DE1934207C

DE1934207C - Method for earth fault monitoring in a compensated network

Info

Publication number: DE1934207C
Authority: DE
Inventors: Heinz Halama Walter Dipl Ing 5628 Heihgenhaus Gutmann
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Publication date: 1972-05-18

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erdschlußübenvachung eines kompensierten Netzes mit einem Erdschlußrelais, das die Richtung der kapazitiven Blindleistung des Nullsystems einer Oberwelle, vorzugsweise der fünften Harmonischen, erfaßt.The invention relates to a method for earth fault monitoring in a compensated network with an earth fault relay, which the direction of the capacitive reactive power of the zero system of a Harmonic, preferably the fifth harmonic, detected.

Die selektive Ortung von Erdschlüssen in kompensierten Netzen wird herkömmlicherweise mit einpoligen Energierichtungsrelais vorgenommen. Sie werden von dem am zugehörigen Leitungsende fließenden Summenstrüm I_M und der Verlagerungsspannung U_EM des Netzes erregt. Die Ausschlafrichtung ihres Kontaktes entspricht dann dem Vorzeichen der Wirkleistung U_EM · I_M ■ cos ψ des Nullsystems, rsThe selective location of earth faults in compensated networks is conventionally carried out with single-pole energy direction relays. They are excited by the cumulative flow I _M at the associated line end and the zero sequence voltage U _{EM of} the network. The sleep direction of their contact then corresponds to the sign of the active power U _EM · I _M · cos ψ of the zero system, rs

F i g. 1 zeigt, wie in einem vermaschten Netz mit den Stationen B ... F an Hand der so erhaltenen RichtungSurigaben die erdschlußbehaftete Leitungsstrecke erkannt wird.F i g. 1 shows how, in a meshed network with stations B ... F , the line section with earth faults is recognized on the basis of the direction Surigaben thus obtained.

Der Erdschluß ist an der Stelle A zwischen den ao Stationen B und E angenommen. Die zur Kompensation des grundfrequenten kapazitiven Netzerdsehlußstromes dienenden, beispielsweise gleich großen Petersenspulen sind in den Stationen B und D aufgestellt.The ground fault is assumed at point A between stations B and E ao. The Petersen coils, for example of the same size, which serve to compensate for the fundamental frequency capacitive network ground fault current, are set up in stations B and D.

An der Fehlerstelle A tritt der sogenannte Erdschlußreststrom in die kranke Leitung ein. Er enthalt im allgemeinen eine vom jeweils vorhandenen Kompensationsgrad abhi?ⁿgige betriebsfrequente Blindkomponente, die bei UiUc- bzw. Überkompensation kapazitiven bzw. ind tktiven Charakter hat und bei exakter Abstimmung Null wird. Die grundfrequente Blindkomponente eignet sich deshalb nicht zur Selektion der kranken Leitungsstrecke, Im Erdsdiluüreststrom tritt aber außerdem noch eine durch die Verluste der Leitungen und der Petersenspulen bedingte grundfrequente Wirkkomponente auf, die — wie eingangs gesagt — herkömmlicherweise zur selektiven Erdschlußerfassung in kompensierten Netzen benutzt wird.The so-called residual earth fault current enters the diseased line at fault point A. In general, it contains a degree of compensation that depends on the degree of compensation present in each case. ^N y operating-frequency reactive component, which has a capacitive or inductive character in the case of UiUc or overcompensation and which becomes zero when precisely coordinated. The fundamental frequency reactive component is therefore not suitable for the selection of the diseased line section, but in the earth diluent residual current there is also a fundamental frequency active component caused by the losses in the lines and the Petersen coils, which - as mentioned at the beginning - is conventionally used for selective earth fault detection in compensated networks.

Diese Wirkstromkomponente setzt sich aus zwei Anteilen zusammen, nämlich erstens aus den Verlustströmen der einzelnen Leitungsstrecken, die in F i g. 1 mit ausgezogenen Pfeilen gekennzeichnet sind, und zweitens aus den Verlustströmen der Petersenspulen, die als gestrichelte Pfeile dargestellt sind. Aus den an den einzelnen Leitungsenden eingetragenen Richtungspfeilen ergibt sich folgendes Bild:This active current component is made up of two parts, namely first of the leakage currents of the individual line sections that are shown in FIG. 1 are marked with solid arrows, and secondly from the leakage currents of the Petersen coils, which are shown as dashed arrows. The following picture emerges from the directional arrows at the individual ends of the line:

