coil compensated network without de-tuning the coils, by feeding composite current into zero-phase system, and measuring voltages - Google Patents

Determining parameters of Petersen-coil compensated network without de-tuning the coils, by feeding composite current into zero-phase system, and measuring voltages Download PDF

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DE10307668B3 DE2003107668 DE10307668A DE10307668B3 DE 10307668 B3 DE10307668 B3 DE 10307668B3 DE 2003107668 DE2003107668 DE 2003107668 DE 10307668 A DE10307668 A DE 10307668A DE 10307668 B3 DE10307668 B3 DE 10307668B3
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/08Limitation or suppression of earth fault currents, e.g. Petersen coil

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  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

The method involves feeding a composite current into the zero-phase system of the network. The composite current comprises a current of a first amplitude and frequency, superimposed on a current of a second amplitude and frequency. The size and angle of two voltages are measured for the two frequencies, the angle being referenced to the associated feed current. Further calculations are preformed to determine the absolute de-tuning V 5 0Hz.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Parameter eines gelöschten Netzes ohne Verstimmung der Petersen-Spule, das auch für sehr symmetrische Netze geeignet ist. Diese ermittelten Netz-Parameter können unter Einhaltung von vorgegeben Parametern zur Nachregelung einer Petersenspule verwendet werden.The The present invention relates to a method for the determination of Parameter of a deleted one Net without detuning the Petersen coil, which is also very symmetrical Networks is suitable. These determined network parameters can be found under Compliance with specified parameters for readjustment of a Petersenspule be used.

Durch die Erdschlusslöschung wird der Strom über die Fehlerstelle im Falle eines einpoligen Erdschlusses stark reduziert. Wird das Netz von Bild 1 mit Hilfe der symmetrischen Komponenten beschrieben, so erfolgt durch die Unsymmetrie eine Kopplung der Komponentensysteme, wie es in Bild 2 vereinfacht dargestellt ist. Der Vorteil dieser Darstellung ist, dass Bild 2 sowohl für den gesunden als auch für den einpoligen Fehlerfall gültig ist. Durch Vernachlässigung der Längsimpedanz der Leitungen und Zusammenfassung der Erdkapazitäten erhält man Bild 3. Meist wird auch die Nullimpedanz des Transformators in Bild 3 vernachlässigt. Aus dem Bild 3 ist erkennbar, dass der Strom über die Fehlerstelle minimal wird, wenn die Petersen-Spule so eingestellt wird, dass sich die Blindanteile bestehend aus der Serienschaltung der Petersen-Spule und der meist vernachlässigten Trafoimpedanz mit der Leiter-Erdekapazität kompensieren. Das Netz wird quasi auf Resonanz abgestimmt ist. Der verbleibende Strom über die Fehlerstelle wird im wesentlichen durch den Ersatzwiderstand Rp begrenzt. Dieser Ersatzwiderstand beinhaltet die gesamten Verluste des Nullsystems d.h. die Verluste der Petersen-Spule, die Verluste des Trafos im Nullsystem, die Verluste der Längs impedanzen der Leitung sowie die Ableitverluste gegen Erde. Die Praxis hat gezeigt, dass die Verluste der Petersen-Spule nur etwa 40% der Gesamtverluste ausmachen. Da die Petersen-Spule zur Kompensation des kapazitiven Stromes über CE verwendet wird, wird die Petersen-Spule in der Praxis nicht in H sonder in A angegeben, wobei für die Angabe die Strang-Nennspannung U1 des Netzes verwendet wird. Diese liegt im Falle eines satten Erdschlusses an der Petersen-Spule. Bei Beschreibung des Netzes mit symmetrischen Komponenten und dem komplexen Drehoperator a = ej2π/3 entspricht U1 der Spannung des unbelasteten Mitsystems.The earth fault quenching greatly reduces the current across the fault location in the event of a single-ended ground fault. If the network of Figure 1 is described with the aid of the symmetrical components, the unbalance causes a coupling of the component systems, as shown in simplified form in Figure 2. The advantage of this representation is that Figure 2 is valid for both the healthy and the unipolar error case. Neglecting the longitudinal impedance of the cables and summarizing the earth capacitances gives Figure 3. In most cases the zero impedance of the transformer in Figure 3 is neglected. From Figure 3 it can be seen that the current across the fault location is minimal when the Petersen coil is adjusted so that the reactive components consisting of the series connection of the Petersen coil and the mostly neglected transformer impedance compensate for the conductor-earth capacitance. The network is tuned to resonance. The remaining current across the fault location is essentially limited by the equivalent resistance Rp. This equivalent resistor includes the total losses of the zero system ie the losses of the Petersen coil, the losses of the transformer in the zero system, the losses of the line impedances and the leakage losses to earth. Practice has shown that the losses of the Petersen coil account for only about 40% of total losses. Since the Petersen coil is used to compensate for the capacitive current through C E , the Petersen coil is in practice not indicated in H but in A, using the strand nominal voltage U 1 of the network for the specification. This is in the case of a full earth fault on the Petersen coil. When describing the network with symmetrical components and the complex rotation operator a = e j2π / 3 , U 1 corresponds to the stress of the unloaded positive sequence system.

Figure 00020001
Figure 00020001

Die Petersen-Spule kann direkt an den Sternpunkt eines Transformators oder über einen Erdungstransformator angeschlossen werden. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Wirkverluste über die Leitungen reduziert werden, wenn die Petersen-Spule in der Nähe von Kabelnetzen aufgestellt wird, die je km Leitungslänge einen fast 50 fachen kapazitiven Strom im Vergleich zu Freileitung liefern. Anderseits werden heute sehr oft Löschbezirke zusammengelegt, sodass in heutigen Netzen in einem Löschbezirk nicht mehr nur mit einer zentralen Petersen-Spule, sondern mit mehren und im gesamten Löschbezirk verteilt aufgestellten Petersen-Spulen gerechnet werden muss. Für die Regelung wird dabei üblicherweise nur eine Spule verwendet und die restlichen Spulen fest eingestellt. Eine Informationsübertragung zum Regler über Anzahl und Größe der verteilt aufgestellten und fest eingestellten Petersen-Spulen existiert üblicherweise nicht. Aus diesem Grunde hat sich bereits mit Einführung des Reglers EFC30 im Jahre 1991 die absolute Kompensation in A als neuer Standard entwickelt, da in diesem Fall keine Information über die im Löschbezirk verteilt aufgestellten Petersen-Spulen erforderlich sind. Der Strom über die Fehlerstelle im Falle eines satten Erdschlusses kann aber vollständig berechnet werden, da sich dieser aus der geometrischen Summe des Wirkstromes und der absoluten Verstimmung der Petersen-Spule ergibt. I U = IRp + j(ICE – ILP) (17) The Petersen coil can be connected directly to the neutral point of a transformer or via a grounding transformer. In practice, it has been shown that the active losses are reduced over the lines when the Petersen coil is placed in the vicinity of cable networks, the supply per km line length almost 50 times the capacitive current compared to overhead line. On the other hand, today extinguishing districts are very often merged, so that in today's networks in a fire-fighting district not only with a central Petersen coil, but with several and distributed throughout the extinguishing district Petersen coils must be expected. For the control usually only one coil is used and set the remaining coils fixed. An information transfer to the controller over the number and size of the distributed set and fixed Petersen coils usually does not exist. For this reason, the absolute compensation in A has already developed with the introduction of the controller EFC30 in 1991 as a new standard, as in this case no information about the distributed in the extinguishing district Petersen coils are required. However, the current across the fault location in the event of a full ground fault can be completely calculated, since this results from the geometric sum of the active current and the absolute detuning of the Petersen coil. I U = I rp + j (I CE - I LP ) (17)

Die absolute Verstimmung in A ergibt sich somit zu ν50Hz = ILP – ICE (18) The absolute detuning in A is thus too ν 50Hz = I LP - I CE (18)

Mit positiven Werten, wenn der Strom durch die Petersen-Spule größer als der kapazitive Strom ist.With positive values when the current through the Petersen coil is greater than the capacitive current is.

