JP2984294B2 - ３端子平行２回線送電線の短絡故障点標定方法 - Google Patents
３端子平行２回線送電線の短絡故障点標定方法Info
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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、３端子平行２回線送電線の短絡故障点標
定方法に関し、さらに詳細にいえば、送電端側で検出さ
れる電圧、及び電流により３端子平行２回線送電線の短
絡故障（零相電圧の発生を伴なわない３相地絡等の場合
も含む）点の標定を行なう方法に関するものである。
定方法に関し、さらに詳細にいえば、送電端側で検出さ
れる電圧、及び電流により３端子平行２回線送電線の短
絡故障（零相電圧の発生を伴なわない３相地絡等の場合
も含む）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、外部に起因する故障が不可避であり、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。
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、外部に起因する故障が不可避であり、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。
そこで、３端子平行２回線送電線における短絡故障点
標定方法として、線間電圧と線間電流を入力とし、故障
時における線間電圧を線間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る、いわ
ゆる44Sリレーの演算原理による方法がある。
標定方法として、線間電圧と線間電流を入力とし、故障
時における線間電圧を線間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る、いわ
ゆる44Sリレーの演算原理による方法がある。
第５図は上記44S方式を説明するための３端子平行２
回線送電線を簡略化した回路図であり、この回路は送電
端（Ａ）と２回線分岐点（Ｔ）との間に送電線（f1）
（f2）が接続され、２回線分岐点（Ｔ）と受電端（Ｂ）
（Ｃ）との間にそれぞれ送電線（f3）（f4）、（f5）
（f6）が接続され、受電端（Ｂ）（Ｃ）に負荷（LB）
（LC）が接続されたものである。同図において、 x;第５図Ａにおける送電端（Ａ）から故障点までの距
離、または、第５図B,Cにおける分岐点（Ｔ）から故障
点までの距離、 a;送電端（Ａ）と２回線分岐点（Ｔ）間の距離、 b;2回線分岐点（Ｔ）と受電端（Ｂ）間の距離、 c;2回線分岐点（Ｔ）と受電端（Ｃ）間の距離、 ；送電線の単位長当りの正相インピーダンス、 a,b;送電端のａ相,b相の電圧、 af,bf;故障点のａ相,b相の電圧、 a1,b1;送電線（f1）のａ相,b相の電流、 a2,b2;送電線（f2）のａ相,b相の電流、 al′，b1′；送電線（f3）のａ相,b相の電流、 a1″，b1″；送電線（f5）のａ相,b相の電流、 LBa,LBb;故障時に負荷（LB）に流れるａ相,b相の電
流、 LCa,LCb;故障時に負荷（LC）に流れるａ相,b相の電
流、 とする。
回線送電線を簡略化した回路図であり、この回路は送電
端（Ａ）と２回線分岐点（Ｔ）との間に送電線（f1）
（f2）が接続され、２回線分岐点（Ｔ）と受電端（Ｂ）
（Ｃ）との間にそれぞれ送電線（f3）（f4）、（f5）
（f6）が接続され、受電端（Ｂ）（Ｃ）に負荷（LB）
（LC）が接続されたものである。同図において、 x;第５図Ａにおける送電端（Ａ）から故障点までの距
離、または、第５図B,Cにおける分岐点（Ｔ）から故障
点までの距離、 a;送電端（Ａ）と２回線分岐点（Ｔ）間の距離、 b;2回線分岐点（Ｔ）と受電端（Ｂ）間の距離、 c;2回線分岐点（Ｔ）と受電端（Ｃ）間の距離、 ；送電線の単位長当りの正相インピーダンス、 a,b;送電端のａ相,b相の電圧、 af,bf;故障点のａ相,b相の電圧、 a1,b1;送電線（f1）のａ相,b相の電流、 a2,b2;送電線（f2）のａ相,b相の電流、 al′，b1′；送電線（f3）のａ相,b相の電流、 a1″，b1″；送電線（f5）のａ相,b相の電流、 LBa,LBb;故障時に負荷（LB）に流れるａ相,b相の電
流、 LCa,LCb;故障時に負荷（LC）に流れるａ相,b相の電
流、 とする。
但し、送電端（Ａ）側で分る値はa,b,c,，
a,b,a1,b1,a2,b2のみである。
a,b,a1,b1,a2,b2のみである。
上記条件の下で44S方式のアルゴリズムにより、送
電端（Ａ）と２回線分岐点（Ｔ）との間で送電線（f1）
のａ相とｂ相とが短絡している場合（第５図Ａ）、２
回線分岐点（Ｔ）と受電端（Ｂ）との間で送電線（f3）
のａ相とｂ相とが短絡している場合（第５図Ｂ）、２
回線分岐点（Ｔ）と受電端（Ｃ）との間で送電線（f5）
のａ相とｂ相とが短絡している場合（第５図Ｃ）におけ
る距離ｘを求める。尚、第５図Ｄは故障点の様相を示
す。
電端（Ａ）と２回線分岐点（Ｔ）との間で送電線（f1）
のａ相とｂ相とが短絡している場合（第５図Ａ）、２
回線分岐点（Ｔ）と受電端（Ｂ）との間で送電線（f3）
のａ相とｂ相とが短絡している場合（第５図Ｂ）、２
回線分岐点（Ｔ）と受電端（Ｃ）との間で送電線（f5）
のａ相とｂ相とが短絡している場合（第５図Ｃ）におけ
る距離ｘを求める。尚、第５図Ｄは故障点の様相を示
す。
の場合には、キルヒホッフの電圧降下則から、下式
が成立する。
が成立する。
af−bf＝ａ−ｂ−ｘ（a1−b1） 上式を変形すると （ａ−ｂ）／（a1−b1） ＝ｘ＋（af−bf）／（a1−b1） …１ となる。
の場合には、上記の場合と同様にキルヒホッフの
電圧降下則から下式が成立する。
電圧降下則から下式が成立する。
af−bf＝ａ−ｂ−（ａ＋ｘ）（a1−b
1） −ｘ（a1″−b1″） 上式を変形すると （ａ−ｂ）／（a1−b1） ＝（ａ＋ｘ）＋ ｘ（a1″−b1″）／（a1−b1）＋ （af−bf）／（a1−b1） …２ となる。
1） −ｘ（a1″−b1″） 上式を変形すると （ａ−ｂ）／（a1−b1） ＝（ａ＋ｘ）＋ ｘ（a1″−b1″）／（a1−b1）＋ （af−bf）／（a1−b1） …２ となる。
またの場合には、上記の場合と同様にして、 （ａ−ｂ）／（a1−b1） ＝（ａ＋ｘ）＋ ｘ（a1′−b1′）／（a1−b1）＋ （af−bf）／（a1−b1） …３ となる。
以上の３つの式で示されるように右辺第１項が故障点
までの正相インピーダンスであり、これ以外に、故障点
電圧（故障抵抗が介在するために発生する）による下式
の故障点誤差 （af−bf）／（a1−b1）、 及び分岐点以遠の故障では分流による下式の分岐誤差 ｘ（a1″−b1″）／（a1−b1） 又は ｘ（a1′−b1′）／（a1−b1） が含まれる。
までの正相インピーダンスであり、これ以外に、故障点
電圧（故障抵抗が介在するために発生する）による下式
の故障点誤差 （af−bf）／（a1−b1）、 及び分岐点以遠の故障では分流による下式の分岐誤差 ｘ（a1″−b1″）／（a1−b1） 又は ｘ（a1′−b1′）／（a1−b1） が含まれる。
上記故障点誤差については、「短絡故障における（
af−bf）は小さい」、「（a1−b1）には短絡故障
電流と負荷電流が含まれるが、負荷電流は短絡故障電流
と比較して非常に小さいため無視でき、（af−bf）
／（a1−b1）は故障点抵抗と考えることができる」
という２つの理由から、リアクタンス成分を採用するこ
とにより、故障点誤差の影響を殆ど無くすことができ
る。従って下式４の演算を行なうことにより上記の場
合には故障点までの距離ｘを殆ど誤差の無い状態で算出
することができる。
af−bf）は小さい」、「（a1−b1）には短絡故障
電流と負荷電流が含まれるが、負荷電流は短絡故障電流
と比較して非常に小さいため無視でき、（af−bf）
／（a1−b1）は故障点抵抗と考えることができる」
という２つの理由から、リアクタンス成分を採用するこ
とにより、故障点誤差の影響を殆ど無くすことができ
る。従って下式４の演算を行なうことにより上記の場
合には故障点までの距離ｘを殆ど誤差の無い状態で算出
することができる。
Im［ａ−ｂ）／（a1−b1）］＝xIm［］ …４ ｛但し、Im［…］はリアクタンス成分を示す。｝ ＜発明が解決しようとする課題＞ ところが、上記の場合には、故障電流が２回線分
岐に分流することにより分岐誤差が生ずるので、送電端
側、即ち距離リレーから見たインピーダンスは実際のイ
ンピーダンスよりも大きくなる。
岐に分流することにより分岐誤差が生ずるので、送電端
側、即ち距離リレーから見たインピーダンスは実際のイ
ンピーダンスよりも大きくなる。
上記の場合を例にして分岐誤差をさらに詳細に説明
する。の場合における電流分布は、一般に、次のよう
に表すことができる。
する。の場合における電流分布は、一般に、次のよう
に表すことができる。
a1＝｛LBa＋LCa＋af＋afｃ（ｂ−ｘ）/
L｝ ×1/2 a2＝｛LBa＋LCa＋af−afｃ（ｂ−ｘ）/
L｝ ×1/2 b1＝｛LBb＋LCb＋bf＋bfｃ（ｂ−ｘ）/
L｝ ×1/2 b2＝｛LBb＋LCb＋bf−bfｃ（ｂ−ｘ）/
L｝ ×1/2 a1″＝｛−LCa＋afａ（ｂ−ｘ）/L｝/2 b1″＝｛−LCb＋bfａ（ｂ−ｘ）/L｝/2 af−bf＝Rf af＝−Rf bf＝Rf af/2 但し、af,bfは各々故障点から流出するａ相,b相
の故障電流であり、Rfは故障点抵抗であり、Ｌはａ
ｂ＋ｂｃ＋ａｃである（第５図Ｄ参照）。
L｝ ×1/2 a2＝｛LBa＋LCa＋af−afｃ（ｂ−ｘ）/
L｝ ×1/2 b1＝｛LBb＋LCb＋bf＋bfｃ（ｂ−ｘ）/
L｝ ×1/2 b2＝｛LBb＋LCb＋bf−bfｃ（ｂ−ｘ）/
L｝ ×1/2 a1″＝｛−LCa＋afａ（ｂ−ｘ）/L｝/2 b1″＝｛−LCb＋bfａ（ｂ−ｘ）/L｝/2 af−bf＝Rf af＝−Rf bf＝Rf af/2 但し、af,bfは各々故障点から流出するａ相,b相
の故障電流であり、Rfは故障点抵抗であり、Ｌはａ
ｂ＋ｂｃ＋ａｃである（第５図Ｄ参照）。
従って、上記第２式は （ａ−ｂ）／（a1−b1）＝ （ａ＋ｘ）＋ ｘ｛（LCb−LCa）＋ （af−bf）ａ（ｂ−ｘ）/L｝／ ［｛（LBa−LBb）＋（LCa−LCb）｝＋ ｛１＋ｃ（ｂ−ｘ）/L｝（af−bf）］＋ Rf（af−bf）／［｛（LBa−LBb）＋（LCa− LCb）｝＋｛１＋ｃ（ｂ−ｘ）/L｝（af−bf）］ となる。式中ｘで括られる項は分岐誤差であり、Rfで
括られる項は故障点誤差である。
括られる項は故障点誤差である。
そして、負荷電流差LBa−LBb,LCa−LCbは、
故障電流af−bfに比較して小さいので無視できるか
ら、上式は、 となる。
故障電流af−bfに比較して小さいので無視できるか
ら、上式は、 となる。
そして、インピーダンスのリアクタンス成分を採用す
れば、Rfで括られる項は抵抗成分であるため、キャンセ
ルされ、 Im［（ａ−ｂ）／（a1−b1）］≒ ［（ａ＋ｘ）＋ｘａ（ｂ−ｘ）／｛Ｌ＋ｃ（ｂ−ｘ）｝］ ×Im［］ となる。この式中の分岐誤差成分ｘａ（ｂ−ｘ）／
｛Ｌ＋ｃ（ｂ−ｘ）｝は正の値であり、分岐以遠の
故障は真の故障点より遠くを標定する傾向となる。距離
リレーにおいては、アンダーリーチとなる。
れば、Rfで括られる項は抵抗成分であるため、キャンセ
ルされ、 Im［（ａ−ｂ）／（a1−b1）］≒ ［（ａ＋ｘ）＋ｘａ（ｂ−ｘ）／｛Ｌ＋ｃ（ｂ−ｘ）｝］ ×Im［］ となる。この式中の分岐誤差成分ｘａ（ｂ−ｘ）／
｛Ｌ＋ｃ（ｂ−ｘ）｝は正の値であり、分岐以遠の
故障は真の故障点より遠くを標定する傾向となる。距離
リレーにおいては、アンダーリーチとなる。
ここで、分岐誤差をε（ｘ）＝ｘａ（ｂ−ｘ）／
｛Ｌ＋ｃ（ｂ−ｘ）｝とし、分岐誤差の大きさを検
討する。両辺をｘで微分し ｄε（ｘ）/dx＝０より、 c x2−２（Ｌ＋ bｃ）ｘ＋ｂ（Ｌ＋b ｃ）
＝０ を得る。上式のｘを求めると、 となるが、上記の場合には、ｘはｂよりも小さいか
ら、最大値を与えるｘは、 である。この値を関数ε（ｘ）に代入して最大値を求め
ると、 となる。
｛Ｌ＋ｃ（ｂ−ｘ）｝とし、分岐誤差の大きさを検
討する。両辺をｘで微分し ｄε（ｘ）/dx＝０より、 c x2−２（Ｌ＋ bｃ）ｘ＋ｂ（Ｌ＋b ｃ）
＝０ を得る。上式のｘを求めると、 となるが、上記の場合には、ｘはｂよりも小さいか
ら、最大値を与えるｘは、 である。この値を関数ε（ｘ）に代入して最大値を求め
ると、 となる。
ここで、a/ｂ＝β，a/ｃ＝γとすると、ε
（ｘ）中のL/b ｃは、（a ｂ＋b ｃ＋a
ｃ）／b ｃ＝１＋β＋γとなるから、 となる。そして、β→０とし、さらに、γ→∞として上
式が取り得る最大値を求めると、 となる。
（ｘ）中のL/b ｃは、（a ｂ＋b ｃ＋a
ｃ）／b ｃ＝１＋β＋γとなるから、 となる。そして、β→０とし、さらに、γ→∞として上
式が取り得る最大値を求めると、 となる。
尚、上記ε（ｘ）の最大値を与えるｘと、分岐点以遠
の距離ｂとの比について、さらに検討すれば、 なり、L/b ｃ＝δとすると上式は、 となる。そして、δ＝L/b ｃ＝１＋β＋γであるか
ら、δ≧１であり、 となる。
の距離ｂとの比について、さらに検討すれば、 なり、L/b ｃ＝δとすると上式は、 となる。そして、δ＝L/b ｃ＝１＋β＋γであるか
ら、δ≧１であり、 となる。
以上の５式及び６式の結果から、44S方式によれば、
分岐以遠に故障が発生した場合には、真の故障点よりも
以遠を標定し、分岐以遠の略中間点における故障が最大
誤差となり、その大きさの最大値は、分岐以遠の距離
（ｂ或はｃ）の25％となることが分かる。従って、
送電線路長が数Kmから数十Kmにわたる３端子平行２回線
送電線において、このような大きな誤差範囲を探索する
ことは、非常に困難であり、特に山間部においては、多
大な時間と労力を要することになる。
分岐以遠に故障が発生した場合には、真の故障点よりも
以遠を標定し、分岐以遠の略中間点における故障が最大
誤差となり、その大きさの最大値は、分岐以遠の距離
（ｂ或はｃ）の25％となることが分かる。従って、
送電線路長が数Kmから数十Kmにわたる３端子平行２回線
送電線において、このような大きな誤差範囲を探索する
ことは、非常に困難であり、特に山間部においては、多
大な時間と労力を要することになる。
この発明は、分岐への分流が線路長さと関係があるこ
とに着目してなされたものであり、送電端側で得られる
情報のみに基いて分岐誤差の補正を正確に行ない、短絡
故障点探索における労力を軽減することを可能にする３
端子平行２回線送電線の短絡故障点標定方法を提供する
ことを目的とする。
とに着目してなされたものであり、送電端側で得られる
情報のみに基いて分岐誤差の補正を正確に行ない、短絡
故障点探索における労力を軽減することを可能にする３
端子平行２回線送電線の短絡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、この発明の３端子平行２回
線送電線の短絡故障点標定方法は、線間電圧を線間電流
で除し、この除算結果のリアクタンス成分を取り、さら
に送電端側における各回線の同相電流同士の差、及び送
電端から分岐点までの線路長さと分岐点から受電端まで
の線路長さとの比を用いて短絡故障時における受電端側
の線間電流を算出し、この算出した受電端側の線間電流
に基づいて上記リアクタンス成分に含まれる分岐誤差を
補正することを特徴とする。
線送電線の短絡故障点標定方法は、線間電圧を線間電流
で除し、この除算結果のリアクタンス成分を取り、さら
に送電端側における各回線の同相電流同士の差、及び送
電端から分岐点までの線路長さと分岐点から受電端まで
の線路長さとの比を用いて短絡故障時における受電端側
の線間電流を算出し、この算出した受電端側の線間電流
に基づいて上記リアクタンス成分に含まれる分岐誤差を
補正することを特徴とする。
＜作用＞ 以上の本発明の短絡故障点標定方法であれば、２回線
分岐点と受電端（Ｂ）との間で短絡故障が発生した場合
（前述したの場合）には、送電端（Ａ）で検出した線
間電圧ａ−ｂを線間電流a1−b1で除算し、除算
結果のリアクタンス成分を採用することにより、故障点
誤差をキャンセルして下式７を得る。
分岐点と受電端（Ｂ）との間で短絡故障が発生した場合
（前述したの場合）には、送電端（Ａ）で検出した線
間電圧ａ−ｂを線間電流a1−b1で除算し、除算
結果のリアクタンス成分を採用することにより、故障点
誤差をキャンセルして下式７を得る。
Im［（ａ−ｂ）／（a1−b1）］ ≒Im［（ａ＋ｘ）＋ ｘ（a1″−b1″）／（a1−b1）］ …７ この７式を変形すると、下記７′式となる。
ここで、故障時における受電端（Ｃ）の相電流は、第
５図の説明で示したように a1″＝｛−LCa＋afａ（ｂ−ｘ）/L｝/2 b1″＝｛−LCb＋bfａ（ｂ−ｘ）/L｝/2 であるから、故障時における受電端（Ｃ）の線間電流は a1″−b1″ ＝｛−（LCa−LCb）＋ ａ（ｂ−ｘ）（af−bf）/L｝/2 …８ となる。そして、負荷電流LCa,LCbは故障電流af,
bfに比較して小さいので無視することができ、受電端
（Ｃ）の線間電流は下式９で示すことができる。
５図の説明で示したように a1″＝｛−LCa＋afａ（ｂ−ｘ）/L｝/2 b1″＝｛−LCb＋bfａ（ｂ−ｘ）/L｝/2 であるから、故障時における受電端（Ｃ）の線間電流は a1″−b1″ ＝｛−（LCa−LCb）＋ ａ（ｂ−ｘ）（af−bf）/L｝/2 …８ となる。そして、負荷電流LCa,LCbは故障電流af,
bfに比較して小さいので無視することができ、受電端
（Ｃ）の線間電流は下式９で示すことができる。
a1″−b1″ ≒ａ（ｂ−ｘ）（af−bf）/2L …９ また、故障電流af,bfについては、先に説明した
とおり、の場合における電流分布より、 af＝△a L/ｃ（ｂ−ｘ） bf＝△b L/ｃ（ｂ−ｘ） …10 ｛但し、△ａ＝a1−a2、 △ｂ＝b1−b2｝ と表すことができる。この10式の結果を９式に代入する
ことにより、受電端Ｃの線間電流は a1″−b1″ ≒（a/2ｃ）（△ａ−△ｂ） …11 となる。すなわち、故障時における受電端（Ｃ）の線間
電流を送電端（Ａ）側で検出した各回線の相電流の差△
a,△ｂと線路長さの比a/ｃで表すことができ
る。
とおり、の場合における電流分布より、 af＝△a L/ｃ（ｂ−ｘ） bf＝△b L/ｃ（ｂ−ｘ） …10 ｛但し、△ａ＝a1−a2、 △ｂ＝b1−b2｝ と表すことができる。この10式の結果を９式に代入する
ことにより、受電端Ｃの線間電流は a1″−b1″ ≒（a/2ｃ）（△ａ−△ｂ） …11 となる。すなわち、故障時における受電端（Ｃ）の線間
電流を送電端（Ａ）側で検出した各回線の相電流の差△
a,△ｂと線路長さの比a/ｃで表すことができ
る。
そして、上記11式によって求めた値を上記７′式に代
入することにより、分岐誤差を補正することができ、正
確に故障点を算出することができる。
入することにより、分岐誤差を補正することができ、正
確に故障点を算出することができる。
また、故障の態様としては前述したの外にの場合
があるが、送電端側から故障点を見た場合には、２回線
分岐点以遠の回路は類似のものが並列に接続されている
ので、何れの故障においても同様に取扱うことができる
ことから、の場合についても上記と同じ解析を行なう
ことにより、下式12を得ることができる。
があるが、送電端側から故障点を見た場合には、２回線
分岐点以遠の回路は類似のものが並列に接続されている
ので、何れの故障においても同様に取扱うことができる
ことから、の場合についても上記と同じ解析を行なう
ことにより、下式12を得ることができる。
a1′−b1′ ≒（a/2ｂ）（△ａ−△ｂ） …12 そして、７′式のa1″−b1″に代えて12式で求め
たa1′−b1′の値を代入することにより、２回線分
岐点と受電端（Ｃ）間における短絡故障点を算出するこ
とができる。
たa1′−b1′の値を代入することにより、２回線分
岐点と受電端（Ｃ）間における短絡故障点を算出するこ
とができる。
＜実施例＞ 以下、この発明の３端子平行２回線送電線おける短絡
故障点標定方法を添付図面に基いて詳細に説明する。
尚、前述した第５図の３端子平行２回線送電線符号と共
通するものについて同じ符号を使用する。
故障点標定方法を添付図面に基いて詳細に説明する。
尚、前述した第５図の３端子平行２回線送電線符号と共
通するものについて同じ符号を使用する。
第１図は一般的な３端子平行２回線送電線、およびこ
の発明に係る短絡故障点標定方法に適用される短絡故障
点算出装置を示す図であり、３端子平行２回線送電線
（以下３端子系と略称する）は、送電端（Ａ）側に高抵
抗（Ｒ）により接地された変圧器（TR）は配置し、変圧
器（TR）と２回線分岐点（Ｔ）との間、及び２回線分岐
点（Ｔ）と負荷（LB）（LC）との間に回線（L1）（L2）
を接続している。また、回線（L1）（L2）の所定の位置
から単回線（Ｌ′）を分岐させ、単回線（Ｌ′）に負荷
（LD）を接続している。そして、短絡故障点算出装置
（１）は送電端（Ａ）側に配置されている。
の発明に係る短絡故障点標定方法に適用される短絡故障
点算出装置を示す図であり、３端子平行２回線送電線
（以下３端子系と略称する）は、送電端（Ａ）側に高抵
抗（Ｒ）により接地された変圧器（TR）は配置し、変圧
器（TR）と２回線分岐点（Ｔ）との間、及び２回線分岐
点（Ｔ）と負荷（LB）（LC）との間に回線（L1）（L2）
を接続している。また、回線（L1）（L2）の所定の位置
から単回線（Ｌ′）を分岐させ、単回線（Ｌ′）に負荷
（LD）を接続している。そして、短絡故障点算出装置
（１）は送電端（Ａ）側に配置されている。
上記短絡故障点算出装置（１）には、送電端（Ａ）側
の回線（L1）のａ相、ｂ相及びｃ相に接続されるCT（1
a）（1b）（lc）と、回線（L2）のａ相、ｂ相及びｃ相
に接続されるCT（2a）（2b）（2c）と、送電端（Ａ）側
の母線に接続されるPT（３）とが接続され、初段の補助
トランス（４）と、サンプルホールド回路（５）と、A/
D変換部（６）と、A/D変換部（６）により変換されたデ
ィジタル信号を格納するデータメモリ（７）と、短絡故
障検出部（８）と、データメモリ（７）に格納されてい
る電圧、電流に基いて送電端（Ａ）と２回線分岐点
（Ｔ）間、２回線分岐点（Ｔ）と受電端（Ｂ）間、およ
び２回線分岐点（Ｔ）と受電端（Ｃ）間における故障点
標定を行なう故障点標定部（９）と、故障点標定部
（９）により算出された送電端（Ａ）から短絡故障点ま
での距離等の情報を表示する表示部（10）とを有する。
の回線（L1）のａ相、ｂ相及びｃ相に接続されるCT（1
a）（1b）（lc）と、回線（L2）のａ相、ｂ相及びｃ相
に接続されるCT（2a）（2b）（2c）と、送電端（Ａ）側
の母線に接続されるPT（３）とが接続され、初段の補助
トランス（４）と、サンプルホールド回路（５）と、A/
D変換部（６）と、A/D変換部（６）により変換されたデ
ィジタル信号を格納するデータメモリ（７）と、短絡故
障検出部（８）と、データメモリ（７）に格納されてい
る電圧、電流に基いて送電端（Ａ）と２回線分岐点
（Ｔ）間、２回線分岐点（Ｔ）と受電端（Ｂ）間、およ
び２回線分岐点（Ｔ）と受電端（Ｃ）間における故障点
標定を行なう故障点標定部（９）と、故障点標定部
（９）により算出された送電端（Ａ）から短絡故障点ま
での距離等の情報を表示する表示部（10）とを有する。
上記短絡故障点算出装置（１）の動作は次の通りであ
る。
る。
CT（1a）（1b）（1c）により送電端（Ａ）側における
回線（L1）のａ相、ｂ相及びｃ相の電流a1,b1,c1
を検出すると共に、CT（2a）（2b）（2c）により回線
（L2）のａ相、ｂ相及びｃ相の電流a2,b2,c2を検
出する。また、PT（３）により線間電圧ａ−b,ｂ
−c,ｃ−ａを検出する。これら各相の電流a1,
b1,c1,a2,b2,c2、及び線間電圧ａ−b,
ｂ−c,ｃ−ａはそれぞれ補助トランス（４）に供
給される。補助トランス（４）は上記電圧、電流を所定
のレベルの電圧信号に変換して、サンプルホールド回路
（５）に供給する。サンプルホールド回路（５）は、上
記所定レベルに変換された電圧信号を所定角度（例えば
30度）毎にサンプリングしてA/D変換部（６）に供給す
る。A/D変換部（６）はサンプルホールド回路（５）か
らのアナログ信号をディジタル信号に変換し、データメ
モリ（７）に格納する。そして、短絡故障検出部（８）
（例えば27リレー）が、線間電圧の低下に基いて短絡故
障を検出し、故障点標定部（９）に故障点標定動作を開
始させる。故障点標定部（９）はデータメモリ（７）に
格納されている電流、電圧データを、短絡故障検出相に
応じて取り出す。a,b間の短絡故障の場合について以下
に説明する。各回線（L1）（L2）の各相電流a1,b1,
a2,b2、及び線間電圧ａ−ｂを取り込み、第２
図に示すフローチャートに従って故障点標定動作を開始
する。
回線（L1）のａ相、ｂ相及びｃ相の電流a1,b1,c1
を検出すると共に、CT（2a）（2b）（2c）により回線
（L2）のａ相、ｂ相及びｃ相の電流a2,b2,c2を検
出する。また、PT（３）により線間電圧ａ−b,ｂ
−c,ｃ−ａを検出する。これら各相の電流a1,
b1,c1,a2,b2,c2、及び線間電圧ａ−b,
ｂ−c,ｃ−ａはそれぞれ補助トランス（４）に供
給される。補助トランス（４）は上記電圧、電流を所定
のレベルの電圧信号に変換して、サンプルホールド回路
（５）に供給する。サンプルホールド回路（５）は、上
記所定レベルに変換された電圧信号を所定角度（例えば
30度）毎にサンプリングしてA/D変換部（６）に供給す
る。A/D変換部（６）はサンプルホールド回路（５）か
らのアナログ信号をディジタル信号に変換し、データメ
モリ（７）に格納する。そして、短絡故障検出部（８）
（例えば27リレー）が、線間電圧の低下に基いて短絡故
障を検出し、故障点標定部（９）に故障点標定動作を開
始させる。故障点標定部（９）はデータメモリ（７）に
格納されている電流、電圧データを、短絡故障検出相に
応じて取り出す。a,b間の短絡故障の場合について以下
に説明する。各回線（L1）（L2）の各相電流a1,b1,
a2,b2、及び線間電圧ａ−ｂを取り込み、第２
図に示すフローチャートに従って故障点標定動作を開始
する。
ステップにおいて、既に示した式４により送電端
（Ａ）側における線間電圧を線間電流で除し、除算結果
のリアクタンス成分を求める。
（Ａ）側における線間電圧を線間電流で除し、除算結果
のリアクタンス成分を求める。
すなわち、 ｘ＝Im［（ａ−ｂ）／（a1−b1）］/Im［］ なる演算を行なってリアクタンス成分を求め、故障点誤
差を取り除く。（このステップは従来と同様であ
る。） ステップにおいて、ｘとａとを比較し、ｘ≦ａ
であれば、送電端（Ａ）と２回線分岐点（Ｔ）間に短絡
故障が発生していると見做し、ステップにおいて、ｘ
を送電端（Ａ）から故障点までの距離とする。
差を取り除く。（このステップは従来と同様であ
る。） ステップにおいて、ｘとａとを比較し、ｘ≦ａ
であれば、送電端（Ａ）と２回線分岐点（Ｔ）間に短絡
故障が発生していると見做し、ステップにおいて、ｘ
を送電端（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＞ａであれば、２回線
分岐点（Ｔ）と受電端（Ｂ）との間、或は２回線分岐点
（Ｔ）と受電端（Ｃ）との間に短絡故障が発生している
と見做し、ステップにおいて下式13、14の演算を行な
う。すなわち、分岐誤差を考慮した故障点標定をする。
分岐点（Ｔ）と受電端（Ｂ）との間、或は２回線分岐点
（Ｔ）と受電端（Ｃ）との間に短絡故障が発生している
と見做し、ステップにおいて下式13、14の演算を行な
う。すなわち、分岐誤差を考慮した故障点標定をする。
但し、△ａ、△ｂは下式で示される。すなわち、
回線（L1）（L2）のａ相電流同士の差、及びｂ相電流同
士の差である。
回線（L1）（L2）のａ相電流同士の差、及びｂ相電流同
士の差である。
△ａ＝a1−a2、△ｂ＝b1−b2 ステップにおいて、上記ｘ′を２回線分岐点（Ｔ）
と受電端（Ｂ）との間に短絡故障が発生した場合におけ
る故障点とする。
と受電端（Ｂ）との間に短絡故障が発生した場合におけ
る故障点とする。
ステップにおいて、上記ｘ″を２回線分岐点（Ｔ）
と受電端（Ｃ）との間に短絡故障が発生した場合におけ
る故障点とする。
と受電端（Ｃ）との間に短絡故障が発生した場合におけ
る故障点とする。
ステップにおいて短絡故障点標定フローを終了す
る。
る。
以上のように、13式により２回線分岐点（Ｔ）と受電
端（Ｂ）との間に短絡故障が発生した場合における２回
線分岐点（Ｔ）から短絡故障点までの距離ｘ′（すなわ
ち故障点）を求めることができ、また、14式により、２
回線分岐点（Ｔ）と受電端（Ｃ）との間に地絡故障が発
生した場合における２回線分岐点（Ｔ）から短絡故障点
までの距離ｘ″を求めることができる。
端（Ｂ）との間に短絡故障が発生した場合における２回
線分岐点（Ｔ）から短絡故障点までの距離ｘ′（すなわ
ち故障点）を求めることができ、また、14式により、２
回線分岐点（Ｔ）と受電端（Ｃ）との間に地絡故障が発
生した場合における２回線分岐点（Ｔ）から短絡故障点
までの距離ｘ″を求めることができる。
但し、送電端（Ａ）側において算出した２回線分岐点
（Ｔ）から短絡故障点までの距離x,x″は算出すること
はできるが、短絡故障が受電端（Ｂ）側、及び受電端
（Ｃ）側の何れの側で発生しているのかは判定できな
い。しかし、何れの側に発生していても、２回線分岐点
（Ｔ）から短絡故障点までの距離ｘ′,x″は特定される
から、該当する地点における各回線（L1）（L2）を調べ
ることにより、容易に短絡故障点を見出だすことができ
る。
（Ｔ）から短絡故障点までの距離x,x″は算出すること
はできるが、短絡故障が受電端（Ｂ）側、及び受電端
（Ｃ）側の何れの側で発生しているのかは判定できな
い。しかし、何れの側に発生していても、２回線分岐点
（Ｔ）から短絡故障点までの距離ｘ′,x″は特定される
から、該当する地点における各回線（L1）（L2）を調べ
ることにより、容易に短絡故障点を見出だすことができ
る。
上記実施例の故障点標定方法は、ステップにおい
て、受電端（Ｃ）の線間電流a1″−b1″、受電端
（Ｂ）の線間電流a1′−b1′をそれぞれ前述（作用
の項）において示した11、12式に示すように、送電端側
で検出した回線（L1）（L2）の相電流の差△a,△ｂ
と、線路長さの比a/ｃ、a/ｂで表している。
て、受電端（Ｃ）の線間電流a1″−b1″、受電端
（Ｂ）の線間電流a1′−b1′をそれぞれ前述（作用
の項）において示した11、12式に示すように、送電端側
で検出した回線（L1）（L2）の相電流の差△a,△ｂ
と、線路長さの比a/ｃ、a/ｂで表している。
すなわち、11,12式を使用することにより、受電端
（Ｂ）（Ｃ）側から線間電流の供給を受けることなく送
電端（Ａ）において検出できるデータのみに基いて受電
端（Ｃ）の線間電流、受電端（Ｂ）の線間電流を算出し
て分岐誤差を補正することができる。
（Ｂ）（Ｃ）側から線間電流の供給を受けることなく送
電端（Ａ）において検出できるデータのみに基いて受電
端（Ｃ）の線間電流、受電端（Ｂ）の線間電流を算出し
て分岐誤差を補正することができる。
以下においては、短絡故障点標定の根拠とする11,12
式が成立することを証明する。
式が成立することを証明する。
まず、上記第１図の３端子系を簡略化する。第１図の
３端子系において、負荷（LB）（LC）（LD）に流れる電
流LBa,LBb,LCa,LCbが故障電流af,bfと比較
して小さいことから、負荷（LB）（LC）（LD）と回線
（L1）（L2）を切り離して取扱うことができる。また、
単回線（Ｌ′）の何れの点で短絡故障が発生しても、各
２回線端子（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）における相電流の分流比
は同じであるので、送電端（Ａ）から見た場合における
短絡故障による電流は、当該単回線と２回線との接続点
で発生したものと見なすことができ、単回線（Ｌ′）を
省略して取り扱うことができる。従って、上記第１図の
３端子系送電線は第３図に示される回路図で示すことが
できる。尚、第３図中のaf′は短絡故障点と対称に仮
想短絡点を設定し、この仮想短絡点から流出する大きさ
零の仮想故障電流とする。
３端子系において、負荷（LB）（LC）（LD）に流れる電
流LBa,LBb,LCa,LCbが故障電流af,bfと比較
して小さいことから、負荷（LB）（LC）（LD）と回線
（L1）（L2）を切り離して取扱うことができる。また、
単回線（Ｌ′）の何れの点で短絡故障が発生しても、各
２回線端子（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）における相電流の分流比
は同じであるので、送電端（Ａ）から見た場合における
短絡故障による電流は、当該単回線と２回線との接続点
で発生したものと見なすことができ、単回線（Ｌ′）を
省略して取り扱うことができる。従って、上記第１図の
３端子系送電線は第３図に示される回路図で示すことが
できる。尚、第３図中のaf′は短絡故障点と対称に仮
想短絡点を設定し、この仮想短絡点から流出する大きさ
零の仮想故障電流とする。
上記回路において各回線（L1）（L2）のａ相電流同士
の差、及び故障電流同士の差は a1−a2＝△ａ a1′−a2′＝△ａ′ af−af′＝△af＝af で現される。また、ｂ相についても同様に b1−b2＝△ｂ b1′−b2′＝△ｂ′ bf−bf′＝△bf＝bf で現される。
の差、及び故障電流同士の差は a1−a2＝△ａ a1′−a2′＝△ａ′ af−af′＝△af＝af で現される。また、ｂ相についても同様に b1−b2＝△ｂ b1′−b2′＝△ｂ′ bf−bf′＝△bf＝bf で現される。
次に、上記差電流を用いて第３図の回路をさらに簡略
化する。すなわち、２回線分岐点（Ｔ）と受電端（Ｂ）
との間に短絡故障が発生した場合は、第４図Ａに示すよ
うな回路になり、２回線分岐点（Ｔ）と受電端（Ｃ）と
の間に短絡故障が発生した場合は、第４図Ｂに示すよう
な回路になる。
化する。すなわち、２回線分岐点（Ｔ）と受電端（Ｂ）
との間に短絡故障が発生した場合は、第４図Ａに示すよ
うな回路になり、２回線分岐点（Ｔ）と受電端（Ｃ）と
の間に短絡故障が発生した場合は、第４図Ｂに示すよう
な回路になる。
そして、第４図Ａの差電流等価回路を解析して、２回
線分岐点（Ｔ）から受電端（Ｂ）までの間に短絡故障が
発生した場合における受電端（Ｃ）の線間電流を求め
る。
線分岐点（Ｔ）から受電端（Ｂ）までの間に短絡故障が
発生した場合における受電端（Ｃ）の線間電流を求め
る。
まず、キルヒホッフの電圧降下則により、 ａ△ａ−ｂ△ａ′＝−ｘ△af …15 ａ△ａ−ｃ△ａ″＝０ …16 が成立し、次いで、電流連続則により、 △ａ＋△ａ′＋△ａ″＝△af …17 が成立する。尚、ｂ相についても同様に ａ△ｂ−ｂ△ｂ′＝−ｘ△bf …18 ａ△ｂ−ｃ△ｂ″＝０ …19 △ｂ＋△ｂ′＋△ｂ″＝△bf …20 が成立する。そして、15,16,17式により af＝△af＝△a L/ｃ（ｂ−ｘ） …21 が求められる。また、18,19,20式により bf＝△bf＝△b L/ｃ（ｂ−ｘ） …22 が求められる。このaf、及びbfを前述した a1″−b1″ ≒ａ（ｂ−ｘ）（af−bf）/2L …９ なる式に代入すれば、 a1″−b1″≒（a/2ｃ）（△ａ−△ｂ） となる。
以上のようにして、11式が成立することを証明した。
次いで、第４図Ｂの差電流等価回路についても上記第
４図Ａの差電流等価回路と同様に解析することにより、 a1′−b1′≒（a/2ｂ）（△ａ−△ｂ） が成立することが証明できる。尚、送電端側（Ａ）から
負荷側を見た場合には、第４図Ｂと第４図Ａの相違は、
線路長さが相違しているのみであり、解析過程を説明す
るまでもなく、12式の成立は自明である。
４図Ａの差電流等価回路と同様に解析することにより、 a1′−b1′≒（a/2ｂ）（△ａ−△ｂ） が成立することが証明できる。尚、送電端側（Ａ）から
負荷側を見た場合には、第４図Ｂと第４図Ａの相違は、
線路長さが相違しているのみであり、解析過程を説明す
るまでもなく、12式の成立は自明である。
＜発明の効果＞ 以上のこの発明によれば、送電端側における各回線の
同相電流同士の差、及び送電端から分岐点までの線路長
さと分岐点から受電端までの線路長さとの比を用いて、
短絡故障時における受電端側に流れる線間電流を算出
し、この線間電流により分岐誤差を正確に補正すること
により、受電端側からの情報（電流データ）がなくて
も、分岐点以遠に発生する短絡故障点標定を正確に行な
うことができ、故障点探索作業を軽減することができる
という効果が得られる。
同相電流同士の差、及び送電端から分岐点までの線路長
さと分岐点から受電端までの線路長さとの比を用いて、
短絡故障時における受電端側に流れる線間電流を算出
し、この線間電流により分岐誤差を正確に補正すること
により、受電端側からの情報（電流データ）がなくて
も、分岐点以遠に発生する短絡故障点標定を正確に行な
うことができ、故障点探索作業を軽減することができる
という効果が得られる。
第１図は３端子平行２回線送電線、及び短絡故障点標定
方法に適用される短絡故障点算出装置を示す図、 第２図は短絡故障点を標定するためのフローチャート、 第３図は第１図の３端子平行２回線送電線を簡略化した
図、 第４図は差電流等価回路を示す図、 第５図は44S方式を説明するための回路図。 （１）……短絡故障点算出装置、 （1a）（1b）（1c）（2a）（2b）（2c）……CT、（３）
……PT、 （８）……短絡故障検出部、（９）……故障点標定部
方法に適用される短絡故障点算出装置を示す図、 第２図は短絡故障点を標定するためのフローチャート、 第３図は第１図の３端子平行２回線送電線を簡略化した
図、 第４図は差電流等価回路を示す図、 第５図は44S方式を説明するための回路図。 （１）……短絡故障点算出装置、 （1a）（1b）（1c）（2a）（2b）（2c）……CT、（３）
……PT、 （８）……短絡故障検出部、（９）……故障点標定部
