JP2006505768A - 線路の一方の端部からの電流及び電圧の測定値を使用する障害位置選定 - Google Patents

Abstract

【課題】線路の一方の端部からの電流及び電圧の測定値を使用する障害位置選定
【解決手段】電力線のある区間（ＡからＢ）の一端から障害の位置を見つけるための方法。電流、電圧及び位相間の角度の測定は前記電力線区間の第１の端部Ａで行われる。前記電力線の前記第１の端部と前記第２の端部の間で障害状態が検出されると、該障害までの距離が、前記第１の端部での前記電流と電圧の測定について電流の対称的な成分を計算し、次に前記第１の端部２から障害Ｆまでの距離ｄ、つまり二次方程式を使用して障害までの距離ｄを計算することによって検出される。該方法で使用される第１の、及び／または第２の端部でのソースインピーダンスの値は代表的な値、または測定された値であってよい。本発明は単一の線路または平行線に適用されてよい。本発明の他の態様においては、該方法を実行するための障害ロケータデバイス及び該方法を実行するためのコンピュータプログラムが説明されている。

Description

本発明は、電力線の区間の一端に位置する端末で行われる電流と電圧の測定を活用する送電線のある区間のための障害位置選定のための技法に関する。

高圧送電システム及び配電系統における障害位置選定のための複数の方法及び手法が開発され、利用されてきた。１つの手法は、監視される電力線のある区間の２つの端部のそれぞれに位置する端末に設置される電圧／電流変換器を使用することであった。送電線における瞬間電流の測定を提供するために誘導変流器が使用される。

三相送電線上で障害点の位置を見つけるための方法及び装置（Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ ｌｏｃａｔｉｎｇ ａ ｆａｕｌｔ ｐｏｉｎｔ ｏｎ ａ ｔｈｒｅｅ−ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ）と題される米国特許第４，５５９，４９１号は一端障害位置選定（ＦＬ）アルゴリズムを説明している。線路の一方の端部にある障害ロケータデバイスを使用する障害位置選定の高い精度は、送電網における障害電流の実際の分布を考慮に入れることにより達成される。このアルゴリズムは１９８２年に製品として問題なく導入され、世界中の多くの国々で単一線路及び平行線と運用されている。しかしながら、一定の条件の場合、障害経路全体での電圧の低下の推定値を計算するために、障害以前の（ｐｒｅ−ｆａｕｌｔ）電流などの正確な障害以前の量を取得することは困難である。また、位相電圧と電流、及び電流のゼロシーケンス成分を使用することの不利な点とは、これらの値を使用して、分流器静電容量の影響を補償することが相対的に困難であるという点でもある。加えて、説明されている障害ロケータ方法は、区間の両端を横切る余分なリンクを有する単一線路及び平行線の区間に適していない。

本発明の目的は、前述された問題の１つまたは複数を改善することである。

これは、請求項１により特徴付けられる方法によって取得される。本発明の特定の特徴は従属請求項により特徴付けられる。

本発明の１つの態様においては、一端障害ロケータアルゴリズムの新しい公式化を備える方法が提案された。障害ループと障害の汎用化されたモデルだけではなく対称的な成分に関しての送電網の一貫した説明が適用されてきた。結果として生じる優位点は、典型的な単一送電線及び平行送電線において障害の位置を見つけるために使用できるアルゴリズムを含み、加えて障害位置選定は、線路端部間の余分なリンクを用いて単一線路と平行線の両方について実行されてもよい。別の優位点は、障害までの距離の計算のための手順が送電網についての障害の種別、取得された測定値、およびインピーダンスデータに応じた係数を備えるコンパクトな二次方程式の形を取るという点である。本発明の別の優位点は、障害経路全体での電圧低下の最適推定が適用され、単一の位相対接地障害および位相間の障害のケースでは障害以前の電流が必要とされなくなったという結果を有するという点である。

一実施形態では、分流器静電容量の補償が、対称成分の注釈を使用することによって促進される。線路の分散された長い線路モデルがそのために適用されてきた。補償はすべてのシーケンスについて個別に実行される。特定のシーケンスのための電流は分流器電流に対して補償され、次に障害ループ補償電流が構成される。別の実施形態においては、代表的な値を使用する代わりに、リモートエンドでソースインピーダンスを測定するというオプションによって精度の改善が得られてきた。リモートエンドで測定されるソースインピーダンスは、単純な通信手段を使用することにより障害ロケータに送信されると見なされてよい。

別の実施形態においては、単一の位相対接地障害の位置を見つけるための平行線についての一端障害位置選定のための方法が複数の条件下で説明されている。別の追加の実施形態においては、単一の位相対接地障害と位相対位相対接地障害の両方を含む接地事故のための測定された信号の標準可用性のある一端障害位置選定のための方法が説明されている。

本発明の別の態様においては、本発明の方法を実行するための障害ロケータデバイスは、請求項１８によって特徴付けられている。本発明の障害ロケータデバイスの特定の特徴は従属請求項により特徴付けられる。

本発明の別の態様においては、本発明による方法を実行するためのコンピュータプログラムが説明されている。本発明の別の態様においては、本発明の方法を実行するためのコンピュータプログラムを備えるコンピュータプログラム製品が説明されている。本発明の別の追加の態様においては、電力線の一方の端部から障害までの距離を表示するためのグラフィックユーザインタフェースが説明されている。

本発明の方法及びシステムのさらに完全な理解は、添付図面に関連して解釈されるときに以下の詳細な説明を参照することにより有されてよい。

図１は、平行線に、及び単一線路の送電システムまたは配電系統に適用される一端障害位置選定のための概略図を提示している。障害ロケータ１は、単一線路ＡＡ−ＢＡ、３あるいは平行線ＡＡ−ＢＡ、ＡＢ−ＢＢ、４の一方の端部２に配置されている。障害Ｆは、Ｒ_Ｆとして示されている対応する障害抵抗５とともにＦ_Ａに図示されている。障害ロケータ１によって求められ、提供される、一方の端部２から障害までの距離ｄの値は参照番号７で示されている。平行線ＡＢ−ＢＢなどの構成要素及び点線で示されている平行線値ゼロシーケンス電流Ｉ_ＡＢ０などの量は、単一線路のケースを考慮するときには排除される。

第１の端部２、つまり「Ａ」端部に配置されている障害ロケータ１には以下の入力信号が与えられる。

−障害のある（ｆａｕｌｔｅｄ）線路の三相電圧（Ｖ _ＡＡ）
−障害のある線路の三相電圧（Ｉ _ＡＡ）
−正常な平行線からのゼロシーケンス電流（Ｉ _ＡＢ０）（単一線路だけが考慮されるときには、ゼロシーケンスは存在しない）
図２ａ、図２ｂ、及び図２ｃは正の２ａ成分、負の２ｂ成分、及びゼロシーケンス２ｃ成分のための平行送電網の回路図を示している。シーケンス成分２１ａ、２１ｂ、２１ｃのための障害ループは端末ＡＡに設置される障害ロケータのケースについて示されている。端末Ａ、Ｂの間の余分なリンク２５が図示されている。さまざまな障害種別について考慮される障害ループの汎用化されたモデルは以下のように述べられ、

ここで、
ｄ−障害までの未知の求められた距離
Ｚ _１ＬＡ−障害のある線路の正のシーケンスインピーダンス
Ｖ _ＡＡ＿ｐ、Ｉ _ＡＡ＿ｐ−障害種別に従って構成される障害ループ電圧及び電流
Ｒ_Ｆ−障害抵抗
Ｉ _Ｆｉ−総障害電流のシーケンス成分（ｉ＝０、ｉ＝１、ｉ＝２）
ａ _Ｆｉ−重み係数（表２）
障害ループ電圧及び電流は、測定された電圧／電流の対称的な成分に関して表すことができ、

ここで、
ＡＡ、ＡＢ−それぞれ障害のある線路（ＡＡ）から、及び正常な線路（ＡＢ）から獲得される測定値を示すために使用される添字
ａ _０、ａ _１、ａ _２−表１に集められる係数（表は実施形態の説明の最後に以下に配列され、これらの係数の導出がやはり添付される付録Ａ１に示されている）
Ｚ _０ＬＡ、Ｚ _０ｍ−障害のある線路のインピーダンス及びそれぞれゼロシーケンスのための線路の間の相互結合
ａ _０ｍ＝ａ _０−平行線の場合
ａ _０ｍ＝０−単一線路の場合
電流の対称的な成分のフェーザ、正：Ｉ _ＡＡ１、負：Ｉ _ＡＡ２、障害のある線路からのゼロシーケンス：Ｉ _ＡＡ０、及び正常な線路からのゼロシーケンスＩ _ＡＢ０だけではなく、電圧の対称的な成分のフェーザ、正：Ｖ _ＡＡ１、負：Ｖ _ＡＡ２、及びゼロシーケンス：Ｖ _ＡＡ０も、概略ブロック図、図３ａと図３ｂの中に概略して表示されるように獲得された測定値から計算される。

図３ａは、瞬間位相電圧３０ａ、フィルタリング段３３ａ、位相電圧のフェーザ３１ａ、対称的な成分３３ｂのフェーザおよび３２ａで出力される電圧の対称的な成分のフェーザの計算を示している。図３ａから、獲得された位相電圧測定値がフィルタを受け、次に計算が行われ、障害ループ電圧の対称的な成分を見つけ出すことが分かってよい。図３ｂは、相応して障害ループ電流の対称的な成分を見つけ出すために使用される段階を示している。図３ｂは、正常な線路３０ｂからの瞬間位相電流と瞬間ゼロシーケンス電流、フィルタリング３３ｂ、フェーザ電流のフェーザと正常な線路３１ｂからのゼロシーケンス電流のフェーザ、３２ｂで出力される電流の対称的な成分の計算３４ｂとフェーザを示している。

障害ループ信号は、式（２）から（３）、及び典型的な手法（表１Ａ、障害ループ電圧（Ｖ _ＡＡ＿ｐ）と［１から２］からの障害ロケータで使用された電流（Ｉ _ＡＡ＿ｐ）である表１に従って構成されてよい。

障害経路抵抗全体での電圧低下、（１）の第３項は、電流分配率及び以下を生じさせる電流の局所的な測定値に関して表すことができる。

式（４）は、総障害電流と測定された電流の対称的な成分の間の以下の関係から得られた。

ここで、
Ｉ _Ｆ１；Ｉ _Ｆ２；Ｉ _Ｆ０−総障害電流の対称的な成分
ｋ _Ｆ１、ｋ _Ｆ２、ｋ _Ｆ０−特定のシーケンス量のための障害電流分配率
ΔＩ _ＡＡ１＝Ｉ _ＡＡ−Ｉ _{ＡＡ１ｐｒｅ}：Ｉ _ＡＡ２：Ｉ _ＡＡ０−ステーションＡ（添字ＡＡ）にある線路Ａで測定される電流の対称的な成分。正のシーケンスのケースでは、（障害後の電流から障害以前の電流を差し引いた）増分量が使用されることに注意する。

方程式（１）の第３項に示されているように、障害経路全体での電圧の低下は総障害電流のシーケンス成分を使用して表される。重み係数ａ _Ｆ０、ａ _Ｆ１、ａ _Ｆ２は、相応して特定の障害種別のための境界状態を取ることによって求めることができる。表２、障害経路抵抗全体で電圧低下を求めるための重み係数の代替集合を参照すること。これらの係数の導出の例は付録Ａ２に記載されている。

重み係数を設定するためにいくぶん自由がある。線路のゼロシーケンスインピーダンスは信頼できないパラメータとして見なされることがあるため、ゼロシーケンス量を回避するために最初にこの自由を活用することが提案される。これは、表２に示されているようにａ _Ｆ０＝０を設定することによって達成できる。

第２に、重み係数を確立する上での自由は、特定の量を使用するための優先順位を決定するために活用できる。おそらく量の両方の種別（表２、集合ＩＩＩ）とも障害経路全体で電圧低下を求めるために使用できるだけではなく、負のシーケンス（表２、集合Ｉ）または正のシーケンス（表２、集合ＩＩ）も選ぶことができる。

集合Ｉが追加の使用のために勧められ、このようにして正のシーケンスを回避し、このようにして最多数の障害の場合の障害以前の正のシーケンス電流を回避する。特定の理由のために、障害以前の電流を記録できないあるいは登録できない場合もあるため、障害以前の正のシーケンス電流を回避することはきわめて望ましいが、発生する障害の１つまたは複数の症候によって品質が落とされる可能性がある。さらに、基本的に障害後の電流より低い障害以前の電流を記録する精度はそれほど高くない。これは、Ａ／Ｄ変換器が低い範囲ではより低い精度で動作するためこのようになる。

障害電流分配率は、送電網の構成、図４、図５及びインピーダンスパラメータに依存している。基本的には、正のシーケンスの、及び負のシーケンスのすべてのインピーダンスは互いに等しく、従って以下が得られる。

単一線路（図４）の場合の及び平行線（図５）の場合の障害電流分配率（６）の係数は表３、障害電流分配率を求めるための係数に集められている（係数の導出が付録Ａ３に示されていることに注意する）。

図４は、括弧内に示されるような正のシーケンス電流及び負のシーケンス電流について障害電流分配率を求めるための単一線路の回路図を示している。同様に、図５は、負のシーケンス電流が括弧内に示される正のシーケンス電流で障害電流分配率を求めるための平行線路の回路図を示している。

図４では、Ｚ _１ＡＢに等しい正のシーケンスのためのインピーダンスを有する端末Ａ、Ｂの間の余分なリンク４５が存在している（Ｚ _１ＡＢ≠∞）または存在していない（Ｚ _ＩＡＢ→∞）として見なすことができる。図５では、Ｚ _１ＡＢに等しい正のシーケンスのためのインピーダンスを有する端末Ａ、Ｂの間の余分なリンク５５が存在している

または存在していない

として見なすことができる。

（４）に（６）を代入し、（表２に示すように）ａ _Ｆ０＝０を調整すると、以下のようになる。

（７）の両側を

で加算し、なんらかの再配列の後、２つの未知数、ｄ−［ｐ．ｕ．］Ａ、Ｒ_Ｆからの求められた傷害故障−障害抵抗のある二次方程式の解の方式が得られる。

ここでは

式（８）をさらにコンパクトな形式で書くと、以下となり、

Ｋ _１、Ｌ _１、Ｍ _１−表３に集められる係数。

式（８ａ）は、以下のように実数部と虚数部について別々に作成できる。

障害抵抗が排除される［すなわち、方程式（８ｂ）がＡ_{００＿Ｉｍ}で乗算され、方程式（８ｃ）がＡ_{００＿Ｒｅ}で乗算され、次にそれらを減算する］ように（８ｂ）と（８ｃ）を結合すると、求められた障害距離の二次方程式の解の公式が生じ、

ここで、

方程式（９）は、障害までの距離について以下の２つのルート（ｄ_１、ｄ_２）を有する。

条件（０≦ｄ≦１）を満たすルートが障害までの距離の解として選択される。

本発明の別の実施形態においては、障害位置選定の方法は、リモートエンドにあるソースインピーダンスの代表的な値の代わりに、障害ロケータ１から遠く離れた第２の端部にあるソースインピーダンスの測定値を使用し、通信手段を使用してその測定値を局所的な端部に伝達することにより実行される。（９）からの係数は、送電線のための局所的な測定値とインピーダンスデータ、線路端末と線路端末にある同等なシステムの間の余分なリンクを用いて求められる。局所的な変電所にある同等なシステムのインピーダンス（Ｚ _１ＳＡ）は、局所的な測定値を用いてオンラインで追跡できる。対照的に、リモートシステムインピーダンス（Ｚ _１ＳＢ）はＡから局所的に測定可能ではない。したがって、このインピーダンスの「代表的な」値は、アルゴリズム［１−２］のために提供されてよい。

単一線路のための代替の解決策は、システムＡに近い第１の端部２にある障害ロケータ１、及びＲＤとして示されているシステムＢに近いリモートエンドに位置する別の装置１０を示す図６に図示されている。通信信号９は、リモートエンドにある該１０から局所的な端部にある障害ロケータ１に送信されると示されている。

リモートソースインピーダンス（Ｚ _１ＳＢ）は、別の障害ロケータまたは遠隔変電所のデジタル中継器またはデジタル障害レコーダなどの任意の適切な装置であってよい遠隔装置ＲＤ、１０によって測定され、測定値９は通信チャネル６０を介して送信される。線路端末にある測定値の同期は必要とされない。ソースインピーダンスは、付加的な正の電圧（ΔＶ _Ｂ１）と付加的な正のシーケンス電流（ΔＩ _Ｂ１）の間の既知の関係から計算される［３−４］。

同様に、障害ロケータ１は局所的なソースインピーダンスを計算する。

本発明の別の好適な実施形態においては、線路の分流器静電容量のために補償が実行される。分流器静電容量影響の補償は集中型モデル（長手方向のＲ−Ｘ_Ｌパラメータだけが考慮に入れられる）または分散された長い送電線モデルを考慮に入れることによって達成できる。障害位置選定のより高い精度を提供するような分散された長い線路モデル［５］がここで検討された。

単一線路の補償がさらに提示される。これは、障害ループ電流（３）を構成するとき、相互結合影響を反射する項は消える（ａ _０ｍ＝０）ことを意味する。さらに、単一の添字（ＡＡの代わりにＡ）が使用される。

送電線の分流器静電容量を補償することによる障害位置選定手順には以下の追加の入力データが必要になる。

Ｃ_１Ｌ−正のシーケンスと負のシーケンスのための線路全体の分流器静電容量（正のシーケンスと負のシーケンスのための線路のパラメータは同一であるため、Ｃ_２Ｌ＝Ｃ_１Ｌである）
Ｃ_０Ｌ−ゼロシーケンスのための線路全体の分流器静電容量
ｌ−キロメートル長あたりの線路のインピーダンス／静電容量を表すために使用される総線路長（ｋｍ）
障害のある線路のセグメント―汎用化された障害ループモデル（１）の中の第２の項全体での電圧低下を求める一方で、分流器静電容量の補償が導入されてよい。これには、特定のシーケンスの計算された電流の成分を補償することが必要となる。したがって、元の測定された電流、Ｉ _Ａ１、Ｉ _Ａ２、Ｉ _Ａ０は、導入された補償の後の電流Ｉ _{Ａ１＿ｃｏｍｐ}、Ｉ _{Ａ２＿ｃｏｍｐ}、Ｉ _{Ａ０＿ｃｏｍｐ}により置換されなければならない。同時に、元の障害ループ電圧、つまりモデル（１）の第１の項は、障害までの距離の計算について解釈される。障害抵抗全体での電圧低下、（１）の第３項を求めることに関しては、障害の場所（点Ｆ）での線路静電容量の影響が無視できると想定され、それは標準的な慣行である。これは、その場所での容量性の分岐のインピーダンスが障害抵抗よりはるかに大きいため、正当化される。つまり、障害抵抗全体での電圧の低下は、分流器容量を考慮に入れずに決定される。

障害までの距離計算するときには、続くインピーダンス（以下に定められる）が以下のように解釈される。

補償の手順は、収束が達成されるまで実行される（つまり、一選定推定値が過去の推定値と異ならないようになるまで反復される）反復計算を必要とする。しかしながら、実施された研究は、許容できる制度の結果が、例えば２回から３回の反復などの固定数の反復を使用して得られてよいことを明らかにした。ある特定（例えば、現在の反復）から障害までの計算された距離は、次の反復における分流器電流を求めるために活用される。次に、求められた分流器電流は、測定された電流から推論される。分流器影響（１０）を考慮に入れずに計算される障害までの距離は、第１の反復のための開始値と解釈される。

補償の第１の反復を実施する方法は、分流器静電容量の影響を考慮に入れることでそれぞれ正のシーケンス、負のシーケンス及びゼロシーケンスについて図７、図８、図９に図示されている。

正のシーケンスについて第１の反復を実行した結果として（図７）、補償された電流、Ｉ _{Ａ１＿ｃｏｍｐ＿１}が計算され、添字の最後の指数は第１の反復を示す。該計算は、測定された位相電流−図２から計算される計算された正のシーケンス電流Ｉ _Ａ１から分流器電流を推論することに基づいている。

ここで、
ｄ_ｖ−分流器静電容量の影響（１０）を考慮に入れないで計算される障害までの距離
ｌ−総線路長（ｋｍ）

分流器静電容量の影響を考慮に入れずに、集中型線路モデルを考慮する点Ａと点Ｆの間の障害のある線路セグメントの正のシーケンスインピーダンスは以下に等しいが、

ここで考慮された分散された長い線路モデルについて、以下であり

ここで、

このようにして、分散された長い線路モデル（Ｚ ^ｌｏｎｇ _１Ｌ）を考慮に入れることによる線路の正のシーケンスインピーダンスは以下に等しい。

負のシーケンス（図８）について第１の反復を実行した結果として、補償された電流Ｉ _{Ａ２＿ｃｏｍｐ１}が計算され、添字の最後の指数は第１の反復を示す。これは、測定された位相電流−図２）から計算される計算済みの負のシーケンス電流Ｉ _Ａ２から分流器電流を推論することに基づいており、

ここで、正のシーケンスの線路パラメータと負のシーケンスの線路パラメータは同一である（Ｃ_２Ｌ＝Ｃ_１Ｌ、Ｚ _２Ｌ＝Ｚ _１Ｌ）ことを考慮に入れ、

ゼロシーケンスについて第１の反復を実行した結果として（図９）、補償された電流Ｉ _{Ａ０＿ｃｏｍｐ＿１}が計算され、添字の最後の指数は第１の反復を示す。この計算は、測定された位相電流（図２）から計算される、計算済みのゼロシーケンス電流Ｉ _Ａ０から分流器電流を推論することに基づいており、

ここで、

である。

点ＡとＦの間にある障害のある線路セグメントのゼロシーケンスインピーダンスは、分流器静電容量の影響を考慮に入れずに、集中型線路モデルを考慮に入れずに以下に等しくなるが、

考慮されたここで分散された長い線路モデルについて、以下のとおりであり、

である。したがって、分散された長い線路モデル（Ｚ ^ｌｏｎｇ _０Ｌ）を考慮に入れることによる線路のゼロシーケンスインピーダンスは以下に等しい。

補償（第１の反復）を導入した後に２つの未知数（ｄ_{ｃｏｍｐ＿１}［ｐ．ｕ．］−求められた障害距離、Ｒ_Ｆ−障害抵抗）を用いる二次方程式の複雑な解の公式（８）は、以下の形を取る。

（２１）をよりコンパクトな形式で書くと、以下のとおりになる。

Ｋ _１、Ｌ _１、Ｍ _１−表３に集められる係数
式（２１ａ）は、実数部と虚数部に別々に作成できる。

障害抵抗が排除されるように、つまり等式（２１ｂ）がＡ^{ｃｏｍｐ＿１} _{００＿Ｉｍ}により乗算され、等式（２１ｃ）がＡ^{ｃｏｍｐ＿１} _００＿Reにより乗算されるように（２１ｂ）と（２１ｃ）を結合してから、それらを差し引くと、求められている障害距離の二次方程式の解の公式が生じる。

等式（２２）は障害までの距離の２つのルート［（ｄ_{ｃｏｍｐ＿１}）_１、（ｄ_{ｃｏｍｐ＿１}）_２］を有する。

ｄ（補償されていない）の過去に選択されたルート（１０）に一致するルートは有効な結果と解釈される。補償手段は、収束が達成されるまで（つまり、位置選定推定値が過去の推定値から変化しなくなるまで）あるいは２回から３回の反復などの固定数の反復と同様に実行される反復計算を必要とする。特定の（例えば、現在の反復）から障害までの計算された距離は次の反復における分流器電流を決定するために活用される。

本発明の方法は、ＦＬアルゴリズム、図１０の単一線路と図１１の平行線の、２つのフローチャートに描かれている。

図１０のフローチャートに示されているように、以下の測定値が活用される。

−特定の位相ａ、ｂ、ｃから側面Ａからの電圧：ｖ _Ａ＿ａ、ｖ _Ａ＿ｂ、ｖ _Ａ＿ｃ
−特定の位相ａ、ｂ、ｃから側面Ａからの電流：ｉ _Ａ＿ａ、ｉ _Ａ＿ｂ、ｉ _Ａ＿ｃ
ステップ１０１で活用される入力データ、入力データ及び測定値は以下のとおりである。

−正の（Ｚ _１Ｌ）シーケンスとゼロ（Ｚ _０Ｌ）シーケンスのための線路のインピーダンス
−正の（負の）シーケンス（Ｚ _１ＡＢ）のための変電所Ａ、Ｂの間の余分なリンク２５、４５、５５のインピーダンス
−正の（負の）シーケンス（Ｚ _１ＳＡ、Ｚ _１ＳＢ）のためのソースインピーダンス：代表的な値または測定された値が使用され、通信手段は前述されたように測定されたリモートソースインピーダンスを送信するために使用される
−（保護中継器からの）障害種別に関する情報
測定された障害量（電圧と電流）は、電流からのｄｃ成分及びコンデンサ型変圧器（ＣＶＴ）により誘発される過渡事象を拒絶することを目的としたステップ１０４、位相量の適応フィルタリングで適応フィルタリングを受ける。

次のステップでは、電圧と電流の対称的な成分が計算され、ステップ１０５、図３ａと図３ｂに図示されるようなステップに同等である。障害ループ信号が構成される。つまり、（３）でのような障害ループである一方（２）においてのような障害ループ電圧であるが、ａ _０ｍ＝０と解釈する。

分流器静電容量の影響（ｄ）を考慮に入れない障害までの距離は、二次方程式の解の公式（９）を解くことによりステップ１０６で計算される。（９）の解は（１０）に提示される。

１０６に続き分留器容量の影響ｄを考慮に入れないで得られる結果は、分流器静電容量の補償を実行するための開始値と解釈される。分散された長い線路モデルが補償のために適用される。

以下の追加データは、ステップ１０７において分流器静電容量の補償を計算するために必要とされる。

−線路（Ｃ_１Ｌ）の正のシーケンス静電容量
−線路（Ｃ_０Ｌ）のゼロシーケンス静電容量
−キロメートル長あたりの線路インピーダンス／静電容量をあらわすために使用される線路長（１）
補償の第１の反復は、（２３）で解かれる二次方程式（２２）の解の公式につながる。次の反復は同じように実行される。反復計算は、収束が達成されるまで、あるいは固定数の反復、つまり２回から３回の反復が行われてよいまで実行される。特定の（例えば、現在の反復）から障害までの計算された距離は次の反復で分流器静電容量を求めるために活用される。反復計算を完了した後に、障害ｄ_ｃｏｍｐまでの距離が得られる。

平行線について図１１のフローチャートに図示されるように、以下の測定値が活用される。

−特定の位相ａ、ｂ、ｃからの側面Ａ及び線路ＬＡからの電圧：ｖ_ＡＡ＿ａ、ｖ_ＡＡ＿ｂ、ｖ_ＡＡ＿ｃ
−特定の位相ａ、ｂ、ｃからの側面Ａ及び線路ＬＡからの電流：ｉ_ＡＡ＿ａ、ｉ_ＡＡ＿ｂ、ｉ_ＡＡ＿ｃ
−正常な平行線ＬＢからのゼロシーケンス電流
ステップ１１１で活用される入力データ、入力データ、及び測定値は以下のとおりである。

−正の（Ｚ _１ＬＡ）シーケンスとゼロ（Ｚ _０ＬＡ）シーケンスのための障害のある線路のインピーダンス
−正の（負の）シーケンス（Ｚ _１ＬＢ）のための正常な線路のインピーダンス
−正の（負の）シーケンスのための変電所Ａ、Ｂ間の余分なリンクのインピーダンス
（Ｚ _１ＡＢ）
−相互結合（Ｚ _０ｍ）のためのゼロシーケンスインピーダンス
−正の（府の）シーケンスのためのソースインピーダンスの代表的な値
（Ｚ _１ＳＡ、Ｚ _１ＳＢ）
−障害種別に関する情報は、保護中継器から取得される。

測定された障害量、つまり電圧と電流は、電流からのｄｃ成分及びコンデンサ型変圧器（ＣＶＴ）により誘発される過渡電流を拒絶する目的でステップ１１４で適応フィルタリングを受ける。

次のステップ１１５では、電圧と電流の対称的な成分は図３ａ、図３ｂに図示されるように計算される。障害ループ信号が構成される。つまり、（３）でのような障害ループである一方（２）においてのような障害ループ電圧であるが、ａ _０ｍ＝ａ _０と解釈する。

分流器静電容量の影響（ｄ）を考慮に入れない障害までの距離は、二次方程式の解の公式（９）を解くことによってステップ１１６で計算される。（９）の解は（１０）に提示される。

分流器静電容量の影響（ｄ）を考慮に入れないで取得される結果は分流器静電容量の保証を実行するための開始値として扱われる。分散された長い線路モデルが補償のために適用される。

障害のある線路について以下の追加データが分流器静電容量ステップ１１７の補償のために必要とされる。

−線路（Ｃ_１Ｌ）の正のシーケンス静電容量
−線路（Ｃ_０Ｌ）のゼロシーケンス静電容量
−キロメートル長あたりの線路インピーダンス／静電容量を表すために使用される線路長（１）
単一線路のケースでは、補償が同じように実行される。反復計算は、収束が達成されるまで、あるいは２回から３回の反復などの固定数の反復を使用することにより実行される。本反復などの特定の反復から障害までの計算された距離は、次の反復の分流器電流を求めるために活用される。反復計算を完了した後、障害ｄ_ｃｏｍｐまでの距離が取得される。

図１８は、説明される本発明の方法に従って電力線上の障害Ｆまで、送電線または配電線Ａ−Ｂの区間の端部Ａとして示される一端からの距離を決定するための装置の実施形態を示す。障害ロケータデバイス１は、電流測定手段１４などの一方の端部Ａに位置する測定装置から測定値を、電圧測定手段１１から電圧測定値を受信する。障害ロケータデバイスは測定値変換器、方法の計算アルゴリズムの処理のための部材、障害までの計算された距離のための表示手段、及び計算された障害のプリントアウトのためのプリンタあるいはファクシミリ機または類似物への接続を備えてよい。デバイスの好適な実施形態においては、障害ロケータは、線路及び／または障害ロケータの場所から遠く離れている可能性がある端末上の障害までの距離ｄまたはｄ_ｃｏｍｐなどの本発明の方法により提供される情報の表示を提供するためのコンピュータプログラム手段を備える。好ましくは、コンピュータプログラム手段は、障害ロケータから情報を受信し、オペレータやエンジニアが表示されている障害までの計算された距離の値を見ることができるようにコンピュータのディスプレイに情報を提供するためにそれを使用可能とする。値は、障害が発生した線路またはネットワークの概略表示を基準にして表示されてよい。

表示されている実施形態においては、すべての位相電流の連続測定のための測定装置１４、及び電圧の測定のための測定装置１１は、一方の端部、ステーションＡに配置される。要すれば、１５、１３などの測定装置もステーションＢに配置されてよいが、それらは本発明を実施するために必要ではない。障害のある線路の三相電圧（Ｖ _ＡＡ）、障害のある線路の三相電圧（Ｉ _ＡＡ）と正常な平行線からのゼロシーケンス電流（Ｉ _ＡＢ０）（単一線路だけが考えられるときにはゼロシーケンスが存在しないことに注意する）、及びａのようなＢでのソースインピーダンス、Ｚ _１ｓＢを表す値などの測定値は、図３ａ、図３ｂに関して説明されるなどフィルタリングされ、メモリ手段に記憶されるすべて障害ロケータ１に含まれる計算装置に渡される。計算装置は説明され、障害までの距離を計算するために必要とされるプロセスのためのプログラミングされる計算アルゴリズムを備える。要すれば、リモートエンドＺ _１ｓＢのためのソースインピーダンスは、遠隔装置ＲＤ、１０により測定されてよく、情報はＡにある障害ロケータまで高速通信手段６０を介して送信される。いくつかのアプリケーションでは、Ａに記憶されている代表値の代わりにＢから送信される測定値を使用することが好ましいであろう。図１８では、リモートエンドＢにある電流測定手段１５と電圧測定手段１３がＲＤ１０、障害ロケータ、または任意の適切な装置にリモートソースインピーダンスを計算するための測定値を与えてよいことが分かる。

障害ロケータ１の計算装置は、障害前の位相電流と、線路の分流器静電容量とインピーダンスなどの既知の値も与えられる。障害の発生に関する限り、障害の型、位相対位相、位相対接地等に関する情報が障害ロケータの計算装置に供給されてよい。計算装置が障害までの距離を決定すると、それは装置に表示される、及び／または遠隔に位置している可能性がある表示手段に送信される。結果のプリントアウトまたはファックスも提供されてよい。障害距離を信号で知らせることに加えて、装置は、両方の線路の電流の値、電圧、障害の種別、及びある距離が置かれた特定の障害に関連する他の測定された、及び／または計算された情報の測定値が記録されるレポートを作成できる。

本発明の任意の実施形態による方法及び障害ロケータデバイスは、送電線の区間での障害までの距離を決定するために使用されてよい。本発明は、送電線、あるいは電力の発生、送信、分配、制御または消費のどれかのために装置される他の線路またはバスの区間での障害までの距離を決定するために使用されてもよい。

障害ロケータデバイス及びシステムは、信号をフィルタリングするためのフィルタ、信号をサンプリングするための変換器、及び１台以上のマイクロコンピュータを備えてよい。マイクロプロセッサ（またはプロセッサ）は、本発明による方法のステップを実行する中央演算処理装置ＣＰＵを備える。これは、プログラムメモリに記憶されているコンピュータプログラムを活用して実行される。該コンピュータプログラムが、特に適応されたコンピュータの代わりに１台以上の汎用産業用コンピュータまたはマイクロプロセッサ上で実行されてもよいことが理解されなければならない。

コンピュータプログラムは、前述された等式、アルゴリズム、データ及び計算を使用してコンピュータに方法を実行させるコンピュータプログラムコード要素またはソフトウェアコード部分を備える。プログラムの一部は前述のようにプロセッサに記憶されてよいが、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭチップまたは同等物に記憶されてもよい。プログラムは部分的または全体的に磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、またはＤＶＤディスク、ハードディスク、光磁気メモリ記憶手段などの他のコンピュータ読み取り可能媒体の上、または中に、揮発性メモリの中に、フラッシュメモリの中に、ファームウェアとして記憶されてもよいか、あるいはデータサーバ上に記憶されてもよい。

本発明によるコンピュータプログラムはコンピュータ読み取り可能であるさまざまな媒体上に少なくとも部分的に記憶されてよい。アーカイブコピーは、標準磁気ディスク、ハードドライブ、ＣＤディスクまたはＤＶＤディスク、または磁気テープに記憶されてよい。データベースとライブラリは、好ましくは１台以上のローカルデータサーバまたはリモートデータサーバに記憶されるが、コンピュータプログラム及び／またはコンピュータプログラム製品は、例えばさまざまなときにコンピュータまたはプロセッサの揮発性ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードドライブ、光ドライブまたは光磁気ドライブのどれかに、あるいはＲＯＭ、ＰＲＯＭまたはＥＰＲＯＭデバイスなどの不揮発性メモリの種別に記憶されてよい。コンピュータプログラムは、おおよそ同時に複数の異なるコンピュータまたはコンピュータシステムで実行することができる分散アプリケーションとして部分的に配列されてもよい。

別の好適な実施形態においては、障害ロケータは、正常な平行線から測定値が利用できないケースに単一の位相対接地障害（ａ−ｇ、ｂ−ｇ、ｃ−ｇ障害）の位置を見つけるために平行線とともに使用されてよい。以下の正常な線路動作の２つのモードが考慮に入れられる。

−運転中の正常な線路
−オフに切り替えられ、両方の端部で接地されている正常な線路
図１９は、正常な平行線からの測定値が使用できない状態で平行線の障害の位置を見つけるためのアルゴリズムのフローチャートを示している。使用できない、ここでは正常な線路ゼロシーケンス電流が単一の位相対接地障害（ａ−ｇ、ｂ−ｇ、ｃ−ｇ障害）での相互結合の影響を反映するために必要とされる。したがって、使用できない電流が推定される。他の障害は（参考資料［１］のアルゴリズムなどの）標準的な障害位置選定アルゴリズムを用いて位置を見つけることができる。

提示されている一方の端部の障害位置選定アルゴリズムのための計算のシーケンスは以下のとおりである。

図１９のフローチャートに示されているように、以下の測定値が活用される。

−特定の位相からの側面Ａと線路ＬＡ（障害がある）からの電圧：ｖ_ＡＡ＿ａ、ｖ_ＡＡ＿ｂ、ｖ_ＡＡ＿ｃ
−特定の位相からの側面Ａ及び線路ＬＡ（障害がある）からの電流：Ｉ_ＡＡ＿ａ、Ｉ_ＡＡ＿ｂ、Ｉ_ＡＡ＿ｃ
活用される入力データは以下のとおりである。

−正の（Ｚ _１ＬＡ）シーケンスとゼロ（Ｚ _０ＬＡ）シーケンスのための障害のある線路のインピーダンス
−ゼロシーケンス（Ｚ _０ＬＢ）のための正常な線路のインピーダンス
−相互結合（Ｚ _０ｍ）のためのゼロシーケンスインピーダンス
−（保護中継器からの）障害種別に関する情報
−正常な線路動作のモード：動作中またはオフに切り替えられ、両端で接地されている
測定された障害量（電圧と電流）は、電流からのｄｃ成分及びコンデンサ型変圧器（ＣＶＴ）により誘発される過渡現象を拒絶する目的の適応フィルタリングを受ける。

以下の方程式は、本平行線実施形態の方法で使用される。ロケータ設置点から見られるように障害ループについてのキルヒホッフの電圧法則を考慮することにより障害までの距離（ｄ［ｐｕ］）を推定するために前述されたアルゴリズム（１）に加えて、

障害ループ電圧（Ｖ _ＡＡ＿ｐ）と電流（Ｉ _ＡＡ＿ｐ）は、対称的な量

は、相互結合影響を補償しない障害ループ電流であり（つまり、単一線路に関して構成される―添字ＳＬ）、
ａ _１、ａ _２、ａ _０−表１に集められる複素係数（付録Ａ１でのような導出）であり、
Ｖ _ＡＡ１、Ｖ _ＡＡ２、Ｖ _ＡＡ０−測定された電圧の正のシーケンス、負のシーケンス及びゼロシーケンスであり、
Ｉ _ＡＡ１、Ｉ _ＡＡ２、Ｉ _ＡＡ０−障害のある線路ＬＡからの正のシーケンス電流、負のシーケンス電流及びゼロシーケンス電流であり、
Ｉ _ＡＢ０−（推定される）正常な平行線ＬＢからの使用できないゼロシーケンス電流であり、
Ｚ _１ＬＡ、Ｚ _０ＬＡ−正のシーケンスインピーダンスとゼロシーケンスインピーダンス？線路全体ＬＡ
Ｚ _０ｍ−線路ＬＡとＬＢの間の相互結合のためのゼロシーケンスインピーダンス
Ｒ_Ｆ−未知の障害抵抗である。

次のステップでは、電圧と電流の対称的な成分は、図３ａ、図３ｂに図示されるように計算される。障害ループ信号が構成される。つまり、（２５）でのような障害ループ電流である一方（２）においてのような障害ループ電圧である。式（２）から（２５）は、測定された信号の対称的な成分に関して表される障害ループ信号を提示している。しかしながら、障害ループ信号を構成するための典型的な方法を使用することは可能である。

提示されている方法は、単一の位相対接地障害（ａ−ｇ、ｂ−ｇ、ｃ−ｇ障害）をカバーする。他の残りの障害は前述されたような障害位置選定アルゴリズム、または標準的な障害位置選定アルゴリズム［１］を用いて位置を見つけられなければならない。ここで考慮されている単一の位相対接地障害のための障害（ｄ）までの距離は、障害までの求められている距離（２５）の二次方程式の解の公式を解くことにより計算される。方程式（２６）は、Ｂ_１、Ｂ_２、Ｂ_３の値が（１０）で求められる値に対して異なっているという点を除き方程式（１０）と同じである。解は以下の２つのルートを与える。

（前述されたように、条件（０≦ｄ≦１）を満たすルートが障害までの距離の解として選択される）。以下を（２６）に代入しなければならない。

ここで、

係数ｂ _Ｆ１、ｂ _Ｆ２の推奨される集合は表４から採取され、係数ａ _Ｆ１、ａ _Ｆ２の推奨される集合は表５から採取される。

この実施形態での障害ループ電圧は以下の表から見つけられる。

単一線路に関して構成される障害ループ電流Ｉ ^ＳＬ _ＡＡ＿Ｐは、以下の表から見つけられる。

正常な平行線動作のモードに依存する複素係数：
ａ）正常な線路ＬＢは動作中である。

ｂ）正常な線路ＬＢはオフにされ、接地されている。

ここに提示されている別の実施形態においては、方法は測定された信号の規格入手不能のために適用され、
−単一位相対接地障害
−位相対位相対接地障害
の両方を含む接地障害についてのみ有効である。

障害ロケータ入力信号の規格が入手不能な状態でこれらの障害について取得される生涯位置選定の手順はきわめて簡略且つコンパクトである。障害までの距離は一次式で計算される。

図２２は、平行送電線で接地障害の位置を見つけるために作成されたアルゴリズムのフローチャートを示す。提示されている一端障害ロケータのための計算のシーケンスは以下のとおりである。図２２のフローチャートに示されているように、以下の測定値が活用される。

−特定の位相ａ、ｂ、ｃからの側面Ａ及び線路ＬＡからの電圧：ｖ_ＡＡ＿ａ、ｖ_ＡＡ＿ｂ、ｖ_ＡＡ＿ｃ
−特定の位相ａ、ｂ、ｃからの側面Ａ及び線路ＬＡからの電流：ｉ_ＡＡ＿ａ、ｉ_ＡＡ＿ｂ、ｉ_ＡＡ＿ｃ
−正常な平行線ＬＢからのゼロシーケンス電流：ｉ_ＡＢ０
活用される入力データは以下のとおりである。

−正の（Ｚ _１ＬＡ）シーケンスとゼロ（Ｚ _０ＬＡ）シーケンスのための障害のある線路のインピーダンス
−ゼロシーケンス（Ｚ _０ＬＢ）のための正常な線路のインピーダンス
−相互結合（Ｚ _０ｍ）のためのゼロシーケンスインピーダンス
−保護中継器からの障害型に関する情報
測定された障害量（電圧と電流）は、好ましくは図３ａ、図３ｂに関して説明され、図示されるように、電流からのｄｃ成分及びコンデンサ型変圧器（ＣＶＴ）により誘発される過渡現象を拒絶することを目的とした適応フィルタリングを受ける。

本実施形態のアルゴリズムを引き出すために使用される障害ループの汎用化されたモデルは以下のとおりに述べられ、

ここで、
ｄ−未知の、求められた障害までの距離、
Ｚ _１ＬＡ−障害のある線路の正のシーケンスインピーダンス
Ｖ _ＡＡ＿ｐ、Ｉ _ＡＡ＿ｐ−障害型に従った障害ループ電圧及び電流
Ｒ_Ｆ−障害抵抗
Ｉ _Ｆｉ−総障害電流のシーケンス成分（ｉ＝０−ゼロシーケンス、ｉ＝１正のシーケンス、ｉ＝２−負のシーケンス）
ａ _Ｆｉ−重み係数（表２）
障害ループ電圧と電流は、典型的な距離保護技法においてのように、あるいは本書においてのように表１に集められる係数（ａ _０、ａ _１、ａ _２）を使用することで表現できる（係数の導出は付録ＡＰＰ１に記載されている）。

ここで、
ＡＡ、ＡＢ−障害のある線路（ＡＡ）から、及び正常な線路（ＡＢ）からそれぞれ獲得される測定値を示すために使用される添字
Ｚ _０ＬＡ、Ｚ _０ｍ−障害のある線路のインピーダンス、及びそれぞれゼロシーケンスのための線路の間の相互結合
次のステップでは、電圧と電流の対称的な成分が図３ａ、図３ｂに図示されるように計算される。障害ループ信号が構成される。（３）でのような障害ループである一方（２）においてのような障害ループ電圧である。式（２）から（３）は、測定された信号の対称的な成分に関して表される障害ループ信号を提示する。しかしながら、付録Ａ１に図示されるように、代わりに障害ループ信号を構成するための典型的な方法を使用することが可能である。

提示された方法は、単一の位相対接地障害（ａ−ｂ、ｂ−ｇ、ｃ−ｇ障害）及び位相対位相対接地障害（ａ−ｂ−ｇ、ｂ−ｃ−ｇ、ｃ−ａ−ｇ障害）、したがって最高の障害抵抗がよそうできる障害をカバーする。他の残りの障害は、前述された障害位置選定アルゴリズムあるいは参考資料［１］の障害ロケータなどの標準的な障害位置選定アルゴリズムを用いて位置を見つけられなければならない。

単一の位相対接地障害の場合の障害までの距離（ｄ）は以下のとおりに計算される。

ａ−ｇ障害：

ここで、

ｂ−ｇ障害：

ここで、

ｃ−ｇ障害：

ここで、

位相対位相対接地障害の場合の障害までの距離（ｄ）は、障害以前の電流が使用できるのか、あるいは回避されなければならないのかに応じて２つの異なった方法で計算できる。

１．障害以前の測定値を使用する障害までの距離の計算のための手順
ａ−ｂ−ｇ障害：

２．障害以前の測定値を使用しない障害までの距離の計算のための手順
ａ−ｂ−ｇ障害：

前記が本発明の例証する実施形態を説明する一方、添付請求項に定められるように本発明の範囲から逸脱することなく開示される解決策に対してなされてよい複数の変形と変型があることも注意される。

表
表１．（２）と（３）に定められるように対称的な成分に関して障害ループ電圧（Ｖ _ＡＡ＿ｐ）と電流（Ｉ _ＡＡ＿ｐ）を決定するための係数。

表１Ａ．典型的な手法を使用することで表される障害ループ電圧（Ｖ _ＡＡ＿ｐ）と電流（Ｉ _ＡＡ＿ｐ）

表２．障害経路抵抗全体で電圧低下を決定するための重み係数の代替集合

表３．障害電流分配率（６）を求めるための係数

表４．（２６）に関して係数ｂ _Ｆ１、ｂ _Ｆ２の推奨される集合

表５．（２６）に関して係数ａ _Ｆ１、ａ _Ｆ２、ａ _Ｆ０の推奨される集合

（参考資料）
［１］１９８５年２月、ＩＥＥＥ ＰＡＳに関する会報、第ＰＡＳ−１０４巻、第２号、Ｅｒｉｋｓｓｏｎ Ｌ．、Ｓａｈａ Ｍ．Ｍ．、Ｒｏｃｋｆｅｌｌｅｒ Ｇ．Ｄ．：リモートエンドインフィードから生じる障害抵抗における明白なリアクタンスの補償を用いる正確な障害ロケータ（Ａｎ ａｃｃｕｒａｔｅ ｆａｕｌｔ ｌｏｃａｔｏｒ ｗｉｔｈ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｆｏｒ ａｐｐａｒｅｎｔ ｒｅａｃｔａｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｆｒｏｍ ｒｅｍｏｔｅ−ｅｎｄ ｉｎｆｅｅｄ）
［２］１９８５年１２月１７日の日付、米国特許、特許番号第４，５５９，５９１号、Ｓａｈａ Ｍ．Ｍ．：三相送電線で障害点の位置を見つけるための方法及び装置（Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ ｌｏｃａｔｉｎｇ ａ ｆａｕｌｔ ｐｏｉｎｔ ｏｎ ａ ｔｈｒｅｅ−ｐｈａｓｅ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ）
［３］ストックホルム電力技術会議の会議録（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｔｏｃｋｈｏｌｍ Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｃｈ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ）、スウェーデン、ストックホルム、１９９５年、５４０から５４５ページ、ＭｃＬＡＲＥＮ、Ｐ．Ｇ．、ＳＷＩＦＴ Ｇ．Ｗ．、ＺＨＡＮＧ Ｚ．、ＤＩＲＫＳ Ｅ．、ＪＡＹＡＳＩＮＧＨＬＥ Ｒ．Ｐ．、ＦＥＲＮＡＮＤＯ Ｉ．、数値距離リレーのための新しい正のシーケンス指向要素（Ａ ｎｅｗ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｅｌｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｒｅｌａｙｓ）、
［４］電力装置及びシステムの保護方式の現代の傾向に関する国際会議の会議録（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｍｏｄｅｒｎ Ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｃｈｅｍｅｓ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ）、インド、ニューデリー、１９９８年１０月２８日から３０日、Ｖ−５０−６１ページ、ＳＡＨＡＭ．Ｍ．、ＩＺＹＫＯＷＳＫＩ Ｊ．、ＫＡＳＺＴＥＮＮＹ Ｂ．、ＲＯＳＯＬＯＷＳＫＩ Ｅ．、ＰＡＬＫＩ Ｂ．Ｓ．、直列補償線路の保護のための中継アルゴリズム（Ｒｅｌａｙｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｒｉｅｓ−ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ ｌｉｎｅｓ）
［５］ＩＥＥＥ電力送達に関する報告書（Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ）、第１１巻、第１号、１９９６年１月、１３０から１３８ページ、ＮＯＶＯＳＥＬ Ｄ．、ＨＡＲＴ Ｄ．Ｇ．、ＵＤＲＥＮ Ｅ．、ＧＡＲＩＴＴＹ Ｊ．、非同期２端末障害位置選定推定（Ｕｎｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ ｔｗｏ−ｔｅｒｍｉｎａｌ ｆａｕｌｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）

付録
Ａ１．係数ａ _１、ａ _２、ａ _０の導出（表１）

単一位相対接地障害：ａ−ｇ障害

相間障害：ａ−ｂ、ａ−ｂ−ｇ、ａ−ｂ−ｃ、ａ−ｂ−ｃ−ｇ障害

Ａ２．係数ａ _Ｆ１、ａ _Ｆ２、ａ _Ｆ０の導出（表２）
表２には、障害経路全体で電圧低下を決定するために使用される重み係数の３つの代替集合（集合Ｉ、集合ＩＩ、集合ＩＩＩ）が記載される。係数は、ある特定の障害の種類に関連した境界状態から計算される。これは、すべての集合で、ゼロシーケンスが省略される（ａ _Ｆ０＝０）という点で独特である。線路のゼロシーケンスインピーダンスは不確かなパラメータと見なされるため、これは有利である。ａ _Ｆ０＝０を設定することにより、私たちは、ゼロシーケンスインピーダンスデータに関する不確実性の障害位置選定制度に対する悪影響を制限する。正確であるためには、この制限が、それが障害経路全体での電圧低下を決定することだけに関連しているため、言うまでもなく部分的でであることに注意する必要がある。対照的に、障害のある線路セグメント全体で電圧低下を決定する一方で、線路のゼロシーケンスインピーダンスが使用される。

ａ−ｇ障害、図１２：
正常な位相の中ではＩ _Ｆ＿ｂ＝Ｉ _Ｆ＿ｃ＝０であることを考慮すると、

が示される。

シーケンス成分が関連付けられる。Ｉ _Ｆ１＝Ｉ _Ｆ２＝Ｉ _Ｆ０、そして最後に

ａ−ｂ障害、図１３ａ、図１３ｂ：
障害電流はＩ _Ｆ＝Ｉ _Ｆ＿ａとして、あるいは

として表すことができる。正常な位相では、Ｉ _Ｆ＿ｃ＝０であり、障害のある位相の場合、

が示される。

したがってＩ _Ｆ１とＩ _Ｆ２の関係は以下のとおりである。

最後に、

または

（ａ−ｂ−ｃ）または（ａ−ｂ−ｃ−ｇ）対称障害、図１５ａ、図１５ｂ、図１５ｃ
障害経路全体で電圧低下を構成するために第１の２つの相（ａ、ｂ）を採取すると、以下を得る。

さらに、障害が理想的には対称である場合、正のシーケンスは信号の中に存在する唯一の成分である。したがって、私たちは、

を有する。

Ａ３．正の（負の）シーケンスのための障害電流分配率の複素係数の導出（表３）
ａ）変電所間の余分なリンク４５のある単一線路のケース（図４）
正のシーケンスのための障害電流分配率を求めてみよう（負のシーケンスのための障害電流分配率は同じである）。付加的な正のシーケンスのための電流の流れが示される図４の同等な回路が図１６に提示されている。

障害のある線路の局所的なセグメント、障害のある線路の遠隔セグメント、及び変電所間の余分なリンクを含む閉じられたメッシュを考えると、以下を書き出すことができる。

前記方程式から、変電所間の余分なリンクの未知の電流は、以下のとおりに求めることができる。

ソースインピーダンス（Ｚ _１ＳＡ、Ｚ _１ＳＢ）及び余分なリンクＺ _１ＡＢを考慮すると、以下を書き出すことができる。

過去に求められた余分なリンクの未知の電流を前記方程式に代入すると、以下

変電所（Ｚ _１ＡＢ→∝）の間に余分なリンクがない場合には、ソースインピーダンス（Ｚ _１ＳＡ、Ｚ _１ＳＢ）及び障害のある線路［ｄＺ _１Ｌ及び（１−ｄ）Ｚ _１Ｌ］の両方のセグメントを含む閉じられたメッシュを考慮しなければならない。このメッシュの場合、以下を書くことができる。

再配列の後、以下が得られ、

ここで、表３（単一線路、Ｚ _１ＡＢ→∝）のように、私たちは

を有する。

ｂ）変電所の間に余分なリンクがある平行線のケース（図５）
正のシーケンスのための障害電流分配率を求めてみる（負のシーケンスのための障害電流分配率は同じである）。付加的な正のシーケンスのための電流の流れが示される図５の平行線の同等な回路が図１７に提示されている。並列接続している正常な平行線（ＬＢ）及び余分なリンク５５（ＡＢ）が、同等なインピーダンスを備える同等な分岐により置き換えられた。

（ＡＡ、Ｆ、ＢＡ、ＢＢ、ＡＢ）で示される閉じられたメッシュを考慮すると、以下を書くことができる。

前記方程式から、同等な分岐の未知の電流は以下として求めることができる。

ソースインピーダンス（Ｚ _１ＳＡ、Ｚ _１ＳＢ）及び同等な分岐（Ｚ _{１ＬＢ＆ＡＢ}）を含む閉じられたメッシュを考慮すると、以下を書き出すことができる。

過去に求められた正常な線路の未知の電流を前記方程式に代入すると、以下が得られ、

変電所（Ｚ _１ＡＢ）の間の余分なリンクが存在しない場合には、

を代入しなければならない。

本発明の実施形態による平行線と単一線路のための送電システム及び／または配電系統における障害位置選定の方法を単一の概略図に示す。 端末ＡＡに設置されている障害ロケータのケースについて障害ループが記される正のシーケンス成分のための平行送電網のための概略回路図を示す。 負のシーケンス成分のための対応する図を示す。 ゼロシーケンス成分のための対応する図を示す。 障害ループ電圧を構成するために使用される電圧及び電流の対称的な成分のフェーザを取得、計算するための概略ブロック図である。 障害ループ電流を構成するための対応する図を示す。 単一線路の正のシーケンスのための障害電流分配率を求めるための回路図を示し、負のシーケンスのためのその図の量は括弧内に示されている。 平行線の正のシーケンスのための障害電流分配率を求めるための単一線路のための図４に対応する回路図を示し、負のシーケンスのためのその量も括弧内に示されている。 リモートエンドＢで測定されるソースインピーダンスが第１の端部Ａにある障害ロケータに伝達されてよい本発明の実施形態の概略図を示す。 分流器静電容量が考慮に入れられる実施形態の回路図であり、第１の反復の間の正のシーケンス回路図を示す。 第１の反復の間に分流器静電容量を考慮に入れるための負のシーケンス回路図を示す。 第１の反復の間に分流器静電容量を考慮に入れるためのゼロシーケンス回路図を示す。 本発明の実施形態による単一線路内で障害の位置を見つけるための方法のためのフローチャートを示す。 本発明の実施形態による平行線において障害の位置を見つけるための方法のためのフローチャートを示す。 付録Ａ２の表２のための係数の導出に関する考えられる障害種別（位相対位相、位相対接地等）の概略図を示す。図１２はａからｇの障害種別を示す。 付録Ａ２の表２のための係数の導出に関する考えられる障害種別（位相対位相、位相対接地等）の概略図を示す。図１３ａは位相ａからｂの間の障害を示す。 付録Ａ２の表２のための係数の導出に関する考えられる障害種別（位相対位相、位相対接地等）の概略図を示す。図１３ｂは位相ａからｂの間の障害を示す。 付録Ａ２の表２のための係数の導出に関する考えられる障害種別（位相対位相、位相対接地等）の概略図を示す。図１４はａ−ｂ−ｇ障害を示す。 付録Ａ２の表２のための係数の導出に関する考えられる障害種別（位相対位相、位相対接地等）の概略図を示す。図１５ａは、対称的な障害ａ−ｂ−ｃを示す。 付録Ａ２の表２のための係数の導出に関する考えられる障害種別（位相対位相、位相対接地等）の概略図を示す。図１５ｂは、対称的な障害ａ−ｂ−ｃ−ｇを示す。 表３に含まれる正の（負の）シーケンスのための障害電流分布率の中の複雑な係数の導出のための概略図を示す。図１６は変電所間の余分なリンクを用いる単一線路のケースを示す。 表３に含まれる正の（負の）シーケンスのための障害電流分布率の中の複雑な係数の導出のための概略図を示す。図１７は変電所間の余分なリンクを用いる平行線のケースを示す。 本発明の一実施形態による障害ロケータデバイス及びシステムを示す。 本発明の一実施形態に従って、正常な線路からの測定値が入手できないケースの平行線において単一の位相対接地障害の位置を見つけるための方法のためのフローチャートを示す。 正常な並列動作のさまざまなモードを用いる平行線のための障害位置選定の方法のための概略図を示す。 正のまたは負のシーケンスのための並列ネットワークのための概略同等回路図を示す。 両方の平行線が動作中のゼロシーケンスのための同等な回路図を示す。 正常な平行線がオフに切り替えられ、接地されている状態のゼロシーケンスのための同等な回路図を示す。 本発明の別の実施形態による正常な平行線からゼロシーケンス電流を提供するケースで、平行線内で位相対位相障害及び位相対接地障害の位置を見つけるための方法のフローチャートを示す。 本発明の別の実施形態による測定値の標準可用性を用いる平行線のための概略図障害位置選定を示す。 正のシーケンス電流のための平行線の同等回路図を示す。 負のシーケンス電流のための平行線の同等回路図を示す。 ゼロシーケンス電流のための平行線の同等回路図を示す。

Claims (32)

1. 電力線（Ａ−Ｂ）の区間の一方の端部から、前記区間の第１（Ａ）の端部にある位相間の電流、電圧及び角度の測定によって障害の位置を見つけるための方法であって、前記第１の端部と前記電力線の第２の端部の間の障害状態の検出時に、
   −前記第１の端部での前記電流と電圧の測定のために電流の対称的な成分を計算することと、
   −前記第１の端部（２）から障害（Ｆ）までの距離（ｄ）を計算し、該障害までの距離（ｄ）が、形式
   

   

   を取る二次方程式を使用し、ここで
   

   

   を特徴とする方法。
2. 形式、
   

   

   ここで、
   

   

   の方程式を使用して障害までの距離（ｄ）を計算することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 形式、
   

   

   ここで、
   

   

   

   

   Ｋ _１、Ｌ _１、Ｍ _１＝表３に集められた係数
   の方程式を使用して障害までの距離（ｄ）を計算することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. −代表値として前記第１の端部でのソースインピーダンスを決定することと、
   −代表値として前記第２の端部でのソースインピーダンスの値を求めることと、
   を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 

   ここで、
   Ｚ _１ＡＢ＝余分なリンクの正のシーケンスのインピーダンス、
   Ｚ _１ＬＡ＝正常な線路の正のシーケンスインピーダンス、
   に等しい正のシーケンスのためのインピーダンスを有するとして端末Ａ、Ｂの間の余分なリンク（４５、５５）のインピーダンスの値を計算することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. −瞬間位相電圧（３０ａ）を入力すること、
   −フェーザを決定するために値をフィルタリングすること（３３ａ）、及び
   −電圧の対称的な成分のフェーザを計算すること（３４ａ）、
   によって前記第１の端部で測定される前記電流及び電圧のために電流の対称的な成分を計算することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. −正常な線路からの瞬間位相電流及び瞬間ゼロシーケンス電流を入力すること（３０ｂ）、
   −フェーザを決定するために値をフィルタリングすること（３３ｂ）、及び
   −電流の対称的な成分のフェーザを計算すること（３４ｂ）
   によって前記第１の端部で測定される前記電流及び電圧のために電流の対称的な成分を計算することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 形式
   

   

   の方程式によって分留器静電容量の補償を決定することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 形式
   

   

   

   −ＶＡ＿ｐ−元の（補償されていない）障害ループ電圧から計算される障害ループインピーダンス、
   

   

   −元の電流からそれぞれの容量性電流を推定した後に取得される正の（１２）シーケンス電流、負の（１６）シーケンス電流及びゼロ（１７）シーケンス電流から構成される障害ループ電流、及び
   Ｋ _１、Ｌ _１、Ｍ _１＝表３に集められる係数
   の方程式によって分留器静電容量の補償を決定することを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. 前記第１の端部ＡでソースインピーダンスＺ _１ＳＡを測定することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
11. −前記第２の端部ＢでソースインピーダンスＺ _１ＳＢを測定することと、
    −前記第１の端部Ａにある障害ロケータに対して、前記第２の端部ＢにあるソースインピーダンスＺ _１ＳＢの測定された値の通信を送信することと、
    を特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
12. −平行電力線の区間の正常な線路からゼロシーケンス電流を決定することと、
    −該平行線区間の障害までの距離を計算することと、
    を特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 形式、
    

    

    の式による複素係数Ｐ _０、及び
    

    

    によるＫ _１、Ｌ _１、Ｍ _１によって動作中の正常な平行線からの測定値を使用せずに接地事故に対する単一相までの距離を決定することを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
14. 

    による複素係数Ｐ _０、及び
    

    

    によるＫ _１、Ｌ _１、Ｍ _１によってオフに切り替えられ、接地された平行線からの測定値を使用せずに接地事故に対する単一相までの距離を決定することを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
15. 形式、
    

    

    の第一次式（２７ａ、ｂ、ｃ）を使用して単一接地事故までの距離を決定することを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
16. 障害以前の測定値及び形式、
    

    

    の第一次式（２８ａ、ｂ、ｃ）を使用して位相間接地事故までの距離を決定することを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
17. 障害以前の測定値を回避し、形式、
    

    

    の一次式（２９ａ、ｂ、ｃ）を使用して位相間接地事故までの距離を決定することを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
18. 一方の第１の端部（Ａ）での位相間の電流、電圧及び角度の測定値を受信し、記憶するための手段と、前記第１の端部と第２の端部（Ａ、Ｂ）間の障害状態の検出を受信し、記憶するための手段を有する電力線の区間（Ａ−Ｂ）の一方の端部から障害の位置を見つけるための装置であって、
    −前記第１の端部で測定される前記電流及び電圧のために電流の対称的な成分を計算するための手段と、
    −前記第１の端部（２）から障害（Ｆ）までの距離（ｄ）を計算するための手段と、
    を特徴とする、装置。
19. −前記第１の端部でのソースインピーダンスの値を求めるための手段と、
    −前記第２の端部でのソースインピーダンスの値を求めるための手段と、
    を備えることを特徴とする、請求項１８に記載の装置。
20. 前記第１の端部Ａでのソースインピーダンスの測定値を受信するための手段を備えることを特徴とする、請求項１８または１９に記載の装置。
21. 前記第２の端部Ｂで行われるソースインピーダンスの測定値を受信するための手段を備えることを特徴とする、請求項１８から２０のいずれか一項に記載の装置。
22. 通信チャネル（６０）によって伝達される前記第２の端部（Ｂ）でのリモートソースインピーダンスのための測定済みの値（９）を受信するための手段を備えることを特徴とする、請求項１８から２１のいずれか一項に記載の装置。
23. 電力システムにおける機能を監督するための人間のオペレータによる、請求項１８から２２のいずれか一項に記載の障害ロケータデバイスの使用。
24. 電力システムにおける機能を監督する、及び／または制御するために１台以上のコンピュータ上で実行するプロセスによる、請求項１８から２２のいずれか一項に記載の障害ロケータデバイスの使用。
25. 送電システムまたは配電系統における障害までの距離の位置を見つけるための、請求項１８から２２のいずれか一項に記載の障害ロケータデバイスの使用。
26. 平行電力線上で障害の位置を見つけるための、請求項１８から２２のいずれか一項に記載の装置の使用。
27. 請求項１から１７のステップのどれかをコンピュータまたはプロセッサに実行させるための、コンピュータコード手段及び／またはソフトウェアコード部分を備えるコンピュータプログラム。
28. １台以上のコンピュータ読み取り可能媒体の中に備えられる、請求項２７に記載のコンピュータプログラム製品。
29. データ伝送に含まれる電力線の区間の障害の位置を見つけるためのデータ通信信号であって、電力線の前記区間の遠隔の第２の（Ｂ）端部に対して行われるソースインピーダンスの測定の値を備える、通信信号。
30. 値が前記電力線の第１の端部（Ａ）からの前記障害の距離（ｄ）について表示される、電力線の区間の障害の場所を表示するためのグラフィックユーザインタフェース。
31. 距離（ｄ）について表示される値が、関連する電力線区間またはネットワークのグラフィック表現と結合されることを特徴とする、請求項３０に記載のグラフィックユーザインタフェース。
32. 距離（ｄ）について表示される値が、コンピュータマウスまたは類似するコンピュータディスプレイ選択手段を使用して関連する電力線の区間またはネットワークのグラフィック表現の一部の活性化時に表示されるように配置されることを特徴とする、請求項３０に記載のグラフィックユーザインタフェース。

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