JP2582113B2 - 距離測定方式 - Google Patents

距離測定方式

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JP2582113B2
JP2582113B2 JP63052563A JP5256388A JP2582113B2 JP 2582113 B2 JP2582113 B2 JP 2582113B2 JP 63052563 A JP63052563 A JP 63052563A JP 5256388 A JP5256388 A JP 5256388A JP 2582113 B2 JP2582113 B2 JP 2582113B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、距離測定方式に係り、特に、電力系統にお
ける線路定数を計測し、距離リレー装置、あるいは故障
点標定装置を構成するために用いて好適な距離測定方式
に関する。
〔従来の技術〕
この種距離測定方式に関する従来技術として、例え
ば、電気協同研究第41巻第4号(昭61−1)に、デジタ
ルリレーとして記載された技術が知られている。この文
献には、デジタルリレーのための各種のインピーダンス
計算法等について記載されている。しかし、前記文献に
は、具体的な演算手段については示されていない。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記従来技術は、基本波以外の高調波において、距離
測定精度を高めるという点についての配慮がなされてお
らず、広い周波数範囲で高精度に距離測定を行うことが
困難であるという問題点を有している。
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、演
算データのサンプリング周期が長い場合にも、基本波以
外の高調波域においても、高い距離測定精度を得ること
のできる距離測定方式を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によれば、前記目的は、電力系統の電圧、電流
信号を一定間隔でサンプリングし、このサンプル値を用
いて、線路の抵抗、インダクタンス、キヤパシタンス等
の線路定数を算出する手段を備える距離測定方式におい
て、前記サンプリングした電圧信号を45度おくれ側に移
相した電圧信号値と、電流信号を45度おくれ側に移相し
た電流信号と、電流信号を45度すすみ側に移相した電流
信号とを用いて線路方程式を解くことにより、事故点ま
での前記線路定数を算出し、この算出結果と単位長当た
りの線路定数とに基づいて事故点までの距離を測定する
ことにより、また、前記信号の45度おくれ側への移相
を、サンプリング時刻の異なる複数のサンプル値を用
い、周波数特性の調整を行うための複数の重み付けをし
た移相信号を合成することによって行うことにより達成
される。
〔作用〕 サンプリング時点の異なる複数のデータを用いて、サ
ンプリングした電圧、電流信号を45度おくれ側に移相し
た信号と電流信号を45度進み側に移相した信号とを求
め、これらの信号を用いて線路方程式を解くことによ
り、事故点までの前記線路定数を算出しているので、実
際のサンプリング周期より短いサンプリング周期でサン
プリングしたデータを用いるのと等価な精度で線路定数
を算出することができ、このため、広い周波数範囲に渡
って高い測定精度で距離の測定を行うことができる。
〔実施例〕
以下、本発明による距離測定方式の一実施例を図面に
より詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例全体の演算処理動作を説明
するフローチャート、第2図は本発明を適用した処理リ
レーの系統概念図、第3図は演算信号のベクトル図であ
る。第2図において、1は線路、2は変流器、3は電圧
変成器、4は距離リレーである。
本発明による距離測定方式が適用される距離リレー4
は、第2図に示すように、変流器2と電圧変成器3とに
より線路1に接続され、距離リレー4の設置点から事故
点までの線路長を求め、事故点までの距離が、距離リレ
ー4の保護区間内にある場合に、事故線路を系統から切
り離すようにトリップ指令を発生する。
一般に、距離リレー設置点から事故点までの線路長を
lKm、線路の抵抗をR、線路のインダクタンスをLとす
ると、 なる線路方程式が成り立つ。但し、(1)式において、
Vは入力電圧信号、iは入力電流信号である。
距離リレー4は、前述した(1)式を解き、線路の抵
抗Rと線路のインダクタンスLを求め、単位長当りの抵
抗とインダクタンスをもとに、事故点までの距離を求
め、前述したトリツプ指令を発生することができる。
距離リレー4において実施される前述の演算をデジタ
ル演算により実行する場合の処理のフローが第1図に示
されている。以下、第1図により演算処理動作を説明す
る。
(1) まず、演算処理動作がスタートされる。このた
めのスタート信号は、演算全体の制御を行うマイクロコ
ンピユータにより、例えば、該コンピユータの電源が投
入されたとき、予め設定されたプログラムにより発生さ
れる(フロー10)。
(2) このスタート信号により、距離リレー4内で
は、線路1から電力系統の電圧及び電流信号を一定間隔
でサンプリングする。本発明の実施例では、商用周波数
を基本波として、その30度間隔でサンプリングを行うこ
ととする(フロー20)。
(3) 電圧及び電流信号のサンプリング値が順次記憶
される(フロー30)。
(4) 複数のサンプリング時点の異なるサンプル値を
用いて、前述した(1)式の線路方程式を解き、事故点
までの線路の抵抗R、インダクタンスLの値等の線路定
数値を求める。本発明は、この方程式を解くための手段
に関するものであり、その詳細は後述する(フロー4
0)。
(5) フロー40において算出した線路定数値を用い
て、事故点までの距離を判定し、距離リレーとして、事
故点が保護範囲にあるか否かの判定、故障点の標定等を
実行する(フロー50)。
本発明が適用される距離リレー4は、前述の処理を、
各サンプル周期毎に繰返し実行し、電力系統保護のため
の監視を続ける。
次に、第1図に示すフロー40における線路方程式を解
くための演算手法について説明する。
本発明の一実施例では、前述の線路方程式(1)を解
く方法として、電圧信号の積分値、電流信号の積分値及
び微分値を用いることとする。ここで、電圧信号の積分
値、及び、電流信号の積分値とは、原信号に対して45度
遅れた信号のことであり、電流信号のの積分値とは、原
信号に対して45度進んだ信号のことである。すなわち、
前述した線路方程式(1)は、∫Vdt=R∫idt+Liと等
価であり、この式を実現するためには、∫Vと∫iとは
原信号に対し、90度遅れた信号でなければならない。こ
のため、∫Vと∫iとして、電圧の積分値と電流の積分
値である45度遅れた信号を得ると共に、原電流信号iを
45度進めた信号である微分値を得、これにより、相対的
に90度遅れの信号を得ることができる。
そして、前述した積分値、微分値は、電圧信号、電流
信号をサンプリングして得た場合、異なるサンプリング
時点の複数の信号から算出することができる。
例えば、サンプリングが30度ピッチで行われる場合、 45度遅れた信号(積分値)は、(1つ前のデータ)+
(2つ前のデータ)、 45度進めた信号(微分値)は、(1つ前のデータ)−
(2つ前のデータ) として算出することができる。
本発明の一実施例は、前述した原理によるものであ
り、次に示す(2)式及び(3)式の連立方程式を解く
ことにより線路方程式(1)を解く。
VS (t0,t3)=R・IS (t0,t3)+XID (t1,t2) ……
(2) VS (t1,t4)=R・IS (t1,t4)+XID (t2,t3) ……
(3) 但し、(2)式において、Rは抵抗、Xはリアクタン
スであり、また、 VS (t0,t3)=K1{V(t1)+V(t2)} +K2{V(t0)+V(t3)} ……(4) IS (t0,t3)=K1{I(t1)+I(t2)} +K2{I(t0)+I(t3)} ……(5) ID (t1,t2)=I(t1)−I(t2) ……(6) である。但し、(4)式〜(6)式において、K1,K
2は、周波数特性を調整するための定数、 V(t0),V(t1),……,V(tn)は、電圧信号のサンプル値で
あり、t0が最新のデータ、t1がt0よりも1サンプル古い
データ、t2がt0よりも2サンプル古いデータであり、一
般に、tnは、t0よりもnサンプル古いデータであること
を示す。I(t0),I(t1),……,I(tn)は、電流信号のサンプ
ル値であり、t0,t1,……,tnは、電圧信号と同様なサン
プル時刻を示すものである。
以後の説明では、前記(4)式を電圧の積分値、
(5)式を電流の積分値、(6)式を電流の微分値と称
することとする。また、リアクタンスXは、誘導性のリ
アクタンスがX=ωL、容量性のリアクタンスがX=1/
ωCである。但し、ωは角周波数、Cはキヤパシタンス
である。
前記(2)式は、前記(4),(5),(6)式によ
つて成り立ち、また、前記(2)式よりも1サンプル古
いデータを用いて、前記(4)〜(6)式に相当する方
程式が得られ、第(3)式は、これらの方程式によつて
成り立つ。従つて、(2)式及び(3)式の連立方程式
より、RとXとを次式によつて求めることができる。
前述した(4)式に示す電圧の積分値V
S (t0,t3)は、基本波における最新のデータV(t0)より
も30度おくれのデータ(30度古いデータ)V(t1)と60度
おくれのデータV(t2)との加算値、及び最新のデータV
(t0)とそれよりも90度おくれのデータV(t3)と加算値を
用いるものであり、(4)式における右辺の第1項,第
2項とも、V(t0)を基準として45度おくれの信号とな
る。
前述したデータV(t0),V(t1),V(t2),V(t3)及びVS
(t0,t3)の関係が第3図にベクトル図として示されて
いる。これらの条件は、(5)式に示した電流の積分値
IS (t0,t3)についても同様である。従つて、(2)式
における抵抗Rによる電圧降下分R・IS (t0,t3)は、
電圧VS (t0,t3)と同位相同ゲインとなる。
次に、(2)式におけるリアクタンスXによる電圧降
下分について考察する。リアクタンスXによる電圧降下
分X・ID (t1,t2)は、(4)式に示す電圧信号の積分
値VS (t0,t3)よりも90度すすみ位相で同一のゲインで
あればよい。リアクタンスXによる電圧降下分にかかる
電流の微分値ID (t1,t2)のベクトルが、電圧の積分値
のベクトルを示す第3図上に同時に示されている。
次に、前記(4)式,(5)式における周波数特性を
調整する定数K1,K2の設定について説明する。電圧の積
分値及び電流の積分値を複数のサンプル値を用いて求め
る場合、これらの定数K1,K2を導入することが可能とな
り、しかも、この定数を用いることにより、前記(4)
式,(5)式が基本波以外のもう1つの周波数で成立す
るようになる。いま、 K1{V(t1)+V(t2)}+K2{V(t0)+V(t3)}= I(t1)−I(t2) ……(9) となるようにおく。
この(9)式において、左辺は加算形のデジタルフイ
ルタであり、右辺は差分形のデジタルフイルタである。
そして、これらのゲインが、 となるように、定数K1,K2を定めることができる。但
し、(10)式において、ωは基本波の角周波数、ωは
基本波以外で(4)式,(5)式を成り立たせることが
できる高調波の角周波数、Tはサンプリング間隔時間で
ある。
例えば、基本波とその2.5倍調波において、前記
(4)式,(5)式を成立させ、正しく、事故点までの
抵抗R、リアクタンスXを算出することを条件に、定数
K1,K2を求めると、T=1/600(s)、ω=ωとして、
(10)式は、 0,9659K1+0,7071K2≒0,2588 ……(11) となる。また、T=1/600(s)、ω=2.5ωとして、
(10)式は、 0,7934K1−0,3827K2≒0,2435 ……(12) となる。これらの(11)式,(12)式の連立方程式によ
りK1,K2を求めると、K1≒0,2914、 K2≒−0,0321を求めることができる。
これらのK1,K2の値を(4)式,(5)式に用い、
(7)式,(8)式の演算を行うことにより、距離リレ
ー4は、基本波と、その2.5倍調波における抵抗Rとリ
アクタンスを正確に求めることができる。
すなわち、線路1からの入力信号を、 とするとき、基本波における(7)式,(8)式は、 として、各サンプル値毎に、事故点迄の抵抗R及びリア
クタンスXを求めることができる。
前述した本発明の実施例による線路抵抗及びリアクタ
ンスの演算においては、複数個のサンプリング値と2個
の周波数特性を調整する定数を用いて、基本波以外のも
う1つの周波数で、正確な抵抗とリアクタンスを求める
ことができたが、使用するサンプリング値の数をさらに
多くし、また、周波数特性を調整する定数の数をさらに
多くすれば、本発明は、さらに周波数特性の改善を行う
ことができる。
この周波数特性の改善は、一般には、演算に用いるデ
ータのサンプリング周期を短くすることによつて得られ
る効果であるが、本発明によれば、サンプリング周期を
変えることなく、すなわち、大きなサンプリング周期の
ままでも、サンプリング周期を短くしたと同等な周波数
特性を得ることができる。このため、距離リレーにおけ
る演算処理機能を向上、増加させることが容易となる。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、演算のための
サンプリングデータのサンプリング間隔が広い場合に
も、基本波はもちろん、基本波以外の高調波において
も、距離測定精度を高めることが可能となり、また、装
置の処理機能を増加できるという効果を奏し、経済的な
効果も向上できる。特に、(4)式,(5)式に示した
ように、抵抗分による電圧降下を伴う線路において情報
を多く用いているので、単に(1)式により線路定数を
求める場合に比較して、周波数特性の優れた計測精度を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例全体の演算処理動作を説明す
るフローチャート、第2図は本発明を適用した距離リレ
ーの系統概念図、第3図は演算信号のベクトル図であ
る。 1……線路、2……変流器、3……電圧変成器、4……
距離リレー。
フロントページの続き (72)発明者 佐野 和汪 茨城県日立市国分町1丁目1番1号 株 式会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 佐々木 宏 茨城県日立市東金沢町1丁目15番25号 株式会社日立エレクトリツクシステムズ 内 (56)参考文献 特開 平1−170324(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電力系統の電圧、電流信号を一定間隔でサ
    ンプリングし、このサンプル値を用いて、線路の抵抗、
    インダクタンス、キヤパシタンス等の線路定数を算出す
    る手段を備える距離測定方式において、前記サンプリン
    グした電圧信号を45度おくれ側に移相した電圧信号と、
    電流信号を45度おくれ側に移相した電流信号と、電流信
    号を45度すすみ側に移相した電流信号とを用いて線路方
    程式を解くことにより、事故点までの前記線路定数を算
    出し、この算出結果と単位長当たりの線路定数とに基づ
    いて事故点までの距離を測定することを特徴とする距離
    測定方式。
  2. 【請求項2】前記信号の45度おくれ側への移相は、サン
    プリング時刻の異なる複数のサンプル値を用い、周波数
    特性の調整を行うための複数の重み付けをした移相信号
    を合成することによって行うことを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の距離測定方式。
JP63052563A 1988-03-08 1988-03-08 距離測定方式 Expired - Lifetime JP2582113B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPS6356123A (ja) * 1986-08-27 1988-03-10 株式会社日立製作所 デイジタル形保護継電装置

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