JPS6327770A - 故障点標定方式 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は１力系統の故障点を標定する故障点標定方式、
特に多端子送電線路の故障点標定方式に関する。

［従来の技術］ 近年の電力系統では需要の拡大、広域化に伴ない長尺化
あるいは多端子化が進み、複雑な系統となってきており
、これに適用可能な精度の高い故障点標定８置の開発が
望まれている。

現在用いられている故障点標定方式としては事故時にイ
ンパルスを印加し、その反射波が戻ってくるまでの時間
を計測するパルスレーダ方式、あるいは故障点で発生す
るパルスを両端の電気所で計測し、その時間ぎより故障
点を標定するサージ受信方式等があり、いずれも進行波
現象を利用したものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、印加パルスあるいは事故サージは、その
伝播速度が速いこと、進行するに従い減衰変歪を受ける
こと、撚架部や分岐点で反射を受けること、あるいは雷
との８同を受けること等の理由により、性能向上の而で
明らかに限界がある。

これを改善するものとして、例えば架２送電線路の架空
地線に流れる電流を複数の位置例えば鉄塔で検出して、
それらの検出電流の位相及び絶対値の情報から故障区間
を標定する方式が提案されている。しかしながら、この
方式は標定精度を高めるためにはそれだけ多数箇所での
検出が必要となり、これに応じて多数の装置を必要とす
るため設備費が高くなる欠点がある。

本発明は、前記従来技術の欠点を改善したものであり、
系統分岐が多数存在しかつ複数の電源を有する多端子送
電線路においても故障点を精度良く標定できると共に、
装置数を削減でき延いては設備費の低減並びに信頼性・
保守性の向上に役立つ新規な故障点標定方式を提供する
ことを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、多端子送電線路において各端子で計測される
三相各相の電圧Ｖ−電流Ｉ情報と、端子から端子までの
区間若しくは端子から分岐点までの区間若しくは分岐点
から分岐点までの区間について予め決定されている区間
距１１１ｉｌＮ及び線路インピーダンス２とから、各区
間について該区間を含む２つの端子集合のそれぞれから
任意に選び出した１対の端子に対して定義される故障点
標定関数ｋ　　（Ｖ、１．Ｌ　Ｚ’）の値を求め、これ
ら得られたｋの値から故障点の標定をするようになした
ものである。

［作　用］ ある区間に故障点があるとぎには、当該区間について得
られる各故障点標定関数ｋ　　（Ｖ、１．ｌ、Ｚ）の値
は、０＜ｋ＜１で且つ全てのｋが等しくなる。したがっ
て、ｋの値の解析より、故障点を有する区間のみならず
、その区間の端子（または分岐点）から故障点までの距
離がｋの値から求まる。

［実施例］ 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。

まず、本発明の説明に先立って、本発明の基礎となる２
端子送電線路の故障点標定方式を説明する。

第５図において、故障点をＦとし、端子ＳＲ間の距離を
ゑ、端子Ｓから故障点Ｆまでの距離をｋｆ　（０＜ｋ　
＜　　４）とし、送電線路の単位長さ当りの正相インピ
ーダンスをＺｒとすると、例えばす、ｃ相で相間短絡事
故が発生した時には、端子Ｓについて、次の関係が成り
立つ。

ここで、ｖｂ、ＶＣは端子Ｓでのす、ｃ相の相電圧、ｉ
ｂ、ｌｃは端子Ｓでのす、ｃ相の相電流、ＺｂｃＦ　　
は故障点付加インピーダンスである。

ＺｂｃＦ　　が無視できる程小さい場合には、（１）式
により故障点までの距１１１ｉｋβが定められ、これが
現行の距離リレーの塁本式となっている。

一方、端子Ｒについてち（１）式と同様の関係式が成り
立つので一般に未知数であるＺｂｃＦ　　を消去できて
、結局次式により係数ｋが求まる。

こコテ、Ｖ”ｂ　、　Ｖ’　Ｏハｏｉｉｔ子Ｒテノｂ　
、　ｃ　相の相電圧、ｌ’ｂ、ｌ’ｃは端子Ｒでのす、
ｃ相の相電流である。

すなわち、β、Ｚｓは予め測定されて既知であるから、
端子Ｓ、Ｒの各点で計測される電圧・電流情報により故
障点の標定が可能である。本発明はこの故障点標定の基
本方式を一般の多端子送電線路に拡張したものである。

