JPH08101244A - 送電線故障点標定方法 - Google Patents
送電線故障点標定方法Info
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- JPH08101244A JPH08101244A JP23527794A JP23527794A JPH08101244A JP H08101244 A JPH08101244 A JP H08101244A JP 23527794 A JP23527794 A JP 23527794A JP 23527794 A JP23527794 A JP 23527794A JP H08101244 A JPH08101244 A JP H08101244A
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- phase
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】故障点インピーダンスを純抵抗とみなすことな
く、両端から電圧、電流を計測することにより故障点を
標定がきる送電線故障点標定方法の提供する。 【構成】送電線の両端における相電圧・電流及び送電線
単位長さ当りのインピーダンスＺから下記式を適用し
て、送電線路長ｄの２端子系単回線送電線における一側
端子より故障点までの距離ｘを求める。 Ｖ1 は一側端子での相電圧ベクトル、Ｉ1 は一側端子で
の相電流ベクトル、Ｖ 2 は他側端子での相電圧ベクト
ル、Ｉ2 は他側端子での相電流ベクトルである。
く、両端から電圧、電流を計測することにより故障点を
標定がきる送電線故障点標定方法の提供する。 【構成】送電線の両端における相電圧・電流及び送電線
単位長さ当りのインピーダンスＺから下記式を適用し
て、送電線路長ｄの２端子系単回線送電線における一側
端子より故障点までの距離ｘを求める。 Ｖ1 は一側端子での相電圧ベクトル、Ｉ1 は一側端子で
の相電流ベクトル、Ｖ 2 は他側端子での相電圧ベクト
ル、Ｉ2 は他側端子での相電流ベクトルである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２端子系単回線送電線
における故障点の標定方法に関する。ここに、「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。
における故障点の標定方法に関する。ここに、「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、建造物内で保管管
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、速やかに故障点探索作
業に入る必要があるが、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。
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、速やかに故障点探索作
業に入る必要があるが、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。単回線送電線で
は、標定演算そのものは、従来からのインピーダンス方
式（無効電力演算形）が用いられる。前記インピーダン
ス方式を、２端子系単回線送電線を例にとって説明す
る。図３に示す距離ｄの２端子系単回線送電線回路を考
える。端子Ｔ1 の相電圧をＶ1、端子Ｔ1 の相電流をＩ
1 、端子Ｔ2 の相電圧をＶ2 、端子Ｔ2 の相電流Ｉ2 と
する。そして、端子Ｔ1 より距離ｘの地点で故障が生じ
ているものとし、故障点の相電圧をＶf 、故障点から流
出している相電流をＩf とする。このとき、送電線の単
位長さ当りのインピーダンスをＺとして、キルヒホッフ
の法則から下記(1) 、(2) 式が成立する。なお、この明
細書において、表記Ｖ，Ｉはそれぞれベクトル
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。単回線送電線で
は、標定演算そのものは、従来からのインピーダンス方
式（無効電力演算形）が用いられる。前記インピーダン
ス方式を、２端子系単回線送電線を例にとって説明す
る。図３に示す距離ｄの２端子系単回線送電線回路を考
える。端子Ｔ1 の相電圧をＶ1、端子Ｔ1 の相電流をＩ
1 、端子Ｔ2 の相電圧をＶ2 、端子Ｔ2 の相電流Ｉ2 と
する。そして、端子Ｔ1 より距離ｘの地点で故障が生じ
ているものとし、故障点の相電圧をＶf 、故障点から流
出している相電流をＩf とする。このとき、送電線の単
位長さ当りのインピーダンスをＺとして、キルヒホッフ
の法則から下記(1) 、(2) 式が成立する。なお、この明
細書において、表記Ｖ，Ｉはそれぞれベクトル
【０００４】
【外１】
【０００５】を表すものとする。また、表記Ｚは行列
【０００６】
【外２】
【０００７】を表すものとする。 Ｖf ＝Ｖ1 −ｘＺＩ1 …(1) Ｉf ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 …(2) (1) 、(2) 式より下記(3) 式が得られる。 ＜Ｖf ，Ｉf ＞＝＜Ｖ1 −ｘＺＩ1 ，Ｉ1 ＋Ｉ2 ＞ ＝＜Ｖ1 ，Ｉ1 ＋Ｉ2 ＞−ｘ＜ＺＩ1 ，Ｉ1 ＋Ｉ2 ＞ …(3) ここに、＜ ，＞はベクトルの内積を示す。
【０００８】一般に、故障点のインピーダンスは抵抗分
と考えてよく、(3) 式の左辺は実数となる。このこと
は、下記(4) 式で表現できる。ただし、Ｉm は複素数の
虚数部を示す。 Ｉm ＜Ｖf ，Ｉf ＞＝０ …(4) (4) 式の左辺は故障点での無効電力を表しており、故障
点インピーダンスが抵抗分と考えると、これが零となる
のは当然の帰結である。(4) 式の結果を(3) 式に適用す
ると、故障点までの距離を求める標定演算式として下記
(5) 式が得られることになる。
と考えてよく、(3) 式の左辺は実数となる。このこと
は、下記(4) 式で表現できる。ただし、Ｉm は複素数の
虚数部を示す。 Ｉm ＜Ｖf ，Ｉf ＞＝０ …(4) (4) 式の左辺は故障点での無効電力を表しており、故障
点インピーダンスが抵抗分と考えると、これが零となる
のは当然の帰結である。(4) 式の結果を(3) 式に適用す
ると、故障点までの距離を求める標定演算式として下記
(5) 式が得られることになる。
【０００９】
【数４】
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、インピ
ーダンス方式による故障点の標定は、故障点インピーダ
ンスを抵抗分のみと考えて(5) 式の標定演算式を導いて
いる。しかしながら、実際には故障点インピーダンスは
純抵抗ではないから、いつも(5) 式の標定演算式を使え
るとは限らない。
ーダンス方式による故障点の標定は、故障点インピーダ
ンスを抵抗分のみと考えて(5) 式の標定演算式を導いて
いる。しかしながら、実際には故障点インピーダンスは
純抵抗ではないから、いつも(5) 式の標定演算式を使え
るとは限らない。
【００１１】その理由は、例えばある鉄塔のアースがと
れないとき、架空地線を経由して隣の鉄塔のアースを利
用することがあるが、このとき架空地線のインダクタン
ス分のため、故障点インピーダンスは純抵抗にならなく
なるからである。本発明は、前記技術的課題に鑑みなさ
れたもので、故障点インピーダンスを純抵抗とみなすこ
となく、両端から電圧、電流及びインピーダンスを計測
することにより故障点を標定することがきる送電線故障
点標定方法の提供を目的とする。
れないとき、架空地線を経由して隣の鉄塔のアースを利
用することがあるが、このとき架空地線のインダクタン
ス分のため、故障点インピーダンスは純抵抗にならなく
なるからである。本発明は、前記技術的課題に鑑みなさ
れたもので、故障点インピーダンスを純抵抗とみなすこ
となく、両端から電圧、電流及びインピーダンスを計測
することにより故障点を標定することがきる送電線故障
点標定方法の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
２端子系単回線送電線における故障点を、送電線の両端
における測定電圧、測定電流及び送電線のインピーダン
スに基づいて標定する方法において、下記式を適用し
て、故障点の標定をすることを特徴とする。
２端子系単回線送電線における故障点を、送電線の両端
における測定電圧、測定電流及び送電線のインピーダン
スに基づいて標定する方法において、下記式を適用し
て、故障点の標定をすることを特徴とする。
【００１３】
【数５】
【００１４】ただし、Ｖ1 は一側端子での相電圧ベクト
ル、Ｉ1 は一側端子での相電流ベクトル、Ｖ2 は他側端
子での相電圧ベクトル、Ｉ2 は他側端子での相電流ベク
トル、ｄ は送電線路長、Ｚは送電線単位長さ当りのイ
ンピーダンス行列、ｘは一側端子より故障点までの距
離、＜ ， ＞はベクトルの内積、‖ ‖はユークリッ
ドノルムである。
ル、Ｉ1 は一側端子での相電流ベクトル、Ｖ2 は他側端
子での相電圧ベクトル、Ｉ2 は他側端子での相電流ベク
トル、ｄ は送電線路長、Ｚは送電線単位長さ当りのイ
ンピーダンス行列、ｘは一側端子より故障点までの距
離、＜ ， ＞はベクトルの内積、‖ ‖はユークリッ
ドノルムである。
【００１５】請求項２記載の発明は、２端子系単回線送
電線における故障点を、送電線の両端における測定電
圧、測定電流及び送電線のインピーダンスに基づいて標
定する方法において、下記式を適用して、故障点の標定
をすることを特徴とする。
電線における故障点を、送電線の両端における測定電
圧、測定電流及び送電線のインピーダンスに基づいて標
定する方法において、下記式を適用して、故障点の標定
をすることを特徴とする。
【００１６】
【数６】
【００１７】ただし、Ｖ1ij （ｉ≠ｊ）は一側端子での
ａ，ｂ，ｃの３相のいずれかの線間電圧ベクトル、Ｉ
1ij （ｉ≠ｊ）は一側端子でのａ，ｂ，ｃの３相のいず
れかの線間電流ベクトル、Ｖ2ij （ｉ≠ｊ）は他側端子
