DE69228500T2

DE69228500T2 - Vorrichtung zur Messung einer Nullvoltphase

Info

Publication number: DE69228500T2
Application number: DE69228500T
Authority: DE
Inventors: Koji Katano-Shi Osaka-Fu Kasai; Yoshikazu Osaka-Shi Osaka-Fu Nara
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-06-03
Filing date: 1992-06-02
Publication date: 1999-07-15
Anticipated expiration: 2012-06-03
Also published as: EP0517147A3; US5214373A; KR930000958A; EP0517147A2; DE69228500D1; EP0517147B1; KR960003360B1

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Null-Phasenspannungs-Meßvorrichtung zur Verwendung in einem Drei-Phasen-Energiesystem und insbesondere eine Null- Phasenspannungs-Meßvorrichtung zum Messen einer Null-Phasenspannung in dem Drei-Phasen-Energiesystem mit einem Erdschluß.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Die FR-A-141 63 57 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen einer defekten Phase in einem Drei-Phasen-Energiesystem durch Verwenden einer Spannungserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Leitungs/Leitungs-Spannung und einer Erde/Leitungs-Spannung, einer Spannunlasberechnungseinrichtung, welche die Leitungs/Leitungs-Spannung mit einer Konstanten multipliziert, und einer Subtraktionseinrichtung zum Subtrahieren der Erde/Leitungs-Spannung von dem Produkt der Leitungs/Leitungs-Spannung und der Konstanten.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer weiteren, konventionellen Null-Phasenspannungs- Meßvorrichtung, welche ebenfalls in "DEVELOPMENT CIF NEW CONCEPT OPTICAL ZERO-SEClUENCE CURRENT/VOLTAGE TRANSDUCERS FOR DISTRIBUTION NETWORK", IEEE Transactions on Power Delivery, Band 6, Nr. 1, Januar 1991, Seite 414 bis 420 offenbart ist, welche den nächstkommenden Stand der Technik bildet, von welchem die Erfindung ausgeht. Diese konventionelle Null-Phasenspannungs-Meßvorrichtung wird in einem Drei-Phasen-Energiesystem mit einer ersten Leitung La der Phase A, einer zweiten Leitung Lb der Phase B und einer dritten Leitung Lc der Phase C angewendet.
Die Null-Phasenspannungs-Meßvorrichtung Zc beinhaltet einen ersten Spannungssensor 51, welcher an der ersten Leitung La vorgesehen ist, um die Leitung/Erde- Spannung darauf zu erfassen und erzeugt ein erstes Spannungssignal Sa proportional zu der erfaßten Spannung. Ein zweiter und ein dritter Spannungssensor 52 und 53 sind ebenfalls zum Erfassen und Erzeugen eines zweiten und eines dritten Spannungssignals Sb und Sc proportional zu den Leitung/Erde-Spannungen auf den Leitungen Lb und Lc in einer mit derjenigen des ersten Spannungssensors 51 vergleichbaren Weise vorgesehen. Als diese Spannungssensoren 51, 52 und 53 wird ein berührungsfreier, wie ein optischer, Spannungssensor verwendet.
Die Null-Phasenspannungs-Meßvorrichtung Zc beinhaltet ferner eine Signalverarbeitungseinheit 54, welche die Spannungssignale Sa, Sb und Sc addiert, um ein Null-Spannungssignal zu erzeugen, welches proportional zu der Null-Phasenspannung des Drei-Phasen-Energiesystems ist.
Die konventionelle Null-Phasenspannungs-Meßvorrichtung Zc erfordert jedoch drei der optischen Spannungssensoren 51, 52 und 53, welche sehr teuer sind und führt somit zu solchen Nachteilen, daß die Kosten ansteigen und die Handhabung der drei Spannungssensoren zum Einstellen der Energieleitungen an der Meßstation sehr kompliziert ist. Weiterhin ist es erforderlich, eine Korrektur an jedem der drei Spannungssensoren vorzunehmen, welches eine schwierige und störende Aufgabe ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Null-Phasenspannungs- Meßvorrichtung anzugeben, welche diese Probleme löst.
Die vorliegende Erfindung wurde mit Blick darauf entwickelt, die oben beschriebenen Nachteile im wesentlichen zu lösen und ihre wesentliche Aufgabe ist es, eine verbesserte Null-Phasenspannungs-Meßvorrichtung anzugeben.
Um die vorstehende Aufgabe zu verwirklichen, umfaßt eine Null-Phasenspannungs- Meßvorrichtung zum Messen der Null-Phasenspannung eines Drei-Phasen-Energiesystems mit drei Energieleitungen eine erste Spannungserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Erde/Leitungs-Spannung, welche eine gegenwärtig erhaltene Spannung zwischen der Erde und einer der drei Energieleitungen darstellt, eine Spannungsberechnungseinrichtung und eine Vektor-Subtraktionseinrichtung, und ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Spannungserfassungseinrichtung vorgesehen ist zum Erfassen einer Leitung/Leitung-Spannung, welche eine gegenwärtig erhaltene Spannung zwischen zwei der drei Energieleitungen darstellt, wobei die Spannungsberechnungseinrichtung eine ideale Erde/Leitungs-Spannung berechnet, welche eine Spannung zwischen Erde und einer der drei Energieleitungen darstellt, wenn kein Erdschluß vorhanden ist, basierend auf der Leitung/Leitung- Spannung, wobei die Vektor-Subtraktionseinrichtung vorgesehen ist zum Subtrahieren der idealen Erde/Leitungs-Spannung von der Erde/Leitungs-Spannung zum Erzeugen eines Null-Phasenspannungssignals, und eine Multipliziereinrichtung ist vorgesehen zum Multiplizieren des Null-Phasenspannungssignals mit drei.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind durch die abhängigen Ansprüche gekennzeichnet.

Kurzbeschreibungt der Zeichnungen

Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich, in welchen gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind. Dabei; zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Null-Phasenspannungs-Meßvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2A einen Graphen, welcher die Spannungsvektoren in dem Drei-Phasen- Energiesystem ohne Erdschluß zeigt;
Fig. 2B einen Graphen, welcher die Spannungsvektoren in dem Drei-Phasen- Energiesystem mit einem Erdschluß zeigt;
Fig. 3 einen Graphen, welcher eine Summe der in Fig. 2B gezeigten Erde/ Leitungs-Spannungsvektoren zeigt;
Fig. 4 einen Graphen, welcher das Verfahren zum Erhalten eines Erde/Leitungs- Spannungsvektors basierend auf einem in Fig. 2B gezeigten Leitungsspannungsvektor zeigt;
Fig. 5 einen Graphen, welcher die Beziehung zwischen den in Fig. 2B gezeigten Spannungsvektoren zeigt;
Fig. 6 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Veränderung der Null-Phasenspannungs-Meßvorrichtung; und
Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Beispiels einer konventionellen Null-Phasenspannungs-Messung.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In Fig. 1 ist eine auf ein Drei-Phasen-Energiesystem angewendete Null-Phasenspannungsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Drei-Phasen-Energiesystem weist eine erste Leitung La einer Phase A, eine zweite Leitung Lb einer Phase B und eine dritte Leitung Lc einer Phase C auf.
Die Null-Phasenspannungsvorrichtung Z umfaßt einen Spannungssensor 11, welcher an einer drei Leitungen La, Lb und Lc vorgesehen ist, um die Erde/Leitungs-Spannung zu erfassen und ein erstes Erde/Leitungs-Spannungssignal S1 zu erzeugen. In dieser Ausführungsform wird das erste Erde/Leitungs-Spannungssignal S1, welches die Spannung zwischen der Leitung Lb und Erde angibt, erzeugt, da der Spannungssensor 11 an der zweiten Leitung Lb der Phase B vorgesehen ist. Ein optischer Sensor eines berührungslosen Spannungssensors wird als der Spannungssensor 11 in dieser Ausführungsform verwendet, aber jeder andere geeignete Sensor, wie ein Klemm-Spannungssensor, welcher die Erde/Leitungs-Spannung erfassen kann, ist verwendbar.
Die Null-Phasenspannungs-Meßvorrichtung Z umfaßt weiterhin einen Leitungs- Spannungssensor 13, welcher an zwei der Leitungen La, Lb und Lc angeschlossen ist, um eine Leitung/Leitung-Spannung zu erfassen und ein Leitung/Leitung-Spannungssignal S2 zu erzeugen. In dieser Ausführungsform wird das eine Spannung zwischen den Leitungen Lb und Lc angzeigende Leitungsspannungssignal S2 erzeugt, da der Leitungs-Spannungssensor 13 zwischen den zweiten und dritten Leitungen Lb und Lc vorgesehen ist. Ein Transformator mit einer an die Leitungen angeschlossenen primären Spule 13p und einer sekundären Spule 13s zum Ausgeben des Leitungsspannungssignals S2 wird in dieser Ausführungsform als der Leitungsspannungssensor 13 verwendet. Jeder andere geeignete Leitungsspannungssensor kann ungeachtet des Berührungs- oder berührungslosen Typs verwendet werden.
