JP2920981B2 - ２回線送電線の故障点標定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、２端子系及び３端子系の平行２回線送電
線の故障点標定方法に関し、さらに詳細にいえば、各端
子の電流に基いて平行２回線送電線の故障点の標定を行
なう方法に関するものである。

＜従来の技術＞ 変電所間の送電線は、電力供給の信頼度向上のため、
一般的に、平行２回線方式で行われている。上記送電線
は、建造物内で保守管理されている変電所等と比較し
て、雷撃や樹木の倒壊等の自然現象に起因する故障（地
絡及び短絡）が不可避であり、これらの故障発生時に
は、故障点探索作業が伴うが、特に、山間部における故
障点探索は非常に困難な場合がある。上記故障例として
は、一地点における一回線の故障、端子から異なる
地点における一回線の故障、端子から等距離の地点に
おける両回線にわたる故障、端子から異なる距離にお
ける両回線にわたる故障等がある。上記の故障は一般
に単純故障（一地点における一回線の一相以上の故障）
と言われ、の故障は一般に多重故障と言われてい
るが、故障の大半はの単純故障であり、多重故障の大
半は或いはの形態である。本願では、上記の
場合を取り扱う。

上記単純故障における故障点標定方式としては、故障
時における電圧を電流で除算することにより、送電端か
ら故障点までのインピーダンスを求め、さらに送電線の
単位長さ当りのインピーダンスで除算することにより、
送電端から故障点までの距離を求める、いわゆるインピ
ーダンスリレー（44Sリレー或いは44Gリレー）の演算原
理を利用した方式がある。また、送電端側で検出される
零相電流を、所定の演算式に代入して故障点を標定す
る、いわゆる零相電流分流比方式がある。上記零相電流
分流比方式は、インピーダンスリレー方式に比して簡易
な演算により故障点を標定できる特徴をもつ。

第12図は零相電流分流比方式を説明するための零相等
価回路であり、２端子系平行２回線送電線は、送電端Ａ
と受電端Ｂとを長さｌの２回線1L,2Lで接続した構成で
ある。そして、送電端Ａ側の回線1L,2Lにそれぞれ零相
電流₁₀,₂₀が流れ、受電端Ｂ側の回線1L,2Lにそれぞ
れ零相電流′₁₀,′₂₀が流れ、送電端Ａから距離ｘ
の点の回線1Lに故障が発生し、故障点から零相故障電流
_10fが流出している状態である（単純故障）。

そして、下記演算式により、送電端Ａから故障点まで
の距離ｘを算出することができる。

しかし、回線1L,2Lにまたがって同地点または異地点
で故障した場合（多重故障）には、零相電流分流比方式
では、故障点標定を行なうことができないという欠点が
ある。

上記第12図において回線2L側にも故障が発生し、その
地点が送電端Ａから距離ｙであり、故障点から故障電流
′_20f（図中破線で示す）が流出している場合を例に
してさらに詳細に説明すれば、受電端Ｂには零相インピ
ーダンスが無いものとすると、′₁₀＋′₂₀＝０であ
るから、下式が成立する。

上式により零相電流₁₀,₂₀を求めれば、 従って、零相電流分流比による標定は、 となる。上式における故障電流_10f,′_20fは未知数
であるから、零相電流分流比方式では、多重故障に対し
正しい標定は、不可能である。

次に、３端子系平行２回線送電線における故障点標定
を説明する。

上記の零相電流分流比により地絡故障点算出方法は、
送電端においてそれぞれの回線から検出される零相電流
の分流比のみに基いて送電端から地絡故障点までの距離
を算出しているので、簡易であるという特徴を有する
が、送電線を分岐して負荷を接続する方式、いわゆる３
端子系統における地絡故障点の標定には適用することが
できないという問題がある。すなわち、３端子系統にお
いては、分岐線に電流が分流するため、分岐誤差が生ず
る。従って、単純故障であっても上述の零相電流分流比
による方法をそのまま適用して故障点の算出を行うこと
ができないという問題がある。また、多重故障に対して
も同様の問題がある。

以上、零相電流分流比方式についての問題点を詳細に
説明した。また、インピーダンスリレー方式についても
原理的に単純故障については適用することができるが、
多重故障には適用できない。即ち、正しく故障点までの
距離を測定することができないという問題点がある。

この発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、
平行２回線送電線の各端子で得られる情報に基いて単純
故障及び多重故障が発生した場合の故障点標定を可能に
する平行２回線送電線の故障点標定方法を提供すること
を目的とする。

＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成するための、第１の発明の平行２回線
送電線の故障点標定方法は、長さがｌの回線1L,2Lを端
子A,B間に接続し、端子Ａにおける回線1L,2Lの電流デー
タ₁,_２、及び端子Ｂにおける回線1L,2Lの電流デー
タ′₁,′_２に基づいて端子Ａから故障点までの距離
を算出する方法であって、上記電流データ₁,₂,′
₁,′_２として、ａ相,b相,c相、または零相，正相，逆
相のうちから、互いに異なる２相（i,k）を選択し、こ
の選択された２相について、回線1Lの両端子の電流の和
Σ_1i,Σ_1k、回線2Lの両端子の電流の和Σ_2i,Σ
_2k、端子Ｂにおける回線1Lの電流と回線2Lの電流との差
Δ′_k,Δ′_ｉを求め、下記演算式（１）に基いて、
端子Ａから回線1Lの故障点までの距離ｘ、及び端子Ａか
ら回線2Lの故障点までの距離ｙを求めることを特徴とす
る。

また、第２の発明は、３端子平行２回線送電線に単純
故障、及び多重故障が発生した場合の故障点を、端子A,
B,Cで検出される回線1L,2Lの電流データ（₁,_２），
（′₁,′_２），（″₁,″_２）に基いて標定する
方法であって、上記電流データ（₁,_２），（′₁,
′_２），（″₁,″_２）としてａ相,b相,c相、また
は零相，正相，逆相のうちから、互いに異なる２相（i,
k）を選択し、各端子における回線1Lの電流の和Σ_1i,
Σ_1k、各端子における回線2Lの電流の和Σ_2i,Σ
_2k、端子Ａにおける回線1Lの電流と回線2Lの電流との差
Δ_k,Δ_ｉ、端子Ｂにおける回線1Lの電流と回線2Lの
電流との差Δ′_k,Δ′_ｉ、端子Ｃにおける回線1Lの
電流と回線2Lの電流との差Δ″_k,Δ″_ｉを求め、こ
れらの下記演算式（２）に代入してα，β，γ，α′，
β′，γ′の値を算出し、 さらに、下記（３）式で示される演算を行ってx,x′,
x″,y,y′,y″を算出し、 ｘとl_aとを比較し、ｘがl_aよりも小さい場合にはｘを
端子Ａから故障点までの距離とし、ｘがl_aよりも大きい
場合にはｘ′とl_bとを比較し、ｘ′がl_bよりも小さい場
合にはｘ′を端子Ｂから故障点までの距離とし、ｘ′が
l_bよりも大きい場合にはｘ″とl_cとを比較し、ｘ″がl_c
よりも小さい場合にはｘ″を端子Ｃから故障点までの故
障点までの距離とし、 ｙとl_aとを比較し、ｙがl_aよりも小さい場合にはｙを
端子Ａから故障点までの距離とし、ｙがl_aよりも大きい
場合にはｙ′とl_bとを比較し、ｙ′がl_bよりも小さい場
合にはｙ′を端子Ｂから故障点までの距離とし、ｙ′が
l_bよりも大きい場合にはｙ″とl_cとを比較し、ｙ″がl_c
よりも小さい場合にはｙ″を端子Ｃから故障点までの故
障点までの距離とすることを特徴とする。

｛但し、l_a;端子Ａと２回線分岐点との距離、 l_b;2回線分岐点と端子Ｂとの距離、 l_c;2回線分岐点と端子Ｃとの距離、 L;（l_al_b＋l_bl_c＋l_al_c）とする｝ ＜作用＞ 以上のこの発明は、本件発明者が、２端子系及び３端
子系平行２回線送電線を解析する過程において、平行２
回線の各端子の電流情報を得ることにより、従来におい
て殆ど不可能とされていた多重故障における故障点標定
が可能であることに着目した方法である。従って、上記
手段の作用を説明する前提として、２端子系及び３端子
系平行２回線送電線の解析過程を説明する。

第１図は一般的な２端子平行２回線送電線を示す図で
あり、２端子平行２回線送電線は、Ａ端側の母線（A1）
と、Ｂ端側の母線（B1）との間に、平行に回線1L,2Lを
接続した構成である。尚、AB間の距離をｌ、Ａ端子から
故障点までの距離をx,yとしている。まず、第１図の２
端子平行２回線送電線を下記のように設定する。_a ,_b,_c;母線（A1）のa,b,c相の電圧、 ′_a,′_b,′_c;母線（B1）のa,b,c相の電圧、_1a ,_1b,_1c;A端側から回線1Lに流れるa,b,c相の電
流、_2a ,_2b,_2c;A端側から回線2Lに流れるa,b,c相の電
流、 ′_1a,′_1b,′_1c;B端側から回線1Lに流れるa,b,c
相の電流、 ′_2a,′_2b,′_2c;B端側から回線2Lに流れるa,b,c
相の電流、_1af ,_1bf,_1cf;回線1Lの故障点ｘから流出するa,b,
c相の電流、_1af ,_1bf,_1cf;回線1Lの故障点ｘのa,b,c相の電
圧、_2af ,_2bf,_2cf;回線2Lの故障点ｘから流出するa,b,
c相の電流、_2af ,_2bf,_2cf;回線2Lの故障点ｘのa,b,c相の電
圧、 ′_1af,′_1bf,′_1cf;回線1Lの故障点ｙから流出す
るa,b,c相の電流、 ′_1af,′_1bf,′_1cf;回線1Lの故障点ｙのa,b,c相
の電圧、 ′_2af,′_2bf,′_2cf;回線2Lの故障点ｙから流出す
るa,b,c相の電流、 ′_2af,′_2bf,′_2cf;回線2Lの故障点ｙのa,b,c相
の電圧。

そして、母線（A1）の電圧、Ａ端から回線1Lに流れ
る電流_１、およびＡ端から回線2Lに流れる電流
_２は、下記行列により表わすものとする。

同様に母線（B1）の電圧、Ｂ端から回線1Lに流れる
電流′_１、端子Ｂ側から回線2Lに流れる電流′_２、
回線1Lの故障点ｘから流出する故障電流_1f、回線1Lの
故障点ｘの電圧_1f、回線2Lの故障点ｘから流出する故
障電流_2f、回線2Lの故障点ｘの電圧_2f、回線1Lの故
障点ｙから流出する故障電流′_1f、回線1Lの故障点ｙ
の電圧′_1f、回線2Lの故障点ｙから流出する故障電流
′_2f、回線2Lの故障点ｙの電圧′_2fも行列表現する
（式は省略）。この行列に基づいて、第１図の回路図を
第２図に示される単線図で表示する。ここで、回線の送
電線単位長当りの自己インピーダンス行列をｓ、回線
の送電線単位長当りの相互インピーダンス行列をm;と
し、第２図の等価回路を解析する。

１）回線1Lについては、キルヒホッフの第２法則（電圧
降下則）により、_1f ＝−ｘ（ｓ_１＋ｍ_２） …１ ′_1f＝_1f−（ｙ−ｘ）｛ｓ（_１−_1f） ＋ｍ（_２−_2f）｝ …２ ′＝_1f＋（ｌ−ｙ）（ｓ′_１＋ｍ′_２） …３ が成立し、３式に1,2式を代入して、 ′＝−ｘ（ｓ_１＋ｍ_２）−（ｙ−ｘ） ×｛ｓ（_１−_1f）＋ｍ（_２−₂f）｝ ＋（ｌ−ｙ）（ｓ′_１＋ｍ′_２） …４ を得る。

２）回線2Lについても、同様にして ′＝−ｘ（ｓ_２＋ｍ_１）−（ｙ−ｘ） ×｛ｓ（_２−_2f）＋ｍ（_１−_1f）｝ ＋（ｌ−ｙ）（ｓ′_２＋ｍ′_１） …５ を得る。

そして、４式から５式を減算し、 △＝_１−₂,△_ｆ＝_1f−_2f, △′＝′_１−′₂,△′_ｆ＝′_1f−′_2fとし
て、 ０＝−ｘ（ｓ−ｍ）△−（ｙ−ｘ）（ｓ−
ｍ） ×（△−△_ｆ）＋（ｌ−ｙ）（ｓ−ｍ）△
′ を得る。さらに、上式の両辺に（ｓ−ｍ）^-1を乗じ
て ｘ△＋（ｙ−ｘ）（△−△_ｆ）−（ｌ−ｙ）△ ′＝０ …６ が求められる。

３）また、キルヒホッフの第１法則（電流連続則）によ
り、_１ −_1f＋′_１−′_1f＝０_２ −_2f＋′_２−′_2f＝０ が成立し、両式の差をとることにより、下式７を得る。

△−△_ｆ＋△′−△′_ｆ＝０ …７ 上記6,7式は下記一般式８で表現することができ、ま
た、第３図に示されるような差電流による等価回路（以
下、差電流等価回路と略称する）で表示することができ
る。

｛但し、ｎ＝０（零相）,1（正相）,2（逆相）またはａ
（ａ相）,b（ｂ相）,c（ｃ相）｝ また和電流については、_１ ＋′_１＝_1f＋′_1f、_２ ＋′_２＝_2f＋′_2f、 Σ＝_１＋_２、Σ′＝′_１＋′_２、 Σ_ｆ＝_1f＋_2f、Σ′_ｆ＝′_1f＋′_2f とし、下記一般式９が得られる。

Σ_ｎ＋Σ′_ｎ＝Σ_nf＋Σ′_nf …９ そして、上記8,9式より、下記のような３相、または
対称座標で表現された式が得られる。

３相表現 〔Ｃ相についても同様〕 対称座標表現 〔逆相（_２）についても同様〕 本件発明者は、上記のように解析して３相或いは対称
座標表現された式を求めることができた。

そして、平行２回線の両端で検出される差電流を用い
て、上記表現された式に基づいて、故障点の標定を行う
ことができることを以下に証明する。

第４図は本願発明が故障点標定を行うとする故障例で
あり、両回線に跨がって端子Ａからx,yの地点で故障が
発生した場合を単線表示等価回路で示した図である。な
お、ｙ＝ｘならば、同地点となることはいうまでもな
い。

上記３相或いは対称座標で表現された式により、 において、故障電流Δ_nf,Δ′_nfは、第４図の場合
は、 Δ_nf＝_1nf−′_1nf＝_1nf ＝_1n＋′_1n＝Σ_1n Δ′_nf＝_2nf−′_2nf＝−′_2nf ＝−（_2n＋′_2n）＝−Σ_2n となる。ここで、_1nf,′_1nfはＡ端から距離ｘにあ
る１回線、２回線の故障点から流出する故障電流である
が、同図において、距離ｘでの故障点は１回線のみであ
るから、′_1nf＝０である。そして、_1n、′_1nは
それぞれ回線1Lの端子Ａ、Ｂの送電線路へ流入する電流
を示しており、これらの和が_1nfとなることは、明ら
かである。また、Δ′_nfについても同様である。

以上より上式10は、 となるが、Σ_1n、Σ_2n、さらにはΔ′_ｎは各端子
の電流により計算可能である。上式より例えば、ｎ＝0,
1に対して が成立する。これより、未知数である故障点までの距離
ｘ、ｙは下記演算式により計算できる。

（但し、Σ₁₀＝₁₀＋′₁₀、Σ₂₀＝₂₀＋
′₂₀、Σ₁₁＝₁₁＋′₁₁、Σ₂₁＝₂₁＋
′₂₁、Δ_０＝′₁₀−′₂₀、Δ′_１＝′₁₁−
′₂₁） 以上の説明は、ｎ＝0,1すなわち零相と正相の組合せ
であるが、ｎ＝1,2（正相と逆相の組合せ）或いはｎ＝
2,0（逆相と零相の組合せ）でも、さらには、ｎとして
３相のa,b,cの中の任意の２相を用いても上式と同様に
故障点標定を行うことができる。

以上、２回線にわたる多重故障について説明したが１
回線の１地点で発生する単純故障については、Σ_inあ
るいはΣ_2nの何れかが零であることを考えれば、11式
より故障点までの距離は容易に求められる。

次いで、３端子系の故障点標定方法の解析過程を説明
する。上記第１図の２端子系平行２回線送電線の故障点
標定方法の場合同様にして、第５図の単線表示の等価回
路にする。そして、３端子系で発生するあらゆる故障を
想定し、両回線にまたがって故障が発生し、その故障点
が端子Ａから距離x,y、端子Ｂから距離ｘ′,y′、端子
Ｃから距離ｘ″,y″である。さらに、２端子系の場合と
同様にして、上記単線表示回路の各回線の差電流を△
_n,△_nfx,△_nfy,△′_n,△′_nfx,△′_nfy,△
″_n,△″_nfx,△″_nfyと表現し、第６図に示され
る差電流等価回路を得る。

１）この差電流等価回路の端子Ａと端子Ｂ間にキルヒホ
ッフの第２法則（電圧降下則）を適用して、 ｘ△_ｎ＋（ｙ−ｘ）（△_ｎ−△_nfx） ＋（l_a−ｙ）（△_ｎ−△_nfx−△_nfy） ＋｛ｘ′△′_ｎ＋（ｙ′−ｘ′）（△′_ｎ−△′
_nfx） −（l_b−ｙ′）（△′_ｎ−△′_nfx−△′_nfy）｝ ＝０ …12 が求められ、これを変形することにより、 l_a△_ｎ−l_b△′_ｎ ＝｛（l_a−ｘ）△_nfx＋（l_a−ｙ）△_nfy｝ −｛（l_b−ｘ′）△′_nfx＋（l_b−ｙ）△′_nfy｝ …13 が得られる。

２） 同様に、端子Ａと端子Ｃ間にもキルヒホッフの第
２法則（電圧降下則）を適用して、 l_a△_ｎ−l_c△″_ｎ ＝｛（l_a−ｘ）△_nfx＋（l_a−ｙ）×△_nfy｝ −｛（l_c−ｘ″）△″_nfx＋（l_c−ｙ″）△″_nfy｝ …14 が得られる。

３） また、キルヒホッフの第１法則（電流連続則）に
より、 △_ｎ＋△′_ｎ＋△″_ｎ ＝△_nfx＋△_nfy＋△′_nfx＋△′_nfy ＋△″_nfx＋△″_nfy …15 が成立する。

上記13式、14式、15式により、以下の一般式16を得
る。

但し、Ｌ＝l_al_b＋l_bl_c＋l_cl_aである。

そして、上記16式により、第７図Ａに示す如き故障ケ
ースにおける各端子の差電流を求めると、下式となる。

また、同様にして、第７図Ｂの如き故障ケースにおけ
る各端子の差電流を求めると、下式となる。

なお、第７図Ｃ、Ｄの場合は、各々第７図Ａの視点を
かえたもの、また第７図E,Fの場合は、各々第７図Ｂの
視点をかえたものであるから、説明を省略する。

そして、故障電流Δ_nfxは Δ_nfx＝_1nfx−_2nfx＝_1nfx ＝_1n＋′_1n＋″_1n＝Σ_1n となる。ここで、_1nfx,_2nfxは端子から距離ｘにあ
る１回線、２回線の故障点から流出する故障電流である
が、第７図A,Bにおいても故障点は回線1L側のみである
から、_2nfx＝０である。そして、_1n,′_1n,″_1n
はそれぞれ回線1L側の端子A,B,Cの送電線路側へ流入す
る電流を示しており、これらの和が_1nfxとなることは
明らかである。