Die kranke Strecke B-E ist dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden Wirkreststrom in das 5« übrige Netz hinausfließt. Die Erdschlußrichtungsrelais müssen also in solcher Polung angeschlossen werden, daß sie bei dieser Energierichtung einen positiven Ausschlag ergeben. Die gesunden Leitungen sind dagegen dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkleistung am einen Ende hinein und nach Abzug der eigenen Verluste am anderen Ende wieder hin' ausfließt. Eine gesunde Leitung weist also am einen Ende negative, am anderen Ende positive Leistungsrichtung auf. Als Grenzfall kann die Leistung auch an einem Ende Null werden (Station F) oder ebenfalls negative Werte annehmen (Leitung C-D). Befände sich der Fehler auf der Stichleitung C-F, so würde das Relais in C eine positive Richtung anzeigen, am anderen wäre die Wirkleistung dagegen Null, und es erfolgte keine Relaisanzeigc. Das gleiche Verhalten könnte auf einer kranken Leitung dann eintreten, wenn ein Erdschluß sehr nahe am Ende einer Doppelleitung auftritt und damit die Wirkleistung überwiegend am einen Ende der kranken Leitung austritt, während sie am anderen Ende nicht mehr die Ansprechempfindlichkeit des Relais erreicht.The diseased line BE is characterized by the fact that active residual current flows out into the rest of the network at both ends. The earth fault direction relays must therefore be connected in such a polarity that they result in a positive deflection in this direction of energy. The healthy lines, on the other hand, are characterized by the fact that the active power flows in at one end and, after deducting its own losses, flows out again at the other end. A healthy line shows a negative direction of performance at one end and a positive direction at the other end. As a borderline case, the power can also be zero at one end (station F) or also assume negative values (line CD). If the error were on the stub line CF, the relay in C would indicate a positive direction, while the real power on the other would be zero, and there would be no relay indication. The same behavior could occur on a diseased line if a ground fault occurs very close to the end of a double line and thus the active power predominantly emerges at one end of the diseased line, while at the other end it no longer reaches the response sensitivity of the relay.

Eine kranke Leitung ist also nicht nur dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden eine positive Richtungsangabe eintritt, sondern gegebenenfalls auch dadurch, daß nur am einen Ende positive Richtung angezeigt wird, dagegen das Relais am anderen Ende überhaupt nicht anspricht.A sick line is not only characterized by the fact that there is a positive line at both ends Direction specification occurs, but possibly also by the fact that only at one end positive direction is displayed, but the relay at the other end does not respond at all.

Während also eine kranke Leitung allein durch den Vergleich des Relaisverhaltens an beiden Streckenenden identifiziert werden kann, genügt es für die Charakterisierung einer gesunden Leitung allein schon, wenn am einen Ende negative Leistungsrichtung angezeigt wird, unabhängig vom Verhalten des Relais am anderen Ende.So while a sick line is solely by comparing the relay behavior on both Line ends can be identified, it is sufficient to characterize a healthy line if nothing else is indicated at one end, regardless of the behavior of the relay at the other end.

Diese Klarheit besteht aber leider nur in der Theorie. In der Praxis unterliegen die Relais zahlreichen fälschenden Einflüssen. Dies führt nicht selten dazu, daß sich aus der Gesamtheit der Relaisangaben eines Netzes die kranke Leitungsstrecke nicht mehr eindeutig bestimmen läßt, weil auch noch eine oder gai^p mehrere gesunde Leitungen ebenfalls als fehlerbehaftet erscheinen, während die wirklich erdschlußbehaftete Strecke von den Relaisangaben unter Umständen sogar als gesund gekennzeichnet wird.Unfortunately, this clarity only exists in theory. In practice, the relays are subject to numerous counterfeiting influences. This often results in a network is can clearly determined from the totality of the relay data, the sick line section no longer, because even one or gai more healthy lines ^p also appear to be faulty, while the really erdschlußbehaftete stretch of the relay information may even is marked as healthy.

Diese jedem Fachmann bekannten Tatsachen können fallweise auf eine oder mehrere der nachstellend genannten Störursachen zurückgeführt werden:These facts, which are known to a person skilled in the art, can, on a case-by-case basis, be based on one or more of the subsequently mentioned fault causes are traced back:

1. Die Wirkkomponente der Grundwdle des Erdschlußreststromes beträgt nur wenige Prozente des kapazitiven Netzer^Lhlußstromes. Die Relais müssen deshalb meist sehr nahe an der Umkehrgrenze ihrer Drehmomentrichtung bei einem sehr geringen cos φ arbeiten und sind dann sehr anfällig gegen Fehlwinkel der Strom- und Spannungswandler. Bereits Winkelfehler von etwa 2° können zu einer falschen Richtungsangabe führen.1. The active component of the basic wave of the residual earth fault current is only a few percent of the capacitive network leakage current. The relays therefore usually have to work very close to the reversal limit of their torque direction at a very low cos φ and are then very susceptible to incorrect angles of the current and voltage converters. Angular errors of around 2 ° can lead to incorrect directional information.

2. Wenn das Erdschlußrelais an die bekannte Summenschaltung (Holmgreenschaltung) dreier normaler Stromwandler in den einzelnen Phasen angeschlossen wird, treten infolge magnetischer Unsymmetrien der drei Wandlerkerne im Summenstromkreis Falschtöne auf, die größenordnungsmäßig leicht die Amplitude der eigentlich zu messenden Wirkkomponente des Erdschlußreststromes erreichen bzw. überschreiten können und eine weitgehend Undefinierte Phasenlage besitzen. Sie können also ebenfalls zu falschen Richtungsangaben der Relais führen.2. If the earth fault relay to the well-known summation circuit (Holmgreen circuit) three normal current transformer is connected in the individual phases, occur as a result of magnetic Asymmetries of the three converter cores in the summation circuit produce false tones that are of the order of magnitude easily the amplitude of the active component of the residual current to earth that is actually to be measured can reach or exceed and have a largely undefined phase position. So you can too incorrect directions of the relay lead.

