SE519945C2 - Fellokaliseringsmetod och anordning för krafttransmissionslinjer - Google Patents

Description

t. ... 519 9245 en konsekvens erhålles i pappren [1-2] en ganska komplex fellokaliseringsalgoritm. Algoritmen innehåller 28 steg som skall utföras i en sekvens beroende på feltypen.

I metoden enligt pappren [l-2] krävs att synkroniseringsvinkeln beräknas. Beräkningarna av synkroniseringsvinkeln föreslagna i pappren [l-2] år baserade på lösning av en kvadratisk ekvation för den okända vinkeln. Som alltid för kvadratiska ekvationer, erhålles två lösningar. En specifik av dessa tas vidare. I allmänhet tillhandahåller detta det korrekta felläget i en stor majoritet av fallen.

Dock finns det inga bevis i pappren [l-2] att detta fungerar korrekt i komplexa konfigureringar av transmissionsnätverk och för olika specifikationer av ett fel. Vidare är algoritmen enligt pappren [l-2] endast avsedd för en enkel linje, och således kan den inte hantera parallella linjer.

KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning år att avhjälpa de ovan nämnda problemen.

Detta erhålles med en metod kännetecknad av krav 1. Specifika egenskaper hos föreliggande uppfinning kännetecknas av beroendekraven.

Metoden enligt föreliggande uppfinningen skiljer sig väsentligen från metoden enligt pappren [l-2] med avseende på utnyttjad inputdata, nämligen mindre inputdata krävs än de ovan specificerade data för metoden enligt pappren [l-2]. Metoden enligt föreliggande uppfinning utnyttjar följande information från impedansreläer installerade vid bägge linjeändarna: ø märkbara impedanser mätta från reläspänningar och - i i MWs-trörrnmar, 519 945 1:; ~ amplituder hos reläströmmar.

Det skall förstås att de ovan listade kvantiteterna av naturen inte är relaterade till synkroniseringsvinkeln. Detta är i motsats till inputdata hos metoden enligt pappren [l-2] där den okända synkroniseringsvinkeln krävs för beräkningar.

Fördelarna med metoden enligt föreliggande uppfinning kan summeras enligt följande: ø Det använda inputdata (märkbara impedanser hos felslingesignaler och amplituder hos reläströmmar) i föreliggande uppfinning kännetecknas av ingen inblandning av en synkroniseringsvinkel alls då dessa signaler av naturen inte är beroende av denna vinkel. o Metoden enligt uppfinningen utnyttjar generaliserad beskrivning av ett fel och därför är den utvecklade fellokaliseringsalgoritmen av en mycket kompakt form, dvs. algoritmen är densamma för alla feltyper och endast en koefficient som har ett fast värde beror på feltypen. o En unik lösning för ett avstånd till fel erhålles alltid, oberoende av transmissionsnätverkets parametrar och specifikationer hos felet.

Således kan algoritmen användas för linjer som arbetar i komplexa nätverk. Exempelvis antas seriekompenserade transmissionsnätverk vara komplexa rutnät - för vilka tillhandahållande av en helt unik lösning är synnerligen önskvärd. I detta avseende kan den föreslagna fellokaliseringsalgoritmen enkelt anpassas för sådana applikationer, vilket ger den unika lösningen. ø Metoden är lämplig för både en enkel linje såväl som för parallella transmissionslinjer. Algoritmen är i princip densamma för båda applikationerna. Skillnaden är inuti skyddsreläet självt, där felslingans ström är sammansatt av något olika element beroende i på huruvida det är en enda linje eller parallella linjearrangernang. 519 945 V...

I fallet med parallella linjer inkluderar felslingans ström ytterligare element, där man tar i beaktande den ömsesidiga kopplingen mellan de parallella linjerna för nollföljden. Således är skillnaden endast med avseende pä sättet att erhålla inputdata för fellokaliseringsalgoritmen (vad som utförs i själva reläet) men inte för själva fellokaliseringsalgoritmen. Algoritmen enligt pappren [l-2] är endast avsedd för en enda linje medan den föreslagna metoden är lämplig för båda, en enda och parallella linjer.

Den föreslagna metoden är avsedd för användning i analys efter fel avsedd för verifiering av driften hos avstàndsreläer.

Dessa och andra apekter på föreliggande uppfinning och fördelar med denna kommer att framgå av den detaljerade beskrivningen och från de bifogade ritningsfigurerna.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGSFIGURERNA I den följande detaljerade beskrivningen av uppfinningen kommer hänvisning att göras till de bifogade ritningsfigurerna, där Fig. l visar ett schematiskt diagram för fellokalisering baserad på mätningar vid distansreläer vid linjeterminalerna, Fig. 2 visar en modell av en tvåterminalers transmissionslinje för plusföljden, Fig. 3 minusföljden, visar en modell av tväterminalers transmissionslinje för Fig. 4 visar en modell av tväterminalers transmissionslinje för nollfölj den, v »em 519 945 ,. ..» Fig. 5 visar ett plusföljdsnätverk for parallella linjer, Fig. 6 visar ett minusföljdsnätverk for parallella linjer, Fig. 7 visar ett nollföljdsnätverk for parallella linjer, Fig. 8 visar en allmän felmodell för osynkroniserade mätningar av impedansreläer vid bägge linjeterminalerna, Fig. 9 föreliggande uppfinning, visar ett flödesschema för fellokaliseringsalgoritmen enligt Fig. 10 enligt uppfinningen, och visar ett exempel på en anordning för utförande av metoden Fig. 11-13 visar modeller för olika typer av fel.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Fellokaliseringsalgoritmen enligt föreliggande uppfinning är iständ att lokalisera fel i båda enkla och parallella transmissionslinjer. Dock presenteras härledning av algoritmen för parallella linjer, Fig. l, vilket är ett allmännare fall.

I fallet med ett fel pä en skyddad linje utlöser avständsreläet tillhörande kretsbrytare. Beslutet utfärdas baserad pä utförda impedansmätningar.

Märkbar impedans”sedd' av ett relä kan bestämmas med varianter på impedansalgoritmer. Här anses att impedansen bestäms genom behandling av fasvinklar hos felslingesignalerna: spänningen (KAAJ - för relä AA, KBAJ - för relä BA) och strömmen (LHJ - för ett relä AA, [MJ - för ett relä BA), vilka är sammansatta enligt feltypen. Tabellen 1 samlar felslingesignalerna, när man använder den traditionella beskrivningen och vid användning av den symmetriska komponentnotationen. 519 945 ' ~ ^ * | . . l . .

Traditionell beskrivning av Beskrivning av felslingesignalerna felslingesignalerna vid användning av symmetriska kvantiteter Feltyp KAA p = 21k u: *flzï 4,12 *EOLAAU Felslinge- Felslingeström: L” p _ a] [M + a,1 H i, Spänning: Liu, + go å” flm +00", rm Lärt, 'IL _ 51 32 90 afg L *fw LW; + En LW) + kom Lißo 1 1 l b'g Kau» ÅAAL: *ÉoÅifw qíamÅAao 412 0 1 Ûg -mc Lim ° ÉoÃAAo * líomÅißo Û G2 1 a-b a'b'g Kur; “Kub Åua " Lin; 1- a: 1' Û O a-b-c a-b-c-g b'c yß-.Ab _ XAA: Iæxb _ Lue a- “Û Û "az 0 b-c-g C'a XAA; _yAAa IAAC lAAa a_1 a” “l 0 c-a-g a:exp(j2l) -Ozzrm-Ãm , líom___z_om, 3 ÃIL Zll. go", = O - för en enkel linje, go", = :_10 - för parallella linjer Tabell 1. Felslingesignaler formade av ett avståndsrelä för olika feltyper.

Den senare beskrivningen av signalerna utnyttjas för hârledning av den presenterade fellokalieringsalgoritrnen. Kretsdiagrammen för en enkel linje visas i Fig. 2-4, där Fig. 2 visar plusföljden, Fig. 3 visar rninusföljden och Fig. 4 visar nollföljden, och för parallella linjer i Fig- -7.

Fig. 5 visar plusnätverket, Fig. 6 visar minusnätverket under det att Fig. 7 presenterar nollföljdskretsen för parallella linjer. Notera att det inte är några källor för både minus- och nollföljdskomponenterna då linjetillförseln antas vara fullt symmetrisk trefas. Det antas att impedanserna för minusföljden är lika med motsvarande impedanser för plusföljden.

I fallet med parallella linjer antas vidare att impedanserna hos de båda parallella linjerna för vissa sekvenser är identiska (Ã/Ll = .Z.1Lß : Än; Ãf/Ll I Ã/JLB I Ãot Genom att använda följdkvantíteter för beskrivning av felslingesignalerna erhåller man för skyddsreläet AA, vilket skyddar LINJE A, Fig. 1: Kaj I Q/Kmz + Qsïm: J* Qøïtio (1) Z Z L.4.4_p :Qzllu +Q2.I..4A2 +20 ZOL Lim +gom om Llßo (2) _1L _1L där: KM, Kw, [M - plus-, minus- och nollföljdskomponenterna hos uppmätta fasspänningar, LM, [M , LM - plus-, minus- och nollföljdskomponenter hos uppmätta fasströmmar från de felaktiga linjen (LINJE A), [A30 - nollföljdskomponenten hos fasströmmar från den felfria linjen (LINJE B), g” gZ, go, go", - komplexa koefficienter beroende på feltyp (tabell 1), LL - impedansen hos en hel linje för plusföljden, L” - impedansen för en hel linje för nollföljden, ", - nollföljdsimpedansen för den ömsesidiga kopplingen mellan linjerna. o4rr /-._) ;_I'_.'..-;_I.fl_-_,:._ w ' . I .

. W" 1 . i » H f ~ =f n, I alla de följande antagandena antas att tidsbasen för mätningarna från reläet BA tas som referens. Dä mätningarna från de bägge reläerna (AA och BA) inte är synkrona, tas mätningarna från ett relä AA inkluderande den okända synkronieringsvinkeln (å.

Om man bortser från shuntkapaciteterna hos en linje, kan felslingan som ”seš av skyddsreläet AA beskrivas med följande spänningsekvation: Kllipelâ -dzurapefå -RAQHLH Jamin -fqFi-.lpà- 0 (ß) där: d- avstånd till ett fel, 6- synkroniseringsvinkel, RF - felresistens, [m , [m , lm, - plus-, minus- och nollföljdskomponenterna hos felslingströmmarna, gm , gm , gm - plus-, minus- och nollföljdernas viktningskoefficienter beroende på feltyp (tabell 2).

En analog formel erhålles från skyddsreläet BA installerat vid den avlägsna substationen (notera: det finns ingen synkroniseringsvinkel här då dessa mätningar tas som referensem: -(1 -dlziltßlp -RF(QFILF, -qmlm wmlpo- 0 (4) Kombinering av ekvationerna (3) och (4) resulterar i: 1 + 1 =0 (s) Ãirp “dÃrL ÃBAJ _(1_d)ÃiL “ß Linje] +Äß,4_p -RF (qz-WÄI-'i 'Hlfzlm *flfolfioí Notera att de märkbara impedanserna uppmätta av reläerna AA och BA, vilka är inblandade i (5) inte beror på synkroniseringsvinkeln då de bestäms av: I = KAMP (5a) ÃAA I pejâ .I-AA p _AA_p Z : KBA_p _BA_p I _BA p (510) Den kritiska punkten för härledning av fellokaliseringsalgoritmen ligger i att uttrycka spänníngsfallet över felavständet (termen: RF(L_1FI¿FI Jfgmgg +QFO¿FO)], vaken är inbianaad 1 ekvationema (sms) på följande sätt: RF _.FLT RF(QF1ÅF1 'fgrzím +QFoÃFo): (Åtupejâ +Äs.i_p) (6) där: BF” - complex coefficient beroende pä feltypen (tabell 3).

Som en konsekvens erhålles en allmän modell för osynkroniserade mätningar av impedansreläerna såsom den presenteras í Fig. 8.

Den högra sidan av ekvation (6) kan tolkas som spänningsfallet över den ekvivalenta felimpedansen (RF I QFLT) när summan av reläströmmarna vid bägge linjeterminalerna ( Lit pefâ och LBAJ) flödar genom denna.

Koefficienten (IjFLT) introducerad i ekvation (6) kan således bestämmas som följande förhållande: 1 få 1 _,1A_pe +_B.4_p (7) PFLT I QF1ÃF1+QF2ÃF2 *Qfolro Beräkning av koefficienten (Bar) kräver uttryckande av reläströmmarna vid bägge linjeterminalerna (LLL pejå and LBÅJ) vid användande av de symmetriska kvantiteterna [ekvatíonerna (1), (2)- koefficienterna se tabell 1] och antagande av värden för viktningskoefficienterna (gm , gm, gm ). Tabell 2 nedan samlar tre uppsättningar av dessa viktningskoefficienter exkluderande 519 945 e f::' ' * = nollföljdskomponenten hos felslingans ström (gm = 0). De skiljer sig ät avseende hur de föredrar att använda en viss komponent (den första uppsättningen föredrar nollsekvensen, den andra föredrar plussekvensen, den tredje har ingen preferens).

Dessutom utnyttjas för att bestämma koefficienten (EFIT) (under bortseende av linjens shuntkapacitanser) att - för någon av sekvenserna (plus-, minus- och nollsekvensen) erhålles felslingans ström som summan av strömmarna från bägge linjeterminalerna (de första tre ekvationerna av (8)) och - att nollföljdssekvenskomponenterna hos den felfria linjens strömmar vid bägge stationerna (A och B) har motsatta riktningar (den fjärde ekvationen i (8)): Lv = Line” + lim ÅF; = Liißjâ + LM (8) _ 6 [Fo _ LaAoej + :B40 1.5 _ ÃAßoe + Ãßßo _ Û Slutligen, genom att utnyttja formlerna (l)-(2) tillsammans med tabell 1, kan koefficienterna (KFN) beräknas med relationerna till ekvation (8) och tabell 2. Oberoende av vilken av uppsättningarna (första, andra eller tredje) av viktningskoefficienterna från tabell 2 som används är koefficienten (EFIT) av ett fast värde (komplexa eller reella tal) beroende pä feltypen, tabell 3 nedan. Exempel pä bestämning av koefficienten (EFIT) visas i appendix 1.

Tabell 2. uppsättningar viktningskoefficienter (gm , gm, gm) för olika feltyper. 519 945 11 Feltyp Spänningsfall över felslingan: KF = RF (11 F, 1” + 521m + 1_1 F01 FO) Första Andra uppsättning Tredje uppsättning uppsättning 211 2111 _11, 211 911 2111 211 211 2111 a-g 0 3 0 3 0 0 1,5 1,5 0 b-g 0 311 0 311- 0 0 1511-” 1.511 0 c-g 0 3112 0 311 O 0 1 111 1511-” O a-b o 1-11 o 1-11" o o 111(1_11°) 1111-.) o b-c 0 11-11 0 112-11 0 0 0>(11”-11) osfa-af) 0 c-a O 112-1 0 11-1 0 0 o1(11-1) o1(11~”-1 0 a-b-g 1-112 1-11 0 1-11? 1-11 0 1-11 1-11 0 b-c-g 112-11 11-11” 0 112-11 11-112 O 112-11 11-112 0 c-a-g 11-1 11 -1 0 11-1 az-l 0 11-1 11 -1 0 a-b-c-g 1-11? 0 0 1-112 0 0 1-11: 0 O (a-b-c) Tabell 3. Värden på koefficienten BF” för olika feltyper.

FELTYP a-g a-b a-b-g b-g b-c b-c-g c-g c-a c-a-g a-b-c a-b-c-g BFLT 2Ã1L J' _Z_01 2 1 3211 Genom introducering av koefficienten (ERT) i (5) erhåller man följande kvadratiska ekvation för komplexa tal: Qzdg +Q1d+Q0+ RF där: äozo _FLT (9) 519 945 12 Det är två okända i (9): d - avstånd till ett fel, RF - felresistens. Lösning av (9) beror på huruvida ett fel år homogent eller resistivt.

För ideala homogena fel uppfylls: Eo=.Z..4.4_p+ÃBA_p_Ã1L :Û (10) Det skall observeras att förhållandet (10) är uppfyllt även för alla (homogena eller resistiva) fel som inträffar utanför en linje. Dock, för sådana externa fel blockerar riktningselementen hos distansreläerna driften av reläerna.

Identifiering av homogena fel eller fel som innehåller resistens med små värden (bråkdel av Q) kan utföras utgående från ett förhållande att en högersida av (10) även antar små värden (i jämförelse med amplituden hos en plusföljdsimpedans hos en linje): 'Ã/:Avp JFÃBA_P__Z_1L)<}'I_Z_1LÅ (11) där: y- koeffieient som är en bråkdel (exempelvis antagande ;/= 0,005 kommer att ge noggrannhet hos ett felläge i området O,5%).

Således, i det fall ekvation (11) uppfylls kan ett avstånd till fel bestämmas genom att lösa följande kvadratiska ekvation, erhållen från ekvation (9) genom att bortse från termen som involverar en felresistens: D,d~” +1_),d+Q,, = 0 (12) ^ ~, i. . ._; -. . , - i. '; n.. ' ., ; . 3 13 Genom lösning av ekvation (12) för reella och imaginära komponenter erhåller man två kvadratiska ekvationer för ett felavstånd i vilka koefficienterna år reella tal. Genom kombinering av dessa två ekvationer kan lösningen av ekvation (12) för ett avstånd till fel, ds, erhållas som: z _ reaKQo ymagßgz) i" ÜWÄQO yealæz) feal(Q1)'lmag(Qz)" ímÛ8(Q1 yealuiz) där de komplexa koefñcienterna (23, l_) 1, QÜ) definieras i ekvation (9). (12a) Ä andra sidan, om ekvation (1 1) inte uppfylls, måste man ta i beaktande en felresistens för en felavståndsuppskattning. Ekvation (9) är för komplexa tal och innehåller två okända: d-ett avstånd till fel, RF - felresistens. Lösning av ekvation (9) i två ekvationer för reella respektive imaginära komponenter, resulterar i den följande ekvationen för ett sökt felavstånd: E,(d)=A_,d~”+A,d+/1,=o (13) där: N A3 = real(Q_, - imag(Q_, )real[ -0 j BFLT Bar . N . N A , = real(Q1)1magí _” J-1mag(Q,)real{ _” J (1321) Emir En? _FZT -FLT A0 = reaI(Q0 )imag[ - imag(Q0 )real[ PMÛ j Ekvation (13), tagen med ekvation (13a), ger två lösningar för ett avstånd till fel (di, dal: 2A, 2A, (13b) Om endast en lösning uppfyller (13b), då indikerar den lösningen ett fel på en linje: 519 945 14 (l3c) då tas lösningen som uppfyller (13c) som den giltiga, under det att den O<(d,ord2)<1pu andra lösningen (indikerande ett fel utanför en linje) förkastas.

Således utförs en fellokalisering i sådana fall (l3c) genom att endast använda märkbara impedanser uppmätta av avståndsreläer från bägge linjeterminalerna. Det skall förstås att dessa impedanser av naturen inte är berorende av synkroniseringsvinkeln.

I motsats, om bägge lösningarna av ekvation (13b) är inom en linjelängd: O<(d, and d2)<1pu då uppstår ett problem med val av det giltiga resultatet. (rad) Enligt föreliggande uppfinning utförs ett sådant val genom att utnyttja information som finns i amplituderna hos reläströmmar från bägge linjeterminalerna. Amplitudförhållandet hos reläströmmar (Q) är relaterat till ett avstånd till fel (d) och märkbara framträdande impedanser (1 ”_ p , ÃBAJ) enligt följande: 0 z 'Ãfmgpejâl _ 'ÃAAJI ___ FÃBAJ "U-“CÜÃIJ y 'lamp rußfgpl I -Z-«4-4_1>_dÃ1L (14) Efter visst omarrangemang transformeras ekvation (14) till följande kvadratiska ekvation (hårledning erhålles i APPENDIX 2): Fß(d)=ßzd~°+ßjd+ßo=o (15) där: Bz zlgmlïbQg) 31 = ZWÛÅQBAJ 'Ã1L)Ã1L*}+ 2Q2reÛl{Ã.ft4_p_Z_1L*} (153) Bo :IÃBAJ __Z_u. 2 "Qg ÃAAJ t.. . - . ~ .. - .. , ( 1 l ,, :If i ,," t. . u. ,, , -. , _ = t. i; n..

I l *I I 'Un . ' -fl > ' 1- i - ' , . , . , 1.... , ' ' i. ' 0 . ' ' vi . g | | och * - markerar absolutvärde respective konjugatet hos ett komplext tal.

Ekvation (15), när man tar ekvation (15a) i beaktande, ger två lösningar för ett avstånd till fel (d3, d 4): d _ -B, -Jßf 43,3, J zß) “ 213, (isb) Lösningarna, tagna från alla fyra lösningarna: (d,, d2)-ek. (l3b), (d 3, d4 )-ek. (l5b), vilka sammanfaller (dl. -dj = 0 där: i=1 or 2, j=3 or 4) ger det giltiga resultatet för felavståndet (d, ). I praktiken är det en del fel i felavståndsbedömningen (i synnerhet på grund av shuntkapacitanser hos en linje, vilka inte är inkluderad i detta skede av algoritmen).

Således, istället för det ideala förhållandet (dl. -dj = 0) kan följande användas: ff di-dj|=mzn then (16) d,= '+ 1 2 där: i=1 eller 2, j=3 eller 4.

Notera: det giltiga resulatet (dv) tas som ett medelvärde på lösningarna (di , di), vilka sammanfaller.

Fig. 10 visar en utföringsform av en anordning för att bestämma avståndet från en station, vid en ände av en transmissionslinje, vid inträffandet av ett fel på transmissionslinjen enligt den beskrivna metoden. Den innefattar reläer 12, 14 anordnade vid bägge ändar av transmissionslinjesektionen, där de visade reläerna skyddar linjen A.

En ekvivalent uppsättning reläer används men visas inte i Fig. lO för 519 94-5 16 enkelhetens skull. Varje relä innefattar mätanordningar 1 till 3 för kontinuerlig mätning av spänningen och strömmarna från bägge linjerna A och B. Varje relä är anslutet till brytare 18 för varje linje och är utrustat med organ för detektering av ett fel och för att bryta linjerna. Beroende på typen av relä som används, kan den, eller inte, innefatta ytterligare anordningar. Om reläet är av en konventionell typ, kan det vara istånd att endast bryta linjerna. De uppmätta värdena på strömmarna och spänningarna överförs i det fallet till en beräkningsenhet 30 innefattande fellokaliseringsalgoritmen enligt uppfinningen. De uppmätta signalerna förs genom mätkonverterare 4 till 6. Impedansen kan som nämnts tidigare bestämmas av beräkningsenheten genom att behandla fasvinklarna. Impedansen kan även bestämmas med hjälp av något annat organ utanför beräkningsenheten.

För en modern typ av relä kan dessa även innefatta mätkonverterare, såsom indikeras i Fig. 10, och organ för klassificering av feltypen. Varje relä innefattar elektronisk utrustning för behandling av fasvinklarna hos felslingesignalerna varvid impedansen bestäms. Varje relä 12, 14 är anslutet till fellokaliseringsberäkningsenheten 30 via elektriska anslutningar, och reläerna kan tillhandahålla information angående feltypen ft, impedansen Z och reläströmmarna I.

Beräkningsenheten är anordnad med de beskrivna beräkningsalgoritmerna, programmerad för de proceseser som krävs för att beräkna avståndet till fel och felresistensen. Beräkningsenheten kan såsom nämnts ovan även vara anordnad med kända värden såsom impedansen hos linjen. När beräkningsenheten har fastställt avståndet till fel, visas detta på anordningen och/ eller sänds till avlägset anordnade visningsorgan. En utskrift av resultatet kan även tillhandahållas. Förutom att signalera felavståndet kan anordningen framställa rapporter, i vilka framgår uppmätta värden på strömmarna hos bägge linjerna, spänningarna, feltypen och andra associerade värden med ett givet avstånd till fel.

Informationen i formen av ett resultat för d., från fellokaliseringssystemet kan även vara utformad som en data signal för kommunikation via ett nätverk för att tillhandahålla en beslutsgrund för en kontrollaktion. Avståndet du kan sändas som en signal för en kontrollaktion såsom: automatisk notiñering till driftsnätverkscentraler angående fel och dess lokalisering eller att automatiskt starta beräkningar för att bestämma restid till platsen, vilket reparationslag som skall sändas till platsen, möjlig reparationstid, beräkna vilka fordon eller antal personer som krävs, hur många skiftarbeten per lag som kommer att krävas och liknande aktioner.

Beräkningsenheten kan innefatta filter för filtrering av signalerna, A /D- omvandlare för omvandling och sampling av signalerna och en mikroprocessor. Mikroprocessorn innefattar en central processenhet CPU som utför följande instruktioner: insamling av uppmätta värden, behandling av de uppmätta värdena, beräkning av avståndet till fel och utmatning av resultatet från beräkningen. Mikroprocessorn innefattar vidare ett dataminne och programminne.

Ett datorprogram för att utföra metoden enligt föreliggande uppfinning är lagrat i programminnet. Det skall förstås att datorprogrammet även kan köras på en generell dator istället för en speciellt anpassad dator.

Mjukvaran inkluderar datorprogramkodelement eller mjukvarukoddelar som gör att datorn utför nämnda metod genom att använda ekvationerna, algoritmerna, data och beräkningarna tidigare beskrivna.

Det kan även köras på ett distribuerat sätt över ett nätverk. En del av programmet kan lagras i en processor enligt ovan, men även i ett RAM-, ROM-, PROM- eller EPROM-chip eller liknande. Programmet, helt eller delvis, kan även lagras på eller i andra lämpliga datorläsbara medier såsom en magnetisk skiva, CD-ROM eller DVD-skiva, hårddisk, magneto-optiska minneslagrsingsorgan, i flyktiga minnen, i flashminnen, som hårdvara eller lagrad på en dataserver.

Det skall noteras att utföringsformen av uppfinningen beskriven och visad på ritningarna skall betraktas som icke-begränsande exempel på uppfinningen och att skyddsomfånget definieras av patentkraven. lO 519 945 19 APPENDIX l-härledning av koefficienten (ERT) Koefficíenten (QFU) är definierad i (7) som: ÃAAJeJÖ +ÃßA_p Bm" = (7) QF1ÃF1 + êFzÃFz +QF0ÃFo Hårledningen av ett enskilt fas-till-jordfel (a-g), Fig. 10 och för ett fas- till-fasfel (a-b), Fig. 11, utförs enligt följande. ~ a-g-fel: Härledningen av viktningskoefficienterna för specifika följdkomponenter (den första uppsättningen i tabell 2): Om man tar i beaktande att [Fb = LFC = 0 i den felfria fasen ges att: ÃF1=šQFa +ÛÃFb +ÛZÃFC)= šQz-"a H10 +“2Û): šÃFa ÅF: = ÉQFÛ *azlm WIÃFJ: šQFu ”'20 +ÛÛ)= šÅFa ÃFu = ggn: +ÅFb *ÃFÅI šQFa +Û+Û)= “ÉÃFa Följdkomponenterna år relaterade: ÅF, = L” = [FO och slutligen: Härledning av koefficienten BF” för ett a-g-fel: . ,' _ . ~~. ew . f f, -. 1. cg. |' ;=,..'» "*c» * ' 1. , t: ("--.f^ = i i., - . n I u J' 6 I_.4A_pe +I_BA* p P = J” 451111 +“_F21_1=2 +¶FoÃF0 _. . . .. . (2) fortsatter vi enligt foljande Z Z (CÉII-fI-*U *a-zl-fmz +°1oZ:QL"I_AAo} 16 + [fl/Lam *ílzl-BA: *q-o zlLl-Bfzø] _1L _1L = + a-Frl-Fz +q-F2I-F2 *Qin/Ja a-om šÄI-.tßtf få *a-om älg-Bao + _” -1L :i genom användning av formeln (8) = “lFrI-i-v *a-FÅF: *a-Faåifo fortsätter vi enligt följande Z ”4141 *flzl-F: *a-o ZLOH-Fo J = -IL 1 = genom att ta koejjicientema fran tabell 1 och 2 a-FÅM *a-Ff-Fz *Û-Fol-Fo fortsätter vi enligt = I »ßlflïfiš-ÄIJÛ (Ifißl-»šljl {1+1+Z;0L -FI ~F1 j -IL -IL Z-IL a 2Z-1L+ë-0L =OLH+SLF2+OLFO z fan ' f ßät - sornítabellß. 0 a-b-fel: Härledning av viktningskoeffícienterna för specifika följdkomponenter (den första uppsättningen i tabell 2): Felströmmen kan uttryckas som: [F = [Fa eller som: ÅF = šQFa *ÅFÛ Om man tar i beaktande att LFC = 0 i den felfria fasen och LH, = -LFÛ för de felaktiga faserna, erhålles: 1 1 1 ÃFI L' 'šQ/fa +ÛÃFI> +ÛZÃFC)= šQFa +a(_ ÃF«)+Û2Û)= EUWÛÃFG = genom användning av formlerna (1) och = 519 94521 ÅF: = šQz-"a +Û2ÄFI> +ÛÃ1=C)= 'šQFa +a2(“ ÃFa)+ÛÛ)= š(1"a2)Ã1-*a 1 1 Äro = Egna +Ãrb +1Fc)= ggn; +(“ ÃFa)+Û)= Û Relationen mellan ÅF, och [FZ är således: a, _ É<1'“>1f« _ ma) ÅF: š(1_a2)¿Fa _(1-a3) . 3 ÅF :ÅF-a :- ÜIF-y =(1“Û)[F7, I-a' _ ' _ ' således: gF, =0, gp; =1-a, gm =0 (somitabel12) Härledningen av koefficienten P FLT för a-b-fel 16 Ã.~1.4_ pe + Ãß.4_p = då det för detta fel inte är några nollföljds- PFLI = QFI ÅF! + ÉF2 ÄFZ + ÉZFO LFO kgmpgnenfer = = fl/Åm + flzÃFz z genom att ta koeflicientertza från tabell 1 och 2 fortsätter flF1Å1-"1 +QF2ÅF2 Vi = _ (1-«2)¿F1+(1~a)a2 _ (1'“2)lï+(1_“)_ _ ÛÃFJ +(1 *HEM _ (1 'al _ = genom att utnyttja relationen mellan [FI och lpg erhålles = (1-a2)+(1-a) 2 <1-«> =2 - som i tabell 3. o u.. « . » « .- 22 Värden pä koefficienten (EFIT) för fas-tíll-fas-till-jordfel och för trefasfel (tabell 3) beräknades genom att anta modellerna av dessa fel som i exemplen visade i Fig. 12.

APPENDIX Q-härledning av koefficienterna i ekvation (l5a) Koefficienterna från ekvation (15a), vilka är introducerade i den kvadratiska ekvationen ( 15) erhålles enligt följande.

I-Iärledningen startar från ekvation (14): lLigpej-å I _ |_I.,4,4_p| l n _Z_.B.4_p _(1_d)Ã1LJ -dzu J (14) -l_p -IÃB-Lpl Introducerande: ÃMJ = RAAJ; *IXMJ -Z-BA_p :RBA_p +jXBA_p Ã/L =R1L +JIX1_L ekvation (14) kan skrivas som: (RBAJ _ Ru; + dR1L)+ JI(XBA_p " X1L + dXuM 14b) (R.4A_p*dR1L)+J'(-XAA_;>“¿¿X1L) I ( Beräkning av absoultvärden för högra sidan av ekvation (14b) och genom upphöjning av båda sidor till andra ordningen ger: Q; {R11.2 *Xml k: + {2R1L (RBAJ 'R1L)+ 2X1L (Åfßfzgp °'«Y1L+{Rß,4_p ' R1LY+( = íRzLz 'hyzL-v-'fl _ {2R1LR.4,4_,; + zXu/YAAJ: }7 + iRAAjz +XAA_p2} (146) utnyttjande av följande relationer, vilka är giltiga för alla komplexa tal: A = A, +_1'A_,, ß = B, +jB_.: 519 945 .=::_' {A,}'° + M2? = |4|2 (Hd) ~{B1}2 + w., F = tär” (m) rea1{¿§*}= real{(A, + jAzXß, - 132 )} = reaz{(_41B, + A2ß2)+ j(A2B, - A,B_,)} = A,B, + A232 (141) där ¿" avser konjugatet till å, [å] avser abslutvärdet av X Ekvation (l4c) övergår i ekvation (15): FB(d)=B2d~°+B,d+B0=o (15) där; 32 :Én :Û-Qg) B, = zreazflgßltp - gm _,L* }+ 2Q~°feal{¿_a_,,¿1[} (1521) Bo äzßu, -zu 2 -Q-ïzau 2

Claims (3)

10 15 20 25 . n.. 519 945 24 PATENTKRAV

1. Metod för beräkning av avståndet till fel i en sektion av ett krafttransmissionsnätverk (AA-BB), vilken sektion är anordnad med linjeterminaler vid bägge ändar, där varje terminal innefattar impedansreläer (AA, BB), innefattande stegen att, vid inträffandet av ett fel: - mätning av de märkbara impedanserna av varje relä (ÄH p, zßftp lr - mätning av reläströmmarna (lllqftpl, IÄBAJJ), - bestämning av feltypen, kännetecknad av -kontrollering huruvida felet involverar en felresistens eller inte enligt ÃAAJ; + ÃBAJ, _ Ã/Li < ViÃ/Li där LL - impedansen hos en hel linje för plusföljden, y- liten bråkdelskoefficient < 0,01, och, om uppfylld, - lösning av en kvadratisk ekvation för komplexa tal enligt Qzdz +_D_1d+Qo :Û där 22, Qi, Qo är komplexa koefficienter, - lösning av den kvadratiska ekvationen för de reella och imaginära komponenterna, - erhållande av två kvadratiska ekvationer för ett felavstånd i vilka koefficienterna är reella tal, - kombinering av de två ekvationerna och erhållande av ett avstånd till fel enligt: I - reaKQo )imag(Q¿ ) + ímag(_D_,, )real(Q_,) real (_D_ , )imag(Q 2) - imag(Q , )real (Qz) eller, om inte uppfylld, - lösande av en kvadratisk ekvation för reella tal enligt 10 15 20 "I 519 94 25 FAm) = A_,d2 +A,d+A,, =0 - erhållande av två lösningar för avståndet till fel enligt d] z - A, - JAf - 4A2A0 2,42 -A, h/Afi -4A2A0 42 =_---_a

2. /12 - jämförelse av lösningarna enligt O < (d, eller d2)<1pu där pu är längden hos transrnissionslinjer mellan linjeterminalerna. . Metod enligt krav 1, kännetecknad av vidare stegen, om jämförelsen O < (d1 och dg) < pu är uppfylld: - utnyttja information innehållen i arnplituderna hos reläströmrnarna från bägge linjerna enligt - lösning av en kvadratisk ekvation enligt Fßuz; = 3261-” +ß,d+ß,, =0 där: 32 = |Ã1Ll2(1' Qz) Bl = 2real{<ÃB/1_p __Z'__1L)Ã/L*}+ ZQ2FÛÛI{_Z_AA_PÃIL*} 2 2 Bo :IÃBAJ -Ã/Ll “Qzlš/ifgpl där | | och * avser absolutvärde respektive konjugatet av komplexa tal, - erhållande av tvä lösningar för ett avstånd till fel: (d 3, d 4): f. .re lO 15 20 nu 26 23, d _ -B, + ,/B,~” -4B_,B,, 4 _ 23, -jämförelse av alla fyra lösningarna (d,, dz, d3, d4) vilka sammanfaller med (dl. -dj = 0 där: i=l eller 2, j=3 eller 4), därigenom erhållande av den giltiga lösningen för ett felavstånd (dv)- . Metod enligt krav 2, kännetecknad av de vidare stegen för att ta i beaktande av shuntkapacitanser hos en linje, innefattande utförande av: if di. -djl=min then d, +dj d, = 2 där: i=l eller 2, j=3 eller 4. . Anordning för beräkning av avståndet till fel i en sektion av ett krafttransmissionsnätverk, vilken sektion är anordnad med linjeterrninaler vid bägge ändar, där varje terminal innefattar impedansreläer (AA, BB), innefattande: - organ för mätning av de framträdande irnpedanserna av varje relä (ÅA/gp i ÃBAJ, ), ), .1.BA_p - organ för mätning av reläströmmarna (IfM pl, - organ för bestämning av feltypen, -organ för kontrollering huruvida felet involverar en felresistens eller inte enligt 10 15 20 25 I l xunwlnx 'f l * 5 ÃAAJ + ÃBAJ, " Ã1L|< VlÃ/Ll där 1,, - impedansen hos en hel linje för plusföljden, 7- liten bråkdelskoefficient < 0,01, och, om uppfylld, - organ för lösning av en kvadratisk ekvation för komplexa tal enligt Qzdz +Q1d+Qo :Û där 22, _D_1, QO är komplexa koefficienter, - organ för lösning av den kvadratíska ekvationen för de reella och imaginära komponenterna, - organ för erhållande av två kvadratiska ekvationer för ett felavstånd i vilka koefficienterna är reella tal, - organ för kombinering av de två ekvationerna och erhållande av ett avstånd till fel enligt: _ - real(Q0 )ímag(Q3) + ímag(Q0 )real(Q2) real (Q, )imag(Q3 ) - imag(Q, )real(Q¿) eller, om inte uppfylld, - organ för lösande av en kvadratisk ekvation för reella tal enligt FAm) = A241” +A,d+A,, =0 - organ för erhållande av två lösningar för avståndet till fel enligt d _ - A, -JAfi -4AZAÛ wii.. 2A, dz = _ A, + JAfi - 4.424, 2A2 - organ för jämförelse av lösningarna enligt 0 < (d, eller d2)<1pu där pu är längden hos transmissionslinjer mellan linjeterminalerna. 10 15 20 25 .u- C f' ..=- f.. n -|~~ .ii- 28 . Användning av en anordning enligt krav 4 för att bestämma avståndet till fel i en enstaka transmissionslinje. _ Användning av en anordning enligt krav 4 för att bestämma avståndet till fel i parallella inbördes kopplade transmissionslinj er. . Användning av en anordning enligt krav 4 för att bestämma avståndet till fel i en distributionslinje. . Datorprogramprodukt innefattande datorkodorgan och / eller mjukvarukoddelar för att få en dator eller processor att utföra stegen enligt kraven 1-

3. . Datorprogramprodukt enligt krav 8 lagrad på ett datorläsbart medium. Datordatasignal utformad i en datakommunikation innefattande information angående en karakteristik hos transmissionslinje eller distributionslinje, kännetecknad av att nämnda signal sänds av ett system för fellokalisering över ett kommunikationsnätverk och inkluderar information angående ett avstånd (d) till ett fel beräknad enligt något av kraven 1-3 på så sätt att vid mottagande av nämnda signal, en kontrollaktion kan möjliggöras med avseende på nämnda fel.