JPH03143233A

JPH03143233A - 配電系統故障状態検出装置

Info

Publication number: JPH03143233A
Application number: JP28212289A
Authority: JP
Inventors: Keiji Isahaya; 諌早　啓司; Toshinobu Ebizaka; 敏信海老坂; Akira Kaneda; 明金田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-10-30
Filing date: 1989-10-30
Publication date: 1991-06-18

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、例えは系統運転電圧が２２ＫＶ、６．６Ｋ
Ｖ等、一般に配電系といわれている電力配電系統におい
て、配電用変屯所設置Ｆｆのし中断器（以下、ＣＢと呼
ぶ）が１−リップする故障状態を検出し、それを早急に
営業所の親り、３に報知してＶ急に対策をとらせ、早急
な復旧か行えるようにした配電系統一々障状態検出装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

第７図に示す従来の配電系統故障状態検出装置は、例え
ば「電気工学ハシ１〜ブツク、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、
例えば区間り、、、Ｌ、。

Ｌ　３　ｇ・・Ｌｎ毎に設けられた区分開閉器１０１゜
１０ｐ、＋　１０＋ｔ　”’　１０　ｎ、前記区分開閉
器１０１〜工○ｎ間の区間り、〜Ｌｎに接続される需要
家等の負荷５９．、５９２．−５９　ｎ、前記区分開閉
器１０．〜１０ｎを、制御する時限順送機能等を有する
制御装置５８．、５８．、−５８　ｎ、前記ＣＢ５１か
らの区分開閉器側の配電線５３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ＣＢ５１
をオフする保護リレー５４、この保護リレー５４が前記
ＣＢ５１をオフしたのち、所定時間（通常１分程度）経
過すれば該ＣＢを再投入（所謂、再開路）する再閉路装
置５５から構成されている。

この場合、前記再開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１例えは風による樹木の
配電線への接触による地銘や、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、再開
路の結果、再度ＣＢ５１がオフにならなければ一時的故
障であるからそのまま給電が継続され、他力、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、ＣＢ５１は投入されない。

次に動作について説明する。例えばＣＢ５］からみて２
＃！ｆ目と３ｔｆ目の区分開閉器１０．と同上Ｏ１間の
区間Ｌ２の配電線において故障が発生した場合、ＣＢ５
１はオフされ、配電線５３は無電圧となる。各区分開閉
器を制御する制御装置５８１〜５８ｎは、故障発生前の
正常時各仄分開一閉器のＡＳ／Ｓ側又はＢＳ／Ｓ側のいずれか一方の配電
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
閉器は閉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］、０．〜Ｉｏｎとも全てオフする。

そして、ＣＢ５１のオフ後、工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ＩＯ秒後には１番目の区分開閉器］、Ｏｊ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↓○、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
］−０２と同１０、間の区間Ｌ２にあるから、即ち、故
障点ＦばＣＢ側からみて前記オフの２番目の区分開閉器
上０２の前方であるので、ＣＢ５１はこの時点ではオフ
しない。

次いで前記工番目の区分開閉器１０．の再投入時点から
次の約１０秒後に２番目の区分開閉器１０、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番目の区分開閉器上０
２の直後の区間Ｌ２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、Ｃ
Ｂ５１は再度オフされる。

この場合、この２番目の区分開閉器１０２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−
Ｃ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ば３分経
過後、ＣＢ５↓が再投入（６々閉路）されても２番目の
区分開閉器１０．はオンされず、そのため区間り、には
給電されるが、区間Ｌ２は停電が継続する。

次に、区間Ｌ１〜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ＢＳ
／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り、以外の健全区間
への給電が再開されることになる。

ｈ、前記故障Ｆが一時的故障であり、２番目の区分開閉
器］−〇、が再投入されたときに故障か消滅しておれば
、前記ＣＢ５１はこのとき再度オフとならず、前記再投
入後、２番目の区分開閉器以降の各区間Ｌ７〜Ｌｎ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、従来のように再々
閉路や、ループ点開閉器５６の投入機能による遅い時点
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．。

