JPH0812220B2 - 送電線故障点標定装置 - Google Patents

送電線故障点標定装置

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JPH0812220B2
JPH0812220B2 JP59059578A JP5957884A JPH0812220B2 JP H0812220 B2 JPH0812220 B2 JP H0812220B2 JP 59059578 A JP59059578 A JP 59059578A JP 5957884 A JP5957884 A JP 5957884A JP H0812220 B2 JPH0812220 B2 JP H0812220B2
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【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、分岐負荷を有する送電線の故障点標定方式
に関するものである。
[発明の技術的背景] 従来、送電線の故障点標定方式としてサージ受信方
式,パルスレーダ方式,あるいはインピーダンス測定方
式等がある。前二者は高価な通信装置あるいは送電線へ
の信号結合装置を必要とする。これに対し後者のインピ
ーダンス測定方式は、電圧変成器および変流器より得ら
れる電圧・電流により標定するもので、入力量を得るた
めに新たな設備を必要としない。このため最近、インピ
ーダンス測定方式が特に注目されており、例えば特公昭
58−29471号「事故点判別方式」等が提案されている。
[背景技術の問題点] 上記特公昭58−29471号の発明を含む従来のインピー
ダンス測定方式は送電線に分岐がないことを前提として
いる。分岐がある場合は分岐点までの標定を前提として
いる。このことは基幹送電線では特に支障はない。また
分岐があるとしても極く限られているので分岐毎に装置
を設定してもその設置数が著増することがないからであ
る。しかし66KV等の下位系送電線では需要家への引込み
が多数あり、その引込み点毎に装置を設置することは経
済的にも、また運用する上からも困難である。
[発明の目的] 本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、その目
的は分岐の多い送電線において分岐負荷の影響を受ける
ことのない故障点標定方式を提供しようとするものであ
る。
[発明の概要] インピーダンス測定形の故障点標定方式は、要約すれ
ば自端から故障点までの電圧降下を、当該送電線の単位
長当りの電圧降下で除算して距離を求める方式である。
分岐のある送電線では区間によつて電流が異なるため単
位長当りの電圧降下が異なる。そこで本発明は分岐を有
する送電線の故障点を標定する故障点標定方式におい
て、送電線の送出端の電流の計測値を設定値の比率で配
分して各分岐負荷の電流を測定し、この推定値を送出端
の電流から順次差引いて各区間の電流とみなし、各区間
の単位長当りの電圧降下を求めることにより正しい距離
を算出しようとするものである。また、上記設定値とし
ては例えば各分岐負荷の想定需要電力等が用いられる。
[発明の実施例] [実施例の構成および作用] 第1図は本発明の一実施例のハードウエアを示す構成
図である。1は対象となる送電線,2は変成器,3は変流
器,4および5は入力変換回路,6はアナログデジタル変換
回路(以後AD変換回路と称す),7は演算回路,8は表示回
路,L1〜L4は分岐負荷または末端負荷(以下総称して分
岐負荷と称す。),F1〜F4は故障点,l1〜l4は各区間の距
離,x1〜x4は自端あるいは各分岐点から故障点までの距
離,Vは自端電圧,Iは自端電流である。特に混乱のない限
り、例えば3相電圧Va,Vb,Vcを代表してV,3相電流Ia,I
b,Icを代表してIで表わしてある。なお故障点F1〜F
4は、このうちの何れか1箇所のみ実際に故障が発生し
ているものとする。
入力変換回路4は変成器2の出力を適当なレベルに変
換し、更に高域の周波数成分を除去するための前置フイ
ルタを経て出力を生ずる。これらは通常用いられる手法