3. Zur Vermeidung der unter 2. genannten Fehlerquelle werden die Erdschlußrelai» nach Möglichkeit an Umbauwandler angeschlossen, deren Kerne alle drei Primärleiter gemeinsam umfassen. Diese Maßnahme ist allerdings nur in Kabel netzen oder in Freileitungsnetzen mit verkabelten Stationseinführungen durchführbar. Aber auch dann können sich auf der Sekundärscite noch störende Falschströme ausbilden, und zwar als Folge primärer Unsymmetrie der geschützten Leitungen, z. B. bezüglich der einzelnen Phasenimpedanzen oder der Leiter/Erd-Kapazitäten. Bei Anschluß der Relais an drei3. To avoid the source of error mentioned under 2., the earth fault relays are connected to conversion transformers if possible Cores include all three primary conductors together. However, this measure is only available in Cable networks or feasible in overhead line networks with cabled station entries. But even then, disturbing false currents can still develop on the secondary scite, and as a result of primary asymmetry of the protected lines, e.g. B. with regard to the individual phase impedances or the conductor / earth capacitances. When connecting the relays to three

Einzelstromwandler nach 2. überlagern sich die hier genannten Falschströme noch zusätzlich.Individual current transformers according to 2. the false currents mentioned here are also superimposed.

4. Die beiden Anteile der grundfrequenten Wirkkomponente des Erdschlußreststromes verteilen sich im Netz, wie Fig. 1 erkennen läßt, in verschiedener Weise. Es kann deshalb auch eine entgegengesetzte Phasenlage dieser beiden Anteile vorkommen, wie Fig. 1 für das Ende D oder die Strecke C-D zeigt. Durch die entgegengesetzte Phasenlage des mit einem gestrichelten Pfeil dargestellten Spulenverluststromes wird hier zwar noch nicht die Richtung der Gesamt-Wirkkomponente gefälscht, aber ihre Amplitude kann durch diesen Effekt unter die Ansprechschwelle des Richtungsrelais gedruckt werden, so daß an diesem Ende keine Anzeige erfolgt. Bei ungünstiger Verteilung der Erdschlußspulen in größeren Netzen kann aber an einzelnen Leitungsenden auch der gegenphasige Spulen-Verluststrom den Leitungsverluststrom überwiegen und damit zu einer direkten Fälschung der Richtungsangabe des Erdschlußrelais führen. Auch solche Fälle sind bekannt und in der Fachliteratur beschrieben worden.4. The two parts of the fundamental frequency active component of the residual earth fault current are distributed in the network, as shown in FIG. 1, in different ways. An opposite phase position of these two components can therefore also occur, as FIG. 1 shows for the end D or the path CD . Due to the opposite phase position of the coil leakage current shown with a dashed arrow, the direction of the total active component is not yet falsified, but its amplitude can be printed below the response threshold of the directional relay, so that there is no display at this end. In the case of an unfavorable distribution of the earth leakage coils in larger networks, however, the anti-phase coil leakage current can outweigh the line leakage current at individual line ends and thus lead to a direct falsification of the direction of the earth leakage relay. Such cases are also known and have been described in the specialist literature.

Als Abhilfe zu den unter 1. ... 3. beschriebenen Störbeeinflussungen ist eine künstliche »Wirkreststromerhöhung« bekanntgeworden, bei der im Erdschlußfalle passend dimensionierte ohmsch" Widerstände vorübergehend parallel zu den Petersenspulen geschaltet werden. Diese Lösung hat aber den Nachteil, daß sie zusätzliche Schalter und Schaltmaßnahmen im Erdschlußfalle erfordert und daß die Widerstände für die Reststromerhöhung beachtliche Dimensionen benötigen. Außerdem erhöht diese Lösung die unter 4. genannten Gefahren, die durch unf rschiedliche Verteilung der Leitungs- und der Spulenverlustströme entstehen können, da die letzteren durch die zusätzlichen Widerstände nennenswert erhöht werden.As a remedy for the interference described under 1. ... 3., an artificial "active residual current increase" became known in the case of an earth fault, appropriately dimensioned ohmic resistors temporarily switched in parallel to the Petersenspulen. However, this solution has the disadvantage that it requires additional switches and switching measures in the event of a ground fault and that the Resistances for increasing the residual current require considerable dimensions. It also increases this Solution to the dangers mentioned under 4, which are caused by the uneven distribution of the line and the Coil leakage currents can arise, since the latter is noteworthy due to the additional resistances increase.

Eine Abhilfe ist hier nur durch günstigere Verteilung der Petersenspulen und gegebenenfalls der Zusatzwiderstände im Netz möglich. Dabei ist zu berücksichtigen, daß diese Stromverteilung dominierend von der jeweiligen Lage der Fehlerstelle im Netz abhängt und daß auch für den denkbar ungünstigsten Fall noch eindeutige Verhältnisse geschaffen werden müssen. In vielen Fällen wird es hierzu notwendig werden, nicht nur die örtliche Verteilung der Petersenspulen im Netz zu ändern, sondern au »nderen Netzpunkten eventuell auch noch zusätzliche Spulen einzusetzen.The only remedy here is through a more favorable distribution of the Petersen coils and, if necessary, the Additional resistances in the network possible. It must be taken into account that this current distribution is dominant depends on the respective location of the fault location in the network and that also for the worst conceivable In this case, clear relationships still need to be created. In many cases this is necessary not only to change the local distribution of the Petersen coils in the network, but also to change the network »Possibly also to use additional coils at other network points.

