EP0820600A1 - Distance measurement process - Google Patents
Distance measurement processInfo
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- EP0820600A1 EP0820600A1 EP96909030A EP96909030A EP0820600A1 EP 0820600 A1 EP0820600 A1 EP 0820600A1 EP 96909030 A EP96909030 A EP 96909030A EP 96909030 A EP96909030 A EP 96909030A EP 0820600 A1 EP0820600 A1 EP 0820600A1
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- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- type
- additional
- fir filter
- transmission line
- kilometric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
- G01R31/088—Aspects of digital computing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
- G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
- G01R31/085—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution lines, e.g. overhead
Definitions
- an electrical energy transmission line with two conductors L 1 and L 2 is fed from two supply points Ua and Ub.
- a load current I L flows .
- the individual impedances of the system shown are a further one due to an equivalent impedance Z 1A for the area from the feed point Ua to a measurement point A close to the feed point
- impedance mZ 1L for the part of the energy transmission line from measuring point A to an assumed fault location F
- a further substitute impedance (1-m) Z 1L for the rest of the energy transmission line and an additional substitute impedance 1 1B of the other supply point Ub; the equivalent impedance of the
- Fault point F itself is labeled 3.R f and the current through the fault point is l F.
- the voltage U RA measured at the measuring point A in the event of a short circuit at the fault location F is composed of several partial voltages.
- the fault current I FA emitted by the supply point Ua in the event of a short circuit generates a voltage drop across the conductor loop to be measured.
- the load current I L generates a voltage drop at the equivalent impedance mZ 1L for the line section between the measuring point A and the fault point F.
- a further partial voltage to be taken into account arises from the fault current I FB fed from the supply point UB from the other end of the line via the fault resistor
- a current and a voltage are calculated at the fault location, and the phase relationship of the two variables to one another is then determined; If there is a phase deviation, a different voltage is calculated at the fault location and the phase position of the calculated current is determined again. If phase correspondence is finally reached, the location of the fault is inferred from the variables taken into account.
- EP 0 106 790 AI describes a method for localizing a fault location on an overhead line, in which the calculation of complex current and voltage pointers is carried out in a first method step.
- a quadratic equation is solved using the complex impedances of the line itself, which are assumed to be known, and the feed-in impedances of both line ends, as well as the type of error. Because of the known complex feed impedances, this method is only suitable for use in fault locations, since the feed impedances in a typical network depend on the switching status of the network and data transmission is therefore required to provide this information in the protective device.
- a distance protection arrangement must, however, be functional independently of such data connections.
- a method for testing arrangements is also known (European patent specification EP 0 284 546 B1), which can be used to precisely determine the fault location on an electrical power transmission line.
- the current and voltage of the energy transmission line or quantities derived therefrom are processed in a filter unit with non-recursive digital filters (FIR filters);
- FIR filters non-recursive digital filters
- the values indicating the location of the error are calculated therefrom after error correction.
- a relatively powerful and thus relatively expensive computer must be used.
- the invention is based on the method last dealt with above, that is to say relates to a method for carrying out a distance measurement on a multi-phase electrical power transmission line, in which the voltage on a faulty phase conductor is detected, digitized and in a linear-phase, non-recursive digital filter (FIR filter). of a first type (with weighting factors g i ) of a filter unit, which detects current in the faulty phase conductor,
- the sum of the is used for distance measurement in the case of single-pole earth faults
- Computing unit is also obtained from the output variable of the additional FIR filter of the first type by multiplying by the difference between the Anac ohmic resistance of the zero system and the co-system of the energy transmission line and a third auxiliary variable from the output variable of the additional FIR filter of the second type
- a zero current corresponding to the sum of the currents in the phase conductors of this energy transmission line is present in the presence of a parallel multiphase electrical energy transmission line recorded and digitized and the real part of the summed up
- a distance measurement must not only be carried out quickly in a distance protection device, but it must also be accurate and reliable so that the device does not trigger and thus switch off the energy transmission line to be monitored due to an inaccurate measurement. For this reason, distance protection devices work with so-called repeat measurement; however, additional time is required for this, even if - as will be shown later - the distance measurement itself was accurate.
- a further development of the method according to the invention is advantageous, in which a further distance measurement is carried out in parallel, in that the voltage on the faulty phase conductor in a supplementary FIR filter of a third type (with weighting factors h i ) in the filter unit to form an output variable is evaluated, the current in the defective phase conductor is evaluated in a further supplementary FIR filter of the third type to form an output auxiliary variable, the total current in an additional supplementary FIR filter of the third type is evaluated to form an additional output auxiliary variable in which A first additional auxiliary variable is formed from the output auxiliary variable of the further supplementary FIR filter of the third type by multiplication with the Telec resistance of the co-system of the energy transmission line, and furthermore from the output variable of the wide one Ren FIR filter of the first type is formed by multiplication with the Telec inductance of the co-system of the energy transmission line, a second additional variable is formed in the arithmetic unit from the output auxiliary size of the additional supplementary FIR filter of the first
- FIG. 2 shows a component network of an electrical power transmission line to be monitored in the event of a single-pole earth fault, in
- Figure 3 in the form of a block diagram an embodiment of an arrangement for performing the method according to the invention, in
- Figure 4 shows another embodiment of an arrangement for
- Figure 5 shows an additional embodiment
- FIG. 2 For a single-pole earth fault on a three-phase power transmission line, the equivalent circuit diagram shown in FIG. 2 applies, in which I denotes the co-system, II the opposite system and III the zero system. 2 thus shows the relationships on the multiphase power transmission line in symmetrical components in a representation, which e.g. the book by R. Roeper "Short-circuit currents in three-phase networks", 1984, pages 48 to 51 can be found.
- a load current I 1FA is generated only by the co-system; in addition, a fault current l F arises.
- the distribution of the fault current I F among the individual Parts I to III of the component network are calculated as follows using the current distribution factors c 0 and
- I 0FA is a part of the fault current I F and I 0FB , which denotes the further part of this fault current; the equivalent impedances in the three parts I to III of the component network are defined in accordance with FIG. 1.
- the current I 0FA corresponds to the sum of the currents in the individual phase conductors of the energy transmission line to be monitored. If one sets up the mesh equation for the mesh entered in FIG. 2, one obtains after the back transformation into natural components:
- the fault resistance R f and the current division factor c 0 can be combined to form a fictitious fault resistance R cf :
- the parameters m and R cf are therefore to be determined, which is done with the method known from the above-mentioned European patent 0 284 546 B1.
- the variables u RA , i OFA and i FA are evaluated after standardization in a filter unit 1 according to FIG. 3. Such an evaluation is carried out using convolution operations (symbolically represented with * in the block diagram).
- the normalized voltage u RA is fed to a linear-phase, non-recursive digital filter, that is to say an FIR filter 3, via an analog-digital converter 2, which converts the voltage u RA into a number sequence u k after sampling with a correspondingly selected sampling time Ta.
- a sequence y k the mapping rule of which is:
- the mapping rule of which is:
- the standardized variable i FA is converted and the resulting values x k are fed to a further FIR filter 5, which also belongs to the first filter type and whose weight factor distribution is identical to that of the FIR Filters 3;
- a sequence w k is generated, which is described with:
- the total current i OFA is supplied to an additional analog-digital converter 7, which outputs a sequence of numbers i ok at the output.
- This sequence of numbers is folded in an additional FIR filter 8 of the first type, whereby an output variable m k is formed at the output of this filter.
- an additional output variable n k is generated in an additional FIR filter 9 of the second type.
- Equation (6) for is equivalent to the procedure in the measurement method according to European patent specification 0 284 546 two different times T 1 and T 2 set up and resolved according to the two unknown quantities m and R cf.
- the following specification for m and R cf is obtained :
- R 1 ⁇ G * l FA1.2 denotes a first auxiliary variable Hl
- the index numbers "1" and "2" identify the values of I FA and I OFA sampled at different sampling times.
- the quantities R and X required for the polygon arrangement are obtained from these calculation results.
- the actual error resistance is not reconstructed from the calculated virtual error resistance R cf.
- the actual fault resistance R is calculated using the following formula:
- the angle ⁇ normally has a very small value in energy systems. A range of 0..6 ° is sometimes specified. It can therefore be assumed that the correction of the direct measurement will have relatively little influence on the determined reactance X. Since it is relatively easy to set an arc reserve, the virtual error resistance R cf is also not corrected. With these requirements, the sizes used for polygon classification are calculated according to the following rule: It is with the Telec reactance and with denotes the Telec resistance of the energy transmission line to be monitored.
- This type of calculation of the quantities used for the polygon arrangement has the advantage that no parameters for describing the pre-impedances of the line to be protected are necessary.
- a method is used which can be illustrated by the block diagram shown in FIG. 4.
- a zero current ioMA of a neighboring system (not shown) (sum of the currents in the phase conductors of the neighboring system) is supplied after standardization to an additional analog-to-digital converter 12, which is followed by an arithmetic logic unit 13.
- This arithmetic unit generates an additional variable ZG1 at its one output AI, which corresponds to the real part Re ⁇ K OM ) ⁇ l OAM ;
- a further additional variable ZG2 is formed at the output A2 corresponds to the imaginary part lm ⁇ K OM ] ⁇ l OAM .
- the sums of these portions with the size x k are formed in subordinate summers 14 and 15.
- Inductive coupling through the zero-sequence current of the neighboring system is taken into account by means of the complex correction factor k OM .
- the real and imaginary part of the complex factor k OM each represents a parameter of the protective device.
- F * I O ⁇ 1 F * (l OA1 + Im ⁇ kOM ⁇ ⁇ l OAM1 )
- F * I OA2 F * (l OA2 + Im ⁇ k OM ⁇ ⁇ I OMA 2 )
- G * I OA1 - G * (l OA1 + Re ⁇ k OM ⁇ ⁇ I OMA1 )
- G * I OA2 G * (l OA2 + Re ⁇ k OM ⁇ ⁇ I OMA2 )
- a filter device 16 is constructed differently here in that, in addition to the FIR filters 3, 5, 6, 8 and 9 according to the exemplary embodiment according to FIG. 3, it has a supplementary FIR filter 17 of a third type with weight factors hi, in which the voltage u RA is evaluated by a folding operation; at the output of the additional FIR filter 17 there is an output auxiliary variable o k .
- a further supplementary FIR filter 18 of the third type is arranged in the filter unit 16, in which the current in the faulty phase conductor of the energy transmission line to be monitored is evaluated; On the output side, a further auxiliary output variable p k occurs at this FIR filter 18.
- the filter unit 16 is also equipped with an additional additional FIR filter 19 of the third type by evaluating the total current i OFA .
- An additional auxiliary output variable r k results at the output of this additional FIR filter 19.
- Frequency range are linked via the p operator.
- the individual FIR filters can therefore be generated by folding a basic filter with a basic filter.
- the convolution theorem of the Fourier transform is used here.
- a transversal filter with a transfer function according to the following equation (21) is expediently used as the basic filter:
- index numbers "1" and "2" again identify the values of i FA and I OFA sampled at different sampling times.
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Abstract
A distance protection measurement process is disclosed for multiple-phase electric energy transmission lines. Voltage and current in the faulty phase conductor are sensed, digitised and evaluated in linear phase response, non-recursive digital filters (FIR filters) of a filter unit. The weighting factors of the FIR filters are freely predetermined and errors are corrected by means of a correction factor. The distance between the faulty area and impedance measurement values that indicate the measurement site are derived in a computer from the output values of the filter unit. In order to measure distances with accuracy even in the case of monopolar short-circuits to ground, a total current (IOFA) that corresponds to the sum of the currents in the phase conductors of the energy transmission line is sensed, digitised and evaluated in additional FIR filters (8, 9) of the filter unit (1), forming output values (mk, nk). The computer (10) calculates four auxiliary values with which it calculates, together with the output values (yk, mk, nk, wk, vk) of the filter unit (1), a length factor (m) and a resistance (Rf) that is proportional to the resistance of the faulty area. By multiplying the length factor (m) by the kilometric resistance (R'1) of the associated system and by adding the resistance value (Rf) and multiplying the kilometric reactance (L'1) of the associated system by the length factor (m), the measurement impedance (R, X) that characterises the distance from the faulty area is calculated.
Description
Beschreibung description
Verfahren zum Durchführen einer Distanzmessung Wird ein Verfahren zum Durchführen einer Distanzmessung an einer mehrphasigen elektrischen Energieübertragungsleitung auf digitalem Wege unter Einsatz eines Rechners durchgeführt, dann ergeben sich Meßfehler, die algorithmenspezifisch sind. Darüber hinaus ergeben sich weitere Meßfehler aufgrund der Annahme, daß die gemessene und durch die folgende Gleichung (1)
beschreibbare Schleifenreaktanz X als Imaginärteil des Quoti- enten aus der Schleifenspannung USchl und dem Schleifenstrom Method for performing a distance measurement If a method for performing a distance measurement on a multi-phase electrical power transmission line is carried out digitally using a computer, measurement errors result that are specific to the algorithm. In addition, there are further measurement errors due to the assumption that the measured equation and the following equation (1) Writable loop reactance X as an imaginary part of the quotient from the loop voltage U Schl and the loop current
lSchl der Fehlerentfernung direkt proportional ist. Diese Annahme gilt nämlich nur dann, wenn die Energieübertragungsleitung am anderen Ende offen ist. Durch die in der Regel gegebene Belastung der Leitung zum Zeitpunkt des Fehlereintritts und die Speisung des Fehlerstromes vom anderen Ende der Energieübertragungsleitung her entstehen zusätzliche Meßfehler, die besonders in Hochspannungsnetzen die Größenordnung von 50% und mehr erreichen können. Figur 1 veranschaulicht diese Meßfehler im Prinzip anhand eines Ersatzschaltbildes für eine einfache von zwei Seiten aus gespeiste Energieübertragungsleitung. l Schl the error distance is directly proportional. This assumption only applies if the energy transmission line is open at the other end. As a rule, the load on the line at the time of the fault occurrence and the supply of the fault current from the other end of the energy transmission line result in additional measurement errors which can reach the order of magnitude of 50% and more, particularly in high-voltage networks. Figure 1 illustrates these measurement errors in principle using an equivalent circuit diagram for a simple energy transmission line fed from two sides.
Wie der Fig. 1 in einzelnen zu entnehmen ist, wird im angenommenen Fall eine elektrische Energieübertragungsleitung mit zwei Leitern L1 und L2 von zwei Speisestellen Ua und Ub gespeist. Es fließt ein Laststrom lL . Die einzelnen Impedanzen des dargestellten Systems sind durch eine Ersatzimpedanz Z1A für den Bereich von der Speisestelle Ua bis zu einem speise- stellennahen Meßort A für eine Distanzmessung, eine weitere
Ersatzimpedanz mZ1L für den Teil der Energieübertragungsleitung vom Meßort A bis zu einem angenommenen Fehlerort F, eine weitere Ersatzimpedanz ( 1-m) Z1L für den Rest der Energieübertragungsleitung und eine zusätzliche Ersatzimpedanz 11B der anderen Speisestelle Ub veranschaulicht; die Ersatzimpedanz derAs can be seen in detail in FIG. 1, in the assumed case an electrical energy transmission line with two conductors L 1 and L 2 is fed from two supply points Ua and Ub. A load current I L flows . The individual impedances of the system shown are a further one due to an equivalent impedance Z 1A for the area from the feed point Ua to a measurement point A close to the feed point Substitute impedance mZ 1L for the part of the energy transmission line from measuring point A to an assumed fault location F, a further substitute impedance (1-m) Z 1L for the rest of the energy transmission line and an additional substitute impedance 1 1B of the other supply point Ub; the equivalent impedance of the
Fehlerstelle F selbst ist mit 3.Rf bezeichnet und der Strom über die Fehlerstelle mit l F . Fault point F itself is labeled 3.R f and the current through the fault point is l F.
Die am Meßort A bei einem Kurzschluß an der Fehlerstelle F gemessene Spannung URA setzt sich aus mehreren Teilspannungen zusammen. So erzeugt der von der Speisestelle Ua im Kurzschlußfall abgegebene Fehlerstrom lFA einen Spannungsabfall über der auszumessenden Leiterschleife. Weiterhin erzeugt der Laststrom IL einen Spannungsabfall an der Ersatzimpedanz mZ1L für den Leitungsabschnitt zwischen dem Meßort A und der Fehlerstelle F. Eine weitere zu berücksichtigende Teilspannung entsteht durch den vom anderen Ende der Leitung von der Speisestelle Üb gespeisten Fehlerstrom lFB über dem FehlerwiderstandThe voltage U RA measured at the measuring point A in the event of a short circuit at the fault location F is composed of several partial voltages. Thus, the fault current I FA emitted by the supply point Ua in the event of a short circuit generates a voltage drop across the conductor loop to be measured. Furthermore, the load current I L generates a voltage drop at the equivalent impedance mZ 1L for the line section between the measuring point A and the fault point F. A further partial voltage to be taken into account arises from the fault current I FB fed from the supply point UB from the other end of the line via the fault resistor
3Rf . Die beiden letztgenannten Teilspannungsabfälle verursachen die genannten Meßfehler. Um diese Meßfehler exakt korrigieren zu können, müssen diese vorher genau quantifiziert werden. 3R f . The latter two partial voltage drops cause the measurement errors mentioned. In order to be able to correct these measurement errors exactly, they must be quantified precisely beforehand.
Es bedarf zur genauen Distanzmessung mit einer Distanzschutzanordnung also einer Laststromkompensation, die bisher nur bei Fehlerortern üblich ist. In dem Buch von H. Opperskalski For a precise distance measurement with a distance protection arrangement, a load current compensation is required, which until now has only been common with fault locations. In the book by H. Opperskalski
"Verhalten impedanzbestimmender Distanzschutzalgorithmen", Fortschritt-Berichte VDI Reihe 6 Energieerzeugung Nr. 256, Seiten 45 bis 47 ist ein Verfahren beschrieben, das zur Berechnung des Fehlerortes ein Iterationsverfahren benutzt. Derartige Verfahren haben kein definiertes Laufzeitverhalten, da die zur Durchführung des Verfahrens benötigte Rechenzeit von der nicht vorhersagbaren Anzahl der benötigten Iterationszyklen abhängt. Damit eignet sich ein solches Verfahren prinzipiell nicht für eine Echtzeitanwendung, wie sie bei einer Distanzmessung im
Rahmen einer Distanzschutzanordnung erforderlich ist, um bei einem Kurzschluß den fehlerbehafteten Leitungsabschnitt in kürzester Zeit abschalten zu können. Ein weiteres Iterationsverfahren zum Bestimmen eines Fehlerortes ist in der britischen Offenlegungsschrift GB 2 036 478 A beschrieben. Bei diesem Verfahren werden unter anderem ein Strom und eine Spannung an der Fehlerstelle errechnet, und es wird anschließend die Phasenlage der beiden Größen zueinander festgestellt; ergibt sich eine Phasenabweichung, wird eine andere Spannung an der Fehlerstelle errechnet und erneut die Phasenlage zum errechneten Strom bestimmt. Ist schließlich Phasenübereinstimmung erreicht, wird aus den dabei berücksichtigten Größen auf den Fehlerort geschlossen. "Behavior of impedance-determining distance protection algorithms", progress reports VDI series 6 power generation No. 256, pages 45 to 47 describes a method that uses an iteration method to calculate the fault location. Such methods have no defined runtime behavior, since the computing time required to carry out the method depends on the unpredictable number of iteration cycles required. In principle, such a method is not suitable for a real-time application, as is the case with a distance measurement in A distance protection arrangement is required in order to be able to switch off the faulty line section in the shortest possible time in the event of a short circuit. Another iteration method for determining a fault location is described in British Patent Application GB 2 036 478 A. In this method, among other things, a current and a voltage are calculated at the fault location, and the phase relationship of the two variables to one another is then determined; If there is a phase deviation, a different voltage is calculated at the fault location and the phase position of the calculated current is determined again. If phase correspondence is finally reached, the location of the fault is inferred from the variables taken into account.
