JP3376632B2 - 故障点標定装置 - Google Patents

故障点標定装置

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JP3376632B2 JP08333693A JP8333693A JP3376632B2 JP 3376632 B2 JP3376632 B2 JP 3376632B2 JP 08333693 A JP08333693 A JP 08333693A JP 8333693 A JP8333693 A JP 8333693A JP 3376632 B2 JP3376632 B2 JP 3376632B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、高抵抗接地系多端子平
行2回線系統対策を有する故障点標定装置に関する。 【0002】 【従来の技術】一般に、高抵抗接地系多端子平行2回線
系統対策を有する故障点標定装置(以下、単に「故障点
標定装置(FL)」という。)は、多端子平行2回線系
統に、一線地絡が発生したとき、 (1).自端子の回線電圧及び回線電流を用いて故障点ま
でのインピーダンスを測定し、既知である単位長さ当た
りのインピーダンスから故障点までの距離を演算して求
める地絡インピーダンス演算方式(以下、単に「Zg方
式」という。) (2).平行2回線の故障回線と健全回線の故障(零相)
電流の比から故障点までの距離を演算して求める零相差
電流演算方式(以下、単に「Io方式」という。)が適用
されている。 【0003】図1は、高抵抗接地系の3端子平行2回線
系統へ適応した従来の故障点標定装置(FL)の標定方
式を示すものであって、故障点標定装置(FL)(3)の
設置端であるA端子(s/s)からみて分岐点(5)より遠方
のF点における一線地絡故障の場合を示すものである。 【0004】図1において、1は交流電力源であって、
高抵抗器(2) を介して接地され、A,B,C端子(s/s)を
有する3端子電力系統を構成する。なお、各端子A,B,
C端子(s/s)には、それぞれ回線遮断器(CB)(6) が
設置されている。そして、この電力系統は、A端子(s/
s)-分岐点(5) 間は、インピーダンスZ1からなる平行
2回線送電線で構成され、相手端子併用母線(4)、及び
分岐点(5)-C端子(s/s)間は、インピーダンスZ2から
なる単回線送電線にて構成されている。 【0005】いま、故障点標定装置(FL)(3)の設置
端であるA端子(s/s)からみて分岐点(5)より遠方のF
点において一線地絡故障が発生した場合、故障点標定装
置(FL)(3)における標定方式が、Zg方式では、各
回線(1L,2L)には故障(零相)電流If が分流し
て1/2・If ずつ流れてしまうので、A端子(s/s)の回
線電圧・電流から計算される故障点Fまでのインピーダ
ンス値が略2倍に計算される結果、2倍の距離標定とな
り、また、Io方式では、両回線(1L,2L)の故障
(零相)電流が等しいので、相手端子併用母線(4)の故
障とみてしまい距離標定が不可能となる等の問題点が生
じる。 【0006】そこで、従来は、故障点標定装置(FL)
(3)の設置端であるA端子(s/s)からみて、分岐点5よ
り遠方の故障と分岐点(5)手前の故障とでは故障点標定
装置(FL)(3)の設置端であるA端子(s/s)における
回線遮断器(6a)のトリップ時間に差があることに着目
し、FL内蔵リレー(地絡方向継電器(DG))の復帰直
前のデータと該内蔵リレー(DG)の動作で駆動する補
助タイマー(DGT)とによって、Io方式とZg方式を
使い分ける方式を採用していた。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Io方
式は平行2回線の故障回線と健全回線の故障(零相)電
流の比から故障点までの距離を求めることから原理上精
度が高い標定ができるが、平行2回線の片回線運用時に
は使用することができない欠点を有し、また、Z方式
には次のような標定誤差が生じる欠点がある。 【0008】図1に示す系統においては、A端子(s/s)
からみて分岐点(5)以遠のF点において一線地絡故障が
発生したとき、すでに回線(1L,2L)には相手端子
併用母線(4)を介してB端子(s/s)への分岐負荷電流i
が流れているので、このような系統における Zg方式で
は、A端子(s/s)から各回線(1L,2L)に流れる電流
は、故障電流(If/2)に分岐負荷電流(i/2)が上乗せ
されるため、各回線(1L,2L)の電圧と電流で求め