また、Δ_nfy、Δ′_nfxについても同様の考えかた
から、 Δ_nfy＝_1nfy−_2nfy ＝−（_2n＋′_2n＋″_2n）＝−Σ_2n Δ′_nfx＝′_1nfx−′_2nfx ＝−（_2n＋′_2n＋″_2n）＝−Σ_2n となり、Δ_nfx、Δ_nfy、Δ′_nfx等の故障電流
は、各端子の電流により計算可能である。また、Δ_n,
Δ′_n,Δ″_ｎ等は各々A,B,C端子で計測される回線1
L,2Lの電流により計算される差電流である。したがっ
て、上記の式において、未知なる量は、 等であり、上記二つの式、さらには、ここでは記述しな
いが、第７図Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの何れの場合に対しても、
下記の形の一般式17が得られる。

ここで、α，β，γ，α′，β′，γ′が上記故障点
までの距離x,y或いはｘ′を含んだ未知数である。

上記17式より、例えばｎ＝0,1に対して、 が成立する。これよりα，β，γ，α′，β′，γ′は
下記の如く求めることができる。

ここで、δ＝−Σ₁₀Σ₂₁＋Σ₂₀Σ₁₁である。
また、Σ₁₀＝₁₀＋′₁₀＋″₁₀、Σ₂₀＝₂₀＋
′₂₀＋″₂₀、Σ₁₁＝₁₁＋′₁₁＋″₁₁、Σ
₂₁＝₂₁＋′₂₁＋″₂₁、△_０＝₁₀−₂₀、△
′_０＝′₁₀−′₂₀、△″_０＝″₁₀−″₂₀、
△_１＝₁₁−₂₁、△′_１＝′₁₁−′₂₁、△
″_１＝″₁₁−″₂₁である。

以上の説明は、ｎ＝0,1すなわち零相と正相の組合せ
であるが、ｎ＝1,2（正相と逆相の組合せ）或いはｎ＝
2,0（逆相と零相の組合せ）でも、さらには、ｎとして
３相のa,b,cの中の任意の２相を用いても上式と同様に
故障点標定を行うことができる。そして、下記演算式
（３）により、 x,x′,x″,y,y′,y″を算出し、ｘとl_aとを比較し、
ｘ≦l_aの場合には、ｘを端子Ａから故障点までの距離と
して求めることができ、ｘ＞l_aの場合には、ｘ′とl_bと
を比較し、ｘ′≦l_bの場合には、ｘ′を端子Ｂから故障
点までの距離として求めることができ、ｘ′＞l_bの場合
には、ｘ″とl_cとを比較し、ｘ″を端子Ｃから故障点ま
での距離として求めることができる。y,y′,y″につい
てもx,x′,x″の場合と同様の比較演算によって故障点
標定を行うことができる。

以上、２回線に跨がる多重故障についての故障点標定
方法を説明したが、一回線における単純故障について
は、Σ_1n或いはΣ_2nの何れかが零であるため、α，
β，γ，α′，β′，γ′は容易に求めることができ
る。

なお、α，β，γ，α′，β′，γ′は故障点の位置
により、いずれも下記表１の何れかになる。ここで、端
子Ａから分岐点までの故障点x,yを総称してｚ、端子Ｂ
から分岐点までの故障点ｘ′,y′をｚ′、端子Ｃから分
岐点までの故障点ｘ″,y″,z″と表す。

上記表１でケース１は故障点が端子Ａから分岐点より
手前にある場合、ケース２は故障点が端子Ｂから分岐点
手前にある場合、ケース３は故障点が端子Ｃから分岐点
手前にある場合に相当し、演算式（３）のとり得る値は
第８図にまとめたグラフの如くなる。なお、グラフの横
軸は故障点までの距離、縦軸は演算式による演算値を示
す。

＜実施例＞ 以下、この発明の平行２回線送電線における故障点標
定方法の実施例を添付図面に基いて詳細に説明する。

第９図は、既に第１図で示した一般的な２端子平行２
回線送電線に、この発明に係る故障点標定方法に適用さ
れる故障点算出装置を接続した図であり、端子Ａ側は、
端子Ａ側回線1Lのａ相,b相,c相の電流_1a,_1b,_1cを
検出するCT（31）と、端子Ａ側回線2Lのａ相,B相,C相の
電流_2a,_2b,_2cを検出するCT（32）と、CT（31）
（32）により検出された各相の電流_1a,_1b,_1c,
_2a,_2b,_2cを入力とし、図示しない補助CTにより絶縁
するとともに、所定のレベルの電流信号に変換する入力
部（41）と、入力部（41）からの所定レベルの電流信号
を所定のサンプリング周期でディジタルデータに変換す
るA/D変換部（51）と、A/D変換部（51）により変換され
たディジタルデータを格納するデータメモリ（61）と、
該データメモリ（61）に格納されている回線1L,2Lの電
流データに基づいて所定の演算（後述）を行ない、平行
２回線に故障が発生していることを検出し、さらに、自
端側で検出した上記電流データと端子Ｂ側から伝送され
る電流データとに基づいて端子ａから故障点までの距離
を算出するCPU（71）と、端子Ｂ側と電流データの交換
を行なう伝送部（81）と、CPU（71）により算出された
端子Ａから故障点までの距離等の情報を表示する表示部
（９）とを有する。

また、端子Ｂ側は、端子Ｂ側の回線1Lに流れるａ相,b
相,c相の電流′_1a,′_1b,′_1cを検出するCT（33）
と、端子Ｂ側の回線2Lに流れるａ相,b相,c相の電流′
_2a,′_2b,′_2cを検出するCT（34）と、入力部（42）
と、A/D変換部（52）と、データメモリ（62）と、CPU
（72）と、伝送部（82）とを有する。

上記構成の故障点算出装置の動作を、前述の第４図の
故障例に基づいて説明する。

CT（31）（32）により、検出された端子Ａ側の回線1
L,2Lの各相電流_1a,_1b,_1c、_2a,_2b,_2cは、入
力部（41）において、所定のレベルの電流信号に変換さ
れる。該所定のレベルの電流信号は、A/D変換部（51）
において、所定のサンプリング周期でディジタルデータ
に変換され、データメモリ（61）に供給される。

そして、該データメモリ（61）に格納されている回線
1L,2Lの電流_1a,_1b,_1c,_2a,_2b,_2cのデータ
は、CPU（71）に取込まれる。

一方、端子Ｂ側においても、CT（33）（34）により検
出された端子Ｂ側の回線1L,2Lの各相電流′_1a,
′_1b,′_1c、′_2a,′_2b,′_2cは、上記端子Ａ
側と同様に、入力部（42）、A/D変換部（52）を介して
データメモリ（62）に供給され、さらに、CPU（72）に
取込まれている。

端子Ａ側のCPU（72）は、以下の手順で故障点標定を
行なう。

．下式に基づいて零相電流₁₀,₂₀、或は正相電流
₁₁,₂₁を算出する。₁₀ ＝（_1a＋_1b＋_1c）/3₂₀ ＝（_2a＋_2b＋_2c）/3₁₁ ＝（_1a＋α_1b＋α^２ _1c）/3₂₁ ＝（_2a＋α_2b＋α^２ _2c）/3 なお、ここでαは３相回路解析用の演算オペレータで
あり、 である。

．△_０＝₁₀−₂₀,或は△_１＝₁₁−₂₁なる
演算を行なって、両回線1L,2Lの零相電流の差の大きさ
｜△₀|、或は正相電流の差の大きさ｜△₁|を求め、
｜△₀|、或は｜△₁|が所定値を越えた場合に故障が
発生したと判定し、伝送部（81）に端子Ｂ側において検
出される両回線1L,2Lの零相電流′₁₀,′₂₀、及び正
相電流′₁₁,′₂₁を要求する。

．一方、端子Ｂ側のCPU（72）においても、下式に基
づいて零相電流′₁₀,′₂₀、及び正相電流′₁₁,
′₂₁が算出されており、 ′₁₀＝（′_1a＋′_1b＋′_1c）/3 ′₂₀＝（′_2a＋′_2b＋′_2c）/3 ′₁₁＝（′_1a＋α′_1b＋α^２′_1c）/3 ′₂₁＝（′_2a+α′_2b＋α^２′_2c）/3 この算出されたデータを端子Ａ側の要求に応じて伝送
部（82）により返信する。

．上記CPU（71）は、零相電流₁₀,₂₀,′₁₀,′
₂₀及び正相電流₁₁,₂₁、′₁₁,′₂₁と、端子AB間
の長さｌとを要素として、下式の演算を行なって、端子
Ａから回線1Lの故障点までの距離ｘ、及び端子Ａから回
線2Lの故障点までの距離ｙを算出する。

（但し、Σ₁₀＝₁₀＋′₁₀、Σ₂₀＝₂₀＋
′₂₀、Σ₁₁＝₁₁＋′₁₁、Σ₂₁＝₂₁＋
′₂₁、Δ′_０＝′₁₀−′₂₀、Δ′_１＝′₁₁
−′₂₁である） 第10図は、一般的３端子平行２回線送電線に、この発
明に係る故障点標定方法に適用される故障点標定装置を
接続した図であり、上記第９図の故障点標定装置との相
違は、端子Ｃ側の回線1Lの各相電流″_1a,″_1b,″
_1cを検出するCT（35）と、端子Ｃ側の回線2Lの各相電流
″_2a,″_2b,″_2cを検出するCT（36）と、入力部
（43）と、A/D変換部（53）と、データメモリ（63）
と、CPU（73）と、伝送部（83）とが端子Ｃ側に設けら
れている点である。

上記構成の故障点標定装置の動作は次の通りである。
すなわち、CT（31）（32）（33）（34）（35）（36）に
より検出される各端子A,B,Cの回線1L,2Lの電流（_1a,
_1b,_1c,_2a,_2b,_2c）、（′_1a,′_1b,
′_1c,′_2a,′_2b,′_2c）、（″_1a,″_1b,
″_1c,″_2a,″_2b,″_2c）は、上記第９図の２端
子系の場合と同様に、入力部（41）（42）（43）におい
て、所定レベルの電流信号に変換され、この所定れべる
の電流信号は、A/D変換部（51）（52）（53）におい
て、所定のサンプリング周期でディジタルデータに変換
され、データメモリ（61）（62）（63）に供給される。

そして、データメモリ（61）（62）（63）に格納され
ている回線1L,2Lの電流データに基づいて次の如き演算
を行って、零相電流_m0,′_m0,″_m0、正相電流
_m1,′_m1,″_m1を算出する。_m0 ＝（_ma＋_mb＋_mc）/3_m1 ＝（_ma＋α_mb＋α^２ _mc）/3 ′_m0＝（′_ma＋′_mb＋′_mc）/3 ′_m1＝（′_ma＋α′_mb＋α^２′_mc）/3 ″_m0＝（″_ma＋″_mb＋″_mc）/3 ″_m1＝（″_ma＋α″_mb＋α^２″_mc）/3 （但し、ｍは１または２であり、回線の添字である。） さらに、CPU（71）は、下式に基づいて端子Ａ側の両
回線1L,2Lの零相電流の差△_０或は正相電流の差△
_１を次式により求める。

△_０＝₁₀−₂₀、△_１＝₁₁−₂₁ 次に、端子Ａ側のCPU（71）は、零相電流の大きさ｜
△₀|、或は正相電流の大きさ｜△₁|が所定値を越え
た場合に故障が発生したと判定し、伝送部（81）に端子
B,C側において検出される両回線1L,2Lの零相電流
′₁₀,′₂₀,″₁₀,″₂₀、正相電流′₁₁,
′₂₁,″₁₁,″₂₁を要求する。

そして、端子Ｂ側の零相電流′₁₀,′₂₀、正相電
流′₁₁、′₂₁が伝送装置（82）を介して端子Ａ側の
CPU（71）に返信され、端子Ｃ側の零相電流″₁₀,″
₂₀、正相電流″₁₁,″₂₁が伝送装置（83）を介して
端子Ａ側のCPU（71）に返信される。

次いて、端子Ａ側のCPU（71）は、自端側で算出した
₁₀,₂₀,₁₁,₂₁と、伝送装置（81）を介して得ら
れる端子Ｂ側の′₁₀,′₂₀,′₁₁,′₂₁、及び端
子Ｃ側の″₁₀,″₂₀,″₁₁,″₂₁と、回線1L,2Lの
長さと、下記式で示されるα，β，γ，α′，β′，
γ′とを要素として、第11図に示されるフローチャート
に従って故障点標定を行う。

ここで、δ＝−Σ₁₀Σ₂₁＋Σ₂₀Σ₁₁である。
また、Σ₁₀＝₁₀＋′₁₀＋″₁₀、Σ₂₀＝₂₀＋
′₂₀＋″₂₀、Σ₁₁＝₁₁＋′₁₁＋″₁₁、Σ
₂₁＝₂₁＋′₂₁＋″₂₁、△_０＝₁₀−₂₀、△
′_０＝′₁₀−′₂₀、△″_０＝″₁₀−″₂₀、
△_１＝₁₁−₂₁、△′_１＝′₁₁−′₂₁、△
″_１＝″₁₁−″₂₁である。

第11図は一地点で一回線に故障が発生した場合、また
は端子から異なる地点で両回線1L,2Lに故障が発生した
場合における故障点標定のフローチャートである。

ステップにおいて、下式に従って、x,x′,x″,y,
y′,y″を算出する。

｛但し、l_a;自端と２回線分岐点との距離、 l_b;2回線分岐点と一方の端子との距離、 l_c;2回線分岐点と他方の端子との距離、 L;（l_al_b＋l_bl_c＋l_al_cとする｝ ステップにおいて、ｘとl_aとを比較し、ｘ≦l_aの場
合には、ステップにおいてｘを自端Ａから故障点まで
の距離とする。

上記ステップにおいて、ｘ＞l_aの場合には、ステッ
プにおいて、ｘ′とl_bとを比較し、ｘ′≦l_bの場合に
は、ステップにおいて、ｘ′を端子Ｂから故障点まで
の距離とする。ステップにおいて、ｘ′＞l_bの場合に
は、ステップにおいて、ｘ″とl_cとを比較し、ｘ″≦
l_cの場合には、ステップにおいて、ｘ″を端子Ｃから
故障点までの距離とし、ステップにおいて、上記ステ
ップでの計算値ｘをｙに,x′をｙ′に,x″をｙ″にそ
れぞれ置き換えて、ステップにおいて、上記〜の
処理を行って回線2Lの故障点標定を行い（y,y′,y″を
求める）、ステップで処理を終了する。

＜発明の効果＞ 以上の第１の発明によれば、２端子の両側で検出され
る両回線の各相の電流のうちから選択される少なくとも
２層の電流データ、或いは、零層、正層、逆層の電流デ
ータのうちから選択される少なくとも２相の電流データ
と、送電線の長さとを故障点標定演算のための要素とす
ることにより、従来のものでは、正しい標定ができなか
った単純故障、及び多重故障の標定を正確に行うことが
できる。

また、第２の発明によれば、各端子で検出される両回
線の各相の電流のうちから選択される少なくとも２層の
電流データ、或いは、零層、正層、逆層の電流データの
うちから選択される少なくとも２相の電流データと、送
電線の長さに基づいて設定した補正係数とにより、３端
子系に特有の分岐線に電流が分流することにより分岐誤
差を補正することができるので、従来のものでは、正し
い標定ができなかった単純故障、及び多重故障の標定を
正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な２端子平行２回線送電線において発生
し得る故障例を示す図、 第２図は第１図の回路図を単線で表示した等価回路図、 第３図は第２図を差電流で表示した差電流等価回路図、 第４図は２端子系において故障が両回線に跨がって異な
る地点で発生した場合を単線表示回路で示した図、 第５図は一般的な３端子平行２回線送電線を単線表示回
路で表示した等価回路図、 第６図は第５図を差電流で表示した等価回路図、 第７図は３端子系において故障が両回線に跨がって異な
る地点で発生した故障例を示した図、 第８図は演算式（３）のとり得る値をまとめたグラフ、 第９図は第１図は２端子平行２回線送電線に故障点標定
装置を接続した回路図、 第10図は３端子平行２回線送電線に故障点標定装置を接
続した回路図、 第11図は故障点標定のフローチャート、 第12図は零相電流分流比方式を説明するための零相等価
回路図である。 （31）（32）（33）（34）（35）（36）……CT、 （61）（62）（63）……データメモリ、 （71）（72）（73）……CPU、（81）（82）（83）……
伝送部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 進 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 石津 京二 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 江村 徳男 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機株式会社内 (72)発明者 山本 康弘 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−200077（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−110067（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−19779（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−154168（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−154169（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01R 31/08 H02H 3/40

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長さがｌの回線1L,2Lを端子A,B間に接続
   し、端子Ａにおける回線1L,2Lの電流データ₁,_２、
   及び端子Ｂにおける回線1L,2Lの電流データ′₁,′
   _２に基づいて端子Ａから故障点までの距離を算出する２
   回線送電線の故障点標定方法であって、 上記電流データ₁,₂,′₁,′_２としてａ相,b相,c
   相、または零相，正相，逆相のうちから、互いに異なる
   ２相（i,k）を選択し、 この選択された２相について、回線1Lの両端子の電流の
   和Σ_1i,Σ_1k、回線2Lの両端子の電流の和Σ_2i,Σ
   _2k、端子Ｂにおける回線1Lの電流と回線2Lの電流との
   差Δ′_k,Δ′_ｉを求め、下記演算式（１）に基い
   て、端子Ａから回線1Lの故障点までの距離ｘ、及び端子
   Ａから回線2Lの故障点までの距離ｙを求めることを特徴
   とする平行２回線送電線の故障点標定方法。
2. 【請求項２】３端子平行２回線送電線に単純故障、及び
   多重故障が発生した場合の故障点を、端子A,B,Cで検出
   される回線1L,2Lの電流データ（₁,_２），（′₁,
   ′_２），（″₁,″_２）に基いて標定する方法であ
   って、上記電流データ（₁,_２），（′₁,′_２）
   （″₁,″_２）として、ａ相,b相,c相、または零相，
   正相，逆相のうちから、互いに異なる２相（i,k）を選
   択し、各端子における回線1Lの電流の和Σ_1i,Σ
   _1k、各端子における回線2Lの電流の和Σ_2i,Σ
   _2k、端子Ａにおける回線1Lの電流と回線2Lの電流との
   差Δ_k,Δ_ｉ、端子Ｂにおける回線1Lの電流と回線2L
   の電流との差Δ′_k,Δ′_ｉ、端子Ｃにおける回線1L
   の電流と回線2Lの電流との差Δ″_k,Δ″_ｉを求め、
   これらを下記演算式（２）に代入してα，β，γ，
   α′，β′，γ′の値を算出し、 さらに、下記（３）式で示される演算を行ってx,x′,
   x″,y,y′,y″を算出し、 ｘとl_aとを比較し、ｘがl_aよりも小さい場合にはｘを端
   子Ａから故障点までの距離とし、ｘがl_aよりも大きい場
   合にはｘ′とl_bとを比較し、ｘ′がl_bよりも小さい場合
   にはｘ′を端子Ｂから故障点までの距離とし、ｘ′がl_b
   よりも大きい場合にはｘ″とl_cとを比較し、ｘ″がl_cよ
   りも小さい場合にはｘ″を端子Ｃから故障点までの故障
   点までの距離とし、 ｙとl_aとを比較し、ｙがl_aよりも小さい場合にはｙを端
   子Ａから故障点までの距離とし、ｙがl_aよりも大きい場
   合にはｙ′とl_bとを比較し、ｙ′がl_bよりも小さい場合
   にはｙ′を端子Ｂから故障点までの距離とし、ｙ′がl_b
   よりも大きい場合にはｙ″とl_cとを比較し、ｙ″がl_cよ
   りも小さい場合にはｙ″を端子Ｃから故障点までの故障
   点までの距離とすることを特徴とする平行２回線送電線
   の故障点標定方法。 ｛但し、l_a;端子Ａと２回線分岐点との距離、 l_b;2回線分岐点と端子Ｂとの距離、 l_c;2回線分岐点と端子Ｃとの距離、 L;（l_al_b＋l_bl_c＋l_al_c）とする