JPH0779524A

JPH0779524A - マトリックス演算を使った系統保護装置

Info

Publication number: JPH0779524A
Application number: JP5258825A
Authority: JP
Inventors: Koichi Tsuji; 浩一辻
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-09-08
Filing date: 1993-09-08
Publication date: 1995-03-20

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は電力系統の事故時の電圧・電流
の関係をキルヒホッフの第１、第２法則で定式化し、こ
の非線形連立方程式をコンパクトなマトリックスに変換
し、事故地点と事故点抵抗をニュートン・ラフソン法に
よって求めるデイジタル形系統保護装置に関するもので
ある。【構成】送電線の片端子又は各端子に取り付けられ
た電圧・電流を検出する変成器ＰＴ、変流器ＣＴと非検
出端ノードの発電機・負荷の事前値を送る情報伝送装置
と、更にそれらの検出データをもとに事故点と事故点抵
抗を演算する演算処理装置から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】この発明は、送電線、配電線、変
電所などの電力系統ならびに、需要家構内の電気設備に
事故が発生した場合に事故地点と事故点抵抗を高速に特
定し、事故区間を切断すると共に、事故原因を推定し事
故復旧の迅速化と保守の省力化に寄与するための系統保
護装置に関する。

【従来の技術】系統保護用として、従来のメカ形リレー
をデイジタル化した装置が実用に供されており、それら
の方式には次のようなものもある。ア）電流差動方式イ）方向比較方式ウ）距離継電方式エ）回線選択継電方式オ）過電流継電方式カ）電流差動母線保護方式キ）変圧器用比率差動方式これらの動作原理はノードの電流和が零となるキルヒホ
ッフの第１法則か、あるいは電圧降下の関係を表すキル
ヒホッフの第２法則かのいずれか一方によっている。適
用する保護方式は対象とする電力系統によって様々であ
り、運用・保守も方式に左右されている。更にまた、保
護リレーは事故区間判定を目的としており、事故復旧操
作や保守に必要な事故地点と事故原因の推定は別に設け
たフォルトロケーターに依存している。

【従来の課題】（１）保護方式の種類が多く高価である。送電線の保護リレーの種類が多く、適用する電力系統の
電圧階級、中性点接地方式などによって方式が異なり、
大量生産による価格低減効果が少ない。又方式によって
運用・保守も異なり、人間系の対応も複雑となってい
る。（２）保護精度の不足動作原理から保護上、誤動作誤不動作を許容しなければ
ならない例に次のようなものがある。ア）２回線またがり事故イ）微地絡事故ウ）零相循環電流エ）距離リレーの進み相オーバーリーチ（３）保護しゃ断時間事故地点検出の誤差が保護区間の１５％程度は避けられ
ず、直列しゃ断となるケースがあり、瞬時電圧低下継続
時間が長くなる。（４）再閉路の失敗送電線事故の９０％は自動再閉路で送電が成功するた
め、一律に実施されている。しかしながら、ギャロッピ
ング現象や他物接触など失敗することもあり、この時無
用な衝撃を電力系統に与えている。（５）系統事故が発生した場合、事故区間の切断だけで
はすまず、停電を早期に復旧する操作や保守があとに続
いている。事故地点を特定するために、リレーと同様な
ＰＴ、ＣＴ情報を利用するフォルトロケーターが別に設
けられており、リレーとロケーターの一体化が求められ
ている。

【課題を解決するための手段】本発明による系統保護装
置は、事故に関係するなるべく多くの情報を活用するこ
とを意図し、遠隔端子の発電機出力、負荷のテレメータ
ー値と送配電線の電圧・電流データを収集し、事前の系
統状態を等価回路で定式化する。次に各線の線路定数を
使い、事故区間と健全区間にキルヒホッフの第１、第２
法則を適用し、事故現象を定式化する。この非線形連立
方程式の演算を高速化するため、変数を適切に組合せ、
マトリックス要素を定数とし、事故点の位置と抵抗だけ
を変数とするコンパクトなマトリックスに変換し、ニュ
ートン・ラフソン法によって、方程式を解いている。定
数マトリックスは事前に定周期で計算し、記憶してお
き、事故時はＰＴ、ＣＴの値に関係する部分だけの演算
処理を行う。

【作用】

１．従来の保護継電方式は適用する電力系統の電圧階級
や中性点接地方式によって動作原理が異なっていたが、
各線の事故現象をキルヒホッフの第１、第２法則で定式
化し、マトリックス演算することによりアルゴリズムを
統一できる。２．従来、事故特定の誤差原因となっていた事故点抵抗
を事故地点と同時に求めることにより、保護リレー、フ
ォルトロケーター、事故区間判定の機能を一体化した装
置の製作が可能である。３．事故前の発電機や負荷の状態を入力し、事故に関係
するノード、ブランチを厳密に定式化することによっ
て、事故特定の精度が向上するため、従来、問題のあっ
た多端子送電線、重負荷送電線、併架多回線送電線等の
保護に適用できる。４．非線形連立方程式をコンパクトなマトリックスに変
換することによって、演算時間を５ｍｓｅｃ程度に短縮
できるので、事故しゃ断の高速化が図られる。５．２回線にまたがる多相事故を送電線の片端情報から
特定でき、また事故原因の推定から無用な再閉路失敗を
回避できるなど、新しい機能が期待できる。６．新しく実現した機能としては、次のものがある。１）中性点抵抗接地系の１回線１線地絡事故に対し、
事故点を特定できる。２）保護区間外の遠隔地点の事故点を特定できるので
リモートバックアップの機能を持つことができる。３）事故点の抵抗を検出することによって、事故原因
を推定できるので、再閉路の制御を行うことができる。

