FI118492B

FI118492B - Järjestelmä ja menetelmä maasulkuvian sijainnin määrittämiseksi

Info

Publication number: FI118492B
Application number: FI20055232A
Authority: FI
Inventors: Janne Altonen; Ari Wahlroos
Original assignee: Abb Oy
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2007-11-30
Also published as: RU2416804C2; EP1724597A3; CN1866043B; FI20055232A0; EP1724597B1; FI20055232A; RU2006115851A; EP1724597A2; US7514933B2; CN1866043A; US20060291113A1

Description

118492 Järjestelmä ja menetelmä maasulkuvian sijainnin määrittämiseksi

KEKSINNÖN ALA

Keksintö liittyy yksivaiheisten maasulkuvikojen paikallistamiseen 5 sähköverkoissa.

KEKSINNÖN TAUSTA

Maasulkuvikojen paikallistaminen on haastava tehtävä. On monia tekijöitä, jotka heikentävät laskettujen vian sijaintiestimaattien tarkkuutta. Jakeluverkoilla on joitakin tiettyjä piirteitä, jotka edelleen monimutkaistavat ja haas-10 tavat vian paikallistamisalgoritmeja. Nämä käsittävät esim. johtojen epähomo-geenisuuden, sekä sivuhaarojen ja kuormaottojen läsnäolon.

Eräs tärkeä tekijä, joka vaikuttaa impedanssipohjaisten vian paikal-listamisalgoritmien tarkkuuteen, on kuormavirran ja vikaresistanssin yhdistetty vaikutus. Myös vaiheen ja maan väliset kapasitanssit korkean impedanssin 15 kautta maadoitetuissa järjestelmissä, erityisesti suojattujen syöttöjohtojen, heikentävät impedanssimittausten tarkkuutta.

Vian paikallistamisalgoritmit tyypillisesti hyödyntävät joko deltasuu-reita (vikatila miinus terve tila) tai symmetrisiä komponentteja kuormavirran ja vikaresistanssin vaikutusten kompensointiin. Tekniikan tason mukaisissa algo-: 20 riimeissä kuormakompensointi on tyypillisesti kohdistettu vain virtasuureisiin.

··*.·.' Useat tekniikan tason mukaiset menetelmät pohjautuvat oletukseen, että kuorma on liitetty syöttöjohdon päätepisteeseen eli kuorma sijaitsee aina / / vikakohdan takana. Jos näin on, niin vikaestimaatti on tarkka. Valitettavasti • · · todellisissa keskijännitesyöttöjohdoissa tämä olettamus on harvoin oikein. Itse ί·ί : 25 asiassa, johtuen jännitteenaleneman huomioinnista, kuormat tyypillisesti sijait- sevat joko syöttöjohdon alussa tai ovat enemmän tai vähemmän satunnaisesti jakautuneita syöttöjohdon koko pituudelle. Tällaisissa tapauksissa tekniikan tason mukaisten vian paikallistamisalgoritmien tarkkuus heikentyy.

:***: Julkaisu US 4,313,169 tuo esiin vian havaintojärjestelmän vikapai- • * · ./ 30 kan paikallistamiseksi. Esiin tuotu ratkaisu perustuu viasta seuraavien voiman- siirtojohdon jännitteen ja virran muutosten tarkkailuun ja vikaetäisyyden las- • ♦ *·"’ kentaan käyttäen muutoksia ja johtovakioita.

*:**: Julkaisu US 4,996,624 tuo esiin vian paikallistamismenetelmän sä- ·:··: teittäisille siirto- ja jakelujärjestelmille. Menetelmässä määritetään ensin myö- 35 täimpedanssi ja sitten sitä käytetään vikaetäisyyden määrittämiseen.

2 118492 Näihin ratkaisuihin liittyvä ongelma on se, että niiden soveltaminen on rajoitettu vain tehollisesti tai alhaisen impedanssin kautta maadoitettuihin järjestelmiin. Tästä syystä niitä ei voida soveltaa korkean impedanssin kautta maadoitettuihin verkkoihin.

5 KEKSINNÖN LYHYT SELOSTUS

Keksinnön tavoitteena on siten kehittää menetelmä ja menetelmän toteuttava laitteisto siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua tai että niitä saadaan ainakin lievitettyä. Keksinnön tavoitteet saavutetaan järjestelmällä, menetelmällä ja tietokoneella luettavissa olevalla tallennusvälineellä, joille 10 on tunnusomaista se, mitä sanotaan itsenäisissä patenttivaatimuksissa 1, 4, 12, 15 ja 21. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

Keksintö perustuu ajatukseen kompensoida virheet, jotka kuormitus yhdessä vikaresistanssin kanssa synnyttää, sekä jännite että virtasuureissa, 15 kun käytetään impedanssipohjaista vian paikallistamista.

Keksinnön etuna on se, että se mahdollistaa yksivaiheisten maasul-kuvikojen paikallistamisen maasta erotetuissa, kompensoiduissa (Petersenin kela), impedanssin kautta maadoitetuissa ja tehollisesti maadoitetuissa verkoissa myös, kun kuorma ei ole yksinomaan liitetty johdon päähän tai kun vika-20 resistanssilla on suuri arvo.

• ·

!:/ KUVIOIDEN LYHYT SELOSTUS

• · i

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yh-/ / teydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista: t i t j,!t; Kuvio 1 on kaavio esittäen sähköverkon, jossa keksintöä voidaan “•J 25 käyttää.

* · • ·

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS

Keksinnönmukaisen menetelmän ja järjestelmän käyttöä ei ole rajoi- • .···. tettu mihinkään tiettyyn järjestelmään vaan niitä voidaan käyttää erilaisten kol- ,/* mivaiheisten sähköjärjestelmien yhteydessä määrittämään maasulkuvian si- • · 30 jainti sähköverkon kolmivaiheisella sähköjohdolla. Sähköjohto voi olla esimer-kiksi syöttöjohto. Sähköverkko voi olla esimerkiksi sähkön siirto- tai jakeluverk-·:··· ko tai tällaisten komponentti. Lisäksi keksinnön käyttöä ei ole rajoitettu järjes- telmiin, jotka käyttävät 50 Hz tai 60 Hz perustaajuuksia tai mihinkään tiettyyn jännitetasoon.

118492 3

Kuvio 1 on kaavio esittäen sähköverkkoa, johon keksintöä voidaan soveltaa. Kuvio esittää vain keksinnön ymmärtämisen kannalta välttämättömiä komponentteja. Esimerkkiverkko voi olla keskijännitejakeluverkko (esim. 20 kV), jota syötetään sähköaseman kautta, joka käsittää muuntajan 10 ja kiskos-5 ton 20. Verkko käsittää myös sähköjohtolähtöjä eli syöttöjohtoja, joista yksi 30 on esitetty erikseen. Muihin mahdollisiin syöttöjohtoihin kuten myös muihin verkon osiin, paitsi johtoon 30, viitataan termillä ’taustaverkko’. Kuvio esittää myös suojareleyksikön 40 johdon 30 alussa ja maasulkuvikapisteen F. On huomattava, että syöttöjohtoja tai muita verkkoelementtejä voi olla mielivaltainen määrä. 10 Myös syöttäviä sähköasemia voi olla useita. Lisäksi keksintöä voidaan hyödyntää esimerkiksi kytkinaseman yhteydessä ilman muuntajaa 10. Verkko on kolmivaiheinen, vaikkakin selvyyden vuoksi vaiheita ei ole esitetty kuviossa. Keksinnön mukainen toiminnallisuus voidaan toteuttaa digitaalisen signaalinkäsit-telylaitteiston avulla kuten esim. yleiskäyttöisellä digitaalisella signaaliproses-15 sorilla (DSP), jossa on sopiva ohjelmisto. On myös mahdollista käyttää erityistä integroitua piiriä tai piirejä tai vastaavia laitteita. Keksintö voidaan toteuttaa olemassa olevissa laitteissa kuten erilaisissa suojareleissä tai käyttämällä erillisiä elementtejä tai laitteita. Kuvion 1 esimerkinomaisessa järjestelmässä keksinnön toiminnallisuus sijaitsee edullisesti releyksikössä 40. On myös mahdol-20 lista, että vain jotkin mittaukset suoritetaan yksikössä 40 ja tulokset välitetään sitten toiseen yksikköön tai yksiköihin jatkokäsiteitäviksi.

Seuraavassa kolmivaiheisen sähköjärjestelmän, jossa keksintöä :*·*· käytetään, kolmeen vaiheeseen viitataan L1, L2 ja L3. Vastaavat vaiheiden L1, • * L2 ja L3 vaihevirrat ovat lL1, lL2 and b sekä vaihejännitteet Uu, Ib and Ib 25 arvoja, jotka ilmenevät vikatilanteessa. Tarkkailtavat virta- ja jännitearvot saa- « i · daan edullisesti sopivan mittausjärjestelyn avulla, joka käsittää esim. virta- ja *",* jännitemuuntimet (ei esitetty kuviossa), jotka on kytketty sähköjärjestelmän ***** vaiheisiin. Useimmissa olemassa olevissa suojausjärjestelmissä nämä arvot ovat valmiiksi saatavana ja täten keksinnön soveltaminen ei välttämättä vaadi ·· * • *** 30 mitään erillisiä mittausjärjestelyltä. Se kuinka nämä arvot saadaan, ei ole olen- ··· naista keksinnön perusajatuksen kannalta ja riippuu kyseisestä sähköjärjes-telmästä, jota tarkkaillaan. Maasulkuvika F kolmivaiheisella sähköjohdolla 30 ja !···. vastaava tarkkailtavan sähköjärjestelmän kolmivaiheisen sähköjohdon viallinen *·*' vaihe voidaan havaita esim. sähköjärjestelmään liittyvän suojareleen 40 avulla.

*i**: 35 Nimenomainen tapa, jolla maasulkuvika havaitaan ja viallinen vaihe tunniste- "**: taan, ei kuitenkaan ole olennainen keksinnön perusajatuksen kannalta.

