WO2016091334A1 - Verfahren und schutzeinrichtung zum erzeugen eines eine fehlerart eines fehlers in einem mehrphasigen elektrischen energieversorgungsnetz angebenden fehlersignals - Google Patents

Verfahren und schutzeinrichtung zum erzeugen eines eine fehlerart eines fehlers in einem mehrphasigen elektrischen energieversorgungsnetz angebenden fehlersignals Download PDF

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WO2016091334A1
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error
loop
protection
error signal
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PCT/EP2014/077629
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Jörg BLUMSCHEIN
Cezary Dzienis
Tomasz Dawid LINDEL
Yilmaz Yelgin
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/40—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to ratio of voltage and current
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured

Definitions

  • the invention relates to a method for generating a fault signal indicative of a fault type of a fault in a multi-phase electrical power supply network, in which at at least one measuring point in the power supply network
  • Measured values are recorded which describe a current operating state of the energy supply network, the measured values are transmitted to a protective device, by means of an evaluation device of the protective device using the measured values every possible loop of the Energy fixturessnet ⁇ zes, which may be affected by an error, with respect to the detection of the type of error an error is evaluated, and in the presence of an error, the error signal is generated.
  • the invention also relates to a protective device for generating an error signal indicating an error type of an error in a multiphase electrical power supply network with an evaluation device for carrying out such a method.
  • the protective device For monitoring of the primary components, such as pipes, electric power supply networks are used in order to detect unacceptable operating conditions of each monitored primary component, which may be caused for example by short circuits or ground faults and automatically disable so-called safety guards ⁇ directions.
  • the protective device usually records measured values at one or more measuring points in the energy supply network, for example current and / or voltage measured values which characterize the operating state of the primary component.
  • the protective device evaluates the measured values by executing a so-called protection algorithm, that is to say a calculation and / or logical connection rule for evaluating the recorded data. measured values, and, depending on the result of the evaluation, optionally generates a triggering signal which causes a circuit breaker in connection with the protective device to open its switching contacts, in order to separate the faulty line from the rest of the power supply network.
  • An example of a Schutzalgo- frequently used for monitoring cables of electric power supply networks algorithm works according to the so-called distance protection method be calculated at the opposite of current and voltage measured values in a complex plane impedance values and is checked ⁇ on whether the impedance values within a - as a trigger polygon designated - predetermined tripping range lie. Provided that the impedance values are within this pre give ⁇ NEN tripping area, provides the protective device ei ⁇ NEN impermissible operating state of the monitored of their line of the electrical power supply system and sends a trigger signal to one or more line-limiting circuit breaker to the faulted line from the remaining power supply power to separate.
  • a fault characterizes the vorlie ⁇ constricting error concrete and indicates, for example, in which possible error loop of the multi-phase power supply network and / or in which direction from the measurement point of view of the error.
  • a fault characterizes the vorlie ⁇ constricting error concrete and indicates, for example, in which possible error loop of the multi-phase power supply network and / or in which direction from the measurement point of view of the error.
  • conductor 1, conductor 2, conductor 3 depending on the conductors involved in the error, there are seven possible error loops; The list below shows the possible conductors involved in a fault as well as the abbreviations used in this document for the error loop in question:
  • Single-pole fault, conductor 1 - earth L1E; Single-pole fault Conductor 2 Earth: L2E Single-pole fault Conductor 3 Earth: L3E Two-pole fault Conductor 1 - Conductor 2 L12 Two-pole fault Conductor 2 - Conductor 3 L23 Two-pole fault Conductor 3 - Conductor 1 L31 Three-pole fault Conductor 1 - Conductor 2 - Conductor 3: L123 ,
  • a fault present in the energy supply network can be switched off selectively, ie, as regards the conductor affected by the fault and / or in the corresponding direction from the measuring point, so that further operation of the remaining network components is made possible.
  • EP 2,304,857 Bl it is ⁇ be known, the type of error to an error in the form of a loopsciencebehaf ⁇ ended by considering a so-called
  • the loop which has the smallest impedance change rate is selected as a faulty loop and becomes the type of fault
  • error is present in the detected loop
  • the error signal is used to cancel a blockage of a previously blocked due to an existing power swing protection zone, so that the error can be turned off.
  • the evaluation with regard to the error-prone loop relies exclusively on the impedance change rate. This entails the risk that an error is made in the case of errors in which the impedance change rate does not suffice ⁇ sufficient, and thus either a shutdown of an actually error-free power supply unit is triggered or an actually necessary disconnection of a faulty power supply unit unintentionally does not take place.
  • the object of the invention is therefore to provide a method and a protective device in order to be able to detect the type of fault more reliably even under different network conditions.
  • This object is ⁇ Gurss regard to the method erfindungsge by a method of the type mentioned, the measured values and / or evaluated from the measured values derived values using at least two different protection criteria in which possible for each loop, each of said protection criteria adapted is to indicate a type of error of a present error in each ⁇ scored loop, and the error signal is generated taking into account all present results of the evaluation of the protection criteria.
  • the decision on a fault not only based on a single protection criterion is met, but un ⁇ ter using multiple criteria for protection (at least two), which are each suitable for himself to indicate a fault in the respective evaluated loop , As differed ⁇ Liche protection criteria such criteria are considered that are suitable for the same result with different
  • the different methods can be based on the use of different measured values (eg current, voltage, etc.) and / or derived values (eg Impedance, active power, reactive power as well as rms values, phasors, RMS values, means of current, voltage, etc.) and / or based on the use of different algorithms.
  • the evaluation is carried out for all possible error loops (L1E, L2E, L3E, L12, L23, L31, L123) and the error signal is generated taking into account all available results of the tested error criteria.
  • the method according to the invention can also be adapted very flexibly to different network situations, since the protection criteria used to identify the type of fault depend on e.g. can be selected from the present topology and / or voltage level.
  • the error signal may be used to trigger a selective shift for a particular loop to disable an error detected for that loop.
  • the protection criteria are evaluated parallel to one another.
  • a "parallel" analysis in this case may beispielswei ⁇ se a simultaneously on different processors or processor cores (physically and / or virtually) or in an arithmetic unit with hardware-specific programming (eg, ASIC, FPGA) mean running execution of the protection criteria.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • FPGA field-programmable gate array
  • This embodiment can be achieved that actually incorporate all protection criteria in the generation of the error signal, so that the reliability is increased even further during the generation ⁇ supply of the error signal.
  • the result of evaluation of the respective protective From ⁇ criterion is multiplied to form a weighted result with a weighting factor, and all of the weighted results are combined to form an overall result for any loop can be provided.
  • a prioritization of the individual protection criteria used can advantageously be undertaken. It could be the case that a particular protection criterion in most fault precipitated determines the correct type of fault with comparatively high reliability, while another Schutzkrite ⁇ Ministry provides a clear result only in certain special cases. With the described embodiment, a corresponding overweighting of the first protection criterion can be undertaken in order to let the decision about the type of fault primarily depend on this protection criterion.
  • the overall result for any grinding ⁇ fe by suitable linkage is composed of all the weighted results could be reached that each loop only one result (the Whole ⁇ result) is present and that this result - if necessary with entspre ⁇ chender weighting - considers all protection criteria that have been used for the loop.
  • the error signal it is additionally provided in this context for the error signal to be generated taking into account the overall results of all the loops that are evaluated.
  • weighting factors for all evaluated protection criteria are selected so that their sum is 1.
  • the height of the respective weighting factors is selected as a function of the respective configuration of the energy supply network.
  • an adaptive behavior of the process executing protection device may be achieved by responding to differing network configurations by appropriate An ⁇ adaptation of the weighting factors and therefore the prioritization of the individual protection criteria.
  • An ⁇ adaptation of the weighting factors For example, in the case of a strong feed in the vicinity of the measuring point, it may be useful to use protection criteria that use measured currents and / or values derived therefrom. equal weighting to stress-related protection criteria, whereas in the case of weak infeed, the stress-related protection criteria should rather be given greater weight.
  • This selection of the values for the weighting factors can be carried out once (for example when the protective device is put into operation) on the basis of predetermined network configurations and / or parameters or continuously.
  • strongly differing ⁇ che supply or load conditions can be dynamically involved in prioritizing the protection criteria in the vicinity of the measuring point.
  • a further advantageous embodiment of the invention shown SEN method provides that the error signal is only evidence ER-, if the overall result exceeds at least one possible loop an error detection threshold.
  • the Feh ⁇ lererkennungs threshold may in this case have a fixed identifier coded enclosed value.
  • the error detection threshold level but can also be made dynamically and play, be relatively in comparison with the overall results of all loops determined at ⁇ or take into account a distance of the overall results of a loop of the overall results of other loops.
  • a further advantageous embodiment of the invention shown SEN method provides that the respective result of the evaluation of the respective protection criteria is formed in the form of a protection criteria specific probability value indicating the probability with which in accordance with the evaluated protection criterion is an error with the error type, and the respective overall result in form of loop-specific likelihood value is formed which indicates the probability with which in the look ⁇ th loop is an error with the error.
  • This embodiment has the advantage that all overall ⁇ results of all loops are comparable.
  • a probability value is in fact always assume a value Zvi ⁇ rule 0 ... 1, so that the overall result, which values the weighted protection criteria specific probability considered itself be specified as a probability value.
  • the loop-specific probability value can be formed with a higher transparency than in a purely binary consideration. For example, it can be provided that the error signal is determined by comparison of all loop-specific probability values that loop whose loop-specific probability value is highest, and then selects the corresponding type of error for this loop.
  • a further advantageous embodiment of the invention shown SEN procedure is that a respective Schutzkri- is Ministry only evaluated when all measurements necessary for its evaluation and / or derived values available.
  • the weighting factors of the other protection criteria that have actually been evaluated are adjusted in order to compensate for the missing evaluation of a protection criterion which is excluded due to non-existent measured values and / or derived values.
  • the weighting of the excluded protection criteria will in such a case be allocated to them according to the weighting of the applied protection criteria.
  • the error signal indicates the direction of an error as a type of error.
  • Protection criteria that are suitable for detecting the type of fault "fault direction", for example, the following on ⁇ guided - current short circuit True voltage.
  • This Schutzkriteri ⁇ by determining the ratio between the current-voltage ⁇ pointer and the actual current vector, the calculated impedance gives information about. the fault direction - short circuit True stored voltage.
  • This Schutzkri ⁇ criterion determines the relationship between the stored voltage vector and the actual current pointer
  • the tailored to the current phase voltage phasor will USAGE ⁇ det the calculated impedance gives information about the fault direction will... Preferably used in series-compensated networks.
  • This protection criterion determines the ratio between the 90 ° rotated aktuel ⁇ len error-foreign voltage vector and the current stream pointer.
  • the calculated impedance provides information about the direction of the fault. The procedure only works for 1-pole and 2-pole faults without earth sharing.
  • This Schutzkri ⁇ criterion determines the ratio between the 90 ° rotated stored unfaulted voltage vector and the actual current pointer.
  • the calculated impedance provides information about the direction of the fault.
  • the procedure works only for 1-pole and 2-pole faults without earth sharing - Delta size criterion:
  • the direction determination with delta sizes works with static or dynamic delta sizes.
  • the delta pointers are used for current and voltage.
  • the delta generators of current and voltage are calculated from the difference between the current measured pointer and the pointer stored before the start of the error.
  • the relationship between the delta voltage phasor and the delta current phasor provides information about the fault direction.
  • Direction determination using dynamic delta sizes uses the delta samples of current and voltage.
  • the delta samples of current and voltage clamping ⁇ calculated from the difference between the current measured sample value and the detected before a mains period sample.
  • the product of delta current and delta voltage is integrated. The result of the integration provides information about the error direction.
  • the direction determination is based on the symmetrical components.
  • the zero system impedance is determined from the voltage and current indicators of the zero system.
  • the calculated impedance provides information about the error direction .
  • the method works only for faults with Erdbe ⁇ pation.
  • the negative sequence impedance is determined from the voltage and current times of the negative sequence system.
  • the calculated impedance provides information about the direction of the fault. It is preferred for short circuits during mains swings. It only works with unbalanced short circuits.
  • Mitsystem determined.
  • the calculated impedance provides information about the direction of the fault.
  • the direction of the error can here, regarded as "forward”, “back ⁇ Wind treat” or “non-directional” each of the measuring point from profit, are given.
  • a non-directional direction does not allow a concrete commitment to a forward or reverse ⁇ error.
  • the error signal indicates the faulty loop as the type of error.
  • Protection criteria that are suitable for detecting the "faulty loop" type of error are, for example, those listed below.
  • This protection criterion is based on the assumption that increases with an error, the current in thesciencebehaf ⁇ ended loops. For example, the ratio between the effective current value and the rated current gives information about the faulty loop.
  • This protection criterion is based on the assumption that in the case of an error, the voltage in the faulty loops breaks down. For example, the ratio of voltage rms value and rated voltage provides information about the faulty loop. . - Delta current level criterion: This protection criterion, the so-called “Delta values" of the currents are used Big Delta sizes have significant jumps in the current ⁇ running for the considered loop and thus a possible loan errors out following Delta sizes can be made as: difference.
  • the current rms value of the current and a stored rms value of the current preceding it eg a period
  • difference between the current instantaneous value of the current and the instantaneous stored instantaneous value of the current eg a period
  • difference between the instantaneous current phasor values and a stored phasor value of the current current e.g., the amount of each calculated Delta sizes provides information about the faulty loop ⁇ fe.
  • delta magnitudes of the voltages are used. Large delta sizes indicate significant jumps in the voltage curve for the considered loop and thus a possible error.
  • the following delta sizes can be formed, for example: difference between the current rms value of the voltage and a stored rms value of the voltage preceding it (eg a period); Difference between the current instantaneous value of the voltage and the stored instantaneous value of the voltage, which is a nominal period; Difference from current phasor values of the voltage and a stored phasor value of the voltage.
  • the amount of the calculated Delta sizes provides information about the faulty loop ⁇ fe.
  • This protection criterion calculates impedances for all error loops. In this case, the ratio of the lowest impedance value and the respectively calculated loop impedance provides information about the faulty loop.
  • This protection criterion is based on the symmetrical components. The relationship between zero, counter and co-system pointer of current or voltage provides information about the faulty loop.
  • This protection criterion is a logical criterion that has current and voltage jumps as input variables. Based on a logical link of the existing
  • fault results in the evaluation of the protection criteria for a particular loop - where applicable additional comparison with the analyzes of the remaining loops - directly the type of error, namely a Ent ⁇ decision as to whether the loop in question of a fault 1er or not, an additional subdivision of the error type as in the error direction is not required here.
  • a further advantageous embodiment of the inventive method SEN stipulates that a first Duncansig ⁇ nal is generated as fault the direction of a
  • Error indicates a second error signal is generated which indicates the type of error as the error loop, and a total error signal is generated in consideration of the first and the second error signal.
  • the method described above or according to the invention one of its embodiments is applied once to form an error signal with respect to the direction of an error and again to form an error signal be ⁇ lor the detection of a lossy of the fault loop.
  • a total error signal can be generated which indicates, on the one hand, the errored loop and, on the other hand, the direction in which the error lies in this loop.
  • Error signal is also generated taking into account the Hyundaizonensig ⁇ nals.
  • the decision as to whether the fault is even in the protection zone of the protection device (internal fault) or whether it is outside the protection zone of the protection device (external fault), can be included in the formation of the total error signal.
  • the detection of the protection zone can take place, for example, on the basis of the distance protection method described at the beginning, using the impedance determined for the measuring point from current and voltage.
  • a protective device for generating an error signal indicative of a fault type of a fault in a multiphase electrical power supply network with a measured value acquisition device for detecting measured values recorded at at least one measuring point in the energy supply network, which describe a current operating state of the energy supply network, and an evaluation device which is adapted to using the measurement values values any loop of the energy ⁇ supply network which may be affected by an error, for for respect to the detection of the fault of a fault ⁇ and to generate the error signal in the presence of an error, solved.
  • the evaluation device is configured to carry out a method according to one of claims 1 to 14.
  • the protective device according to the invention apply to all of the inventive method above, and explanations given below, and vice versa in a corresponding manner, in particular the inventive protection ⁇ device for performing the method according to the invention is arranged in any of the embodiments or a combination of any embodiments.
  • the advantages of the protective device according to the invention reference is made to the advantages described for the method according to the invention.
  • Figure 1 is a schematic view of one of
  • FIG. 2 shows a schematic process block diagram for explaining a method for generating an error signal indicating the type of error of an error
  • Figures 3, 4 are diagrams for explaining the use of weighting factors
  • FIGS. 5-8 are diagrams explaining the determination of protection criteria-specific truth probabilities for the faulty loop error type
  • FIG. 12 shows a schematic sequence block diagram for explaining the generation of an error signal for the error type "error direction ";
  • Figures 13-16 are diagrams explaining the determination of protection criteria-specific probability values for the "error direction" type of error
  • FIG. 17 is a schematic flow block diagram for explaining the generation of a total error signal taking into account a single error signal.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a power supply of an otherwise not shown electrical power supply network.
  • the illustrated power supply unit 10 is an example of a power supply line, which may be designed, for example, as an overhead line or as an underground cable.
  • Measured values which indicate the state of the energy supply network at the measuring point 11 are detected at a measuring point 11 by means of transducers which are only indicated at random.
  • the measured values can be, for example, electrical currents and / or voltages.
  • the detected measured values are supplied to a protective device 12, which may be, for example, a distance protection device, and detected there by means of a measured value detection device 13.
  • the preprocessing device contains preprocessing, eg A / D conversion, filtering, calculation of derived values (co-determination).
  • the preprocessed measured values and, if appropriate, the derived values are transferred to an evaluation device 14 which, with regard to the transferred measured values and derived values, transmits one
  • Impedance value is closed on the presence of errors. On the one hand, it must be determined whether the fault lies inside or outside a monitored protective zone of the protective device. Only in the case of faults within the protection zone is the protective device itself primarily responsible for the faulty declaration. The decision as to whether the fault is within the protection zone is usually determined by the position of the spacer in a distance protection device
  • Impedance value in the complex plane Impedance plane Impedance plane.
  • error types of the error in particular the direction (forward direction V, backward direction R) in which the error is seen from the measuring point, and the loop affected by the error (L1E, L2E, L3E, L12, L23, L34, L123) to investigate.
  • the protection device 12 detects all the information required within the protection zone lying forward error and in a particular loop, it can cause a circuit breaker 15 for selective opening of those switching contacts by means of a trigger signal A, which separate the faulty conductors from the rest of the power grid.
  • the measured value detection device 13 and the evaluation device 14 need not be designed as separate devices, but may also form an integrated device.
  • the functions of the measured value acquisition device 13 and of the evaluation device 14 can be achieved by hardware-specific programming (eg ASIC, FPGA), by software-specific programming of a processor (eg microprocessor, CPU, digital). tal signal processor (DSP)) or a combination thereof.
  • hardware-specific programming eg ASIC, FPGA
  • software-specific programming of a processor eg microprocessor, CPU, digital). tal signal processor (DSP)
  • DSP tal signal processor
  • Figure 2 shows by way of example in the form of an image, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system 10 , a cognitive system 10 , a cognitive network 10 , or a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a cognitive system, a
  • protection criteria S1, S2,... Sn are evaluated in parallel to determine the type of error of an error in accordance with the sequence block diagram shown in FIG. Examples of individual protection criteria will be discussed later.
  • Each protection criterion is independently suitable for making a statement about the type of error of a given error, but uses different input variables (measured values or derived values) and / or algorithms for this purpose.
  • the results of the evaluations of the different protection criteria Sl ... Sn are output in the form of protection criteria-specific probability values W k l ... W k n, which indicate in each case the probability with which the fault type is present according to the evaluated protection criterion.
  • the weighting can also be dispensed with or identical weighting factors G1 ... Gn can be used for all protection criteria. In general, it makes sense to choose the weighting factors so that their sum is 1; However, a variety of other Ge ⁇ weighting factors is also possible.
  • the weighted protection criteria-specific probability values W k l ... W k n are then fed to a summation block 20, which is the sum of the individual
  • a creep ⁇ fenspezifischer probability value W s (L1E) is ... W s (L123) he ⁇ averages and output.
  • the respective loop-specific probability values are collected and evaluated.
  • the error signal generated F indicates the considering all loop-specific probability values (and thus also taking into ⁇ account all protection criteria specific probability values of all the loops) detected fault, so that a possible trigger ⁇ signal A can be generated for a switch in consideration of this error signal.
  • Vn is determined otherwise in such a Vorbedingungs phenomenons block that the necessary measurements and / or derived values for execution tion of the protection criteria are not met, the latter is deactivated vorü ⁇ mountains proceeding until the necessary measurements and / or derived values again available.
  • the weighting factors Gl... Gn of the protection criteria actually used can be adjusted such that their sum is also taken into account without taking into account the weighting factor of the deactivated one
  • Protection criterion again 1 results.
  • This is exemplified in FIGS. 3 and 4.
  • the values of the weighting factors are given in the diagram. Normally, when all protection criteria are used, all weighting factors have values greater than zero.
  • the remaining weighting factors share the value of the dropped out weighting factor (in this case 20%) entspre ⁇ accordingly their weighting to each other, so that the sum once again gives one of all remaining weighting factors. Adjusting the weighting factors ensures that a deactivated criterion does not affect the overall result.
  • the weighting factors can either be fixed and derived, for example, from empirical values that have been made with similar network configurations. However, the weighting factors can also be selected depending on the specific network configuration or even dynamically adapted to changing network conditions, eg strong / weak infeed, load situation, network topology changes. 2, using the example of the error type "error-prone loop", is explained in detail in which case the individual protection criteria S1 ... Sn are individually suitable for determining whether the considered loop is affected by an error the procedure for the possible loop Sl is shown.
  • the first protection criterion Sl can be a current height criterion and the height of the currently measured one
  • FIG. 5 shows by way of example a diagram with a characteristic 51. Here it is shown how the first protection criterion S1 is derived from the height of the
  • the second protection criterion S2 can be, for example, a voltage height criterion and consider the height of the currently measured voltage U (as an effective value relative to the nominal voltage U N ). A low voltage indicates a fault affecting the tested loop.
  • FIG. 6 shows by way of example a diagram with a characteristic 61. Here it is shown how the second protection criterion S2 from the height of the voltage U / U N the height of the
  • protection criterion-specific probability value W k 2 determined. It can be seen that, as the voltage U / U N decreases, the probability that the loop in question is involved in a fault increases until it is detected at very low voltage. Finally, it is 1.
  • the protection criterion-specific probability value W k 2 determined according to the characteristic curve 61 in the diagram is output by the block S 2, multiplied by the weighting factor G 2 and supplied to the summation block 20.
  • a delta voltage height criterion can be used as a third protection criterion S3 (not shown in FIG. 2).
  • This protection criterion uses the delineator values of the voltages. Big Delta sizes indicate significant jumps in voltage profile for ⁇ be sought loop and thus a possible error.
  • the delta voltage AU is in this case to the rated voltage U N be ⁇ attracted.
  • FIG. 7 shows a diagram with a characteristic curve 71. Here, it is shown how the third protection criterion S3 from the height of the delta voltage AU / U N measures the height of the delta voltage AU
  • protection criterion Sn for example, a symmetric component criterion can be used. This protection criterion is based on the symmetrical components, in which the relationship between zero, counter and
  • FIG. 8 shows by way of example a diagram in which the ratio of pointer variables of the zero system current and the negative sequence current can be entered. It can be seen essentially three areas 81, 82 and 83, in which the symmetrical
  • Component criterion for each selected Schlei ⁇ fen with a probability of 1, the presence of an error can be determined.
  • the symmetric component criterion determines a probability of 0 for each loop considered, so that no unambiguous selection can be made with the Symmetric Component Criterion. This again shows the importance of the fact that in the evaluation regarding the type of error several protection criteria are included and the results of the evaluations of all protection criteria is taken into account in the determination of the type of error.
  • protection criteria may be e.g. a delta current height criterion, an impedance criterion or a jump detection criterion.
  • suitable protection criteria is of course possible, so that the protection device can always be adjusted by selecting the appropriate protection criteria to the conditions specified by the topology and configuration of the monitored power grid.
  • the weighted protection criterion-specific probability values W k l ... W k n are, as explained above, supplied to the summation block 20, which by addition forms the loop-specific probability value W s (L1E) for the loop L1E.
  • loop-specific probability values W k l ... W k n are, as explained above, supplied to the summation block 20, which by addition forms the loop-specific probability value W s (L1E) for the loop L1E.
  • loop-specific probability values are, as explained above, supplied to the summation block 20, which by addition forms the loop-specific probability value W s (L1E) for the loop L1E.
  • loop-specific probability values are, as explained above, supplied to the summation block 20, which by addition forms the loop-specific probability value W s (L1E) for the loop L1E.
  • W s (L2E) ... W s (L123) is formed. All loop characteristic probability scheinegisevoke W s (L1E) ... W s (L123) are evaluated in the Kombina ⁇ tion block 21, and indicating in the generation of the fault "faulty loop" error signal F taken into consideration.
  • the combination block may as example ⁇ that Removing select loop as affected by an error, which has the largest loop-specific likelihood value.
  • an error signal F is generated only when the largest grinding ⁇ specific probability value an error detection -.
  • This threshold value may be the entwe ⁇ fixed or adapted to the respective loop-specific probability values (eg re lative ⁇ height of a loop-specific likelihood ⁇ value compared to all other loop characteristic probability values a opening gap of the largest loop-specific likelihood value for the second largest schlei ⁇ fenspezifischen probability value, etc.).
  • the generated error signal F gives the taking into account all loop-specific probability values (and there ⁇ also with consideration of all
  • FIGS. 9-11 show diagrams for different fault cases in which an error-prone loop is determined using the method described above.
  • 9 shows typical time courses of streams (Dia ⁇ program 91) and voltages (diagram 92) during a single-pole error (L1E) are shown.
  • Diagram 96 shows the course of the loop-specific probability values W s for all possible loops.
  • the current in the faulted phase increases (location 93 in diagram 91).
  • the voltage of the faulty phase breaks down (point 94 in diagram 92).
  • various protection criteria eg current height criterion, voltage height criterion, delta current height criterion, delta voltage height criterion,
  • protection criteria specific probabilities for each possible Schlei ⁇ fen can be determined from which in turn a respective Loop-probability value is determined.
  • the algorithm for detecting the type of fault "faulty loop” reacts fast and determined taking into ⁇ account all protection criteria specific probability values in a short time the faulty loop L1E (point 95 in diagram 96) scheinerieswert a loop specific probability comprises of about 85%.
  • Loops are usually less than 10%.
  • FIG. 10 shows typical time courses of streams (Dia ⁇ program 101) and voltages (diagram 102) during a two-pole fault with earth participation are shown (with earth participation L23).
  • Diagram 106 shows the course of schleifenspe ⁇ -specific probability values W s for all possible loops.
  • the current in the affected phases point 103 in diagram 101
  • the voltage of the affected phases decreases (point 104 in diagram 102).
  • protection criteria-specific probability values for the individual possible loops can be determined, from which in turn a respective loop-specific probability value is determined.
  • rea ⁇ the algorithm alternates to detect the fault "remedial ⁇ stuck loop" quickly and safely.
  • Probability value W S (L123) is calculated. Since it is ei ⁇ NEN three-phase fault, are also the loop-specific probability values of the two-pole loops W S (L12), W S (L23), W S (L31) is relatively high. On the other hand, single-pole grinders are rated lower.
  • the flow block diagram shown in Figure 2 generally shows the procedure for the generation of an error type ⁇ imaging error signal.
  • error type "error direction”
  • the special feature must be taken into account that the respective protection criterion can deliver a total of three results (probability for forward, backward,
  • FIG. 12 shows by way of example in the form of a representation of FIG 2 is a function of the evaluation device 14 (cf., FIG. 1) for determining the error type "error direction” of an error and for generating a type of error determined indicating Def ⁇ lersignals F.
  • the detection of the fault is used for all mög ⁇ union loops in which an error may occur, so L1E, L2E, L3P, L12, L23, L31, L123, performed.
  • each protection criterion is independently suitable for providing information about the type of error " Error direction "of an existing error, but uses different input variables (measured values or derived values) and / or algorithms.
  • the results of the evaluations of the different protection criteria Sl ... Sn are output in the form of protection criterion-specific probability values W k l ... W k n, each of which indicates the probability with which the fault type is present according to the evaluated protection criterion.
  • the Be ⁇ special feature is to be considered that any protection criterion Sl ... Sn v due to the possible failure directions: "forward"
  • protection criteria-specific probability values W k l_r and W k l_u for the backward direction or the non-directional Case to be delivered.
  • the protection criteria for each of the three cases provide a protection criterion-specific probability value.
  • the sum of these protection criteria-specific probability values should in this case preferably be 1, where ⁇ can also be 0 for one or two of the values.
  • each protection criterion Sl ... Sn gives up to three
  • the weighted protection criteria-specific probability values W k l_v ... W k n_v, W k _r ... W k n_r and W k _u ... W k n_u are then each supplied to a summation block 20a-c for the respective error direction, where each the sum of the individual protection criteria-specific probability values
  • W s (L1E) _v ... W s (L123) _u is determined and output.
  • the respective insidiously fenspezifischen probability values are collected and evaluated ⁇ . Taking into account all loop-specific probability values W s (LlE) _v... W s (L123) _v,
  • W s (LLE) _v ... W s (L123) _r, W s (L1E) _v ... W s (L123) is _u finally the error direction indicating error signal F formed.
  • the error signal generated F is the taking into account all loop-specific probability values (and thus also taking into account all protection criteria specific probability values of all the loops) determined error ⁇ an art, so that a possible trigger signal A can be generated for a switch in consideration of this error signal.
  • the formation of the error signal can be made either solely on the basis of the loop-specific probability values present for the error type "error direction".
  • a loop-specific probability value having a significantly high value which clearly indicates a specific error direction in comparison to the other loop-specific probability values for a specific loop, can be selected to form the error signal.
  • the error signal for the error type "error direction” can also work in combination with another algorithm 120 which determines the error type "error loop". From this algorithm, the combination block 21 receives a
  • error-prone loop error determining algorithm 120 may function as previously described with respect to Figure 2, but may be implemented in other ways.
  • the error signal F is generated only when most loop-specific true ⁇ scheinegiswert exceeds an error detection threshold.
  • This threshold may be either fixed or pre ⁇ be adapted to the respective loop-specific probability values.
  • the first protection criterion for Sl He mediation ⁇ the fault direction may use the short-circuit current voltage faithful.
  • This protection criterion determines the relationship between the current voltage vector and the current current vector (see FIG. 13).
  • the calculated angle ⁇ between the two hands provides information about the error direction; In this case, a forward direction can be seen.
  • FIG. 14 shows, by way of example, a diagram with a characteristic curve 141. Here it is shown how the first Schutzkrite ⁇ Sl criterion from the level of the voltage U / U N the height of a
  • protection criteria specific probability value W k l for each of the angle recognized Def ⁇ lerraum determined. It is evident that with increasing voltage U / U N, also increases the likelihood of the deduced from the angle error direction for the tested loop exists ⁇ . From block Sl (see FIG. 12) of the characteristic curve 141 calculated in accordance with the diagram protection criteria specific International ⁇ scheinerieswert W k l is emitted for the respective fault direction, multiplied by the weighting factor equation and the summation blocks 20a-c supplied ⁇ leads.
  • a Symmetric Comp ⁇ components criterion can be used as a second protective criterion S2 for determining the type of fault "fault direction", for example.
  • the direction determination is based on the symmetrical components.
  • the calculated angle provides information about the direction of the fault, in the present case a forward direction results.
  • FIG. 16 shows, by way of example, a diagram with a characteristic field 161 for different zero system currents, depending on W k enabled by the zero sequence voltage determination of the associated protection criteria specific likelihood value for the detected error based on the angle direction.
  • the protection criteria specific the characteristics field 161 determined according to the diagram in plausibility ⁇ ouswert W k l for according to the angle (see Fi gur ⁇ 15) recognized respective fault direction is output from the block S2 is multiplied by the weighting factor G2 and fed to the summation blocks 20a-c.
  • Eg other possible protection criteria can a short-circuit ⁇ faithful stored voltage, short-circuit foreign aktuel- use a voltage or a stored voltage without a short circuit;
  • a delta size criterion can be used.
  • the use of other suitable criteria for protection is of course possible, so that the protective device adapted by selecting the appropriate protection criteria always at the predetermined by the topology and configuration of the monitored power supply network conditions who can ⁇ .
  • the weighted protection criteria-specific probability values for the individual error directions are, as already explained above, supplied to the summation blocks 20a-c, which by addition form the respective loop-specific probability value for the respective error direction.
  • the generated error signal F gives the taking into account all loop-specific probability values (and there ⁇ also with consideration of all
  • FIG. 17 shows a schematic flow diagram block ⁇ in which a first error signal Fi is generated by means of a first algorithm 171, which indicates an error direction and error.
  • the first algorithm 171 may, for example, be made in accordance with those of FIGS. 2 and 12
  • a second algorithm 172 is to generate a second error signal F 2 indicating a remedial ⁇ adhered loop as error.
  • the second algorithm 172 for example, according to the statements made to Figure 2 work.
  • the second algorithm 172 may also pass a infor mation ⁇ about an identified fault loop to the first algorithm; This information can then be used as described for FIG. 12 by the first algorithm 171 to generate the first error signal Fi.
  • a total error signal F G can be generated which indicates the error-related loop and the error direction in the loop in question.
  • error signals Fi and F 2 connected by means of an AND gate 174 who ⁇ the.
  • a fault zone signal F 3 is generated by means of a third algorithm 173 if there is an error within the protection zone monitored by the protective device.
  • the third algorithm may be a distance protection algorithm that detects, using impedance pointers, whether there is an error in a guard zone monitored by the guard.
  • the third algorithm can also be any berisoni ⁇ ge other protection algorithm, such as an over-time protection algorithm.
  • the total error signal F G can then also be generated with additional consideration of the error zone signal F 3 ; For this purpose, for example, all error signals Fi ⁇ F 3 can be combined with each other by means of the AND gate 174.
  • the described procedure takes place for each loop, but the total error signal F G finally shows only the loop actually affected by the fault in the protection zone and its error direction.
  • Using the total error signal F G is a Auslö ⁇ sesignal can be generated for driving a power switch for switching off ⁇ th of the error.
  • An algorithm has been described above, with which an error signal indicating a type of error can be generated particularly advantageously.
  • a particular advantage is that, in order to decide on the type of error, several protection criteria are evaluated in parallel and the results of all evaluations are included in the generation of the error signal.
  • the algorithm described can be adapted very flexibly to new network conditions and network constellations.
  • the protection criteria which play a major role in a first energy supply network, namely do not have the same meaning in a Netzbe ⁇ creation of another energy supply network.
  • the algorithm can be adapted very flexibly to the respective energy supply network.
  • the algorithm described represents a future-oriented

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines eine Fehlerart eines Fehlers in einem mehrphasigen elektrischen Energieversorgungsnetz angebenden Fehlersignals, bei dem an mindestens einer Messstelle (11) in dem Energieversorgungsnetz Messwerte erfasst werden, die einen aktuellen Betriebszustand des Energieversorgungsnetzes beschreiben, die Messwerte an eine Schutzeinrichtung (12) übermittelt werden, mittels einer Auswerteinrichtung (14) der Schutzeinrichtung (12) unter Verwendung der Messwerte jede mögliche Schleife des Energieversorgungsnetzes, die von einem Fehler betroffen sein kann, hinsichtlich der Erkennung der Fehlerart eines Fehlers ausgewertet wird, und bei Vorliegen eines Fehlers das Fehlersignal erzeugt wird. Um eine zuverlässigere Erkennung der Fehlerart auch bei sich unterschiedlichen Netzbedingungen vornehmen zu können, wird vorgeschlagen, dass für jede mögliche Schleife die Messwerte und/oder aus den Messwerten abgeleitete Werte unter Verwendung von zumindest zwei unterschiedlichen Schutzkriterien ausgewertet werden, wobei jedes der Schutzkriterien dazu geeignet ist, eine Fehlerart eines vorliegenden Fehler in der jeweils ausgewerteten Schleife hinzuweisen, und das Fehlersignal unter Berücksichtigung aller vorliegenden Ergebnisse der Auswertung der Schutzkriterien erzeugt wird. Die Erfindung betrifft auch eine entsprechende Schutzeinrichtung zur Ausführung des Verfahrens.

Description

Beschreibung
Verfahren und Schutzeinrichtung zum Erzeugen eines eine Fehlerart eines Fehlers in einem mehrphasigen elektrischen Ener- gieversorgungsnetz angebenden Fehlersignals
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines eine Fehlerart eines Fehlers in einem mehrphasigen elektrischen Energieversorgungsnetz angebenden Fehlersignals, bei dem an mindestens einer Messstelle in dem Energieversorgungsnetz
Messwerte erfasst werden, die einen aktuellen Betriebszustand des Energieversorgungsnetzes beschreiben, die Messwerte an eine Schutzeinrichtung übermittelt werden, mittels einer Auswerteinrichtung der Schutzeinrichtung unter Verwendung der Messwerte jede mögliche Schleife des Energieversorgungsnet¬ zes, die von einem Fehler betroffen sein kann, hinsichtlich der Erkennung der Fehlerart eines Fehlers ausgewertet wird, und bei Vorliegen eines Fehlers das Fehlersignal erzeugt wird. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Schutzeinrich- tung zum Erzeugen eines eine Fehlerart eines Fehlers in einem mehrphasigen elektrischen Energieversorgungsnetz angebenden Fehlersignals mit einer Auswerteinrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens. Zur Überwachung von Primärkomponenten, z.B. Leitungen, elektrischer Energieversorgungsnetze werden sogenannte Schutzein¬ richtungen eingesetzt, um unzulässige Betriebszustände der jeweils überwachten Primärkomponente, die beispielsweise durch Kurzschlüsse oder Erdkurzschlüsse hervorgerufen sein können, zu erkennen und automatisch abzuschalten. Hierzu nimmt die Schutzeinrichtung üblicherweise an einer oder mehreren Messstellen in dem Energieversorgungsnetz Messwerte auf, beispielsweise Strom- und/oder Spannungsmesswerte, die den Betriebszustand der Primärkomponente charakterisieren. Zur Ausführung seiner Schutzfunktion, wertet die Schutzeinrichtung daraufhin die Messwerte unter Ausführung eines sogenannten Schutzalgorithmus, also einer Berechnungs- und/oder logischen Verknüpfungsvorschrift zur Auswertung der aufgenom- menen Messwerte, aus und erzeugt in Abhängigkeit vom Ergebnis der Auswertung gegebenenfalls ein Auslösesignal, das einen mit der Schutzeinrichtung in Verbindung stehenden Leistungsschalter zum Öffnen seiner Schaltkontakte veranlasst, um die fehlerbehaftete Leitung vom übrigen Energieversorgungsnetz abzutrennen .
Ein Beispiel eines häufig zur Überwachung von Leitungen elektrischer Energieversorgungsnetze eingesetzten Schutzalgo- rithmus arbeitet nach dem sogenannten Distanzschutzverfahren, bei dem aus Strom- und Spannungsmesswerten in einer komplexen Zahlenebene liegende Impedanzwerte berechnet werden und über¬ prüft wird, ob die Impedanzwerte innerhalb eines - auch als Auslösepolygon bezeichneten - vorgegebenen Auslösebereiches liegen. Sofern die Impedanzwerte innerhalb dieses vorgegebe¬ nen Auslösebereiches liegen, stellt die Schutzeinrichtung ei¬ nen unzulässigen Betriebszustand an der von ihr überwachten Leitung des elektrischen Energieversorgungsnetzes fest und sendet ein Auslösesignal an einen oder mehrere die Leitung begrenzende Leistungsschalter, um die fehlerhafte Leitung vom restlichen Energieversorgungsnetz zu trennen.
Wichtig im Zusammenhang mit der Erkennung von Fehlern in Energieversorgungsnetzen ist neben der Frage, ob überhaupt ein Fehler aufgetreten ist, auch die Frage nach einer Fehlerart des Fehlers. Eine Fehlerart charakterisiert den vorlie¬ genden Fehler konkreter und gibt beispielsweise an, in welcher möglichen Fehlerschleife des mehrphasigen Energieversorgungsnetzes und/oder in welcher Richtung von der Messstelle aus gesehen der Fehler vorliegt. Bei einem dreiphasigen Energieversorgungsnetz mit drei Leitern (Leiter 1, Leiter 2, Leiter 3) existieren abhängig von den am Fehler beteiligten Leitern sieben mögliche Fehlerschleifen; in nachfolgender Aufstellung sind jeweils die möglichen an einem Fehler beteilig- ten Leiter sowie die jeweilige in diesem Dokument für die fragliche Fehlerschleife verwendete Abkürzung angegeben:
Einpoliger Fehler Leiter 1 - Erde: L1E; Einpoliger Fehler Leiter 2 Erde : L2E Einpoliger Fehler Leiter 3 Erde : L3E Zweipoliger Fehler Leiter 1 - Leiter 2 L12 Zweipoliger Fehler Leiter 2 - Leiter 3 L23 Zweipoliger Fehler Leiter 3 - Leiter 1 L31 Dreipoliger Fehler Leiter 1 - Leiter 2 - Leiter 3: L123.
In Abhängigkeit von einer erkannten Fehlerart kann ein vorliegender Fehler in dem Energieversorgungsnetz selektiv, d.h. auf die von dem Fehler betroffenen Leiter und/oder in der entsprechenden Richtung von der Messstelle aus gesehen abgeschaltet werden, so dass ein Weiterbetrieb der übrigen Netz¬ teile ermöglicht wird. Aus der Europäischen Patentschrift EP 2 304 857 Bl ist es be¬ kannt, die Fehlerart eines Fehlers in Form einer fehlerbehaf¬ teten Schleife durch die Betrachtung einer sogenannten
Impedanzänderungsrate zu erkennen. Diejenige Schleife, die die kleinste Impedanzänderungsrate aufweist, wird als fehler- behaftete Schleife ausgewählt und es wird ein die Fehlerart
(hier: Fehler liegt in der erkannten Schleife vor) angebendes Fehlersignal erzeugt. Gemäß dem bekannten Verfahren wird das Fehlersignal dazu verwendet, eine Blockierung einer zuvor aufgrund einer vorhandenen Netzpendelung blockierten Schutz- zone aufzuheben, damit der Fehler abgeschaltet werden kann.
Bei dem bekannten Verfahren verlässt sich die Auswertung hinsichtlich der fehlerbehafteten Schleife ausschließlich auf die Impedanzänderungsrate. Dies birgt die Gefahr, dass bei Fehlern, bei denen die Impedanzänderungsrate kein ausreichen¬ des Schutzkriterium darstellt, eine Fehlentscheidung getroffen wird und somit entweder ungewollt eine Abschaltung eines eigentlich fehlerfreien Netzteils ausgelöst wird oder eine eigentlich notwendige Abschaltung eines fehlerbehafteten Netzteils ungewollt nicht stattfindet.
Aufgrund jüngerer Entwicklungen im Bereich der Energieversorgungsnetze, beispielsweise die Liberalisierung der Stromer- zeugungsmärkte und ein damit verbundenes Aufbrechen altherge¬ brachter Stromübertragungsrichtungen im Energieversorgungsnetz durch dezentrale Stromeinspeisung, werden an Schutzeinrichtungen in Energieversorgungsnetzen immer höhere Anforde- rungen hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit und Selektivität gestellt, so dass eine flexible und adaptive Möglichkeit der Anpassung der jeweils verwendeten Schutzkriterien zur Erkennung einer Fehlerart benötigt wird. Ausgehend von einem Verfahren und einer Schutzeinrichtung der eingangs angegebenen Art stellt sich an die Erfindung daher die Aufgabe, ein Verfahren sowie eine Schutzeinrichtung anzugeben, um eine zuverlässigere Erkennung der Fehlerart auch bei sich unterschiedlichen Netzbedingungen vornehmen zu kön- nen.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens erfindungsge¬ mäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem für jede mögliche Schleife die Messwerte und/oder aus den Messwerten abgeleitete Werte unter Verwendung von zumindest zwei unterschiedlichen Schutzkriterien ausgewertet werden, wobei jedes der Schutzkriterien dazu geeignet ist, auf eine Fehlerart eines vorliegenden Fehler in der jeweils aus¬ gewerteten Schleife hinzuweisen, und das Fehlersignal unter Berücksichtigung aller vorliegenden Ergebnisse der Auswertung der Schutzkriterien erzeugt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in vorteilhafter Weise die Entscheidung über eine Fehlerart nicht lediglich anhand eines einzigen Schutzkriteriums getroffen, sondern un¬ ter Verwendung mehrerer Schutzkriterien (mindestens zwei) , die je für sich dazu geeignet sind, auf eine Fehlerart in der jeweils ausgewerteten Schleife hinzuweisen. Als unterschied¬ liche Schutzkriterien werden solche Kriterien angesehen, die dazu geeignet sind, dasselbe Ergebnis mit unterschiedlichen
Methoden zu ermitteln. Dabei können die unterschiedlichen Methoden auf der Verwendung unterschiedlicher Messwerte (z.B. Strom, Spannung etc.) und/oder davon abgeleiteter Werte (z.B. Impedanz, Wirkleistung, Blindleistung sowie Effektivwerte, Zeiger, RMS-Werte, Mittelwerte von Strom, Spannung etc.) und/oder auf der Verwendung unterschiedlicher Algorithmen beruhen. Die Auswertung wird für alle möglichen Fehlerschleifen (L1E, L2E, L3E, L12, L23, L31, L123) durchgeführt und das Fehlersignal wird unter Berücksichtigung aller vorliegenden Ergebnisse der geprüften Fehlerkriterien erzeugt. Da die Aus¬ wertung unter Verwendung von zumindest zwei Schutzkriterien ausgeführt wird und die Ergebnisse aller Schutzkriterien be- rücksichtigt werden, lässt sich im Vergleich zur Prüfung nur eines einzigen Kriteriums ein Ergebnis mit signifikant höhe¬ rer Zuverlässigkeit ermitteln; wenn nämlich eines der Schutzkriterien keine eindeutige Aussage treffen kann, besteht die Möglichkeit, dass diese Unsicherheit durch ein weiteres
Schutzkriterium, das sich bei seiner Prüfung z.B. anderer Messwerte bedient, kompensiert werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann außerdem auch sehr flexibel an unterschiedliche Netzsituationen angepasst werden, da die zur Erkennung der Fehlerart verwendeten Schutzkriterien in Abhängigkeit z.B. von der vorliegenden Topologie und/oder Spannungsebene ausgewählt werden können.
Das Fehlersignal kann beispielsweise dazu verwendet werden, für eine bestimmte Schleife einen selektiven Schaltvorgang auszulösen, um einen für diese Schleife erkannten Fehler abzuschalten .
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemä- ßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Schutzkriterien parallel zueinander ausgewertet werden.
Eine „parallele" Auswertung kann in diesem Fall beispielswei¬ se eine gleichzeitig auf unterschiedlichen Prozessoren oder Prozessorkernen (physikalisch und/oder virtuell) oder in einem Rechenbaustein mit hardwarebestimmter Programmierung (z.B. ASIC, FPGA) ablaufende Ausführung der Schutzkriterien bedeuten. Als parallele Auswertung wird jedoch auch eine se- quentiell ablaufende Ausführung der Schutzkriterien (z.B. auf einem oder mehreren Prozessoren oder Prozessorkernen) angesehen, sofern die Ergebnisse aller Schutzkriterien parallel in die endgültige Auswertung einfließen (im Gegensatz beispiels- weise zu einer sequentiellen Abarbeitung, bei der ein Ergebnis eines zuerst ausgeführten Schutzkriteriums in die Ausfüh¬ rung des nächsten Schutzkriteriums eingeht) .
Durch diese Ausführungsform kann erreicht werden, dass tat- sächlich alle Schutzkriterien in die Erzeugung des Fehlersignals einfließen, so dass die Zuverlässigkeit bei der Erzeu¬ gung des Fehlersignals noch weiter erhöht wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Ergebnis der Aus¬ wertung des jeweiligen Schutzkriteriums unter Bildung eines gewichteten Ergebnisses mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert wird und für jede mögliche Schleife alle gewichteten Ergebnisse unter Bildung eines Gesamtergebnisses verknüpft werden.
Hierdurch kann vorteilhaft eine Priorisierung der einzelnen verwendeten Schutzkriterien vorgenommen werden. Es kann nämlich sein, dass ein bestimmtes Schutzkriterium in den meisten Fehlerfällten mit vergleichsweise hoher Zuverlässigkeit die richtige Fehlerart bestimmt, während ein anderes Schutzkrite¬ rium nur in bestimmten Grenzfällen ein deutliches Ergebnis liefert. Mit der beschriebenen Ausführungsform kann eine entsprechende Übergewichtung des ersten Schutzkriteriums vorge- nommen werden, um die Entscheidung über die Fehlerart vorrangig von diesem Schutzkriterium abhängen zu lassen. Dadurch dass schließlich das Gesamtergebnis für jede mögliche Schlei¬ fe durch geeignete Verknüpfung, z.B. durch Addition, aus allen gewichteten Ergebnissen zusammengesetzt wird, lässt sich erreichen, dass pro Schleife nur ein Ergebnis (das Gesamter¬ gebnis) vorliegt und dass dieses Ergebnis - ggf. mit entspre¬ chender Gewichtung - alle Schutzkriterien berücksichtigt, die für die Schleife angewendet worden sind. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in diesem Zusammenhang zudem vorgesehen, dass das Fehlersignal unter Berücksichtigung der Gesamtergebnisse aller ausgewerte- ten Schleifen erzeugt wird.
Hierdurch wird sichergestellt, dass das Fehlersignal alle Ge¬ samtergebnisse der einzelnen möglichen Schleifen berücksichtigt und nicht aufgrund des Ergebnisses nur einer Schleife oder nur weniger Schleifen die Fehlerart bestimmt wird. Da¬ durch dass die einzelnen Gesamtergebnisse wiederum unter Berücksichtigung aller für die betreffende Schleife ausgewerte¬ ten Schutzkriterien gebildet werden, kann zudem sichergestellt werden, dass alle einzelnen Schutzkriterien mit ihrer jeweiligen Gewichtung in die Bildung des Fehlersignals eingehen. Beispielsweise kann für die Fehlerart „fehlerbehaftete Schleife" bei der Bildung des Fehlersignals diejenige Schlei¬ fe ausgewählt werden, deren Gesamt-Ergebnis den höchsten Wert besitzt .
Konkret kann in diesem Zusammenhang zudem vorgesehen sein, dass für jede mögliche Schleife die Gewichtungsfaktoren für alle ausgewerteten Schutzkriterien so gewählt werden, dass ihre Summe 1 ergibt.
Außerdem kann im Zusammenhang mit den Gewichtungsfaktoren vorgesehen sein, dass die Höhe der jeweiligen Gewichtungsfaktoren in Abhängigkeit von der jeweiligen Konfiguration des Energieversorgungsnetzes gewählt wird.
Hierdurch kann ein adaptives Verhalten der das Verfahren ausführenden Schutzeinrichtung erreicht werden, indem auf sich unterscheidende Netzkonfigurationen durch entsprechende An¬ passung der Gewichtungsfaktoren und damit der Priorisierung der einzelnen Schutzkriterien reagiert wird. Beispielsweise kann es sinnvoll sein, im Falle einer starken Einspeisung in der Nähe der Messstelle Schutzkriterien, die sich gemessenen Strömen und/oder davon abgeleiteten Werten bedienen im Ver- gleich zu spannungsbezogenen Schutzkriterien stärker zu gewichten, während bei einer schwachen Einspeisung eher die spannungsbezogenen Schutzkriterien stärker zu gewichten sind. Diese Auswahl der Werte für die Gewichtungsfaktoren kann ein- malig (z.B. bei der Inbetriebnahme der Schutzeinrichtung) anhand vorgegebener Netzkonfigurationen und/oder -parameter oder kontinuierlich durchgeführt werden. Durch eine kontinuierliche Anpassung können beispielsweise stark unterschiedli¬ che Einspeise- oder Lastzustände in der Nähe der Messstelle dynamisch in die Priorisierung der Schutzkriterien einbezogen werden .
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemä¬ ßen Verfahrens sieht vor, dass das Fehlersignal nur dann er- zeugt wird, wenn das Gesamtergebnis zumindest einer möglichen Schleife einen Fehlererkennungs-Schwellenwert überschreitet.
Hierdurch wird die Gefahr von Fehlauslösungen signifikant gesenkt, das nicht jede Erhöhung eines Gesamtergebnisses für eine Schleife sofort zu einer Erzeugung des Fehlersignals führt. Erst wenn die Erhöhung des Gesamtergebnisses zumindest einer Schleife derart signifikant ist, dass ein Fehler ange¬ nommen werden muss, wird das Fehlersignal erzeugt. Der Feh¬ lererkennungs-Schwellenwert kann hierbei einen fest vorgege- benen Wert besitzen. Alternativ kann der Fehlererkennungs- Schellenwert aber auch dynamisch gebildet werden und bei¬ spielsweise relativ im Vergleich zu den Gesamtergebnissen aller Schleifen ermittelt werden oder einen Abstand des Gesamtergebnisses einer Schleife von den Gesamtergebnissen anderer Schleifen berücksichtigen.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemä¬ ßen Verfahrens sieht vor, dass das jeweilige Ergebnis der Auswertung des jeweiligen Schutzkriteriums in Form eines schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerts gebildet wird, der angibt, mit welcher Wahrscheinlichkeit gemäß dem ausgewerteten Schutzkriterium ein Fehler mit der Fehlerart vorliegt, und das jeweilige Gesamtergebnis in Form eines schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswerts gebildet wird, der angibt, mit welcher Wahrscheinlichkeit in der betrachte¬ ten Schleife ein Fehler mit der Fehlerart vorliegt. Diese Ausführungsform besitzt den Vorteil, dass alle Gesamt¬ ergebnisse aller Schleifen miteinander vergleichbar sind. Ein Wahrscheinlichkeitswert wird nämlich immer einen Wert zwi¬ schen 0...1 annehmen, so dass auch das Gesamtergebnis, das die gewichteten schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeits- werte berücksichtigt, selbst als Wahrscheinlichkeitswert angebbar ist. Dadurch dass Wahrscheinlichkeitswerte verwendet werden, kann zudem auch eine noch bessere Einbeziehung aller Ergebnisse der einzelnen Schutzkriterien in das Gesamtergebnis erfolgen, ein Schutzkriterium gibt nämlich nicht nur bi- när an, ob eine bestimmte Fehlerart vorliegt oder nicht, son¬ dern mit welcher Wahrscheinlichkeit diese Fehlerart aktuell vorliegt. Durch die Zusammenfassung aller
schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte lässt sich der schleifenspezifische Wahrscheinlichkeitswert mit ei- ner höheren Transparenz bilden als bei einer rein binären Betrachtung. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Fehlersignal durch Vergleich aller schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte diejenige Schleife ermittelt, deren schleifenspezifischer Wahrscheinlichkeitswert am höchsten ist, und daraufhin die entsprechende Fehlerart für diese Schleife auswählt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemä¬ ßen Verfahrens besteht darin, dass ein jeweiliges Schutzkri- terium nur dann ausgewertet wird, wenn alle zu seiner Auswertung erforderlichen Messwerte und/oder abgeleiteten Werte vorliegen .
Hierdurch können solche Schutzkriterien, die - beispielsweise aufgrund fehlender Messwerte und/oder abgeleiteter Werte - nicht anwendbar sind, von der Auswertung temporär ausgenommen werden . Hinsichtlich der Bildung von Gewichtungsfaktoren kann zudem auch vorgesehen sein, dass ein jeweiliges Schutzkriterium nur dann ausgewertet wird, wenn alle zu seiner Auswertung erforderlichen Messwerte und/oder abgeleiteten Werte vorliegen; und das Gesamtergebnis nur unter Verwendung von gewichteten Ergebnissen solcher Schutzkriterien gebildet wird, die ausgewertet worden sind.
In diesem Fall kann nämlich vorgesehen sein, dass die Gewich- tungsfaktoren der übrigen Schutzkriterien, die tatsächlich ausgewertet worden sind, angepasst werden, um so die fehlende Auswertung eines wegen nicht vorliegender Messwerte und/oder abgeleiteter Werte ausgeschlossenen Schutzkriteriums zu kompensieren. Die Gewichtung des ausgeschlossenen Schutzkriteri- ums wird in einem solchen Fall gemäß der Gewichtungen der angewendeten Schutzkriterien auf diese verteilt.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Fehlersignal als Fehlerart die Richtung eines Fehlers angibt.
Schutzkriterien, die zur Erkennung der Fehlerart „Fehlerrichtung" geeignet sind, sind beispielsweise die nachfolgend auf¬ geführten . - Kurzschlussgetreue aktuelle Spannung: Dieses Schutzkriteri¬ um bestimmt das Verhältnis zwischen dem aktuellen Spannungs¬ zeiger und dem aktuellen Stromzeiger. Die berechnete Impedanz gibt Aufschluss über die Fehlerrichtung. - Kurzschlussgetreue gespeicherte Spannung: Dieses Schutzkri¬ terium bestimmt das Verhältnis zwischen dem gespeicherten Spannungszeiger und dem aktuellen Stromzeiger. Dabei wird der an die aktuelle Phasenlage angepasste Spannungszeiger verwen¬ det. Die berechnete Impedanz gibt Aufschluss über die Fehler- richtung. Sie wird bevorzugt bei serienkompensierten Netzen angewendet . - Kurzschlussfremde aktuelle Spannung: Dieses Schutzkriterium bestimmt das Verhältnis zwischen dem um 90° gedrehten aktuel¬ len fehlerfremden Spannungszeiger und dem aktuellen Stromzeiger. Die berechnete Impedanz gibt Aufschluss über die Fehler- richtung. Das Verfahren funktioniert nur bei 1-poligen und 2- poligen Fehlern ohne Erdbeteiligung.
- Kurzschlussfremde gespeicherte Spannung: Dieses Schutzkri¬ terium bestimmt das Verhältnis zwischen dem um 90° gedrehten gespeicherten fehlerfremden Spannungszeiger und dem aktuellen Stromzeiger. Die berechnete Impedanz gibt Aufschluss über die Fehlerrichtung. Das Verfahren funktioniert nur bei 1-poligen und 2-poligen Fehlern ohne Erdbeteiligung - Deltagrößenkriterium: Die Richtungsbestimmung mit Deltagrößen arbeitet mit statischen oder dynamischen Deltagrößen. Bei der Richtungsbestimmung mit statischen Deltagrößen werden die Deltazeiger von Strom und Spannung verwendet. Die Deltazeiger von Strom und Spannung berechnen sich aus der Differenz zwi- sehen dem aktuellen gemessenen Zeiger und dem vor Fehlerbeginn gespeicherten Zeiger. Das Verhältnis zwischen dem Deltaspannungszeiger und dem Deltastromzeiger gibt Aufschluss über die Fehlerrichtung. Bei der Richtungsbestimmung mit dynamischen Deltagrößenwerden die Delta-Abtastwerte von Strom und Spannung verwendet. Die Delta-Abtastwerte von Strom und Span¬ nung berechnen sich aus der Differenz zwischen dem aktuellen gemessenen Abtastwert und dem vor einer Netzperiode erfassten Abtastwert. Das Produkt aus Deltastrom und Deltaspannung wird integriert. Das Ergebnis der Integration gibt Aufschluss über die Fehlerrichtung.
