[发明专利]识别中压供电网中的故障方向

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于识别在三相中压供电网中关于中压供电网中的测量点发生故障的方向的方法，其中，电气保护设备的控制装置不仅使用与相导体相关的电流测量值、而且使用与相导体相关的电压测量值来识别故障的方向，其中，在所述中压供电网中的测量点处采集电流测量值。此外，本发明还涉及相应地设置的电气保护设备。

背景技术

为了识别在供电网中发生诸如短路或者对地短路的故障的方向，已知使用保护设备在供电网的测量点处采集电流和电压的测量值，并且对这些测量值进行评价，以确定故障关于测量点所在的方向。具体地，例如从US 5572138已知根据与关于模型化相电压的变化相比较的关于相电压的变化以及电流测量值的一次导数的变化，来确定在输电线上发生的故障关于测量点的故障方向。此外，从EP 1 388 920 A2已知一种保护设备，其通过对相位相关电压测量值和由相位相关电流测量值计算的零系统电流值进行适当的比较，来实现位于输电线上的对地短路的故障方向的识别。

特别是在与高压输电网中的情形相比，具有大量开关站和变压器站以及相对小的各个站之间的平均线路长度的中压供电网中，进行了许多努力，以尽可能以低成本构建用于识别故障的保护系统。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种方法以及相应的电气保护设备，以便尽可能简单、由此以低成本识别在三相中压供电网中关于测量点发生故障的方向。

根据本发明，关于所述方法，上述技术问题通过开头提及的类型的方法来解决，其中，测量将中压供电网与低压供电网连接的变压器的低压侧的电压测量值。

如下知识是本发明的基础：关于中压供电网中的故障的方向识别也可以利用在变压器的低压侧采集的电压测量值来进行，从而不需要在中压侧采集电压测量值来进行方向识别。相应地，根据本发明的方法的特别的优点在于，通过在变压器的低压侧采集电压测量值，可以使用成本明显更低的电压变换器，因为可以放弃变压器的中压侧的昂贵的电压变换器。在此，保护设备识别故障方向是“前向”，也就是说在关于测量点位于前向方向上的中压供电网段上，还是“后向”，也就是说在关于测量点位于后向方向上的供电网段上。根据确定的关于故障方向的信息，通过保护设备例如可以生成相应的信号，所述信号给出故障方向并且可以用于控制开关，以便断开发生故障的供电网段。

结合当前描述的本发明，术语“保护设备”应当被理解为被设置为能够对故障方向进行评价的智能测量、控制、监视和/或自动化设备中的任意一种形式。此外，包括诸如在电能自动化领域中使用的全部所谓的IED(智能电子设备，Intelligent Electronic Device)，特别是除了诸如例如从申请人的SIPROTEC设备系列已知的复杂保护设备之外，其还应当覆盖相对简单、由此成本更低的设备，例如所谓RTU(远程终端单元，(Remote Terminal Unit)、智能并网单元、功率计、能量或功率测量设备、用于采集电力质量参数的电力计和故障记录仪。

按照根据本发明的方法的一个有利实施方式设置为，为了确定故障关于中压供电网中的测量点的方向，保护设备的控制装置对通过电压测量值的相位关于电流测量值的相位形成的相位角进行评价。

以这种方式，使得能够特别简单地、即通过仅观察包含在电流测量值和电压测量值之间的相位角，来进行故障方向的识别。为此，通常在电气保护设备中存储定义阈值的参数，在高于或者低于所述阈值的情况下，可以得出存在特定故障方向的结论。

在根据本发明的方法中，能够将在中压侧采集的电流测量值直接与在低压侧采集的电压测量值进行比较，并且根据适当的标准进行相应的故障方向识别。然而，作为替代，还可以设置为，首先使用关于变压器的结构的说明，将在变压器的低压侧采集的电压测量值换算为表示变压器的中压侧的电压的特征的辅助电压测量值，并且使用电流测量值和辅助电压测量值来确定故障的方向。

以这种方式，首先将在低压侧采集的电压测量值换算为这样的辅助电压测量值，所述辅助电压测量值至少部分地具有与直接在中压侧采集的电压测量值所具有的特征相同的特征。在进行换算之后，才进行故障方向的确定。

具体地，在这种情境下，例如可以设置为使用关于变压器的开关组的说明，由电压测量值关于其各个相位确定换算后的辅助电压测量值。