Ferner ist in der europäischen Offenlegungsschrift Furthermore, in the European patent application
EP 0 106 790 AI ein Verfahren zum Lokalisieren einer Fehlerstelle auf einer Freileitung beschrieben, bei dem in einem ersten Verfahrensschritt die Berechnung von komplexen Strom- und Spannungszeigern vorgenommen wird. In einem zweiten Verfahrensschritt wird unter Verwendung der als bekannt vorausgesetzten komplexen Impedanzen der Leitung selbst und der Einspeiseimpedanzen von beiden Leitungsenden sowie der Fehlerart eine quadratische Gleichung gelöst. Aufgrund der als bekannt vorausgesetzten komplexen Einspeiseimpedanzen eignet sich dieses Verfahren ausschließlich für den Einsatz in Fehlerortern, da die Einspeiseimpedanzen in einem typischen Netz von Schaltzustand des Netzes abhängig sind und somit eine Datenübertragung für die Bereitstellung dieser Informationen im Schutzgerät benötigt wird. Eine Distanzschutzanordnung muß jedoch unabhängig von solchen Datenverbindungen funktionsfähig sein. EP 0 106 790 AI describes a method for localizing a fault location on an overhead line, in which the calculation of complex current and voltage pointers is carried out in a first method step. In a second method step, a quadratic equation is solved using the complex impedances of the line itself, which are assumed to be known, and the feed-in impedances of both line ends, as well as the type of error. Because of the known complex feed impedances, this method is only suitable for use in fault locations, since the feed impedances in a typical network depend on the switching status of the network and data transmission is therefore required to provide this information in the protective device. A distance protection arrangement must, however, be functional independently of such data connections.
Weiterhin ist der arithmetische Aufwand zur Berechnung des Fehlerortes mit diesem bekannten Verfahren zwar niedriger als
mit dem oben behandelten Iterationsverfahren, aber immer noch sehr hoch. Furthermore, the arithmetic effort for calculating the fault location using this known method is lower than with the iteration method discussed above, but still very high.
Es ist auch ein Verfahren zum Prüfen von Anordnungen bekannt (europäische Patentschrift EP 0 284 546 B1), das sich zum genauen Bestimmen des Fehlerortes auf einer elektrischen Energieübertragungsleitung einsetzen läßt. Bei diesem bekannten Verfahren werden Strom und Spannung der Energieübertragungsleitung bzw. daraus abgeleitete Größen in einer Filtereinheit mit nichtrekursiven digitalen Filtern (FIR-Filtern) verarbeitet; in einer nachgeordneten Recheneinheit werden daraus nach Fehlerkorrektur den Fehlerort angebende Größen errechnet. Um mit diesem Verfahren genau und in Echtzeit im Rahmen einer Distanzschutzanordnung arbeiten zu können, muß ein relativ leistungsfähiger und damit relativ kostenintensiver Rechner eingesetzt werden. A method for testing arrangements is also known (European patent specification EP 0 284 546 B1), which can be used to precisely determine the fault location on an electrical power transmission line. In this known method, the current and voltage of the energy transmission line or quantities derived therefrom are processed in a filter unit with non-recursive digital filters (FIR filters); In a subordinate arithmetic unit, the values indicating the location of the error are calculated therefrom after error correction. In order to be able to work with this method precisely and in real time as part of a distance protection arrangement, a relatively powerful and thus relatively expensive computer must be used.
Die Erfindung geht von dem oben zuletzt behandelten Verfahren aus, bezieht sich also auf ein Verfahren zum Durchführen einer Distanzmessung an einer mehrphasigen elektrischen Energieübertragungsleitung, bei dem die Spannung an einem fehlerbehafteten Phasenleiter erfaßt, digitalisiert und in einem linearphasigen, nichtrekursiven Digitalfilter (FIR-Filter) eines ersten Typs (mit Gewichtsfaktoren gi) einer Filtereinheit bewertet wird, der Strom in dem fehlerbehafteten Phasenleiter erfaßt, The invention is based on the method last dealt with above, that is to say relates to a method for carrying out a distance measurement on a multi-phase electrical power transmission line, in which the voltage on a faulty phase conductor is detected, digitized and in a linear-phase, non-recursive digital filter (FIR filter). of a first type (with weighting factors g i ) of a filter unit, which detects current in the faulty phase conductor,
digitalisiert und einerseits in einem weiteren FIR-Filter des ersten Typs und andererseits in einem FIR-Filter eines zweiten Typs (mit Gewichtsfaktoren fi ) der Filtereinheit bewertet wird, wobei die Gewichtsfaktoren frei vorgegeben werden und eine Fehlerkorrektur mittels eines Korrekturfaktors durchgeführt wird, der als Quotient aus den Amplitudengängen der FIR-Filter ersten und zweiten Typs gebildet wird, und aus den Ausgangsgrößen der Filtereinheit in einer Recheneinheit die jeweilige Distanz der Fehlerstelle von einem Meßort angebende
Impedanzmeßgrößen ermittelt werden, und stellt sich die is digitized and evaluated on the one hand in a further FIR filter of the first type and on the other hand in a FIR filter of a second type (with weight factors f i ) of the filter unit, the weight factors being freely specified and an error correction being carried out by means of a correction factor which is used as Quotient is formed from the amplitude responses of the FIR filters of the first and second type, and from the output variables of the filter unit in a computing unit, the respective distance of the fault location from a measuring location Impedance measures are determined, and the
Aufgabe, dieses bekannte Verfahren so fortzuentwickeln, daß es zur Distanzmessung besonders gut geeignet ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß zur Distanzmessung bei einpoligen Erdkurzschlüssen ein der Summe der Task to develop this known method so that it is particularly well suited for distance measurement. To achieve this object, according to the invention, the sum of the is used for distance measurement in the case of single-pole earth faults
Ströme in den Phasenleitern der Energieübertragungsleitung entsprechender Summenstrom erfaßt, digitalisiert und einerseits in einem zusätzlichen FIR-Filter des ersten Typs und an- dererseits in einem zusätzlichen Filter des zweiten Typs der Filtereinheit unter Bildung jeweils einer Ausgangsgröße bewertet; in der Recheneinheit wird aus der Ausgangsgröße des weiteren FIR-Filters des ersten Typs eine erste Hilfsgröße durch Multiplikation mit dem kilometrischen ohmschen Widerstand des Mitsystems der Energieübertragungsleitung gebildet, und in der Recheneinheit wird ferner aus der Ausgangsgröße des einen FIR- Filters des zweiten Typs durch Multiplikation mit der Currents in the phase conductors of the energy transmission line are detected, digitized and evaluated on the one hand in an additional FIR filter of the first type and on the other hand in an additional filter of the second type of the filter unit, each with the formation of an output variable; a first auxiliary variable is formed in the arithmetic unit from the output variable of the further FIR filter of the first type by multiplication by the kilometric ohmic resistance of the co-system of the energy transmission line, and in the arithmetic unit the output variable of the one FIR filter of the second type is also formed by multiplication with the
kilometrischen Induktivität des Mitsystems der Energieübertragungsleitung eine zweite Hilfsgröße gebildet; in der kilometric inductance of the co-system of the energy transmission line formed a second auxiliary variable; in the
Recheneinheit wird außerdem aus der Ausgangsgröße des zusätzlichen FIR-Filters des ersten Typs durch Multiplikation mit der Differenz aus kilometrischem ohmschen Widerstand des Nullsystems und des Mitsystems der Energieübertragungsleitung eine dritte Hilfsgröße gewonnen und darüber hinaus aus der Ausgangsgroße des zusätzlichen FIR-Filters des zweiten Typs durch Computing unit is also obtained from the output variable of the additional FIR filter of the first type by multiplying by the difference between the kilometric ohmic resistance of the zero system and the co-system of the energy transmission line and a third auxiliary variable from the output variable of the additional FIR filter of the second type
Multiplikation mit der Differenz aus kilometrischer Induktivität des Nullsystems und des Mitsystems der Energieübertragungsleitung eine vierte Hilfsgröße gebildet; in der Recheneinheit wird aus den Ausgangsgrößen der FIR-Filter und den Hilfsgrößen ein Längenfaktor und ein dem Widerstand an der Multiplication with the difference between the kilometric inductance of the zero system and the co-system of the energy transmission line forms a fourth auxiliary variable; in the arithmetic unit, the output variables of the FIR filter and the auxiliary variables are converted into a length factor and a resistance at the
Fehlerstelle proportionaler Widerstandswert errechnet und durch Multiplikation des Längenfaktors mit der kilometrischen Fault location proportional resistance value calculated and by multiplying the length factor by the kilometric
Resistanz des Mitsystems und Addition des Widerstandswertes sowie durch Multiplikation der kilometrischen Reaktanz des
Mitsystems mit dem Längenfaktor die die Distanz der Fehlerstelle kennzeichnende Impedanz gebildet. Resistance of the co-system and addition of the resistance value as well as by multiplying the kilometric reactance of the Mitsystems with the length factor formed the impedance characterizing the distance of the fault location.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es mit lediglich zwei zusätzlichen FIR-Filtern in der Filtereinheit und einem im Vergleich zu dem bekannten Verfahren in bezug auf eine Fehlerortsbestimmung nur An essential advantage of the method according to the invention is that it only has two additional FIR filters in the filter unit and one in comparison to the known method with regard to a fault location determination
unwesentlich erhöhten Rechenaufwand in der Recheneinheit eine genaue Distanzmessung in Echtzeit bei einpoligen Erdkurzschlüssen durch Laststromkompensation erlaubt. Dies erfolgt unter ausschließlicher Verwendung der am Meßort verfügbaren Meßgrößen sowie in Kenntnis und mit Brücksichtigung der kilometrischen Resistanz und Reaktanz von Mitsystem und Gegensystem der zu schützenden Energieübertragungsleitung. Dieses Verfahren zeichnet sich also durch eine genau definierte Laufzeit und einen besonders niedrigen arithmetischen Aufwand aus und ist somit für Echtzeitanwendungen besondert geeignet. Insignificantly increased computing effort in the computing unit allows an accurate distance measurement in real time with single-pole earth faults through load current compensation. This is done using only the measured variables available at the measuring location and with knowledge and taking into account the kilometric resistance and reactance of the co-system and the counter-system of the energy transmission line to be protected. This method is characterized by a precisely defined runtime and a particularly low arithmetic effort and is therefore particularly suitable for real-time applications.
Um die Genauigkeit der Distanzmessung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch im Falle einer zu der zu überwachenden Energieübertragungsleitung parallelen weiteren Energieübertragungsleitung sicherzustellen, wird bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Vorhandensein einer parallelen mehrphasigen elektrischen Energieübertragungsleitung ein der Summe der Strömen in den Phasenleitern dieser Energieübertragungsleitung entsprechender Nullstrom erfaßt und digitalisiert und der Realteil des aufsummierten In order to ensure the accuracy of the distance measurement in the method according to the invention even in the case of a further energy transmission line parallel to the energy transmission line to be monitored, in an advantageous development of the method according to the invention, a zero current corresponding to the sum of the currents in the phase conductors of this energy transmission line is present in the presence of a parallel multiphase electrical energy transmission line recorded and digitized and the real part of the summed up
Stromes am Eingang des zusätzlichen FIR-Filters des ersten Typs dem digitalisierten Summenstrom und der Imaginärteil des aufsummierten Stromes am Eingang des zusätzlichen FIR-Filters des zweiten Typs dem digitalisierten Summenstrom hinzu addiert. Current at the input of the additional FIR filter of the first type is added to the digitized total current and the imaginary part of the totalized current at the input of the additional FIR filter of the second type is added to the digitized total current.
Eine Distanzmessung muß in einem Distanzschutzgerät nicht nur schnell erfolgen, sondern sie muß auch genau und zuverlässig
sein, damit das Gerät nicht aufgrund einer ungenauen Messung eine Auslösung und damit ein Abschalten der zu überwachenden Energieübertragungsleitung vornimmt . Deshalb wird bei Distanzschutzgeräten mit sogenannter Meßwiederholung gearbeitet ; dazu wird allerdings zusätzlich Zeit benötigt und zwar auch dann, wenn - wie sich dann später zeigt - die Distanzmessung an sich genau war . Diesbezüglich ist eine Weiterbildung des erfindungs - gemäßen Verfahrens vorteilhaft , bei der zeitlich parallel eine weitere Distanzmessung vorgenommen wird, indem die Spannung an dem fehlerbehafteten Phasenleiter in einem ergänzenden FIR- Filter eines dritten Typs (mit Gewichtsfaktoren hi ) in der Filtereinheit unter Bildung einer Ausgangsgröße bewertet wird, der Strom in dem fehlerbehaftetem Phasenleiter in einem weiteren ergänzenden FIR-Filter des dritten Typs unter Bildung einer Ausgangshilfsgröße bewertet wird, der Summenstrom in einem zusätzlichen ergänzenden FIR-Filter des dritten Typs unter Bil dung einer zusätzlichen Ausgangshilf sgröße bewertet wird, in der Recheneinheit aus der Ausgangshil fsgröße des weiteren ergänzenden FIR-Filters des dritten Typs eine erste Zusatzhilfs- große durch Multiplikation mit dem kilometrischen Widerstand des Mitsystems der Energieübertragungsleitung gebildet wird, in der Recheneinheit ferner aus der Ausgangsgröße des weiteren FIR-Filters des ersten Typs durch Multiplikation mit der kilometrischen Induktivität des Mitsystems der Energieübertra- gungsleitung eine zweite Zusatzgröße gebildet wird , in der Recheneinheit außerdem aus der Ausgangshilf sgröße des zusätzli chen ergänzenden FIR-Filters des ersten Typs durch Multiplikation mit der Dif ferenz aus kilometrischem ohmschen Widerstand des Nullsystems und des Mitsystems der Energieübertragungslei - tung eine dritte Zusatzgröße gewonnen wird, in der Recheneinheit darüber hinaus aus der Ausgangsgröße des zusätzlichen ergänzenden FIR-Filters des dritten Typs durch Multiplikation mit der Dif ferenz aus kilometrischer Induktivität des Nullsystems und des Mitsystems der Energieübertragungsleitung eine
vierte Zusatzgröße gebildet wird, in der Recheneinheit aus den Ausgangsgrößen der FIR-Filter und den Zusatzgrößen ein Längenfaktor und ein dem Widerstand an der Fehlerstelle proportionaler Widerstandswert errechnet wird, in der Recheneinheit durch Multiplikation des Längenfaktors mit der kilometrischen Reaktanz des Mitsystems mit dem Längenfaktor eine die Distanz der Fehlerstelle kennzeichnende Vergleichs-Impedanz gebildet wird, und die Distanzmessung als hinreichend genau betrachtet wird, wenn sich die Differenz zwischen der Meßimpedanz und der Vergleichs-Impedanz innerhalb einer vorgegebenen Größe hält. A distance measurement must not only be carried out quickly in a distance protection device, but it must also be accurate and reliable so that the device does not trigger and thus switch off the energy transmission line to be monitored due to an inaccurate measurement. For this reason, distance protection devices work with so-called repeat measurement; however, additional time is required for this, even if - as will be shown later - the distance measurement itself was accurate. In this regard, a further development of the method according to the invention is advantageous, in which a further distance measurement is carried out in parallel, in that the voltage on the faulty phase conductor in a supplementary FIR filter of a third type (with weighting factors h i ) in the filter unit to form an output variable is evaluated, the current in the defective phase conductor is evaluated in a further supplementary FIR filter of the third type to form an output auxiliary variable, the total current in an additional supplementary FIR filter of the third type is evaluated to form an additional output auxiliary variable in which A first additional auxiliary variable is formed from the output auxiliary variable of the further supplementary FIR filter of the third type by multiplication with the kilometric resistance of the co-system of the energy transmission line, and furthermore from the output variable of the wide one Ren FIR filter of the first type is formed by multiplication with the kilometric inductance of the co-system of the energy transmission line, a second additional variable is formed in the arithmetic unit from the output auxiliary size of the additional supplementary FIR filter of the first type by multiplication by the difference kilometric ohmic resistance of the zero system and the co-system of the energy transmission line, a third additional variable is obtained in the computing unit, moreover, from the output variable of the additional supplementary FIR filter of the third type by multiplication with the difference from the kilometric inductance of the zero system and the co-system of the Power transmission line one fourth additional variable is formed, in the arithmetic unit a length factor and a resistance value proportional to the resistance at the fault location is calculated from the output variables of the FIR filter and the additional variables, in the arithmetic unit by multiplying the length factor by the kilometric reactance of the co-system with the length factor one Distance of the fault location characteristic comparison impedance is formed, and the distance measurement is considered to be sufficiently accurate if the difference between the measurement impedance and the comparison impedance remains within a predetermined size.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist in To further explain the invention is in
Figur 2 ein Komponentennetzwerk einer zu überwachenden elektrischen Energieübertragungsleitung bei einem einpoligen Erdkurzschluß, in FIG. 2 shows a component network of an electrical power transmission line to be monitored in the event of a single-pole earth fault, in
Figur 3 in Form eines Blockschaltbildes ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, in Figure 3 in the form of a block diagram an embodiment of an arrangement for performing the method according to the invention, in
Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Figure 4 shows another embodiment of an arrangement for
Durchführung des Verfahrens und in Implementation of the procedure and in
Figur 5 ein zusätzliches Ausführungsbeispiel dargestellt. Figure 5 shows an additional embodiment.
Für einen einpoligen Erdkurzschluß auf einer dreiphasigen Energieübertragungsleitung gilt das in Fig. 2 dargestellte ErsatzSchaltbild, in dem mit I das Mitsystem, mit II das Gegensystem und III das Nullsystem bezeichnet ist. Die Fig. 2 gibt also die Verhältnisse auf der mehrphasigen Energieübertragungsleitung in symmetrischen Komponenten in einer Darstellung wieder, die z.B. dem Buch von R. Roeper "Kurzschlußströme in Drehstromnetzen", 1984, Seiten 48 bis 51 entnehmbar ist. For a single-pole earth fault on a three-phase power transmission line, the equivalent circuit diagram shown in FIG. 2 applies, in which I denotes the co-system, II the opposite system and III the zero system. 2 thus shows the relationships on the multiphase power transmission line in symmetrical components in a representation, which e.g. the book by R. Roeper "Short-circuit currents in three-phase networks", 1984, pages 48 to 51 can be found.
Von den beiden Speisestellen Ua und Ub wird nur durch das Mitsystem ein Laststrom I 1FA erzeugt; außerdem entsteht ein Fehlerstrom l F . Die Aufteilung des Fehlerstromes l F auf die einzelnen
Teile I bis III des Komponentennetzwerkes berechnet sich wie folgt anhand der nachstehenden Stromaufteilungsfaktoren c0 und From the two feed points Ua and Ub, a load current I 1FA is generated only by the co-system; in addition, a fault current l F arises. The distribution of the fault current I F among the individual Parts I to III of the component network are calculated as follows using the current distribution factors c 0 and
Dabei ist mit l 0FA ein Teil des Fehlerstroms l F und mit I0FB , der weitere Anteil dieses Fehlerstromes bezeichnet; die Ersatzimpedanzen in den drei Teilen I bis III des Komponentennetzwerkes sind entsprechend Fig. 1 definiert. Der Strom l0FA entspricht der Summe der Ströme in den einzelnen Phasenleitern der zu überwachenden Energieübertragungsleitung. Stellt man die Maschengleichung für die in Fig. 2 eingetragene Masche auf, so erhält man nach der Rücktransformation in natürliche Komponenten:
I 0FA is a part of the fault current I F and I 0FB , which denotes the further part of this fault current; the equivalent impedances in the three parts I to III of the component network are defined in accordance with FIG. 1. The current I 0FA corresponds to the sum of the currents in the individual phase conductors of the energy transmission line to be monitored. If one sets up the mesh equation for the mesh entered in FIG. 2, one obtains after the back transformation into natural components:
In dieser Formel sind die Einflüsse durch den Laststrom lFA und die Einspeisung von der Speisestelle Üb bereits berücksichtigt. Diese Gleichung enthält jedoch noch die am Punkt A nicht meßbare Größe It. Durch Einsetzen des Stromaufteilungsfaktors co für das Nullsystem erhält man:
The influences of the load current I FA and the feed from the feed point UB are already taken into account in this formula. However, this equation still contains the quantity I t that cannot be measured at point A. By inserting the current distribution factor co for the zero system, you get:
Unter der Annahme, daß sich die Phasenwinkel der beiden Ströme l0FA und l0FB nicht voneinander unterscheiden, kann man den Fehlerwiderstand Rf und den Stromteilungsfaktor c0 zu einem fiktiven Fehlerwiderstand Rcf zusammenfassen:
Assuming that the phase angles of the two currents l 0FA and l 0FB do not differ from one another, the fault resistance R f and the current division factor c 0 can be combined to form a fictitious fault resistance R cf :
Diese Gleichung ist linear und enthält neben den Leitungskonstanten und den am Einbauort meßbaren Signalen nur noch die beiden Unbekannten m und Rcf. Nach der Transformation der obigen Gleichung in den Zeitbereich erhält man:
This equation is linear and, in addition to the line constants and the signals measurable at the installation site, only contains the two unknowns m and R cf. After transforming the above equation into the time domain, we get:
Es sind also die Parameter m und Rcf zu ermitteln, was mit dem aus der oben bereits erwähnten europäischen Patentschrift 0 284 546 Bl bekannten Verfahren erfolgt. Dazu werden die Größen uRA, iOFA und iFA nach Normierung in einer Filtereinheit 1 gemäß Fig. 3 bewertet. Eine solche Bewertung erfolgt durch Faltungsoperationen (symbolisch mit * im Blockschaltbild dargestellt). Die normierte Spannung uRA wird dazu über einen Analog-Digital-Umsetzer 2, der die Spannung uRA nach Abtastung mit einer entsprechend gewählten Abtastzeit Ta in eine Zahlenfolge uk umsetzt, einem linearphasigen, nichtrekursiven Digitalfilter, also einem FIR-Filter 3 zugeführt. Dieses FIR-Filter 3 gehört zu einem ersten Filtertyp und weist eine symmetrische Gewichtsfaktorenverteilung gi = gn-i auf; n bezeichnet dabei den Zählergrad. An dem Ausgang des FIR-Filters 3 entsteht eine Folge yk, deren Abbildungsvorschrift lautet:
Weiterhin wird nach entsprechender Abtastung in einem weiteren Analog-Digital-Umsetzer 4 die normierte Größe iFA umgesetzt und die entstandenen Werte xk einem weiteren FIR-Filter 5 zugeführt, das ebenfalls zum ersten Filtertyp gehört und dessen Gewichtsfaktorenverteilung identisch ist mit der des FIR-Filters
3; am Ausgang des weiteren Filters 5 wird eine Folge wk erzeugt, die beschrieben ist mit:
The parameters m and R cf are therefore to be determined, which is done with the method known from the above-mentioned European patent 0 284 546 B1. For this purpose, the variables u RA , i OFA and i FA are evaluated after standardization in a filter unit 1 according to FIG. 3. Such an evaluation is carried out using convolution operations (symbolically represented with * in the block diagram). For this purpose, the normalized voltage u RA is fed to a linear-phase, non-recursive digital filter, that is to say an FIR filter 3, via an analog-digital converter 2, which converts the voltage u RA into a number sequence u k after sampling with a correspondingly selected sampling time Ta. This FIR filter 3 belongs to a first filter type and has a symmetrical weight factor distribution g i = g ni ; n denotes the degree of the counter. At the output of the FIR filter 3 there is a sequence y k , the mapping rule of which is: Furthermore, after corresponding scanning in a further analog-digital converter 4, the standardized variable i FA is converted and the resulting values x k are fed to a further FIR filter 5, which also belongs to the first filter type and whose weight factor distribution is identical to that of the FIR Filters 3; At the output of the further filter 5, a sequence w k is generated, which is described with:
Außerdem werden die Werte xk einem weiteren FIR-Filter 6 zugeführt, das einem zweiten Typ angehört, dessen Gewichtsfaktorenverteilung lautet: fi = - fn-i (10) In addition, the values x k are supplied to a further FIR filter 6, which belongs to a second type whose weight factor distribution is: f i = - f ni (10)
Am Ausgang dieses FIR-Filters 6 entsteht eine Folge vk, deren Abbildungsvorschrift lautet (mit "x" wieder für Stromabtastwerte):
At the output of this FIR filter 6 there is a sequence v k , the mapping rule of which is (again with "x" for current samples):
Der Summenstrom iOFA wird nach Normierung einem zusätzlichen Analog-Digital-Wandler 7 zugeführt, der am Ausgang eine Zahlenfolge iok abgibt. Diese Zahlenfolge wird in einem zusätzlichen FIR-Filter 8 des ersten Typs gefaltet, wodurch am Ausgang dieses Filters eine Ausgangsgröße mk gebildet wird. Außerdem wird in einem zusätzlichen FIR-Filter 9 des zweiten Typs eine zusätzliche Ausgangsgröße nk erzeugt. After normalization, the total current i OFA is supplied to an additional analog-digital converter 7, which outputs a sequence of numbers i ok at the output. This sequence of numbers is folded in an additional FIR filter 8 of the first type, whereby an output variable m k is formed at the output of this filter. In addition, an additional output variable n k is generated in an additional FIR filter 9 of the second type.
Grundsätzlich gilt dabei, daß die verwendeten FIR-Filter der Beziehung genügen The basic principle is that the FIR filters used satisfy the relationship
F(p) = p . G(p). (12) F (p) = p. G (p). (12)
Äquivalent zum Vorgehen bei dem Meßverfahren nach der europäischen Patentschrift 0 284 546 wird die obige Gleichung (6) für
zwei verschiedene Zeitpunkte T1 und T2 aufgestellt und nach den beiden unbekannten Größen m und Rcf aufgelöst. Man erhält folgende Bestimmungsvorschrift für m und Rcf: Equation (6) for is equivalent to the procedure in the measurement method according to European patent specification 0 284 546 two different times T 1 and T 2 set up and resolved according to the two unknown quantities m and R cf. The following specification for m and R cf is obtained :
mit k1=R1·G*IFA1-(R0-R1)·G* IOFA1+ L1·F* IFA1-(L0-L1)F* IOFA1 (15) k2=R1·G*IFA2-(R0-R1)G· * IOFA1+ L1·F* IFA2-(L0-L1)F* IOFA1 (16) with k 1 = R 1 * G * I FA1 - (R 0 -R 1 ) * G * I OFA1 + L 1 * F * I FA1 - (L 0 -L 1 ) F * I OFA1 (15) k 2 = R 1 * G * I FA2 - (R 0 -R 1 ) G * * I OFA1 + L 1 * F * I FA2 - (L 0 -L 1 ) F * I OFA1 (16)
Dabei bezeichnet R1·G*lFA1,2 eine erste Hilfsgröße Hl, R 1 · G * l FA1.2 denotes a first auxiliary variable Hl,
L1·F*lFA1,2 eine zweite Hilfsgröße H2, L 1 · F * l FA1,2 a second auxiliary variable H2,
(R0-R1)·G*lOFA1,2 eine dritte Hilfsgröße H3 und (R 0 -R 1 ) · G * l OFA1,2 a third auxiliary quantity H3 and
(L0-L1)·E*lO FA1,2 eine vierte Hilfsgröße H4. (L 0 -L 1 ) · E * l O FA1.2 a fourth auxiliary variable H4.
Die Indexzahlen "1" und "2" kennzeichnen die zu verschiedenen Abtastzeitpunkten abgetasteten Werte von IFA und IOFA. Die für die Polygoneinordnung notwendigen Größen R und X erhält man aus diesen Berechnungsergebnissen. Dabei wird auf die Rekonstruktion des tatsächlichen Fehlerwiderstandes aus dem berechneten virtuellen Fehlerwiderstand Rcf verzichtet. Der tatsächliche Fehlerwiderstand R berechnet sich nach folgender Formel: The index numbers "1" and "2" identify the values of I FA and I OFA sampled at different sampling times. The quantities R and X required for the polygon arrangement are obtained from these calculation results. The actual error resistance is not reconstructed from the calculated virtual error resistance R cf. The actual fault resistance R is calculated using the following formula:
Rf = c0· Rcf R f = c 0 · R cf
Aus dem Verhältnis des für den Spannungsabfall über Rf maßge- benden Stromes lj zum meßbaren Fehlerstromanteil IOFA und dessenFrom the ratio of the current I j determining the voltage drop across Rf to the measurable residual current component I OFA and its
Winkel kann mittels der Stromteilerregel folgende Beziehung abgeleitet werden:
Angle, the following relationship can be derived using the current divider rule:
Der Winkel ß hat in Energiesystemen normalerweise einen sehr kleinen Wert. Verschiedentlich wird ein Bereich von 0..6° angegeben. Deshalb kann davon ausgegangen werden, daß die Korrektur der direkten Messung relativ geringen Einfluß auf die ermittelte Reaktanz X haben wird. Da eine Einstellung einer Lichtbogenreserve relativ problemlos möglich ist, wird auch auf eine Korrektur des virtuellen Fehlerwiderstandes Rcf verzichtet. Mit diesen Voraussetzungen werden die zur Polygoneinordnung verwendeten Größen nach folgender Vorschrift berechnet:
Dabei ist mit
die kilometrische Reaktanz und mit
die kilometrische Resistanz der zu überwachenden Energieübertragungsleitung bezeichnet. The angle β normally has a very small value in energy systems. A range of 0..6 ° is sometimes specified. It can therefore be assumed that the correction of the direct measurement will have relatively little influence on the determined reactance X. Since it is relatively easy to set an arc reserve, the virtual error resistance R cf is also not corrected. With these requirements, the sizes used for polygon classification are calculated according to the following rule: It is with the kilometric reactance and with denotes the kilometric resistance of the energy transmission line to be monitored.
Diese Art der Berechnung der zur Polygoneinordnung verwendeten Größen hat den Vorteil, daß keine Parameter zur Beschreibung der Vorimpedanzen der zu schützenden Leitung notwendig sind. This type of calculation of the quantities used for the polygon arrangement has the advantage that no parameters for describing the pre-impedances of the line to be protected are necessary.
Um eine induktive Einkopplung durch den Nullstrom einer zu der überwachenden Energieübertragungsleitung parallelen Nachbarleitung zu berücksichtigen, dient ein Verfahren, das sich durch das in Fig. 4 dargestellte Blockschaltbild veranschaulichen läßt. Bei diesem Verfahren wird ein Nullstrom ioMA eines nicht gezeigten Nachbarsystems (Summe der Ströme in den Phsenleitern des Nachbarsystems) nach Normierung einem ergänzenden AnalogDigital -Wandler 12 zugeführt , dem ein Rechenwerk 13 nachgeordnet ist. Dieses Rechenwerk erzeugt an seinem einen Ausgang AI eine Zusatzgröße ZG1, die dem Realteil Re{KOM)·lOAM entspricht; am Ausgang A2 wird eine weitere Zusatzgröße ZG2 gebildet, die
dem Imaginärteil lm{KOM]·lOAM entspricht. In nachgeordneten Summierern 14 und 15 werden die Summen dieser Anteile mit der Größe xk gebildet. In order to take into account an inductive coupling through the zero current of a neighboring line parallel to the monitoring energy transmission line, a method is used which can be illustrated by the block diagram shown in FIG. 4. In this method, a zero current ioMA of a neighboring system (not shown) (sum of the currents in the phase conductors of the neighboring system) is supplied after standardization to an additional analog-to-digital converter 12, which is followed by an arithmetic logic unit 13. This arithmetic unit generates an additional variable ZG1 at its one output AI, which corresponds to the real part Re {K OM ) · l OAM ; A further additional variable ZG2 is formed at the output A2 corresponds to the imaginary part lm {K OM ] · l OAM . The sums of these portions with the size x k are formed in subordinate summers 14 and 15.
Dabei wird induktive Einkopplung durch den Nullstrom des Nachbarsystemes mittels des komplexen Korrekturfaktors kOM berücksichtigt. Der Real- und Imaginärteil des komplexen Faktors kOM repräsentiert jeweils einen Parameter des Schutzgerätes. Diese Parameter spiegeln das Verhältnis der Zwischensystemkopplung der beiden Teilsysteme der Doppelleitung zur Leitungsimpedanz der zu schützenden Leitung wider. Inductive coupling through the zero-sequence current of the neighboring system is taken into account by means of the complex correction factor k OM . The real and imaginary part of the complex factor k OM each represents a parameter of the protective device. These parameters reflect the ratio of the intersystem coupling of the two subsystems of the double line to the line impedance of the line to be protected.
In der Recheneinheit 10 wird der Einfluß einer Nachbarleitung dadurch berücksichtigt, daß in den oben angegebenen Gleichungen (15) und (16) die Ausdrücke F *lOA1 und G *lOA1 durch die nach- stehenden Asdrücke ersetzt werden. In the computing unit 10 of the influence of a neighboring line is taken into account in that in the above equations (15) and (16) the terms are F * G * l OA1 and OA1 l replaced by the post-standing Asdrücke.
F*IOΛ1 = F*(lOA1 + Im{kOM } ·lOAM1) F*IOA2 = F*(lOA2 + Im{kOM } · IOMA 2) F * I OΛ1 = F * (l OA1 + Im { kOM } · l OAM1 ) F * I OA2 = F * (l OA2 + Im {k OM } · I OMA 2 )
G*IOA1 =- G*(lOA1 + Re{kOM}· IOMA1) G*IOA2 = G*(lOA2 + Re{kOM}· IOMA2) G * I OA1 = - G * (l OA1 + Re {k OM } · I OMA1 ) G * I OA2 = G * (l OA2 + Re {k OM } · I OMA2 )
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind mit dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 übereinstimmende Bausteine mit den gleichen Bezugszeichen versehen worden. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist hier eine Filtereinrichtung 16 anders aufgebaut, indem sie ergänzend zu den FIR-Filtern 3,5,6,8 und 9 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ein ergänzendes FIR-Filter 17 eines dritten Typs mit Gewichtsfaktoren hi aufweist, in dem durch eine Faltungsoperation die Spannung uRA bewertet wird; am Ausgang des ergänzenden FIR-Filters 17 ergibt sich dann eine Ausgangshilfsgröße ok. Ferner ist in der Filtereinheit 16 ein weiteres ergänzendes FIR-Filter 18 des dritten Typs angeordnet, in dem der Strom in dem fehlerbehafteten Phasenleiter der zu überwachenden Energieübertragungsleitung bewertet wird; ausgangsseitig tritt an diesem FIR-Filter 18 eine weitere Ausgangshilfsgröße pk auf. Schließlich ist
die Filtereinheit 16 noch mit einem zusätzlichen ergänzenden FIR-Filter 19 des dritten Typs ausgerüstet, indem der Summenstrom iOFA bewertet wird. Am Ausgang dieses zusätzlichen ergänzenden FIR-Filters 19 ergibt sich eine zusätzliche Ausgangshilfsgröße rk. In the exemplary embodiment according to FIG. 5, components that correspond to the exemplary embodiment according to FIG. 3 have been provided with the same reference symbols. In contrast to the exemplary embodiment according to FIG. 3, a filter device 16 is constructed differently here in that, in addition to the FIR filters 3, 5, 6, 8 and 9 according to the exemplary embodiment according to FIG. 3, it has a supplementary FIR filter 17 of a third type with weight factors hi, in which the voltage u RA is evaluated by a folding operation; at the output of the additional FIR filter 17 there is an output auxiliary variable o k . Furthermore, a further supplementary FIR filter 18 of the third type is arranged in the filter unit 16, in which the current in the faulty phase conductor of the energy transmission line to be monitored is evaluated; On the output side, a further auxiliary output variable p k occurs at this FIR filter 18. Finally is the filter unit 16 is also equipped with an additional additional FIR filter 19 of the third type by evaluating the total current i OFA . An additional auxiliary output variable r k results at the output of this additional FIR filter 19.
