在具有分散的能量馈送的能量供应网络中的故障识别的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于识别电能供应网络的网络区段中的故障的方法，其中，借助 保护设备采集在该网络区段的馈电线中流过的电流，W形成电流测量值，将该电流测量值 与电流阔值相比较，并且在电流阔值被超过的情况下由保护设备产生故障信号，其指示在 该网络区段中的故障。此外，本发明设及一种相应的保护设备W及一种相应的保护系统。
【背景技术】
[000引开头提及的类型的方法例如由申请人W名称"SIPROTEC 7SJ80"销售的所谓的 过电流时间保护设备执行，并且在设备手册"SIPROTEC - Overcurrent Time Protection 7SJ80, V4.6, Manual，，，Siemens AG 2010,订阅号 E50417-G1140-C：M3-A4 中描述。过电流 时间保护设备例如使用在能量供应网络的低压和中压范围中的分配网络区段中，W便关于 故障，例如短路保护电气装置（例如传输线路）。为此，由过电流时间保护设备采集在能量 供应网络中的测量位置处流动的电流，并且将其与在过电流时间保护设备中固定设置的电 流阔值相比较。如果过电流时间保护设备识别出阔值被超过，则其产生故障信号，该故障信 号例如使得产生针对将受监视的网络区段与电源连接的功率开关的触发命令，W断开其开 关触点，使得故障因此与其余的能量供应网络分离。电流阔值从网络计算中一次性地确定， 其中在考虑已知的电压水平和对受监视的网络区段进行馈送的能量源的条件下确定在故 障情况下流动的故障电流。将电流阔值选择为使得从网络计算中确定的故障电流能够可靠 地与普通负载电流进行区分。
[0003] 过电流时间保护设备的保护原理本来是对于传统的能量供应网络开发的，其中负 载流沿一个方向走向，即，从几个中屯、能量产生器经过能量供应网络的传输区段直至中压 和低压水平的分配网络区段。然而较新的研发和电力市场的自由化引起了，在网络的较低 等级，即例如在中压或低压水平的分配网络中，分散的能量产生器也向能量供应网络馈送 电能。该种分散的能量产生器例如可W是小型集中供热发电站炬loc化eizkraftwerke)、光 伏发电设备和风力发电设备。
[0004] 分散的能量馈送影响了过电流时间保护设备的工作方式。例如，在具有分散的能 量馈送的网络区段中存在的故障不仅通过该网络区段的馈电线、还通过该分散的能量馈送 本身通过故障电流馈送。由此结果是，与在传统的单方面馈送的情况下相比，在故障情况下 由过电流时间保护设备在该网络区段的馈电线中测量的电流明显更小，从而故障不被断开 或者仅被延迟地断开。此外，在分散的能量馈送非常高的时刻，该能量供应网络中的能量流 可能反转，从而过电流时间保护设备难W区分内部的、即位于受监视的网络区段上的和外 部的、即位于该网络区段外部的故障。
【发明内容】
[0005] 因此，本发明要解决的技术问题是，扩展开头提及的类型的方法W及相应的保护 设备和保护系统，使得在受监视的网络区段中的分散的能量馈送的情况下也实现可靠和选 择性的故障识别。
[0006] 根据本发明，上述技术问题通过如下方法来解决，其中，在电能供应网络的网络区 段中布置至少一个能量产生器，其在馈送位置将电能馈送到该网络区段中；采集电流信息， 其包括对在该馈送位置处流动的瞬时电流的指示；将电流信息传送至保护设备；并且保护 设备使用该电流信息来识别故障。
[0007] 因此，在根据本发明的方法中，有利地利用关于瞬时馈送情况、尤其关于在该至少 一个能量产生器的馈送位置处流动的电流的信息，W便向保护设备提供关于在该网络区段 中分别主导的负载流状态的概览。由此，保护设备能够在产生故障信号时使用所传送的信 息并且将保护方法的执行匹配于此。由此，对网络区段的监视可W明显更可靠和更有选择 性地进行，从而例如能够在分散地馈送的电能的值很高时更好地识别内部故障，此外可W W高可靠性将内部故障与外部故障区分。
[000引按照根据本发明的方法的一个有利的实施形式设置为，电流信息包括在馈送位置 采集的电流矢量测量值，其指示在该馈送位置处的电流的幅度和相位角。
[0009] 借助该种电流矢量测量值可W特别有利地示出在网络区段中存在的瞬时电流流 动情况。
[0010] 替选地还可W设置为，电流信息包括在馈送位置处采集的功率测量值。
[0011] 即，通常总是由能量产生器提供指示由能量产生器馈送到网络中的瞬时功率的功 率测量值，从而该功率测量值可W有利地被传送给保护设备。保护设备由此可W在了解电 压水平的情况下计算瞬时电流测量值。
[0012] 根据本发明的方法的另一有利实施形式设置为，电流信息由馈送装置产生，其构 建为将由至少一个能量产生器输出的电能禪合到能量供应网络的网络区段中。
[0013] 在该实施形式中，电流信息例如由变流器提供，其构建为将由能量产生器，例如光 伏或风力发电设备提供的电能W正确的频率和电压馈送到该网络区段中。
[0014] 然而还可W设置为，电流信息由传感器装置产生，其构建为用于测量在馈送位置 处的电流和/或功率。
[0015] 在该实施形式中，为了产生电流信息而使用单独的传感器装置，其布置在网络区 段中的馈送位置处。在多个分散的馈送器的情况下还可W实现混合运行，即在几个能量产 生器中借助馈送装置（变流器）提供电流信息，而在其它能量产生器中通过借助单独的传 感器装置进行测量提供电流信息。
[0016] 根据本发明的方法的另一有利实施形式设置为，保护设备在存在故障信号的情况 下将开关命令发往布置在网络区段的馈电线中的开关装置，其使得开关装置中断流过馈电 线的电流。
[0017] 由此可W实现故障电流的流过该馈电线的部分的快速断开。因为通常还将简单的 故障识别装置集成到分散的能量产生器的控制装置中，所W故障电流的剩余部分由该些故 障识别装置断开。
[0018] 按照根据本发明的方法的另一有利实施形式设置为，在网络区段中除了该至少一 个能量产生器之外还设有至少另一个同类型的能量产生器，并且根据所述至少一个能量产 生器的电流信息估计该至少另一个能量产生器的馈送位置的电流信息。
[0019] 在该实施形式中，还可W在保护设备的保护评估中考虑该种本身不具有对于电流 信息的测量或传输可能性的能量产生器。在特定同类型的、布置在同一网络区段中和由此 通常相对接近地布置的能量产生器（例如两个光伏发电设备）的情况下，就可W在知道一 个能量产生器的电流信息和两个能量产生器的规定参数（例如最大馈送量、相对于太阳的 取向角）的条件下，估计由未构建为提供电流信息的另一能量产生器馈送的瞬时功率和由 此估计其电流信息。其原因在于，该些相同类型的、从在网络区段的环境中存在的初级能量 (例如阳光、风）获得其电能的能量产生器通常经受很相近的环境条件（例如日射、风力）。
[0020] 按照根据本发明的方法的另一有利实施形式设置为，保护设备使用电流信息来调 整电流阔值，方法是，在由所述至少一个能量产生器馈送到所述网络区段中的电能增加的 情况下使用相应减小的电流阔值。
[0021] 在该实施形式中，有利地将电流信息用于将用于评价故障状态在受监视的网络区 段中的存在的电流阔值匹配于该网络区段中的馈送情况。也就是说，在通过分散的能量产 生器增加网络区段中的电流馈送的情况下，在网络区段中存在的故障也部分地通过分散地 馈送的电流一起馈送，从而故障电流的流过网络区段的馈电线的部分相应地减小，由此可 能位于原本在保护设备中设置的电流阔值W下，从而保护设备识别不出故障或者由于相应 的电流-时间保护特性而被延迟地触发。然而如果保护设备根据现有的电流信息减小用于 评价故障状态的电流阔值，则可W根据网络区段中相应的馈送情况执行可靠的故障监视。
[0022] 关于该一点，根据本发明的方法的一个有利实施形式设置为，在该减小的电流阔 值被超过的情况下，保护设备产生故障信号。
[0023] W该方式，在识别出该减小的电流阔值被超过时立即产生故障信号。
[0024] 然而，替选地，为了保证保护设备的关于可能的故障的判断还可W设置为，在该减 小的电流阔值被超过时，保护设备将断开信号发往至少一个能量产生器，该断开信号使得 该至少一个能量产生器中断电功率到网络区段中的馈送，并且在进行馈送的中断后，保护 设备将在网络区段的馈电线中流动的电流与原始的电流阔值相比较，并且仅在该原始的电 流阔值被超过时产生故障信号。
[0025] 在该实施形式中，减小的电流阔值仅用于确定对于在网络区段中可能存在的故障 的指示。通过按顺序发送的