JPS59194631A - 高圧配電線地絡故障回線検出方式 - Google Patents
高圧配電線地絡故障回線検出方式Info
- Publication number
- JPS59194631A JPS59194631A JP6897183A JP6897183A JPS59194631A JP S59194631 A JPS59194631 A JP S59194631A JP 6897183 A JP6897183 A JP 6897183A JP 6897183 A JP6897183 A JP 6897183A JP S59194631 A JPS59194631 A JP S59194631A
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- Japan
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- sequence
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- Monitoring And Testing Of Exchanges (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は高圧配電線地絡故障同線検出方式に関する。
高圧配電線の地絡故障検出のために、通常は方向地絡継
電器を用いるが、これでは検出できないよう゛な微地絡
故障については微地絡継電器を用いることがある。この
微地絡継電器は、母線の零相電圧を入力とし、この零相
電圧が一定時間にわたって一定レベル以上継続したとき
地絡故障が発生したものとみなし、しゃ断器を予め定め
られた順序に従ってしゃ断していき、前記零相電圧が消
滅しＴことき、そのときのしゃ断回線をもって地絡故障
回線とするようにしたものである。しかしこのような継
電器によるときは、母線に連なる他の健全回線をもしゃ
断するので、不必要な停電をともなうといった欠点があ
る。
電器を用いるが、これでは検出できないよう゛な微地絡
故障については微地絡継電器を用いることがある。この
微地絡継電器は、母線の零相電圧を入力とし、この零相
電圧が一定時間にわたって一定レベル以上継続したとき
地絡故障が発生したものとみなし、しゃ断器を予め定め
られた順序に従ってしゃ断していき、前記零相電圧が消
滅しＴことき、そのときのしゃ断回線をもって地絡故障
回線とするようにしたものである。しかしこのような継
電器によるときは、母線に連なる他の健全回線をもしゃ
断するので、不必要な停電をともなうといった欠点があ
る。
この発明は健全回線のしゃ断を必要とせずにしかも高速
で地絡故障回線を検出することを目的とする・
ッ この発明は、母線の零相電圧と、各回線Ｏ零相電流との
位相関係から或は、地絡故障前後の母線の零相電圧の変
化分と各回線の零相電流の変化分との位相関係から故障
回線を検出することを特徴とする。
で地絡故障回線を検出することを目的とする・
ッ この発明は、母線の零相電圧と、各回線Ｏ零相電流との
位相関係から或は、地絡故障前後の母線の零相電圧の変
化分と各回線の零相電流の変化分との位相関係から故障
回線を検出することを特徴とする。
まずこの発明の動作原理について説明する。第１図はＡ
、 Ｂ、 （３の各相の母線に複数の回線１Ｆ−、ｎＦ
を接続しｔこ配電線系統を示すものである。なお同図に
おいて、母線の線間電圧をＥａｂ、 Ｅｂｃ、 Ｅｃａ
、対線の対地容量を０１ａ、 Ｃ１ｂ、 Ｃ１ｃ 〜Ｏ
ｎａ、 Ｃｎｂ、 Ｏｎｅとする。このときの各回線の
合成対地容量０１〜Ｏｎ、逆相容量Ｃ１〜Ｃ６ヲ とする。
、 Ｂ、 （３の各相の母線に複数の回線１Ｆ−、ｎＦ
を接続しｔこ配電線系統を示すものである。なお同図に
おいて、母線の線間電圧をＥａｂ、 Ｅｂｃ、 Ｅｃａ
、対線の対地容量を０１ａ、 Ｃ１ｂ、 Ｃ１ｃ 〜Ｏ
ｎａ、 Ｃｎｂ、 Ｏｎｅとする。このときの各回線の
合成対地容量０１〜Ｏｎ、逆相容量Ｃ１〜Ｃ６ヲ とする。
ＧＰＴは巻線比を１：ｎとする接地変圧器、ｉｎは接地
変圧器ＧＰＴの６次巻線のオープンデルタにそう人され
るインピーダンス、Ｉｎは中性点に流れる電流である。
変圧器ＧＰＴの６次巻線のオープンデルタにそう人され
るインピーダンス、Ｉｎは中性点に流れる電流である。