でのａ，ｂ，ｃの３相のいずれかの線間電圧ベクトル、
Ｉ2ij （ｉ≠ｊ）は他側端子でのａ，ｂ，ｃの３相のい
ずれかの線間電流ベクトル、ｚ1 は正相インピーダンス
である。
ａ，ｂ，ｃの３相のいずれかの線間電圧ベクトル、Ｉ
1ij （ｉ≠ｊ）は一側端子でのａ，ｂ，ｃの３相のいず
れかの線間電流ベクトル、Ｖ2ij （ｉ≠ｊ）は他側端子
でのａ，ｂ，ｃの３相のいずれかの線間電圧ベクトル、
Ｉ2ij （ｉ≠ｊ）は他側端子でのａ，ｂ，ｃの３相のい
ずれかの線間電流ベクトル、ｚ1 は正相インピーダンス
である。
【００１８】請求項３記載の発明は、２端子系単回線送
電線における故障点を、送電線の両端における測定電
圧、測定電流及び送電線のインピーダンスに基づいて標
定する方法において、下記式を適用して、故障点の標定
をすることを特徴とする。
電線における故障点を、送電線の両端における測定電
圧、測定電流及び送電線のインピーダンスに基づいて標
定する方法において、下記式を適用して、故障点の標定
をすることを特徴とする。
【００１９】
【数７】
【００２０】ただし、Ｖ10は一側端子での零相電圧、Ｉ
10は一側端子での零相電流、Ｖ20は他側端子での零相電
圧、Ｉ20は他側端子での零相電流、ｚ0 は零相インピー
ダンスである。
10は一側端子での零相電流、Ｖ20は他側端子での零相電
圧、Ｉ20は他側端子での零相電流、ｚ0 は零相インピー
ダンスである。
【００２１】
【作用】図１を参照しながら説明する。図１は本発明の
適用対象である２端子系単回線送電線回路を示してい
る。図１に示すように、端子Ａと端子Ｂとの間に送電線
Ｌが接続され、各端子Ａ，Ｂには、それぞれ、電源Ｇ
１，Ｇ２が接続されている。 Ｖ1 ：端子Ａでの相電圧ベクトル Ｉ1 ：端子Ａでの相電流ベクトル Ｖ2 ：端子Ｂでの相電圧ベクトル Ｉ2 ：端子Ｂでの相電流ベクトル ｄ ：送電線路長 Ｆ ：故障点 ｘ ：端子Ａより故障点Ｆまでの距離 とする。ｘは未知の値である。
適用対象である２端子系単回線送電線回路を示してい
る。図１に示すように、端子Ａと端子Ｂとの間に送電線
Ｌが接続され、各端子Ａ，Ｂには、それぞれ、電源Ｇ
１，Ｇ２が接続されている。 Ｖ1 ：端子Ａでの相電圧ベクトル Ｉ1 ：端子Ａでの相電流ベクトル Ｖ2 ：端子Ｂでの相電圧ベクトル Ｉ2 ：端子Ｂでの相電流ベクトル ｄ ：送電線路長 Ｆ ：故障点 ｘ ：端子Ａより故障点Ｆまでの距離 とする。ｘは未知の値である。
【００２２】このとき、キルヒホッフの法則により、端
子Ａから故障点Ｆまでの電圧と、端子Ｂから故障点Ｆま
での電圧とは等しい。したがって、下記(6) 式が成立す
る。 Ｖ1 −ｘＺＩ1 ＝Ｖ2 −（ｄ−ｘ）ＺＩ2 …(6) ここに、Ｚは送電線単位長さ当りのインピーダンス行列
である。(6) 式より Ｖ1 −ｘＺＩ1 ＝Ｖ2 −ｄＺＩ2 ＋ｘＺＩ2 Ｖ1 −（Ｖ2 −ｄＺＩ2 ）＝ｘＺ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ） …(7) が得られる。
子Ａから故障点Ｆまでの電圧と、端子Ｂから故障点Ｆま
での電圧とは等しい。したがって、下記(6) 式が成立す
る。 Ｖ1 −ｘＺＩ1 ＝Ｖ2 −（ｄ−ｘ）ＺＩ2 …(6) ここに、Ｚは送電線単位長さ当りのインピーダンス行列
である。(6) 式より Ｖ1 −ｘＺＩ1 ＝Ｖ2 −ｄＺＩ2 ＋ｘＺＩ2 Ｖ1 −（Ｖ2 −ｄＺＩ2 ）＝ｘＺ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ） …(7) が得られる。
【００２３】(7) 式の左辺とＺ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）との内積
をとり、(7) 式の右辺とＺ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）との内積をと
り、この両者を等しいとおくと、 ＜Ｖ1 −（Ｖ2 −ｄＺＩ2 ），Ｚ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）＞ ＝＜ｘＺ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ），Ｚ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）＞ …(8) となり、この(8) 式より、下記の(9) 式が得られる。
をとり、(7) 式の右辺とＺ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）との内積をと
り、この両者を等しいとおくと、 ＜Ｖ1 −（Ｖ2 −ｄＺＩ2 ），Ｚ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）＞ ＝＜ｘＺ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ），Ｚ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）＞ …(8) となり、この(8) 式より、下記の(9) 式が得られる。
