JPH02228574A - 地絡故障点標定方法 - 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〕 本発明は、電力の供給信頼度を確保すべく、送電線に発
生した地絡故障点を送電線両端子において測定された故
障発生時の零相電流、零相電圧量により標定し、故障復
旧の迅速化を図るための故障点標定方法の改良に関する
。

〔従来の技術〕

送電線の両端の電圧量・電流量を取り込んで地絡故障を
標定する方法はいくつか存在するが、その中で入力点数
の少ない方法として、例えば「故障点標定方式」　（特
開昭５８−１６８９７６号公報）がある。この方法は、
送電線両端の零相電圧・零相電流を用いて標定する方法
である。第４図（イ）の送電系統を考えてみる。送電線
の標定対象区間内に故障が発生した場合、送電線の両端
に現れる零相電流量・零相電圧量を取り込み装置ＩＡ。

ＩＢを用いて取り込み、これをＡ／Ｄ変換した量を中実
装置に伝送するか、相手の取り込み装置に伝送する。中
実装置または取り込み装置は、集められた送電線両端の
零相電圧量・零相電流量を用い、次式（１）　、　（２
）にて故障点を標定する。

ワ。Ａ−ｘ之。Ｉ　（ＩＡ ＝９゜ｍ　　（Ｌ　　ｘ）２゜ｉ。。

＝Ｖｏ、　　　　　　　　　　　　　　町・・（１）（
Ｚｏ　：単位長当りの零相インピーダンス）この方法は
、故障点の零相電圧（ベクトル）■。。

が、Ａ端からみてもＢ端から見ても同じになる地点を解
とする方法である。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、（１）　、　（２）式はベクトル演算で
あるため、送電線両端の零相電圧量・零相電流量の取り
込みに同時性が要求される。そこで、取り込みの同時性
を必要としない方法として、次の（３）式の方法が存在
する。この方法は、等式両辺の絶対値を取ることにより
ベクトルスカラ比較の式となり、取り込みの同期を必要
とする位相成分は見なくても良いと云う利点がある。

？Ａ−ｘ２ｆ。

＝ｌＶａ　　（Ｌ　　ｘ）之１゜ ＝ｌＶｒｌ　　　　　　　　　　　　　　　　・・・・
・・（３）なお、（３）式中のＶ、Ｉは地絡故障発生相
の相電圧量・相電流量であり、■、は故障点の相電圧量
である。しかし、この方式は各相の相電圧量・相電流量
の取り込みが必要となり、大規模となる難点がある。ま
た、このような電圧量・電流量を用いるため、微地絡故
障や故障電流に対し潮流が大きいときには故障電流の検
出が充分でなく、標定結果の精度が悪くなるという問題
もある。さらに、実際の送電線には多くの分岐点があっ
て支線または分岐線が延びているが、このような分岐線
上の故障を特定するためにはいま１つの工夫が必要であ
る。

したがって、本発明の課題は送電線両端の零相電圧量・
零相電流量のみを取り込み、潮流・故障点抵抗・充電電
流の影響を受けず、さらにベクトル演算のスカラ量のみ
に着目することにより、データ取り込みの同期を不要に
すると＼もに、送電線に多くの分岐線が存在する場合で
も標定が可能な地絡故障点標定方法を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

複数の分岐点を含み標定の対象となる送電線の全ての端
の零相電圧、零相電流を取り込み、これらと既知の量で
ある零相インピーダンス、零相対地容量、送電線の線路
亘長とから、下記（イ）〜（ニ）の手順で地絡故障点の
位置を算出する。

（イ）標定対象となる送電線の任意の２端を演算の起点
とする。

（ロ）（イ）により定められた２端を基準に互いに相手
の端に至る迄の送電線各地点での零相電圧を２つの端よ
り得た零相電圧、零相電流量と予め既知として与えられ
ている零相インピーダンス。

