FI108894B

FI108894B - Förfarande för identifierande av ett uppkommande felställe eller ett feluttag eller en förgrening i ett elnät exempelvis i ett kompenserat nät

Info

Publication number: FI108894B
Application number: FI20002097A
Authority: FI
Inventors: Ari Nikander
Original assignee: Abb Substation Automation Oy
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2002-04-15
Also published as: EP1195875A3; FI20002097A0; EP1195875A2

Claims

1. Förfarande för detektering i ett elnät av en utgäng som häller pä att bli eller är defekt, säsom en radial eller ringkopplad utgäng eller en tili en utgäng kopplad förgrening exempelvis i ett kompenserat nät, varvid 5. firän elnätet mäts en första parametergrupp för bestämning av en förändring i en j ordslutningsström, - elnätets avstämning ändras i en första riktning, - frän elnätet mäts i ett i den första riktningen ändrat avstämningsläge ätminstone en andra parametergrupp för bestämning av förändringen i jordslutningsströmmen, 10 kännetecknat av att - pä basis av ätminstone den första parametergruppen och ätminstone en andra parametergrupp beräknas förändringen i jordslutningsströmmen, och - den utgäng eller förgrening som häller pä att bli eller är defekt detekteras pä basis av ätminstone en beräknad förändring i jordslutningsströmmen. IS

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att efter mätningen av de andra parametergruppema : ’·· - ändras elnätets avstämning i en annan riktning, '. ’ 1 - hän elnätet mäts i ett i den andra riktningen ändrat avstämningsläge ätminstone en ' · · · ’ tredj e parametergrupp för bestämning av förändringen i jordslutningsströmmen, 20. pä basis av ätminstone en tredje parametergrupp och ätminstone en första och/eller * · ;;; en andra parametergrupp mäts förändringen i jordslutningsströmmen, och * » - den utgäng eller förgrening som häller pä att bli eller är defekt detekteras med hjälp • . av den beräknade förändringen i jordslutningsströmmen.

»· · ' . 3. Förfarande enligt patentkrav 2, kännetecknat av att avstämningen ändras sä, att tili , · · ’ 25 de mätta parametergruppema hör ätminstone en parametergrupp, som är mätt i ett över- ,.· kompensationstillständ, och ätminstone en parametergrupp, som är mätt i ett under- » · · kompensationstillständ. 108894

4. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att - jordspolens avstämning i nätets stjämpunkt ändras, vilket medför en förändring i 5 nollspänningen, -den utgäng som häller pä att bli eller är defekt bestäms genom att beräkna förändringen AIei i jordslutningsströmmen med tvä successiva kompensationsavstämningsvärden (a, b), och sävida förändringen Alei i jordslutningsströmmen väsentligt avviker frän noll, konstateras utgängen vara 10 defekt, eller genom att beräkna utgängens läckageresistans med hjälp av kompensationsavstämningsförändringen.

5. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att för vaqe utgäng i beräknas förändringen i jordslutningsströmmen medelst följande formler: A/e, = |Lb | sin <pu<fi - \lela | sin φυ^ (29)

15 AIei =|Zoii|sin^/o)t-Imi-^p- |(Zoa|-\ΐοφϊηφ1οώ +Im —^- |£/0fl| (30), \AU.o J \ALLo J • · « t · · . ·, : väri . · · ·: Ieia = utgängens i j ordslutningsström vid avstämningen a, * · t ;' ‘. Ieib = utgängens i j ordslutningsström vid avstämningen b, • » · q>UvFa = fasvinkeln för spänningen i den defekta fasen i förhällande tili noll-’· ” 20 spänningen vid avstämningen a, ·;·’ <pUvn = fasvinkeln för spänningen i den defekta fasen i förhällande tili noll- * · ;,, ‘ spänningen vid avstämningen b, Ioia = utgängens i strömsumma vid avstämningen a, ; " Ioib = utgängens i strömsumma vid avstämningen b, ! * * 108894 <p/oto = fasvinkeln för utgängens i strömsumma i förhällande tili nollspänningen vid avstämningen a, φ 7 = fasvinkeln för utgängens i strömsumma i förhällande tili nollspänningen vid avstämningen b, 5 ΔΙοί = förändringen i utgängens i strömsumma, AUo = förändringen i nätets nollspänning som en följd av avstämnings-förändringen, Uoa = nätets nollspänning vid avstämningen a, och Uob = nätets nollspänning vid avstämningen b. 10

6. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att med hjälp av de mätta fasspänningama och nollspänningen AU0 = U_m - UQ '(formel 10) identifieras den defekta fasen, den defekta fasens felresistans Rf beräknas för vaije utgäng medelst 15 formeln • · · i KTT \ f KTT ^ Rf - Re-- - Re-=5- , van ί * * * * * Rf = utgängens i felresistans > I AUvf = förändringen i spänningen mellan den defekta fasen och jorden som en . ; 20 följd av kompensationsavstämningsförändringen ,··’ Aio = förändringen i utgängens strömsumma som en följd av kompensations- • * · , * , avstämningsförändringen i » • · !,. * AUo = nollspänningens förändring efler kompensationsavstämningsförändringen ·’ Bo= den sammanräknade jordsusceptansen av utgängens i tre faser * » “ 25 (jordadmittansens imaginärdel) 1 » » > I 1 08894

7. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat avatt det absoluta värdet \AUq\ = \U02 ~U0l\ för nollspänningens förändring beräknas i vektorform i nätets förändringstillständ, varvid Uoi = den mätta 5 nollspänningen före förändringen och U02 = den mätta nollspänningen efter förändringen, det beräknade värdet |Af/0j jämförs med ett förutbestämt tröskelvärde |AfZo| - Uok 5 sävida nollspänningens förändring är större än tröskelvärdet, päböqas 10 identiiieringen av den utgäng eller förgrening som häller pä att bli eller är defekt, och den utgäng eller förgrening som häller pä att bli eller är defekt detekteras f AI λ med hjälp av förtecknet för jordadmittansens imaginärdel Im ~°' , varvid \MJ0) ett positivt förtecken avser en defekt utgäng, eller 15 med hjälp av riktningen för förändringen av strömsummans reaktiv- eller : effektivkomponent. 4

» * * * · ' * * · ‘ 8. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att den utgäng som häller pä att bli * · · '· ’·' eller är defekt detekteras med hjälp av riktningen för förändringen av strömsummans • # ;;;' reaktivkomponent enligt följ ande * · ·

20 AI0li =\l02i - I0V\sm(<pJoi-<pUo)<0 frisk utgäng (14) • I » * t * % * * · V\: Δ/0ή, = | Lm - ίου I sin^/o, - <Pu«):> 0 -> defekt utgäng (15) « » · ! t :..Γ Φ/0, = arg(A/0/) = arg(/02, -Z0i,) (18) 108894 Φι/0 = argto) = argfeoi ~ ^01) (19) van ΔΙοη - fbrändringen i utgängens i strömsummas reaktivkomponent 5 Ion = utgängens i strömsumma före fbrändringen Io2i = utgängens i strömsumma efter fbrändringen U01 = nollspänningen före fbrändringen U02 = nollspänningen efter fbrändringen φ/ο. = fasvinkeln för strömsummans förändringsvektor ΔΙοί i 10. fasvinkeln för nollspänningens förändringsvektor AUo.

9. Förfarande enligt patentkrav 7 kännetecknat av att den utgäng som häller pä att bli eller är defekt detekteras med hjälp av riktningen för fbrändringen av strömsummans effektivkomponent enligt följande

15 AI0pi = |/02ί - 701ί I cos(^/o( -<pUo)>0 -> frisk utgäng (16) * * * Δίορί ~ \l02i ~LouIc°s(^/oj -<PUo)< 0 -> defekt utgäng (17) * I # * I C·· Φ/ο,=Kg(AI0i) = aig(lQ2i-I0U) (18) * » I · I Φί/0 =arg(At/0) = argfeo2-^oi) (19) * » ;" ’; väri » f*. 20 ΔΙορί = fbrändringen i utgängens i strömsummas effektivkomponent 108894 Ion = utgängens i strömsumma före förändringen Io2i = utgängens i strömsumma efter förändringen Uoi = nollspänningen före förändringen U02 = nollspänningen efter förändringen 5 φ/ο. = fasvinkeln för strömsummans förändringsvektor Aloi Φυ = fasvinkeln för nollspänningens förändringsvektor AUo.

10. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att den defekta utgängen detekteras genom att observera förtecknet för imaginärdelen av utgängens i jordadmittans (Yoi) enligt följande: f AI λ

10 Im<0 frisk utgäng (20) \&U.o) (ai λ Im ~°' >0 -> defekt utgäng (21) • · · . ·: ·. väri • * · *,' · · Aloi = förändringen i utgängens i strömsumma •...: AUo = nollspänningens förändring. • · . . 15 11. Förfarande enligt patentkrav 7 för detektering av uppkomsten av en defekt • » · ‘ ringkopplad utgäng i ett elnät, kännetecknat av att den ringkopplade utgäng (AB) som [· häller pä att bli eller är defekt detekteras med hjälp av riktningen för förändringen av ;, / totalströmsummans Qoa + Iob) reaktivkomponent enligt följande:

20 AI0ABp = |A/0ilB|cos(p/Me -<pUo)>0 frisk ring (27) 108894 Δ/O ΑΒρ = \&Loab I cos (<p,BAB -<pUo)<0 -> defekt ring (28) ALoAB = (LoA2 + L.0B2 ) - (j-OAl + Zotfl) @6) \ <?ΙοΜ=«*β(ΔΙολβ) Φί/ο =argfeo2-^Ol) 5 väri ΔΙοαβι = förändringen i totalströmsummans Qoa + Ϊοβ) reaktivkomponent i den ringkopplade utgängen ΔΙοαβ “ förändringen i den ringkopplade utgängens totalströmsumma (Ioa + Iob) Uoi - nätets nollspänning före förändringen 10 U02 = nätets nollspänning efter förändringen . ’ ·.. Ioai = ringutgängens A strömsumma före nollspänningens förändring ' · : Iobi = ringutgängens B strömsumma före nollspänningens förändring •,,, · Ioa2 = ringutgängens A strömsumma efter nollspänningens förändring •,' · · !ob2 = ringutgängens B strömsumma efter nollspänningens förändring 15 φΙοΑΒ = fasvinkeln för vektom ΔΙοαβ = fasvinkeln för vektom AUol. t · · * · · • ·

12. Förfarande enligt patentkrav 7 för detektering av uppkomsten av en defekt : ’ *.: ringkopplad utgäng i ett elnät, kännetecknat av att den ringkopplade utgäng (AB) som häller pä att bli eller är defekt detekteras med hjälp av riktningen för förändringen av : *. 20 totalströmsummans (Ioa + Iob) effektivkomponent enligt följande ΔΙ0ΛΒΡ = \ΔΙοαβ I c°s{<Pi0AB - <Ρυ0)> 0 “► frisk ringutgäng (27) 108894 ! 45 I ΔΙ0ΑΒρ =|A/0^|cos(^-<pUo)<0 -* defektringutgäng (28) | ! ΔΙ.ΟΑΒ = (loA2 + LoB2 ) ~ (loAl + 1-OBI) (24) Ψ/ο^ =κ%(Δ1_οαβ) (25) Φ(/0 =arsfo)2 ~U.oi) (26) 5 väri ΔΙοαβρ = förändringen i totalströmsummans (Ioa + Iob) effektivkomponent i den ringkopplade utgängen ΔΙοαβ = förändringen i den ringkopplade utgängens totalströmsumma (Ioa + Iob) U01 = nätets nollspänning före förändringen