Ein Phasenschieber 15 ist vorgesehen, um die Phase des Spannungssignals S2 um einen vorbestimmten Winkel zu verschieben und erzeugt ein verschobenes Leitung/Leitung-Spannungssignal S3 in einer Weise, welche später anhand von Fig. 5 beschrieben wird.
Ein Multiplizierer 17 ist vorgesehen zum Multiplizieren des verschobenen Leitung/ Leitung-Spannungssignals S3 mit einem vorbestimmten Wert und erzeugt ein zweites Erde/Leitungs-Spannungssignal S4 an der Leitung Lb, wenn kein Erdschluß in dem Drei-Phasen-Energiesystem beobachtet wird, in einer Weise, welche anhand von Fig. 5 beschrieben wird.
Ein Subtrahierer 19 ist vorgesehen, um das zweite Erde/Leitungs-Spannungssignal S4 von dem ersten Erde/Leitungs-Spannungssignal S1 zu subtrahieren und erzeugt ein erstes Null-Phasensignal S5, welches die Null-Phasenspannung des Drei-Phasen-Systems anzeigt.
Ein Multiplizierer 21 ist vorgesehen zum Multiplizieren des ersten Null-Phasensignals S5 mit einem zweiten, vorbestimmten Wert und erzeugt ein zweites Null- Phasensignal S2, welches die Null-Phasenspannung des Drei-Phasen-Systems darstellt.
In Fig. 2A sind Spannungsvektoren des Drei-Phasen-Systems ohne Erdschluß gezeigt. Ein Punkt N ist ein neutraler Punkt der drei Leitungen La, Lb und Lc. Ein Vektor VBG, der an einem Punkt C beginnt und an einem Punkt B endet, zeigt die Leitung/Leitung-Spannung zwischen den Leitungen Lb und Lc an. Ein Vektor VAN, welcher in dem neutralen Punkt N beginnt und in einem Punkt A endet, zeigt die Erde/Leitungs-Spannung zwischen der Leitung La und Erde an. Ebenso zeigen ein Vektor VBN und ein Vektor VCN die Erde/Leitungs-Spainnung an den Leitungen Lb und Lc an. Es ist anzumerken, daß die Vektoren VAN, VBN und VCN so ausgeglichen sind, daß ihre Vektorsumme gleich Null ist, wenn das Drei-Phasen-System keinen Erdschluß aufweist, wie unten erläutert.
Da die Spannungsvektoren VAN, VBN und VCN den gleichen Betrag aufweisen und äquidistant phasenverschoben sind, bilden drei Punkte A, B und C ein gleichseitiges Dreieck, wobei der neutrale Punkt den Schwerpunkt bildet. Beim Addieren der Spannungsvektoren VAN, VBN und VCN ist das Ergebnis daher gleich Null, wie durch die folgende Gleichung ausgedrückt.
VAN + VBN + VAN = 0 (1).
In. Fig. 2B ist ein Fall, bei welchem eine Leitung, z. B. La, geerdet ist, gezeigt. Ein Punkt 0 zeigt das Erdpotential und folgt einem Halbkreis, dessen Durchmesser mit einem Leitungssegment AN übereinstimmt. Wenn der elektrische Widerstand zwischen der Leitung La und Erde Null ist, bewegt sich der Punkt O zu dem Punkt A. Wenn der elektrische Widerstand zwischen der Leitung La und Erde unendlich ist, so daß kein Erdschluß in dem Drei-Phasen-System vorhanden ist, bewegt sich der Punkt O zu dem Punkt N, wie in Fig. 2A gezeigt.
Ein Vektor VAO, welcher in dem Punkt O beginnt und in dem Punkt A endet, zeigt die Erde/Leitungs-Spannung auf der Leitung La an, wenn die La geerdet ist. Ebenso zeigt ein Vektor VBO, welcher in dem Punkt O beginnt und in dem Punkt B endet, und ein Vektor VCO, welcher in dem Punkt O beginne: und in dem Punkt C endet, die Erde/Leitungs-Spannungen an den Leitungen Lb und Lc an, wenn die Leitung La geerdet ist.