- Symmetrische Komponenten-Kriterium: Die Richtungsbestimmung basiert auf den symmetrischen Komponenten. Bei der Richtungsbestimmung mit Nullsystemgrößen wird die Nullsystemimpedanz aus den Spannungs- und Stromzeigern des Nullsystems bestimmt. Die berechnete Impedanz gibt Aufschluss über die Fehlerrich¬ tung. Das Verfahren funktioniert nur bei Fehlern mit Erdbe¬ teiligung. Bei der Richtungsbestimmung mit Gegensystemgrößen wird die Gegensystemimpedanz aus den Spannungs- und Stromzei¬ gern des Gegensystems bestimmt. Die berechnete Impedanz gibt Aufschluss über die Fehlerrichtung. Sie wird bevorzugt bei Kurzschlüssen während Netzpendelungen angewendet. Sie funkti- oniert nur bei unsymmetrischen Kurzschlüssen.
- Delta-Mitsystemgrößen-Kriterium: Bei der Richtungsbestimmung mit Delta-Mitsystemgrößen wird das Verhältnis zwischen dem Delta-Spannungszeiger und dem Delta-Stromzeiger des
Mitsystems bestimmt. Die berechnete Impedanz gibt Aufschluss über die Fehlerrichtung.
Die Richtung des Fehlers kann hierbei als „vorwärts", „rück¬ wärts" oder „ungerichtet", jeweils von der Messstelle aus ge- sehen, angegeben werden. Eine ungerichtete Richtung erlaubt keine konkrete Festlegung auf einen Vorwärts- oder Rückwärts¬ fehler .
Außerdem kann auch vorgesehen sein, dass das Fehlersignal als Fehlerart die fehlerbehaftete Schleife angibt.
Schutzkriterien, die zur Erkennung der Fehlerart „fehlerbehaftete Schleife" geeignet sind, sind beispielsweise die nachfolgend aufgeführten.
- Stromhöhenkriterium: Dieses Schutzkriterium basiert auf der Annahme, dass bei einem Fehler der Strom in den fehlerbehaf¬ teten Schleifen ansteigt. Dabei gibt z.B. das Verhältnis aus Stromeffektivwert und Nennstrom Aufschluss über die fehlerbe- haftete Schleife.
- Spannungshöhenkriterium: Dieses Schutzkriterium basiert auf der Annahme, dass bei einem Fehler die Spannung in den fehlerbehafteten Schleifen einbricht. Dabei gibt z.B. das Ver- hältnis aus Spannungseffektivwert und Nennspannung Aufschluss über die fehlerbehaftete Schleife. - Delta-Stromhöhenkriterium: Bei diesem Schutzkriterium werden die sogenannten „Deltagrößen" der Ströme herangezogen. Große Deltagrößen weisen auf signifikante Sprünge im Strom¬ verlauf für die betrachtete Schleife und damit auf einen mög- liehen Fehler hin. Folgende Deltagrößen können z.B. gebildet werden: Differenz aus dem aktuellen Effektivwert des Stroms und einem gespeicherten zeitlich (z.B. eine Periode) vorangehenden Effektivwert des Stroms; Differenz aus dem aktuellen Momentanwert des Stroms und dem eine Nominalperiode zurück- liegenden gespeicherten Momentanwert des Stroms; Differenz aus momentanen Zeigerwerten des Stroms und einem gespeicherten Zeigerwert des Stroms. Die Höhe der jeweils berechneten Deltagrößen gibt Aufschluss über die fehlerbehaftete Schlei¬ fe.
- Delta-Spannungshöhenkriterium: Bei diesem Schutzkriterium werden die Deltagrößen der Spannungen herangezogen. Große Deltagrößen weisen auf signifikante Sprünge im Spannungsverlauf für die betrachtete Schleife und damit auf einen mögli- chen Fehler hin. Folgende Deltagrößen können z.B. gebildet werden: Differenz aus dem aktuellen Effektivwert der Spannung und einem gespeicherten zeitlich (z.B. eine Periode) vorangehenden Effektivwert der Spannung; Differenz aus dem aktuellen Momentanwert der Spannung und dem eine Nominalperiode zurück- liegenden gespeicherten Momentanwert der Spannung; Differenz aus momentanen Zeigerwerten der Spannung und einem gespeicherten Zeigerwert der Spannung. Die Höhe der berechneten Deltagrößen gibt Aufschluss über die fehlerbehaftete Schlei¬ fe.
- Impedanzkriterium: Dieses Schutzkriterium berechnet Impedanzen für alle Fehlerschleifen. Dabei gibt das Verhältnis aus dem niedrigsten Impedanzwert und der jeweils berechneten Schleifenimpedanz Aufschluss über die fehlerbehaftete Schlei- fe.
- Symmetrische Komponenten-Kriterium: Dieses Schutzkriterium basiert auf den symmetrischen Komponenten. Das Verhältnis zwischen Null-, Gegen- und Mitsystemzeiger von Strom oder Spannung gibt Aufschluss über die fehlerbehaftete Schleife.
- Sprungerkennung: Dieses Schutzkriterium ist ein logisches Kriterium, das Strom- und Spannungssprünge als Eingangsgrößen hat. Anhand einer logischen Verknüpfung der vorhandenen
Strom- und Spannungssprünge wird auf die fehlerbehaftete Schleife geschlossen. Im Fall der Fehlerart „fehlerbehaftete Schleife" ergibt die Auswertung der Schutzkriterien für eine bestimmte Schleife - ggf. durch zusätzlichen Vergleich mit den Auswertungen der übrigen Schleifen - direkt die Fehlerart, nämlich eine Ent¬ scheidung darüber, ob die betreffende Schleife von einem Feh- 1er betroffen ist oder nicht. Eine zusätzliche Unterteilung der Fehlerart wie bei der Fehlerrichtung ist hier nicht erforderlich .
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemä- ßen Verfahrens sieht außerdem vor, dass ein erstes Fehlersig¬ nal erzeugt wird, das als Fehlerart die Richtung eines
Fehlers angibt, ein zweites Fehlersignal erzeugt wird, das als Fehlerart die fehlerbehaftete Schleife angibt, und ein Gesamt-Fehlersignal unter Berücksichtigung des ersten und des zweiten Fehlersignals erzeugt wird.
Bei dieser Ausführungsform wird das voranstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren oder eine seiner Ausführungsformen einmal zur Bildung eines Fehlersignals bezüglich der Richtung eines Fehlers und einmal zur Bildung eines Fehlersignals be¬ züglich der Erkennung einer von dem Fehler behafteten Schleife angewendet. Durch Kombination beider Fehlersignale kann ein Gesamt-Fehlersignal erzeugt werden, das einerseits die fehlerbehaftete Schleife und andererseits die Richtung, in der der Fehler in dieser Schleife liegt, angibt.
In diesem Zusammenhang kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgese- hen sein, dass mittels der Auswerteinrichtung auch geprüft wird, ob ein Fehler in einer unmittelbar von der Schutzeinrichtung überwachten Schutzzone des Energieversorgungsnetzes vorliegt und ein Fehlerzonensignal erzeugt wird, wenn ein Fehler in der Schutzzone vorliegt, und das Gesamt-
Fehlersignal auch unter Berücksichtigung des Fehlerzonensig¬ nals erzeugt wird.
Auf diese Weise kann auch die Entscheidung darüber, ob der Fehler überhaupt in der Schutzzone der Schutzeinrichtung liegt (interner Fehler) , oder ob er außerhalb der Schutzzone der Schutzeinrichtung liegt (externer Fehler) , in die Bildung des Gesamt-Fehlersignals einbezogen werden. Die Erkennung der Schutzzone kann beispielsweise anhand des eingangs beschrie- benen Distanzschutzverfahrens unter Verwendung der aus Strom und Spannung für die Messstelle ermittelten Impedanz erfolgen. Durch Betrachtung aller drei Gesichtspunkte, der betroffenen Schutzzone in Verbindung mit den ermittelten Fehlerarten bezüglich Richtung und betroffener Schleife, kann der Fehler selektiv erkannt und abgeschaltet werden.
Die oben genannte Aufgabe wird auch durch eine Schutzeinrichtung zum Erzeugen eines eine Fehlerart eines Fehlers in einem mehrphasigen elektrischen Energieversorgungsnetz angebenden Fehlersignals mit einer Messwerterfassungseinrichtung zum Erfassen von an mindestens einer Messstelle in dem Energieversorgungsnetz aufgenommener Messwerte, die einen aktuellen Betriebszustand des Energieversorgungsnetzes beschreiben, und einer Auswerteinrichtung, die dazu eingerichtet ist, unter Verwendung der Messwerte jede mögliche Schleife des Energie¬ versorgungsnetzes, die von einem Fehler betroffen sein kann, hinsichtlich der Erkennung der Fehlerart eines Fehlers auszu¬ werten und bei Vorliegen eines Fehlers das Fehlersignal zu erzeugen, gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Auswerteinrichtung dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 auszuführen. Hinsichtlich der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung gelten alle zu dem erfindungsgemäßen Verfahren voranstehend und nachfolgend gemachten Ausführungen und umgekehrt in entspre- chender Weise, insbesondere ist die erfindungsgemäße Schutz¬ einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in jeder beliebigen Ausführungsform oder einer Kombination beliebiger Ausführungsformen eingerichtet. Auch hinsichtlich der Vorteile der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung wird auf die zu dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteile verwiesen .
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei¬ spiels näher erläutert. Die spezifische Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels ist für die allgemeine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen
Schutzeinrichtung in keiner Weise einschränkend zu verstehen; vielmehr können einzelne Ausgestaltungsmerkmale des Ausfüh¬ rungsbeispiels in beliebiger Weise frei untereinander und mit den voranstehend beschriebenen Merkmalen kombiniert werden.
Es zeigen
Figur 1 eine schematische Ansicht eines von einer
Schutzeinrichtung überwachten Teils eines elektrischen Energieversorgungsnetzes;
Figur 2 ein schematisches Ablaufblockschaltbild zur Erläuterung eines Verfahrens zum Erzeugen eines die Fehlerart eines Fehlers angebenden Fehlersignals;
Figuren 3, 4 Diagramme zur Erläuterung der Verwendung von Gewichtungsfaktoren;
Figuren 5-8 Diagramme zur Erläuterung der Ermittlung von schutzkriterienspezifischen Wahr- scheinlichkeitswerten für die Fehlerart „fehlerbehaftete Schleife";
Figuren 9-11 Messwertverläufe und Diagramme zur Erläu¬ terung der Erzeugung eines Fehlersignals für die Fehlerart „fehlerbehaftete
Schleife";
Figur 12 ein schematisches Ablaufblockschaltbild zur Erläuterung der Erzeugung eines Fehlersignals für die Fehlerart „Fehlerrich¬ tung" ;
Figuren 13-16 Diagramme zur Erläuterung der Ermittlung von schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerten für die Fehlerart „Fehlerrichtung"; und
Figur 17 ein schematisches Ablaufblockschaltbild zur Erläuterung der Erzeugung eines einzelnen Fehlersignals berücksichtigenden Gesamt-Fehlersignals .
Figur 1 zeigt in schematischer Ansicht einen Netzteil eines ansonsten nicht näher dargestellten elektrischen Energieversorgungsnetzes. Bei dem dargestellten Netzteil 10 handelt es sich beispielhaft um eine Energieversorgungsleitung, die z.B. als Freileitung oder als Erdkabel ausgeführt sein kann. An einer Messstelle 11 werden mittels nur schamtisch angedeute- ter Messwandler Messwerte, die den Zustand des Energieversorgungsnetzes an der Messstelle 11 angeben, erfasst. Bei den Messwerten kann es sich z.B. um elektrische Ströme und/oder Spannungen handeln. Die erfassten Messwerte werden einer Schutzeinrichtung 12 zugeführt, bei der es sich z.B. um ein Distanzschutzgerät handeln kann, und dort mittels einer Mess- werterfassungseinrichtung 13 erfasst. In der Messwerterfas- sungseinrichtung findet eine Vorverarbeitung, z.B. A/D- Wandlung, Filterung, Berechnung von abgeleiteten Werten (Mit- telwerten, RMS-Werten, Effektivwerten, Zeigerwerten, symmetrischen Komponenten, Impedanzen, Leistungen etc.), statt. Die vorverarbeiteten Messwerte und ggf. die abgeleiteten Werte werden an eine Auswerteinrichtung 14 übergeben, die hinsicht- lieh der übergebenen Messwerte und abgeleiteten Werte eine
Auswertung auf möglicherweise in einer Schutzzone der Schutz¬ einrichtung 12 vorliegende Fehler durchführt. Dabei kann bei¬ spielsweise ein an sich bekannter Distanzschutzalgorithmus durchgeführt werden, mit dem unter Verwendung von aus Strom- zeigern und Spannungszeigern berechneter komplexer
Impedanzwertauf das Vorliegen von Fehlern geschlossen wird. Dabei ist einerseits zu bestimmen, ob der Fehler innerhalb oder außerhalb einer überwachten Schutzzone der Schutzeinrichtung liegt. Nur bei innerhalb der Schutzzone liegenden Fehlern ist die Schutzeinrichtung selbst vorrangig für die Fehlerklärung verantwortlich. Die Entscheidung darüber, ob der Fehler innerhalb der Schutzzone vorliegt, wird bei einem Distanzschutzgerät üblicherweise anhand der Lage des
Impedanzwertes in der komplexen Ebene Impedanzebene getrof- fen. Andererseits sind Fehlerarten des Fehlers, insbesondere die Richtung (Vorwärtsrichtung V; Rückwärtsrichtung R) , in der der Fehler von der Messstelle aus gesehen liegt, und die von dem Fehler betroffene Schleife (L1E, L2E, L3E, L12, L23, L34, L123) zu ermitteln. Wenn die Schutzeinrichtung 12 anhand aller benötigten Informationen einen innerhalb der Schutzzone liegenden Fehler in Vorwärtsrichtung und in einer bestimmten Schleife feststellt, so kann sie mittels eines Auslösesignals A einen Leistungsschalter 15 zum selektiven Öffnen derjenigen Schaltkontakte veranlassen, die die fehlerbehafteten Leiter vom übrigen Energieversorgungsnetz abtrennen.
Die Messwerterfassungseinrichtung 13 und die Auswerteinrichtung 14 müssen nicht als getrennte Einrichtungen ausgeführt sein, sondern können auch eine integrierte Einrichtung bil- den. Die Funktionen der Messwerterfassungseinrichtung 13 und der Auswerteinrichtung 14 können durch hardwarebestimmte Programmierung (z.B. ASIC, FPGA) , durch softwarebestimmte Programmierung eines Prozessors (z.B. Microprozessor, CPU, Digi- tal Signal Processor (DSP) ) oder einer Kombination daraus festgelegt werden.
Figur 2 zeigt beispielhaft in Form eines Ablaufblockschalt- bildes eine von der Auswerteinrichtung 14 ausgeführte Funkti¬ on zur Ermittlung der Fehlerart eines Fehlers und zur Erzeu¬ gung eines die ermittelte Fehlerart angebenden Fehlersignals F. Die Erkennung der Fehlerart wird für alle möglichen
Schleifen, in denen ein Fehler auftreten kann, also L1E, L2E, L3E, L12, L23, L31, L123, durchgeführt. Nachfolgende Erläute¬ rungen beziehen sich zunächst auf die mögliche Schleife L1E.
Im Gegensatz zu bisherigen Ansätzen werden zur Ermittlung der Fehlerart eines Fehlers gemäß dem in Figur 2 gezeigten Ab- laufblockschaltbild mehrere unterschiedliche Schutzkriterien Sl, S2, ... Sn parallel zueinander ausgewertet. Auf Beispiele von einzelnen Schutzkriterien wird an späterer eingegangen. Jedes Schutzkriterium ist für sich selbständig dazu geeignet, eine Aussage über die Fehlerart eines vorliegenden Fehlers zu treffen, verwendet dazu aber unterschiedliche Eingangsgrößen (Messwerte bzw. abgeleitete Werte) und/oder Algorithmen. Die Ergebnisse der Auswertungen der unterschiedlichen Schutzkriterien Sl...Sn werden in Form von schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerten Wkl...Wkn ausgegeben, die jeweils an- geben, mit welcher Wahrscheinlichkeit gemäß dem ausgewerteten Schutzkriterium die Fehlerart vorliegt. Daraufhin findet eine Multiplikation der schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte mit geeigneten Gewichtungsfaktoren Gl...Gn statt, um eine Priorisierung der einzelnen Schutzkriterien Sl...Sn vorzunehmen. Auf diese Weise kann den Ergebnissen einzelner Schutzkriterien gezielt ein stärkeres Gewicht verlie¬ hen werden als den Ergebnissen anderer Schutzkriterien. Sofern keine Priorisierung erfolgen soll, kann auch auf die Gewichtung verzichtet werden oder es können identische Gewich- tungsfaktoren Gl...Gn für alle Schutzkriterien verwendet werden. Generell bietet es sich an, die Gewichtungsfaktoren so zu wählen, dass ihre Summe 1 ergibt; eine Auswahl anderer Ge¬ wichtungsfaktoren ist jedoch auch möglich. Die gewichteten schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte Wkl...Wkn werden daraufhin einem Summationsblock 20 zugeführt, der die Summe der einzelnen
schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte Wkl...Wkn unter Bildung eines Gesamt-Ergebnisses in Form eines schlei¬ fenspezifischen Wahrscheinlichkeitswertes Ws (L1E) bestimmt, der angibt, mit welcher Wahrscheinlichkeit für die betrachte¬ te Schleife die Fehlerart vorliegt.
Die beispielhaft für die Schleife L1E erläuterte Vorgehens¬ weise findet auch für alle anderen möglichen Schleifen, in denen ein Fehler auftreten kann, also auch für die Schleifen L2E, L3E, L12, L23, L31, L123 statt, wie in Figur 2 durch mehrere Ebenen des Ablaufblockschaltbildes angedeutet wird.
Für jede Schleife wird in der beschriebenen Weise ein schlei¬ fenspezifischer Wahrscheinlichkeitswert Ws (L1E) ...Ws (L123) er¬ mittelt und ausgegeben. In einem nachfolgenden Kombinationsblock 21 werden die jeweiligen schleifenspezifischen Wahr- scheinlichkeitswerte gesammelt und ausgewertet. Unter Berück¬ sichtigung aller schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte Ws (L1E) ...Ws (L123) wird schließlich das die Fehlerart an¬ gebende Fehlersignal F gebildet. Das erzeugte Fehlersignal F gibt die unter Berücksichtigung aller schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte (und damit auch unter Berücksichti¬ gung aller schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte aller Schleifen) ermittelte Fehlerart an, damit unter Berücksichtigung dieses Fehlersignals ein etwaiges Auslöse¬ signal A für einen Schalter erzeugt werden kann.
Sofern für die Anwendung eines bestimmten Schutzkriteriums Sl...Sn die notwendigen Messwerte und/oder abgeleiteten Werte nicht vorhanden sind, ist es möglich, das fragliche Schutz¬ kriterium temporär aus der Auswertung herauszunehmen. Fehlen- de Messwerte und/oder abgeleitete Werte können beispielsweise durch (noch) nicht vorliegende abgespeicherte Werte oder durch fehlerhafte Messwerterfassung oder generell fehlende Messkanäle hervorgerufen werden. Die diesbezügliche Prüfung findet in den Schutzkriterien Sl...Sn vorgelagerten Vorbedin- gungsprüfungs-Blöcken Vl...Vn statt. Sofern in einem solchen Vorbedingungsprüfungs-Block Vl...Vn festgestellt wird, dass die notwendigen Messwerte und/oder abgeleiteten Werte zur Ausfüh- rung des Schutzkriteriums nicht vorliegen, wird dieses vorü¬ bergehend deaktiviert, bis die notwendigen Messwerte und/oder abgeleiteten Werte wieder vorliegen. Außerdem können die Gewichtungsfaktoren Gl...Gn der tatsächlich verwendeten Schutzkriterien derart angepasst werden, dass ihre Summe auch ohne Berücksichtigung des Gewichtungsfaktors des deaktivierten
Schutzkriteriums wieder 1 ergibt. Dies ist in Figuren 3 und 4 beispielhaft erläutert. Hier sind in Diagrammform die Gewich¬ tungsfaktoren für fünf beispielhafte Schutzkriterien S1...S5 bei Auswertung aller Schutzkriterien (Figur 3) und nach Deak- tivierung des Schutzkriteriums S3 (Figur 4) aufgrund dafür fehlender notwendiger Messwerte und/oder abgeleiteter Werte dargestellt. Die Werte der Gewichtungsfaktoren sind jeweils im Diagramm angegeben. Im Normalfall bei Verwendung aller Schutzkriterien besitzen alle Gewichtungsfaktoren Werte grö- ßer als Null. In dem Fall, dass ein Schutzkriterium (hier S3) nicht angewendet wird, wird dessen Gewichtungsfaktor auf 0% gesetzt, die übrigen Gewichtungsfaktoren teilen sich den Wert des herausgefallenen Gewichtungsfaktors (hier 20%) entspre¬ chend ihrer Gewichtung untereinander auf, so dass die Summe aller verbleibenden Gewichtungsfaktoren erneut eins ergibt. Durch die Anpassung der Gewichtungsfaktoren wird erreicht, dass ein deaktiviertes Kriterium das Gesamtergebnis nicht be- einflusst . Die Gewichtungsfaktoren können entweder fest vorgegeben sein und sich beispielsweise aus Erfahrungswerten, die mit ähnlichen Netzkonfigurationen gemacht worden sind, ableiten. Die Gewichtungsfaktoren können jedoch auch abhängig von der jeweiligen spezifischen Netzkonfiguration ausgewählt werden oder sogar dynamisch an sich ändernde Netzbedingungen, z.B. starke/schwache Einspeisung, Lastsituation, Änderungen der Netztopologie, angepasst werden. Nachfolgend wird die in Figur 2 dargestellte Vorgehensweise am Beispiel der Fehlerart „fehlerbehaftete Schleife" näher erläutert. In diesem Fall sind die einzelnen Schutzkriterien Sl...Sn jeweils für sich dazu geeignet, festzustellen, ob die betrachtete Schleife von einem Fehler betroffen ist. Zunächst wird dabei die Vorgehensweise für die mögliche Schleife Sl dargestellt .
Beispielsweise kann das erste Schutzkriterium Sl ein Strom- höhenkriterium sein und die Höhe des aktuell gemessenen
Stroms I (als auf den Nennstrom I N bezogener Effektivwert) betrachten. Ein hoher Strom deutet auf einen die geprüfte Schleife betreffenden Fehler hin. In Figur 5 ist beispielhaft ein Diagramm mit einer Kennlinie 51 dargestellt. Hier ist ge- zeigt, wie das erste Schutzkriterium Sl aus der Höhe des
Stroms I / I N die Höhe eines schutzkriterienspezifischen Wahr¬ scheinlichkeitswertes Wkl ermittelt. Man erkennt, dass mit steigendem Strom I / I N die Wahrscheinlichkeit, dass die frag¬ liche Schleife an einem Fehler beteiligt ist, ebenfalls an- steigt, bis sie bei signifikanter Höhe des Stroms (hier bei I etwa 3* I N ) bei 1 liegt. Der entsprechend der Kennlinie 51 in dem Diagramm ermittelte schutzkriterienspezifische Wahr¬ scheinlichkeitswert Wkl wird vom Block Sl (vgl. Figur 2) ab¬ gegeben, mit dem Gewichtungsfaktor Gl multipliziert und dem Summationsblock 20 zugeführt.
Das zweite Schutzkriterium S2 kann beispielsweise ein Spannungshöhenkriterium sein und die Höhe der aktuell gemessenen Spannung U (als auf die Nennspannung UN bezogener Effektiv- wert) betrachten. Eine niedrige Spannung deutet auf einen die geprüfte Schleife betreffenden Fehler hin. In Figur 6 ist beispielhaft ein Diagramm mit einer Kennlinie 61 dargestellt. Hier ist gezeigt, wie das zweite Schutzkriterium S2 aus der Höhe der Spannung U/UN die Höhe des
schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerts Wk2 ermittelt. Man erkennt, dass mit abnehmender Spannung U/UN die Wahrscheinlichkeit, dass die fragliche Schleife an einem Feh¬ ler beteiligt ist, ansteigt, bis sie bei sehr kleiner Span- nung schließlich bei 1 liegt. Der entsprechend der Kennlinie 61 in dem Diagramm ermittelte schutzkriterienspezifische Wahrscheinlichkeitswert Wk2 wird vom Block S2 abgegeben, mit dem Gewichtungsfaktor G2 multipliziert und dem Summations- block 20 zugeführt.
Als ein drittes Schutzkriterium S3 (in Figur 2 nicht dargestellt) kann beispielsweise ein Delta-Spannungshöhenkriterium verwendet werden. Bei diesem Schutzkriterium werden die Del- tagrößen der Spannungen herangezogen. Große Deltagrößen weisen auf signifikante Sprünge im Spannungsverlauf für die be¬ trachtete Schleife und damit auf einen möglichen Fehler hin. Die Deltaspannung AU wird hierbei auf die Nennspannung UN be¬ zogen. Figur 7 zeigt hierzu ein Diagramm mit einer Kennlinie 71. Hier ist gezeigt, wie das dritte Schutzkriterium S3 aus der Höhe der Deltaspannung AU/UN die Höhe des
schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerts Wk3 ermittelt. Man erkennt, dass mit steigender Deltaspannung AU/UN die Wahrscheinlichkeit, dass die fragliche Schleife an einem Fehler beteiligt ist, ansteigt, bis sie schließlich bei 1 liegt. Der entsprechend der Kennlinie 71 in dem Diagramm er¬ mittelte schutzkriterienspezifische Wahrscheinlichkeitswert Wk3 wird mit einem Gewichtungsfaktor G3 (in Figur 2 nicht dargestellt) multipliziert und dem Summationsblock 20 zuge- führt.
Als Schutzkriterium Sn schließlich kann beispielsweise ein Symmetrische Komponenten-Kriterium verwendet werden. Dieses Schutzkriterium basiert auf den symmetrischen Komponenten, bei dem das Verhältnis zwischen Null-, Gegen- und
Mitsystemzeigern von Strom oder Spannung betrachtet wird. Figur 8 zeigt beispielhaft ein Diagramm, in dem das Verhältnis von Zeigergrößen des Nullsystemstroms und des Gegensystem- stroms eingetragen werden kann. Man erkennt im Wesentlichen drei Bereiche 81, 82 und 83, in denen mit dem Symmetrische
Komponenten-Kriterium jeweils für jeweils ausgewählte Schlei¬ fen mit einer Wahrscheinlichkeit von 1 das Vorliegen eines Fehlers bestimmt werden kann. An den Begrenzungen der jewei- ligen Bereiche 81-83 schließen sich Übergangsbereiche 81a, b, 82a, b, 83a, b an, in denen die Wahrscheinlichkeit für eine Fehlerbeteiligung der jeweiligen Schleife von 1 auf 0 abfällt. In den dazwischenliegenden Bereichen 84 ermittelt das Symmetrische Komponenten-Kriterium jeweils eine Wahrscheinlichkeit von 0 für die jeweils betrachtete Schleife, hier kann mit dem Symmetrische Komponenten-Kriterium also keine eindeutige Auswahl getroffen werden. Dies zeigt erneut die Wichtigkeit der Tatsache, dass in die Auswertung hinsichtlich der Fehlerart mehrere Schutzkriterien einbezogen werden und die Ergebnisse der Auswertungen von allen Schutzkriterien in bei der Ermittlung der Fehlerart berücksichtigt wird.
Für den in Figur 8 dargestellten Fall, dass der das Verhält- nis aus Nullsystemstrom I0 und Gegensystemstrom I2 angebende Zeiger 80 in den Bereich 81 fällt, kann festgestellt werden, dass für die möglichen Schleifen L1E und L23 (mit Erdbeteili¬ gung) jeweils der schutzkriterienspezifische Wahrscheinlich¬ keitswert von 1 vergeben wird. Der entsprechend ermittelte schutzkriterienspezifische Wahrscheinlichkeitswert Wkn wird mit einem Gewichtungsfaktor Gn multipliziert und dem Summati- onsblock 20 zugeführt.
Andere mögliche Schutzkriterien können z.B. ein Delta- Stromhöhenkriterium, ein Impedanzkriterium oder ein Sprungerkennungskriterium sein. Auch die Verwendung anderer geeigneter Schutzkriterien ist selbstverständlich möglich, so dass die Schutzeinrichtung durch Auswahl der passenden Schutzkriterien immer an die durch die Topologie und Konfiguration des überwachten Energieversorgungsnetzes vorgegebenen Bedingungen angepasst werden kann.
Die gewichteten schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte Wkl...Wkn werden wie oben bereits erläutert dem Sum- mationsblock 20 zugeführt, der durch Addition den schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswert Ws (L1E) für die Schleife L1E bildet. In entsprechender Weise werden für die anderen Schleifen unter Anwendung derselben oder anderer geeigneter Schutzkriterien schleifenspezifische Wahrscheinlichkeitswerte
Ws (L2E) ...Ws (L123) gebildet. Alle schleifenspezifischen Wahr- scheinlichkeitswerte Ws (L1E) ...Ws (L123) werden in dem Kombina¬ tionsblock 21 ausgewertet und bei der Erzeugung des die Fehlerart „fehlerbehaftete Schleife" angebenden Fehlersignals F berücksichtigt. Hierzu kann der Kombinationsblock beispiels¬ weise diejenige Schleife als von einem Fehler behaftet aus- wählen, die den größten schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswert aufweist. Um gegen Fehlauslösungen ausreichende Si¬ cherheit zu bieten, kann zudem vorgesehen sein, dass ein Fehlersignal F nur dann erzeugt wird, wenn der größte schleifen¬ spezifische Wahrscheinlichkeitswert einen Fehlererkennungs- Schwellenwert überschreitet. Dieser Schwellenwert kann entwe¬ der fest vorgegeben sein oder an die jeweiligen schleifenspezifische Wahrscheinlichkeitswerte angepasst werden (z.B. re¬ lative Höhe eines schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeits¬ wertes im Vergleich zu allen anderen schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswerten, Abstand des größten schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswertes zum zweitgrößten schlei¬ fenspezifischen Wahrscheinlichkeitswert etc.).
Das erzeugte Fehlersignal F gibt die unter Berücksichtigung aller schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte (und da¬ mit auch unter Berücksichtigung aller
schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte aller Schleifen) ermittelte Fehlerart an. Im Fall der eben erläu¬ terten Fehlerart „fehlerbehaftete Schleife" gibt das Fehler- signal folglich die von dem Fehler betroffene Schleife an, damit unter Berücksichtigung dieses Fehlersignals ein etwai¬ ges Auslösesignal A für einen Schalter erzeugt werden kann.
Figuren 9-11 zeigen Diagramme für unterschiedliche Fehlerfäl- le, bei denen unter Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens eine fehlerbehaftete Schleife ermittelt wird. In Figur 9 sind typische zeitliche Verläufe der Ströme (Dia¬ gramm 91) und Spannungen (Diagramm 92) während eines einpoligen Fehlers (L1E) dargestellt. Diagramm 96 zeigt den Verlauf der schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte Ws für al- le möglichen Schleifen. Der Strom in der fehlerbehafteten Phase steigt (Stelle 93 in Diagramm 91) . Dagegen bricht die Spannung der fehlerbehafteten Phase ein (Stelle 94 in Diagramm 92). Unter Anwendung der verschiedenen Schutzkriterien (z.B. Stromhöhekriterium, Spannungshöhekriterium, Delta- Stromhöhekriterium, Delta-Spannungshöhekriterium,
Impedanzkriterium etc.) können schutzkriterienspezifische Wahrscheinlichkeitswerte für die einzelnen möglichen Schlei¬ fen bestimmt werden, aus denen wiederum ein jeweiliger schleifenspezifischer Wahrscheinlichkeitswert ermittelt wird. Der Algorithmus zur Erkennung der Fehlerart „fehlerbehaftete Schleife" reagiert schnell und ermittelt unter Berücksichti¬ gung aller schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte in kurzer Zeit die fehlerbehaftete Schleife L1E (Stelle 95 in Diagramm 96) , die einen schleifenspezifischen Wahr- scheinlichkeitswert von über 85% aufweist. Die anderen
Schleifen liegen meist unter 10%.
In Figur 10 sind typische zeitliche Verläufe der Ströme (Dia¬ gramm 101) und Spannungen (Diagramm 102) während eines zwei- poligen Fehlers mit Erdbeteiligung (L23 mit Erdbeteiligung) dargestellt. Diagramm 106 zeigt den Verlauf der schleifenspe¬ zifischen Wahrscheinlichkeitswerte Ws für alle möglichen Schleifen. Beim Fehlereintritt steigt der Strom in den betroffenen Phasen (Stelle 103 in Diagramm 101), während die Spannung der betroffenen Phasen absinkt (Stelle 104 in Diagramm 102). Unter Anwendung der verschiedenen Schutzkriterien können schutzkriterienspezifische Wahrscheinlichkeitswerte für die einzelnen möglichen Schleifen bestimmt werden, aus denen wiederum ein jeweiliger schleifenspezifischer Wahr- scheinlichkeitswert ermittelt wird. Auch in diesem Fall rea¬ giert der Algorithmus zur Erkennung der Fehlerart „fehlerbe¬ haftete Schleife" schnell und sicher. Es werden drei Schlei¬ fen (L23, L2E, L3E) mit schleifenspezifischen Wahrscheinlich- keitswerten über 75% Qualität ermittelt (Stelle 105 in Dia¬ gramm 106), was bei dieser Fehlerart die richtige Reaktion ist . In Figur 11 sind typische zeitliche Verläufe der Ströme (Dia¬ gramm 111) und Spannungen (Diagramm 112) während eines dreipoligen Fehlers (L123) dargestellt. Diagramm 116 zeigt den Verlauf der schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte Ws für alle möglichen Schleifen. In diesem Fall wird für die dreipolige Schleife L123 ein hoher schleifenspezifischer
Wahrscheinlichkeitswert WS(L123) berechnet. Da es sich um ei¬ nen dreipoligen Fehler handelt, liegen auch die schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte der zweipoligen Schleifen WS(L12), WS(L23), WS(L31) relativ hoch. Die einpoligen Schlei- fen werden dagegen niedriger bewertet.
Das in Figur 2 gezeigte Ablaufblockschaltbild zeigt generell die Vorgehensweise bei der Erzeugung eines eine Fehlerart an¬ gebenden Fehlersignals. Für die Fehlerart „Fehlerrichtung" muss jedoch die Besonderheit berücksichtigt werden, dass das jeweilige Schutzkriterium insgesamt drei Ergebnisse liefern kann (Wahrscheinlichkeit für vorwärts, rückwärts,
ungerichtet) , während bei der Fehlerart „fehlerbehaftete Schleife" jeweils nur ein Ergebnis (Wahrscheinlichkeit für Fehler in der betreffenden Schleife) bestimmt wird. Daher soll unter Hinzunahme von Figur 12, die den Sonderfall von Figur 2 für die Fehlerart „Fehlerrichtung" zeigt, die Erzeu¬ gung eines die Fehlerrichtung eines Fehlers angebenden Fehlersignals erläutert werden. Die zu Figur 2 allgemein gemach- ten Ausführungen gelten jedoch auch für die Fehlerart „Fehlerrichtung", daher werden nachfolgend bei der Beschreibung von Figur 12 im Wesentlichen die Besonderheiten der Ermittlung dieser Fehlerart aufgezeigt. Figur 12 zeigt beispielhaft in Form eines an die Darstellung von Figur 2 angelehnten Ablaufblockschaltbildes eine von der Auswerteinrichtung 14 (vgl. Figur 1) ausgeführte Funktion zur Ermittlung der Fehlerart „Fehlerrichtung" eines Fehlers und zur Erzeugung eines die ermittelte Fehlerart angebenden Feh¬ lersignals F. Die Erkennung der Fehlerart wird für alle mög¬ lichen Schleifen, in denen ein Fehler auftreten kann, also L1E, L2E, L3E, L12, L23, L31, L123, durchgeführt. Nachfolgen- de Erläuterungen beziehen sich zunächst auf die mögliche Schleife L1E .
Zur Ermittlung der Fehlerart „Fehlerrichtung" eines Fehlers werden auch gemäß dem in Figur 12 gezeigten Ablaufblock- Schaltbild mehrere unterschiedliche Schutzkriterien Sl, S2, ... Sn parallel zueinander ausgewertet. Jedes Schutzkriterium ist für sich selbständig dazu geeignet, eine Aussage über die Fehlerart „Fehlerrichtung" eines vorliegenden Fehlers zu treffen, verwendet dazu aber unterschiedliche Eingangsgrößen (Messwerte bzw. abgeleitete Werte) und/oder Algorithmen. Die Ergebnisse der Auswertungen der unterschiedlichen Schutzkriterien Sl...Sn werden in Form von schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerten Wkl...Wkn ausgegeben, die jeweils angeben, mit welcher Wahrscheinlichkeit gemäß dem ausgewerteten Schutzkriterium die Fehlerart vorliegt. Hierbei ist die Be¬ sonderheit zu berücksichtigen, dass jedes Schutzkriterium Sl...Sn aufgrund der möglichen Fehlerrichtungen v: „vorwärts",
r: „rückwärts",
u: „ungerichtet" (ungerichtet bedeutet, dass die Fehler¬ richtung nicht eindeutig bestimmbar ist) jeweils bis zu drei unterschiedliche Ergebnisse ausgeben kann. Hierbei kann z.B. vorgesehen sein, dass die Schutzkriterien Sl...Sn sich für eines der Ergebnisse entscheiden und somit nur einen einzigen schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswert abgeben. Beispielsweise könnte das
Schutzkriterium Sl in diesem Fall einen einzigen
schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswert Wkl_v für die Vorwärtsrichtung abgeben, während keine
schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte Wkl_r und Wkl_u für die Rückwärtsrichtung bzw. den ungerichteten Fall abgegeben werden. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Schutzkriterien für jeden der drei Fälle einen schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswert abgeben. Die Summe dieser schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlich- keitswerte sollte in diesem Fall vorzugsweise 1 betragen, wo¬ bei einer oder zwei der Werte auch 0 sein können. Durch die Angabe von bis drei schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerten können auch Grenzfälle, in denen nicht klar zwischen einzelnen Richtungen bzw. einer Richtung und einem ungerichteten Fall entschieden werden kann, transparent angegeben werden und in die Bildung des Fehlersignals eingehen.
Somit gibt jedes Schutzkriterium Sl...Sn bis zu drei
schutzkriterienspezifische Wahrscheinlichkeitswerte
Wkl_v...Wkn_v, Wk_r...Wkn_r und Wk_u...Wkn_u ab. Daraufhin findet wieder eine Multiplikation der schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte mit geeigneten Gewichtungsfaktoren Gl...Gn statt, um eine Priorisierung der einzelnen Schutzkriterien Sl...Sn vorzunehmen. Für Details zu den Gewichtungsfakto- ren Gl...Gn wird auf die Ausführungen zu Figur 2 verwiesen.
Die gewichteten schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte Wkl_v...Wkn_v, Wk_r...Wkn_r und Wk_u...Wkn_u werden daraufhin je einem Summationsblock 20a-c für die jeweilige Feh- lerrichtung zugeführt, wo jeweils die Summe der einzelnen schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte
Wkl_v...Wkn_v, Wk_r...Wkn_r und Wk_u...Wkn_u für die jeweilige Fehlerrichtung unter Bildung je eines Gesamt-Ergebnisses in Form je eines schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswertes für die jeweilige Fehlerrichtung Ws(LlE)_v, Ws(LlE)_r, Ws(LlE)_u bestimmt wird. Der jeweilige schleifenspezifische Wahrschein¬ lichkeitswert gibt an, mit welcher Wahrscheinlichkeit für die betrachtete Schleife die jeweilige Fehlerrichtung vorliegt. Die beispielhaft für die Schleife LIE erläuterte Vorgehens¬ weise findet wie bereits zu Figur 2 beschrieben auch für alle anderen möglichen Schleifen, in denen ein Fehler auftreten kann, statt. Für jede Schleife wird in der beschriebenen Wei- se je ein schleifenspezifischer Wahrscheinlichkeitswert
Ws (LlE)_v...Ws (L123)_v, Ws (LlE)_v...Ws (L123)_r,
Ws (L1E) _v...Ws (L123) _u ermittelt und ausgegeben. In dem nachfolgenden Kombinationsblock 21 werden die jeweiligen schlei- fenspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte gesammelt und ausge¬ wertet. Unter Berücksichtigung aller schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte Ws (LlE)_v...Ws (L123)_v,
Ws (LlE)_v...Ws (L123)_r, Ws (L1E) _v...Ws (L123) _u wird schließlich das die Fehlerrichtung angebende Fehlersignal F gebildet. Das erzeugte Fehlersignal F gibt die unter Berücksichtigung aller schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte (und damit auch unter Berücksichtigung aller schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte aller Schleifen) ermittelte Fehler¬ art an, damit unter Berücksichtigung dieses Fehlersignals ein etwaiges Auslösesignal A für einen Schalter erzeugt werden kann .
Bei der Fehlerart „Fehlerrichtung" kann die Bildung des Fehlersignals entweder allein anhand der für die Fehlerart „Feh- lerrichtung" vorliegenden schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte getroffen werden. Dabei kann beispielsweise ein schleifenspezifischer Wahrscheinlichkeitswert mit einem signifikant hohen Wert, der im Vergleich zu den anderen schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswerten eindeutig für eine bestimmte Schleife eine bestimmte Fehlerrichtung an¬ zeigt, zur Bildung des Fehlersignals ausgewählt werden. Das Fehlersignal für die Fehlerart „Fehlerrichtung" kann aber auch in Kombination mit einem anderen Algorithmus 120, der die Fehlerart „fehlerbehaftete Schleife" ermittelt, arbeiten. Von diesem Algorithmus erhält der Kombinationsblock 21 eine
Information über die fehlerbehaftete Schleife und berücksich¬ tigt diese zusätzlich bei der Bildung des Fehlersignals in der Weise, dass für die mittels der Information von dem Algorithmus 120 angegebene fehlerbehafteten Schleife die von dem zu der fraglichen Schleife gehörenden schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte für die Fehlerart „Fehlerrichtung" miteinander verglichen werden. Die Fehlerrichtung, die von dem schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswert mit dem höchsten Wert angegeben wird, wird als tatsächliche Fehler¬ richtung für die fragliche Schleife ausgewählt und zur Bil¬ dung des Fehlersignals F verwendet. Der Algorithmus 120 zur Ermittlung der Fehlerart „fehlerbehaftete Schleife" kann bei- spielsweise wie zuvor zu Figur 2 beschrieben funktionieren; er kann aber auch in anderer Weise implementiert sein.
Um gegen Fehlauslösungen ausreichende Sicherheit zu bieten, kann wieder vorgesehen sein, dass das Fehlersignal F nur dann erzeugt wird, wenn der größte schleifenspezifische Wahr¬ scheinlichkeitswert einen Fehlererkennungs-Schwellenwert überschreitet. Dieser Schwellenwert kann entweder fest vorge¬ geben sein oder an die jeweiligen schleifenspezifische Wahrscheinlichkeitswerte angepasst werden.
Sofern für die Anwendung eines bestimmten Schutzkriteriums Sl...Sn die notwendigen Messwerte und/oder abgeleiteten Werte nicht vorhanden sind, ist es auch bei der Ermittlung der Fehlerart „Fehlerrichtung" möglich, das fragliche Schutzkriteri- um temporär aus der Auswertung herauszunehmen. Die diesbezügliche Prüfung findet wieder in den Schutzkriterien Sl...Sn vorgelagerten Vorbedingungsprüfungs-Blöcken Vl...Vn statt. Sofern in einem solchen Vorbedingungsprüfungs-Block Vl...Vn festgestellt wird, dass die notwendigen Messwerte und/oder abgelei- teten Werte zur Ausführung des Schutzkriteriums nicht vorlie¬ gen, wird dieses vorübergehend deaktiviert, bis die notwendi¬ gen Messwerte und/oder abgeleiteten Werte wieder vorliegen. Außerdem können wieder die Gewichtungsfaktoren Gl...Gn der tatsächlich verwendeten Schutzkriterien angepasst werden (siehe die Ausführungen zu Figur 2) .
Beispielsweise kann das erste Schutzkriterium Sl für die Er¬ mittlung der Fehlerrichtung die kurzschlussgetreue aktuelle Spannung verwenden. Dieses Schutzkriterium bestimmt das Ver- hältnis zwischen dem aktuellen Spannungszeiger und dem aktuellen Stromzeiger (siehe Figur 13) . Der berechnete Winkel φ zwischen den beiden Zeigern gibt Aufschluss über die Fehlerrichtung; vorliegend ist eine Vorwärtsrichtung erkennbar. In Figur 14 ist beispielhaft ein Diagramm mit einer Kennlinie 141 dargestellt. Hier ist gezeigt, wie das erste Schutzkrite¬ rium Sl aus der Höhe der Spannung U/UN die Höhe eines
schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswertes Wkl für die jeweilige aus dem Winkel (vgl. Diagramm 13) erkannte Feh¬ lerrichtung ermittelt. Man erkennt, dass mit steigender Spannung U/UN die Wahrscheinlichkeit, mit der die aus dem Winkel abgeleitete Fehlerrichtung für die geprüfte Schleife vor¬ liegt, ebenfalls ansteigt. Der entsprechend der Kennlinie 141 in dem Diagramm ermittelte schutzkriterienspezifische Wahr¬ scheinlichkeitswert Wkl für die jeweilige Fehlerrichtung wird vom Block Sl (vgl. Figur 12) abgegeben, mit dem Gewichtungsfaktor Gl multipliziert und den Summationsblöcken 20a-c zuge¬ führt .
Als zweites Schutzkriterium S2 zur Ermittlung der Fehlerart „Fehlerrichtung" kann beispielsweise ein Symmetrische Kompo¬ nenten-Kriterium verwendet werden. Die Richtungsbestimmung basiert auf den symmetrischen Komponenten. Bei der Richtungs- bestimmung mit Nullsystemgrößen wird der Winkel φ zwischen den Spannungs- und Stromzeigern des Nullsystems bestimmt (siehe Figur 15) . Der berechnete Winkel gibt Aufschluss über die Fehlerrichtung; vorliegend ergibt sich eine Vorwärtsrichtung. Das Verfahren funktioniert nur bei Fehlern mit Erdbe- teiligung. Figur 16 zeigt beispielhaft ein Diagramm mit einem Kennlinienfeld 161 für verschiedene Nullsystemströme, das in Abhängigkeit von der Nullsystemspannung eine Ermittlung des zugehörigen schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswertes Wk für die anhand des Winkels erkannte Fehlerrichtung ermöglicht. Der entsprechend des Kennlinienfeldes 161 in dem Diagramm ermittelte schutzkriterienspezifische Wahrschein¬ lichkeitswert Wkl für die entsprechend des Winkels (siehe Fi¬ gur 15) erkannte jeweilige Fehlerrichtung wird vom Block S2 abgegeben, mit dem Gewichtungsfaktor G2 multipliziert und den Summationsblöcken 20a-c zugeführt.
Andere mögliche Schutzkriterien können z.B. eine kurzschluss¬ getreue gespeicherte Spannung, eine kurzschlussfremde aktuel- le Spannung oder eine kurzschlussfremde gespeicherte Spannung verwenden; außerdem kann ein Deltagrößenkriterium verwendet werden. Auch die Verwendung anderer geeigneter Schutzkriterien ist selbstverständlich möglich, so dass die Schutzeinrich- tung durch Auswahl der passenden Schutzkriterien immer an die durch die Topologie und Konfiguration des überwachten Energieversorgungsnetzes vorgegebenen Bedingungen angepasst wer¬ den kann. Die gewichteten schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte für die einzelnen Fehlerrichtungen werden wie oben bereits erläutert den Summationsblöcken 20a-c zugeführt, die durch Addition den jeweiligen schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswert für die jeweilige Fehlerrichtung bilden.
Das erzeugte Fehlersignal F gibt die unter Berücksichtigung aller schleifenspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte (und da¬ mit auch unter Berücksichtigung aller
schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerte aller Schleifen) ermittelte Fehlerart „Fehlerrichtung" an, damit unter Berücksichtigung dieses Fehlersignals ein etwaiges Aus¬ lösesignal A für einen Schalter erzeugt werden kann.
Die jeweils die Fehlerarten „fehlerbehaftete Schleife" und „Fehlerrichtung" angebenden Fehlersignale können jeweils für sich als Fehlersignal zur Erzeugung eines etwaigen Auslöse¬ signals für einen Leistungsschalter verwendet werden. Besonders vorteilhaft kann jedoch auch ein Gesamt-Fehlersignal FG erzeugt werden, das durch Kombination der Fehlersignale für die einzelnen Fehlerarten ermittelt wird. Dies ist in Figur 17 angedeutet. Figur 17 zeigt ein schematisches Ablaufblock¬ schaltbild, in dem mittels eines ersten Algorithmus 171 ein erstes Fehlersignal Fi erzeugt wird, das eine Fehlerrichtung als Fehlerart angibt. Der erste Algorithmus 171 kann bei- spielsweise entsprechend den zu Figuren 2 und 12 gemachten
Ausführungen arbeiten. Mittels eines zweiten Algorithmus 172 wird ein zweites Fehlersignal F2 erzeugt, das eine fehlerbe¬ haftete Schleife als Fehlerart angibt. Der zweite Algorithmus 172 kann beispielsweise entsprechend den zu Figur 2 gemachten Ausführungen arbeiten. Wie durch einen gestrichelten Pfeil angedeutet, kann der zweite Algorithmus 172 auch eine Infor¬ mation über eine identifizierte Fehlerschleife an den ersten Algorithmus übergeben; diese Information kann dann wie zu Figur 12 beschrieben von dem ersten Algorithmus 171 zur Erzeugung des ersten Fehlersignals Fi verwendet werden. Unter Be¬ rücksichtigung der beiden Fehlersignale Fi und F2 kann ein Gesamt-Fehlersignal FG erzeugt werden, das die fehlerbehafte- te Schleife und die Fehlerrichtung in der fraglichen Schleife angibt. Dazu können beispielsweise bei Fehlersignale Fi und F2 mittels eines UND-Gliedes 174 miteinander verbunden wer¬ den . Außerdem kann vorgesehen sein, dass mittels eines dritten Algorithmus 173 ein Fehlerzonensignal F3 erzeugt wird, wenn ein Fehler innerhalb der von der Schutzeinrichtung überwachten Schutzzone vorliegt. Bei dem dritten Algorithmus kann es sich z.B. um einen Distanzschutzalgorithmus handeln, der unter Verwendung von Impedanzzeigern erkennt, ob ein Fehler in einer von der Schutzeinrichtung überwachten Schutzzone vorliegt. Der dritte Algorithmus kann jedoch auch jeder beliebi¬ ge andere Schutzalgorithmus sein, z.B. ein Überstrom-Zeit- Schutzalgorithmus. Das Gesamt-Fehlersignal FG kann dann auch unter zusätzlicher Berücksichtigung des Fehlerzonensignals F3 erzeugt werden; hierzu können beispielsweise alle Fehlersig¬ nale Fi~F3 mittels des UND-Gliedes 174 miteinander kombiniert werden . Die beschriebene Vorgehensweise findet für jede Schleife statt, das Gesamt-Fehlersignal FG zeigt schließlich jedoch nur die tatsächlich von dem Fehler in der Schutzzone betroffene Schleife und dessen Fehlerrichtung an. Unter Verwendung des Gesamt-Fehlersignals FG kann ein Auslö¬ sesignal zum Ansteuern eines Leistungsschalters zum Abschal¬ ten des Fehlers erzeugt werden. Voranstehend wurde ein Algorithmus beschrieben, mit dem ein eine Fehlerart angebendes Fehlersignal besonders vorteilhaft erzeugt werden kann. Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass zur Entscheidung über die Fehlerart mehrere Schutzkrite- rien parallel ausgewertet werden und die Ergebnisse aller Auswertungen in die Erzeugung des Fehlersignals einfließen. Der beschriebene Algorithmus kann sehr flexibel auf neue Netzbedingungen und Netzkonstellationen angepasst werden. Die Schutzkriterien, die bei einem ersten Energieversorgungsnetz eine große Rolle spielen, müssen nämlich bei einer Netzbe¬ schaffenheit eines anderen Energieversorgungsnetzes nicht die gleiche Bedeutung besitzen. Durch Auswahl geeigneter Schutzkriterien kann der Algorithmus sehr flexibel an das jeweilige Energieversorgungsnetz angepasst werden. Außerdem kann eine Verschiebung der Gewichtung der einzelnen Schutzkriterien abhängig von der Netzauslegung stattfinden. Im Zuge der verstärkt stattfindenden bidirektionalen Energieübertragung in Energieversorgungsnetzen werden sich die Netzkonfiguration sowie die Kurzschlussleitung des Netzes häufiger ändern. Der beschriebene Algorithmus stellt eine zukunftsorientierte
Smart Grid Applikation dar. Er gewährleistet eine verbesserte Stabilität bei der Schleifenauswahl und Richtungserkennung, was die Grundlage für das korrekte Funktionieren eines belie¬ bigen Schutzalgorithmus, z.B. eines Distanzschutzalgorithmus, ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erzeugen eines eine Fehlerart eines Fehlers in einem mehrphasigen elektrischen Energieversorgungsnetz an- gebenden Fehlersignals, bei dem
- an mindestens einer Messstelle (11) in dem Energieversor¬ gungsnetz Messwerte erfasst werden, die einen aktuellen Betriebszustand des Energieversorgungsnetzes beschreiben;
- die Messwerte an eine Schutzeinrichtung (12) übermittelt werden;
- mittels einer Auswerteinrichtung (14) der Schutzeinrichtung (12) unter Verwendung der Messwerte jede mögliche Schleife des Energieversorgungsnetzes, die von einem Fehler betroffen sein kann, hinsichtlich der Erkennung der Fehlerart eines Fehlers ausgewertet wird; und
- bei Vorliegen eines Fehlers das Fehlersignal erzeugt wird; d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- für jede mögliche Schleife die Messwerte und/oder aus den Messwerten abgeleitete Werte unter Verwendung von zumindest zwei unterschiedlichen Schutzkriterien ausgewertet werden, wobei jedes der Schutzkriterien dazu geeignet ist, eine Feh¬ lerart eines vorliegenden Fehler in der jeweils ausgewerteten Schleife hinzuweisen; und
- das Fehlersignal unter Berücksichtigung aller vorliegenden Ergebnisse der Auswertung der Schutzkriterien erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die Schutzkriterien parallel zueinander ausgewertet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- das Ergebnis der Auswertung des jeweiligen Schutzkriteriums unter Bildung eines gewichteten Ergebnisses mit einem Gewich- tungsfaktor multipliziert wird; und
- für jede mögliche Schleife alle gewichteten Ergebnisse un¬ ter Bildung eines Gesamtergebnisses verknüpft werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- das Fehlersignal unter Berücksichtigung der Gesamtergebnis¬ se aller ausgewerteten Schleifen erzeugt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- für jede mögliche Schleife die Gewichtungsfaktoren für alle ausgewerteten Schutzkriterien so gewählt werden, dass ihre Summe 1 ergibt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die Höhe der jeweiligen Gewichtungsfaktoren in Abhängigkeit von der jeweiligen Konfiguration des Energieversorgungsnetzes gewählt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- das Fehlersignal nur dann erzeugt wird, wenn das Gesamter¬ gebnis zumindest einer möglichen Schleife einen Fehlererken- nungs-Schwellenwert überschreitet .
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- das jeweilige Ergebnis der Auswertung des jeweiligen
Schutzkriteriums in Form eines schutzkriterienspezifischen Wahrscheinlichkeitswerts gebildet wird, der angibt, mit wel¬ cher Wahrscheinlichkeit gemäß dem ausgewerteten Schutzkrite- rium ein Fehler mit der Fehlerart vorliegt; und
- das jeweilige Gesamtergebnis in Form eines schleifenspezi¬ fischen Wahrscheinlichkeitswerts gebildet wird, der angibt, mit welcher Wahrscheinlichkeit in der betrachteten Schleife ein Fehler mit der Fehlerart vorliegt.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - ein jeweiliges Schutzkriterium nur dann ausgewertet wird, wenn alle zu seiner Auswertung erforderlichen Messwerte und/oder abgeleiteten Werte vorliegen.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- ein jeweiliges Schutzkriterium nur dann ausgewertet wird, wenn alle zu seiner Auswertung erforderlichen Messwerte und/oder abgeleiteten Werte vorliegen; und
- das Gesamtergebnis nur unter Verwendung von gewichteten Ergebnissen solcher Schutzkriterien gebildet wird, die ausgewertet worden sind.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- das Fehlersignal als Fehlerart die Richtung eines Fehlers angibt .
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- das Fehlersignal als Fehlerart die fehlerbehaftete Schleife angibt .
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- ein erstes Fehlersignal erzeugt wird, das als Fehlerart die Richtung eines Fehlers angibt;
- ein zweites Fehlersignal erzeugt wird, das als Fehlerart die fehlerbehaftete Schleife angibt; und
- ein Gesamt-Fehlersignal unter Berücksichtigung des ersten und des zweiten Fehlersignals erzeugt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- mittels der Auswerteinrichtung (14) auch geprüft wird, ob ein Fehler in einer unmittelbar von der Schutzeinrichtung (12) überwachten Schutzzone des Energieversorgungsnetzes vor- liegt und ein Fehlerzonensignal erzeugt wird, wenn ein Fehler in der Schutzzone vorliegt; und
- das Gesamt-Fehlersignal auch unter Berücksichtigung des Fehlerzonensignals erzeugt wird.
15. Schutzeinrichtung (12) zum Erzeugen eines eine Fehlerart eines Fehlers in einem mehrphasigen elektrischen Energieversorgungsnetz angebenden Fehlersignals, mit
- einer Messwerterfassungseinrichtung (13) zum Erfassen von an mindestens einer Messstelle in dem Energieversorgungsnetz aufgenommener Messwerte, die einen aktuellen Betriebszustand des Energieversorgungsnetzes beschreiben; und
- einer Auswerteinrichtung (14), die dazu eingerichtet ist, unter Verwendung der Messwerte jede mögliche Schleife des Energieversorgungsnetzes, die von einem Fehler betroffen sein kann, hinsichtlich der Erkennung der Fehlerart eines Fehlers auszuwerten und bei Vorliegen eines Fehlers das Fehlersignal zu erzeugen;
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die Auswerteinrichtung (14) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 auszuführen.
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