JP4104341B2 - 事故点標定システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送配電設備等の電力設備に地絡事故、短絡事故、断線事故等が発生した際に、事故点を正確に特定して停電復旧処置を迅速に行うための事故点標定システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、変電所から遮断器を介して接続された配電線は、時限式自動区分開閉器により複数区間に区分されている。この配電線上に事故が発生すると、まず変電所の保護リレーにより変電所遮断器が開放し、配電線に設けられた時限式自動区分開閉器が無電圧開放する。次に、第一の所定時間が経過した後に変電所遮断器を再投入すると、時限式自動区分開閉器は、第二の所定時間を経過した後に電源側から順次、時限投入され、これによって再送電が行われる。
【０００３】
このとき、事故区間に課電されると事故が再現されるため、変電所遮断器が再び開放する。こうして変電所遮断器の再投入から再開放までの時間を計測することにより、事故区間の判定を可能にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の事故区間検出方法は、あくまで事故区間でしか事故を限定することができない。このため、事故区間内の事故点を特定するためには、判明した事故区間を切り離し、別途電源装置や測定機器等を持ち込んで課電式事故探査により事故点を見つけ出さなければならず、これらの作業に多くの時間や労力を必要としていた。
また、事故区間を判定する過程で変電所遮断器を再開放するため停電時間が長くなり、更に健全区間にも再停電の影響が及ぶため、需要家に対して多大な不便を強いる結果となっていた。
【０００５】
そこで本発明は、複雑に張り巡らされた配電線網に事故が発生した際に、事故種別を含めて事故点を容易に特定し、その後の停電復旧処置を迅速に行なえるようにした事故点標定システムを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、親局と、配電線網に配置された複数の子局としての事故点検出装置とが伝送路を介して接続され、前記事故点検出装置側で収集したデータを用いて前記親局が配電線網内の事故点を特定する事故点標定システムにおいて、
前記事故点検出装置は、
変電所遮断器の負荷側に接続された配電線網の幹線及び枝状分岐線を構成する配電線の末端に設置され、かつ、
配電線上の事故発生による物理量の変化を検出する光電流センサを備えたセンサ部と、
前記光電流センサから出力されるトリガ信号により事故発生時刻を計測する時計装置と、
前記センサ部による検出データが所定時間継続していることを確認し、かつ、前記検出データを演算処理して、検出するべき事故種別を判定すると共に、この事故種別及び前記事故発生時刻を含む事故データを生成する演算処理部と、
前記事故データを光ファイバーケーブルを介して前記親局に伝送するデータ伝送部と、を備え、
検出するべき事故以外の原因により侵入するサージ電流に対しては、サージ電流の減衰時間または隣接する事故点検出装置への伝送時間差に閾値を設けて事故データを親局に伝送しないように構成し、
前記親局は、
前記変電所遮断器が設けられた変電所に設けられ、
かつ、前記親局に対する複数の事故点検出装置の相対的な位置関係を配電線網情報と対応させながら事故点をマッピング表示する表示部を備え、
前記変電所遮断器の負荷側に接続された配電線網の２つの事故点検出装置が計測した事故発生時刻の時間差と、これら２つの事故点検出装置間の距離と、事故現象が配電線を介して事故点検出装置に伝播される伝播速度と、を用いて、
事故点を特定するものである。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の事故点標定システムにおいて、
前記演算処理部は、前記センサ部から送られる電気量（電圧、電流）の波形データを用いて事故種別を判定するものである。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の事故点標定システムにおいて、
前記親局と事故点の近傍に存在する監視局とをネットワークにより結び、事故発生時にこの監視局から事故点の巡視に出向くことを可能にするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は、変電所遮断器の負荷側に接続された幹線及び枝状分岐線からなる配電線網に、本実施形態に係る事故点標定システムを適用した場合の構成図を示している。
【００１２】
図１において、変電所１０の所内には変電所遮断器１２及び親局１１が設けられている。ここで、親局１１は、後述する子局としての事故点検出装置４０から送られてくる事故データを受信して配電線上の事故点を標定する機能を有するものである。
遮断器１２の負荷側には、幹線及び枝状分岐線を構成する配電線２１，２２が接続されており、これらの配電線上には幹線開閉器３１及び連系開閉器３２が設けられている。
【００１３】
また、配電線２１の末端、及び枝状分岐線を構成する配電線２２の末端には、事故点検出装置４０が設置されている。事故点検出装置４０の設置場所は図示例に何ら限定されるものではなく、コストや演算処理容量等を考慮して配電線上の分岐箇所やすべての幹線開閉器３１等、任意の場所に設置することができる。
これらすべての事故点検出装置４０と前記親局１１とは、伝送路としての光ファイバーケーブル２３により結ばれており、事故点検出装置４０からの事故データを光信号として伝送可能になっている。
【００１４】
図２は、事故点検出装置４０の構成を示すブロック図である。
この事故点検出装置４０は、配電線２１，２１の電圧、電流波形を検出する計器用変圧器、分圧コンデンサ、鉄心分割形変流器等からなるセンサ部４１を備えている。また、センサ部４１は、地絡事故や短絡事故等に起因するサージ電流を取り込み、例えば、ギャップを有する環状フェライト鉄心及びファラデー効果素子からなる光電流センサを備えると共に、この光電流センサによって、所定の閾値を超える電流が発生したときに事故と判定してＬＥＤを発光させ、この光信号をトリガ信号として出力可能である。
【００１５】
上記トリガ信号は時計装置４２に入力されており、この時計装置４２からサージ電流（すなわち地絡事故や短絡事故等）の発生時刻データを演算処理部４３に送信するように構成されている。なお、演算処理部４３には、センサ部４１からの電圧波形データ及び電流波形データが入力されている。
【００１６】
演算処理部４３は、入力された波形データが一過性のノイズではなく所定時間継続していることを確認し、かつ、電圧、電流の大きさ、含有高調波、零相成分等を解析して地絡事故、短絡事故等の発生及び事故種別を判定する。そして、事故発生と判定した場合には、少なくとも事故種別及び時刻データをデータ伝送部４４に送信する。なお、演算処理部４３は、事故種別及び時刻データと共に波形データそのものをデータ伝送部４４に送っても良い。
ここで、演算処理部４３からデータ伝送部４４に送信されるデータを総称して事故データというものとする。
データ伝送部４４は、この事故データを光ファイバーケーブル２３を介して親局１１に伝送する。
【００１７】
前記時計装置４２は、各事故点検出装置４０から親局１１へ事故データが伝送される時間差により事故点を特定するため、内蔵したＧＰＳ受信機により計時時刻を一致させている。
【００１８】
いま、図３に示すように、例えば配電線２２上の事故点検出装置４０Ａと事故点検出装置４０Ｂとの間の地点Ｆで地絡事故が発生した場合、サージ電流は事故点Ｆから両検出装置４０Ａ，４０Ｂに向けて伝播する。
検出装置４０Ａ，４０Ｂ間の距離Ｌは既知であり、また、ケーブルの種類等により配電線２２におけるサージ（事故現象）伝播速度ｖも既知である。これらの値は、親局１１に予め設定入力されている。なお、各検出装置４０Ａ，４０Ｂは、親局側及び非親局側の双方向から伝播されるサージ電流を検出可能となっている。
【００１９】
図３に示す如く、事故点検出装置４０Ａが時刻ｔ１、事故点検出装置４０Ｂが時刻ｔ２でサージ電流を検知したとすれば、事故点検出装置４０Ａから事故点Ｆまでの距離Ｌ１は、数式１によって表すことができる。
［数１］
Ｌ１＝［Ｌ−ｖ（ｔ２−ｔ１）］／２
【００２０】
すなわち、事故点Ｆの両側の事故点検出装置４０から親局１１に送られた事故データに含まれる事故発生時刻データの時間差と既知のＬ，ｖを用いることにより、事故点Ｆを特定することが可能である。
なお、地絡事故や短絡事故等、検出するべき事故以外の原因により事故点検出装置４０に侵入するサージ電流に対しては、その減衰時間や隣接する事故点検出装置４０への伝送時間差に所定の閾値を設ける等の方法により、事故データを親局１１に伝送しないように構成することもできる。
【００２１】
更に、本実施形態に係る事故点標定システムでは、配電線網に配置された各事故点検出装置４０の相対的な位置関係、地番、配電線網情報等を予め設定入力しておき、親局１１に対する複数の事故点検出装置４０の相対的な位置関係を配電線網情報と対応させながら事故点をマッピング表示する表示部を親局１１側に備えており、親局１１がＣＰＵにより演算処理して特定した事故点を地図上に表示するようになっている。これにより、配電線網内の事故点を視覚的に表示可能であり、巡視員が事故現場に駆けつけて停電復旧処置を迅速に行えるようにしている。
【００２２】
また、親局と他の営業所内の監視局とをＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークにより結び、事故点の近傍の営業所からいち早く事故点に駆けつけて処置を施すようにすることが望ましい。
なお、事故点検出装置４０におけるセンサ部４１としては、地絡事故や短絡事故、断線事故等を検出するばかりでなく、空心コイルや増幅器、積分器等を備えて雷撃によるサージを検出するなど、各種事故種別に対応させることも可能である。更に、事故時に発生する電界や磁界等の物理量の変化を捉えるセンサを配電線に非接触で配設し、これらのセンサによる検出データに基づいて事故種別を判定するシステムを構築しても良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、従来のように事故区間を切り離して課電式事故探査により事故点を特定する等の煩わしさも無く、特に複雑に張り巡らされた配電線上に地絡事故や短絡事故等が発生した際に、事故点を容易に探索し、巡視員がいち早く駆けつけて停電復旧処置を迅速に行うことが可能である。
そして、復旧処置に際しても、停電時間や停電区間を最小限にして需要家への不便を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る事故点標定システムが適用される配電線網の構成図である。
【図２】図１における事故点検出装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態における事故点検出原理の説明図である。
【符号の説明】
１０ 変電所
１１ 親局
１２ 変電所遮断器
２１，２２ 配電線
２３ 光ファイバーケーブル
３１ 幹線開閉器
３２ 連系開閉器
４０，４０Ａ，４０Ｂ 事故点検出装置（子局）
４１ センサ部
４２ 時計装置
４３ 演算処理部
４４ データ伝送部
【発明の属する技術分野】
本発明は、送配電設備等の電力設備に地絡事故、短絡事故、断線事故等が発生した際に、事故点を正確に特定して停電復旧処置を迅速に行うための事故点標定システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、変電所から遮断器を介して接続された配電線は、時限式自動区分開閉器により複数区間に区分されている。この配電線上に事故が発生すると、まず変電所の保護リレーにより変電所遮断器が開放し、配電線に設けられた時限式自動区分開閉器が無電圧開放する。次に、第一の所定時間が経過した後に変電所遮断器を再投入すると、時限式自動区分開閉器は、第二の所定時間を経過した後に電源側から順次、時限投入され、これによって再送電が行われる。
【０００３】
このとき、事故区間に課電されると事故が再現されるため、変電所遮断器が再び開放する。こうして変電所遮断器の再投入から再開放までの時間を計測することにより、事故区間の判定を可能にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の事故区間検出方法は、あくまで事故区間でしか事故を限定することができない。このため、事故区間内の事故点を特定するためには、判明した事故区間を切り離し、別途電源装置や測定機器等を持ち込んで課電式事故探査により事故点を見つけ出さなければならず、これらの作業に多くの時間や労力を必要としていた。
また、事故区間を判定する過程で変電所遮断器を再開放するため停電時間が長くなり、更に健全区間にも再停電の影響が及ぶため、需要家に対して多大な不便を強いる結果となっていた。
【０００５】
そこで本発明は、複雑に張り巡らされた配電線網に事故が発生した際に、事故種別を含めて事故点を容易に特定し、その後の停電復旧処置を迅速に行なえるようにした事故点標定システムを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、親局と、配電線網に配置された複数の子局としての事故点検出装置とが伝送路を介して接続され、前記事故点検出装置側で収集したデータを用いて前記親局が配電線網内の事故点を特定する事故点標定システムにおいて、
前記事故点検出装置は、
変電所遮断器の負荷側に接続された配電線網の幹線及び枝状分岐線を構成する配電線の末端に設置され、かつ、
配電線上の事故発生による物理量の変化を検出する光電流センサを備えたセンサ部と、
前記光電流センサから出力されるトリガ信号により事故発生時刻を計測する時計装置と、
前記センサ部による検出データが所定時間継続していることを確認し、かつ、前記検出データを演算処理して、検出するべき事故種別を判定すると共に、この事故種別及び前記事故発生時刻を含む事故データを生成する演算処理部と、
前記事故データを光ファイバーケーブルを介して前記親局に伝送するデータ伝送部と、を備え、
検出するべき事故以外の原因により侵入するサージ電流に対しては、サージ電流の減衰時間または隣接する事故点検出装置への伝送時間差に閾値を設けて事故データを親局に伝送しないように構成し、
前記親局は、
前記変電所遮断器が設けられた変電所に設けられ、
かつ、前記親局に対する複数の事故点検出装置の相対的な位置関係を配電線網情報と対応させながら事故点をマッピング表示する表示部を備え、
前記変電所遮断器の負荷側に接続された配電線網の２つの事故点検出装置が計測した事故発生時刻の時間差と、これら２つの事故点検出装置間の距離と、事故現象が配電線を介して事故点検出装置に伝播される伝播速度と、を用いて、
事故点を特定するものである。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の事故点標定システムにおいて、
前記演算処理部は、前記センサ部から送られる電気量（電圧、電流）の波形データを用いて事故種別を判定するものである。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の事故点標定システムにおいて、
前記親局と事故点の近傍に存在する監視局とをネットワークにより結び、事故発生時にこの監視局から事故点の巡視に出向くことを可能にするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は、変電所遮断器の負荷側に接続された幹線及び枝状分岐線からなる配電線網に、本実施形態に係る事故点標定システムを適用した場合の構成図を示している。
【００１２】
図１において、変電所１０の所内には変電所遮断器１２及び親局１１が設けられている。ここで、親局１１は、後述する子局としての事故点検出装置４０から送られてくる事故データを受信して配電線上の事故点を標定する機能を有するものである。
遮断器１２の負荷側には、幹線及び枝状分岐線を構成する配電線２１，２２が接続されており、これらの配電線上には幹線開閉器３１及び連系開閉器３２が設けられている。
【００１３】
また、配電線２１の末端、及び枝状分岐線を構成する配電線２２の末端には、事故点検出装置４０が設置されている。事故点検出装置４０の設置場所は図示例に何ら限定されるものではなく、コストや演算処理容量等を考慮して配電線上の分岐箇所やすべての幹線開閉器３１等、任意の場所に設置することができる。
これらすべての事故点検出装置４０と前記親局１１とは、伝送路としての光ファイバーケーブル２３により結ばれており、事故点検出装置４０からの事故データを光信号として伝送可能になっている。
【００１４】
図２は、事故点検出装置４０の構成を示すブロック図である。
この事故点検出装置４０は、配電線２１，２１の電圧、電流波形を検出する計器用変圧器、分圧コンデンサ、鉄心分割形変流器等からなるセンサ部４１を備えている。また、センサ部４１は、地絡事故や短絡事故等に起因するサージ電流を取り込み、例えば、ギャップを有する環状フェライト鉄心及びファラデー効果素子からなる光電流センサを備えると共に、この光電流センサによって、所定の閾値を超える電流が発生したときに事故と判定してＬＥＤを発光させ、この光信号をトリガ信号として出力可能である。
【００１５】
上記トリガ信号は時計装置４２に入力されており、この時計装置４２からサージ電流（すなわち地絡事故や短絡事故等）の発生時刻データを演算処理部４３に送信するように構成されている。なお、演算処理部４３には、センサ部４１からの電圧波形データ及び電流波形データが入力されている。
【００１６】
演算処理部４３は、入力された波形データが一過性のノイズではなく所定時間継続していることを確認し、かつ、電圧、電流の大きさ、含有高調波、零相成分等を解析して地絡事故、短絡事故等の発生及び事故種別を判定する。そして、事故発生と判定した場合には、少なくとも事故種別及び時刻データをデータ伝送部４４に送信する。なお、演算処理部４３は、事故種別及び時刻データと共に波形データそのものをデータ伝送部４４に送っても良い。
ここで、演算処理部４３からデータ伝送部４４に送信されるデータを総称して事故データというものとする。
データ伝送部４４は、この事故データを光ファイバーケーブル２３を介して親局１１に伝送する。
【００１７】
前記時計装置４２は、各事故点検出装置４０から親局１１へ事故データが伝送される時間差により事故点を特定するため、内蔵したＧＰＳ受信機により計時時刻を一致させている。
【００１８】
いま、図３に示すように、例えば配電線２２上の事故点検出装置４０Ａと事故点検出装置４０Ｂとの間の地点Ｆで地絡事故が発生した場合、サージ電流は事故点Ｆから両検出装置４０Ａ，４０Ｂに向けて伝播する。
検出装置４０Ａ，４０Ｂ間の距離Ｌは既知であり、また、ケーブルの種類等により配電線２２におけるサージ（事故現象）伝播速度ｖも既知である。これらの値は、親局１１に予め設定入力されている。なお、各検出装置４０Ａ，４０Ｂは、親局側及び非親局側の双方向から伝播されるサージ電流を検出可能となっている。
【００１９】
図３に示す如く、事故点検出装置４０Ａが時刻ｔ１、事故点検出装置４０Ｂが時刻ｔ２でサージ電流を検知したとすれば、事故点検出装置４０Ａから事故点Ｆまでの距離Ｌ１は、数式１によって表すことができる。
［数１］
Ｌ１＝［Ｌ−ｖ（ｔ２−ｔ１）］／２
【００２０】
すなわち、事故点Ｆの両側の事故点検出装置４０から親局１１に送られた事故データに含まれる事故発生時刻データの時間差と既知のＬ，ｖを用いることにより、事故点Ｆを特定することが可能である。
なお、地絡事故や短絡事故等、検出するべき事故以外の原因により事故点検出装置４０に侵入するサージ電流に対しては、その減衰時間や隣接する事故点検出装置４０への伝送時間差に所定の閾値を設ける等の方法により、事故データを親局１１に伝送しないように構成することもできる。
【００２１】
更に、本実施形態に係る事故点標定システムでは、配電線網に配置された各事故点検出装置４０の相対的な位置関係、地番、配電線網情報等を予め設定入力しておき、親局１１に対する複数の事故点検出装置４０の相対的な位置関係を配電線網情報と対応させながら事故点をマッピング表示する表示部を親局１１側に備えており、親局１１がＣＰＵにより演算処理して特定した事故点を地図上に表示するようになっている。これにより、配電線網内の事故点を視覚的に表示可能であり、巡視員が事故現場に駆けつけて停電復旧処置を迅速に行えるようにしている。
【００２２】
また、親局と他の営業所内の監視局とをＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークにより結び、事故点の近傍の営業所からいち早く事故点に駆けつけて処置を施すようにすることが望ましい。
なお、事故点検出装置４０におけるセンサ部４１としては、地絡事故や短絡事故、断線事故等を検出するばかりでなく、空心コイルや増幅器、積分器等を備えて雷撃によるサージを検出するなど、各種事故種別に対応させることも可能である。更に、事故時に発生する電界や磁界等の物理量の変化を捉えるセンサを配電線に非接触で配設し、これらのセンサによる検出データに基づいて事故種別を判定するシステムを構築しても良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、従来のように事故区間を切り離して課電式事故探査により事故点を特定する等の煩わしさも無く、特に複雑に張り巡らされた配電線上に地絡事故や短絡事故等が発生した際に、事故点を容易に探索し、巡視員がいち早く駆けつけて停電復旧処置を迅速に行うことが可能である。
そして、復旧処置に際しても、停電時間や停電区間を最小限にして需要家への不便を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る事故点標定システムが適用される配電線網の構成図である。
【図２】図１における事故点検出装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態における事故点検出原理の説明図である。
【符号の説明】
１０ 変電所
１１ 親局
１２ 変電所遮断器
２１，２２ 配電線
２３ 光ファイバーケーブル
３１ 幹線開閉器
３２ 連系開閉器
４０，４０Ａ，４０Ｂ 事故点検出装置（子局）
４１ センサ部
４２ 時計装置
４３ 演算処理部
４４ データ伝送部
Claims (3)
- 親局と、配電線網に配置された複数の子局としての事故点検出装置とが伝送路を介して接続され、前記事故点検出装置側で収集したデータを用いて前記親局が配電線網内の事故点を特定する事故点標定システムにおいて、
前記事故点検出装置は、
変電所遮断器の負荷側に接続された配電線網の幹線及び枝状分岐線を構成する配電線の末端に設置され、かつ、
配電線上の事故発生による物理量の変化を検出する光電流センサを備えたセンサ部と、
前記光電流センサから出力されるトリガ信号により事故発生時刻を計測する時計装置と、
前記センサ部による検出データが所定時間継続していることを確認し、かつ、前記検出データを演算処理して、検出するべき事故種別を判定すると共に、この事故種別及び前記事故発生時刻を含む事故データを生成する演算処理部と、
この事故種別及び前記事故発生時刻を含む事故データを生成する演算処理部と、
前記事故データを光ファイバーケーブルを介して前記親局に伝送するデータ伝送部と、を備え、
検出するべき事故以外の原因により侵入するサージ電流に対しては、サージ電流の減衰時間または隣接する事故点検出装置への伝送時間差に閾値を設けて事故データを親局に伝送しないように構成し、
前記親局は、
前記変電所遮断器が設けられた変電所に設けられ、
かつ、前記親局に対する複数の事故点検出装置の相対的な位置関係を配電線網情報と対応させながら事故点をマッピング表示する表示部を備え、
前記変電所遮断器の負荷側に接続された配電線網の２つの事故点検出装置が計測した事故発生時刻の時間差と、これら２つの事故点検出装置間の距離と、事故現象が配電線を介して事故点検出装置に伝播される伝播速度と、を用いて、
事故点を特定することを特徴とする事故点標定システム。 - 請求項１記載の事故点標定システムにおいて、
前記演算処理部は、
前記センサ部から送られる電気量の波形データを用いて事故種別を判定することを特徴とする事故点標定システム。 - 請求項１または２記載の事故点標定システムにおいて、
前記親局と事故点の近傍に存在する監視局とをネットワークにより結んだことを特徴とする事故点標定システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002031886A JP4104341B2 (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | 事故点標定システム |
Applications Claiming Priority (1)
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