Dieser Strom ist für die Ermittlung der Gefährdung durch Schrittspannung und Berührspannung an der Fehlerstelle wesentlich. Dieser Strom wurde bisher immer unter Verwendung der Skalierung der Petersen-Spule und unter Vernachlässigung der Nullimpedanz des Transformators ermittelt. Durch die heute verwendeten Netzgrößen erreicht die Trafo-Nullimpedanz allerdings bereits Werte von 10% bis 20% der Impedanz der abgestimmten Petersen-Spule und ist daher für die Ermittlung des Löschstromes nicht mehr vernachlässigbar. Durch die Serienschaltung der Impedanzen ist der tatsächlich Löschstrom wesentlich kleiner als der nur mit Hilfe der Skalierung der Petersen-Spule angegebene.This current is essential for the determination of the danger due to step voltage and contact voltage at the fault location. This current has always been determined using the scaling of the Petersen coil and neglecting the zero impedance of the transformer. However, due to the grid sizes used today, the transformer zero impedance already reaches values of 10% to 20% of the Impe danz the tuned Petersen coil and is therefore no longer negligible for determining the extinguishing current. Due to the series connection of the impedances, the actual extinguishing current is considerably smaller than that specified only with the aid of the scaling of the Petersen coil.

Aus Bild 2 ist ersichtlich dass für die Erkennung einer Schalthandlung bzw. zur Ermittlung der Abstimmung eine Mindest-Unsymmetrie des Netzes benötigt wird. Bei den heutigen Kabelnetzen ist dies sehr oft nicht mehr gegeben, sodass ein Erkennen einer Schalthandlung bzw. eine korrekte Abstimmung der Petersen-Spule schwierig oder unmöglich ist. Außerdem erschweren gerade bei kleinen Verlagerungsspannungen die Einstreuungen durch Lastströme die korrekte Erkennung von Schalthandlungen und die korrekte Abstimmung durch die Petersen-Spule, wie bereits im Artikel "Control of Petersen Coils, ISTEE 2001" beschrieben wird.Out Picture 2 shows that for the detection of a switching action or to determine the vote a minimum imbalance of the network is needed. In today's Cable networks, this is very often no longer given, so a recognition a switching operation or a correct tuning of the Petersen coil difficult or impossible is. Furthermore aggravate the interference especially at small displacement voltages by load currents the correct detection of switching operations and the correct tuning by the Petersen coil, as already mentioned in the article "Control of Petersen Coils, ISTEE 2001 " becomes.

Verfahren zur Abstimmung einer Erdschlusslöschspule auf Resonanz oder auf einen gewünschten Kompensationswert sind derzeit hautsächlich für gesunde Netze bekannt. Einige Verfahren, die nach dem Resonanzverfahren arbeiten benötigen hierzu eine ausreichende Verlagerungsspannung U 0 z.B. EZR2 der Firma Spezielektra oder der EFC30 der Firma Trench. Bei den heute üblichen Kabelnetzen ist durch den symmetrischen Aufbau der Kabel bzw. durch die Verdrillung der Leiter dies meist nicht gegeben. Außerdem wird für einen Berechnungszyklus eine Verstellung der Petersen-Spule erforderlich. Durch die notwendige Verstellung der Petersen-Spule kann dieser Berechnungszyklus bis zu einigen Minuten dauern und setzt konstante Netzverhältnisse während der Berechnung voraus. Als Auslösevorgang für den Abstimmversuch, der eine Verstellung der Petersen-Spule bewirkt ist eine Änderung in der Verlagerungsspannung. Ist die Ursache für die Änderung der Verlagerungsspannung nicht eine Änderung der Netzgröße, so verlässt die Petersen-Spule während des Suchvorganges den Abgestimmt – Zustand für längere Zeit. Tritt während dieses Suchvorganges ein Erdschluss auf, so ist das Netz nicht optimal kompensiert.Methods of tuning a ground fault quench coil to resonance or to a desired compensation value are currently known primarily for healthy nets. For this purpose, some methods which work according to the resonance method require a sufficient displacement voltage U 0, for example EZR 2 from Spezielektra or EFC30 from Trench. In today's cable networks is usually not given by the symmetrical structure of the cable or by the twisting of the conductor. In addition, an adjustment of the Petersen coil is required for a calculation cycle. Due to the necessary adjustment of the Petersen coil, this calculation cycle can take up to several minutes and requires constant network conditions during the calculation. As a triggering operation for the tuning attempt, which causes an adjustment of the Petersen coil is a change in the displacement voltage. If the cause of the change in the displacement voltage is not a change in the network size, then the Petersen coil leaves the matched state for a longer time during the search process. If a ground fault occurs during this search, the network is not optimally compensated.

Die anderen Verfahren, wie z.B. nach WO 86/03350 bzw. US 5 559 439 arbeiten nach einem reduzierten Schaltbild, sodass die Abstimmung der Erdschlusslöschspule im gesunden Netz für kleine Verlagerungsspannungen erfolgreich ist. Beim Verfahren nach dem Patent US 5 559 439 wird die Nullimpedanz des Netzes inklusive der Erdschlusslöschspule im gesunden Zustand gemessen. Dieses Verfahren wurde auch von Leitloff,V Bergeal,J,[u.a.] im Artikel "Messung der Parameter eines kompensierten Netzes durch Injektion eines Stromes in den Sternpunkt" in Elektrizitätswirtschaft Jg. 93 (1994) Heft 22 beschrieben. Durch die Messung wird die Abweichung von der Vollkompensation ermittelt. Zur Bestimmung der Parameter des Netzes ist zusätzlich die aktuelle Größe der Petersen-Spule erforderlich. Sind zusätzliche Petersen-Spulen im gleichen Netz vorhanden, so ist es schwierig diese zu erfassen und für die Berechnung der Netzparameter zu berücksichtigen. Die Praxis hat gezeigt, dass bestimmte Stromgrößen zu Einschwingzeiten im Minuten-Bereich führen. Außerdem fehlt bei symmetrischen Netzen ein Anregekriterium für die Überprüfung der aktuellen Abstimmung. Des weiteren ist die Berechnung bei großen Verstimmungen sehr ungenau. Außerdem wird während des Messzyklusses bestehend aus einem Zeitraum ohne Stromeinspeisung und einem Zeitraum mit Stromeinspeisung eine konstante Verlagerungsspannung bzw. Unsymmetrie des Netzes gefordert, was bei vielen Netzen nicht der Fall ist. Wie im Artikel "Control of Petersen Coils, ISTEE 2001" beschrieben wird, erfolgt ein lastabhängiges Übersprechen des Mitsystems auf das Nullsystem. In einigen Netzen ist aus diesem Grunde auch durch Mittelwertbildung über einige Minuten eine Bestimmung der aktuellen bzw. notwendigen Abstimmung nicht möglich.The other methods, such as according to WO 86/03350 or US 5 559 439 work according to a reduced circuit diagram so that the tuning of the earth-fault quenching coil in the healthy grid is successful for small displacement voltages. In the method according to the patent US 5 559 439 the zero impedance of the network including the earth leakage quench coil is measured in healthy condition. This method has also been described by Leitloff, V Bergeal, J, [et al.] In the article "Measurement of the parameters of a compensated network by injection of a current into the neutral point" in Elektrizitätswirtschaft, vol. 93 (1994), issue 22. The measurement determines the deviation from the full compensation. To determine the parameters of the network, the actual size of the Petersen coil is additionally required. If additional Petersen coils are present in the same network, it is difficult to detect them and consider them for the calculation of the network parameters. Practice has shown that certain current quantities lead to settling times in the minute range. In addition, symmetrical networks lack an incentive criterion for checking the current vote. Furthermore, the calculation is very inaccurate in large moods. In addition, during the measuring cycle consisting of a period without power supply and a period with power supply a constant displacement voltage or unbalance of the network is required, which is not the case with many networks. As described in the article "Control of Petersen Coils, ISTEE 2001", a load-dependent cross-talk of the positive sequence system takes place on the zero system. For this reason, it is not possible to determine the current or necessary voting in some networks by averaging over a few minutes.