であり、特に内部構成図を掲げない。入力変換回路5も
ほほ同様であり、変流器3の2次電流を適当な電圧レベ
ルに変換し、前置フイルタを経て出力を生ずる。AD変換
回路6は入力を一定間隔でサンプリングし、AD変換して
デジタル出力を演算回路7へ印加する。AD変換回路6の
この様な内部構成についても周知の技術であり、その構
成図は省略する。
演算回路7は後に第2図により説明する演算を実施
し、その結果を表示回路8により表示する。
なお、こゝで入力変換回路4および5の出力は、特に
混乱のおそれのない限り自端電圧Vおよび自端電流Iと
区別しないで説明する。これらの用法は通常用いられる
ものである。更にはAD変換回路6で変換されたデジタル
出力も混乱のない限りVおよびIで表すものとする。ま
た分岐負荷L1〜L4は送電線1の直下あるいは極く近距離
にあるのが通常であり、分岐以後の距離は特に考えない
ものとする。
第2図は第1図の演算回路7の機能を説明するブロツ
ク図である。本発明は頻度の多い1線地絡故障を対象と
するものであり、以下a相地絡故障について説明する。
他相の地絡についても、地絡相を基準としてa相地絡故
障の場合と同様の演算をすることは通常の手法と同様で
ある。
第2図において、9は設定手段であり、定数Zα,Zo,
l1〜l4,K1〜K4等が設定され記憶されている。Zαおよ
びZoは夫々送電線単位長当りのαモードおよびOモード
インピーダンス,l1〜l4は第1図と同様各区間の距離,K1
〜K4は各分岐負荷に関する定数である。定数K1〜K4とし
ては例えば各分岐負荷の設備容量あるいは実質的な最大
電力の想定値等が用いられる。
10は演算手段で電圧V,電流I,定数ZαおよびZoを入力
として次の演算を実施し、電圧電流積量JV,単位長電圧
降下電流積量JIおよび負荷分電圧降下電流積量JLを出力
する。
これらの演算については特公昭58−29471号公報に記
載されているように周知のものである。11は演算手段で
次の演算を実施し出力G1,G2,G3を出力する。なお、演算
手段11は設定手段9の一部機能として、これらを総じて
設定手段とみなしても良い。
G1=K1/KT,G2=K2/KT,G3=K3/KT,KT=K1+K2+K3+K4
…(2) 12は演算手段で次の演算を実施し出力Xiを生ずる。な
お、この演算手段12および演算手段10を総じて標定演算
手段という。
先ず、演算手段13によりJV/JI=xが実行され比較手
段14により入力xと入力l1とが比較され、xl1であれ
ば出力Aを生じゲート要素15を通じてこのxがxi(i=
1)として出力される。x>l1であれば出力Bを生じ演
算手段13は第2の組を除算する。第2の組とは演算手段
16および17の出力即ちJV−l1JIおよびJI−G1JLであり、
(JV−l1JI)/(JI−G1JL)=xが実行され、前述と同
様にしてxl2であればxi(i=2)として出力され、
x>l2であれば第3の組へ移る。第3の組は演算手段18
および19の出力であり同様にして{JV−l1JI−l2(JI
G1JL)}/(JI−G1JL−G2JL)=xが実行されxl3
あればxi(i=3)として出力され、x>l3であれば第
4の組へ移る。第4の組は演算手段20および21の出力で
あり、前述と同様にして{JV−l1JI−l2(JI−G1JL)−
l3(JL−G1JL−G2JL)}/(JI−G1JL−G2JL−G3JL)=
xが実行されxl4であればxi(i=4)として出力さ
れ、x>l4であれば、比較手段14より出力Cを生ずる。
出力Cは第1図の表示回路8より、例えば区間外故障と
して表示される。
第3図は第2図の作用を説明するための特価回路図で
ある。第3図では、第2図の一般的な作用を説明する前
に理解を容易にする様に公知の内容復習を兼ねて、故障
点をF1に限定した特価回路図を示してある。すなわち同
図はa相1線地絡故障の等価回路を表わしており、ここ
でVSは電源電圧,ZαBおよびZoBは自端背後のαモード
およびOモードインピーダンス,VFは故障点電圧で、そ
の他の記号は前出しているのでその説明は省略する。こ
の図で Va=Vα+Vo=x1Zαα+x1ZoIo+VF ……(3) であり、前述の故障分電流IDは故障点電圧と近似的に同
相で であるから 以上のように故障点が第1区間にあるときの第2図の
演算回路の機能が正しいことが説明される。
第4図は第2図の作用を説明するための等価回路図で
ある。この図では故障点がF4つまり第4区間にある場合
の前述と同様の等価回路図を示す。故障点F2あるいはF3
の場合についても容易に類推できるので、F4の場合の説
明を以て一般的な説明とする。同図でILα1,
ILα2,ILα3は各分岐負荷のαモード電流である。
各分岐負荷が非接地であるとすると、a相1線地絡で同
図の様な等価回路となることは周知のところである。こ
の等価回路から次式を得る。
Va=Vα+Vo=l1(Zαα+ZoIo) +l2{Zα(Iα−ILα1)+ZoIo} +l3{Zα(Iα−ILα1−ILα2)+ZoIo} +x4{Zα(Iα−ILα1−ILα2−ILα3)+
ZoIo} +VF ……(6) 各分岐負荷が非接地であると、故障点Oモード電流I
OFは自端Oモード電流Ioに等しく、ΣILαi=Iα
2Ioとなる。そして分岐負荷の配分比に関する限り、線
路インピーダンスl1Zα等は省略できるので、(2)式
より次式を得る。
Lαi=Gi(Iα−2Io),(i=1〜n−1) ……
(7) こゝでGiは、各分岐負荷の力率が略々等しいとする
と、近似的に実数となる。この様な近似は極めて有効で
あり、その条件で説明するが、それが成立たない場合に
ついては別の実施例で述べる。
(7)式より次式を得る。
従つて(1),(6),(8)式および より次式を得る。
JV≒l1JI+l2(JI−G1JL)+l3(JI−G1LL−G2JL) +x4(JI−G1JL−G2JL −G3JL) ……(9) 以上により第2図の作用が説明された。
[実施例の効果] 以上の様に本実施例は、各分岐負荷の力率が略々等し
いとして、最大電力の想定値等を設定値として、分岐負
荷電流の総和Iα−2Ioの実測値をその設定値の比で配
分して各分岐負荷電流を推定し、これを用いて送電線の
各区間の電流を算出し、分岐負荷の影響を消去すること
ができた。
この実施例では各分岐負荷の力率が近似的に等しいと
したので、上述の設定値は有効分電力のみを想定すれば
よい。この際無効分電力についても、有効分電力の規模
に略々比例することが想像される。仮に無効分電力の配
分誤差が有効分のそれに比しやゝ大きいとしても以下に
示される様に、その誤差の最終的な影響は比較的小さ
く、無視することができる。
ところで、対象として考えている分岐の多い送電線で
は一般に高抵抗接地系であり、この場合故障点電圧VF
自端a相電圧Vaと略々同相である。故障分電流IDは故障
点電圧VFと略々同相となる様に選ぶ。従つて分岐負荷の
有効分電流および無効分電流は結局故障分電流IDと略々
同相および略々直角成分である。そこで分岐負荷電流の
総和Iα−2Ioの有効分および無効分電流を夫々Ipおよ
jIqとし、各分岐負荷の有効分の配分比をGi,無効分の
配分比をGi+△i(i=1〜4)とし、Zα=r+jxと
すると(8)式の代りに次式を得る。
この(8′)式の右辺第2項は比較的小さい。何故な
らrはXに比し小さく、IqはIpに比し小さい。また△i
はGiに比し比較的小さい筈である。無効分の配分比も略
々有効分の規模で定まると考えてよいからである。この
様な理由から(8′)式は(8)式で十分に近似され
る。
以上の様に本実施例では有効分電力の最大値等を想定
して分岐負荷に関する配分比を設定すればよく、容易に
運用することができる。
[他の実施例] 第5図は他の実施例を示すブロツク図であり、第2図
の一部を変形したものである。この実施例は上述の無効
分の配分を考慮した例であり、有効分の配分比をGi,無
効分の配分比をHi(i=1〜3)とし、第2図のGiJL
代りにGiJp+HiJqとする他第2図と同様である。但しJp
およびJqは次式で与えられる。
これらの関係は以下の様に説明される。
第5図で22は設定手段,23〜30に演算手段である。そ
の他は第2図と同様であり、第2図と共通部を一部省略
して示してある。設定手段22で第2図と9と異なるのは
設定値Kiの他Qiが設定される点である。演算手段23につ
いては前述の(11)式が第2図と異なる。演算手段24に
ついては(2)式の他 H1=Q1/QT,H2=H2/HT,H3=Q3/QT,QT=Q1+Q2+Q3+Q4
…(14) が演算される点が第2図と異なる。演算手段26〜30につ
いては第2図の演算手段17〜21のGiJLの代りにGiJp+Hi
Jq(i=1〜3)となつている点が異なる。
以上の様に必要なら無効分の配分を考えることもでき
る。つまり,有効分と無効分の配分が著しく異なる系統
ではこの実施例を適用することができる。
第6図は更に他の実施例を示すブロツク図である。こ
の実施例は対象とする送電線の単位長当りのインピーダ
ンスが区間毎に異なる場合の例である。31は設定手段
で、第2図のZα,Zoの代りに区間毎の単位長当りのイ
ンピーダンスZα1〜Zα4およびZo1〜Zo4が設定され
る。32は演算手段で第2図のJI,JLの代りに次のようなJ
I1〜JI4およびJL2〜JL4が演算される。
33〜39は演算手段で第2図の12,16〜21に準ずる。そ
して共通部は一部省略してある。
第1区間の故障の場合、(3)に準じて次の様にな
る。
Va=x1(Zα1α+Zo1Io)+VF ∴x1=JV/JI1 ……(17) 第4区間の故障では(6)式に準じて次式となる 第2区かあるいは第3区間は上の説明から容易に類推で
きるので省略する。またこれらの式と演算手段33の内部
との対応も第2図に準じで容易に理解できるので詳述を
略す。
これまでの実施例は前記特公昭58−29471号発明の改
良方法として説明された。この特公昭58−29471号発明
は故障分電流IDとして変化分電流を使用することを特徴
とするが、本発明はこれに限定されるものではない。例
えば同様の趣旨で故障分電流として零相電流を用いる方
式(昭和53年電気学会全国大会No.933,高抵抗接地系送
電線における地絡距離測定の一方法)とか、逆相電流を
用いる方式(特願昭43−57858地絡距離継電器)等があ
り、一般にこれらの方式に全て適用できる。
以下は構成図等を特に掲げないが、同一趣旨により各
種変形が可能なことを示す例であり、この様な変形によ
り本発明を免れることはできない。
(10)式は次の様に変形される。
(10′)式も第2図に準じて実行できることは明白で
ある。
(1)式のうちのJLの計算に際し、Oモード電流Io
αモード電流Iαに比し小さい系統では分岐負荷のαモ
ード電流の総和Iα−2Ioをαモード電流Iαで近似す
ることもできる。また周知の公式により次式も成立つ。
α−2Io=Ia−3Io=−(Ib+Ic) ……(19) 更に分岐負荷のαモード電流の総和Iα−2Ioは故障
前のαモード電流に略々等しく、これを記憶しておいて
計算しても趣旨は変わらない。
第1図の対象送電線では設計の煩雑さを避ける為に区
間数を4とし、第2図もこれに応じた構成となつてい
る。しかし区間数が変つても同様であることは明らかで
ある。
第2図の実施例では、xl4であればxi(i=4)と
して出力され、x>l4であれば出力Cを生ずるとした。
そして出力Cは例えば区間外故障として表示されると説
明した。しかし若干の誤差を考慮し、x>l4のときx
l4+(許容値)であればxi=l4(i=4)として出力
し、x>l4+(許容値)であれば出力Cを生じ、例えば
区間外故障として表示するという様に変形してもよい。
第1図の構成では演算回路7の出力が表示回路8に印
加され、表示されるとしたが、演算回路7の出力を伝送
手段により伝送し、遠方で受信して、これを表示するこ
とも可能である。
上記の許容値を設けるとか、遠方で表示する方式は実
用に際して屡々用いられる手法である。
第1図の説明において、説明の煩雑さを避けるため、
分岐負荷は送電線の直下あるいは極く近距離にあるとし
た。しかしこれは本発明を限定するものではない。分岐
線が長い場合、分岐線を対象送電線とみなし、もともと
の対象送電線を分岐線とみなして同じ手法を適用するこ
とが可能だからである。この場合複数の故障点を想定す
るため複数の標定値が得られ、そのうちの一つが正しい
が、その程度の模索は通常許容されるので支障はない。
[発明の効果] 以上の様に本発明は、分岐負荷電流の総和を実測値か
ら求め、これと設定値による配分比から角分岐負荷電流
を推定することにより故障点を標定するものであり、分
岐負荷の影響を除去することができる。また、この設定
値は有効分電力の配分比のみ、あるいは無効分電力の配
分比を加味したものでもよいが、近似的に線路電圧降下
を省略しているので、電流の配分比とも考えてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図は第1図の
一部を詳細に説明するブロツク図、第3図および第4図
は第2図の作用を説明するための等価回路図、第5図お
よび第6図は第2図の他の実施例を示すブロツク図であ
る。 1……送電線、2……変成器 3……変流器、4,5……入力変換回路 6……アナログデジタル変換回路 7……演算回路、8……表示回路 9,22,31……設定手段 10〜13,16〜21,23〜30,32〜39……演算手段 14……比較手段、15……ゲート要素

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】分岐を有する送電線の故障点を標定する故
    障点標定装置において、前記送電線の各分岐の分岐負荷
    電力の想定される配分比を予め記憶する設定手段と、こ
    の配分比と自端電流および自端電圧の計測値とから故障
    点を標定する標定演算手段とを有し、前記標定演算手段
    は、自端電流の計測値及び自端電圧の計測値から電圧電
    流積量JV,単位長電圧降下電流積量JI及び負荷分電圧降
    下電流積量JLを演算する第1の演算手段と、前記単位長
    電圧降下電流積量JI,負荷分電圧降下電流積量JL及び前
    記配分比とから求める当該分岐点までの線路電圧降下電
    流積量を前記電圧電流積量JVから減算する第2の演算手
    段と、前記負荷分電圧降下電流積量JL及び前記配分比と
    から求める当該分岐点までの分岐負荷分電圧降下電流積
    量を前記単位長電圧降下電流積量JIから減算する第3の
    演算手段と、前記第2の演算手段の演算出力を前記第3
    の演算手段の演算出力で除算して標定値を算出する第4
    の演算手段と、前記標定値が当該分岐区間距離を越えて
    いないときはこの標定値を出力し、前記標定値が当該分
    岐区間距離を越えているときは次の分岐区間における前
    記第2,第3及び第4の演算手段を実行させる比較手段と
    を備えたことを特徴とする送電線故障点標定装置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の送電線故障点
    標定装置において、前記分岐負荷電力を想定される配分
    比を、分岐負荷電力の有効分の想定される配分比とする
    ことを特徴とする送電線故障点標定装置。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項記載の送電線故障点
    標定装置において、前記分岐負荷電力の想定される配分
    比を、分岐負荷電力の設備容量の想定される配分比とす
    ることを特徴とする送電線故障点標定装置。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第1項記載の送電線故障点
    標定装置において、前記設定手段は、前記各分岐負荷電
    力を入力し、全体の分岐負荷電力からそれぞれの分岐負
    荷の配分比を演算し記憶することを特徴とする送電線故
    障標定装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101638945B1 (ko) * 2015-07-17 2016-07-12 유장호 브레이커용 치즐 및 그 제조방법

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