JPS58225362A - デイジタル故障点標定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はディジタル故障点標定装置に係シ、特に精度向
上と演算処理方法及び装置構成の簡素化を図り得るよう
にした故障点標定装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

プ″イジタル故障点標定装Ｒは、電圧系統からの電圧・
市、流を一定時間間隔でサンプリングし、ディジタル量
に変換し、該ディジタル量を用いてディジタル演算処理
して、故障点までの距離又は距離相当の値を算出する装
置である。そして、かかる装置において標定精度の向上
と、演算処理方法及び装置構成の簡素化を図ることｔｉ
ｔ重要な課題である。

さて、従来より故障点標定の計算タイミングに関する手
法が２．３提案されている。まず、″′特開昭５３−６
７８３９”では［亀カ系統の異常検出後、市、力系統情
報が一定になったことを検出」して［故障点までのりア
クタンス値を求める」故障点標定装置が提案されている
。本提案は、系統及び装置の過渡応答が落ちついてから
標定計算を行なうものであるが、この方法では例えば電
流が一定になるまで判定を継続する必要があるため、処
理時間が増加するという欠点がある。また、長距離送電
線では遠方端故障の場合には、故障時の電流が汐流と区
別かっかないこともあり、このような場合不適当であ　
゛る。

次に′”特開昭５３−７２１４４”では［事故発生よシ
一定時間遅れた信号にょシ計算機に割　　　　゛込みを
かけ、事故除去直前の情報を用いて故障点標定を行なう
」故障点標定装置が提案されている。本提案の詳細につ
いて、第１図および第２図を用いて説明する。第１図は
、標定処理のタイムチ、ｖ　−ト図を示すものである。

第１図においては、時刻り、に事故発生後　Ｔ／時間経
過後の時刻ｈ！に計算機に割込みをかけることを示して
いる。この時刻ｈ２までは、各サンプリング毎にデータ
を取シ込み、常時の保護要素の処理を行なう。事故発生
後７１時間以降では、少なくともｈ２の情報音もとに故
障点標定の処理を行なう。

第２図は、計ｑ機への割込を説明するための４である。

常時は、一定時間間隔でデータを計舊機１に取り込む。

事故時には、外部装置よりの異常検出信号を遅延回路２
によシ遅らせたもの、またはしゃ断器のしゃ断信号によ
ジオアゲート３を介１〜て上記計算機１に割込みをかけ
る。

常時の割込みよりも事故時の割込みのレベルを高くする
ことにより、事故時には事故中の情報をもとに故障点標
定を行なうことができる。

しかし乍ら、かかる提案には次のような欠点がある。つ
まり、まず引算機１は外部装置よｐの異常検出信号、ま
たはし中断器のしゃ断信号を入力する必要がある。した
がって、上記異常検出信号やしゃ断信号を入力できない
場合には、適用することができない。また、入力できる
場合でも、装置Ｗ間の渡シが必要となる欠点がある。

次に、外部装置は異常検出信号を出力するために、系統
から電圧・電流等を入力し事故検出を行なう。この外部
装置が処理するデータの過渡応答は、上記計算機１が処
理するデータの過渡応答とは一般に一致しない。したが
って、上記遅延回路２の遅延時間Ｔ′を、上記外部装置
と上記計算機１での各々の過渡応答を考慮して決める必
要があり、上記計算機ｌに異常検出信号を出力する外部
装置が異なる毎に、上記遅延回路２の遅延時間Ｔ′を決
定し直さなければならない。

次に”特開昭５３−７２１４５＝では［毎ザンプルし中
断器情報を取り込み、保護要素が事故ｆ：検出し、かつ
しゃ断器が閉より開に至る面前の情報をもとに故障点標
定を行なう」故障点標定装置が提案されている。本提案
は、外部よりしゃ断器情？Ｉを入力しなければならない
点が欠点である。

さらに、上記１特開昭５３−６７８３９”でｔよ、また
［算出したりアクタンス値が一定の誤差内であることを
検出する］故障点標定装置が提案されている。本提案は
、リアクタンス値（距離相当の値）の収束を判定する必
要があり、演算処理が複雑化するので、し中断器が引き
はずされるまでに該演算処理を終了させるために、高速
の計９機を用いなければならないという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は」＝　％：の従来技術のもつ欠点を除去するた
めに成されたもので、そ、の目的は禅定精度の向、上と
演算処理方法及び装置の簡素化を図ることができるディ
ジタル故障点標定装置を提供することにある。

〔発明の概数〕

上記目的を達成するために本発明では、電力系統か−ら
の電圧・電流入力を一定周期です゛ングリングし、これ
をディジタル獣に変換してこのディジタル量をディジタ
ル演算処理して故障点までの距離または距離相当の値を
算出するディジタル故障点標定装置において、前記電力
系統の故障を検出する故障検出手段と、この検出手段に
よシ故障が検出されたとき、故障検出時刻から所定時間
遅れた電圧・電流データを少なくとも用いて故障点標定
を行なう故障点標定手段とを備えるようにしたことを特
徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第３図〜第５図に示す一実施例について
説明する。

第３図は本発明によるシステム構成の全体図全示すもの
である。第３図において、ディジタ′故２点標定″Ｉｆ
装置′°°“′市゛力系統”ら＊ＪＥＶ・　　　　；電
流■を入力し、故障検出及び故障点標定処理を行ない、
その標定結果を記録計１０１に出力する。また、記録計
１０１はこの標定結果を印字出力する。　　７ 第４図Ｑ」、第３図におけるディジタル故障点標定装＠
：　ｊ　００の詳細な構成を示すものである。

第４図において、４は入力変換器で電力系統から電圧Ｖ
・電流Ｉを入力し、これを適当な大きさのｔ＃Ｌ圧に変
換する。５はフィルタで、上記入力変換器４の出力の直
流分及び高調渡分を除去する。６はサンプルホールド回
路で、上記フィルタ５の出力を一定時間間隔でサンプリ
ングしかつホールドする。７はマルチプレクサで、複数
の上記サンプルホールド回路６の出力を切シ替える。８
はＡ／Ｄ変換器で、上記マルチプレクサ７の出力をディ
ジタル量に変換する。９は整定部で、故障検出及び故障
点標定演算に必要な整定値を入力する。１０は演算処理
部で、上記Ａ／Ｄｆ換器８の出力及び上記整定部９の出
力を入力し、故障検出及び故障点標定演算を行ない、そ
の結果ヲＤＯ（ディジタル出力）部１２を介して外部へ
出力する。またＤＩ　（ディジタル入力）部１１よシ必
要なディジタル入力を入力する。

第５図は、上記演算処理部１０で行なうソフト処理内容
を、フローチャート図にて示したものである。図におい
て、１３は上記Ａ／Ｄｆｍ換器８の出力及び上記整定部
９の出力データを入力する処理である。１４は、上記デ
ータ入力処理１３にて入力されたデータを用いて、故障
検ＩＢ演算を行なう処理である。１５は、故障検出の判
定処理で、「故障あり」のときは次の遅延処理１６へ進
み、「故障なし」のときは上記データ入力処理１３へ戻
る二１６は、一定時間の遅延を行なう処理である。該遅
延の時間の決め方については後で詳述するが、遅延処理
は具体的には予め定められた遅延定数を、上記演算処理
部１０内のカウンタにセットし、命令実行毎に１ずつ減
らしていき、０になるまで絖ける方法等公知の方法で実
現する。１７は、故障点までの距離を算出する標定演算
処理である。１８は、標定結果を上記記録計１０１へ出
力する処理である。

次に、上記のように構成した本発明のディジタル故障点
標定装置の作用について第６図を用いて説明する。第８
１’ｌＪ＋は、故障検出及び故障点標定処理を示すタイ
ムチャート図である。図において、ｐはリレー動作量、
ｑは故障検出信号、ｒは標定処理を夫々示す。また、時
刻ｔ１は故障発生時刻、時刻ｔ３は上記リレー動作量ｐ
が一定値に落ち着く時刻であり、Ｔｔ＝ｔｓｔｓとする
。この時間ＴＩは、第３図における上記フィルタ５によ
り決まる既知の値である０時刻ｔ２は、故障が検出され
る時刻である。時刻ｔ２より１時間遅延した時刻ｔ４の
データを少なくとも用いて、故障点の標定処理ｒを行な
う。

時刻ｔｌＩは、しゃ断器が引きはずされる最短の時刻で
ちゃ、保護装（ｉ゛の構成から予め求めることができる
。それゆえ、ｊ２＝ｊ５　　ｊｌとするとき、この時間
Ｔｚは予め既知の値となる。

ところで、上記遅延時間Ｔは次のように定める。すなわ
ち、 Ｔｌ　りＴ＜Ｔｚ　　’ｒｉ・・・・・・・・・　　　
　　（１）である。この（１）式は、故障点の標定処理
のタイミングを、次のように定めることを意味する。

（ａｌ　　系統故障発生後の入力電圧・市、流のめ渡Ｌ
６答が落ち着いてから故障点標定処理を行なう。

具体的には、上記故障検出時刻ｔ２から少なくとも上記
フィルタ５の遅れの最長時間Ｔ、だけ、遅延させた後で
該処理を行なう。

（ｂ）シゃ断器が引き下ろされる前の入力電圧・耐流を
用いて故障点標定処理を行なう。具体的には、上記故障
検出時刻ｔ２から遅くとも（しゃ断器引き外しの最短時
間）−（フィルタの遅れの罎長時間）の遅延以内のデー
タを用いて該処理を行なう。

なお、（１）式が成立する７穎めにｔよ、２ＴＩ＜Ｔｚ
　　　・・・・・・・・・　　　　　　（２）が成立す
ることが必要であるが、通常Ｔｌ＝　２０ｍ’　。

Ｔｚ−５０ｍ″テアリ（２）式ハ成立スル。

へ 上記（ａ）　、　（ｂ）の条件を満足するように定めた
タイミングでの入力電圧・電流は、故障発生後でかつし
ゃ断器引き外し前の過渡応答の影響を受けないデータと
なる。このデータを用いるので、故障点標定の精度が向
上する。

次に、故障点標定の計算タイミングについて、本発明の
ものと、既に提案されているものとの飛昇を説明する。

まず、″′特開昭５３−６７８０９”と比較すると、本
発明は上記フィルタ５による遅れ時間が予め既知である
ため、遅れ時間を決定する演算処理が不をである。した
がって、「電、力系統情報が一定になったことを検出」
する必要がないので、演算処理がきわめて簡単である。

仄に、″特開昭５３−７２１４４’及び″特開昭５３−
７２１４５”と比較すると、本発明は系統の電圧・市゛
、流のみを入力し、外部力＼らのイバ号を必要としない
ことが特徴である。故障検出は、本ディジタル故障点標
定装置Ｉｏｏ内で行ない、かつし中断器が引き外される
時間が予め既知であるので、「外部装置よりの異當検出
信号」や「シゃ断器情報」を、該ディジタル故障点標定
装置１００に取り込む必要がなく、装置構成を単純化す
ることができる。

−ヒ述のように、従来技術のもつ欠点を除去したディジ
タル故障点標定装置面を得ることができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

（’ｌ）　　第３図の実施例では、記録計１０１に故障
点標定結果を印字出力させる構成であったが、第７図に
示すように標定結果を表示装置１０２に出力するように
することも可能である。なお、ディジタル故障点標定装
置１００内の構成及び作用は第３図の実施例と変わらな
い。

（２）第３図の実施例では、第５図におけるデータ入力
処理１３にディジタルフィルタ処理が含まれていなかっ
たが、よシ高精度に不要周波数成分を除去することを目
的として、フィルタ回路でのフィルタ処理に加えてディ
ジタルフィルタ処理を行なうことはよく知られている。

この場合、前記遅延時間Ｔを決めるのに用いた時間ＴＩ
は、フィルタ５の遅れとディジタルフイルタの・尾れと
を力［１えたものとして扱えばよい。

（３）第３図の実施例でＣよ、ディジタル故障点標定装
置ｆｖ−１００は、故障検出手段と故障点標定手段との
２つの手段を有するものであったが、保護継電手段（故
障検出手段も含まれる）と故障点標定手段を有するもの
でもよく、この場合を第８図および第９図を用いて説明
する。第８図において、ディジタル故障点標定装置１０
３は後備保獲継市１手段（継電器後備保護）と、故障点
標定手段とを有する。後備保護継電手段は、主保護トリ
ップ指令との所定のシー゛ケンス（第８図でｄ、オアケ
゛−ト１ｏｓ２介す）で所定のしゃ断器１０４を引き外
す。

さて、第８図におけるしゃｌ’ｉＵｉ器１０４の引き外
しタイミングは、別に設置される主保護継電装置からの
トリップ指令の方が、ディジタル故障点標定装置１０３
内の後備保護によるトリップ指令よりも弔いため、主保
護継電装置からのトリップ指令のタイミングにより決ま
る。したがって、しゃ断器が引き外される時間について
け、第３図の実施例と同一条件である。

第９図は、かがるディジタル故障点標定装置１θ３の処
理のフローチャート図を示すものであシ、第５図と同一
符号を付した処理は同〜の処理を宗すのでそ−の説明は
省略する。図において、１９はリレー演算処理である。

２ｏの動作判定で動作のとき、リレー出方処理にてリレ
ー出力を出力する。そして、その後遅延処理１６を行な
う。一方、動作判定２ｏで不動作のときは、データ入力
処理１３に戻る。

なお、故障点標定処理のタイミングは、第３図の実施例
の場合と同様であシ、故障点標定に関して同様の効果を
得ることができる。また、それに加えて後備保護の働き
もする。

（４）前述では、後備保時継電手段を有する勘合であっ
たが、ここでは主保護継電手段を有する場合について説
明する。第１０図において、ディジタル故障点標定装置
ノθ３Ａは生保護継箪手段と故障点標定手段とを有し、
しゃ断器１０４にトリップ指令を出力する。この場合は
、しゃ断器ｌθ４の引き外しタイミングを該゛ディジタ
ル故障点標定装置１０３Ａが決定するだめ、そのタイミ
ングは自明である。したがって、前記遅延時間Ｔ合決め
るのに用いたＴ２を予め求めておく必要はない。

（５）以上の実施例においては、説明を簡単にするため
各回の演算は所定のサンプリングでのデータを用いて行
ない、正しく故障検出を行なうために連続した複数回の
演算結果の照合を行なう場合の演算周期及び照合回数に
ついては説明を省略した。

ここでは、他の実施例として演算周期及び照合回数全考
慮して遅延時間Ｔを決める方法について述べる。いま、
演算周期Ｔ１、照合回数をｎとすると、遅延時間Ｔは、 Ｔ１＝（ｎ　　　　１）　Ｔ３　　＜Ｔ＜Ｔ２　　　　
’Ｔ１　　　　ｎＴ３　　・−・・　　　（３ンで決定
される。ただし、ｎは正整数である。この（３）式とｔ
ｉ１］記（２）式とを比較すると、Ｔｓに関する項のみ
が異なる。

第１１図は、照合回数ｎ＝２の場合を示す。

第１１図において、−はリレー動作…、ｔｉｄ故障検出
信号（最短の場合）、ｕは標定処理（最短の場合）、ｖ
は故Ｉ：ψ検出信号（１１夕長の勘合）、Ｗ゛は標定処
理（最長の勘合）である。

時刻ｔｌが故障発生時刻である。′ｔず、最短の場合を
示す。時刻１．でリレー動作、時刻ｔ７で照合２回にて
故障が検出され（ｔｌ　＋Ｔ３＝ｔｙ）（第１１図ｔ）
、時刻ｔフよシＴ時ｊ…遅延した時刻ｔｓに標定処理Ｕ
が行なわれる。

次に最長の場合を示す。時刻ｔ　ｓ（ｔｓ＝　ｔｔ＋Ｔ
ｌ）に、リレー動作量Ｂが一定値に達する。

最悪時刻ｔ３では、リレー動作は見逃される□時、Ｍｌ
ｌ　ｔ　９（ｔｏ＝　ｔｓ＋Ｔｓ　）にリレー動作、Ｈ
ｌ、刻ｔｔ。

（ｔｌｏ＝ｔ３＋２Ｔ３　）に照合２回にて故障が検出
される（第１１図Ｖ）。そして、時刻ｔｌｔ（ｔ＋＋＝
ｔ、、＋Ｔ）に標定処理Ｗが行なわれる。ここで、遅延
時間Ｔは ’ｌ”１−’［’、（’］’≦Ｔ鵞−ＴＩ　−２’ｒｓ
　　・・・・・・・・・　　（４）で決定される。この
（４）式が成立するためにｉｔ、Ｔ３≦Ｔ２−２Ｔ、　
　・・・・・−・・　　　　　　　　（５）が必要で、
演算周期Ｔ３は（５）式を満足するように選ぶ。この（
４）式による例でも、前述の例同様に女定な■、圧・電
流大刀データを用いて標定演埠を行なうことができる。

（６）　　、ｌｕ上の実施例では、第９図における遅延
処ｕｐ　Ｊ　３は予め定められた遅延定数をカウンタに
セットし、命令実行毎に１ずつ減らす方法であったが、
もちろんソフト処理が異なるだけで、同一遅延機能を有
するものは本発明に含まれる。

さて、次に入力データのサンプリング処理を考慮した遅
延処理について、第１２図を用いて説明する。第１２図
において、す°ングリング信号ｌは入力データのサンプ
リングタイミングを示す。サンプリング周期をＴ４とす
ると、ＲＩ＝８０＋Ｔ４　ｖ　ｇ＊！ｓ、　＋Ｔ４　、
−５６＝ｓ５＋Ｔ４である。

ところで、遅延時間Ｔは前記（１）式を満足し、かつＴ
４の整数倍に選ぶ。すなわち、 Ｔ　＝　ｍ’ｒ４・・・・・・・・・　　　　（６）（
ｍ：整数）であり、第１２図はｍ＝５０場合を示す。少
なくとも時刻８Ｇでのデータを用いて、時刻ｓｉｏで故
障検出信号ｑが出力されると、時刻ｓ６　＝　ｓ６＋Ｔ
＝　ｓ６　＋ｍＴｉ　＝　ｌｏ＋、５Ｔ４のデータを少
なくとも用いて、時刻８日で標定処理ｒを行なう。この
（６）式は具体的には、故障検出後のサンプリング信号
ｌをカウントすることで実現できる。

また、遅延時間Ｔをサンプリング間隔Ｔ４の整数倍に選
ぶと、次のような利点がある。すなわち、一実施例では
、１時間の間遅延処理のみ行なう必要があるが、本実施
例では、途中に他の処理を行なうことが可能であり、演
算処理の効率比が図れる。

（７）以上の実施例では、ソフト処理上は第５図及び第
９図に示すように、故障点標定演算及び標定出力の処理
が終了するまでは、故障検出演算（またはリレー演算）
は行なわなかった。

しかし、複数の送電線に対する故障点標定を行　　　）
ｉなう場合や、同一回線でも連続して故障が発生する、
いわゆる「追いかけ故障」に対する故障点標定を行なう
ような場合には、故障点標定処理が終了する前に時分割
で故障検出処理を行なう必要がある。

第１３図を用いて他の実施例を説明する。第１３図にお
いて、処理ｒ　ＲｙＩＪ　ｔ　「Ｒｙ鵞」は送電線１号
線、２号線の故障検出処理であシ、１”ｒ’ｔ、Ｊは１
号線の故障点標定処理を示す。時刻ｕ１　ｔ　ＩＩ２？
・・・は、Ｒｙｌの処理を開始する時刻である。この時
刻ｕｌ＋ｕ２＋・・・は、予め定められた時間割込によ
る。時刻ｕ３でｒＲ？　　Ｊ処理を開始し、次にｒＲｙ
ｘ　Ｊ、ｒＦＬｘ　Ｊの処理を行なう。時刻ｕ４ではｒ
ＦＬｔＪの処理は終了していないので、一時中断して［
ＲｙｔＪ処理を行なう。

第１３図は、２回線の故障検出処理と１回線の故障点標
定処理の場合であるが、各処理の順序は神々の他実施例
がありうる。また、その回線数が多くなったときも同様
の扱いが可能である。処理すべき回線数に応じて、サン
プリング周期や演算周期等を適切に選べばよい。多回線
処理や「追いかけ故障」を考慮したこれらのシフト処理
も、本発明に含まれるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明のディジタル故障点標定装置
によれば、次のような効果が得られる。

（、）　　電力系統故障発生後の過渡応答が落ち着いた
後で、かつしゃ断器が引き外される前の安定した入力市
、圧・市、流データを用いて故障点標定演算を行なうの
で、標定精度の向上を図ることができる。

（ｂ）　　上記標定演算のタイミングをあらかじめ既知
なフィルタの遅れ時間及びしゃ断器の引き外される時間
から決め、外部からの信号を必要としないので、演算処
理及び装置構成の簡素化を図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来技術を説明するための図、第３
図〜第５図は本発明の一実施例を示す構成図、第６図は
一実施例の作用を説明するだめの図、第７図〜第１３図
は本発明の他の実施例を示す図である。 １００・・・ｙ”４ジタル故障点標定装置、１０１・・
・記録ｄ１．４・・・入力変換器、５・・・フィルタ、
６・・・ラングルホールド回路、７・・・マルチブレフ
サ、８・・・Ａ　／　Ｉ）変換部、９・・・整定部、１
０・・・演算処理部、１ノ・・・ＤＩ部、１２・・・Ｉ
）０部、１３・・・データ入力処理、１４・・・故障検
出演看処理、１５・・・故障検出判定、１６・・・遅延
処理、１７・・・標定演算処理、１８・・・標定出力処
理。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 第３図 第４図 ３１ω 第５図 第６Ｗｉ 第７ＷＪ 第８１！Ｉ ＠９　　ｇ 第１０図 第１Ｉ　Ｗｉ 第１２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　電力系統からの電圧・電流入力を一定周して
   故障点までの距離または距離相当の値を算出するディジ
   タル故障点標定装置において、前記電力系統の故障を検
   出する故障検出手段と、この故障検出時刻により故障が
   検出されたとき、この故障検出時刻から所定時間遅れた
   電圧・電流データを少なくとも用いて故障点標定を行な
   う故障点標定手段とを備えたことを特徴とするディジタ
   ル故障点標定装置。
2. （２）　　特許請求の範囲第（１）項において、所定時
   間ｋ　Ｔ　ｓ≦Ｔ（Ｔ、は電圧・市、流入力が該ディジ
   タル故障点標定装置内のフィルタリング）処理を経て一
   定になる予め定められた時間）で決定される時間Ｔとす
   るようにしたディジタル故岬いて、一定時間をＴＩ　＜
   Ｔ＜Ｔｌ　　Ｔｌ　　（Ｔｌはしゃ断器が引き外される
   壕での予め定められた時間）で決定される時間Ｔとする
   ようにしたいて、電力系統の故障を検出したとき故障除
   去のためにしゃ断器にトリップ指令を出力する保護継電
   手段を備えるようにしたディジタル故障いて、各回の演
   算は所定のサンプリングでのデータを用いて行ない、連
   続した複数回の演算結果の照合を行なう場合、 ＴＩ　−（ｎ−１）Ｔｓ＜Ｔ＜Ｔｚ−Ｔｔ　　ｎＴ３（
   Ｔｓ　：演設周期、ｎ：照合回数とする）にて時間Ｔ’
   を決定いて、時間Ｔを前記関係式と開時に、Ｔ−ＩｎＴ
   ４（ｍ：整数、Ｔ４　：サンプリング周期、より決いて
   、複数の線路回線を処理する場合、故障検出処理または
   堡護継電処理と故障点標定処理（故障検出時のみ）とを
   並列処理で行なうようにしたディジタル故障点標定装置
   。