JP2011064465A - 線路定数測定方法及び保護制御計測装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】測定対象とする送電線101A〜Cの両端に、その電気量を取り込む保護制御計測装置110と、両端の保護制御計測装置110において電気量取り込みを同時刻に行うための時刻同期手段112と、両端の保護制御計測装置110から取り込んだ電気量から線路の定数を算出する線路定数算出手段113を設ける。線路定数算出手段113において保護制御計測装置110に取り込む電気量に零相分が一定値以上含まれていることを検出する零相分検出手段114を設ける。零相分検出手段114において検出した零相分が一定値以上となったことを条件に線路定数算出手段を起動する。定数算出手段は、少なくとも2つ以上の異なる時点で取り込んだ電気量とその零相分に基づいて送電線路の定数を算出する。線路定数算出手段113は、送電線をπ型等価回路または分布定数回路と考える。
【選択図】図1
Description
そのために多くの方法が提案されてきている。よく使われているのは、Carson-Polarczhek法であり、線路の幾何学的な構造、大地からの距離など各種パラメータを入力してコンピュータで計算を行う。
しかしながら、この方法は多数のパラメータを必要とすること、ねん架の有無、各相の対象性の有無を実際の送電線と合致させる労力が多大であり、精度も場合により低いという問題がある。
図1は、本発明の実施例1に係る送電線定数測定方法を適用した保護制御計測装置110のブロック図である。101A,101B,101Cは被定数測定送電線、102は変流器、103は計器用変圧器である。104は自端と相手端を結ぶ通信回線である。
図3の処理フローに基づいて、本発明の特徴である電気量取込み及び線路定数算出の手順について説明する。
以下、実施例1の線路定数算出手段113により、ステップSn+1において、線路定数を算出する方法について、具体的に説明する。この実施例1では、下記の通り、送電線をπ型等価回路として考える。ここで、送電線は、ねん架していないことを想定する。当然ながら以下得られる一般解は、ねん架している場合にも当てはまる。
本実施例によれば、従来の保護制御計測装置で必要であった送電線に関連する整定計算を大幅に省力化できるとともに、運用中の送電線周囲の環境変化に適応して正しい線路定数を算出し整定値を補正できることから、経済性、信頼性の高い保護制御計測装置を提供できる。
実施例4の構成を図4に示す。この実施例4は、実施例3における零相分検出手段114の具体例として、送電線事故状態検出手段115を設けたものである。なお、他の構成は、前記実施例1と同様である。
電流、電圧事故波形のタイムチャートを図5に示す。t1時点は事故発生前の電気量、t2時点は送電線内部の事故発生時の電気量、t3時点は事故検出後遮断器が送電線を開放し再閉路するまでの電気量、t4時点は系統事故が復旧した電気量を示す。
このような構成を有する実施例4によれば、送電線内部事故中あるいは復旧中の電気量を取り込むことで、零相分を含む電気量を利用できることから、線路定数算出手段113の演算精度が向上することが期待できる。なお、系統事故中あるいは復旧中に線路定数を算出できた場合に、その時点で該当する保護リレーの整定値を変更することは、本装置の演算処理速度が速くなれば可能となる。
実施例5の構成を図7に示す。この実施例5は、前記実施例1の変形例であって、線路定数算出手段113において算出した線路定数が、予め定めた範囲内に入っていない場合は、算出結果を破棄する線路定数検定手段116を設けたものである。すなわち、線路定数算出手段113は、実施例1乃至実施例3に示す式を用いるが、取り込んだ電気量によって演算誤差が大きくなる、あるいは演算が収束せずに物理的にありえない値を算出結果とする可能性がある。そこで、この実施例5では、あらかじめ物理的にありえる線路定数の範囲を線路定数検定手段116内に組み込んでおく。
このような構成を有する実施例5では、図11に示すフローチャートのステップ1からステップSn+1のように、前記実施例1と同様にして、線路定数であるアドミッタンス及びインピーダンス行列を求める。その後、ステップSn+2において、線路定数算出手段113からの結果を線路定数検定手段116に入力して、計算で得られた線路定数の値が予め設定された範囲内にあるか否かを検定する。検定結果が、範囲内である場合には、ステップSn+3において算出された線路定数を確定し、範囲外である場合は、ステップSn+4において算出結果を破棄する。
このように実施例5においては、演算誤差や収束しない演算結果を排除することが可能になるので、高精度な線路定数を求めることが可能となる。
図9に示す実施例6は、本発明の保護制御計測装置110を送電線の故障点標定装置とした場合の構成を示す。すなわち、本発明の保護制御計測装置110に公知の故障点評定手段117を組み込み、この故障点評定手段117に線路定数算出手段113によって得られた線路定数を、電気量取込手段111で取得した各時点の電気量と共に入力するものである。
このような構成の実施例6の動作は、図10のフローチャートに示すように、ステップS1からステップSn+1までは前述までの実施例と同じである。その後、ステップSn+1の線路定数算出手段113の算出結果を故障点標定機能117に入力し、ステップSn+2では、故障点評定手段117が線路定数算出手段113の出力を用いて故障点評定の整定値を補正あるいは再設定する。
故障点標定のアルゴリズムは種々提案されてきており距離リレーのように線路のインピーダンスを測距するもの、電流の分布を求めるものなどがあるが、いずれも正しい線路の定数が必要となる。従来の故障点標定装置では、線路定数を求めるために前述したCarson-Polarczhek法を利用した計算をコンピュータでオフラインで行い装置の運用開始前に整定していた。運用後は整定変更を行わずに固定で運用するのが一般的であった。
図11は、保護制御計測装置110を送電線の保護を行う距離リレーとした場合の構成を示す。すなわち、本発明の保護制御計測装置110に公知の距離リレー118を組み込み、この距離リレー118に線路定数算出手段113によって得られた線路定数を、電気量取込手段111で取得した各時点の電気量と共に入力するものである。
このような構成の実施例7の動作は、図12のフローチャートに示すように、ステップS1からステップSn+1までは前述までの実施例と同じである。その後、ステップSn+1の線路定数算出手段113の算出結果を距離リレー118に入力し、ステップSn+2では、距離リレー118が線路定数算出手段113の出力を用いて距離リレー118の線路定数に関わる整定値を補正あるいは再設定する。
距離リレーのアルゴリズムは種々提案されてきているが、いずれも正しい線路の定数が必要となる。従来の距離リレーでは、線路定数を求めるために前述したCarson-Polarczhek法を利用した計算をコンピュータでオフラインで行うか、あるいは送電線建設時に実測をしたデータを用いるかなどして装置の運用開始前に動作範囲を整定していた。運用後は、整定変更を行わずに固定で運用するのが一般的であった。
図13は、本発明の保護制御計測装置110を送電線の保護を行う電流差動リレー装置とした場合の構成である。すなわち、本発明の保護制御計測装置110に公知の電流差動リレー119を組み込み、この電流差動リレー119に対して線路定数算出手段113によって得られた線路定数を、電気量取込手段111で取得した各時点の電気量と共に入力するものである。
このような構成の実施例8の動作は、図14のフローチャートに示すように、ステップS1からステップSn+1までは前述までの実施例と同じである。その後、ステップSn+1の線路定数算出手段113の算出結果を電流差動リレー119に入力し、ステップSn+2では、電流差動リレー119が線路定数算出手段113の出力を用いて電流差動リレー119の線路定数に関わる整定値を補正あるいは再設定する。
従来、長距離送電線やケーブル系の保護を行う電流差動リレーの整定には、送電線の充電電流を補償した整定を行うのが一般的であり、線路のアドミッタンスと端子の電圧から充電電流を求めていた。アドミッタンスの計算は、前述の例のように線路の幾何学的配置から求められていたが、労力が多く精度にも課題があった。
102:変流器
103:計器用変圧器
104:通信回線
110:保護制御計測装置
111:電気量取込手段
112:時刻同期手段
113:線路定数算出手段
114:零相分検出手段
115:送電線事故状態検出手段
116:線路定数検定手段
117:故障点標定手段
118:距離リレー
119:充電電流補償リレー
Claims (11)
- 測定対象とする線路の両端に設置され送電線両端の電気量を取り込む電気量取込手段と、
前記電気量取込手段における電気量取り込みを同時刻に行うための時刻同期手段と、
前記線路をπ型等価回路または分布定数回路として、前記保護制御計測装置において取り込んだ電気量から線路の定数を、アドミッタンス及びインピーダンス行列として算出する線路定数算出手段と、
前記電気量取込手段に取り込む電気量に零相分が一定値以上含まれていることを検出する零相分検出手段を使用し、
前記零相分検出手段において検出した零相分が一定値以上となったことを条件に線路定数算出手段を起動し、前記線路定数算出手段により少なくとも2つ以上の異なる時点で前記電気量取込手段に取り込んだ電気量とその零相分に基づいて送電線路の定数を算出することを特徴とする線路定数測定方法。 - 測定対象とする線路の両端に設置され送電線両端の電気量を取り込む電気量取込手段と、
前記電気量取込手段における電気量取り込みを同時刻に行うための時刻同期手段と、
前記線路をπ型等価回路または分布定数回路として、前記電気量取込手段において取り込んだ電気量から線路の定数を、アドミッタンス及びインピーダンス行列として算出する線路定数算出手段と、
前記電気量取込手段に取り込む電気量に零相分が一定値以上含まれていることを検出する零相分検出手段を備え、
前記線路定数算出手段が、前記零相分検出手段において検出した零相分が一定値以上となったことを条件に起動し、少なくとも2つ以上の異なる時点で前記電気量取込手段に取り込んだ電気量とその零相分に基づいて送電線路の定数を算出するものであることを特徴とする保護制御計測装置。 - 前記零相分検出手段を線路事故中あるいは線路開放中を検出する線路事故状態検出手段から構成し、この線路事故状態検出手段からの検出結果に従って、前記電気量取込手段が電気量を取り込む時点の内少なくとも一つ以上は線路事故中あるいは線路開放中の時点であることを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の保護制御計測装置。
- 前記線路定数算出手段の出力側に、前記線路定数算出手段が算出した線路定数が予め定めた範囲内に入っていない場合は算出結果を破棄する線路定数検定手段を設けたことを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の保護制御計測装置。
- 前記線路定数算出手段の出力側に、前記線路定数算出手段の算出結果により故障点標定における線路定数に関わる整定値を補正あるいは再設定する故障点評定手段を設けたことを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の保護制御計測装置。
- 前記線路定数算出手段の出力側に、前記線路定数算出手段の算出結果により測距性能に関わる整定値を補正あるいは再設定する距離リレーを設けたことを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の保護制御計測装置。
- 前記線路定数算出手段の出力側に、前記線路定数算出手段の算出結果により充電電流補償機能に関わる整定値を補正あるいは再設定する送電線電流差動リレーを設けたことを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の保護制御計測装置。
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