专利名称：用于供电网的快速距离保护的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于识别具有接地中点的多相供电网的导线上的短路的方法，其中，通过电保护设备记录在被监视的导线的一端的测量位置上的电流和电压采样值，并且如果由电保护设备对电流和电压采样值进行的故障分析得出在导线上存在短路，则产生说明导线上的短路的第一故障信号。本发明还涉及一种相应构造的电保护设备。
背景技术：
在具有接地中点的供电网中必须在清楚短路的情况下能够特别快地断开发生故障的导线。由于高的短路功率，在这样的供电网中短路是特别危险的，因为其一方面对供电网的运行装置如导线、变压器、补偿设备、发电机等具有强的热要求并且另一方面会导致具有所谓的电摆动的“不稳定的”、振荡的运行。这两个效应一方面会导致持续的电网停电(所谓的“Blackout”)，从而不能保证在特定的电网区域中的能量提供。因此，为了保证供电网的安全运行，要求快速断开故障导线上的短路。一种用于自动监视供电网的导线的基本的保护方法是所谓的距离保护方法。通常在距离保护的范围内采用的用于识别导线上的短路的算法基于所谓的短路阻抗的测量。在此，保护设备测量直到故障位置的阻抗并且由此推导出到故障位置的距离(Distanz)。使用短路阻抗(转换为故障距离)以便确定所采集的短路是否实际上位于待保护的导线上。为此必须已知导线的长度以及其单位长度阻抗。如果确定了短路位于待保护的导线上，则断开所涉及的导线并且将故障的电网段与系统分离。由此保证了电网的继续一致的运行。为了执行该距离保护算法，在被监视的导线的每个末端处的测量位置上采样并分析电流和电压信号。然后必须将时间参数转换为复数参数。这利用特别为该任务设计的滤波器来进行，所述滤波器消除了不期望的干扰信号(例如DC分量)并且提供电流或电压向量的实部和虚部。简单地，电流和电压向量可以基于复数参数作为复数电压和复数电流的商来计算。如果该短路阻抗小于已知的导线阻抗，则在导线的被监视的保护区域中出现内部故障。还可以借助电流和电压的复数“德尔塔量(Delta-Grossen )”来执行距离测量。这些德尔塔量可以通过比较在短路之前所采集的测量值与在短路期间所记录的测量值来确定。在此，在一定程度上分析通过在导线上的短路所产生的电流和电压曲线的分量。两种所描述的方法具有的缺陷是，对于复数电流和电压值的计算取决于使用的测量窗的大小，需要最小数量的采样值，从而关于导线上短路的出现的判断以一定的延迟才能做出。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，这样提出一种方法和一种相应的保护设备，使得特别是在被监视的导线上的清楚故障的情况下可以比迄今为止更快地产生故障信号。为了解决关于方法的上述技术问题，这样构造本文开头所提到种类的方法，使得对于电流和电压采样值的故障分析，根据在短路出现之前所记录的瞬时电流和电压采样值计算对于在导线上的参考位置的瞬时的参考电压值，以及根据在短路出现之前所记录的瞬时电流和电压采样值和在故障期间所记录的瞬时电流和电压采样值计算对于在导线上的参考位置的瞬时比较电压值。然后，从相继的瞬时参考电压值中计算整流后的参考电压值和从相继的瞬时比较电压值计算整流后的比较电压值。将整流后的参考电压值与整流后的比较电压值比较，并且如果整流后的比较电压值和整流后的参考电压值的差超过触发阈值，则产生第一故障信号。
按照本发明的特别的优点在于，通过使用对于参考电压值和比较电压值的瞬时值(而不是复数值)可以做出关于在导线上出现短路的特别快速的判断，因为不必等待所使用的测量窗的完整长度。因为根据这些瞬时值然后产生整流后的值，可以防止由于单个测量误差引起的错误判断的危险或在电流和电压的采样值中的异常测值。通过使用按照本发明的方法可以在导线上强电流的短路情况下在几个毫秒之后就形成相应的故障信号。因为该方法仅利用在局部的测量位置上所采集的电流和电压采样值工作，所以与其它保护设备(例如在其它导线端上)的通信是不必要的。按照本发明的方法的有利扩展在于，瞬时参考电压值的计算按照以下公式进行
权利要求
1.一种用于识别具有接地中点的多相供电网的导线(IO )上的短路(16 )的方法，其中，执行以下步骤 -通过电保护设备(12a)记录在被监视的导线(10)的一端(A)的测量位置(15a)上的电流和电压采样值；并且 -如果由所述电保护设备(12a)对电流和电压采样值进行的故障分析得出在所述导线(10)上存在短路(16)，则产生说明该导线(10)上的短路(16)的第一故障信号， 其特征在于， -对于电流和电压采样值的故障分析，执行以下步骤 -从在短路(16)出现之前所记录的瞬时电流和电压采样值中，计算对于在导线(10)上的参考位置(18)的瞬时的参考电压值； -从在短路(16)出现之前所记录的瞬时电流和电压采样值和在短路(16)期间记录的瞬时电流和电压采样值中，计算对于在导线(10)上的参考位置(18)的瞬时的比较电压值；-从相继的瞬时参考电压值中计算整流后的参考电压值，以及从相继的瞬时比较电压值中计算整流后的比较电压值； -将整流后的参考电压值与整流后的比较电压值进行比较；并且-如果整流后的比较电压值和整流后的参考电压值的差超过触发阈值，则产生第一故障信号。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于， 瞬时参考电压值的计算按照以下公式进行
3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述瞬时比较电压值的计算根据以下公式进行
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，按照以下公式来确定所述瞬时德尔塔电压值 Δ uf (n) =u (n) _up (η) 其中， Auf(η):故障出现之后的瞬时德尔塔电压值； u(η):在故障出现之后的瞬时电压采样值； up(n) =u(n-N):故障前电压采样值瞬时电压采样值u(η)之前的电网周期时间； η :故障出现之后采样值的序号； N :每个周期时间的采样值的数量 并且，按照以下等式确定所述瞬时德尔塔电流值 Δ if (n)=i (n)-ip (η) 其中， Aif(η):故障出现之后的瞬时德尔塔电流值； i(n):故障出现之后的瞬时电流值； ip(n) =i (n-N):故障前电流采样值瞬时电流采样值i (n)前的周期时间； η :故障出现之后采样值的序号； N :每个周期时间的采样值的数量。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于， -按照以下等式进行所述整流后的参考电压值的计算
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于， -使用导线(10)上由保护设备(12a)监视的监视区域(17)的末端，作为参考位置(18)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于， -当所记录的电流采样值具有超过了突变阈值的电流突变时，所述保护设备(12a)识别短路(16)的开始； -当该保护设备(12a)已经识别了短路(16)的开始时，产生第一激励信号；并且 -所述保护设备(12a)在出现第一激励信号之后才开始电流和电压采样值的故障分析。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于， -在出现第一激励信号的情况下，所述保护设备(12a)首先检查电流和电压采样值关于导线(10)的哪个相线出现了短路(16)； -产生第二激励信号，该激励信号说明了至少一个发生短路(16)的相线；和 -所述保护设备(12a)仅关于至少一个由第二激励信号说明的相线进行故障分析。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于， -如下动态确定触发阈值使得随着对于计算整流后的比较电压值而引入的电流和电压采样值的数量增加，触发阈值的值至少按照级别地降低。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于， -所述瞬时的电流和电压采样值也用于计算由所述保护设备(12a)所监视的导线(10)的复数阻抗；和 -如果该复数阻抗处于复平面中预先给出的触发范围内部，则由保护设备(12a)产生说明了导线(10)上的短路(16)的第二故障信号。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于， -只要出现第一或第二故障信号，所述保护设备(12a)就产生用于触发用来限定导线(10)的功率开关(Ila)的触发信号。
12.一种用于关于导线(10)上的短路(16)来监视具有接地中点的多相供电网的导线(10)的保护设备，其特征在于， -所述保护设备(12a)被构造为用于执行按照权利要求I至11中任一项所述的方法。
全文摘要
本发明涉及一种用于识别多相供电网的导线(10)上的短路(16)的方法，其中，记录电流和电压采样值并且如果由电保护设备(12a)对电流和电压采样值进行的故障分析得出在导线(10)上存在短路(16)则产生故障信号。为了特别是在清楚的故障的情况下比迄今为止更快地产生故障信号，建议从在短路(16)出现之前所记录的瞬时电流和电压采样值中计算瞬时的参考电压值，以及从在短路(16)出现之前所记录的瞬时电流和电压采样值和在短路(16)期间记录的瞬时电流和电压采样值中计算瞬时的比较电压值。然后，从相继的瞬时参考电压值中计算整流后的参考电压值，以及从相继的瞬时比较电压值中计算整流后的比较电压值。如果整流后的比较电压值和整流后的参考电压值的差超过触发阈值，则产生故障信号。本发明还涉及一种相应的保护设备(12a)。
文档编号H02H7/26GK102985836SQ201080067962
公开日2013年3月20日 申请日期2010年7月9日 优先权日2010年7月9日
发明者J.布鲁姆谢恩, C.德茨尼斯, M.科瑞特 申请人:西门子公司