JPH0510633B2 - - Google Patents

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JPH0510633B2
JPH0510633B2 JP2016484A JP2016484A JPH0510633B2 JP H0510633 B2 JPH0510633 B2 JP H0510633B2 JP 2016484 A JP2016484 A JP 2016484A JP 2016484 A JP2016484 A JP 2016484A JP H0510633 B2 JPH0510633 B2 JP H0510633B2
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JP
Japan
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circuit
sequence
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zero
positive
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JP2016484A
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Makoto Suzuki
Genzaburo Kotani
Wataru Kashiwamori
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、電力系統の単回線送電線の地絡故
障点標定装置に関するものである。
〔従来技術〕
電力系統の故障点標定装置としては、衝撃波を
印加する方法や故障サージを利用する方法等、進
行波を利用したものが有ることが既に知られてい
る。
しかし、進行波を送電線路に印加し、または受
信するには必らず結合装置を通さなければならな
い事から装置が複雑で高価なものとなる欠点があ
つた。
〔発明の概要〕
この発明は、従来のものの欠点を除去すること
を目的になされたもので、電力系統の電圧及び電
流情報から故障点迄の距離を計測するようにした
地絡故障点標定装置を提供する。
〔発明の実施例〕
第1図は、単回線送電線の電力系統を示した図
で、1は電源、2は変圧器、3は中性点抵抗、4
は母線、5は送電線、6は母線、7は変圧器、8
は中性点抵抗、9は負荷、10は故障点、11は
正相電圧を導出する変成器、12は零相電圧を導
出する変成器、13は変流器、100はこの発明
の一実施例の地絡故障点標定装置を示す。
第2図は第1図の故障点10で1線地絡故障が
発生した時の対称分回路を示した図で、21は正
相回路、22は逆相回路、23は零相回路、24
は第1図の変流器13で正相電流を導出する変流
器、25は第1図の変流器13で零相電流を導出
する変流器、26は1線地絡故障が発生する部分
を模擬したスイツチを示す。41から43は母線
4の正相回路部と逆相回路部及び零相回路部を示
す。61から63は母線6の正相回路部と逆相回
路部及び零相回路部を示す。また、図中の記号は
次の如くである。
E:電源電圧 ZS1:送電側背後の正相インピーダンス ZS2:送電側背後の逆相インピーダンス XTS:送電側背後の零相インピーダンス Z1:送電線の単位〔Km〕当りの正相インピーダン
ス Z2:送電線の単位〔Km〕当りの逆相インピーダン
ス Z0:送電線の単位〔Km〕当りの零相インピーダン
ス ZR1:受電側背後の正相インピーダンス ZR2:受電側背後の逆相インピーダンス XTR:受電側背後の零相インピーダンス R:負荷インピーダンス Rg:故障点抵抗 3RNS:電源側の中性点抵抗 3RNR:受電側の中性点抵抗 x:地絡故障点標定装置の設置点から故障点迄の
距離〔Km〕 L:送電線の亘長〔Km〕 IL:健全時(スイツチ26が開の時)標定装置の
設置点に流れる正相電流 IF:故障時(スイツチ26が閉の時)標定装置の
設置点に流れる正相電流 IF1:故障点に流れる電流 I0:地絡故障点標定装置の設置点に流れる零相電
流 V:地絡故障点標定装置の設置点の健全時の正相
電圧 V0:地絡故障点標定装置の設置点の零相電圧 ZF:逆相回路のインピーダンスと零相回路のイン
ピーダンスと故障点抵抗を合成したインピー
ダンス 第3図は第2図における故障時の電流分布を図
示したものである。第3図イは第2図の逆相イン
ピーダンスと零相インピーダンスと故障点抵抗を
まとめてZFで示したもので、故障発生スイツチ2
6が開放の健全状態を示す。この健全時に第2図
の変流器24に流れる電流をILとし、母線41の
正相電圧をVとする。
第3図ロは第3図イにおいてスイツチ26を閉
路した故障状態を示したもので、この故障時の変
流器24に流れる電流をIFとし、故障点を模擬し
たスイツチ26に流れる故障点電流をIF1とする。
第3図ハは電源電圧Eを除去して故障点に流れ
る電流が第3図ロと逆極性でIF1となるように故
障点に電源eを挿入したものである。
従つて、第3図ロと第3図ハを重ねることで故