Ein Null-Phasenspannungsvektor VO wird durch Summieren dieser Vektoren VAO, VBO und VCO erhalten, wie durch die folgende Gleiclhung ausgedrückt:
VO = VAO + VBO + VCC) (1).
Da
VNO = VAO - VAN (2)
VNO = VBO - VBN (3)
VNO = VCO - VCN (
ist, wird die folgende Gleichung erhalten
3VNO = VAO + VBO + VCO (5).
Somit kann der Null-Phasenspannungsvektor V0 durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden.
VO = VAO + VBO - VCO (6)
= 3 · VNO
Diese beschriebenen Beziehungen sind in Fig. 3 dargestellt.
Da der Vektor VNO durch Subtrahieren des Vektors VBN von dem Vektor VBG erhalten wird, wie in der Gleichung (3) gezeigt, kann die Gleichung (6) durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden.
VO = 3 · (VBO - VBN) (7)
In Fig. 4 sind die Vektoren VNQ, VBN, VBO und VBC gezeigt. Wie am besten in Fig. 2B gezeigt, weisen die Vektoren VBN und VBC einen Winkel von π/6 auf, da das Dreieck ABC ein gleichseitiges Dreieck mit dem Schwerpunkt indem Punkt N ist. Der Vektor VBN eilt dem Vektor Vac um einen Winkel π/6 nach und hat einen Betrag vom 1 3-fachen desjenigen des Vektors VBC. Somit kann der Vektor VBN erhalten werden durch Verzögern des Vektors VBC, um einen Winkel π/6 und Multiplizieren des Betrages des Vektors VBC mit 1/ 3.
In Fig. 1 ist die Wirkungsweise der Null-Phasenspannungs-Meßvorrichtung Z beschrieben. Der Spannungssensor 11 erzeugt das Erde/Leitungs-Spannungssignal S1(VBO). Der Leitung/Leitung-Spannungssensor 13 erzeugt das Leitung/Leitung- Spannungssignal S2(VBC), welches die Spannung zwischen den Leitungen Lb und Lc darstellt. Der Phasenschieber 15 verzögert die Phase des Signales S2(VBC) um π/6 und erzeugt das verschobene Leitung/Leitung-Spannungssignal S3, dessen Phase die gleiche wie diejenige des zweiten Erde/Leitungs-Spannungssignals S4 (VSN) ist. Der Multiplizierer 17 multipliziert das verschobene Leitung/Leitung- Spannungssignal S3 mit 1/ 3 und erzeugt das zweite: Erde/Leitungs-Spannungssignal S4 (VBN). Das zweite Erde/Leitungs-Spannungssignal S4 (VBN) wird durch den Subtrahierer 19 von dem ersten Erde/Leitungs-Spannungssignal S1 (VBO) subtrahiert, um das erste Nulf-Phasensignal S5 (VBO - VBN) zu erzeugen. Weiterhin multipliziert der Multiplizierer 21 das erste Null-Phasensignal S5 (VBO - VBN) mit Drei und erzeugt das zweite Null-Phasensignal S2 (3 · (VBO - VBN)). Somit wird das Null-Phasenspannungssignal S2 (VO) nur basierend auf dem ersten Erde/Leitungs- Spannungssignal S1 und dem Leitung/Leitung-Spannungssignal S2 erhalten.
Weiterhin kann die vorliegende Erfindung eine Null-Phasenspannung des Drei- Phasen-Energiesystems durch Messen der Erde/Leitungs-Spannung an jeder der Leitungen La, Lb und Lc und Messen einer Leitung/Leitung-Spannung zwischen zwei der drei Leitungen La, Lb und Lc messen, was nachfolgend beschrieben wird. In Fig. 5 sind die Beziehungen zwischen den Spannungsvektoren gezeigt. Ein Vektor VAB zeigt die Leitung/Leitung-Spannung zwischen den Leitungen La und Lb an. Ein Vektor VCA zeigt die Leitung/Leitung-Spannung zwischen den Leitungen Lc und La an. Die Vektoren VAB, VBC und VCA sind ebenfalls gezeigt, um in jedem der Punkte A, B und C für die Unterstützung beim Erläutern der Beziehung der Vektoren zu beginnen.
Aus Fig. 5 werden die folgenden Gleichungen erhalten.
VAN = VBN = VCN (8)
VAN · cos π/6 = 1/2 · VAB (9)
VBN x cos π/6 = 1/2 · VBG (10)
VAN x cos π/6 = 1/2 · VCA (11).
Da cos π/6 = 3/2 ist, können die Gleichungen (8), (9), (10) und (11) ausgedrückt werden durch die folgende Gleichung
VAN = VBN = VCN = VAB · 1/ 3 = VBC · 1/ 3 = VCA · 1/ 3
Der Vektor VAB eilt dem Vektor VAN π/6 voraus, π/6 (π/6 + 4π/6) bezogen auf den Vektor VBN, und 9π/6 (π/6 + 4π/6 + 4π/6) bezogen auf den Vektor VCN.
Der Vektor VBC eilt dem Vektor VBN π/6 voraus, 5π/6 (π/6 + 4π/6) bezogen auf den Vektor VCN, und 9π/6 (π/6 + 4π16 + 4π/6), bezogen auf den Vektor VAN.
Der Vektor VCA eilt dem Vektor VCN π/6 voraus, 5π/6 (π/6 + 4π/6) bezogen auf den Vektor VAN und 9π/6 (π/6 + 4π/6 + 4π/6), bezogen auf den Vektor VBN.
In Tabelle 1 sind die Phasenwinkel der Leitung/Leitung-Spannungsvektoren VAB, VBC und VCA, welche den entsprechenden Erde/Leituncis-Spannungsvektoren VAN, VBN und VCN vorauseilen, die erforderlich sind, um das verschobene Leitung/ Leitung-Spannungssignal S3 mit den Phasen in Ausrichtung mit denjenigen der Spannungsvektoren VAN, VBN und VCN zu erhalten, gezeigt. Tabelle 1
Ein Beispiel zum Berechnen des Null-Phasenspannungsvektors VO basierend auf Tabelle 1 in dem Fall, daß der Spannungssensor 11 an der Leitung La angebracht ist und der Erde/Leitungs-Spannungsvektor VAC dadurch erhalten wird, wird nachfolgend erläutert.
Wie sich aus der Tabelle 1 ergibt, wird der Null-Phasenspannungsvektor VO, wenn die Spannungssensoren 11 und 13 an der Leitung La und zwischen den Leitungen La und Lb gesetzt sind, ausgedrückt durch die Gleichung
VO = 3 · (VAO - VAN)
Der Vektor VAN wird erhalten durch Verzögern des Vektors VAB um einen Winkel rrl6 und Multiplizieren des Betrages des Vektors VAB mit 1/ 3
Wenn die Spannungssensoren 11 und 13 an der Leitung La und zwischen den Leitungen Lb und Lc gesetzt sind, wird der Null-Phasenspannungsvektor V0 ausgedrückt durch die Gleichung
VO = 3 · (VAO - VAN).
Der Vektor VAN wird erhalten durch Verzögern des Vektors VBC um einen Winkel 9π/6 und Multiplizieren des Betrages des Vektors VBG, mit 1/ 3.
Wenn die Spannungssensoren 11 und 13 an der Leitung La und zwischen den Leitungen Lc und La gesetzt sind, wird der Null-Phasenspannungsvektor VO ausgedrückt durch die Gleichung
VO = 3 · (VAO - VAN)
Der Vektor VAN wird erhalten durch Verzögern des Vektors VCA um einen Winkel 5π/6 und Multiplizieren des Betrages des Vektors VCA mit 1/ 3.
Als nächstes wird in dem Fall, in dem der Spannungssensor 11 an der Leitung Lb gesetzt ist, der Null-Phasenspannungsvektor VO entsprechend der Position des Leitung/Leitung-Spannungssensors 13 durch die folgende Gleichung ausgedrückt.
VO = 3 · (VBO - VBN).
Der Vektor VBN wird erhalten durch Verzögern des Vektors VAB um einen Winkel 5π/6 und Multiplizieren des Betrages des Vektors VAB mit 1/ 3 durch Verzögern des Vektors VBC um einen Winkel π/6 und Multiplizieren des Betrages des Vektors VBC mit 1/ 3 und durch Verzögern des Vektors VCA um 9π/6 und Multiplizieren des Betrages des Vektors VCA mit 1/ 3
Weiterhin wird der Null-Phasenspannungsvektor VO in dem Fall, in dem der Spannungssensor 11 an der Leitung Lc gesetzt ist, entsprechend der Position des Leitung/Leitung-Spannungssensors 13 durch die folgernde Gleichung ausgedrückt.
V~ = 3 · (VCO - VCN)
Der Vektor VCN wird erhalten durch Verzögern des Vektors VAB um einen Winkel 9π/6 und Multiplizieren des Betrages des Vektors VAEI mit 1/ 3, durch Verzögern des Vektors VBC um einen Winkel 5π/6 und Multiplizieren des Betrages des Vektors VBC mit 1/ 3 und durch Verzögern des Vektors VCA um π/6 und Multiplizieren des Betrages des Vektors VCA mit 1/ 3.
Es ist überflüssig, anzumerken, daß anstelle des Verzögerns des Vektors um die Winkel von π/6, 5π/6 und 9π/6 ein Vorlauf des Vektors um die Winkel 11π/6, 7π/6 und 3π/6 zu dem gleichen Ergebnis führt. Wie aus dem Obigen deutlich wird, kann die Null-Phasenspannungs-Meßvorrichtung Z die Null-Phasenspannung durch Setzen des Leitung/Leitung-Spannungssensors 13 zwischen zwei der drei Leitungen La, Lb und Lc und Setzen des Spannungssensors 11 an einer der drei Leitungen messen.
In Fig. 6 ist eine Abwandlung der Null-Phasenspannungs-Meßvorrichtung Z' gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform gezeigt. In der Null-Phasenspannungs-Meßvorrichtung Z' wird der Leitung/Leitung-Spannungssensor 13 durch einen Leitung/Leitung-Spannungssensor 23 mit einem ersten Kondensator C1, einem zweiten Kondensator C2 und einem dritten Kondensator C3 ersetzt, welche miteinander in Reihe geschaltet sind. Der Phasenschieber 15 ist an eine Leitung zwischen den ersten und zweiten Kondensatoren C1 und C2 und an eine Leitung zwischen den zweiten und dritten Kondensatoren C2 und C3 angeschlossen und verwendet das Leitung/Leitung-Spannungssignal S2 proportional zu der Leitung! Leitung-Spannung zwischen den Leitungen Lb und Lc. Da der weitere Aufbau und die Wirkungsweise dessen die gleiche sind wie derjenige der Null-Phasenspannungs-Meßvorrichtung Z gemäß der oben beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform wird zur Abkürzung auf die weitere Erläuterung verzichtet.
Wie aus dem Obigen deutlich wird, kann die Null-Phasenspannungs-Meßvorrichtung Z die Null-Phasenspannung durch Setzen des Leitung/Leitung-Spannungssensors 13 zwischen zwei der drei Leitungen La, Lb und Lc und Setzen des Spannungssensors 11 an einer der drei Leitungen messen. Da die vorliegende Erfindung nicht zwei optische Spannungssensoren, sondern nur einen benötigt, werden eine Kostenverringerung und eine Verbesserung der Vorbereitung der Messung wie das Setzen der Sensoren an den Leitungen und Korrektur der Meßvorrichtung verwirklicht.