このような配電線系統において今、回線１Ｆのａ相線路
に故障点抵抗顯を介して地絡が生じｔコとすると、この
ときの母線の零相電圧室□と、各回線の零相電流１１ｏ
−ｊｎｏとの関係は次式で与えられる。
に故障点抵抗顯を介して地絡が生じｔコとすると、この
ときの母線の零相電圧室□と、各回線の零相電流１１ｏ
−ｊｎｏとの関係は次式で与えられる。
３Ｉｎｏ＝Ｙｎｏ♀ｏ−４−Ｙｎｚ？、（３１ここで
Ｙｌｏ ＝ ｊｃｔｒｏｌ、 −＝−、Ｙｎｏ＝ ｊ、
、）ｏｎＹｌ ２＝ ｊω０４ 、 町、 Ｙｎ２＝
ｊωｃ６れ一＝￥１０十Ｙ２０＋、−９．−＋Ｙｎ。
、）ｏｎＹｌ ２＝ ｊω０４ 、 町、 Ｙｎ２＝
ｊωｃ６れ一＝￥１０十Ｙ２０＋、−９．−＋Ｙｎ。
＝ ｊω（ＣＩ ＋０２＋ ・旧＝ 十Ｃｎ）Ｙ２ ＝
Ｙ１２＋９２２＋・・、・・十Ｙｎ２−ｊω（Ｏｉ ＋
Ｃ′２＋−、、−＋０６）（ω−２πｆ ｆ：系統の
周波数） Ｚｎ−−ｚｎ （インピーダンスｚｎの１次側換算値
）ＶＯ−れ＋９ｂ十幸Ｃ（零相電圧） Ｖ１＝Ｖａ−）−ａＶｂ＋ａ２Ｖｃ （正相電圧）第
１図に示す系統の零相等価回路を、（１）〜（３）式に
基いて画いたのが第２図である。ここでｊωｃｊ名。
Ｙ１２＋９２２＋・・、・・十Ｙｎ２−ｊω（Ｏｉ ＋
Ｃ′２＋−、、−＋０６）（ω−２πｆ ｆ：系統の
周波数） Ｚｎ−−ｚｎ （インピーダンスｚｎの１次側換算値
）ＶＯ−れ＋９ｂ十幸Ｃ（零相電圧） Ｖ１＝Ｖａ−）−ａＶｂ＋ａ２Ｖｃ （正相電圧）第
１図に示す系統の零相等価回路を、（１）〜（３）式に
基いて画いたのが第２図である。ここでｊωｃｊ名。
ｊωＣ１＊１．・・・・・・ｊωＣけ１等は、地絡故障
の有無にかかわらず、各回線の相ごとの対地容量のアン
バランスで生ずるものであり、常時残留零相電流１０が
流れる。故障がない場合（すなわちＫｇが無限大の場合
）にも、この残留零相電流ｊＯにより残留零相電流幸０
が発生している。
の有無にかかわらず、各回線の相ごとの対地容量のアン
バランスで生ずるものであり、常時残留零相電流１０が
流れる。故障がない場合（すなわちＫｇが無限大の場合
）にも、この残留零相電流ｊＯにより残留零相電流幸０
が発生している。
今対地容量のアンバランスがないとしたとき、すなわち
、Ｙ１２ ＝Ｙ２２ ＝・・・・・・＝−Ｙｎ２＝０で
あるときは、（１）〜（３）式より １ ・ ・ ・ ・ ＝ （−、−＋ＹＯ）ＶＯ＋Ｙ１０ＶＯ、’＋６）Ｚ
ｎ （６１、（７１式から理解できるように故障回路の零相
電流１１ｏと、健全回線の零相電流１２０．・・・・・
・、 ＩｎＯとは一異なる値を呈し、故障回線では対地
充電電流にｉｇが加わった値となる。
、Ｙ１２ ＝Ｙ２２ ＝・・・・・・＝−Ｙｎ２＝０で
あるときは、（１）〜（３）式より １ ・ ・ ・ ・ ＝ （−、−＋ＹＯ）ＶＯ＋Ｙ１０ＶＯ、’＋６）Ｚ
ｎ （６１、（７１式から理解できるように故障回路の零相
電流１１ｏと、健全回線の零相電流１２０．・・・・・
・、 ＩｎＯとは一異なる値を呈し、故障回線では対地
充電電流にｉｇが加わった値となる。
Ｉｇは（５）式から理解されるように、インピーダンス
ｚｎによす斐化し、Ｚｎは一般的に、抵抗方式或いは抵
抗と消弧コイルとの並列方式が採られている。以下後者
をＰＣ系、前者を非ＰＣ系と呼ぶことにする。ＰＣ系の
場合、消弧コイルの容量は系統のトータル対地容量ＹＯ
を補償する値とされる。
ｚｎによす斐化し、Ｚｎは一般的に、抵抗方式或いは抵
抗と消弧コイルとの並列方式が採られている。以下後者
をＰＣ系、前者を非ＰＣ系と呼ぶことにする。ＰＣ系の
場合、消弧コイルの容量は系統のトータル対地容量ＹＯ
を補償する値とされる。
上記の各点及び第２図から、１線地絡故障時のベクトル
図を示したのが第６図乃至第５図である。
図を示したのが第６図乃至第５図である。
第６図は非ＰＣ系のベクトル図、第４図は不足補償時の
ＰＣ系のベクトル図、第５図は過補償時のＰＣ系のベク
トル図である。なおこれらの各ベクトル図は回線を４回
路（ＩＦ〜４Ｆ）として示している。第６〜５図から理
解されるように、ＰＣ系、非ＰＣ系を問わず、故障回線
の零相電流ｉ１ｏと、健全回線の零相電流Ｌｏ〜ｉ４ｏ
とは、−ＶＯからの位相角に差があり、かつ故障回線の
零相電流は、健全回線の零相電流よりも、−Ｖｏに対す
る位相差が最も小さい。すなわち各回線の零相電流のう
