DE2256536A1

DE2256536A1 - Verfahren und anordnung zur ortung eines fehlers auf einer elektrischen energietransportleitung

Info

Publication number: DE2256536A1
Application number: DE2256536A
Authority: DE
Inventors: Michel Souillard
Original assignee: Compteurs Schlumberger SA
Current assignee: Compteurs Schlumberger SA
Priority date: 1971-11-19
Filing date: 1972-11-17
Publication date: 1973-05-24
Also published as: AU4794472A; FR2160306B1; CA973935A; SU550996A3; SE388287B; JPS4863246A; GB1415695A; CH576716A5; US3800215A; IT991534B; FR2160306A1; AU464173B2

Description

COMPTEURS SCHLUMBERGER

12, Place des Etats-Unis

92 MOFTROUGE /Frankreich

Unser Zeichen: C 2928

Verfahren und Anordnung zur Ortung eines Fehlers auf einer elektrischen Energietransportleitung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung der Entfernung und zur Ortung von Fehlern auf Energietransportleitungen sowie auf Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens.

Es sind Fehlerortungsverfahren bekannt, bei denen Größen abgetastet und gespeichert v/erden, die von Spannungen und Strömen am Anfang der Leitung während des Fehlers stammen, wobei anschließend mit diesen abgetasteten Größen Operationen durchgeführt werden, damit eine Information erhalten wird, die der Entfernung des Fehlers proportional ist«. Wenn die abgetasteten Größen Spitzenwertamplituden der von den Spannungen und Strömen stammenden Größen sind, wird die Distanzmessung durch die aperiodische Komponente des Fehlerstroms und auch durch den eventuellen Widerstand

Lei/Gl

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des Fehlers verfälscht. Wenn die abgetasteten Größen Augenblickswerte der von den Spannungen und Strömen stammenden Größen in einem bevorzugten Zeitpunkt, beispielsweise dem Nulldurchgang des Fehlerstroms sind, kann die Distanzmessung unabhängig von der aperiodischen Komponente des Fehlerstroms und unter bestimmten Bedingungen auch unabhängig von dem Fehlerwiderstand sein. Dieses mit Augenblickswerten der Größen arbeitende Meßverfahren weist jedoch den Nachteil auf, daß eventuelle Meßfehler infolge von Einschwingzuständen der Leitung sowie von im Augenblick des Fehlers erscheinenden Störungen verursacht werden können.

Das Ziel der Erfindung ist die Vermeidung dieses Nachteils durch Schaffung eines Verfahrens, bei dem nicht mehr abgetastete Augenblickswerte, sondern zeitintegrierte Werte verwendet werden.

Nach der Erfindung ist ein Verfahren zur Ortung eines Fehlers auf einer elektrischen Energietransportleitung, bei welchem drei Spannungen gebildet werden, von denen die erste Spannung eine Fehlerschleifenspannung am Anfang der Leitung ist, die zweite Spannung eine Bezugsspannung ist, die an den Klemmen eines Widerstands erhalten wird, durch den ein dem Fehlerstrom proportionaler Strom fließt, und die dritte Spannung eine Bezugsspannung ist, die dem Spannungsabfall an einer Bezugslänge der fehlerhaften Leitungsschleife proportional ist und an den Klemmen von wenigstens einer Bezugsimpedanz erhalten wird, durch welche die Leitungsströme fließen, bei welchem ferner eine Zeitintegration der drei Spannungen durchgeführt wird, di^e integrierten Werte der ersten und.der dritten Spannung gespeichert werden und mit diesen beiden Werten

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eine arithmetische Operation durchgeführt wird, Ergebnis für den Ort des Fehlers kennzeichnend-ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitintegration der Spannungen in einem Zeitintervall durchgeführt wird, das dadurch "bestimmt ist, daß der Wert des Integrals der zweiten Spannung Null ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt den Vorteil, daß die Meßgenauigkeit durch Abschwächung des Einflusses von Störgrößen hoher Frequenz, insbesondere von im Augenblick des Fehlers auftretenden Einschwingzuständen der leitung verbessert wird.

Ein weiterer Torteil der Erfindung besteht darin, daß das Integrationszeitintervall in einem Teil der Periode gewählt werden kann, in welchem der Stromwandler nicht gesättigt ist, wodurch die Messung auch von den möglichen Sättigungszuständen des Stromwandler unabhängig gemacht wird.

Eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung mit einer Schutzanordnung, einer Wählanordnung ' für die fehlerhafte Phase und Einrichtungen zur Bildung eines Systems der drei Spannungen ist nach der Erfindung gekennzeichnet durch eine Gruppe von drei Integratoren, deren Eingängen die drei sich auf die fehlerhafte ieitungsschleife beziehenden Spannungen zugeführt werden, einen Spitzenwertdetektor für die zweite Spannung, welcher Fullstellsignale zu den Integratoren liefert, einen BuIldurchgangsdetektor, der dem der zweiten Spannung zugeordneten Integrator nachgeschaltet und mit Torschaltungen verbunden ist, die den Eingängen der beiden anderen Integratoren vorgeschaltet sind, und durch eine Operationsschaltung, die an die Ausgänge dieser beiden anderen Integratoren zur Bildung der Differenz und/oder des Quotients der Ausgangssignale dieser beiden Integratoren angeschlossen

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Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 ein Zeitdiagramm der elektrischen Größen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auftreten,

Fig. 2 ein Übersichtsschema einer Schaltung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3 das Schaltbild eines Bestandteils der Schaltung von Fig. 2,

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise

der Anordnung von Fig. 3 und _{ff 5}

Fig. 5 ein Schaltbild der in der Anordnung von Fig. 2 enthaltenen Integrationsanordnung.

Zum Verständnis des Prinzips der Messung bei dem Verfahren nach der Erfindung ist zunächst daran zu erinnern, daß der Ausdruck für den Augenblickswert der Spannung u am Anfang einer Leitungsschleife mit einem widerstandsbehafteten Fehler stets in die folgende Form gebracht werden kann:

u = xv + yw

In diesem Ausdruck sind ν und w Bezugsspannungen, die am Ort der Messung am Leitungsanfang aus Leitungsströmen gebildet werden, die durch Bezugsimpedanzen fließen, χ ist ein Proportionalitätsfaktor zwischen der örtlichen Spannung ν und dem Spannungsabfall am Fehlerwiderstand, und y ist ein Proportionalitätofaktor zwischen der örtlichen Leitun{;snachbildiuißsspannung und dem wirklichen Leitungsspannungsabfall zwiochon der Meßstelle und der

λ I. HH ') 1 / Π86 7

Fehlerstelle. Mit anderen Worten stellt y die Distanz des Dehlers vom Anfang der Leitung L dar.

a) Da die Bezugsspannung ν zu dem Spannungsabfall an dem Widerstand der Querverbindung des Fehlers proportional sein muß, wird diese Spannung an den Klemmen eines Widerstands R erhalten, durch den ein Strom fließt, der dem wirklichen Fehlerstrom proportional ist.

Im Fall eines einphasigen Schlusses auf einer Doppelleitung sind die Kuliströme an den beiden Enden dem wirklichen Fehlerstrom ij. proportional, und die Spannung ν hat die folgende Form:

ν = R.i₀ = a.R_D.i_D

Darin bezeichnet i den Nullstrom, Rj, den Widerstand des Fehlers und α einen Proportionalitätsfaktor.

Im Fall eines zweiphasigen Schlusses, beispielsweise zwischen den Phasen a und b, hat die Bezugsspannung ν die folgende Form: · " ■ -

Dabei sind i und i, die Ströme in den Phasenleitern a "

EL D

bzw. b.

b) Da die Bezugsspannung w dem Spannungsabfall an einer Bezugsstrecke der fehlerhaften Leitungsschleife proportional sein muß, wird diese Spannung an den Klemmen einer Be.zugsimpedanz erhalten, die von den Leitungs--· strömen durchflossen wird.

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Im Fall eines einphasigen Erdschlusses, beispielsweise an der Phase a einer Dreiphasenleitung, hat die Spannung w die folgende Form:

d (i - i_n) di

^wa = ^r ^a - V ⁺¹ V-²- ^cV¹OdT

In diesem Ausdruck sind r der Phasenwiderstand, 1 die Phaseninduktivität, r der Nullwiderstand und 1 die Nullinduktivität einer Längeneinheit der Leitung.