零対地容量を用いて計算する。

（ハ）送電線両端から見た零相電圧量が互いに等しく、
かつ両端からその点に至る迄の距離の和が線路亘長と等
しくなる点を仮の故障点とする。

（ニ）（ハ）により求めた仮の故障点が送電線の分岐点
でなければこれを真の故障点とし、分岐点であればこの
分岐点とその延長上にある分岐線上の他端とを新たな２
端として、零相電圧量が互いに等しくなる真の故障点が
見つかる迄上記と同様の処理を繰り返す。

（作用） 標定の対象となる送電線の任意の２端から見た故障点で
の零相電圧量が等しくなることを利用して、送電区間の
任意の２端の零相電圧量を基準に送電線の零相インピー
ダンス、零相対地容量および各端の零相電流から区間内
各地点の零相電圧を算出し、その大きさが等しくかつ両
端からの距離の和が標定対象区間の線路亘長になる地点
を仮の故障点とみなし、仮の故障点が送電線の分岐点と
一致しなければこれを真の故障点とし、分岐点と−敗す
ればこの分岐点とその延長上にある分岐線上の他端とを
新たな２端として、零相電圧量が互いに等しくなる真の
故障点が見つかるまで上記と同様の処理を繰り返すこと
により、送電線に分岐線が存在する場合にも、非同期式
で故障点を精度良く標点できるようにする。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示すフローチャート、第２図
は本発明が適用される故障点標定システムの概要と本発
明による標定演算方法の分岐線を含まない場合の例を説
明するための説明図、第３図は分岐線を含む場合の例を
説明するための説明図、である。

こ−で、本発明を実施するには第２図（イ）の如く、送
電線１回線の標定対象区間両端に零相電圧量・零相電流
量の２量を取り込む端末装置Ｉ　Ａ。

ＩＢまたはその他この２量を検出する装置を必要とする
。取り込んだ両端の２量は、第２図（イ）に示す中実装
置２もしくは端末装置ＩＡ、ＩＢに伝送され、装置内で
標定演算される。また、第３図（イ）のように分岐点を
含む場合は、さらに分岐線上の他端についても端末装置
等が設けられる（第３図（イ）の符号ＩＣ参照）。両端
の２量の取り込みのタイミングは地絡故障が継続してい
る時刻内であれば、かならずしも両端で厳密な同期取り
は必要としない。装置内での演算は上述した通りである
が、これを式にて表すと次のようになる。

１Ｖｏａ　　ｘＺｏｆｏＡｌ ＝１！。ｓ　　（Ｌ　　ｘ）之。１０１１＝１９゜、１
　　　　　　　　　　　　　　　・・・・・・（４）（
４）式中の各記号は第２図に従うものとする。この（４
）式は基本式で、これに第２図（イ）に示す零相対地容
ｆｆｉ　ｃ　ｏに流入する零相電流分を加えると、仮に
Ａ端からｎＸ（単位長）、Ｂ端からｍＸ（単位長）での
零相電圧ＶｏＡ（ｎ）　、　　Ｖｏｓ（ｍ）は、！。ａ
（ｎ）＝Ｖ。ａ（ｎ　　１） −之ｏ（ｎ　　　１）Ｉｏａ（ｎ　　　ｌ）・・・・・
・（５） Ｉ　ｏＡ（ｎ）　　”　ｆ　ｏＡ（ｎ　−１）−ｊωＣ
ｏ　（ｎ　）　Ｖ。、（ｎ）　　　・・・・・・（６）
Ｖ　ｏｎ（ｍ）　＝　Ｖ　ｏｎ（ｍ　　ｌ　）−之ｏ（
Ｌ　　ｍ＋ｌ）ｌｏｇ（ｍ　　Ｉ）・・・・・・（７） １０Ｍ（ｍ）　＝　１６ｇ（ｍ−１） ｊωＣ（１（Ｌ　　ｍ）Ｖ。、（ｍ） ・・・・・・（８） の如く示される。ニーに、Ａ端、Ｂ端は主幹線路の両端
に限らず、送電区間の任意の２端とすることができる。

