JPH0378420A - 配電線の異常状態監視装置 - Google Patents

配電線の異常状態監視装置

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JPH0378420A
JPH0378420A JP1211673A JP21167389A JPH0378420A JP H0378420 A JPH0378420 A JP H0378420A JP 1211673 A JP1211673 A JP 1211673A JP 21167389 A JP21167389 A JP 21167389A JP H0378420 A JPH0378420 A JP H0378420A
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JP
Japan
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zero
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JP1211673A
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Inventor
Hisao Yamamoto
久雄 山本
Akira Kaneda
明 金田
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Kyushu Electric Power Co Inc
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Kyushu Electric Power Co Inc
Mitsubishi Electric Corp
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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、配電線に発生する零相電圧、零相電流の異
常波形を波形分類し、異常波形を自動的のである。
〔従来の技術〕
従来、配電線に発生する故障の検出および除去は、この
故障の発生時に保護リレーを動作させて、配電線の遮断
器をトリップし、さらにこのトリップ後再閉路する方法
および区分開閉器を時限順送式で開閉制御する方法を組
合せた時限式捜査方式により実施されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の故障検出除去方法は以上のようであるので、配電
線の故障によって停電した後に、上記再閉路によって故
障点が再充電されるため、人畜への危害や火災発生など
の原因を招く危険があるほか、停電が繰り返されること
により、電力需要家に迷惑をかけるなど社会的影響が大
きくなり、さらに故障区間除去後、現場の巡視点検で被
害箇所を調べ、不良箇所を修復して停電を復旧する必要
があるため、上記不良箇所を発見するなどの作業に長時
間を要し、停電時間が長引いてしまうなどの課題があっ
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
ものであり、配電線における故障の前兆段階あるいは瞬
時故障段階で発生する零相電圧。
零相電流の異常波形を収集し、この異常波形を波形分類
データのいずれに相当するものであるかを判定し、その
該当する波形分類データに対応する態監視装置を得るこ
とを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
配電線に生じる零相電圧、零相電流を検出し、この零相
電圧、零相電流の異常波形を異常波形検出手段にて検出
し、ここで検出した異常波形を波形解析手段で解析し、
この波形解析データを波形分類手段において予め登録し
である波形分類データと照合し、異常波形を波形分類し
て、この波形分類メモリに格納するとともに、この照合
結果に従って、異常原因判定手段にて上記解析および分
類した波形データに対応する異常原因を判定し、この判
定した異常原因にもとづいて、故障子知手段で配電線の
故障子知を表示器などにより行えるようにしたものであ
る。
〔作用〕
この発明における波形分類手段は配電線の零相電圧、零
相電流の異常波形を波形分類別に自動的に収集できるよ
うにし、故障子知手段は、異常原因判定手段で判定およ
び抽出した異常原因データの出力内容を、CRT表示器
などの表示器により表示して、オペレータの誰もが容易
に看取または聴取できるようにし、この表示内容にした
がって配電線の故障子知を行えるようにする。
〔発明の実施例〕
以下に、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図において、20は配電線の零相電圧、零相電流を
検出する検出手段、21は検出手段20からの零相電圧
、零相電流をサンプリングし、ディジタルデータに変換
する信号変換手段、22は信号変換手段21からのデー
タを用いて零相電圧。
零相電流の異常波形を検出する異常波形検出手段。
23は異常波形を解析する波形解析手段、24は波形解