【００２４】 ＜Ｖ1 −（Ｖ2 −ｄＺＩ2 ），Ｚ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）＞ ＝ｘ‖Ｚ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）‖2 …(9) なお、本明細書において、ベクトルＡ（ａ1,ａ2,ａ3 ）
とベクトルＢ（ｂ1,ｂ 2,ｂ3 ）とは、＜Ａ，Ｂ＞＝ａ1
ｂ1 * ＋ａ2 ｂ2 * ＋ａ3 ｂ3 * を意味し、ユークリド
ノルムとは、‖Ａ‖＝ａ1 ａ1 * ＋ａ2 ａ2 * ＋ａ3 ａ
3 * を意味する。ただし、＊は複素共役である。
とベクトルＢ（ｂ1,ｂ 2,ｂ3 ）とは、＜Ａ，Ｂ＞＝ａ1
ｂ1 * ＋ａ2 ｂ2 * ＋ａ3 ｂ3 * を意味し、ユークリド
ノルムとは、‖Ａ‖＝ａ1 ａ1 * ＋ａ2 ａ2 * ＋ａ3 ａ
3 * を意味する。ただし、＊は複素共役である。
【００２５】したがって、(9) 式より
【００２６】
【数８】
【００２７】として、端子Ａより故障点Ｆまでの距離ｘ
を求めることができる。また、
を求めることができる。また、
【００２８】
【外３】
【００２９】として、前記(7) 式をａ相、ｂ相、ｃ相に
ついて分解すると、 ａ相： Ｖ1a−｛Ｖ2a−ｄ（ｚs Ｉ2a＋ｚm Ｉ2b＋ｚm Ｉ2c）｝ ＝ｘ｛ｚs （Ｉ1a＋Ｉ2a）＋ｚm （Ｉ1b＋Ｉ2b）＋ｚm （Ｉ1c＋Ｉ2c）｝ …(10) ｂ相： Ｖ1b−｛Ｖ2b−ｄ（ｚs Ｉ2b＋ｚm Ｉ2c＋ｚm Ｉ2a）｝ ＝ｘ｛ｚs （Ｉ1b＋Ｉ2b）＋ｚm （Ｉ1c＋Ｉ2c）＋ｚm （Ｉ1a＋Ｉ2a）｝ …(11) ｃ相： Ｖ1c−｛Ｖ2c−ｄ（ｚs Ｉ2c＋ｚm Ｉ2a＋ｚm Ｉ2b）｝ ＝ｘ｛ｚs （Ｉ1c＋Ｉ2c）＋ｚm （Ｉ1a＋Ｉ2a）＋ｚm （Ｉ1b＋Ｉ2b）｝ …(12) (10)式と(11)式との差をとってａ相とｂ相との線間電圧
を求めると、下記(13)式となる。
ついて分解すると、 ａ相： Ｖ1a−｛Ｖ2a−ｄ（ｚs Ｉ2a＋ｚm Ｉ2b＋ｚm Ｉ2c）｝ ＝ｘ｛ｚs （Ｉ1a＋Ｉ2a）＋ｚm （Ｉ1b＋Ｉ2b）＋ｚm （Ｉ1c＋Ｉ2c）｝ …(10) ｂ相： Ｖ1b−｛Ｖ2b−ｄ（ｚs Ｉ2b＋ｚm Ｉ2c＋ｚm Ｉ2a）｝ ＝ｘ｛ｚs （Ｉ1b＋Ｉ2b）＋ｚm （Ｉ1c＋Ｉ2c）＋ｚm （Ｉ1a＋Ｉ2a）｝ …(11) ｃ相： Ｖ1c−｛Ｖ2c−ｄ（ｚs Ｉ2c＋ｚm Ｉ2a＋ｚm Ｉ2b）｝ ＝ｘ｛ｚs （Ｉ1c＋Ｉ2c）＋ｚm （Ｉ1a＋Ｉ2a）＋ｚm （Ｉ1b＋Ｉ2b）｝ …(12) (10)式と(11)式との差をとってａ相とｂ相との線間電圧
を求めると、下記(13)式となる。
【００３０】 （Ｖ1a−Ｖ1b）−｛（Ｖ2a−Ｖ2b）−ｄ（ｚs −ｚm ）（Ｉ2a−Ｉ2b）｝ ＝ｘ（ｚs −ｚm ）｛（Ｉ1a−Ｉ1b）＋（Ｉ2a−Ｉ2b）｝ …(13) ここで、ｚs −ｚm ＝ｚ1 （正相インピーダンス） Ｖ1a−Ｖ1b＝Ｖ1ab Ｖ2a−Ｖ2b＝Ｖ2ab Ｉ1a−Ｉ1b＝Ｉ1ab Ｉ2a−Ｉ2b＝Ｉ2ab と表されるものである。
【００３１】したがって、(13)式は下記(14)式となる。 Ｖ1ab −（Ｖ2ab −ｄｚ1 Ｉ2ab ）＝ｘｚ1 （Ｉ1ab ＋Ｉ2ab ） …(14) その結果、
【００３２】
【数９】
【００３３】となり、ａ相−ｂ相間で短絡が発生した場
合の端子Ａから故障点Ｆまでの距離ｘを求めることがで
きる。(11)式と(12)式との差をとってｂ相とｃ相との線
間電圧を求めると、下記(15)式となる。 （Ｖ1b−Ｖ1c）−｛（Ｖ2b−Ｖ2c）−ｄ（ｚs −ｚm ）（Ｉ2b−Ｉ2c）｝ ＝ｘ（ｚs −ｚm ）｛（Ｉ1b−Ｉ1c）＋（Ｉ2b−Ｉ2c）｝ …(15) ここで、Ｖ1b−Ｖ1c＝Ｖ1bc Ｖ2b−Ｖ2c＝Ｖ2bc Ｉ1b−Ｉ1c＝Ｉ1bc Ｉ2b−Ｉ2c＝Ｉ2bc と表されるものである。
合の端子Ａから故障点Ｆまでの距離ｘを求めることがで
きる。(11)式と(12)式との差をとってｂ相とｃ相との線
間電圧を求めると、下記(15)式となる。 （Ｖ1b−Ｖ1c）−｛（Ｖ2b−Ｖ2c）−ｄ（ｚs −ｚm ）（Ｉ2b−Ｉ2c）｝ ＝ｘ（ｚs −ｚm ）｛（Ｉ1b−Ｉ1c）＋（Ｉ2b−Ｉ2c）｝ …(15) ここで、Ｖ1b−Ｖ1c＝Ｖ1bc Ｖ2b−Ｖ2c＝Ｖ2bc Ｉ1b−Ｉ1c＝Ｉ1bc Ｉ2b−Ｉ2c＝Ｉ2bc と表されるものである。
【００３４】したがって、(15)式は下記(16)式となる。 Ｖ1bc −（Ｖ2bc −ｄｚ1 Ｉ2bc ）＝ｘｚ1 （Ｉ1bc ＋Ｉ2bc ） …(16) その結果、
【００３５】
【数１０】
【００３６】となり、ｂ相−ｃ相間で短絡が発生した場
合の端子Ａから故障点Ｆまでの距離ｘを求めることがで
きる。(12)式と(10)式との差をとってｃ相とａ相との線
間電圧を求めると、下記(17)式となる。 （Ｖ1c−Ｖ1a）−｛（Ｖ2c−Ｖ2a）−ｄ（ｚs −ｚm ）（Ｉ2c−Ｉ2a）｝ ＝ｘ（ｚs −ｚm ）｛（Ｉ1c−Ｉ1a）＋（Ｉ2c−Ｉ2a）｝ …(15) ここで、Ｖ1c−Ｖ1a＝Ｖ1ca Ｖ2c−Ｖ2a＝Ｖ2ca Ｉ1c−Ｉ1a＝Ｉ1ca Ｉ2c−Ｉ2a＝Ｉ2ca と表されるものである。
合の端子Ａから故障点Ｆまでの距離ｘを求めることがで
きる。(12)式と(10)式との差をとってｃ相とａ相との線
間電圧を求めると、下記(17)式となる。 （Ｖ1c−Ｖ1a）−｛（Ｖ2c−Ｖ2a）−ｄ（ｚs −ｚm ）（Ｉ2c−Ｉ2a）｝ ＝ｘ（ｚs −ｚm ）｛（Ｉ1c−Ｉ1a）＋（Ｉ2c−Ｉ2a）｝ …(15) ここで、Ｖ1c−Ｖ1a＝Ｖ1ca Ｖ2c−Ｖ2a＝Ｖ2ca Ｉ1c−Ｉ1a＝Ｉ1ca Ｉ2c−Ｉ2a＝Ｉ2ca と表されるものである。
【００３７】したがって、(15)式は下記(16)式となる。 Ｖ1ca −（Ｖ2ca −ｄｚ1 Ｉ2ca ）＝ｘｚ1 （Ｉ1ca ＋Ｉ2ca ） …(16) その結果、
【００３８】
【数１１】
【００３９】となり、ｃ相−ａ相間で短絡が発生した場
合の端子Ａから故障点Ｆまでの距離ｘを求めることがで
きる。また、零相に関しては(10)式、(11)式及び(12)式
の和をとると、下記(17)式となる。 （Ｖ1a＋Ｖ1b＋Ｖ1c） −｛（Ｖ2a＋Ｖ2b＋Ｖ2c）−ｄ（ｚs ＋２ｚm ）（Ｉ2a＋Ｉ2b＋Ｉ2c）｝ ＝ｘ（ｚs ＋２ｚm ）｛（Ｉ1a＋Ｉ1b＋Ｉ1c）＋（Ｉ2a＋Ｉ2b＋Ｉ2c）｝…(17) ここで、ｚs ＋２ｚm ＝ｚ0 （零相インピーダンス） Ｖ1a＋Ｖ1b＋Ｖ1c＝Ｖ10 Ｖ2a＋Ｖ2b＋Ｖ2c＝Ｖ20 Ｉ1a＋Ｉ1b＋Ｉ1c＝Ｉ10 Ｉ2a＋Ｉ2b＋Ｉ2c＝Ｉ20 と表されるものである。
合の端子Ａから故障点Ｆまでの距離ｘを求めることがで
きる。また、零相に関しては(10)式、(11)式及び(12)式
の和をとると、下記(17)式となる。 （Ｖ1a＋Ｖ1b＋Ｖ1c） −｛（Ｖ2a＋Ｖ2b＋Ｖ2c）−ｄ（ｚs ＋２ｚm ）（Ｉ2a＋Ｉ2b＋Ｉ2c）｝ ＝ｘ（ｚs ＋２ｚm ）｛（Ｉ1a＋Ｉ1b＋Ｉ1c）＋（Ｉ2a＋Ｉ2b＋Ｉ2c）｝…(17) ここで、ｚs ＋２ｚm ＝ｚ0 （零相インピーダンス） Ｖ1a＋Ｖ1b＋Ｖ1c＝Ｖ10 Ｖ2a＋Ｖ2b＋Ｖ2c＝Ｖ20 Ｉ1a＋Ｉ1b＋Ｉ1c＝Ｉ10 Ｉ2a＋Ｉ2b＋Ｉ2c＝Ｉ20 と表されるものである。
【００４０】したがって、(17)式は下記(18)式となる。 Ｖ10−（Ｖ20−ｄｚ0 Ｉ20）＝ｘｚ0 （Ｉ10＋Ｉ20） …(19) その結果、
【００４１】
【数１２】
【００４２】となり、地絡が発生した場合の端子Ａから
故障点Ｆまでの距離ｘを求めることができる。
故障点Ｆまでの距離ｘを求めることができる。
【００４３】
【実施例】以下、本発明に係る送電線故障点標定方法を
添付図面に基づいて詳細に説明する。図２は一般的な２
端子系単回線送電線、及び本発明に係る送電線故障点標
定方法に適用される故障点算定装置を示す図であり、２
端子系単回線送電線（以下、「２端子系」と略称す
る。）Ｌは、端子Ａ側に電源Ｇを配置し、端子Ｂ側に負
荷ＬＢを配置している。故障点算定装置１は、端子Ａ側
に配置されている。なお、負荷ＬＢに代えて、電源を配
置してもよい。
添付図面に基づいて詳細に説明する。図２は一般的な２
端子系単回線送電線、及び本発明に係る送電線故障点標
定方法に適用される故障点算定装置を示す図であり、２
端子系単回線送電線（以下、「２端子系」と略称す
る。）Ｌは、端子Ａ側に電源Ｇを配置し、端子Ｂ側に負
荷ＬＢを配置している。故障点算定装置１は、端子Ａ側
に配置されている。なお、負荷ＬＢに代えて、電源を配
置してもよい。
【００４４】前記２端子系Ｌには、端子Ａ側における回
線Ｌのａ相、ｂ相及びｃ相に接続される変流器ＣＴ１
ａ，１ｂ，１ｃと、端子Ａ側の母線に接続され、線間電
圧を検出する計器用変圧器２とが接続されている。故障
点算定装置１には、進相器３、補助変圧器４、サンプル
ホールド回路５、Ａ／Ｄ変換器６、受信器１２、データ
メモリ７、故障検出部８、インピーダンスメモリ１１、
演算部９及び表示部１０が備えられている。
線Ｌのａ相、ｂ相及びｃ相に接続される変流器ＣＴ１
ａ，１ｂ，１ｃと、端子Ａ側の母線に接続され、線間電
圧を検出する計器用変圧器２とが接続されている。故障
点算定装置１には、進相器３、補助変圧器４、サンプル
ホールド回路５、Ａ／Ｄ変換器６、受信器１２、データ
メモリ７、故障検出部８、インピーダンスメモリ１１、
演算部９及び表示部１０が備えられている。
【００４５】補助変圧器４は、進相器３を通じて読み取
った各相電圧・電流、零相電圧・電流、正相電圧・電
流、逆相電圧・電流を所定レベルの電圧信号、電流信号
に変換する。サンプルホールド回路５は、補助トランス
４で変換された電圧信号、電流信号を所定電気角（例え
ば３０度）毎にサンプリングする。
った各相電圧・電流、零相電圧・電流、正相電圧・電
流、逆相電圧・電流を所定レベルの電圧信号、電流信号
に変換する。サンプルホールド回路５は、補助トランス
４で変換された電圧信号、電流信号を所定電気角（例え
ば３０度）毎にサンプリングする。
【００４６】受信器１２は、端子Ｂにおける測定値のデ
ータを無線、光等を通して受信する。データメモリ７
は、Ａ／Ｄ変換器６により変換されたディジタル値、及
び受信器１２を通して読み取った端子Ｂにおける測定値
のディジタル値を格納する。故障検出部８は、例えば２
７リレーや６４リレーにより構成され、前記ディジタル
値に基づいて短絡故障または地絡故障を検出する。
ータを無線、光等を通して受信する。データメモリ７
は、Ａ／Ｄ変換器６により変換されたディジタル値、及
び受信器１２を通して読み取った端子Ｂにおける測定値
のディジタル値を格納する。故障検出部８は、例えば２
７リレーや６４リレーにより構成され、前記ディジタル
値に基づいて短絡故障または地絡故障を検出する。
【００４７】インピーダンスメモリ１１は、正相インピ
ーダンスｚ1 の値、零相インピーダンスｚ0 の値等を定
数として格納している。演算部９は、故障検出部８から
の故障点算出指令信号に応じて、インピーダンスメモリ
１１に格納している各インピーダンスと、データメモリ
７に格納されている各相電圧・電流、零相電圧・電流を
要素として下記(A) 式また下記(B) 式等の演算を行って
端子Ａから故障点までの距離ｘを算出する。
ーダンスｚ1 の値、零相インピーダンスｚ0 の値等を定
数として格納している。演算部９は、故障検出部８から
の故障点算出指令信号に応じて、インピーダンスメモリ
１１に格納している各インピーダンスと、データメモリ
７に格納されている各相電圧・電流、零相電圧・電流を
要素として下記(A) 式また下記(B) 式等の演算を行って
端子Ａから故障点までの距離ｘを算出する。
【００４８】
【数１３】
【００４９】
【数１４】
【００５０】表示部１０は、演算部９により算出された
故障点の情報を表示する。また、端子Ｂには、端子Ｂ側
における回線Ｌのａ相、ｂ相、ｃ相に接続される変流器
ＣＴ１４ａ，１４ｂ，１４ｃと、端子Ｂ側の母線に接続
され、線間電圧を検出する計器用変圧器１５と、変流器
ＣＴ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ、計器用変圧器１５により
測定された各相の電圧・電流に基づいて、零相電圧・電
流、正相電圧・電流、逆相電圧・電流を検出し、検出さ
れたデータを無線、光等を通して送信する送信器１３と
が設けられている。
故障点の情報を表示する。また、端子Ｂには、端子Ｂ側
における回線Ｌのａ相、ｂ相、ｃ相に接続される変流器
ＣＴ１４ａ，１４ｂ，１４ｃと、端子Ｂ側の母線に接続
され、線間電圧を検出する計器用変圧器１５と、変流器
ＣＴ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ、計器用変圧器１５により
測定された各相の電圧・電流に基づいて、零相電圧・電
流、正相電圧・電流、逆相電圧・電流を検出し、検出さ
れたデータを無線、光等を通して送信する送信器１３と
が設けられている。
【００５１】送信器１３には、零相電圧・電流、正相電
圧・電流、逆相電圧・電流を検出する進相器、データを
ディジタル変換するためのサンプルホールド回路、Ａ／
Ｄ変換器が内蔵されている。このサンプルホールド回路
及び故障点算出装置１のサンプルホールド回路５の間に
は、演算誤差を発生させないようサンプリング同期が採
られている。
圧・電流、逆相電圧・電流を検出する進相器、データを
ディジタル変換するためのサンプルホールド回路、Ａ／
Ｄ変換器が内蔵されている。このサンプルホールド回路
及び故障点算出装置１のサンプルホールド回路５の間に
は、演算誤差を発生させないようサンプリング同期が採
られている。
【００５２】前記故障点算定装置１の動作は次の通りで
ある。故障検出部８が短絡故障を検出すると、演算部９
に故障点標定動作を開始させる。演算部９は、データメ
モリ７に格納されている故障検出相（ａｂ間とする）に
対応する電流、電圧データを取り出す。演算部９は、前
記各データを取り込み、端子Ａの線間電圧Ｖ1ab 、端子
Ａの線間電流Ｉ1ab 、端子Ｂの線間電圧Ｖ2ab 、端子Ｂ
の線間電流Ｉ2ab を検出する。
ある。故障検出部８が短絡故障を検出すると、演算部９
に故障点標定動作を開始させる。演算部９は、データメ
モリ７に格納されている故障検出相（ａｂ間とする）に
対応する電流、電圧データを取り出す。演算部９は、前
記各データを取り込み、端子Ａの線間電圧Ｖ1ab 、端子
Ａの線間電流Ｉ1ab 、端子Ｂの線間電圧Ｖ2ab 、端子Ｂ
の線間電流Ｉ2ab を検出する。
【００５３】そして、Ｖ1ab 、Ｉ1ab 、Ｖ2ab 、Ｉ2ab
を前記(A) 式に代入して、短絡故障が発生した場合の端
子Ａから故障点までの距離ｘを計算する。また、故障検
出部８にて地絡故障が検出されると、演算部は、端子Ａ
の零相電圧Ｖ10、端子Ａの零相電流Ｉ10、端子Ｂの零相
電圧Ｖ20、端子Ｂの零相電流Ｉ20を検出し、このＶ10、
Ｉ10、Ｖ20、Ｉ20を前記(B) 式に代入して、地絡故障が
発生した場合の端子Ａから故障点までの距離ｘを算出す
る。
を前記(A) 式に代入して、短絡故障が発生した場合の端
子Ａから故障点までの距離ｘを計算する。また、故障検
出部８にて地絡故障が検出されると、演算部は、端子Ａ
の零相電圧Ｖ10、端子Ａの零相電流Ｉ10、端子Ｂの零相
電圧Ｖ20、端子Ｂの零相電流Ｉ20を検出し、このＶ10、
Ｉ10、Ｖ20、Ｉ20を前記(B) 式に代入して、地絡故障が
発生した場合の端子Ａから故障点までの距離ｘを算出す
る。
【００５４】このように、本発明に係る送電線故障点標
定方法によると、従来のインピーダンス方式のように、
故障点インピーダンスを純抵抗とみなすことなく、両端
から電圧、電流及びインピーダンスを計測することによ
り故障点を標定することがきる。ところで、前記送信器
１３、受信器１２間のデータの伝送にあたっては、高
速、高信頼性が要求される。したがって、データ伝送方
式として、例えばＰＣＭ伝送方式を用い、通信路も大容
量のものを用いることが好ましい。特に、端子Ａと端子
Ｂとのサンプリング同期を正確にとらなければ、演算結
果に誤差が生じるので、データ伝送中に生じるサンプリ
ング時間差を正確に測定し補正する技術を採用すること
が好ましい。
定方法によると、従来のインピーダンス方式のように、
故障点インピーダンスを純抵抗とみなすことなく、両端
から電圧、電流及びインピーダンスを計測することによ
り故障点を標定することがきる。ところで、前記送信器
１３、受信器１２間のデータの伝送にあたっては、高
速、高信頼性が要求される。したがって、データ伝送方
式として、例えばＰＣＭ伝送方式を用い、通信路も大容
量のものを用いることが好ましい。特に、端子Ａと端子
Ｂとのサンプリング同期を正確にとらなければ、演算結
果に誤差が生じるので、データ伝送中に生じるサンプリ
ング時間差を正確に測定し補正する技術を採用すること
が好ましい。
【００５５】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の範囲内で多くの修正及び変更を加
え得ることは勿論である。例えば、端子Ａ，Ｂにそれぞ
れ送信器を設置してデータの伝送をさせ、端子Ａからも
端子Ｂからも離れた場所に受信器１２を含む故障点算定
装置１を設置してもよい。
のではなく、本発明の範囲内で多くの修正及び変更を加
え得ることは勿論である。例えば、端子Ａ，Ｂにそれぞ
れ送信器を設置してデータの伝送をさせ、端子Ａからも
端子Ｂからも離れた場所に受信器１２を含む故障点算定
装置１を設置してもよい。
【００５６】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、本発明に係る送電線故障点標定方法によると、
故障点インピーダンスを純抵抗とみなすことなく、両端
から電圧、電流及びインピーダンスを計測することによ
り故障点を標定することがきる。
よると、本発明に係る送電線故障点標定方法によると、
故障点インピーダンスを純抵抗とみなすことなく、両端
から電圧、電流及びインピーダンスを計測することによ
り故障点を標定することがきる。
【図１】本発明の原理を説明するための、２端子系単回
線送電線の等価回路図である。
線送電線の等価回路図である。
【図２】本発明に係る送電線故障点標定方法に適用され
る故障点算定装置を示す図である。
る故障点算定装置を示す図である。
【図３】従来のインピーダンス方式の原理を説明するた
めの、２端子系単回線送電線の等価回路図である。
めの、２端子系単回線送電線の等価回路図である。
１ 故障点算定装置 ９ 演算部 Ｌ ２端子系単回線送電線 Ａ，Ｂ 端子
Claims (3)
- 【請求項１】２端子系単回線送電線における故障点を、
送電線の両端における測定電圧、測定電流及び送電線の
インピーダンスに基づいて標定する方法において、 下記式を適用して、故障点の標定をすることを特徴とす
る送電線故障標定方法。 【数１】 （ただし、ｘ ：一側端子より故障点までの距離 Ｖ1 ：一側端子での相電圧ベクトル Ｉ1 ：一側端子での相電流ベクトル Ｖ2 ：他側端子での相電圧ベクトル Ｉ2 ：他側端子での相電流ベクトル ｄ ：送電線路長 Ｚ ：送電線単位長さ当りのインピーダンス行列 ＜ ， ＞：ベクトルの内積 ‖ ‖：ユークリッドノルム である。） - 【請求項２】２端子系単回線送電線における故障点を、
送電線の両端における測定電圧、測定電流及び送電線の
インピーダンスに基づいて標定する方法において、 下記式を適用して、故障点の標定をすることを特徴とす
る送電線故障標定方法。 【数２】 （ただし、ｘ ：一側端子より故障点までの距離 Ｖ1ij （ｉ≠ｊ）：一側端子でのａ，ｂ，ｃの３相のい
ずれかの線間電圧ベクトル Ｉ1ij （ｉ≠ｊ）：一側端子でのａ，ｂ，ｃの３相のい
ずれかの線間電流ベクトル Ｖ2ij （ｉ≠ｊ）：他側端子でのａ，ｂ，ｃの３相のい
ずれかの線間電圧ベクトル Ｉ2ij （ｉ≠ｊ）：他側端子でのａ，ｂ，ｃの３相のい
ずれかの線間電流ベクトル ｄ ：送電線路長 ｚ1 ：正相インピーダンス である。） - 【請求項３】２端子系単回線送電線における故障点を、