なお、 ９゜Ａ（０）　＝９゜４ １６Ａ（０）　＝　ｆ　ｏａ ９゜１（０）＝＜／。８ １、、（０）＝１゜□　　　　　　　　　・・・・・・
（９）とする。また、Ｌ＝（標定区間線路亘長）＋（単
位長）であり、ｊは虚数記号をそれぞれ示す。さらに、
Ｚｏ（ｎ）、　　Ｃｏ（ｎ　）は、Ａ端よりｎＸ（単位
長）地点での零相インピーダンス、零相対地容量を示し
、予め与えられている値とする。なお、送電線各地点で
のインピーダンス、対地容量のばらつきは単位長さ毎に
設定するご七が可能である。そして、地絡故障の発生点
は、 Ｖｏａ（ｎ）　ｌ　＝ｌ　Ｖｏｗ（ｍ）　ｌ　　　　　
・・・・・・（１０）かつ、 ｍ＋ｎ＝Ｌ　　　　　　　　　　　　　　・・・・・・
（１１）を満たす地点となる。このために、例えば第１
図の如き処理が行なわれる。

すなわち、ステップ■では変数ｍ、ｎをそれぞれ°“０
゛にし、（９）弐に示す初期値Ｖ。Ａ（０）■。Ａ（０
）、Ｖ。Ｂ（０）およびＩ。１（０）を求める（■参照
）。次いで、ＶａＡ（ｎ）とＶｏｌｌ（ｍ）とを比較し
く■参照）、値の小さい方の（）内の値（Ｖ　ｏＡ（ｎ
　）　＞　Ｖ　０８（ｍ　）のときはｍ、ＶｏＡ（ｎ）
　＜Ｖｏｗ（ｍ）のときはｎ）を増やしく■、■参照参
照値が増えた方について（５）　、　（６）弐または（
７）　、　（８）式を演算して（■、■参照）、ステッ
プ■に戻る。

なお、この間に（１１）弐が成立するか否かを判断しく
■、■参照）、成立すればＡ点よりｎＸ（単位長）、Ｂ
点よりｍＸ（単位長）の点が仮の故障点であると判定す
る（［相］参照）。以上ことを概念的に示すと、第２図
Ｃ口）の如くなる。

次に、仮の故障点が分岐点と一致しているか否かを判断
しく■参照）、一致していなければ上記の如くして求め
た仮の故障点を真の故障点として処理を終了する（＠参
照）。

一方、仮の故障点が分岐点と一致しているときは、演算
して得られた分岐点での零相電圧量■。。

および零相電流量と、分岐点より延びる分岐線の他端に
て取り込まれた零相電圧量、零相電流量を用いて上記と
同様の処理を真の故障点が見つかるまで繰り返す（■〜
■、■〜０参照）。こうして、分岐線上の故障点を見つ
けることができる。以上のことを概念的に示すと、第３
図（ロ）の如くなる。

以上で送電線が１回線の場合について説明したが、ニー
で平行２回線の場合について説明する。

つまり、第２図（イ）に示すような１回線の送電線につ
いては、（５）〜（１１）式の処理をもって標定できる
が、平行２回線の送電線については、両端の零相電圧量
およびｌ、２回線の各々両端の零相電流量を取り込むこ
とで同様の演算が成立する。

すなわち、　（５）式は、 Ｖｏａｌ（ｎ）＝Ｖ、、Ａｌ（ｎ　　１）之ｏ１（ｎ−
１）ｉｏＡｌ（ｎ−１） −之ｍ（ｎ　　　１）ｆｏａ２（ｎ　　　１）・・・・
・・（１２） と変形される。なお、Ｖｏａ＋　　Ｚｏ　、Ｌａについ
ている添え字１．２は、各々１．２回線の量であること
を意味している。また、Ｚｌｌは回線間相互インピーダ
ンスである。　（７）式も（５）式と同様に、Ｖａｓｔ
（ｍ）＝Ｖｏａｌ（ｍ　　１）−之ｏ１（Ｌ−ｍ＋１）
ｉｏｇｌ（ｍ−１）２ｍ（ｍ　　ｌ）　Ｉ　ｏｓ２　（
ｍ　　１）・・・・・・（１３） と変形され、また（６）式は、 ｆｏＡｌ（ｎ）＝ｌｏＡｌ（ｎ−１） −ｊ　ωｃａｌ（ｎ）＜’ｏＡｌ（ｎ）−ｊ　（Ｌ）　
Ｃｍ（ｎ）　Ａ　＜１０Ａ（ｎ）・・・・・・（１４） と変形される。こ−に、Δ■。Ａ（ｎ）は、Ａ端よりｎ
Ｘ（単位長）の地点での回線間の零相電圧量の差、すな
わち（１４）弐については、ＡＱｏＡ（ｎ）＝ＱｏＡｌ
（ｎ）−Ｑｏｔ＋２（ｎ）・・・・・・（１５） である。同様にして（８）弐については、次式のように
なる。