Im Patent US 5 559 439 wird ein konstant eingestellter Strom geschaltet. Durch die Schalthandlungen im Netz können sich allerdings die Netzparameter stark verändern. Der einspeisende Strom kann dadurch bei kleinen Netzen zu nicht erlaubten Unsymmetriespannungen führen, bzw. liefert bei großen Netzen eine zu geringe Änderung der Verlagerungsspannung.In the patent US 5 559 439 a constant set current is switched. However, switching operations in the network can greatly change the network parameters. The feeding current can thus lead to unacceptable unbalance voltages in the case of small networks or, in the case of large networks, results in too little change in the residual voltage.

In der EP 0 823 057 B1 wird nur ein Verfahren beschrieben, mit dem eine Schalthandlung im Netz in sehr symmetrische Netze erkennbar wird. Dieses Verfahren selbst kann nicht zur Abstimmung der Petersen-Spule verwendet werden und dient nur als Ergänzung zu anderer Verfahren. Ebenso wird die Einspeisung mit einer von 50 Hz abweichenden Frequenz nur zur Erkennung einer Schalthandlung verwendet aber nicht zur Ermittlung der Netzparameter bzw. der notwendigen Nachstellung der Petersen-Spule.In the EP 0 823 057 B1 Only one method is described, with a switching action in the network is recognizable in very symmetrical networks. This method itself can not be used to tune the Petersen coil and serves only as a supplement to other methods. Similarly, the feed with a deviating from 50 Hz frequency is used only to detect a switching operation but not to determine the network parameters or the necessary readjustment of the Petersen coil.

Ähnliches gilt für das Verfahren nach Patent WO 86/03350, bei welchem davon ausgegangen wird, dass die größte Verlagerungsspannung im Resonanzpunkt ist. Das Verfahren erfordert eine Mindest-Verlagerungsspannung und funktioniert nicht bei symmetrischen Netzen, wie Sie bei Kabelnetzen üblicherweise anzufinden sind.something similar applies to the method of patent WO 86/03350 in which it is assumed that will be the biggest displacement voltage is in the resonance point. The method requires a minimum displacement voltage and does not work with symmetric networks, as you usually do with cable networks are to be found.

In der Patentschrift DE 195 25 417 C2 ist eine Kombination aus einer stufig geschaltenen Erdschlusslöschspule in Verbindung mit einem Hilfstrafo aufgeführt. Diese Kombination erlaubt durch die Erzeugung eines "Kompensationsstromes" sowohl eine Kompensation des Blindanteiles als auch des üblicherweise verbleibenden ohmschen Wirkstromes über die Fehlerstelle. Die Einstellung des "Kompensationsstromes" erfolgt unter Anwendung bekannter Verfahren zur Berechnung der notwendigen Parameter im "gesunden Netz". Es wird nur die Möglichkeit der vollkommen Kompensation an der Fehlerstelle beschrieben, nicht jedoch wie der "Kompensationsstrom" aus den verfügbaren Messungen im Umspannwerk im Falle eines Erdschlusses eingestellt wird. Eine notwendige Nachregelung des "Kompensationsstromes" infolge von Abschaltung von Netzteilen während eines Erdschlusses ist nicht beschrieben.In the patent DE 195 25 417 C2 is a combination of a stepped earth fault extinguishing coil in connection with an auxiliary transformer. By generating a "compensation current", this combination permits compensation of the reactive component as well as of the normally remaining resistive active current via the fault location. The "compensation current" is set using known methods for calculating the necessary parameters in the "healthy network". Only the possibility of perfect compensation at the fault location is described, but not how the "compensation current" is set from the available measurements in the substation in case of a ground fault. A necessary readjustment of the "compensation current" as a result of switching off power supplies during a ground fault is not described.

Im der WO 02/15355 A2 wird ein Verfahren zur Ermittlung der Verstimmung durch Einspeisung einer Frequenz ungleich 50 Hz verwendet. Es wird dabei allerdings angenommen, dass keine im Netz verteilten Petersen-Spulen vorhanden sind. Die gesamte induktive Blindleistung wird zentral und als bekannt angenommen. Das Rückrechnen auf 50 Hz liefert völlig falsche Werte wenn diese Annahme nicht zutrifft. Es wird zwar erwähnt dass die Messung bei unterschiedlichen Frequenzen wiederholt wird, aber nur um einen Mittelwert im Sinne der bestmöglichen Approximation zu ermitteln. Es wird immer nur mit der bekannten Spuleninduktivität gerechnet. Ebenso erfolgt keine Berücksichtigung der Transformator-Nullimpedanzin the WO 02/15355 A2 is a method for determining the detuning used by feeding a frequency not equal to 50 Hz. It will assuming, however, that no distributed in the network Petersen coils available. The entire inductive reactive power becomes central and assumed to be known. The recalculation to 50 Hz delivers completely wrong values if this assumption does not apply. It is mentioned that the measurement is repeated at different frequencies, but only to find an average value in the sense of the best possible approximation. It is always calculated only with the known coil inductance. Likewise, no consideration the transformer zero impedance

Die Regelung einer Petersenspule ist eine Präventivmaßnahme für den Fall eines einpoligen Erdschlusses. Durch eine korrekte Kompensation wird der Strom über die Fehlerstelle reduziert. Dadurch wird einerseits die Zerstörungen an der Fehlerstelle reduziert und anderseits die Schritt- und Berührspannungen im Bereich der Fehlerstelle stark reduziert. Durch die zunehmende Verkabelung und Ausbau der Löschbezirke erreichen die kapazitiven Ströme Werte bis zu 1000A, sodass Maßnahmen zur Reduktion der Ströme über die Fehlerstelle immer wichtiger werden.The Control of a Petersen coil is a preventive measure in the case of a single-pole Ground fault. By a correct compensation the current over the Fault reduced. This will on the one hand to the destruction reduces the fault and on the other hand, the step and Berührspannungen greatly reduced in the area of the fault. By the increasing Cabling and expansion of the extinguishing districts reach the capacitive currents Values up to 1000A, so action to reduce the currents across the fault becoming more important.

Durch das Abschalten von Leitungssegmenten wird die zu löschende Leitungskapazität verändert. Dadurch wird der Strom über die Fehlerstelle im Falle eines Erdschlusses verändert und kann vorgegebene Grenzwerte überschreiten. Meist wird unter anderem auch die Löschgrenze nach VDE 228 überschritten.By the disconnection of line segments becomes the one to be deleted line capacity changed. This will overflow the electricity the fault location changes in the event of a ground fault and can exceed specified limits. Usually, among other things, the extinction limit according to VDE 228 is exceeded.

