JPH0510634B2 - - Google Patents

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JPH0510634B2
JPH0510634B2 JP2016584A JP2016584A JPH0510634B2 JP H0510634 B2 JPH0510634 B2 JP H0510634B2 JP 2016584 A JP2016584 A JP 2016584A JP 2016584 A JP2016584 A JP 2016584A JP H0510634 B2 JPH0510634 B2 JP H0510634B2
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JP
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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、電力系統の平行2回線の地絡故障
点標定装置に関するものである。
〔従来技術〕
電力系統の地絡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、平行2回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は平行2回線の1号線、6はその2号
線、7は母線、8は変圧器、9は中性点抵抗、1
0は負荷、11は故障点、12は正相電流を導出
する変流器、13及び14は平行2回線系統の1
号線及び2号線の零相電流成分を導出する変流
器、15は変圧器、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11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、2
4は第1図の変流器12で平行2回線回路に流入
する正相電流を導出する変流器、25及び26は
第1図の変流器13及び14で平行2回線回路の
1号線と2号線の零相電流を導出する変流器、2
7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。また、図中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:平行2回線部分の単位〔Km〕当りの正相イ
ンピーダンス Z2:平行2回線部分の単位〔Km〕当りの逆相イ
ンピーダンス Z0:平行2回線部分の単位〔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:平行2回線の亘長〔Km〕 Zn:単位〔Km〕当りの回線間相互インピーダ
ンス IL:健全時(スイツチ27が開の時)平行2回
線回路に流入する正相電流 IF:故障時(スイツチ27が閉の時)平行2回
線回路に流入する正相電流 IF1:故障点に流れる電流 I01:平行2回線系統の1号線の零相電流 I02:平行2回線系統の2号線の零相電流 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図における故障点の電流分布を
図示したものである。
第3図イは第2図の正相回路の平行2回線部分
を△−変換したもので、ここでZFは第2図にお
いて逆相回路と零相回路のインピーダンスに故障
点抵抗をまとめて示したものである。第3図イは
故障発生のスイツチ27が開放で健全状態を示
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、その点の正相電圧をVとする。
第3図ロは第3図イにおいてスイツチ27を閉
路とした故障状態を示したもので、この時の第2
図の変流器24に流れる電流をIFとする。また、
故障点を模擬したスイツチ27部に流れる故障点
電流をIL1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図ハを重ね合わせることで、故障点を
模擬したスイツチ27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により第2図の変流
器24に流れる電流をIαとすれば次の(1)式が成立
する。
IL=IF−Iα …(1)式 ここで、Iαは次の(2)式で求まる。
Iα=IF1・ZQ/ZP+ZQ …(2)式 但し とした。
また、第3図イより次の(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=xZ1/2+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=2/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。
第4図は故障点電流IF1の算出方法を説明する
ための図で、第2図の零相回路を回線間相互イン
ピーダンスを詳細に図示したものである。
第4図でZR0=XTRと3RNRと置けば1号線に流
れる零相電流による電圧降下から次の(7)式が成立
する。
V0=xZ0I01+xZmI02+(L−x)ZmI02+(L−
x)Z0(I01−IF1)+ZR0(I01+I02−IF1) …(7)式 同様に2号線側では次の(8)式が成立する。
V0=xZmI01+LZ02+(L−x)Zm(I01−IF1)+
ZR0(I01+I02−IF1) …(8)式 (7)式から(8)式を差引いた後に(Z0−Zm)で割
算すれば、次の(9)式が成立する。
IF1=L(I01−I02)/L−x) …(9)式 (6)式のIF1に(9)式を代入すれば故障点迄の距離
xが次の(10)式で求まる。
x=V(I01−I02)+(IL−IF)E/Z1・L・IL
(I01−I02)+2(IL−IF)E・2L…(10)式 ここで、(10)式は平行2回線系統の1号線で1線
地絡故障が発生した時の故障点距離を計測する式
であるが、2号線で故障が発生した時は(10)式中の
I01とI02を置換した式になることから次の(11)式で
計測することが出来る。
X=V(I02−I01)+(IL−IF)E/Z1・L・IL
(I02−I01)+2(IL−IF)E・2L…(11)式 第5図は地絡故障点標定装置100を示す図
で、101は平行2回線5,6の送電端(母線
4、即ち、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は平行2回線の1号線5の零相電流
I01を入力する入力端子、103は平行2回線の
2号線6の零相電流I02を入力する入力端子、1
04は故障検出器(図示せず)により応動する入
力切替スイツチ、105は平行2回線に流入する
系統健全時及び系統故障時の正相電流IL・IFを入
力する入力端子、106は故障検出器により応動
する入力切替スイツチ、107は平行2回線にお
ける故障回線側の零相電流I01,I02から健全回線
側の零相電流I02,I01を引算する引算回路、10
8は系統健全時の正相電圧Vと引算回路107の
引算値を積算する積算回路(第1の積算回路)、
109は平行2回線に流入する系統健全時及び系
統故障時の正相電流IL・IFを記憶する記憶回路、
110は記憶回路109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を引算
し、その引算値に電源電圧Eを積算する演算回路
(第1の演算回路)、116は演算回路110の演
算値を2倍にする演算回路(第2の演算回路)、
111は引算回路107の引算値に、記憶回路1
09に記憶された系統健全時の正相電流IL及び平
行2回線の正相インピーダンスZ1Lを積算する積
算回路(第2の積算回路)、112は積算回路1
08の積算値と演算回路110の演算値を加算す
る加算回路(第1の加算回路)、113は演算回
路116の演算値と積算回路111の積算値を加
算する加算回路(第2の加算回路)、114は加
算回路112の加算結果を加算回路113の加算
結果で割算し、その割算した値と平行2回線の2
倍の亘長2Lを積算する演算回路(第3の演算回
路)、115は演算回路114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。
第5図は1号線に故障が発生した場合の様相を
図示したもので、この時1号線の故障か2号線の
故障かを保護継電器等による故障検出器(図示
略)で検出して1号線故障の時には、切替スイツ
チ104が図面上で上側に接続となるように構成
(2号線故障の時には図面上で下側に接続となる
よう構成)する。この結果、引算回路107の出
力は故障回線側の零相電流I01が端子、健全回
線側の零相電流I02が端子に印加されることか
ら、I01−I02が出力される。
積算回路108では入力端子101と引算回路
107の出力成分からV(I01−I02)が導出され
る。一方、平行2回線回路に流入する正相電流は
入力端子105から切替スイツチを介して記憶回
路109で記憶される。
第5図では故障が発生した場合の様相を図示し
たもので、保護継電器等による故障継電器(図示
略)切替スイツチ104用の故障検出器が平行2
回線の1号、2号線のいずれの回線に故障が発生
したかを選択したのに対し、切替スイツチ106
用の故障検出器では故障回線の選択は不要で、い
ずれの回線に故障が発生しても応動すれば良い検
出器で、この故障検出器の応動時には切替スイツ
チ106が図面上で下側に接続となるように構成
(健全時には図面上で上側に接続となるよう構成)
する。この結果、記憶回路109の出力は健全時
の正相電流IL及び故障時の正相電流IFが出力され
る。
演算回路110では記憶回路109の出力成分
と電源電圧Eから(IL−IF)・Eが出力される。
そして演算回路116でこれを2倍した2(IL
IF)・Eが出力される。
次に積算回路111では引算回路107と記憶
回路109のIL成分及び系統定数から、Z1・L・
IL・(I01−I02)が出力される。
加算回路112では積算回路109と演算回路
110の出力成分からV(I01−I02)+(IL−IF)E
が出力される。また、加算回路113では演算回
路110と積算回路111の出力成分から、Z1
L・IL・(I01−I02)+2(IL−IF)Eが出力される。
そして、演算回路114で加算回路112の出
力成分を加算回路113の出力成分で割算して、
その結果に平行2回線の2倍の亘長2Lを積算し
て(10)式で示される故障点迄の距離xが演算され出
力端子115に出力される。
もし、2号線側で故障が発生した場合は、切替
スイツチ104用の故障検出器により切替スイツ
チ104が図面上で下側に接続されるため、引算
回路107の出力は前記出力成分でI01とI02が置
換したものとなるため、(11)式で示された故障点迄
の距離xが演算されて出力端子115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と零相電流
から故障点迄の距離が計測できた事になる。
なお、上記実施例では故障検出器によるI01
I02の切替えと切替スイツチ104で説明したが、
スイツチ機構でなく、1号線用、2号線用を並行
して演算した後に故障回線側の出力を導出しても
よいことは言うまでもない。
さらに、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。
すなわち、健全時の回路である第3図イから次
の(12)式が成立する。
E−V=ZS1IL …(12)式 また、故障時の回路である第3図ロから次の(13)
式が成立する。
E−VF=ZS1IF …(13)式 従つて、(12)式と(13)式から次の(14)式が求まる。
E=V・IF−VF・IL/IF−IL …(14)式 第6図は(14)式を導出する回路を図示したもの
で、入力端子105から平行2回線回路に流入し
て来る健全時の正相電流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109で記憶される。一方、入力端子101か
らも地絡故障点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106を介して記憶
回路120に記憶される。そして、演算回路12
で(14)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図は平行2回線の電力系統を示した図、第
2図は第1図で1線地絡故障が発生した時の対称
分回路を示した図、第3図は第2図における故障
時の電流分布を示した図、第4図は第2図の零相
回路を詳細に示した図、第5図はこの発明の一実
施例の地絡故障点標定装置を示した図、第6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
I01入力端子、103はI02入力端子、104は切
替スイツチ、105は正相電流入力端子、106
は切替スイツチ、107は引算回路、108は積
算回路、109は記憶回路、110は演算回路、
111は積算回路、112,113は加算回路、
114は演算回路、115は出力端子である。ま
た、120は記憶回路、121は演算回路、12
2は出力端子である。なお、図中、同一符号は同
一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 平行2回線における故障回線側の零相電流か
    ら健全回線側の零相電流を引算する引算回路と、
    上記平行2回線の送電端における系統健全時の正
    相電圧と上記引算回路の引算値を積算する第1の
    積算回路と、上記平行2回線に流入する系統健全
    時及び系統故障時の正相電流を記憶する記憶回路
    と、上記記憶回路に記憶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引算し、その引
    算値に電源電圧を積算する第1の演算回路と、上
    記第1の演算回路の演算値を2倍にする第1の演
    算回路と、上記引算回路の引算値に、上記記憶回
    路に記憶された系統健全時の正相電流及び上記平
    行2回線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の積算回路の積算値と上記
    第1の演算回路の演算値を加算する第1の加算回
    路と、上記第2の演算回路の演算値と上記第2の
    積算回路の積算値を加算する第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、その割算した値と上記
    平行2回線の2倍の亘長を積算する第3の演算回
    路とを備えた地絡故障点標定装置。
JP2016584A 1984-02-06 1984-02-06 地絡故障点標定装置 Granted JPS60164266A (ja)

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JPH0713651B2 (ja) * 1987-04-02 1995-02-15 富士電機株式会社 平行2回線送電線の故障点標定方法

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