DE10307972A1 - Verfahren zur Erkennung und Ortung eines Erdschlusses - Google Patents

Verfahren zur Erkennung und Ortung eines Erdschlusses Download PDF

Info

Publication number
DE10307972A1
DE10307972A1 DE2003107972 DE10307972A DE10307972A1 DE 10307972 A1 DE10307972 A1 DE 10307972A1 DE 2003107972 DE2003107972 DE 2003107972 DE 10307972 A DE10307972 A DE 10307972A DE 10307972 A1 DE10307972 A1 DE 10307972A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
outlet
admittance
earth
current
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2003107972
Other languages
English (en)
Other versions
DE10307972B4 (de
Inventor
Gernot Druml
Andreas Dr. Kugi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EDC GmbH
Original Assignee
EDC GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EDC GmbH filed Critical EDC GmbH
Priority to DE2003107972 priority Critical patent/DE10307972B4/de
Priority to AT1712004A priority patent/AT500004B1/de
Priority to ITVR20040022 priority patent/ITVR20040022A1/it
Publication of DE10307972A1 publication Critical patent/DE10307972A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10307972B4 publication Critical patent/DE10307972B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/081Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/086Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution networks, i.e. with interconnected conductors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/16Measuring impedance of element or network through which a current is passing from another source, e.g. cable, power line
    • G01R27/18Measuring resistance to earth, i.e. line to ground