【実施例】

１．事故様相の定式化事故様相特定の理論はキルヒホッフの第一、第二法則を
使って事故現象を定式化し、この非線形方程式から事故
点の位置と事故点の抵抗値を求めるものであるが，この
理論が広い分野で一般的に適用できるようマトリックス
の表現と解法にいくつかの工夫をしている。図１は三相
交流２回線送電線の３端子系統構成を示したもので理解
しやすいように、以下この系統構成を対象に記述する。
送電線の接続点から接続点までを区間と呼び、図１は３
区間で構成されているとする。送電線の亘長上におい
て、短絡・地絡などの事故が発生したときに、事故区間
と事故点と事故点抵抗を算出する。電気所の母線には発
電機、負荷が接続されるが送電線の分岐点には接続され
ない。本例では区間１の母線１側の情報を取り込むよう
ＰＴ、ＣＴが配置されている。事故様相特定理論では複
数地点の同時事故は考慮せず（両端計測方式では解ける
が地点多重事故は極めて少ない）、いずれかの区間の一
ヶ所とする。分岐点の近くで事故が発生した場合事故区
間を判定できないことがあるので、各区間で事故がある
と仮想し事故点の位置をそれぞれ求めることとする。＜１・１＞事故区間におけるキルヒホッフの式一つの区間を各相毎に表示したのが図２である。１号
線、２号線にまたがる事故が発生するので、相をＮＯ１
〜ＮＯ６により表示する。送電線の送受端子の電圧、電
流に添え字Ｓ、Ｒを付け表示してある。ｋは事故点まで
の距離で全長を１とおいた割合によって示してあり、Ｓ
端子至近端事故のときｋ＝０である。Ｒ_ｆ（１）〜Ｒ
_ｆ（６）は、各相の事故点抵抗であり、Ｕ_ｔは鉄塔の電
位で、Ｚ_ｔは塔脚インピーダンスである。Ｚ_ｉｊ送電線
の相互インピーダンスである。これらの諸元で事故区間
の電圧、電流の関係を定式化すると（１）〜（５）とな
る。ここで変数Ｖ、Ｉ、Ｚ_ｉｊ、Ｚ_ｔは複素数で、ｋ、
Ｒ_ｆは実数である。事故地点の各線の電圧Ｖ_ｆ（ｉ）は（３）式となる。各線の対地充電容量をπ型等価回路でＹ_（ｉ）するとキ
ルヒホッフの第一法則から（６）〜（８）式が成立す
る。Ｉ_ｓ（ｉ）＝Ｈ_ｓ（ｉ）＋Ｙ_（ｉ）Ｖ_ｓ（１）・・・・・・（６）Ｉ_Ｒ（ｉ）＝Ｈ_Ｒ（ｉ）＋Ｙ_（ｉ）Ｖ_Ｒ（ｉ）・・・・・・（７）Ｉ_ｆ（ｉ）＝Ｈ_ｓ（ｉ）＋Ｈ_Ｒ（ｉ）・・・・・・（８）以上の（１）〜（８）の式を変数を共通にしてマトリッ
クス表現すると（９）式となる。これを更に対角行列に
変換すると（１０）式となる。（１０）式で送電線の両
端電流Ｉ_ｓ（ｉ）、Ｉ_Ｒ（ｉ）が、両端の電圧Ｖ
_ｓ（ｉ）、Ｖ_Ｒ（ｉ）と事故点電流Ｉ_ｆ（ｉ）の関数と
して表せることがわかる。マトリックスの要素に変数を
入れないように（１−ｋ）Ｉ_ｆをＩ_ｆ−ｋＩ_ｆに分割す
ると、Ｆ_４、Ｆ_５の部分の式は（１１）式となる。区間
毎の線路インピーダンスと対地充電容量が与えられる
と、（１１）式は一義的に決まるものである。＜１・２＞発電機と負荷の模擬各ノードにキルヒホッフの第一法則を適用するため、事
故前のテレメーター値あるいは推定値を使い発電機と負
荷を等価回路で定式化する。（１）事前潮流計算図１で発電機出力と負荷の値がそれぞれＷ_Ｌ、Ｗ_Ｇで与
えられ、計測端の電圧、電流が与えられた場合、遠隔端
子のノード電圧は三相潮流計算で求めることができる。
さらに、この電圧Ｗ_Ｌ、Ｗ_Ｇとから、負荷と発電機の等
価回路を次のように求める。（２）発電機の等価回路発電機を３相対象内部誘起電圧（Ｅ_ａ，Ｅ_ｂ，Ｅ_ｃ）と
直列インピーダンスＺ_Ｇで表すと、発電機端子電圧（Ｖ
_ａ，Ｖ_ｂ，Ｖ_ｃ）と相電流（Ｉ_ａ，Ｉ_ｂ，Ｉ_ｃ）の関係
は（１２）式の通りとなる。ここでＹ_Ｇ＝１／Ｚ_Ｇまたａ，ｂ，ｃ相は３相平衡であ
るとする。（１２）式の内部誘起電圧Ｅ_Ｇとインピーダ
ンスＺ_Ｇは次の２点を満足するように設定する。・事故前の発電機出力がＷ_Ｇ＝Ｐ_Ｇ＋ｊＱ_Ｇであるこ
と・発電機の至近端事故での故障電流が発電機の次過渡リ
アクタンスで短絡されたものに等しいこと。一般に事故前の端子電圧をＶ_Ｇ０とすると内部誘起電圧
Ｅ_Ｇ０は発電機の次過渡リアクタンスは運転状態に関係ないので
Ｙ_Ｇ＝１／ｊＸｄ”は一定で（１２）式の第２項は定数
マトリックスに組み込むことができる。第１項は事故前
に（１４）式で計算する。（３）負荷の等価回路負荷の電圧特性は通常定インピーダンス特性、定電流特
性、定電力特性に分類されている。全国的調査結果によ
ると定電力特性６０％、定インピーダンス特性４０％の
割合であることがわかっており、ここではその中間の定
電流特性を採用することとする。事故前の負荷をＷ_Ｌ、
電圧をＶ_Ｌ０とすると、負荷Ｉ_Ｌは、で表される。各相の電流は（１７）式となる。＜１・３＞各区間マトリックスの統合図１の３端子送電線を例にしてマトリックスを統合し、
全系の電圧・電流の関係を定式化する。（イ）キルヒホッフの第２法則（１１）式を各区間に適用すると（１８）式のＦ
_２−ｎｄの部分となる。（ロ）キルヒホッフの第１法則ノード１は計測端であるので除き、その他のノードにつ
いてキルヒホッフの第一法則を適用するとＦ_１−ｓｔの
部分の式となる。右辺のＩ_Ｇ、Ｉ_Ｌは前節の式から求め
るもので運用状態によって変化する可変部分である。（ハ）電圧等式送電線の分岐点あるいは電気所の母線で送電線は接続さ
れる。一方ここでは送電線の両端電圧は区間毎、個別の
変数として扱っているので区間接続の式が必要になる。
（１８）式のＦ_ＶＥＱの部分となる。（ニ）ＰＴ、ＣＴ計測値の式図１で母線の電圧はＰＴで送電線の電流はＣＴで計測さ
れる。この計測値をもとにして事故様相を特定する。
（１８）式のＦ_ＰＣＴの部分がそれで、片端、両端計測
それぞれについて、変数と計測値を対応させる。右辺の
定数マトリックスは適用する送電線毎にあらかじめ計算
され、計測値を代入すると１列ベクトルとなる。＜１・４＞Ｋ〜Ｉ_ｆマトリックスの作成（１８）式を対角化すると（１９）式となる。この左辺
のＤＡマトリックス、右辺定数ＤＢマトリックスはこの
あとの処理の基本式となるものである。最終的に事故点
の位置ｋと事故点抵抗Ｒ_ｆを求めたいわけであるが、状
態変数を減らして方程式をコンパクトにするための手順
を順次説明する。（１９）式で事故点電流Ｉ_ｆを表すマ
トリックスＤ_ｆはＤＡの対角化で一度に計算されている
が、仮想する事故区間によって対象とする一つが選択さ
れる。母線電圧までを対角化の対象とすると、残ったマ
トリックスＤ_{ｆｋ（ＮＳ）}は事故点の位置ｋと事故点電
流の関係を表すコンパクトな式となる。片端計測力式の
場合、表１に示すように変数が式の数より多くこの方程
式だけでは解が得られないので、事故点の式が必要とな
る。＜１・５＞連立方程式の作成事故様相特定に関係する式を縮約したわけであるが、残
ったのはｋ〜Ｉ_ｆの関係を表すＤ_ｆｋマトリックスと事
故点の抵抗Ｒ_ｆとＩ_ｆの関係を表す（１０）式のＦ_６部
分である。Ｆ_６の式にはＶ_ｓ、Ｖ_Ｒが入っており、これ
に（１９）式を代入することによってＩ_ｆ、Ｒ_ｆの関係
式が作成できる。これが（２０）式である。（２０）式
の（１−ｋ）Ｖ_ｓ、ｋＶ_Ｒを消去したあとの式を（２
１）式とする。この式が事故様相を表す最終の式で系統
構成が決まればマトリックスの要素が決定されるので一
度計算し保存すればいつでも使用できる。２．連立方程式の解法（２１）式は事故前の系統状態と事故中の計測端の情報
をすべて含んでおり、この連立方程式を解いて事故点の
位置ｋと事故点の抵抗Ｒ_ｆを求める。方程式の数と変数
の数の差を冗長性と呼ぶと、片端計測方式と両端計測方
式では表１の通りとなる。ただし、複素数の式と変数は
２倍した値である。片端計測方式は系統構成の式だけで
は冗長性が−１であり事故地点の式を併用して解く必要
があるが、両端計測方式は前者だけでとくことができ
る。それぞれについて解法を述べる。＜２・１＞片端計測方式（２１）式の右辺定数マトリックスにＰＴ，ＣＴの計測
値ならびに、事前の発電機、負荷電流（Ｉ_Ｇ、Ｉ_Ｌ）計
算値を代入し、列ベクトルＢ_Ｋ，Ｂ_Ｒ１，Ｂ_Ｒ２を作
成する。次に塔脚電圧Ｕ_ｔを（５）式からＺ_ｔＩ_ｔで表
し左辺をＩ_ｆの積の形に変形する。６次の単位行列をＥとし、単位列ベクトルをＩ_Ｒとする
と（２１）式は（２３）、（２４）式となる。（ｋＤ_ｋ＋Ｅ）Ｉ_ｆ＝Ｂ_ｋ・・・・・・（２３）（ｋ^２Ｄ_１＋ｋＤ_２＋Ｄ_１−Ｒ_ｆ＋Ｚ_ｔＤ_ｔ）Ｉ_ｆ＝（ｋＢ_Ｒ１＋Ｂ_Ｒ２・・・・・・（２４）（２３）式よりＩ_ｆ＝（ｋＤ_ｋ＋Ｅ）^−１Ｂ_ｋ・・・・・・（２５）（２４）式のＩ_ｆに（２５）式を代入すると（２６）式となる。Ｄ_Ｒ≡ｋ^２Ｄ_１＋ｋＤ_２＋Ｄ_３−Ｒ_ｆ＋Ｚ_ｋＤ_ｋＤ_Ｒ（ｋＤ_ｋ＋Ｅ）^−１Ｂ_ｋ−（ｋＢ_Ｒ１＋Ｂ_Ｒ２）＝０・・・・・・（２６）（２６）式の非形連立方程式をニュートン・ラフソン法
で解きｋ，Ｒ_ｆ，Ｚ_ｔを求める。（２６）式は６本の複
素方程式である。繰り返し計算時の誤差をΔＥ_ｒとする
とｋ，Ｒ_ｆ，Ｚ_ｔの修正量Δｋ，ΔＲ_ｆ，ΔＺ_ｔは（２
７）式の連立方程式から求まる。［（２ＫＤ_１＋Ｄ_２）（ＫＤ_ｋ＋Ｅ）^−１・Ｂ_ｋ＋Ｄ_Ｒ｛ｋＤ_ｋ＋Ｅ）^−１｝’Ｂ_ｋ−Ｂ_Ｒ１］Δｋ −ΔＲ_ｆ（ｋＤ_ｋ＋Ｅ）^−１Ｂ_ｋ＋Ｄ_ｔ（ｋＤ_ｋ＋Ｅ）^−１Ｂ_ｋΔＺ_ｔ＝ΔＥ_ｒ・・・・・（２７）なお｛（ｋＤ_ｋ＋Ｅ）^−１｝’は（ｋＤ_ｋ＋Ｅ）^−１の
偏微分マトリックスである。（２７）式におけるΔｋ，
ΔＲ_ｆ，ΔＺ_ｔの定数マトリックスを効率的に求めるた
め、次の変換を行う。６次の単位列ベクトルをＩ_Ｒ、６
次対角化マトリックスをＡ_ｒして、ΔＲ_ｆの係数マトリ
ックスを（２８）式で表現する。Ａ_ｒＩ_Ｒ＝（ｋＤ_ｋ＋Ｅ）^−１Ｂ_ｋ・・・・・・（２８）Ａ_ｒの逆行列Ａ_ｒ ^−１を両辺に乗ずるとΔＲ_ｆの定数が
消えてΔｋ，ΔＺ_ｔの係数マトリックス（６次の列ベク
トル）は次の通りとなる。Ａ_ｋ＝［Ａ_ｒ ^−１（２ｋＤ_１＋Ｄ_２）Ａ_ｒＩ_Ｒ＋Ｄ_Ｒ・｛（ｋＤ_ｋ＋Ｅ）^−１｝’Ｂ_ｋ＝Ｂ_Ｒ１］・・・・・・（２９）Ａ_ｚ＝Ａ_ｒ ^−１Ｄ_ｔＡ_ｒ・・・・・・（３０）Ａ_ｋΔｋ−ΔＲ_ｆＩ_Ｒ＋Ａ_ｚΔＺ_ｔ＝Ａ_ｒ ^−１ΔＥ_ｒ・・・・・・（３１）（３１）式は６本の複素数方程式でこれを実数部と虚数
部にわけると１２本の方程式となる。塔脚インピーダン
スをＲ_ｔとｊＸ_ｔに分けると（３４）式のマトリックス
となる。ただし、Ｂ_ｒ＝｛Ａ_ｒ ^−１ΔＥ_ｒ｝_ｒｅａｌ・・・・・・（３２）Ｂ_ｉ＝｛Ａ_ｒ ^−１ΔＥ_ｒ｝_{ｉｍａｇｅ} ・・・・・・（３３）虚数部の式はΔｋ，ΔＸ_ｔの関数となる。変数３に対し
式の数が６で冗長性があり最小二乗法からΔ_ｋ，Δ
Ｒ_ｆ，ΔＸ_ｔを求める。これを実数部の式に代入し、Δ
Ｒ_ｆを求める。新しい推定値はここで求めたΔ_ｋ，ΔＲ
_ｆ，Δ_ｔを修正したものであり、これを使って（２６）
式から（３４）式までの計算を繰り返し、修正量がある
限昇値（ｅｘ Δｋ≦０．００１）以内におさまったと
き、解が求まったことになる。事故点抵抗の時間的変化
はｋとＺ_ｔを固定定数として、（３５）式から求める。
ただし、時刻ｔにおける事故点抵抗Ｒ_ｆ（ｔ）は６次の
列マトリックスとする。Ｒ_ｆ（ｔ）＝［Ａ_ｒ ^−１｛Ｄ_ｋｚＡ_ｒＩ_Ｒ−（ｋＢ_Ｒ１＋Ｂ_Ｒ２）｝］_ｒｅａｌ・・・・・・（３５）ただし、Ｄ_ｋｚ≡ｋ^２Ｄ_１＋ｋＤ_２＋Ｄ_３＋Ｚ_ｔＤ_ｆ・・・・・・（３６）Ｄ_ｋｚは時系列的に変化しないマトリックスである。以
上をまとめた計算の手順は次の通りである。１）（２１）式にＰＴ，ＣＴの入力データならびに
Ｉ_Ｇ、Ｉ_Ｌを入れてＤ_ＢＫ，Ｄ_ＢＲ，Ｄ_ＢＲＫマトリッ
クスを演算し、定数ベクトルＢ_ｋ，Ｂ_Ｒ１，Ｂ_Ｒ２を算
出する。２）Ｋ，Ｒ_ｆ，Ｚ_ｔの初期値を設定し（ｅｘｋ＝０．
５、Ｒ_ｆ＝０．０１^ＰＵ、Ｚ_ｔ＝０．０１＋０．０１
^ＰＵ）（２６）式から、各式の推定誤差ΔＥ_ｒを求め
る。３）修正量Δｋ、ΔＲ_ｆ、ΔＺ_ｔを決定するためニュー
トン・ラフソンの式の定数を求め（３４）式の実数部、
虚数部の連立方程式を作成する。４）この方程式を解き修正量を求める。修正量が限界値
を越えれば２）〜４）の演算を繰り返す。５）事故点抵抗の時系列的変化は当初ｋ，Ｚ_ｔを決定し
たあとＰＴ，ＣＴデータををもとに１）のＢ_ｋ，
Ｂ_Ｒ１，Ｂ_Ｒ２を計算し、これを（３５）式に代入して
求める。＜２・２＞両端計測方式式の数が変数に比較し余裕がある場合（１９）式からｋ
を解くことは容易である。（１９）式を単位化し、（３
７）式の通りｋＩ_ｆ（ｉ）とＩ_ｆ（ｉ）を右辺定数で表
し、その比からｋが求める。なお右辺Ｄ_Ｂｋは固定マト
リックスで事前に設定されており、事故時入力データで
列ベクトルＢ_Ｋが計算される。ｋは各線毎に求まり、その平均値ｋ_ａｖを事故点の位置
とする。事故点抵抗Ｒ_ｆは前節（３５）式により計算する。

【発明の効果】本発明のマトリックス演算形の系統保護
装置はコンピューターの演算処理能力を最大限に発揮す
るもので以下のような効果を期待することができる。（１）従来の保護継電方式は、適用する電力系統の電圧
階級や中性点接地方式によって動作原理が異なっていた
が事故現象をキルヒホッフの第１、第２法則で定式化す
ることにより統一の可能性がある。（２）従来誤差要因となっていた事故色抵抗と事故地点
を同時に求めることにより保護継電装置、故障点標定装
置、事故区間判定装置の機能を併せ持つ装置の出現が可
能となる。（３）事故前の系統状態を入力することにより事故点標
定誤差が約０．１％と高精度になり、またマトリックス
処理で変数を消去することにより演算時間が５_ｍｓｅｃ
と高速応動が可能となる。（４）２回線にまたがる多相事故を送電線の片端情報で
確実に判定でき、また事故原因の推定から失敗する可能
性が高い送電線再閉路を阻止できる。（５）従来不可能とされた、抵抗接地系における１回戦
送電線の１線地絡事故や遠隔地点の事故を標定できるな
ど新しい機能が期待できる。以上の新しい機能の出現により、電力系統における事故
しゃ断の高速化、事故復旧操作の迅速化さらには保守の
省力化が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】３端子送電線の場合の本発明による電力系統
の事故様相特定のシステム構成図である。

