SE450675B - Anordning for overvakning av netparametrarna dempning, osymmetrigrad och snedavstemningsgrad i impedansjordade kraftnet - Google Patents

Description

450 675 _2_ f; Ett annat förfarande använder sig av sambandet phiUgN=f(d), där som bekant vinkelförändringen avtar vid minskande snedav- avstämning (Patent Nr 532854,CH).

Det gemensamma kännetecknet för alla kända avstämningsför- faranden är dock att de förutsätter en steglös reglerbar nollpunktsreaktor. Vidare är övervakningen/styrningen begrän- sad till reaktorns reglerområde. Utvinnandet av ett kvanti- tativt snedavstämninggskriterium oberoende av den aktuella spolställninen ger här flera fördelar. Dels erfordras ingen reglerbar nollpunktsreaktor och dels kan den storleksmässíga övervakningen av snedavstämningen ske även utanför reaktorns inställningsområde. NX-analysatorn möjliggör dessutom en separering av övervaknings- och styruppgiften. I många nät är en ren övervakning fullt tillräcklig, medan den eventuellt nödvändiga efterjusteríngen av spolen vid det fåtal tillfäl- len detta blir aktuellt kan göras för hand. 2. Dämpning (d): Dämpningsfaktorn kan också skrivas som kvot IR/IC, där IR är jordslutningsströmmens resistíva och IC dessïkapacitiva komposant. IR uppstår till följd av diverse förluster i nätet där avledningsförlusterna över isolationen i regel står för huvuddelen. Avledningsförlusterna ökar i takt med föroreningen av ytskiktet. I trakter med ringa ne- derbörd kan den ackumulerande isolatornedsmutsningen föror- saka svåra driftproblem. Den fortlöpande övervakningen av dämpningsfaktorn ger här en möjlighet att effektivisera det förebyggande underhållet.

Dämpningsfaktorn i kombination med snedavstämningsgraden kan vidare användas för styrning av kompensationsanordningar- enligt Patent Nr 8H01365-5,SE. Med hjälp av denna eller lik- nande anordningar kan man kompensera såväl den reaktiva som den aktiva komposanten i Jordslutningströmmen. NX-analysa- torn skapar här förutsättningen för en automatisering av styrningen. I 450 675 n. '3- 3. Osymmetrigrad (5): Den fortlöpande övervakningen av osymmetrigraden i synnerhet dess relativa förändringar ger ett högkänsligt kriterium för detektering av olika feltill~ stånd i kraftsystemet. Speciellt kan här nämnas möjligheten till upptäckten av högohmiga jordslutningar. Kraftnätets totala osymmetrigrad ktot är sammansatt av de enskilda led- ningsavsnittens osymmetrigrad KL1, kL2 etc. Dessa i sin tur är mycket karakteristiska och har sin orsak i skillnaden mellan fasledarnas kapacitiva koppling till jord till följd av den geometriska placeringen. Vid till- eller frånkopäling av enskilda ledningar förändras således även den av NX-ana- lysatorn beräknade totala osymmetrigraden, vilket begränsar den praktiska möjligheten att direkt nyttja ktot eller dess relativa förändringar Aktot som jordfelskriterium.

För att komma förbi denna begränsning sker i NX~analysatorn ytterligare en kriteriebildning ur Aktot och Av. Man kan nämligen förutsätta att nätbilden endast i undantagsfall förändras i samma ögonblick som ett spontant jordfel inträf- far. Med andra ord osymmetrígradens förändring vid jordfel sker i regelfall utan samtidig förändring av snedavstämnings- graden, Denna omständighet nyttjas i NX-analysatorn för en kriteriebildning som möjliggör detektering av mycket hög- ohmíga jordslutningar.

Den närmare beskrivningen av NX-analysatorn görs i anslutning till tre figurer av vilka: Figur 1 visar en exemplarisk ortskurva §EN=f(v) i ett givet trefassystem.

Figur 2 visar trefassystemets kopplingar till jord_samt NXranalysatorns yttre anslutningar för mätning och styr- ning.

Figur 3 visar ett flödesschema för NX-analysatorns programstyrda mät-, styr- och beräkningsfunktioner. 450 675 _.. -M- Den i figur 1 visade cirkulära ortskurvan 2EN?f(v) determi- neras med hjälp av tre punkter, nämligen den givna punkten där ortskurvan tangerar trefassystemets nollpunkt N och yt- terligare två 1 princip godtyckliga mätpunkter. Dessa två mätpunkter utvinner NX-analysatorn genom en programstyrd förändring av nollföljdsadmittansen Yo. Förändringen kan i princip ske på flera alternativa sätt, bl a såsom visat i figur 2 genom inkoppling av ett kondensatorelement C i noll- punkten. Omkopplingen ger upphov till de två mätpunkterna §5N(1) och Q5N(2) på ortskurvan i figur 1. De tillhörande reaktansvärden mL respektive mL + 1/mC förutsätts vara av känd storlek. Motsvarande snedavståmningsgrader erhålles genom projektion av mätpunkterna till en ortogonal skala där även resonanspunkten (v=0) finnes - se figur 1. Skalningen är linjär och görs med hjälp av de två kända mätpunkterna. Genom kvotbíldníng QEN / QRS = EEN blir ortskurvebestämningen last- oberoende.

Allmänt gäller följande samband för den relativa noll- punktsspänningen: _ u 2! _ 9 EEN = .EX = šfi_:_â__i_i_ÉÉI___ (1) Has YR * Ysn* YR + Yo definierar man: BB + as + BI + BQ v = ' (2) BR + Bs * BT _ G o o + o _ d - -fl~ï-fi-ï-ï--Q- cs) BR * Bs * BT x 2! X R = _fl_:_É~flfi.:.â“I#“~ü (Ä) BR + BS + BT med admittanserna (Y) uppdelade i susceptanser (B) och konduktanser (G), kan (1) ochså skrivas som: E EEN = (5) v + d I resonanspunkten där v=0 gäller då: IX' ÉENmax = ___ (6) O. i: 4 5-0 67-5 _5.. I ~ Den omvända härledningen av d och E ur ortskurvan ggN=f(v) sker enligt följande: (5) och (6) ger sambandet UEH (V2 + d2)0.5 X ( ) UEN __ d _ 7 med två lösningar för v Nam, = ¿ e (X2 -1>°-g5 (e) På skalan respektive ortskurvan i figur 1 finner man de två punkterna v (a,b) för vilka gäller X = 20-5.

Med hjälp av dessa punkter beräknas slutligen de två sökta storheterna till : ewv-fi-fålll <9) och Ä = d EENmax (10) Den närmare beskrivningen av Nxeanalysatorns arbetssätt görs i anslutningen till figur 3. Siffrorna inom parantes hänvisar till sekvensstegen 001...039 i flödesschemat.

Startsekvensen (0O1~013) börjar med en uppdatering av gräns- värdesregistren A-E. I register F och G lagras värdet för nollpunktsreaktansen mL respektive mL + 1/mC. Efter inläs- ningen av nollpunktsspänningen QEN och referensspänningen QRS beräknas begynnelsevärdet för den relativa nollpunktsspän* ningen EEN (005) som lagras med avseende på amplitud och vinkel i register J (006). Därefter inkopplas reaktanskom~ plementet C (007). Det därpå beräknade värdet för EEN lagras i register K (008...o1o). Med hjälp av innehållet 1 register J och K samt de tillhörande reaktansvärdena i register F och G beräknar NX-analysatorn ortskurvan EEN =f(v) samt start- värdet för v, d, k som lagras 1 register L, M respektive N (0l1, 012). Startsekvensen avslutas med ett hopp till LOOP 1 (013). 450 675 _6_. * få LOOP 1 börjar i sin tur med beräkningen av ett nytt start- ' värde för EEN som lagras i register I (015...018). Startvär- det jämförs fortlöpande med det senast aktuella värdet för FH' EEN i register J (019...022). Överskrids gränsvärdet AEEN sker ett hopp till LooP 2 (023). För att åstadkomma en regel- bunden beräkning av nätparametrarna kan LOOP 1 i princip kompletteras med en varvräknare eller tidsstyrning.

LOOP 2 börjar med inkopplingen av reaktanskomplementet (025)- Sedan beräknas u5N (026...028) och därefter v, d, k (0293. v och k mellanlagras tillfälligt i register 0 och P (030). Ett eventuellt överskridande av givna gränsvärden resulterar i larmgivning (031...037). Den relativa förändringen av osym- metrigraden 5 kontrolleras med avseende på två gränsnivåer.

Under förutsättning att snedavstämningsgraden är oförändrad (033) sker en jämförelse med gränsvärdet klmax som i princip kan sättas snävare än k2max. LOOP 2 avslutas med en över- flyttning av de mellanlagrade värden för v och k (038) samt ett ånernøpp till LooP 1 (039).

Implementeringen av den här beskrivna programstrukturen kan ske i ett valfritt datorsystem som medger de erforderliga mät, styr- och beräkningsfunktionerna.Den med hjälp av _ NX~analysatorn beräknade snedavstämningsgraden v, kan i ett efterkopplat reglersteg användas för automatisk styrning av konventionella Petersenspolar. Reglerkretsen förutsätter dock en återkoppling där register F uppdateras med den aktuella spolställningen.

Vidare kan de två nätparametrarna v och d användas för en motsvarande styrning av kompensationsanordningar enligt Patent Nr 8U 01 365, SE eller liknande.

:R

Claims (1)

1. N 450 675 .Å I vi' .__ L-ï ._. . a ._ . .Ü >> <1 Anordning för övervakning av nëtparametrarna dämpning (d), osymmetrigrad (R) och snedavstämningsgrad (v) i impedans- jordade kraftnët k ä n n e t e c k n a d av a) en mätdel som genom fortlöpande mätning av nollpunkts- spänningen samt någon referensspänning bestämmer den för tillfället aktuella relativa nollpunktsspïnninnen (uæï) med avseende pa storlek ocï faslëge, ' éá b) en styrdel som i regelbundna intervaller eller vid en konstaterad förändring av uEN_till- eller frånkopplar ett reaktanskomplement mellan kraftsystemets nollpunkt och jord, c) en beräkningsdel som med hjälp av mätvärden för uEN före och efter till- eller frånkopplingen av reaktanskom- plementet bestämmer ortskurvan uïw = f(v) dvs den rela- tiva nollpunktsspänningen som funktion av snedavstömnings- graden och ur den cirkulära ortskurvan sedan beräknar de aktuella nätparametrarna d, k ock v med tj lp av kända hïrledningar. Anordning enligt patentkrav 4 k ä n n e t e c k n a d av att de beräknade nätparametrarna mellanlagras i data- minne och en fortlöpande beräkning av förändringarna sker ur respektive sista och nästsista parametervërde. Anordning enligt patentkrav 1 o 2 k ä n n e t e c k n a d av att förändringen av osymmetrigraden (delta k) jämförs med förändringen av snedavstämningsgraden (delta v) för att därigenom möjliggöra detektering av mindre symmetri- förändringar i kraftnätet som kan hänföras till spontana högohmiga jordslutningar. -