4 118492

Kun maasulkuvika on havaittu sähköjohdolla (syöttöjohto) 30 ja vastaava viallinen vaihe tunnistettu, maasulkuvian sijainnin määritys etenee edullisesti seuraavasti: keksinnön erään suoritusmuodon mukaan kuormakompen-soidut nolla- ja vastavirrat lasketaan ensin käyttäen sähköverkon kokonaisnol-5 la-admittanssin ja sähköverkon ilman viallista sähköjohtoa 30 nolla-admittanssin (eli taustaverkon nolla-admittanssin) suhdetta, ja käyttäen viallisen vaiheen vastavirtaa ja nollavirtaa. Seuraavaksi viallisen vaiheen kuorma-kompensoitu vaihejännite voidaan laskea käyttäen kompensoitua nollavirtaa. Lopuksi kompensoitua vastavirtaa ja kompensoitua vaihejännitettä voidaan 10 käyttää etäisyyden d laskemiseksi mittauspisteen 40 ja vikapisteen F välillä. Keksinnön toisen suoritusmuodon mukaan maasulkuvian sijainnin määritys etenee edullisesti seuraavasti: kuormakompensoitu vastavirta lasketaan ensin käyttäen sähköverkon kokonaisnolla-admittanssin ja sähköverkon ilman viallista sähköjohtoa 30 nolla-admittanssin suhdetta, ja käyttäen viallisen vaiheen 15 vastavirtaa ja nollavirtaa. Seuraavaksi viallisen vaiheen kuormakompensoitu vaihejännite voidaan laskea käyttäen kompensoitua vastavirtaa. Lopuksi kompensoitua vastavirtaa ja kompensoitua vaihejännitettä voidaan käyttää etäisyyden d laskemiseksi mittauspisteen 40 ja vikapisteen F välillä. Seuraavassa annetaan yksityiskohtaisempi kuvaus keksinnön mahdollisista suoritusmuo-20 doista.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti suoritetaan aluksi :*\: edullisesti jatkuvan tilan virheiden poisto symmetrisistä komponenteista (’pre’ :'·*· viittaa aikaan ennen vikaa) seuraavalla tavalla käyttäen ns. deltasuureita. On • · huomattava kuitenkin, että vikasuureita, eli vian aikana saatuja suureita, voitai- :*.*! 25 siin käyttää deltasuureiden sijasta. Deltasuureiden käyttö on edullista, koska "V se vähentää verkon mahdollisen epäsymmetrian vaikutusta, jo, h ja \L· mitä- • · « taan edullisesti viallisen sähköjohdon 30 alusta, jossa suojarele 40 voi sijaita, ***** kun taas Uo voidaan mitata myös jostain toisesta kohdasta: » · ί [** 30 Δ/0 = I0 - ίοpre Nollavirtakomponentin osoitin !...: δ/2 = I2 -Lipre Viallisen vaiheen vastavirtakomponentin ·*·,. osoitin AU0=U0-U0pre Nollajännitekomponentin osoitin AU2 = U2 -U2pre Viallisen vaiheen vastajännitekomponen- * * 35 tin osoitin • * 5 118492 missä (kun viallinen vaihe on L1) io = (kl + iL2 + luiV3.

I2 = Gl1 + 32|l2 + a-iL3)/3, 5 U.o = (Uli + Ul_2 + Uj_3)/3, ja U2 = (Uli + a2 Ul2 + a-Ui a)/3. missä operaattori a = 1Z120° ja a2 = 1Z2400.

10 Seuraavaksi määritetään verkkotopologiakohtaiset parametrit: Lähdeimpedanssi voidaan estimoida käyttäen vastasuureita (kun yksivaiheinen maasulkuvika tapahtuu suojatun syöttöjohdon sisäpuolella): 15 Z2J=Z=i δ/2

Taustaverkon näennäinen nolla-admittanssi voidaan määrittää käyttäen mitattuja nollasuureita tai verkkotietoja (kun yksivaiheinen maasulkuvika tapahtuu suojatun syöttöjohdon sisäpuolella): V*: 20 :v: γ __Δ/0_Γ

* * ±-0BG — ATT ~ '"'O BG J ' °0BG

.·.: AC/0 • *♦ • · • * • · · ♦ · · ··· · • · : Suojatun syöttöjohdon näennäinen nolla-admittanssi voidaan mää- ··· rittää käyttäen johdintietoja: :·. 25

Iof =G0F+j-B0F, missä: • · • · ·«· : *** G0F=-~,\a

,M*. KL0F

• · ·;· 1 ....! Bqf = ω' Cof ~

* * ΛCOF

*:··: 30 6 118492

Vaihtoehtoisesti suojatun syöttöjohdon näennäinen nolla-admittanssi voidaan määrittää käyttäen mittauksia, jotka on suoritettu, kun yksivaiheinen maasulkuvika sattuu suojatun syöttöjohdon ulkopuolella: 5 Y0F =+-^_ -0F AU0

Verkon kokonaisadmittanssi on:

—OTOT ~ Σ-0BG —OF

10

Virranjakokerroin on: f, _ Lobg + —OF _ Lotot —1 Y y

Lobg Lobg 15 missä: Z2S = Vastalähdeimpedanssi (oletettu olevan yhtä suuri kuin myö-täimpedanssi),