Aus all den vorgenannten Gründen hat man schon ieit Jahren nach neuen Lösungen für den Erdschlußlchutz in kompensierten Netzen gesucht. So ist beispielsweise auch schon bekannt, die im Erdschlußreststrom stets enthaltenen Oberwellen zur Erdschlußerfassung heranzuziehen (deutsche Patentschriften 432982, 448 295, 497 892 und 449 751). Führt man eine dieser Oberwellen, vorzugsweise die hauptsächlich hervortretende 5. Oberwelle (5. O.W.) im Summenstrom und in der Verlagerungsspannung unter Zwischenschaltung geeigneter Siebkreise einem Richtungsrelais oder einer elektronischen Phasenvergleichsscheltung zu, so sind damit bereits die unter 1. genannten Schwierigkeiten voll beseitigt, die durch die unvermeidlichen Winkelfehler der Strom- und Spannungswandler entstehen. Die 5. O.W. wird nämlich im Gegensatz zur Grundwelle nicht von den Petersenspulen kompensiert, Die im Erdschlußfalle auftretende Leistung ihres Nullsystems ist deshalb praktisch rein kapazitiver Natur und entweder ausFor all of the above reasons, people have been looking for new solutions for earth fault protection in compensated networks for years. For example, it is already known to use the harmonics that are always contained in the residual current in the earth fault for earth fault detection (German patents 432982, 448 295, 497 892 and 449 751). If one of these harmonics, preferably the mainly protruding 5th harmonic (5th OW) in the total current and in the displacement voltage, is fed to a direction relay or an electronic phase comparison circuit with the interposition of suitable filter circuits, the difficulties mentioned under 1 are already completely eliminated caused by the unavoidable angle errors of the current and voltage transformers. In contrast to the fundamental wave, the 5th OW is not compensated by the Petersen coils. The power of its zero system that occurs in the event of an earth fault is therefore practically of a purely capacitive nature and either off

der geschützten Leitung hinaus- oder in diese hineingerichtet. Das wattmetrische Relais bzw. die elektronische Phasenvergleichsschaltung braucht also im Fehlerfalle nur zwischen zwei um annähernd 180° auseinanderliegenden Phasenbeziehungen zu unter-the protected line out or into it. The wattmetric relay or the electronic one In the event of a fault, phase comparison circuit only needs between two by approximately 180 ° phase relationships that differ from one another

xo scheiden. Verwendet man beispielsweise reine Blindleistungsrelais (sin^-Relais) bzw. entsprechende elektronische Phasenvergleichsschaltungen, so muß das Relais nur noch zwischen etwa 90° Voreilung bzw. etwa 90^a Nacheilung des Oberwellenstromes gegenüber der Oberwellenspannung entscheiden, was selbst bei extremen Winkelfehlern der Meßwandler mit absoluter Sicherheit möglich ist. Damit ist die unter 1. genannte Fehlernuelle voll ausgeschaltet.xo divorce. If, for example, pure reactive power relays (sin ^ relays) or corresponding electronic phase comparison circuits are used, the relay only has to decide between about 90 ° lead or about 90 ^a lag of the harmonic current compared to the harmonic voltage, which even with extreme angular errors of the transducers with absolute Security is possible. This completely eliminates the source of error mentioned under 1..

Unter Punkt 2. waren .ils weitere Störungsursache die Falschströme genannt, die durch magnetische Unterschiede der Eisenkerne der drei in den einzelnen Phasenleitern angeordneten Stromwandler entstehen. Diese Unsymmetrien verursachen im Summenstromkreis einen Falschstrom, dessen Größe durch die geometrische Summe der Leerlaufströme der drei Stromwandler gegeben ist. Er wäre gleicii Null, wenn alle drei Wandler den ger.au gleichen Leerlaufstrom benötigten. Im praktischen Betrieb werden aber — wie schon weiter oben gesagt — Falschströme beobachtet, deren Amplituden in der Größenordnung der beim konventionellen Schutz benutzten grundfrequenten Wirkkomponente des Erdschlußreststromes liegen und deshalb hier unmittelbar zu Fälschungen der Richtungsangaben führen können.Under point 2, .ils were another cause of the malfunction called the false currents caused by magnetic differences in the iron cores of the three in each Current transformers arranged in phase conductors arise. These asymmetries cause the summation circuit a false current, the size of which is determined by the geometric sum of the no-load currents of the three Current transformer is given. It would be zero if all three converters had roughly the same no-load current required. In practical operation, however - as already said above - false currents are observed, their amplitudes in the order of magnitude of the fundamental frequencies used in conventional protection The active component of the residual current to earth faults lie and therefore lead directly to forgeries here the directional information can lead.

Auch die im Erdschlußreststrom enthaltene 5. O.W. liegt in der gleichen Größenordnung. Ein im Summenstromkreis möglicher Falschstrom fünffacher Frequenz kann jedoch nur von den Unsymmetrien der im Leerlaufstrom der Wandler enthaltenen fünften Harmonischen herrühren. Diese betragen aber selbst bei voll bebürdeten Wandlern im Laststrombereich nur wenige Prozente des grundfrequenten Leerlaufstromes. Sie sind also um mehr als eine Größenordnung geringer als die echte, vom Erdschluß herrührende 5. O.W. des Erdschlußreststromes und können deshalb die Richtungsangabe nicht verfälschen. The 5. O.W. is of the same order of magnitude. One in the summation circuit possible false current five times the frequency can only be due to the asymmetries of the fifth harmonics contained in the no-load current of the converters. But these are themselves with fully exposed converters in the load current range only a few percent of the fundamental frequency no-load current. So they are more than an order of magnitude smaller than the real one resulting from the earth fault 5. O.W. of the residual current to earth and can therefore not falsify the directional information.

Damit ist auch Punkt 2. der oben aufgeführten Strömungsq'iellen ausgeschaltet, wenn man bei der Erdschlußerfassung von der 5. O.W. ausgeht. Es ist sogar nicht einmal notwendig, das Relais an eigene Sromwandlerkerne anzuschließen, die in den Phasenkreisen keine Bürden enthalten dürfen. Für den Anschluß können hier sogar die ohnehin vorhandenen »MeßHrne« der drei Phasenstromwandler ohne weiteres mitbenutzt werden.This means that point 2 of the above-mentioned flow equations is also switched off if one is at the Earth fault detection from the 5th O.W. goes out. It's not even necessary to own the relay To connect current converter cores, which must not contain any burdens in the phase circuits. For the connection Even the already existing "measuring horns" of the three phase current transformers can easily do this can also be used.

Als weitere Störungsquelle für den konventionellen Erdschlußschutz waren unter Punkt 3. außerdem auch noch primäre Unsymmetrien des geschütztenAnother source of interference for the conventional earth-fault protection was under point 3 also primary asymmetries of the protected

Netzes genannt worden. Bei rein sinusförmigen Lastströmen können in den Sekundärkreisen der Stromwandlerkerne keine störenden Oberwellen auftreten. Oberwellenbehaftete Lastströme können bezüglich der 5. O.W. äußerstenfalls ein Mit- und ein GegenNetwork has been called. With purely sinusoidal load currents, no disruptive harmonics can occur in the secondary circuits of the current transformer cores. Load currents affected by harmonics can, with regard to the 5th O.W. at the most, a with and a counter system enthalten, keinesfalls aber ein Nullsystem, das allein das Relais beeinflussen könnte.system, but by no means a null system that alone could affect the relay.

Damit entfällt auch die unter 3. genannte Störungsursache, und es bleibt lediglich noch der unterThis also eliminates the cause of the malfunction mentioned under 3, and only the one below remains

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Punkt 4. behandelte Einfluß der Verteilung der Erd- nur noch durch versuchsweises, nacheinander erfol- schlußspulen in größeren vermaschten Netzen zu be- gendes Abschalten der einzelnen verdächtig erscheitrachlen. Da aber in den Petersenspuleri praktisch nenden Strecken feststellen, welche Leitung wirklich nur rein grundfrequente Ströme fließen, kann ihr fehlerhaft ist. Abgesehen davon, daß bei dieser Art Aufstellungsort keinen Einfluß auf die natürliche s der Erdschlußsuche kostbare Zeit vergeht, in der die Verteilung der 5. O.W. im Netz ausüben, so daß auch Möglichkeit zu einer Ausweitung des Fehlers in einen von dieser Seite her ein in Abhängigkeit von der Doppelerdschluli besteht, bergen die wiederholten 5. O.W. arbeitendes Erdschlußrelais eindeutig im im Erdschlußzustand des Netzes erforderlichen Vorteil ist. Ee wird in Jedem Falle richtungsgetreu Sehalthandlungen die Oefahr des Auftretens weiterer beaufschlagt und kann deshalb — Im Gegensatz zum to Fehler und nicht zuletzt auch die Oefahr etwaiger konventionellen Schutz — keine falsche Richtung Fehtschaltungen des Personals. Aus diesem Orunde mehr anzeigen. ist ein wirklich eindeutiges Verhalten der Erdschluß- Point 4 dealt with the influence of the distribution of the earth - only through trial, successive successive coils in larger meshed networks, switching off the individual suspiciously appear. However, since in the Petersenspuleri it is practical to determine which line only flows with purely fundamental-frequency currents, it can be faulty. Apart from the fact that with this type of installation site there is no influence on the natural s of the search for earth faults, precious time passes in which the 5th OW is distributed in the network, so that there is also the possibility of an expansion of the error in one of this side depending on consists of the Doppelerdschluli, the repeated 5th OW operating earth-fault relay is clearly in the necessary advantage in the earth-fault condition of the network. In any case, the risk of the occurrence of further actions is acted upon in a true-to-directional manner and can therefore - in contrast to errors and not least the risk of any conventional protection - no wrong direction incorrect switching of the staff. Show more from this Orunde. is a really clear behavior of the earth fault

Damit allein Is· aber nach einer der Erfindung relais eines Netzes außerordentlich wichtig, damit die zugrunde liegenden Erkenntnis immer noch keine kranke Strecke ohne irgendwelche Versuchsschaltuneindeutige selektive Erdschlußerfassung gewährleistet, ij gen auf Anhieb festgestellt werden kann. Vielmehr bedarf es noch einer zusatzlichen Maß- Hierzu muß angestrebt werden, von dem soeben However, according to one of the invention relays of a network, this alone is extremely important so that the underlying knowledge still does not guarantee a diseased route without any attempt switching unambiguous selective earth fault detection, which can be determined immediately. Rather, an additional measure is required. To this end, the aim must be from the one just now

nähme, um at» der Gesamtheit der Relaisanzeigen beschriebenen Einfluß der unvermeidlichen und oft eines vermascht«! Nettes die kranke Leitung ein- titcht unbeträchtlichen Unterschiede in den natürdeutig erkennen zu können. Es muß nämlich nicht liehen Ansprechempfindlichkeiten wattmetrischer nur dafür gesorgt werden, daß die kranke Leitung *o Erdschlußrelais bzw. entsprechender elektronischer eindeutig gekennzeichnet wird, sondern außerdem Phasenvergleichsrelais freizukommen auch noch dafür, daß in den anschließenden oder Wie die F i g. 2 zeigt, ist in den gesunden Leitungs-would take to influence the unavoidable and often described influence of the totality of the relay displays one meshed «! It is nice to be able to recognize the diseased line in the inconsiderable differences in the natural. Namely, it does not have to borrow wattmetric responses only ensure that the sick line * o earth fault relay or corresponding electronic is clearly marked, but also phase comparison relay to be released also for the fact that in the subsequent or As the F i g. 2 shows is in the healthy conduit

auch weiter entfernten Leitungen des Netzes keine strecken zwar der Strom der S. O.W. für die negativ Relaisanzeigen zustande kommen können, die auch anzeigenden Relais grundsätzlich um den eigenen noch andere, tat Wirklichkeit gesunde Strecken als »5 ErrNtromanteil der zugehörigen Leitung größer als erdschlußbehaftet erscheinen lassen. Wie solche am anderen leitungsende, so daß die hauptsächlich Anzeigen fälschlicherweise zustande kommen können. erforderliche Anzeige der negativen Richtung theosoll an Hand der Pi g. 2 erläutert werden. retisch bis zu einem ge wir.en Grade bevorzugt wird. Hier ist ht das gleiche Netz wie bei Fig. I und In größeren Netzen mit vielen Leitungen wird aber für die gleiche Lage der Erdschlußstelle A die Ver- 30 dieser Unterschied geringer als in dem einfachen teilung der S.O.W/ im Summenstromkreis der Schute- Beispiel der F i g. 2. und insbesondere bei Vergleichseinrichtungen«« den einzelnen Leitungsenden durch weise kürzeren Strecken gelangt man leicht in den Richtungspfeile eingetragen und die relative Ampli- Amprech-Streubereich der beiderseitigen Relais und lüde der 5. O.W. angeschrieben. Der Gesamtstrom damit zu mehrdeutigen Relaisangaben, der S.O.W, an der Fehlerstelle ist dabei gleich 1.0 3s Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gesetzt. Der auf jeder Strecke selbst verbrauchte Erdschlußüberwachungsverfahren zu finden, das trotz Stromanteil ist — wie auch schon in F i g. I — der abweichenden Bedingungen in den einzelnen verdurch senkrecht zur Leitung gerichtete Pfeile und maschten Netzen und trotz der unvermeidlichen zugehörige Zahlenwerte angegeben. Die Petersen- Empfindlichkeitsunterschiede der Relais kranke Leispulen. die ja keinen Einfluß auf die Verteilung der 40 tungen eindeutig kennzeichnet und Falschaussagen 5. O.W. haben, sind in F i g. 1 nicht mit eingetragen. über gesunde Leitungen sicher vermeidet. Die Amplituden der auf eine Station zu gerichteten Gemäß der Erfindung wird diese AUi₆-¹* bei dem Strompfeile sind mit einem Plus-Vorzeichen versehen, eingangs genannten Verfahren dadurch geilst, daß ■weil sie — entgegen der Strompfeilrichtung — zu mit Hilfe von Anzeige- und/oder Meldeeinrichtungen einer oen Richtungsangabe des Relais führen, 45 sowohl die positive als auch die negative Blind- die räumlich auf die Fehlerstelle hinweist, während ieistungsrichtung der Oberwelle erfaßt wird und daß den in eine Leitung hineinweisenden Strompfeilen dabei die ein Kennzeichen für den erd ,chlußf reien negative Vorzeichen zugeordnet sind, weil diese Zustand der zugehörigen Leistungsstrecke darstel-Relais durch ihre Ausschlagsrichtung eindeutig an- lende Anzeige und oder Meldung der negativen zeigen, daß die Erdschlußstelle des Netzes nicht auf 50 Blindleistungsrichtung mit größerer oder mindestens der zugeordneten Leitung zu suchen ist. Bei negativer gleich großer Relaisempfindlichkeit erfolgt wie die in Richtungsangabe eines Retais braucht man also die entgegengesetzter Richtung. Even more distant lines of the network do not stretch, although the current of the SOW for the negative relay displays can come about, the also displaying relays basically around their own nor other, did reality make healthy stretches appear larger than earth faults as an earth fault of the associated line. Like those at the other end of the line, so that the mainly displays can come about incorrectly. required display of the negative direction theosoll on the basis of the Pi g. 2 will be explained. retic is preferred to a reasonable degree. Here ht is the same network as in Fig. I and In larger networks with many lines, however, for the same position of the earth connection point A, the distribution of this difference is smaller than in the simple division of the SOW / in the sum circuit of the Schute example of the F i g. 2. and especially in the case of comparison devices “” the individual line ends by way of shorter distances can be easily entered in the directional arrows and the relative amplitude and dispersion range of the relays on both sides and the load of the 5th OW are written. The total current thus to ambiguous relay information, the SOW, at the point of failure is equal to 1.0 3s. The invention is based on the object of a set. The ground fault monitoring method used on every route can be found, which is despite the current share - as in FIG. I - the deviating conditions indicated in the individual by arrows pointing perpendicular to the line and meshed networks and despite the inevitable associated numerical values. The Petersen sensitivity differences of the relays sick leispheres. which clearly have no influence on the distribution of the 40 lines and have false statements 5. OW are shown in FIG. 1 not entered. safely avoided through healthy lines. According to the invention, the amplitudes of the AUi ₆ - ¹ * with the current arrows are provided with a plus sign. and / or signaling devices lead to an oen directional indication of the relay, 45 both the positive and the negative blind, which spatially indicates the fault location, while the power direction of the harmonic is detected and that the current arrows pointing into a line are an indicator for the earth, Circuit-free negative signs are assigned, because these represent the state of the associated power link. Relays, with their deflection direction, clearly display and / or messages of the negative show that the earth fault point of the network is not to be sought in the reactive power direction with a larger or at least the assigned line . In the case of a negative relay sensitivity of the same size, the opposite direction is required, as is the case with the directional information of a relay.

