JPH0798353A - 短絡故障点標定方法 - Google Patents

短絡故障点標定方法

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JPH0798353A
JPH0798353A JP24248393A JP24248393A JPH0798353A JP H0798353 A JPH0798353 A JP H0798353A JP 24248393 A JP24248393 A JP 24248393A JP 24248393 A JP24248393 A JP 24248393A JP H0798353 A JPH0798353 A JP H0798353A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】2個の送電端を有し、1送電端でのみ電圧・電
流を監視する3端子単回線送電線における短絡故障点を
標定する場合において、故障点が分岐点より遠くにあっ
ても、故障点を正確に標定することができる方法を提供
する。 【構成】電源の接続されていない区間TCの単位長当た
りの正相インピーダンスz3 に 1+Z1 /Z2 (ただし、Z1 は電圧・電流を監視している送電端Aの
電源から分岐点Tまでの正相インピーダンス、Z2 は電
圧・電流を監視していない送電端Bの電源から分岐点T
までの正相インピーダンスである)をかけた値を前記電
源の接続されていない区間TCの単位長当たりの正相イ
ンピーダンスとみなして、短絡故障点を標定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2個の送電端を有する
3端子単回線送電線における短絡故障点の標定方法に関
する。ここにおいて「単回線送電線」とは、当初から単
回線として設定されたものでもよく、並行2回線送電線
の一方が故障して単回線運用されているものであっても
よい。
【0002】
【従来の技術】変電所間の送電線は、建造物内で保守管
理されている変電所等と比較して、外部に起因する故障
(雷撃による絶縁破壊、あるいは鳥や樹木の接触等)が
不可避である。故障発生時には、故障点探索作業が伴う
が、特に山間部における故障点探索は非常に困難な場合
がある。
【0003】そこで、故障点の位置、範囲を予め計算で
特定(標定)しておけば、その範囲内で故障点を探索す
ればよく、作業の効率化につながる。従来から3端子単
回線送電線における短絡故障点の標定方法として、キル
ヒホッフの法則を使用する方法が周知である。この方法
は、送電端の電圧、電流、線路のインピーダンスから、
故障点を特定する方法である。この方法を、3端子単回
線送電線を例にとって、a−b相間短絡故障が発生した
場合について説明する。
【0004】図1に示すように、各端をA端、B端、C
端とし、分岐点をTとする。送電端Aには電源が接続さ
れ、送電端Bにも電源が接続されているとする。故障は
区間TCで発生したとする。 d1 ;送電端Aから分岐点Tまでの距離、 d2 ;送電端Bから分岐点Tまでの距離、 x;分岐点Tから故障点Fまでの距離、 Vab;送電端Aにおける線間電圧、 Iab;送電端Aにおける線間電流、 Vab′;送電端Bにおける線間電圧(Vabに等しい)、 Iab′;送電端Bにおける線間電流、 z1 ;区間ATの単位長当たりの線路正相インピーダン
ス z2 ;区間BTの単位長当たりの線路正相インピーダン
ス z3 ;区間TCの単位長当たりの線路正相インピーダン
ス とする。x,Iab′は未知の値である。なお、この明細
書において、表記V,I,zは、それぞれベクトルを表
わすものとする。
【0005】図1の回路で、キルヒホッフの法則を適用
すると次のようになる。区間TCを流れる線間電流は、 Iab+Iab′ となる。故障点における線間電圧は0であるから、送電
端Aにおける線間電圧V abは、 Vab=d1 1 ab+xz3 (Iab+Iab′) と表される。xを求めると、 x=(Vab−d1 1 ab)/z3 (Iab+Iab′) =(Vab/Iab−d1 1 )×Iab/z3 (Iab+Iab′) (1) と表される。
【0006】ここで、もし送電端Bに電源がなかったと
すると、故障電流を供給しないため、 Iab′=0 となり、(1) 式は、A端での測定量と既知の定数のみで
表されるから、故障点の距離xを解くことができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、送電端Bに
電源があるために、(1) 式の右辺第2項のIab′が誤差
として現れる。図5は、区間AT,TC間で短絡故障が
起こったときの、(1) 式に従って求めた標定値xのグラ
フである。送電端Aから分岐点Tまでの故障ならば正確
に求めることができるが、分岐点Tを超えると、前記の
