JPH03245069A - 故障点標定装置 - 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】 し発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は多端子送電線の送電線各端子の電気量を用いて
事故時の事故点標定を行なう故障点標定装置に関する。

（従来の技術） 送電線各端子の電圧・電流を用いて事故点までの距離を
求める故障点標定は、２端子系では両端子の電圧・電流
より算出した事故点の残り電圧が等しいという条件を利
用して実施している。例えば、昭和３２年オーム社発行
「送電線の故障点標定器」法責、木谷共著第４５項乃至
第４９項に示されている。

これによれば、第８図に示す系統において事故点電圧■
、は両端子の電圧（■１．ＶＢ〉、電流（ｉ　　＝８＞
、単位長当りの線路のインビーダ＾ ンスＺ及び線路長１ 次式で表わされる。

ワ、−守Ａ　　　！Ａ ＶＦ−ＶＢ　　　ＩＢ （１）式、（２）式よ ると（３）式となる。

事故点までの距離」　より ・　　之　　・　し　　い　　　　　　　　　　　　　
　　　・・・　（１）ｚ（、Ｑ−Ｊ）　　　）　　　　
　　・・・（２）× すＶ、を消去して」、を求め （３）式のＶ　　、Ｖ　　、ＩＡ、ＩＢ、之は全てヘク
＾　　　　８ トル量であるが、ここでは電圧成分ての位相がほとんど
等しいためスカラー量として求めている。

本方式は事故点電圧ｖ１が理論的に消去されるため事故
点抵抗の影響がなく、両端の電気量が精度良く測定てき
れば精度の良い標定か行なえるものである。しかしなか
ら、（３）式は各電気量をスカラー量として扱うと、負
荷電流がない場合は精度が出るが、負荷電流がある場合
は両端電圧間及び両端電流間で位相ズレを生じ誤差が大
きくなる。

このため（３）式の演算には両端で同期のとれた信号を
基準として両端の電圧、電流を求める必要があり、最近
ては次の３つの手法がとられている。

■第１の手法は最近の伝送技術の発達により両端子間を
ＰＣＭ伝送で接続し、同期信号の送受を行ない両端て同
時の基準信号を作る方法であり、この方法は既に送電線
保護をディジタルリレーて行なう電流差動リレーで実用
化されている。しかしながら、この手法では伝送装置が
複雑であることと、大容量伝送路を必要とするという欠
点がある。（例えば、特公昭５７−５０２６２号公報）
■第２の手法は事故発生時の系統の変化時点を基準とす
る方法て、各端子の電圧又は電流の変化点検出を時間的
に高精度に行ない、これを基準時点として各端子の電圧
、電流の大きさ１位相を求めるものである。この場合各
端子の電圧、電流の値（大きさ９位相）の伝送は第１の
手法に比べ小容量のもので伝送装置も簡単て済む長所が
ある。

しかしながら、事故発生時の変化点検出は各端子て事故
の位置による変化の度合が異っていることと、自端背後
の電源条件によっても変化の度合が異なること、及び多
重事故時の変化点は複雑となることより変化点検出の精
度を上げるために装置規模か大きくなるという欠点かあ
る。（例えば、昭和６１年電気学会全国大会論文ｒ　１
３０４デイジタル形フオルドロゲータの開発（その１）
」、昭和６２年電気学会全国大会論文Ｍ３６１ディジタ
ル形フォルトロケータの開発（その２）」） ■第３の手法は各端子の電圧、電流データは各端子それ
ぞれの電圧を基準として（ρＪえはａ相電圧基準）求め
、これにより各端子から事故点電圧（，）を算出し、各
端子から算出した事故点電圧が等しくなるよつに事故点
までの距離を段々と変えて、か一致したときのｆＪｘを
事故点とする方法である。しかしながら、この方法は非
同期式と言われているが、伝送装置が簡単で済む反面、
３端子系、４端子系への拡張時に極めて煩雑となること
と誤差が大きくなるという欠点がある。

（例えば、昭和６３年電気学会全国大会論文ｒ　１２３
８デイジタル形フオルドロゲータの開発（結果）」）（
発明が解決しようとする課題） 以上述べたように、各端子電圧、電流データの基準量の
作成は大容量の伝送路を必要とするか、あるいは多端子
系への拡張には精度が悪くなり、装置が複雑となるとい
う欠点があった。

本発明は上記に鑑みデータを収集する伝送装置を簡単に
しかつ多端子系でも装置を複雑にしない故障点標定装置
を提供することを目的とする。

［発明のｍ或コ （課題を解決するための手段） 本発明の故障点標定装置は、多端子送電線の各端子に設
置される端末装置から伝送される電圧。

電流のデータを用い中央判定装置により送電線の事故点
を標定するものであって、端末装置は電圧。

電流を入力する手段と、事故を検出する手段と、電圧、
電流データを記憶する手段と、電圧、電流データを送信
する手段とから成り、中央判定装置は、分岐点電圧演算
手段、分岐点電圧位相差算出、補正手段、および事故点
標定手段とから成る。事故検出手段は、電圧変化検出手
段と事故認識手段、又はリレー動作情報入力手段と事故
認識手段とから戒る。

（作　用） 本発明は中央判定装置にて、各端子の電圧、電流データ
のサンプリング値により、分岐点電圧を求め、各々の端
子がら求めた分岐点電圧の相互の位相差を計算し、各端
子の電圧、電流データについて、この位相差を補正する
ことにより、各端子の電圧７電流データの時刻の同期を
とることができる。時刻の同期のとれたこれらの電圧、
電流データを用いて、故障点を標定する。

（実施例） 以下図面を参照して実施例を説明する。

第１図は本発明の故障点標定装置を電力系統に適用した
システム構成図である。以下、４端子系統を例にして説
明する。

第１図において、各端子Ａ〜Ｄｃｒ）電圧、電流は、各
端子に設置される端末装置のデータ入力部５７．９．１
１て入力され、送信部６．８．１０．１２がら伝送部１
１３．１７．１８．１９を介して、中央判定装置１３へ
送信される。中央判定装置１３ては受信部１４により、
各端子のデータを受信し、それをもとに標定部１５で故
障点標定を行なう。

第１図において、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは端子名、Ｊｌ、Ｊ２
は分岐点１．ＩＩ８は各区間の線ＩＮ長、ｚｘは単位長
さ当りのインピーダンスである。

先ず、本発明の概略について説明する。第１図において
分岐点電圧ｖＪ１は分岐点に関与する端子の電気量を用
いて表わすと、 但し、Ｖａ、ｂ：各端子の母線電圧 １、ｆ６：各端子の線路電流 Ｚ３，２５　：各端子と分岐点間の単位長当りのインピ
ーダンス １．１　：各端子と分岐点間の距離 ｂ となる。

即ち、各端子の電圧、電流と、分岐点までのインピーダ
ンスか既知であれば、各端子の電気量より求めた分岐点
電圧が等しいことを用いて、各端子の同期ずれを求める
ことかでき、各端子の電圧。

電流データ相互の同期すれを補正することにより、特別
な信号を必要とせずに、同期のとれた信号として各端子
の電圧・電流データを得ることができる。端子と分岐点
間の事故時には（４）式が成立しなくなるが、事故前の
電気量で求めた分岐点電圧を用いることて有効となる。

第１図において、Ａ＠とＢ端は分岐点電圧、１の事故前
の値を用いて同期をとり、Ｃ端とＤ端は分岐点電圧■Ｊ
２の事故前の値を用いて同期をとることになる。

事故前の■Ｊ１と、２は同相位ではなく■Ｊ１−Ｊ２＝
　’　ｅ　之。、Ｇｏ＝ｌＶ１１ＬＬ・・・（５） の関係がある。このため事故前の各端子の電気量より１
゜を次式で求め （６）式より（５）式の値の値を求め、全端子のデータ
の同時性を補正すれば同期のとれた信号として、各端子
の電圧・電流データを得ることができる。

次に、端末装置及び中央判定装置の構成、内部処理につ
いて、図面を用いて説明する。

第２図は端末装置の機能を示したものである。

データ入力手段１００は電圧、電流データを入力してサ
ンプリングし、その瞬時値をアナログ／ディジタル変換
する。データ記憶手段１０１はデータを一定時間分だけ
記憶し、まとめて送信手段１０３へ送っている。送信手
段１０３は、電流、電圧データと事故検出手段１０２か
ら送られた事故発生フラグを中央判定装置へ送信する。

第３図は事故検出手段の例である。データ入力処理手段
１０４は電圧又は電流データを入力し、事故検出手段１
０５はΔ■又はΔ■が一定時間以上になっときに事故発
生と判定する。

第４図は事故検出手段の他の例である。当該端子にて送
電線の保護リレー、又は事故検出リレーが動作したとき
、その情報をリレー動作情報入力手段が取り込み、事故
検出手段１０７にて事故発生と判定する。

第５図は中央判定装置の機能を示したものである。受信
手段２００は各端末装置から、電圧、電流データおよび
事故検出フラグを受信する。

分岐点電圧作成手段２０１，２０２，２０３，２０４は
各端子から見た分岐点電圧を次の演算式により算出する
。

■Ｊｘ−，−ｒ　ｘ２．　　　　　　　　　　−＋７）
ＶＪｘは各端子から見た分岐点電圧、■８は各端子の電
圧、１　は各端子の電流、之、は各端子から× 分岐点までのインピーダンスである。

各端子のサンプリング同期はとっていないため、各端子
から見た分岐点電圧は位相がずれている。

位相差演算補正手段２０５は、各端子から見た分岐点電
圧の位相差を求め、最終的に全端子の相互の同期ずれに
よる位相差を求め、それを補正する。

以下、第６図を用いて説明する。

ステップ３０１では分岐点電圧■、を用い、Ａ端とＢ端
の同期ずれによる位相差を求める。

サンプリング時点ｍにおける、Ａｆ４Ａから見た分岐点
Ｊ１の電圧は、 ｖ　　　−（’Ｖ　　−之ａ　ｉａ　）１Ｊａｎ　　　
　　　　ａ ＝１Ｊａ　ｌ　ｓ　Ｉｎθ サンプリング時点ｎにおけるＢ端から見た分岐点電圧は
、 ｖ　ｊｔｏａ−（ｂ−之ｂ’ｂ’ｎ Ｊｂ１Ｓ１０（θ十φ） ここて、φが同期ずれによる位相差である。

このφは、次のようにして求めることができる。

例えばサンプリング間隔が３０°の場合は、■Ｊａｎ”
Ｊｂｎ−３Ｊａｌｌ−３■Ｊｂｎ−■ ｖ　　１ｓｉｎθｌ　ｖＪｂｌ　ｓｉｎ　　（θ＋φ−
９０°）ａ ｙ　　１ｓｉｎ（θ−９０６＞　ｌ　Ｖ、Ｊｂａ ｓｉｎ　　（θ＋φ） ■Ｊ８１Ｓ１ｎθ１■ｊｂｌＣＯ３（θ＋φ〉＋ｌ　■
ｌ　ＣＯ３θ　■Ｊｂ ａ ｓｉｎ　　（θ＋φ〉 −−ｌｖ　　　　ｌ　　　ｌ　　Ｖ　Ｊｂ　１ｓｉｎ　
　　（θ　−θ　−φ　）ａ ■ｌ　ｌ　ＶＪｂｌ　ｓｉｎφ　　　　　　−（８）ａ （以下余白） ＶＶ＋ＶＪａＩｌ−３■Ｊｂｎ−３ Ｊａｒｇ　　　Ｊｂｎ ■　ｌ５ｉｎθ１Ｊｂ１ＳＩｎ（θ＋φ）ａ Ｑｌｓｉｎ（θ−９０°）１■Ｊｂ ａ ｓｉｎ　　（θ＋φ−９０″　） ＝　ｌ　■ｌ　ｓｉｎθ１ｖＪｂ１ｓｉｎ（θ＋φ）ａ ＋１　ＩＣＯ３θ１１ＪｂＩＣＯ５（θ＋φ）ａ 　ＩＩＪｂＩＣＯ３（θ−θ−φ） ａ 　１１．ｂｌｃｏｓφ　　　　　　・・・（９）ａ （８Ｌ　（９）より、 ・・・（１０） となる。

ステップ３０２ではＡ端とＢ端の同期ずれを補正する。

例えばＡ端を基準とすると、Ｂ端の電圧、電流データを
位相角φだけ遅らせて （以下余白） ｂ１ｅｊ（Ｗｔ＋φ）−１ｂ　１ｅ　Ｊ　ｗ　ｔｉ　　
　　ｌｅ　　Ｊ（”＋　δ　十φ　）補正前　　　　　
　　　　補正後 ・・（１１） のようにする。

ステップ３０３では、Ｃ端、Ｄ端の同期ずれによる位相
差を、ステップ３０１と同様の方法で求める。

サンプリング時点ｍにおけるＣｔｌＡから見た分岐点Ｊ
２の電圧は、 ■、。□＝（０−之。１ｏ　）１ ■ＪｏＩＳ１ｎθ　　　　　　　　　　　・・・（１２
）サンプリング時点ｎにおけるＤ端がら見た分岐点Ｊ２
の電圧は、 ｖ　　　＝（６−之、１．）。