１０、以外を一斉に親ノ１つからの遠方制御によりＪ？
、）入し、健全区間へ給電するｈ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ポリングすること
によって行なわれるため、子Ｊｔｊの全情報（故障検出
情報及び各桶型気量情報）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、長時間を要
し、又、子局の迭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、／＆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−１−記のようむ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
連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種類に分け、親局は子局
に対し各子局の故障検出以前においては前記各種電気量
情報を問合わせるための第２情報ポーリングを行い、ま
た各子局の故障検出後においては前記故障検出情報を問
合わせるための第１情報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、子局への問合せを第］、の請求項同様に前記
第１情報ポーリングと第２情報ポーリングとに分ｔづて
行うようにすると共に、各子局における故障検出以前に
おいては第２情報ポーリンクを実行し、前記子局におけ
る故障検出後で且８つ配電用変電所設置のしゃ断器の応動以前においては、
第１情報ポーリングを複数周期繰返し実行するようにし
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、親局は各子局の故障検出以前は、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
ングを行なって配電系統運用上必要な運転情報（負荷状
態の監視情報等）を提供すると共に子局の故障検出後は
、情報量の少ない故障検出情報を問合わせる第１情報ポ
ーリングを所定回数実施して故障区間の判定を速かに行
い。

その後は、再び第２情報ポーリングを実施して、故障部
位を特定すること等を行ない、敵陣復旧を早急に実行す
るための情報を提供する。

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、親Ｊ、アは、各子局の故障検出以前は
、前記第２情報ポーリングを行ない、故障検出後で且つ
配電用変電所設置のしゃ断器の応動以前においては、前
記第１情報ポーリングを実施して、故障区間判定を速か
に行い、Ｌ記しゃ断器応動後は、再び第２情報ポーリン
グを実施して、故障部位を特定すること等を行ない、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同について説明する。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］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１／Ｆ８４，８２を有する。

この伝送Ｉ／Ｆ８□、８．は伝送路９．．９．を介し配
電用変電所１１．内のＳ／Ｓ装置１２に接続されている
。そして、このＳ／Ｓ装置１２は伝送１／Ｆ１３、故障
波形収集袋Ｗ］４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、、．１５３、これらＣＢ１５．〜１５．に母線］
　６．、］　６．．　　　を介し接続されるフィーダし
ゃ断器Ｆ］−，Ｆ６、これらフィーダしゃ断器Ｆ１゜Ｆ
６に接続される配電線（フィーダ）１７．。

１７２．１８．、．１８７，１９．、↓９．がある。

また、配電用変電所１１．の右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と接続される柱上装置２０　ａ　、　２
０　ｂ　−、２０ｋ　、　−、２０ｎである。しかして
各柱上装置はそれぞれ変圧器、変流器内酸形開閉器Ａ、
開閉器遠隔監視制御用親局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１内設置の故
障状態検出親Ｊｉ３３に於て配電線接続状態と組合せて
、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において、故障内１− 容の分析（故障種類−１φＧ、２φＳ、２φＧ。

３φＳ、３φＧ）、故障発生の要因分析（４１！Ｉ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、変流器内酸形開閉器Ａ、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はフィルタ回路、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ＭＰＵ。

ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｃｏｔ）ＥＣ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及び柱上装置２０ａ〜２
０ｎ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、及び上記子局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２である。

即ち、そのフレーム構成は同期ワード（工ｊビット）、
子局アドレスワード（１，１ビット）、各１１ビツトの
データワードから成り、また前記同期ワードはスタート
ピッ１へ、固定ピッｌ〜、偶数パリティ−によるパリテ
ィピッ［・、ストップビットから成り、更に前記子局ア
１−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、パリティビット、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ポリング時の
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ワードで送られ、他方、子局から親局への
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６７　Ｓａ、ｂ、　ｃ（電源側
、負荷側）、零相過電流リレー５１．　Ｇ、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
４’１４　。

故障時の電圧電流の大きさ等）°は１５ワードで送られ
る。

そしてこれらの伝送所要時間は、いま］２００ｂｐｓで
伝送することと仮定すると、親局から子局への各ボーリ
ンク時間は、第１情報ポーリングでは２７．５ｍｓ、第
２情報ポーリンクでは２７．５ｍｓであり、子７ｕ）か
ら親Ｊ４、）への各応答時間は、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、各神
電気量情報を伝送する第２情報ポーリングへの応答では
１３７．５ｍｓとなる。

次に第４図および第５図を参照して動作を説明する。営
業所１内の前記親局３は通常、各種電気量情報を得るた
めに子局Ｃに対し第２情報ポーリングを行っている。

即ち、第４図はそのフローチャートを示し、第５図はタ
イムチャートである。即ち、ステップＳＴ１にて先ず、
柱上装置２０ａの子局Ｃを指定し、次にステップＳＴ２
にてこの子局Ｃに対し、第２情報ポーリングを行う。そ
の結果、子局Ｃから返された内容からステップＳＴ３で
は故障検出の有無を判断し、「無」の場合は、ｋをイン
クリメン１−シて次の柱上装置２０ｂの子局Ｃを指定し
、同様にステップＳＴ２．ＳＴ３の処理を行う。

一方、ステップＳＴ３にて故障検出「有」を検出すると
、すべての仕上装置２０ａ〜２０ｎの子局Ｃについて、
他の子局にも故障検出がないかの問合せである第１情報
ポーリングをＰ周期（ｐ＝１．２．・・・）実行する。

そし゛ＣステップＳＴ２に戻る。

このようにして、第１情報ポーリングと第２情報ポーリ
ンクの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６図により第２の請求項に係る発明の一実施例
を説明する。第６図中、ステップ５Ｔ１１〜５Ｔ１４ま
では第４図のステップＳＴＩ〜ＳＴ４の処理と同一であ
る。そしてステップ５ＴＩ３にて故障検出有りが判断さ
れると、全社上装置２０ａ〜２Ｏｎに刻して上回だけ、
前記第１情報ポーリングを行う。次にステップ５Ｔ１６
では配電用変電所１１．のＣＢが１−リップしたか否か
を判断し、しかしてトリップしていなければステラ５プ５Ｔ１７にて第１情報ポーリングをＰ周期（Ｐは複数
の数）したか否かを判断しＰ周期実行するまでステップ
ＳＴＩ　５〜ＳＴＩ　７を繰返す。

一方、ステップ５Ｔ１６にてＣＢのトリップが検出され
たり、或いはまたステップＳＴＩ　７により第１情報ポ
ーリングのＰ周期の実行が確認されたらステップ５Ｔ１
２に戻り、第２情報ポーリングを再開する。

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ＲＡＭ１．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１つのＲＡＭに格納するようにしてもよ
い。

１ｌｊ− 〔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稲類に分け、前者を要求するポーリングを第Ｉ情報
ポーリンクとし後者を要求するポーリングを第２情報ポ
ーリングとし各子局の故障検出以前においては前記第２
情報ポーリングを行い、また各子局の故障検出後におい
ては第１情報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、子局への問合せを第１の請求項同様に前記第
１情報ポーリングと第２情報ポリングとに分けて行うよ
うにすると共に、各子局における故障検出以前において
は第２情報ポーリングを実行し、前記故障の検出後で且
つ前記配電用変電所設置のしゃ断器の応動以前において
は、第１情報ポーリングを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、故障区間検出が速やかに行われ、また故障部位の特
定化も同様に速や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図は第１の請求項に係る発明の一実施例によるシス
テム構成図、第２図はＦＴ、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図はそのタイムチャート、第６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７
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、１１１は配電用変電所、１
５１〜１５３はしゃ断器、エフ１〜１９、は配電線、Ｒ
ＡＭＩ、ＲＡＭ２は記憶手段（第１．第２の記憶部）、
Ｃは柱」―装置２０ａ〜２０ｎ内の故障状態検出用子局
。尚、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。特許ＪＩ願人三菱電機株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（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２の記憶部に記憶された各種電気
量情報を検出する第２情報ポーリングと、前記各子局の
故障検出後においては前記第１の記憶部に記憶された故
障検出情報を検出する第１情報ポーリングとを備えた配
電系統故障状態検出装置。
（２）配電変電所から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、前記各子局の故障状態検出前に
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情報ポーリングと、故障
状態検出後で且つ前記しゃ断器の応動前においては、前
記第１の記憶部に記憶された故障検出情報を問合わせる
第１情報ポーリングを備えた配電系統故障状態検出装置
。