───────────────────────────────────────────────────── 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 中森 英樹 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61−110067（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−200077（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−88265（ＪＰ，Ａ) 特公 平７−50145（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平７−50146（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平７−122651（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01R 31/08 H02H 3/36,3/40
Claims (3)
- 【請求項１】３端子平行２回線送電線の線間電圧を線間
電流で除し、この除算結果のリアクタンス成分に基づい
て送電端から短絡故障点までの距離を標定する短絡故障
点標定方法において、送電端側における各回線の同相電
流同士の差、及び送電端から分岐点までの線路長さと分
岐点から受電端までの線路長さとの比を用いて短絡故障
時における受電端側の線間電流を算出し、この算出した
受電端側の線間電流に基づいて上記リアクタンス成分に
含まれる分岐誤差を補正することを特徴とする短絡故障
点標定方法。 - 【請求項２】上記「受電端側の線間電流」は、分岐点Ｔ
と受電端Ｂとの間の第１回線のａ相とｂ相とが短絡して
いる場合、送電端Ａから分岐点Ｔまでの線路長さａ、
分岐点Ｔから受電端Ｃまでの線路長さｃ、送電端Ａに
おける各回線の同相電流同士の差ΔIa,ΔIbを用いて
（Ｉは複素数を表す）、 （a/2ｃ）（ΔIa−ΔIb） で表される特許請求の範囲第１項記載の短絡故障点標定
方法。 - 【請求項３】上記「受電端側の線間電流」は、分岐点Ｔ
と受電端Ｃとの間の第１回線のａ相とｂ相とが短絡して
いる場合、送電端Ａから分岐点Ｔまでの線路長さａ、
分岐点Ｔから受電端Ｂまでの線路長さｂ、送電端Ａに
おける各回線の同相電流同士の差ΔIa,ΔIbを用いて
（Ｉは複素数を表す）、 （a/2ｂ）（ΔIa−ΔIb） で表される特許請求の範囲第１項記載の短絡故障点標定
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008979A JP2984294B2 (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | ３端子平行２回線送電線の短絡故障点標定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008979A JP2984294B2 (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | ３端子平行２回線送電線の短絡故障点標定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03211476A JPH03211476A (ja) | 1991-09-17 |
| JP2984294B2 true JP2984294B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=11707812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008979A Expired - Fee Related JP2984294B2 (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | ３端子平行２回線送電線の短絡故障点標定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2984294B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104676248B (zh) * | 2014-12-26 | 2017-03-22 | 西南石油大学 | 一种氦气循环系统 |
| CN104849625A (zh) * | 2015-06-11 | 2015-08-19 | 中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司 | 含有环形网络的电网系统的故障点定位方法及电网系统 |
| CN108267666A (zh) * | 2018-01-02 | 2018-07-10 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种半波长输电线路三相短路故障点的筛选方法和装置 |
| CN112989597B (zh) * | 2021-03-10 | 2022-08-23 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种短路电流计算方法及系统 |
-
1990
- 1990-01-17 JP JP2008979A patent/JP2984294B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH03211476A (ja) | 1991-09-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |