JP2552935B2 - 故障区間検出装置 - Google Patents

故障区間検出装置

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JP2552935B2 JP2047489A JP4748990A JP2552935B2 JP 2552935 B2 JP2552935 B2 JP 2552935B2 JP 2047489 A JP2047489 A JP 2047489A JP 4748990 A JP4748990 A JP 4748990A JP 2552935 B2 JP2552935 B2 JP 2552935B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は配電線の事故発生に際し、電力需給のバラ
ンスを考慮して早期復旧を図るために故障区間を高速度
で検出する故障区間検出装置に関するものである。
〔従来の技術〕
非接地系の配電系統は停電区間の極小化と配電線故障
時の故障箇所の早期発見を行うために所定区間毎に配電
線を分割する故障検出センサ付区分開閉要素(以下、区
分開閉器という)と、逆送融通送電を行う連系点の故障
検出センサ付ループ点開閉要素(以下、ループ点開閉器
という)を設置している。
第4図は、例えば3つの配電用変電所からそれぞれ出
力されている配電線をループ点開閉器で連系した配電系
統図であり、図において、As/s,Bs/s及びCs/sはそれぞ
れ配電用変電所、1は配電用変電所As/sの母線、2は配
電用変電所Bs/sの母線、3は配電用変電所Cs/sの母線、
CB11及びCBk1は母線1に接続された配電線用のしゃ断
器、CB21は配電用変電所Bs/sの母線2に接続されたしゃ
断器、CB31は配電用変電所Cs/sの母線3に接続されたし
ゃ断器、F11は前記配電用のしゃ断器CB11の他の端子に
接続され需要家に電力を供給する配電線、Fk1は前記配
電用のしゃ断器CBk1の他の端子に接続され電力を供給す
る配電線、同様にF21,F31もそれぞれ配電線である。ま
た、SS11〜SS13及びSSk1〜SSk3は配電線F11及びFk1を適
当な間隔毎に区分するための区分開閉器、SS10は配電線
F11と配電線F21とを連系するためのループ点開閉器、SS
k0は配電線Fk1と配電線F31とを連系するためのループ点
開閉器、S11,S12,S13はしゃ断器CB11、区分開閉器SS11,
SS12及びループ点開閉器SS10で区分された配電線F11の
区間を示すもので、しゃ断器CB11に近い区間より配電線
F11の第1区間,第2区間,第3区間、またSk1,Sk2,Sk3
はしゃ断器CBk1、区分開閉器SSk1,SSk2及びループ点開
閉器SSk0で区分された配電線Fk1の各区間を示すもの
で、しゃ断器CBk1に近い区間より配電線Fk1の第1区
間,第2区間,第3区間とする。また、11,12,13及びk
1,k2,k3は区分開閉器SS11〜SS13,SSk1〜SSk3用の子局で
ある。さらに、10−1〜13−1及びk0−1〜k3−1はそ
れぞれ区分開閉器SS11〜SS13とループ点開閉器SS10及び
同じく区分開閉器SSk1〜SSk3とループ点開閉器SSk0の制
御線で子局から区分開閉器を制御すると共に、それぞれ
の区間の故障状態を検出する。40は親局、C1,C2は前記
親局40と子局10〜13およびk0〜k3間とを情報伝送するた
めの通信線である。
次に動作について説明する。まず、区分開閉器SS11〜
SS13,SSk1〜SSk3及びループ点開閉器SS10,SSk0はそれぞ
れ検出機能を備えた子局10〜13,k0〜k3を備えている。
親局40は前記それぞれの子局10〜13,k0〜k3の故障検出
情報を収集するために周期的に通信線C1,C2を介してポ
ーリング方式により情報の収集を行っている。その時、
例えば、配電線F11の第3区間S13に1線地絡事故が発生
すると配電線11に矢印のような地絡電流が流れる。配電
線11は第3区間S13よりさらに負荷側にある第4区間S14
の健全区間を本来は停電させないために配電用変電所As
/sのしゃ断器CB11がしゃ断動作する以前(しゃ断器は地
絡事故発生後、約0.5〜1.0秒で作動)にループ点開閉器
S10を投入しループ化した後で区分開閉器SS12,SS13を高
速で切離す必要がある。この場合、親局40はループ点開
閉器SS10、またはSSk0を投入する前に順次ポーリング方
式で子局SS11〜SS12から収集した故障検出情報をもとに
故障区間を判定し、何れのループ点開閉器を投入するの
が系統への影響が最も少ないかを判断し、切離すべき最
良のループ点開閉器を選択する。この故障区間の判定
は、全子局の故障検出情報を収集するポーリング時間に
多大の時間がかかること、及び2線地絡時には配電線の
線間電圧低下に伴う子局電源の低下により、子局の故障
検出情報に欠落が生じ、故障区間判定のため、補正処理
に多大の時間がかかっていた。また最悪の場合、故障区
間判定が不能となることもある。このように従来は故障
区間検出からループ点開閉器の選択動作までの時間が上
述した0.5〜1.0秒以上かかっていたため、配電用変電所
の配電線用しゃ断器がトリップし、再閉路,再々閉路マ
ニュアル/プログラムによる開閉器の開閉操作等によ
り、故障区間検出,故障区間の切離し及び健全区間への
電力融通を行っていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の故障区間検出装置は以上のように構成されてい
るので、地絡事故発生に伴って行われる全子局の故障検
出情報収集による故障区間の検出(配電線工事などで配
電線−子局−通信線との接続変更が多いため、ポーリン
グ順序が変わり全情報の収集が必要となる)、事故時の
系統電圧低下に伴う子局情報の欠落補正処理、及びルー
プ点開閉器の選択動作までの所要時間が配電線のしゃ断
器が動作するまでの時間、すなわち0.5〜1.0秒を超えて
いたことから故障区間以外の健全区間まで停電が発生
し、かつそれが長くなると共に故障区間の復旧が遅れ
た。その結果、例えば、配電線の負荷であるOA機器等の
各種電子製品に多大の影響を与える等の課題があった。
この発明は上記のような課題を解消するためになされ
たもので、故障回線を高速で検出し、故障回線に関係す
る子局の故障情報を系統電圧の有無に拘らず高速で収集
できるようにし、故障区間検出に要する時間を短縮した
故障区間検出装置を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る故障区間検出装置は、親局と子局とを
接続する2線の給電線及び各子局に特定された固有イン
ピーダンスの一端を共通に接続する共通接続線とを有
し、前記各子局は、配電線の故障を検出故障検出部と、
この故障検出部の検出信号を受けて作動し前記固有イン
ピーダンスの一端を前記給電線の一方に切り替えるラッ
チ形の故障検出用リレーを備え、前記親局は、前記子局
に前記給電線を通じて給電する電源と、前記電源のいず
れかの極性と前記共通接続線との間の電気量変化により
配電線故障を検出した子局を特定する信号測定器を備え
たものである。
〔作 用〕
この発明における子局は、配電線の故障を検出する
と、固有インピーダンスの一端を前記給電線の一方に切
り替えるので、親局は電源のいずれかの極性と前記共通
接続線との間の電気量変化により配電線故障を検出した
子局を特定することができ、部品点数の極めて少ない、
簡単、安価な構成とすることができる。
〔実 施 例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。図
中、第4図と同一の部分は同一の符号をもって図示した
第1図において、図は子局の構成を示すもので、nは子
局、Dnは故障検出部で、例えば配電線F11の短絡事故検
出には既存の高速過電流検出器51、地絡事故検出には既
存の高速地絡方向検出器67G等を用いる。Rynはラッチ形
の故障検出リレー、RynTは前記故障検出リレーRynのト
ランスファスイッチで、2n-1・Zはそれぞれ子局n特有
の重み付けをしたインピーダンスを有する固有インピー
ダンス、C10,C11,C12は通信線である。
また、第2図において、Eは通信線C10〜C12の電源、
SWはスイッチ、Vは信号測定器で、例えば電圧測定器で
ある。
次に動作について説明する。まず、第1図は配電線F1
1が正常状態にる時のトランスファスイッチRynTの状況
を示し、該トランスファスイッチRynTはa側に接続され
ている。今、配電線F11上の区分開閉器SSnで区分された
区間内において配電線故障が発生すると、該故障区間を
負荷に持つ子局nに故障電流が流れ故障検出部Dnが動作
する。その故障検出部Dnの動作によってラッチ形の故障
検出リレーRynが付勢されトランスファスイッチRynT
端子aからb側に切換わり固有インピーダンス2n-1・Z
を通信線C11,C12間に挿入する。親局40ではスイッチSW
がON状態にあり、通信線C10,C12間の固有インピーダン
スの変化を線間電圧(または線電流)の変化など固有イ
ンピーダンスの間接測定としてとらえ電圧測定器Vで測
定する。この測定値から子局の故障検出状態を把握し故
障区間を検出する。
次に、複数ある子局11〜nの固有インピーダンス2n-1
・Zが故障検出によって切換えられた時の電圧測定によ
る故障区間の判定法について述べる。
第3図は第2図の子局状態収集ブロック図の等価回路
を示したものである。同図から通信線C10,C12間の総合
インピーダンスZAは(1)式で与えられる 同様に通信線C11,C12間の総合インピーダンスZBは2
式で与えられる。
但し、( )は子局nの故障検出リレーRynの動作を
表し故障検出時は“1"、非故障検出時は“0"となる。ま
た、例えば(▲▼)はRy1Tがb接点(ノーマル
オン)、(Ry1T)はa接点(ノーマルオフ)であること
を示す。
従って、子局1〜nの故障検出状態により、親局の電
圧測定器Vに発生する電圧は次式で表され、この値から
子局の故障検出状況を直ちに判定する。
上記のように配電線F11の故障発生に伴い、直ちに電
圧測定器Vで電圧を測定して子局の故障区間を親局が確
認すると、該親局40は直接区分開閉器SSnやループ点開
閉器SSk0の制御動作に移る。
その他、以降の地絡,短絡に関連する区分開閉器の制
御動作については従来例と同様に進められる。
なお、上記実施例は、配電線故障検出の有無に応じて
子局対応に定められた固有インピーダンスを通信線に挿
入し、親局側で固有インピーダンスを直接または間接的
に計測することによって、子局の故障検出情報を知るよ
うにしたものである。従って、固有インピーダンスの大
きさ、挿入方法、回路構成等が変化しても、固有インピ
ーダンスの計測手段を介して故障子局の検出を行う基本
思想と同一であれば、上記実施例と同様の効果を奏す
る。
また、通信線として3心ケーブルの例を上げて説明し
たが、他の心線数であってもよく、この発明の基本思想
と同一であれば上記実施例と同様の効果を奏する。ま
た、故障検出リレー等の回路は半導体回路で構成しても
よい。
さらに、子局の故障検出部として、高速過電流検出器
51、高速地絡方向検出器67Gを用いた例について説明し
たが、配電線故障を検出する等の原理のもの、例えばイ
ンピーダンスリレー、あるいは故障点電流のスカラー量
を用いてもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、配電線に設けた複
数の子局と、その子局内の故障検出部によって配電線の
故障情報を受信すると配電線の開閉器を制御する親局
と、それぞれ子局特有の重み付けをした固有インピーダ
ンスを設け、故障検出によって他の通信線にスイッチを
切換えるラッチ形の故障検出リレーと、前記スイッチ切
換え後の子局の総インピーダンス値に対する該切換え固
有インピーダンス値との電気量の変化を検出する親局の
信号測定器とを設けて故障区間検出装置を構成したの
で、ポーリングが不要となり、インピーダンスを計測す
るだけで、全子局の動作を一瞬に検出が出来ると共に事
故等による系統電圧低下に対しても影響を受けず、高速
で確実な故障区間検出が出来る。またさらに、停電中で
も子局の故障検出情報を収集でき、再閉路等による復電
までに故障区間を検出して、該故障区間を囲む開閉器を
投入ロックして、故障区間への不要な充電を防止し、停
電回路を減らして電力供給の信頼度を向上させることも
できる効果がある。
また、親局は電源のいずれかの極性と前記共通接続線
との間の電気量変化により配電線故障を検出した子局を
特定するので、部品点数の極めて少ない、簡単、安価な
構成とすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による子局内部の構成図、
第2図は子局情報収集の回路構成を示すブロック図、第
3図は子局特有の固有インピーダンスの等価回路図、第
4図は従来の故障区間検出装置の構成図である。 図において、F11は配電線、SSnは開閉器、11〜1nは子
局、40は親局、Rynは故障検出リレー、2n-1・Zは固有
インピーダンス、Vは電圧測定器(信号測定器)であ
る。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】配電用変電所に繋がれた複数の配電線の区
    間毎に設けられた開閉器と、その各開閉器の設置点に設
    けられた子局と、前記子局の故障検出部によって検出さ
    れた配電線の故障検出情報を受信して開閉器を制御する
    親局と、前記親局と子局とを接続する2線の給電線及び
    各子局に特定された固有インピーダンスの一端を共通に
    接続する共通接続線とを有し、 前記各子局は、配電線の故障を検出故障検出部と、この
    故障検出部の検出信号を受けて作動し前記固有インピー
    ダンスの一端を前記給電線の一方に切り替えるラッチ形
    の故障検出用リレーを備え、 前記親局は、前記子局に給電する電源と、前記電源のい
    ずれかの極性と前記共通接続線との間の電気量変化によ
    り配電線故障を検出した子局を特定する信号測定器を備
    えたことを特徴とする故障区間検出装置。
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