DE19835731A1 - Einrichtung zur Anzeige der Richtung von Erdschlußströmen und Kurzschlüssen in Mittelspannungsnetzteil - Google Patents
Einrichtung zur Anzeige der Richtung von Erdschlußströmen und Kurzschlüssen in MittelspannungsnetzteilInfo
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- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anzeige der Richtung eines Erdschlußstromes in Mittelspannungs-
Dreileiternetzen. Da Kurzschlüsse in der Regel als Erdschlüsse beginnen, wird direkt auch die Richtung eines
Kurzschlusses angezeigt. Das Verfahren benötigt weder herkömmliche Strom- noch Spannungswandler und
kann deshalb auch in Netzstationen eingesetzt werden.
In der Patentanmeldung Az 197 32 103 A1 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem die Richtung
von Erdschlußströmen dadurch festgestellt wird, daß der Phasenwinkel des Erdschlußstromes zu dem der
3 Spannungen des örtlichen Niederspannungsnetzes in einem 60° Raster verglichen wird. Zu diesem
Zweck werden in den Nulldurchgängen oder Maxima der Sinuskurven von Strom und Spannung Impulse
erzeugt. Der Zeitabstand zwischen einem Strom- und einem Spannungsimpuls entspricht ihrem
Phasenwinkel. Die Ströme in Hin- und Rückrichtung differieren um 180 Winkelgrade, die 3 Spannungen im
Drehstromsystem dagegen um 120 Winkelgrade. Deshalb kann in einem Zeitfenster von der Größe der
Differenz von 60 Winkelgraden das Vorliegen eines Stromes mit einer definierten Richtung abgefragt
werden. Voraussetzung ist, daß Strom und Spannung einen gemeinsamen Ursprung haben wie das
Hochspannungsnetz. Dagegen ist es nicht erforderlich, daß die zum Vergleich herangezogenen Spannungen
eine unmittelbare Beziehung zum Strom haben wie z. B. die stromtreibende Spannung. Der
Phasenwinkel des Erdschlußstromes wird mit allen 3 um 120 Winkelgrade versetzten Spannungen des
örtlichen Niederspannungsnetzes verglichen, so daß eine Zuordnung bestimmter Spannungen zu den
Erdschlußströmen der in 3 Leitern möglichen Erdschlüssen nicht stattfindet. Die Abfragebereiche
werden durch die Position der Spannungszeiger eingestellt. Bei dem in der Anmeldung DE 197 32 103 A1
aufgeführten Schaltkreis wird davon ausgegangen, daß die Lage der Spannungszeiger durch die
Wahl der Polung und der Anschlußart Leiter-Erd- oder Leiter-Leiter-Spannung, ergänzt um
eine geringfügige Winkelkorrektur, gewählt wird.
Fig. 1 zeigt die 4 möglichen mit der derPolung und der Anschlußart einstellbaren
Spannungszeiger, bezogen auf die Richtung eines Erschluß-Wattreststromes Ic.
Fig. 2 zeigt das Prinzipschaltbild eines Gerätes, in dem die Zeiger stufenlos oder feinstufig
mit einem Prozessor eingestellt werden.
In der Praxis kann es notwendig sein, den Beginn und die Länge des Zeitfensters stufenlos oder feinstufig zu
parametrieren, um den Erfassungsbereich für die Stromwinkel besser optimieren zu können. An den
Stellen, an denen der Einsatz von Schaltkreisen vorgesehen ist, können auch Zeittakt gesteuerte Prozessoren
wie Mikroprozessoren eingesetzt werden. Damit können die Zeiten der originären Strom- und
Spannungsimpulse mit nahezu beliebigen Zusatzzeiten versehen werden, so daß Anfang und Ende des
Zeitfensters frei gewählt werden können. In einigen Einsatzfällen kann es auch notwendig sein, das
Zeitfenster kleiner als 3,33 ms. bzw. 60° zu machen, um ungewollte Überschneidungen zu vermeiden.
Beim Einsatz solcher Prozessoren kann auch die erforderliche Drehspannung des örtlichen
Niederspannungsnetzes künstlich aus einer Wechselspannung des örtlichen Niederspannungsnetzes in der
Weise erzeugt werden, daß 2 von 3 Drehspannungszeigern von einer Wechselspannung abgeleitet werden,
weil sie untereinander einen festen Abstand von 120 Winkelgraden haben. Mit dem gleichen Verfahren
können auch alle 4 Spannungssterne der Fig. 1 aus einer Wechselspannung erzeugt werden. Es genügt als
Spannungsanschluß für die Einrichtung ein Schukostecker.
Des Erdschlußstrom wird als Summenstromsignal aus einem einfachen, um die 3 Leiter der
abgefragten Drehstromleitung gelegten Joch verwendet, so daß die Anzeige ohne herkömmliche Strom-
und Spannungswandler auskommt.
Fig. 2: Der erfindungsgemäße Vergleich der Winkellage von Strom und Spannungen erfolgt in
einem Gerät, das im wesentlichen besteht aus dem Umbaugeber 1, den Impulsgebern für Strom 2
und Spannung 3, einem Prozessor 4, der Prozessorsteuerung 5 und der Anzeige und
Signalspeicherung 6. Die Impulsgeber wandeln die Sinuskurven in einen Impuls, der entweder im
Nulldurchgang oder im Maximum entsteht. Der Prozessor 4 registriert die Impulszeiten zeitgenau,
addiert oder subtrahiert Zusatzzeiten und kontrolliert, ob eine Impulszeit kleiner oder größer als
Anfang und Ende eines eingestellten Zeitfensters ist. Befindet sich der Impuls innerhalb des
Zeitfensters, wird eine Meldung generiert und an die Anzeige und Signalspeicherung 6 geleitet. Er
leitet ferner aus einem Wechselspannungsimpuls 2 weitere Impulse ab und versieht sie mit Zusatzzeiten
analog 120 bzw. 240 Winkelgraden in der Weise, daß die 3 Impulse identisch sind mit denen
einer Drehspannung. Mit der Prozessorsteuerung 5 werden Einstellzeiten und Prozeduren parametriert.
Die Anzeige und Signalspeicherung 6 bereitet die Meldung zu einer sinnvollen Anzeige auf.
Claims (7)
1. Verfahren zur Anzeige der Richtung von Erdschlußströmen in Mittelspannungs-Drehstromnetzen,
gekennzeichnet dadurch, daß die Phasenwinkel von Erdschlußstrom und Spannung
miteinander verglichen werden und hierfür ein Umbaugeber (1), im wesentlichen bestehend aus einem
ringförmigen Eisenjoch, das ein winkelgetreues 50 Hz-Signal des Erdschlußstromes abgibt, und die
Spannungen des örtlichen Niederspannungsnetzes verwandt werden, so daß eine Erdschlußrichtung
auch in Stationen ohne herkömmliche Strom- und Spannungswandler festgestellt werden kann.
2. Verfahren zur Anzeige der Richtung von Erdschlußströmen in Mittelspannungs-Drehstromnetzen,
gekennzeichnet dadurch, daß eine Abfrage der Phasenwinkel des Erdschlußstroms und der
Spannungen des örtlichen Niederspannungsnetzes dadurch vorgenommen wird, daß die eine elektrische
Größe bei ihrem Nulldurchgang oder Maximum ein Zeitfenster von bestimmter Dauer öffnet
und die andere elektrische Größe bei
ihrem Nulldurchgang oder Maximum einen Signalimpuls erzeugt, der,
wenn dies während eines geöffneten Zeitfensters geschieht, ein mit 50 Hz pulsierendes Gleichstromsignal
bildet, das eine positive Erdschlußstromrichtung anzeigt.
3. Verfahren zur Anzeige der Richtung von Erdschlußströmen in Mittelspannungs-Drehstromnetzen,
gekennzeichnet dadurch, daß die Phasenwinkel des 50 Hz-Signals des Erdschlußstromes
gemäß Anspruch 1 mit drei um 120 Winkelgrade versetzte Spannungen des örtlichen Niederspannungsnetzes
verglichen werden, wobei eine Zuordnung des Stromes zu einer bestimmten Spannung nicht
erfolgt, und daß die Winkellage der Spannungen in 30-Gradschritten optimiert werden kann, indem
unter 4 Zeigerdiagrammen (Fig. 1) des Niederspannungsnetzes gewählt wird.
4. Verfahren zur Anzeige der Richtung von Erdschlußströmen in Mittelspannungs-Drehstromnetzen,
gekennzeichnet dadurch, daß eine Winkelkorrektur des 50 Hz-Signal des Erdschlußstromes
gemäß Anspruch 1 dadurch vorgenommen werden kann, daß der Wechselstrom mit einem Gleichstrom
unterlagert wird.
5. Verfahren zur Anzeige der Richtung von Erdschlußströmen in Mittelspannungs-Drehstromnetzen,
gekennzeichnet dadurch, daß bei dem schnellen Anzeigeverfahren gemäß Anspruch 2 auch
die Richtung von Kurzschlüssen angezeigt wird, die sich aus einem Erdschluß entwickelt haben.
6. Verfahren zur Anzeige der Richtung von Erdschlußströmen in Mittelspannungs-Drehstromnetzen,
gekennzeichnet dadurch, daß die zeitliche Lage der Spannungs- und Stromimpulse
zueinander sowie Anfang und Ende des Zeitfensters gemäß Anspruch 2 durch Zeittakt gesteuerte
Prozessoren individuell eingestellt werden, damit alle im Mittelspannungsnetz auftretende Stromwinkel
selektiv erfaßt werden können.
7. Verfahren zur Anzeige der Richtung von Erdschlußströmen in Mittelspannungs-Drehstromnetzen,
gekennzeichnet dadurch, daß die Drehspannungsimpulse des örtlichen Niederspannungsnetzes
mit der Technik gemäß Anspruch 6 gebildet werden, indem 2 von 3 Drehspannungsimpulsen
im Prozessor von einem Wechselspannungsimpuls abgeleitet werden, so daß sie
untereinander einen Abstand von 120 Winkelgrade haben und für die erfindungsgemäße
Einrichtung anstelle eines Drehspannungsanschlusses nur ein Wechselspannungsanschluß benötigt
wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19835731A DE19835731A1 (de) | 1997-07-25 | 1998-08-07 | Einrichtung zur Anzeige der Richtung von Erdschlußströmen und Kurzschlüssen in Mittelspannungsnetzteil |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19732103A DE19732103C2 (de) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | Verfahren zur Anzeige der Richtung von Erdschlußströmen und Kurzschlüssen in Mittelspannungsnetzen |
DE19835731A DE19835731A1 (de) | 1997-07-25 | 1998-08-07 | Einrichtung zur Anzeige der Richtung von Erdschlußströmen und Kurzschlüssen in Mittelspannungsnetzteil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19835731A1 true DE19835731A1 (de) | 2000-02-17 |
Family
ID=26038593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19835731A Withdrawn DE19835731A1 (de) | 1997-07-25 | 1998-08-07 | Einrichtung zur Anzeige der Richtung von Erdschlußströmen und Kurzschlüssen in Mittelspannungsnetzteil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19835731A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012049294A1 (en) | 2010-10-14 | 2012-04-19 | Abb Research Ltd | Fault direction parameter indicator device using only current and related methods |
CN103109429A (zh) * | 2010-08-13 | 2013-05-15 | Abb研究有限公司 | 故障参数指示器装置和有关的方法 |
-
1998
- 1998-08-07 DE DE19835731A patent/DE19835731A1/de not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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