[发明专利]根据远程保护原理的供电网络中的故障定位

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据远程保护原理对供电导线的部段上的接地故障进行定位的方法，其中，当在部段上出现接地故障时，采集给出在该部段中流动的电流的电流测量值、给出施加在该部段上的电压的电压测量值以及给出沿该部段流动的地电流的地电流测量值，并利用所采集的测量值计算给出该部段上接地故障的位置的故障位置值，在此，使用该部段的导线阻抗和沿该部段延伸的土地的地阻抗形成该故障位置值，并且用于形成该故障位置值的地阻抗的值是动态确定的。

本发明还涉及一种用于采集和定位电能传输导线的部段上的接地故障的电远程保护设备，其具有测量值采集装置，用于采集给出在该部段中流动的电流的电流测量值、给出施加在该部段上的电压的电压测量值以及给出沿该部段流动的地电流的地电流测量值，以及控制装置，其利用所采集的测量值计算给出该部段上接地故障的位置的故障位置值，在此，使用该部段的导线阻抗和沿该部段延伸的土地的地阻抗形成该故障位置值。

背景技术

为了监测和保护供电网络通常使用所谓的电保护设备。电保护设备在供电网络的测量点上提取表征供电网络的运行状态的测量值。在此，例如是电流测量值和电压测量值。保护设备借助这些测量值并利用特殊的保护算法来判断由其监测的供电网络的部分是处于可靠的运行状态还是不可靠的运行状态。不可靠的运行状态例如出现在被监测的供电网络的部分中出现短路时。如果存在不可靠的运行状态，则保护设备通常自动地向配属于它的功率开关发出所谓的“跳闸(Trip)命令”，功率开关作为对该跳闸命令的响应而打开并由此使有故障的部段与供电网络的其它部分分离。

通常使用的电保护设备例如是所谓的远程保护设备。远程保护设备在电能供应导线的测量点上测量出现的电流和电压并从中计算出电能供应导线的阻抗值。利用计算出的阻抗值例如可以借助特定的触发特征曲线来检验在电能供应导线上是否出现了例如短路的故障。如果存在故障，则远程保护设备向配属于其的功率开关发出跳闸命令，功率开关据此将有故障的电能供应导线段与电能供应网络的其余部分分开。附加地，远程保护设备还给出在所监测的电能传输导线上出现故障的位置。远程保护设备通常用于监测电能供应导线，因为其具有高度的可选性并且能够自主地作出判断，而无需为此与其它保护设备通信。

短路例如可以出现在电能传输导线的两相或三相之间(即所谓的“导线-导线短路”)，或出现在各相与电接地之间(所谓的“导线-地短路”)。在电能传输导线的两相或三相之间的导线-导线短路的情况下，可以很容易地识别和定位短路，因为确定阻抗阈值所需的发生故障的导线的导线阻抗通常是已知的。

但较之导线-导线短路明显更经常出现的是导线-地短路，在此其主要是地线参与的单相短路。为了定位这样的导线-地短路需要了解沿所监测的能量传输导线段的地的地阻抗，因为其在由远程保护设备测得的导线-地回路的阻抗中占主要地位。

必须作为参数在电远程保护设备中设置的用于地阻抗的调节值通常作为远程保护设备的固定的调节值而预先给定。在此，该值可以由电能供应导线的参数(如电能供应导线的零序系统阻抗或顺相序系统阻抗)导出或者也可以显式地测量。

但地阻抗的值还可以动态确定。对此在本发明人较早的专利申请PCT/EP2007/006703中公开了，可以利用连接在远程保护设备上的传感器直接测量地阻抗所依赖的环境参数。由此可以提高故障定位的准确度。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于，给出一种以上所述类型的方法，能够更准确地定位出现的接地故障。本发明另一个要解决的技术问题在于，给出一种相应的远程保护设备。

本发明的方法的技术问题通过一种这类方法来实现，其中，为了动态确定地阻抗的值引入模型描述，该模型描述考虑至少两个对于地阻抗的影响因数并给出地阻抗的值在部段的整个长度上的历程。

本发明方法的主要优点在于，为了确定地阻抗，不仅仅使用影响因数的大多在远程保护设备附近采集的单独的点状的测量值，而是替代地引入这些影响因数沿供能导线的部段的全部历程。影响因数的值以及由此相应的地阻抗的值实际上通常沿部段波动。此外，通过考虑至少两个影响因数可以比仅考虑一个影响因数更准确地确定地阻抗。

具体地，按照本发明方法的一种优选实施方式，将以下列出的至少两个参数用作影响因数：空气湿度、空气温度、空气的电离程度、所涉及的土地的湿度、所涉及的土地的温度、所涉及的土地的土质、部段与土地的距离。这些参数实际上表示了引起沿供能导线的部段的土地的地阻抗变化的主要影响因数。