JP3451552B2 - 電力系統用の保護リレー装置 - Google Patents
電力系統用の保護リレー装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、事故点位置の標
定精度が高く、適用範囲が極めて広範な電力系統用の保
護装置と、それを使用する保護リレー装置に関する。
定精度が高く、適用範囲が極めて広範な電力系統用の保
護装置と、それを使用する保護リレー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力系統用の保護リレー装置として、従
前の機械式リレーをディジタル化したディジタルリレー
が多数開発されている。
前の機械式リレーをディジタル化したディジタルリレー
が多数開発されている。
【０００３】従来の保護リレー装置には、適用する系統
や用途などにより、電流差動形、方向比較形、距離継電
形、回線選択継電形、過電流継電形、電流差動母線保護
形、変圧器保護用比率差動形などがある。
や用途などにより、電流差動形、方向比較形、距離継電
形、回線選択継電形、過電流継電形、電流差動母線保護
形、変圧器保護用比率差動形などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術による
ときは、保護リレー装置は、極めて多くの形式を個別に
選択して使用しなければならないから、設備コストが高
くなり、保守点検作業が煩雑になりがちであるという問
題があった。
ときは、保護リレー装置は、極めて多くの形式を個別に
選択して使用しなければならないから、設備コストが高
くなり、保守点検作業が煩雑になりがちであるという問
題があった。
【０００５】そこで、この発明の目的は、かかる従来技
術の問題に鑑み、キルヒホッフの第一法則、第二法則か
ら導かれる方程式により事故点位置を特定することによ
って、事故点位置の標定精度が高く、適用範囲が極めて
広範な電力系統用の保護装置と、それを使用する保護リ
レー装置を提供することにある。
術の問題に鑑み、キルヒホッフの第一法則、第二法則か
ら導かれる方程式により事故点位置を特定することによ
って、事故点位置の標定精度が高く、適用範囲が極めて
広範な電力系統用の保護装置と、それを使用する保護リ
レー装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めのこの出願に係る第１発明の構成は、系統の設備デー
タに基づいて固定マトリックスを計算して記憶する事前
計算手段と、データサンプリングごとに作動する常時計
算手段とを備えてなり、事前計算手段は、区間の中間地
点における事故点電流計算用の中間マトリックスを計算
して記憶し、常時計算手段は、データサンプリングによ
って収集される系統の運転データに基づき、事前計算手
段により記憶される固定マトリックス、中間マトリック
スを使用して、区間の中間地点における事故点電流を計
算して事故線を特定し、キルヒホッフの第一法則、第二
法則から導かれる事故点位置のみを変数とする方程式に
より、特定された事故線について区間の事故点位置を特
定することをその要旨とする。ただし、電力系統用の保
護装置とは、事故点位置を標定するフォールトロケータ
装置や、事故時の系統擾乱に関する事故データ収集用の
オシロスコープ装置をいう。
めのこの出願に係る第１発明の構成は、系統の設備デー
タに基づいて固定マトリックスを計算して記憶する事前
計算手段と、データサンプリングごとに作動する常時計
算手段とを備えてなり、事前計算手段は、区間の中間地
点における事故点電流計算用の中間マトリックスを計算
して記憶し、常時計算手段は、データサンプリングによ
って収集される系統の運転データに基づき、事前計算手
段により記憶される固定マトリックス、中間マトリック
スを使用して、区間の中間地点における事故点電流を計
算して事故線を特定し、キルヒホッフの第一法則、第二
法則から導かれる事故点位置のみを変数とする方程式に
より、特定された事故線について区間の事故点位置を特
定することをその要旨とする。ただし、電力系統用の保
護装置とは、事故点位置を標定するフォールトロケータ
装置や、事故時の系統擾乱に関する事故データ収集用の
オシロスコープ装置をいう。
【０００７】なお、事前計算手段は、区間の複数の事故
点位置ごとの繰返し計算用の中間マトリックスを計算し
て記憶し、常時計算手段は、事前計算手段により記憶さ
れる中間マトリックスを使用して、繰返し計算により事
故点位置を特定することができる。
点位置ごとの繰返し計算用の中間マトリックスを計算し
て記憶し、常時計算手段は、事前計算手段により記憶さ
れる中間マトリックスを使用して、繰返し計算により事
故点位置を特定することができる。
【０００８】また、事故原因解析手段を付設し、事故原
因解析手段は、常時計算手段により事故継続中に収集さ
れる事故データに基づいて事故点抵抗の経時的変化を算
出し、事故原因を推定することができる。
因解析手段は、常時計算手段により事故継続中に収集さ
れる事故データに基づいて事故点抵抗の経時的変化を算
出し、事故原因を推定することができる。
【０００９】さらに、常時計算手段は、系統周波数の１
０倍以上の頻度に設定されるデータサンプリングごとに
作動させてもよい。
０倍以上の頻度に設定されるデータサンプリングごとに
作動させてもよい。
【００１０】第２発明の構成は、第１発明に係る電力系
統用の保護装置と、常時計算手段からのトリップ指令に
よりトリップ信号を出力するトリップ信号出力手段とを
備えることをその要旨とする。
統用の保護装置と、常時計算手段からのトリップ指令に
よりトリップ信号を出力するトリップ信号出力手段とを
備えることをその要旨とする。
【００１１】
【作用】かかる第１、第２発明の構成によるときは、事
前計算手段は、系統のインピーダンスを含む設備データ
が入力されると、それに基づいて、事故点位置に依存し
ない固定マトリックスを計算して記憶する。そこで、常
時計算手段は、事前計算手段によりあらかじめ記憶され
る固定マトリックスを使用することによって、区間の事
故点位置を十分高速に演算して特定することができる。
常時計算手段は、多大な演算時間を要する大形のマトリ
ックス計算を実行する必要がないからである。また、常
時計算手段は、キルヒホッフの第一法則、第二法則から
導かれる事故点位置のみを変数とする方程式を採用する
ことにより、事故点位置の標定精度を高め、計算内容を
簡単にすることができる。なお、常時計算手段が使用す
る方程式は、あらゆる系統、用途に対し、ほぼ同一の統
一手順を経て導き出すことが可能である。
前計算手段は、系統のインピーダンスを含む設備データ
が入力されると、それに基づいて、事故点位置に依存し
ない固定マトリックスを計算して記憶する。そこで、常
時計算手段は、事前計算手段によりあらかじめ記憶され
る固定マトリックスを使用することによって、区間の事
故点位置を十分高速に演算して特定することができる。
常時計算手段は、多大な演算時間を要する大形のマトリ
ックス計算を実行する必要がないからである。また、常
時計算手段は、キルヒホッフの第一法則、第二法則から
導かれる事故点位置のみを変数とする方程式を採用する
ことにより、事故点位置の標定精度を高め、計算内容を
簡単にすることができる。なお、常時計算手段が使用す
る方程式は、あらゆる系統、用途に対し、ほぼ同一の統
一手順を経て導き出すことが可能である。
【００１２】常時計算手段は、事前計算手段により記憶
される区間の中間地点における事故点電流計算用の中間
マトリックスを使用して区間の中間地点における事故点
電流を計算し、このときの事故点電流をしきい値（たと
えば０．０５p.u.）と比較することにより、事故区間の
事故線を簡単に、しかも高速に特定することができる。
事故点電流は、事故点位置が変っても、大きく変化しな
いことがわかっているからである。
される区間の中間地点における事故点電流計算用の中間
マトリックスを使用して区間の中間地点における事故点
電流を計算し、このときの事故点電流をしきい値（たと
えば０．０５p.u.）と比較することにより、事故区間の
事故線を簡単に、しかも高速に特定することができる。
事故点電流は、事故点位置が変っても、大きく変化しな
いことがわかっているからである。
【００１３】常時計算手段は、事前計算手段により記憶
される区間の複数の事故点位置ごとの繰返し計算用の中
間マトリックスを使用することにより、繰返し計算によ
り事故点位置を高速に特定することができる。なお、事
前計算手段は、複数の事故点位置として、たとえば区間
を１０等分する各位置を設定するのがよく、常時計算手
段は、繰返し計算の手法として、たとえばＮ−Ｒ法（Ｎ
ｅｗｔｏｎ−Ｒａｐｈｓｏｎ法）を使用することができ
る。
される区間の複数の事故点位置ごとの繰返し計算用の中
間マトリックスを使用することにより、繰返し計算によ
り事故点位置を高速に特定することができる。なお、事
前計算手段は、複数の事故点位置として、たとえば区間
を１０等分する各位置を設定するのがよく、常時計算手
段は、繰返し計算の手法として、たとえばＮ−Ｒ法（Ｎ
ｅｗｔｏｎ−Ｒａｐｈｓｏｎ法）を使用することができ
る。
【００１４】事故原因解析手段を付設すれば、事故原因
解析手段は、事故発生後、常時計算手段により収集さ
れ、記憶される事故データに基づいて事故継続中の事故
点抵抗の経時的変化を算出し、事故点抵抗の大きさと、
その経時的変化とから事故原因を推定して出力すること
ができ、適切な事故復旧対策に有効に貢献することがで
きる。なお、このとき、事故原因解析手段は、事故原因
に加えて、事故点位置、または事故区間と事故点位置と
を併せて出力することが好ましい。
解析手段は、事故発生後、常時計算手段により収集さ
れ、記憶される事故データに基づいて事故継続中の事故
点抵抗の経時的変化を算出し、事故点抵抗の大きさと、
その経時的変化とから事故原因を推定して出力すること
ができ、適切な事故復旧対策に有効に貢献することがで
きる。なお、このとき、事故原因解析手段は、事故原因
に加えて、事故点位置、または事故区間と事故点位置と
