JPH03143232A - 配電系統故障状態検出装置 - 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〕 この発明は、例えば系統運転電圧が２２に、Ｖ、６．６
ＫＶ等、一般に配電系といわオしている電力配電系統に
おいて、配電用変電所設置のしゃ断器（以下、ＣＢと呼
ぶ）がトリップする故障状態を検出し、それを早急に営
業所の親局に報知して早急に対策をとらせ、早急な復旧
が行えるようにした配電系統故障状態検出装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

第８図に示す従来の配電系統故障状態検出装置は、例え
ば「電気工学ハンドブック、第１３１４頁（昭和４７年
６月２５日、電気学会発行）」に示された電力配電系統
に対するものが知られている。

しかしてこの電力配電系統は周知のように、配電用変電
所Ａ（以下、ＡＳ／Ｓと呼ぶ）の母線５２に接続され、
配電線５３への給電をオン、オフするしゃ断器（以下、
ＣＢと略称する）５１．前記配電線５３の所定区間毎、
例えば区間Ｌ１１Ｌ２１Ｌ　３　？・・・ｌＬｎ毎に設
けられた区分開閉器１０１゜上０２．１０１．−＝　１
０．、前記区分開閉器１０．〜］−Ｏｎ間の区間り、〜
Ｔ−，に接続される需要家等の負萄５９．，５９．．．
　　・５９．、前記区分開閉器］Ｏ１〜１０ｎを制御す
る時限順送機能等を有する制御装置５８．．５８２．−
５８．、前記Ｃ１３５１からの区分開閉器側の配電線５
３の線電流、零相電流、零相電圧により該配電線の故障
Ｆを検出し、前記Ｃ１３５］−をオフする保護リレー５
４、この保護リレー５４が前記ＣＢ５１をオフしたのち
、所定時間ぐ通常工分程度）経過すれば該ＣＢを再投入
（所ＦＩ７、再閉路）するＰ）閉路装置５５がら構成さ
れている。

この場合、前記再閉路を行う目的は次のようなものであ
る。即ち、配電線５３の故障時、例えば風による樹木の
配電線への接触にょる地絡や、蛇等による相間短絡等の
一時的故障であるか否かを確認するためのもので、再閉
路の結果、６度ＣＢ５１がオフにならな１づれば一時的
故障であるからそのまま給電が継続され、他ノブ、再度
オフになると継続的故障であるからその故障が解消され
るまで、ＣＢ　５１は投入されない。

次に動作について説明する。例えばＣＢ５１からみ″Ｃ
２番目と３番目の区分開閉器〕ｏ２と同１０３間の区間
１．２の配電線において故障が発生した場合、ＣＢ５　
］はオフされ、配電線５３は無電圧となる。

＝３− 各区分開閉器を制御する制御装置５８１〜５８゜は、故
障発生前の正常時各区分開閉器のＡＳ／Ｓ側又はＢＳ／
Ｓ側のいずれか−ｈの配電線から電源供給を受け、この
電源を用いて、該当する開閉器に投入指令出力を継続し
て送出し、これによって開閉器は開成状態を維持してい
る。したがって、配電線５３が無電圧となれば各区分開
閉器１０〜上Ｏｎとも全てオフする。

そして、ＣＢ５１のオフ後、１分経つと前記再開路装置
５５により自動的にＣＢ５１は再投入され、オンする。

次いで約１０秒後には１番目の区分開閉器１０１も制御
装置５８．の時限順送機能によって再投入される。そし
てこの時点では、２番目の区分開閉器１０．はまだオフ
であり、且つ故障点Ｆは２番目と３番目の区分開閉器１
０．と同１０３間の区間Ｌ２にあるから、即ち、故障点
ＦはＣＢ側からみて前記オフの２番目の区分開閉器ｌ○
、の前方であるので、ＣＢ５１はこの時点ではオフしな
い。

次いで前記↓番目の区分開閉器１０．の再投入−４＝ 時点から次の約１０秒後に２番目の区分開閉器上０２が
制御装置５８．の時限順送機能によって再投入されると
、故障点Ｆはこの２番目の区分開閉器１０．の直後の区
間り、にあるので、このときまだその故障が継続してお
れば、保護リレー５４がこれを検出しＣＢ５１は再度オ
フされる。

この場合、この２番目の区分開閉器１０．には、その投
入直後、前記ＣＢ５１の再度オフによって配電線５３が
無電圧となるので、そのことを利用してその後において
は、上記２番目の区分開閉器１０２に電圧が印加されて
も再投入しないように、制御装置５８２に投入ロック機
能が備えられている。したがって続いて例えは３分経過
後、ＣＢ５１が再投入（再々閉路）されても２番目の区
分開閉器１０２はオンされず、そのため区間Ｌ１には給
電されるが区間り、は停電が継続する。

次に、区間り、〜Ｌｎは最初の停電から例えば２分経過
後に該当する制御装置６０の投入機能によって、閉成さ
れるループ点開閉器５６を介して、他の配電用変電所Ｂ
Ｓ／Ｓの配電線５７から給電される。従って、故障Ｆの
発生から遅くとも約数分後に故障区間Ｌ２以外の健全区
間への給電が再開されることになる。

一方、前記故障Ｆが一時的故障であり、２番目の区分開
閉器１０２が再投入されたときに故障が消滅しておれば
、前記ＣＢ５１はこのとき再度オフとならす、前記再投
入後、２番目の区分開閉器以降の各区間Ｌ２〜ＬＩ−１
まで順次給電が再開される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の配電系統故障状態検出装置は以上のように構成さ
れているので、故障発生時に、配電線の故障区間以外の
健全区間への給電再開までに長時間（約数分）を要する
という問題点があった。

そこで各区分開閉器毎に子局を設け、故障発生と同時に
各子局で対応区間の故障状態を検出し、これらの情報を
全子局から親局に伝達し、親局で全子局からの情報を総
合して早期に故障区間を判定し、従来の様に再再閉路や
、ループ点開閉器５６の投入ａ能による遅い時点での給
電再開を待たずして、故障区間Ｌ２の両端の開閉器１０
．。

コー０３以外を一斉に親Ｊ、、５からの遠方制御により
段入し、健全区間へ給電する方法が、健全区間の停電時
間短縮に有効であると考えられる。

ところがこの方法において、親局への子局情報伝達は、
具体的には通常、親局が全子局を順次ボリングすること
によって、行なわれるため、子局の全情報（故障検出情
報及び各種電気量情報）を、故障発生後にまとめて親局
へ伝送しようとすると、情報量が多く、長ｌＩ＠間を要
し、又、子局の送受信機能を上記情報の伝達に要する時
間内は、生かしておく必要があるが、故障発生後は配電
線５３は一旦全停になるわけであるから例えば子局内蔵
のコンデンサ等による限られたバックアップ電源に頼る
必要があり、できるだけ短時間に故障区間検出のために
必要最少限の情報を、親局へ伝達する必要がある。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、故障発生後、短時間に故障検出情報が親局に
集められ、故障区間検出が速かに行われると共に、各種
電気量の報知も続いて速かに行えて、故障の復旧が速か
に行えるようにした配電系統故障状態検出装置を得るこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１の請求項に係るこの発明の配電系統故障状態検出装
置は、子局の情報を故障区間を判定するために必要最少
限の、情報量の少い故障検出情報と、健全区間への給電
再開後に必要となる、故障区間の故障部位特定に必要な
情報量の多い各種電気量情報との２穐頻に分け、親局は
子局に対し、前者を第１情報ポーリングとして故障検出
前にそのポーリングを行い、また後者を第２情報ポーリ
ンクとして故障検出後にそのポーリングを行うようにし
たものである。

また第２の請求項に係るこの発明の配電系統故障状態検
出装置は、子局への情報を第１の請求項同様に故障検出
情報と、各種電気量情報との２種類に分けると共に、親
局は故障検出前及び故障検出後しゃ断器の応動以前に前
記第１情報ポーリングを実行するーｈ、しゃ断器の応動
後は第２情報ポーリングを行うようにしたものである。

〔作用〕

第１の請求項に係る発明における配電系統故障状態検出
装置においては、親局は情報量の少い故障検出情報を問
合わせる第１情報ポーリングを行って故障区間の判定を
速かに行うと共に、情報量の多い各種電気量情報を問合
わせる第２情報ポーリングについては、第上情報ポーリ
ングが完了した後に行って故障部位を特定すること等を
行ない故障の復旧を早急に実行するための情報を提供す
る。

また第２の請求項に係る発明における配電系統故障状態
検出装置においては、故障検出前及び故障検出後、配電
用変電所設置のしゃ断器の応動以前においては、親局は
前記第１情報ポーリングを繰返し実行すると共に、前記
しゃ断器の応動以後においては、親局は前記第２情報ポ
ーリングを実行し、同様に、故障復旧を早急に実行する
ための情報を提供する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は配電系統故障状態検出装置のシステム構成図である
。図において、１は営業所であり、この営業所ｌは開閉
器遠隔監視制御用親局としてのＣＰＵ２、故障状態検出
親局３、ディスク４゜漢字プリンタ５、ｘ−ｙプロッタ
６、ＣＲＴ７、伝送Ｉ　／　Ｆ　８１，８　ｐを有する
。

この伝送Ｉ／Ｆ８．，８．ば伝送路９１ｔ９２を介し配
電用変電所１１．内のＳ／Ｓ装置］−２に接続されてい
る。そして、このＳ／Ｓ装［１２は伝送Ｉ／Ｆ工３、故
障波形収集装置１４を有している。

前記Ｓ／Ｓ装置１２を備えた配電用変電所１１、内には
、バンクＩＢ、２Ｂ、３Ｂ、このバンクＩＢ〜３Ｂの２
次側に接続されるＣＢ１５．。

１５□　１５−４、これらＣＢ１５．〜１５．に母線工
６．，１６．．．・・・を介し接続されるフィーダしゃ
断１１１．Ｆ６、これらフィーダしゃ断器Ｆｌ。

Ｆ６に接続される配電線（フィーダ）１７．。

１７２．１８．．１８２，１９．．１．９□がある。

また、配電用変電所１１．のｂ方に図示するものは、前
記開閉器遠隔監視制御用親局としてのＣＰＵ２及び故障
状態検出親局３と接続される柱−１−装置２０　ａ　、
　２０　ｂ　・、　２０　ｋ　、　−、２０ｎである。

しかして各柱上装置はそれぞれ変圧器、変流器内蔵形量
閉器Ａ、開閉器遠隔監視制御用子局Ｂ、故障状態検出用
子局Ｃから構成されている。

そしてこの構成により、配電線の故障検出情報を前記故
障状態検出用子局Ｃにより検出し、営業所］−内設置の
故障状態検出親局３に於て配電線接続状態と相合せて、
故障区間を判定し、開閉器遠隔監視制御用親局としての
ＣＰＵ２により、故障区間の配電系統からの分離を行う
。

またこの分離後、前記子局Ｃからの各種電気量情報（故
障相、故障時の電圧・電流の大きさ等）に基づき、故障
状態検出親局３しこおいて、故障内容の分析（故障種類
−工φＧ、２φＳ、２φＧ。

３φＳ、３φＧ）、故障発生の要因分析（樹木接触、碍
子故障、他）を行い、故障部位の早期発見、早期修復が
可能となる。

第２図は前記変圧器、変流器内蔵形量閉器Ａ、１ 故障状態検出用子局Ｃの具体的構成を示す。前記開閉器
Ａにおいて、３１は光ＰＴ検出部、３２は光ＣＴ検出部
、３３は光零相ＣＴ検出部である。

また前記子局Ｃ内の３５は光電変換器、加算器等から成
るＥ／○、０７８部、３６はフィルタロ路、サンプル／
ホールド回路、マルチプレクサ、Ａ／Ｄ変換器から成る
Ａ／Ｄ部、３７はＭ　Ｐ　Ｕ　。

ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｃ０ＤＥＣから成る処理部、３８は電
源、３９はＭＯＤＥＭ、４０は伝送路接続端子である。

第３図は、故障状態検出親局３及び＋に子装置２０ａ〜
２０ｎ内の故障状態検出用子局Ｃ間において行われる第
１情報ポーリング、第２情報ポーリング、及び子局Ｃか
らの応答時にやりとりされる情報の下り、上りに共通の
伝送フォーマットである。

即ち、そのフレーム構成は同期ワード（工１ピッ１〜）
、子局アドレスワード（１１ビツト）、各］１ビットの
データワードから成り、また前記同期ワードはスタート
ビット、固定ビット、偶数パ２ リティーによるパリティピッ１−、ストップビットから
成り、更しこ前記子局アドレスワード及びデータワード
はスタートピッ１〜．データ部、パリティピッ１〜、ス
トップビットから成っている。

そしてこの場合、親局から子局への前記各ボリング時の
情報は第１情報ポーリングでは３ワード、第２情報ポー
リングでは３ワードで送らオし、他力、子局から親局へ
の故障状態検出情報のうち、故障区間判定用の故障検出
情報〔過電流リレー５１ａ、ｂ、ｃ、短絡方向リレー６
７Ｓａ、ｂ、ｃ（電源側、負荷側）、零相過電流リレー
５１Ｇ、地絡方向リレー６７Ｇ（電源側、負荷側）の動
作情報〕は３ワードで送られ、又、故障部位特定用の各
種電気量情報（故障相、故障時の電圧、電流の大きさ等
）は］５ワードで送られる。

これらの伝送所要時間は、例えば伝送速度１２００ｂｐ
ｓとすれば、第１情報ポーリングでは２７．５ｍｓ、第
２情報ポーリングでは２７．５ｍｓであり、７−ｈ）か
ら親局への応答時間は、故障検出情報を伝送する第１情
報ポーリングへの応答では２７．５ｍｓ、第２情報ポー
リングへの応性では１３７．５ｍｓとなる。

次に第４図ないし第６図を参照して動作を説明する。営
業所上内の前記故障状態検出親局３は通常、故障検出情
報を得るために、子局に対して第１情報ポーリングを行
っている。

第４図はそのフローチャートを示し、第５図及び第６図
はそのタイムチャートを示す。即ち、ステップＳＴ１に
て先ず、柱上装置２０ａの故障状態検出用子局Ｃを指定
し、次にステップＳＴ２ではこの子局Ｃに故障検出情報
を要求する第１情報ポーリングを行い、返却された情報
からステップＳＴ３では故障検出の有無を判断する。

そして故障検出がなければｋをインクリメントして次の
柱上装置２０ｂの子局Ｃを指定する。しかしてステップ
ＳＴ３の判断にて故障検出イｆりが分かると、すへての
子局について他の子局にも更に故障検出がないか否かを
確認するために、全子局に対してＰ周期（Ｐ＝１．２．
・・・）、第１−情報ポーリングを実行する。その後ス
テップＳＴ６では、各挿電気量情報を要求する第２情報
ポーリングを実行する。

このようにして、第１情報ポーリングと第２ポーリング
の２種類に分けてポーリングを行うために、親局での故
障検出情報の収集に要する時間が大幅に短縮される。

次に、第７図を参照して、第２の請求項に係る発明の一
実施例を説明する。第７図はそのフローチャートである
。

第７図中、ステップＳＴＩ　１〜５Ｔ１４の処理は第４
図のステップＳＴＩ〜ＳＴ４と同一である。

そしてステップＳＴ工５において、何れかの子局に故障
検出が発生したときには、全子局につき１周期だけ第１
情報ポーリングを行う。

そして次にステップ５Ｔ１６により、配電用変電所ニー
１．のＣＢが１〜リツプしたか否かを判断する。そして
ＣＢがトリップしていない場合は、ステップ５Ｔ１７，
１８．工５，１６の実行により、全子局に対して第１情
報ポーリングを複数周期実彷し、ある子局の故障検出情
報に続いて他の子局５− の故障検出情報ももれなく収集する。

他方、ステップ５Ｔ１６においてＣＢＩ−リップが検出
されたときには、ステップＳＴＩ　９により、第２情報
ポーリングを行い、各種電気量情報を要求する。

尚、第１図に示す柱上装置２０ａ〜２Ｏｎを構成してい
る各子局Ｂ、Ｃは同一のＣＰＵユニットで構成してもよ
い。

また第２図に示した光ＰＴ、光ＣＴは共に巻線形であっ
てもよい。更に光零相ＣＴも巻線形でもよく、更に零相
変流器であってもよい。

前記第２図に示す実施例では、処理部３７内には記憶手
段としてＲＡ　Ｍ　１、ＲＡＭ２を設けて、前者に第１
−情報ポーリング対応の故障検出情報を格納し、後者に
第２情報ポーリングの対応の各種電気量情報を格納して
いるが、これ等の情報を工っのＲＡＭに格納するように
してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、第１の請求項に係るこの発明の配電系統
故障状態検出装置は、子局から親局への１６ 情報を、故障区間を判定するための情報量の少い故障検
出情報と、故障部位を特定化するための、情報量の多い
各種電気量情報との２種類に分け、親局は子局に対し、
前者を要求するポーリングを第１情報ポーリングとして
実行し、また後者を要求するポーリングを第２情報ポー
リングとして実行するようにしたものである。

また第２の請求項に係るこの発明の配電系統故障状態検
出装置は、子局から親局への情報を第工の請求項の発明
同様に故障検出情報と、各種電気量情報との２ｆＩＩＩ
類に分けると共に、親局は前記第工情報ポーリングは配
電用変電所設置のしゃ断器の応動以前において実行する
ようにするーｈ、第２情報ポーリングを前記しゃ断器の
応動後に実行するようにしたものである。

したがって第１．第２の請求項に係るこの発明において
は、故障区間検出が速かに行われ、また故障部位の特定
化も同様に速かに行われて、健全区間の停電時間を大幅
に短縮でき、又故障の復旧が大幅に早くなる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるシステム構成図、第
２図はＰＴ、ＣＴ内蔵形開閉器Ａ及び故障状態検出用子
局Ｃの詳細構成図、第３図は伝送フォーマットの説明図
、第４図は２種類のポーリングのフローチャート、第５
図及び第６図はそのタイムチャート、第７図は第２の請
求項に係る発明の一実施例のフローチャート、第８図は
従来の配電系統図である。 １は営業所、２はｃｐｕ　（開閉器遠隔監視制御用親局
）、３は故障状態検出親局、１１８．は配電用変電所、
１５１〜１５３はしゃ断器、１７１〜］、９．は配電線
、Ｃは柱上装置２０　ａ　−２０ｎ内の故障状態検出用
子局、ＲＡＭＩ、ＲＡＭ２は記憶手段（第１．第２の記
憶部）。 尚、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）配電線の複数の区間において、対応区間の電気的
   状態を検出する複数の子局から該電気的状態の情報を親
   局に伝達し、前記親局において、前記情報に基づいて故
   障状態を検出する配電系統故障状態検出装置において、
   前記各子局に、その対応する配電区間での故障検出情報
   を記憶する第１の記憶部と各種電気量情報を記憶する第
   ２の記憶部を設け、前記親局は、前記各子局の故障検出
   以前においては前記第１の記憶部に記憶された故障検出
   情報を繰り返し問合わせる第１情報ポーリングを、前記
   各子局の故障検出後においては前記第２の記憶部に記憶
   された各種電気量情報を繰り返し問合わせる第２情報ポ
   ーリングを行う配電系統故障状態検出装置。
2. （２）しゃ断器を介して給電される配電線の複数の区間
   において、対応区間の電気的状態を検出する複数の子局
   から該電気的状態の情報を親局に伝達し、前記親局にお
   いて、前記情報に基づいて故障状態を検出する配電系統
   故障状態検出装置において、前記各子局に、その対応す
   る配電区間での故障検出情報を記憶する第１の記憶部と
   、各種電気量情報を記憶する第２の記憶部を設け、前記
   親局は、前記しゃ断器の応動以前においては、前記第１
   の記憶部に記憶された故障検出情報を繰り返えし問合わ
   せる第１情報ポーリングを、前記しゃ断器の応動後にお
   いては、前記第２の記憶部に記憶された各種電気量情報
   を繰り返えし問合わせる第２情報ポーリングを行う配電
   系統故障状態検出装置。