Die bekannten Verfahren erkennen Änderungen im Netz nur wenn eine genügend hohe Verlagerungsspannung vorhanden ist und wenn die Verlagerungsspannung während des Berechnungszyklusses einigermaßen konstant ist. Für die Berechnung wird für einige Minuten die Petersenspule aus dem letzten Abstimmpunkt verstellt. Da eine Unterscheidung zwischen einer tatsächlichen Schalthandlung und einem lastabhängigen Übersprechen aus dem Mitsystem nur durch Messung der Verlagerungsspannung nicht möglich ist, erfolgt eine Berechnung auch, wenn sich die Verlagerungsspannung durch lastabhängiges Übersprechen aus dem Mitsystem ändert. Ein anderer Grund für eine Änderung der Verlagerungsspannung ohne Änderung der zu kompensierenden Leiter-Erde Kapazität sind Schalthandlungen in parallel geführten Systemen, die durch kapazitive Kopplungen die Nullspannung beeinflussen.The known methods recognize changes in the network only if one is sufficient high displacement voltage exists and when the displacement voltage while of the calculation cycle is reasonably constant. For the calculation is for a few minutes the Petersenspule adjusted from the last tuning point. Because a distinction between an actual switching action and a load-dependent crosstalk from the co-system only by measuring the displacement voltage not possible is, a calculation also takes place when the displacement voltage by load-dependent crosstalk changes from the co-system. Another reason for a change the displacement voltage without change the compensating conductor-earth capacitance are switching operations in parallel guided Systems that influence the zero voltage through capacitive couplings.

Aus diesen Gründen sollte eine Änderung der Leitungslänge, bereits vor einem anstehenden Erdschluss, so schnell wie möglich erkannt und die Petersen-Spule so schnell wie möglich nachgestimmt werden.Out these reasons should be a change the line length, already before a pending ground fault, detected as soon as possible and the Petersen coil as quickly as possible be reconciled.

Erfindungsgemäß ist das Verfahren zur Bestimmung der Parameter eines gelöschten Netzes ohne Verstimmung der Petersen-Spule, das auch geeignet ist für sehr symmetrische Netze, durch die folgenden Schritte gekennzeichnet

  • a. Einspeisen eines zusammengesetzten Stromes in das Nullsystem des gelöschten Netzes,
  • b. Wobei sich der Strom aus der Überlagerung des Stromes mit der Amplitude Îf1 und der Frequenz f1 und des zweiten Stromes mit der Amplitude Îf2 und der Frequenz f2 zusammensetzt.
  • c. Messen der Spannungen U NE_f1 und U NE_f2 nach bekannten Verfahren nach Betrag und Winkel für die beiden Frequenzen. Der Winkel bezieht sich auf den zugehörigen Einspeisestrom.
  • d. Ermitteln der Admittanz für beide Frequenzen:
    Figure 00080001
  • e. Mit Berücksichtigung der Trafo-Nullinduktivität kann mit Schritt k. fortgesetzt werden.
  • f. Ohne Berücksichtigung der Trafo-Nullinduktivität ist die Nulladmittanz für die Frequenz f1 bzw. f2:
    Figure 00080002
  • g. Der Wirkanteil Rp der Ersatzschaltung ergibt sich unmittelbar aus dem Realteil der Nulladmittanz.
    Figure 00080003
  • h. Berechnung der Erdkapazität CE des Netzes und die Gesamtinduktivität der Petersenspule LP inklusive den vorhandenen Fixspulen aus den beiden Imaginärteilen durch Umformung
    Figure 00080004
  • i. Berechnung der absoluten Verstimmung ν50Hz in A für 50 Hz unter Berücksichtigung der Spannung U1 des Mitsystems
    Figure 00080005
  • j. Weiter mit Schritt p.
  • k. Aufstellen der folgenden Relation durch die Messung der Verlagerungsspannung U 0_fx mit der Frequenz x an den Klemmen des Trafos für die Frequenz x:
    Figure 00090001
  • l. Die Nulladmittanz für die Frequenz x ergibt sich mit:
    Figure 00090002
  • m. Der Wirkanteil ist direkt aus dem Realteil der Nulladmittanz ablesbar:
    Figure 00090003
  • n. Durch Umformen erhält man analog zu Gleichung (5) aus den Imaginärteilen der Gleichung (10) für die Frequenzen f1 und f2 unter Berücksichtigung des Spannungsverhältnisses K fx:
    Figure 00090004
  • o. Berechnung der absoluten Verstimmung ν50Hz in A für 50 Hz unter Berücksichtigung der Spannung U1 des Mitsystems:
    Figure 00090005
  • p. Anzeigen der ermittelten Netz-Parameter.
Wiederholen der Punkte a. bis p.According to the invention, the method for determining the parameters of a quenched net without detuning the Petersen coil, which is also suitable for very symmetrical grids, is characterized by the following steps
  • a. Injecting a composite stream into the null system of the deleted network,
  • b. Wherein the current from the superimposition of the current with the amplitude Î f1 and the frequency f 1 and the second current with the amplitude Î f2 and the frequency f 2 composed.
  • c. Measuring the voltages U NE_f1 and U NE_f2 according to known methods by amount and angle for the two frequencies. The angle refers to the associated feed-in current.
  • d. Determining the admittance for both frequencies:
    Figure 00080001
  • e. Taking into account the transformer zero inductance, step k. to be continued.
  • f. Without consideration of the transformer zero inductance, the zero admittance for the frequency f 1 or f 2 is :
    Figure 00080002
  • G. The effective component Rp of the equivalent circuit results directly from the real part of the zero admittance.
    Figure 00080003
  • H. Calculation of the earth capacitance C E of the network and the total inductance of the Petersen coil L P including the existing fixed coils of the two imaginary parts by forming
    Figure 00080004
  • i. Calculation of the absolute detuning ν 50Hz in A for 50 Hz taking into account the voltage U 1 of the co-system
    Figure 00080005
  • j. Continue with step p.
  • k. Establishing the following relation by measuring the displacement voltage U 0_fx with the frequency x at the terminals of the transformer for the frequency x:
    Figure 00090001
  • l. The zero admittance for the frequency x is given by:
    Figure 00090002
  • m. The active component can be read directly from the real part of the zero admittance:
    Figure 00090003
  • n. By transformation, analogously to equation (5), we obtain from the imaginary parts of equation (10) for the frequencies f 1 and f 2 taking into account the stress ratio K fx :
    Figure 00090004
  • o. Calculation of the absolute detuning ν 50Hz in A for 50 Hz taking into account the voltage U 1 of the positive sequence:
    Figure 00090005
  • p. Display of the determined network parameters.
Repeat the points a. to p.

Mit dem neuen Verfahren wird bei einer von 50 Hz unterschiedlichen Frequenz gemessen. Die 50 Hz Komponenten werden herausgefiltert und wirken sich nicht auf die Ermittlung der Parameter aus. Durch eine Parametrierung können Maximalwerte für die Änderung der Verlagerungsspannung U 0 verursacht durch die Stromquelle bzw. maximale Stromwerte für die Stromquelle vorgegeben werden.The new method measures at a frequency different from 50 Hz. The 50 Hz components are filtered out and do not affect the determination of the parameters. By a parameterization maximum values for the change of the displacement voltage U 0 caused by the current source or maximum current values for the current source can be specified.

Durch die gleichzeitige Einspeisung von zwei Strömen mit zwei unterschiedlichen Frequenzen und gleichzeitiger Auswertung der Messung erfolgt die Berechnung sehr schnell und zur gleichen Zeit. Es müssen nicht aufeinander folgende Messwerte bzw. Netzzustände verglichen werden.By the simultaneous feeding of two streams with two different ones Frequencies and simultaneous evaluation of the measurement takes place Calculation very fast and at the same time. It does not have to successive measured values or network states are compared.

Durch Überwachung der Verlagerungsspannung wird die Größe der eingespeisten Ströme so eingestellt, dass einerseits eine genügend große Verlagerungsspannung bei großen Verstimmungen entsteht bzw. anderseits bei sehr kleinen Netzen die Grenzwerte für U 0 nicht überschritten wird.By monitoring the displacement voltage, the size of the injected currents is adjusted so that on the one hand, a sufficiently large displacement voltage at large moods arises or on the other hand, the limits for U 0 is not exceeded for very small networks.

Als Auslösekriterium für einen Berechnungsgang kann eine Änderung der 50Hz-Verlagerungsspannung sein.When trigger criterion for one Calculation can be a change the 50Hz shift voltage be.

Bei symmetrischen Netzen muss eine Änderung des Netzes nicht zwangsweise zu einer Änderung der Verlagerungsspannung führen. In diesem Fall wird ständig ein Mischstrom eingespeist und die Überwachung der Netzparameter erfolgt ständig. Eine Änderung der Netzparameter führt zu einem Berechnungsgang und bei Bedarf zum Nachregeln der Petersen-Spule.at symmetric networks must be a change the network does not necessarily change the displacement voltage to lead. In this case will be constantly fed a mixed stream and the monitoring of network parameters takes place constantly. A change the network parameter leads to a calculation cycle and if necessary to readjust the Petersen coil.

Die Petersen-Spule ist üblicherweise in Ampere geeicht. Bei den heute üblichen Verfahren der Abstimmung von Petersen-Spulen wird die Null-Induktivität des Trafos nicht berücksichtigt. Die Folge ist ein zu groß angezeigter kapazitiver Strom. Durch Messung der Spannung U 0 an den Sekundär-Klemmen des Trafos und der Verlagerungsspannung U NE kann während des Betriebes auch die Nullinduktivität des Trafos ermittelt und berücksichtigt werden. Die Nullinduktivität ist außerdem bei Stufentransformatoren auch von der aktuellen Stufenstellung des Trafos abhängig.The Petersen coil is usually calibrated in amperes. In today's usual method of tuning Petersen coils, the zero inductance of the transformer is not taken into account. The result is a capacitive current displayed too large. By measuring the voltage U 0 at the secondary terminals of the transformer and the displacement voltage U NE also Nullinduktivität of the transformer can be determined and taken into account during operation. In the case of tapped transformers, the zero inductance is also dependent on the current tap position of the transformer.

Durch das neue Messverfahren werden auch die Nachteile der Messung mit dem offenen Dreieck beseitigt. Durch die Summenbildung von drei großen Werten ist diese Messung für Regler mit einer Suche nach einem Resonanzmaximum nicht geeignet. Der Fehlervektor von U 0 kann zu einem vollkommen falschen Regelverhalten führen. Durch die Einspeisung im Nullsystem haben alle drei Spannungen am Wandler die gleiche Richtung. Toleranzen der Spannungswandler wirken sich daher nicht mehr so stark aus.The new measuring method also eliminates the disadvantages of measuring with the open triangle. Due to the summation of three large values, this measurement is not suitable for controllers with a search for a resonance maximum. The error vector of U 0 can lead to a completely wrong control behavior. Due to the feed in the zero system, all three voltages on the converter have the same direction. Tolerances of the voltage transformers are therefore no longer so strong.

Die Einspeisung kann über eine Leistungshilfswicklung der Petersen-Spule oder über einen Hilfstrafo erfolgen. Die Spannung U NE kann direkt an der Einspeisung oder über die Spannungsmesswicklung der Petersen-Spule erfolgen. Die Messung der Nullspannung U 0 kann mit den bekannten Verfahren der offenen Dreieckswicklung am Trafo oder an der Sammelschiene erfolgen. Die Nullströme können entweder zwischen der Petersen-Spule und der Erde oder am Transformator mit Hilfe von Kabelumbauwandler oder mit Hilfe der Holmgreenschaltung gemessen werden.The infeed can be made via a power development winding of the Petersen coil or via an auxiliary transformer. The voltage U NE can be done directly at the supply or via the voltage measurement winding of the Petersen coil. The measurement of the zero voltage U 0 can be done with the known methods of open delta winding on the transformer or on the busbar. The zero currents can be measured either between the Petersen coil and the ground or at the transformer by means of a cable conversion transformer or by means of the Holmgreen circuit.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der folgenden Schaltbilder beispielhaft näher beschrieben:

  • Bild 1: Ein gelöschtes Drehstromnetz mit einem Abgang mit zwei Leitungssegmenten. Die natürliche kapazitive Unsymmetrie des Netzes ist vereinfacht als konzentriertes Element zwischen den beiden Leitungsabschnitten dargestellt.
  • Bild 2: Darstellung des obigen Netzes mit Hilfe der Symmetrischen Komponenten.
  • Bild 3: Reduktion des Bildes 2 auf die für die Bestimmung der Netzparameter und Regelung wesentlichen Komponenten
In the following the invention will be described by way of example with reference to the following diagrams:
  • Fig. 1: One deleted three-phase system with one outlet with two line segments. The natural capacitive imbalance of the network is simplified as a concentrated element between the two line sections shown.
  • Figure 2: Representation of the above network using the Symmetrical Components.
  • Fig. 3: Reduction of Fig. 2 to the components essential for the determination of the network parameters and control

Der Regler wertet die Messung der Sternpunkt-Erde Spannung U NE, die Verlagerungsspannung U 0 an den Klemmen des Trafos, sowie den Strom der Stromquelle I SQ aus. Für zusätzliche Auswertungen kann der Nullstrom direkt mit einem Kabelumbauwandler am Trafo, an der Petersen-Spule oder über die Holmgreenschaltung gemessen werden.The controller evaluates the measurement of the neutral-to-ground voltage U NE, the displacement voltage U 0 at the terminals of the transformer, and the current of current source I SQ. For additional evaluations, the zero current can be measured directly with a cable conversion transformer on the transformer, on the Petersen coil or via the Holmgreen circuit.

Im Bild 1 ist ein Drehstromnetz mit einem Abgang dargestellt. Es wurde für die Ströme und Spannungen die ältere Bezeichnung verwendet um eine bessere Abgrenzung zu den symmetrischen Komponenten zu erhalten. Die Versorgung des Netzes erfolgt über einen Transformator. Die Stromeinspeisung erfolgt über den Sternpunkt des Einspeisetransformators oder mit Hilfe eines Sternpunktbildners. Die Ankopplung kann alternativ über einen Hilfstrafo oder über die Leistungshilfswicklung der Petersen-Spule erfolgen.in the Figure 1 shows a three-phase system with one outlet. It was for the streams and tensions the older ones Term used to better delineate the symmetrical To obtain components. The supply of the network is done via a Transformer. The power is supplied via the star point of the supply transformer or with the help of a neutralizer. The coupling can alternatively via a Auxiliary transformer or over The performance development of the Petersen coil takes place.