Gobg = Konduktanssi edustaen taustaverkon vuotohäviöitä, 20 Bobg - Taustaverkon suskeptanssi, \ \ Gof = Konduktanssi edustaen suojatun syöttöjohdon vuotohäviöitä, V*j B0f = Suojatun syöttöjohdon suskeptanssi, : Rlof = Resistanssi edustaen suojatun syöttöjohdon vuotohäviöitä, ja •*V Xcof = Suojatun syöttöjohdon vaiheen ja maan välinen kapasitiivi- • · · *!!.* 25 nen reaktanssi • · * · φ·*

Kuormakompensoidut nolla- ja vastavirrat lasketaan käyttäen säh- : ** köverkon kokonaisnolla-admittanssin ja sähköverkon ilman viallista sähköjoh- ··· toa 30 nolla-admittanssin (eli taustaverkon nolla-admittanssin) suhdetta, esim. 30 kuten virranjakokerroin Ki osoittaa, ja käyttäen nolla- ja vastavirtoja. Tämä pe- • .···. rustuu ajatukseen, että vikapisteen F nollavirta eroaa virrasta johdon 30 alussa johtuen johdon maakapasitansseista. Vikapaikan virta voidaan estimoida vir-** * ranjaon perusteella, joka perustuu sähköverkon kokonaisnolla-admittanssin ja sähköverkon ilman viallista sähköjohtoa 30 nolla-admittanssin (eli taustaverkon 7 118492 nolla-admittanssin) suhteeseen. On huomattava, että impedanssiarvoja voidaan käyttää admittanssiarvojen sijasta ekvivalentilla tavalla poikkeamatta keksinnön perusajatuksesta. Lisäksi kuormakompensointi voidaan tehdä ottamalla huomioon se tosiseikka, että kuormitus vaikuttaa nolla- ja vastavirtoihin 5 eri tavoin. Tämän mukaisesti keksinnön eräässä suoritusmuodossa kompensoidut symmetriset komponentit lasketaan seuraavasti:

LoLcomp 0 "f" LoLcomp _ factor ilLcomp “I" ί-lLcomp _ factor » 10 missä kompensointitekijät symmetristen komponenttien virroille ovat seuraavat: —QLcomp _ factor 1 ^1.0 ^—2 ) i.2Lcomp_ factor = g ' huontp _ factor , M ΟΠ edullisesti 2.0 ja 15 Zg = Z j<i-ΔΙο - ΖΔ12- On huomattava, että muita arvoja voi daan käyttää parametrille g.

Keksinnön vaihtoehtoisen suoritusmuodon mukaisesti kompensoidut symmetriset komponentit voidaan laskea seuraavasti: 20 lv j JkrAk\A1 • · =-QLcomp2 * * • · · Δ/^ • ·· V “—2 / • · • · ;·;·! , =K.j J#J J L2Lcomp2 —1 L0Lcomp2 aj ·«· “.2 · • « ·*· at 25 Kun kompensoitu nollavirta tunnetaan, kuormakompensoitu vaihe- ' " jännite voidaan laskea kompensoidun nollavirran perusteella. Toisin sanoen, • · # kompensoitua nollavirtaa voidaan käyttää referenssisuureena, jota käytetään :*·„ vastaavasti kompensoidun vaihejännitteen laskentaan. Tämän mukaisesti .···. kompensoitu vaihejännite yLcomp voidaan laskea seuraavasti: 30 ····« e ^-Lcomp _ Il "" LLoLcomp "M—\Lcomp \J-2Lcomp ····· • · 8 118492 missä kompensoidut nolla-, myötä- ja vastajänniteosoittimet ovat edullisesti: —OLcomp ” —0 "t" Lcomp _ factor ® —ILcomp LL "t" H-iLcomp _ factor —ILcomp —2 —2Lcomp _ factor > missä, kun loLcomp on määritetty kuten edellä, kompensointite-kijät symmetristen komponenttien jännitteille ovat edullisesti:

^ ® —0Lcomp _ factor ~ (^Xo Lö Lcomp) TJ

Lotot

HxLcomp_ factor = (X. - Xotomp)· Z.2S. missä viallisen vaiheen myötä- virtakomponenttiosoitin li = (lLi +a lL2 + a2 lL3)/3 ja edullisesti mitataan viallisen sähköjohdon 30 alusta,

H.2Lcomp _ factor i&Ll ~ L.0 Lcomp}' —2S

15

Vaihtoehtoisesti, kun l2Lcomp2 on määritetty kuten edellä, kompensointitekijät symmetristen komponenttien jännitteille ovat edulli- • · sesti: * * · • ·β· —0Lcomp_ factor (^1 0 Li Lcomp!)* y * · Lotot l.f: 20

· \J~\Lcomp _ factor (il Li Lcomp 2^} ?L2S

m · ·

ILlUomp _ factor (^—2 LlLcompl ) LLlS

·· • · • ·♦ * 25 Edellä olevat yhtälöt pätevät kaikille yksivaiheisille maasulkuvioille.

:·! Huomaa, että symmetristen komponenttien (U2, b, li) tulee olla vaihesovitettuja * · · tekijällä a = 1Z1200, a2 = 1Z2400 vikatyypeissä L2E (vaiheen L2 ja maan väli- • · “* nen vika) ja L3E (vaiheen L3 ja maan välinen vika) yleisesti tunnetun symmet- risten komponenttien teorian mukaisesti: *:··: 30 9 118492 L1E: U2L1 = U2 I2L1 = I2 I1L1-I1 L2E: U?i ? - a U? {21.2 = a-,h J.1L2 - 32,ii L3E: U?i 3 = a2-Ui? I?i 3 - a2A? iiL3 = 3-ii 5 Kun jännitteet ja virrat tunnetaan, vian sijainti eli etäisyys d mittaus- paikan 40 ja vikapisteen F välillä voidaan laskea esimerkiksi tunnettua impe-danssiyhtälöä (eq1) käyttäen: d__Im(C/^Re(/F)-Re(t/,)-Im(/f)_ " Im(Z, -I_x)Re(/f )-Re(Z, /*) Im(/,)-Re(Z„ ./„)Im(/p) + Im(Z„ '/J-Re^) 10 missä d = vikaetäisyys yksikköä kohti (per unit) ilmaistuna U* s vaiheen X vaihejänniteosoitin 1f = virta vikaresistanssin läpi vikapaikassa 15 Zi = johdon myötäimpedanssi (Ω/km) = R1 + j-Xi R1 = johdon myötäresistanssi X·) = johdon myötäreaktanssi lx = vaiheen X vaihevirtaosoitin ZN = maapaluutien impedanssi (Ω/km) = (Zo - Zi)/3 20 Zq = johdon nollaimpedanssi Ω/km) = Ro + j-Xo

Ro = johdon nollaresistanssi Xo = johdon nollareaktanssi :*·.· In = maapaluutien virran osoitin • · • · • · · • ♦ · 25 Kuormavirtakompensoituja virta- ja jännitesuureita hyödynnetään • · ♦ edullisesti soveltamalla niitä yhtälöön eq1 seuraavasti: • · ♦ ··

Ux = Uj-comp • · \,y 1f = ix = In = 3*i2Lcomp tai 3*Wnp2 (i2Lcorrip tai j2LcomP2 valinta riippuu 30 siitä, kumpi näistä vaihtoehdoista on määritetty edellä) ·· • · m ·· • .···. Riippuen vaiheenvalintalogiikan tunnistamasta viallisesta vaiheesta *·*, vastaavaa kompensoitua vaihejännitettä tulisi käyttää ϋχ:ΙΙβ. Lisäksi Ιχ voi olla * | jokin muu virtakomponentti kuin 3*i2Lcomp tai 3*l2Lcomp2, kuten summavirta tai • · 10 118492 summavirran deltasuure, vastavirta tai sen deltasuure tai vaihevirta tai sen del-tasuure. Tällä ei kuitenkaan ole merkitystä keksinnön perusajatuksen kannalta.

Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritus-5 muodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

• » • * * • · · · • · · • · · • · • · t · • * · • ·· · • · t · f • · · ··· · • · • · · # · · • · · · • · · • · • · • · · • · • · • · ♦ • · · • · • · • · ♦ · • ♦ • # · ·«» • · • » • · • ·

Claims

118492

1. Järjestelmä maasulkuvian sijainnin määrittämiseksi sähköverkon kolmivaiheisella sähköjohdolla (30) järjestelmän ollessa sovitettu tarkkailemaan kolmivaiheisen sähköjohdon (30) virta ja jännitesuu-5 reita mittauspisteessä (40); havaitsemaan maasulkuvika (F) kolmivaiheisella sähköjohdolla (30) ja kolmivaiheisen sähköjohdon viallinen vaihe; ja laskemaan etäisyys (d) mittauspisteen (40) ja vikapisteen (F) välillä käyttäen tarkkailtuja virta·* ja jännitesuureita sekä yhtälöä, joka liittää virta- ja 10 jännitesuureet etäisyyteen, tunnettu siitä, että järjestelmä on lisäksi sovitettu laskemaan kuormakompensoidut nolla- ja vastavirrat käyttäen sähköverkon kokonaisnolla-admittanssin ja sähköverkon ilman viallista sähköjohtoa (30) nolla-admittanssin suhdetta, ja käyttäen viallisen vaiheen vastavirtaa 15 ja nollavirtaa; laskemaan viallisen vaiheen kuormakompensoitu vaihejännite käyttäen kompensoitua nollavirtaa; ja käyttämään kompensoitua vastavirtaa ja kompensoitua vaihejänni- tettä etäisyyden (d) laskemiseen mittauspisteen (40) ja vikapisteen (F) välillä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, :*·,· että järjestelmä on sovitettu laskemaan kompensoidut nolla- ja vastavirrat seu- • · raavien yhtälöiden mukaisesti: * · • * · • · ioLcomp AZo I-OLcomp _ factor · i*Y 25 LlUomp = Δ/2 + l2Lcomp_ factor . "llSSä • · · « · · ··· · *·· AI0 =/0 ~l0pre, missä Ιο on nollavirta vian aikana ja iopre on vikaa edeltävä nollavirta, : *·· Δ/2 = /2 -L2pre, missä vastavirta vian aikana ja kpre ··· *···: 30 on vikaa edeltävä vastavirta viallisessa vaiheessa, :\# missä Ki on virranjako- • ;"· kerroin, itLcomp_factor = g'loLcomp.factor - miSSä Q ΟΠ ΘΠηθΙίθ mää- l rätty vakio.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, 118492 että järjestelmä on sovitettu laskemaan kompensoitu vaihejännite seuraavan yhtälön mukaisesti: \Luomp ~ U-OLcomp + U-lLcomp + H.2Lcomp IT1*ISSä 5

0 Lcomp \JLo L·/. ti Lcomp _ factor H-lLcomp \1.\ —licomp factor JJ-lLcomp = —2 —ILcomp^factor > miSSä

10 Uo = nollajännite, Ut - myötäjännite, U2 = vastajännite, U-QLcomp factor ~i^Lo “LoLcomp)* miSSä VoTOT OH Lotot sähköverkon nolla-admittanssi,

15 Lcomp facor = ti ~Lollop)·I2S. missä Zzs on vastaläh- deimpedanssi ja li myötävirta, ja H-2Lcomp _ factor (^Ζί Ho Lcomp )' ^-2 S · : 4. Järjestelmä maasulkuvian sijainnin määrittämiseksi sähköverkon ;·,·) 20 kolmivaiheisella sähköjohdolla (30) järjestelmän ollessa sovitettu I· '. tarkkailemaan kolmivaiheisen sähköjohdon (30) virta ja jännitesuu- / / reita mittauspisteessä (40); • · · J*:/ havaitsemaan maasulkuvika (F) kolmivaiheisella sähköjohdolla (30) »I s ja kolmivaiheisen sähköjohdon viallinen vaihe; ja 25 laskemaan etäisyys (d) mittauspisteen (40) ja vikapisteen (F) välillä käyttäen tarkkailtuja virta- ja jännitesuureita sekä yhtälöä, joka liittää virta- ja jännitesuureet etäisyyteen, tunnettu siitä, että järjestelmä on lisäksi sovi- i"·: tettu ··· laskemaan kuormakompensoitu vastavirta käyttäen sähköverkon 30 kokonaisnolla-admittanssin ja sähköverkon ilman viallista sähköjohtoa (30) **:** nolla-admittanssin suhdetta, ja käyttäen viallisen vaiheen vastavirtaa ja nolla- *:·*: virtaa; ·:··: laskemaan viallisen vaiheen kuormakompensoitu vaihejännite käyt täen kompensoitua vastavirtaa; ja 118492 käyttämään kompensoitua vastavirtaa ja kompensoitua vaihejänni-tettä etäisyyden (d) laskemiseen mittauspisteen (40) ja vikapisteen (F) välillä.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmä on sovitettu laskemaan kompensoitu vastavirta seuraavan yh- 5 tälön mukaisesti: r (KrAI0)2 . „ l2^-_^Lmlssä Δ/0 = /0 ~Upre, missä lo on nollavirta vian aikana ja 10 lopre on vikaa edeltävä nollavirta, Δ/2 = I_i — Lipre > missä Iz on vastavirta vian aikana ja j^pre on vikaa edeltävä vastavirta viallisessa vaiheessa, ja j<i - virranjakokerroin.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, 15 että järjestelmä on sovitettu laskemaan kompensoitu vaihejännite seuraavan yhtälön mukaisesti: —Lcomp U-QLcomp ^ —ILcomp —ILcomp » miSSä ^ Lcomp U0+U0Lcomp fluMr #| \l\Lcomp ~ LL\ H-\Lcomp_ factor • · · • · ·*·#ί —2Lcomp — —2 ^"H~2Lcomp_factor * • · • · • · · • · · Uo = nollajännite,

25 Ui = myötäjännite, "* U2 = vastajännite, ί*. ΰ-OLcomp factor = (jLl ' &Lo ~LlLcompl)'T} miSSä YoTOT ΟΠ * ** ' X.OTOT :***: sähköverkon nolla-admittanssi, .!;* UILcomp_fac,or = (Zi ~Luompi}Zis» missä Zzs on vastaläh- 5 y 30 deimpedanssi ja [1 on myötävirta, ja *···* —2Lcomp_factor izicompT^ —2£ * • ™ • *

7. Patenttivaatimuksen 3 tai 6 mukainen järjestelmä, tunnettu 118492 siitä, että järjestelmä on sovitettu laskemaan vastalähdeimpedanssi ja taustaverkon nolla-admittanssi käyttäen tarkkailtujen virta- ja jännitesuureiden arvoja; laskemaan sähköjohdon (30) nolla-admittanssi käyttäen ennalta 5 määritettyjä johtoparametreja; laskemaan sähköverkon nolla-admittanssi ja virranjakokerroin käyttäen taustaverkon nolla-admittanssia ja sähköjohdon (30) nolla-admittanssia.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmä on sovitettu laskemaan vastalähdeimpedanssi Z^s ja tausta-10 verkon nolla-admittanssi Yobg seuraavien kaavojen mukaisesti: -2S Δ/2 ’ X-obc — ~ . ,, ~ Gqbg "* J' Bqbg > hiissä MJo 15 AU0 = LLo~ U,opre < missä U0 on nollajännite vian aikana ja Uopre on vikaa edeltävä nollajännite, ja AU2 = U2-U2pn,, missä U2 on vastajännite vian aikana ja υ?Ρκ> on vikaa edeltävä vastajännite viallisessa vaiheessa.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, • · että järjestelmä on sovitettu laskemaan sähköjohdon nolla-admittanssi Y0f seu-raavan kaavan mukaisesti: • ·· • · • · • · « ♦ · Y.0F = Gqf j Bqf > missä. • · · : 25 • · · • · *···* Bof = sähköjohdon nollasuskeptanssi Gof = sähköjohdon vuotokonduktanssi. : *·· 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen järjestelmä, tunnettu sii- j tä, että järjestelmä on sovitettu laskemaan sähköverkon nolla-admittanssi ··! 30 Yotot ja virranjakokerroin K1 seuraavien kaavojen mukaisesti: • · φ »·· *...* γ -γ +γ , Lotot ~ Lobg τ Lof > • · • · 118492 _ ILoBG + —OF _ Υ-ΟΤΟΤ —1 Υ ~ γ i-OBG —OBG

11. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että |g| on 2.0 ja Zq = Z Κ1ΔΙ0 -

12. Menetelmä maasulkuvian sijainnin määrittämiseksi sähköverkon kolmivaiheisella sähköjohdolla menetelmän käsittäessä tarkkaillaan kolmivaiheisen sähköjohdon virta ja jännitesuureita mittauspisteessä; havaitaan maasulkuvika kolmivaiheisella sähköjohdolla ja kolmivai-10 heisen sähköjohdon viallinen vaihe; ja lasketaan etäisyys mittauspisteen ja vikapisteen välillä käyttäen tarkkailtuja virta- ja jännitesuureita sekä yhtälöä, joka liittää virta- ja jännitesuu-reet etäisyyteen, tunnettu siitä, että menetelmä lisäksi käsittää lasketaan kuormakompensoidut nolla- ja vastavirrat käyttäen säh-15 köverkon kokonaisnolla-admittanssia ja sähköverkon ilman viallista sähköjohtoa nolla-admittanssia ja käyttäen viallisen vaiheen vastavirtaa ja nollavirtaa; lasketaan viallisen vaiheen kuormakompensoitu vaihejännite käyttäen kompensoitua nollavirtaa; ja käytetään kompensoitua vastavirtaa ja kompensoitua vaihejännitettä 20 etäisyyden laskemiseen mittauspisteen ja vikapisteen välillä. . , 13. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu sii- • · # \\ / tä, että kompensoidut nolla- ja vastavirrat lasketaan seuraavien yhtälöiden mu- • * · * ·* kaisesti: t · i · · • ·« • # IiJ ! ^ ioLcomp 0 ioLcomp_factor » J#J J LlLcomp = ^Ll LlLcomp_ factor * miSSä • M • · • • f t Δ/0 =/0 -LoPre> missä lo on nollavirta vian aikana ja Γ\. lopre on vikaa edeltävä nollavirta,

30 AI2 = l2-l2pre, missä I2 vastavirta vian aikana ja l2Pre • · · on vikaa edeltävä vastavirta viallisessa vaiheessa, *.!;* missä Ki on virranjako- *"·* kerroin, •S"! LlLcomp_ factor = 4'Luomp_fac<or > ™SSä S ΟΠ ΘΠΠθΚθ mää- ·"*: 35 rätty vakio. 118492

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kompensoitu vaihejännite lasketaan seuraavan yhtälön mukaisesti: U-Lcomp ~ LLoLcomp —l Lcomp U-2Lcomp > miSSä 5 —0Lcomp ~ —0 —0 Lcomp _ factor —] Lcomp ~ —1 —1 Lcomp _ factor U-2Lcomp = —2 + U-2 Lcomp _ factor · miSSä •

10 Uo = nollajännite, Ui = myötäjännite, U2 = vastajännite, ΰ-OLcomp factor ~ (A—0 “ i.0Lcomp)' > ITIISSä YoTOT ΟΠ Lomr sähköverkon nolla-admittanssi,

15 HxLcompfactor = fc ~hie**)'Ζλ* . ™ssä Zas on vastaläh- deimpedanssi ja li myötävirta, ja U-2 Lcomp _ factor “ (A—2 ϊ-OLcomp) —2S ,·.: 15. Menetelmä maasulkuvian sijainnin määrittämiseksi sähköverkon * ·· / 20 kolmivaiheisella sähköjohdolla menetelmän käsittäessä \ tarkkaillaan kolmivaiheisen sähköjohdon virta ja jännitesuureita mit- • 9 ]· / tauspisteessä; ··· : havaitaan maasulkuvika kolmivaiheisella sähköjohdolla ja kolmivai- : heisen sähköjohdon viallinen vaihe; ja 25 lasketaan etäisyys mittauspisteen ja vikapisteen välillä käyttäen tarkkailtuja virta- ja jännitesuureita sekä yhtälöä, joka liittää virta- ja jännitesuu-reet etäisyyteen, tunnettu siitä, että menetelmä lisäksi käsittää: lasketaan kuormakompensoitu vastavirta käyttäen sähköverkon ko- ··· konaisnolla-admittanssin ja sähköverkon ilman viallista sähköjohtoa nolla- • · 30 admittanssin suhdetta, ja käyttäen viallisen vaiheen vastavirtaa ja nollavirtaa; • · *···* lasketaan viallisen vaiheen kuormakompensoitu vaihejännite käyt- ·:**: täen kompensoitua vastavirtaa; ja ·:··· käytetään kompensoitua vastavirtaa ja kompensoitua vaihejännitettä etäisyyden laskemiseen mittauspisteen ja vikapisteen välillä. 118492

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kompensoitu vastavirta lasketaan seuraavan yhtälön mukaisesti: i-2LcomP2 - missä 5 Δ/ο =Lo - Lopre < missä l0 on nollavirta vian aikana ja lopre on vikaa edeltävä nollavirta, Δ/2 = /2 — i.2Pre > missä I2 on vastavirta vian aikana ja j^pre on vikaa edeltävä vastavirta viallisessa vaiheessa, ja 10 Ki = virranjakokerroin.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kompensoitu vaihejännite lasketaan seuraavan yhtälön mukaisesti: Lcomp —OLcomp \J-\Lcomp + U2Lcomp, missä 15 ΰ-OLcomp ' —0 ^^Lotcomp factor H-]lcomp ~ ZZl —\Lcomp _ factor ~2Lcomp ~ —2 H.2Lcomp_ factor > miSSä **.*·: 20 Uq = nollajännite, : Ut = myötäjännite, U2 = vastajännite, = fc^Zo -/2^2)-— missä Yotot on · .·. Lotot sähköverkon nolla-admittanssi,

25 UtLcompfactor = fc ~Z-2s, missä Z2S on vastaläh- deimpedanssi ja li on myötävirta, ja • *#* Lcomp factor (^—2 I^lLcompT^ —2 S' • · « • · • · • · «

18. Patenttivaatimuksen 14 tai 17 mukainen menetelmä, tun- ;***· 30 n e 11 u siitä, että menetelmä käsittää: • · * * . lasketaan vastalähdeimpedanssi ja taustaverkon nolla-admittanssi ] käyttäen tarkkailtujen virta- ja jännitesuureiden arvoja; * : lasketaan sähköjohdon nolla-admittanssi käyttäen ennalta määritet- 118492 tyjä johtoparametreja; lasketaan sähköverkon nolla-admittanssi ja virranjakokerroin käyttäen taustaverkon nolla-admittanssia ja sähköjohdon nolla-admittanssia.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen menetelmä, tunnettu 5 siitä, että vastalähdeimpedanssi Zz$ ja taustaverkon nolla-admittanssi Yobg lasketaan seuraavien kaavojen mukaisesti: 7 - -2S AI2 ’ ^ 0 Σ.0BG = KTT ~ GqbG + j ' BqBG » niissä At/0 AU0 = U0-UOpre, missä U0 on nollajännite vian aikana ja U0pre on vikaa edeltävä nollajännite, ja AU2 =U.2 - U2pre, missä U2 on vastajännite vian aikana ja υ?Ρ» on 15 vikaa edeltävä vastajännite viallisessa vaiheessa.

20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sähköjohdon nolla-admittanssi Yof lasketaan seuraavan kaavan mukaisesti: :*·.· 20 Y0F = Gof + j Bof , missä: • * • · · * 1 « * · : Bof - sähköjohdon nollasuskeptanssi :*.·! Gof = sähköjohdon vuotokonduktanssi. !’*.* 21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen menetelmä, tunnettu t · · 25 siitä, että sähköverkon nolla-admittanssi Y0tot ja virranjakokerroin Ki laske- • · *··** taan seuraavien kaavojen mukaisesti: ! ** Σ.ΟΤΟΤ = Σ-obg ’ • · · • · • · • · · m • · ·*·· v j. v 7 • ΐη V —o BG ^—OF _ i-QTOT .·*·. —1 “ Y ~ Y • · Lqbg Lobg ·*· * ! 22. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen menetelmä, tun ne 11 u siitä, että |g| on 2.0 ja Zg = Z Κ1-ΔΙ0 - ^Δ\2· 118492

23. Tietokoneella luettavissa oleva tallennusväline, joka käsittää tietokoneohjelmiston, jolloin ohjelmiston suoritus tietokoneessa aiheuttaa tietokoneen suorittamaan minkä tahansa patenttivaatimuksista 12-22 mukaisen menetelmän vaiheet. 5 • * « • * • · · • · • * · • · * * · * · • * · ··· * • · · «· · ·· • * • ·# ··· • · • · ·«· ·* • · • ·· ··· • * * · ··· * · • · 118492