ａｎ 、ｄｌｓｉｎ（θ十φ′）　　　　　　　−（１３）同
期ずれによる位相差φ′を、（８）、　（９）、　（１
０）式と同様の演算で求める。

ステップ３０４では（１１）式と同様に、Ｃ端を基準と
して、Ｄ端の電圧、電流データを位相角φ′だけ補正し
て遅らせる。

Ｂ端電流を、Ａ端との同期ずれφたけ補正したデータを
用いて、ステップ３０５において、ｌ８１Ａ＋ｆＢの式
て′、ＪＩＪ２間の電流を求める。

Ｄ端電流を、Ｃ端との同期すれφ″たけ補正したデータ
を用い、ステン１３０６において、１８゜＋１ｄの式て
、ＪＩＪＺ間の電流を求める。

Ａ端とＢ＠の同期ずれのため、 １　　　＝　　　ｌ　　　　　５ｌｎＷｔｅ １８′−１１８ のように表わされる。

Ｓｌｎ　　（ｗｔ＋φ−）　　　−（１４）と１　″の
同期ずれφ″を求めることによｅ す、最終的に、Ａ端、Ｂ端、Ｃ端、Ｄ端の相互の同期す
れによる位相差を求めることかできる。

ステップ３０７で、（８）、　（９）、　（１０）式と
同様に、（以下余白） ＩＩ　　　　　′ ｌｅｎ ｅ ＋Ｉ　　　　　Ｉ ｅｍ−３ｅ　　ｎ−３ ＣＯＳ　　φ“ ・・・（１６） のようにしてφ″が決まる。

従って、Ａ端を基準にすると、Ｂ、Ｃ，Ｄ＠のデータの
位相をそれぞれ、 Ｂ端；φだけ遅らせる Ｃ＠＝φ″だけ遅らせる。

Ｄ端：φ′＋φ″だけ遅らせる。

ことにより、全端のデータの同期をとることがてきる。

ｖｂ−１ｂＩＺθｂ−１■ｂ　ＩＺθｂ−φ１ｂ＝ｌ　
１ｂｌｉδｂ− ｖｏ−ｌｏＩＺθ。− １ｏ−１１ｏＩＺδ。− ■ｄ−１ｖｄ１Ｚθｄ −ｖｄ１　　ピエニ艶ン？二 １ｄ＝１１ｄ１乙δｄ ！１二（ μ％二でて ｊ１二１副 補正前　　　　　　　　補正後 第５図に示すステラ７２０６では、補正されたＡ。

Ｂ、Ｃ，Ｄ＠の電圧、電流を用いて、第７図に示す方法
で事故区間を特定する。

２０７ての標定演算は事故点がいずれの区間においても
、最終的には２端子扱いと等価となり（３）式の基本式
で行なう。

第１図に示す４端子系統の例での標定演算式は、（以下
余白） となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば各端子で得られる
電圧、電流を用いて分岐点電圧を求め、この事故前の値
を基準として事故時の各端子の電圧、電流を求めるよう
構成したので、特殊な大容量伝送路を必要とせず、各端
子の電気量の同時性を得ることがてき、また多端子系ま
での高精度な故障点標定か可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の故障点標定システムの構成図、第２図
は本発明の端末装置の機能ブロック図、第３図は本発明
の事故検出手段の機能プロ・・ツク図、第４図は本発明
の事故検出手段の機能ブロック図の他の例、第５図は本
発明の中央判定装置の機能ブロック図、第６図は各端子
の同期すれを算出し、補正するフローチャート、第７図
は故障区間を判定するフローチャート、第８図は故障点
標定を説明する電力系統図である。 ５．７．９．１１・・・データ入力部 ６、８．１０．１２・・・送信部 １４・・・受信部　　　　　　１５山標定部１６〜１９
・・・伝送部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多端子送電線の各端子に設置される端末装置から伝送さ
   れる電圧、電流のデータを用い、中央判定装置により送
   電線の事故点を標定する故障点標定装置において、端子
   の電圧、電流情報を一定時間毎の周期でサンプリングし
   て取込む手段と、当該送電線で事故が発生したことを検
   出する事故検出手段と、取込んだ電圧、電流データを一
   定時間分記憶する手段と、事故を検出したとき事故発生
   前後の電圧、電流データを中央判定装置へ送信する送信
   手段とからなる端末装置と、前期各端末装置から送信さ
   れる電圧、電流データをもとに各端子データ毎に分岐点
   電圧を演算する手段と、前記各分岐点電圧をもとに各端
   子の電圧、電流データ相互の位相差を演算する手段と、
   前記位相差を用いて各端子の電圧、電流データ相互の位
   相差を補正して時刻の同期を合せる手段と、時刻の同期
   のとれた各端子電圧、電流データを用いて故障点を標定
   する手段とからなる中央判定装置を備えたことを特徴と
   する故障点標定装置。