Bezüglich der Ausgestaltung der ergänzenden FIR-Filter 17, 18 und 19 des dritten Typs ist darauf hinzuweisen, daß die FIR- Filter G(jΩ), F(jΩ) und H(jΩ) der folgenden Beziehung (20) genügen müssen With regard to the design of the additional FIR filters 17, 18 and 19 of the third type, it should be pointed out that the FIR filters G (jΩ), F (jΩ) and H (jΩ) must satisfy the following relationship (20)
G(jω)= j sinΩ . H(jω) G (jω) = j sinΩ. H (jω)
F(jω)= j sin Ω . G(jω) mit Ω=TA . ωNetz (20) Darin gibt ωN etz die Netzfrequenz der zu überwachenden Energieübertragungsleitung und TA die Abtastzeit wieder. Für kleine Werte von Ω gilt näherungsweise, daß sinΩ = Ω ist. Dies wiederum bedeutet, daß die verwendeten FIR-Filter der unterschiedlichen Typen untereinander über den d/dt-Operator bzw. im F (jω) = j sin Ω. G (jω) with Ω = T A. ω network (20) where ω is N etwork the mains frequency of the monitored power transmission line and T A is the sampling again. For small values of Ω it is approximately the case that sinΩ = Ω. This in turn means that the FIR filters of different types used with each other via the d / dt operator or in
Frequenzbereich über den p-Operator verknüpft sind. Die einzelnen FIR-Filter lassen sich daher durch Faltung eines Grundfilters mit einem Basisfilter erzeugen. Dabei wird der Faltungssatz der Fourier-Transformation ausgenutzt. Als Basisfilter wird zweckmäßigerweise ein Transversalfilter mit einer Übertragungsfunktion gemäß der nachfolgenden Gleichung (21) verwendet:
Frequency range are linked via the p operator. The individual FIR filters can therefore be generated by folding a basic filter with a basic filter. The convolution theorem of the Fourier transform is used here. A transversal filter with a transfer function according to the following equation (21) is expediently used as the basic filter:
Führt man mit einer Filtereinheit 16 gemäß der Figur 5 analog zu dem Vorgehen gemäß den Gleichungen (13) bis (16) eine Untersuchung mit den FIR-Filtern des dritten Typs durch, dann läßt sich analog zu der Gleichung (13) ein Vergleichslängenfaktor mv gemäß der nachstehenden Gleichung (22) ermitteln:
If a filter unit 16 in accordance with FIG. 5 is used to carry out an investigation using the FIR filters of the third type, analogously to the procedure according to equations (13) to (16), then a comparison length factor m v can be analogous to equation (13) determine according to equation (22) below:
in der mit eine erste Zusatzgröße H5, with a first additional size H5,
mit With
weitere Zusatzgröße H6, mit additional size H6, with
eine dritte Zusatzgröße H7 und mit eine vierte Zusatzgröße H8 bezeichnet ist. a third additional size H7 and a fourth additional size H8.
Die Indexzahlen "1" und "2" kennzeichnen auch hier wieder die zu verschiedenen Abtastzeitpunkten abgetasteten Werte von iFA und IOFA . The index numbers "1" and "2" again identify the values of i FA and I OFA sampled at different sampling times.
Ganz entsprechend wie es oben bereits erläutert worden ist, er- gibt sich dann ein Vergleichs-Fehlerwiderstand RV, der sich durch folgende Gleichung (23)
Entsprechend läßt sich eine Vergleichs-Reaktanz XV gemäß der nachstehenden Gleichung (24) ermitteln:
Damit ist eine Vergleichs-Impedanz gewonnen. Da die Gewinnung dieser Vergleichsimpedanz zeitlich parallel zur Gewinnung der Meßimpedanz erfolgt, erhält man bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach einem Meßzyklus für die Distanzmessung eine Aussage in Form der Meßimpedanz und eine weitere Aussage in Form der Vergleichsimmedanz. Sind beide Impedanzen gleich groß, dann ist dies eine deutliche Aussage dafür, daß die Di
stanzmessung genau durchgeführt worden ist, so daß ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitendes Distanzschutzgerät auf der Basis dieser Distanzmessung sofort entscheiden kann, ob eine Auslösung vorzunehmen ist. Im allgemeinen ist es zweckmäßig, eine gewisse Abweichung der beiden gemessenen Impedanzwerte zuzulassen; beispielsweise wird es als vertretbar angesehen, bei Abweichung von > als 10 % noch von einer hinreichend genauen Distanzmessung auszugehen. Es wird dann ein Vergleich gemäß der nachstehenden Gleichung (25) vorgenommen: Completely in accordance with what has already been explained above, there is a comparison error resistance R V , which is shown by the following equation (23) Accordingly, a comparative reactance X V can be determined according to equation (24) below: A comparison impedance is thus obtained. Since the acquisition of this comparison impedance takes place in parallel with the acquisition of the measurement impedance, when using the method according to the invention, after a measurement cycle for the distance measurement, one obtains a statement in the form of the measurement impedance and a further statement in the form of the comparison impedance. If both impedances are the same, then this is a clear statement that the Di punch measurement has been carried out precisely, so that a distance protection device working according to the method according to the invention can immediately decide on the basis of this distance measurement whether a triggering is to be carried out. In general, it is advisable to allow a certain deviation of the two measured impedance values; For example, it is considered justifiable to assume a sufficiently precise distance measurement in the event of a deviation of> 10%. A comparison is then made according to equation (25) below:
|X-XV|<0.1|Z| (25) | XX V | <0.1 | Z | (25)
Zeigt der Vergleich, daß die Differenz zwischen der Meßimpedanz und der Vergleichs-Impedanz verhältnismäßig groß ist, dann wird die Messung von Meßimpedanz und Vergleichs-Impedanz in einem nächsten Meßzyklus wiederholt; ist die Bedingung gemäß Gleichung (25) erfüllt, dann wird ein endgültiger Schutzentscheid gebilset.
If the comparison shows that the difference between the measurement impedance and the comparison impedance is relatively large, the measurement of measurement impedance and comparison impedance is repeated in a next measurement cycle; if the condition according to equation (25) is met, then a final protection decision is made.
Claims
1. Verfahren zum Durchführen einer Distanzmessung an einer mehrphasigen elektrischen Energieübertragungsleitung, bei dem - die Spannung (URA) an einem fehlerbehafteten Phasenleiter erfaßt, digitalisiert und in einem linearphasigen, nichtrekursiven Digitalfilter (FIR-Filter) (3) eines ersten Typs (mit Gewichtsfaktoren gi) einer Filtereinheit (1) bewertet wird, 1.Method for performing a distance measurement on a multi-phase electrical power transmission line, in which - the voltage (U RA ) on a faulty phase conductor is detected, digitized and in a linear-phase, non-recursive digital filter (FIR filter) (3) of a first type (with weighting factors g i ) a filter unit (1) is evaluated,
- der Strom (iFA)in dem fehlerbehafteten Phasenleiter erfaßt, digitalisiert und einerseits in einem weiteren FIR-Filter- The current (i FA ) in the faulty phase conductor is detected, digitized and, on the one hand, in a further FIR filter
(5) des ersten Typs und andererseits in einem FIR-Filter(5) of the first type and on the other hand in an FIR filter
(6) eines zweiten Typs (mit Gewichtsfaktoren fi) der Filtereinheit (1) bewertet wird, (6) a second type (with weight factors f i ) of the filter unit (1) is evaluated,
- wobei die Gewichtsfaktoren (gi, fi) frei vorgegeben - The weighting factors (g i , f i ) being freely specified
werden und be and
- eine Fehlerkorrektur mittels eines Korrekturfaktors - an error correction by means of a correction factor
(kc ) durchgeführt wird, der als Quotient aus den Amplitudengängen der FIR-Filter ersten und zweiten Typs gebildet wird, und (k c ) is carried out, which is formed as a quotient from the amplitude responses of the FIR filters of the first and second type, and
- aus den Ausgangsgrößen der Filtereinheit (1) in einer - From the output variables of the filter unit (1) in one
Recheneinheit (10) die jeweilige Distanz der Fehlerstelle von einem Meßort angebende Impedanzmeßgrößen ermittelt werden, Arithmetic unit (10) the respective distance of the fault location from a measuring point indicating impedance measured quantities are determined,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
- zur Distanzmessung bei einpoligen Erdkurzschlüssen ein der Summe der Ströme in den Phasenleitern der Energieübertragungsleitung entsprechender Summenstrom ( IOFA ) erfaßt, digitalisiert und einerseits in einem zusätzlichen FIR- Filter (8) des ersten Typs und andererseits in einem zusätzlichen Filter (9) des zweiten Typs der Filtereinheit (1) unter Bildung jeweils einer Ausgangsgröße (mk,nk) bewertet wird, - For distance measurement in the case of single-pole earth faults, a sum current (I OFA ) corresponding to the sum of the currents in the phase conductors of the energy transmission line is recorded, digitized and on the one hand in an additional FIR filter (8) of the first type and on the other hand in an additional filter (9) of the second Type of the filter unit (1) is evaluated with formation of an output variable (m k , n k ),
- in der Recheneinheit (10) aus der Ausgangsgröße (wk) des weiteren FIR-Filters (5) des ersten Typs eine erste Hilfsgröße (H1) durch Multiplikation mit dem kilometrischen ohmschen Widerstand (R1) des Mitsystems der Energieübertragungsleitung gebildet wird, - In the computing unit (10) from the output variable (w k ) of the further FIR filter (5) of the first type, a first auxiliary variable (H1) by multiplication by the kilometric ohmic resistance (R 1 ) of the co-system of the energy transmission line is formed,
- in der Recheneinheit ferner aus der Ausgangsgröße (Vk ) des weiteren FIR-Filters (6) des zweiten Typs durch Multiplikation mit der kilometrischen Induktivität (L1) des Mitsystems der Energieübertragungsleitung eine zweite Hilfsgröße (H2) gebildet wird, a second auxiliary variable (H2) is formed in the computing unit from the output variable (V k ) of the further FIR filter (6) of the second type by multiplication with the kilometric inductance (L 1 ) of the co-system of the energy transmission line,
- in der Recheneinheit außerdem aus der Ausgangsgröße (mk ) des zusätzlichen FIR-Filters (8) des ersten Typs durch Multiplikation mit der Differenz (R0 - R1) aus kilometrischem ohmschen Widerstand des Nullsystems und des Mitsystems der Energieübertragungsleitung eine dritte Hilfsgröße (H3) gewonnen wird, - in the arithmetic unit also a third auxiliary variable from the output variable (m k ) of the additional FIR filter (8) of the first type by multiplication with the difference (R 0 - R 1 ) from the kilometric ohmic resistance of the zero system and the co-system of the energy transmission line ( H3) is obtained
- in der Recheneinheit darüberhinaus aus der Ausgangsgröße (nk ) des zusätzlichen FIR-Filters (9) des zweiten Typs durch Multiplikation mit der Differenz (L0 - L1) aus kilometrischer Induktivität des Nullsystems und des Mitsystems der Energieübertragungsleitung eine vierte Hilfsgröße (H4) gebildet wird, - In addition, in the arithmetic unit, a fourth auxiliary variable (H4.) from the output variable (n k ) of the additional FIR filter (9) of the second type by multiplying by the difference (L 0 - L 1 ) from the kilometric inductance of the zero system and the co-system of the energy transmission line ) is formed
- in der Recheneinheit aus den Ausgangsgrößen (yk,mk,nk, in the computing unit from the output variables (y k , m k , n k ,
wk,vk) der FIR-Filter (3,8,9,5,6) und den Hilfsgrößen (H1 bis H4) ein Längenfaktor (m) und ein dem Widerstand an der Fehlerstelle proportionaler Widerstandswert (Rf) errechnet wird und w k , v k ) of the FIR filter (3,8,9,5,6) and the auxiliary variables (H1 to H4) a length factor (m) and a resistance value (Rf) proportional to the resistance at the fault location are calculated and
- in der Recheneinheit durch Multiplikation des Längenfaktors (m) mit der kilometrischen Resistanz des Mitsystems und Addition des Widerstandswertes ( Rf ) sowie durch Multiplikation der kilometrischen Reaktanz des - in the arithmetic unit by multiplying the length factor (m) by the kilometric resistance of the co-system and addition of the resistance value (R f ) and by multiplying the kilometric reactance of the
Mitsystems mit dem Längenfaktor (m) die die Distanz der Fehlerstelle kennzeichnende Meßimpedanz (R, X) gebildet wird. Mitsystem with the length factor (m) is formed the measuring impedance (R, X) characterizing the distance of the fault location.
2 . Verfahren nach Anspruch 1 , 2nd Method according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
- beim Vorhandensein einer parallelen mehrphasigen elektrischen Energieübertragungsleitung ein der Summe der Strömen in den Phasenleitern dieser Energieübertragungsleitung entsprechender Nullstrom (lOAM ) erfaßt und digitalisiert wird und - In the presence of a parallel multi-phase electrical power transmission line one of the sum of the currents in the phase conductors of this energy transmission line, corresponding zero current (I OAM ) is detected and digitized and
- eine dem Realteil des Nullstromes proportionale Größe am Eingang des zusätzlichen FIR-Filters (8) des ersten Typs dem digitalisierten Summenstrom ( iok ) und eine dem Imaginärteil des Nullstromes ( lOAM ) am Eingang des zusätzlichen FIR-Filters (9) des zweiten Typs dem digitalisierten Summenstrom (iok) hinzu addiert wird. - A size proportional to the real part of the zero current at the input of the additional FIR filter (8) of the first type, the digitized total current (i ok ) and one to the imaginary part of the zero current (l OAM ) at the input of the additional FIR filter (9) of the second Type is added to the digitized total current (i ok ).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. 3. The method according to claim 1 or 2.
d adurch gekennzeichnet, daß characterized by the fact that
- zeitlich parallel eine weitere Distanzmessung vorgenommen wird, indem - Another distance measurement is carried out in parallel by
- die Spannung (uRA) an dem fehlerbehafteten Phasenleiter in einem ergänzenden FIR-Filter (17) eines dritten Typs (mit Gewichtsfaktoren (hi) in der Filtereinheit (16) unter Bildung einer Ausgangsgröße (ok) bewertet wird, the voltage (u RA ) on the faulty phase conductor is evaluated in a supplementary FIR filter (17) of a third type (with weighting factors (h i ) in the filter unit (16) to form an output variable (o k ),
- der Strom (iFA) in dem fehlerbehaftetem Phasenleiter in - The current (i FA ) in the faulty phase conductor in
einem weiteren ergänzenden FIR-Filter (17) des dritten a further complementary FIR filter (17) of the third
Typs unter Bildung einer Ausgangshilfsgröße (pk) bewertet wird, Type is evaluated with the formation of an initial auxiliary variable (p k ),
- der Summenstrom (i0FA) in einem zusätzlichen ergänzenden FIR-Filter (19) des dritten Typs unter Bildung einer zusätzlichen Ausgangshilfsgröße (rk) bewertet wird, - The total current (i 0FA ) is evaluated in an additional supplementary FIR filter (19) of the third type with formation of an additional auxiliary output variable (r k ),
- in der Recheneinheit (20) aus der Ausgangshilfsgröße (pk ) des weiteren ergänzenden FIR-Filters (18) des dritten Typs eine erste Zusatzhilfsgröße (H5) durch Multiplikation mit dem kilometrischen Widerstand (R'1) des Mitsystems der Energieübertragungsleitung gebildet wird, a first additional auxiliary variable (H5) is formed in the arithmetic unit (20) from the auxiliary output variable (p k ) of the further supplementary FIR filter (18) of the third type by multiplication with the kilometric resistance (R ' 1 ) of the co-system of the energy transmission line,
- in der Recheneinheit (20) ferner aus der Ausgangsgröße - In the computing unit (20) also from the output variable
(wk) des weiteren FIR-Filters (5) des ersten Typs durch(w k ) of the further FIR filter (5) of the first type
Multiplikation mit der kilometrischen Induktivität (L ' 1) des Mitsystems der Energieübertragungsleitung eine zweite Zusatzgröße (H6) gebildet wird, Multiplication with the kilometric inductance (L ' 1 ) of the co-system of the energy transmission line, a second additional variable (H6) is formed,
- in der Recheneinheit (20) außerdem aus der Ausgangshilfsgröße (rk) des zusätzlichen ergänzenden FIR-Filters (19) des ersten Typs durch Multiplikation mit der Differenz (R0 - R1) aus kilometrischem ohmschen Widerstand des Nullsystems und des Mitsystems der Energieübertragungsleitung eine dritte Zusatzgröße (H7) gewonnen wird, - in the computing unit (20) also from the auxiliary output variable (r k ) of the additional additional FIR filter (19) of the first type, a third additional quantity (H7) is obtained by multiplying by the difference (R 0 - R 1 ) from the kilometric ohmic resistance of the zero system and the co-system of the energy transmission line,
- in der Recheneinheit (20) darüber hinaus aus der Ausgangsgröße (rk) des zusätzlichen ergänzenden FIR-Filters (11) des dritten Typs durch Multiplikation mit der Differenz (L0 - L1) aus kilometrischer Induktivität des Nullsystems und des Mitsystems der Energieübertragungsleitung eine vierte Zusatzgröße (H8) gebildet wird, - In the arithmetic unit (20) also from the output variable (r k ) of the additional additional FIR filter (11) of the third type by multiplication by the difference (L 0 - L 1 ) from the kilometric inductance of the zero system and the co-system of the energy transmission line a fourth additional variable (H8) is formed,
- in der Recheneinheit (20) aus den Ausgangsgrößen - In the computing unit (20) from the output variables
(ok,pk,rk) der FIR-Filter (17,18,19) und den Zusatzgrößen (H5 bis H8) ein Längenfaktor (mv) und ein dem Widerstand an der Fehlerstelle proportionaler Widerstandswert (Rfv) errechnet wird, (o k , p k , r k ) of the FIR filter (17, 18, 19) and the additional variables (H5 to H8) a length factor (m v ) and a resistance value (R fv ) proportional to the resistance at the fault location is calculated ,
- in der Recheneinheit (20) durch Multiplikation des Längenfaktors (mv) mit der kilometrischen Reaktanz (L'1) des Mitsystems mit dem Längenfaktor (mv) eine die Distanz der Fehlerstelle kennzeichnende Vergleichs-lmpedanz ( Rv, Xv) gebildet wird, und - In the arithmetic unit (20) by multiplying the length factor (m v ) by the kilometric reactance (L ' 1 ) of the co-system with the length factor (m v ) a comparison impedance (R v , X v ) characterizing the distance of the fault location is formed will, and
- die Distanzmessung als hinreichend genau betrachtet wird, wenn sich die Differenz zwischen der Meßimpedanz (R,X) und der Vergleichsimpedanz (Rv, Xv) innerhalb einer vorgegebenen Größe hält. - The distance measurement is considered to be sufficiently accurate if the difference between the measurement impedance (R, X) and the comparison impedance (R v , X v ) is within a predetermined size.
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