JP2020118602A - 故障点標定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サージ到達時間差型故障点標定システムの特徴を生かしつつ、標定対象区間外事故での誤標定やサージが発生していない事故の場合の誤標定を防ぎ、かつ受電端が中性点非接地の架空送電線系統でも使用できる故障点標定システムを低コストで提供する。【解決手段】サージ波形の到達時刻および商用周波波形の変化の検出時刻を記録するとともに、商用周波波形データから各相の電圧値、電流値、位相の各情報、および事故の有無、事故状況を示す事故様相を算出および判定し事故有の判定を行なった場合に、サージ波形が設定閾値を超える十分な振幅で検出でき波形データが保存されている場合、送受電端へのサージ波形到達時間差から標定し、サージ波形の振幅が不十分で、データが記録されていないか記録されていてもその到達時刻が不明確な場合は商用周波波形データから算出した各相の電圧値、電流値、位相の各情報から標定する。【選択図】図１

Description

本発明は、送電線路の故障点標定システムに関する。

サージ到達時間差型故障点標定方式は送電線路の事故時に発生するサージ波が送電線路の両端に設置した観測装置で検出されるまでの経過時間の差からサージの発生点の位置を特定するもので、サージ波の伝搬速度と線路長の設定が正しければ商用周波における線路定数に関係なく標定でき、標定結果も十分な精度が得られるものである。

しかし、雷の様にサージが発生しやすい事故ばかりではなく、樹木接触の様にサージが発生しにくい事故もあり、標定できないかまたは標定結果に非常に大きな誤差が含まれる場合があるという欠点があった。

また、遮断器開閉時など事故でなくてもサージが発生する場合があり、事故／非事故の見極めが困難であった。

また、送電端背後の区間外事故の場合、サージ到達時間差型故障点標定装置では送受電端間の伝搬時間差が観測されるのみであるため、送電端またはその近傍での事故と誤認される場合が有った。また、設定された伝搬速度に誤差があれば区間外にも拘らず区間内事故と誤認される場合もあった。

一方、従来のインピーダンス型故障点標定方式は地絡事故時の大地帰路抵抗値など正確には把握できないパラメータがあるため、大きく外れることは少ないものの、常に一定の誤差が含まれ得るという欠点がある。また、送電線の分岐が複数ある場合、演算が複雑になり、特許文献３のようにキルヒホッフの公式を用いて全体を定式化し、マトリックス演算を行って故障点標定するというような演算手法を使用する必要がある。

特許文献１では[請求項３]に第１のサンプリング回路のサンプリング周波数よりも低いサンプリン グ周波数の第２のサンプリング回路で波形データをサンプ リングし、第２のサンプリング回路によりサンプリングされた波形データの商用周波数成分の電圧実効値または電流の実効値を実効値演算手段により求め、それが所定電圧値以下かまたは所定電流値以上であるとき、事故が発生したと判別することが書かれている。

特許文献２では[請求項１]にローパスフィルターによって商用周波数帯域の事故電流を抽出して出力する商用周波数成分検出部と、ハイパスフィルターによって前記商用周波数帯域よりも高周波のサージ電流を抽出して出力するサージ電流成分検出部と、複数周期の事故電流に基づいて事故区間を検出する事故区間検出部と、サージ電流が各光電流センサーに到達した時間差を算出することにより、事故点距離を標定する事故点標定部とを有する事故点標定装置が書かれており、[請求項２]には事故区間検出部が事故区間を検出したときにのみ事故点を表す事故点情報を出力する事故点標定装置が書かれている。

確かに、特許文献１の故障点標定システムではサージ検出の度に故障点標定を行っていた従来のサージ波形到達時間差型故障点標定装置とは異なり、地絡事故や短絡事故発生時にのみ標定するため、非事故時の誤標定が少なくなった。

しかしながら、標定対象区間外で発生した事故でも電圧降下や過電流などの状態になり、サージ到達時間差での標定を行うため、送電端よりもはるか手前の電源側の事故や受電端よりもさらに遠方の負荷側の事故を送電端もしくは受電端またはその近傍での事故と誤標定するという問題があった。

また、特許文献２の事故点標定装置では送電端および受電端の双方で中性点接地された地中線ケーブル系統の場合は地絡時のサージ電流が事故点から送電端および受電端の双方に向かって流れ、地絡電流が送電端および受電端の双方から事故点に向かって流れるので特許文献２の[請求項１]の方法が成立するが、低圧系統の単回線運用の架空送電線の場合、受電端は中性点非接地であることが多く、そのため受電端では地絡電流や地絡時のサージ電流が殆ど流れないという問題があり、上記特許文献２の[請求項１]の方法は使えない。

また、特許文献２の事故点標定装置では送電端および受電端から事故点標定装置まで電流サージ波形情報を送るための専用の光ファイバーが必要となり設備が高価となる。また、特許文献２には特に記載されていないが、標定に際しては前記光ファイバーでのサージ波形情報の伝搬遅延時間も考慮する必要がある。

また、事故有無の判定に複数サイクルの商用周波波形データが必要であるということは商用周波の１サイクル分の時間×複数のサイクル数相当の時間が必要であるということであり、サージ波形情報が数十μsec前後で届いてから更に数十msec間待たなければならないが、その間もサージ波形は散発的に発生しうる上、反射波サージも到達し得るので先頭サージ情報を正しく識別し保持するための工夫が必要である。

以上を要約すると、サージ到達時間差型故障点標定方式は当たれば誤差は少ないが、十分な振幅のサージが発生していない場合、区間外事故の場合、遮断器の開閉サージの様に非事故時に発生したサージによって標定した場合、など誤標定することが多く、外れれば誤差は非常に大きい。

一方、従来のインピーダンス型故障点標定方式では誤差の大きな標定結果にはなりにくいが、大地帰路抵抗値の様に正確には設定できないパラメータもあるため、常に一定の誤差が含まれ得るという欠点がある。また、送電線の分岐によって受電端の数が増えると標定演算が複雑になる。

特許文献１の発明により、サージ到達時間差型故障点標定方式での非事故時の誤標定は避けることができたが、その他の上記問題は残ったままである。また、特許文献２の発明により区間外事故での誤標定は避けられるが、上記サージが発生していない場合の誤標定は避けられない。また、特許文献２の方法では低圧系架空送電線のように受電側が中性点非接地方式の単回線送電線の場合は使えない。

特許第 ４０４４４８９号 特許第 ５９９１８４０号 特許第 ３７５６０２６号

こういった点に鑑みて、本願が解決すべき課題は、高精度な標定結果が得られるサージ到達時間差型故障点標定方式の特徴を生かしつつ、標定対象区間外事故での誤標定やサージが発生していない事故の場合の誤標定を防ぎ、かつ受電端が中性点非接地の架空送電線系統でも使用できる故障点標定システムを低コストで提供することにある。

本願の発明者は従来の故障点標定装置が地絡事故や短絡事故の発生位置を求めることのみに注力し、事故状況を把握することに重点を置いていなかったために区間外事故や非事故時にも標定を行い、誤った結果を表示していたという点に鑑み、事故状況を正確に把握し、地絡事故か短絡事故か、事故はどの相で発生したかを見極め、その後に事故位置を計算すべきであると考えた。

そこで本願の発明者は、図４−１の起動検出部フロー図のようにサージ波形や商用周波波形の変化を検出するとそれらを保存させ、サージ波形の到達時刻および商用周波波形の変化の検出時刻を記録するとともに、商用周波波形データから各相の電圧値、電流値、位相の各情報、および事故の有無、事故状況を示す事故様相（Ａ相一線地絡とかＡＢ相二線短絡のような事故相名と事故種別から成る事故状況を示す用語）を自動的に算出および判定し、地絡事故、または短絡事故判定を行なった場合に、図４−２の標定部フロー図のようにサージ波形が設定閾値を超える十分な振幅で検出できていて波形データが保存されていることを確認した上で、送受電端へのサージ波形到達時間差から事故位置を特定することとし、サージ波形の振幅が不十分で、データが記録されていないか記録されていてもその到達時刻が不明確な場合は商用周波波形データから算出した各相の電圧値、電流値、位相の各情報から故障点を標定することとしたのである。

