WO2010004757A1

WO2010004757A1 - 事故点標定方法および事故点標定装置

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Publication number: WO2010004757A1
Application number: PCT/JP2009/003221
Authority: WO
Inventors: 高荷英之; 杉浦秀昌; 大橋未花
Original assignee: 株式会社東芝
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2010-01-14
Also published as: CN102132163A; US20110184673A1; JP2010019625A; CN102132163B

Abstract

　各端子の同期を不要とし、シンプルかつ直接的な計算により、精度良く事故点標定を行うことのできる事故点標定方法を提供する。　送電線の標定対象線路１両端の電圧、電流（ベクトル量）のデータおよび予め設定した送電線線路定数を用いる。所定の一端Ａから事故点Ｆまでの距離ｘを未知数として、両端から見た事故相の事故点電圧の大きさの２乗値が等しい点を事故点として得られる２次方程式を解くことにより、前記所定の一端から事故点までの距離を算出する。

Description

事故点標定方法および事故点標定装置

　本発明は、送電線の電流・電圧と送電線線路定数を用いて事故点までの距離を計算し、事故点を標定する事故点標定方法および事故点標定装置に関する。

　送電線を流れる電流と電圧からインピーダンス（抵抗）を求め、事故点までの距離を計算し、事故点を標定するようにした従来の事故点標定方法は、標定対象区間の両端から見た事故点電圧（ベクトル量）が等しいという条件を利用して実施している（例えば、非特許文献１参照）。

　図１９を参照して従来の事故点標定方法について説明する。図１９（ａ）は送電線の回路図、図１９（ｂ）は送電線長さ方向の電圧分布図、図１９（ｃ）は電圧、電流間に成り立つ関係式である。

　図１９に示す送電線の標定対象線路１において、単位長あたりの送電線線路定数Ｚ（ベクトル量）の線路長Ｌの両端子Ａ、Ｂからそれぞれ事故点２（Ｆ点）を見たときの電圧Ｖ_F（ベクトル量）は等しいので、下記の式(1)が成立する。

　式（１）において、左辺がＡ端子から事故点２（Ｆ点）を見たときの電圧、右辺がＢ端子から事故点２（Ｆ点）を見たときの電圧をそれぞれ表しており、Ａ端子から事故点２（Ｆ点）までの距離ｘは下記式（２）によって算出される。

　式（２）は、両端の電圧・電流ベクトル量について成り立つ式であり、両端でそれぞれ取り込んだ電流・電圧の同期をとる必要がある。そのため、サンプリング同期信号やＧＰＳ信号を用いて、各端子の同期をとる方法が採られている（特許文献１）。

　さらに、各端子の同期をとる必要のない方法として、式（１）の大きさ（スカラー）に着目した方法もあるが、これは、両端から見た事故点電圧のスカラー量が等しくなる点を仮想事故点から逐次計算していく方法である（特許文献２、３）。

特開平３－２８２３７７号公報特開平２－３５３７９号公報特開平２－２２８５７４号公報

法貴、木谷共著「送電線の故障点標定器」昭和32年オーム社

　上記の特許文献２、３に開示されている各端子の同期を不要とする方法では、サンプリング同期信号やＧＰＳ信号などの送受信回路を不要とする利点はあるが、仮想事故点から逐次計算していく方法のため精度を向上させるには、逐次計算の時間間隔を非常に短くする必要があり、事故点標定装置にとって計算が煩雑かつ計算負担が大きくなる問題点がある。

　そこで本発明は、各端子の同期を不要とし、シンプルかつ直接的な計算により、精度良く事故点標定を行うことのできる事故点標定方法および事故点標定装置を提供することを目的とする。

　上記の目的を達成するために、本発明の事故点標定方法は、標定対象送電線の各端子の電圧、電流および送電線線路定数を用いて事故点を標定する事故点標定方法において、両端から見た事故相の事故点電圧の大きさの２乗値が等しい点を事故点として得られる２次方程式を解くことにより所定の一端から事故点までの距離を算出することを特徴とする。

