[发明专利]用于产生故障信号的方法和装置

权利要求书

1.一种用于产生故障信号(F)的方法，该故障信号表明在两个导线末端(A，C)之间的导线(60)上接地故障的位置，其中，在该方法中在两个导线末端分别测量电压和电流，以形成测量值，并且在探测到接地故障之后或之时确定接地故障的位置，

其特征在于，

-利用所述测量值，对于两个导线末端的每一个，确定在零序电压或零序电流中包含的谐波分量以及其衰减时间常数(τ)，

-利用所述谐波分量和衰减常数，对于每个导线末端分别形成谐波向量测量参数(U0A，I0A，U0C，I0C)的绝对值和相位，其中，谐波向量测量参数的相位的时间基准点涉及在各个导线末端上的接地故障探测的时刻，

-从其各个导线末端出发，到先前的一个时刻，旋转以这种方式形成的谐波向量测量参数，并且确定，在先前的哪个时刻并且在导线上的哪个位置，向回旋转的谐波向量测量参数至少近似地具有相同的绝对值并且至少近似地具有相同的相位，

-并且以这种方式确定的位置被视为接地故障的位置并且利用故障信号输出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

-考虑描述电磁波在导线上的传播的电报方程，对于在导线上的可选的位置，对于位于先前的、对应于到可选的位置的传播时间的时刻，使用在两个导线末端上的零序电流和零序电压的谐波向量测量参数，计算第一和第二零序电压向量，其中，计算从第一导线末端到第二导线末端的方向上的第一零序电压向量，和从第二导线末端到第一导线末端的方向上的第二零序电压向量，

-将以这种方式计算的两个零序电压向量互相比较并且选择在其上所计算的零序电压向量最佳地一致的那个位置，并且

-将以这种方式确定的导线位置视为接地故障的位置。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

-分别在基于预先给出的、模拟在接地故障的情况下零序电压的时间上的变化的信号模型的条件下，借助估计方法来确定两个谐波向量测量参数的绝对值和相位，

-其中，预先给出的信号模型至少考虑具有确定的向量角频率的待确定的谐波向量测量参数、谐波分量的确定的衰减时间常数和具有零序电压的基频的零序电压向量测量参数，并且

-其中，在估计方法的范围内这样调整谐波向量测量参数的绝对值和相位，使得在信号模型的模拟的信号的时间上的信号变化与零序电压的测量值的所测量的时间上的信号变化之间的偏差最小。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

作为估计方法使用最小平方估计方法、卡尔曼滤波算法或ARMAX估计方法。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

-从谐波分量的频谱中选择对于谐波分量主导的频率，并且

-分别这样确定两个谐波向量测量参数的向量角频率，使得其相应于主导的频率。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

-在谐波分量中确定那些其振幅为最大的谐波频率，并且

-分别这样确定两个谐波向量测量参数的向量角频率，使得其相应于该谐波频率。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，这样确定对于为确定谐波向量测量参数而使用的数据的时间窗，使得在零序电压的上升的开始在超过预先给出的阈值之后确定时间窗开始。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

通过如下确定谐波分量：

-在探测接地故障之后对于每个导线末端分别打开一个测量窗，对于该测量窗借助傅里叶变换确定零序电压的频谱，并且

-对所述频谱进行高通滤波，在该高通滤波中将谐波与基频分离以形成谐波分量。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

通过如下确定所述衰减常数：

-确定谐波分量的有效值并且确定该有效值的衰减时间常数，并且

-将有效值的所确定的衰减时间常数视为谐波分量的衰减时间常数。

10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

无需同步地进行在两个导线末端上的电压和电流的测量，并且在两个导线末端上的电压和电流值是不同步的。