送電線の両端における測定電圧、測定電流及び送電線の
インピーダンスに基づいて標定する方法において、 下記式を適用して、故障点の標定をすることを特徴とす
る送電線故障標定方法。 【数３】 （ただし、ｘ ：一側端子より故障点までの距離 Ｖ10：一側端子での零相電圧 Ｉ10：一側端子での零相電流 Ｖ20：他側端子での零相電圧 Ｉ20：他側端子での零相電流 ｄ ：送電線路長 ｚ0 ：零相インピーダンス である。）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23527794A JP3341485B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 送電線故障点標定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23527794A JP3341485B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 送電線故障点標定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08101244A true JPH08101244A (ja) | 1996-04-16 |
| JP3341485B2 JP3341485B2 (ja) | 2002-11-05 |
Family
ID=16983723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23527794A Expired - Fee Related JP3341485B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 送電線故障点標定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3341485B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040044838A (ko) * | 2002-11-22 | 2004-05-31 | 주식회사 젤파워 | 철도차량용 직류 급전계통의 고장점 표정방법 |
| CN105917244A (zh) * | 2014-01-16 | 2016-08-31 | 格勒诺布尔综合理工学院 | 将脉冲源定位在色散介质中的方法 |
| CN108387813A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-08-10 | 广州市扬新技术研究有限责任公司 | 一种城市轨道交通接触网对地故障的定位方法 |
| CN113341268A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-09-03 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 利用配电网架空线下方磁场分布特征的故障区段定位方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102129011B (zh) * | 2011-01-20 | 2012-12-05 | 福建省电力有限公司福州超高压输变电局 | 一种抗分布电容电流和故障电阻的线路相间故障单端测距方法 |
| CN102129014B (zh) * | 2011-01-28 | 2013-01-09 | 国家电网公司 | 一种利用分布参数模型实现线路相间故障单端测距方法 |
| CN103116114B (zh) * | 2013-01-23 | 2015-08-19 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | 一种直流融冰装置地线融冰模式下的故障测距方法和系统 |
-
1994
- 1994-09-29 JP JP23527794A patent/JP3341485B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| CN113341268A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-09-03 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 利用配电网架空线下方磁场分布特征的故障区段定位方法 |
| CN113341268B (zh) * | 2021-04-23 | 2022-09-02 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 利用配电网架空线下方磁场分布特征的故障区段定位方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3341485B2 (ja) | 2002-11-05 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |