FI118492B

FI118492B - System och förfarande för lokalisering av jordfel

Info

Publication number: FI118492B
Application number: FI20055232A
Authority: FI
Inventors: Janne Altonen; Ari Wahlroos
Original assignee: Abb Oy
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2007-11-30
Also published as: CN1866043A; FI20055232A0; EP1724597A2; EP1724597A3; FI20055232A; US20060291113A1; US7514933B2; RU2416804C2; CN1866043B; EP1724597B1; RU2006115851A

Claims

1. System för bestämning av ett jordfels läge i ett elnäts trefas el-ledning (30), vilket system är anordnat att observera trefas elledningens (30) Ström och spänningsstorheter i 5 mätpunkten (40); detektera ett jordfel (F) pä trefas elledningen (30) och trefas elledningens felaktiga fas; och beräkna avständet (d) mellan mätpunkten (40) och felpunkten (F) genom användning av de observerade Ström- och spänningsstorheterna, samt 10 en ekvation som kopplar samman Ström- och spänningsstorheterna med avständet, kännetecknat av att systemet dessutom är anordnat att beräkna de belastningskompenserade noll- och motströmmama genom användning av ett förhällande av elnätets totalnolladmittans och elnätets utan felaktig elledning (30) nolladmittans, och genom användning av den felak-15 tiga fasens motström och nollström; beräkna den felaktiga fasens belastningskompenserade fasspän-ning genom användning av den kompenserade nollströmmen; och använda den kompenserade motströmmen och den kompenserade fasspänningen för beräkning av avständet (d) mellan mätpunkten (40) och fel-20 punkten (F).

2. System enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att systemet ·*·*: är anordnat att beräkna de kompenserade noll- och motströmmama i enlighet • · .\j med följande ekvationer: • · • · • · · ··» · T - \ T + J • » i-0Lcomp ^±.0 ~ LOLcomp _ factor · : j - κι _l j αάr ... —2Lcomp — 2 ^ LlLcomp_ factor » Ucal • · • · *·· Δ/0 =/0 -Lopn’ där Ιο är en nollström under felet och • * iopre är en nollström före felet, ·...* 30 Δ/2 = I_2 ~ llpre > där h är en motström under felet och • l2Pre är en motström före felet i den felaktiga fasen, . Ucomp_factor = fei ~Hi). där Ki är en strömfördel- • · · ningsfaktor, . i-lLcomp factor ~~ ' Ldcomp factor > däT Q 0Γ ΘΠ fÖnjtbeStälTld 35 konstant. 118492

3. System enligt patentkrav2, kännetecknat avattsystemet är anordnat att beräknaden kompenserade fasspänningen i enlighet med föl-jande ekvation:

5. Lcomp “ —0Lcomp —\Lcomp \J-2Lcomp ’ —OLcomp U0 + ]A-omp ^ factor H-\Lcomp LL\ \J-\Lcomp _ factor —2Lcomp —2 —ILcomp_ factor ' 10 ϋο = nollspänning, Ui = medspänning, U2 = motspänning, H-O Lcomp_factor i^i.0 LoLcomp)"Π * —OTOT äf Θ|Π3“ Lotot 15 tets nolladmittans, u OLcomp .facer =fc - hicomp)' hs. där Zzs är motkällimpe-dans och ^ medström, och ^J-2Leomp .factor ~ ™ isiLcomp )' !^L2S • · · • · ·

4. System för bestämning av jordfels läge i ett elnäts trefas elledning \\ (30), vilket system är anordnat att ]* / observera trefas elledningens (30) Ström och spänningsstorheter i • · · ;*:t: mätpunkten (40); ··· ** detektera ett jordfel (F) pä trefas elledningen (30) och trefas elled- :...! 25 ningens felaktiga fas; och beräkna avständet (d) mellan mätpunkten (40) och felpunkten (F) f*.. genom användning av de observerade Ström- och spänningsstorheterna, samt en ekvation som kopplar samman ström- och spänningsstorheterna med av- *·· ./ ständet, kännetecknat av att systemet dessutom är anordnat att \.i* 30 beräkna den belastningskompenserade motströmmen genom an- • · *·;·' vändning av ett förhällande av elnätets totalnolladmittans och elnätets utan ·:**: felaktig elledning (30) nolladmittans, och genom användning av den felaktiga ·:·*: fasens motström och nollström; beräkna den felaktiga fasens belastningskompenserade fasspän- 118492 ning genom användning av den kompenserade motströmmen; och använda den kompenserade motströmmen och den kompenserade fasspänningen för beräkning av avständet (d) melian mätpunkten (40) och fel-punkten (F).

5. Systemenligtpatentkrav4, kännetecknat avattsystemet är anordnat att beräkna den kompenserade motströmmen i enlighet med föl-jande ekvation: 10 Δ/0 =/0 -l0pre, där io är en nollström under felet och lopre är en nollström före felet, Δ/2 = /2 -Lip* där I2 är en motström under felet och l2Pre är en motström före felet i den felaktiga fasen, och 15 Ki = strömfördelningsfaktor.

6. System enligt patentkrav 5, kännetecknat av att systemet är anordnat att beräkna den kompenserade fasspänningen i enlighet med följande ekvation: 20 —Lcomp = —0 Lcomp + \L\Uomp + ILl Lcomp > där • t * · · • ·· • ♦ * ·* — 0 Lcomp H-Q Lcomp _ factor • · • · · *· *· TT —u + 77 • · —1 Lcomp \ Lcomp _ factor • · I ··· · • * ! —2Lcomp ~ —2 —2Lcomp factor * där ··· · :*·*: 25 ··· U0 - nollspänning, t Ui = medspänning, ]···, U2 = motspänning, #i* U-OLcomp_ factor = (^1 ' ^Lo ~ Lzicompl)' där YoTOT är βΙ- : '*· 30 nätets nolladmittans, ~OTOT O UyLcomp_factor =(l\ -izLcompi)·Zzs» där Zf>s är motkällim- pedans och li är medström, och —2Lcomp_ factor (^—2 L.2Lcomp2 ) 2-2S * • · 118492

7. System enligt patentkrav 3 eller 6, kännetecknat avatt systemet är anordnat att beräkna motkällimpedansen och bakgrundsnätets nolladmittans ge-nom användning av de observerade Ström- och spänningsstorheternas värden; 5 beräkna elledningens (30) nolladmittans genom användning av för- utbestämda linjeparametrar; beräkna elnätets nolladmittans och strömfördelningsfaktor genom användning av bakgrundsnätets nolladmittans och elledningens (30) nolladmittans.

8. System enligt patentkrav 7, kännetecknat av att systemet är anordnat att beräkna motkällimpedansen Z^s och bakgrundsnätets nolladmittans Yobg i enlighet med följande formler: „ _ &U2 ±L2S - ~77~ > Δ/2 15 Ho BO = TTT” = BG j ' ^OBG · Δζ/0 Δϊ/0 = U0-U0pre, där Uo är en nollspänning under felet och Uopre är en nollspänning före felet, och ♦ · [• ‘ΐ 20 AU2 = U2-U2pre, där U2 är en motspänning under felet och U2Pre är • · · • i \\t en motspänning före felet i den felaktiga fasen. • ·· ·',·[ 9. System enligt patentkrav 8, kännetecknat av att systemet • · · ;*V är anordnat att beräkna elledningens nolladmittans Y0f i enlighet med följande *···[ formel: • · ··· 25 ί Ho F = @0F J ' F ’ ^Γ. tt· * * .,· Bof = elledningens nollsuskeptans • · * Gof = elledningens läckkonduktans.

10. System enligt patentkrav 9, kännetecknat av att syste- ·:··· met är anordnat att beräkna elnätets nolladmittans Yotot och strömfördelnings- faktorn K1 i enlighet med följande formler: 118492 ΐ-ΟΤΟΤ = ΐ-OBG Y.OF > χ _ Lobg +Y.of _ Lotot — ly y ‘ —OBG LOBG

11. System enligt patentkrav 2 eller 3, kännetecknat avatt |ci| är 2.0 och Zg = Z Κι·ΔΙο - ΖΔΙ2.

12. Förfarande för bestämning av ett jordfels läge i ett elnäts tre-fas elledning, vilket förfarande omfattar trefas elledningens Ström och spänningsstorheter observeras i mät- 10 punkten; ett jordfel pä trefas elledningen och trefas elledningens felaktiga fas detekteras; och avständet mellan mätpunkten och felpunkten beräknas genom an-vändning av de observerade Ström- och spänningsstorheterna samt en ekva-15 tion, som kopplar samman ström- och spänningsstorheterna med avständet, kännetecknat avattförfarandetdessutomomfattar de belastningskompenserade noll- och motströmmarna beräknas genom användning av elnätets totalnolladmittans och elnätets utan felaktig elledning nolladmittans, och genom användning av den felaktiga fasens mot-20 ström och nollström; ( , den felaktiga fasens belastningskompenserade fasspänning beräk- *· ” nas genom användning av den kompenserade nollströmmen; och : den kompenserade motströmmen och den kompenserade fasspän- • · V·· ningen används för beräkning av avständet mellan mätpunkten och felpunkten. 25 13. Förfarande enligt patentkrav 8, kännetecknat avattde | j*: kompenserade noll- och motströmmarna beräknas i enlighet med följande ek- ♦**·. vationer: ··· *·β —0Lcomp "" 0 ioLcomp_ factor » • ·· —1 Lcomp ^—2 il Lcomp _ factor * • · ··· I'*·· Δ/0 =/0 ”I0pref där Ιο är en nollström under telet och ««· :...! lopre är en nollström före felet, AI2 = I2 -I2pre, där I2 är en motström under felet och 35 l2Pre är en motström före felet i den felaktiga fasen, LoLcomp _ factor = (ΚγΔ/0 -Δ/2), där Κι är en strömfördel- 118492 ningsfaktor, Lucomp_ factor = g‘LoUomp _ factor där fl 0Γ ΘΠ fÖrUtbeStälTld konstant.

14. Förfarande enligt patentkrav 13, kännetecknat avatt 5 den kompenserade fasspänningen beräknas i enlighet med följande ekvation: —Lamp —Oicomp —licomp HjlLcomp » där —0Lcomp ^-0 ^zLoLcomp factor —ILcomp “ —1 H\Lcomp factor UlLcomp —2 ~^~^i.2Lcomp _ factor > där Uo = nollspänning, Ui = medspänning, 15 02 = motspänning, —OLcomp factor ~ (^—0 ~ LoLcomp}' > däT V()TQT 3Γ βΙΠΘ” Lotot tets nolladmittans, U.iump_fic»r = fc ~Ιοι^Ρ)·Ζ23. där Z2S är motkällimpe-j dans och li medström, och ·*.·, —2Lcomp_ factor ~ ~ LdLcomp)' ilS ‘ • · 4 * • ♦ • · » • ··

15. Förfarande för bestämning av ett jordfels läge i ett elnäts trefas j*\j elledning, vilket förfarande omfattar trefas elledningens Ström och spänningsstorheter observeras i mät- • · *···* 25 punkten; ett jordfel pä trefas elledningen och trefas elledningens felaktiga fas ·· ϊ '·· detekteras; och avständet mellan mätpunkten och felpunkten beräknas genom an- ··] vändning av de observerade Ström- och spänningsstorheterna samt en ekva- • ·* \..t 30 tion som kopplar samman Ström- och spänningsstorheterna med avstandet, *:** kännetecknat av att förfarandet dessutom omfattar: e den belastningskompenserade motströmmen beräknas genom an-vändning av ett förhällande av elnätets totalnolladmittans och elnätets utan felaktig elledning nolladmittans, och genom användning av den felaktiga fa- 118492 sens motström och nollström; den felaktiga fasens belastningskompenserade fasspänning beräk-nas genom användning av den kompenserade motströmmen; och den kompenserade motströmmen och den kompenserade fasspän-5 ningen används för beräkning av avständet mellan mätpunkten och felpunkten.

16. Förfarande enligt patentkrav 15, kännetecknat avatt den kompenserade motströmmen beräknas i enlighet med följande ekvation: 10 Δ/0 =Zo -Zop«» där io är en nollström under felet och iopre är en nollström före felet, δΖ2 = L· h pre. där ]z är en motström under felet och [2Pre är en motström före felet i den felaktiga fasen, och 15 K·, = strömfördelningsfaktor.

17. Förfarande enligt patentkrav 16, kännetecknat avatt den kompenserade fasspänningen beräknas i enlighet med följande ekvation: —Lcomp ~ —0 Lcomp — \Lcomp U-2Lcomp ' dÖT 20 • ·#· ,* 1 \Lo Lcomp ~ —0 JcLo Lcomp _ factor ? v —iLcomp ~ —1 "t" —[Lcomp_ factor • · ··· ! U-2Lcomp — —2 —2Lcomp factor * däT t :

25 Uo = nollspänning, Ui = medspänning, U2 = motspänning, U.0Lcomp_ factor ~ ΔΖθ “ L2Lcomp2 )‘ ψ- där ΥΟΤΟΤ är θΙ- ..·* nätets nolladmittans, ~OTOT

30 U-Mcomp _ factor^ Ui-L2Lcomp2)-Z2S1 2^ 0Γ ITlOtkällim- 8...8 pedans och li är medström, och ••••J —2 Lcomp _ factor (^—2 Li Lcomp!) —IS ' • a··· * ·

18. Förfarande enligt patentkrav 14 eller 17, kännetecknat 118492 av att förfarandet omfattar: motkällimpedansen och bakgrundsnätets nolladmittans beräknas genom användning av de observerade Ström- och spänningsstorhetemas vär-den; 5 elledningens nolladmittans beräknas genom användning av förutbe- stämda linjeparametrar; elnätets nolladmittans och strömfördelningsfaktor beräknas genom användning av bakgrundsnätets nolladmittans och elledningens nolladmittans.

19. Förfarande enligt patentkrav 18, kännetecknat av att 10 motkällimpedansen Z^s och bakgrundsnätets nolladmittans Yobg beräknas i enlighet med följande formler:

7. At/2 —2S - 7T~ Δ/2 15 l^ = -§r = G,K + j-B,Ba,a» r At/0 hU0=U0-U0pre, där Uo är en nollspänning under felet och Uopre är en nollspänning före telet, och MLi = U.2 -IL·pre. där \L· är ^ motspänning under felet och U2pre är 20 en motspänning före felet i den felaktiga fasen. :*·*: 20. Förfarande enligt patentkrav 19, k ä n n e t e c k n a t av att el- ledningens nolladmittans Y0F beräknas i enlighet med följande formel: ' · · • · « i t • · · ; ,·, Y.0F = Gof + j BQF, där. • · # 25 • · *** Bof - elledningens nollsuskeptans „ G0f = elledningens läckkonduktans. • · " 21. Förfarande enligt patentkrav 20, k ä n n e t e c k n a t av att el- nätets nolladmittans Yotot och strömfördelningsfaktor Ki beräknas i enlighet **.#t 30 med följande formler: • ·** » · y =v +y • ±-0ΤΟΤ £_0BG ^ —OF * »···· • · ···» • · j, _ Lobg + —o f _ Lotot —1 Y y Lqbg Lobg 118492

22. Förfarande enligt patentkrav 13 eller 14, kännetecknat av att |g| är 2.0 och Zg = Z Κι·Δΐ0 - ΖΔ^.

23. Med dator läsbart lagringsmedel, vilket omfattar en datorpro-5 gramvara, varvid exekveringen av programvaran i datorn fär datom att utföra stegen i förfarandet enligt vilket som heist av patentkraven 12-22. * · • · * « ·· • · ·· · • · t • · • · * · t · • · t • · • · • * · • · · »·* · • · • · · * * # ··« · • · I • ♦ * · ** * * · • · • ·· «·· • · t · • · · t* • » • ·· • * · • · • · • · · « · • ·