ち、−ＶＯと最も位相差角が近い零相電流を知れば、故
障回線を検出することができることになる。
ＰＣ系のベクトル図、第５図は過補償時のＰＣ系のベク
トル図である。なおこれらの各ベクトル図は回線を４回
路（ＩＦ〜４Ｆ）として示している。第６〜５図から理
解されるように、ＰＣ系、非ＰＣ系を問わず、故障回線
の零相電流ｉ１ｏと、健全回線の零相電流Ｌｏ〜ｉ４ｏ
とは、−ＶＯからの位相角に差があり、かつ故障回線の
零相電流は、健全回線の零相電流よりも、−Ｖｏに対す
る位相差が最も小さい。すなわち各回線の零相電流のう
ち、−ＶＯと最も位相差角が近い零相電流を知れば、故
障回線を検出することができることになる。
次に対地容量にアンバランスがある場合について説明す
る。この場合は、ｙ１２．〜Ｙｎ２は必ずしも零とはな
らない。したがって（２）、 ＋３１式よりの影響によ
り、たとえば第６図のように、健全回線の零相電流Ｉ２
０の、−ψ０に対する位相差が、故障回線の零相電流ｉ
１ｏのそれより小さくなることがある。そのためこのよ
うにアンバランス分があるときは、前に説明し１こアン
バランス分がないときのような方式で故障回線を検出し
ようとすると、誤検出が生ずるよう−になるのである。
る。この場合は、ｙ１２．〜Ｙｎ２は必ずしも零とはな
らない。したがって（２）、 ＋３１式よりの影響によ
り、たとえば第６図のように、健全回線の零相電流Ｉ２
０の、−ψ０に対する位相差が、故障回線の零相電流ｉ
１ｏのそれより小さくなることがある。そのためこのよ
うにアンバランス分があるときは、前に説明し１こアン
バランス分がないときのような方式で故障回線を検出し
ようとすると、誤検出が生ずるよう−になるのである。
そこでアンバランス分があっても、−？０と各回線の零
相電流との位相差角から誤検出することなく故障回線を
検出することができるかどうかについて検討した結果、
故障の前後における零相電圧と各零相電流の変化分を用
いて検出するようにしたところ、誤検出を起さないこと
が判明した。以下これについて説明する。
相電流との位相差角から誤検出することなく故障回線を
検出することができるかどうかについて検討した結果、
故障の前後における零相電圧と各零相電流の変化分を用
いて検出するようにしたところ、誤検出を起さないこと
が判明した。以下これについて説明する。
前述したように、１線地絡故障時の、ｉｏ、ｉｎの関係
は（１）〜（３）式に示すとおりである。故障前は顯は
無限大であるが、各回線の相間で、対地容量にアンバラ
ンスがあるとすると、常時残留零相電圧、残留零相電流
が発生する。これらの大きさは３１１ｏ＝ＹＩＤＶＱ＋
Ｙ１２Ｖ１ （ロ）として与
えられる。
は（１）〜（３）式に示すとおりである。故障前は顯は
無限大であるが、各回線の相間で、対地容量にアンバラ
ンスがあるとすると、常時残留零相電圧、残留零相電流
が発生する。これらの大きさは３１１ｏ＝ＹＩＤＶＱ＋
Ｙ１２Ｖ１ （ロ）として与
えられる。
にで故障前後の変化分に着目すると
となる。
このように変化分を求めると、α→、ａＱ式のし）ずれ
にもアンバランス万全１２〜ＹｎｚＯ項（よなく、すな
わち原理的に対地８５ｉのアンノ（ランス分力；キャ△
ｉｏに置換えｔこものとして取扱うこと力くできるよう
になる。以上の結果、変化分を使用すれ＋−１、第６図
乃至第５図に示すベクトル図におし）で述べ１こところ
から理解されるように、−△ｔＯとの位相差が最も小さ
い零相電流変化分を呈した回線を検出することによって
、故障回線が検出できるようになるのである。
にもアンバランス万全１２〜ＹｎｚＯ項（よなく、すな
わち原理的に対地８５ｉのアンノ（ランス分力；キャ△
ｉｏに置換えｔこものとして取扱うこと力くできるよう
になる。以上の結果、変化分を使用すれ＋−１、第６図
乃至第５図に示すベクトル図におし）で述べ１こところ
から理解されるように、−△ｔＯとの位相差が最も小さ
い零相電流変化分を呈した回線を検出することによって
、故障回線が検出できるようになるのである。
以上述べ１こ検出原理に基〈実施例を示したのが第７図
である。同図は高圧配電線の零相電圧？０と、各回線の
零相電流１１０〜Ｉｎｏをサンプルホールド回路１１Ａ
〜１１Ｎによりサンプルホールドする。
である。同図は高圧配電線の零相電圧？０と、各回線の
零相電流１１０〜Ｉｎｏをサンプルホールド回路１１Ａ