Das Verfahren dient zur Bestimmung des Stromes über die Fehlerstelle im Falle eines einpoligen niederohmigen Erdschlusses und somit zur Ermittlung der notwendigen Verstellung der Erdschlusslöschspule als Präventivmaßnahme. Die Messung kann jederzeit wiederholt werden.The Method is used to determine the current through the fault location in case a single-pole low-impedance ground fault and thus for determination the necessary adjustment of the ground fault extinguishing coil as a preventive measure. The measurement can be repeated at any time.

Im Bild 2 ist das Ergebnis der Umformung des oben beschriebene Netzes mit Hilfe der "Symmetrischen Komponenten" dargestellt. Die Umformung erfolgt nach den bekannten Regeln und wird hier nicht beschrieben. Im Bild ist die Kopplung der Systeme durch die konzentriert gedachte Unsymmetrie des Netzes dC bereits eingezeichnet. Im gesunden Betrieb ist die Unsymmetrie üblicherweise die kapazitive Unsymmetrie der Leiter gegen Erde des Netzes.in the Figure 2 is the result of the transformation of the network described above with the help of the "Symmetrical Components ". The transformation takes place according to the known rules and will not be here described. In the picture, the coupling of the systems through the concentrated imaginary asymmetry of the network dC already drawn. In the healthy Operation is the imbalance usually the capacitive unbalance of the conductors against earth of the network.

Für die weiteren Betrachtungen werden für das Bild 3 die folgenden Vereinfachungen getroffen

  • – Die Impedanz der Last ist üblicherweise um mindestens den Faktor 10 höher als die Längsimpedanzen des Trafos und der Leitung, und kann in erster Näherung vernachlässigt werden.
  • – Die Impedanz der kapazitiven Unsymmetrie dC ist wesentlich größer als die Impedanz Z 1Tr, Z 1A1, Z 2Tr, Z 2A2
  • – Die Spannung U 1 und die verbleibende Innenimpedanz bestehend aus Z 1Tr, Z 1A1, Z 2Tr, Z 2A2 und dC können durch die Hochohmigkeit der kapazitiven Unsymmetrie auch als Stromquelle mit einer Frequenz von 50 Hz betrachtet werden.
  • – Im Nullsystem sind die Leitungsimpedanzen vernachlässigbar, sodass alle Kapazitäten zu einer Leiter-Erde Kapazität CE zusammengefasst werden können.
  • – Die ohmschen Verluste der Trafo-Nullimpedanz sind vernachlässigbar im Vergleich zur Null-Induktivität des Trafos
  • – Sämtliche Verluste des Nullsystems werden im Widerstand RP zusammengefasst.
  • – Die Stromeinspeisung in das Nullsystem wird als einstellbare Stromquelle realisiert. Mit der Stromquelle können gleichzeitig Ströme mit unterschiedlicher Amplitude, Frequenz und Phasenlage erzeugt werden.
For the further considerations, the following simplifications are made for Figure 3
  • - The impedance of the load is usually at least a factor of 10 higher than the longitudinal impedances of the transformer and the line, and can be neglected to a first approximation.
  • The impedance of the capacitive asymmetry dC is substantially greater than the impedance Z 1Tr , Z 1A1 , Z 2Tr , Z 2A2
  • - The voltage U 1 and the remaining internal impedance consisting of Z 1Tr , Z 1A1 , Z 2Tr , Z 2A2 and dC can be considered by the high impedance capacitive unbalance as a power source with a frequency of 50 Hz.
  • - In the zero system, the line impedances are negligible, so that all capacitances can be combined to a conductor-earth capacitance C E.
  • - The ohmic losses of the transformer zero impedance are negligible compared to the zero inductance of the transformer
  • - All losses of the zero system are summarized in the resistor R P.
  • - The power supply to the zero system is realized as an adjustable current source. The current source can simultaneously generate currents with different amplitude, frequency and phase angle.

Im Regler werden die Spannungen U Re, U SE, U TE und U NE gegen Erde und die drei Leiterströme I R, I S und I T gemessen. Aus diesen können nach den bekannten Verfahren die symmetrischen Komponenten U 1, U 2, U 0 sowie I 1, I 2, und I 0 berechnet werden. Die Nullspannung U 0 und der Nullstrom I 0 können alternativ auch mit Hilfe der bekannten Verfahren auch direkt gemessen werden.In the controller, the voltages U Re , U SE , U TE and U NE are measured against ground and the three phase currents I R , I S and I T. From these, the symmetrical components U 1 , U 2 , U 0 and I 1 , I 2 , and I 0 can be calculated according to the known methods. The zero voltage U 0 and the zero current I 0 can alternatively also be measured directly with the aid of the known methods.

Die Vorteile des Verfahrens sind:

  • – Die Messung kann jederzeit wiederholt und auf Plausibilität überprüft werden.
  • – Durch Einspeisung von Strömen und Auswertung der Ströme und Spannungen mit einer von 50 Hz unterschiedlichen Frequenz wird der "Störeinfluss" der Unsymmetrie beseitigt.
  • – Die Messung der Spannungen für die von 50 Hz abweichenden Frequenzen über das offene Dreieck ist wesentlich genauer, da eine Summenbildung von drei großen Werten, wie es beim 50Hz Drehstromsystem erfolgt, nicht statt findet.
  • – Die Messung kann kontinuierlich erfolgen.
  • – Der Messzyklus ist im wesentlichen nur vom verwendeten Filteralgorithmus abhängig.
  • – Die Messung kann auch auf Anforderung, z.B. nach Änderung der 50 Hz Verlagerungsspannung oder in zyklischen Zeitabständen z.B. 1h erfolgen.
  • – Die Messung liefert die Netzparameter auch für vollkommen symmetrische Netze.
  • – Schalthandlungen werden mit diesem Messverfahren auch in symmetrischen Netzen erkannt.
  • – Lastabhängiges Übersprechen aus dem 50 Hz Drehstromsystem auf das Nullsystem werden unterdrückt.
  • – Die Messung erfasst alle im gelöschten Netz installierten Petersen-Spulen, eine komplizierte Berücksichtigung von verteilten Petersen-Spulen ist nicht notwendig.
  • – Durch Auswertung der 50 Hz Komponenten kann auch die Aufteilung der Unsymmetrie zu den einzelnen Leitern erfolgen.
  • – Durch die einstellbare Stromamplitude können geforderte Grenzwerte in Be zug auf maximale Änderung der Verlagerungsspannung eingehalten werden.
  • – Durch die einstellbare Stromamplitude können benötigte Spannungsamplituden für eine ausreichend genaue Messung der Admittanzen auch bei stark verstimmten Netzen erreicht werden.
  • – Es können auch über mehrere Messungen statistische Mittelwerte durchgeführt werden.
  • – Für die Berechnung der tatsächlichen Leiter-Erde Kapazität kann die Null-Induktivität, die üblicherweise unbekannt ist, durch eine zusätzliche Messung der Nullspannung U 0 an den Trafo-Klemmen oder an der Sammelschiene berücksichtigt werden.
  • – Die Messung erfolgt, ohne einer Verstellung der Petersen-Spule, wodurch die mechanische Beanspruchung der Petersen-Spule stark reduziert wird. Diese kann vor allem in Netzen mit Übersprechen des Laststromes auf das Nullsystem sehr groß sein, da bei jeder Laständerung ein Suchlauf gestartet wird.
  • – Während der Messung wird die Petersen-Spule nicht verstellt, sodass die geforderte Kompensation bei den meisten Messaufgaben beibehalten wird. Zum Vergleich wird beim Resonanzverfahren bei symmetrischen Netzen der gesamte Verstellbereich der Petersen-Spule mehrfach nach einem Resonanzmaximum abgesucht.
  • – Die Frequenzen können bei großer Verstimmung so gewählt werden, dass in der Nähe der Eigenfrequenz des Netzes gemessen wird. Dadurch wird auch für stark verstimmte Netze eine genaue Messung erreicht.
  • – Durch die schnelle Erfassung der Änderung der Abstimmung des Netzes kann eine schnelle und zielgerichtete Abstimmung der Petersen-Spule erfolgen.
  • – Bei der Bestimmung der Kapazität CE nach Gleichung (15) wirken sich die Fehler der Holmgreenschaltung nicht so stark aus, da nicht die Summe von drei großen Strömen gebildet und bewertet werden muss.
The advantages of the method are:
  • - The measurement can be repeated at any time and checked for plausibility.
  • - By feeding in currents and evaluating the currents and voltages with a frequency different from 50 Hz, the "disturbing influence" of the asymmetry is eliminated.
  • - The measurement of the voltages for the frequencies deviating from 50 Hz across the open triangle is much more accurate, since there is no summation of three large values, as is the case with the 50Hz three-phase system.
  • - The measurement can be done continuously.
  • - The measuring cycle essentially depends only on the filter algorithm used.
  • - The measurement can also be made on request, for example, after changing the 50 Hz shift voltage or in cyclic intervals eg 1h.
  • - The measurement provides the network parameters even for perfectly balanced networks.
  • - Switching operations are also detected in symmetrical networks with this measuring method.
  • - Load-dependent crosstalk from the 50 Hz three-phase system to the zero system is suppressed.
  • - The measurement covers all Petersen coils installed in the quenched network, a complicated consideration of distributed Petersen coils is not necessary.
  • - By evaluating the 50 Hz components, the distribution of the asymmetry to the individual conductors can also be made.
  • - Due to the adjustable current amplitude required limit values can be maintained in relation to Be the maximum change in the displacement voltage.
  • - Due to the adjustable current amplitude required voltage amplitudes for a sufficiently accurate measurement of the admittances can be achieved even with heavily detuned networks.
  • - It is also possible to carry out statistical averages over several measurements.
  • - For the calculation of the actual phase-earth capacitance, the zero inductance, which is usually unknown, can be taken into account by an additional measurement of the zero voltage U 0 at the transformer terminals or at the busbar.
  • - The measurement is done without an adjustment of the Petersen coil, which greatly reduces the mechanical stress on the Petersen coil. This can be very large, especially in networks with crosstalk of the load current to the zero system, since a search is started with each load change.
  • - During the measurement, the Petersen coil is not adjusted so that the required compensation is maintained for most measurement tasks. For comparison, in the resonance method in symmetrical networks, the entire adjustment range of the Petersen coil is searched several times for a resonance maximum.
  • - The frequencies can be selected in a large detuning that is measured in the vicinity of the natural frequency of the network. As a result, an accurate measurement is achieved even for heavily detuned networks.
  • - By quickly detecting the change in the tuning of the network can be done quickly and targeted tuning of the Petersen coil.
  • - When determining the capacitance C E according to equation (15), the errors of the Holmgreenschaltung not so strong, since not the sum of three large currents must be formed and evaluated.

Claims (14)

Verfahren zur Bestimmung der Parameter eines gelöschten Netzes ohne Verstimmung der Petersen-Spule gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: a. Einspeisen eines zusammengesetzten Stromes in das Nullsystem des gelöschten Netzes b. Wobei sich der Strom aus der Überlagerung des Stromes mit der Amplitude Îf1 und der Frequenz f1 und des zweiten Stromes mit der Amplitude Îf2 und der Frequenz f2 zusammensetzt. c. Messen der Spannungen UNE_f1 und UNE_f2 nach Betrag und Winkel für die beiden Frequenzen. Der Winkel bezieht sich auf den zugehörigen Einspeisestrom. d. Ermitteln der Admittanz für beide Frequenzen:
Figure 00160001
e. Mit Berücksichtigung der Trafo-Nullinduktivität kann mit Schritt k. fortgesetzt werden. f. Ohne Berücksichtigung der Trafo-Nullinduktivität ist die Nulladmittanz für die Frequenz f1 bzw. f2:
Figure 00160002
Figure 00170001
g. Der Wirkanteil Rp der Ersatzschaltung ergibt sich unmittelbar aus dem Realteil der Nulladmittanz.
Figure 00170002
h. Berechnung der Erdkapazität CE des Netzes und die Gesamtinduktivität der Petersenspule LP inklusive den vorhandenen Fixspulen aus den beiden Imaginärteilen durch Umformung
Figure 00170003
i. Berechnung der absoluten Verstimmung ν50Hz in A für 50 Hz unter Berücksichtigung der Spannung U1 des Mitsystems
Figure 00170004
j. Weiter mit Schritt p. k. Aufstellen der folgenden Relation durch die Messung der Verlagerungsspannung U 0_fx mit der Frequenz x an den Klemmen des Trafos für die Frequenz x:
Figure 00170005
l. Die Nulladmittanz für die Frequenz x ergibt sich mit:
Figure 00170006
m. Der Wirkanteil ist direkt aus dem Realteil der Nulladmittanz ablesbar:
Figure 00180001
n. Durch Umformen erhält man analog zu Gleichung (5) aus den Imaginärteilen der Gleichung (10) für die Frequenzen f1 und f2 unter Berücksichtigung des Spannungsverhältnisses K fx:
Figure 00180002
o. Berechnung der absoluten Verstimmung ν50Hz in A für 50 Hz unter Berücksichtigung der Spannung U1 des Mitsystems:
Figure 00180003
p. Anzeigen der ermittelten Netz-Parameter. – Wiederholen der Punkte a. bis p.
Method for determining the parameters of a deleted network without detuning the Petersen coil characterized by the following steps: a. Injecting a composite stream into the null system of the deleted net b. Wherein the current from the superimposition of the current with the amplitude Î f1 and the frequency f 1 and the second current with the amplitude Î f2 and the frequency f 2 composed. c. Measuring the voltages U NE_f1 and U NE_f2 according to magnitude and angle for the two frequencies. The angle refers to the associated feed-in current. d. Determining the admittance for both frequencies:
Figure 00160001
e. Taking into account the transformer zero inductance, step k. to be continued. f. Without consideration of the transformer zero inductance, the zero admittance for the frequency f 1 or f 2 is :
Figure 00160002
Figure 00170001
G. The effective component Rp of the equivalent circuit results directly from the real part of the zero admittance.
Figure 00170002
H. Calculation of the earth capacitance C E of the network and the total inductance of the Petersen coil L P including the existing fixed coils of the two imaginary parts by forming
Figure 00170003
i. Calculation of the absolute detuning ν 50Hz in A for 50 Hz taking into account the voltage U 1 of the co-system
Figure 00170004
j. Continue with step pk Establish the following relation by measuring the displacement voltage U 0_fx with the frequency x at the terminals of the transformer for the frequency x:
Figure 00170005
l. The zero admittance for the frequency x is given by:
Figure 00170006
m. The active component can be read directly from the real part of the zero admittance:
Figure 00180001
n. By transformation, analogously to equation (5), we obtain from the imaginary parts of equation (10) for the frequencies f 1 and f 2 taking into account the stress ratio K fx :
Figure 00180002
o. Calculation of the absolute detuning ν 50Hz in A for 50 Hz taking into account the voltage U 1 of the positive sequence:
Figure 00180003
p. Display of the determined network parameters. - repeating the points a. to p.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromeinspeisung im Sternpunkt des Speise-Transformators erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that the power supply in the star point of Feed transformer takes place. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromeinspeisung im Sternpunkt eines Nullpunktsbildners erfolgt.Method according to claim 1, characterized in that that the current feed in the neutral point of a zero point generator he follows. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankopplung der Stromeinspeisung über einen Hilfstrafo oder über eine Leistungshilfswicklung der Petersen-Spule erfolgtMethod according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the coupling of the power supply via a Auxiliary transformer or over A performance development of the Petersen coil takes place Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ergebnisse der Bestimmung der Parameter des gelöschten Netzes für die Abstimmung der Petersen-Spule verwendet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the results of the determination of the parameters of the deleted one Net for the tuning of the Petersen coil can be used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei symmetrischen Netzen die Messung dauernd erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in symmetrical networks, the measurement permanently he follows. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung der 50 Hz-Verlagerungsspannung einen oder mehrere Messzyklen zur Bestimmung der Parameter des gelöschten Netzes auslösen.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a change of 50 Hz displacement voltage one or more measuring cycles for determination the parameter of the deleted Trigger network. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein externes Signal ein oder mehrere Messzyklen zur Bestimmung der Parameter des gelöschten Netzes ausgelöst werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that by an external signal one or more Measuring cycles for determining the parameters of the deleted network are triggered. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzen so gewählt werden, dass diese in der Nähe der Resonanzfrequenz des Netzes liegen.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the frequencies are chosen so that they are in the Near the Resonance frequency of the network are. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch Berücksichtigung der 50 Hz Messungen auch eine Aufteilung der Unsymmetrie zu den einzelnen Leitern erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that by consideration The 50 Hz measurements also show a breakdown of the unbalance to the individual ladders takes place. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch Vorgabe einer maximalen Änderung der Verlagerungsspannung der Einspeisestrom bis auf einen zugehörigen maximalen Wert geregelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that by specifying a maximum change the displacement voltage of the feed current up to an associated maximum Value is regulated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch Vorgabe einer minimalen Spannungsänderung der Einspeisestrom bis auf einen maximal vorgegebenen Wert geregelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that by specifying a minimum voltage change the supply current is regulated to a maximum predetermined value. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei verrauschten Netzen eine Mittelwertbildung über mehrere Messungen erfolgtMethod according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in noisy networks averaging over several Measurements are made Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der Leiter-Erdkapazität direkt aus der Messung der Verlagerungsspannung U 0 und des Stromes I 0 bei der Frequenz x erfolgt:
Figure 00200001
Method according to one of the preceding claims, characterized in that the calculation of the conductor-earth capacitance is carried out directly from the measurement of the displacement voltage U 0 and the current I 0 at the frequency x:
Figure 00200001
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006112766A1 (en) * 2005-04-21 2006-10-26 Swedish Neutral Ab An inductive device
WO2008090239A1 (en) 2007-01-26 2008-07-31 Oldar Electronica, S.A. Electronic active earthing system for use in high-voltage distribution networks
EP2808688A1 (en) * 2005-02-21 2014-12-03 Adaptive Regelsysteme Gesellschaft mbH Method for determining a parameter of an electrical network
WO2016029890A1 (en) 2014-08-28 2016-03-03 Ege, Spol. Sr.O. Method and device for automatic tuning a continuously and/or discretely tunable arc suppression coil in the compensated network of an electrical system
EP4099531A1 (en) * 2021-06-01 2022-12-07 Sprecher Automation GmbH Method for determining network parameters for controlling a petersen coil
EP4145654A1 (en) 2021-09-03 2023-03-08 I-De Redes Eléctricas Inteligentes, S.A. Fault extinguishing and predictive maintenance device for high voltage networks

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986003350A1 (en) * 1984-11-19 1986-06-05 Klaus Winter Power systems
US5559439A (en) * 1992-10-26 1996-09-24 Electricite De France Service National Method and device for measuring the compensation tuning and detuning of an electrical distribution network
EP0823057B1 (en) * 1995-04-25 1999-09-29 Trench Austria GmbH Process for monitoring a three-phase mains for a change in the tuning of the arc supression coil
DE19525417C2 (en) * 1995-07-12 2000-03-23 Starkstrom Geraetebau Gmbh Arrangement for earth leakage current compensation of a multi-phase electrical network
WO2002015355A2 (en) * 2000-08-11 2002-02-21 Adaptive Regelsysteme Gesellschaft M.B.H. Method and device for identifying and localising high-ohm, single-pole earth faults

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986003350A1 (en) * 1984-11-19 1986-06-05 Klaus Winter Power systems
US5559439A (en) * 1992-10-26 1996-09-24 Electricite De France Service National Method and device for measuring the compensation tuning and detuning of an electrical distribution network
EP0823057B1 (en) * 1995-04-25 1999-09-29 Trench Austria GmbH Process for monitoring a three-phase mains for a change in the tuning of the arc supression coil
DE19525417C2 (en) * 1995-07-12 2000-03-23 Starkstrom Geraetebau Gmbh Arrangement for earth leakage current compensation of a multi-phase electrical network
WO2002015355A2 (en) * 2000-08-11 2002-02-21 Adaptive Regelsysteme Gesellschaft M.B.H. Method and device for identifying and localising high-ohm, single-pole earth faults

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DRUML, G., KUGI, A, PARR, B.: Control of Petersen Coils. In: XI. International Symposium on Theoretical Electrical Engineering, Aug. 2001 *
Earth-Fault Compensation Controller. Technische Beschreibung, Trench Austria GmbH, A-4060 Linz- Leonding/Austria, 04/2000, Druckschrift E660 *
Erdschlusskompensationsregler EZR2. Technische Beschreibung. SPEZIELEKTRA, A-4021 LINZ/AUSTRIA, 1989, Druck- schrift N9/5.89E *
LEITLOFF, V., BERGEAL, J. [u.a.]: Messung der Parameter eines kompensierten Netzes durch In- jektion eines Stromes in den Sternpunkt. In: Elektrizitätswirtschaft, Jg. 93 (1994), H. 22, S. 1371-1376 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2808688A1 (en) * 2005-02-21 2014-12-03 Adaptive Regelsysteme Gesellschaft mbH Method for determining a parameter of an electrical network
WO2006112766A1 (en) * 2005-04-21 2006-10-26 Swedish Neutral Ab An inductive device
CN100588069C (en) * 2005-04-21 2010-02-03 瑞典中立公司 Inductive device and method for producing the same
AU2006237701B2 (en) * 2005-04-21 2010-07-22 Swedish Neutral Ab An inductive device
WO2008090239A1 (en) 2007-01-26 2008-07-31 Oldar Electronica, S.A. Electronic active earthing system for use in high-voltage distribution networks
WO2016029890A1 (en) 2014-08-28 2016-03-03 Ege, Spol. Sr.O. Method and device for automatic tuning a continuously and/or discretely tunable arc suppression coil in the compensated network of an electrical system
EP4099531A1 (en) * 2021-06-01 2022-12-07 Sprecher Automation GmbH Method for determining network parameters for controlling a petersen coil
EP4145654A1 (en) 2021-09-03 2023-03-08 I-De Redes Eléctricas Inteligentes, S.A. Fault extinguishing and predictive maintenance device for high voltage networks

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