DE19717596A1 - Fault and error location device e.g. for electric power transmission system - Google Patents
Fault and error location device e.g. for electric power transmission systemInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ortung eines Feh lers in einem elektrischen Energieübertragungssystem entspre chend dem Oberbegriff der Ansprüche 1 oder 2.The invention relates to a device for locating a mistake correspond in an electrical energy transmission system chend preamble of claims 1 or 2.
Bei einer derartigen, aus der DE 44 41 334 C1 bekannten Ein richtung sind an beiden Enden eines zu überwachenden Ab schnittes einer mehrphasigen Energieversorgungsleitung Schutz- oder Registriereinrichtungen angeordnet, die als Meß größen die Spannungen und Ströme erfassen und für einen Zeit raum unmittelbar vor Auftreten des Fehlers und für die Zeit während des Fehlers speichern. Aus den vor dem Auftreten des Fehlers, d. h. bei ungestörten Leitungsverhältnissen, er faßten Strömen und Spannungen wird zunächst mit Hilfe von komplexen Modellgleichungen (Leitungsgleichungen) der Energieversorgungsleitung die Phasenverschiebung zwischen den an dem einen Ende des zu überwachenden Leitungsabschnittes und den an dem anderen Ende erfaßten Strömen und Spannungen ermittelt. Anschließend wird unter Berücksichtigung dieser Phasenverschiebung aus den Differenz strömen und -spannungen zwischen den vor dem Auftreten des Fehlers und den danach erfaßten Strömen und Spannungen mit Hilfe der Leitungsglei chungen unter der Annahme eines Kurzschlußfehlers der Fehler ort ermittelt, wobei festgestellt oder bestätigt werden kann, ob der Fehler ein Kurzschlußfehler ist. Dazu wird sowohl von dem einen Ende als auch von dem anderen Ende des Leitungs abschnittes ausgehend mit den dort gemessenen Strömen und Spannungen und den Leitungsgleichungen jeweils die Spannung auf der Leitung als Funktion des Ortes ermittelt, wobei an dem Fehlerort im Falle eines Kurzschlußfehlers, im Unter schied zu einer Leitungsunterbrechung, aus Gründen der Span nungskontinuität die von beiden Enden her ermittelten Span nungen gleich sein müssen. Zur Erhöhung der Genauigkeit er folgt die rechnerische Bestimmung des Fehlerortes nicht nur für einen, sondern für mehrere sogenannte aeriale Modi, so daß sich statt einer Gleichung mehrere überbestimmte Glei chungen ergeben. Diese Gleichungen werden nach der Methode des kleinsten Fehlerquadrats gelöst.In such a, known from DE 44 41 334 C1 Direction are at both ends of a branch to be monitored cut of a multi-phase power supply line Protection or registration devices arranged as a measuring sizes capture the voltages and currents and for a time space immediately before the error occurs and for the time save during the error. From the before the appearance of the Error, d. H. with undisturbed line conditions, he currents and tensions is first of all with the help of complex model equations (line equations) of the Power supply line the phase shift between the at one end of the line section to be monitored and the currents and voltages sensed at the other end determined. Then taking this into account Phase shift from the difference currents and voltages between those before the error occurred and after that detected currents and voltages with the help of the line glue tests assuming a short-circuit fault determined location, whereby it can be determined or confirmed, whether the fault is a short circuit fault. This is done by both one end as well as the other end of the line section starting with the currents and measured there Voltages and the line equations each the voltage determined on the line as a function of the location, with on the fault location in the event of a short circuit fault, in the sub decided to interrupt the line, for reasons of span continuity, the span determined from both ends must be the same. To increase accuracy follows the arithmetical determination of the fault location not only for one, but for several so-called aerial modes, see above that instead of one equation, there are several overdetermined equations results. These equations are made according to the method of least squares solved.
