WO1995020765A1 - Verfahren zum erfassen des stromes in einem leiter eines wechselstrom-energieübertragungsnetzes - Google Patents

Verfahren zum erfassen des stromes in einem leiter eines wechselstrom-energieübertragungsnetzes Download PDF

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Andreas Jurisch
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Siemens AG
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    • H02H3/02—Details
    • H02H3/05—Details with means for increasing reliability, e.g. redundancy arrangements

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting the
  • the above-mentioned method is used to form two mutually orthogonal, first auxiliary measurement variables from the sampled values by means of at least two FIR filters; From the two auxiliary measurement variables and two further auxiliary measurement variables which are orthogonal to one another and which are generated from older sample values obtained a quarter of the period of the current to be measured, an evaluation arrangement corresponding to the amplitude of the current and on the other hand a further measured value are generated in an evaluation arrangement , which corresponds to the difference angle between the measured variable and the older measured variable, and an output signal is generated from the two measured values in an evaluation arrangement if the measured values exceed predetermined threshold values.
  • FIR filters are so-called finite impulse response filters, as are described, for example, in "Electronics" 2 / 23.1.1987, pages 89 to 96.
  • the method can also be carried out with auxiliary measurement variables that are not orthogonal to one another; however, the effort involved in carrying out the method is then considerably greater.
  • Conductor of the AC power transmission network is due or to the decaying DC element of the current transformer when the current flow in the conductor is actually interrupted.
  • a filtered measured variable is initially formed from the sampled values in a digital high-pass filter and if the two measured auxiliary variables orthogonal to one another are formed from the filtered measured variable by means of the at least two FIR filters.
  • the formation of the filtered measurand has namely the advantage that the decay process of the current transformer can be limited in time by the high-pass filter; In addition, any offset values that may be present in the samples can be filtered out with the high pass.
  • the formation of the two further auxiliary measurement variables can take place in different ways in the method according to the invention. It is therefore considered to be advantageous if the two further auxiliary measurement variables are formed at the same time as the first auxiliary measurement variables, in that the older sample values are supplied to at least two further FIR filters. In these two further FIR filters, the two further auxiliary measurement values orthogonal to one another are then formed from the older sample values in a manner corresponding to the current sample values.
  • a further high-pass filter advantageously first forms a further measured variable from the older sampled values, and the two further auxiliary measurement variables are formed from the further filtered measured variable by means of the at least two further FIR filters.
  • the two further auxiliary measurement variables are generated by means of a delay arrangement which is acted upon on the input side by the two first auxiliary measurement variables and, on the output side due to its delay corresponding to a quarter period of the current, after a quarter period of the current on the output side
  • the two further FIR filters for forming the further auxiliary measurement variables can thus advantageously be dispensed with, which advantageously reduces the effort involved in carrying out the method.
  • the four auxiliary measurement variables can be evaluated in different ways in the evaluation arrangement in the method according to the invention. In view of the low outlay, however, it is considered advantageous if the auxiliary measurement variables in the evaluation arrangement are multiplied with one another in pairs to form four intermediate variables and two intermediate variables in each case in an adder
  • Formation of two auxiliary variables can be added; the one auxiliary variable is examined for its sign and the other auxiliary variable for whether it falls below a predetermined threshold value; if both conditions are met, an intermediate signal is emitted to the evaluation arrangement.
  • the sampled values are advantageously on the one hand direct and on the other hand after
  • Delay by a time corresponding to a quarter period of the current is fed to two FIR filters to form four filter outputs, the four filter outputs are fed to an evaluation arrangement which
  • a measured value corresponding to the amplitude of the current and a further measured value are generated which correspond to the difference angle between the measured variable and an older measured variable formed a quarter period ago of the current, and
  • an output signal is generated from the two measured values in an evaluation arrangement, which characterizes the sole occurrence of a decaying direct current element as a measured variable after a current interruption.
  • the digital sampled values are supplied on the one hand directly and on the other hand after a delay corresponding to a quarter period of the current to two FIR filters to form four filter output variables, which are supplied to an evaluation arrangement which on the output side corresponds to the amplitude of the current Measured value and another measured value generated which corresponds to the difference angle between the measured variable and an older measured variable formed before a quarter period of the current;
  • An output signal is generated from the two measured values in an evaluation arrangement if the measured values exceed predetermined threshold values.
  • the method according to the invention can be used with particular advantage in a device for monitoring a circuit breaker arranged in the course of the conductor of the AC power transmission network if, according to the invention, a logic circuit of the device is also acted upon by the trigger signal of the evaluation arrangement in addition to a trigger signal from a protective device assigned to the circuit breaker and if the logic circuit issues a switch failure message if an output signal is given by the evaluation arrangement when a trigger signal is present.
  • This application of the method according to the invention advantageously leads to the fact that an aperiodic direct current element caused by the existing iron core residual magnetization of the current transformer when the current is interrupted in the conductor can be distinguished from a continuously flowing current in the conductor.
  • the application of the method according to the invention is in no way restricted to this application; also in the case of busbar protection, where the disconnection of a feeder also causes a decaying direct current element in the associated current transformer, so that the accumulation of current in the busbar protection has an error the method according to the invention can be used with advantage because this increases the accuracy in error detection.
  • Figure 1 is a block diagram of an arrangement for
  • Figure 2 shows a waveform of the current in the conductor of a
  • Figure 4 is a block diagram of an arrangement for
  • Figure 5 is a block diagram of an arrangement for
  • a current J flows through a conductor 1 of an AC power supply network, which is not shown in the rest.
  • the primary winding 2 of a current transformer 3 and a circuit breaker 4 which is only shown schematically in the figure.
  • a scanning device 6 with an integrated analog-digital converter is connected to the secondary winding 5 of the current transformer 3. If a current J in the form of a short-circuit current flows through the conductor 1, as shown in the left part of FIG. 2 as a function of time: then the current flow through the conductor 1 is interrupted when one assigned to the circuit breaker 4 ( protection arrangement (not shown in FIG. 1) has emitted a trigger signal and the circuit breaker 4 has then responded.
  • the circuit breaker 4 protection arrangement (not shown in FIG. 1) has emitted a trigger signal and the circuit breaker 4 has then responded.
  • the circuit breaker 4 should have responded at the time T ⁇ - Q S. Because of the iron-core residual magnetization of the current transformer 3 is but an even after time TJYUS from the scanning 6
  • Detected secondary current which represents an aperiodically decaying direct current element and has a profile as shown in the right part of FIG. 2 over time t.
  • the decaying direct current element is also above one after the switch-off time Tj ⁇ us of the circuit breaker 4
  • Threshold value JMin which is also shown in Figure 2.
  • the threshold value J ⁇ in is used to determine whether the current flow in conductor 1 has actually been interrupted after a trigger signal from a protective arrangement has been output to circuit breaker 4 shown; If the values are above the threshold value Jj ⁇ in, then this is interpreted as a sign that the circuit breaker 4 has not switched off correctly. In this case, other circuit breakers of the AC power supply network must take over the function of the defective circuit breaker and the defective line section from the network cut out.
  • the digital samples X (k) present at the output of the scanner 6 are first fed to a digital high-pass filter 7 in which the decay process of the direct current element caused by the current transformer 3 is limited and in the digital samples X (k) existing offset sizes are filtered out.
  • a filtered measured variable M g1 then arises at the output of the high pass 7.
  • This filtered measured variable M g1 is fed to an FIR filter 8 and a further FIR filter 9. Both FIR filters 8 and 9 are dimensioned such that they produce auxiliary measurement variables M h1 and M h2 at their outputs, which are orthogonal to one another.
  • the dimensioning of the two FIR filters 8 and 9 is chosen so that the auxiliary measurement variable M h1 with a sinusoidal input signal of the scanning device 6 with the nominal frequency, for example 50 Hz in an AC power supply network, is exactly 90 ° phase-rotated with respect to the auxiliary measurement size M h2 of the FIR filter is 9; it is also ensured that both auxiliary measurement variables M h1 and M h2 have the same amplitude.
  • auxiliary measurement variables M h1 and M h2 are squared in multipliers 10 and 11 of an evaluation arrangement 12 and then summed up in an adder 13. A magnitude signal A then results at the output of the adder 13 and is fed to an evaluation arrangement 14.
  • the input auxiliary variables M h1 and M h2 each have input to four multipliers 15, 16, 17 and 18, each of which has its further input with the
  • the further auxiliary measurement variable M g2 is obtained from the digital samples X (k) via a delay arrangement 21 and a further high-pass filter 22.
  • the delay arrangement 21 is designed such that, after a time delay of a quarter period of the current J, it outputs the samples that were current a quarter ago as older digital samples X (km) . This means that one of the FIR filters 8 and 9 is current, digital
  • M h2 and M h4 can be represented by equations (2) and (3) as follows:
  • F denotes the transfer function of the FIR filter 8 or of the further FIR filter 19.
  • the intermediate variables Z 1 and Z3 are fed to a further adder 24a; the intermediate variables Z2 and Z4 are accordingly applied to an additional adder 24b.
  • a auxiliary variable H 1 is produced at the output of the further adder 24a, while an additional auxiliary variable H 2 is output at the output of the additional adder 24b.
  • These auxiliary variables H 1 and H 2 are fed to a threshold device 23 which emits an angle signal B on the output side.
  • the quantities G and F in turn represent the transfer functions of the FIR filters 8 and 9; ⁇ 0 denotes the angular frequency of the current J and ⁇ 0 thereof
  • Equation (9) can also be expressed as follows:
  • equation (12) is to replace a by the auxiliary measurement variable M ⁇ i, b by the auxiliary measurement variable M n2 , c by the auxiliary measurement variable M n 4 and d ⁇ by the auxiliary measurement variable M n3 .
  • the numerator of the right fraction of equation (12) can then also be represented as follows:
  • the denominator of the fraction listed does not have to be calculated, since the denominator represents a real number and consequently contains no information regarding the difference angle. The information about the difference angle is therefore completely contained in the numerator of the specified fraction.
  • the individual products in the numerator of the fraction after the summation (13) correspond to the individual intermediate quantities Z ⁇ to Z4, which have been defined above.
  • the auxiliary variables H ⁇ and H 2 thus represent a pointer which is proportional to the quotient of the signals X (k) un ⁇ 3 X (km).
  • this pointer should have an angle of> + 60 ° in order to be sure To be able to determine a current still flowing despite the trigger signal given to the circuit breaker 4, this condition can be measured by measuring that the real part of the pointer must always be positive and the imaginary part of the pointer must be less than tangent 60 ° x real part of the pointer.
  • FIG. 3 in the left representation of which the position of the current pointer measured at time T ⁇ us ( V ( ? 1 * FIG. 2) is shown, at which time the pointer ⁇ G ⁇ is the one shown May take position with respect to this
  • Pointers ZG] _ have pointers ZG 2 and ZG3 each at a quarter period of the current J earlier points in each case offset by 90 °.
  • pointers ZG4 to ZG7 which - like - result from the current transformer 3 in the following quarter periods due to the decaying direct current element the right representation of Figure 3 shows - each lie in the fourth quadrant of the pointer image shown. This means that the imaginary part of the pointers ZG 4 to ZG 7 essentially does not change its position when a decaying DC element is detected. This is evaluated in the threshold value arrangement 23.
  • the magnitude signal A is checked in a comparator 25 to determine whether a predetermined threshold value P has been exceeded. If this is the case, then a signal is output to a logic circuit 26 designed as an AND gate.
  • the angle signal B is supplied by the threshold value arrangement 23 when the real part of the pointer is positive and the imaginary part of the pointer ⁇ tangens60 ° ⁇
  • the input part is again designed as in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 4, so that in this regard also in FIG. 5 the same reference numerals as in Figures 1 and 4 are used.
  • digital sampled values X ( ⁇ ) are fed directly to an FIR filter 40 on the one hand and to another FIR filter 42 on the other hand via a delay arrangement 41.
  • the delay by means of the circuit 41 is therefore again chosen so that it corresponds to a quarter period of the current J in the conductor 1.
  • a downstream arithmetic circuit 43 can then be used to generate a derived variable M al unci at an output 44 and a further derived variable M a 2 at a further output 45, one derived variable M a ⁇ being the magnitude of the current J and the other derived variable M g 2 corresponds to the difference angle between the digital samples X ( k ) and x ( km ) .
  • a downstream threshold device 46 can then again be used to determine whether the differential angle is ⁇ 60 ° and the amplitude has exceeded a predetermined threshold value. In this case, a switch failure message is then issued at an output 47.
  • FIG. 6 shows a logic circuit 50 designed as an AND gate of an otherwise not shown device for monitoring the circuit breaker 4 shown in FIGS. 1, 4 and 5 for switch failure.
  • the logic circuit 50 is connected with its one input 51 via a delay switching device, the delay of which must be only slightly above the switch-off time of the circuit breaker 4, is connected to an output 52 of a protective device 53 assigned to the circuit breaker 4 and is also subjected to this signal with a time delay when a trip signal AS for the circuit breaker 4 occurs.
  • a further input 54 of the logic circuit 50 is connected to the output 27 of the evaluation arrangement 14 or to the output 47 of the evaluation arrangement 46; If the output signal of the evaluation arrangement 14 or 46 occurs simultaneously with the delayed trigger signal AS at the inputs of the logic circuit 50, then the switch failure message SV results at the output 55.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erfassen des Stromes in einem Wechselstrom-Energieübertragungsnetz, bei dem mittels eines Stromwandlers eine Meßgröße gewonnen und digitale Abtastwerte umgesetzt wird. Um ein Fehlerfassen des Stromes durch ein abklingendes Gleichstromglied des Stromwandlers zu vermeiden, werden aus den digitalen Abtastwerten mittels mindestens zweier FIR-Filter (8, 9) zwei zueinander orthogonale erste Meßhilfsgrößen (Mh1, Mh2) gebildet, aus denen zusammen mit zwei weiteren zueinander orthogonalen Meßhilfsgrößen (Mh3, Mh4) ein der Amplitude des Stromes entsprechender Meßwert und ein einem Differenzwinkel proportionaler Meßwert erzeugt werden. Dabei sind die weiteren Meßhilfsgrößen aus Abtastwerten erzeugt, die aus einer vor einer Viertelperiode des zu messenden Stromes gewonnenen älteren Meßgröße gebildet sind. Der Differenzwinkel wird von den beiden Meßgrößen gebildet. Aus den beiden Meßwerten wird in einer Bewertungsanordnung ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Meßwerte vorgebende Schwellwerte überschreiten.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Erfassen des Stromes in einem Leiter eines Wechselstrom-Energieübertragungsnetzes
Es ist seit langem bekannt, den Strom in einem Leiter eines Wechselstrom-Energieübertragungsnetzes mittels eines Stromwandlers zu erfassen, dessen Primärwicklung von dem Strom in dem Leiter durchflössen ist und an dessen Sekundärwicklung eine Einrichtung zum Erfassen des Stromes angeschlossen ist. Bei dieser Einrichtung kann es sich um eine Meßeinrichtung handeln oder um eine Schutzeinrichtung, wie sie in Wechselstrom-Energieübertragungsnetzen zum Erfassen und Lokalisieren von Kurzschlüssen üblich ist. Ebenso ist es seit geraumer Zeit bekannt, daß eine Verarbeitung der von der Sekundärwicklung des Stromwandlers bereitgestellten, dem Strom proportionalen Meßgröße auf digitale Weise erfolgen kann, wozu Voraussetzung ist, daß aus der Meßgröße mittels einer Abtasteinrichtung (mit Analog-Digital-Wandler) digitale Abtastwerte gebildet werden. Diese digitalen Abtastwerte werden dann in einer digitalen Meßeinrichtung oder einer digitalen Schutzeinrichtung weiter verarbeitet.
Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Erfassen des
Stromes in einem Leiter eines Wechselstrom-Energieübertragungsnetzes aus, bei dem mittels eines Stromwandlers eine dem Strom proportionale Meßgröße gewonnen wird und aus der Meßgröße mittels einer Abtasteinrichtung digitale Abtastwerte gebildet werden, und stellt sich die Aufgabe, dieses Verfah- ren so auszugestalten, daß hinsichtlich eines sekundärseiti- gen Stromes eine Unterscheidung dahingehend möglich ist, ob der erfaßte Strom auf einem primärseitig im Leiter des Wechselstrom-Energieübertragungsnetzes fließenden Strom oder auf einem bei unterbrochenem Strom im Leiter von dem Stromwandler hervorgerufenen, abklingenden Gleichstromglied beruht. Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei dem oben aufgeführten Verfahren erfindungsgemäß aus den Abtastwerten mittels mindestens zweier FIR-Filter zwei zueinander orthogonale, erste Meßhilfsgrößen gebildet; aus den zwei Meßhilfsgrößen und zwei weiteren zueinander orthogonalen Meßhilfsgrößen, die aus einer vor einer Viertelperiode des zu messenden Stromes gewonnenen älteren Meßgröße gebildeten älteren Abtastwerten erzeugt sind, wird in einer Auswerteanordnung einerseits ein der Amplitude des Stromes entsprechender Meßwert und anderer- seits ein weiterer Meßwert erzeugt, der dem Differenzwinkel zwischen der Meßgröße und der älteren Meßgröße entspricht, und aus den beiden Meßwerten wird in einer Bewertungsanordnung ein AusgangsSignal erzeugt, wenn die Meßwerte vorgegebene Schwellwerte überschreiten. Mit FIR-Filter sind dabei sog. Finite-Impulse-Response-Filter bezeichnet, wie sie z.B. in "Elektronik" 2/23.1.1987, Seiten 89 bis 96 beschrieben sind.
Ferner ist darauf hinzuweisen, daß das erfindungsgemäße
Verfahren auch mit Meßhilfsgrößen ausgeübt werden kann, die nicht orthogonal zueinander sind; allerdings ist dann der Aufwand bei der Durchführung des Verfahrens erheblich größer.
Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß jederzeit festgestellt werden kann, ob ein sekundärseitig erfaßter Strom auf einen Strom durch den
Leiter des Wechselstrom-Energieübertragungsnetzes zurückzuführen ist oder auf das abklingende Gleichstromglied des Stromwandlers bei tatsächlich unterbrochenem Stromfluß im Leiter.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn aus den Abtastwerten in einem digitalen Hochpaß zunächst eine gefilterte Meßgröße gebildet wird und wenn aus der gefilterten Meßgröße mittels der mindestens zwei FIR-Filter die zwei zueinander orthogonalen Meßhilfsgrößen gebildet werden. Die Bildung der gefilterten Meßgröße hat nämlich den Vorteil, daß durch den Hochpaß der Abklingvorgang des Stromwandlers zeitlich begrenzt werden kann; darüber hinaus lassen sich mit dem Hochpaß in den Abtastwerten womöglich vorhandene Offsetgrößen ausfiltern.
Die Bildung der zwei weiteren Meßhilfsgrößen kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in unterschiedlicher Weise erfolgen. So wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die zwei weiteren Meßhilfsgrößen zur selben Zeit wie die ersten Meßhilfsgrößen gebildet werden, indem die älteren Abtastwerte mindestens zwei weiteren FIR-Filtern zugeführt werden. In diesen zwei weiteren FIR-Filtern werden dann aus den älteren Abtastwerten in entsprechender Weise wie mit den aktuellen Abtastwerten die zwei weiteren zueinander orthogonalen Meßhilfsgrößen gebildet.
Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus den älteren Abtastwerten in einem weiteren Hochpaß vorteilhafterweise zunächst eine weitere gefilterte Meßgröße gebildet, und es werden aus der weiteren gefilterten Meßgröße mittels der mindestens zwei weiteren FIR-Filter die zwei weiteren Meßhilfsgrößen gebildet.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zwei weiteren Meßhilfsgrößen mittels einer Verzögerungsanordnung erzeugt, die eingangsseitig mit den zwei ersten Meßhilfsgrößen beaufschlagt ist und aufgrund ihrer einer Viertelperiode des Stromes entsprechenden Verzögerung ausgangsseitig die zwei weiteren Meßhilfsgrößen nach einer Viertelperiode des Stromes zur
Verfügung stellt. Bei dieser Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann also in vorteilhafter Weise auf die zwei weiteren FIR-Filter zur Bildung der weiteren Meßhilfsgrößen verzichtet werden, wodurch in vorteilhafter Weise der Aufwand bei der Durchführung des Verfahrens verringert wird. Die insgesamt vier Meßhilfsgrößen können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in der Auswerteanordnung in unterschiedlicher Weise ausgewertet werden. Im Hinblick auf einen geringen Aufwand wird es jedoch als vorteilhaft angesehen, wenn die Meßhilfsgrößen in der Auswerteanordnung paarweise miteinander multipliziert werden unter Bildung von vier Zwischengrößen und jeweils zwei Zwischengrößen in einem Addierer unter
Bildung von zwei Hilfsgrößen addiert werden; die eine Hilfsgröße wird auf ihr Vorzeichen und die andere Hilfsgröße daraufhin untersucht, ob sie einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet; bei Vorliegen beider Bedingungen wird ein Zwischensignal an die Bewertungsanordnung abgegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden vorteilhafterweise die Abtastwerte einerseits direkt und andererseits nach
Verzögerung um eine einer Viertelperiode des Stromes entsprechenden Zeit zwei FIR-Filtern unter Bildung von vier Filterausgangsgrößen zugeführt werden, die vier Filterausgangsgrößen einer Auswerteanordnung zugeführt werden, die
ausgangsseitig einen der Amplitude des Stromes entsprechenden Meßwert und einen weiteren Meßwert erzeugt, der dem Differenzwinkel zwischen der Meßgröße und einer vor einer Viertelperiode des Stromes gebildeten, älteren Meßgröße entspricht, und
aus den beiden Meßwerten in einer Bewertungsanordnung ein Ausgangssignal erzeugt wird, das das alleinige Auftreten eines abklingenden Gleichstromgliedes als Meßgröße nach einer Stromunterbrechung kennzeichnet. Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Lösung der oben angegebenen Aufgabe werden die digitalen Abtastwerte einerseits direkt und andererseits nach Verzögerung um eine einer Viertelperiode des Stromes entsprechenden Zeit zwei FIR-Filtern unter Bildung von vier Filterausgangsgrößen zugeführt, die einer Auswerteanordnung zugeführt werden, die ausgangsseitig einen der Amplitude des Stromes entsprechenden Meßwert und einen weiteren Meßwert erzeugt, der dem Differenzwinkel zwischen der Meßgröße und einer vor einer Viertelperiode des Stromes gebildeten älteren Meßgröße entspricht; aus den beiden Meßwerten wird in einer Bewertungsanordnung ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Meßwerte vorgegebene Schwellwerte überschreiten.
Mit besonderem Vorteil läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren bei einer Einrichtung zur Überwachung eines im Zuge des Leiters des Wechselstrom-Energieübertragungsnetzes angeordneten Leistungsschalters einsetzen, wenn erfindungsgemäß eine Logikschaltung der Einrichtung außer mit einem Auslösesignal einer dem Leistungsschalter zugeordneten Schutzeinrichtung auch mit dem Auslösesignal der Bewertungsanordnung beaufschlagt wird und wenn von der Logikschaltung eine SchalterVersager-Meldung abgegeben, wenn beim Vorliegen eines Auslösesignals von der Bewertungsanordnung ein Ausgangssignal abgegeben wird. Diese Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens führt nämlich in vorteilhafter Weise dazu, daß ein bei Stromunterbrechung im Leiter durch die vorhandene EisenkernRestmagnetisierung des Stromwandlers verursachtes aperiodisches Gleichstromglied von einem fortdauernd fließenden Strom im Leiter unterschieden werden kann. Mit der Abgabe einer Schalter-Versager-Meldung muß daher nicht eine vorbestimmte Zeit abgewartet werden (Abklingen des Gleichstromgliedes), um eine sichere Erkenntnis über ein Schalterversagen zu gewinnen. Es kann somit schnell eine derartige Schalter-VersagerMeldung abgegeben werden, woraufhin dann andere Schalter des Wechselstrom-Energieübertragungsnetzes für den gestörten Leistungsschalter die Abschaltung vornehmen können.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist aber keinesfalls auf diesen Anwendungsfall beschränkt; auch bei einem Sammelschienenschutz, wo die Abschaltung eines Abzweiges ebenfalls ein abklingendes Gleichstromglied in dem zugeordneten Stromwandler verursacht, so daß die Stromsummenbildung des Sammelschienenschutzes einen Fehler aufweist, ist das erfindungsgemäße Verfahren mit Vorteil einsetzbar, weil dadurch die Genauigkeit bei der Fehlererfassung erhöht wird.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in
Figur 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur
Durchführung einer Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens, in
Figur 2 ein Signalverlauf des Stromes im Leiter eines
Wechselstrom-Energieübertragungsnetzes, in
Figur 3 eine Darstellung komplexer Zeiger des Stromes und
ein Zeigerbild, in
Figur 4 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur
Durchführung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, in
Figur 5 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur
Durchführung einer zusätzlichen
Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen
Verfahrens und in
Figur 6 der im Zusammenhang mit der Erfindung wesentliche
Teil einer Enrichtung zur Überwachung eines
Leistungsschalters wiedergegeben.
Dabei sei ausdrücklich angemerkt, daß die Blockschaltbilder nur gewählt sind, um die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutern zu können; zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bevorzugt eine Datenverarbeitungsanlage eingesetzt.
Wie Figur 1 erkennen läßt, ist ein Leiter 1 eines im übrigen nicht weiter dargestellten Wechselstrom-Energieversorgungsnetzes von einem Strom J durchflössen. Im Zuge des Leiters 1 liegt die Primärwicklung 2 eines Stromwandlers 3 sowie ein in der Figur nur schematisch dargestellter Leistungsschalter 4. An die Sekundärwicklung 5 des Stromwandlers 3 ist eine Abtasteinrichtung 6 mit integriertem Analog-Digital-Wandler angeschlossen. Wenn der Leiter 1 von einem Strom J in Form eines Kurzschlußstromes durchflössen ist, wie er im linken Teil der Figur 2 in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt ist:, dann wird der Stromfluß durch den Leiter 1 dann unterbrochen, wenn eine dem Leistungsschalter 4 zugeordnete (in der Figur 1 nicht dargestellte) Schutzanordnung ein Auslösesignal abgegeben hat und der Leistungsschalter 4 daraufhin angesprochen hat. Das
Ansprechen des Leistungsschalters 4 soll im dargestellten Beispiel zum Zeitpunkt T^-QS erfolgt sein. Aufgrund der Eisen- kern-Restmagnetisierung des Stromwandlers 3 wird aber auch nach dem Zeitpunkt TJYUS von der Abtasteinrichtung 6 ein
(Sekundär-Strom erfaßt, der ein aperiodisch abklingendes Gleichstromglied darstellt und einen Verlauf hat, wie er im rechten Teil der Figur 2 über der Zeit t dargestellt ist. Das abklingende Gleichstromglied liegt auch nach dem Abschaltzeitpunkt Tj^us des Leistungsschalters 4 im Betrage oberhalb eines Schwellwertes JMin der ebenfalls in Figur 2 eingezeichnet ist. Der Schwellwert J^in dient zur Feststellung, ob nach Ausgabe eines Auslösesignals einer Schutzanordnung an den dargestellten Leistungsschalter 4 der Stromfluß im Leiter 1 tatsächlich unterbrochen worden ist; wird ein Strom J festgestellt, der in seinem Werte oberhalb des Schwellwertes Jj^in liegt, dann wird dies als ein Zeichen dafür gewertet, daß der Leistungsschalter 4 nicht vorschriftsmäßig abgeschaltet hat. In diesem Falle müssen andere Leistungsschalter des Wechselstrom-Energieversorgungsnetzes die Funktion des defekten Leistungsschalters übernehmen und das defekte Leitungsstück aus dem Netz heraustrennen.
Wird der sekundärseitige Strom des Stromwandlers 3 nur im Hinblick auf seinen Betrag beurteilt, dann würde in dem in Figur 2 dargestellten Falle fälschlicherweise ein Fehlverhal- ten des Leistungsschalters 4 registriert werden, weil infolge des abklingenden Gleichstromgliedes ein Strom oberhalb des Schwellwertes J^in erfaßt wird. Unnötigerweise würden ohne weitere Vorkehrungsmaßnahmen benachbarte Leistungsschalter aktiviert werden. Um dies zu verhindern, wartet man bisher eine gewisse Zeit ab, in der das Gleichstromglied normalerweise abgeklungen ist, und überprüft dann noch einmal den Betrag des Stromes J in bezug auf den Schwellwert. Damit ergibt sich aber eine relativ lange Wartezeit.
Dem wird durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens abgeholfen, indem die am Ausgang der Abtasteinrichtung 6 anstehenden digitalen Abtastwerte X(k) zunächst einem digitalen Hochpaß 7 zugeführt werden, in dem der Abklingvorgang des durch den Stromwandler 3 hervorgerufenen Gleichstromgliedes begrenzt wird und in den digitalen Abtastwerten X(k) vorhandene Offsetgrößen ausgefiltert werden. Am Ausgang des Hoch- passes 7 entsteht dann eine gefilterte Meßgröße Mg1. Diese gefilterte Meßgröße Mg1 wird einem FIR-Filter 8 und einem weiteren FIR-Filter 9 zugeführt. Beide FIR-Filter 8 und 9 sind so bemessen, daß sie an ihren Ausgängen Meßhilfsgrößen Mh1 und Mh2 erzeugen, die zueinander orthogonal sind. Die Dimensionierung der beiden FIR-Filter 8 und 9 ist dabei so gewählt, daß die Meßhilfsgröße Mh1 bei einem sinusförmigen Eingangssignal der Abtasteinrichtung 6 mit der Nennfrequenz, beispielsweise 50 Hz bei einem Wechselstrom-Energieversorgungsnetz, genau um 90°phasengedreht gegenüber der Meßhilfsgroße Mh2 des FIR-Filters 9 ist; außerdem ist dafür gesorgt, daß beide Meßhilfsgrößen Mh1 und Mh2 gleiche Amplitude haben.
Diese Meßhilfsgrößen Mh1 und Mh2 werden in Multiplizierern 10 und 11 einer Auswerteanordnung 12 quadriert und anschließend in einem Addierer 13 aufsummiert. Am Ausgang des Addierers 13 ergibt sich dann ein Betragssignal A, die einer Bewertungsanordnung 14 zugeführt wird.
Außerdem ist mit den Meßhilfsgrößen Mh1 und Mh2 jeweils ein Eingang von vier Multiplizierern 15, 16, 17 und 18 beaufschlagt, die mit ihrem jeweils weiteren Eingang mit den
Ausgängen von zwei weiteren FIR-Filtern 19 und 20 verbunden sind. Diese weiteren FIR-Filter 19 und 20 sind ebenso dimensioniert wie die FIR-Filter 8 und 9 und erzeugen demzufolge bei einganσsseitiger Beaufschlagung mit einer weiteren Meß- hilfsgröße Mg2 an ihren Ausgängen weitere Meßhilfsgrößen Mh3 und Mh4, die gleiche Amplitude haben, jedoch in ihrer Phase um 90° gegeneinander gedreht sind.
Die weitere Meßhilfsgröße Mg2 ist aus den digitalen Abtastwerten X(k) über eine Verzögerungsanordnung 21 und einen weiteren Hochpaß 22 gewonnen. Die Verzögerungsanordnung 21 ist dabei so ausgelegt, daß sie an ihrem Ausgang nach einer Zeitverzögerung von einer Viertelperiode des Stromes J die vor einer Viertelperiode aktuellen Abtastwerte als ältere digitale Abtastwerte X(k-m) abgibt. Dies bedeutet, daß von den einen FIR-Filtern 8 und 9 jeweils aktuelle, digitale
Abtastwerte X( k) und zur selben Zeit von den zwei weiteren FIR-Filtern 19 und 20 um eine Viertelperiode des Stromes J ältere, digitale Abtastwerte X(k-m) verarbeitet werden. Die weiteren Meßhilfsgrößen Mh3 und Mh4 werden - wie oben bereits angedeutet - dem jeweils weiteren Eingang der Multiplizierer 15, 16, 17 und 18 in einer Weise zugeführt, wie es aus der Figur 1 hervorgeht. Es bildet sich somit am Ausgang des Multiplizierers 15 eine Zwischengröße Z1, die sich durch folgende Gleichung (1)
beschreiben läßt:
Z1 = Mh2 × Mh4 (1) Dabei lassen sich Mh2 sowie Mh4 durch die Gleichungen (2) und (3) wie folgt darstellen:
Mh2 = G*X(k) (2) Mh4 = G*X(k-m) (3) Dabei bezeichnet * eine Faltungsoperation und G die Ubertragungsfunktion des FIR-Filters 9 bzw. des weiteren FIR-Filters
20.
Entsprechend lassen sich die Zwischengröße Z2 am Ausgang des Multiplizierers 16, die Zwischengröße Z3 am Ausgang des
Multiplizierers 17 und die Zwischengröße Z4 am Ausgang des Multiplizierers 18 durch folgende Gleichungen (4) bis (8) beschreiben:
Z2 = Mh2 × Mh3 (4)
Z3 = Mh1 × Mh3 und (5) Z4 = Mh1 × Mh4 mit (6)
Mh1 = F*X(k) und (7)
Mh3 = F*X(k-m). (8)
Darin bezeichnet F die Übertragungsfunktion des FIR-Filters 8 bzw. des weiteren FIR-Filters 19.
Die Zwischengrößen Z1 und Z3 werden einem weiteren Addierer 24a zugeführt; entsprechend wird mit den Zwischengrößen Z2 und Z4 ein zusätzlicher Addierer 24b beaufschlagt. Am Ausgang des weiteren Addierers 24a entsteht eine Hiifsgröße H1, während am Ausgang des zusätzlichen Addierers 24b eine zusätzliche Hilfsgröße H2 abgegeben wird. Diese Hilfsgrößen H1 und H2 werden einer Schwellwerteinrichtung 23 zugeführt, die ausgangsseitig ein Winkelsignal B abgibt.
Dem insoweit beschriebenen Verfahren nach Figur 1 liegen folgende Überlegungen zugrunde:
Durch die Gewinnung der Meßhilfsgrößen Mh1 und Mh2 mittels der beiden FIR-Filter 8 und 9 und der nachgeordneten Multiplizierer 10 und 11 sowie des Addierers 12 wird das Betrags Signal A gebildet, das bei sinusförmigem Verlauf des Stromes J im Leiter 1 bzw. im Sekundärstromkreis des Stromwandlers 3 ein Gleichsignal darstellt, das dem Quadrat der Amplitude des aktuellen Stromes im Sekundärkreis des Stromwandlers 3 entspricht. Dies kann mittels folgender Gleichung (9) veranschaulicht werden:
Figure imgf000013_0001
In dieser Gleichung geben die Größen G und F wiederum die Ubertragungsfunktionen der FIR-Filter 8 und 9 wieder; ω0 bezeichnet die Kreisfrequenz des Stromes J und φ0 dessen
Phasenlage. Die Gleichung (9) kann auch folgenderweise ausgedrückt werden:
A 2 = (G*X)2 + (F*X)2 (10)
Die Differenzwinkelmessung zwischen den digitalen Abtastwerten X(k) und X(k-m) wird auf eine komplexe Division dieser beiden Signale zurückgeführt. Dies läßt sich durch folgende Gleichung (11) allgemein ausdrücken:
Figure imgf000013_0002
Bei der Darstellung in Polarkoordinaten erkennt man, daß das Divsiionsergebnis der beiden komplexen Zeiger den Differenzwinkel der beiden Operanden als Argument hat. Da am Ausgang der FIR-Filter 8,9,19 und 20 die Signale X(k) und X(k-m) nur in kartesischen Koordinaten zur Verfügung stehen, wird die Division auch in kartesischen Koordinaten vorgenommen. Dies läßt sich durch folgende Gleichung (12) allgemein ausdrücken:
Figure imgf000013_0003
Bezogen auf den vorliegenden Fall ist in der Gleichung (12) a durch die Meßhilfsgröße M^i, b durch die Meßhilfsgröße Mn2, c durch die Meßhilfsgrόße Mn4 und d αurch die Meßhilfsgröße Mn3 zu ersetzen. Der Zähler des rechten Bruches der Gleichung (12) läßt sich dann auch folgendermaßen darstellen:
(Mh1 • Mh4 + Mh2 • Mhq3) + j(Mh2 . Mh4 - Mh1 . Mh3) (13)
In der oben aufgeführten Gleichung (12) muß der Nenner des aufgeführten Bruches nicht berechnet werden, da der Nenner eine reelle Zahl darstellt und demzufolge hinsichtlich des Differenzwinkels keine Information enthält. Die Information über den Differenzwinkel ist also vollständig im Zähler des angegebenen Bruches enthalten. Die Einzelprodukte im Zähler des Bruches nach der Summation (13) entsprechen den einzelnen Zwischengrößen Z^ bis Z4, die oben definiert worden sind. Die Hilfsgrößen H^ und H2 stellen also eine dem Quotienten der Signale X(k) un<3 X(k-m) proportionalen Zeiger dar. Legt man nun fest, daß dieser Zeiger einen Winkel von >+ 60° aufweisen soll, um mit Sicherheit einen trotz an den Leistungsschalter 4 gegebenen Auslösesignals noch fließenden Strom feststellen zu können, dann läßt sich diese Bedingung dadurch meßtechnisch erfassen, daß der Realteil des Zeigers stets positiv und der Imaginärteil des Zeigers kleiner als tangens 60° x Realteil des Zeigers sein muß.
Um diesen Sachverhalt zu verdeutlichen, wird auf Figur 3 Bezug genommen, in deren linker Darstellung zunächst die Lage des Stromzeigers gemessen am Zeitpunkt T^us (V(?l* Fig. 2) dargestellt ist, wobei zu diesem Zeitpunkt der Zeiger ΣGχ die dargestellte Lage einnehmen möge. In bezug auf diesen
Zeiger ZG]_ haben Zeiger ZG2 und ZG3 zu jeweils einer Viertelperiode des Stromes J früheren Zeitpunkten jeweils um 90° versetzte Positionen. Nach dem Abschaltzeitpunkt T^-QS ergeben sich bei unterbrochenem Stromfluß durch den Leiter 1 aufgrund des abklingenden Gleichstromgliedes aus dem Stromwandler 3 in den folgenden Viertelperioden Zeiger ZG4 bis ZG7, die - wie die rechte Darstellung von Figur 3 zeigt - jeweils im vierten Quadranten des dargestellten Zeigerbildes liegen. Dies bedeutet, daß der Imaginärteil der Zeiger ZG4 bis ZG7 seine Position im wesentlichen nicht ändert, wenn ein abklingendes Gleichstromglied erfaßt wird. Dies wird in der Schwellwertanordnung 23 ausgewertet.
In der nachgeordneten Bewertungsanordnung 14 wird das Betragssignal A in. einem Komparator 25 daraufhin überprüft, ob ein vorgegebener Schwellwert P überschritten ist. Ist dies der Fall, dann wird an eine als UND-Glied ausgebildete Logikschaltung 26 ein Signal abgegeben. An einem anderen Eingang der Logikschaltung 26 wird von der Schwellwertanordnung 23 das Winkelsignal B geliefert, wenn der Realteil des Zeigers positiv und der Imaginärteil des Zeigers ≤ tangens60° ×
Realteil ist, wie oben ausführlich erläutert worden ist. Dies bedeutet, daß dann kein abklingendes Gleichstromglied erfaßt ist, so daß dann am Ausgang 27 der Logikschaltung 26 eine Schalter-Versager-Meldung erzeugt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 sind mit der Ausführungsform nach Figur 1 übereinstimmende Bausteine mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es ist zu erkennen, daß im Vergleich zu der Ausführungsform nach Figur 1 hier auf die zwei weiteren FIR-Filter verzichtet ist. Statt dessen werden die beiden weiteren Meßhilfsgrößen Mh3 und Mh4 mittels einer Verzögerungsschaltung 30 erzeugt, die für eine Verzögerung der Ausgangssignale (Meßhilfsgrößen Mh1 und Mh2) der FIR-Filter 8 und 9 um eine einer Viertelperiode des Stromes J entsprechende Zeitdauer sorgt. Ansonsten arbeitet das Verfahren nach Figur 4 in gleicher Weise, wie es im Zusammenhang mit der Figur 1 ausführlich beschrieben worden ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 5 ist der Eingangsteil wiederum so ausgeführt wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 4, so daß diesbezüglich auch in der Figur 5 die gleichen Bezugszeichen wie in den Figuren 1 und 4 verwendet sind.
In Abweichung von den vorher beschriebenen Verfahren nach den Figuren 1 und 4 werden hier digitale Abtastwerte X(^) einerseits direkt einem FIR-Filter 40 und andererseits über eine Verzögerungsanordnung 41 einem weiteren FIR-Filter 42 zugeführt. Dadurch ist dafür gesorgt, daß das FIR-Filter 40 mit den jeweils aktuellen Abtastwerten X(k) un<3- das FIR-Filter 42 mit um eine Viertelperiode des Stromes J älteren Abtastwerten und x (k-m) beaufschlagt ist. Die Verzögerung mittels der Schaltung 41 ist deshalb wiederum so gewählt, daß sie einer Viertelperiode des Stromes J im Leiter 1 entspricht. Ausgangsseitig entstehen an den FIR-Filtern 40 und 42 Größen M]_, M2 sowie M3 und M4, die sich in einer Weise beschreiben lassen, wie es in der Literaturstelle "IEEE Transactions on Power Delivery", Vol.7, No. 2, April 1992, Seite 621 beschrieben ist, sofern die FIR-Filter 40 und 42 so bemessen sind, wie es auf derselben Seite dieser Literaturstelle aufgeführt ist. Mittels einer nachgeordneten Rechenschaltung 43 läßt sich dann an einem Ausgang 44 eine abgeleitete Größe Mal unci an einem weiteren Ausgang 45 eine weitere abgeleitete Größe Ma2 erzeugen, wobei die eine abgeleitete Größe Ma^ dem Betrag des Stromes J und die andere abgeleitete Größe Mg2 den Differenzwinkel zwischen den digitalen Abtastwerten X(k) und x (k-m) entspricht. Durch eine nachgeordnete Schwellwerteinrichtung 46 kann dann wiederum festgestellt werden, ob der Differenzwinkel < 60° ist und die Amplitude einen vorgegebe- nen Schwellwert überschritten hat. In diesem Falle wird dann an einem Ausgang 47 ein Schalter-Versager-Meldung abgegeben.
Fig. 6 zeigt eine als UND-Glied ausgebildete Logikschaltung 50 einer ansonsten nicht weiter dargestellten Einrichtung zur Überwachung des in den Figur 1, 4 und 5 dargestellten Lei- stungsschalters 4 auf Schalterversagen. Die Logikschaltung 50 ist mit ihrem einen Eingang 51 über eine Verzögerungsschal- tung, deren Verzögerung nur geringfügig über der Ausschaltzeit des Leistungsschalters 4 liegen muß, mit einem Ausgang 52 einer dem Leistungsschalter 4 zugeordneten Schutzeinrichtung 53 verbunden und wird beim Auftreten eines Auslösesi- gnals AS für den Leistungsschalter 4 auch mit diesem Signal zeitverzögert beaufschlagt. Außerdem ist ein weiterer Eingang 54 der Logikschaltung 50 mit dem Ausgang 27 der Bewertungsanordnung 14 bzw. mit dem Ausgang 47 der Bewertungsanordnung 46 verbunden; tritt gleichzeitig mit dem verzögerten Auslösesi- gnal AS an den Eingängen der Logikschaltung 50 das Ausgangssignal der Bewertungsanordnung 14 bzw. 46 auf, dann ergibt sich am Ausgang 55 die Schalter-Versager-Meldung SV.

Claims

Patentansprüche i. Verfahren zum Erlassen des Stromes (J.in einem Leiter (1) eines Wechselstrom-Energieübertragungsnetzes, bei dem
- mittels eines Stromwandlers (3) eine dem Strom (J) proportionale Meßgröße gewonnen wird und aus der Meßgröße mittels einer Abtasteinrichtung (6) digitale Abtastwerte (X(k)) gebildet werden,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
- aus den Abtastwerten (X(k)) mittels mindestens zweier
FIR-Filter (8,9) zwei zueinander orthogonale, erste
Meßhilfsgrößen (Mh1,Mh2) gebildet werden,
- aus den zwei Meßhilfsgrößen (Mh1,Mh2) und zwei weiteren zueinander orthogonalen Meßhilfsgrößen (Mh3, Mh4), die aus einer vor einer Viertelperiode des zu messenden
Stromes (J) gewonnenen älteren Meßgröße gebildeten älteren Abtastwerten (X (k-m) ) erzeugt sind, in einer
Auswerteeanordnung (12) einerseits ein der Amplitude des Stromes (J) entsprechendes Betrags-Signal (A) und
andererseits ein Winkelsignal (B) erzeugt wird, das dem Differenzwinkel zwischen der Meßgröße und der älteren Meßgröße entspricht und
- aus den Betrags- und Winkelsignalen (A,B) in einer Bewertungsanordnung (14) ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn diese Signale (A,B) vorgegebene Schwellwerte überschreiten.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
- aus den Abtastwerten (X(k))in einem digitalen Hochpaß zunächst eine gefilterte Meßgröße (Mg1) gebildet wird und
- aus der gefilterten Meßgröße (Mg1) mittels der mindestens zwei FIR-Filter (8,9) die zwei zueinander orthogonalen Meßhilfsgrößen (Mh1,Mh2) gebildet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
- die zwei weiteren Meßhilfsgrößen (Mh3,Mh1) zur selben Zeit wie die ersten Meßhilfsgrößen (Mh1,Mh2) gebildet werden, indem
-die älteren Abtastwerte (X(k-m)) mindestens zwei
weiteren FIR-Filtern (19,20) zugeführt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
- aus den älteren Abtastwerten (X(k-m)) in einem weiteren Hochpaß (22) zunächst eine weitere gefilterte Meßgröße
(Mg2) gebildet wird und
- aus der weiteren gefilterten Meßgröße (Mg2) mittels der mindestens zwei weiteren FIR-Filter (19,20) die zwei weiteren Meßhilfsgrößen (Mh3,Mh4) gebildet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
- die zwei weiteren Meßhilfsgrößen (Mh3,Mh4) mittels einer Verzögerungsanordnung (30) erzeugt werden, die
- eingangsseitig mit den zwei ersten Meßhilfsgrößen
(Mh1,Mh2) beaufschlagt ist und
- aufgrund ihrer einer Viertelperiode des Stromes (J) entsprechenden Verzögerung ausgangsseitig die zwei weiteren Meßhilfsgrößen (Mh3,Mh4) nach einer
Viertelperiode des Stromes (J) zur Verfügung stellt.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
- die Meßhilfsgrößen (Mh1,Mh2,Mh3,Mh4) in der
Auswerteanordnung (12) paarweise miteinander multipliziert werden unter Bildung von vier Zwischengrößen
(Z1, Z2, Z3,Z4),
- jeweils zwei Zwischengrößen (Z1, Z3; Z2, Z4) in einem Addierer (21;22)unter Bildung von zwei Hilfsgrößen (H1;H2) addiert werden, - die eine Hilfsgröße (H1) auf ihr Vorzeichen und die andere Hilfsgröße (H2) daraufhin untersucht wird, ob sie einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet und
- bei Vorliegen beider Bedingungen das Winkelsignal an die Bewertungsanordnung (14) abgegeben wird.
7. Verfahren nch einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
- die beiden Meßhilfsgrößen (Mh1,Mh2) für sich quadriert und - unter Bildung des Betragssignals (A) in einem Addierer
(13) aufsummiert werden.
8. Verfahren zum Erfassen des Stromes (J) in einem Leiter (1) eines Wechselstrom-Energieübertragungsnetzes, bei dem
- mittels eines Stromwandlers (3) eine dem Strom (J) proportionale Meßgröße gewonnen wird und aus der Meßgröße mittels einer Abtasteinrichtung (6) digitale Abtastwerte (X(k)) gebildet werden,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
- die Abtastwerte (X(k)) einerseits direkt und andererseits nach Verzögerung um eine einer Viertelperiode des Stromes (J)entsprechenden Zeit zwei FIR-Filtern (40,42) unter Bildung von vier Filterausgangsgrößen (M1,M2,M3,M4) zugeführt werden,
- die vier Filterausgangsgrößen (M1,M2,M3,M4) einer Auswerteanordnung (43) zugeführt werden, die
- ausgangsseitig einen der Amplitude des Stromes (J)
entsprechenden Meßwert (Ma1) und einen weiteren
Meßwert (Ma2) erzeugt, der dem Differenzwinkel
zwischen der Meßgröße und einer vor einer
Viertelperiode des Stromes gebildeten, älteren
Meßgröße entspricht, und
- aus den beiden Meßwerten (Ma1,Ma2) in einer Bewertungsanordnung (46) ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn die Meßwerte (Ma1,Ma2) vorgegebene Schwellwerte überschreiten.
9. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche bei einer Einrichtung zur Überwachung eines im Zuge des Leiters (1)des Wechselstrom-Energieübertragungssnetzes angeordneten Leistungsschalters (4),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
- eine Logikschaltung (50) der Einrichtung außer mit einem Auslösesignal (AS) einer dem Leistungsschalter (4) zugeordneten Schutzeinrichtung (53) auch mit dem Ausgangssignal der Bewertungsanordnung (14,46) beaufschlagt wird, - von der Logikschaltung (50) eine Schalter-Versager-Meldung (SV) abgegeben wird, wenn beim Vorliegen eines Auslösesignals (AS) von der Bewertungsanordnung (14,46) in
Ausgangssignal abgegeben wird.
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