JPH01321816A - 配電系統の故障区間検出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野Ｊ この発明は、例えば電圧が２２ＫＶ、６．６ＫＶ等、一
般にａｉｉｉＥ系とＨわれている電力配電系統におけて
故障区間が回折であるかを判定する配電系統の故障区間
検出方式に関する。

〔従来の技術Ｊ 従来の配電系統は、例えば昭和５５年１２月に発行され
たｔ気共同研究第３６巻第５号に示されておシ、その概
念図を第３図に示す。この第３図において、α〕は母線
、（３）はｌ！ｉｌ！電線、（２）は配電線（３）への
給電を（Ｊ　Ｎ　−ＯＦ’Ｆするしゃ断器、（４−１）
　（４−２）（４−３）・・・（４−Ｄ）は配電線（３
）の所定区間毎に設けられた開閉器で、各開閉器間の所
謂区間（Ｌｌ、ｌ　（Ｌ２）　（Ｌ３）・・・（都）に
は需要家等の負荷（図示せず）が接続されており、また
場合によっては他のしゃ断器を介して他の母線（図示せ
ず）に接続されている区間もある。（Ｉｉ″）は短絡、
地絡事故等の故障点であシ、この第３図では開閉器（４
−２）　（４−３）間の区間（Ｌ２）で発生している場
合を例示しである。（２１）は前記し中断器（２）から
区分開閉器（ＳＷｌ）（８Ｗｚ）・・（ＳＷ！ｌＩ）　
＠０配電線（３）Ｏ線電流、零相電圧、零相電流から前
記故障を検出し、しゃ断器（２）をＯＦＦする保護リレ
ー、（２２）は再閉路装置で、前記保護リレー（２１）
が前記しゃ断器（２）をＯＢ’Ｆ　ｊ、た後、所定時間
（通常１分）経過すれば前記し中断器（２）を再投入す
る（一般的に再閉路と言われておシ、以下再閉路と記す
）ものである。再閉路は一時的故障、例えば風による樹
木の配電線への接触や蛇等による相関短絡、であるか否
かを確認するために行なわれるものであシ、再閉路の結
果、再度しゃ断器（２）がＯＦ］′にならなければその
まま給電が継続され、再度しゃ断器＜２）がＯＦＦにな
れば継続的故障であるので、その故障を解消するまでし
ゃ断器（２）は投入されない。

第４因はしゃ断器（２）及び開閉器（４−１）　（４−
２）・・・（４−ｒθの投入タイミング、時間的間隔を
示す図であシ、同図において、（ｔ　ｌ）はしゃ断器（
２）のＯＮ’Ｆ時点、（ｔｚ）は再閉路に際してのし中
断器偉）の再投入時点、（ｔｓ）は開閉器（４−１）の
再投入時点、（ｔ４）は開閉器（４−２）の再投入時点
、（ｔｉ）は開閉器（４−３）　（Ｄ再投入時点、（ｔ
り）は開閉器（４１）の再投入時点、（Ｔ１）はし中断
器（２）が時点（ｔｌ）で０ＷＦＩ、た後、時点（ｔｌ
）で再投入されるまでの時間で、日本では通常１分であ
る。（Ｔ２）は前記時点（ｔｌ）でのしゃ断器（２）の
再投入から時点（ｔｓ）での開閉器（４−１）の再投入
までの時間、（Ｔ３）は前記時点（ｔｓ）での開閉器（
４−１）の再投入から時点（ｔ４）での開閉器（４−２
）の再投入までの時間、（Ｔ４）は前記時点（ｔ４）で
の開閉器（４−２）の再投入から時点（ｔｓ）での開閉
器（４−３）の再投入までの時間、（Ｔりは時点（ｔａ
ｌｌ−１）　（図示せず）での開閉器（４−１１１−１
）　（図示せず）の再投入から時点（１，）での開閉器
（４−ｎ）の再投入までの時間である。なお、前記各開
閉器の再投入の時間的間隔（Ｔ２）　（Ｔ３）　（Ｔ４
）　−（Ｔり）は日本では通常７〜９秒である。

次に、前述の再閉路のシーケンスを第３図及び第４図に
よって詳述する。

しゃ断器（２）は配電線（３）において、例えば（Ｆ）
点において、故障が発生すればＯ１ｉ’Ｆｌ、、このし
中断器（２）のｏｒｒ動作により配電線（２）が無電圧
となシ各開閉器（４−１）（４−２）（４−３）−（４
−ｎ）は総てＯＦ］ｉ”となる。

前記しゃ断器Ｃ）のｏｒｒが時点（ｔｌ）で生じたとす
れば、その時点（ｔｌ）から時間（Ｔｌ）（約１分）後
に時点（ｔｌ）で自動的に前記しゃ断器（２）は再投入
される。

引続き、このしゃ断器（：２）の自動再投入時点（ｔｌ
）から時間（Ｔｚ）（約８秒）後に時点（ｔｓ）で開閉
器（４−１）が自動的に再投入される。この時点では開
閉器（４−２）はｏｒｒであシ且つ故障点は５）点、つ
まシしゃ断器（２）側から見て前記ＯＦＦの開閉器（４
−２）の後方、であるのでし中断器（２）はＯｊｉ’Ｆ
　Ｌない。次いで、前記開閉器（４−１）の再投入時点
（ｔｓ）から時間（Ｔ３）（約８秒）後に時点（ｔ４）
で自動的に開閉器（４−２）が再投入される。開閉器（
４−２）が時点（ｔ４）で再投入されると、故障点（Ｆ
）は開閉器（４−２）　（４−３）間（区間Ｌｚ）であ
るので、該時点（ｔ４）で該故障がまた継続しておれば
しゃ断器＜２）は再度ｏｒｒとなる。

この時開閉器（４−２）は投入後直ぐ配電線（３）が無
電圧となることを利用して、その後回閉器（４−２）に
電圧が印加されても投入しないように投入ｐツク機能を
備えている。続いて、しゃ断器（３）が一定時間後ＯＮ
になると、前記シーケンスに従って開閉器（４−１）が
投入されるが、開閉器（４−２）は投入されずＬ２　、
Ｌ　ｚ〜Ｌりの区間は停電となる。前記故障が一時的事
故であシ、前記開閉器（４−２）の再投入時（ｔ４）に
回復しておれば前記し中断器（２）は再度ＯＦＦとはな
らず、前記再投入後、継続して母線（１）から区間（Ｌ
ゎ）まで給電が続行される。

〔発明が解決しようとする課題」 前述のように、従来の方式では、故障の発生によン配［
線のしゃ断器がＯＦＦ　ｌ、た場合、所定時間（Ｔｌ）
（約１分）後に前記ＯＥ’Ｆとなったしゃ断器（２）が
再投入され、この再投入後に、前記し中断器の）に近い
方から順に開閉器が（４−１）　−（４−２）−・・・
（４−Ｄ）と所定時間間隔（Ｔｚ）　（Ｔｓ）・・・（
−）（各約８秒）毎に再投入され、この再投入によって
前記しゃ断ｎ２）が再度Ｏｊ’Ｆとなったときの開閉器
とこの開閉器の次の開閉器との間の区間に故障があると
判断していたので、次のような課題が生じる。

（１）ｍ続的故障の場合、しゃ断器（２）の再投入にょ
夛、故障発生区間（第３図ではＬｘ）におけるしゃ断器
（２）側の開閉器（第３図では（４−２）　）の再投入
によって前記しゃ断器（２）が再度ＯＦＦ’となるため
、該故障発生区間よシしゃ断器（２）側の健全な区間（
第３図ではＬｌ）も停電となる。つｔｂ、故障発生区間
を検出するために故障区間よシ手前の健全区間まで停電
となってしまう。特に故障がしゃ断器■）から最も離れ
た区間（第３図ではＬゎ）で発生した場合には、該故障
発生区間を検出するために載量も離れた区間よシ手前の
（２）　故障発生区間を検出するＫは、しゃ断器の）Ｏ
ＦＦから該しゃ断器（２）の再投入までの時間（Ｔｘ）
（約１分）と、該しゃ断器伐）の再投入から故障発生区
間におけるしゃ断器（２）側の開閉器（第３図では５Ｗ
２）を再投入するまでの時間（第３図ではＴ２＋Ｔ３１
　　（約８秒＋約８秒））との合計時間（第３図ではＴ
ｌ　＋Ｔｚ　＋Ｔｘ　＋　（約１分１６秒〕。

最大Ｔｌ　＋Ｔｚ＋・・・Ｔゎ）を要し、故障発生区間
を検出するのに長時間を要す。

（３）風等による配電線への樹木の接触、蛇等による相
関短絡等の一時的故障の場合は、故障時間から短時間で
あるため目ｕ述再閉路動作では故障区間の検出が出来な
い。

（４）　　前述のように、しゃ断器（２）及び区分開閉
器を再度投入しなければ故障発生区間を検出できないの
で、該再投入により故障区間が再課電されるため、故障
内容が配電線の断線等の場合、需要家、その他に訃いて
故障部分に接触し、人身事故が発生する可能性があった
。

この発明は前述のような従来の課題に鑑みてなされたも
のであシ、しゃ断器及び区分開閉器の一連の自動的順次
再投入に依存することなく、短時間に故障発生区間を検
出できるようにすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段］ この発明に係る配電系統の故障区間検出方式は、親局か
らの指令に基づいて開閉器を監視・制御する子局に故障
検出器を設は 開閉器の電源側負荷側の配電系統の故障を検出し、その
検出結果を前記子局に設けた記憶回路によって記憶し、
親局・子局の信号伝送を行う通信線に前記記憶回路の出
力によって所定のインピーダンスを並列接続するととも
に、通信線に接続された複数子局のインピーダンスを計
測する事故区間検出器を設け、接続されたインピーダン
スを算出する事によって故障発生区間を検出できるよう
にしたものである。

〔作用１ この発明における配電系統の故障区間検出方式は、前記
手段によって故障区間を検出できるようにしたことによ
り、しゃ断器及び開閉器の一連の自動的順次再投入に依
存することなく故障発生区間が検出され、故障発生区間
の検出に要する時間を短くする。

［発明の実施例） 以下、この発明の一突施例を図について説明する。第１
図及び第２図において、（１）は配電用変電所の母線、
Ｃ２）は配電線への給電を０Ｎ−ＯＦＦするしゃ断器、
（３）はしゃ断器（２）によって給電される配電線、（
４−１）〜（４−ｎ）は配電線（３）の所定区間毎に設
けられた開閉器、（５−１ａ）〜（５−ｎａ）は開閉器
（４−１）〜（４−！ｌ）の電源側よシ子局に電源を供
給する電源側制御用トランス、（５−１ｂ）〜（５−コ
ｂ）は開閉器（４−１）〜（４−ｎ）の負荷側よシミ源
を供給する負荷側制御用トランス、（６−１）〜（６−
ｎ）は親局からの指令により開閉器（４−１）〜（４−
ｎ）を監視・制御する子局、（７−１）〜（７−ｎ）は
開閉器（４−１）〜（４−！ｌ）の監視・制御を行う部
分に相当する子局（６−１）〜（６−１１１）内の開閉
器制御回路、（７−１ａ）は開閉器制御回路（７−１）
内の制御回路、（７−１ｂ）は同じく開閉器制御回路（
７−１）内の復調器、（７−１ｃ）は同じく変調器、（
７−１ａ）は同じく送信リレー、（７−１ｅ）は同じく
送信リレー（７−１ｄ）の出力接点、（８−１ａ）　〜
（８−Ｄ　ａ　）は通信線に上シ信号を注入する子局（
６−１）〜（６−Ｄ）内の上シ信号用しピータＦランス
、（８−１ｂ）〜（８−ｎ　ｂ　）は通信線よＶ時信号
を抽出する子局（６−１）〜（６−！ＩＩ）内の下夛信
号用レピータトランス、（９）は親局及び子局（６−１
）〜（６−ｎ）間の信号伝送を行う通信線、（９−１）
は通信線（９）のなかの上シ信号用通信線、（９−２）
は同じく下シ信号用通信線、（１０）は通信線（９）及
び子局（６−１）〜（６−！１１）を介して開閉器（４
−１）〜（４−ｎ）の遠隔監視・制御を行う親局、（１
１−１）〜（１１−Ｄ）は配電線（３）上に各開閉器（
４−１）〜（４−１１１）の電源側に設けた電圧・電流
検出器、（１１−１ａ）は電圧・電流検出１゛器（１１
−１）内の電流検出器、（１１−１ｂ）は同じく零相電
圧検出器、（１１−１ｃ）は同じく零相電流検出器、（
１２−１）〜（１２−！ＩＩ）は電圧・電流検出器（１
１−１）〜（１１−Ｄ）の検出結果よシ故障の有無を検
出する故障検出器、（１２−１ａ）は故障検出器（１２
−１）内の過電流検出器、（１２−１ｂ）は同じく地絡
方向検出器、（１２−１ｃ）は同じ（ＯＲ論理回路、（
ｉ２−１ｄ）は同じく故障検出出力リレー（フツチリレ
ー）、（１２−１ｅ）は故障検出出力リレー（１２−１
ｄ）の出力接点、（１３−１）〜（１３−り）は抵抗及
び故障検出出力りＶ−出力接点（１２−１ｄ）から或る
子局（６−１）〜（６−コ）内の故障検出送信回路、（
１３−１ａ）は故障検出送信回路（１３−１）内のイン
ピーダンス、（１４）は通信線（９）のインピーダンス
を測定する事によって故障発生時に通信ｍ（９）に並列
接続されたインピーダンスを算出し、故障発生区間を検
出する故障区間検出器、（１４−１）は故障区間検出器
（１４）内の信号発生器、（ｉ４−２）は同じく抵抗、
（１４−３）は同じく電圧計、（１４−４）は同じく電
流計、（２０）は故障発生地点である。

第１図は第２図における各子局（６−１）〜（６−Ω）
及び各電圧電流検出器（１１−１）〜（１１−Ｄ）のう
ちの子局（６−１）及び電圧電流検出器（１１−１）を
詳しく表したものであり、第２図における他の子局（６
−２）〜（６−Ｔ３）及び電圧電流検出器（１１−２）
〜（１１−！ｌ）も同じように構成されている。

次に動作について説明する。通信線搬送による開閉器遠
隔監視制御システムでは、第２図において、親局（ｌＯ
）と子局（６−１）〜（６−ｒ３）の間の信号伝送を通
信線（９）の上）信号用通信線（９−１）及び下）信号
用通信線（９−２）を介して行っている。まず、この信
号伝送の動作を親局（１０）　、子局（６−１）間に限
定して説明する。第１図において、子局（６−１）は配
ＩＥ線（３）から電源側制御用トフンス（５−１ａ）又
は負荷側制御用トフンス（５−１ｂ）を介して開閉器制
御回路（７−１）で使用する電源を抽出する。親局（１
０）から下多信号用通信線（９−２）を介して送られて
きた下）信号は、下シ信号用すビータトフンス（８−１
ｂ）によって適当な電圧に変圧されてから開閉器制御回
路（７−１）内の復調器（７−１ｂ）によって復調され
制御回路（７−１ａ）に′１１又は′０１のディジタル
信号として入力される。制御回路（７−１ａ）は下多信
号の情報に基づいて開閉器（４−１）の監視制御を行い
、又、その情報をディジタル信号にて変調器（７−１ｃ
）に出力すると同時に送信リレー（７−１ａ）を動作さ
せて送信りＶ−出力接点（７−１ｅ）を投入することに
より、上多信号の送信を行う。変調器（７−１ｃ）に入
力されたグイシタｙ信号は、変調された後、上多信号用
レピータトランス（８−１ａ）によって適当な電圧に変
圧されてから上９信号用通信線（９−２）に注入され、
親局（１０）へと伝送される。第２図における他の子局
（６−２）〜（６−り）についても王妃と同様の動作に
よって親局（ｌＯ）との信号伝送を行っている。

以上の動作は、従来から行われている一般的な開閉器遠
隔制御システムの動作と同様である。

本発明実施例では、第１図において、故障発生地点（２
０）にて故障が発生した場合、電圧・電流検出！　（１
１−１）内の電流検出器（１１−１ａ）、零相電圧検出
器（１１−１ｂ）又は零相電流検出器（１１−１ｃ）を
介して過電流検出器（１２−１の又は地絡方向検出器（
１２−１ｂ）が開閉器（４−１）よシ負荷側（または電
源側）に故障が発生したことｔ−感知する。故障を感知
した過電流検出器（１２−１ａ）又は地絡方向検出器（
１２−１ｂ）はＯＲ論理回路（１２１ｃ）に信号を出力
する。ＯＲ論理回路（１２−１ｃ）は過電流検出器（１
２−１ａ）又は地絡方向検出器（１２−１ｂ）から信号
が入力された場合、故障検出出力リレー（１２−１ｄ）
に対して信号を出力して動作させる。

故障検出出力リレー（１２−１ｃｉ）が動作すると故障
検出出力リレー出力接点（１２−１ｅ）が投入され、故
障検出送信回路（１３−１）内のインピーダンス（１３
−１ａ）が上シ信号用しビータートフン−’＝　（８−
１ａ）に対して変調器（７−１ｏ）と並列に接続される
。故障検出出力リレー（１２−１ｄ）はフツチ式リレー
で故障の発生を記憶する記憶回路としての機能も果たし
、タイマーや親局（１０）からの遠隔制御等でリセット
できるような構成とすれば、何度でも故障検出を行うこ
とができるＯ 又、本発８Ａ実施例では配電線（３）上のある地点で故
障が発生した場合、故障発生地点よシも電源偶（または
負荷側）の子局について 上記と同様の動作によってインピーダンスが上シ信号用
しビータートフンス（ｌ／’ｔ　２　図（８−１ａ）〜
（８−ｎａ）　）に接続され、故障発生時に接続された
インピーダンスを故障区間検出器（１４）が計測するこ
とによって故障発生区間が検出される。故障区間検出器
（１４）は、信号発生器（１４−１）及び抵抗（１４−
２）によって一定の信号を上シ信号用通信線に注入し、
その信号の電圧及び電流の計測を電圧計（１４−３）及
び電流針（１４−４）によって常に行っている。計測さ
れた電圧値、電流値から並列接続されたインピーダンス
を算出することにより故障発生地点よシミ源側（または
負荷側）にある子局の数が算出され、故障発生区間が検
出される。

なお、上記実施例では故障検出出力リレー（１２−１ｄ
）にフッチリＶ−を用いたが、普通の補助リレーを用い
、事故発生後、しゃ断器（２）がトリップするまでの間
に故障区間の判定を行ってもよい。

また、上記実施例では故障発生時に開閉器制御回路（７
−１）〜（７−ｎ）と上シ信号用レピータ−トランス（
８−１ａ）〜（８−ｏａ）の間にインピーダンスを接続
したが、上シ信号用しビータートフンス（８−１ａ）〜
（８−！１ｌａ）と上シ信号用通信線（９−１）の間に
インピーダンスを接続してもよい。

また、上記実施例では故障発生時に上シ信号用通信線（
９−１）にインピーダンスを接続したが、下シ信号用通
信線（９−２）にインピーダンスを接続してもよい。

また、上記実施例では、故障の検出に過電流検出器（１
２−１ａ）と地絡方向検出器（１２−１ｂ）を用いたが
、他の検出器を用いてもよい。

また、上記実施例では故障区間検出器（１４ンで一定の
信号を発生させ、電圧、電流を計測してインピーダンス
の計測を行ったが、信号の周波数を可変させて共振周波
数を計測するなどの他の方法によってインピーダンスを
計測してもよい。

また、上記実施例では第２図のような１本の配電線によ
る電力配電系統について説明したが、系統が分岐してい
る場合など他の構成の系統についても、通信線に接続す
る各子局ごとにインピーダンス値を変え、計測されたイ
ンピーダンス値から計算機を用いて計算し故障発生区間
を割シ出すなどの方法により故障区間検出を行うことが
でき、上記実施例と同様の効果を奏する。

また、上記実施例では図２のような子局（６−１）〜（
６−ｎ）に対して配電線系統と通信線系統が同じ構成と
なっている場合について説明したが、配電線系統と通信
線系統が異なる構成の場合でも、上記の計算機を用いて
故障区間を検出する方法などによ）故障区間検出を行う
ことができ、上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果」 以上のように、この発明によれば配電系統における故障
区間の検出方式を各子局が開閉器の負荷側（または電源
＠）での故障の有無を検出し、故障を検出した子局の個
数を故障区間検出器によって検出し故障発生区間を検出
する方式としたので、しゃ断器及び開閉器の一連の自動
的順次再投入に依存することなく故障発生区間が検出さ
れて故障検出に要する時間及び停電時間が短縮化され、
再閉路に伴う人身事故等の発生の可能性もなくなシ、ま
た、樹木接触等の一時的故障の場合の故障区間も検出で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による配電系統の故障区間
検出方式を親局と一子局間に限定して示した接続図、第
２図はこの発明の一実施例による配電系統の故障区間検
出方式の全体接続図、第３図は従来の配電系統の概念図
、第４図は従来の配電系統におけるしゃ断器及び開閉器
の投入動作のタイムチャートである。 図において、（３）は配電線、（４−１）〜（４−ｎ　
）は開閉器、（６−１）〜（６−コ）は子局、（９）は
通信線、（１ｏ）は親局、（１２）は故障検出器、（１
３−１ａ）はインピーダンスである。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代　理　人　　大　　岩　　　増　　雄第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 配電線路上に或る間隔毎に設置された複数個の開閉器と
   これら開閉器を親局からの指令に基づいて監視或は投入
   、開放制御する子局と前記親局、子局間を通信線搬送に
   より信号伝送を行う通信線路とを備えた開閉器遠隔監視
   制御システムにおいて、配電線における前記開閉器の電
   源側の故障か負荷側の故障かを検出する故障検出器及び
   前記故障検出器の検出結果を記憶する記憶回路及び前記
   記憶回路の出力により前記通信線路に所定のインピーダ
   ンスを並列に接続する手段を前記子局に設け、前記通信
   線路の末端から前記並列に接続された複数子局のインピ
   ーダンスを計測することによつて、電源側または負荷側
   の故障検出子局数を算出し故障区間を検出出来るように
   した事を特徴とする配電系統の故障区間検出方式。