Die Genauigkeit bei der Bestimmung des Fehlerortes wird da durch beeinträchtigt, daß die Meßgrößen und die Modellglei chungen (Leitungsgleichungen) einschließlich der darin ver wendeten Modellgleichungsparameter (Leitungswiderstand, -kapazität, -induktivität) fehlerbehaftet sind.The accuracy in determining the fault location is there affected by that the measurands and the model equilibrium equations (line equations) including the ver applied model equation parameters (line resistance, capacitance, inductance) are faulty.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zusammen mit der Schätzung des Fehlerortes eine Aussage über die Genauig keit der Schätzung des Fehlerortes zu ermöglichen.The invention is therefore based on the object, together with the estimate of the fault location a statement about the accuracy enable the location of the fault to be estimated.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe durch die in Anspruch 1 bzw. Anspruch 2 angegebene Einrichtung gelöst.According to the invention the object is achieved by the in claim 1 or claim 2 specified device solved.
Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird also mit Hilfe der Modellgleichungen zusätzlich zu dem geschätzten Fehlerort aufgrund von vorgegebenen maximalen Meßgrößenfehlern und Parameterfehlern die daraus resultierende Variation des ge schätzten Fehlerortes bzw. ein Vertrauensintervall um den geschätzten Fehlerort, also ein Toleranzbereich, ermittelt und ausgegeben, innerhalb dessen mit hoher Wahrscheinlichkeit der tatsächliche Fehlerort liegt. Aufgrund dieser zusätz lichen Informationen wird das Auffinden des tatsächlichen Fehlerortes in dem gestörten Energieübertragungssystem er leichtert. Die Größe des Vertrauensintervalls weist dabei auf die Brauchbarkeit des geschätzten Werts für den Fehlerort hin; je größer das Vertrauensintervall ist, um so weniger brauchbar ist der für den Fehlerort ermittelte Wert.With the device according to the invention Model equations in addition to the estimated error location due to predetermined maximum measurement errors and The resulting variation of the ge estimated fault location or a confidence interval around the estimated fault location, i.e. a tolerance range and spent, within which with high probability the actual fault location is. Because of this additional information is the finding of the actual Fault location in the disturbed energy transmission system relieved. The size of the confidence interval shows the usability of the estimated value for the fault location there; the longer the confidence interval, the less the value determined for the fault location is usable.
Die in Anspruch 1 bzw. 2 angegebenen partiellen Ableitungen der Spannungszeigerfehler nach den Meßgrößen und Modellglei chungsparametern sind ein Maß für die Sensitivität des Span nungszeigerfehlers gegenüber den jeweiligen Meßgrößen- und Parameterfehlern. Dadurch ist in vorteilhafter Weise die Möglichkeit gegeben, den Einfluß einzelner Modellgleichungs parameter auf die Genauigkeit bei der Ermittlung des Fehler ortes zu bestimmen und ggf. entsprechende Korrekturen der betreffenden Modellgleichungsparameter vorzunehmen.The partial derivatives specified in claims 1 and 2, respectively the voltage vector error according to the measured variables and model equilibrium parameters are a measure of the sensitivity of the chip tion pointer error compared to the respective measured variable and Parameter errors. As a result, the Possibility given the influence of individual model equations parameters on the accuracy in determining the error determine the location and, if necessary, make corrections to the make relevant model equation parameters.
Da die Phasenverschiebung zwischen den Phasenreferenzen der Spannungs- und Stromzeiger an den unterschiedlichen Enden des Überwachungsbereichs nicht gemessen wird, sondern durch die Einrichtung im Rahmen der Ermittlung des Fehlerortes berech net wird, kann auch kein Meßfehler für die Phasenverschiebung vorgegeben werden. Aus diesem Grunde wird vorzugsweise für die Meßgrößenfehler jeweils nur ein Betrag des Meßgrößen fehlers geschätzt, der dann mit einem komplexen Einheits zeiger multipliziert wird, dessen Richtung der partiellen Ableitung des Spannungszeigerfehlers nach dem Ort entspricht.Since the phase shift between the phase references of the Voltage and current pointers at the different ends of the Monitoring area is not measured, but by the Calculate facility as part of the determination of the fault location net, there can be no measurement error for the phase shift be specified. For this reason it is preferred for the measurand errors each only an amount of the measurands error estimated, then with a complex unit is multiplied, the direction of which is the partial Derivation of the voltage pointer error corresponds to the location.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf die Figur der Zeichnung Bezug genommen, die ein Ausführungs beispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung in Form eines Blockschaltbildes zeigt.To further explain the invention, the following is based on the figure of the drawing referred to an execution example of the device according to the invention in the form of a Block diagram shows.