たインピーダンスは実際の故障点Fまでのインピーダン
スに比べ小となることから、その距離標定に誤差が生じ
てしまう。したがって、その対策として、予め分岐負荷
容量を設定しその分岐負荷電流(i)をA端子(s/s)の
各回線相の故障電流から差し引く手段(以下、「分岐負
荷補償」という。)を用いているが、図1に示す3端子
2回線系統に適用される故障点標定装置(FL)は、分
岐点(5)以遠の故障の場合、該FL設置端子(A s/s)
の回線遮断器(6a)のトリップが地絡故障点Fに近い端
子(B,C s/s)の回線遮断器(6b,6c)から順次ト
リップする直列トリップの最後となることがあるので、
この直列トリップの直前(FL内蔵リレーDGの復帰直
前)のデータは分岐点(5)の分岐負荷電流iが零(i/2
=0)となっており、そのまま、分岐負荷電流補償を実
施すると誤差を生じてしまう。一方、直列トリップには
ならない片回線運用時などの場合は分岐負荷補償を実施
する必要がある。 【0009】したがって、現状では、分岐負荷補償を実
施するか否かは、分岐負荷電流の整定値入力の有無だけ
で判断して、どちらかの運用で割り切らざるを得なかっ
たため、従来の故障点標定装置(FL)においては、精
度よく故障点の距離標定ができない欠点を有し、そのた
め系統の速やかな故障復旧ができない問題があった。本
発明は、以上のような問題を解決するためになされたも
のである。 【0010】 【課目を解決するための手段、作用】故障点標定装置
(FL)内蔵の地絡方向継電器(DG)の作動によって
駆動される第1.2の補助タイマ(DGT)を設置し
て、第1の補助タイマ(DGT1)を既設の回線選択継
電器(SG)による直列トリップ時限に整定し、第2の
補助タイマ〔DGT2)を前記地絡方向継電器(DG)
によるトリップ時限に整定し、前記FL設置端における
回線遮断器(SG)のトリップが前記第1,2補助タイ
マ(DGT)のどちらの整定時間内で行なわれたかを判
別する判別手段を設け、該判別手段によって回線分岐負
荷補償を実施するか否かを決定し実行した後,Z方式
による故障点標定手段によリ故障点までの距離を標定す
る。 【0011】 【実施例】以下、本発明の実施例を図2,3を用いて説
明する。 【0012】図2は、本発明の故障点標定装置(FL)
を適用して地絡故障点を標定する高抵抗接地系の多端子
平行2回線系統を示すものである。 【0013】この多端子平行2回線系統は、高抵抗器
(2)を介して接地された交流電力源(1)供給端子で故障
点標定装置(3)の設置端であるA端子(s/s),及びB端子
(s/s),C端子(s/s),D端子(s/s) E端子(s/s)から構成
されている。 【0014】なお、各端子(s/s)には回線遮断器(C
B)(6)を介して、負荷(L)が接続されている。 【0015】そして、前記回線選択継電器(SG,図示
せず)の整定は、該回線選択継電器(SG)により保護
する平行2回線(1L,2L)の分岐負荷を認識、すな
わち、故障(事故)電流に分岐負荷電流を加味して整定
されている。 【0016】表1は、図2に示す高抵抗接地系の多端子
平行2回線系統における地絡故障区間によるトリップ順
序及びそのA端子(s/s)おける故障除去時間、すなわち、
トリップ時間を示すものである。 【0017】図2に示す高抵抗接地系多端子平行2回線
系統において、いま、A端子(s/s)に近い区間(イ)のF1
点で一線地絡故障が発生すると、A端子(s/s)の故障回
線2Lには過大な故障電流が流れ、遮断電流値に整定さ
れている既設の回線選択継電器(SG,図示せず)、及び
誤動作防止用タイマ(SGT,例えば60msの整定,図示
せず)が作動し、表1に示すように「60ms+α」経過
後、回線遮断器(6a)がトリップし、事故点F1を交流
電力源(1)から切り離す。故障点F1が切り離される
と、交流電源(1)から健全回線(1L)を介して廻り込み
故障電流が各端子(s/s)の分岐負荷電流に重畳されて流
れるため各端子(s/s)の電流が急上昇し、故障点F1に
近いB端子(s/s)の回線遮断器(6b)及びC端子(s/s)の
回線遮断器(6c)が順次トリップする。 【0018】その後、回線電流が上昇して下位端子であ
るD,E端子(s/s)における分岐回線電流が整定した遮断
電流値に達すれば該D,E端子(s/s)の回路遮断器(6d,
6e)も順次トリップされる。 【0019】次に、A端子(s/s)とB端子(s/s)の中間区
間(ロ)のF2点において一線地絡事故が発生すると、A
端子(s/s)及びB端子(s/s)の分岐回線に故障電流が流れ
るので、両端子既設の回線選択継電器(SG,図示せ
ず)及び誤動作防止用タイマ(SGT,図示せず)が作動
し、表1に示すように「(60ms+α)」及び「(60ms+
β)」経過後、ほぼ同時に回線遮断器(6a,6b)がト
リップし、故障点F2を切り離す。その後、C端子(s/
s)の分岐回線電流が健全回線(1L)からの廻り込み故
障電流により上昇して該端子既設の回線遮断器(6c)が
トリップし、その他の端子D(s/s),E(s/s)の回線遮断
器(6d,6e)も同様に故障電流の健全回線廻り込み電
流の大きさによりトリップする。 【0020】次に、B端子(s/s)に近い区間(ハ)
のF3点において一線地絡事故が発生すると、B端子
(s/s)の分岐回線に故障電流が流れるので、まず、
該端子B(s/s)既設の回線選択継電器(SG、図示
せず〕及び誤動作防止用タイマ(SGT、図示せず)が
動作し、「60ms+β」経過後、該端子の回線遮断器
(6b)がトリップする。B端子(s/s)の回線遮断
器(6b)がトリップした後、故障点F3に流れる故障
電流は全てA端子(s/s)の故障回線(2L)を通じ
て流れるので、該A端子(s/s)回線電流が上昇して
該端子既設の回線選択継電器(SG、図示せず)及び誤
動作防止用タイマ(SGT,図示せず)が作動し「60
ms+α」経過後、すなわち、表1に示すように地絡事
故発生から「120ms+α十β」経過後に回線遮断器
(6a)が直列トリップする。ほぼ同時に、C端子(s
/s)における分岐回線電流も健全回線(1L)からの
廻り込み故障電流が増加して「60ms+γ」経過後、
すなわち、地絡事故発生から「120ms+β十γ」経
過後に回路遮断器(6e)が直列トリップする。 【0021】次に、B端子(s/s)とC端子(s/s)の中間区
間(ニ)のF4点において一線地絡事故が発生すると、B
端子(s/s),C端子(s/s)の回線遮断器(6b,6c)がそれ
ぞれ「60ms+β」,「60ms+γ」経過後、ほぼ同時にト
リップする。 それらの回線遮断器(6b,6c)がトリッ
プすると、故障電流はA(s/s)端の故障回線(2L)を通
して流れるようになるので、該A端子(s/s)の回線電流
が上昇して該端子の回路遮断器(6a)が「60ms+α」経
過後、すなわち、地絡事故発生から「120ms+α+β」
経過後に直列トリップする。 【0022】更に、A端子(s/s)から遥に遠い区間(ホ)
のF5点で一線地絡事故が発生すると 、故障点F5に
近いC端子(s/s)及びD端子(s/s)の回線遮断器(6c,6
d)が先ずトリップする。その後、B端子(s/s)の分岐回
線電流が増大して該B端子(s/s)の回線遮断器(6b)
が直列トッリプし、その後に、A端子(s/s)の回遮断器
(6a)が直列トリップする。 【0023】A端子(s/s)の回線遮断器6aのトリップ
は、表1に示すように故障区間が(ハ),(ニ)区間の場合
は、故障除去時間「(60ms+β)+(60ms+α)=120ms+
α+β」で2番目にトリップし、(ホ)区間の場合は、故
障除去時間「(60ms+γ)+(60ms+β)+(60ms+α)
=180ms+α+β+γ」で3番目にトリップし、いずれ
も所謂「直列トリップ」となる。 【0024】A端子(s/s)に設置された故障点標定装置
(FL)(3)は、地絡事故発生時に流れる故障(零相)
電流を計器用変流器(7a)により測定して前述のZg方
式によって故障点Fの距離標定を行なうものである。こ
のZg方式による距離標定は、地絡事故時におけるA端
子(s/s)の回線電圧・電流に基づいて故障点Fまでの線路
インピーダンスを求め、既知の単位当たりの線路インピ
ーダンスとの比較によって距離標定を行なうものであ
る。したがって、Zg方式における回線電流の測定は、
故障電流のみによって行なわなければ、距離標定に誤差
が生じてしまうことは前述のとおりである。 【0025】以下、表1を参照して標定誤差が生じない
本発明の故障点標定装置(FL)を説明する。 【0026】地絡事故が区間(イ),(ロ)で発生したと
き、故障点標定装置(3)の設置端であるA端子(s/s)の
故障回線(2L)に流れる電流は故障電流Ifのみである
から、この故障回線(2L)の回線遮断器(6a)がト
リップするまでの時間(60ms+α)内に流れている回線
電流(故障電流のみ)の大きさを測定して距離標定を行
なえば距離標定誤差は生じない。 【0027】次に、地絡事故が区間(ハ)で発生したとき
は、故障点標定装置3の設置端であるA端子(s/s)の故
障回線(2L)にはB端子(s/s)への分岐負荷電流(i)
が流れているので、故障電流Ifのみを測定し標定誤差
を生じない距離標定をするためには、叙上の「分岐負荷
