SE519964C2

SE519964C2 - System och metoder för att lokalisera fel på en transmissionsledning med en enda belastning ansluten till uttag

Info

Publication number: SE519964C2
Application number: SE0104169A
Authority: SE
Inventors: Yi Hu; David Lubkeman; Reto Buettner; David Hart
Original assignee: Abb Power Automation Ltd
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2003-04-29
Also published as: NO20016195L; GB0129198D0; GB2373586B; JP2002243789A; SE0104169L; US6466030B2; US20020121903A1; SE0104169D0; GB2373586A; DE10163408B4; AU9743401A; DE10163408A1; FR2819053A1; NO20016195D0

Description

l5 20 25 iso .35 519 964 - . | . . 1 kortslutningstillstånd (ett fel), typiskt inom ett få antal elektriska cykler efter att felet uppstod.

Detekteringen av ett fel i en skyddsfunktion innefattar mätning av typiska systernparametrar och, då ett fel uppstår, utförs snabbt en rå uppskattning av platsen där felet uppstod och av viss karakteristik för felet så att den felaktiga ledningen kan isoleras från kraftledningsnätet så snabbt som möjligt. Ett fel uppstår då en transrnissionsledning, typiskt på grund av externa orsaker, leder bort elektrisk ström från dess normala bana längs transmissíonsledningen.

De största typerna och felorsakerna är isoleringsfel, orsakade av dimensione- ringsfel, tillverkningsfel, felaktig installation och föråldrad isolering; elektriska fcl :f-.oni orsakas av strömökning vid blixtnedslag, strörnöknin g vid omkoppling och dynamiska överspänningar; mekaniska fel, orsakade av vind, snö, is, föroreningar, tråd och djur; och terniiska fel, orsaka av överströniniai' och överspän» ningsförli ållandeii.

En transmissionslediiing innefattar typiskt trefaslctlriiiigar, men en transrnisw sionslcdning kan älven innefatta en fas eller iiågot annat antal faser. Med en trefastransmissionsledning finns det åtskilliga antal möjliga felorsakar. Ett enfasfel ett fel från en enfas tilljord (tex. fas a till jord). Ett fas-till-fas-fel är ett fel från en fas till en annan fas (t.ex. fas a till fas b). Ett fas-till-fas-till-jordfel är ett fel som innefattar två faser ochjorden (tex. fas a och fas b tilljord). Ett trefasfel är ett fel som innefattar alla tre faser och kan, men behöver inte innefattajorden (t.ex. fas a, fas b och fas c tilljord).

Förutom skyddsfunktionerna kan digitala fel~register eller andra processorer innefattas av transformatorstationen, eller vid en avlägsen plats, för att beräkna platsen där felet uppstod. Lokalisering av felet behöver inte ske så snabbt som skyddsfunktionen, vilken kan beräknas efter att felet har hanterats av skyddsfunktionen, men den bör uppskatta den faktiska platsen för felet mer noggrant än en skyddsfunktion. Noggrann lokalisering av felet möjliggör snabb lokalisering och isolering av en skadad transmissionsledningssektion, och snabb återuppbyggnad av tjänsten till kunder efter reparationen av den felaktiga ledningen. lO ...i *Jr 20 25 :35 :Hzšuíí ._,..:_..: zuzš. .-.~ är. 3 Förutom att förse elkraft till en elanvändare genom en transformatorstation med skyddande reläfunktion, kan elektriska källor även tillhandahålla elkraft till elanvändare genom ett uttag, som hänvisas till som en uttagsnod. Uttaget är en förbindelsepunkt till en fas eller faser på elkrafttransmissionssystemet. Det kan vara ﬂer än en uttagsnod på ett transmissionssystem. Uttaget är anslutet till ett sidouttag, vilket i sin tur är anslutet till, och förser kraft till, en belastning. Det kan vara ﬂer än en belastning på ett sidouttag. En belastning har typiskt inget skyddande relä, och därför mäts /registreras vanligtvis inte ström- och spänningsdatat.

Många fellokaliseringsberäkningssystem finns för att bestämma platsen för felet på en elkrafttransmissioiisledniiig. I dessa system mäts spänning och ström vid en eller båda ändar på ett segment av transmissionsledningen. Vid vissa system synkroniseras spännings- och strörnmätningarna vid båda ändar på ett segment. I ett synkroniserat systern måste spännings- och strömavläsningarna ha sina klockor synkroniserade. I vissa system används data anskaffat före att felet uppstod vid beräkningen. Vissa tidigare fellokaliseririgsberäkningar inte korrekta för transmissionsledningar med belastningar, eftersom de var konstruerade för användning på transmissionsledningar utan belastningar. Vissa fellokaliseringsberäloiingar är endast tillämpbara på vissa typer av fel, därmed måste en feltyp väljas före eller under beräkningsprocessen, och dessa beräkningars noggrannhet kan påverkas av valet av feltyp vid dessa system.

Den kända tekniken omfattar inte beräkning av platsen för felet på en elkraft- transmissionsledning med multipla belastningar anslutna till uttag, med synkroniserat eller osynkroniserat data från två ändar (tex. två skyddande reläer som tillhandahåller ström och spänningsavlösningar). I en elkrafttransmissionsledning med multipla belastningar beräkningarna som använts tidigare mindre korrekta uppskattningar av platsen för felet. Beräkningen av platsen för felet på transmissionsledningar med multipla belastningar måste kunna utföras trots att mätningar vid uttagsnoderna saknas, att mätningar vid båda ändar av en uttagsledning kan vara synkroniserade eller osynkroniserade, att varje belastning normalt inte är en fix belastning, utan en varierande belastning.

Därför finns det ett behov för ett system och metod för att beräkna platsen för ett fel i en transmissionsledning med multipla belastningar anslutna till uttag som 10 15 20 fi-fzs :ao i 519 964 di. u» 4 använder synkroniserat eller osynkroniserat mätningsdata från två ändar.

Föreliggande uppfinning uppfyller detta behov.

Sammanfattning av föreliggande uppfinning Föreliggande uppfinning avser system och metoder för att beräkna platsen för ett fel på en transmissionsledning med en belastning ansluten till ett uttag som använder synkroniserade eller osynkroniserade uppmätta data från två ändar.

Enligt en aspekt av uppfinningen, lokaliseras ett fel i en transmissionsledning med en sändande ände, en mottagande ände, och en belastning ansluten till transmissionsledningen vid en uttagsnod. Uttagsnoden delar in transmissionslediiingen i en sändande sida och en mottagande sida. Respektive sändantle åíncle och rnottagande ände irinefaittar en iriéitariordriing. Platsen för felet bestäms genom att anskaffa uppmätta. kretspararrietrar innefattande ström- och spänningsvärcleri uppmätta före och efter felet vid den sändande änden och den mottagande éínderi pä transmissionsleclningen.

Fasvinkelskillnaden som uppstår pä grund av osynkroniserade mätningar kan beräknas genom att använda ström- och spänningsvärden uppmätta före felet uppstod. Belastningsimpedansen för belastningen beräknas. En första plats för felet beräknas med antagandet att felet finns på den sändande sidan av uttagsnoden. En andra plats för felet beräknas med antagandet att felet finns pä den mottagande sidan av uttagsnoden. Platsen för felet väljs från en av den första platsen för felet och den andra platsen för felet, genom att välja den plats för felet som har ett värde inom ett förbestämt område som avser ett totalt avstånd mellan två noder.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen kan platsen för ett fel beräknas för många typer av fel.

Enligt en vidare aspekt av uppfinningen kan platsen för ett fel beräknas för både enfas- och trefastransmissionsledningar. 10 20 'fzs 30 519 964 Enligt en annan aspekt av uppfinningen kan det uppmätta datat vara synkroniserat eller osynkroniserat.

Dessa och andra egenskaper av föreliggande uppfinning kommer att beskrivas i detalj nedan.

Kort beskrivning av ritningarna.

Föreliggande uppfinning beskrivs vidare i den detaljerade beskrivningen som följer, genom hänvisningar till ritningarna genom icke begränsande exempel av typiska utföringsforiner av föreliggande uppfinning, där hänvisningsbeteckningar genomgående representerar liknande element i ritningarna, och varvid: Figur 1 är ett kretsschema av en typisk transmissionsledning med en enda belastning ansluten till ett uttag; Figur 2 är ett kretsschema av den typiska transmissionsledningen enligt Figur 1 som illustrerar typiska förhållanden före felet uppstod; Figur 3a är ett kretsschema av en typisk transmissionsleclning enligt Figur 1 som illustrerar typiska felförhällanden; Figur 3b är ett kretsschema av den typiska transmissionsledningen enligt Figur 1 som illustrerar typiska felförhällanden med värden för den positiva sekvensen; Figur 4 visar en utföringsform av föreliggande uppfinning; och Figur 5 är ett flödesdíagrarn som visar detaljer av en utföringsform enligt föreliggande uppfinning. lO 20 ,,2s 519 964 . . i ; . . r- Detaljerad beskrivning av föredragna utfóringsformer Föreliggande uppfinning avser system och metoder för att beräkna plats för ett fel på en transmissionsledning med en enda belastning ansluten till ett uttag som använder synkroniserade eller osynkroniserade uppmätta data från två ändar.

Figur 1 illustrerar en typisk transmissionsledning med en enda belastning ansluten till ett uttag. Som visas i Figur 1, innefattar transmissionsledningen 10 en sändande ände S, en mottagande ände R, och ett uttag Tl, även hänvisad till som en uttagsnod Tl, mellan den sïmdaride änden S och den mottagande änden R. En belastningsnod Ll. ansluts till uttagsnoden Tl genom ett sidouttag. En belastning ansluts till belastningsnod Ll. Uttagsnoden T] delar in transinísfiionslednirigen. i en sändande sida l l och en mottagande sida 12.

För att beskriva uppfinningen kommer följande beteckningar att användas.

Versaler som inte är nedsänktet eller upphöjda utgör ett fysiskt värde enligt tabell 1.

Värdena kan vara uppmätta värden, kända värden eller beräknade värden.

TABELL 1 V - spänning, ett komplext värde I - ström, komplext värde Z - impedans, komplext värde R - resistans, reellt värde, den reella delen av impedans Z X - reaktans, reellt värde, den imaginära delen av impedans Z Gernener som följer efter ett fysiskt värde visar huruvida värdet är ett värde som uppkommit före felet uppstod eller ett fel-värde enligt tabell 2. Avståndet till felet inne i ett transmissiorisledningssegment utgörs av m.

TABELL 2 p - före fel ingen - fel (under felet) m - enhetsavstånd till felet inom segmentet, reellt värde 10 230 519 964 »Un 'in 7 Ett fel har typiskt tre faser som särslciljs i felanalys: före felet, under felet och efter felet. Före felet är före ögonblicket då felet sker, under felet är från och med ögonblicket då felet uppstår till och med att kretsskyddet aktiveras, och efter felet är efter att kretsskyddet aktiverats.

Ett upphöjt A betyder fasen eller de symmetriska sekvenskomponenterna enligt tabell 3.

TABELLQ a - fas a b - fas b c - fas c O - noll sekvens l ~ positiv sekvens 2 -- negativ sekvens En nedsënkt siffra betecknar noden enligt tabell 4. Då två nedsänltta siffror separerades genom ett. komma, betecknar de understrukna talen "från"-noclen resp. "t.í1l"-noden. Till exempel S, Tl nedsänkt betecknar från den såndande änden S till uttagsnoden Tl. När endast en nod är betecknad som "från"-noden är "till"-noden jord. Till exempel, betecknar det nedsänkta Tl, från uttagsnod Tl till jord.

Alternativt kan "till"-noden betecknas som O för jord.

TABELL 4 S - sändande ände av transmissionsledning R - mottagande ände av transmissionsledning Tx - uttagsnod x Lx - belastningsnod x F - felpunkt, felnod, eller plats för fel De följande exemplen illustrerar vedertagna begrepp. Vi' eller V' representerar TL” ett komplext felvärde av spänningen under ett fel, med fasen a, från uttagsnod Tl till jord. Ipf representerar ett komplext strömvärde för nollsekvensen före felet uppstod, från uttagsnod T4 till mottagande ände R. 10 15 20 :30 519 964 - X . » - . .- 8 Som visas i Figur 1, är irnpedansen från den sändande änden S till uttagsnoden Tl Zsgq. lmpedansen frän uttagsnoden Tl till den mottagande änden R är ZnR.

Impedansen frän uttagsnoden Tl till belastningsnoden är ZTLU. lmpedansen för belastningen är Zu. Impedansen från uttagsnoden Tl tilljord är Zn, vilket innefattar impedansen från Zum och 21,1.

Figur 2 illustrerar typiska förhållanden på transmissionsledningen före felet uppstod enligt Figur 1. Som visas i Figur 2, är Vp* en komplex Spänning för den positiva sekvensen uppmätt före felet uppstod frän den sändande änden S till jord. Ipj är en komplex ström för den positiva sekvensen uppmätt före felet uppstod från den sändande änden S till uttagsnoden Tl. 71mm en komplex impedans för den positiva sekvensen från den sändande änden S till uttagsnoden Tl. VP» en komplex spänning för den positiva sekvensen l I uppmätt före felet från uttagsnoden T1 till jord. Ip* är en komplex ström för den positiva sekvensen uppmätt före felet från uttagsnoden Tl till jord. Zlnär en komplex impedans för den positiva sekvensen från uttagsnoden Tl till jord (innefattande belastningsiinpedansen ZA). Vp* är en komplex spänning för den positiva sekvensen uppmätt före felet från den mottagande änden R till jord.

Ip' är en komplex ström för den positiva sekvensen före felet från den mottagande änden till uttagsnoden Tl. Zm är en komplex impedans för den positiva sekvensen frän uttagsnoden Tl till den mottagande änden R.

Värdena Vplï, Iplml Vp; och Iplml är uppmätta värden. Värdena Zisvnoch ZLLR är kända värden, som kan beräknas från avståndet av transrnissionslednings- segmentet och transmissionsledningskarakteristiken genom att använda kända konventionella metoder.

Figur Ba illustrerar typiska felförhållanden på transmissionsledningen enligt figur l med ett typiskt fel vídjord. Som visas i figur Sa, är den felaktiga noden F placerad på transmissíonsledningen 10. Den felaktiga noden F är placerad 10 15 20 25 519 964 - - | ~ . f » 9 mellan sändande ände S och uttagsnod Tl. Felet åstadkommer en strömbana till jorden med impedans ZF. Som visas i figur Sa, delar uttagsnoden T1 in transmissionsledningen i en sändande sida ll och den mottagande sidan 12.

Den sändande sidan 11 har en impedans som är 7 . Den mottagande sidan 12 har en impedans som är 7 .

TLP.

Den felaktiga noden F delar in impedansen från sändande ände S till uttagsnoden Tl i två impedanser. Den första impedansen är (m*Z_ ) och den andra impedansen är ((l-m)*Z _, ). I en utföríngsforrn, där avståndet är 1 från den sändancle änden S till iittagsnoden Tl., ligger den felaktiga noden F på ett avstånd m frän den sändande änden S och på ett avstånd (l-m) från uttagsnoden 'l“1. 'lill exempel, om m är 0,4 och avståndet mellan sändaricle ände S och iittagsiiod Tl är tio miles, då är avståndet från den sändande änden S till den felaktiga noden F fyra miles och avståndet_ från den felaktiga noden F till uttagsnoderi Tl sex miles. Generellt ligger den felaktiga noden F på en mite del mellan nod h och nod i som representeras av min.

Som visas i figur 3b, V: en komplex felspänning för den positiva sekvensen från den sändande änden S till jord. V; är en komplex felspänning för den positiva sekvensen från den mottagande änden R till jord. Ir är en komplex felström för den positiva sekvensen från den sändande änden S till uttagsnoden Tl. I! är en komplex felström för den positiva sekvensen från den mottagande änden R till uttagsnoden Tl. ZLI är en komplex impedans för den positiva sekvensen från uttagsnoden T1 till jord (innefattande belastningsimpedansen zu). Värdena VL, Ilw, VL, och Ilkm är uppmätta värden. Z; är en ekvivalent positiv sekvensfelimpedans från den felaktiga noden F till jord i ledningens positiva sekvensnätverk. 10 20 DJ *Ö '519 964 10 Följande antaganden har gjorts: belastningen en impedans för den positiva sekvensen som inte ändras under felet; och det finns endast ett enda fel på transmissionsledningen.

Föreliggande uppfinning kan använda mätningar uppmätta före felet uppstod för att bestämma tidsskíllnad (eller fasvinkelskillnad) på spänningen och ströinsignalerna från båda ändar på transmissionsledningen för att synkronisera de uppmätta signalerna. Om datat redan är synkroniserat, är fasvinkeln noll. Genom att använda data anskaffade före felet uppstod, bestärniner systemet även den ekvivalenta belastningsimpedansen för belastningen. Det synkroniseradc felaktiga datat och den beräknade belastningsimpedansen används för att utföra den initiala uppskattningen av platsen för felet. En beräkning utförs med antagandet att felet finns på den sändande sidan 11 av Littagsiitnden Tl. En andra beräkningg utförs med antagandet att felet finns på. den mottagande sidan 12 <1 v iittagsnoden Tl. Den korrekta platsen för felet väljs från en av de tvä beräkningarna.

Nätverkskvantiteter för den positiva sekvensen används för att lösa beräkningen av avståndet till felet.

Figur 4 är ett blockdiagram av en typisk utföringsform av ett system i enlighet med föreliggande uppfinning. Som visas i figur 4 innefattar systemet cn processor 100, ett minne 110, en mätanordning 120 vid sändande änden och en mätanordning 130 vid mottagande änden.

Processorn 100 kan vara vilken processor som helst som är lämplig att utföra beräkningar och ta emot íngängsdata frän mätanordningar. Till exempel kan processorn 100 vara ett skyddsrelä med oscillografisk dataanskaffning eller en digital felregistrerare. Minnet 110 kan användas för att lagra data som mottas från mätanordningen 120 på sändande ände och mätanordningen 130 på mottagande ände.

Mätanordningen 120 på sändande ände mäter spänning och ström, innefattande både mätningar utförda före felet och efter felet uppstod, vid den 10 15 20 519 964 ll sändande änden S på transmissionsledningen 10. Mätanordningen 120 pä sändande ände kan innefatta ett minne 115 för att lagra mätningar som uppmätts före felet uppstod. Mätanordningen 120 på sändande ände kan innefatta en spänningssensor 121 och en strömsensor 12.2. Spänningssensorn 121 och strömsensorn 122 kan mata ut en analog signal. Mätanordningen 120 på sändande ände kan konvertera den analoga signalen till en digital signal med hjälp av kända analoga till digitalevtekniker före transmission över datalänk 135. Mätanordningen 120 på sändande ände kan vidare konvertera den digitala signalen till vektorer som representerar ström och spänning, , Vﬁ, och VPÄ' IPL.. [i H vid den sändande änden S.

Mätanordningen 130 på mottagande ände inäter spänning och ström, innefattande både iriätnirigar som utförts före felet och efter felet uppstod, vid den rnottaggaride änden R på ti-ansinissionsledningen 10. Mätanordningen 130 pä mottagande ände kan innefatta ett minne 1 15 för att lagra mätningar som gjorts före felet uppstod. Mätanordningen 130 på mottagande ände kan innefatta en spänningsseiisor 121 och en strömsensor 122. Spänningssensorn och strömsensorn kan mata ut en analog signal. Mätanordningen 130 pä mottagande ände kan konvertera den analoga signalen till en digital signal genom kända analoga till digitala-tekniker före transmission över datalänk 135.

Mätanordningen 130 på mottagande ände kan vidare konvertera den digitala signalen till vektorer som representerar ström och spänning, VP' , Ip' , V; och I' vid den mottagande änden R.

Mätanordningarna 120, 130 är anslutna till processorn 100 via en datalänk 135. Datalänken 135 kan vara ett modem, ett lokalt nätverk eller någon annan lämplig datalänk.

Figur 5 är ett flödesschema som visar ytterligare detaljer av driften för systemet enligt figur 4 och av en utföringsform enligt metoden i enlighet med föreliggande uppfinning. Som visas i figur 5, vid steg 200, anskaffas uppmätta värden. 10 15 25 kn) C) - 519 964 12 Värdena som mäts upp före felet uppstod är Vpf, Ip' , Vp' och Ipl . De uppmätta felaktiga värdena är Vi, I1__ , VL och 11 .

Vid steg 210 beräknas fasvinkeldifferensen, ö, som en vektor om datat är osyn~ kroniserat, genom att använda data anskaffat före felet uppstod enligt den följande ekvationen. Om datat är synkroniserat är fasvinkeldifferensen noll. e fo' = Kfíåzšfl IPQ VP; *Z/If-Tljp/Iffl Ekvation 1 Vid steg 220 beräknas 'belastniiyqsimpeclansen för uttagsnod Tl med hjälp av data anskaffat före felet och fasvínkelskillnaderr enligt följande ekvation.

Vpln __ "Zitniplsfs 7' = ._ _- v.

Iplgn +eló1p1llrï1 [PLN +el Ipieﬂ “Tl Ekvation 2 Vid steg 230 beräknas en första plats för felet, msm med antagandet att felnoden F finns på sändande sidan 11. Den första platsen för felet beräknas genom ekvation 3. Ett universellt nätverk används för fellokaliserings- beräkningar av alla feltyper i trefastransmissionsledningen. Felimpedansen, och nätverket för noll-/negativa sekvensen som finns för feltypen, representeras i nätverket för den positiva sekvensen för uttagsledningen genom ett ekvivalent balanserat trefasfelimpedansnätverk anslutet vid platsen för felet för att utgöra det universella nätverket. På det här sättet kan platsen för felet beräknas för vilken som helst typ av fel. 'ö 1 1 115 l e” V -Z e IRTI 1 'å l l få l l 10 l ___ V5'"e/ VR+ZRJ1e I/efﬁfzsníe Ixxn l Zn msin = 1 1 1 { io" 1 ejöV/i "Zirnejólirnï Ekvation 3 Zs.r1Is.r1+ Zsfi e' 111.11 ' ~1 K ¿r1 Vid steg 240 beräknas en andra plats för felet, mRm med antagandet att felnoden S finns på mottagande sidan 12. Den andra platsen för felet beräknas genom ekvation 4. 10 20 'fzs 519 964 13 - l j I 1 1 V51" Zinjifi elåVi “ Vs "l" Zsfilsm l' Z/zfi 1311 _ ri man = 1 _ 1 Il Zlmeifâflf] Jfzlflfflfl Ekvatßn 4 ri Vid steg 250 väljs den korrekta lösningen. Då ett korrekt antagande görs är den resulterande uppskattningen av platsen för felet alltid inom ett förbestämt område, om inte, är resultatet utanför det förbestämda området. Det här kriteriet används för att välja den rätta platsen för felet som ett resultat av de två uppskattningarna. Det förbestämda området är ett område som väljs som avser det totala avståndet mellan två noder. I föreliggande utföringsform, är det förbestämda området för sändande sida från noll till 1,0 vilket avser avståndet mellan den sändande noden S och uttagsnoden T1 med antagandet att felet ligger mellan den sändande noden och tittagsiioderi Tl. Likaså är det förbestärnda oinrådet för mottagande sida från noll till 1,0, vilket avser avståndet mellan den mottagande noden R och uttagsnoden Tl med antagandet att felet ligger mellan den mottagande noden R och uttagsnoden Tl. Ett resultat utanför det förbestämda området kan inte vara korrekt, eftersom det ligger på en punkt utanför området mellan de två noderna. Genom att till exempel använda ett enhetligt förbestämt värde för m, där området 0,0 till 1,0 avser avståndet mellan två noder, om msm beräknas att vara 2,4 i steg 230 och man beräknas att vara 0,4 i steg 240, då väljs mRm, m=O,4, och den felaktiga noden (även kallad felnoden) F är på den mottagande sidan 12. Att välja 2,4 skulle vara det motsatta till antagandet att felet finns på sändande sidan 1 1.

I en annan utföringsform är transmissionsledningen en enfastransmissions- ledning, ekvationerna är samma förutom att hänvisníngarna till komponenten för den positiva sekvensen är ersatt av faskvantiteter, och den ekvivalenta felimpedansen är den verkliga felimpedansen.

Det kan inses att det ovan beskrivna systemet och metoden tillfredsställer det ovan nämnda behovet för system och metoder för att beräkna platsen för ett fel i en transmissionsledning med en enda belastning ansluten till ett uttag som använder synkroniserade eller osynkroniserade uppmätta data från två ändar. 10 15 .v - 1 o v. i. »y . _ .e ,f . i. . . . u» -1 »i n n n f» n ,. f. a I. 1 i .e i u. v . .r i n, s . , i r i i i .q . i 14 Även om det inte krävs, kan föreliggande uppfinning utgöras av programkod (dvs. instruktioner) lagrad på ett datorläsbart medium, som t.ex. ett magnetiskt, elektriskt eller optiskt lagringsmedium, innefattande, utan någon begränsning, en diskett, CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RAM, magnettejp, flyktigt minne, hårddisk, eller något annat lagringsmedium som kan läsas av en maskin, varvid prograrnkoden laddas in i och exekveras av en maskin, som tex. en dator, där maskinen är en apparat som utövar uppfinningen. Föreliggande uppfinning kan även utgöras av programkod som överförs över något transmissionsmedium, som tex. över elektriska ledningar eller kablar, genom fiberoptik, över ett nätverk, inne- fattande internet eller ett intranet, eller via någon annan form av transmission, var~ vid, då progifanikoden mottas och laddas in i och exekveras av en maskin, datorn, rnaskinen är en apparat som utövar uppfinningen. Då den implementeras på en allmän processor, utgör programkoden i kombination med processorn en unik apparat som drivs analogt av specifika logiska kretsar.

Det inses att föregående exempel endast hur tillliandahållits för att beskriva upp- finningen och inte i syfte att begränsa föreliggande uppfinning. Uppfinningen har beskrivits med hänvisning till utföringsformer, och benämningarna som används har använts för att beskriva och illustrera iippfiiiriingeri och inte för att begränsa den. Fastän uppfinningen har beskrivits med hänvisning till en speciell struktur, material och/eller utföringsformer, är inte uppfinningen avsedd att begränsas till det som visas häri. Uppfinningen sträcker sig till alla funktionella ekvivalenta strukturer, metoder och användningsområden, som ligger inom omfattningen av de bifogade kraven. Fackmannen som utnyttjar fördelarna som visas i beskrivningen kan göra ett antal modifieringar och ändringar utan att awika från uppfinningens omfattning.

Claims

10 15 20 25 :30 s19\964 15 PATENTKRAV

1. En metod för att lokalisera ett fel i en transmissionsledning, transmissions- ledningen innefattar en sändande ände och en mottagande ände, en belastning ansluten till transmissionsledningen vid en uttagsnod, uttagsnoden delar in transmissionsledningen i en sändande ände och en mottagande ände, den sändande änden innefattar en mätanordning, den mottagande änden innefattar en mätanordning, metoden innefattar stegen att: -anskaffa uppmätta kretsparametrar innefattande uppmätta ström- och spänningsvärden vid den sändande änden och vid den mottagande änden på transmíssionsledningen; -beräkna en belastníngsimpedans för belastningen; -beräkna en första plats för felet med antagandet att felet finns på den sändande sidan av uttagsnoden; -beräkna en andra plats för felet med antagandet att felet finns på den mottagande sidan av uttagsnoden; och -vålja den beräknade platsen för felet från en av den första platsen för felet och den andra platsen för felet, genom att välja den plats för felet som har ett värde inom ett förbestämt område.

2. Metoden enligt patentkrav 1, innefattar ytterligare steget att: -beräkna en fasvinkelskillnad som uppstår på grund av osynkroniserade mätningar genom att använda ström och spänningsvärden uppmätta före felet uppstod.

3. Metoden enligt patentkrav 2, varvid anskaffandet av uppmätta kretspararnetrar vidatre innefattar steget att: -anskaffa uppmätta kretsparametrar från mätanordningen på sändande änden och mätanordningen på mottagande änden. 10 15 25 i 519 964 16

4. Metoden enligt patentkrav 2, varvid anskaffandet av uppmätta kretspararnetrar vidare innefattar stegen att: anskaffa värdena, Vplç, IpISm, VP; , IpIR-TI, Vi, Ilw, VIR och 11mm där: Vpls är den komplexa spänningen för den positiva sekvensen uppmätt före felet från den sändande änden till jord, Iplsffl är den komplexa strömmen för den positiva sekvensen uppmätt före felet från den sändande änden till den ekvivalenta uttagsnoden, VplR är den komplexa spänningen för den positiva sekvensen uppmätt före felet från den mottagande änden till jord, lplR/rl är den komplexa strömmen för den positiva sekvensen uppmätt före felet från den mottagande änden till den ekvivalenta uttagsnoden, V13 är den komplexa felspänningen för den positiva sekvensen från den sändande änden till jord, IISJ-l är den komplexa felströmmen för den positiva sekvensen frän den sändande änden till den ekvivalenta uttagsnoden, VlR är den komplexa felspänningen för den positiva sekvensen från den mottagande änden till jord, och Il Rfn är den komplexa felströmmen för den positiva sekvensen från den mottagande änden till den ekvivalenta uttagsnoden, och transmissionsledningen är en trefastransmissionsledning_

5. Metoden enligt patentkrav 4, varvid beräkningen av fasvinkeln vidare innefattar steget att: beräkna fasvinkeln, ö, enligt följande ekvation: j; ___ VPXS_Z.IY.T1IPIS.T| I VPiz _ Z/lnnlpitri där: 10 15 20 125 “30 519 964 17 1 är den komplexa impedansen för den positiva sekvensen från den sändande ZSII änden till uttagsnoden, och Zim är den komplexa impedansen för den positiva sekvensen frän den mottagande änden till uttagsnoden.

6. Metoden enligt patentkrav 4, varvid det uppmätta datat är synkroníserat och fasvinkeln, ö, är noll.

7. Metoden enligt patentkrav 5, varvid beräkningen av en belastningsimpedans för belastningen innefattar steget att: beräkna belastningsirnpedansen för belastningen enligt följande ekvation: _ VPls "'Zi.T1IPxS.T1 Iplsfl +ejo1plifl I Tl där Z; är den komplexa impedansen för den positiva sekvensen för uttagsnoden.

8. Metoden enligt patentkrav 7, varvid beräkningen av en första plats för felet innefattar steget att: beräkna en första plats för felet enligt följande ekvation: '_ 'i l _ _- ef°V1 -Z' e”I 1 16 1 1 j» 1 1 10 1 _ R RI1 R.r1 V; "e VR+ZRJ1e jﬁr1+zgf1íe IRI1 l Zn msn: v 1 1 fo' 1 21 1.1 21 1511 _eJV/1"ZR.r1e' Inn s_r1s,r1+ 511 e R.r1 1 Zn där msn är den beräknade första platsen för felet.

9. Metoden enligt patentkrav 8, varvid beräkningen av en andra plats för felet innefattar steget att: beräkna en andra plats för felet enligt följande ekvation: Vl _21 Il -- 1 1 l l _ ÉJÖVÅ "Vi +Zs.r11s.r1 +ZRI1íIsI1 \ 1 Zn mk 2:1 _ 1 1 1 ' V -Z I -ö 1 1 1 s S11 s.r1 Zienej IRr1+ZRI1 [S11 _ 1 ' i Zrx 10 15 20 25 930 519 964 , _ ; . f: 18 där man är den beräknade andra platsen för felet.

10. Metoden enligt patentkrav 9, varvid valet av den beräknade platsen för felet innefattar steget att: välja den beräknade platsen för felet från en av msm och mRm genom att välja den som har ett värde inom ett förbestämt område som avser det totala avståndet mellan två noder.

11. ll. Metoden enligt patentkrav 10, varvid det förbestämda området ligger mellan noll och ett.

12. Ett system för att lokalisera ett fel i en transmissionsledning som har en sändande ände och en mottagande ände och en belastning ansluten till transmissionsledningen vid uttagsnoden, uttagsnoden delar in transmissionsledningen i en sändande sida och en mottagande sida, systemet innefattar: en processor för beräkning av platsen för ett fel i en transrnissionsledning; en mätanordning på sändande änden ansluten till processorn för att utföra mätningar på sändande ände före felet uppstod och efter felet uppstod på transmissionsledningen; en mätanordning på mottagande ände, ansluten till processorn för att utföra mätningar på mottagande ände före felet uppstod och efter felet uppstod på transmissionsledningen; och varvid processorn är anordnad att anskaffa uppmätta kretsparametrar innefattande uppmätta ström- och spänningsvärden från mätanordningen på sändande ände och mätanordningen på mottagande ände, beräkna en belastningsimpedans för belastningen, beräkna en första plats för f^let nied antagandet ett f^let finns på såndande sida av uttagsnoden, beräkna en andra plats för felet med antagandet att felet finns på mottagande sida av uttagsnoden; och välja den beräknade platsen för felet 10 15 20 25 30 .f «»- 519 964 19 från en av den första platsen för felet och den andra platsen för felet, genom att välja platsen för felet som har ett värde inom ett förbestämt område.

13. Systemet enligt patentkrav 12, varvid processorn vidare är anordnad att beräkna en fasvinkelskillnad som uppstår på grund av osynkroniserade mätningar med användning av uppmätta ström- och spänningsvärden före felet uppstod.

14. Systemet enligt patentkrav 13, varvid mätanordningen på sändande ände innefattar en spänningssensor.

15. Systemet enligt patentkrav 13, varvid mätanordningen på sändande ände innefattar en strömsensor.

16. Systemet enligt patentkrav 13, varvid mätanordningen på mottagande ände innefattar en spänningssensor.

17. Systemet enligt patentkrav 13, varvid mätanordningen på mottagande ände innefattar en strömsensor.

18. Systemet enligt patentkrav 13, varvid mätanordningen på sändande ände är ansluten till processorn genom en datalänk.

19. Systemet enligt patentkrav 13, varvid mätanordningen på mottagande ände är ansluten till processorn genom en datalänk.

20. Systemet enligt patentkrav 13, varvid mätanordningen på sändande ände innefattar ett minne för att lagra mätningar som uppmätts före felet uppstod.

21. Systemet enligt patentkrav 13, varvid mätanordningen på mottagande ände innefattar ett minne för att lagra mätningar uppmätta före felet uppstod. 10 15 20 25 30 35 519 964 20

22. Systemet enligt patentkrav 13 varvid processorn är anordnad att anskaffa värdena, Vpl, jpljl, VPL, jpïw, VL, lån, V; och [LH där: Vpls är den komplexa spänningen för den positiva sekvensen uppmätt före felet från den sändande änden till jord, Iplsfn är den komplexa strömmen för den positiva sekvensen uppmätt före felet från den sändande änden till den ekvivalenta uttagsnoden, VplR är den komplexa spänningen för den positiva sekvensen uppmätt före felet från den mottagande änden till jord, IplRfn är den komplexa strömmen för den positiva sekvensen uppmätt före felet från den mottagande änden till den ekvivalenta uttagsnoden, VIS är den komplexa felspânningen för den positiva sekvensen frän den sändande änden till jord, Ilsfn är den komplexa felströmmen för den positiva sekvensen från den sändande änden till den ekvivalenta uttagsnoden, VIR är den komplexa felspänningen för den positiva sekvensen från den mottagande änden till jord, och IIR/H är den komplexa felströmmen för den positiva sekvensen från den mottagande änden till den ekvivalenta uttagsnoden, och transmissionsledningen är en trefastransrnissionsledning.

23. Systemet enligt patentkrav 22, varvid processorn är anordnad att beräkna fasvinkeln, ö, enligt följande ekvation: -~ _ VP; -Zšrxfplsfx e” - '_.__1_r'“ VPR °' ZRIIIPRII där: Z' är den komplexa impedansen för den positiva sekvensen frän sändande S.Tl änden till uttagsnoden, och Zlm är den komplexa impedansen för den positiva sekvensen från den mottagande änden till uttagsnoden. 10 15 20 V30 519 964 2 l

24. Systemet enligt patentkrav 22, varvid det uppmätta datat är synkroníserat och fasvinkeln, ö, är noll.

25. Systemet enligt patenkrav 23, varvid processorn är anordnad att beräkna en första plats för felet enligt följande ekvation: jåVl -Zl ejåll 1 _ ja" 1 1 ja 1 1 ja 1 e R R.r1 R.r1 Vs e VR +ZRJ1e IRJ1 'fzsmíe IRI1 _ :mi msn = 1 1 1 ja' 1 Zs.r1Is.r1 "l" 2511 ie 1Rf1 " där man är den första beräknade platsen för felet.

26. Systemet enligt patentkrav 25, varvid processorn är anordnad att beräkna en andra plats för felet enligt följande ekvation: V31 '_ Zlïrilšfl Zl. Vs] " Zi$r1IlsI1 Zl. 'Ö l | l l l l e! VR "Vs +ZsI1Isr1 +ZRI1LISI1“ mRm Zinnejöllzrﬂ + zler1ílšf1 _ där mml är den beräknade andra platsen för felet.

27. Systemet enligt patentkrav 26, varvid processorn är anordnad att välja den beräknade platsen för felet från en av msn och mRm genom att välja den som har ett värde inom ett förbeståmt område som avser ett totalt avstånd mellan två noder.

28. Systemet enligt patentkrav 27, varvid det förbestämda området ligger mellan noll och ett.

29. Systemet enligt patentkrav 12, varvid transmissionsledningen är en enfas-transmissionsledning. 10 20 ,ﬁ . « » V = . u i519 964 22

30. Ett datorläsbart medium som har instruktioner lagrade därpå för att lokalisera ett fel i en transmissionsledning, transmissionsledningen innefattar en sändande ände och en mottagande ände, en belastning ansluten till transmissionsledningen vid en uttagsnod, uttagsnoden delar in transmissionsledningen i en sändande ände och en mottagande ände, den sändande änden innefattar en mätanordning, den mottagande änden innefattar en mätanordning, instruktionerna som exekveras på en processor ger processorn instruktioner att utföra följande: anskaffa uppmätta kretsparametrar innefattande uppmätta ström- och spänningsvärden vid den sändande änden och den mottagande änden på transmissionsledningen; beräkna en belastningsimpedans för belastningen; beräkna en första plats för felet med antagandet att felet finns pä sändande sidan av uttagsnoden; beräkna en andra plats för felet med antagandet att felet finns på mottagande sida av uttagsnoden; och välj den beräknade platsen för felet från en av den första platsen för felet och den andra platsen för felet, genom att välja den plats för felet som har ett värde inom ett förbestämt område.

31. Datorläsbart medium enligt patentkrav 30, innefattar ytterligare instruktioner för att: beräkna en fasvinkelskillnad som uppstår på grund av osynkroniserade mätningar som använder uppmätta ström- och spänningsvärden före felet uppstod. 10 20 25 :35 » « | - X »I .. . u. u-o ~ ' ",,". 1 I- . .. .. . _ _ . .. . I I' " I . I :I 'f ' ' ﬁ ' 2 ' ' . .m- ' k I ' 23

32. Datorläsbart medium enligt patentkrav 30, varvid anskaffandet av uppmätta kretsparametrar vidare innefattar anskaffandet av uppmätta kretsparametrar från mätanordningen på sändande ände och mätanordningen pä mottagande ände.

33. Datorläsbart medium enligt patentkrav 3 1, varvid anskaffandet av uppmätta kretsparametrar vidare innefattar anskaffandet av: värdena» VpL, Ipiﬂ» Vpi; Ipiﬂ., VL» ti» V; och 1;_ndäf= Vpls är den komplexa spänningen för den positiva sekvensen uppmätt före felet från den sändande änden till jord, Iplafn är den komplexa strömmen för den positiva sekvensen uppmätt före felet frän den sändande änden till den ekvivalenta uttagsnoden, VplR är den komplexa spänningen för den positiva sekvensen uppmätt före felet från den mottagande änden till jord, IpIRJ-l är den komplexa strömmen för den positiva sekvensen uppmätt före felet från den mottagande änden till den ekvivalenta uttagsnoden, V1 S är den komplexa felspänningen för den positiva sekvensen från den sändande änden till jord, 11551 är den komplexa felströmmen för den positiva sekvensen från den sändande änden till den ekvivalenta uttagsnoden, V1 R är den komplexa felspänningen för den positiva sekvensen från den mottagande änden till jord, och IlRJ-l är den komplexa felströmmen för den positiva sekvensen från den mottagande änden till den ekvivalenta uttagsnoden, och transmissionsledningen är en trefastransmissionsledning,

34. Datorläsbart medium enligt patentkrav 33, varvid beräkningen av en fasvinkel vidare innefattar beräkning av: fasvinkeln, ö, enligt följande ekvation: jö- __ VP; -Zšfxlpjirx e ..- Vpiz _ Z/lefxlpinrx 10 15 20 25 , 519 964 =.- 24 där: Zšm är den komplexa impedansen för den positiva sekvensen från den sändande änden på uttagsnoden, och Zim är den komplexa impedansen för den positiva sekvensen från den mottagande änden på uttagsnoden.

35. Datorläsbart medium enligt patentkrav 33, varvid det uppmätta datat är synkroniserat och fasvinkeln, ö, är noll.

36. Datorläsbart medium enligt patenkrav 34, varvid beräkningen av en belastningsimpedans för belastningen innefattar att: beräkna belastningsimpedansen för belastningen enligt följande ekvation: Zl = VP; -ZÅÅTJPÉJW T] [Pjsfx *ejolpizfi där Z; är den komplexa impedansen för den positiva sekvensen för uttagsnoden.

37. Datorläsbart medium enligt patentkrav 36, varvid beräkningen av en första plats för felet innefattar att: beräkna en första plats för felet enligt följande ekvation: . __ __ få l _ l ja 1 VS! 'ejâl/R! 'fzilmrie/àhlzfi 'fzjwx eiwllzfx _ e è/R ZRIJIe [RI] ZTl I msn = 1 l I 'J i ZS-TIISII +ZsJ1 e] 11mm" där msn år den beräknade första platsen förïfelet. f 10 15 20 _,,. .n _ v ..- .M ~ - ",_"» I ' ' , .. »I ° , . - -1 v - v. u; :z _ . g...- .u - . . i ~ . . ~ . .- v I æ . . 1 - - 25

38. Datorläsbart medium enligt patentkrav 37, varvid beräkningen av en andra plats för felet innefattar att: beräkna en andra plats för felet enligt följande ekvation: . V' -Zl I' ' Ö l l I l l l S SIl SJ-l e] VR "Vs +Zs.r1Is.r1+Z1af1(1s.r1__'7"_“ r1 man ' V, _Z, I, 1 "ß 1 1 1 s s_r1 s.r1 Z/Lnej IRI1+ZRJ1 ls.r1_ízl ' ' _ r1 där man är den beräknade andra platsen för felet.

39. Datorläsbart medium enligt patentkrav 38, varvid valet av den beräknade platsen för felet innefattar att: välja den beräknade platsen för felet frän en av msm och mRm genom att välja den som har ett värde inom ett förbestämt område som avser ett totalt avstånd mellan två noder.

40. Datorläsbart medium enligt patenkrav 39, varvid det förbestämda området ligger mellan noll och ett.

41. Datorläsbart medium enligt patentkrav 30, varvid transmissionsledningen är en enfastransmissionsledning.