JPS61230064A - 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〕 本発明は多端子送電線の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〕

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信線への信
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ｍａＰ
ＩＪ別方式」等が提案されている。

上記特公昭６８−２９４７１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ため分岐考慮し
た標定を各端子で実施してもそれはど各端子の′ｋＦＩ
ｔは複雑とはならない。

しかし電圧が６６ｆ１等の下位系送電線では需要家の引
込みが多数あり、しかもこれが各送電線毎Ｃニ一様でな
いため分岐負荷を考慮した故障点標定装置も個々の系統
ｅ二合わせて製作する必要があり、又、分岐負荷の引込
線の系統状態が変るたびよ；分岐負荷補正のための設定
変更をしなければならないというわずられしさがある。

〔発明の目的〕

本発明は上記の事情１：＠みなされたもので、その目的
は分岐端子を有する送電線の必要な端子の電気量を使用
して負荷補正（：必要な電気量を抽出し、これを複数回
線分の標定処理が行なえる標定処理装置に導入して負荷
補正を行なわせ故障点までの距離を求めるものである。

〔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、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っ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装置（；おいて、送
電線の送出端の電流の計測値及び、電圧の計測値をある
基準の電気量をもとにその大きさと位相を求めるデータ
抽出装置と、予め系統構成１分岐負荷等が設定されデー
タ抽出装置の出力を使用して所定の演算を行なうこと６
二よって分岐負荷の距離標定への誤差を補正して故障点
までの距離を求める標定処理装置とから構成される。

このデータ抽出装置は各回線単位でのデータ抽出と分岐
負荷を無視した標定値の表示も合わせて行ない、標定処
理装置は複数回線の標定処理を行なわせるものである。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一実施例のハードフェアを示す構成図
である。ｌは対象となる送電線、２は変成器、３は変流
器、４および６は入力変換回路、６はアナログデジタル
変換回路（以後人り変換回路と称す）、７は演算回路、
８は出力回路ｓＬｌ〜Ｌ、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〜Ｆ、は故障点
、Ｊ、ｚ−８，は各区間の距離、ｘ１〜×４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、■
は自端電流である。特に混乱のない限り１例えば３相電
圧も、　Ｖｈ、　Ｖ、を代表してｖ、３相電流■ａ　＊
　Ｉｂ　ｓ　Ｉｓを代表して！で表わしである。なお故
障点Ｆ１〜Ｆ４は、このうちの何れか１箇所のみ実際こ
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ィル
タを経て出力を生ずる。入力変換回路５もほぼ同様であ
り、変流器３の２次電流を適当な電圧レベルに変換し、
前置フィルタを経て出力を生ずる。入り変換回路６は入
力を一定間隔でサンプリングし、入り変換してデジタル
出力を演算回路７へ印加する。

演算回路７は後に第２図Ｉ：より説明する演算を冥施し
、その結果を表示及び出力回路８に出力す見 る。９は出力回路８の出力データにより故障、まででの
距離を演算する標定処理装置である。

なお、こ＼で入力変換回路４，５の出力は、特に混乱の
おそれのない限り自端電圧Ｖおよび自端毫流工と区別し
ないで説明する。更Ｃ二は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〜Ｌ、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１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ック
図である。本発明は頻度の多いｌ線地絡故障を対象とす
るものであり、以下１相地絡故障について説明する。他
相の地絡についても、地絡相な基準として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図でｌＯは設定手段で定数ｚ、Ｊ：　ｚｏ／等が設
定され、記憶されている。定数ｚ、′、ｚ０′は標定対
象送電線全線の単位長当りの平均のαモード及び０モー
ドインピーダンスである。１ｏは演算手段で。

電圧Ｖ、電流！、定数Ｚｍ’、Ｚｏ’を入力として次の
演算を実施し、出力Ｊｖ　、　Ｊｒｍ　、　Ｊｔｏ　、
及び表示但しｓ”Ｄ”故障分電流＝〔１，の故障中の値
〕−〔Ｘ、の事前潮流値〕 畳は共役複素数、　Ｉ−＝４　（２Ｉ−ｘｂ　−Ｉ−）
−夏ｏ”−（Ｉ−＋Ｉｂ　＋　Ｉ、　　）１、′は１．
の事前潮流値である これらの演算については特公昭６８−２９４７１号公報
に記載されているように周知のものである。

第３図は標定処理装置９の内容を示すものである。戎は
設定手段で第１図の系統例での内容を示していて、２□
〜ｚｄ４及びＺＯＩ〜ｚＯ４はそれぞれ送電線谷区間の
単位長当りのαモードインピーダンス、０モードインピ
ーダンスを示している。またに、〜に、は各分岐負荷の
値で、この値は、実負荷設定しても良いが一般には実負
荷を求めるには手間がかかるため対象線路の流れている
総負荷に対する想定負荷比等で設定されるものである。

！、〜１４は各分岐までの線路長である。第３図の１３
は演算手段で、データ抽出装置の出力’Ｖ＃　ＪＩｌｌ
　＠　Ｊ□。。

ｚ、Ｉ、と、Ｚ、１〜Ｚ、、　、　ＺＯＩＷＺｏ４．　
Ｋ、　〜に、　　を用いて次の演算を行ない、出力Ｊｖ
１ｔ　Ｊｖｔ　ｅ　ＪＶＢ　＃但し、′Ｉｘ、はＩ、（
Ｉ、・■−）と、几、（工、・ｘ−）より合成されたベ
クトル、 ＪＩＧは１．（Ｉｏ・Ｉ：）と、Ｒ，（Ｉｏ＠ｆ♂）よ
り合成されたベクトルである。

Ｊ、′１はＩ＝（Ｉ、’＠Ｉ’　）と、”ａｃ１４’・
ｒ　、＋　）より合成されたベクトルで、事故前の 負荷電流成分を示す。

Ｋ１〜〜は設定された想定負荷比である。

１４は演算手段で次の演算を実施し出力ｘ１を生ずる。

まず演算手段１５によりＪｖ　／　Ｊｖｓ　＝　ｘが実
行され比較手段１６により入力Ｘと入力Ｊ１とが比較さ
れｘ　＜　Ｊ　ｔであれば出力大を生じゲート要素１７
を通じてこのＸがｘ、（１＝１）として出力される。ｘ
＞１．であれば出力Ｂを生じ演算手段１５は第２の組を
除算する。第２の組とは演算手段１８の出力ＪＶ−ＪＩ
ＪＶＩとＪｖｌであり（Ｊｙ　−４Ｊｙ　１　）／Ｊｖ
ｔ＝Ｘが実行され、前述と同様にしてｘ＜１３鵞であれ
ばｘｓ　　（＋　＝２　）として出力され、ｘ：＞Ｊ、
であれば第３の組へ移る。第３の組は演算手段１９の出
力Ｊｖ−Ｊ、Ｊｖ１−為’ＴｖｔとＪＶＢであり（Ｊｖ
　−ＡｔＪｖｔ−−ｅ、　Ｊ□）／Ｊｖ　ｓ　＝　Ｘが
実行されｘ　＜ＡｍであればＸ。

（ｉ＝３）として出力され、Ｘ＞１．であれば第４の組
へ移る。第４の組は演算手段２０の出力Ｊｖ−−６，Ｊ
、、　−Ｊ、Ｊｖ、−１３，Ｊｖ、とＪＶ４であり（Ｊ
Ｖ−ｅｌＪＶｌ−４，Ｊｙ、−１３＠Ｊｖ、）／Ｊｖ４
＝ｘが実行されｘく１４であればｘＩ（ｉ　＝４　）と
して出力され、ｘ）Ａ、であれば比較手段１６より出力
Ｃを生ずる。出力Ｃは標定処理装置９の表示回路９′に
より例えば区間故障として表示される。

第４図は第２図、第３図の作用を説明するための等価回
路図である。第４図では第２図及び第３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の復
習を兼ねて、故障点をＦｌに限定した等価回路図を示し
である。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Ｆ８は４源電圧、ｚ、Ｂおよび２
゜、は自端背後のαモードおよび０モードインピーダン
ス、ｖｌは故障点電圧である。第４図で Ｎ’ａ　””　Ｖｇ　”Ｆ６　＝Ｘ＋　’ｌａ　Ｉ　Ｉ
、　＋Ｘ　ＩＺｏｌ　Ｉ６　＋ｖ、　”””””””’
　（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 Ｉｗｓ（％　Ｉｎ　）キＯ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
（４）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３図の演
算回路の機能が正しいことが説明される。

第５図は第２図及び第３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。故障点が
Ｆ２或いはＦ、の場合≦二ついても容易に類推できるの
でＦ４の場合の説明を以って一般的な説明とする。第５
図でＩＬｍｌ　＋　工１１１１　！　ＩＩＬｄｓ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１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　＝ｖ、”Ｖｏ＝−６ｓ　（Ｚａ　Ｌ　＋ｚｏｔＩ
ｏ　Ｍｔ　（Ｌ　ｔ（Ｉｎ　−Ｉｈ＊　＋　）”ＺＯ２
ＩＯ）１ｓ（Ｚｍｇ（Ｌ　−Ｉ）ｍ　ｓ　−Ｉｔ、ｎ　
＊）”ＺｏｓＩｏ　）十Ｘ４（ｚａ１４（Ｌ　−１１，
ｍ　Ｉ−ｘＬ、ｔ−■１．ｎ　ｓ）＋Ｚ０．Ｉ。）＋Ｖ
、　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）各分岐負荷
電流の総和は１線地絡事故であり事故前の負荷電流にほ
ぼ等しい。そして分岐負荷の配分比に関する限り、線路
インピーダンスは省略できるため ＩＬ、１　　　＝ｌ（、Ｊ’、、　　　　　（１＝　　
１　〜　ｎ　　　−１）　　　　”・・拳・　　　（７
）ここでに、は各分岐負荷の総負荷に対する比率を示し
ｓ　Ｊｌ−は事故前のα回路の電流（負荷電流）で■。

を基準として表わしたベクトル量である。＋６）式の両
辺にＩ、　　を掛けこの両辺の虚数部をとると１、（Ｖ
、・ＴＤ）＝０であり、（１）式、（２）式、（７）式
より　　　　゛Ｊｖキーｇｌ　ＪｖＩ十ノ、ｒｖ　ｔ　
　＋ｌ３ＢＪｖ　Ｂ　＋ｘ、Ｊｙ４　　　＋ｊｊｌｊ＋
＋＋＊＋＋ＨＢ　　　　（８）Ｊｖ。

以上により第２図及び＊３ｅｌの作用が説明できる。

さて、データ抽出装置と標定処理装置のデータの伝送は
、標定処理装置がオフライン処理であればデータ抽出装
置の方で必要なデータの記録或いは表示をしておき、こ
れを標定処理装置へインプットする方法もとれるし、オ
ンライン的処理であればデータ抽出装置から所定のデー
タを定められた伝送手順で標定処理装置へ伝送するのは
容易に実現可能である。

以上のように本実施例は多端子系統の送電端の電圧、電
流よりＪＶ　＊　Ｊｉ、＃　、ｒＸ０＠　、ｒｘ−を抽
出しこのデータを用いて各分岐負荷の影響を除き標定精
度を上げることが可能であることを説明した。

このデータ抽出装置は多端子系統の分岐負荷の数及び負
荷の値等については何ら関係せず、データ抽出機能があ
れば良く、各系統で同一の装置となり経済的となる。

又標定処理装置も系統定数の設定、分岐負荷の想定値の
設定等各系統共通の設定内容であり複数回線の処理を行
なえばより経済的となる。

本実施例ではデータ抽出装置からのデータはＪ、Ｊ、、
、Ｊ、。、Ｊｉとしたが、系統が常に第５図に示したよ
うに目端背後ＩＺＮＧＲがあり、他の分岐線路は非接地
であるとすれば抽出データはＪｖ、　Ｊ［、、Ｊ、。で
標定が可能である。即ち、第５図において、各分岐負荷
が非接地であると故障点Ｏモード電流Ｉ。、は自端Ｏモ
ード電流Ｉ０に等しく、ｒＩＬ、ｌ、　＝　１．−２Ｉ
ｏ　どなる。従ってＩＬｄｌ　＝Ｋｌ　（Ｉ、ｍ　−２
Ｉｏ　）　＋　（＋＝１〜ｎ　−１）となり、Ｉ、、Ｉ
。

は既にＪＩ＋１１　ＪＥＯで抽出されているためｌｍ１
ｌｌｉはＪｌ、Ｉ　＋　’Ｔｗｏより演算によって求め
ることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明はデータ抽出装置と、その抽出装置
からのデータにより故障点までの距離を算出する、多回
線を一括して処理する標定処理装置を設けることにより
多端子系統の構成の差異に左右されない経済的、かつ高
精度の故障点標定装置を供給できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す故障点標定装置の構成
図、第２図および第３図は第１図の一部を詳細１：説明
するためのブロック説明図、第４図及び第６図は第２図
および第３図の作用を説明するための等価回路図である
。 １・・・送電線　　　　　２・・・変成器３・・・変流
器　　　　　４，６・・・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・・・出力回路９・・・標
定処理装置　９′・・・標定処理装置の出力回路１０．
１２・・・設定手段 １１、１３．１４．１５．１８．１９．２０・・・演算
手段１６・・・比較手段　　　　１７・・・ゲート要素
代理人　弁理士　則　近　憲　佑　（ほか１名）第１ｖ
Ａ 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）分岐を有する送電線の故障点標定装置において、
   前記送電線の自端子の電圧及び電流の計測値を得る第１
   の手段と、事故時の事故前後の変化分電流を基準量とし
   て前記第１の手段の出力より所定の電気量出力を得る第
   ２の手段とを備えたデータ抽出装置と、このデータ抽出
   装置の出力を用いて故障点までの距離を求める故障点標
   定処理装置とからなる故障点標定装置。
2. （２）データ抽出装置の第２の手段による出力をＪ＿Ｖ
   ＝Ｉ＿ｍ（Ｖ・Ｉ＿Ｄ＾＊） Ｊ＿Ｉ＿α＝〔Ｉｍ（Ｉ＿α・Ｉ＿Ｄ＾＊）、Ｒ＿■（
   Ｉ＿α・Ｉ＿Ｄ＾＊）〕Ｊ＿Ｉ＿Ｏ＝〔Ｉｍ（Ｉ＿Ｏ・
   Ｉ＿Ｄ＾＊）、Ｒ＿■（Ｉ＿Ｏ・Ｉ＿Ｄ＾＊）〕Ｊ＿Ｉ
   ′＿α＝〔Ｉｍ（Ｉ＿α′・Ｉ＿Ｄ＾＊）、Ｒ＿■（Ｉ
   ＿α′・Ｉ＿Ｄ＾＊）〕但しＶ：端子電圧 Ｉ＿Ｄ：基準電気量 Ｉ＿α、Ｉ＿Ｏ：事故時のαモード、Ｏモードの電流 Ｉ＿α′：事故前のαモードの電流 Ｉ＿ｍ：（）の虚数部 Ｒ＿■：（）の実数部 ＊：共役複素数 とする特許請求の範囲第１項記載の故障点標定装置。
3. （３）データ抽出装置の第２の手段による出力をＪ＿Ｖ
   、Ｊ＿Ｉ＿α、Ｊ＿Ｉ＿Ｏ（但し記号は既出）とする特
   許請求の範囲第１項記載の故障点標定装置。