NO144612B

NO144612B - APPARATUS FOR AA MEASUREMENT AND INDICATE THE DISTANCE TO AN INCIDENTAL SHORT CIRCUIT OR SIMILAR LINE ERROR ON AN AC POWER LINE

Info

Publication number: NO144612B
Application number: NO791815A
Authority: NO
Inventors: Hans Hoel
Original assignee: Aktuell As
Priority date: 1979-05-31
Filing date: 1979-05-31
Publication date: 1981-06-22
Also published as: WO1980002748A1; NO144612C; EP0029439A1; NO791815L; FI801723A; SE8100748L; SE426104B

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et apparat for måling og anvisning av avstanden til en inntruffet kortslutning eller The present invention relates to an apparatus for measuring and indicating the distance to an occurred short circuit or

lignende linjefeil på en kraftlinje som fører vekselstrøm. similar line faults on a power line carrying alternating current.

Formålet for oppfinnelsen er å oppnå en hurtig utført avstands-.... måling som automatisk settes igang av selve kortslutningen The purpose of the invention is to achieve a quickly performed distance... measurement which is automatically initiated by the short circuit itself

og kan fullføres med rimelig målenøyaktighet i løpet av noen forholdsvis få vekselstrømperioder etter kortslutningen. and can be completed with reasonable measurement accuracy within a relatively few AC periods after the short circuit.

Oppfinnelsen bygger på prinsipper som er kjent fra såkalte distansereleer, som i praksis anvendes for overvåking av kraft-linjer samt rask utkobling av sådanne linjer når en kort- The invention is based on principles known from so-called distance relays, which are used in practice for monitoring power lines as well as rapid disconnection of such lines when a short-

slutning eller lignende linjefeil opptrer. Distansereleets overvåking finner sted ved at linjens impedans avfølges kon-tinuerlig, conclusion or similar line error occurs. The monitoring of the distance relay takes place by continuously monitoring the impedance of the line,

og en utkobling av linjen utløses når den avfølte impedans antar en verdi som ligger innenfor et forut bestemt impedanseområde, som kan innstilles i selve distansereleet. and a disconnection of the line is triggered when the sensed impedance assumes a value that lies within a predetermined impedance range, which can be set in the distance relay itself.

Teoretisk kan et hvilket som helst prinsipp for en distanserele-funksjon med hurtig virkning anvendes, men de rele- Theoretically, any principle for a fast-acting distance relay function can be used, but the relay

funksjoner som oppfyller følgende tre betingelser vil være bedre egnet enn andre: relevirkningen bør fortrinnsvis være bundet til et visst functions that fulfill the following three conditions will be better suited than others: the relay action should preferably be bound to a certain

tidsavsnitt av strømmens eller spenningens halvperioder, time section of the half-periods of the current or voltage,

releets grenseimpedans bør være enkel å stille om til andre the relay's limit impedance should be easy to change to another

vérdiér, value,

gr.enseimpedansen bør fortrinnsvis kunne innstilles med The common impedance should preferably be adjustable with

réaktanskarakteristikk. reactance characteristic.

Det prinsipp for et distanserele som er beskrevet i NO-PS The principle for a distance relay that is described in NO-PS

126.104 er således vel egnet for utnyttelse i forbindelse med foreliggende oppfinnelse. 126,104 is thus well suited for use in connection with the present invention.

Oppfinnelsen gjelder således et apparat for å måle og anvise avstanden til en inntruffet kortslutning eller lignende linjefeil på en vekselstrømkraftlinje, idet apparatet omfatter organer for utledning av to målesignaler fra henholdsvis spenning og strøm på kraftlinjen ved et bestemt tidsavsnitt innenfor vekselstrømmens halvperioder, samt et impedansrele anordnet for å tilføres målesignalene og innrettet for å reagere på de tilførte målesignaler når deres innbyrdes forhold tilsvarer en linjeimpedans mindre enn en karakteristisk grenseimpedans for releet, The invention thus relates to an apparatus for measuring and indicating the distance to an occurred short circuit or similar line fault on an alternating current power line, the apparatus comprising means for deriving two measurement signals from voltage and current respectively on the power line at a specific time interval within the half periods of the alternating current, as well as an impedance relay arranged to be supplied with the measuring signals and arranged to react to the supplied measuring signals when their mutual ratio corresponds to a line impedance less than a characteristic limit impedance of the relay,

På denne bakgrunn av kjent teknikk har apparatet i henhold On this background of known technology, the device has according

til oppfinnelsen som særtrekk at det videre omfatter en tidsstyrt koblingsinnretning anordnet og innrettet til for hver halvperiode eller gitt tidsintervall etter en påvist kortslutning, å omstille impedansereleet til en forskjellig grenseimpedans tilsvarende en forut bestemt andel av linjens totale impedans og således av dens lengde, et registreringsorgan anodnet og innrettet for å registrere fortløpende om de respektive innstilte grenseimpedanser tillater eller ikke tillater impedansreleet å reagere på de tilførte målesignaler, to the invention as a distinctive feature that it further comprises a time-controlled switching device arranged and arranged to, for each half-period or given time interval after a detected short-circuit, switch the impedance relay to a different limit impedance corresponding to a predetermined proportion of the line's total impedance and thus of its length, a recording device anoded and arranged to record continuously whether the respective set limit impedances allow or do not allow the impedance relay to react to the supplied measurement signals,

og en avstandsindikator innrettet for å anvise hvilket område av linjens totale lengde som kortslutningen ligger i, på grunn-lag av den informasjon om korslutningens beliggenhet som er oppnådd ved registreringsorganets registreringer av hvilke grenseimpendansverdier som tillater eller alternativt ikke tillater releet å reagere, idet koblingsinnretningen er programmert for å foreta hver nevnte omstilling av impedansreleet til en grenseimpedansverdi som ligger innenfor et linjeområde som ved tidligere innstilte grenseimpedansverdier er registrert av registreringsorganet som et område hvor den inntrufne linjefeil ligger. and a distance indicator designed to indicate in which area of the line's total length the short circuit is located, based on the information about the location of the cross circuit obtained by the registration body's registrations of which limit impedance values allow or alternatively do not allow the relay to react, the switching device being programmed to carry out each mentioned adjustment of the impedance relay to a limit impedance value that lies within a line area which, with previously set limit impedance values, has been registered by the recording body as an area where the line fault that has occurred is located.

Impedansreleets grenseimpedansverdi innstilles således i samsvar med den; metode som i matematikken kalles suksessesive appoksimasjoner", og som også er prinsippielt kjent fra måle-teknikken, særlig i forbindelse med digitalinstrumenter , ■ f. eks. fra B.M. Oliver og I.M. Cage: "Electronic Measurements and Instrumentation", Mc Graw - Hill Company, sidene 214 - 217. For å kunne fastlegge det linjeområde som kortslutningen ligger i med størst mulig nøyaktighet i løpet av færrest mulig halvperioder, er det funnet hensiktsmessig i henhold til oppfinnelsen „ å anvende et forut fastlagt program oppstilt .etter følgende prinsipper: a) i første halvperiode eller gitt tidsintervall innstilles grenseimpedansen til en første verdi tilsvarende en første forut bestemt andel av kraftlinjens totale lengde, og denne grenseimpedansverdi bibeholdes i de påfølgende halvperioder hvis registreringsorganet registrerer at den ikke tillater impedansreleet å reagere på de tilførte målesignaler, men sløyfes i motsatt tilfelle, The limit impedance value of the impedance relay is thus set in accordance with it; method which in mathematics is called successive approximations", and which is also known in principle from measurement technology, especially in connection with digital instruments, ■ e.g. from B.M. Oliver and I.M. Cage: "Electronic Measurements and Instrumentation", Mc Graw - Hill Company , pages 214 - 217. In order to be able to determine the line area in which the short circuit lies with the greatest possible accuracy during the fewest possible half-periods, it has been found appropriate according to the invention to use a pre-determined program drawn up according to the following principles: a) in the first half-period or given time interval, the limit impedance is set to a first value corresponding to a first predetermined proportion of the total length of the power line, and this limit impedance value is maintained in the following half-periods if the recording device registers that it does not allow the impedance relay to react to the supplied measurement signals, but is looped in the opposite direction case,

b) i annen halvperiode eller gitt tidsintervall innstilles en annen grenseimpedansverdi tilsvarende en annen forut b) in another half-period or given time interval, a different limit impedance value corresponding to a different previous one is set

bestemt andel av kraftlinjens totale lengde, alene eller i tillegg til den eventuelt bibeholdte impedansverdi fra første halvperiode eller intervall og denne innstilte impedansverdi bibeholdes i de påfølgende halvperioder eller intervaller hvis registreringsorganet registrerer at den samlede foreliggende impedans ikke tillater impedansreleet å reagere på de tilførte målesignaler, men sløyfes i motsatt tilfelle, determined proportion of the total length of the power line, alone or in addition to the possibly retained impedance value from the first half-period or interval and this set impedance value is retained in the subsequent half-periods or intervals if the recording body registers that the overall impedance present does not allow the impedance relay to react to the supplied measurement signals, but is looped in the opposite case,

c) i hver påfølgende halvperiode eller gitt tidsintervall innstilles en ytterligere grenseimpedansverdi som står i c) in each subsequent half-period or given time interval, a further limit impedance value is set which is in

et forut fastlagt forhold til den innstilte verdi i den nærmest forutgående halvperiode eller intervall, alene eller i tillegg til eventuelt bibeholdte impedansverdier fra tidligere halvperioder eller intervaller, og denne innstilte impedans bibeholdes i de etterfølgende halvperioder eller intervaller hvis registreringsorganet registrerer at den samlede foreliggende impedans ikke tillater impedansreleet å reagere på de tilførte målesignaler, men sløyfes i motsatt tilfelle. a predetermined ratio to the set value in the immediately preceding half-period or interval, alone or in addition to possibly retained impedance values from previous half-periods or intervals, and this set impedance is maintained in the subsequent half-periods or intervals if the recording body registers that the total present impedance does not allows the impedance relay to react to the supplied measurement signals, but is looped in the opposite case.

I de forskjellige halvperioder eller intervaller kan det her-under innstilles forskjellig ytterligere grenseimpedansverdi alt ettersom den innstilte grenseimpedansverdi i en tidligere halvperiode tillater releet å reagere eller ikke, men vanlig-vis vil det være hensiktsmessig å utføre et optimalt program slik at grenseimpedansen i den første halvperiode eller gitte tidsintervall innstilles til en første verdi tilsvarende ca. halvparten av kraftlinjens totale lengde, og i hver påfølgende halvperiode eller intervall innstilles til en ytterligere verdi tilsvarende ca. halvparten av den innstilte verdi i den nærmest forutgående halvperiode eller intervall, alene eller i tillegg til eventuelt bibeholdte verdier fra tidligere halvperioder eller intervaller. In the different half-periods or intervals, a different additional limit impedance value can be set below, depending on whether the set limit impedance value in a previous half-period allows the relay to react or not, but usually it will be appropriate to carry out an optimal program so that the limit impedance in the first half period or given time interval is set to a first value corresponding to approx. half of the power line's total length, and in each subsequent half-period or interval is set to a further value corresponding to approx. half of the set value in the immediately preceding half-period or interval, alone or in addition to any retained values from previous half-periods or intervals.

Apparatet i henhold til oppfinnelsen er fortrinnsvis kombinert med et distanserele som er innrettet for å avføles av kraftlinjens impedans og påvirke en linjebryter med en viss reaksjonstid til å koble ut linjen når denne impedans faller innenfor et forut bestemt impedanseområde som tilsvarer kortslutning eller lignende linjefeil, idet apparatet har de nevnte organer for utledning av målesignaler. samt eventuelt impedansreleet felles med distansereleet,impedans og påvirkning av en linjebryter med en viss reaksjonstid til å koble ut linjen når dens impedans faller innenfor et forut bestemt impedansområde som tilsvarer kortslutning eller lignende linjefeil, idet apparatet har nevnte organer for utledning av målesignaler samt eventuelt impedansreleet felles med distansereleet. The apparatus according to the invention is preferably combined with a distance relay which is arranged to be sensed by the impedance of the power line and to influence a line breaker with a certain reaction time to disconnect the line when this impedance falls within a predetermined impedance range corresponding to a short circuit or similar line fault, since the device has the aforementioned means for deriving measurement signals. as well as possibly the impedance relay in common with the distance relay, impedance and influence of a line switch with a certain reaction time to switch off the line when its impedance falls within a predetermined impedance range corresponding to a short circuit or similar line fault, the device having said organs for deriving measurement signals as well as possibly the impedance relay common with the distance relay.

Ved en sådan kombinasjon av avstandsmåler og distanserele er den tidstyrte koblingsinnretning i henhold til oppfinnelsen innrettet for omkobling av impedansreleets grenseimpedans i samsvar med den angitte programmering i hver halvperiode som står til rådighet innenfor linjebryterens' reaksjonstid. With such a combination of distance meter and distance relay, the time-controlled switching device according to the invention is designed to switch the limit impedance of the impedance relay in accordance with the specified programming in each half-period that is available within the line breaker's reaction time.

På denne måte oppnås optimal utnyttelse av halvperiodene mellom påvist kortslutning og linjens utkobling til å samle inn infor-masjons om kortslutningens beliggenhet for hensiktsmessig anvisning på apparatet avstandsindikator. Likeledes behøves bare lite tilleggsutstyr til et kjent distanserele for å In this way, optimal utilization of the half-periods between detected short-circuit and the disconnection of the line is achieved to collect information about the location of the short-circuit for appropriate indication on the distance indicator device. Likewise, little additional equipment is needed for a known distance relay to

oppnå en automatisk utført måling av avstanden til en kortslutning og anvisning av denne avstand med rimelig nøyaktig- achieve an automatically performed measurement of the distance to a short circuit and indication of this distance with reasonable accuracy

het omtrent samtidig som kortslutningen varsles og kraftlinjen kobles ut. hot at about the same time as the short circuit is notified and the power line is disconnected.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet ved hjelp av et utførelseseksempel og under henvisning til de vedføyde teg-ninger, hvorpå: Fig. 1 viser et diagram som anskueliggjør det foretrukkede koblingsprogram for et apparat i henhold til oppfinnelsen kombinert med et distanserele. Fig. 2 viser en sådan kombinajson av distanserele og avstandsmåler i henhold til oppfinnelsen, og Fig. 3 viser et mer detaljert koblingsskjerna for en foretrukket utførelse av avstandsmåleren. The invention will now be described in more detail by means of an embodiment and with reference to the attached drawings, on which: Fig. 1 shows a diagram illustrating the preferred connection program for a device according to the invention combined with a distance relay. Fig. 2 shows such a combination of distance relay and distance meter according to the invention, and Fig. 3 shows a more detailed connection core for a preferred embodiment of the distance meter.

For å anskueliggjøre hvorledes korslutningsavstanden blir registrert, vil det i forbindelse med fig. 1 bli beskrevet fire kortslutningseksempler på en og samme kraftlinje. I In order to visualize how the cross-connection distance is recorded, in connection with fig. 1, four short-circuit examples on one and the same power line are described. IN

det viste rettlinjede koordinatsystem i fig. 1 er linjelengden som prosentandel av kraftlinjens totale lengde angitt verti-kalt, mens tiden i forhold til kortslutningstidspunktet er avmerket i halvperioder av vekselstrømmen langs diagrammets horisontale akse. the rectilinear coordinate system shown in fig. 1, the line length as a percentage of the total length of the power line is indicated vertically, while the time in relation to the moment of short circuit is marked in half periods of the alternating current along the horizontal axis of the diagram.

De forskjellige verdier av impedansreleets grenseimpedans er angitt som horisontale linjestykker over tilsvarende halvperioder og merket med den prosentandel av linjens totale lengde som tilsvarer vedkommende grenseimpedans. Avstandsmåleren antas i dette.tilfelle å være kombinert med et distanserele. The different values of the impedance relay's limit impedance are indicated as horizontal line segments over corresponding half-periods and marked with the percentage of the line's total length that corresponds to the relevant limit impedance. The distance meter is assumed in this case to be combined with a distance relay.

Kortslutningseksempel 1. Short circuit example 1.

Kortslutningens beliggenhet antas å tilsvare 90% av linjelengden. Like etter at distansereleet har reagert på kortslutningen, igang-settes avstandsmålingen etter det tidligere angitte optimale måleprogram. Grenseimpedansen for avstandsmålerens impedansrele innstilles slik at releet reagerer i løpet av første halvperiode etter kortslutningen hvis feilen ligger innen de nærmeste 50% av linjens lengdeutstrekning. Impedansreleet vil følgelig ikke reagere i denne halvperiode, og 50% linjelengde registreres, f.eks. ved at en lampe bringes til å lyse og/eller at en relekontakt blir liggende lukket. The location of the short circuit is assumed to correspond to 90% of the line length. Just after the distance relay has reacted to the short circuit, the distance measurement is started according to the optimal measurement program specified earlier. The limit impedance for the distance meter's impedance relay is set so that the relay reacts during the first half-period after the short circuit if the fault lies within the nearest 50% of the length of the line. The impedance relay will therefore not react in this half period, and 50% line length is registered, e.g. by a lamp being brought to light and/or a relay contact being left closed.

Da avstandsmålerens impedansrele ikke reagerte på de tilførte målesignaler under første halvperiode, økes grenseimpedans-innstillingen i annen halvperiode med 25%, og det undersøkes om impedansreleet reagerer på målesignalene ved den samlede innstilte grenseimpedans tilsvarende 75% av linjelengden. Releet reagerer imidlertid heller ikke i denne halvperiode, og impedanstilskuddet på 25% registreres på samme måte som 50% linjelengde ble registrert i den første halvperiode, f.eks. ved at en ytterligere lampe merket med 25 % bringes til å lyse. As the distance meter's impedance relay did not react to the supplied measurement signals during the first half-period, the limit impedance setting is increased in the second half-period by 25%, and it is examined whether the impedance relay reacts to the measurement signals at the overall set limit impedance corresponding to 75% of the line length. However, the relay does not react in this half period either, and the impedance supplement of 25% is registered in the same way as 50% line length was registered in the first half period, e.g. by a further lamp marked 25% being brought to light.

I tredje halvperiode økes så grenseimpedansinstillingen i samsvar med det optimale program med en verdi tilsvarende en linje- In the third half-period, the limit impedance setting is then increased in accordance with the optimal program with a value corresponding to a line-

andel på 12 % (tilnærmet 1/8 av linjelengden), og denne verdi registreres også ved at en lampe bringes til å lyse, idet impedansreleet heller ikke i dette tilfellet reagerer på de tilførte måles ignaler. share of 12% (approximately 1/8 of the line length), and this value is also recorded by a lamp being brought to light, as the impedance relay does not react to the supplied measured signals either in this case.

I fjerde halvperiode økes verdien av releets grenseimpedans med ytterligere 6 % (tilnærmet 1/16 av linjelengden) og releet vil da ha en større samlet rekkevidde enn 90 % av linjelengden. In the fourth half-period, the value of the relay's limit impedance is increased by a further 6% (approximately 1/16 of the line length) and the relay will then have a greater total range than 90% of the line length.

Releet vil følgelig reagere på de tilførte målesignaler ved The relay will therefore react to the supplied measurement signals at

denne innstilte grenseimpedans, og tilskuddsverdien på 6 ss i denne halvperiode registreres ikke. this set limit impedance, and the additional value of 6 ss in this half period is not registered.

Ved slutten av den fjerde halvperiode etter at distansereleet har reagert på kortslutningen virker distansereleets bryterut-løsning, slik at linjen kobles ut og fortsettelse av måleprogrammet hindres. I løpet av de fire halvperioder som var tilgjengelig for avstandsmåling, er det imidlertid påvist to grenseimpedansverdier som henholdsvis tillater og ikke tillater impedansreleet å reagere samt har en innbyrdes forskjell tilsvarende 6 % av den totale linjelengde, og dette utgjør da den måletoleranse som det er mulig å oppnå ved et måleprogram av foreliggende.art innenfor et måleintervall på 4 halvperioder av vekselstrømmen. Summen av prosentangivelsene på de lamper som lyser etter at måleprosessen er fullført, anviser den nedre grense av det måletoleranseområdet som kortslutningsavstanden ligger i, og med tillegg på 3 %, som tilsvarer halvparten av toleranseområdet og anvises ved en lampe som alltid bringes til å lyse ved en avstandsmåling, oppnås følgende verdi for avstandsmålingen; 50 % + 25 % + 12 95 + 3 = 90 %. At the end of the fourth half-period after the distance relay has reacted to the short circuit, the distance relay's switch release works, so that the line is disconnected and continuation of the measurement program is prevented. During the four half-periods that were available for distance measurement, however, two limit impedance values have been detected which respectively allow and do not allow the impedance relay to react and have a mutual difference corresponding to 6% of the total line length, and this then constitutes the measurement tolerance that is possible to achieve with a measurement program of the present kind within a measurement interval of 4 half-periods of the alternating current. The sum of the percentages of the lamps lit after the measurement process is completed indicates the lower limit of the measurement tolerance range in which the short-circuit distance lies, and with an addition of 3%, which corresponds to half the tolerance range and is indicated by a lamp which is always brought to light at a distance measurement, the following value is obtained for the distance measurement; 50% + 25% + 12 95 + 3 = 90%.

Kortslutningseksempel 2. Short circuit example 2.

Kortslutningen antas i dette tilfelle.å ligge i en avstand tilsvarende 54 % av linjelengden. Målingen i første halvperiode blir som i eksempel 1. Heller ikke i dette til- In this case, the short circuit is assumed to lie at a distance corresponding to 54% of the line length. The measurement in the first half-period will be as in example 1. Nor in this

felle reagerer impedansreleet i den første halvperiode, og verdien 50 % registreres ved at tilsvarende lampe tennes på avstandsindikatoren. trap, the impedance relay reacts in the first half-period, and the value 50% is registered by the corresponding lamp being lit on the distance indicator.

I annen halvperiode gis grenseimpedansen et tilskudd tilsvarende 25 % 'av linjelengden, således at impedansreleet får en rekkevidde tilsvarende 75 % av kraftlinjens lengde.Ved denne impedansverdi reagerer releet for de tilførte målesignaler og tilskuddsverdien 25 % registreres ikke, og tilskuddet på 25 % i releets grenseimpedans i denne halvperiode opprettholdes ikke. In the second half period, the limit impedance is given a supplement corresponding to 25% of the line length, so that the impedance relay has a range corresponding to 75% of the power line's length. At this impedance value, the relay reacts to the supplied measurement signals and the supplemental value of 25% is not registered, and the supplement of 25% in the relay's limit impedance in this half period is not maintained.

I tredje halvperiode blir den tidligere innstilte verdi tilsvarende 50 % av linjelengden oket med 12 X til 62 %, og også In the third half period, the previously set value corresponding to 50% of the line length is increased by 12 X to 62%, and also

i dette tilfelle reagerer impedansreleet. Tilskuddet på 12 % registreres følgelig ikke og den innstilte økning på 12 X av releets grenseimpedans opprettholdes ikke. in this case the impedance relay reacts. Consequently, the 12% increase is not registered and the set increase of 12 X of the relay's limit impedance is not maintained.

I fjerde halvperiode økes den tidligere innstilling på 50 %In the fourth half-term, the previous setting of 50% is increased

med bare 6 X, men dette hindrer heller ikke impedansreleet with only 6 X, but this does not prevent the impedance relay either

fra å reagere, og de innstilte 6 X i denne halvperiode vil heller ikke bli registrert. from reacting, and the set 6 X in this half period will not be registered either.

Måleprogrammet avsluttes liksom i eksempel 1 etter fjerde halvperiode og den anviste avstand på avstandsindikatoren blir således i dette tilfelle: innstilt 50 % + fast verdi 3 % = 53 %. The measurement program ends as in example 1 after the fourth half-period and the indicated distance on the distance indicator thus becomes in this case: set 50% + fixed value 3% = 53%.

Kortslutninqseksempel 3. Short circuit example 3.

Kortslutningen antas i dette tilfelle å ligge i en avstand tilsvarende 35 % av den totale linjelengde. In this case, the short circuit is assumed to lie at a distance corresponding to 35% of the total line length.

I første halvperiode etter kortslutningen innstilles impedansreleet som vanlig til en rekkvidde tilsvarende 50 X av den totale linjelengde. Releet vil derfor i foreliggende tilfelle reagere i første halvperiode. Linjelengden på 50 % vil således ikke bli registrert og dens innstilte grenseimpedans tilsvarende 50 % av linjelengden vil ikke bli opprettholdt i de påfølgende halvperioder. In the first half-period after the short circuit, the impedance relay is set as usual to a range corresponding to 50 X of the total line length. In this case, the relay will therefore react in the first half period. The line length of 50% will thus not be registered and its set limit impedance corresponding to 50% of the line length will not be maintained in the following half periods.

I annen halvperiode innstilles releets grenseimpedans i henhold til det optimale måleprogram til en verdi tilsvarende 25 % av linjelengden. Kortslutningen ligger da utenfor releets rekkevidde, og de innstilte 25 X vil bli registrert ved at tilsvarende lampe bringes til å lyse på avstandsindikatoren. In the second half period, the relay's limit impedance is set according to the optimal measurement program to a value corresponding to 25% of the line length. The short circuit is then outside the relay's range, and the set 25 X will be registered by the corresponding lamp being lit on the distance indicator.

I tredje halvperiode okes de opprettholdte 25 X med 12 X til In the third half-term, the maintained 25 X is increased by 12 X more

en verdi tilsvarende 37 X av linjelengden. Kortslutningen vil nå så vidt ligge innenfor releets rekkevidde og impedansreleet vil reagere. Tilskuddet på 12 X vil derfor ikke bli registrert, a value corresponding to 37 X of the line length. The short circuit will now just be within the relay's range and the impedance relay will react. The grant of 12 X will therefore not be registered,

og heller ikke opprettholdt for den påfølgende halvperiode. nor maintained for the following half-term.

I fjerde halvperiode økes releets opprettholdte grenseimpedansverdi på 25 x med 6 % til en verdi tilsvarende en linjeandel på 31 %. Kortslutningen ligger nå utenfor releets rekkevidde og tilskuddet på 6 % blir således registrert. Avstandsindikatorens anvisning blir derfor: 25 % + 6 X + 3 % = 34 %. In the fourth half-period, the relay's maintained limit impedance value of 25 x is increased by 6% to a value corresponding to a line share of 31%. The short circuit is now outside the relay's range and the supplement of 6% is thus registered. The distance indicator's indication therefore becomes: 25% + 6 X + 3% = 34%.

Kortslutninqseksempel 4. Short circuit example 4.

Kortslutningen antas nå å ligge i en avstand tilsvarende 13 % av kraftlinjens totale lengde. The short circuit is now assumed to lie at a distance corresponding to 13% of the power line's total length.

Ved den innstilte rekkevidde på 50 % av linjelengden i første halvperiode ligger feilstedet innenfor releets reaksjonsområde, og de innstilte 50 % registreres ikke og utelates i de på-følgende halvperioder. At the set range of 50% of the line length in the first half-period, the fault location lies within the relay's reaction range, and the set 50% is not registered and omitted in the following half-periods.

I annen halvperiode innstilles etter programmet en grenseimpedansverdi tilsvarende 25 % av kraftlinjens lengde. Feilstedet In the second half-period, a limit impedance value corresponding to 25% of the power line's length is set according to the program. The place of failure

ligger fremdeles innenfor releets rekkevidde, og heller ikke is still within the relay's range, and neither

de ny-innstilte 25 X registreres eller bibeholdes under den påfølgende del av måleprogrammet. the newly adjusted 25 X is recorded or retained during the subsequent part of the measurement program.

I tredje halvperiode blir da innstillingen av impedansreleet In the third half period, the impedance relay is then set

12 % av linjens totale lengde. Feilstedet vil nå ligge utenfor 12% of the line's total length. The fault location will now be outside

releets virkeområde, således at impedansreleet ikke reagerer på de tilførte målesignaler og de innstilte 12 X registreres. the relay's operating range, so that the impedance relay does not react to the supplied measurement signals and the set 12 X is recorded.

I fjerde halvperiode økes den bibeholdte grenseimpedansverdi In the fourth half-period, the retained limit impedance value is increased

på 12 X med ytterligere 6 % til 18 %, hvilket innebærer at impedansreleet vil reagere og de sist innstilte 6 X registreres ikke. of 12 X with a further 6% to 18%, which means that the impedance relay will react and the last set 6 X will not be registered.

Ved avslutning av måleprogrammet registrerer således avstandsindikatoren:. 12 X + 3 X = 15 %. At the end of the measurement program, the distance indicator thus registers: 12 X + 3 X = 15%.

Det måleprogram som er benyttet i de ovenfor angitte utførelses-eksémpler gjør det mulig å oppnå maksimal imformasjon om kortslutningens beliggenhet i løpet av de fire måleperioder som står til disposisjon for avstandsmålingen før kraftlinjen kobles ut av distansereleet. The measurement program used in the above-mentioned design examples makes it possible to obtain maximum information about the location of the short circuit during the four measurement periods that are available for the distance measurement before the power line is disconnected by the distance relay.

I den etterfølgende tabell er det angitt hvilke måleresultater som oppnås innenfor de forskjellige prosentandeler av linjens totale utstrekning, samt hvilke anvisningsenheter, f.eks. lamper, som eksiteres på avstandsindikatoren. In the following table, it is indicated which measurement results are obtained within the different percentages of the line's total extent, as well as which instruction units, e.g. lamps, which are excited on the distance indicator.

I følge denne tabell er det største teoretiske måleavvik fra riktig kortslutningsavstand ca. + - 3,5 % av linjens lengde. Til dette kommer eventuelle systemfeil som kan være av samme størrelsesorden. According to this table, the largest theoretical measurement deviation from the correct short-circuit distance is approx. + - 3.5% of the line's length. Added to this are any system errors that may be of the same magnitude.

Det kan naturligvis også benyttes andre måleprogrammer under utførelse av oppfinnelsens fremgangsmåte. Innstillingsområdene og antall målinger kan således varieres etter ønske, alt etter de drifts-forhold som foreligger. Naturally, other measurement programs can also be used during execution of the method of the invention. The setting ranges and the number of measurements can thus be varied as desired, depending on the operating conditions that exist.

Fig. 2 viser et blokkskjema av et distanserele tilkoblet avstandsmåler i henhold til oppfinnelsen. Det viste distanserele er av den art.som er beskrevet i NO-PS 126.104, og er av. den art som sammenligner linjespenningen med den deriverte av linjestrømmen' når den går gjennom null. Det er også vist at distansereleet er forsynt med et omkoblingsarrangement slik at dets impedansrele XR får tilført riktige målesignaler både for linjespenningen E og den tidsderiverte dl/dt for strømmens nullgjennomgang både ved kortslutninger mellom de forskjellige linjefaser og mellom fasene og jord. Forøvrig er distansereleet utstyrt med et utløsningsrele U som påvirkes av impedansreleet XR når dette påviser en kortslutning på kraft- Fig. 2 shows a block diagram of a distance relay connected to a distance meter according to the invention. The distance relay shown is of the type described in NO-PS 126.104, and is of. the species which compares the line voltage with the derivative of the line current' when it passes through zero. It has also been shown that the distance relay is provided with a switching arrangement so that its impedance relay XR is supplied with the correct measurement signals both for the line voltage E and the time derivative dl/dt for the zero crossing of the current both in case of short circuits between the different line phases and between the phases and earth. Furthermore, the distance relay is equipped with a release relay U which is affected by the impedance relay XR when this detects a short circuit on the power

linjen, idet utløsningsreleet U i sin tur sørger for at bryteren B eksiteres til utkobling av kraftlinjen. Distansereleer av denne art er inngående beskrevet i ovenfor angitte norske patentskrift, og vil derfor ikke bli nærmere beskrevet her. the line, as the release relay U in turn ensures that the switch B is excited to disconnect the power line. Distance relays of this type are described in detail in the above-mentioned Norwegian patent document, and will therefore not be described in more detail here.

De to målesignaler som henholdsvis representerer linjespenningen E og den tidsderiverte dl/dt av linjestrømmen ved nullgjennomgang, tilføres avstandsmåleren M gjennom en faseselektor F. Utløsningssignalet fra distansereleets impedanserele XR over-føres også gjennom faseselektoren F til avstandsmåleren M for igangsetning av denne ved påvist kortslutning på linjen. Faseselektoren F sørger for kobling av kraftlinjens faser etter tur til avstandsmåleren. På blokkskjemaet i fig. 2 er avstandsmåleren vist kombinert med en avstandsindikator med fem anvisningsenheter, f.eks. i form av signallamper, som ved avstandsmåling i samsvar med det tidligere angitte optimale måleprogram tennes i en kombinasjon som angir avstanden til den påviste kortslutning. Nærmere detaljer ved avstandsmåleren og avstandsindikatoren er vist i fig. 3. The two measurement signals, which respectively represent the line voltage E and the time derivative dl/dt of the line current at zero crossing, are supplied to the distance meter M through a phase selector F. The tripping signal from the distance relay's impedance relay XR is also transferred through the phase selector F to the distance meter M for activation of the latter in the event of a detected short circuit on the line. The phase selector F ensures that the phases of the power line are connected in turn to the distance meter. On the block diagram in fig. 2, the distance meter is shown combined with a distance indicator with five indication units, e.g. in the form of signal lamps, which when measuring distance in accordance with the optimal measurement program specified earlier are lit in a combination that indicates the distance to the detected short circuit. Further details of the distance meter and the distance indicator are shown in fig. 3.

I fig. 3 er det vist at avstandsmåleren i henhold til oppfinnelsen omfatter en tidsstyrt koblingsinnretning K i form av en automatisk start-og tidsselektor. Denne koblingsinnretning er vist som en blokk øverst til venstre i fig. 3/ og er av vanlig kjent utførelse som er tilgjengelig i handelen for an-vendelse ved koblingsprosesser av foreliggende art. Denne inn-retning tilføres utløsningssignalet fra distansereleet i form av en positiv spenning, som ved hjelp av et selvbindende rele påtrykkes en felles ledning på koblingsinnretningens utgangsside under hele måleprosessen. På koblingsinnretningens utgangsside foreligger forøvrig 4 uttak som påtrykkes plusspenningen etter tur hver sin halvperiode etter utløsningen, slik som an-tydet i figuren. In fig. 3 it is shown that the distance meter according to the invention comprises a time-controlled switching device K in the form of an automatic start and time selector. This coupling device is shown as a block at the top left of fig. 3/ and is of a commonly known design that is commercially available for use in connection processes of the present kind. This device is supplied with the trigger signal from the distance relay in the form of a positive voltage, which is applied to a common wire on the output side of the switching device during the entire measuring process by means of a self-binding relay. On the output side of the switching device, there are also 4 sockets which are applied to the plus voltage in turn, each for half a period after the release, as indicated in the figure.

Målesignalene fra distansereleet tilføres avstandsmålerens impedansrele nederst til venstre i fig. 3, og da de tilførte signaler henholdvis representerer linjespenningen E og den tidsderiverte dl/dt av linjestrømmen ved nullgjennomgang, er dette rele utført som et reaktansrele R, som avføler kraftslinjens reaktans ved hver nullgjennomgang for vekselstrømmen. Dette reaktansrele reagerer på de tilførte målesignaler hvis deres innbyrdes forhold tilsvarer en reaktans mindre enn releets innstilte grensereaktans. Denne grensereaktans kan innstilles ved hjelp av de seriekoblede motstander som er vist til høyre for reaktansreleet i fig. 3. Disse motstander er koblet i serie med det tilførte målesignal som representerer linjespenninaen, og releets rekkevidde vil være proporsjonalt med de seriekoblede motstanders samlede størrelse. Alle motstander i serie (800 kfi ) gir 100 X rekkevidde. Som vist i figuren kan hver av motstandene kortsluttes ved hjelp av en parallellkoblet relekontakt b som styres fra den automatiske tidsselektor k. Et reaktansrele R av foreliggende art er i og for seg kjent og nærmere omtalt The measurement signals from the distance relay are fed to the distance meter's impedance relay at the bottom left in fig. 3, and as the supplied signals respectively represent the line voltage E and the time derivative dl/dt of the line current at zero crossing, this relay is designed as a reactance relay R, which senses the reactance of the power line at each zero crossing for the alternating current. This reactance relay reacts to the supplied measuring signals if their mutual ratio corresponds to a reactance smaller than the set limit reactance of the relay. This limit reactance can be set using the series-connected resistors shown to the right of the reactance relay in fig. 3. These resistors are connected in series with the supplied measurement signal representing the line voltage, and the relay's range will be proportional to the total size of the resistors connected in series. All resistors in series (800 kfi ) give 100 X range. As shown in the figure, each of the resistors can be short-circuited by means of a parallel-connected relay contact b which is controlled from the automatic time selector k. A reactance relay R of the present type is known in and of itself and discussed in more detail

i ovenfor nevnte NO-PS 126.104. Releet er utført slik at det har en meget hurtig tilbakegang etter tilslag, og vil således in the above-mentioned NO-PS 126.104. The relay is designed so that it has a very rapid return after activation, and will thus

sikkert gå tilbake i løpet av en halvperiode hvor releet reagerer på de tilførte målesignaler, da det målesignal som representerer den tidsderiverte av linjestrømmen utgjøres av en meget kortvarig puls (ca. 1 m.sek.). certainly go back during a half-period where the relay reacts to the supplied measuring signals, as the measuring signal which represents the time derivative of the line current consists of a very short pulse (approx. 1 m.sec.).

Det automatiske koblingsutstyr som er vist mellom de to The automatic switching equipment shown between the two

blokker K og R i fig. 3 benytter reed-releer som koblings-komponenter for å oppnå hurtig virkning og eventuell tilbakegang. blocks K and R in fig. 3 uses reed relays as switching components to achieve rapid action and eventual reversal.

Koblingsutstyret omfatter fire identiske kretser som hver er utstyrt med to reed-releer A og B, samt er tilordnet hvert sitt uttak 1 - 4 på tidsselektorens utgangsside og hver sin seriemotstand for reaktansreleet. Disse fire kretser virker på samme'måte under hver sin halvperiode etter avstandsmålerens utløsning, og virkemåten vil derfor bare bli beskrevet i detalj for den første krets. Når plusspenning legges på tidsselektorens uttak 1, vil releet Al trekke til og holdes tiltrukket under hele første halvperiode. Derved kortsluttes reaktansreleets seriemotstand på 400 kfi ved hjelp av relekontakten b og reaktansreleet innstilles til en grensereaktans tilsvarende 50 % av kraftlinjens totale lengde. Hvis kortslutningsavstanden nå er mindre enn 50 % av linjelengden vil reaktansreleet R reagere på de tilførte målesignaler og slutte en strømkrets gjennom releet Bl, som sørger for å selvbinde både seg selv og rele Al ved å trekke til relekontakten c. The switching equipment comprises four identical circuits, each of which is equipped with two reed relays A and B, and each is assigned to its own outlet 1 - 4 on the output side of the time selector and each its own series resistance for the reactance relay. These four circuits operate in the same way during each half-period after the rangefinder is triggered, and the operation will therefore only be described in detail for the first circuit. When positive voltage is applied to the time selector's outlet 1, the relay Al will energize and remain energized during the entire first half period. Thereby, the reactance relay's series resistance of 400 kfi is short-circuited using the relay contact b and the reactance relay is set to a limit reactance corresponding to 50% of the power line's total length. If the short-circuit distance is now less than 50% of the line length, the reactance relay R will react to the supplied measuring signals and close a current circuit through the relay Bl, which ensures that both itself and relay Al are self-connected by pulling the relay contact c.

Den viste lampe merket med 50 % i figuren, som begynte å lyse sammen med de øvrige indikatorlamper da plusspenning ved start av avstandsmåleren ble påtrykt fellesledningen øverst i koblings-skjemaet, vil nå slukne. The shown lamp marked with 50% in the figure, which started to light up together with the other indicator lamps when positive voltage was applied to the common wire at the top of the connection diagram when starting the distance meter, will now go out.

Hvis reaktansreleet R ikke hadde reagert på de tilførte målesignaler ved den innstilte grenseimpedans, hadde imidlertid releet Bl ikke blitt tiltrukket og lampen 50 % hadde fortsatt å lyse, mens releet Al hadde falt fra.ved slutten av første halvperiode og atter åpnet relekontaktene a og b, således at motstanden på 400 kfi hadde blitt innkoblet på nytt. I neste halvperiode tiltrekkes releet A2 og serimotstanden på 200 kfi kortsluttes. Alt etter som reaktansreleet R reagerer eller ikke-reagerer_ ved denne innstilte grensereaktans i annen halvperiode, vil releet B2 trekke til eller forbli upåvirket. Liksom i første halvperiode medfører dette alternativt at lampen 25% bringes til å slokne og kortslutningen av motstanden bibeholdes, eller at lampen fortsetter å lyse og kortslutningen av motstanden på 200 kft oppheves ved slutten av annen halvperiode. If the reactance relay R had not responded to the supplied measuring signals at the set limit impedance, however, the relay Bl would not have been attracted and the lamp 50% would have continued to light, while the relay Al would have dropped out at the end of the first half period and the relay contacts a and b would have opened again , so that the resistance of 400 kfi had been switched on again. In the next half-period, relay A2 is attracted and the series resistance of 200 kfi is short-circuited. Depending on whether the reactance relay R reacts or does not react at this set limit reactance in the second half period, the relay B2 will energize or remain unaffected. As in the first half-period, this alternatively means that the lamp 25% is made to go out and the short-circuit of the resistor is maintained, or that the lamp continues to light and the short-circuit of the 200 kft resistor is canceled at the end of the second half-period.

På tilsvarende måte fortsetter avstandsmåleren å arbeide i In a similar way, the rangefinder continues to work

de påfølgende halvperioder i avhengighet av om reaktansreleet påvirkes eller ikke påvirkes av de tilførte målesignaler under disse halvperioder. the subsequent half-periods depending on whether the reactance relay is affected or not by the supplied measurement signals during these half-periods.

I figurene. 2 og 3 er det vist og forutsatt at impedansmåleren M er utstyrt med eget impedansrele i form av reaktansreleet In the figures. 2 and 3 it is shown and assumed that the impedance meter M is equipped with its own impedance relay in the form of the reactance relay

R, men det er ingenting i veien for at distansereleets impedansrele XR også kan utnyttes for utførelse av avstandsmålerens måleprogram i henhold til oppfinnelsen, etter at dette rele XR har avgitt sitt utløsningssignal til utløsningsreleet U for påvirkning av linjebryteren B. R, but there is nothing to prevent the distance relay's impedance relay XR also being used for carrying out the distance meter's measurement program according to the invention, after this relay XR has given its release signal to the release relay U for influencing the line switch B.

Claims

1. Apparatus for measuring and indicating the distance to an encountered cross slope or similar line fault on an alternating current power line,. in that the device (M) comprises means for deriving two measurement signals (E, dl/dt) from respectively voltage and current on the power line at a specific time interval within the half-periods of the alternating current, as well as an impedance relay (R) arranged to supply the measurement signals. and arranged to react to the supplied measurement signals when their mutual ratio corresponds to a line impedance less than a characteristic limit impedance of the relay, characterized in that the device further comprises a time-controlled switching device (K) arranged and arranged to, for every half-period or given time interval after a detected short-circuit, switch the impedance relay (R) to a different limit impedance corresponding to a predetermined proportion of the line's total impedance and thus of its length , a recording means (Al - A4, Bl - B4, a, b, c, d) arranged and arranged to register continuously whether the respective set limit impedances allow or do not allow the impedance relay to react to the supplied measurement signals, and a distance indicator arranged to indicate which area of the total length of the line in which the short circuit is located, based on the information about the location of the short circuit obtained by the registration body's records of which limit impedance values allow or alternatively do not allow the relay to react, as the switching device (K) is programmed to make each mentioned adjustment of the impedance relay to a limit impedance value that lies within a line area which, with previously set limit impedance values, has been registered by the registration body as an area where the line fault that has occurred is located.

2. Apparatus as stated in claim 1, and combined with a distance relay which is arranged to sense the impedance of the power line and influence a line switch (B) with a certain reaction time to disconnect the line when this impedance falls within a predetermined impedance range corresponding to short-circuit or similar line fault, as the device shares the above-mentioned devices for deriving measurement signals and possibly the impedance relay (XR) with the distance relay, characterized in that the time-controlled switching device (K) is designed to switch the limit impedance of the impedance relay in accordance with the specified programming in each half-period that is available within the line breaker's reaction time.

3. Apparatus as specified in claim 1 or 2, characterized in that the impedance relay comprises a number of resistors in series with the supplied measurement signal derived from the line voltage, and the switching device is arranged and arranged for adjustment of the relay's limit impedance by successive short-circuiting of one or more resistors , every half-period or given time interval after detected line card termination or similar line fault, in accordance with the specified programming.

4. Apparatus as specified in claim 3, characterized in that the series-connected resistors are each assigned to their own indication unit in the distance indicator, and the time-controlled switching device is arranged and arranged to leave the corresponding indication unit in an indicating state after completion of the switching program only in those cases where short-circuiting of the assigned resistor does not result in the impedance relay reacting on the supplied measurement signals.

5. Apparatus as specified in claim 4, characterized in that the aforementioned indication units are lamps, and the switching device is arranged and arranged to light all the lamps when a short circuit is detected, and then, during execution of the switching program, to extinguish the assigned lamps only in those cases where a short circuit of the corresponding series-connected resistors results in the impedance relay reacting to the added measurement signals.

6. Apparatus as specified in claims 1-5, characterized in that the impedance relay is a reactance relay designed to follow the reactance of the power line.