10 U02 = nätets nollspänning efter förändringen ·, Ioai = ringutgängens A strömsumma före nollspänningens förändring Iobi = ringutgängens B strömsumma före nollspänningens förändring • · ·. I0A2 = ringutgängens A strömsumma efter nollspänningens förändring 1. j I0B2 = ringutgängens B strömsumma efter nollspänningens förändring * · 15 φΙοΑ£ = fasvinkeln för vektom ΔΙοαβ « · '···' = fasvinkeln för vektom AUo. * · I · I • * · * · ·*": 13. Förfarande enligt patentkrav 7 för detektering av uppkomsten av en defekt ,· ] : ringkopplad utgäng i ett elnät, kännetecknat av att den ringkopplade utgäng (AB) som * » .···. häller pä att bli eller är defekt detekteras med hjälp av totalströmsumman (Ioa + Iob) 20 med hjälp av förtecknet för den beräknade jordadmittansens imaginärdel enligt följande • *» 108894 j 46 ( AI λ Im ~0AB <0 -> frisk utgäng \Δ£/0; (AI ' Im —>0 -> defekt utgäng \Δ^ο J ΔΖθΛ5 = Uo^2 + —02J2 ) ~ (ΖθΛ1 + —051) (24) AC/0= ¢/02-^01 5 väri ΔΙοαβ = förändringen i den ringkopplade utgängens totalströmsumma (Ioa + Iob) U01 = nätets nollspänning fore förändringen U02 = nätets nollspänning efter förändringen IoAi - ringutgängens A strömsumma före nollspänningens förändring ·. 10 Iobi = ringutgängens B strömsumma efter nollspänningens förändring • · · . ·: ·. !oa2 = ringutgängens A strömsumma efter nollspänningens förändring • · ·. I0B2 = ringutgängens B strömsumma efter nollspänningens förändring. » · » · ' 14. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat vidare av att i i 15. den defekta fasen identifieras med hjälp av de mätta fasspänningama och ': * nollspänningen AUo = Uom - Ho' (formel 6 eller 10), • ” - den defekta fasens felresistans Rfi beräknas för vaije utgäng i medelst formeln |Δ/0ι I sin <Ρι0Ι + Bot |ΔΗο I v . 108894 UVF = spänningen mellan den defekta fasen och jorden = fasvinkeln mellan den defekta fasens spänningsvektor Uvf och vektom AUo Ajoi = fbrändringen i utgängens i strömsumma som en följd av nollspänningens 5 förändring φ, = fasvinkeln mellan vektoreina ΔΙοϊ och ÄUo I i Qj — Boi = den sammanräknade jordsusceptansen av utgängens i tre faser (jord-admittansens imaginärdel), 10. som defekt utgäng tolkas den utgäng, vars felresistans (RfO är mindre (Rfi < RFk) än ett inställt tröskelvärde (RfiO, och - i fall av ett fel med liten felresistans (felresistansen exempelvis under 1 kZ) jämförs utgängamas uppmätta Rpi-värden och som defekt utgäng väljs den vars felresistans är den minsta. 15 15. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven för bestämning av : ’ · · isolationstillständet hos en ringkopplad utgäng i ett elnät, kännetecknat vidare av att • · · • * · ;*. - den defekta fasen identifieras medelst de uppmätta fasspänningama och • · * nollspänningen AU0 = Uom - U0' (formel 6 eller 10), - felresistansen Rpi hos den defekta fasen beräknas för varje ringkopplad utgäng I · 20 medelst formeln » · · ·;;;.· R (5. : r' |A/0^,e|sin<p/oJJ> + Β0,|Δί/0| :·. väri 1 · · m0=u0M-u0' (6> 108o94 ΔΙοΑΒ = (ΐθΛ2 + ΙθΒ2 ) - (loAl + LoBl) (?) Ψυ0 = argfeoil/ - Ho) > 9/^ = arg(^o^)-<Pu0 (8) RFi = ringutgängens i felresistans Uo’ = nätets nollspänning fore forändringen 5 Uom= nätets nollspänning efter forändringen Ioai = ringutgängens A strömsumma före nollspänningens förändring Jobi = ringutgängens B strömsumma före nollspänningens förändring Ioa2 = ringutgängens A strömsumma efter nollspänningens förändring Job2 = ringutgängens B strömsumma efter nollspänningens förändring | 10 tyy = fasvinkeln för vektom AUo t φΙοΛΒ = fasvinkeln mellan vektoreina AIoab och AUo Bor = den sammanräknade jordsusceptansen av den ringkopplade utgängen (figur 3: A+B) (summan av tre faser). * * · » · · 15 16. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven i ett kompenserat nät, kännetecknat vidare av att > » · • * * :" *; - fasspänningama bestäms i vektorform, och som defekt tolkas den fas vars fasspänningsvinkel befinner sig inom ett visst :''.: förutbestämt omräde i förhallande tili nollspänningens förändringsvektor AUo. ψ • ·» · * · • · · »