JPH03251036A - 故障区間検出装置 - 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〕 この発明は配電線の事故発生に際し、電力需給のバラン
スを考慮して早期復旧を図るために故障区間を高速度で
検出する故障区間検出装置に関するものである。

［従来の技術〕 非接地系の配電系統は停電区間の極小化と配電線故障時
の故障箇所の早期発見を行うために所定区間毎に配電線
を分割する故障検出センサ付区分開閉要素（以下、区分
開閉器という）と、逆送融通送電を行う連系点の故障検
出センサ付ループ点開閉要素（以下、ループ点開閉器と
いう）を設置している。

第４図は、例えば３つの配電用変電所からそれぞれ出力
されている配電線をループ点開閉器で連系した配電系統
図であり、図において、Ａｓ／ｓ。

Ｂｓ八及びＣｓ／ｓはそれぞれ配電用変電所、１は配電
用変電所Ａ　ｓ／ｓの母線、２は配電用変電所Ｂｓ／ｓ
の母線、３は配電用変電所Ｃｓ／ｓの母線、ＣＢＩＩ及
びＣＢｋ１は母線１に接続された配電線用のしゃ断器、
ＣＢ２１は配電用変電所Ｂ　ｓ／ｓの母線２に接続され
たしゃ断器、ＣＢ５１は配電用変電所Ｃｓ／ｓの母ｌｌ
Ａ３に接続されたしゃ断器、Ｆｉｌは前記配電用のしゃ
断器ＣＢＩＩの他の端子に接続され需要家に電力を供給
する配電線、Ｆｋｌは前記配電用のしゃ断器ＣＢｋ１の
他の端子に接続され電力を供給する配電線、同様にＦ２
１、Ｆ３１もそれぞれ配電線である。また、５３１１〜
５Ｓ１３及び５Ｓｋｌ〜５Ｓｋ３は配電線Ｆｉｌ及びＦ
ｋｌを適当な間隔毎に区分するための区分開閉器、５Ｓ
ＩＯは配電線Ｆｉｌと配電線Ｆ２１とを連系するための
ループ点開閉器、５ＳｋＯは配電線Ｆｋｌと配電線Ｆ３
１とを連系するためのループ点開閉器、Ｓｌｌ、Ｓｉ２
．Ｓ１３はしゃ断器ＣＢＩＩ、区分開閉器５ＳＩＩ、５
Ｓ１２及びループ点開閉器５ＳＩＯで区分された配電線
Ｆｉｌの区間を示すもので、しゃ断器ＣＢ１１に近い区
間より配電線Ｆｉｌの第１区間、第２区間、第３区間、
またＳｋｉ、Ｓｋ２．Ｓｋ３はしゃ断器ＣＢｋ１、区分
開閉器５Ｓｋｌ、５Ｓｋ２及びループ点開閉器５ＳｋＯ
で区分された配電線Ｆｋｌの各区間を示すもので、しゃ
断器ＣＢｋ１に近い区間より配電線Ｆｋｌの第１区間、
第２区間、第３区間とする。また、１１，１２．１３及
びｋｌ、に２．に３は区分開閉器５ＳＩＩ〜５Ｓ１３，
５Ｓｋｌ〜５Ｓｋ３用の子局である。さらに、１０−１
〜１３−１及びｋＯ−１〜に３１はそれぞれ区分開閉器
５ＳＩＩ〜５Ｓ１３とループ点開閉器５ＳＩＯ及び同し
く区分開閉器５Ｓｋ１〜５Ｓｋ３とループ点開閉器５Ｓ
ｋＯの制御線で子局から区分開閉器を制御すると共に、
それぞれの区間の故障状態を検出する。４０は親局、Ｃ
Ｉ、Ｃ２は前記親局４０と子局１０〜１３およびｋＯ〜
に３間とを情報伝送するための通信線である。

次に動作について説明する。まず、区分開閉器５ＳＩＩ
〜５Ｓ１３，５Ｓｋｌ〜５Ｓｋ３及びループ点開閉器５
ＳＩＯ，５ＳｋＯはそれぞれ検出機能を備えた子局１０
〜１３．ｋｏ−に３を備えている。親局４０は前記それ
ぞれの子局１０〜１３、ｋＯ〜に３の故障検出情報を収
集するために周期的に通信線ＣＩ、Ｃ２を介してポーリ
ング方式により情報の収集を行っている。その時、例え
ば、配電線Ｆｉｌの第３区分Ｓ１３に１線地絡事故が発
生すると配電線１１に矢印のような地絡電流が流れる。

配電線１１は第３区間Ｓ１３よりさらに負荷側にある第
４区間Ｓ１４の健全区間を本来は停電させないために配
電用変電所Ａ　ｓ／ｓのしゃ断器ＣＢＩＩがしゃ断動作
する以前（しゃ断器は地絡事故発生後、約０．５〜１．
０秒で作動）にループ点開閉器５１０を投入しループ化
した後で区分開閉器５Ｓ１２，５Ｓ１３を高速で切離す
必要がある。この場合、親局４０はループ点開閉器５３
１０、または５ＳｋＯを投入する前に順次ポーリング方
式で子局５ＳＩＩ〜５Ｓ１２から収集した故障検出情報
をもとに故障区間を判定し、何れのループ点開閉器を投
入するのが系統への影響が最も少ないかを判断し、切離
すべき最良のループ点開閉器を選択する。この故障区間
の判定は、全子局の故障検出情報を収集するポーリング
時間に多大の時間がかかること、及び２線地絡時には配
電線の線間電圧低下に伴う子局電源の低下により、子局
の故障検出情報に欠落が生じ、故障区間判定のため、補
正処理に多大の時間がかかっていた。また最悪の場合、
故障区間判定が不能となることもある。このように従来
は故障区間検出時間、さらにループ点開閉器の選択動作
までの時間が上述した０、５〜１．０秒以上かかってい
たため、配電用変電所の配電線用しゃ断器がトリップし
、再閉路、再々閉路及びマニュアル／プログラムによる
開閉器の開閉操作等により、故障区間検出、故障区間の
切離し及び健全区間への電力融通を行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の故障区間検出装置は以上のように構成されている
ので、地絡事故発生に伴って行われる全子局の故障検出
情報収集による故障区間の検出（配線工事などで配電線
−子局一通信線との接続変更が多いため、ポーリング順
序が変わり全情報の収集が必要となる）、事故時の系統
電圧低下に伴う子局情報の欠落補正処理、及びループ点
開閉器の選択動作までの所要時間が配電線のしゃ断器が
動作するまでの時間、すなわち０．５〜１．０秒を超え
ていたことから故障区間以外の健全区間まで停電が発生
し、かつそれが長くなると共に故障区間の復旧が遅れた
。その結果、例えば、配電線の負荷であるＯＡ機器等の
各種電子製品に多大の影響を与える等の課題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、故障回線を高速で検出し、故障回線に関係する
子局の故障情報を系統電圧の有無に拘らず高速で収集で
きるようにし、故障区間検出に要する時間を短縮した故
障区間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〕

この発明に係る故障区間検出装置は、配電用変電所に繋
がれた配電線の区間毎に設けた子局と、その子局の故障
検出部によって検出した配電線の故障検出情報を受信し
て開閉器を制御する親局と、前記故障検出部の検出動作
により子局特有の固有インピーダンスをトランスファス
イッチで切換えるラッチ形の故障検出リレーと、前記固
有インピーダンスを通信線を介して親局に接続し、該固
有インピーダンスをトランスファスイッチで他の通信線
に切換えると子局の総インピーダンス値に対する該切換
え固有インピーダンス値との電気量の変化より故障検出
子局を検出する信号測定器とをもって構成するもので、
事故等による系統電圧低下時或いは停電中でも高速で確
実に故障区間を検出することができ、故障個所の除去、
復旧を能率よく行えるようにしたものである。

〔作　用〕

この発明における子局は、配電線故障が発生すると故障
検出部が直ちに動作してラッチ形の故障検出リレーを励
磁し、子局特有の固有インピーダンスを接続したトラン
スファスイッチを他の通信線へ切換えるので、親局にあ
る信号測定器（電圧測定器）は通信線を介して子局の総
インピーダンス値に対する該切換え固有インピーダンス
値との電気量の変化を測定して故障検出子局を短時間で
検出する。そして、この動作は配電線が停電中といえど
も親局からの電源供給による高速で行われる。

【実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。図中
、第４図と同一の部分は同一の符号をもって図示した第
１図において、図は子局の構成を示すもので、ｎは子局
、Ｄｎは故障検出部で、例えば配電線Ｆｉｌの短絡事故
検出には既存の高速過電流検出器５１、地絡事故検出に
は既存の高速地絡方向検出器６７Ｇ等を用いる。Ｒｙ、
はうッチ形の故障検出リレー、Ｒｙ、アは前記故障検出
リレーＲＶｎのトランスファスイッチで、２’−’、Ｚ
はそれぞれ子局ｎ特有の重み付けをしたインピーダンス
を有する固有インピーダンス、ｃｉｏ、ｃｌｌ、ＣＩ２
は通信線である。

また、第２図において、Ｅは通信線ＣＩＯ〜Ｃ１２の電
源、ＳＷはスイッチ、■は信号測定器で、例えば電圧測
定器である。

次に動作について説明する。まず、第１図は配電線Ｆｉ
ｌが正常状態にる時のトランスファスイッチＲｙ−ｙの
状況を示し、該トランスファスイッチＲ）’−ｔはａ側
に接続されている。今、配電線Ｆ１１上の区分開閉器Ｓ
Ｓｎで区分された区間内において配電線故障が発生する
と、該故障区間を負荷に持つ子局ｎに故障電流が流れ故
障検出部Ｄｎが動作する。その故障検出部Ｄｎの動作に
よってラッチ形の故障検出リレーＲｙ７が付勢されトラ
ンスファスイッチＲｙ−ｔは端子ａからｂ側に切換ねり
固有インピーダンス２″−１，２を通信線Ｃ１１゜ＣＩ
２間に挿入する。親局４０ではスイッチＳＷがＯＮ状態
にあり、通信線ＣＩＯ，ＣＩ２間の固有インピーダンス
の変化を線間電圧（または線電流）の変化など固有イン
ピーダンスの間接測定の変化としてとらえ電圧測定器■
で測定する。この測定値から子局の故障検出状態を把握
し故障区間を検出する。

次に、複数ある子局１１〜ｎの固有インピーダンス２″
１・Ｚが故障検出によって切換えられた時の電圧測定に
よる故障区間の判定法について述べる。

第３図は第２図の子局状態収集ブロック図の等価回路を
示したものである。同図から通信線Ｃ１０，Ｃ１２間の
総合インピーダンスＺＡは（１）式で与えられる ■ （１） 同様に通信線Ｃ１ｌ、ＣＩ２間の総合インピーダンスＺ
Ｉは２式で与えられる。

■ （２） 但し、（）は子局ｎの故障検出リレーＲｙｎの動作を表
し故障検出時は°“１”、非故障検出時は“０”となる
。また、例えば（Ｒｙ＋ｔ）はＲ）’ＩＴがｂ接点（ノ
ーマルオン）、（Ｒｙ＋ｙ）はａ接点（ノーマルオフ）
であることを示す。

従って、子局１〜ｎの故障検出状態により、親局の電圧
測定器■に発生する電圧は次式で表され、この値から子
局の故障検出状況を直ちに判定する。

ハ ＋・・・・・・＋１・（Ｒｙｎｔ）　　）　・・・・・
・　（３）上記のように配電線Ｆｉｌの故障発生に伴い
、直ちに電圧測定器Ｖで電圧を測定して子局の故障区間
を親局が確認すると、該親局４０は直接区分開閉器ＳＳ
ｎやループ点開閉器５ＳｋＯの制御動作に移る。

その他、以降の地絡、短絡に関連する区分開閉器の制御
動作については従来例と同様に進められる。

なお、上記実施例は、配電線故障検出の有無に応じて子
局対応に定められた固有インピーダンスを通信線に挿入
し、親局側で固有インピーダンスを直接または間接的に
計測することによって、子局の故障検出情報を知るよう
にしたものである。

従って、固有インピーダンスの大きさ、挿入方法、回路
構成等が変化しても、固有インピーダンスの計測手段を
介して故障子局の検出を行う基本思想と同一であれば、
上記実施例と同様の効果を奏する。

また、通信線として３心ケーブルの例をあげて説明した
が、他の心線数であってもよ（、この発明の基本思想と
同一であれば上記実施例と同様の効果を奏する。また、
故障検出リレー等の回路は半導体回路で構成してもよい
。

さらに、子局の故障検出部として、高速過電流検出器５
１、高速地絡方向検出器６７Ｇを用いた例について説明
したが、配電線故障を検出する他の原理のもの、例えば
インピーダンスリレー、あるいは故障点電流のスカラー
量を用いてもよく、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、配電線に設けた複数
の子局と、その子局内の故障検出部によって配電線の故
障情報を受信すると配電線の開閉器を制御する親局と、
それぞれ子局特有の重み付けをした固有インピーダンス
を設け、故障検出によって他の通信線にスイッチを切換
えるラッチ形の故障検出リレーと、前記スイッチ切換え
後の子局の総インピーダンス値に対する該切換え固有イ
ンピーダンス値との電気量の変化を検出する親局の信号
測定器とを設けて故障区間検出装置を構成したので、ポ
ーリングが不要となり、インピーダンスを計測するだけ
で、全子局の動作を一瞬に検出が出来ると共に事故等に
よる系統電圧低下に対しても影響を受けず、高速で確実
な故障区間検出が出来る。またさらに、停電中でも子局
の故障検出情報を収集でき、再閉路等による復電までに
故障区間を検出して、該故障区間を囲む開閉器を投入ロ
ックして、故障区間への不要な充電を防止し、停電回路
を減らして電力供給の信頼度を向上させることもできる
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子局内部の構成図、
第２図は子局情報収集の回路構成を示すブロック図、第
３図は子局特有の固有インピーダンスの等価回路図、第
４図は従来の故障区間検出装置の構成図である。 図において、Ｆｉｌは配電線、ＳＳｎは開閉器、１１〜
１ｎは子局、４０は親局、Ｒｙ、、は故障検出リレー、
２”−’、Ｚは固有インピーダンス、■は電圧測定器（
信号測定器）である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願本　　三菱電機株式会社 第 図 ４υ　：脱旬 ｖ　　：　［７！リズＣ１８（ｆｇＶ？ｌ３Ｊ）第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 配電用変電所に繋がれた配電線の区間毎に設けられた開
   閉器の設置点に設けられた子局と、前記子局の故障検出
   部によって検出された配電線の故障検出情報を受信して
   開閉器を制御する親局と、前記故障検出部の検出動作に
   より子局特有の固有インピーダンスをトランスファスイ
   ッチで切換えるラッチ形の故障検出リレーと、前記固有
   インピーダンスを通信線を介して親局に接続し、該固有
   インピーダンスをトランスファスイッチで他の通信線に
   切換えると、子局の総インピーダンス値に対する該切換
   え固有インピーダンス値との電気量の変化より故障検出
   子局を検出する信号測定器とを備えた故障区間検出装置
   。