根据远程保护原理的供电网络中的故障定位制造技术

本发明专利技术涉及一种根据远程保护原理定位电能供应导线部段(10)上的接地故障(17)的方法，其中，当在部段上出现接地故障(17)时，采集电流测量值、电压测量值及地电流测量值，并利用采集的测量值计算给出该部段(10)上接地故障的位置的故障位置值，其中，使用该部段的导线阻抗和沿该部段延伸的土地的地阻抗来形成该故障位置值，并动态地确定用于形成该故障位置值的地阻抗的值。为了实施该方法以能够对出现的接地故障(17)更准确地定位，为了动态确定地阻抗的值引入模型描述(28)，其考虑至少两个对于地阻抗的影响因数(24，25)并给出地阻抗的值在部段(10)的整个长度上的历程(28)。本发明专利技术还涉及一种用于采集和定位接地故障(17)的电远程保护设备(11)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。本专利技术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。
技术介绍
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。对此在本专利技术人较早的专利申请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。
技术实现思路
因此，本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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，按照本专利技术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。此外，根据本专利技术方法的另一优选实施方式，测量和/或计算至少两个使用的影响因数。测量可以通过分布设置的传感器进行。在各传感器之间例如可以通过内插来计算各影响因数的值。此外，还可以从其它参数导出所寻找的影响因数的值，例如在确定土地的湿度时使用以往的降雨量。根据本专利技术方法的另一优选实施方式，从至少一个数据库中提取至少两个使用的影响因数，其中，该至少一个数据库包含地理位置值与相应影响因数的值的对应关系。这样的数据库常常用于不同的应用，不必专门为确定地阻抗而产生。与此相关地，优选地将该至少一个数据库所包含影响因数的值实时地与实际条件相匹配。为了尽可能简单地选择所需的影响因数的值，还可以通过选择影响因数的对应于部段沿其延伸的地理位置值的值来形成模型描述。在此，仅须借助描述供能导线部段的延伸的位置值从数据库中读取影响因数的合适的值。具体地，该至少一个数据库例如可以是地理信息系统和/或天气数据库。此外，按照本专利技术方法的另一优选实施方式，由远程数据处理装置来形成模型描述，并由该远程数据处理装置提供给远程保护设备的、计算故障位置值的控制装置。由此， 可以由远程数据处理装置来计算模型描述，远程数据处理装置例如可以是电网控制中心的功能相对强大的PC。然后，可以由远程保护设备的控制装置来借助所计算出的对于地阻抗的模型描述进行故障定位。这样的控制装置通常不具有电网控制中心的PC所具有的高计算能力。为了不在远程数据处理装置和控制装置之间传输不必要大的数据量并由此使它们之间的通信连接上的通信负荷上升，按照与此相关的另一优选实施方式，只有当控制装置请求模型描述时，远程数据处理装置才将模型描述传送给控制装置。与此相关地，控制装置例如可以在部段上出现接地故障后请求模型描述，因为只有在此之后才能进行有意义的故障定位。代替借助第一数据处理装置来计算模型描述，还可以借助设置在部段上的远程保护设备从至少一个数据库接收至少两个使用的影响因数，该远程保护设备的控制装置借助该接收的影响因数来形成模型描述。这点尤其是在具有高计算能力的远程保护设备中允许，通过通信连接(例如具有互联网连接的通信连接)与一个或多个相应的数据库直接连接。本专利技术的上述类型的电远程保护设备的技术问题通过一种本文开始所述类型的远程保护设备来解决，其中，设有用于实施本专利技术方法的上述实施方式的控制装置。附图说明以下借助实施方式详细描述本专利技术。为此图1示意性示出了三相能量传输导线上的远程保护设备，图2示意性示出了说明确定给出地阻抗的模型描述的流程图，图3示意性示出了远程保护设备，其与远程数据处理装置通信连接，以及图4示意性示出了直接与两个数据库通信连接的远程保护设备。具体实施例方式图1示出了未详细图示的接地三相电能传输导线的部段10。该部段10在其的一侧由远程保护设备11的测量点A界本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种根据远程保护原理对电能供应导线的部段（１０）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（１０）中流动的电流的电流测量值；－采集给出施加在该部段（１０）上的电压的电压测量值；－采集给出沿该部段（１０）流动的地电流的地电流测量值；以及－利用所采集的测量值计算给出该部段（１０）上的接地故障的位置的故障位置值，其中，使用该部段（１０）的导线阻抗和沿该部段（１０）延伸的土地的地阻抗形成该故障位置值，并且其中，动态地确定用于形成该故障位置值的地阻抗的值，其特征在于，－为了动态确定所述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该部段（１０）的整个长度上的历程。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种根据远程保护原理对电能供应导线的部段(10)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(10)中流动的电流的电流测量值； -采集给出施加在该部段(10)上的电压的电压测量值； -采集给出沿该部段(10)流动的地电流的地电流测量值；以及 -利用所采集的测量值计算给出该部段(10)上的接地故障的位置的故障位置值，其中，使用该部段(10)的导线阻抗和沿该部段(10)延伸的土地的地阻抗形成该故障位置值， 并且其中，动态地确定用于形成该故障位置值的地阻抗的值， 其特征在于，-为了动态确定所述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该部段(10)的整个长度上的历程。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，-将以下列出的至少两个参数用作所述影响因数空气湿度、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、该部段(10)与土地的距离。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于， -测量和/或计算至少两个使用的影响因数。4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，-从至少一个数据库(如35)中提取所述至少两个使用的影响因数，其中，所述至少一个数据库(如3 包含地理位置值与相应影响因数的值的对应关系。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，-将在所述至少一个数据库(如35)所包含所述影响因数的值实时地与实际条件相匹配。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，-所述模型描述通过选择所述影响因数的对应于该部段(10)沿其延...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯·贝姆，克里斯琴·克雷默，塞缪尔·T·斯塔尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE