[发明专利]用于产生故障信号的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于产生故障信号的装置和方法，该故障信号表明在两个导线末端之间的一条导线上接地故障的位置，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。利用这样的方法例如可以采集并定位在具有孤立的中性点或具有谐振中性点接地(Resonanzsternpunkterdung)的电网中的接地故障。

背景技术

具有孤立的中性点或具有谐振中性点接地的电网中的接地故障导致在共同通过变压器去耦合的部分电网中的过压。接地故障的定位总是困难的并且导致费时的查找切换操作(Suchschaltungen)，因为迄今为止采用的用于接地故障识别的方法不能总是选择性地工作。

迄今为止的方法采用如下的设备用于接地故障定位：该设备利用瓦特制(Wattmetrisch)的接地故障采集原理、谐波方法或短时接地-继电器(Erdschlusswischer-Relais)。

按照瓦特制的接地故障采集原理的设备确定基波电流和电压的零序系统参数的复数向量。从这些参数中确定零序系统参数的有功功率和无功功率。该信号的有功分量表示从继电器安装地点看过去到接地故障的方向。所确定的方向信号必须通过监控技术或控制技术从设备被传输到中央分析单元。在那里可以借助手动或程序支持的分析确定涉及接地故障的导线。瓦特制的接地故障采集原理的前提条件是具有小的角度误差的非常精确的互感器。通常在启动时必须调整所采用的电缆电流互感器，以满足方法的高精度要求。因为互感器的待校正的角度误差取决于互感器的控制(Aussteuerung)，因此该调整是容易出错的并且会导致不可靠的显示。

在短时接地-继电器的原理中公知以下两种变形：在第一种变形中分析接地故障的瞬时振荡过程的第一半波的符号。然而在突然发生接地故障时该第一变形最可能仅在电压最大值工作。在第二变形、也称为qu方法中，从电压的瞬时值和待检查的导线的零序电容计算位移电流并且利用测量的零序电流形成Lissajou图形。该曲线的上升使得可以确定接地故障方向。

在谐波方法中人工地通过变压器中性点施加谐波，并且将该施加的谐波用于接地故障定位。由于主动馈入谐波，需要在电网中附加的初级技术该方法仅用于接地故障方向的确定。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种用于接地故障定位的可靠方法。

本发明通过一种具有权利要求1的特征的方法解决上述技术问题。本发明方法的优选实施方式在从属权利要求中给出。

按照本发明，利用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，利用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。

本发明方法的一个主要优点在于，在该方法中分析谐波，由此允许非常精确的故障定位。同样对于采用的互感器的测量精度仅必须提出小的要求，因为在本发明方法中还可以利用非特别调整的互感器非常精确的确定接地故障的位置。

本发明方法的另一个主要优点在于，与本文开头部分描述的公知方法不同，本方法还可以在所谓的瞬时接地故障中可靠工作。瞬时接地故障的定位在公知方法中不能总是可靠的，因为仅瞬时地存在瞬时接地故障。

本发明方法的第三主要优点在于，可以无需同步地进行在两个导线末端上电压的测量，并且在两个导线末端上电压测量值可以是不同步的。

按照本发明方法的一种优选实施方式，在考虑描述电磁波在导线上的传播的电报方程(Telegraphengleichung)的条件下，对于在导线上的可选的位置，在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的条件下，对于位于先前的、对应于到可选的位置的传播时间的时刻，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。利用电报方程可以非常简单和快速地定位。