一般にサージ波形を正しく観測するには送電線付近に専用のセンサーを設置し、得られたサージ波形データを変換モジュールで電圧／周波数変換（またはＶ／Ｆ変換ともいう）などを行い、さらに光ファイバー等で事故点標定装置の設置場所まで伝送する必要があった。

しかしながら、変電所の送電線付近にセンサーを設置したり、波形データ伝送専用の光ファイバーを設置したりするには相当なコストがかかってしまうというデメリットがあり、それはサージ波形到達時間差型事故点標定装置の導入が進まない理由にもなっていた。

しかるに、変電所には地絡事故や短絡事故などの事故現象を観測し、記録するための波形記録器が送電線下の電圧変換器（ＰＤ，ＰＴまたはＶＴという）や電流変成器（ＣＴという）の二次側回路に既設の設備として必ず設けてある。

本願では上記波形記録器に高周波サージ波形も記録させてその到達時間差から事故点を標定できないか検証した。中でも特によく使用されている電圧変換器ＰＤ等の一次側回路のサージ波形と二次側回路のサージ波形を比較した。

その結果、図５のように二次側回路の波形は一次側回路の波形に比べて余計な振動成分がノイズとして混入したりするものの、サージ波形の立ち上がりのタイミングはよく一致していることが解った。

よって変電所に通常設置されている送電線の電圧電流波形記録器に高周波サージ波形を記録する機能等を追加するだけで、サージ到達時間差方式では充分な精度で事故点標定ができ、送電線近傍に新たに電圧・電流センサーを設置する必要の無いことが判明した。

これは、従来サージ波形の到達タイミングの測定において、サージ波形は現場に専用のサージセンサーを設置して電圧光変換などを行って専用の光ファイバーで記録装置までケーブル接続し、データを伝送するのでなければ正確なサージ波形の測定はできないとの常識を覆すものであり、大きなコストを掛けることなくサージ波形と商用周波波形の双方の観測結果から故障点標定する装置を提供できる本願発明の要因となった。

上記の内容を踏まえて、本願装置の構成は既存の商用周波波形記録器にサージ波形記録機能を追加した構成とした。
すなはち、電圧または電流波形を入力し、商用周波数の数十倍から数百倍程度の比較的低速なサンプリング周波数でサンプリングしＡ／Ｄ変換する低速Ａ／Ｄ変換部を有する商用周波波形入力部と、
商用周波数成分や高調波および高周波ノイズ成分を除いたサージ波形成分のみを入力し、数ＭＨｚ程度以上の比較的高速なサンプリング周波数でサンプリングしＡ／Ｄ変換する高速Ａ／Ｄ変換部を有するサージ波形入力部と、を有し、
さらに、Ａ／Ｄ変換された波形を記憶する事故前波形メモリーと、
低速サンプリングデータで電圧低下や過電流などの事故を検出する起動検出部と、
起動検出時に記憶されていた低速および高速サンプリングされた波形データを記憶している各々の事故前波形メモリーの内容とその後の一定時間観測して得られる波形データとを各々の主メモリーに転送記憶するサージ波形記録部および商用周波波形記録部と、
外部から要求があると記憶しているデータを伝送するデータ伝送部とを有する波形記録装置および、前記波形記録装置に要求を出して事故検出時に記憶された波形データを集めて故障点を解析する解析装置と、
前記解析装置による解析結果を表示するモニター装置と、を備えたものとした。

また、本願の第一の発明は上記構成の故障点標定システムであって、前記サージ波形成分の立ち上がり時刻の時間差から故障点までの距離を求める故障点標定機能および、商用周波波形データから算出した各相の電圧値、電流値、位相の各情報から故障点を標定する故障点標定機能を有し、サージの発生が認められた事故時には前記サージ波形成分到達時間差から故障点までの距離を求め、サージの発生が認められない事故時には前記商用周波波形データから算出した各相の電圧値、電流値、位相の各情報から故障点を標定することを特徴とする故障点標定システムである。

また、本願の第二の発明は上記構成の故障点標定システムであって、サージの発生が認められる事故時には上記商用周波波形入力部によりサンプリングされた波形データの商用周波数成分の電圧実効値または電流の実効値を起動検出部により求め、上記起動検出部により求められた相電圧の実効値が別途設定された電圧値以下（および抵抗接地系統の場合は零相電圧の実効値が別途設定された電圧値以上）、または上記起動検出部により求められたライン電流（もしくは線間電流）の実効値が別途設定された電流値以上であるとき、起動検出部により事故を検出したと判別し、直前にサージ波形入力部に入力されたサージ波形データを有効な事故サージ波形データであると判断して前記サージ波形成分の立ち上がり時刻の時間差から故障点までの距離を求めることを特徴とする故障点標定システムである。

また、本願の第三の発明は上記構成の故障点標定システムであって、商用周波数の数十倍から数百倍程度の比較的低速なサンプリング周波数でサンプリングして得られたデータ（以後低速サンプリングデータという）で電圧低下や過電流を検出した時点において、検出した相または線間で上記低速サンプリングデータの電流波形からその交流波形としてのベクトル量（実効値と位相角）を求め、上記電流の実効値と位相角の値を基に送電端から受電端に向かって流れる電流ベクトル量（送電端から受電端に向かって流れる場合を正極性とする）、および受電端から送電端に向かって流れる電流ベクトル量（受電端から送電端に向かって流れる場合を正極性とする）を算出し、その電流ベクトル和が有意にゼロでない（誤差の範囲を超えてゼロはない）ことが認識できる場合、送電端から受電端までの範囲内に電流の流出する事故点があるとして、故障点標定することを特徴とする故障点標定システムである。

また、本願の第四の発明は上記構成の故障点標定システムであって、上記低速サンプリングデータで相電圧の電圧低下や零相電圧の上昇、ならびにライン電流の過電流を検出した時点において、検出した相または線間で上記低速サンプリングデータの電圧波形、および電流波形からその交流波形としてのベクトル量（実効値と位相角）を求め、上記電圧及び電流の実効値と位相角の値を基に送電端から受電端側を見たインピーダンスベクトル量(相インピーダンス複素数ベクトルＺa、Ｚｂ，Ｚｃおよび線間インピーダンス複素数ベクトルＺａｂ，Ｚｂｃ，Ｚｃａ)、を算出し、上記インピーダンス複素数ベクトル量（以後インピーダンスベクトルと略す）が図５のインピーダンス平面上で判定領域を示す四角形の内部にあれば、当該相が事故相であると判定する機能を有し、上記事故相のデータを用いて故障点標定することを特徴とする故障点標定システムである。

本願発明により、サージの殆ど発生しない事故の場合の誤標定を避けることができる上、非事故時の誤標定も避けることができる。また、標定対象区間外の事故での誤標定も避けることができる。本願発明を用いれば交流波形のベクトル量の分析結果から事故相を特定でき、その事故相のサージ波形データを用いて標定できるので、サージを検出すればどの相のデータでも無条件に標定を行っていた場合より標定精度が向上する。また、変電所既設の波形記録器に機能を付加してサージ波形記録を行わせるので、送電線直下に専用のサージセンサーを設置したり、光ファイバー等の専用の通信手段の設置をしたりすることが不要となり、低コストでサージ波形・商用周波波形併用型事故点（もしくは故障点）標定装置を提供できる。

システム全体のブロック図 標定対象の系統の単線結線図例 事故相および事故様相判定用インピーダンス画面 起動検出フロー図 標定演算フロー図 電圧変換器（ＰＤもしくはＰＴ）の一次側回路および二次側回路のサージ波形例 インピーダンス方式による標定演算方式例

以下に本願の実施形態を詳細に説明する。図１は本願のシステム全体を示す概念図である。

図１に示す通り、本実施の形態の故障点標定システムは、送電線１０のＡ端とＢ端に設けられた波形記録装置１００−１，１００−２と、通信ネットワーク４００を介して配置された解析装置２００と、モニター装置３００とから構成されている。

波形記録装置１００−１、１００−２は、送電線１０の両端に設置され、電圧または電流波形をそのまま、またはアンチエリアジングフィルター１０２を経由して入力し、商用周波数の数十倍から数百倍程度の比較的低速なサンプリング周波数でサンプリングしＡ／ Ｄ変換する低速Ａ／Ｄ変換部１１０ａを有する商用周波波形入力部１７０と、商用周波数成分や高周波ノイズ成分を除いたサージ波形成分のみを入力し、数ＭＨｚ程度以上の比較的高速なサンプリング周波数でサンプリングしＡ／Ｄ変換する高速Ａ／Ｄ変換部１１０ｂを有するサージ波形入力部１８０と、を有し、Ａ／Ｄ変換された波形を記憶する事故前波形メモリー１２０と、低速サンプリングデータで電圧低下や過電流などの事故を検出する起動検出部１３０と、起動検出時に記憶されていた低速および高速サンプリングされた波形データを記憶している事故前波形メモリー１２０の内容とその後の一定時間観測して得られる波形データとを主メモリー１４０に転送記憶するサージ波形記録部１８１および商用周波波形記録部１７１と、外部から要求があると記憶しているデータを送信し、起動判定閾値データの受信を行うデータ伝送部１６０とを有するものである。
尚、送電線１０のＢ端に配置される波形記録装置１００−２の構成は、上記の波形記録 装置１００−１と同じであるので、その説明は省略する。

また、解析装置２００（サーバー装置とも呼ぶ）は波形記録装置１００−１，１００− ２に要求を出して事故検出時に記憶された波形データを集めて故障点を解析するものである。（図１参照）一方、モニター装置３００（クライアント装置とも呼ぶ）は解析装置２００からデータを受け取って画面に表示し、また解析装置２００および解析装置２００を経由して波形記 録装置１００−１，１００−２にコマンドを発行してデータを選択し、要求するマンマシンインターフェースである。

尚、これらの各装置は通信ネットワーク４００を通じて接続されて、故障点標定システムを構築しているが、通信ネットワーク４００を介さずに、これら各装置の機能を一つの故障点標定装置にまとめて構成しても良い。

また、解析装置２００は、波形記録装置１００−１，１００−２から受け取った波形データに対してその中のサージ波形成分の立ち上がり（または立下り）時刻の時間差から故障点を求める故障点標定装置または故障点標定システムを構成する一構成要素である。

送電線１０の電圧、電流波形は変電所２０内の電圧変換器２１（ＰＤ、ＰＴまたはＶＴ という）および電流変換器２２（ＣＴという）によって（６３．５Ｖや５Ａといった）測定器に入力可能な値に変換されて変電所内の各機器に入力される。本願の波形記録装置１００−１，１００−２はその機器の一つである。

波形記録装置１００−１，１００−２内においては通常その電圧、電流信号を５Ｖｒｍｓ程度の交流に変換してＡ／Ｄ変換器に入力する。本願の装置ではその信号をハイパスフィルター１０１によってハイパスフィルタリングし、商用周波数の交流波形成分や、その 数十次程度までの高調波成分を除去した１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚの周波数成分波形を数ＭＨｚ程度のサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換するサージ波形入力部１８０と、アンチエリアジングフィルター１０２によってローパスフィルタリングしたあと商用周波数の交流波形成分を数ｋＨｚ程度のサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換する商用周波波形入力部１７０とを有している。

送電線１０の両端（Ａ端、Ｂ端）における波形データは波形記録装置１００−１，１００−２から通信ネットワーク４００を経由して解析装置２００（サーバー装置）に送られて、解析装置２００により故障点標定演算が行なわれる。

本実施の形態の故障点標定システムによれば、解析装置２００が、故障点標定し、出力手段によりその結果をモニター装置に出力する。

解析装置での故障点標定は図４−２のフローに沿って行われる。このフロー図について以下に説明する。

まず、送電端、受電端とも商用周波波形入力部１７０における低速サンプリング波形データが収録されていれば、双方の各相の電流データを比較して送受端間で電流の漏れが無いかチェックし、漏れが有ればその相が事故相でかつ標定対象区間内に事故があると判定する。また、電流の漏れが無ければ事故は無かったと判定する。

送電端では上記低速サンプリング波形データが収録されているものの、受電端のデータが全受電端とも収録されていない場合は送電端から見た各相、または各線間のインピーダンス値から事故相・事故区間を判定する。

標定対象区間内に事故があると判定した場合は送受電端ともサージ波形データが収録されていればサージ波形の到達時間差で標定し、一か所でもサージ波形データが収録されていなければ低速サンプリングデータによるインピーダンス値を用いて故障点標定する。

サージ到達時間差による具体的な標定計算手法を次に示す。

例えば、標定対象送電線の単線結線図が図２の様に分岐回線を一本持つ代表的な送電線モデルであったとする。（分岐回線が複数の場合も同様の考え方で標定可能である。）

今、C変電所への分岐線で事故があり、分岐点から事故点までの距離をΔX[km]とし、A変電所へのサージ到達時間をt₁[sec]、B変電所へのサージ到達時間をt₂[sec]、C変電所へのサージ到達時間をt₃[sec]、分岐線でのサージ伝搬速度をV_x[km/s]、幹線のサージ伝搬時間をT_AB[sec]とする。

すると、(t1+t2)の値はサージがΔXの部分を通過するのに必要な時間の2倍と幹線を端から端までサージが通過するのに必要な時間の和に等しいことが解る。

ｔ_１＋ｔ_２＝２×（ΔＸ／Ｖ_ｘ）＋Ｔ_ＡＢ （１）

C変電所について、（２）が成り立つので、この2倍を（１）式の辺々から引いて、
（３）式が得られる。
ｔ_３＝（Ｌ_ｘ−ΔＸ）／Ｖ_ｘ （２）
(ｔ_１−ｔ_３)＋(ｔ_２−ｔ_３)＝２×（２×ΔＸ−Ｌ_ｘ）／Ｖ_ｘ＋Ｔ_ＡＢ （３）

これより、
ΔＸ＝｛(ｔ_１−ｔ_３)＋(ｔ_２−ｔ_３)―Ｔ_ＡＢ｝×Ｖ_ｘ／４＋Ｌｘ／２ （４）

ところで、C変電所への分岐線路のサージ伝搬速度V_xはB変電所からC変電所へおよび、C変電所からA変電所へのサージ通過時間をそれぞれT_BCおよびT_CAとすれば、

Ｖ_ｘ＝２×Ｌ_ｘ／（Ｔ_ＢＣ＋Ｔ_ＣＡ−Ｔ_ＡＢ） （５）

なので、これを（４）式に代入することでＣ変電所への分岐点から分岐線上の事故点までの距離ΔＸが判明する。

一方、商用周波波形データから算出した各相の電圧値、電流値、位相の各情報から故障点を標定する場合には商用周波の波形データから、地絡事故ならば送電端から故障点を見た送電線対接地間のインピーダンス値、短絡事故ならば送電端から故障点を見た送電線間のインピーダンス値を算出し、その値と送電線の全亘長のインピーダンス値などから事故点までの距離を求めることができる。

その演算方式の例を図６に示す。商用周波波形データから算出した各相の電圧値、電流値、位相角の情報等から故障点を標定する方式は多数存在し、図６はその１例である。これ以外の方式を用いても良い。
図６において、
ｉ_ｓ：送電端における事故相の非事故時の複素ライン電流（送電方向を正極性とする。）
ｉ_ｒ：受電端における事故相の非事故時の複素ライン電流（受電方向を負極性とする。）
ｉ’_ｓ：送電端における事故相の事故時の複素ライン電流（送電方向を正極性とする。）
ｉ’_ｒ：受電端における事故相の事故時の複素ライン電流（受電方向を負極性とする。）
Δｉ_ｓ：事故時に付加される送電端における複素事故電流（送電方向を正極性とする。）
Δｉ_ｒ：事故時に付加される受電端における複素事故電流（受電方向を負極性とする。）
ｉ_ｆ：事故点における複素事故電流（流出方向を正極性とする。）
ｖ’_ｓ：送電端における事故相の非事故時の複素電圧（大地基準で送電線路側を正極性とする。）
ｖ’_ｒ：受電端における事故相の非事故時の複素電圧（大地基準で送電線路側を正極性とする。）
ｖ’_ｓ：送電端における事故相の非事故時の複素電圧（大地基準で送電線路側を正極性とする。）
ｖ’_ｒ：受電端における事故相の非事故時の複素電圧（大地基準で送電線路側を正極性とする。）
ｒ_ｆ：事故点抵抗値
ｖ_ｆ：事故点複素電圧（大地を基準として送電線路側を正極性とする。）
Ｚ：事故相の全亘長に渡る線路複素インピーダンス
Ｒ：事故相の全亘長に渡る線路抵抗
Ｘ：事故相の全亘長に渡る線路リアクタンス
Ｌ：全亘長
ｋ：送電端から事故点（もしくは故障点）までの距離を全亘長Ｌで除した値
ｋＬ：送電端から事故点（もしくは故障点）までの距離
arg(Ｚ)：複素数Ｚの偏角
Imag(ｚ)：複素数Ｚの虚部
Ｚ^＊：複素数Ｚの共役複素数

分岐線路があり受電端が複数存在する場合は特許文献３の方法を適用すると良いが線路定数等の数も増え、標定演算は複雑なものとなる。

１０ 送電線
２０ 送電線の変電所内設備
２１ 電圧変換器ＰＴ，ＰＤまたはＶＴ
２２ 電流変換器ＣＴ
１００−１，１００−２ 波形記録装置
１０１ ハイパスフィルター
１０２ アンチエリアジングフィルター
１１０ａ 低速Ａ／Ｄ変換器
１１０ｂ 高速Ａ／Ｄ変換器
１２０ 事故前波形メモリー
１３０ 起動検出部
１４０ 主メモリー
１６０ 伝送部
２００ 解析装置
３００ モニター装置
４００ 通信ネットワーク

また、本願の第四の発明は上記構成の故障点標定システムであって、上記低速サンプリングデータで相電圧の電圧低下や零相電圧の上昇、ならびにライン電流の過電流を検出した時点において、検出した相または線間で上記低速サンプリングデータの電圧波形、および電流波形からその交流波形としてのベクトル量（実効値と位相角）を求め、上記電圧及び電流の実効値と位相角の値を基に送電端から受電端側を見たインピーダンスベクトル量(相インピーダンス複素数ベクトルＺa、Ｚｂ，Ｚｃおよび線間インピーダンス複素数ベクトルＺａｂ，Ｚｂｃ，Ｚｃａ)、を算出し、上記インピーダンス複素数ベクトル量（以後インピーダンスベクトルと略す）が図３のインピーダンス平面上で判定領域を示す四角形の内部にあれば、当該相が事故相であると判定する機能を有し、上記事故相のデータを用いて故障点標定することを特徴とする故障点標定システムである。

Claims (4)

1. 電圧または電流波形を入力し、商用周波数の数十倍から数百倍程度の比較的低速なサンプリング周波数でサンプリングしＡ／Ｄ変換する低速Ａ／Ｄ変換部を有する商用周波波形入力部と、
   商用周波数成分や高調波および高周波ノイズ成分を除いたサージ波形成分のみを入力し、数ＭＨｚ程度以上の比較的高速なサンプリング周波数でサンプリングしＡ／Ｄ変換する高速Ａ／Ｄ変換部を有するサージ 波形入力部と、
   を有し、さらに、Ａ／Ｄ変換された波形を記憶する事故前波形メモリーと、
   低速サンプリングデータで電圧低下や過電流などの事故を検出する起動検出部と、
   起動検出時に記憶されていた低速および高速サンプリングされた波形データを記憶している各々の事故前波形メモリーの内容とその後の一定時間観測して得られる波形データとを各々の主メモリーに転送記憶するサージ波形記録部および商用周波波形記録部と、
   外部から要求があると記憶しているデータを伝送するデータ伝送部とを有する波形記録装置および、
   前記波形記録装置に要求を出して事故検出時に記憶された波形データを集めて故障点を 解析する解析装置と、前記解析装置による解析結果を表示するモニター装置とを備え、
   前記サージ波形成分の立ち上がり時刻の時間差から故障点までの距離を求める故障点標定機能および、商用周波波形データから算出した各相の電圧値、電流値、位相の各情報から故障点を標定する故障点標定機能を有し、サージの発生が認められた場合は前記サージ波形成分到達時間差から故障点までの距離を求め、サージの発生が認められない事故時には前記商用周波波形データから算出した各相の電圧値、電流値、位相の各情報から故障点を標定することを特徴とする故障点標定システム。
2. 請求項１に記載の故障点標定システムであって、サージの発生が認められる事故時には上記商用周波波形入力部によりサンプリングされた波形データの商用周波数成分の電圧実効値またはライン電流の実効値を求め、上記起動検出部により求められた相電圧の実効値が別途設定された電圧値以下（および抵抗接地系統の場合は零相電圧の実効値が別途設定された電圧値以上）、またはライン電流（もしくは線間電流）の実効値が別途設定された電流値以上であるとき、起動検出部により事故を検出したと判別し、直前にサージ波形入力部に入力されたサージ波形データを有効な事故サージ波形データであると判断して前記サージ波形成分の立ち上がり時刻の時間差から故障点までの距離を求めることを特徴とする故障点標定システム。
3. 請求項１に記載の故障点標定システムであって、商用周波数の数十倍から数百倍程度の比較的低速なサンプリング周波数でサンプリングして得られたデータ（以下低速サンプリングデータという）で電圧低下や過電流を検出した時点において、検出した相または線間で上記低速サンプリングデータの電流波形からその交流波形としてのベクトル量（実効値と位相角）を求め、上記電流の実効値と位相角の値を基に送電端から受電端に向かって流れる電流ベクトル量、および受電端から送電端に向かって流れる電流ベクトル量を算出し、前記電流ベクトル和が有意にゼロでない（誤差の範囲を超えてゼロはない）ことが認識できる場合、送電端から受電端までの範囲内に事故点があるとして事故を検出する機能を付加したことを特徴とする起動検出部を有することを特徴とする請求項１に記載の故障点標定システム。
4. 請求項１に記載の故障点標定システムであって、上記低速サンプリングデータで相電圧の電圧低下や零相電圧の上昇、ならびにライン電流の過電流を検出した時点において、検出した相または線間で上記低速サンプリングデータの電圧波形、および電流波形からその交流波形としてのベクトル量（実効値と位相角）を求め、上記電圧及び電流の実効値と位相角の値を基に送電端から受電端側を見たインピーダンスベクトル量を算出し、そのインピーダンスベクトル量が図３のインピーダンス平面上で判定領域を示す四角形の内部にあれば、当該相が事故相であると判定する機能を有し、上記事故相のデータを用いて故障点標定することを特徴とする故障点標定システム。