析手段23から得た波形解析データと予め登録した波形
分類データとを照合し波形分類する波形分類手段、25
は波形分類別の異常波形データ群を格納する波形分類メ
モリ、26はその波形分類結果に従って上記解析2分類
した波形データに対応する異常原因を判定する異常原因
判定手段、27はその異常原因にもとづき配電線の故障
子知を行う故障子知手段である。
また、第2図は上記のような各手段により異常波形の分
類、格納および故障子知を実施するシステムを示すブロ
ック接続図であり、図において、1は配電用変圧器、2
はこの配電用変圧器1に接続された配電用変電所の母線
、Lは配電用変電所の母線2に接続された配電線、CB
は配電線りと配電用変電所の母線2との間に接続された
遮断器、ZCT、は零相電流検出器(以下、零相変流器
という)で、これが各配電線りの零相電流を2検出して
、その出力を2次側に接続した各配電線の地絡方向リレ
ー67Gに入力するようになっている。
また、ZCT、はもう1つの零相変流器、CTは変流器
、51Sは短絡用の過電流継電器、GPTは配電用変電
所の母線2に接続された接地用変圧器で、これには地絡
故障の際に発生する零相電圧を検出して動作する地絡過
電圧リレーOVG及びこの零相電圧と各配電、iiLの
零相電流の位相関係から地絡方向を検出して動作する地
絡方向リレー67Gが接続されている。さらに、10は
異常波形の解析部である。なお、上記配電線りは配電用
変電所の母線2に対して複数系統接続され、各系統の配
電線りに、上記零相変流器ZCTi、ZCTzt変流器
CT、遮断器CBがそれぞれ接続されている。SH,は
各配電線りの零相変流器ZCT2が検出する各零相電流
I0□〜工。n をサンプリングして保持するサンプル
ホールド回路、SH2は接地用変圧器GPTの3次巻線
で検出する零相電圧v0をサンプリングして保持するサ
ンプルホールド回路、SH3は接地用変圧器GPTの2
次巻線で検出する位相基準用線間電圧Vsをサンプリン
グして保持するサンプルホールド回路、Mpxはサンプ
ルホールド回路SH1,SH,、SH3の各出力を1つ
ずつ選択入力するマルチプレクサ、A/Dはマルチプレ
クサMPXの出力をディジタル変換するアナログ/ディ
ジタル変換器、3はアナログ/ディジタル変換器A/D
の出力を監視し、あらかじめ設定した規定値以上の入力
を検出した時、マイクロプロセッサCPUに対し演算開
始の起動を行う起動検出器、ROMは各種の演算処理を
実行するためのプログラムを格納するプログラムメモリ
、RAMは各種データを一時格納する一時記憶メモリ、
RAM1は配電線りに発生した零相電圧(以下、voと
いう)および零相電流(以下、■。という)を格納する
異常波形データメモリ、RAM、は異常波形データメモ
リRAM1に格納されたV、、I。データの異常波形を
解析して得たデータを格納する異常波形の解析データメ
モリ、ROM工は実配電系統から得たフィールドデータ
あるいは予め実験的に求められた複数の基準データを格
納する波形分類データメモリ、ROM、はその波形分類
データメモリROM1の基準データに対応する原因デー
タを各別に格納する原因別データメモリ、CPUは上記
各メモリRAM1.RAM、、ROM工、ROM、が格
納するデータを利用して、上記プログラムメモリROM
のプログラムに従って所期の演算処理を実行するマイク
ロプロセッサ、CRTは上記の演算結果の表示や故障予
知を行うCRT表示器などの表示器、4は表示器CRT
の表示を制御するコントローラ、PIOは警報出力のた
めのプロセス入出力装置である。
次に動作について、第1図および第3図のフロー図に従
って具体的に説明する。
まず、各配電線りのいずれにも異常がない場合には、各
区間ごとに接続された負荷に対して電力が正規に供給さ
れる。一方、上記各配電線りのいずれかで地絡事故が発
生すると、その故障点、大地および零相変流器ZCT、
に零相電流が流れる。
このため、この零相変流器ZCT工の2次側に接続した
地絡方向リレー67Gに零相2次電流が流れ、かつ接地
用変圧器GPTを介して零相電圧が入力されて、これが
動作する。一方、このとき地絡過電圧リレーOVGは事
故時に発生する零相電圧を検出し動作する。この地絡過
電圧リレーOvGの動作出力と地絡方向リレー67Gの
動作出力の論理積が成立した時、所定時間後に遮断器C
Bを開放する。なお、このほかの配電線りで生じた地絡
事故の保護動作も、上記と同様にして行われる。
一方、上記各配電線りのいずれかに、地絡事故などの故
障が発生すると、対応する配電線りの零相電圧、零相電
流検出手段20を構成する零相変流器ZCT、および接
地用変圧器GPTに零相電圧Vow零相電流工。がそれ
ぞれ検゛出され(ステップ5T1)、これらが位相基準
用線間電圧Vsとともに信号変換手段21を構成するサ
ンプルホールド回路SH工〜SH,において例えば30
°間隔でサンプリングされる(ステップ5T2)。第4
図はこのV、、 I、のサンプリングによるデータ化を
示す説明図である。次に、このサンプリングされたデー
タは一時的に保持された後、マルチプレクサMPXによ
って次々に取り込まれる。このようにして取り込まれた