を併せて出力することが好ましい。
【００１５】常時計算手段は、系統周波数の１０倍以上
の頻度のデータサンプリングごとに作動することによ
り、事故発生の事実を十分高速に捕捉するとともに、必
要に応じて、事故継続中の系統擾乱を示す事故データを
収集して記憶させることができる。
の頻度のデータサンプリングごとに作動することによ
り、事故発生の事実を十分高速に捕捉するとともに、必
要に応じて、事故継続中の系統擾乱を示す事故データを
収集して記憶させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を以って発明の実施の
形態を説明する。
形態を説明する。
【００１７】電力系統用の保護リレー装置１０は、事前
計算手段１１、常時計算手段１３、トリップ信号出力手
段１４、事故原因解析手段１６を備えてなる（図１）。
ただし、保護リレー装置１０は、たとえば電源Ｇを含む
送電端と、定電流負荷Ｌを含む受電端とを連系する２回
線送電線Ｌ1 、Ｌ2 の保護用として使用するものとする
（図２）。
計算手段１１、常時計算手段１３、トリップ信号出力手
段１４、事故原因解析手段１６を備えてなる（図１）。
ただし、保護リレー装置１０は、たとえば電源Ｇを含む
送電端と、定電流負荷Ｌを含む受電端とを連系する２回
線送電線Ｌ1 、Ｌ2 の保護用として使用するものとする
（図２）。
【００１８】図２において、送電端電圧ｖs 、受電端電
圧ｖr 、負荷電流ｉd とする。また、事故点位置ｋ（た
だし、０≦ｋ≦１）のとき、送電線Ｌ1 、Ｌ2 の送電端
電流ｉs1、ｉs2、受電端電流ｉr1、ｉr2を図２の各矢印
方向に定め、事故点抵抗Ｒ1、Ｒ2 、事故点電流ｉf1、
ｉf2を想定する。また、送電端電圧ｖs 、送電端電流ｉ
s1、ｉs2は、それぞれ電圧変成器ＰＴ、電流変成器Ｃ
Ｔ、ＣＴを介し、電圧ｖ p ＝ｖs 、電流ｉc1＝ｉs1、ｉ
c2＝ｉs2として計測されている。
圧ｖr 、負荷電流ｉd とする。また、事故点位置ｋ（た
だし、０≦ｋ≦１）のとき、送電線Ｌ1 、Ｌ2 の送電端
電流ｉs1、ｉs2、受電端電流ｉr1、ｉr2を図２の各矢印
方向に定め、事故点抵抗Ｒ1、Ｒ2 、事故点電流ｉf1、
ｉf2を想定する。また、送電端電圧ｖs 、送電端電流ｉ
s1、ｉs2は、それぞれ電圧変成器ＰＴ、電流変成器Ｃ
Ｔ、ＣＴを介し、電圧ｖ p ＝ｖs 、電流ｉc1＝ｉs1、ｉ
c2＝ｉs2として計測されている。
【００１９】送電線Ｌ1 、Ｌ2 のインピーダンスＺ
ij（ｉ＝１、２、ｊ＝１、２）は、系統の設備データと
して、保護リレー装置１０の事前計算手段１１に入力さ
れる。また、事前計算手段１１の出力は、事前データ記
憶手段１２を介して常時計算手段１３に接続されてお
り、常時計算手段１３には、電圧ｖp 、電流ｉc1、ｉc2
の他、負荷電流ｉd が入力されている。ただし、負荷電
流ｉd は、図示しないテレメータ装置を介し、たとえば
１分ごとに更新入力されるものとする。
ij（ｉ＝１、２、ｊ＝１、２）は、系統の設備データと
して、保護リレー装置１０の事前計算手段１１に入力さ
れる。また、事前計算手段１１の出力は、事前データ記
憶手段１２を介して常時計算手段１３に接続されてお
り、常時計算手段１３には、電圧ｖp 、電流ｉc1、ｉc2
の他、負荷電流ｉd が入力されている。ただし、負荷電
流ｉd は、図示しないテレメータ装置を介し、たとえば
１分ごとに更新入力されるものとする。
【００２０】常時計算手段１３の一方の出力は、トリッ
プ指令Ｓ1 としてトリップ信号出力手段１４に入力され
ており、トリップ信号出力手段１４の出力は、トリップ
信号Ｓとして、送電線Ｌ1 、Ｌ2 の各送電端側の図示し
ないしゃ断器に導かれている。また、常時計算手段１３
の別の出力は、事故データ記憶手段１５を介して事故原
因解析手段１６に接続され、事故原因解析手段１６の出
力は、たとえばプリンタ装置、ＣＲＴディスプレイ装置
などの出力手段１７に接続されている。
プ指令Ｓ1 としてトリップ信号出力手段１４に入力され
ており、トリップ信号出力手段１４の出力は、トリップ
信号Ｓとして、送電線Ｌ1 、Ｌ2 の各送電端側の図示し
ないしゃ断器に導かれている。また、常時計算手段１３
の別の出力は、事故データ記憶手段１５を介して事故原
因解析手段１６に接続され、事故原因解析手段１６の出
力は、たとえばプリンタ装置、ＣＲＴディスプレイ装置
などの出力手段１７に接続されている。
【００２１】事前計算手段１１は、図示しないデータ入
力機器を介して送電線Ｌ1 、Ｌ2 のインピーダンスＺij
が入力されると、図３のプログラムフローチャートに従
って作動する。すなわち、プログラムは、まず、図８の
（１２）式、図９の（１６） 前データ記憶手段１２に記憶する（図３のプログラムス
テップ（１）、以下、単に（１）のように記す）。な
お、図６〜図１２は、事前計算手段１１、常時計算手段
１３、事故原因解析手段１６によって実行される一連の
計算内容の技術的根拠を数式により説明している。
力機器を介して送電線Ｌ1 、Ｌ2 のインピーダンスＺij
が入力されると、図３のプログラムフローチャートに従
って作動する。すなわち、プログラムは、まず、図８の
（１２）式、図９の（１６） 前データ記憶手段１２に記憶する（図３のプログラムス
テップ（１）、以下、単に（１）のように記す）。な
お、図６〜図１２は、事前計算手段１１、常時計算手段
１３、事故原因解析手段１６によって実行される一連の
計算内容の技術的根拠を数式により説明している。
【００２２】つづいて、プログラムは、送電線Ｌ1 、Ｌ
2 を１０等分し、事故点位置ｋ＝０．０、０．１、０．
２…１．０について、図１２の（３８）式、（３９）式
に従 事前データ記憶手段１２に記憶して終了する（２）。な
お、繰返し計算用の中間 の中間地点における事故点電流計算用の中間マトリック
スとして必ず含まれるものとする。
2 を１０等分し、事故点位置ｋ＝０．０、０．１、０．
２…１．０について、図１２の（３８）式、（３９）式
に従 事前データ記憶手段１２に記憶して終了する（２）。な
お、繰返し計算用の中間 の中間地点における事故点電流計算用の中間マトリック
スとして必ず含まれるものとする。
【００２３】一方、常時計算手段１３は、たとえば系統
電圧波形の３０°ごと、すなわち系統周波数の１０倍以
上の高頻度に設定されるデータサンプリングごとに起動
され、図４のプログラムフローチャートに従って作動す
る。すなわち、常時計算手段１３は、直近にサンプリン
グされた電圧ｖp 、電流ｉc1、ｉc2、負荷電流ｉd を使
用して一連の計算を実行する。
電圧波形の３０°ごと、すなわち系統周波数の１０倍以
上の高頻度に設定されるデータサンプリングごとに起動
され、図４のプログラムフローチャートに従って作動す
る。すなわち、常時計算手段１３は、直近にサンプリン
グされた電圧ｖp 、電流ｉc1、ｉc2、負荷電流ｉd を使
用して一連の計算を実行する。
【００２４】プログラムは、まず、事前データ記憶手段
１２に記憶されている区間の中間地点における事故点電
流計算用の中間マトリックスを使用して、図１１の（２
９）、（３０）式に従って、送電線Ｌ1 、Ｌ2 の中間地
点、すなわち事故点位置ｋ＝０．５における事故点電流
ｉf(1)、ｉf(2)を各線ごとに計算する（図４のプログラ
ムステップ（１）、以下、単に（１）のように記す）。
つづいて、プログラムは、図１１の（３１）式に従っ
て、送電線Ｌ1 、Ｌ2 の各線のいずれが事故線であるか
を特定する（２）。なお、プログラムは、送電線Ｌ1 、
Ｌ2 の各線に事故がなければ（３）、そのまま終了して
次の作動まで待機する。
１２に記憶されている区間の中間地点における事故点電
流計算用の中間マトリックスを使用して、図１１の（２
９）、（３０）式に従って、送電線Ｌ1 、Ｌ2 の中間地
点、すなわち事故点位置ｋ＝０．５における事故点電流
ｉf(1)、ｉf(2)を各線ごとに計算する（図４のプログラ
ムステップ（１）、以下、単に（１）のように記す）。
つづいて、プログラムは、図１１の（３１）式に従っ
て、送電線Ｌ1 、Ｌ2 の各線のいずれが事故線であるか
を特定する（２）。なお、プログラムは、送電線Ｌ1 、
Ｌ2 の各線に事故がなければ（３）、そのまま終了して
次の作動まで待機する。
【００２５】プログラムは、送電線Ｌ1 、Ｌ2 のいずれ
かの線に発生した事故を検出すると 憶手段１５に記憶させるとともに（４）、図１２の（４
０）〜（４３）式に従って、検出された事故線につい
て、Ｎ−Ｒ法による繰返し計算用の変数Ｉf 、Ｖfと、
その偏微分Ｉff、Ｖffとを計算する（４）。なお、変数
Ｉf 、Ｖf 、偏微分Ｉff、Ｖffを計算するとき、プログ
ラムは、事前データ記憶手段１２に記憶されている固定
マトリックスと、繰返し計算用の中間マトリックスとを
使用している。プログラムは、その後、図１１の（３
６）、（３７）式に従い、Ｎ−Ｒ法による繰返し計算に
より事故点位置ｋを特定する（５）。
かの線に発生した事故を検出すると 憶手段１５に記憶させるとともに（４）、図１２の（４
０）〜（４３）式に従って、検出された事故線につい
て、Ｎ−Ｒ法による繰返し計算用の変数Ｉf 、Ｖfと、
その偏微分Ｉff、Ｖffとを計算する（４）。なお、変数
Ｉf 、Ｖf 、偏微分Ｉff、Ｖffを計算するとき、プログ
ラムは、事前データ記憶手段１２に記憶されている固定
マトリックスと、繰返し計算用の中間マトリックスとを
使用している。プログラムは、その後、図１１の（３
６）、（３７）式に従い、Ｎ−Ｒ法による繰返し計算に
より事故点位置ｋを特定する（５）。
【００２６】このようにして、常時計算手段１３のプロ
グラムは、図６〜図１２に示される一連の計算手順を適
用することにより、キルヒホッフの第一法則、第二法則
に基づいて定立される図６の（５）〜（７）式、（１）
〜（４）式をベースとし、これらの式から導かれる事故
点位置ｋのみを変数とする方程式（図１０の（２７）、
（２８）式）により、Ｎ−Ｒ法による繰返し計算を経て
（図１１（２）項）、区間の事故点位置ｋを特定してい
る。なお、プログラムは、プログラムステップ（３）に
おいて２線以上に事故ありと判定すると、プログラムス
テップ（４）、（５）の計算を各事故線について繰り返
し、各事故線における事故点位置ｋの平均値を区間の事
故点位置ｋとして特定するものとする（図１１（３）
項）。
グラムは、図６〜図１２に示される一連の計算手順を適
用することにより、キルヒホッフの第一法則、第二法則
に基づいて定立される図６の（５）〜（７）式、（１）
〜（４）式をベースとし、これらの式から導かれる事故
点位置ｋのみを変数とする方程式（図１０の（２７）、
（２８）式）により、Ｎ−Ｒ法による繰返し計算を経て
（図１１（２）項）、区間の事故点位置ｋを特定してい
る。なお、プログラムは、プログラムステップ（３）に
おいて２線以上に事故ありと判定すると、プログラムス
テップ（４）、（５）の計算を各事故線について繰り返
し、各事故線における事故点位置ｋの平均値を区間の事
故点位置ｋとして特定するものとする（図１１（３）
項）。
【００２７】つづいて、プログラムは、特定された事故
点位置ｋが保護対象とする送電線Ｌ1 、Ｌ2 の区間内に
あるか否かを判定し（６）、区間外であるときは、その
まま終了する。一方、プログラムは、事故点位置ｋが区
間内にあるときは（６）、トリップ信号出力手段１４に
対してトリップ指令Ｓ1 を出力し（７）、トリップ信号
出力手段１４は、事故線を含む送電線Ｌ1 、Ｌ2 の送電
端側のしゃ断器にトリップ信号Ｓを送出してトリップさ
せる。
点位置ｋが保護対象とする送電線Ｌ1 、Ｌ2 の区間内に
あるか否かを判定し（６）、区間外であるときは、その
まま終了する。一方、プログラムは、事故点位置ｋが区
間内にあるときは（６）、トリップ信号出力手段１４に
対してトリップ指令Ｓ1 を出力し（７）、トリップ信号
出力手段１４は、事故線を含む送電線Ｌ1 、Ｌ2 の送電
端側のしゃ断器にトリップ信号Ｓを送出してトリップさ
せる。
【００２８】その後、プログラムは、図１０の（１８）
式により、プログラムステップ（５ タ記憶手段１５に記憶させるとともに（８）、プログラ
ムステップ（４）におい を事故データ記憶手段１５に記憶させる。また、プログ
ラムは、事故がしゃ断されるまで、この動作をデータサ
ンプリングごとに繰り返すことにより（（９）、
（１）、（２）…（９））、事故継続中の系統の運転デ
ータを事故継続中の系統擾乱を示す事故データとして収
集し、事故データ記憶手段１５に記憶させることができ
る。
式により、プログラムステップ（５ タ記憶手段１５に記憶させるとともに（８）、プログラ
ムステップ（４）におい を事故データ記憶手段１５に記憶させる。また、プログ
ラムは、事故がしゃ断されるまで、この動作をデータサ
ンプリングごとに繰り返すことにより（（９）、
（１）、（２）…（９））、事故継続中の系統の運転デ
ータを事故継続中の系統擾乱を示す事故データとして収
集し、事故データ記憶手段１５に記憶させることができ
る。
【００２９】事故がしゃ断されると（９）、プログラム
は、事故原因解析手段１６を起動して（１０）、終了す
る。一方、事故原因解析手段１６は、常時計算手段１３
により起動されると、図５のプログラムフローチャート
に従って作動する。
は、事故原因解析手段１６を起動して（１０）、終了す
る。一方、事故原因解析手段１６は、常時計算手段１３
により起動されると、図５のプログラムフローチャート
に従って作動する。
【００３０】プログラムは、常時計算手段１３により、
事故継続中に事故データ記憶手段１ 算出する（図５のプログラムステップ（１）、以下、単
に（１）のように記す） ステップ（８）により、事故継続中のデータサンプリン
グごとに事故データとし （ｔ）として整理することができる。
事故継続中に事故データ記憶手段１ 算出する（図５のプログラムステップ（１）、以下、単
に（１）のように記す） ステップ（８）により、事故継続中のデータサンプリン
グごとに事故データとし （ｔ）として整理することができる。
【００３１】
、事故原因を解析して推定し（２）、たとえば事故区
間、事故点位置ｋ、経時的 旧対策に資することができる。
間、事故点位置ｋ、経時的 旧対策に資することができる。
【００３２】
【他の実施の形態】
意の事故区間に対して一般的に適用することができる
（図１３（Ａ））。ただし、同図（Ｂ）において、
（１）〜（３）式は、キルヒホッフの第一法則、第二法
則に基づいて定立されており、（５）〜（７）式は、事
故区間の一般式となっている。
（図１３（Ａ））。ただし、同図（Ｂ）において、
（１）〜（３）式は、キルヒホッフの第一法則、第二法
則に基づいて定立されており、（５）〜（７）式は、事
故区間の一般式となっている。
【００３３】そこで、任意の事故区間に対する一般的な
計算手順は、次のようにまとめることができる。 １．図１３（Ｂ）の（５）、（６）式を区間ごとに設定
する（図６の（８）式相当）。 ２．複数区間が含まれる場合は、区間接続の式、電流連
続の式を設定する。 ３．ＰＴ、ＣＴの計測値の式を付加する（図７の（９）
式相当）。 出する（同図の（１３）式相当）。 作成する（図９の（１７）式相当）。 の（１９）式相当）。 ７．上記６．の式の実数部、虚数部の比をとり、Ｒを消
去してｋのみの方程式を作る（図１０の（２７）、（２
８）式相当）。 ８．上記７．の式からｋを求める。このとき、必要に応
じてたとえばＮ−Ｒ法による繰返し計算を実行し、繰返
し計算を高速化するために、固定マトリックス、中間マ
トリックスを事前計算して記憶しておく（図１１の（３
２）〜（３７）式、図１２の（３８）〜（４３）式相
当）。 ９．上記６．の式にｋを代入してＲを求める（図１２の
（４４）、（４５）式相当）。
計算手順は、次のようにまとめることができる。 １．図１３（Ｂ）の（５）、（６）式を区間ごとに設定
する（図６の（８）式相当）。 ２．複数区間が含まれる場合は、区間接続の式、電流連
続の式を設定する。 ３．ＰＴ、ＣＴの計測値の式を付加する（図７の（９）
式相当）。 出する（同図の（１３）式相当）。 作成する（図９の（１７）式相当）。 の（１９）式相当）。 ７．上記６．の式の実数部、虚数部の比をとり、Ｒを消
去してｋのみの方程式を作る（図１０の（２７）、（２
８）式相当）。 ８．上記７．の式からｋを求める。このとき、必要に応
じてたとえばＮ−Ｒ法による繰返し計算を実行し、繰返
し計算を高速化するために、固定マトリックス、中間マ
トリックスを事前計算して記憶しておく（図１１の（３
２）〜（３７）式、図１２の（３８）〜（４３）式相
当）。 ９．上記６．の式にｋを代入してＲを求める（図１２の
（４４）、（４５）式相当）。
【００３４】上記８．の繰返し計算は、たとえば図１４
（Ａ）〜（Ｅ）に示す各系統のうち、同図（Ｅ）のみに
対して必要である。そこで、同図（Ａ）〜（Ｄ）の各系
統については、繰返し計算を実行するまでもなく、上記
７．の方程式から事故点位置ｋを一義的に求めることが
でき、この場合、固定マトリックス、中間マトリックス
の事前計算も不要である。ただし、この場合であって
も、事故線を速やかに判定検出するために、区間の中間
地点における事故点電流計算用の中間マトリックスのみ
は、事前計算して記憶しておくことが好ましい。
（Ａ）〜（Ｅ）に示す各系統のうち、同図（Ｅ）のみに
対して必要である。そこで、同図（Ａ）〜（Ｄ）の各系
統については、繰返し計算を実行するまでもなく、上記
７．の方程式から事故点位置ｋを一義的に求めることが
でき、この場合、固定マトリックス、中間マトリックス
の事前計算も不要である。ただし、この場合であって
も、事故線を速やかに判定検出するために、区間の中間
地点における事故点電流計算用の中間マトリックスのみ
は、事前計算して記憶しておくことが好ましい。
【００３５】
は、それぞれ発電機ｇの起電力、インピーダンス、過渡
電流である。また、同図 、受電側において計測される電流である。さらに、同図
（Ｅ）において、符号Ｒ t は、鉄塔の塔脚抵抗である。
電流である。また、同図 、受電側において計測される電流である。さらに、同図
（Ｅ）において、符号Ｒ t は、鉄塔の塔脚抵抗である。
【００３６】
を計測する両端計測の系統となっており、その他は、図
２をも含めて、送電側の 図２、図１４（Ａ）〜（Ｅ）のような系統構成の種別に
関する情報は、図１において、系統の設備データとして
事前計算手段１１に併せて入力され、事前計算手段１
１、常時計算手段１３、事故原因解析手段１６において
実行する一連の計算手順の選択に使用するものとする。
さらに、片端計測の系統は、送電側に代えて リップ信号Ｓは、受電端側のしゃ断器に送出するものと
する。
２をも含めて、送電側の 図２、図１４（Ａ）〜（Ｅ）のような系統構成の種別に
関する情報は、図１において、系統の設備データとして
事前計算手段１１に併せて入力され、事前計算手段１
１、常時計算手段１３、事故原因解析手段１６において
実行する一連の計算手順の選択に使用するものとする。
さらに、片端計測の系統は、送電側に代えて リップ信号Ｓは、受電端側のしゃ断器に送出するものと
する。
【００３７】以上の説明において、図１の事故原因解析
手段１６は、事故原因の推定結果に基づき、自動再閉路
用のしゃ断器投入信号を外部に自動出力してもよい。た
だし、しゃ断器投入信号は、事故原因の推定結果に加え
て、他の自動再閉路条件に基づく適切なインタロックを
構築してしゃ断器に送出するものとし、このときのイン
タロックは、保護リレー装置１０の内部、外部のいずれ
において構築してもよいものとする。
手段１６は、事故原因の推定結果に基づき、自動再閉路
用のしゃ断器投入信号を外部に自動出力してもよい。た
だし、しゃ断器投入信号は、事故原因の推定結果に加え
て、他の自動再閉路条件に基づく適切なインタロックを
構築してしゃ断器に送出するものとし、このときのイン
タロックは、保護リレー装置１０の内部、外部のいずれ
において構築してもよいものとする。
【００３８】なお、この発明の作動原理は、事故点位置
ｋを標定するフォールトロケータ装置や、事故時の系統
擾乱に関する事故データ収集用のオシロスコープ装置に
対しても、そのまま適用可能である。ただし、これらの
用途には、常時計算手段１３のトリップ指令の出力機能
（図４のプログラムステップ（７））や、トリップ信号
出力手段１４を設ける必要がなく、後者の用途の事故デ
ータ記憶手段１５、事 とが好ましい。
ｋを標定するフォールトロケータ装置や、事故時の系統
擾乱に関する事故データ収集用のオシロスコープ装置に
対しても、そのまま適用可能である。ただし、これらの
用途には、常時計算手段１３のトリップ指令の出力機能
（図４のプログラムステップ（７））や、トリップ信号
出力手段１４を設ける必要がなく、後者の用途の事故デ
ータ記憶手段１５、事 とが好ましい。
【００３９】この発明は、その作動原理からして、事故
点位置の標定精度が極めて高く、片端計測、両端計測の
系統に対し、それぞれ標定精度２％、０．２％を容易に
実現することができる。また、系統電圧階層や中性点接
地方式、ケーブル・架空線の別や、その混在、多端子送
電線における複数区間の存在などに拘らず、あらゆる系
統、用途に対してほぼ同一の計算手順を統一的に適用す
ることができる。さらに、たとえば１５４ｋＶ系統にお
ける７００Ω以上の微地絡事故や、抵抗接地系１回線送
電線の一線地絡事故、２回線送電線の回線またがり事故
など、従来の方式では事故発生の検出そのものが難しい
とされていた特殊事故をも確実に検出し、標定すること
が可能である。
点位置の標定精度が極めて高く、片端計測、両端計測の
系統に対し、それぞれ標定精度２％、０．２％を容易に
実現することができる。また、系統電圧階層や中性点接
地方式、ケーブル・架空線の別や、その混在、多端子送
電線における複数区間の存在などに拘らず、あらゆる系
統、用途に対してほぼ同一の計算手順を統一的に適用す
ることができる。さらに、たとえば１５４ｋＶ系統にお
ける７００Ω以上の微地絡事故や、抵抗接地系１回線送
電線の一線地絡事故、２回線送電線の回線またがり事故
など、従来の方式では事故発生の検出そのものが難しい
とされていた特殊事故をも確実に検出し、標定すること
が可能である。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、この出願に係る第
１、第２発明によれば、事前計算手段、常時計算手段を
設けることによって、常時計算手段は、事前計算手段に
より記憶される固定マトリックスを使用して、キルヒホ
ッフの第一法則、第二法則から導かれる方程式により事
故点位置を十分高速に特定することができるから、事故
点位置の標定精度が極めて高く、あらゆる系統、用途に
対して統一的な計算手順を適用することができる上、適
用範囲が極めて広範であり、設備コストを低くして保守
点検作業を容易にすることができるという優れた効果が
ある。
１、第２発明によれば、事前計算手段、常時計算手段を
設けることによって、常時計算手段は、事前計算手段に
より記憶される固定マトリックスを使用して、キルヒホ
ッフの第一法則、第二法則から導かれる方程式により事
故点位置を十分高速に特定することができるから、事故
点位置の標定精度が極めて高く、あらゆる系統、用途に
対して統一的な計算手順を適用することができる上、適
用範囲が極めて広範であり、設備コストを低くして保守
点検作業を容易にすることができるという優れた効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 全体ブロック系統図
【図２】 適用系統説明図
【図３】 プログラムフローチャート（１）
【図４】 プログラムフローチャート（２）
【図５】 プログラムフローチャート（３）
【図６】 計算手順説明図（１）
【図７】 計算手順説明図（２）
【図８】 計算手順説明図（３）
【図９】 計算手順説明図（４）
【図１０】 計算手順説明図（５）
【図１１】 計算手順説明図（６）
【図１２】 計算手順説明図（７）
【図１３】 他の実施の形態を示す計算手順説明図
【図１４】 他の実施の形態を示す図２相当説明図
ｋ…事故点位置
Ｓ1 …トリップ指令
Ｓ…トリップ信号
１０…保護リレー装置
１１…事前計算手段
１３…常時計算手段
１４…トリップ信号出力手段
１６…事故原因解析手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−265957（ＪＰ，Ａ)
特開2001−99883（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−174109（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−149540（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−79524（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−72251（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−36669（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−211476（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−154168（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−79266（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02H 3/00 - 3/04
H02H 3/40
H02H 7/26
Claims (5)
- 【請求項１】 系統の設備データに基づいて固定マトリ
ックスを計算して記憶する事前計算手段と、データサン
プリングごとに作動する常時計算手段とを備えてなり、
前記事前計算手段は、区間の中間地点における事故点電
流計算用の中間マトリックスを計算して記憶し、前記常
時計算手段は、データサンプリングによって収集される
系統の運転データに基づき、前記事前計算手段により記
憶される固定マトリックス、中間マトリックスを使用し
て、区間の中間地点における事故点電流を計算して事故
線を特定し、キルヒホッフの第一法則、第二法則から導
かれる事故点位置のみを変数とする方程式により、特定
された事故線について区間の事故点位置を特定すること
を特徴とする電力系統用の保護装置。 - 【請求項２】 前記事前計算手段は、区間の複数の事故
点位置ごとの繰返し計算用の中間マトリックスを計算し
て記憶し、前記常時計算手段は、前記事前計算手段によ
り記憶される中間マトリックスを使用して、繰返し計算
により事故点位置を特定することを特徴とする請求項１
記載の電力系統用の保護装置。 - 【請求項３】 事故原因解析手段を付設し、該事故原因
解析手段は、前記常時計算手段により事故継続中に収集
される事故データに基づいて事故点抵抗の経時的変化を
算出し、事故原因を推定することを特徴とする請求項１
または請求項２記載の電力系統用の保護装置。 - 【請求項４】 前記常時計算手段は、系統周波数の１０
倍以上の頻度に設定されるデータサンプリングごとに作
動することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいず
れか記載の電力系統用の保護装置。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれか記載
の電力系統用の保護装置と、前記常時計算手段からのト
リップ指令によりトリップ信号を出力するトリップ信号
出力手段とを備えてなる電力系統用の保護リレー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000248120A JP3451552B2 (ja) | 2000-08-18 | 2000-08-18 | 電力系統用の保護リレー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000248120A JP3451552B2 (ja) | 2000-08-18 | 2000-08-18 | 電力系統用の保護リレー装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002064926A JP2002064926A (ja) | 2002-02-28 |
| JP3451552B2 true JP3451552B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=18738089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000248120A Expired - Fee Related JP3451552B2 (ja) | 2000-08-18 | 2000-08-18 | 電力系統用の保護リレー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3451552B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4490758B2 (ja) * | 2004-08-12 | 2010-06-30 | 浩一 辻 | 送電系統用の事故特定装置 |
| JP4700461B2 (ja) * | 2005-09-27 | 2011-06-15 | 浩一 辻 | 配電系統用の事故特定装置 |
| JP4744415B2 (ja) * | 2006-10-16 | 2011-08-10 | 中国電力株式会社 | 自動再閉路機能付き監視制御装置 |
-
2000
- 2000-08-18 JP JP2000248120A patent/JP3451552B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002064926A (ja) | 2002-02-28 |
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