JPS60164265A - 地絡故障点標定装置 - 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〕 この発（７）は、電力系統の単回線送電線の地絡故障点
標定装置崖に関するものである。

〔従来技術〕

電力系統の故障点標定装置纜としては、衝撃波を印加す
る方法や故障サージ金利用する方法等、進行波ケ利用し
たものが有ることが既に知られているつ しかし、進行波？送電線路に印加し、ま友は受１目する
には必らず結合装置ケ通さなければならない事から装置
か複雑で制価なものとなる欠点かあつｆｃ　。

〔発明の概要〕

このＰ１４１は、従来のものの欠点全除去することを目
的になさｔ′またもので、電力系統の電圧及び電流情報
〃）ら故障意志の距Ｗａｆ計測するようにしｔ地絡故障
点標定装置？提供する。

〔発明の−ｊ！翔例〕

第１図は、単回線送電線のべ力系統ケホした図で、Ｉｌ
ｌは電源、＋２１　Ｉ″ｉ変圧器、（３）は中性点抵抗
、（４）に母線・１５１１／′ｉ送″屯巌、（６）は母
線、（７）は変圧器、（８）は中性点抵抗、（９）は負
荷、（１０１は故障点、（Ｉｌｌは正相電圧ケ導出する
変成器、＋１２１は岑（Ｕ電圧を導出する変成器、（１
３１は変流器、（１００）けこの発生の一実施例の地絡
故障点標定装置ケホす〇 第２′図は４１図の故障点（１０）で１線地絡故障が発
生した時の対称分１川路を示しｔ図で、ｃ２υは正相回
路、ＣＡは逆相回路、（２）け零相回路、（ハ）は第１
図の変流６　＋１３１で正相電流？−導出する変流器、
Ｇ！５は第１図の変流器（１３）で零相電流を導出する
変流器、いりけ１線地絡故障が発生する部分全模擬した
スイッチケ示す。０υから（ハ）は母線：４１の正相回
路部と逆相回路部及び零相回路Ｓ會示す。＋６１）から
・側は母綴鬼６）の正相１ｏｉｌｕ谷部と逆相回路部及
び零相回路部を示す。

また、図中の記号は次の如くである。

Ｅ：電源電圧 Ｚ８ｘ：送電側背後の正相インピーダンスｚ＄２：送磁
側背後の逆相インピーダンスＸｒｓ　：送′４１１１１
背後の零相インヒーダンスｚｌ：送電線の単位［ｋｍ）
当りの正相インピーダンス ２２・：送゛市報の単位［ｋｎ＋］当りの逆相インピー
ダンス ｚｏ：送電線の単位［ｋｍ’）当りの零相インピーダン
ス ＺＲＩ：受電側背後の正相インピーダンスＺＲ２：受電
側背後の逆相インピーダンスＸＴＲ：受電側背後の零相
インピーダンスＲ：負荷インピーダンス Ｒｇ：故障点抵抗 ３ＲＮ８　：電＃側の中性点抵抗 ３ＲＮＲ：受電側の中性点抵抗 Ｘ　：地絡故障点標定装置の設置置点から故障意志の距
離［ｋｍ） Ｌ　：送電線の亘長［ｋｍ〕 工Ｌ　：健全時（スイッチ（至）が開の時）標定装置の
設置点に流れる正相゛電流 工Ｆ　：故障時（スイッチ（４）が閉の時）標定装置の
設置点に流れる正相４流 ＩＦＩ　：故障点にθ１すれるｍ流 工０　：地絡故障点標定装置の設置点に流れる零相゛電
流 Ｖ　：地絡故障点標定装置の設置置点の健全時の正相車
圧 Ｖｏ：地絡故障点標定装置の設置点の零相電圧 ｚＦ：逆相回路のインピーダンスと零相回路のインピー
ダンスと故障点抵抗全合成 したインピーダンス 第３図は４２図における故障時の゛＋ｌｆ流分布ケ図示
したものである。第３図（イ）は第２図の逆相インピー
ダンス七零相インピーダンスと故障点抵抗をま声めてＺ
ｒで示しｔもので、故障発生スイッチ（４）が開放の健
全状態′？−水す。この健全時に４２図の変流器例に流
れる電流を工Ｔ、とし・母線４Ｄの正相重圧をＶとする
。

４３・Ａ（ロ）は＠３図ば）においてスイッチ（２）全
閉略した故障状態全ボしｔもので、この故障時の変流器
（至）に流ねるｃｄ流ケエＦとし、故障点全模擬したス
イッチＧ！ＢＫ流れる故障点心流ケエｋ・工とする。

第３図（ハ）けルＷ′屯圧Ｅ會除去して故Ｗよ点に流ね
る？１イ流か第３図（ロ）上達極性でＩＦｚとなるよう
に故障点に′ｃｕ源ｅ？挿入したものである。

従って、４３図（ロ）と４３図（ハ）會重ねることで故
障点（ｒ−模擬したスイッチ（至）に流ねる電流が零と
なることから、第３図（ロ）に第３図（ハ）全市ね合わ
せｔものか４３閾Ｇ（＞、Ｌ−なるこ七が判る。

このことけ鳳−テプナンの定理から明らかである。

第３図（ハ）で挿入した蜜砿ｅにより変流器（至）に流
れるＩ［寒流金工αとすわは、次の＋１１式が成立する
。

工ｚ、　−ｘｒ−工α　・・・＋１１式ここ〒工αけ次
の（２）式でまる。

Ｑ ２Ｆ。２．−＋２１式 ％式％ とした。

ｌｒｔ、ａｉ（３図（イ）工す（３１式が成立する。

従って、ｉｌｌ　、　＋２１　、　ｊ３１式より仄の：
４）式がまる。

次に、４３図（イ）エリ次の（５１式が成立する。

−”　ＸＺＩ　、＋　ＺＱ　”’　１６１式４）式と１
６１式より故障点迄の距ｉ１１　ｘ　１４次の（６）式
でめることが出来る。

この１６）式中、故障点に流れる心流工Ｐ１ケ除いては
全て既知の餉である〇 次に故障点市流工Ｆ１ケ得る方法について説＋！１する
。

＠４２図の零相回路から仄の（７）式が成立する。

Ｖｏ　−ｘＺ　ｏ工０−−（工Ｆ１−工ｏ）（（Ｌ−Ｘ
）ＺＯ＋ＸＴＲ＋３ＲＮ［＋）・・・（７）式 従ってＩｒｚＬ／ｉ次の１８）式となる。

ここで＋６１式の工ｒｘＫｉ８１式全代人すれば、故障
点迄の距離Ｘが次の（９）式でまる。

ｚｌ・Ｌ・工Ｌ・（工ｏ−−−一−） ＬＺＯ＋ＸＴＲ＋３ＲＮＲ ・・・（９）式 第４図は地絡故障点標定装置（１０ｏ）を示す図で、（
１０１）は標定装置の設置点の健全時の正相電圧成分の
入力端子、＋１０２）　ｎ零相電流成分の入力端子、（
１（ｒ５．）け標定装置の設置を点の零相′幅圧成分の
入力端子、＋　１０４　）は割算と引算會兼ねた演算回
路、（１０５）は正相川流成分の入力端子、＋１０６）
は故障検出器（図不略）に工す応動する切替スイッチ、
（ｌＯ））ｔ／′ｉ記憶回Ｉ酷、（助）は演算回路、（
旬９）は引算と積算を兼ねた演算回路、（ｎｌ）と（１
１２）　ｔｒｉ加算回路、（１１３）は割算と積算を兼
ねた演算回路・　（ｌ１４）け出力喘子ゲ不す。

次に動作について説明する。

演算回Ｍ　（１０４）では入力端子（１０２）と（１０
３）　（ｉり出力成分及び標に装置の設置点η為ら負荷
方向の零相インビーダ７ス（ｂｚｏ＋ｘｒａ＋３Ｈ＋＋
ｎ）値ゲもとに（工ｏ　Ｖｏ／（ＬＺｏ＋ＸＴＲ＋３Ｒ
ＮＲ））が出力される。

切替スイッチ（＋０６）は保膿継市器等による故障検出
器（図示路）ＫＬり応動するスイッチで故障時には第４
図に示す工うに図面上で下側に接続される工う構成（健
全時には図面上で上１１１１１に接続される工う構成）
する。従って、記憶回路（ｌｆ）７）では入力端子（１
０５）から印加さねる系統健全時の正相゛心流工りと故
障時の正相′市流工ｙｆ記憶する。

積璋回１浴（１０８）では入力端子（１０１）と演序回
路（１０４）の出力成分ケ積算した ｖ−（工０−ＶＯ／（ＬＺＯ＋ＸＴＲ−１−３ＲＮＲ）
）が出力される。

演算回路（１０９）アは記憶１！２１賂（刀７）の出力
成分と電源電圧Ｅから（工り一工Ｆ）・Ｅが出力される
。まｔ、この値ニ負荷方向の零相インビーグンスに対す
る送゛市纒長さの零相インピーダンス？積算した（工り
一工Ｆ）　・ＥｓＬＺｏ／（ＬＺｏ＋ＸＴＲ＋３ＲＮａ
　）が出力される。積算回路（ｎｏ　）でけ演算回路（
血）と記憶ＩｃＩＪ　ｉ％　（］０’ｉ’）の工り成分
及び系統定数からｚｌ−Ｌ・工Ｌ・（工０−ＶＯ／（Ｌ
ＺＯ＋ＸＴＲ＋３ＲＮＲ））が出力される。

加算（ＰＩＩｊｔｒ　（１１１）でｔｒｉ積算回路（１
０Ｂ）と演算回路（１０９）の出力成分から ｖ−（工０−ＶＯ／（ＬＺＯ＋ＸＴＲ＋３ＲＮＲ））＋
（工Ｔ、−工Ｆ）−Ｅが出力される。