誤差が現れて、故障点は実際よりも遠く見積もられてし
まう。
【0008】このため、故障点探索の範囲を広くとらな
ければならなくなり、故障点の探索作業にかかる労力は
倍加する。本発明は、前記の問題に鑑みてなされたもの
であり、2個の送電端を有し、1送電端でのみ電圧・電
流を監視する3端子単回線送電線における短絡故障点を
標定する場合において、故障点が分岐点より遠くにあっ
ても、故障点を正確に標定することができる方法を提供
することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、電源の
接続されていない区間での短絡故障点を標定する場合
に、前記電源の接続されていない区間の単位長当たりの
正相インピーダンスz3に 1+Z1 /Z2 (ただし、Z1 は電圧・電流を監視している送電端の電
源から分岐点までの正相インピーダンス、Z2 は電圧・
電流を監視していない送電端の電源から分岐点までの正
相インピーダンスである)をかけた値 z3 (1+Z1 /Z2 ) を前記電源の接続されていない区間の単位長当たりの正
相インピーダンスとみなして、短絡故障点を標定する方
法である。
【0010】
【作用】図1を参照しながら説明する。図1は発明の適
用対象である,2個の送電端A,Bと1個の受電端Cを
有し、1送電端Aでのみ電圧・電流を監視する3端子単
回線送電線を示している。送電端Aと分岐点Tとの間の
距離はd1 、送電端Bと分岐点Tとの間の距離はd2
する。回線の単位長当たりの正相インピーダンスは送電
端Aと分岐点Tとの間はz1 、送電端Bと分岐点Tとの
間はz2 、分岐点Tと受電端Cとの間はz 3 とする。
【0011】送電端Aの線間電圧はVab、送電端Bの線
間電圧はVab′とする。送電端Aから線間電流Iabが流
れ出し、送電端Bには線間電流Iab′が流れ出すものと
する。分岐点Tと故障点との距離xを求めると、距離x
は、<従来の技術>で説明したとおり、 x=(Vab−d1 1 ab)/z3 (Iab+Iab′) =(Vab/Iab−d1 1 )×Iab/z3 (Iab+Iab′) (2) と表される。
【0012】ここで、送電端Aにおけるユーザは、送電
端Bから流れる線間電流Iab′を知らないので、端子B
に電源がないものとした通常の式((2) 式でIab′=0
とおいた式) x=(Vab−d1 1 ab)/z3 ab =(Vab/Iab−d1 1 )/z3 (3) を使って故障点を求めようとする。
【0013】そこで本発明では、(3) 式を使用できるよ
うに分岐点Tと受電端Cとの間の単位長当たりの正相イ
ンピーダンスを変換する。その方法は、送電端AとBを
仮想的に結んで図3のような等価回路を考える(このよ
うな等価回路が成り立つのは、送電端Bにおける線間電
圧Vab′と送電端Aにおける線間電圧Vab とが等しい
からである)。この等価回路では、故障電流をIf とす
ると、次の式が成立する。
【0014】d1 1 ab=d2 2 ab′ If =Iab+Iab′ これらの2つの式から、 If =Iab+Iab′=(1+d1 1 /d2 2 )Iab (4) が成立する。この(4) 式の 1+d1 1 /d2 2 =R は、区間ATを流れる電流と区間TCを流れる電流の比
である。そこで、区間TCの単位長当たりの正相インピ
ーダンスz3 を、この比Rを用いて次のように換算す
る。
【0015】 z3 ′=Rz3 =(1+d1 1 /d2 2 )z3 (5) この換算後のz3 ′で、(3) 式のz3 を置き換えると、 x=(Vab/Iab−d1 1 )/z3 ′ =(Vab/Iab−d1 1 )/(1+d1 1 /d2 2 )z3 (6) となる。この(6) 式と(2) 式が同じ式であることは、
(4) 式を考慮すれば分かる。
【0016】したがって、(5) 式に従って区間TCの単
位長当たりの正相インピーダンスを整定すれば、電圧・
電流を監視する端以外の端に送電端を有する場合でも、
故障点の位置を正確に測定できる。
【0017】
【実施例】以下、この発明の故障点標定方法を添付図面
に基いて詳細に説明する。なお、前述した図1と共通す
るものについて同じ符号を使用する。図4は一般的な3
端子単回線送電線、及びこの発明に係る故障点標定方法
に適用されるフォルトロケータを示す図であり、3端子
単回線送電線(以下3端子系と略称する)Lは、送電端
A側に高抵抗Rにより接地された電源TR1 を配置し、
送電端B側に電源TR2 、受電端C側に負荷LBを配置
している。フォルトロケータ3は送電端A側に配置され
ている。R1 ,R2 はそれぞれ電源TR1 ,電源TR2
の接続抵抗である。
【0018】上記3端子系Lには、送電端A側における
回線のa相、b相及びc相に接続される変流器CT1
a,1b,1cと、及び送電端A側の母線に接続され、
線間電圧を検出するトランス2とが接続されている。フ
ォルトロケータ3は、図5に示すように、読み取った各
相電圧・電流を所定レベルの電圧信号に変換する補助ト
ランス11、補助トランス11で変換された電圧信号を
所定電気角(例えば30度)ごとにサンプリングするサン
プルホールド回路12、A/D変換器13、A/D変換
器13により変換されたディジタル値、3端子系の区間
ATの単位長当たりの正相インピーダンスz1 、区間B
Tの単位長当たりの正相インピーダンスz2 、区間CT
の単位長当たりの正相インピーダンスz3 、及び補正さ
れた区間CTの単位長当たりの正相インピーダンス z3 ′=(1+d1 1 /d2 2 )z3 を格納するRAM15、短絡故障検出プログラム、故障
点標定プログラムを格納しているROM14,故障点標
定演算を行うCPU16、各区間の区間長d1 ,d2
3 、単位長当たりの正相インピーダンスz1 ,z2
3 ,z3 ′等の整定を行うためのキーボード19、並
びにCPU16により算出された故障点等の情報を表示
する表示装置20が設けられている。
【0019】前記短絡故障検出プログラムは、周知のも
ので、例えば各相電流のいずれかが基準値を超えたかど
うかで判定する。故障点標定プログラムは、前に説明し
たとおり、送電端Aの線間電圧Vab,線間電流Iab,単
位長当たりの正相インピーダンスz1 ,z2 ,z3 ,区
間長d1,d2 ,d3 に基づいて、故障点の位置を求め
るものである((3) 式参照)。
【0020】上記フォルトロケータ3の動作は次のとお
りである。ユーザは、キーボード19を用いて区間長d
1 ,d2 ,d3 と単位長当たりの正相インピーダンスz
1 ,z2 ,z3 ,z3 ′を整定する。ここで、単位長当
たりの正相インピーダンスz3 ′は、区間TCの真の正
相インピーダンスz3 に 1+(R1 +d1 1 )/(R2 +d2 2 ) をかけた値である。
【0021】CPU16が短絡故障及び故障相を検出す
ると、CPU16は、故障点標定を行う。すなわち、C
PU16はRAMに格納されている故障検出相に対応す
る電流、電圧データを取り込み、式 x=(Vab/Iab−d1 1 )/z3 ′ に代入して、区間TCにおける距離xを数値計算する。
【0022】このようにして、送電端Bの電源の定数を
全く知らなくても、故障点までの距離x求めることがで
きる。CPU16の出力は、I/O装置を通して表示装
置20に出力され、表示装置20において故障回線と、
故障点までの距離が表示される。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、2個の送
電端(自端及び他端)を有し、1送電端(自端)でのみ
電圧・電流を監視する3端子単回線送電線において、他
端の電源容量等を整定するのではなく、補正された線路
インピーダンスを整定するだけで、故障点までの距離を
正確に標定できる。
【0024】したがって、故障点の特定が可能になり、
少ない労力で故障点の探索作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を説明するための、3端子単回線
送電線の回路図である。
【図2】区間A−T−Cで短絡故障が起こったときの、
従来の式に従って求めた標定値xのグラフである。
【図3】区間TCの単位長当たりの正相インピーダンス
を変換するための、送電端AとBを仮想的に結んだ等価
回路図である。
【図4】3端子単回線送電線におけるフォルトロケータ
3の配置を示す図である。
【図5】フォルトロケータ3の内部構成ブロック図であ
る。
【符号の説明】
3 フォルトロケータ 16CPU L 3端子単回線送電線 A 送電端 B 送電端 C 受電端

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2個の送電端を有し、1送電端でのみ電圧
    ・電流を監視する3端子単回線送電線における、電源の
    接続されていない区間での短絡故障点を標定する方法で
    あって、 前記電源の接続されていない区間の単位長当たりの正相
    インピーダンスz3 に 1+Z1 /Z2 (Z1 は電圧・電流を監視している送電端の電源から分
    岐点までの正相インピーダンス、Z2 は電圧・電流を監
    視していない送電端の電源から分岐点までの正相インピ
    ーダンスである)をかけた値 z3 (1+Z1 /Z2 ) を前記電源の接続されていない区間の単位長当たりの正
    相インピーダンスと整定して、短絡故障点を標定するこ
    とを特徴とする短絡故障点標定方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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