第１図に示すように端子Ｓ、Ｔ、Ｒを有する３端子送電
線路において、分岐点をＮとし、各区間ＳＮ、ＴＮ、Ｒ
Ｎの区間距離をそれぞれβ！。

β２．β３とし、各区間ＳＮ、ＴＮ、ＲＮでの単位長当
りの正相インピーダンスをそれぞれＺｔ　　。

丁Ｎ　　　　　　ＲＮ ２１．２１　　とする。前述の２端子の場合と同様にす
、ｃ相で相間短絡事故が発生し、その故障点Ｆは区間Ｒ
Ｎにあるものとする。分岐点Ｎから故障点「までの距離
はにλ３である。このとき、ただし、ｖ’　　、　ｖ’
　　は分岐点Ｎでのす、ｃ相の１＋Ｃ 相電圧、ｖ”　　、　ｖ”　　は端子Ｒでのす、ｃ相の
相電し 圧であり、１，１．　　は分岐点Ｎでのす、ｃ相の相電
流、［，１は端子Ｒでのす、ｃ相の相電す 流である。

一方、キルヒホッフの法則より、 （１ニー”：）＝（Ｔ：−工：）十（ｘ”、−１’ｃ）
、、、、、（４）である。＋４１．（５１式を（り式に
代入すれば次式を得る。

・・・・・・・・（６） すなわち、各区間ＳＮ、ＴＮ、ＲＮの区間距離及び単位
良さ当りの正相インピーダンスが既知であれば、３端子
Ｓ、Ｒ，Ｔの各点で計測される電圧・電流情報により故
障点が標定される。

ところで、６）式は分岐点Ｎの電圧を端子Ｓの電圧・′
Ｒ流を用いて表わしたものであるが、同様にして端子Ｔ
の電圧・電流を用いて表わすこともできる。すなわら、
この場合 となる。〔４）、σ）式を（３）式に代入すれば次式を
得る。

、　・・・・・・・・・・・・・・（８）以上の議論で
明らかなように区間ＲＮに故障点ｋ＜１となり、この事
により逆に故障点が区間ＲＮに存在し、その位置はｋで
与えられることが判る。

これまで述べて来た議論を第２図に示すような一般の４
端子以上の多端子送電線路に対して拡張すると、故障点
の位置を表わｔｆＡ敗ｋ　（故障点標定関数）、は、次
式で与えることが出来る。

ここに、ｖ′　　は端子ｉの電圧逍（ｂ　、　ｃ相の２
相ｕｓｇ）ｓ合ｖ’　　−ｖ；　　−ｖ、ｉ　　）　、
Ｉ’　　ハＧａ子ｉの電流値（ｂ　、　ｃ相の２相知絡
の場合１’−１；−Ｉ’　　）　、Ｚｉ　、ｉ＋ｌ　　
は区間（ｉ　、　ｉ　＋　１）の単位長当りの正相イン
ピーダンス、ｆｉ、ｉ＋ｌ　　は区間（ｉ、ｉ＋　１）
の長さである。

また’　ｋｌ’、Ｐａｌは、区間（Ｐ、Ｐ＋１）につい
ての故障点の位置係数を端子１及び端子Ｎの電圧値を用
いて表わしたものであり、故障点が区間（Ｐ。

Ｐ＋１）の内部に存在すれば０　＜　ｋｐ、ｐ＋＋　＜
　　１の値をとる。

更に、区間（Ｐ、Ｐ＋１）についての故障点の位置系＠
ｋＰ、Ｐａｌは、上記端子１．Ｎの組合わせ以外にも、
故障点Ｆで２分される全ての区間（例えば（＋、Ｎ−１
）、（＋、Ｎ−２）、・・・（１，ｐ＋り、（２，Ｎ）
、（２，Ｎ−１）、・・・・等々）についても（９）式
と同様な形式で表わすことが出来、故障点が区間（Ｐ、
Ｐ＋１）の内部に存在すれば、これらの値は原理的に全
て一致する。丈なわら、従って、多端子送Ｎ線路に於け
る各区間について求まる複数の係数ｋを故障点標定関数
を用いて全区間について演算し、これらの全ｋｌａを総
合的に解析することにより、故障点を含んでいる区間と
この区間に於ける故障点の位置を標定することが可能と
なる。

なお、第２図の端子１及びＮ以外の端子に、更に複数の
端子が接続されている場合には、この端子の電流値をこ
れに接続されている端子の電流値の総和で置き換えれば
このような場合にも（９）式と全く同様に係数ｋを与え
ることが出来る。

以上の説明は、ｂ、ｃ相の相間短絡事故を例としたが、
本発明は、これに限定されるものではなく、他の事故形
Ｒ（地絡事故等）にＪ３いても適用可能なのは言うまで
もない。

次に本発明を実施するための具体的構成の一例を説明す
る。第３図はその構成図である。送電線路の１１．１１
’、１１″の各端子にはそれぞれ変成器１２．１２’　
、１２＝　、ナンプリング回路１３．１３’　、１３＝
及び送受信器１４．１４’　。

１４′が順次配置接続されている。送受信器１４゜１４
’、１４”は例えば光複合架空地線の光ファイバ又はマ
イクロ波回腺の伝送路１５．１５’。

１５′により相互に結ばれており、変成器１２゜１２’
、１２″で観測される各端子の電圧・電流情報はサンプ
リング回路１３．１３’　、１３＝でサンプリング同期
した情報とされる。区間１１の端子は他の区間１１’、
１１＝の端子に対し上位端子となってあり、事故点の標
定をするための演算処理はここで行なわれる。すなわち
送受信器１４は他の端子の送受信器１４’、１４−から
伝送路１５’、１５＝を介してそれぞれ区間１１′。

１１″の各端子の電圧・電流情報を受取り、車数点標定
装置１６では電圧・電流情報を演算処理して事故点の標
定をし、表示器１７がその結果を表示する。ちなみに、
伝送路１５．１５’　、１５″は電圧・電流情報の伝送
に使われるのみならず各区間’１１．１ｉ’、ｉ１＝の
各端子の情報信号を同期させるための同期信号の伝送に
使うこと並びに他の通信回線との共用も妨げるものでは
ない。

第４図は前記事故点標定装置１６の演算フロー図である
。事故発生有無判定部１６ａは各区間１１．１１’、１
１″の各端子からの電圧・電流情報に異常値が確認され
ると事故の発生を告げ、事故形態判定部１６ｂに電圧・
電流情報を渡す。

事故形態判定部１６ｂは事故形態の判定すなわら相間短
絡事故、地絡事故の別についてマり定を行なうもので、
各端子の各相の電圧・電流情報を用いる。事故形態が判
定されると事故点標定部１６ｃは前述した事故点標定関
数ｋによる演算を行ない事故点の標定をする。事故点標
定関数りは事故形態の違いに合わせて種々設定されるも
のである。

事故点標定部１６ｃには区間１１．１１’。

１１′の区間距離・単位長さ当りの正相インピーダンス
が既知の狛として予め入力されており、これらの値と各
区間１１．１１’、１１＝の各端子の電圧・電流情報を
用い事故点を標定する。

事故点標定装置１６による標定結果は表示器１７で例え
ば事故発生時間、事故区間、事故点について表示を行な
う。

本発明は多端子送電線路の各端子で計測される三相各相
の電圧・電流情報を事故点標定の要素としているので、
特にこの電流瞬時値に着目すれば、電流差動式リレーを
用いた系統の保護継電システムとしての機能を併せ持つ
ことが可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、多端子送電線路の
各端子例えば変電所で計測される三相各相の電圧・電流
情報と端子（もしくは分岐点）から端子（もしくは分岐
点）までの区間について予め決定されている区間距離及
び線路インピーダンスを用いて事故点標定関数により事
故点を標定する方式で、ｔ１測は各端子のみで行なえば
よく、従来の多数の鉄塔設置による標定方式に比較して
も精度をに１なうことなく、廉１１ＩＩ′ｉでしかも信
頼性・保守性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、それぞれ本発明方式が適用される３
端子送電線路、多端子送電線路の系統図、第３図は本発
明方式を実施するための装置の一例を示す構成図、第４
図は第３図の事故点標定装置１６の演算フロー図、第５
図は従来の故障点標定方式が適用される２端子送電線路
の系統図である。 図中、１２は変成器、１３はサンプリング回路、１４送
受信器、１６は事故点標定装置、１７は表示器、１６ａ
は事故発生有無判定部、１６ｂは事故形態判定部、１６
Ｃは事故点標定部、Ｒ，Ｓ。 Ｔ、１，２，３．Ｐ、Ｐ＋１．Ｎ−１，Ｎは端子、Ｆは
故障点、ｋは位置係数である。 第５図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多端子送電線路において各端子で計測される三相各相の
   電圧Ｖ・電流Ｉ情報と、ある端子もしくは分岐点から他
   の端子もしくは分岐点までの区間について予め決定され
   ている区間距離ｌ及び線路インピーダンスＺとから各区
   間毎に、該区間を含む任意の２つの端子について定義さ
   れる複数個の故障点標定関数ｋ（Ｖ、Ｉ、ｌ、Ｚ）の値
   を求め、当該区間に故障点が含まれる場合には、０＜ｋ
   （Ｖ、Ｉ、ｌ、Ｚ）＜１で且つ全てのｋ（Ｖ、Ｉ、ｌ、
   Ｚ）の値が等しくなることから故障点を標定するように
   したことを特徴とする故障点標定方式。