Im Fall eines Zweiphasenschlusses, beispielsweise zwischen den Phasen a und b, hat"die Spannung w die folgende Form:

= r (i - ij + 1

"ab ~ ^{x va}"a "¹V " -¹· dt

Das Meßverfahren nach der Erfindung beruht dann auf den folgenden Überlegungen:

Der zwischen den Zeitpunkten t. und tp integrierte Wert der Spannung u hat den folgenden allgemeinen Ausdruck

*2 u dt = x I ν dt + y I w dt

/*2

A₁

dieser wird zu:

Erfindungsgemäß werden die Integrationszeitpunkte t.. und so gewählt, daß gilt:

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'*2

ν dt = JVj -j = O; man erhält dann:

ftr,

* u dt = j I ^fc w dt

Daraas folgt: El * = 7

Wenn dieses Verfahren bei einer Fehlerortungseinrichtung angewendet wird, werden die beiden integrierten Spannungen:

u dt und/ w dt

Jt₁

gespeichert, und raan bildet dann ihren Quotient durch ein analoges oder· digitales Verfahren, um den Wert y, d.h. die Entfernung des Fehlers zu erhalten; somit gilt:.

j »a* [ü] \

!w dt [w] ?
*1

Wenn dieses Verfahren bei einem Distanzrelais angewendet wird, das eine Ja-Nein-Aussage liefert, wenn der Fehler in einer definierten Zone der leitungsausdehnung liegt, beispielsweise bei einem Relais, dessen Zonengrenze auf den Wert y^ eingestellt ist, bildet man die Differenz D der integrierten Spannungen in folgender Weise:

P2 " Γ*2 Γ*2

D=I u dt - y. I w dt = (y - y.) w dt

^t₁ ' ^t₁ ^l Zt₁

. . 3 f] ij 8 2 1 / 0 8 6 7

Der Vergleich des Vorzeichens der Differenzspannung D mit dem Vorzeichen der Spannung

W dt

ermöglicht die Kenntnis des Vorzeichens von y - y.., zeigt also an, ob der Fehler diesseits oder jenseits der eingestellten Entfernung y^ liegt.

Der Zeitpunkt t^ des Ingangsetztens der drei Integratoren, von denen angenommen wird, daß sie anfänglich auf Null zurückgestellt sind, wird durch ein Schwellemneßglied bestimmt, das entweder ein Maximum der Spannung ν feststellen kann, oder einen Zeitpunkt, der zwischen dem Maximum und dem folgenden Nulldurchgang liegt. Der Zeitpunkt tp des Stillsetzens der Integratoren ist dann zwangsläufig dadurch bestimmt, daß der Integrator für Jv dt auf den Wert 0 zurückkehrt.

Das Diagramm von Pig. 1 zeigt als Funktion der Zeit t elektrische Größen, die für einen Maximalwert der aperiodischen Komponente eines in einem Leiter erscheinenden Fehlerstroms erhalten werden, wobei die folgenden Bezeichnungen gelten:

(a): Spannung v, die dem Fehlerstrom proportional ist;

(b): Spannung w, die an den Klemmen einer Nachbildungoimpedanz einer Bezugsleitungsstrecke erhalten wird;

(c): Spannung u am Anfang der fehlerhaften Leitungs-Bchleife;

(d): integrierter Wert [v] ₁ der Spannung ν zwischen den Zeitpunkten t.. und to»

:?o!Hi? 1

[ι 2
WJ ^ der Spannung w zwischen

den Zeitpunkten t^ und t^;

tt 2
UJ .. der Spannung u zwischen

den Zeitpunkten t.. und tp;

(g): Zeitbezugslinie mit

t : UrsprungsZeitpunkt des Auftretens des Fehlers; t : Zeitpunkt der Inbetriebnahme der Anordnung

durch das Schutzorgan P;
t.: Anfangszeitpunkt der Integration; ΐρί Endzeitpunkt der Integration.

Die in den Diagrammen(d), (e), (f) dargestellten End-

t τ 2 Γ 1 2 Γ "I 2
^VJ ι > IXJ 1 ^und L^UJ -j entsprechen der algebraischen Summe der schraffierten Plächen in den Diagrammen (a), (b) bzw. (c).

Die Wahl des Zeitpunkts t. ist den folgenden Überlegungen unterworfen: '

- Wenn der Pehlerstrom und demzufolge die Spannung ν eine aperiodische Komponente enthält, ist es erforderlich, daß der Zeitpunkt t.. der Stromhalbwelle entspricht, deren Polarität entgegengesetzt zu der Polarität der aperiodischen Komponente ist; dies bedeutet, daß der Zeitpunkt taufgrund des dem Absolutwert nach kleinsten Maximums der Spannung ν bestimmt werden muß. Im entgegengesetzten Pail würde der Integrator für Jy dt niemals auf Null zurückkehren, und der Zeitpunkt t£ könnte niemals bestimmt werden,

- Die Wahl des Zeitpunktes t> für das Ingangsetzen der Integratoren kann durch Amplitudenkoraparatoren für die aufeinanderfolgenden Maxima entgegengesetzter Polarität

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erfolgen, welche das Maximum mit kleinerer Amplitude feststellen können.

- Die Wahl eines Integrationsintervalls kann auch mit Hilfe der vom Integrator für /v dt selbst gelieferten Information erhalten werden. Wenn nämlich das Ingangsetzen der Integratoren aufgrund eines ersten Maximums M.. erfolgt, braucht nur geprüft zu werden, ob die Rückkehr des Integrators für Jv dt auf Null vor dem folgenden Maximum M2 erfolgt. Andernfalls werden die Integratoren nach Nullstellung erneut aufgrund des Maximums Mp in Gang gesetzt, und die Rückkehr des Integrators fv dt auf Null muß dann vor dem nächsten Maximum erfolgen.

Das zuvor beschriebene Verfahren ermöglicht die Wahl des Integrationsanfangszeitpunkts t₁ in der Nähe des dem Absolutwert nach kleineren Maximums des Stroms(bzw. der Spannung), d.h. in der Halbwelle, deren Vorzeichen entgegengesetzt zu dem Vorzeichen der aperiodischen Komponente ist, und während eines Zeitintervalls, in welchem der Stromwandler (oder Spannungswandler) nicht gesättigt ist. Es gibt also in diesem Augenblick keinen Fehler aufgrund der Sättigung, und sie ist während des Restes der Periode ohne Einfluß auf die Meßgenauigkeit.

Pig. 2 zeigt ein Übersichtsschema einer Anordnung, mit der das soeben beschriebene Verfahren durchgeführt werden kann. Mit L ist entweder ein Einphasenleiter oder ein Phasenleiter eines Mehrphasen-Energieverteilungsnetzes bezeichnet. Jeder Leiter L ist an eine Stromschiene B angeschlossen und weist an seinem Anfang eine Meßanordnung auf·, die einen Stromwandler TC und einen Spannungswandler Tt enthält. Die Ausgänge der Meßanordnung sind

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mit einem Sehutzorgan P verbunden, das Anregungs- und Phasenwählorgane enthält.

Dieses Schutzorgan P, dessen Ausbildung für die Erfindung ohne Bedeutung ist, kann beispielsweise von der Art sein, die in dem Buch "Protection Relays" von A.R. YAN C. WARRINGTON, Verlag CHAPMAN and HALL Ltd., Kapitel 6, beschrieben ist.

Das Schutzorgan P ist mit einem Organ Z verbunden, das ein Netzwerk von Impedanzen, Widerständen und Gegeninduk- . tivitäten enthält, die - im Fall eines Dreiphasennetzes die Bildung der Spannungen u, ν und w für die sechs Meßschleifen zwischen den Phasen sowie zwischen jeder Phase und Erde ermöglichen.

Dieses Organ Z entspricht beispielsweise der Beschreibung in der PR-PS 1 566 425. ■

Von dem Schutzorgan P werden Befehle abgegeben, welche Umschalteinrichtungen des Organs Z steuern, so daß dieses am Ausgang die drei zuvor definierten Spannungen u, v, w liefert, die nur zu der fehlerhaften Leitungsschleife gehören.

Eine an die Ausgänge des Impedanznetzwerkes Z angeschlossene Integrationsanordnung I enthält drei Integratoren für jeweils eine der Größen u, v, w; der Anfangszeitpunkt t der Integration jedes dieser Integratoren wurd durch ein Signal H gesteuert, das von einem Spitzenwertdetektor D abgegeben wird, dessen Schaltbild später genauer anhand von Fig.-3 erläutert wird und „der diesen Zeitpunkt t^ aufgrund des ersten Maximalwerts M.. der Spannung ν bestimmt (Fig. 1).

il !'·.'·? 1 /(HH! 7

Die Ausgänge der Integratoren der Integrationsanordnung I, an denen die integrierten Größen [uj^ und [wj^ erscheinen, Bind mit einer Operationsschaltung C verbunden, die entweder eine analoge oder digitale Dividierschaltung oder ein Polaritätskomparator ist, je nachdem, ob die ganze Anordnung als Fehlerortungsgerät nach der Gleichung (.1) oder als Ja-Nein-Distanzrelais nach der Gleichung (2) verwendet wird.

In Fig. 3 ist das Schaltbild eines Spltzenwertdetektors dargestellt, der dazu bestimmt ist, das Signal H zu liefern, das den Betrieb der Integratoren I auslöst. Zwei gleiche Meßkanäle CM1 und CM2 empfangen die Spannungen +v bzw. -v, die an den Klemmen der Sekundärwicklung eines Transformators abgenommen werden, durch dessen Primärwicklung ein Strom fließt, der dem Fehlerstrom i-^ proportional ist. Dioden D.. bzw. D, am Eingang jedes Meßkanals ermöglichen die Speisung der Meßkanäle während jeder positiven bzw. negativen Halbwelle.

Der Meßkanal CM1 enthält einen Spannungskomparator F mit einem ersten Eingang, an den eine Spannung v_ angelegt

Ci ^a

wird, die an den Klemmen eines Kondensators C-. über eine Diode Dg und einen Widerstand Rc erhalten wird, und einen zweiten Eingang, an den eine Spannung v, angelegt wird, die an einem Spannungsteiler abgenommen wird, der durch zwei Widerstände R, und R, gebildet ist. Der Komparator F . liefert ein logisches Signal S mit S = 1 für ν > ν, zu einer Logikschaltung LOG, deren Aufgabe später erläutert wird.

Eine durch einen Transistor T.. gebildete Entladeschaltung für den Kondensator C₁ wird durch einen von der Logikßchaltung LOG gelieferten logischen Befehl M = 1 gesteuert.

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^eingegangen ^

Der zweite Meßkanal CM2 enthält gleichartige Bestandteile, wobei der Spanhungskomparator F¹ Signale S¹ liefert und der Transistor 0?2 Signale M¹ empfängt.

Ein dritter Meßkanal GM3 enthält einen Polaritätskomparator G, dem die Spannung ν bei jeder Halbwelle über Dioden D₁-, Dg zugeführt wird, und der komplementäre Logiksignale P und P mit P = 1 für ν >0 zu der Logikschaltung LOG liefert. Diese Logikschaltung bildet die logischen Konjunktionen (Und- Funktionen)

M = S'· P~ .
M^f = S · P

in der Weise, daß die Entladung der Kondensatoren durch die Signale M bzw. M¹ zwischen einem Maximum und dem folgenden Nulldurchgang der Spannung ν erhalten wird.

Das Diagramm von Fig. 4 zeigt als Funktion der Zeit den Verlauf der verschiedenen Größen aufgrund einer bei (a) dargestellten Spannungskurve v.

Diese Schaltung hat dann die folgende Wirkung: Im Zeitpunkt t liefert das Schutzorgan P, das im Zeitpunkt t_Q des Auftretens des Fehlers ausgelöst worden ist, einen Anregungsbefehl MR, der die Logikschaltung LOG entsperrt. Wenn der Meßkanal CM1 betrachtet wird, dem die Spannung +v während der ersten Halbwelle zugeführt wird, hat sich der Kondensator C. aufgeladen, so daß die Spannung v·. dem Wert von ν folgt, während die Spannung v. den positiven

Maximalwert der Spannung ν beibehält. Nach dem Maximum gilt daher v_a>v-j_[)-, und der Spannungskomparator F liefert ein Signal S = 1, wie im Diagramm (d) von Fig. 4 gezeigt ist.

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Der gleiche Vorgang läuft für die negative Polarität im Meßkanal CM2 ab, der an seinem Spannungskomparator F¹ ein Signal S¹ = 1 für ^v'_a>^v'>, liefert, d.h. vom negativen Maximalwert der Spannung ν an, wie das Diagramm (e) von Fig. 4 zeigt.

Die Logikschaltung LOG bildet mit Hilfe der Signale P und Ϊ⁵ (Diagramme (b) und (c) von Fig. 4), die von dem Pplaritätskomparator G geliefert werden, und der Signale S, S¹ die Signale M und M¹ (Diagramme (f) und (g) von Fig. 4)* welche die Entladung der Kondensatoren C₁ und Cp zwischen einem Maximum und dem folgenden Nulldurchgang bewirken; die Dauer der Entladung ist durch die schraffierten Flächen in den Diagrammen (d) und (e) angegeben.

Das logische Signal H, das den bzw. die Anfangszeitpunkte t.. der Integrationsperioden für die Integratoren I bestimmt, wird durch eine logische Funktion der folgenden Form erhalten:

H= (S + S·) · (5·Τ + S'.T')

wie im Diagramm (h) von Fig. 4 dargestellt ist, wobei das Zeichen + die logische Disjunktion (Oder - Funktion) bezeichnet. Dieses Signal H wird eine kurze Zeit nach jedem positiven oder negativen Maximum erhalten und erlaubt die Integration bis zum folgenden Maximum entgegengesetzter Polarität.

Folgendes war zu erkennen: Wenn der Integrator für Jy dt im Zeitpunkt t2 vor dem folgenden Maximum der Spannung ν auf Null zurückgekehrt ist, war die Messung gültig. Im entgegengesetzten Fall müssen beim folgenden Maximum die Integratoren durch ein Signal H=O kurzer Dauer auf Null zurückgestellt werden, damit ein neuer Integrationszyklus

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ermöglicht wird. Dies wird mit Hilfe von zwei Zeit*- gliedern erreicht, die durch die Signale S bzw. S¹ ausgelöst werden und nach Ablauf ihrer- Eigenzsit (die in der Größenordnung von 1 ms gewählt ist) logische Signale T bsw. Ϊ¹ des logischen Wertes 0 liefern. Das Signal

H = (S + S') · (S*'JJ + S'.'J)¹)

hat somit den Wert 0", wenn entweder das Signal T oder das Signal T-* den Wert 1 hat, wodurch die Rückstellung der Integratoren auf Null ermöglicht wird. .

Mg. 5 zeigt eine Ausführungsforra einer Gruppe von Integratoren I, denen die Eingangsspannungen u, ν bzw. w zugeführt werden. Jeder Integrator ist mit Hilfe eines Rechenverstärkers A gebildet, der mit einem Widerstand R und einem Kondensator C versehen ist. Parallel zu den Klemmen ;jedes Kondensators ist ein Schalter CP1 geschaltet, beispielsweise ein !Transistor, der durch das Signal H, das in der zuvor beschriebenen Weise gebildet wird, derart gesteuert wird, daß er sich für H=O schließt und die Entladung des Kondensators bewirkt. An den Ausgang des Integrators für/ν dt ist ein Nulldurchgangsdetektor DZ angeschlossen, der die Aufgabe hat, im Zeitpunkt t einSpenvsignal zu Torschaltungen CP2 zu liefern, die an die Eingänge der beiden anderen Integratoren angeschlossen sind, damit die integrierten Werte von u und w gespeichert werden. Diese Werte sind dann für die Zuführung zu der Operationsschaltung C von Fig. 2 verfügbar. Die Verbindung zwischen den Integratoren und der Operationsschaltung kann dauernd bestehen, wobei dann der Wert des in der Operationssehaltung angezeigten Ergebnisses erst von dem durch den Nulldurehgangsdetektor DZ bestimmten Zeitpunkt t₂ an gültig ist, Nach einer Nullstellung durch ein Signal H=O werden die Integratoren für einen neuen Zyklus wieder durch das

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Signal H = 1 ausgelöst, dae die Schalter an den Klemmen der Kondensatoren öffnet.

Wenn die Anordnung als Distanzrelais arbeitet, kann das in der Gleichung (2) auftretende Glied y.. durch entsprechende Einstellung des Widerstands des Integrationsnetzwerks in dem Integrator für die Spannung w eingeführt werden.

Durch Verwendung einer Hilfsanordnung für die Feststellung der aperiodischen Sättigung der Stromwandler, beispielsweise von der in der FR-PS 2 070 638 beschriebenen Art, ist es möglich, das Ingangsetzen der Integratoren so zu steuern, daß die Messung in dem Teil der Kurve der Sekundärspannung des Transformators erfolgt, in welchem dieser nicht gesättigt ist; der Fehler ist somit vernachlässigbar. Zu diesem Zweck genügt es, das Ingangsetzen der Messungen bei dem dem Absolutwert nach kleineren Strommaximum auszulösen, d.h. bei dem Maximum, dessen Polarität entgegengesetzt zu der Polarität der aperiodischen Komponente ist (beispielsweise dem Maximum M2 in Fig. 1). Unter diesen Bedingungen erscheint der Endzeitpunkt tp der Integration stets vor dem Erreichen einer neuen Sättigung des Strom-Wandlers.

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Claims

■ - 17 - .

Patentansprüche

Verfahren zur Ortung eines Fehlers auf einer elektrischen Energietransportleitung, bei welchem drei Spannungen gebildet werden, von denen die erste Spannung eine Fehlerschleifenspannung am Anfang der Leitung ist, die zweite Spannung eine Bezugsspannung ist, die an den Klemmen eines Widerstands erhalten wird, durch den ein dem Fehlerstrom proportionaler Strom fließt, und die dritte Spannung eine Bezugsspannung ist, die dem Spannungsabfall an eine Bezugslänge der fehlerhaften Leitungsschleife proportional ist und an den Klemmen von wenigstens einer Bezugsimpedanz erhalten wird, durch welche die Leitungsströme fließen, bei welchem ferner eine Zeitintegration der drei Spannungen durchgeführt wird, die integrierten Werte der ersten und der dritten Spannung gespeichert werden und mit diesen beiden Werten eine arithmetische Operation durchgeführt wird, deren Ergebnis für den Ort des Fehlers kennzeichnend ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitintegration der Spannungen in einem Zeitintervall durchgeführt wird, das dadurch bestimmt ist, daß der Wert des Integrals der zweiten Spannung Null ist.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die arithmetische Operation eine Subtraktion ist, wobei das Vorzeichen des Ergebnisses für den Ort des Fehlers in Bezug auf eine vorbestimmte Entfernung kennzeichnend ist.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,./ daß der Beginn des Integrationszeitintervalls in einer Halbperiode gewählt wird, in welcher die maximale Amplitude der zweiten Spannung dem Absolutwert nach einen kleineren Wert als in der vorhergehenden Halbperiode hat.

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4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn des Integrationszeit Intervalls mit dem Maximum der zweiten Spannung zusammenfällt, das dem Absolutwert nach die kleinere Amplitude hat.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Schutzanordnung, einer Wählanordnung für die fehlerhafte Phase und Einrichtungen zur Bildung eines Systems der drei Spannungen, gekennzeichnet durch eine Gruppe von drei Integratoren, deren Eingängen die drei sich auf die fehlerhafte Leitungsschleife "beziehenden Spannungen zugeführt werden, einen Spitzenwertdetektor für die zweite Spannung, weicher Nullstellsignale zu den Integratoren liefert, einen Nulldurchgangsdetektor, der dem der zweiten Spannung zugeordneten Integrator nachgeschaltet und mit Torschaltungen verbunden ist, die den Eingängen der beiden anderen Integratoren vorgeschaltet sind j und durch eine Operationsschaltung, die an die Ausgänge dieser beiden anderen Integratoren zur Bildung der Differenz und/oder des Quotients der Ausgangssignale dieser beiden Integratoren angeschlossen ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenwertdetektor zwei Spannungskomparatoren enthält, welche logische Signale S bzw. S¹ liefern, und an deren Eingänge für jede Halbwelle der Eingangsspannung des Spitzenwertdetektors zwei von dieser Eingangsspannung abhängige Spannungen angelegt werden, von denen die eine der Eingangsspannung direkt proportional ist und die andere an den Klemmen eines Kondensators abgegriffen wird, daß ein Polaritätskomparator zueinander komplementäre logische Signale P und P liefert, und daß an die Kompara-

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eingegangen mML

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toren eine Logikschaltung angeschlossen ist * die einerseits ein Nullstellsignal H für die Nullstellung sämtlicher Integratoren und andererseits Signale M und M¹ für die Steuerung der Entladung der Kondensatoren liefert₍

7» Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikschaltung die folgenden logischen Funktionen durchführt:

M = S'. 5

M¹= S . £

8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikschaltung zwei Zeitglieder enthält, die logische Signale ΐ und T¹ liefern, und daß sie die folgende Punktion durchführt:

H =s (S + S¹) . (S.T + S'.T«)

9. Anordnung nach Anspruch 5, dsdureh gekennzeichnet, daß das Integrationsnetzwerk des der dritten Spannung zugeordneten Integrators einen einstellbaren Widerstand hält.-

S fJ 'J 8 ? 1 /OB S 7

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