am anderen Streckenende angezeigte Richtung gar Gemäß der weiteren Ausbildung der ErfindungDirection indicated at the other end of the route even according to the further embodiment of the invention

nicht erst abzufragen. Sie könnte übrigens, wie die wird die im Summenstromkreis enthaltene Oberwelle Verhältnisse für die Strecke C-D zeigen, ebenfalls 55 gleicher Ordnung mit Hilfe eines einstellbaren Stromnegativ sein. Schwellwertgliedes erfaßt, das sowohl dip. positive als Nun kann es aber durch unvermeidliche Empfind- auch die negative Richtungsanzeige freigibt und lichkeits-Unferschiede der Relais an den beiden dessen kleinster einstellbarer Strom-Schwellwert über Enden von gesunden Strecken vorkommen, daß nur dem Ansprechwert der Richtungsmeßschaltungen an diejenigen Relais zum Ansprechen kommen, die eine 60 beiden Streckenenden liegt, so daß das Strompositive Richtung anzeigen, während die am anderen Schwellwertglied nur ansprechen kann, wenn auch Ende erforderlichen negativen Richtungsanzeigen mit Sicherheit eine Richtungsanzeige erfolgt,
infolge nicht mehr ausreichender Empfindlichkeit Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ausbleiben. Dann sind auf diese Weise auch noch sieht vor. daß die im Summenstromkreis enthaltene w.itere Strecken als fehlerbehaftet gekennzeichnet. 65 Oberwelle gleicher Ordnung mit zwei Strom-Schwelldic aber in Wirklichkeit fehlerfrei sind. In der zen- wertgliedern unterschiedlicher Ansprechempfindlichtralen Netzüberwachungsstelle erhält man durch keit erfaßt wird, daß das auf den kleineren Stromsolchc Meldungen ein vieldeutiges Bild und kann nun wert ansprechende Schwellwertglied nur die Anzeigedo not ask first. Incidentally, it could also be of the same order with the help of an adjustable current negative, as will be shown by the harmonic ratios contained in the summation circuit for the path CD. Threshold member detected that both dip. positive than Now, however, the unavoidable sensation also enables the negative directional display and differences in the reliability of the relays at the two whose smallest adjustable current threshold value over the ends of healthy distances can occur that only the response value of the direction measuring circuits on those relays respond, the one 60 lies at both ends of the route, so that it indicates the positive direction of the current, while the one at the other threshold value element can only respond if the negative direction indicators required at the end of the line are definitely indicated,
as a result of insufficient sensitivity. A preferred further development of the invention is absent. Then this way you also have provisions. that the other lines contained in the summation circuit are marked as faulty. 65 Harmonics of the same order with two current Schwelldic but in reality are free of errors. In the central value elements of different response-sensitive light real network monitoring point it is possible to detect that the messages on the smaller currents have an ambiguous picture and can now value-sensitive threshold value element only the display

der ein Kennzeichen für den erdschlußfreien Zustand der geschützten Leitung darstellenden negativen Blindleitung freigibt, daß das andere Schwellwertglied die Anzeige der positiven Richtung freigibt und daß der Ansprechwert beider Schwellwertglieder über drri Ansprechwert der Richtungsmeßschaltungen an beiden Streckenenden liegt.the negative, which is an indicator for the earth fault-free state of the protected line Stub releases that the other threshold value element releases the display of the positive direction and that the response value of both threshold value elements above drri response value of the direction measuring circuits both ends of the route.

Die vorliegende Erfindung beseitigt also alle ge-•childerten Nachteile der konventionellen watt- «etrischen ftrdschlußrelais. Sie benutzt ausschließ-Ich Meßgrößen, die auch im stationären Erdschlußlustand eines Netzes dauernd zur Verfügung stehen. Das erflnduflgsgemäße Erdschlußfeiais kann also bei bestehendem Erdschlußzustand wiederholt abgefragt werden. Das ist beispielsweise wichtig, wenn nach 1$ Beseitigung eines Doppelerdschlusses durch den Distanzschutz festgestellt werden muß, auf welcher Leitungsstrecke sich die noch verbliebene Etnzelerdschlußstelle befindet. Ähnliches gilt, wenn nach mehrfachen Gewitterstörungen ein etwa permanent ao Im Netz verbliebener Erdschluß gesucht werden muß.The present invention thus eliminates all of the reduced disadvantages of the conventional watt- Etric short-circuit relay. It only uses measured quantities that are permanently available even in the stationary earth fault condition of a network. The earth fault according to the invention can thus be queried repeatedly when the earth fault condition exists will. This is important, for example, if, after a double earth fault has been eliminated by the Distance protection, it must be determined on which line the remaining individual earth connection point is located. The same applies if after multiple thunderstorms an approximately permanent ao remaining in the network must be looked for.

Solche wiederholten Abfragungen sind dagegen bei einer anderen bekannten Art von Erdschlußrelais unmöglich, die zur selektiven Ortung der fehlerbehafteten Strecke von elektrischen Meßgrößen aus- gehen, die nur während des Initialvorganges des Erdschlusses sehr kurzzeitig verfügbar sind (Siemens-Z. 26 _v1952),S.78bis84.Such repeated inquiries, on the other hand, are impossible with another known type of earth fault relay which, for the selective localization of the faulty route, is based on electrical measured variables that are only available for a very short time during the initial process of the earth fault (Siemens-Z. 26 _v 1952), p .78 to84.

Claims

Patent claims:

1. Verfahren zur Erdschlußüberwachung eines kompensierten Netzes mit einem Erdschlußrelais, das die Richtung der kapazitiven Blindleistung des Nullsystems einer Oberwelle, vorzugsweise der fünften Harmonischen, erfaßt, dadurch1. Procedure for earth fault monitoring of a compensated network with a ground fault relay, which the direction of the capacitive reactive power of the zero system of a harmonic, preferably the fifth harmonic, detected thereby gekennzeichnet, daß mit Hilfe von Anzeige- und/oder Meldeeinrichtungen sowohl die positive als auch die negative Blindleistungsrichtung der Oberwelle erfaßt wird und daß dabei die ein Kennzeichen für den erdschlußfreien Zustand der zugehörigen Leitungsstrecke darstellende Anzeige und/oder Meldung der negativen Blindleistungsrichtung mit größerer oder mindestens gleich großer Relaisempfindlichkeit erfolgt wie die in entgegengesetzter Richtung.characterized that with the help of display and / or reporting devices, both the positive as well as the negative reactive power direction of the harmonic is detected and that the one Indicator for the display showing the earth fault-free state of the associated line section and / or reporting the negative reactive power direction with greater than or at least equal high relay sensitivity takes place in the opposite direction as that.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Summenstromkrels enthaltene Oberwelle gleicher Ordnung mit Hilfe eines einstellbaren Strom^Schwellwertgliedes erfaßt wird, das sowohl die positive als auch die negative Richtungsanzeige freigibt und dessen kleinster einstellbarer Strom-Schwellwert über dem Ansprechwert der Richtungsmeßschaltungen an beiden Streckenenden liegt, so daß das Strom-Schwellwertglied nur ansprechen kann, wenn auch mit Sicherheit eine Richtungsanzeige erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the harmonics contained in the sum current krels of the same order with the help an adjustable current ^ threshold value element is detected, both the positive and the releases negative direction display and its smallest adjustable current threshold value above the response value of the direction measuring circuits is at both ends of the route, so that the current threshold element can only respond if there is also a directional display with certainty.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Im Summenstromkreis enthaltene Oberwelle gleicher Ordnung mit zwei Strom-Schwellwertgliedern unterschiedlicher Ansprechempfindlichkeit erfaßt wird, daß das auT den kleineren Stromwert ansprechende Schwellwertglied nur die Anzeige der ein Kennzeichen für den erdschlußfreien Zustand der geschützten Leitung darstellenden negativen Blindleistung freigibt, daß das andere Schwellwertglied die Anzeige der positiven Richtung freigibt und daß der Ansprechwert beider Schwellwertglieder über dem Ansprechwert der Richtungsmeßschaltungen an beiden Streckenenden liegt3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the sum circuit in the contained harmonics of the same order with two current threshold elements of different responsiveness is detected that the auT the threshold value element responding to the smaller current value only displays the one indicator negative reactive power representing the earth fault-free state of the protected line enables that the other threshold value element enables the display of the positive direction and that the Response value of both threshold value elements above the response value of the direction measuring circuits is at both ends of the route

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings