[发明专利]对单侧供电的供电线的接地短路的监视

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对三相供电网的单侧供电的供电线关于接地短路的存在进行监视的方法，其中，该供电线在其远离供电的末端与在星形-三角形电路中运行的变压器连接。本发明还涉及一种电力保护设备，借助其可以执行相应的监视。

背景技术

这类单侧供电的供电线，即，仅一个末端与向导线输入电能的电能源连接并且其另一个末端与按照星形-三角形电路运行的变压器连接的供电线，在供电网中并不罕见。这样的网络配置例如出现在所谓的短截线或辐射状电网中。

为了保护供电线和与其连接的另外的初级部件（例如变压器），以防止由于短路而造成的高负载，使用了电力保护设备。为此，这样的保护设备通常记录代表在供电线的测量点上的电流和电压的测量值，并且在应用所谓的保护算法的条件下检查表明了在供电网上短路的状态。

在所描述的具有单侧供电的供电线（该供电线在其另一个末端借助按照星形-三角形电路运行的变压器而运行）的配置中，能够在出现单极或二极接地短路时观察到在专业文献中被称为“Bauchsches Paradoxon”（鲍赫悖论）的效应。

在此，单极或二极接地短路通过变压器的磁耦合也对实际上“健全的”、即不由接地短路所涉及的供电线的相导线产生影响，从而存在以下的危险：电力保护设备由于在测量点上记录的电流和电压做出错误决定，并且对功能正常的相导线进行不必要的关断。

为了监视供电线经常使用按照距离保护原则工作的电力保护设备。在此，根据各个导线-导线环路和导线-地环路的阻抗推断出短路和接地短路的存在。在鲍赫悖论的情况下，特别是妨碍了对接地短路就保护设备而言所位于的有故障的环路和方向的确定，因为例如在二极接地短路的情况下，在相-相环路中的阻抗不再能以测量技术探测，因为在有故障的相间的电流差等于零。另外可能出现：方向测量算法对相-地环路识别出正方向，而与此相反地，对另外的相-地环路确定了反方向。对于单极接地短路，在使用通常的方向测量算法时也可能给出错误的方向决定。为此，经常将全部三个相导线关断，尽管接地短路仅涉及一条相导线。

为了解决该问题，通常设置另外的保护设备作为备用保护，其按照过电流保护或过电流时间保护（“UMZ特性”或“AMZ特性”）的方法执行对供电线的监视。这样工作的备用保护设备的接地故障保护具有以下的缺点：其比距离保护算法慢得多。另外，过电流保护一方面不总是相选择性的，而另一方面根本不是线选择性的。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种用于监视本文开头给出的类型的供电线的方法以及一种相应的保护设备，由此，即使在出现按照鲍赫悖论的耦合效应的情况下也能够执行对接地短路的可靠并有选择性的关断。

按照本发明，为了解决上述技术问题，这样对本文开头给出的类型的方法进行设计：在位于供电线的远离供电的末端的测量点上，确定在供电线的各个相导线内的相电流以及零序系统电流；如果各个相电流和零序系统电流基本上大小相等并同相，则产生接地短路嫌疑信号；并且在关于接地短路的存在的进一步监视中引入该接地短路嫌疑信号。

该解决方案基于以下的认知：在鲍赫悖论下，故障影响通过变压器的耦合基本上可归因于严重的零序系统分量，其在变压器的次级侧生成循环的电流流动，该电流流动被均匀地耦合到初级侧的全部三个相导线。为了检查在当前的故障下是否存在鲍赫悖论的效果，因此按照本发明建议，在位于变压器的初级侧的测量点上对相电流和零序系统电流进行如下的检查：相电流和零序系统电流是否基本上（也就是说，在忽略受测量技术限制的误差的条件下）大小相等并具有相同的相位。对存在按照鲍赫悖论的效应的肯定识别以接地短路嫌疑信号的形式报告，该信号相应地被引入对故障的进一步详细说明中。

为了给出一种用于在保护设备中数值识别存在鲍赫悖论的容易的可能性，根据一种按照本发明的优选的实施方式，具体建议：也在测量点上确定正序系统电流和负序系统电流，并且将零序系统电流一方面与正序系统电流比较，另一方面与负序系统电流比较，并且如果零序系统电流既超出正序系统电流又超出负序系统电流预先给定的因子，则产生第一指示信号。另外，也将零序系统电流与各个相电流比较，并且如果零序系统电流与各个相电流几乎大小相等，则产生第二指示信号；并且如果既存在第一指示信号又存在第二指示信号，则产生接地短路嫌疑信号。