Abstract

Mit dem neuen Verfahren wird bei einer von der Netzfrequenz unterschiedlichen Frequenz gemessen. Die netzfrequenten Komponenten werden herausgefiltert und wirken sich nicht auf die Ermittlung der DOLLAR I1 Werte eines Abganges aus. DOLLAR A Durch die gleichzeitige Einspeisung von zwei Strömen mit zwei unterschiedlichen Frequenzen und gleichzeitiger Auswertung der Messungen für diese beiden Frequenzen und der Netzfrequenz erfolgt die Berechnung von DOLLAR I2 und der Unsymmetrie DOLLAR I3 des Abganges sehr schnell und zur gleichen Zeit. Es müssen nicht aufeinander folgende Messwerte bzw. Netzzustände für die Berechnung verwendet werden. DOLLAR A Durch eine Parametrierung können Maximalwerte für die Änderung der Verlagerungsspannung DOLLAR I4 verursacht durch die Stromquelle bzw. maximale Stromwerte für die Stromquelle vorgegeben werden. Durch Überwachung der Verlagerungsspannung wird die Größe der eingespeisten Ströme so eingestellt, dass einerseits eine genügend große Verlagerungsspannung auch bei großen Verstimmungen entsteht bzw. andererseits bei sehr kleinen Netzen die Grenzwerte für DOLLAR I5 nicht überschritten werden. DOLLAR A Als Auslösekriterium für einen Berechnungsgang der Summenadmittanz kann eine Änderung der netzfrequenten Verlagerungsspannung sein. DOLLAR A Bei symmetrischen Netzen musse eine Änderung des Netzes nicht zwangsweise zu einer Änderung der Verlagerungsspannung führen. In diesem Fall wird ständig ein Mischstrom eingespeist und die Überwachung der Leitungslängen eines Abganges erfolgt ständig.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung und Ortung eines niederohmigen oder hochohmigen Erdschlusses.
  • In der Offenlegungsschrift WO 96/27138 ist ein Verfahren mit einer mit der Netzfrequenz arbeitenden Stromeinspeisung vorgestellt. Zur Bestimmung der Leiter-Erdkapazität sind zwei Messzyklen erforderlich, während der sich das Netz bzw. der Übergangswiderstand an der Fehlerstelle nicht verändern darf. In der Praxis zeigt sich, dass gerade bei hochohmigen Fehlern sich der Übergangswiderstand durch Verkohlungserscheinungen an der Fehlerstelle stark ändert. Der erforderliche Messzyklus zur Gewinnung der Referenzwerte kann bis zu einigen Minuten dauern, da unter anderem auch Einschwingzeiten abgewartete werden müssen. Des weiteren werden bei diesem Verfahren bezüglich der wesentlichen Größe E1, die der Spannung des Mitsystems entspricht, Annahmen bezüglich der Größe und der Richtung getroffen, die oft nicht zutreffen.
  • Das Verfahren ist nicht für niederohmige Erdschlüsse geeignet, da durch die netzfrequente Stromeinspeisung keine genügend große Spannungsänderung erreicht wird. Dadurch ist eine Bestimmung der Leiter-Erde Admittanz bei niederohmigen Fehlern nicht möglich.
  • Wenn die Verlagerungsspannung gleich groß ist, wie die Spannung der Stromeinspeisung, so bewirkt die Zuschaltung der "Stromeinspeisung" keine Änderung der Verlagerungsspannung, sodass auch in diesem Fall eine Berechnung von Ya und Yu nicht erfolgen kann.
  • Mit dem Verfahren ist eine Kompensation oder Unterdrückung durch Übersprechen des Mitsystems in den Nullstrom nicht möglich. Des weitern ist eine Kompensation des Phasensplittings, das üblicher weise bei den häufig verwendeten vermaschten Netzen auftritt, nicht möglich.
  • Bei dem Verfahren der WO 92/18872 werden aus zwei Messwertpaaren die Admittanzen jedes einzelnen Abganges vor und nach der Änderung der Verlagerungsspannung ermittelt. Eine Differenz von ungleich Null zeigt den fehlerhaften Abgang an. Da die Spannungsänderung rein passiv durch Veränderung der Abstimmung des Netzes erfolgt, ist es erforderlich, dass eine genügend große Verlagerungsspannung existiert. Das Verfahren funktioniert nicht für symmetrische Netze, da dann eine Bestimmung der Nulladmittanz nicht möglich ist. Durch die notwendige Verstellung der Petersen-Spule im Falle eines Erdschlusses wird viel Zeit für die Verstellung der Petersen-Spule benötigt. Während dieser Zeit wird vorausgesetzt, dass sich der Übergangswiderstand an der Fehlerstelle sich nicht ändert. Im Falle einer sehr empfindlichen Einstellung wird die Petersenspule bei jeder kleinen Änderung von U 0 zu einem Suchlauf gestartet.