Vo、I。データは信号変換手段21を構成するアナロ
グ/ディジタル変換器A/Dによりディジタルデータに
変換されマイクロプロセッサCPUにより一時記憶メモ
リRAMに格納される。一方、起動検出器3は1サイク
ル分の上記サンプリングしたデータを加算して平均値を
求め、これをv、、roの入力ごとに毎サイクル演算を
行い(ステップ5T3)、その平均値が規定値を超えて
いるか否かを判定する(ステップ5T4)。ここで、規
定値を超えていると判定された場合には、ディジタルデ
ータを一時記憶メモリRAMに格納するとともに(ステ
ップ5T5)、規定値を超えた後、規定値以下になった
時点より一定時間後に出力しくステップ5T6)、異常
波形発生として一時記憶メモリRAMに格納されている
ディジタルデータに発生番号を付して、異常波形データ
メモリRAM1に格納する(ステップ5T7)、なお、
終了処理後に発生する異常波形は、新規発生分として別
の発生番号を付けて同様の処理を行う。そして、このス
テップST3〜ST7までの処理が異常波形検出手段2
2において実行される。次に、上記の異常波形データを
波形解析手段23によって発生番号ごとに、高速フーリ
エ変換による波形解析(以下、FFT解析という)をす
る(ステップ5T8)。この波形解手段23では、位相
基準用線間電圧Vsの1サイクルを第5図(a)に示す
ような解析サイクルとして、第5図(b)に示すように
設定しくステップ5T8A)、次に解析サイクル中のサ
ンプリングデータを使用して、FFT解析を行い(ステ
ップ5T8B)、直流、基本波、高周波成分の実効値、
波高値、V、−I。位相角の算出を行う(ステップ5T
8G)。ここで、各配電線りごとの各零相電流工。1〜
工。n は波高値の最も大きい回線のものを使用し、V
、、 I。がともに異常波形となっている場合は、第5
図(a)に示すように、vo、r。の発生時刻が一定時
間内にあること、すなわち■。。
■。が同じ故障原因で発生していることの確認を行う。
そして、このような異常波形の解析データを解析データ
メモリRAM、に格納する(ステップ5T9)。続いて
、この格納した解析データを波形分類データメモリRO
M工に格納しである基準波形データと照合しくステップ
5TIO)、これらの照合対象が一致するか否かを判定
しくステップ5TII)、一致する場合には波形分類番
号を付番する(ステップ5T12)。また、このような
波形分類番号に該当する原因を、原因別データメモリR
OM、に格納されている原因別データの中から抽出しく
ステップ5T13)、その原因を表示器CRTに表示し
たり、警報出力として警報器に出力する(ステップST
 14)。また、ステップ5TIIで照合対象が不一致
である場合には、波形分類データを全部抽出しくステッ
プ5T15)、抽出し終わったところで、新規な異常デ
ータとして特異波形番号を付番しくステップ5T16)
、ステップ5T13以下を実行する。そして、このよう
な処理によって、表示器CRTには、第6図に示すよう
にVo、I。の波形、配電線番号。
異常発生時刻、波形分類2発生原因などが表示され、故
障の予知が具体的に行われることになる。
第7図(a)は波形分類データメモリROM1に格納さ
れるvoの波形分類データ、第7図(b)は同じくI。
の波形分類データを示し、配電線乙における故障事故に
対応する波形パターンを呈する。また、このようなV、
、I。の波形分類データに対応する異常原因は、実配電
系統における故障例あるいは実験的に求められて、第8
図に示すようになる。なお、この表で見るようにvoの
波形がAC波Va〜不規則な歪波Viまでは故障(原因
不明の場合を含む)領域である。従って、この表を見れ
ば分かるように、voがAC波Vaで、■。が矩形波の
場合には、その配電線りの故障原因は例えば異相地絡と
判定でき、これを配電線りの故障予知情報として確認す
ることにより、劣化進行中の配電設備の異常、樹木、鳥
獣など他物との接触、水害、氷雪、火災などの自然現象
、人災などによる事故を早期に発見し、かつ修復して、
配電線事故を未然に防止することができ、これにより電
力安定供給の信頼度を向上することができる。なお、第
7図において、■、3については、VaはAC波、歪波
、Vrは三角波、Vsは階段波、Viは不規則な歪波、
Vdは直流重畳波、vhは高周波減衰振動波、Vzはv
l、変化のない場合を示し、■。についてはIaはAC
波、歪波、Irは三角波、Inは針状波、工iは不規則
な歪波、Ihは高周波減衰振動波、Izは■。変化のな
い場合を示す。
なお、上記実施例ではVo、 I。の検出器とじて接地
用変圧器GPTおよび零相変流器ZCT、を用いたもの
を説明したが、光センサやその他の検出器を使用しても
よい。
また、上記実施例では零相変流器ZCT、、接地用変圧
器GPTおよび異常波形の解析部10を変電所に設置し
た場合を示したが、これらを変電所および配電線路上に
別々に分けて設置し、この間をデータ伝送線で結ぶよう
にしてもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
さらに、波形分類の各項目を細分化あるいはマクロ分類
化してもよく、また分類の分割方式を問わず、■。? 
IOの異常波形を波形分類し1分類結果から故障子知を
行うようにしてもよく、上記実施例と同様の効果を奏す
る。
またさらに、上記実施例では波形分類データや原因デー
タは、独自のメモリROM、、ROM、に格納しておく
場合を示したが、フィールドデータの蓄積結果を評価し
、メモリ内容を追加、変更。
削除などが行えるメモリ装置を使用してもよく、上記実
施例と同様の効果が得られる。
なお、上記実施例ではFFTによる波形解析を行う場合
を示したが、他の解析方法を採用することも任意である
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば配電線に生じる零相電
圧、零相電流の異常波形を異常波形検出手段にて検出し
、ここで検出した異常波形を波形解析手段で解析し、こ
の解析した波形解析データを、波形分類手段において予
め登録しである波形分類データと照合し、この照合結果
に従って、異常波形に波形分類番号を付番してメモリに
格納するとともに、異常原因判定手段にて上記解析およ
び分類した波形データに対応する異常原因を判定し、こ
の判定した異常原因にもとづいて、故障予知手段で配電
線の故障子知をCRT表示などにより行えるようにした
ので、配電線に発生するV。。
■。の異常波形データ蓄積が自動的に行えるようになり
、異常波形と配電線故障との相関性の精度向上により、
配電線故障予知の信頼度向上が図れる。また、Vo、I
。の波形を解析2分類および比較検討することによって
、配電線故障をその前兆段階で発見することができ、こ
の発見により異常発生回線およびこれの特定設備の巡視
点検を容易に行えるようになり、従って劣化あるいは被
害を受けている箇所を永久故障に至る前に修繕すること
ができる。この結果、配電線故障による停電を未然に防
止できるものが得られる効果がある。
波形分類データに対応する異常原因を示す表図である。
22は異常波形検出手段、23は波形解析手段、24は
波形分類手段、25は波形分類メモリ、26は異常原因
判定手段、27は故障予知手段、Lは配電線。
なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)配電線に生じる零相電圧、零相電流を検出する検
    出手段と、この検出手段からの零相電圧、零相電流を標
    本化し、ディジタルデータに変換する信号変換手段と、
    この信号変換手段からのディジタルデータを利用して、
    零相電圧、零相電流の異常波形を検出する異常波形検出
    手段と、この異常波形検出手段で検出した異常波形を解
    析する波形解析手段と、この波形解析手段で解析した波
    形解析データと予め登録した波形分類データとを照合し
    、波形分類する波形分類手段と、この波形分類手段で波
    形分類した異常波形を蓄積する波形分類メモリとを備え
    た配電線の異常状態監視装置。
  2. (2)上記波形分類手段における波形分類データに対応
    して登録した異常原因データと上記異常波形とから異常
    原因を判定する異常原因判定手段と、この異常原因判定
    手段で判定した異常原因にもとづき、配電線の故障予知
    を行う故障予知手段とを設けたことを特徴とする請求項
    1記載の配電線の異常状態監視装置。
JP1211673A 1989-08-17 1989-08-17 配電線の異常状態監視装置 Pending JPH0378420A (ja)

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