Ein elektrisches Energieübertragungssystem, hier eine drei phasige Energieversorgungsleitung EV, wird in einem über wachungsbereich (Leitungsabschnitt) der Länge L zwischen zwei Enden S und R mittels dort angeordneter Schutz- oder Regi striereinrichtungen SE1 und SE2 auf das Auftreten eines Fehlers F überwacht. Die Schutzeinrichtungen SE1 und SE2 können hier nicht gezeigte Anregeschaltungen enthalten, die im Fehlerfall eine Abschaltung des fehlerbehafteten Leitungs elements auslösen.An electrical power transmission system, here a three phase power supply line EV, is in an over monitoring area (line section) of length L between two Ends S and R by means of protection or regi arranged there striereinrichtung SE1 and SE2 on the occurrence of a F error monitored. The protective devices SE1 and SE2 can contain excitation circuits, not shown, which in the event of a fault, the faulty line is switched off trigger elements.
Um den Ort xF des Fehlers F, hier z. B. von dem Ende S aus gehend, ermitteln zu können, werden in beiden Schutzeinrich tungen SE1 und SE2 die dort in den drei Phasenleitern der Leitung EV auftretenden Ströme IS, IR und die Spannungen VS, VR zwischen den drei Phasenleitern und der Erde gemessen und für einen vorgegebenen Zeitraum unmittelbar vor dem Auftreten des Fehlers F sowie für die Zeit danach während der Dauer des Fehlers gespeichert.To the location x F of the error F, here z. B. starting from the end S, to be able to determine in both protective devices SE1 and SE2 the currents occurring there in the three phase conductors of line EV I S , I R and the voltages V S , V R between the three phase conductors and of the earth measured and stored for a predetermined period immediately before the occurrence of the fault F and for the time thereafter during the duration of the fault.
In einem ersten Schritt werden zunächst aus den vor dem Auf treten des Fehlers F, d. h. bei ungestörten Leitungsverhält nissen, erfaßten Strömen und Spannungen in Funktionsblöcken FB1 und FB2 auf der Grundlage der sogenannten Clarke-Trans formation für unterschiedliche aeriale Modi m = α, β Span nungszeiger V S|BF,m bzw. V R,async|BF,m und Stromzeiger I S|BF,m bzw. I R,async|BF,m gebildet. Hierbei bedeutet die Abkürzung "BF" before fault, während "async" ausdrückt, daß die dem Ende R zugeord neten Zeiger nicht mit denen des Endes S synchronisiert sind. Anschließend wird in einem weiteren Funktionsblock FB3 auf grund der Spannungs- und Stromzeiger mit Hilfe von komplexen Modellgleichungen der Energieversorgungsleitung EV, hier den Leitungsgleichungen, die Phasenverschiebung δ zwischen den Phasenreferenzen der Zeiger an den unterschiedlichen Enden S und R berechnet. Auf die Art und Weise der Berechnung der Phasenverschiebung δ wird hier nicht näher eingegangen, da sie für die folgenden Erläuterungen ohne Bedeutung und darüber hinaus aus der eingangs erwähnten DE 44 41 334 C1 bekannt ist.In a first step, the currents and voltages detected in function blocks FB1 and FB2 on the basis of the so-called Clarke transformation for different aerial modes m = α, β Span from the occurrence of the fault F, ie with undisturbed line conditions voltage pointer V S | BF, m or V R, async | BF, m and current pointer I S | BF, m or I R, async | BF, m formed. The abbreviation "BF" means before fault, while "async" means that the pointers assigned to the end R are not synchronized with those of the end S. The phase shift δ between the phase references of the pointers at the different ends S and R is then calculated in a further function block FB3 based on the voltage and current pointers using complex model equations of the power supply line EV, here the line equations. The manner in which the phase shift δ is calculated is not discussed in detail here, since it is of no significance for the following explanations and is also known from DE 44 41 334 C1 mentioned at the outset.
In einem zweiten Schritt wird jetzt der Fehlerort xF ermit telt. Dazu werden für die beiden Enden S und R des Über wachungsbereichs jeweils aus den dort vor dem Auftreten des Fehlers F erfaßten Strömen und Spannungen und den nach dem Auftreten des Fehlers F erfaßten Strömen und Spannungen Dif ferenzströme und Differenzspannungen gebildet, die in den Funktionsblöcken FB1 und FB2 zu Stromzeigern I S|m, I R,async|m und Spannungszeigern V S|m, V R,async|m transformiert werden. Dabei werden die für das Ende R ermittelten Zeiger I R,async|m und V R,async|m in einem Funktionsblock FB4 um die in dem Funktionsblock FB3 ermittelte Phasenverschiebung δ gedreht, d. h. mit ejδ multi pliziert, so daß damit die phasenrichtigen Zeiger I R|m und V R|m erhalten werden.In a second step, the fault location x F is now determined. For this purpose, differential currents and differential voltages are formed for the two ends S and R of the monitoring area from the currents and voltages detected there before the occurrence of the error F and the currents and voltages detected after the occurrence of the error F, which are in the function blocks FB1 and FB2 are transformed into current pointers I S | m, I R, async | m and voltage pointers V S | m, V R, async | m. The pointers I R, async | m and V R, async | m determined for the end R are rotated in a function block FB4 by the phase shift δ determined in the function block FB3, ie multiplied with e jδ multi, so that the phase-corrected pointers are thereby I R | m and V R | m can be obtained.
In einem Funktionsblock FB5 wird von dem Ende S des Über
wachungsbereichs ausgehend mit den für diese Stelle ermit
telten Spannungszeigern V S|m und Stromzeigern I S|m und den
Modellgleichungen (Leitungsgleichungen) der Energie
versorgungsleitung EV für jeden Modus m jeweils die Spannung
V S|m(x) auf der Leitung EV als Funktion des Ortes x ermittelt.
Ebenso wird auch von dem Ende R des überwachungsbereiches
ausgehend mit den dortigen Spannungszeigern V R|m und den
Stromzeigern I R|m und den Modellgleichungen der Energie
versorgungsleitung EV für jeden Modus m jeweils die Spannung
V R|m(L-x) auf der Leitung EV als Funktion des Ortes L-x ermit
telt:
In a function block FB5, starting from the end S of the monitoring area, with the voltage pointers V S | m and current pointers I S | m determined for this point and the model equations (line equations) of the power supply line EV, the voltage V S for each mode m | m (x) determined on line EV as a function of location x. Likewise, starting from the end R of the monitoring area with the voltage pointers V R | m there and the current pointers I R | m and the model equations of the power supply line EV, the voltage V R | m (Lx) on the line EV for each mode m as a function of the location Lx:
In diesen beiden Gleichungen ist mit Zc m die jeweilige modale Leitungsimpedanz und mit γ m die modale Ausbreitungskonstante bezeichnet. Die Induktivitätsbeläge lm0 und lmm, repräsentie ren die Kopplung zwischen den Modi m und 0 (Erde) bzw. m und m', wobei m' einen anderen Modus als m bezeichnet. Die Ab kürzung "equ" steht dafür, daß es sich jeweils um einen Strom handelt, der von der Meßstelle S bzw. R bis zu dem Ort x integriert ist.In these two equations, Zc m denotes the respective modal line impedance and γ m the modal propagation constant. The inductance coatings l m0 and l mm represent the coupling between the modes m and 0 (earth) or m and m ', where m' denotes a mode other than m. The abbreviation "equ" stands for the fact that each is a current that is integrated from the measuring point S or R to the location x.
Die beiden oben stehenden Gleichungen sind jeweils nur für
die ungestörten Teile der Leitung EV, also vom Ende S bis zu
dem zu ermittelnden Fehlerort xF bzw. von dem Ende R bis zu
dem Fehlerort xF, gültig, wobei an dem Fehlerort xF unter der
Annahme, daß es sich bei dem Fehler um einen Kurzschlußfehler
handelt, aufgrund der Spannungskontinuität V S|m(xF)=V R|m(L-xF)
gelten muß. Da jedoch sowohl die Messungen der Ströme und
Spannungen als auch die verwendeten Modellgleichungen und
ihre Modellgleichungsparameter fehlerbehaftet sind, ergibt
sich ein Spannungszeigerfehler ε m(xF)=V S|m(xF)-V R|m(L-xF). Die
Spannungszeigerfehler ε m(xF) für die verschiedenen Modi m
werden quadriert und in einer Kostenfunktion
The two equations above are only valid for the undisturbed parts of the line EV, ie from the end S to the fault location x F to be determined or from the end R to the fault location x F , with the fault location x F below assuming that the fault is a short-circuit fault, because of the voltage continuity V S | m (x F ) = V R | m (Lx F ) must apply. However, since the measurements of the currents and voltages as well as the model equations used and their model equation parameters are error-prone, a voltage pointer error results ε m (x F ) = V S | m (x F ) - V R | m (Lx F ). The voltage vector errors ε m (x F ) for the different modes m are squared and in a cost function
aufsummiert, durch deren Minimierung, d. h. ∂K(xF)|∂xF=0, der Fehlerort xF ermittelt und ausgegeben wird.summed up, by minimizing them, ie ∂K (x F ) | ∂x F = 0, the fault location x F is determined and output.
Die Genauigkeit, mit der die Schätzung des Fehlerortes xF erfolgt, ist dadurch beeinträchtigt, daß die Meßgrößen, also die gemessenen Ströme IS, IR und Spannungen VS, VR, und die verwendeten Modellgleichungen einschließlich der Modell gleichungsparameter, also der für die Leitungsimpedanz Zc und die Ausbreitungskonstante γ m maßgebliche Widerstands-, Kapa zitäts- und Induktivitätsbelag der Leitung EV, fehlerbehaftet sind. Um eine Aussage über die Genauigkeit der Fehlerort bestimmung zu ermöglichen, wird daher in einem Funktionsblock FB6 die aus solchen Fehlern resultierende Variation des ge schätzten Fehlerorts xF sowie ein Vertrauensintervall (Tole ranzbereich) ΔxF ermittelt, innerhalb dessen mit hoher Wahr scheinlichkeit der tatsächliche Fehlerort liegt.The accuracy with which the error location x F is estimated is impaired by the fact that the measured variables, that is to say the measured currents I S , I R and voltages V S , V R , and the model equations used, including the model equation parameters, that is to say for the line impedance Zc and the propagation constant γ m relevant resistance, capacitance and inductance coverage of the line EV are defective. In order to make a statement about the accuracy of the location of the fault, the variation of the estimated fault location x F resulting from such faults and a confidence interval (tolerance range) Δx F are determined in a function block FB6, within which the actual fault location is highly probable lies.
Hierzu wird zunächst für die verschiedenen Modi m jeweils die
Abhängigkeit des Spannungszeigerfehlers ε m(xF) von fehler
bedingten Variationen von insgesamt i = 1 . . . N vorgegebenen
Meßgrößen und Modellgleichungsparametern pi und der daraus
resultierenden Variation des geschätzten Fehlerortes xF er
mittelt, indem für jeden Modus m jeweils die partiellen Ab
leitungen der Spannungszeigerfehler nach den fehlerbehafteten
Meßgrößen und Modellgleichungsparametern pi und nach dem Ort
xF gebildet und anschließend jeweils mit geschätzten oder in
sonstiger Weise vorgegebenen maximalen Meßgrößen- und Para
meterfehlern δpi bzw. mit einer Variablen δxF für die un
bekannte, zu bestimmende Variation des geschätzten Fehler
ortes xF multipliziert und anschließend aufsummiert werden:
For this purpose, the dependency of the voltage pointer error ε m (x F ) on error-related variations of a total of i = 1 is first of all given for the various modes m. . . N predetermined measured variables and model equation parameters p i and the resulting variation in the estimated error location x F er averaged by forming for each mode m the partial derivatives of the voltage pointer errors according to the error-prone measured variables and model equation parameters p i and the location x F and then in each case multiplied by estimated or otherwise specified maximum measured variable and parameter errors δp i or by a variable δx F for the unknown, to be determined variation of the estimated error location x F and then summed up:
Die einzelnen partiellen Ableitungen sind dabei jeweils ein Maß für die Sensitivität des Spannungszeigerfehlers ε m(δxF, δpi) gegenüber Variationen der einzelnen Meßgrößen und Modellgleichungsparameter pi und der daraus resultie renden Variation des Fehlerortes xF. Die Summenbildung berücksichtigt den schlimmsten Fall, daß sich nämlich die Einzelfehler nicht gegenseitig kompensieren können, sondern sich mit größtmöglicher Wirkung überlagern. The individual partial derivatives are each a measure of the sensitivity of the voltage pointer error ε m (δx F , δp i ) to variations in the individual measured variables and model equation parameters p i and the resulting variation in the error location x F. The summation takes into account the worst case, namely that the individual errors cannot compensate each other, but overlap with the greatest possible effect.
Die Spannungszeigerfehler ε m(δxF, δpi) für die verschiedenen Modi m = 1 . . . M lassen sich wie folgt in einem Fehlervektor [E] zusammenfassen. [E]=[S]T.δxF+[T]T.[δp], wobei [S] und [T] (1xM)- bzw. (NxM)-Sensitivitätsmatrizen sind und [δp] ein Vektor der i = 1 . . . N verschiedenen vorgegebenen Meßgrößen- und Parameterfehler δpi ist.The voltage vector errors ε m (δx F , δp i ) for the different modes m = 1. . . M can be summarized in an error vector [ E ] as follows. [ E ] = [ S ] T .δx F + [ T ] T. [Δp], where [ S ] and [ T ] are (1xM) and (NxM) sensitivity matrices, respectively, and [δp] is a vector of i = 1 . . . N different predetermined measured variable and parameter errors δp i .
Die Bestimmung der durch die Meßgrößen- und Parameterfehler
δpi verursachten Variation des geschätzten Fehlerortes xF
erfolgt nach der Methode des kleinsten Fehlerquadrats, indem
eine Kostenfunktion [K]=[E]T.[E] gebildet wird, deren Mini
mum mit ∂[K]/∂ δxF=∂[K]/δxF=0 bestimmt wird (xF vari
iert in dem Maße von δxF). Damit ergibt sich für die fehler
bedingte Variation des Fehlerortes xF:
The variation of the estimated error location x F caused by the measured variable and parameter errors δp i is carried out according to the method of least squares by forming a cost function [ K ] = [ E ] T. [ E ], the minimum of which with ∂ [ K] / ∂ δx F = ∂ [K] / δx F = 0 is determined (x F varies to the extent of δx F ). This results in the error-related variation of the error location x F :
δxF = -([S].[S]T)-1.[S].[T]T.[δp]=[W].[δp].
δx F = - ([ S ]. [ S ] T ) -1 . [ S ]. [ T ] T. [δp] = [ W ]. [δp].
Dabei ist [W] eine (1×N)-Matrix.Here, [ W ] is a (1 × N) matrix.
Ausgehend von der Annahme, daß die Meßgrößen- und Parameter
fehler δpi unbeeinflußt und voneinander unabhängig sind, er
gibt sich die Varianz σ2 des Fehlerortes xF zu
Based on the assumption that the measured variable and parameter errors δp i are unaffected and independent of one another, he admits the variance σ 2 of the error location x F
σ2 = [W].[Σp].[W]T mit [Σp] = [E].([δp]T.[δp])
σ 2 = [ W ]. [Σ p ]. [ W ] T with [Σ p ] = [E]. ([δp] T. [δp])
wobei [E] eine Einheitsmatrix bezeichnet. Das Vertrauens intervall ΔxF, in dem der tatsächliche Fehlerort xF liegt, bestimmt sich bei einer statistischen Sicherheit von 95% zu ΔxF = +/-1,96.σ.where [E] denotes a unit matrix. The confidence interval Δx F , in which the actual fault location x F lies, is determined with a statistical certainty of 95% to Δx F = +/- 1.96.σ.
Da, wie oben beschrieben, die Phasenverschiebung δ zwischen
den Phasenreferenzen der Strom- und Spannungszeiger an den
unterschiedlichen Enden S und R des Überwachungsbereichs
nicht gemessen wird, sondern im Rahmen der Ermittlung des
Fehlerortes xF berechnet wird, kann auch kein Meßfehler für
die Phasenverschiebung δ vorgegeben werden. Aus diesem Grunde
wird für die Meßgrößenfehler jeweils nur ein Betrag der
Strom- und Spannungsfehler geschätzt, der dann mit einem
komplexen Einheitszeiger
Since, as described above, the phase shift δ between the phase references of the current and voltage pointers at the different ends S and R of the monitoring area is not measured, but is calculated as part of the determination of the fault location x F , no measurement error for the phase shift δ can be made be specified. For this reason, only an amount of the current and voltage errors is estimated for the measured variable errors, which is then calculated using a complex unit pointer
multipliziert wird, dessen Richtung der partiellen Ableitung des Spannungszeigerfehlers ε m(xF) nach dem Ort xF entspricht.is multiplied, the direction of which corresponds to the partial derivative of the voltage pointer error ε m (x F ) after the location x F.
Claims (3)
- - die Spannungen (VS, VR) und Ströme (IS, IR) an den Enden (S, R) gemessen werden,
- - im Fehlerfall ausgehend von jedem Ende (S, R) und den dort gemessenen Strömen und Spannungen sowie für unterschied liche aeriale Modi (m) mittels komplexer Modellgleichungen des Energieübertragungssystems (EV) jeweils ein Spannungs zeiger (V S|m(x), V R|m(L-x)) für die Spannung in dem Energieüber tragungssystem (EV) als Funktion ihres Ortes (x) ermittelt wird und
- - die Spannungszeigerfehler (ε m(xF)) zwischen den für jeweils gleiche Modi (m) von den unterschiedlichen Enden (S, R) des Überwachungsbereichs aus ermittelten Spannungszeigern qua driert und in einer Kostenfunktion (K(xF)) aufsummiert wer den, durch deren Minimierung der Fehlerort (xF) ermittelt wird,
- - für jeden Modus (m) die partiellen Ableitungen der ermit telten Spannungszeigerfehler (ε m(xF)) nach dem Ort (xF) und nach den vorgegebenen fehlerbehafteten Meßgrößen und/oder Modellgleichungsparametern (pi) mit einer Variablen (δxF) für die zu bestimmende Variation des ermittelten Fehler ortes (xF) bzw. mit den vorgegebenen oder geschätzten maxi malen Meßgrößen- und Parameterfehlern (δpi) multipliziert und zu einer Fehlergröße (ε m(δxF, δpi)) aufsummiert werden und
- - die für die unterschiedlichen Modi (m) erhaltenen Fehler größen ([E]T) quadriert und zu einer weiteren Kostenfunk tion ([K]) aufsummiert werden, durch deren Minimierung die Variation (δ(xF)) des ermittelten Fehlerortes (xF) bestimmt wird.
- - the voltages (V S , V R ) and currents (I S , I R ) are measured at the ends (S, R),
- - In the event of a fault, starting from each end (S, R) and the currents and voltages measured there as well as for different aerial modes (m) using complex model equations of the energy transmission system (EV), a voltage pointer ( V S | m (x), V R | m (Lx)) for the voltage in the energy transmission system (EV) is determined as a function of its location (x) and
- - The voltage pointer errors ( ε m (x F )) between the same modes (m) from the different ends (S, R) of the monitoring area determined from the voltage pointer squared and summed up in a cost function (K (x F )) minimizing the fault location (x F ),
- - For each mode (m) the partial derivatives of the determined voltage vector errors ( ε m (x F )) according to the location (x F ) and according to the specified error-related measured variables and / or model equation parameters (p i ) with a variable (δx F ) for the variation of the determined error location (x F ) to be determined or multiplied by the predetermined or estimated maximum measured variable and parameter errors (δp i ) and summed up to an error variable ( ε m (δx F , δp i )) and
- - The error sizes ([ E ] T ) obtained for the different modes (m) are squared and summed up to form a further cost function ([ K ]), by minimizing them the variation (δ (x F )) of the determined error location (x F ) is determined.
- - die Spannungen (VS, VR) und Ströme (IS, IR) an den Enden (S, R) gemessen werden,
- - im Fehlerfall ausgehend von jedem Ende (S, R) und den dort gemessenen Strömen und Spannungen sowie für unterschied liche aeriale Modi (m) mittels komplexer Modellgleichungen des Energieübertragungssystems (EV) jeweils ein Spannungs zeiger (V S|m(x), V R|m(L-x)) für die Spannung in dem Energieüber tragungssystem (EV) als Funktion ihres Ortes (x) ermittelt wird und
- - die Spannungszeigerfehler (ε m(xF)) zwischen den für jeweils gleiche Modi (m) von den unterschiedlichen Enden (S, R) des Überwachungsbereichs aus ermittelten Spannungszeigern qua driert und in einer Kostenfunktion (K(xF)) aufsummiert wer den, durch deren Minimierung der Fehlerort (xF) ermittelt wird,
- - für jeden Modus (m) die partiellen Ableitungen der ermit telten Spannungszeigerfehler (ε m(xF)) nach dem Ort (xF) und nach den vorgegebenen fehlerbehafteten Meßgrößen und/oder Modellgleichungsparametern (pi) mit einer Variablen (δxF) für die Variation des Fehlerortes (xF) in Abhängigkeit von den Meßgrößen- und Parameterfehlern (δpi) bzw. mit den Meß größen- und Parameterfehlern (δpi) multipliziert und zu einer Fehlergröße (ε m(δxF, δpi)) aufsummiert werden,
- - die für die unterschiedlichen Modi (m) erhaltenen Fehler größen ([E]T) quadriert und zu einer weiteren Kostenfunk tion ([K]) aufsummiert werden, durch deren Minimierung die Abhängigkeit ([W]) zwischen der Variation (δ(xF)) des Fehlerortes (xF) und den Meßgrößen- und Parameterfehlern (δpi) ermittelt wird, und
- - aufgrund der ermittelten Abhängigkeit ([W]) die Varianz (σ2) bzw. das Vertrauensintervall (ΔxF) bestimmt wird.
- - the voltages (V S , V R ) and currents (I S , I R ) are measured at the ends (S, R),
- - In the event of a fault, starting from each end (S, R) and the currents and voltages measured there as well as for different aerial modes (m) using complex model equations of the energy transmission system (EV), a voltage pointer ( V S | m (x), V R | m (Lx)) for the voltage in the energy transmission system (EV) is determined as a function of its location (x) and
- - The voltage pointer errors ( ε m (x F )) between the same modes (m) from the different ends (S, R) of the monitoring area determined from the voltage pointer squared and summed up in a cost function (K (x F )) minimizing the fault location (x F ),
- - For each mode (m) the partial derivatives of the determined voltage vector errors ( ε m (x F )) according to the location (x F ) and according to the specified error-related measured variables and / or model equation parameters (p i ) with a variable (δx F ) for the variation of the error location (x F ) depending on the measured variable and parameter errors (δp i ) or multiplied by the measured variable and parameter errors (δp i ) and to an error variable ( ε m (δx F , δp i )) be added up
- - The error sizes ([ E ] T ) obtained for the different modes (m) are squared and summed up to form a further cost function ([ K ]), by minimizing them the dependence ([ W ]) between the variation (δ (x F )) of the error location (x F ) and the measured variable and parameter errors (δp i ) is determined, and
- - The variance (σ 2 ) or the confidence interval (Δx F ) is determined on the basis of the determined dependency ([ W ]).
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE1997117596 DE19717596A1 (en) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | Fault and error location device e.g. for electric power transmission system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1997117596 DE19717596A1 (en) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | Fault and error location device e.g. for electric power transmission system |
Publications (1)
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|---|---|
| DE19717596A1 true DE19717596A1 (en) | 1998-10-29 |
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ID=7827791
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|---|---|---|---|
| DE1997117596 Withdrawn DE19717596A1 (en) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | Fault and error location device e.g. for electric power transmission system |
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