  • Bei dem Verfahren nach der WO 98/20356 werden im Umspannwerk nur die Verlagerungsspannung U 0 und die Mitspannung U 1 gemessen. Der hochohmige Erdschluss wird aus dem Vergleich der Richtung von Z 0 mit der Mitspannung U, erkannt. Eine abgangsselektive Erkennung des Erdschlusses ist nicht möglich. Außerdem wird die Null-Impedanz Z 0 benötigt, die aber nur über Netzmodelle gerechnet dem Relais zur Verfügung gestellt werden. Eine selbständige Erkennung einer Änderung des Schaltzustandes ist nicht möglich. Es kann gezeigt werden, dass bei vorhandener Unsymmetrie des Netzes, bei diesem Verfahren eine geänderte Leitungslänge als Änderung der Unsymmetrie und somit als hochohmigen Erdschluss interpretiert wird. Eine Überprüfung der Leiter-Erde Admittanz ist vor der Anzeige eines hochohmigen Erdschlusses unbedingt notwendig, um eine Überreaktion des Schutzrelais zu unterbinden.
  • In der Offenlegungsschrift WO 99/10753 wird ein Verfahren zur Erkennung von hochohmigen Erdschlüssen vorgestellt. Für die Berechnung wird auch hier die unbekannte und laut Offenlegungsschrift nicht einfach nachmessbare Nullimpedanz Z 0 benötigt. Laut Offenlegungsschrift sind neue Werte für Z 0 erst nach einem Erdschluss verfügbar. Umschaltungen im gesunden Netz werden nicht erfasst bzw. eine selbständige Erkennung einer Änderung des Schaltzustandes ist nicht möglich. Es kann auch hier gezeigt werden, dass bei vorhandener Unsymmetrie des Netzes, bei diesem Verfahren eine geänderte Leitungslänge als Änderung der Unsymmetrie und somit als hochohmigen Erdschluss interpretiert wird. Eine Überprüfung der Leiter-Erde Admittanz ist vor der Anzeige eines hochohmigen Erdschlusses unbedingt notwendig, um eine Überreaktion des Schutzrelais zu unterbinden.
  • Mit dem neuen Verfahren wird bei einer von der Netzfrequenz unterschiedlichen Frequenz gemessen. Die netzfrequenten Komponenten werden herausgefiltert und wirken sich nicht auf die Ermittlung der Y Σ_x Werte eines Abganges aus.
  • Durch die gleichzeitige Einspeisung von zwei Strömen mit zwei unterschiedlichen Frequenzen und gleichzeitiger Auswertung der Messungen für diese beiden Frequenzen und der Netzfrequenz erfolgt die Berechnung von Y Σ_x und der Unsymmetrie Y u_x des Abganges sehr schnell und zur gleichen Zeit. Es müssen nicht aufeinander folgende Messwerte bzw. Netzzustände für die Berechnung verwendet werden.
  • Durch eine Parametrierung können Maximalwerte für die Änderung der Verlagerungsspannung U 0 verursacht durch die Stromquelle bzw. maximale Stromwerte für die Stromquelle vorgegeben werden. Durch Überwachung der Verlagerungsspannung wird die Größe der eingespeisten Ströme so eingestellt, dass einerseits eine genügend große Verlagerungsspannung auch bei großen Verstimmungen entsteht bzw. anderseits bei sehr kleinen Netzen die Grenzwerte für U 0 nicht überschritten wird.
  • Als Auslösekriterium für einen Berechnungsgang der Summenadmittanz kann eine Änderung der netzfrequenten Verlagerungsspannung sein.
  • 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 Leitungslängen eines Abganges erfolgt ständig.
  • Bei netzfrequenten Stromeinspeisungen müssen für dezentrale Relais sehr aufwendige Synchronisationsschaltungen gebaut werden, um die Messzeitpunkte mit dem Schaltzustand der Stromeinspeisung zu synchronisieren. Bei dem neuen Verfahren ergibt sich die Synchronisation und die Erkennung von Änderungen des Schaltzustandes automatisch.
  • Die Einspeisung kann über eine Leistungshilfswicklung der Petersen-Spule oder über einen Hilfstrafo erfolgen. Die Spannung U 0 kann direkt am Abgang oder an der Sammelschiene mit den bekannten Verfahren der offenen Dreieckswicklung erfolgen. Wird die Spannung U 0 an der Sammelschiene gemessen, so muss eine eindeutige Zuordnung der Spannung zum jeweiligen Abgang x erfolgen. Die Nullströme können mit Hilfe von Kabelumbauwandler oder mit Hilfe der Holmgreenschaltung im Abgang x gemessen werden.
  • Erfindungsgemäß ist das Verfahren zur Erkennung und Ortung eines Erdschlusses durch die folgenden Schritte gekennzeichnet
    • A) Zum Zeitpunkt t1 erfolgt je Abgang eine Messung und Berechnung der Summenadmittanz gegen Erde sowie eine Aufteilung der Unsymmetrie auf die einzelnen Leiter-Erde Admittanzen bestehend aus den folgenden Schritten: a) Einspeisen eines zusammengesetzten Stromes in das Nullsystem des gelöschten Netzes. b) Wobei sich der Strom aus der Überlagerung des Stromes mit der Amplitude If1 und der Frequenz f1 und des zweiten Stromes mit der Amplitude If2 und der Frequenz f2 zusammensetzt. c) Messen der Verlagerungsspannungen U 0_f1_x und U 0_f2_x nach bekannten Verfahren für die beiden Frequenzen je Abgang x oder an der Sammelschiene mit eindeutiger Zuordnung zum Abgang x. d) Messen der Summenströme I Σ_f1_x und I Σ_f2_x nach bekannten Verfahren nach Betrag und Winkel für die beiden Frequenzen je Abgang x. Der Winkel bezieht sich auf die zugehörigen Verlagerungsspannung U 0_f1_x bzw. U 0_f2_x des Abganges x. e) Ermitteln der Summenadmittanz je Abgang x für beide Frequenzen:
      Figure 00050001
      f) Der Wirkanteil Gx je Abgang der Ersatzschaltung ergibt sich unmittelbar aus dem Realteil der Summenadmittanz.
      Figure 00050002
      g) Die Berechnung der Erdkapazität CEx und die Induktivität einer eventuell vorhandenen Petersenspule LEx im Abgang erfolgt je Abgang aus den beiden Imaginärteilen durch Umformung
      Figure 00060001
      h) Berechnung der Summenadmittanz je Abgang für die Netzfrequenz fn
      Figure 00060002
      i) Messen der Verlagerungsspannungen U 0_x und der Summenströme I Σ_x nach bekannten Verfahren nach Betrag und Winkel für die Netzfrequenzen je Abgang x zum Zeitpunkt t1. Der Winkel bezieht sich auf die zugehörigen Verlagerungsspannung des Abganges x. j) Messung der Leiter-Erdspannungen und Berechnung der Spannung U, des Mitsystems bei Netzfrequenz nach bekannten Verfahren. k) Berechnung von Y u_x je Abgang mit:
      Figure 00060003
      l) Aufteilen der Unsymmetrie je Abgang auf die drei Leiter:
      Figure 00060004
      m) Überschreitet im Abgang x der Betrag der Abweichung des Realteils von Y 1, Y 2 oder Y 3 vom mittleren Realteil von Y Σx einen eingestellten Grenzwert, so wird ein niederohmiger Fehler erkannt.
    • B) Zum Zeitpunkt t2 erfolgt je Abgang x eine Überprüfung auf eine zusätzliche hoch- oder niederohmige Unsymmetrie bzw. auf eine Schalthandlung im Ab gang bestehend aus den folgenden Schritten: a) Messen der Verlagerungsspannungen U0_x_t2 und der Summenströme I Σ2_x_t2 nach bekannten Verfahren nach Betrag und Winkel für die Netzfrequenzen je Abgang x. Der Winkel bezieht sich auf die zugehörigen Verlagerungsspannung des Abganges x. b) Berechnen der zusätzlichen Unsymmetrie mit
      Figure 00070001
      c) Auswahl jenes k, bei dem sich der größte Wirkanteil bei der Fehleradmittanz Y F ergibt, da für den Erdschlussfall eine ohmsche Komponente zu erwarten ist. d) Überschreitet Y F einen eingestellten Grenzwert, so wird mit dem Verfahren A) die Summenadmittanz Y Σ überprüft. Überschreitet der Betrag des Imaginärteils von dYΣi = abs{imag{Y Σ_t2Y Σ_t1}} (26)einen einstellbaren Grenzwert, so wird eine Schalthandlung erkannt und Y Σ_t2 als neuer Referenzwert übernommen. Im anderen Fall wird ein hoch- bzw. niederohmiger Erdschluss erkannt.
  • Im folgenden wird die Erfindung an Hand des folgenden Schaltbildes beispielhaft näher beschrieben:
    Im Bild 1 ist ein gelöschtes Drehstromnetz mit nur einem Abgang gezeigt. Die Stromeinspeisung mit einem Mischstrom bestehend aus bis zu zwei überlagerten Strömen mit unterschiedlichen und von der Netzfrequenz abweichenden Frequenz erfolgt in diesem Beispiel im Sternpunkt des Transformators.
  • Für den gesunden Netzbetrieb kann für den Summenstrom für den Abgang x allgemein die folgende Gleichung angeschrieben werden:
    Figure 00080001
  • Die Leiter-Erde Admittanzen bestehen normalerweise nur aus einer ohmschen Ableitung und der Leiter-Erde Kapazität. In gelöschten Systemen sind aber auch verteilte Petersen-Spulen oder einphasige Kompensationsdrosseln möglich. Um auch diese zu Berücksichtigen wird die Leiter-Erde Admittanz mit zwei Frequenzen gemessen. Dadurch ist eine Bestimmung der drei Komponenten je Abgang möglich und die entsprechenden Admittanzen können auf die Netznennfrequenz zurückgerechnet werden.
  • Mit Hilfe der Stromeinspeisung ist es möglich bei von der Netzfrequenz abweichenden Frequenz die Summenadmittanz je Abgang zu ermitteln.
  • Figure 00080002
  • Die Messung wird nicht durch die häufig beachtlichen Störeinflüsse im netzfrequenten Bereich beeinflusst. Für diese nicht – netzfrequenten Messungen ist U 1N in Gleichung (27) mit Null anzusetzen. Die Messung ist durch die Einspeisung sowohl bei symmetrischen Netzen als auch während des Erdschlusses möglich. Schalthandlungen werden durch Änderung der Summenadmittanz erkannt. Eine Unterdrückung von Überreaktionen des Relais bei hochohmigen Fehlern ist dadurch jederzeit und rasch möglich.
  • Durch die gleichzeitige Auswertung der netzfrequenten Komponenten von U 0, U 1 und I Σ_x kann die Unsymmetrie im Abgang x ermittelt werden.
  • Figure 00080003
  • Die Aufteilung der Unsymmetrie auf die einzelnen Leiter kann nach Gleichung (23) erfolgen. Damit ist eine vollständige Beschreibung im Dreiphasensystem möglich.
  • Erfolgt ein hochohmiger Fehler, so wird in einem Leiter eine zusätzliche Admittanz zugeschaltet. Im Bild 1 ist dies durch den Schalter S und die Admittanz Y F dargestellt.
  • Figure 00090001
  • Der Faktor k ist davon abhängig, in welchem Leiter der Erdschluss auftritt. Durch Verwendung der Messwerte zum Zeitpunkt t1 und der auch zum Zeitpunkt t1 gemessenen Summenadmittanz kann eine Fehlerimpedanz mit Hilfe der folgenden Gleichung ermittelt werden.
    Figure 00090002
    wobei wieder der Faktor k abhängig vom angenommenen Erdschluss ausgewählt wird. Normalerweise stellt ein Erdschluss einen ohmschen Widerstand dar, sodass jenes k gewählt wird, bei dem der Wirkanteil von Y F am größten ist. Gleichzeitig mit dieser Messung ist auch die aktuelle Messung der Summenadmittanz I Σ_t2 möglich. Wird eine zu große Änderung in dessen Imaginärteil im Vergleich zu dem vorher gemessenen Wert Y Σ_t1 festgestellt, so ist die Abweichung nicht auf eine zusätzliche Unsymmetrie sondern auf eine Schalthandlung zurückzuführen. Die zugehörige Erdschlussmeldung wird unterdrückt.
  • Es kann aber die aktuelle Unsymmetrie der Leitwerte Y 1_x, Y 2_x und Y 3_x untersucht werden. Überschreitet der ohmsche Anteil einen definierten Wert, so kann dies als Erdschluss gemeldet werden. Die Messung und Berechnung der Verteilung von Y 1_x, Y 2_x und Y 3_x kann mit diesem neuen Verfahren jederzeit erfolgen, auch während eines niederohmigen Erdschlusses.
  • Durch die gleichzeitige Messung mit drei Frequenzen werden die Werte sehr schnell ermittelt. Die Störeinflüsse durch schwankende Übergangswiderstände sind minimiert.
  • Da die Messung von Y Σ nicht durch ein lastabhängiges Übersprechen des netzfrequenten System beeinflusst wird, kann auch eine Plausibilitätsprüfung in Bezug auf lastabhängiges Übersprechen und Phasensplitting im vermaschten Netz erfolgen. Diese Effekte führten bei den bisherigen Verfahren zu nicht beherrschbaren Fehlanzeigen. Effekte bezüglich des Übersprechen sind im Artikel "Control of Petersen Coils, ISTET 2001" ausführlich beschrieben.
  • Die bisherigen Verfahren versagen auch bei Netzen, bei denen während der Messperiode von bis zu einigen Minuten die Nullspannung bzw. der Nullstrom nicht konstante Werte hat.
  • Weitere Vorteile des Verfahrens sind:
    • – Die Messung der Spannungen für die von der Netzfrequenz abweichenden Frequenzen über das offene Dreieck ist wesentlich genauer, da eine Summenbildung von drei großen Werten, wie es beim Drehstromsystem erfolgt, nicht statt findet.
    • – Der Messzyklus ist im wesentlichen nur vom verwendeten Filteralgorithmus abhängig.
    • – Die Messung von Y Σ_x des Abganges kann kontinuierlich erfolgen
    • – Die Messung kann auch auf Anforderung, z.B. nach Änderung der netzfrequenten Verlagerungsspannung oder in zyklischen Zeitabständen z.B. alle 10 min erfolgen.
    • – Die Leitungskapazität je Abgang wird ermittelt. Diese Werte können auch für die Regelung einer Petersen-Spule verwendet werden.
    • – Die Messung liefert die Y Σ_x auch für vollkommen symmetrische Netze.
    • – Schalthandlungen werden mit diesem Messverfahren auch in symmetrischen Netzen erkannt.
    • – Fehlanzeigen der Erdschlussortung können durch die schnelle Messung von Y Σ_x rasch unterdrückt werden.
    • – Durch die schnelle Ermittlung von Y Σ_x sind die tatsächlichen Ortungsergebnisse wesentlich schneller verfügbar. Mit netzfrequenten Stromeinspeisungen kann dies einige Minuten dauern, falls stationäre Zustände an der Fehlerstelle vorliegen. Bereits bei kleineren Schwankungen liefern die bisher bekannten Verfahren überhaupt keine Ergebnisse, da die Bestimmung von Ya keine gültigen reproduzierbare Ergebnisse ergeben.
    • – Verteilte Petersen-Spulen in Abgängen können erfasst und berücksichtigt werden. Bei netzfrequenten Stromeinspeisungen werden Stromänderungen auf kompensierten Abgänge zu stark bewertet.
    • – 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 Berechnungsgang gestartet wird.
    • – Während der Messung wird die Petersen-Spule nicht verstellt, sodass die geforderte Kompensation bei den meisten Messaufgaben beibehalten wird.
    • – 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.

Claims (16)

  1. Verfahren zur Erkennung und Ortung von niederohmigen und hochohmigen Erdschlüssen gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: A) Zum Zeitpunkt t1 erfolgt je Abgang eine Messung und Berechnung der Summenadmittanz gegen Erde sowie eine Aufteilung der Unsymmetrie auf die einzelnen Leiter-Erde Admittanzen bestehend aus den folgenden Schritten: a) Einspeisen eines zusammengesetzten Stromes in das Nullsystem des gelöschten Netzes. b) Wobei sich der Strom aus der Überlagerung des Stromes mit der Amplitude If1 und der Frequenz f1 und des zweiten Stromes mit der Amplitude If2 und der Frequenz f2 zusammensetzt. c) Messen der Verlagerungsspannungen U 0_f1_x und U 0_f2_x nach bekannten Verfahren für die beiden Frequenzen je Abgang x oder an der Sammelschiene mit eindeutiger Zuordnung zum Abgang x. d) Messen der Summenströme I Σ_f1_x und I Σ_f2_x nach bekannten Verfahren nach Betrag und Winkel für die beiden Frequenzen je Abgang x. Der Winkel bezieht sich auf die zugehörigen Verlagerungsspannung U 0_f1_x bzw. U 0_f2_x des Abganges x. e) Ermitteln der Summenadmittanz je Abgang x für beide Frequenzen:
    Figure 00120001
    Figure 00130001
    f) Der Wirkanteil Gx je Abgang der Ersatzschaltung ergibt sich unmittelbar aus dem Realteil der Summenadmittanz.
    Figure 00130002
    g) Die Berechnung der Erdkapazität CE x und die Induktivität einer eventuell vorhandenen Petersenspule LEx im Abgang erfolgt je Abgang aus den beiden Imaginärteilen durch Umformung
    Figure 00130003
    h) Berechnung der Summenadmittanz je Abgang für die Netzfrequenz fn
    Figure 00130004
    i) Messen der Verlagerungsspannungen U 0_x und der Summenströme I Σ_x nach bekannten Verfahren nach Betrag und Winkel für die Netzfrequenzen je Abgang x zum Zeitpunkt t1. Der Winkel bezieht sich auf die zugehörigen Verlagerungsspannung des Abganges x. j) Messung der Leiter-Erdspannungen und Berechnung der Spannung U, des Mitsystems bei Netzfrequenz nach bekannten Verfahren. k) Berechnung von Y u_x je Abgang mit:
    Figure 00140001
    l) Aufteilen der Unsymmetrie je Abgang auf die drei Leiter:
    Figure 00140002
    m) Überschreitet im Abgang x der Betrag der Abweichung des Realteils von Y 1, Y 2 oder Y 3 vom mittleren Realteil von Y Σx einen eingestellten Grenzwert, so wird ein niederohmiger Fehler erkannt. B) Zum Zeitpunkt t2 erfolgt je Abgang x eine Überprüfung auf eine zusätzliche hoch- oder niederohmige Unsymmetrie bzw. auf eine Schalthandlung im Abgang bestehend aus den folgenden Schritten: a) Messen der Verlagerungsspannungen U 0_x_t2 und der Summenströme I Σ2_x_t2 nach bekannten Verfahren nach Betrag und Winkel für die Netzfrequenzen je Abgang x. Der Winkel bezieht sich auf die zugehörigen Verlagerungsspannung des Abganges x. b) Berechnen der zusätzlichen Unsymmetrie mit
    Figure 00140003
    c) Auswahl jenes k, bei dem sich der größte Wirkanteil bei der Fehleradmittanz Y F ergibt, da für den Erdschlussfall eine ohmsche Komponente zu erwarten ist. d) Überschreitet Y F einen eingestellten Grenzwert, so wird mit dem Verfahren A) die Summenadmittanz Y Σ überprüft. Überschreitet der Betrag des Imaginärteils von dYΣi = abs{imag{Y Σ_t2Y Σ_t1}} (13)einen einstellbaren Grenzwert, so wird eine Schalthandlung erkannt und I Σ_x_t2, U Σ_x_t2 und Y Σ_t2 als neuer Referenzwert übernommen. Im anderen Fall wird ein hoch- bzw. niederohmiger Erdschluss erkannt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromeinspeisung im Sternpunkt des Speise-Transformators erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromeinspeisung im Sternpunkt eines Nullpunktsbildners erfolgt.
  4. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankopplung der Stromeinspeisung über einen Hilfstrafo oder über eine Leistungshilfswicklung der Petersen-Spule erfolgt
  5. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt B) des Anspruches 1 kontinuierlich wiederholt wird.
  6. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren auch für andere Sternpunktsbehandlungen bzw. auch für zweiphasige Netze oder mehrphasige Netze anwendbar ist.
  7. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung von Y Σ_x kontinuierlich erfolgt, d.h. eine Schalthandlung sofort erkannt wird und nicht erst über einen zusätzlichen Berechnungsgang angefordert werden muss.
  8. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei symmetrischen Netzen eine kontinuierliche oder eine kurze in definierten Zeitabständen wiederholte Einspeisung des Mischstromes erfolgt, um Schalthandlungen im Abgang möglichst rasch zu erfassen.
  9. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung der 50 Hz-Verlagerungsspannung einen oder mehrere Messzyklen zur Bestimmung der Summenadmittanz und der Fehleradmittanz je Abgang auslösen.
  10. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein externes Signal ein oder mehren Messzyklen zur Bestimmung der Summenadmittanz und der Fehleradmittanz je Abgang ausgelöst werden.
  11. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzen f1 und f2 so gewählt werden, dass diese in der Nähe der Resonanzfrequenz des Netzes liegen.
  12. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei verrauschten Netzen eine Mittelwertbildung über mehrere Messungen erfolgt
  13. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei fehlenden Kompensationsspulen im Abgang x nur mit einer Frequenz f1 gemessen wird.
  14. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Vergleich von Y Σ_t2 mit Y Σ_t1 Störeinflüsse durch Übersprechen des Laststromes auf den Summenstrom z.B. durch eine schlecht abgeglichene Holmgreenschaltung unterdrückt oder kompensiert werden.
  15. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Vergleich von Y Σ_t2 mit Y Σ_t1 Störeinflüsse verursacht durch Phasensplitting bei Ringleitungen unterdrückt oder kompensiert werden.
  16. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch Vorgabe einer maximalen Änderung der Verlagerungsspannung der Einspeisestrom bis auf einen zugehörigen maximalen Wert geregelt wird.
DE2003107972 2003-02-24 2003-02-24 Verfahren zur Erkennung und Ortung von niederohmigen und hochohmigen Erdschlüssen in elektrischen Versorgungsnetzen Expired - Lifetime DE10307972B4 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003107972 DE10307972B4 (de) 2003-02-24 2003-02-24 Verfahren zur Erkennung und Ortung von niederohmigen und hochohmigen Erdschlüssen in elektrischen Versorgungsnetzen
AT1712004A AT500004B1 (de) 2003-02-24 2004-02-05 Verfahren zur erkennung und ortung eines erdschlusses
ITVR20040022 ITVR20040022A1 (it) 2003-02-24 2004-02-23 Procedimento per il rilevamento e la localizzazione delle dispersioni verso terra

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003107972 DE10307972B4 (de) 2003-02-24 2003-02-24 Verfahren zur Erkennung und Ortung von niederohmigen und hochohmigen Erdschlüssen in elektrischen Versorgungsnetzen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10307972A1 true DE10307972A1 (de) 2004-09-09
DE10307972B4 DE10307972B4 (de) 2007-02-08

Family

ID=32841852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2003107972 Expired - Lifetime DE10307972B4 (de) 2003-02-24 2003-02-24 Verfahren zur Erkennung und Ortung von niederohmigen und hochohmigen Erdschlüssen in elektrischen Versorgungsnetzen

Country Status (3)

Country Link
AT (1) AT500004B1 (de)
DE (1) DE10307972B4 (de)
IT (1) ITVR20040022A1 (de)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1693679A1 (de) * 2005-02-21 2006-08-23 Adaptive Regelsysteme GmbH Verfahren zur Bestimmung eines Parameters eines elektrischen Versorgungsnetzes
AT503598B1 (de) * 2006-04-10 2008-07-15 Univ Graz Tech Verfahren zur entfernungsortung von erdschlüssen
WO2008134995A1 (de) * 2007-05-03 2008-11-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur erfassung eines fehlers in einem elektrischen versorgungsnetz
EP2006694A1 (de) * 2007-06-21 2008-12-24 Schneider Electric Industries SAS Vorrichtung zur lokalisierten Kontrolle und Messung der Isolierung von Stromnetzen mit isoliertem Nullleiter
EP2028499A1 (de) * 2007-06-21 2009-02-25 Schneider Electric Industries SAS Kontrolle der Isolierung einer Einheit von Stromnetzen mit isoliertem Nullleiter
EP2128951A1 (de) 2007-01-26 2009-12-02 Oldar Electronica, S.A. Elektronisches aktives erdungssystem zur verwendung in hochspannungs-stromnetzen
EP2648008A1 (de) * 2012-04-06 2013-10-09 Schneider Electric Industries SAS Isolierungskontrollsystem für gesichertes Stromnetz
EP2680017A1 (de) 2012-06-28 2014-01-01 ABB Technology AG Verfahren zur frühen Detektion von Speiseleitungen mit hochohmigem Erdschluss in kompensierten Energieversorgungsnetzen
WO2014194941A1 (de) * 2013-06-05 2014-12-11 Siemens Aktiengesellschaft Erkennung von erdfehlern in energieversorgungsnetzen mit kompensiertem sternpunkt
EP1953890A3 (de) * 2007-02-01 2015-03-18 Adaptive Regelsysteme Gesellschaft mbH Vorrichtung und ein Verfahren zur Injektion eines Hilfssignals in das Nullsystem eines elektrischen Verteilernetzes
EP3104483A4 (de) * 2014-02-05 2018-07-11 Cirprotec, S.L. Kombinierte vorrichtung für elektrischen schutz gegen transiente überspannungen und zur überwachung eines stromsystems
AU2018241129B2 (en) * 2017-10-27 2020-05-28 Siemens Aktiengesellschaft Method and detection device for detecting a high-impedance ground fault in an electrical energy supply network with a grounded neutral point
CN112993952A (zh) * 2021-04-20 2021-06-18 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种小电流接地系统复电保护方法及装置、计算机设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992018872A1 (de) * 1991-04-19 1992-10-29 Elektro-Bau Ag Verfahren zur bestimmung eines erdschlussbehafteten abzweigstromkreises in einem elektrischen versorgungs- oder verteilernetz
WO1996027138A1 (de) * 1995-02-28 1996-09-06 Haefely Trench Austria Gmbh Verfahren zur erkennung eines einpoligen erdschlusses in einem drehstromnetz
WO1998020356A1 (en) * 1996-11-04 1998-05-14 Abb Transmit Oy Method of detecting and locating a high-resistance earth fault in an electric power network
WO1999010753A1 (en) * 1997-08-27 1999-03-04 Abb Transmit Oy Method for the location of a high-resistance earth fault in a power distribution system on the basis of current measurements

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4428118C2 (de) * 1994-08-09 2002-02-21 Aeg Energietechnik Gmbh Erdschlußortung in elektrischen Netzen mit einer Erdschlußspule
AT411937B (de) * 2000-08-11 2004-07-26 Adaptive Regelsysteme Ges M B Verfahren und vorrichtung zur erkennung und ortung von hochohmigen einpoligen erdfehlern

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992018872A1 (de) * 1991-04-19 1992-10-29 Elektro-Bau Ag Verfahren zur bestimmung eines erdschlussbehafteten abzweigstromkreises in einem elektrischen versorgungs- oder verteilernetz
WO1996027138A1 (de) * 1995-02-28 1996-09-06 Haefely Trench Austria Gmbh Verfahren zur erkennung eines einpoligen erdschlusses in einem drehstromnetz
WO1998020356A1 (en) * 1996-11-04 1998-05-14 Abb Transmit Oy Method of detecting and locating a high-resistance earth fault in an electric power network
WO1999010753A1 (en) * 1997-08-27 1999-03-04 Abb Transmit Oy Method for the location of a high-resistance earth fault in a power distribution system on the basis of current measurements

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1693679A1 (de) * 2005-02-21 2006-08-23 Adaptive Regelsysteme GmbH Verfahren zur Bestimmung eines Parameters eines elektrischen Versorgungsnetzes
EP2808688A1 (de) * 2005-02-21 2014-12-03 Adaptive Regelsysteme Gesellschaft mbH Verfahren zur Bestimmung eines Parameters eines elektrischen Netzes
AT503598B1 (de) * 2006-04-10 2008-07-15 Univ Graz Tech Verfahren zur entfernungsortung von erdschlüssen
EP2128951A4 (de) * 2007-01-26 2014-05-21 Ormazabal Prot & Automation S L Elektronisches aktives erdungssystem zur verwendung in hochspannungs-stromnetzen
EP2128951A1 (de) 2007-01-26 2009-12-02 Oldar Electronica, S.A. Elektronisches aktives erdungssystem zur verwendung in hochspannungs-stromnetzen
EP1953890A3 (de) * 2007-02-01 2015-03-18 Adaptive Regelsysteme Gesellschaft mbH Vorrichtung und ein Verfahren zur Injektion eines Hilfssignals in das Nullsystem eines elektrischen Verteilernetzes
WO2008134995A1 (de) * 2007-05-03 2008-11-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur erfassung eines fehlers in einem elektrischen versorgungsnetz
US8274294B2 (en) 2007-05-03 2012-09-25 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for capturing a fault in an electrical supply grid
EP2006694A1 (de) * 2007-06-21 2008-12-24 Schneider Electric Industries SAS Vorrichtung zur lokalisierten Kontrolle und Messung der Isolierung von Stromnetzen mit isoliertem Nullleiter
EP2028499A1 (de) * 2007-06-21 2009-02-25 Schneider Electric Industries SAS Kontrolle der Isolierung einer Einheit von Stromnetzen mit isoliertem Nullleiter
FR2989235A1 (fr) * 2012-04-06 2013-10-11 Schneider Electric Ind Sas Systeme de controle d'isolement pour reseau electrique securise
EP2648008A1 (de) * 2012-04-06 2013-10-09 Schneider Electric Industries SAS Isolierungskontrollsystem für gesichertes Stromnetz
US9952271B2 (en) 2012-04-06 2018-04-24 Schneider Electric Industries Sas Insulation monitoring system for secured electric power system
EP2680017A1 (de) 2012-06-28 2014-01-01 ABB Technology AG Verfahren zur frühen Detektion von Speiseleitungen mit hochohmigem Erdschluss in kompensierten Energieversorgungsnetzen
WO2014194941A1 (de) * 2013-06-05 2014-12-11 Siemens Aktiengesellschaft Erkennung von erdfehlern in energieversorgungsnetzen mit kompensiertem sternpunkt
EP3104483A4 (de) * 2014-02-05 2018-07-11 Cirprotec, S.L. Kombinierte vorrichtung für elektrischen schutz gegen transiente überspannungen und zur überwachung eines stromsystems
AU2018241129B2 (en) * 2017-10-27 2020-05-28 Siemens Aktiengesellschaft Method and detection device for detecting a high-impedance ground fault in an electrical energy supply network with a grounded neutral point
US10768243B2 (en) 2017-10-27 2020-09-08 Siemens Aktiengesellschaft Method and detection device for detecting a high-impedance ground fault in an electrical energy supply network with a grounded neutral point
CN112993952A (zh) * 2021-04-20 2021-06-18 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种小电流接地系统复电保护方法及装置、计算机设备

Also Published As

Publication number Publication date
AT500004A2 (de) 2005-10-15
AT500004B1 (de) 2007-09-15
DE10307972B4 (de) 2007-02-08
ITVR20040022A1 (it) 2004-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60018666T2 (de) Verfahren zum Berechnen der Entfernung von Fehlerstrom in einem elektrischen Stromversorgungsnetz mit ringformiger Gestaltung
DE10307972A1 (de) Verfahren zur Erkennung und Ortung eines Erdschlusses
EP1307753B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erkennung und ortung von hochohmigen einpoligen erdfehlern
DE102011108716A1 (de) Lokalisierung und identifikation eines isolierungsfehlers für ein elektrisches leistungssystem mit isoliertem nullleiter
DE102007017543A1 (de) Verfahren zur Entfernungsortung von Erdschlüssen
AT402770B (de) Verfahren zum überwachen eines drehstromnetzes auf eine abstimmungsänderung der erdschlusslöschspule
EP0045113B1 (de) Verfahren und Anordnung zur Lokalisierung eines Erdschlusses
AT404072B (de) Verfahren zur erkennung eines einpoligen erdschlusses in einem drehstromnetz
EP0348673B1 (de) Verfahren zum Schutz eines elektrischen Schutzobjektes
EP3625933A1 (de) Busklemme für ein automatisierungssystem und verfahren zum überwachen eines versorgungsstromnetzes
EP0665625B1 (de) Verfahren zur Erzeugung eines Impedanzwertes und zu dessen Verarbeitung in einer Distanzschutzeinrichtung
DE2264064A1 (de) Distanzschutzeinrichtung
EP2869072A1 (de) Einrichtung und Verfahren zur Erfassung der elektrischen Energie von ein- oder mehrphasigen Verbrauchern
DE102019121961A1 (de) Kompensationsvorrichtung zur Kompensation von Ableitströmen
DE4026799A1 (de) Verfahren zur selektiven erfassung von fehlern der leiter in hoch- und hoechstspannungsnetzen
AT500031B1 (de) Verfahren zur bestimmung der parameter eines gelöschten netzes
DE102019132071B4 (de) Vorrichtung zum Überwachen eines Versorgungsnetzes
WO2021249999A2 (de) Verfahren und eine vorrichtung zur überwachung eines kompensiert betriebenen drehstromnetzes auf eine abstimmungsänderung der erdschlusslöschspule
EP1598674B1 (de) Verfahren zum Anzeigen eines hochohmingen Erdschlusses in einem Drehstromnetz
EP3943954A1 (de) Schaltungsanordnung zur lokalisierung von isolationsfehlern
DE10146294C1 (de) Abstimmung einer Erdschlusslöschspule auch während des Erdschlusses
EP1443336B1 (de) Verfahren zur Bestimmung des erdschlussbehafteten Abzweiges
DE102022106394B3 (de) Verfahren und Überwachungseinrichtung zur Bestimmung einesTeil-Isolationswiderstands und einer Teil-Netzableitkapazität in einem verzweigten ungeerdeten Stromversorgungssystem
DE102013218525A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Isolationswiderstandes in einem ungeerdeten Stromversorgungssystem
DE102020124143B4 (de) Elektrische Messanordnung und Verfahren zur kontinuierlichen Überwachung eines Schutzleiterwiderstands

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R071 Expiry of right