JP2692163B2 - 送電系の故障点標定装置 - Google Patents

送電系の故障点標定装置

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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、2開線送電線における相間短絡を含む事故
の故障点標定を同一回線内の短絡事故でも2回線にまた
がる短絡事故でも同様に正確に行うための故障点標定装
置に関するものである。
B.発明の概要 本発明は、2回線送電線における相間短絡を含む事故
の故障点標定装置において、 相間短絡事故の検出を行い、事故が検出されると、両
回線の全ての相電流値の大きさ、または両回線の全ての
相電流値の大きさと母線電圧値から両回線を含めて事故
相を判別し、事故相が同一回線が両回線にまたがるかに
より、場合分けをしてその事故相により故障点の標定演
算を行うことにより、 同一回線内の短絡事故でも2回線にまたがる短絡事故
でも正確に故障点標定を行えるようにしたものである。
C.従来の技術 従来より、2回線送電線の相間の短絡事故の故障点
(短絡事故点)までの距離を求める故障点標定装置が知
られている。2回線送電線の故障点標定とは、第5図の
従来例の故障点標定装置の説明図に示すような2回線1
L,2Lの送電系統において、変電所母線の電圧値と送電線
の電流値とを入力とし、演算により短絡事故点Fまでの
距離x0を求めることを言う。101は故障点標定装置であ
り、この故障点標定装置101には、母線に設置された計
器用変圧器PT(あるいは計器用分圧器PD)を介して母線
電圧値Va,Vb,Vcが入力され、回線1Lの線路に設置され
た変流器CT1を介して一つの回線1Lの線路電流Ia,Ib,Ic
が入力され、回線2Lの線路に設置された変流器CT2を介
して他の回線2Lの線路電流Ia′,Ib′,Ic′が入力され
る。故障点標定装置101は、これらの入力から故障点
(事故点)Fまでの距離(真値x0)を演算によって求
め、表示装置や伝送装置へ出力する。
第6図は上記従来例の故障点標定装置のブロック図で
ある。従来の故障点標定装置は、回線1L用の標定部101
と回線2L用の標定部101′とに分かれ、それぞれ別個に
標定を行っていた。例えハードウェア的には一体化して
いても、内部のソフトウェア処理では、回線1Lと回線2L
の標定を別々に行っている。そこで以下では、一方の回
線1Lの標定部101についての構成と作用について述べ
る。
標定部101において、102は回線1Lの事故検出部であ
り、回線1Lの短絡事故検出を例えば距離リレーなどによ
り検出する。なお、ここでは事故検出部102を故障点標
定装置の中においているが、外部において事故検出を行
ない、事故検出による起動信号を入力する構成ものもあ
る。103は事故相判別部であり、事故検出部102からの事
故検出による起動信号で事故相の判別を開始する。この
判別は、故障点の標定をどの相で行うかを決めるもの
で、例えば母線電圧Va,Vb,VcからΔ電圧Vab,Vbc,Vca
を求め、そのΔ電圧の最小値で判別する。即ち、 Vabが最小ならab相で標定 Vbcが最小ならbc相で標定 Vcaが最小ならca相で標定すべきことを判別するわけ
である。標定演算部104は、上記の判別結果を受けて、
以下のような演算を行う。ab相で標定する場合、 ここで、Z1は単位長あたりの正相インピーダンスであ
り、線路の不平衡を無視すれば、 Z1=Zs−Zms:単位長あたりの自己インピーダンス Zm:単位長あたりの相互インピーダンス である。実際の標定装置では線路の不平衡を考慮した
り、他の相(ここではc相)の影響を考慮したり、電流
として事故前後の変化分を用いたりするが、この発明の
ポイントには関係しないので上記の原理式のみで説明し
ている。bc相,ca相の場合も同様に、 で演算して標定する。以下、(1)〜(3)式の根拠を
示すため、変電所からの距離x0地点での回線1Lのbc相
短絡事故を考える。つまり(2)式を証明する。この時
の等価回路は第2図のようになる。
ここで、Zs:事故点までの線路の自己インピーダン
ス Zm:事故点までの線路の回線内相互インピ
ーダンス IF:事故電流 である。この時、故障点標定装置への入力電流は、 1L:Ib=IF,Ic=−IF 2L:Ib′=0,Ic′=0 であり、回路方程式から Vb−Vc=Zsb+Zmc+Zs(−Ic)+Zm(−
b)=(Zs−Zm)(Ib−Ic)=2(Zs−Zm)IF 故に標定結果は、 となり、正確に真値x0を標定することができる。以上
は2線短絡を扱ったが、中性点に流れる電流を無視すれ
ば、2線地絡でも同様である。また、以上のことは他の
回線2Lの標定部101′でも同様である。
以上のように従来例の故障点標定装置では、一つの回
線内での単純な相間短絡事故を正確に標定することが可
能であった。
D.発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の技術における2回線送電線
の故障点標定装置では、同一回線内に短絡事故を含む場
合には正確に標定するが、そうでない場合で2回線にま
たがった短絡事故の場合には標定結果に大きな誤差を生
ずる問題点があり、そのような場合でも正確に標定でき
るようにすることが解決すべき課題となっていた。
即ち、第3図の2回線にわたる短絡事故例の等価回路
において、故障点標定装置への入力電流は、 1L:Ib=IF,Ic=0 2L:Ib′=0,Ic′=−IF であり、Zm′を事故点までの線路の回線間相互インピ
ーダンスとすると、回路方程式から Vb−Vc=ZsF−Zm′IF+ZsF−Zm′IF=2
(Zs−Zm′)IF 故に標定結果は、 となる。ここで、真値x0と比較すると、回線1L,2Lと
も、 であり、Zm≒Zm′とするならば、 となり、ほぼ真値x0の2倍の標定結果となってしまう
ことがわかる。
本発明は、上記課題を解決するために創案されたもの
で、2回線送電線における相間短絡を含む事故の故障点
標定において、その短絡事故が同一回線内の場合でも2
回線にまたがる場合でも、正確に標定を行えるようにし
た故障点標定装置を提供することを目的とする。
E.課題を解決するための手段 上記の目的を達成するための本発明の送電系の故障点
標定装置の構成は、 2回線送電線の事故を検出する手段と、 上記事故が検出されたとき、上記2回線内のすべての
相を検出対象として、第1回線の線路電流値Ia,Ib,Ic
と第2回線の線路電流値Ia′,Ib′,Ic′と母線電圧値
a,Vb,Vcとを用い、上記両回線の各線路電流値を大き
い順に2つ選択し、それら2相を事故相と判別し、上記
各電流値を大きい順に選択したとき同程度のものが3つ
以上ある場合は上記母線電圧値から求めたΔ電圧が最小
となる2相を事故相と判別する手段と、 上記事故相の判別結果が上記2回線のうち、 同一回線内の場合は、 ただし、i=a,b,c、j=a,b,c、i≠j、 事故相はij相、 Z1;単位長あたりのij相インピーダンス、 上記2回線にまたがる場合は、 ただし、i=a,b,c、j=a,b,c、i≠j、 事故相はij′相、 j′;第2回線のj相、 Z1′;単位長あたりのij′相インピーダン
ス、 を用いて故障点の標定演算を行う手段と、 を備えることを特徴とする。
F.作用 本発明は、事故相を判別する手段が従来のように回線
別に事故相を判別せず、2回線を含めて、即ち事故相が
同一回線内である場合も2回線にまたがる場合も含めて
事故相を判別し、その判別結果を受けて標定演算を行う
手段が上記それぞれの場合に分けて演算を行うことによ
り、標定の正確化を図る。
G.実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
第1図は本発明の一実施例を示す故障点標定装置のブ
ロック図である。1は回線1Lの事故検出部、2は回線2L
の事故検出部、3は事故相判別部、4は標定演算部であ
る。事故検出部1,2は従来と同様に構成されるものであ
り、事故検出部1では、回線1Lに設置された変流器(C
T)等から入力される回線1Lの線路電流値Ia,Ib,Icと母
線に設置された計器用変圧器(PT)等から入力される母
線電圧値Va,Vb,Vcとにより、回線1Lにおける事故検出
を行い、事故相判別部3に対し起動信号を送出する。同
様に事故検出部2では、回線2Lに設置された変流器(C
T)等から入力される回線2Lの線路電流値Ia′,Ib′,
Ic′と前述の母線電圧値Va,Vb,Vcとにより、回線2Lに
おける事故検出を行い、事故相判別部3に対し起動信号
を送出する。事故相判別部3では、この起動信号を受け
ると、両回線1L,2Lを含めて事故相を判別する。即ち、
前述の線路電流値Ia,Ib,Ic,Ia′,Ib′,Ic′と母線電圧
値Va,Vb,Vcを入力して、このうち電流値の中から1
番、値の大きいものを2つ選択し、これを標定に用いる
事故相とする。このとき同程度のものが3つ以上あった
場合は、母線電圧から求めたΔ電圧が最小となるものを
事故相と判別する。標定演算部4では上記事故相判別部
3の判別結果を受けて、事故相が同一回線内であるか2
回線にまたがるかにより、場合分けして標定を行う。標
定式の例を原理式で示せば、同一回線内の事故の場合に
は、 1:単位長あたりのbc相インピーダンスで標定し、
両回線にまたがる事故の場合には、 1′:単位長あたりのbc′相インピーダンスで標定
する。
以上のように構成した実施例の作用を説明する。第2
図,第3図,第4図はその説明のための相間短絡事故例
の等価回路を示している。各図において、Zs,Zm,Zm′,
Z1,IFは従来例と同じ定義のものである。
第2図に示すbc相短絡の場合、線路電流Ib,Icが同程
度であり、bc相が事故相判別部3によって選択される。
この時の標定演算部4の標定結果xは、真値をx0とし
て従来例と同様に となり、正確に標定する。
次に第3図に示す2回線にまたがるbc′相短絡の場
合、Ib,Ic′が同程度であり、bc′相が事故相判別部3
によって選択される。この時の標定結果xは、従来例と
は異なり、 となる。ここで、 Z1′=(Zs−Zm′)/x0 であるから、x=x0となって正確に標定することがで
きる。即ち、従来例では、2倍程度に標定していたのに
比べて標定精度が格段に向上する。
さらに、第4図に示すab−c′相短絡の場合のよう
に、複雑な事故の場合、 1L:Ia=IF,Ib=aIF,Ic=0 2L:Ia′=0,Ib′=0,Ic′=a2F a=ZsIa+ZmIb+Zm′Ic′ Vb=ZmIa+ZsIb+Zm′Ic′ Vc=Zm′Ia+Zm′Ib+Zsc′ Va−Vb(Zs−Zm)(Ia−Ib) Vb−Vc=(Zm−Zm′)Ia+(Zs−Zm′)(Ib
c′) Vc−Va=(Zs−Zm′)(Ic′−Ia)−(Zm
m′)Ib ただし、Vab=Va−Vbbc=Vb−Vcca=Vc−Va であり、ここで線路電流Ia,Ib,Ic′の大きさはほぼ同
じ値となるが、Zm>Zm′であることからΔ電圧が最小
となるのはab相であり、事故相判別部3によりab相が選
ばれる。この時標定結果xは、 となり、正確に標定することができる。第4図の場合を
従来例で標定すると、回線1Lでの標定結果は本実施例と
同様で正確だが、回線2Lでの標定結果は、 l′:単位長あたりのa′b′相インピーダンスとな
り、極端に誤差の大きな標定となってしまう。このよう
に従来例では、2回線にまたがる3相以上の短絡事故の
場合、回線内に短絡回路が形成されている回線は正確に
標定するものの、そうでない回線は誤差が大きいという
問題点を有していたが、本実施例では正確に標定できる
ことがわかる。
なお、本実施例における標定式は原理式であり、実際
には線路の不平衡や事故相以外の他の相の影響等を考慮
したりして、標定演算を行っても良いことは当然であ
る。このように、本発明はその主旨に沿って種々に応用
され、種々の実施態様を取り得るものである。
H.発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明の送電系の故障
点標定装置によれば、同一回線内の短絡事故であって
も、2回線にまたがる短絡事故であっても、さらに2回
線にまたがる3相以上の短絡事故の場合にも、正確に故
障点標定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す故障点標定装置のブロ
ック図、第2図,第3図,第4図は相間短絡事故例の等
価回路図、第5図は従来例の故障点標定装置の説明図、
第6図は従来例の故障点標定装置のブロック図である。 1,2……事故検出部、3……事故相判別部、4……標定
演算部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2回線送電線の事故を検出する手段と、 上記事故が検出されたとき、上記2回線内のすべての相
    を検出対象として、第1回線の線路電流値Ia,Ib,Ic
    第2回線の線路電流値Ia′,Ib′,Ic′と母線電圧値
    a,Vb,Vcとを用い、上記2回線の各線路電流値を大き
    い順に2つ選択し、それら2相を事故相と判別し、上記
    各線路電流値を大きい順に選択したとき同程度のものが
    3つ以上ある場合は上記母線電圧値から求めたΔ電圧が
    最小となる2相を事故相と判別する手段と、 上記事故相の判別結果が上記2回線のうち、 同一回線内の場合は、 ただし、i=a,b,c、j=a,b,c、i≠j、 事故相はij相、 Z1;単位長あたりのij相インピーダンス、 上記2回線にまたがる場合は、 ただし、i=a,b,c、j=a,b,c、i≠j、 事故相はij′相、 j′;第2回線のj相、 Z1′;単位長あたりのij′相インピーダンス、 を用いて故障点の標定演算を行う手段と、 を備えることを特徴とする送電系の故障点標定装置。
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