補償」を実施しなければならないが、回線遮断器(6a)
のトリップ直前の故障回線(2L)に流れる電流が、回線
選択継電器(SG)による直列トリップ時の故障電流I
fのみか、それとも地絡方向継電器(DG)によるトリ
ップ時の分岐負荷電流を含む故障電流かの判別ができ
ず、むやみに分岐負荷補償を実施すると距離標定誤差を
生じることになる。 【0028】このことは、地絡事故が区間(ニ),(ホ)で
発生したときも同様であり、距離標定装置3の設置端A
端子(s/s)の故障回線(2L)には、B(s/s),C(s/s),D
(s/s)及びE端子(s/s)への分岐負荷電流(i) が流れる
ので、むやみに分岐負荷補償を実施すると、距離標定誤
差を生じることになる。 【0029】そこで、本発明の故障点標定装置(FL)
は、FL設置端である端子(s/s)の回線遮断器(6a)の
トリップが、回線選択継電器(SG)による直列トリッ
プか、それとも地絡方向継電器(DG)によるトリップ
かを判別して、後者すなわち地絡方向継電器(DG)に
よるトリップ時のみ、トリップ直前の故障回線に流れる
電流に対し分岐負荷補償をするものである。 【0030】第3図は、本発明の故障点標定装置(F
L)の実施例を示すブロック図である。 【0031】図において、11はFLに内蔵され、系統
の一線地絡事故によリ作動し、回線遮断器(CB、図示
せず)のトリップによる事故電流遮断によって復帰する
地絡方向継電器(DG)、12は設定時間T1((12
0ms+α十β)<T1<(180ms+α十β十
γ))を有し、前記地絡方向継電器(DG)の作動によ
リ駆動される補助タイマー(67GT1)、12’は設
定時間T2(T2>(180ms+α+β+γ))を有
し、前記地絡方向継電器(DG)の作動によリ駆動され
る補助タイマー(DGT2)、13は地絡方向継電器
(DG)の復帰時に作動するワンショット・マルチ、1
4は回線遮断器(CB)のトリップが回線選択継電器
(SG)による直列トリップであることを判別する判別
信号Xを出力する論理積回路、14’は回路遮断器CB
のトリップがFL内蔵の地絡方向継電器(DG)による
トリップであることを判別する判別信号Yを出力する論
理積回路、15は平行2回線分岐による分岐負荷補償を
禁止する禁止手段、16は平行2回線分岐による分岐負
荷補償を行なう補償手段、17はZ方式による故障点
までの距離を演算する故障点標定手段である。 【0032】いま、図2に示す多端子2回線系統に一線
地絡事故が発生すると、FL設置端子であるA端子(s/
s)の回線電流・電圧によりFL内臓リレ−である地絡方
向継電器(11)が作動する。該地絡方向継電器(11)の
作動により、それぞれ設定時間T1,T2に設定した補
助タイマ−(12,12')が駆動される。A端子(s/s)の回
線遮断器(6a)のトリップにより、前記地絡方向継電器
(11)が復帰した時点でワンショットマルチ(13)から出
力が発生し論理積回路(14,14')に出力する。論理積回路
(14,14')おいて、補助タイマ(12,12')の出力とワンショ
ットマルチ(13)の出力との論理積をとることによっ
て、前記回線遮断器(6a)のトリップが設定時間T1あ
るいはT2内に行なわれたかが判別でき論理積回路(1
4),あるいは(14')から直列トリップ判別信号Xあるい
は通常トリップ判別信号Yが出力される。 すなわち、
図2に示す多端子平行2回線系統において、FL設置端
子であるA端子(s/s)の回線遮断器(6a)のトリップ
が、直列トリップになる可能性がある場合は、叙上の検
討から明らかなように、区間(ハ),(ニ),(ホ)の一
線地絡事故の場合であって、その場合の故障除去時間
(T1,トリップ時間)は、表1に示すように「(120m
s+α+β)<T1<(180ms+α+β+γ)」であるか
ら、該時間T1内にA端子(s/s)の回線遮断器(6a)が
トリップすることは、「直列トリップ」によるトリップ
であることが判別でき、又、同じくA端子(s/s)の回線
遮断器(6a)のトリップが、区間(ハ),(ニ),
(ホ)の一線地絡事故によるトリップ時間(故障除去時
間)が表1に示す時間T2(「T2>(180ms+α+β+
γ)」)であれば、「直列トリップ」ではなくFL内蔵
リレ−である地絡方向継電器(11,DG)によるトリッ
プであることが判別できる。 【0033】FL設置のA端子(s/s)の回線遮断器
(6a)が回線選択継電器(SG,図示せず)による直
列トリップの場合は、禁止手段(15)が作動し、論理
積回路(14)からの直列トリップ判別信号Xによって
分岐負荷補償手段(16)を禁止すると共に、Z方式
による故障点標定手段を作動させ、故障点(F)までの
インピーダンスを求め該インピーダンスから故障点
(F)までの距離を演算して求める。 【0034】また、FL設置のA端子(s/s)の回線
遮断器(6a)が地絡方向継電器(DG)によるトリッ
プの場合は、論理積回路(14’)からのトリップ判別
信号Yよって分岐負荷補償手段(16)を作動させ平行
2回線の分岐による分岐負荷補償を行ない、FL設置端
子(A(s/s))の故障回線に流れる電流を「故障電
流」のみに換算して、Z方式よる故障点標定手段を
作動させ故障点(F)までのインピーダンスを求め該イ
ンピーダンスから、故障点(F)までの距離を演算して
求める。 【0035】 【発明の効果】以上のように、本発明によれば、FL内
蔵リレ−である地絡方向継電器(DG)の補助タイマ−
(DGT)を的確に整定することによって、FL設置端
のトリップが、既設の回線選択継電器(SG)による直
列トリップなのか、既設の地絡方向継電器(DG)によ
るトリップなのかを、他の装置からの条件を取り込むこ
となく正確に認識することができるので、これにより分
岐負荷補償が適切に実施することができ、精度が良く故
障点の距離標定が可能となり、速やかな故障の復旧に役
立つことができる。 【0036】また、前記補助タイマー(DGT)を可変
整定とすることによって、種々な多端子2回線系統にお
いて柔軟に対応することができる。 【表1】
【図面の簡単な説明】 【図1】 従来の高抵抗接地系故障点標定装置(FL)
の標定方式を説明するための3端子2回線系統図 【図2】 本発明の高抵抗接地系故障点標定装置(F
L)の評定方式を説明するための多端子2回線系統図 【図3】本発明の高抵抗接地系故障点標定装置(FL)
の実施例を示すブロック図 【符号の説明】 1 交流電力源 2 高抵抗器 3 故障点標定装置(FL) 4 相手端子併用母線 5 分岐点 6 回線遮断器(CB) 7 回線電流測定用変流器 8 分岐負荷 11 FL内蔵リレー(地絡方向継電器 DG) 12 地絡方向継電器の補助タイマ− 13 ワンショット・マルチ 14 論理積(AND)手段 15 分岐負荷補償禁止手段 16 分岐負荷補償手段 17 Zo方式故障点標定手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−225176(JP,A) 特開 平4−140016(JP,A) 特開 平3−89810(JP,A) 特開 平1−223363(JP,A) 特開 昭63−124970(JP,A) 特開 昭59−211870(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 7/22 - 7/30 H02H 3/40 G01R 31/08

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 高抵抗接地系の多端子平行2回線系統対
    策を有する故障点標定装置であって、 地絡故障電流によって作動する地絡方向継電器と、該地
    絡方向継電器の作動によって駆動され、該故障点標定装
    置設置端における回線選択継電器による直列トリップ時
    限、及び前記地絡方向継電器によるトリップ時限にそれ
    ぞれ整定された第1及び第2の補助タイマと、 前記地絡方向継電器の復帰動作時に出力パルスを得るワ
    ンショットマルチと、 前記ワンショットマルチの出力パルスと前記第1,2補
    助タイマの各整定時間出力との論理積をとり、第1,2
    の出力を得る論理積手段と、 前記論理積手段の第2出力によリ該故障点標定装置設置
    端における故障回線電流に対して前記平行2回腺分岐に
    よる分岐負荷補償を実行する分岐負荷補償手段と、 前記論理積手段の第1出力によリ該故障点標定装置設置
    端における故障回線電流に基づく地絡インピーダンス演
    算方式によって故障点までの距離演算を行ない、また前
    記論理積手段の第2出力によリ前記分岐負荷補償手段に
    よって分岐負荷補償が実行された前記故障回線電流に基
    づく地絡インピーダンス演算方式によって故障点までの
    距離演算を行なう標定手段と、 を具備することを特徴とした故障点標定装置。
JP08333693A 1993-04-09 1993-04-09 故障点標定装置 Expired - Fee Related JP3376632B2 (ja)

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