DE2914900C2 - Method and device for fault direction detection in an electrical multi-phase network - Google Patents

Method and device for fault direction detection in an electrical multi-phase network

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DE2914900C2 DE2914900A DE2914900A DE2914900C2 DE 2914900 C2 DE2914900 C2 DE 2914900C2 DE 2914900 A DE2914900 A DE 2914900A DE 2914900 A DE2914900 A DE 2914900A DE 2914900 C2 DE2914900 C2 DE 2914900C2
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    • G01R31/58Testing of lines, cables or conductors

Description

dadurch gekennzeichnet,characterized,

f) daß bei zweipoligem Kurzschluß das fehlerbe-Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Verfahren zur Fehierrichtungsdetektion nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und von einer Einrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3.f) that in the case of a two-pole short-circuit, the faulty condition of the invention is based on a method for misdirection detection according to the preamble of claim 1 and of a device for Implementation of such a method according to the preamble of claim 3.

Mit diesen Oberbegriffen nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik Bezug, wie er in der CH-PS 4 22 129 bzw. in der DE-OS 23 33 112 beschrieben ist. Aus der CH-PS 4 22 129 ist ein Verfahren zur Fehlerrichtungsdetektion in elektrischen Mehrphasennetzen bekannt, bei dem zur Vermeidung einer toten Zone bei 2poligem Kurzschluß und zur Sicherstellung einer richtigen Richtungsentscheidung der Phasenwinkel zwischen Strom und Spannung im Meßwerk eines Rich-With these generic terms, the invention refers to a state of the art, as it is in the CH-PS 4 22 129 or in DE-OS 23 33 112 is described. From CH-PS 4 22 129 is a method for fault direction detection known in electrical multi-phase networks, in which to avoid a dead zone 2-pole short circuit and to ensure a correct directional decision of the phase angle between Current and voltage in the measuring unit of a

haftete Phasenspannungssignal (Us'), das zu- 35 tungsrelais im Sinne einer Stromnacheilung vergrößert sammen mit dem anderen fehlerbehafteten wird. Nachteilig dabei ist, daß 2 Auswahllogiken benö-Phasenspannungssignal (UY) vom Kurzschluß tigt werden, nämlich je eine für den Distanz- und den betroffen ist, ebenfalls um diesen Zusatzwinkel Richtungsentscheid.phase voltage signal (Us') adhered, the supply relay in the sense of a current lag is increased together with the other faulty relay. The disadvantage here is that 2 selection logics required phase voltage signal (UY) are taken from the short circuit, namely one each for the distance and the direction decision is affected, also by this additional angle.

(λ) in Richtung seiner fehlerfreien Phasenlage Aus der DE-OS 23 33 112 ist eine Fehlerphasen-Meß-(λ) in the direction of its error-free phase position From DE-OS 23 33 112 is an error phase measuring

(Us) vor Bildungdieses Fehler-Meßspannungs- 40 schaltung für eine elektrische Netzschutzeinrichtung signal gedreht wird. bekannt, bei der zur Erzielung einer weitgehenden Un (Us) before the formation of this fault measurement voltage circuit for an electrical network protection device signal is rotated. known, in order to achieve an extensive Un

abhängigkeit von den Amplituden der erfaßten Meßspannungen sowie deren Oberwellen ein .Signalumsetzer vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von 2 Meßspannungen, d. h. von Ausgangssignalen eines Bezugsspannungsgebers und eines Fehler-Meßspannungsgebers, ein Zeitschrittsignal liefert, dessen Amplitude von der Phasenverschiebung seiner beiden Eingangssignale abhängt und in einer nachgeordneten Schwellwertschaltung auf eine Grenzwertüberschreitung überwacht wird. Anregeschaltungen bewirken in Abhängigkeit von Überströmen bzw. Spannungsabsenkungen oder anormalen Phasenspannungsverhältnissen die Aktivierung einer Auswahlschaltung, die gesunde und kranke Netz-depending on the amplitudes of the measured voltages recorded as well as their harmonics a .Signal converter is provided, which is dependent on 2 measuring voltages, d. H. of output signals from a reference voltage transmitter and an error measuring voltage transmitter, supplies a time step signal, the amplitude of which depends on the phase shift of its two input signals and monitored in a downstream threshold value circuit for a limit value violation will. Activation circuits cause overcurrents or voltage drops or abnormal ones as a function of overcurrents Phase voltage ratios the activation of a selection circuit, the healthy and diseased network

(MZ) mit einer Fehlerrichtungs-Detektions- 55 phasen für die Bildung dieser 2 Meßspannungen zwecks (MZ) with an error direction detection phase for the formation of these 2 measurement voltages for the purpose of

Fehlerrichtungs- bzw. Fehlerdistanzbestimmung auswählt. Die hier erforderliche Auswahlschaltung mit Bezugsspannungsgeber und Fehler-Meßspannungsgebcr sind vergleichsweise aufwendig.Selects fault direction or fault distance determination. The selection circuit required here with reference voltage transmitter and error measuring voltage generators are comparatively expensive.

Die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen 1 und 3 definiert ist, löst die Aufgabe, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Fehierrichtungsdetektion in einem elektrischen Mehrphasennetz anzugeben, die mit einfacheren Mitteln auch im Nahfehlerbereich für mehrpolige Kurzschlüsse brauchbare Ergebnisse liefern.The invention as defined in claims 1 and 3 solves the problem of a method and a Specify device for faulty direction detection in an electrical multi-phase network, with simpler Averages also provide useful results in the near-fault range for multi-pole short circuits.

Die demnach eingeführte Zusatz-Phasenwinkelverschiebung mindestens einer der für die Bildung der Fehler-Meßspannung benutzten Phasenspannungen hat zurThe additional phase angle shift introduced accordingly is at least one of those for the formation of the error measurement voltage used phase voltages has to

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzwinkel (<x) mindestens gleich dem Gesamt-Fehlwinkel der Spannungs-Meßeinrichtung für die Gewinnung der Phasenspannungen bemessen ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the additional angle (<x) is dimensioned to be at least equal to the total error angle of the voltage measuring device for obtaining the phase voltages.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,3. Device for performing the method according to claim 1,

a) mit einer im Fehlerfall von einer Anregeschaltung (AR) angeworfenen Phasenauswahlschaltung(PA), a) with a phase selection circuit (PA) triggered by an activation circuit (AR) in the event of a fault,

b) die über eine Meßgrößen-Zuschalteinrichtung () b) via a measured variable switching device ()

() g () g

schaltung (FRD) in Steuerverbindung steht,circuit (FRD) is in control connection,

c) wobei die Fehlerrichtungs-Detektionsschaltung zwei Steuerkanäle (1,2) aufweist,c) wherein the fault direction detection circuit has two control channels (1,2),

d) die mit den Eingängen eines Differenzbildners (VD) verbunden sind,d) which are connected to the inputs of a difference generator (VD) ,

dadurch gekennzeichnet.characterized.

5050

6060

e) daß die Meßgrößen-Zuschalteinrichtung (MZ) Eingänge für die Phasenspannungssignale (R, S, T, Φ), für die Phasenstromsignale (In, /s, It) sowie für die verketteten Phasenstromsignale (Irs, Ist, Itr) aufweist, von denen nach Maßgabe dere) that the measured variable switching device (MZ) has inputs for the phase voltage signals (R, S, T, Φ), for the phase current signals (In, / s , It) and for the linked phase current signals (Ir s , Ist, Itr) , of which according to the

Folge, daß immer eine ausreichende Amplitude dieser Meßspannung auch bei praktisch gleichphasigen Phasenspannungen verfügbar und somit eine einwandfreie Phasenwinkelbestimmung zwischen läeser Meßspannung und dem Meßstrom möglich ist In bezug auf den Umschlag der Meßspannung von einer Phasenlage in die gegenphasige besteht eine Umkehrung der Phasenlage, jedoch macht sich dies be: Nahfehlern vor und hinter der Meßstation nicht bemerkbar, weil die Phasenwinkelüberwachung der Meßspannung auf den Meßstrom bezogen ist, der seinerseits beim Wechsel der Fehleranlage zwischen Vorwärts- und Rückwärtsrichtung sein Vorzeichen umkehrt, während dasjenige der Meßspannung unverändert bleibtThe result is that there is always a sufficient amplitude of this measurement voltage, even with phase voltages that are practically in-phase available and thus a perfect determination of the phase angle between the measured voltage and the measuring current is possible with respect to the changeover of the measuring voltage from a phase position in the phase out of phase is a reversal of the phase position, but this can be: close errors before and behind the measuring station not noticeable because the phase angle monitoring of the measuring voltage on the measuring current is related, which in turn when changing the fault system between forward and backward direction reverses its sign, while that of the measuring voltage remains unchanged

Zum einschlägigen Stand der Technik wird zusätzlich auf die AEG-Telefunken-Zeitschrift, Bd. 78,1978, Heft 5, S. 177—182, verwiesen. Dort beruht die Fehlerrichtungsdetektion im wesentlichen auf einer Grenzwertüberwachung des Phasenwinkels zwischen Fehler-Meßspannung und Fehler-Meßstrom, wobei unter Voraussetzung einer unmittelbaren Verwendung des Fehler-Meßstromes als Bezugszeiger für die Phasenwinkelmessung der Spannung unsymmetrische Grenzwerte für voreilende und nacheilende Meßspannung erforderlich sind. Daher wird gegebenenfalls eine zusätzliche Phasendrehung des Meßstromes für die Verwendung als Bezugszeiger vorgenommen.For the relevant state of the art, reference is also made to the AEG-Telefunken-Zeitschrift, Vol. 78, 1978, Issue 5, Pp. 177-182, referenced. There, the detection of the direction of the error is essentially based on limit value monitoring of the phase angle between the error measurement voltage and the error measurement current, assuming a direct use of the error measuring current as a reference indicator for the phase angle measurement unbalanced limit values of the voltage for leading and lagging measuring voltage are required are. Therefore, if necessary, an additional phase rotation of the measuring current for use as Reference pointer made.

Im Falle einer Fehlerrichtungsdetektion für zweipolige Kurzschlüsse ist die entsprechende verkettete Spannung als Fehler-Meßspannung heranzuziehen. Diese Meßspannung hat vor allem bei Nahfehlern sehr geringe Amplituden und erlaubt unter Umständen keine einwandfreie Auswertung. Außerdem werden bei zweipoligem Kurzschluß die betroffenen Phasenspannungen im Nahfehlerbereich annähernd gleichphasig, so daß der Differenzzeiger nicht nur in seiner Größe, sondern auch in seinem Richtungssinn mit großer Unsicherheit behaftet ist, insbesondere im Hinblick auf die unvermeidlichen Phasenvvtnkelfehler der beiden Phasenspannungen (Streuung der Meßwandler u. dgl.). Damit wird auch der Richtungsentscheid selbst im Nahfehlerbereich unsicher und unbrauchbar.In the case of a fault direction detection for two-pole Short circuits, the corresponding line-to-line voltage is to be used as the error measurement voltage. These Measurement voltage has very low amplitudes, especially in the case of near-range errors, and may not allow a flawless one Evaluation. In addition, the affected phase voltages in the Close-up error range approximately in phase, so that the difference pointer is not only in its size, but also is fraught with great uncertainty in its sense of direction, especially with regard to the inevitable Phase angle error of the two phase voltages (scatter of the transducers, etc.). This also becomes the Directional decision unsafe and unusable even in the near error range.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Hierin zeigtFurther features and advantages of the invention will become apparent on the basis of the exemplary embodiments shown in the drawings explained. Herein shows

Fi g. 1 ein Zeigerdiagramm von Meßstrom und Meßspannungen in der komplexen Ebene für eine übliche Fehlerrichtungsdetektion,Fi g. 1 shows a vector diagram of measuring current and measuring voltages in the complex plane for a common fault direction detection,

F i g. 2 ein Zeigerdiagramm eines Dreiphasensystems mit den zugehörigen Phasen- und Meßspannungen für zweipoligen Kurzschluß mit Zusatz-Phasenwinkelverschiebung einer Meßspannung nach der Erfindung,F i g. 2 shows a phasor diagram of a three-phase system with the associated phase and measurement voltages for two-pole short circuit with additional phase angle shift of a measuring voltage according to the invention,

F i g. 3a und 3b je einen Ausschnitt aus einem Zeigerdiagramm nach Art von Fig. 2 zur Veranschaulichung verschiedener Möglichkeiten der Zusatz-Phaser.winkelverschiebung von Phasenspannungen undF i g. 3a and 3b each have a section from a phasor diagram according to the type of FIG. 2 for illustration different possibilities of additional phaser, angle shift of phase voltages and

Fig.4 das Prinzipschaltbild einer Einrichtung zur Fehlerrichtungsdetektion nach der Erfindung.4 shows the basic circuit diagram of a device for Error direction detection according to the invention.

In Fig. 1 ist die Drehung des Fehler-Meßstromes Ik in eine modifizierte Phasenlage gemäß Zeiger /*,-' für Zwecke der Fehlerrichtungsdetektion dargestellt. Für die Fehler-Meßspannung ergeben sich dann zwei annähernd symmetrisch beiderseits von Ik' angeordnete Grenzwinkel p?, deren Überschreitung einen Wechsel zwischen Vorwärts- und Rückwärts-Fehlerrichtung bezüglich des Meßortes entspricht. Es sind Fehler-Meßspannungen Ukl-\ bzw. UK1:2 in den beiderseitigen Crenzlagen bezüglich ///angedeutet. Die angedeutete Verschiebung von Ik zu /jc'hat den Vorteil einer Symmetrierung der Grenzwinkelüberwachung, jedoch kann grundsätzlich auch mit unverändertem Ik gearbeitet werden. Eine Inversion des Auslösegebietes, wie sie aus Gründen schaltungstechnischer Vereinfachung oft erwünscht ist, läßt sich durch Inversion von Spannungen und Strömen gemäß den strichliert angedeuteten Grenzlinien £·| und gi erreichen.In Fig. 1, the rotation of the fault measurement current Ik is shown in a modified phase position according to pointer / *, - 'for the purpose of fault direction detection. For the error measurement voltage, there are then two limit angles p? Arranged approximately symmetrically on either side of Ik ' , the exceeding of which corresponds to a change between the forward and backward error direction with respect to the measurement location. Error measurement voltages Ukl- \ or UK 1 : 2 are indicated in the two-sided Crenzlage with respect to ///. The indicated shift from Ik to / jc 'has the advantage of balancing the limit angle monitoring, but in principle it is also possible to work with an unchanged Ik . An inversion of the tripping area, as it is often desired for reasons of circuit simplification, can be carried out by inversion of voltages and currents according to the border lines £ · | indicated by dashed lines and reach gi.

In Fig. 2 ist die Bildung einer Fehler-MeßspannungIn Fig. 2 is the formation of an error measurement voltage

ίο Uk für zweipolige Fehler zwischen Us und i/rals Differenz zwischen den in ihrer Amplitude verminderten und in ihrer Phasenlage einander angenäherten Phasenspannungen Us' und Ut angedeutet. Die angedeuteten Verhältnisse entsprechen noch nicht einem Nahfehler, bei dem sich die Zeiger i/s'und Ut' noch weitaus stärker einander annähern und zu einer sehr geringen Amplitude von Uk führen. Erfindungsgemäß wird daher beispielsweise die Phasenspannung LVdurch Drehung um einen Zusatzwinkel λ in eine modifizierte Lage Ut" überführt.ίο Uk for two-pole faults between Us and i / r is indicated as the difference between the phase voltages Us' and Ut which are reduced in their amplitude and which are approximated in their phase position. The indicated relationships do not yet correspond to a proximity error in which the pointers i / s 'and Ut' approach each other much more closely and lead to a very low amplitude of Uk . According to the invention, the phase voltage LV is therefore, for example, converted into a modified position Ut "by rotating it through an additional angle λ .

In F i g. 3 sind die Verhältnisse mit stärkerer Annäherung an die Wirklichkeit für einen zweipoligen Nahfehler angedeutet. Die Zusatzdrehung mit dem Winkel λ von Ut nach Ut" führt bei ausreichender Bemessung mit Sicherheit aus dem schraffiert angedeuteten Unsicherheitsbereich ST in der Messung dieser Phasenspannung he.-aus. Selbstverständlich ist auch die zweite Phasenspanr.ung Us' mit einem solchen Unsicherheitsbereich behaftet, was bei der angedeuteten Lage beider Zeiger zu den erwähnten Verfälschungen des Richtungsentscheids führen kann. Infolge der Zusatz-Winkelverschiebung ergibt sich ersichtlich in jedem Fall eine für die Phasenwinkelüberwachung bezüglich des Meßstromes ausreichende Amplitude und ein eindeutiger Richtungssinn der Fehler-Meßspannung Uk'. In Fig. 3 shows the relationships with a closer approximation to reality for a two-pole near fault. The additional rotation with the angle λ from Ut to Ut " leads with sufficient dimensioning with certainty from the hatched uncertainty range S T in the measurement of this phase voltage. Of course, the second phase voltage Us' is also subject to such an uncertainty range, With the indicated position of both pointers, this can lead to the mentioned falsifications of the directional decision .

Wie aus F i g. 3a ersichtlich, ist die Zusatzdrehung der Phasenspannung mit einer gewissen Drehung auch der Meßspannung Uk' verbunden, jedoch handelt es sich dabei um einen Fehler höherer Ordnung, der praktisch kaum ins Gewicht fällt. Es empfiehlt sich jedoch insbesondere bei einer Phasenwinkelüberwachung der Meßspannung bezüglich des nicht gedrehten Meßstromes, die Zusatzdrehung jeweils an der in der Phasenfolge nacheilenden Phasenspannung vorzunehmen, weil damit eine Drehung der Meßspannung im Sinne einer Symmetrierung, jedenfalls aber nicht einer verstärkten Unsymmetrie, der Grenzphasenwinkel beiderseits von Ik verbunden ist (siehe Fig. 1).As shown in FIG. 3a, the additional rotation of the phase voltage is connected to a certain rotation of the measurement voltage Uk ' as well, but this is a higher order error which is practically negligible. However, especially when monitoring the phase angle of the measurement voltage with respect to the non-rotated measurement current, it is advisable to perform the additional rotation on the phase voltage that is lagging behind in the phase sequence, because this results in a rotation of the measurement voltage in the sense of a symmetry, but in any case not an increased asymmetry, of the critical phase angle on both sides of Ik is connected (see Fig. 1).

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3b sind beide Fehler-Meßspannungen t/5'und Ut' eines zweipoligen Kurzschlusses mit Zusatzdrehungen in modifizierte Lagen i/s" bzw. Ut" versehen. Hierfür ist zwar ein etwas größerer Aufwand erforderlich, jedoch wird damit eine Drehung der Meßspannung Uk" weitgehend vermieden. In the exemplary embodiment according to FIG. 3b, both error measurement voltages t / 5 'and Ut' of a two-pole short circuit are provided with additional rotations in modified positions i / s "and Ut" . A somewhat greater effort is required for this, but a rotation of the measurement voltage Uk ″ is largely avoided.

Die Richtung der Zusatzdrehung ist in jedem Fall so zu wählen, daß die fehlerbetroffene Phasenspannung aus ihrer fehlerbedingten Phasenlage in Richtung auf ihre fehlerfreie Normalphasenlage innerhalb desThe direction of the additional rotation is to be selected in each case so that the phase voltage affected by the fault from their error-related phase position in the direction of their error-free normal phase position within the

ω Mehrphasensystems verschoben wird. Dies ergibt sich anschaulich auch aus F i g. 2 und F i g. 3a sowie 3b.ω multiphase system is shifted. This arises clearly also from FIG. 2 and F i g. 3a and 3b.

Bei der Schaltung nach Fi g. 4 wird von einer Anregeeinrichtung AR eine Phasen-Auswahlschaltung PA ant;-worfen. wobei die von letzterer gelieferten Phasen-In the circuit according to Fi g. 4 is a triggering device AR a phase selection circuit PA at t; -worfen. whereby the phase-

b5 Auswahlsignale sk. Vs. s/, s./, in nicht näher dargestellter Weise für die Meßgrößenzuschaltung eines Distanzschutzes od. dgl. (siehe die nach oben abführenden Leitungen), im vorliegenden Fall außerdem aber für dieb5 selection signals sk. Vs. s /, s. /, In a manner not shown for the measurement variable connection of a distance protection or the like (see the lines leading upwards), but in the present case also for the

Ansteuerung einer Meßsignal-Zuschalteinrichtung MZ verwendet werden. Dies ist eine an sich übliche Steuerschaltung mit binären Eingangssignalen aus der Phasen-Auswahlschaltung und Analogeingängen für die Phasenanschlüsse R, S, T, 0SOWIe für die nach Maßgabe der verschiedenen Fehlerfälle durchzuschaltenden Meßströme Ir, Is, It, Irs, Ist, Itr sowie mit entsprechenden Analogausgängen A\ bis -4j. Diese Steuerschaltung hat eine Logikfunktion, die der Einfachheithalber durch eine in der Schaltung eingetragene Wahrheitstafel mit den bereits angegebenen Eingangs- und Ausgangsgrößen gekennzeichnet ist. Zum Durchschalten der Phasenanschlüsse und Meßströme weist diese Steuerschaltung in üblicher und nicht näher zu erläuternder Weise die erforderlichen Analogschalter auf, welche gemäß den aus der Wahrheitstafel ersichtlichen Logikfunktionen gesteuert werden.Control of a measuring signal connection device MZ can be used. This is a conventional control circuit with binary input signals from the phase selection circuit and analog inputs for the phase connections R, S, T, 0SOWIe for the measuring currents Ir, Is, It, Irs, Ist, Itr and the corresponding ones to be switched through according to the various error cases Analog outputs A \ to -4j. This control circuit has a logic function which, for the sake of simplicity, is identified by a truth table entered in the circuit with the input and output variables already specified. In order to switch through the phase connections and measuring currents, this control circuit has the required analog switches in a customary manner that does not need to be explained in more detail and which are controlled in accordance with the logic functions shown in the truth table.

An die Ausgänge A1 und A2 schließen sich zwei Kanäle 1 bzw. 2 für Meßspannungen an, die zu einem Differenzverstärker VD führen. In einem der Kanäle, gegebenenfalls auch in beiden Kanälen, wie strichliert angedeutet, ist ein Phasendrehglied PD für die Einführung des Zusatzwinkels oc eingeschaltet. Der Ausgang des Differenzverstärkers VD und der dem jeweiligen Meßstrom zugeordnete Ausgang A3 sind über je einen Rechteck-Signalformer RF geführt und ermöglichen mit Hilfe eines Zeitgebers ZG und eines einfachen Sperr-UND-Gatters Gu die Detektion einer Überschreitung des durch das Zeitintervall von ZG bestimmten Grenzphasenwinkels q>g. Bei einer solchen Überschreitung wird eine Flip-Flop FFgesetzt und ein Fehlerrichtungssignal ar erzeugt, welches einer vorgegebenen Fehlerrichtung zugeordnet ist. Für die Rückstellung der hiermit insgesamt gebildeten Fehlerrichtungs-Detektionsschaltung FRD ist ein Rückstelleingang R zum Flip-Flop FFvorgesehen.Two channels 1 and 2 for measuring voltages are connected to the outputs A 1 and A2 , which lead to a differential amplifier VD . In one of the channels, possibly also in both channels, as indicated by dashed lines, a phase rotation element PD is switched on for the introduction of the additional angle oc . The output of the differential amplifier VD and the output A3 assigned to the respective measuring current are each led via a rectangular signal shaper RF and, with the aid of a timer ZG and a simple locking AND gate Gu, enable the detection of an exceedance of the limit phase angle determined by the time interval of ZG q> g . In the event of such an excess, a flip-flop FF is set and an error direction signal a r is generated, which is assigned to a predetermined error direction. A reset input R to the flip-flop FF is provided for resetting the total error direction detection circuit FRD.

Wie die Wahrheitstafel von MZ in den ersten drei Zeilen zeigt, ist die Schaltung auch für eine Fehlerrichtungs-Detektion bei einphasigen Fehlern geeignet. Hierbei wird auf den Spannungskanälen jeweils ein Phasenanschluß gegen Null durchgeschaltet, während im Strom-Meßkanal jeweils ein Phasenstrom durchgeschaltet wird. Zur Vermeidung einer Phasendrehung im einpoligen Fehlerfall bleibt der Kanal 1 zweckmäßig von einem Phasendrehglied frei, was einer Betriebsweise gemäß Fig.3a entspricht. Eine stärkere Beeinflussung des einpoligen Fehlerrichtungsentscheides wird dadurch vermieden.As the MZ truth table in the first three lines shows, the circuit is also suitable for fault direction detection in the case of single-phase faults. A phase connection is switched through to zero on each of the voltage channels, while a phase current is switched through in each case in the current measuring channel. In order to avoid a phase rotation in the case of a single-pole fault, the channel 1 expediently remains free of a phase-shifting element, which corresponds to an operating mode according to FIG. 3a. This avoids a stronger influence on the single-pole fault direction decision.

Ir, Is, h.Ir, Is, h.

Irs, Ist, ItrIrs, is, Itr

A], Ai, AiA], Ai, Ai

1,21.2

VDVD

PDPD

FFFF

RSRS

ZGZG

GUGU

SrSr FRDFRD

= Meßströme= Measuring currents

= Analogausgänge= Analog outputs

= Kanäle= Channels

= Differenzverstärker= Differential amplifier

= Phasendrehglied= Phasing element

= Flip-Flop= Flip-flop

= Rechteck-Signalformer= Square wave formers

= Zeitgeber= Timer

= Sperr-UND-Gatter= Lock AND gate

= Fehlerrichtungssignal= Error direction signal

= Fehlerrichtungs-Detektionsschal-= Error direction detection switch

tungtion

= Rückstelleingang= Reset input

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

BezeichnungslisteDesignation list == Us", Ut"Us ", Ut" Fehler-MeßstromError measurement current IkIk StSt. PhasenlagePhasing Ik'Ik ' Uk"Uk " GrenzwinkelCritical angle 8 =8 = ARAR MeßspannungenMeasuring voltages UKgU UKg2UKgU U Kg 2 PAPA GrenzlinienBoundary lines gUg2 = gUg2 = sr, Ss, St, Sfi = sr, Ss, St, Sfi = Fehler-MeßspannungenError measurement voltages Uk, Uk'Uk, Uk ' MZMZ PhasenlagenPhase positions Us, UtUs, Ut R.S.T.&R.S.T. & PhasenspannungenPhase voltages Us', Ut'Us ', Ut' ZusatzwinkelAdditional angle LagenLocations UnsicherheitsbereichUncertainty area MeßspannungMeasuring voltage AnregeeinrichtungExcitation device Phasen-AuswahlschaltungPhase selection circuit Phasen-AuswahlsignalePhase selection signals Meßsignal-ZuschalteinrichtungMeasuring signal switching device PhasenanschlüssePhase connections

5050

5555

6060

6565

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Fehierrichtungsdetektion in einem elektrischen Mehrphasen-Netz,1. Method for detection of faulty directions in an electrical multi-phase network, a) bei welchem Verfahren von den Phasenspannungen Phasenspannungssignale (Ur, Us, U7^ und von den Phasenströmen Phasenstromsignale (IrJs, It) abgeleitet werden,a) in which method phase voltage signals (Ur, Us, U 7 ^ are derived from the phase voltages and phase current signals (IrJs, It) are derived from the phase currents, b) wobei von diesen Signalen in einem Kurzschlußfall ein der Kurzschlußspannnng zugeordnetes Fehler-Meßspannungssignal (UK, UK') und ein dem Kurzschlußstrom zugeordnetes Fehler-Meßstromsignal (Ik. /^gebildet wird,b) from these signals, in the event of a short circuit, an error measurement voltage signal (U K , U K ') assigned to the short circuit voltage and an error measurement current signal (Ik. / ^ assigned to the short circuit current) are formed, c) wobei zur Bildung des Fehler-Meßspannungssignals (Uk, Uk) wenigstens eines der durch Kurzschluß fehlerbehafteten Phasenspannuiigssignale (Ut') um einen vorgebbaren Zusatzwinkel (λ) in Richtung zur fehlerfreien Phasenlage (UT) dieser fehlerbetroffenen Phasenspannung gedreht wird,c) whereby in order to form the error measurement voltage signal (Uk, Uk) at least one of the phase voltage signals (Ut '), which are faulty due to a short circuit, is rotated by a predeterminable additional angle (λ) in the direction of the fault-free phase position (U T ) of this fault-affected phase voltage, d) wobei die Phasendifferenz zwischen dem Fehler-Meßspannungssignal (Uk, Uk') und dem Fehler-Meßstromsignal (Ik, Ik '^gebildet undd) the phase difference between the error measurement voltage signal (Uk, Uk ') and the error measurement current signal (Ik, Ik ' ^ formed and e) bei Überschreiten eines ersten Grenzwertes (Ukc i. !Pc) oder Unterschreiten eines zweiten Grenzwertes (Ukc2, φα) ein die Fehlerrichtung bezüglich des Meßortes kennzeichnendes Fehlerrichtungssignal ^erzeugt wird, g)e) when a first limit value (Ukc i.! Pc) is exceeded or a second limit value (Ukc2, φα) is undershot, an error direction signal ^ is generated which characterizes the error direction with respect to the measurement location, g) Phasenauswahlschaltung (PA) zwei Phasenspannungssignale einzeln auf einen ersten (Αή und einen zweiten Ausgang (A2) und ein Phasenstromsignal oder ein verkettetes Phasenstromsignal auf einen dritten Ausgang (Ax) durchschaltbar sind, Phase selection circuit (PA) two phase voltage signals can be switched through individually to a first (Αή and a second output (A 2 ) and a phase current signal or a concatenated phase current signal to a third output (Ax) , daß der erste Ausgang (A\) der Meßgrößen-Zuschalteinrichtung (MZ) mit einem ersten Eingang und der zweite Ausgang (A2) über ein Phasendrehglied (PD) mit einem zweiten Eingang des Differenz.bildners (VD) verbunden sind und daß der Ausgang des Differenzbildners und der dritte Ausgang (A3) der Meßgrößen-Zuschalteinrichtung auf zwei Eingänge der Fehlerrichtungs-Detektionsschaltung (FRD) geschaltet sind.that the first output (A \) of the measured variable switching device (MZ) are connected to a first input and the second output (A2) via a phase rotation element (PD) to a second input of the differential generator (VD) and that the output of the Difference former and the third output (A 3 ) of the measured variable switching device are connected to two inputs of the error direction detection circuit (FRD).
DE2914900A 1979-03-20 1979-04-12 Method and device for fault direction detection in an electrical multi-phase network Expired DE2914900C2 (en)

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