Distanzschutz auf Segmentleitern unter Verwendung der Reaktanzmethode

Abstract

Beim kombinierten Einsatz von Freileitungen und Kabeln bei Stromübertragungsleitungen (Segementleitungen), muss aufgrund der unterschiedlichen Impedanzen, die Dimensionierung und Konfiguration des Schutzrelais unterschiedlich ausgelegt werden. Infolgedessen wird die Bestimmung der Fehlerreaktanz und des Fehlerorts immer komplizierter. Die klassische Methode hat bei Lastfluss und Inhomogenität des Übertragungsnetzes keine hohe Selektivität und Zuverlässigkeit bei der Bestimmung des Fehlerorts. Die Iterative Reaktanzmethode kann als Lösung für diese Probleme verwendet werden, indem der Einfluss des Lastflusses im Netz kompensiert und der Fehlerwiderstand separiert wird. In der vorliegenden Arbeit wird die Iterative Reaktanzmethode zur Bestimmung der Fehlerreaktanz bzw. des Fehlerortes auf einer zweiseitig gespeisten Segmentleitung behandelt, und es wird gezeigt, dass die Bestimmung der Fehlerreaktanz unter Lastfluss für verschiedene Kurzschlussfehler mit der Iterativen Reaktanzmethode aufgrund ihrer Selektivität und Genauigkeit immer das bessere Ergebnis gegenüber der klassischen Methode auf einer Segmentleitung liefert. Um die klassische Methode mit der iterativen Reaktanzmethode zu vergleichen, wird ein Modell in MATLAB erstellt und unter der Annahme verschiedener Szenarien der Einfluss von Parametervariationen in der Methode analysiert.

In a transmission system with the use of cables as power lines, the dimensioning and configuration of the protective relays must be designed differently because of their different impedances compared to the overhead line as another part of the transmission line. As a result, the determination of fault reactance and fault location becomes more complicated. The classical method does not have high selectivity and reliability in determining the fault location in the presence of load flow and inhomogeneity of the transmission network. The Iterative Reactance Method can be used as a solution to these problems by compensating the influence of the load flow in the network and separating the fault resistance. In this thesis, the Iterative Reactance Method is discussed for determining the fault reactance respectively location on a two-ended segmented line, and it is shown that the determination of the fault reactance under load flow for various short-circuit faults by using the Iterative Reactance Method always provides the better result as in comparison with the classical method on a segmented line due to its selectivity and accuracy. In order to compare the classical method with the iterative reactance method, a model is developed in MATLAB and by assuming different scenarios, the impact of parameter variations in the method were analyzed.