寸た加算回路（１１２）では演算回路（ｌω）と積算側
Ｗ、（ｎｏ）の出力成分から ｚｌ−Ｌ−ＩＬ（工ｏ−ｖｏ／（Ｌｚｏ＋ｘＴＲ＋３Ｒ
ｕＲ））＋（工ｒ、−ＩＦ）・Ｐ−ＬＺｏ／（ＬＺｏ＋
ＸＴＲ＋３ＲＮＲ）が出力さｔする。

そして演算回路（１１３）で加算回路（１１１）の出力
成分？　７１０　：ＩＥ　Ｉａ　Ｍ　（１１）の出力成
分で割算して、その結果に送電線の亘長Ｌｉ積算して（
９）式でボされる故障点迄の距離Ｘが演算さね出力端子
（１１４）　Ｋ出力される。

このように上記実施例によれは、健全時の正相電圧と正
相゛電流及び故障時の正相゛電流、苓相電流と零相電流
と零相電圧から故障点迄の距離が計測出来た事になる。

なお、上記実１ｌＯｉ例では電源電圧Ｅけ系統榮件から
既知上して扱ったが、健全時の正相１０！Ｊ　ｗ４の填
圧と゛１イ流及び故障時の正相回路の電圧と電流から次
の式ＫＬり算出してもよいことけぎうまでもない。

すなわち、健全時の回路であるｆＪ３Ｉズ１ヒ）から次
の頭重が成立する。

Ｋ　−Ｖ　＝　Ｚｓｚ工ｒ、　−１１０１式呼た１故障
時の回路である第３図（ロ）から次の（１１）式が成立
する。

Ｅ　−ＶＦ　−ｚ８１１Ｆ’　・ＪＩＩＩ式従って、１
１０１式と（１１）式から次の（１２１式がまる。

第５図１ｉ＋１２１式ケ辱出する回路を図示したもので
。

入力４子（１０５）から健全時及び故障時の正相゛電流
が故障検出器の切替スイッチ（１０６）　′ｆｔ介して
記憶回路（１０７）に記憶される。

一方、入力端子（１０１）からも標定装置の設置点の正
相電圧が健全時と故障時に切替スイッチ（１０６）？介
して記憶回路（１２））に記憶される。そして、演算回
路（１２１）で（１２１式のｙＩ算が行なわれ出力端子
（１２２）に出力される。

〔発明の効果〕

以北のように、この発明に工れは、電力系統の電圧及び
電流情報から故障点迄の距［？計測するようＶＣ＃Ｉｔ
成できるので、装置が簡単で安価にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は単回線送電線の電力系統全示す図、第２図は第
１図で１線地絡故障が発生した時の対称・分目Ｉｉ！！
ｒｆ示す図、第３図は第２図における故１頒時の電流分
布ケ示す図、第４図はこの発明の−Ａ織例の地絡故障点
標定装置ｔを示す図である。第５図はこの発明の他の実
織例の地絡故障点標定装置の一部を示す図である。 、Ｊ　において、（１０１）はＶ入力端子、（１０２）
　ｎ　Ｉ。 入力端子、（，１０３）けｖＯ入力端子、（ｘｏ４）　
ｔｒｉ　’ｃｍ　算回路、（１０５）は正相直流入力端
子、（１０６）け切替スイッチ、（１０７）は記憶［１
略、１１０Ｂ）は積算回路、（Ｉ９）け演算回路、（ｎ
ｏ）け槓Ｊｌ［ＩｃＩ　ＩＩｔ４、（Ｉｎ）、　（１１
２）は加’ＪＥ向路、（ｕ３）　ｔｆｉ演算回路、（ｎ
＋）　ｔｒｉ　出力ＳｔＡ　子Ｔ　する。また、＋１２
０　）は記憶回路、（１２１）は演算回路、（１２２）
　Ｉｌ’ｊ出力喘出力高子。 なお、図中、同一符号は同一部分を示す。 代理人　大岩増雄 第１図 第２１７ 第３図 第４図 １θＩ 第５図 Ａ７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 単１問巌送゛市線の′電力系統で故障点？標定する装置
   において、故障点標定装置設置点の漣金時の正相′電圧
   及び故障時の零相−圧１ｆｒ４出する＄１及び第２の装
   置、零相゛屯流會導出する第３の装置、系統健全時及び
   故障時の正相電流全導出する第４及び第５の装置、上記
   第３の装置の出力から第２の装置の出カケ標定装置設置
   点から負荷方向の零相インピーダンスで割算した値を差
   引きする第６の装置、第１の装置道の出力と第６の装置
   曖の出力を積算する（７の装置、第４の装置の・出力か
   ら議５の装置の出力を差引いた成分に電源電圧全積算す
   る第８の袋１４、第４の装置ｄの出力と第６の装置の出
   力と送電線長さの正相インピーダンスを積算する第９の
   装置、第８の装置の出力と送゛成線長さの零相インピー
   ダンスを積算したｉｌＢから標定装置設置点から負荷方
   向の零相インピーダンスを割算する第１０の装置を備え
   、上記第７〜１ｏの装置の出力と送電線長さから故障点
   位置′？ｒ標定し之こと？特徴とする地絡故嘩点棟定装
   置。