Claims

1. Null-Phasen-Spannungs-Meßvorrichtung (Z) zum Messen der Null-Phasenspannung eines Dreiphasen-Energiesystems mit drei Energieleitungen (La, Lb und Lc), wobei die Vorrichtung (Z) umfaßt:

eine erste Spannungserfassungseinrichtung (11) zum Erfassen einer Erde/Leitungs- Spannung (VAO, VBO, VCO) welche eine gegenwärtig erhaltene Spannung zwischen der Erde (O) und einer der drei Energieleitungen (La, Lb und Lc) darstellen;

eine Spannungsberechnungseinrichtung (15 und 17); und

eine Vektor-Subtraktionseinrichtung (19);

dadurch gekennzeichnet, daß

eine zweite Spannungserfassungseinrichtung (13) vorgesehen ist zum Erfassen einer Leitungs/Leitungs-Spannung (VAB, VAC, VBO), welche eine gegenwärtig erhaltene Spannung zwischen zweien der drei Energieleitungen (La, Lb und Lc) darstellen;

wobei die Spannungsberechnungseinrichtung (15 und 17) eine ideale Erde/Leitungs-Spannung (VAN, VBN, VCN) berechnet, welche eine Spannung zwischen Erde (O) und einer der drei Energieleitungen (La, Lb und Lc) darstellt, wenn kein Erdschluß vorhanden ist, basierend auf der Leitung/Spannung;

wobei die Vektor-Subtraktionseinrichtung (19) vorgesehen ist zum Subtrahieren der idealen Erde/Leitungs-Spannung (VAN, VBN, VCN) von der Erde/Leitungs-Spannung (VAO, VBO, VCO) zum Erzeugen eines Null-Phasenspannungssignals (S5); und daß eine Multipliziereinrichtung (21) vorgesehen ist zum Multiplizieren des Null- Phasenspannungssignals (S5) mit drei.

2. Null-Phasenspannungs-Meßvorrichtung (Z) nach Anspruch 1, bei welcher die Spannungsberechnungseinrichtung (15 und 17) umfaßt:

eine Phasenverschiebeeinrichtung (15) zum Verschieben der Phase der Leitungs/ Leitungs-Spannung (VAB, VAC, VBC) um einen vorbestimmten Winkel zum Erzeugen eines Phasen-angepaßten Spannungssignals (S3) mit einer Phase, welche an der Phase der idealen Erde/Leitungs-Spannung (VAN, VBN, VCN) ausgerichtet ist; und

einer zweiten Multipliziereinrichtung (17) zum Multiplizieren des phasen-angepaßten Spannungssignals (S3) mit 1/ 3 zum Erzeugen der idealen Erde/Leitungs-Spannung.

3. Null-Phasenspannungs-Meßvorrichtung (Z) nach Anspruch 2, bei welcher der vorbestimmte Winkel von einem von π/6, Sπ/6 und 9π/6 selektiert wird.

4. Null-Phasenspannungs-Meßvorrichtung (Z) nach Anspruch 1, bei welcher die Leitungs/Leitungs-Spannungserfassungseinrichtung (13) einen Transformator mit einer primären Spule (13p) umfaßt, welche an zwei der drei Energieleitungen (La, Lb und Lc) angeschlossen ist, und eine sekundäre Spule (13s), welche an die Spannungs-Berechnungseinrichtung (15 und 17) angeschlossen ist.

5. Null-Phasenspannungs-Meßvorrichtung (Z') nach Anspruch 1, bei welcher die Leitungs/Leitungs-Spannungserfassungseinrichtung (13) einen ersten (C1), einen zweiten (C2) und einen dritten (C3) Kondensator umfaßt, die in Reihe angeschlossen sind, wobei die Reihenschaltung zwischen zwei der drei Energieleitungen (La, Lb und Lc) angeschlossen ist und der zweite Kondensator (C2) ebenfalls an die Spannungsberechnungseinrichtung (15 und 17) angeschlossen ist.