障点を模擬したスイツチ26に流れる電流が零と
なることから、第3図ロに第3図ハを重ね合わせ
たものが第3図イとなることが判る。
このことは鳳−テブナンの定理から明らかであ
る。
第3図ハで挿入した電源eにより変流器24に
流れる電流をI〓とすれば、次の(1)式が成立する。
IL=IF−I〓 …(1)式 ここでI〓は次の(2)式で求まる。
I〓=IF1・ZQ/ZP+ZQ …(2)式 但し 〔ZP=ZS1+xZ1 ZQ=(L−x)Z1+ZR1+R とした。
また、第3図イより(3)式が成立する。
ZP+ZQ=E/IL …(3)式 従つて、(1),(2),(3)式より次の(4)式が求まる。
ZQ=IF−IL/IF1−IL・E …(4)式 次に第3図イより次の(5)式が成立する。
V/IL=xZ1+ZQ …(5)式 (4)式と(5)式より故障点迄の距離xは次の(6)式で
求めることが出来る。
x=1/Z1・(V/IL−IF−IL/IF1・IL・E)…(6)
式 この(6)式中、故障点に流れる電流IF1を除いて
は全て既知の値である。
次に故障点電流IF1を得る方法について説明す
る。
第2図の零相回路から次の(7)式が成立する。
V0−xZ0I0=−(IF1−I0){(L−x)Z0+XTR
3RNR} …(7)式 従つてIF1は次の(8)式となる。
IF1=(LZ0−XTR+3NNR)I0−V0/(L−x)Z0+X
TR+3RNR…(8)式 ここで(6)式のIF1に(8)式を代入すれば、故障点
迄の距離xが次の(9)式で求まる。
x=V・(I0−V0/LZ0+XTR+3RNR)+(IL−IF
・E/Z1・L・IL・(I0−V0/LZ0+XTR+3RNR)・L+
LZ0/LZ0+XTR+3RNR・(IL−IF)・E…(9)式 第4図は地絡故障点標定装置100を示す図
で、101は地絡故障点標定装置100の設置点
における系統健全時の正相電圧Vを入力する入力
端子、102は設置点における零相電流I0を入力
する入力端子、103は設置点における系統故障
時の零相電圧V0を入力する入力端子、104は
零相電圧V0を、設置点から負荷方向の零相イン
ピーダンスで割算し、零相電流I0からその割算し
た値を差引く演算回路(第1の演算回路)、10
5は設置点における系統健全時及び故障時の正相
電流IL・IFを入力する入力端子、106は故障検
出器(図示せず)により応動する切替スイツチ、
107は正相電流IL・IFを記憶する記憶回路、1
08は演算回路104の演算結果と正相電圧Vを
積算する積算回路(第1の積算回路)、109は
記憶回路107に記憶された系統健全時の正相電
流ILから系統故障時の正相電流IFを差引き、その
差引いた値に電源電圧Eを積算する演算回路(第
2の演算回路)、115は演算回路109の演算
結果と送電線長さの零相インピーダンスLZ0を積
算し、その積算した値を設置点から負荷方向の零
相インピーダンスで割算する演算回路(第3の演
算回路)、110は演算回路104の演算結果、
記憶回路107に記憶された系統健全時の正相電
流IL及び送電線長さの正相インピーダンスLZ1
積算する積算回路(第2の積算回路)、111は
積算回路108の積算結果と演算回路109の演
算結果を加算する加算回路(第1の加算回路)、
112は演算回路115の演算結果と積算回路1
10の積算結果を加算する加算回路(第2の加算
回路)、113は加算回路111の加算結果を加
算回路112の加算結果で割算し、その割算した
値と送電線長さLを積算する演算回路(第4の演
算回路)、114は演算回路113の演算結果を
出力する出力端子である。
次に動作について説明する。
演算回路104では入力端子102と103の
出力成分及び標定装置の設置点から負荷方向の零
相インピーダンス(LZ0+XTR+3RNR)値をもと
に {I0−V0/(LZ0+XTR+3RNR)} が出力される。
切替スイツチ106は保護継電器等による故障
検出器(図示略)により応動するスイツチで故障
時には第4図に示すように図面上で下側に接続さ
れるよう構成(健全時には図面上で上側に接続さ
れるよう構成)する。従つて、記憶回路107で
は入力端子105から印加される系統健全時の正
相電流ILと故障時の正相電流IFを記憶する。
積算回路108では入力端子101と演算回路
104の出力成分を積算した V・{I0−V0/(LZ0+XTR+3RNR)} が出力される。
演算回路109では記憶回路107の出力成分
と電源電圧Eから(IL−IF)・Eが出力される。
また、演算回路115ではこの値に負荷方向の零
相インピーダンスに対する送電線長さの零相イン
ピーダンスを積算した (IL−IF)・E・LZ0/(LZ0+XTR+3RNR) が出力される。積算回路110では演算回路10
4と記憶回路107のIL成分及び系統定数から Z1・L・IL・{I0−V0/(LZ0+XTR+3RNR)} が出力される。
加算回路111では積算回路108と演算回路
109の出力成分から V・{I0−V0/(LZ0+XTR+3RNR)}+(IL
IF)・E が出力される。
また加算回路112では演算回路109と積算