Ｉ　ｏｓ　１　（ｍ）＝　ｆ　ｏｓ　１　（ｍ　　　Ｉ
ンｊ　ωＣｏ　１　（Ｌ　　ｍ）　Ｖｏａ　１　（ｍ）
−ｊ　ωＣｍ（Ｌ−ｍ）ΔＶｏｗ（ｍ）・・・・・・（
１６） なお、ＡＶ。、、Δ■。、およびＣｍが、各々■。え。

■。６および００項に比べ小さければ、（１４）　、　
（１６）式のＣｍのかかる項を無視することができる。

また、以上は平行２回線時の１回線側についての処理を
示しており、したがって（■２）〜（１６）式を２回線
側についても１回線側と平行して行なう。また、１回線
側については（１０）　、　（１１）式の演算も行なう
。

さらに、仮の故障点が分岐点と一致した場合は、以後の
演算内容が変わるだけで、その処理は１回線運用時と同
様である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、標定区間両端の電圧・電流取り込みの
同期性を必要とせずに標定演算ができるので、同期信号
送受信回路が不要で、演算が故障点抵抗・潮流および充
電電流の影響を受けないと云うだけでなく、送電線が分
岐している場合でも適用できるので、実用性を高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すフロ４−チャート、第２
図は本発明が適用される故障点評点システムの概要と本
発明による標定演算方法の、分岐線を含まない場合の例
を説明するための説明図、第３図は第２図と同様である
が分岐線を含む場合の例を説明するための説明図、第４
図は従来の故障点標定システムの一例と零相電圧分布の
一例を説明するための説明図である。 符号説明 ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ・・・取込装置（端末装置）、２・・
・中実装置、Ｖ、Ａ、Ｖ。ａ、　　Ｖ。、・・・零相電
圧、■。Ａ（ｎ）、　　Ｖ。、（ｍ）・・・単位長当た
りの零相電圧、！　ＯＡ＋　　Ｉ　０１＋　　Ｉ　ＯＣ
”’零相電流、Ｉ　ｏ、、（ｎ）、　　Ｉ　ｏｓ（ｍ） ・・・単位長当たりの零相電流、 ・・・零相イン ピーダンス、 ・・・零相対地容量。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）複数の分岐点を含み標定の対象となる送電線の全て
   の端の零相電圧、零相電流を取り込み、これらと既知の
   量である零相インピーダンス、零相対地容量、送電線の
   線路亘長とから、下記（イ）〜（ニ）の手順で地絡故障
   点の位置を算出する地絡故障点標定方法。 （イ）標定対象となる送電線の任意の２端を演算の起点
   とする。 （ロ）（イ）により定められた２端を基準に互いに相手
   の端に至る迄の送電線各地点での零相電圧を２つの端よ
   り得た零相電圧、零相電流量と予め既知として与えられ
   ている零相インピーダンス、零相対地容量を用いて計算
   する。 （ハ）送電線両端から見た零相電圧量が互いに等しく、
   かつ両端からその点に至る迄の距離の和が線路亘長と等
   しくなる点を仮の故障点とする。 （ニ）（ハ）により求めた仮の故障点が送電線の分岐点
   でなければこれを真の故障点とし、分岐点であればこの
   分岐点とその延長上にある分岐線上の他端とを新たな２
   端として、零相電圧量が互いに等しくなる真の故障点が
   見つかる迄上記と同様の処理を繰り返す。