DE60216808T2 - Bestimmen elektrischer fehler in unterirdischen stromversorgungssystemen mit einem richtelement - Google Patents

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Description

  • Diese Erfindung betrifft generell das Gebiet der Richtelemente zum Einsatz bei Fehlerrichtungsbestimmungen für elektrische Systeme, genauer gesagt ein solches Richtelement, das für nichtgeerdete elektrische Systeme geeignet ist.
  • Bei einem nichtgeerdeten elektrischen System ist keine gezielte Erdung vorhanden. Ein solches System umfasst typischerweise eine Reihe von Verteilerleitungen, von denen jede eine Vielzahl von Einspeiselasten bedient, die Phase an Phase angeschlossen sind. Wenn ein Erdungsfehler (ein Fehler, der eine Phase des elektrischen Signals und Erde betrifft) in einem derartigen System auftritt, verläuft der einzige Weg für den Erdungsfehlerstrom durch die verteilte Leitungs-Erdungs-Kapazität des umgebenden Abschnittes (relativ zur Fehlerstelle) des elektrischen Systems sowie durch die verteilte Leitungs-Erdungs-Kapazität der beiden verbleibenden fehlerfreien Phasen der fehlerhaften Schaltung.
  • Es ist bekannt, dass Erdungsfehler, die in nichtgeerdeten elektrischen Systemen auftreten, die Phase-Phase-Spannungen zwischen den drei elektrischen Signalphasen (VA, VB, VC) nicht beeinflussen, so dass es möglich ist, das elektrische System weiterhin zu betreiben, während sich dieses im fehlerhaften Zustand befindet. Um den Betrieb fortzusetzen, muss das System jedoch eine geeignete Phasen-Phasen-Isolation besitzen, und sämtliche Lasten des Systems müssen Phase an Phase angeschlossen sein.
  • Der Fehlerstrom für Erdungsfehler in nichtgeerdeten Systemen ist ziemlich gering im Vergleich zu geerdeten Systemen, so dass daher Schutzrelais, die zum Ermitteln von Erdungsfehlern benutzt werden, eine hohe Empfindlichkeit benötigen. Die meisten Erdungsfehlerdetektoren (Elemente), die für nichtgeerdete Systeme eingesetzt werden, benutzen Grundfrequenzspannungs- und -stromkomponenten bei ihren Fehlerbestimmungen. Bei dem herkömmlichen wattmetrischen Verfahren handelt es sich um eine übliche Richtelementlösung. Deren Empfindlichkeit ist jedoch auf relativ niedrige Fehlerwiderstände beschränkt, die typischerweise nicht höher sind als einige Kiloohm. Bei anderen Verfahren findet der stetige harmonische Anteil von Strom- und Spannungswerten Verwendung, während noch andere Verfahren die fehlererzeugten Übergangskomponenten von Spannung und Strom benutzen, um Erdungsfehlerbestimmungen durchzuführen. Diese Verfahren sind jedoch mit einer beschränkten Empfindlichkeit verbunden, da Fehler mit hohem Widerstand das Niveau der stetigen Oberschwingungen verringern und die Übergangskomponenten von Spannung und Strom dämpfen.
  • Nichtgeerdete elektrische Systeme besitzen viele der wünschenswerten Eigenschaften von geerdeten Systemen, ein schließlich Sicherheit, Verringerung der Kommunikationssysteminterferenz sowie Reduzierung der Spannung und thermischen Beanspruchungen. Eines der wünschenswerten Merkmale von nichtgeerdeten Systemen ist, wie vorstehend erwähnt, dessen relativ niedriger Erdungsfehlerstrom, so dass das System während aufrechterhaltenen Fehlern geringer Größe in Betrieb bleiben kann, ohne ein Sicherheitsrisiko für den Menschen darzustellen.
  • Erdungsfehler in nichtgeerdeten Systemen heben sich oft selbst auf. Es gibt jedoch einige Fehler, die sich nicht selbst aufheben. Es ist wünschenswert, das Vorhandensein und den Ort von derartigen Fehlern sowie deren Richtung zu ermitteln, um die Möglichkeit zu verhindern, dass sich ein anderer später Fehler auf irgendeine Weise mit dem ersten Fehler vereinigt, so dass ein extrem großer Fehlerstrom erzeugt wird.
  • Eine Schwierigkeit bei der Fehlerbestimmung in nichtgeerdeten Systemen ist die Identifizierung der Einspeisung, die fehlerbehaftet ist, wenn diese Einspeisung Teil eines Verteilernetzwerkes mit mehreren Einspeisungen ist. In ausgeglichenen Systemen (bei denen die Speiseleitungen etwa die gleiche Länge besitzen) liefert die Größe des Nullsequenzstromes eine zuverlässige Identifizierung des speziellen Einspeisungsortes des Fehlers. Dies ist darauf zurückzuführen, dass in ausgeglichenen Systemen die Kapazität entlang einer jeden Speiseleitung etwa gleich ist. In nichtausgeglichenen Systemen stellt ein derartiger Größenwert nicht per se eine zuverlässige Anzeige darüber dar, welche Einspeisung den Fehler enthält.
  • Es ist daher wünschenswert, ein zuverlässiges Richtelement zur Bestimmung des Vorhandenseins eines Fehlers in einem Verteilernetzwerk mit mehreren Einspeisungen zu besitzen sowie die Richtung dieses Fehlers in einem nichtgeerdeten System, bei dem der Fehlerstrom ziemlich gering ist, zu erhalten.
  • Als Stand der Technik offenbart die EP-A-0 932 235 ein adaptives Universalrichtelement, das Vorwärts- oder Rückwärtsfehlerbedingungen in geerdeten Systemen unter Verwendung eines Nullsequenzrichtelementes oder eines Negativsequenzrichtelementes angeben kann. Diese Veröffentlichung offenbart, dass das Nullsequenzrichtelement einen Vorwärtsfehler angibt, wenn die Nullsequenzimpedanz unter einer ersten Schwelle liegt, und einen Rückwärtsfehler angibt, wenn die Nullsequenzimpedanz über einer zweiten Schwelle liegt.
  • Die Veröffentlichung „Selective ground-fault protection using an adaptive algorithm model in neutral ungrounded Systems" von Mu Longhua und Li Xiaobo in Proceedings of the IEEE International Conference on Power System Technology 2000, Powercon 2000, 4.-7. Dezember 2000 beschreibt eine selektive Erdungsfehlerschutzvorrichtung für nichtgeerdete Systeme. Die US-A-5,946,174 offenbart ein Verfahren zum Detektieren eines Erdungsfehlers in einer Übertragungsleitung auf der Basis des Phasenwinkels zwischen dem Strom des Nullsequenzsystems und dem Strom des Negativsequenzsystems. Die US-A-5,963,404 beschreibt ein System für einen einge schränkten Erdungsfehlerschutz für Transformatoren unter Verwendung eines Richtelementes.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Richtelement zum Detektieren von Erdungsfehlern bei nichtgeerdeten Systemen mit Einrichtungen zum Berechnen einer Nullsequenzimpedanz für eine spezielle geschützte Leitung im aktivierten Zustand unter Verwendung einer Nullsequenzspannung und eines Nullsequenzstromes auf der Leitung, einer Aktivierungsschaltung, die den Betrieb der Berechnungseinrichtungen unter vorgewählten Strombedingungen ermöglicht, und Einrichtungen zum Vergleichen der Nullsequenzimpedanzwerte von den Berechnungseinrichtungen mit ausgewählten Empfindlichkeitsschwellenwerten, die für nichtgeerdete Systeme geeignet sind, wobei eine Vorwärtsfehleranzeige vorgesehen wird, wenn die Nullsequenzimpedanz über einer ersten Empfindlichkeitsschwelle liegt, und eine Rückwärtsfehleranzeige vorgesehen wird, wenn die Nullsequenzimpedanz unter einer zweiten Empfindlichkeitsschwelle liegt.
  • Es folgt nunmehr eine Kurzbeschreibung der Zeichnungen. Hiervon zeigen:
  • 1A und 1B Nullsequenznetzwerke für Vorwärts- und Rückwärtserdungsfehler;
  • 2A und 2B ein Nullsequenzphasordiagramm und ein Impe danzebenendiagramm, die die Eigenschaften des Richtelementes der vorliegenden Erfindung zeigen; und
  • 3 ein Logikdiagramm, das die Verwirklichung einer bevorzugten Ausführungsform des Richtelementes der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Wie vorstehend erläutert, finden bei dem Erdungsfehlerdetektionsverfahren/Elementen typischerweise Nullsequenzgrößen Verwendung. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Nullsequenzgrößen zur Verfügung stehen, wenn Erdungsfehler vorhanden sind. Die Nullsequenzimpedanz eines nichtgeerdeten Systems besitzt typischerweise eine hohe Größe. Diese hohe Größe ermöglicht das Ignorieren der Positiv- und Negativsequenzimpendanzwerte ohne einen signifikanten Genauigkeitsverlust, wenn Einzelleitungs-Erdungs-Fehler ermittelt werden.
  • Wie vorstehend erläutert, muss die fehlerbehaftete Einspeisung aus der Vielzahl der Einspeisungen, die an die Verteilerleitung angeschlossen ist, identifiziert werden. Dies wird erreicht, indem das Richtelement der vorliegenden Erfindung bei jeder Einspeisung vorgesehen wird (das Element ist in den einzelnen Relais vorhanden, die jeder Leitung zugeordnet sind). Jedes Richtelement überwacht den Betriebszustand der zugehörigen Einspeisung in Bezug auf Fehlerbedingungen in der nachfolgend erläuterten Weise und bestimmt dann, ob es sich um einen Vorwärts- oder Rückwärtsrichtungsfehler in Bezug auf das Richtelement handelt. Die Vorwärtsrichtung bezieht sich auf einen Fehler vom Richtelement weg zur Einspeisung der Verteilung, während die Rückwärtsrichtung einen Fehler betrifft, der sich hinter dem Richtelement in Richtung auf die lokale Quelle oder eine andere Leitung befindet.
  • 1A zeigt eine Nullsequenzdarstellung für einen Vorwärtserdungsfehler in einem nichtgeerdeten System. Das Schutzrelais, das das Richtelement der vorliegenden Erfindung enthält, misst die Negativsequenzspannung V0 über XCOS, wobei XCOS die Nullsequenzimpedanz des restlichen Teiles des elektrischen Systems hinter dem Relais darstellt. Das Element misst ferner den Nullsequenzstrom I0 über XCOS. 1B zeigt das Nullsequenznetzwerk, das für einen Rückwärtserdungsfehler vorhanden ist. Die Messung von V0 erfolgt über die Reihenkombination von ZOL + XCOL, wobei ZOL die Nullsequenzleitungsimpedanz und XCOL die verteilte Leitungserdungskapazität der geschützten Leitung darstellen. Der Nullsequenzstrom I0 über die Kombination von ZOL und XCOL wird ebenfalls gemessen. Daher misst das Relais –XCOS für Vorwärtsfehler und ZOL + XCOL für Rückwärtsfehler. Die Diagramme in den 1A und 1B zeigen, dass der Nullsequenzstrom I0 in einer Richtung für Vorwärtsfehler und in der entgegengesetzten Richtung für Rückwärtsfehler fließt.
  • 2A zeigt ein Phasordiagramm für Vorwärts- und Rückwärtsfehler im elektrischen System, wobei die Nullsequenzspannung 3V0 mit der Linie 20 gezeigt ist, während die Phasoren für den Nullsequenzstrom 3I0 bei 22 für Vorwärtsfehler und bei 24 für Rückwärtsfehler dargestellt sind. 2B zeigt die Betriebseigenschaft des Richtelementes der vorliegenden Erfindung für nichtgeerdete Systeme, wobei die Vorwärts- und Rückwärtsbedingungen durch Differenzieren zwischen –XCOS und XCOL ermittelt werden. Das Richtelement umfasst zwei separat einstellbare Schwellen, die für diese beiden Impedanzwerte eingestellt werden. Diese beiden Schwellenlinien sind bei 26 (Vorwärtsfehlerschwelle) und 28 (Rückwärtsfehlerschwelle) dargestellt. Wenn die gemessene Impedanz über der Vorwärtsschwelle 26 liegt und sämtliche Überwachungsbedingungen zutreffen, wird der Fehler als Vorwärtsfehler angegeben. Wenn andererseits die gemessene Impedanz unter der Schwelle der Linie 28 liegt und alle Überwachungsbedingungen zutreffen, wird der Fehler als Rückwärtsfehler angegeben.
  • 3 zeigt das Logikdiagramm für die bevorzugte Ausführungsform des Richtelementes der vorliegenden Erfindung. Grundsätzlich umfasst das Logikelement eine Nullsequenzimpedanzberechnungsschaltung 30 und vergleicht das Ergebnis dieser Berechnung, die bei der dargestellten Ausführungsform alle 1/4 des Stromsignalzyklus durchgeführt wird, mit Schwellen in Komparatoren 32 und 34, um Vorwärts- oder Rückwärtsermittlungen auszuführen.
  • Die verbleibende Schaltung in 3 sorgt für Überwachungs/Betriebsbedingungen des Richtelementes, um eine korrekte Betriebsweise und genaue Fehlerermittlungen sicherzustellen. Wenn ein Vorwärtsrichtungsfehler ermittelt wird, wird ein Signal, das diesen Zustand anzeigt, auf der Ausgangsleitung 36 zur Verfügung gestellt, während die Anzeige eines Rückwärtsrichtungsfehlers auf der Ausgangsleitung 38 zur Verfügung gestellt wird.
  • Was die Schaltung in größeren Einzelheiten anbetrifft, so liegt ein Einstellungssignal in Bezug auf die Aktivierung einer Potentialverlustbestimmung (LOP) auf der Eingangsleitung 40. Dies wird von der Bedienungsperson gesteuert. Eine ELOP-Einstellung (aktiviere Potentialverlust) von 0 verneint die LOP-Überwachung. Wenn sich ELOP in einem ersten Aktivierungszustand (Y) befindet und ein LOP-Zustand (Eingangsleitung 42) festgestellt wird, ist das Ausgangssignal eines UND-Gatters 44 hoch, das an ein ODER-Gatter 46 gelegt wird. Wenn sich ELOP in einem zweiten Aktivierungszustand (Y1) befindet und ein LOP-Zustand festgestellt wird, ist das Ausgangssignal des UND-Gatters 48 hoch, und sowohl das Vorwärts- als auch das Rückwärtsausgangssignal 36 und 38 werden nicht geltend gemacht (es kann keine Vorwärts- oder Rückwärtsfehleranzeige vorhanden sein). Dies geschieht wie folgt: das hohe Ausgangssignal vom UND-Gatter 48 führt zu einem hohen Ausgangssignal vom ODER-Gatter 50. Das Ausgangssignal vom ODER-Gatter 50 wird in der Form von Eingangssignalen an beide ODER-Gatter 52 und 54 gelegt, die einen Vorwärtsstabilitätszähler 56 und einen Rückwärtsstabilitätszähler 57 löschen, welche, wie nachfolgend in größeren Einzelheiten erläutert, verhindern, dass Ausgangssignale hiervon das ODER-Gatter 46 und die Ausgangsleitung 38 erreichen.
  • Die nächste Überwachungsbedingung betrifft auch die Aktivierung des Nullsequenzimpedanzrechners 30. Diese nächste Bedingung wird vom Komparator 58 ermittelt. Ein Eingangssignal des Komparators 58 auf der Leitung 59 entspricht einer von der Bedienungsperson erstellten Einstellung. Dies entspricht einem Positivsequenzstrombeschränkungsfaktor mit einem Bereich von 0,001-0,5 A in 0,001 A-Schritten. Typischerweise beträgt der Fehlerwert 0,001 A. Verglichen mit dieser Einstellung wird ein Eingangsgrößenwert von einer Absolutgrößenschaltung 60. Der Eingangsgrößenwert betrifft die beste Quelle des Erdungsstromes für die Schaltung, ausgewählt zwischen Werten, die als IG und IN bezeichnet werden.
  • IN betrifft den tatsächlich vom Transformator (CT) erhaltenen (gemessenen) Strom, der auf den Signalstrom anspricht, und IN-SAT betrifft die Sättigungsschwelle, die dem speziellen Transformator (aufgrund seines Torroid-Vermögens) im Relais zugeordnet ist. IG entspricht der Summe (berechnet) der drei Phasenströme IA, IB und IC, die gemessen werden. Wenn der Absolutwert von Ig größer ist als IN-SAT, wie vom Komparator 62 ermittelt, führt ein Schalter 64 den Wert von IG der Absolutgrößenschaltung 60 zu. Sonst entspricht der Eingang der Größenschaltung 60 IN (von CT). Wenn das Ausgangssignal der Größenschaltung 60 größer ist als die Positivsequenzbeschränkungseinstellung, ist das Ausgangssignal des Komparators 58 hoch, das ein Eingangssignal für das UND-Gatter 64 darstellt, dessen Ausgangssignal die Aktivierung der Berechnungsschaltung 30 steuert.
  • Das ODER-Gatter 66 liefert ferner ein Eingangssignal zum UND-Gatter 64 relativ zur Aktivierung der Berechnungsschaltung 30. Die Eingangssignale des ODER-Gatters 66 betreffen zwei weitere Überwachungsfunktionen einschließlich eines offenen Dreipolzustandes (3PO) auf der Leitung 68 und eines 32IBV-Signals auf der Leitung 69, bei dem es sich um das Ausgangssignal einer Gleichung handelt, das hoch ist, wenn der Benutzer das Richtelement blockieren will. Durch das Vorhandensein von jeder dieser beiden Überwachungsbedingungen wird ein hohes Ausgangssignal vom ODER-Gatter 66 erzeugt, das zu einem niedrigen Eingangssignal des UND-Gatters 64 führt, welches ein hohes Ausgangssignal vom UND-Gatter 64 verhindert, wodurch das Richtelement ausgeschaltet wird, da die Berechnungsschaltung 30 nicht aktiviert werden kann.
  • Zwei Schwellenstromvergleiche werden von den Komparatoren 70 und 72 durchgeführt, um eine zusätzliche Überwachung auszuführen. Die Komparatoren 70 und 72 erstellen minimale Strompegel, die zum Betrieb des Richtelementes erforderlich sind. Der Komparator 70 stellt fest, dass der Eingangsstromwert über einem minimalen Strompegel für eine zuverlässige Vorwärtsfehlerrichtungsbestimmung liegt, während der Komparator 72 feststellt, dass der Eingangsstrompegel über dem minimalen Strompegel für eine zuverlässige Rückwärtsfehlerbestimmungsrichtung liegt. Das Ausgangssignal der Absolutgrößenschaltung 60 wird an einen Eingang des Komparators 70 und an einen Eingang des Komparators 72 gelegt. Die Schwellenstromeinstellungen werden den anderen Eingängen zugeführt und sind vom Hersteller oder von der Bedienungsperson für eine zuverlässige Fehlerbestimmung vorgewählt. Die Ausgangssignale der Komparatoren 70 und 72 werden an das ODER-Gatter 76 gelegt. Bei dem Ausgang des ODER-Gatters 76 handelt es sich um den dritten Eingang des UND-Gatters 64. Wenn das Ausgangssignal des ODER-Gatters 76 hoch ist, was bedeutet, dass das Ausgangssignal von einem Komparator 70 oder 72 oder von beiden hoch ist, ist das Ausgangssignal vom UND-Gatter 64 hoch, wenn gleichzeitig das Ausgangssignal vom Komparator 58 hoch und das Ausgangssignal vom ODER-Gatter 66 niedrig ist. Die von der Schaltung 30 durchgeführte Berechnung wird dann aktiviert. Der Berechnungsalgorithmus der Berechnungsschaltung 30 ist wie folgt:
    Figure 00120001
    worin SZ0 die „empfindliche" Nullsequenzimpedanz (für nichtgeerdete Systeme) ist, während 3V0 die Nullsequenzspannung (Messwerte VA, VB und VC) und IN der von den Transformatoren gemessene Nullsequenzstrom ist. Wenn jedoch IG größer ist als IN-SAT ist IG (IA, IB und IC) der „In"-Wert des Algorithmus. Das Ausgangssignal der Berechnungsschaltung 30 wird dann an einen Eingang der Komparatoren 32 und 34 gelegt.
  • Die Ausgangssignale der Komparatoren 70 und 72 werden auch ODER-Gattern 52 und 54 zugeführt. Wenn das Ausgangssignal des Komparators 70 niedrig ist, was bedeutet, dass die Vorwärtsschwelle nicht überschritten wurde, wird das Ausgangssignal vom ODER-Gatter 52 hoch, wodurch kontinuierlich der Zähler 56 gelöscht und eine Vorwärtsfehleranzeige verhindert wird. Wenn das Ausgangssignal vom Komparator 72 niedrig ist, was bedeutet, dass die Rückwärtsschwelle nicht überschritten wurde, wird das Ausgangssignal vom ODER-Gatter 54 hoch, wodurch der Zähler 57 kontinuierlich gelöscht und eine Rückwärtsfehleranzeige verhindert wird. Da her wirken die Vorwärts- und Rückwärtsschwelle unabhängig voneinander.
  • Wie vorstehend erläutert, wird das Ausgangssignal der Berechnungsschaltung 30 an die Komparatoren 32, 34 gelegt. Die Berechnung wird bei der dargestellten Ausführungsform alle 1/4 Zyklen des Stromsignals durchgeführt. Dies kann verändert werden, falls gewünscht. Das andere Eingangssignal des Komparators 32 entspricht einer „empfindlichen" Vorwärtsschwelleneinstellung. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt der Einstellungsbereich ±300 Ohm/INOM in 0,01 Ohm-Schritten. Dieser Wert ist positiv für Vorwärtserdungsfehler. Bei der dargestellten Ausführungsform entspricht der Fehlerwert Z0MAG/2, wobei Z0 die Nullsequenzreplicaleitungsimpedanz ist. Dies ist ein vom Benutzer eingegebener Wert, der typischerweise etwa 8 Ohm beträgt. Der Komparator 34 spricht auf einen empfindlichen Rückwärtsschwellenwert an. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der mögliche Bereich der gleiche wie für die empfindliche Vorwärtsschwelleneinstellung. Der Fehlerwert beträgt Z0MAG/2-0,1. Die „empfindlichen" Schwellen sind so eingestellt, dass sie auf die Werte ansprechen, die für Fehler in nichtgeerdeten Systemen vorhanden sind (niedrige Stromwerte).
  • Die Ausgangssignale der Komparatoren 32 und 34 werden als Eingangssignale Zählern 56 (Vorwärtsrichtung) und 57 (Rückwärtsrichtung) zugeführt. Wenn ein Zähler zwei aufeinanderfolgende Zählungen in Abhängigkeit von zwei aufeinanderfolgenden hohen Ausgangssignalen von jedem Komparator 32 oder 34 aufzeichnet, ohne dass der Zähler in der Zwischenzeit gelöscht wurde, wird von diesem Zähler ein Ausgangssignal zum ODER-Gatter 46 erzeugt und dann zur Ausgangsleitung 36 (Vorwärtsfehleranzeige) vom Zähler 56 oder zur Ausgangsleitung 38 (Rückwärtsfehleranzeige) vom Zähler 57.
  • Ein Ausgangssignal (Vorwärtsfehler) auf der Leitung 36 wird an das ODER-Gatter 54 gelegt, das wiederum den Rückwärtszähler 57 löscht und gleichzeitige oder im wesentlichen gleichzeitige Angaben verhindert. Umgekehrt löscht ein Ausgangssignal des Zählers 57 den Vorwärtsrichtungszähler 56 über das ODER-Gatter 52.
  • Daher wird ein Richtelement für elektrische Systeme offenbart, das in der Lage ist, für nichtgeerdete Systeme genau zu arbeiten. Das System umfasst ferner eine Reihe von Überwachungsoperationen, die die Gesamtgenauigkeit der Funktionsweise der Vorrichtung sicherstellen.
  • Obwohl hier zu Erläuterungszwecken eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung offenbart wurde, versteht es sich, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und Substitutionen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, der durch die Patentansprüche festgelegt wird.

Claims (12)

  1. Richtelement zum Detektieren von Erdungsfehlern bei nichtgeerdeten Systemen mit Einrichtungen (30) zum Berechnen einer Nullsequenzimpedanz für eine spezielle geschützte Leitung im aktivierten Zustand unter Verwendung einer Nullsequenzspannung und eines Nullsequenzstromes auf der Leitung; einer Aktivierungsschaltung, die den Betrieb der Berechnungseinrichtungen unter vorgewählten Nullsequenzstrombedingungen ermöglicht; und Einrichtungen (56, 57) zum Vergleichen der Nullsequenzimpedanzwerte von den Berechnungseinrichtungen mit ausgewählten Schwellenwerten, die für nichtgeerdete Systeme geeignet sind, wobei die Einrichtungen zum Vergleichen der Nullsequenz dadurch gekennzeichnet sind, dass eine Vorwärtsfehleranzeige vorgesehen wird, wenn die Nullsequenzimpedanz über einer ersten Empfindlichkeitsschwelle (26) liegt, und eine Rückwärtsfehleranzeige vorgesehen wird, wenn die Nullsequenzimpedanz unter einer zweiten Empfindlichkeitsschwelle (28) liegt.
  2. System nach Anspruch 1, das eine Selektionsschaltung zum Selektieren zwischen zwei Werten von Nullsequenzstrom aufweist, wobei ein Stromwert von der Summe der drei Phasenströme IA, IB und IC gebildet wird und der andere Stromwert von einem Stromwandler erhalten wird, der dem Richtelement zugeordnet ist und auf das Stromsignal anspricht.
  3. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, das zwei Zähler aufweist, die auf die Vergleichseinrichtungen ansprechen, wobei die beiden Zähler Ausgangssignale liefern, die Vorwärtsfehler (36) und Rückwärtsfehler (38) anzeigen, wenn eine gewählte Anzahl von Ausgangssignalen, die anzeigen, dass die Schwellenwerte überschritten worden sind, von den Vergleichseinrichtungen vor dem Löschen der Zähler auftritt, was unter vorgewählten Überwachungsbedingungen geschieht.
  4. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die gewählte Zahl der Ausgangssignale zwei beträgt.
  5. System nach Anspruch 3 oder 4, bei dem eine Überwachungsbedingung einen Potenzialzustandsverlust umfasst.
  6. System nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem eine Überwachungsbedingung das Erreichen von minimalen Ausgangsstromschwellen für die Vorwärts- und/oder Rückwärtsfehlerbestimmung umfasst.
  7. System nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem eine Überwachungsbedingung einen Dreipoloffenzustand umfasst.
  8. System nach einem der der Ansprüche 3 bis 7, bei dem eine Überwachungsbedingung einem maximalen Eingangsstrom entspricht.
  9. System nach einem der Ansprüche 3 bis 8, bei dem eine Überwachungsbedingung das Erreichen eines vorgegeben Bereiches für nicht ausgeglichenen Strom umfasst.
  10. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, das Einrichtungen zum Verhindern einer Rückwärtsfehleranzeige nach der Bestimmung eines Vorwärtsfehlers und Einrichtungen zum Verhindern einer Vorwärtsfehleranzeige nach dem Bestimmen eines Rückwärtsfehlers umfasst.
  11. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Stromwert dem Wert des Stromes vom Stromwandler entspricht, wenn nicht die Summe von IA + IB + IC größer ist als der Sättigungswert des Stromes vom Stromwandler, wobei der Stromwert IA + IB + IC beträgt.
  12. Verfahren zum Detektieren von Erdungsfehlern bei nichtgeerdeten Systemen mit den folgenden Schritten: Berechnen einer Nullsequenzimpedanz für eine spezielle geschützte Leitung unter Verwendung einer Nullsequenzspannung und eines Nullsequenzstromes auf der Leitung unter vorgewählten Nullsequenzstrombedingungen; und Vergleichen der Nullsequenzimpedanzwerte mit ausgewählten Schwellenwerten, die für nichtgeerdete Systeme geeignet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorwärtsfehleranzeige vorgesehen wird, wenn die Nullsequenzimpedanz über einer ersten Empfindlichkeitsschwelle liegt, und eine Rückwärtsfehleranzeige vorgesehen wird, wenn die Nullsequenzimpedanz unter einer zweiten Empfindlichkeitsschwelle liegt.
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