〜１１Ｎによりサンプルホールドする。
このときのサンプリング信号は、変化量検出時の誤差を
避けるため母線の線間電圧等の周波数に回期しているこ
とが望ましいところから、図のように１ことえば線間電
圧Ｅａｂを周波数てい倍回路１２に与え、その周波数を
てい倍した周波数のサンプリング信号を発生させ、これ
によって各サンプルホールド回路１１Ａ〜１１Ｎを動作
させるとよい。
避けるため母線の線間電圧等の周波数に回期しているこ
とが望ましいところから、図のように１ことえば線間電
圧Ｅａｂを周波数てい倍回路１２に与え、その周波数を
てい倍した周波数のサンプリング信号を発生させ、これ
によって各サンプルホールド回路１１Ａ〜１１Ｎを動作
させるとよい。
各サンプルホールド回路１１Ａ〜１１Ｎによるホールド
値はマルチプレクサ１６を経てん変換器１４によりディ
ジタル量に変換され、続いてメモリ１５に貯えられる。
値はマルチプレクサ１６を経てん変換器１４によりディ
ジタル量に変換され、続いてメモリ１５に貯えられる。
演算回路１６は、メモリ１５ニ貯えられたサンプルデー
タから、零相電圧中０゜各零相電流１１ｏ、Ｉｎｏの大
きさ、位相を演算し、メモリ１５に貯える。そして零相
電圧室００大きさがあらかじめ定められた値より小さい
ときは、さきに貯えられた各大きさ、位相データは最新
の値といれ換えられてメモリ１５に貯えられる。
タから、零相電圧中０゜各零相電流１１ｏ、Ｉｎｏの大
きさ、位相を演算し、メモリ１５に貯える。そして零相
電圧室００大きさがあらかじめ定められた値より小さい
ときは、さきに貯えられた各大きさ、位相データは最新
の値といれ換えられてメモリ１５に貯えられる。
今零相電圧？０が、成る値以上となり、しかもその状態
があらかじめ定められた時間以上継続すると配電線で地
絡故障が発生しているものとし、メモリ１５から各デー
タをとり出し、演算回路１６によって故障前後の変化分
△９０．△ｉ１ｏ〜△ＩｎＯを算出し、変化分△１１０
〜へＩｎｐのうちで、−ΔｔＯとの位相差が最も小さい
変化分を示した回線を検出する。この検出回線を地絡故
障回線と判疋する。
があらかじめ定められた時間以上継続すると配電線で地
絡故障が発生しているものとし、メモリ１５から各デー
タをとり出し、演算回路１６によって故障前後の変化分
△９０．△ｉ１ｏ〜△ＩｎＯを算出し、変化分△１１０
〜へＩｎｐのうちで、−ΔｔＯとの位相差が最も小さい
変化分を示した回線を検出する。この検出回線を地絡故
障回線と判疋する。
演算回路１６は、地絡故障回線と判疋した回線をしゃ断
するために故障回線に対応する信号をインターフェイス
１７を経てリレー駆動回路１８に送る。リレー駆動回路
１８は各回線のトリップリレー１９八〜１９Ｎのうち故
障回線のトリップリレーを選択して駆動する。これによ
り故障回線は母線から切離されることになる。地絡故障
が発生してから故障回線が切離されるまでの間、健全回
線は何ら停電することはない。以上の説明は変化分を用
い１こ場合であるが、故障時の零相電圧窒０と各零相電
流Ｌｏ〜Ｉｎｏを用いて故障回線を判定する場合につい
ても同じ回路構成で行なえることはいうまでもない。
するために故障回線に対応する信号をインターフェイス
１７を経てリレー駆動回路１８に送る。リレー駆動回路
１８は各回線のトリップリレー１９八〜１９Ｎのうち故
障回線のトリップリレーを選択して駆動する。これによ
り故障回線は母線から切離されることになる。地絡故障
が発生してから故障回線が切離されるまでの間、健全回
線は何ら停電することはない。以上の説明は変化分を用
い１こ場合であるが、故障時の零相電圧窒０と各零相電
流Ｌｏ〜Ｉｎｏを用いて故障回線を判定する場合につい
ても同じ回路構成で行なえることはいうまでもない。
以上詳述したようにこの発明によれば、地絡故障回線の
検出が、健全回線のしゃ断をともなわずに検出でき、又
このように健全回線を順次しゃ断していかなくても検出
できるから、高速検出が可能となるといった効果を奏す
る。
検出が、健全回線のしゃ断をともなわずに検出でき、又
このように健全回線を順次しゃ断していかなくても検出
できるから、高速検出が可能となるといった効果を奏す
る。
第１図は高圧配電線の系統図、第２図は第１図の系統の
零相等価回路図、第６図乃至第６図は動作説明用のベク
トル図、第７図はこの発明の実施例を示すブロック図で
ある。 １１Ａ〜１１Ｎ・・・サンプルホールド回路、１６・・
・マルチプレクサ、１５・・・メモリ、１６・・・演算
回路
零相等価回路図、第６図乃至第６図は動作説明用のベク
トル図、第７図はこの発明の実施例を示すブロック図で
ある。 １１Ａ〜１１Ｎ・・・サンプルホールド回路、１６・・
・マルチプレクサ、１５・・・メモリ、１６・・・演算
回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ 母線の零相電圧と、前記母線に連る複数の回線につ
いてのそれぞれの零相電流とにつき、前記回線が地絡故
障を起こした際に、零相電圧に対して最も位相差の小さ
い零相電流を呈した回線を地絡故障回線と検出してなる
高圧配電線地絡故障回線検出方式。 λ 母線の零相電圧と、前記母線に連る複数の回線につ
いてのそれぞれの零相電流とにつき、前記回線が地絡故
障を起こした際の、その前後における変化分を検出し、
零相電圧変化分に対して最も位相差の小さい零相電流変
化分を呈した回線を地絡故障回線と検出してなる高圧配
電線地絡故障回線検出方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6897183A JPS59194631A (ja) | 1983-04-18 | 1983-04-18 | 高圧配電線地絡故障回線検出方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6897183A JPS59194631A (ja) | 1983-04-18 | 1983-04-18 | 高圧配電線地絡故障回線検出方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59194631A true JPS59194631A (ja) | 1984-11-05 |
| JPH0437651B2 JPH0437651B2 (ja) | 1992-06-22 |
Family
ID=13389061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6897183A Granted JPS59194631A (ja) | 1983-04-18 | 1983-04-18 | 高圧配電線地絡故障回線検出方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59194631A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01214221A (ja) * | 1988-02-20 | 1989-08-28 | Nissin Electric Co Ltd | 高圧配電線瞬時地絡故障回線検出装置 |
| JPH01127332U (ja) * | 1988-02-20 | 1989-08-31 | ||
| JP2009118678A (ja) * | 2007-11-08 | 2009-05-28 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 配電線地絡保護システム |
-
1983
- 1983-04-18 JP JP6897183A patent/JPS59194631A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01214221A (ja) * | 1988-02-20 | 1989-08-28 | Nissin Electric Co Ltd | 高圧配電線瞬時地絡故障回線検出装置 |
| JPH01127332U (ja) * | 1988-02-20 | 1989-08-31 | ||
| JP2009118678A (ja) * | 2007-11-08 | 2009-05-28 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 配電線地絡保護システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0437651B2 (ja) | 1992-06-22 |
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