回路110の出力成分から Z1・L・IL{I0−V0/(LZ0+XTR+3RNR)} +(IL−IF)・E・LZ0/(LZ0+XTR+3RNR) が出力される。
そして演算回路113で加算回路111の出力
成分を加算回路112の出力成分で割算して、そ
の結果に送電線の亘長Lを積算して(9)式で示され
る故障点迄の距離xが演算され出力端子114に
出力される。
このように上記実施例によれば、健全時の正相
電圧と正相電流及び故障時の正相電流、零相電流
と零相電流と零相電圧から故障点迄の距離が計測
出来た事になる。
なお、上記実施例では電源電圧Eは系統条件か
ら既知として扱つたが、健全時の正相回路の電圧
と電流及び故障時の正相回路の電圧と電流から次
の式により算出してもよいことは言うまでもな
い。
すなわち、健全時の回路である第3図イから次
の(10)式が成立する。
E−V=ZS1IL …(10)式 また、故障時の回路である第3図ロから次の(11)
式が成立する。
E−VF=ZS1IF …(11)式 従つて、(10)式と(11)式から次の(12)式が求まる。
E=V・IF−VF・IL/IF−IL …(12)式 第5図は(12)式を導出する回路を図示したもの
で、入力端子105から健全時及び故障時の正相
電流が故障検出器の切替スイツチ106を介して
記憶回路107に記憶される。
一方、入力端子101からも標定装置の設置点
の正相電圧が健全時と故障時に切替スイツチ10
6を介して記憶回路120に記憶される。そし
て、演算回路121で(12)式の演算が行なわれ出力
端子122に出力される。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、電力系統の
電圧及び電流情報から故障点迄の距離を計測する
ように構成できるので、装置が簡単で安価にでき
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は単回線送電線の電力系統を示す図、第
2図は第1図で1線地絡故障が発生した時の対称
分回路を示す図、第3図は第2図における故障時
の電流分布を示す図、第4図はこの発明の一実施
例の地絡故障点標定装置を示す図である。第5図
はこの発明の他の実施例の地絡故障点標定装置の
一部を示す図である。 図において、101はV入力端子、102はI0
入力端子、103はV0入力端子、104は演算
回路、105は正相電流入力端子、106は切替
スイツチ、107は記憶回路、108は積算回
路、109は演算回路、110は積算回路、11
1,112は加算回路、113は演算回路、11
4は入力端子である。また、120は記憶回路、
121は演算回路、122は出力端子である。な
お、図中、同一符号は同一部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 単回線送電線の所定点における系統故障時の
    零相電圧を、その所定点から負荷方向の零相イン
    ピーダンスで割算し、その所定点における零相電
    流からその割算した値を差引く第1の演算回路
    と、上記第1の演算回路の演算結果と上記所定点
    における系統健全時の正相電圧を積算する第1の
    積算回路と、上記所定点における系統健全時及び
    故障時の正相電流を記憶する記憶回路と、上記記
    憶回路に記潟された系統健全時の正相電流から系
    統故障時の正相電流を差引き、その差引いた値に
    電源電圧を積算する第2の演算回路と、上記第2
    の演算回路の演算結果と送電線長さの零相インピ
    ーダンスを積算し、その積算した値を上記所定点
    から負荷方向の零相インピーダンスで割算する第
    3の演算回路と、上記第1の演算回路の演算結
    果、上記記憶回路に記憶された系統健全時の正相
    電流及び送電線長さの正相インピーダンスを積算
    する第2の積算回路と、上記第1の積算回路の積
    算結果と上記第2の演算回路の演算結果を加算す
    る第1の加算回路と、上記第3の演算回路の演算
    結果と上記第2の積算回路の積算結果を加算する
    第2の加算回路と、上記第1の加算回路の加算結
    果を上記第2の加算回路の加算結果で割算し、そ
    の割算した値と送電線長さを積算する第4の演算
    回路とを備えた地絡故障点標定装置。
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CN103529357A (zh) * 2013-08-02 2014-01-22 吉林省电力有限公司长春供电公司 10kV配电系统单相接地故障所在区段的选出方法
CN103675608A (zh) * 2013-12-23 2014-03-26 华北电力大学 平行线路跨线路不接地故障点的计算方法
CN110579690B (zh) * 2019-10-29 2021-11-23 厦门理工学院 一种配电网小电流接地故障区段定位方法

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