【図２】２回線送電線を対象とする事故区間の等価回
路である。

【表１】２回線送電線を対象とした連立方程式の冗長性を表して
いる以下の数式番号は明細書における実施例のマトリッ
クスを表している。

【（９）式】

【（１０）式】

【（１１）式】

【（１８）式】

【（１９）式】

【（２０）式】

【（２１）式】

【（３４）式】

【（３７）式】

【符号の説明】

ＰＴ計器用変圧器ＣＴ計器用変流器ＣＢ線路用しゃ断器Ｗ_Ｇ発電機出力計量装置Ｗ_Ｌ変電所負荷計量装置１Ｌ１号線２Ｌ２号線Ｖ_ｓ（１）〜Ｖ_ｓ（６）Ｓ側端子の各相電圧Ｉ_ｓ（１）〜Ｉ_ｓ（６）Ｓ側端子の各相電流Ｉ_Ｒ（１）〜Ｉ_Ｒ（６）Ｒ側端子の各相電流Ｈ_ｓ（１）〜Ｈ_ｓ（６）事故点のＳ側各相電流Ｈ_Ｒ（１）〜Ｈ_Ｒ（６）事故点のＲ側各相電流Ｖ_ｆ（１）〜Ｖ_ｆ（６）事故点の各相電圧Ｉ_ｆ（１）〜Ｉ_ｆ（６）事故点の各相電流Ｒ_（１）〜Ｒ_（６）事故点の各相抵抗Ｉ_ｔ塔脚電流Ｕ_ｔ鉄塔の電流Ｚ_ｔ塔脚インピーダンスＹ_（１）〜Ｙ_（６））送電線の各相静電容量Ｋ事故点の位置で区間亘長を１．０とし
た相対値

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【手続補正書】

【提出日】平成６年７月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【符号の説明】ＰＴ計器用変圧器ＣＴ計器用変流器ＣＢ線路用しゃ断器Ｗ_Ｇ発電機出力計量装置Ｗ_Ｌ変電所負荷計量装置１Ｌ１号線２Ｌ２号線Ｖ_Ｓ（１）〜Ｖ_Ｓ（６）Ｓ側端子の各相電圧Ｉ_Ｓ（１）〜Ｉ_Ｓ（６）Ｓ側端子の各相電流Ｉ_Ｒ（１）〜Ｉ_Ｒ（６）Ｒ側端子の各相電流Ｈ_Ｓ（１）〜Ｈ_Ｓ（６）事故点のＳ側各相電流Ｈ_Ｒ（１）〜Ｈ_Ｒ（６）事故点のＲ側各相電流Ｖ_ｆ（１）〜Ｖ_ｆ（６）事故点の各相電圧Ｉ_ｆ（１）〜Ｉ_ｆ（６）事故点の各相電流Ｒ_（１）〜Ｒ_（６）事故点の各相抵抗Ｉ_ｔ塔脚電流Ｕ_ｔ鉄塔の電流Ｚ_ｔ塔脚インピーダンスＹ_（１）〜Ｙ_（６）送電線の各相静電容量Ｋ事故点の位置で区間亘長を１．０とし
た相対値

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電力系統の要所毎に設置したテレメータ
ーと計器用変圧器、変流器により電力系統の時系列デー
タを収集し、事故時の電圧、電流の関係をキルヒホッフ
の第１、第２法則で定式化し、この非線形連立方程式を
コンパクトなマトリックスに変換し、事故地点と事故点
抵抗を高速に解き、事故区間をしゃ断するとともに事故
地点と事故原因を特定して迅速な復旧を図る系統保護装
置。
【請求項２】請求項１においてマトリックスの要素を
定数となるように変数を定義し、マトリックスを対角化
することによって、事故点電流Ｉ_ｆと事故地点Ｋを変数
とするＩ_ｆ−Ｋマトリックスならびに、事故地点Ｋと事
故点抵抗Ｒ_ｆ、塔脚インピーダンスＺ_ｔを変数とするＲ
_ｆ−Ｋマトリックスを作成し、高速に事故地点と事故点
抵抗を求める系統保護装置。
【請求項３】請求項２において、上記マトリックスを
実数部と虚数部にわけ、非線形連立方程式にニュートン
・ラフソン法を適用し、事故点の位置Ｋ、事故点抵抗Ｒ
_ｆ塔脚インピーダンスＺ_ｔを算出する系統保護装置。
【請求項４】請求項１、２において、事故時の演算時
間を短縮するために事故前に計算できるマトリックスは
その結果を記憶しておき、事故時はＰＴ、ＣＴの入力デ
ータに影響される演算だけにしぼり込む系統保護装置。