　また、本発明の事故点標定装置は、標定対象送電線の各端子の電圧、電流および送電線線路定数を用いて事故点を標定する事故点標定装置において、入力処理部と標定処理部を設けたことを特徴とする。入力処理部は、標定対象送電線の各端子に、端子電圧および電流を取り込み、ディジタル変換を行うデータ入力手段、データ記憶時間を含む１種以上の設定値を予め設定しておき、この設定値をもとに事故発生時に電気量データをメモリに記憶するデータ記憶手段、記憶したデータを伝送するデータ伝送手段を備える。標定処理部は、伝送媒体を介して前記各端子に設置された前記入力処理部から伝送されてくるデータを取得するデータ取得手段、前記標定対象送電線の線路定数を含む１種以上の設定値を予め設定しておき、この設定値および前記データ取得手段で取得した電流、電圧データを用い、両端から見た事故相の事故点電圧の大きさの２乗値が等しい点を事故点として得られる２次方程式を解くことにより所定の一端から事故点までの距離を算出する標定演算を行う標定演算手段、この標定演算手段の標定結果を出力する標定結果出力手段を備える。

　本発明によれば、各端子で同期をとることを不要とし、シンプルかつ直接的な計算により、精度良く事故点標定を行うことのできる事故点標定方法および事故点標定装置を提供することができる。

本発明の第１ないし第４の実施形態に係る事故点標定方法を実現するための事故点標定装置のブロック構成図。本発明の第１ないし第４の実施形態で採用した入力処理部の処理機能を示すフローチャート。本発明の第１の実施形態で採用した標定処理部の処理機能を示すフローチャート。本発明の第１の実施形態による事故点標定方法を示す図で、（ａ）は送電線の回路図、（ｂ）は送電線長さ方向の電圧分布図、（ｃ）は電圧、電流間に成り立つ関係式。本発明の第２の実施形態で採用した標定処理部の処理機能を示すフローチャート。本発明の第２の実施形態の事故点標定方法を示し、（ａ）は送電線の回路図、（ｂ）は送電線長さ方向の電圧変化を示す図、（ｃ）は電圧、電流間に成り立つ関係式。本発明の第２の実施形態の変形例で採用した入力処理部の処理機能を示すフローチャート。本発明の第２の実施形態の変形例で採用した標定処理部の処理機能を示すフローチャート。本発明の第３の実施形態で採用した標定処理部の処理機能を示すフローチャート。本発明の第３の実施形態による事故点標定方法を説明する図で、（ａ）はＡ端子の電圧の時系列サンプルデータ例、（ｂ）はＡ端子の電流のサンプルデータを示す図。本発明の第３の実施形態による事故点標定方法を説明する図で、（ａ）はＢ端子の電圧の時系列サンプルデータ例、（ｂ）はＢ端子の電流のサンプルデータを示す図。本発明の第３の実施形態の事故点標定方法を説明する図で、特に、時系列の標定計算値例を示す図。本発明の第４の実施形態で採用した標定処理部の処理機能を示すフローチャート。本発明の第４の実施形態の事故点標定方法を説明する図で、（ａ）はＡ端子の電流の時系列サンプルデータ例、（ｂ）はＡ端子の電流の時系列振幅値例を示す図。本発明の第４の実施形態の事故点標定方法を説明する図で、（ａ）はＢ端子の電流の時系列サンプルデータ例、（ｂ）はＢ端子の電流の時系列振幅値例を示す図。本発明の第５の実施形態に係る事故点標定方法を実現するための事故点標定装置のブロック構成図。本発明の第５の実施形態で採用した標定処理部の処理機能を示すフローチャート。本発明の第５の実施形態の事故点標定方法を示す図で、（ａ）は送電線の回路図、（ｂ）は電圧、電流間に成り立つ関係式。従来の事故点標定方法を示し、（ａ）は送電線の回路図、（ｂ）は送電線長さ方向の電圧分布図、（ｃ）は電圧、電流間に成り立つ関係式を示す図。

　以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各実施形態の図に共通する要素には同一符号を付けて説明する。

（第１の実施形態）
　図１は、本発明の第１の実施形態による事故点標定方法を実現するための事故点標定装置のブロック構成図であり、図２および図３はそれぞれ事故点標定装置を構成する入力処理部および標定処理部の処理機能を示すフローチャートである。

（構成）
　本実施形態による事故点標定方法の説明をする前に、まず事故点標定装置の概要について図１ないし図３を参照して説明する。

　図１において、１は標定対象の２端子送電線、ＣＴ１０ＡおよびＣＴ１０Ｂはそれぞれ送電線１のＡ端子、Ｂ端子に設置された変流器、そしてＶＴ１０ＡおよびＶＴ１０Ｂはそれぞれ送電線１のＡ端子、Ｂ端子に設置された電圧変成器である。

　本発明に係る事故点標定装置は、Ａ端子、Ｂ端子にそれぞれ設置された入力処理部１０Ａ、１０Ｂと、伝送媒体ＮＥＴを介してこれら入力処理部１０Ａ、１０Ｂに接続された標定処理部２０から構成されている。

　Ａ端子に設置された入力処理部１０Ａは、例えば、マイクロプロセッサ等のディジタルコンピュータで構成されており、変流器ＣＴ１０Ａおよび電圧変成器ＶＴ１０Ａから電流および電圧を取り込み、ディジタル変換を行うデータ入力手段１１Ａと、データ記憶時間、事故検出感度などの設定値を予め設定しておき、これらの設定値をもとに、事故発生の有無を判定して事故発生時に電気量データをメモリに記憶するデータ記憶手段１２Ａと、記憶したデータを伝送するデータ伝送手段１３Ａとを備えている。Ｂ端子に設置された入力処理部１０Ｂも入力処理部１０Ａと同様に構成されているので、入力処理部１０Ａと同一要素には添字ＡをＢに付け替えて説明は省略する。

　標定処理部２０も、例えば、マイクロプロセッサ等のディジタルコンピュータで構成されており、入力処理１０Ａおよび１０Ｂのデータ伝送手段１３Ａ、１３Ｂから伝送されてくるデータを取得するデータ取得手段２１と、送電線１の線路長Ｌおよび単位長あたりの送電線線路定数Ｚ（ベクトル量）などの設定値を予め設定しておき、これらの設定値およびデータ取得手段２１で取得した電流、電圧データに基づいて事故点の標定演算を行う標定演算手段２２と、この標定演算手段２２の標定演算結果を出力する標定結果出力手段２３とを備えている。

　次に、図２に示すフローチャートを参照して入力処理部１０Ａおよび１０Ｂの処理機能として実行される入力処理１００について説明する。なお、入力処理部の説明にあたり、特にＡ端子側の入力処理部あるいはＢ端子側の入力処理部として区別して説明する必要のない場合は、添字Ａ，Ｂを省いて説明する。

　入力処理部１０は、入力処理１００において、ステップ１０１で各端子から取り込んだ電圧・電流データを入力する。このステップ１０１は図１のデータ入力手段１１によって実行される処理ステップである。次に、ステップ１０２で、データ記憶時間、事故検出感度などの予め設定した設定値をもとに事故発生有無を確認し、事故発生有りと判定した場合（Ｙ）、次のステップ１０３で電圧・電流データを記憶する。これらステップ１０２および１０３は、図１のデータ記憶手段１２によって実行される処理ステップである。

　そして、次のステップ１０４で事故発生時の電圧・電流データを標定処理部２０へ伝送する。このステップ１０４は図１のデータ伝送手段によって実行される処理ステップである。

　次に、図３のフローチャートを参照して、標定処理部２０の処理機能として実行される標定処理２００について説明する。
　標定処理部２０は、標定処理２００において、ステップ２０１で入力処理部１０Ａ、１０Ｂから伝送されてきたデータを取得する。このステップ２０１は図１のデータ取得手段２１によって実行される処理ステップである。

　ステップ２０１でデータを取得後、ステップ２０２で事故発生有りと判定した場合（Ｙ）、次のステップ２０３で事故相を選別し、さらに、ステップ２０４で事故相電圧・各相電流データおよび送電線１の線路長Ｌおよび単位長あたりの送電線線路定数Ｚ（ベクトル量）などの予め設定した設定値を用いて標定演算を行う。これらステップ２０２、２０３および２０４は、図１の標定演算手段２２によって実行される処理ステップである。

　そして、次のステップ２０５で標定演算結果を出力する。このステップ２０５は図１の標定結果出力手段２３によって実行される処理ステップである。

（作用）
　以上で事故点標定装置を構成する入力処理部１０Ａ、１０Ｂおよび標定処理部２０について機能説明を終えたので、以下、図４を参照して本実施形態による事故点標定方法について説明する。

　図４は、本実施形態による事故点標定方法を説明する図であり、図４（ａ）は送電線事故時の模式図、図４（ｂ）はＡ、Ｂ端子並びに事故点Ｆの電圧分布図、図４（ｃ）は事故点電圧・電流間の関係式をそれぞれ示す。

　図１および図４においては、標定対象線路１のＡ端子およびＢ端子の各端子において、端子間のサンプリング同期をとることなく、電圧変成器ＶＴ１０Ａおよび変流器ＣＴ１０Ａ、電圧変成器ＶＴ１０Ｂおよび変流器ＣＴ１０Ｂにより、それぞれ事故中の電圧Ｖ_A（ベクトル量）および電流Ｉ_A（ベクトル量）、電圧Ｖ_B（ベクトル量）および電流Ｉ_B（ベクトル量）を採取する。

　入力処理部１０Ａおよび１０Ｂは、それぞれデータ入力手段１１Ａおよび１１Ｂで電圧Ｖ_A（ベクトル量）と電流Ｉ_A（ベクトル量）、電圧Ｖ_B（ベクトル量）と電流Ｉ_B（ベクトル量）を取り込み、ディジタルデータに変換する。

　そして、ディジタルデータに変換された電流・電圧データを、データ記憶時間、事故検出感度などの設定値をもとに、データ記憶手段１２Ａおよび１２Ｂのメモリに記憶させ、さらに、この記憶したディジタル電圧・電流データＶ_A、Ｉ_A、Ｖ_B、Ｉ_Bをデータ伝送手段１３Ａ、１３Ｂを介して標定処理部２０に送る。

　標定処理部２０では、データ取得手段２１により各入力処理部１０Ａ、１０Ｂからの事故時のディジタルデータＶ_A、Ｉ_A、Ｖ_B、Ｉ_Bを取り込み、送電線１の線路長Ｌおよび単位長あたりの送電線線路定数Ｚ（ベクトル量）などの設定値をもとに、標定演算手段２２で次のようにして標定演算を行う。

　まず、Ａ端子で取得したＶ_A、Ｉ_Aを、任意の位相基準を用いて複素数表現すると、次の式（３）となる。

　このとき、Ａ端子から見た事故点２（Ｆ）の電圧（事故点電圧：Ｖ_FA）の大きさについて前記式（１）が成立することから、式（１）の２乗値についても問題なく成立する。
　すなわち、式（１）を２乗すると、次の式（４）が得られる。

ここで、

とおくと、次の式（６）が成立する。

　次に、Ｂ端子で取得したＶ_B、Ｉ_Bを、任意の位相基準（Ａ端子とは非同期で可）を用いて複素数表現すると、次の式（７）となる。

　このとき、Ｂ端子から見た事故点Ｆの電圧（事故点電圧：Ｖ_FB）の大きさの２乗値は、次の式（８）で表される。

ここで、

とおくと、次の式（１０）が成立する。

となる。ところで、式（６）と式（１０）とは等しいので、次の式（１１）から式（１２）を消去すると、式（１３）に示すｘに関する２次方程式が得られる。

ここで、Ａ，Ｂ，Ｃは次の式（１４）で表される。

である。

　式（１３）について、２次方程式の解の公式を用いて下記式（１５）のように解くことにより、事故点までの距離ｘ（０≦ｘ≦Ｌ）を求めることができる。

　以上述べたように第１の実施形態によれば、各端子に設置された入力処理部から伝送されてくるデータおよび標定対象送電線の線路定数などの設定値を用い、両端から見た事故相の事故点電圧の大きさの２乗値が等しい点を事故点として得られる２次方程式を解くことにより所定の一端から事故点までの距離を算出する標定演算を行うようにしたので、端子間で同期をとることなく、シンプルかつ直接的な計算により、事故点までの距離ｘを精度良く求めることができる。

（第２の実施形態）
　本実施形態による事故点標定方法を実現するための事故点標定装置のブロック構成図は第１の実施形態と同様であり、また、入力処理部１０についても同一である。

　本実施形態が第１の実施形態に比べて異なるところは、標定処理部２０の処理機能の一部なので、標定処理部２０の異なる処理機能について重点的に説明する。

（構成）
　本実施形態においても第１の実施形態と同様、図１の入力処理部１０において、標定対象線路１の両端のＡ端子およびＢ端子において、各端子の同期、非同期にかかわりなく、それぞれ電圧Ｖ_A（ベクトル量）および電流Ｉ_A（ベクトル量）、電圧Ｖ_B（ベクトル量）および電流Ｉ_B（ベクトル量）を採取する。

　そして、標定処理部２０において、線路長Ｌおよび単位長あたりの送電線線路定数Ｚ（ベクトル量）を設定するとともに、Ａ端子から事故点Ｆまでの距離ｘを、モード変換量を用いて求める。

　図５は、本発明の第２の実施形態に係る事故点標定方法を実現するための事故点標定装置において、標定処理部２０の処理機能として実行される標定処理２００を示すフローチャートである。

　図５において、ステップ２０１でデータを取得する。このステップ２０１は図１のデータ取得手段２１によって実行される処理ステップである。

　ステップ２０１でデータを取得後、ステップ２０２で事故発生有りと判定された場合（Ｙ）には、次のステップ２０３Ａでモード変換を行い、次に、ステップ２０４で各相電圧・各相電流データおよび線路定数などの設定値を用いて標定演算を行う。これらステップ２０２、２０３Ａおよび２０４は、図１の標定演算手段２２によって実行される処理ステップである。

　そして、次のステップ２０５で標定結果を出力する。このステップ２０５は図１の標定結果出力手段２３によって実行される処理ステップである。

（作用）
　以上で事故点標定装置を構成する入力処理部１０Ａ、１０Ｂおよび標定処理部２０について機能説明を終えたので、以下、図６を参照して本実施形態による事故点標定方法について説明する。

　図６は、本発明の第２の実施形態の事故点標定方法を説明する図で、図６（ａ）は送電線事故時の模式図、図６（ｂ）は各端子並びに事故点の電圧分布図、図６（ｃ）は事故点電圧・電流間に成り立つ関係式をそれぞれ示す。

　前述の第１の実施形態で説明した３相直接法の場合、式（４）、（８）を事故相ａ、ｂ、ｃ、ａｂ、ｂｃ、ｃａ、ａｂｃに対して適用することにより、容易に事故点２（Ｆ）までの距離を求めることができる。しかし、事故相がａ相のときに式（４）、（８）をｂ相に適用すると、誤差の影響が大きく一般的には演算が困難となる傾向となるため、本実施形態のモード変換を用いない場合には、図３で説明したように事故相選別処理（ステップ２０３）が一般的には必要となる。

　すなわち、本実施形態のモード変換を用いないとすると、式（４）、（８）は、ａ相事故の場合は次の式（１６）、（１７）で表され、また、ｂ相事故、ｃ相事故の場合は、異なる式で表現されることになる。そのため、事故相選別処理を行った上で、選別された事故相に応じた式を用いて事故点までの距離を求めることになる。

　これに対して、本実施形態においては、対称座標法の正相量などのモード変換を用いることによって、事故相選別処理を不要にできるという利点がある。
　以下、具体例として、対称座標法の正相量のモード変換を用いる例を次の式（１８）、（１９）に示す。

　上記式（１９）に次の式（２０）で示される対称座標法の正相量のモード変換行列を適用すると、式（２１）が得られる。

　また、式（１９）に次の式（２２）で示されるクラーク変換のα量の変換行列を適用すると、式（２３）が得られる。

　ここで、モード変換行列適用後を[ ]mと表現すると、次の式（２４）となる。

この式（２４）は、次の式（２５）のように、簡略表現することができる。

　また、式（２１）のインピーダンス部に正相インピーダンスＺ₁₁、Ｚ₁₂、Ｚ₁₀を適用すると、次の式（２６）が得られる。

　モード変換の性質上、正相量の場合には１相、２相、３相事故に対して、逆相量の場合には１相、２相事故に対して、零相量の場合には１相事故に対して、事故相選別を行うことなく適用できる。

　本実施形態は、図６で示したように、標定対象線路１の両端のＡ端子およびＢ端子において、各端子の同期、非同期にかかわりなく電圧Ｖ_A（ベクトル量）と電流Ｉ_A（ベクトル量）、電圧Ｖ_B（ベクトル量）と電流Ｉ_B（ベクトル量）を採取し、線路長Ｌおよび単位長あたりの送電線線路定数Ｚ（ベクトル量）を用いる点では、第１の実施形態と同様である。特に、本実施形態では、以上のように、モード変換量を用いており、Ａ端子から事故点２（Ｆ）までの距離ｘは、両端から見た事故点電圧[V_F]m（ベクトル量）の大きさの２乗値が等しいことから、上記式（２５）が求まる。そして、式（２５）から次の式（２７）を消去することにより、ｘに関する２次方程式が得られる。

　そして、得られた２次方程式をｘについて解くことにより、事故点までの距離ｘを求めることができる。

（第２の実施形態の変形例）
　なお、以上説明した第２の実施形態では、電圧・電流のモード変換を標定処理部２０で行うようにしたが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、入力処理部１０のデータ記憶手段１２にモード変換機能を持たせて、図７で示すように、入力処理部１０による入力処理１００において、電圧・電流データを記憶する処理ステップ１０３の後に、データ記憶手段１２により電圧・電流のモードを変換するモード変換処理ステップ１０５を実施するようにしてもよい。この場合、標定処理部２０での電圧・電流のモード変換は不要となるので、図８のように標定処理部２０による標定処理２００からモード変換処理ステップ２０３Ａを削除する。

（効果）
　以上述べたように、第２の実施形態およびその変形例によれば、第１の実施形態と同様に、各端子の同期をとることなく、シンプルかつ直接的な計算により、事故点までの距離ｘを求めることができる。しかも、本実施形態では、モード変換量を用いることにより、ａ、ｂ、ｃ、ａｂ、ｂｃ、ｃａ、ａｂｃ相の事故相選別を行うことなく標定計算できる利点がある。例えば、正相量の場合には１相、２相、３相事故に対して、逆相量の場合には１相、２相事故に対して、零相量の場合には１相事故に対して、事故相選別を行うことなく適用できる。そのため、全体の計算量を少なくすることができ、事故点標定をより効率よく行うことができる。

（第３の実施形態）
　本実施形態による事故点標定方法を実現するための事故点標定装置のブロック構成図は、第１および第２の実施形態と同様であり、また、入力処理部１０についても同一である。

　本実施形態が第１、第２の実施形態に比べて異なるところは、標定処理部２０の処理機能の一部なので、標定処理部２０の異なる処理機能について重点的に説明する。

（構成）
　本実施形態においても第１、第２の実施形態と同様、図１の入力処理部１０においては、標定対象線路１の両端のＡ端子およびＢ端子において、各端子の同期、非同期にかかわりなく、それぞれ電圧Ｖ_A（ベクトル量）および電流Ｉ_A（ベクトル量）、電圧Ｖ_B（ベクトル量）および電流Ｉ_B（ベクトル量）を採取する。

　そして、標定処理部２０において、線路長Ｌおよび単位長あたりの送電線線路定数Ｚ（ベクトル量）などの予め設定した設定値をもとに、Ａ端子から事故点Ｆまでの距離ｘを、ベクトル量（フェーザ量）を用いて求める。

　図９は、本発明の第３の実施形態に係る事故点標定方法を実現するための事故点標定装置において、標定処理部２０の処理機能として実行される標定処理２００を示すフローチャートである。

　図９において、ステップ２０１でデータを取得する。このステップ２０１は図１のデータ取得手段２１によって実行される処理ステップである。

　ステップ２０１でデータを取得後、ステップ２０２で事故発生有りと判定された場合（Ｙ）には、次のステップ２０３Ｂでベクトル量（フェーザ量）の算出を行い、さらに、ステップ２０４で各相電圧・各相電流データおよび線路定数などの設定値を用いて標定演算を行う。これらステップ２０２、２０３Ｂおよび２０４は、図１の標定演算手段２２によって実行される処理ステップである。

　ステップ２０４の後、続くステップ２０４１で標定演算手段２２により収束判定を行い、そして、さらに次のステップ２０５で標定結果を出力する。このステップ２０５は図１の標定結果出力手段２３によって実行される処理ステップである。

（作用）
　以上で事故点標定装置を構成する入力処理部１０Ａ、１０Ｂおよび標定処理部２０について機能説明を終えたので、以下、図１０ないし図１２を参照して本実施形態による事故点標定方法について説明する。

　図１０ないし図１２は、本実施形態の事故点標定方法を説明する図であり、特に、図１０（ａ）はＡ端子の電圧の時系列サンプルデータ例、図１０（ｂ）はＡ端子の電流のサンプルデータ例を示す。図１１（ａ）はＢ端子の電圧の時系列サンプルデータ例、図１１（ｂ）はＢ端子の電流のサンプルデータ例を示す。図１２は時系列の標定計算値例を示す。

　図１０、図１１に示すように、標定対象線路１の両端のＡ端子およびＢ端子において、各端子の同期、非同期にかかわりなく電圧Ｖ_A（ベクトル量）と電流Ｉ_A（ベクトル量）、電圧Ｖ_B（ベクトル量）と電流Ｉ_B（ベクトル量）の時系列サンプルデータを採取する。なお、図１０、図１１の図示例ではＡ端子（図１０）とＢ端子（図１１）は非同期であり、約４５度の位相ずれが生じている。

　線路長Ｌおよび単位長あたりの送電線線路定数Ｚ（ベクトル量）を用いると、Ａ端子から事故点２（Ｆ点）までの距離ｘは、両端から見た事故点電圧Ｖ_F（ベクトル量）の大きさの２乗値が等しいことから、時系列サンプルデータから各電圧・電流の振幅値および位相を算出することにより、後述する式（２９）を得る。

　以下、式（２９）を導く方法について説明する。　
　ある電気量の時系列サンプルデータからベクトル量（フェーザ量）を算出する一般例の一つとして、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を用いる方法がある。　
　ベクトル量（フェーザ量）は、時系列サンプルデータＶ_kに対して、DFTを用いることより、式（２８）にて算出できる。

　式（４）、（８）にこれを適用すると、次の式（２９）が得られる。

　ここで、Ｖ_As（ベクトル量）、Ｉ_As（ベクトル量）、Ｖ_Bs（ベクトル量）、Ｉ_Bs（ベクトル量）は時系列サンプルデータから算出したベクトル量である。

　本実施形態においても、既に説明した第１、第２の実施形態と同様に、式（２９）から得られるｘの２次方程式を解くことにより、事故点Ｆまでの距離ｘを求めることができ、図１２に示すように時系列的に標定計算値が得られる。

　この結果をもとに、標定計算値が最も安定する時点を収束判定により求め、最終的な標定結果とする。例えば、収束判定としては、３点のばらつきが最小となる時点を収束時点とするなどの方法がある。

　以上述べたように第３の実施形態によれば、第１の実施形態や第２の実施形態と同様に、各端子の同期をとることなく、シンプルかつ直接的な計算により、事故点までの距離ｘを求めることができる。しかも、本実施形態では、時系列的に算出した標定計算値の収束判定により最終的な標定結果を出力することにより、過渡的な変動に強く、より標定精度を向上させることができる。

（第４の実施形態）
　本実施形態による事故点標定方法を実現するための事故点標定装置のブロック構成図は、第１ないし第３の実施形態と同様であり、また、入力処理部１０についても同一である。

　本実施形態が第１ないし第３の実施形態に比べて異なるところは、図１３で示すように標定処理部２０の処理機能の一部なので、標定処理部２０の異なる処理機能について重点的に説明する。

（構成）
　本実施形態においても第１ないし第３の実施形態と同様、図１の入力処理部１０において、標定対象線路１の両端のＡ端子およびＢ端子において、各端子の同期、非同期にかかわりなく、それぞれ電圧Ｖ_A（ベクトル量）および電流Ｉ_A（ベクトル量）、電圧Ｖ_B（ベクトル量）および電流Ｉ_B（ベクトル量）を採取する。

　そして、標定処理部２０において、線路長Ｌおよび単位長あたりの送電線線路定数Ｚ（ベクトル量）を設定するとともに、Ａ端子から事故点Ｆまでの距離ｘを、ベクトル量（フェーザ量）の振幅またはフェーザ量の最も安定した時点を用いて求める。

　図１３は、本発明の第４の実施形態に係る事故点標定方法を実現するための事故点標定装置において、標定処理部２０の処理機能として実行される標定処理２００を示すフローチャートである。

　図１３において、ステップ２０１でデータを取得する。このステップ２０１は図１のデータ取得手段２１によって実行される処理ステップである。

　ステップ２０１でデータを取得後、ステップ２０２で事故発生有りと判定された場合（Ｙ）には、次のステップ２０３Ｂでベクトル量（フェーザ量）の算出を行い、さらに次のステップ２０３Ｂ１で振幅またはフェーザ量の最も安定した時点を判定し、続くステップ２０４で上記時点の各相電圧・各相電流データおよび線路定数などの設定値を用いて標定演算を行う。これらステップ２０２、２０３Ｂ、２０３Ｂ１および２０４は、図１の標定演算手段２２によって実行される処理ステップである。

（作用）
　以上で事故点標定装置を構成する入力処理部１０Ａ、１０Ｂおよび標定処理部２０について機能説明を終えたので、以下、図１４および図１５の波形図を参照して本実施形態による事故点標定方法について説明する。

　図１４および図１５は、本実施形態の事故点標定方法を説明する図であり、特に図１４（ａ）はＡ端子の電流の時系列サンプルデータ例、図１４（ｂ）はＡ端子の電流の時系列振幅値例、図１５（ａ）はＢ端子の電流の時系列サンプルデータ例、図１５（ｂ）はＢ端子の電流の時系列振幅値例を示す図である。

　図１４（ａ）および図１５（ａ）に示すように、標定対象線路１の両端のＡ端子およびＢ端子において、各端子の同期、非同期にかかわりなく電圧Ｖ_A（ベクトル量）、Ｖ_B（ベクトル量）と電流Ｉ_A（ベクトル量）、Ｉ_B（ベクトル量）の時系列サンプルデータを採取する。

　図１４（ｂ）、図１５（ｂ）に示すように、時系列サンプルデータの最も安定した時点のデータを用いて、線路長Ｌおよび送電線線路定数Ｚ（ベクトル量）を用いると、Ａ端子から事故点Ｆまでの距離ｘは、両端から見た事故点電圧Ｖ_F（ベクトル量）の大きさの２乗値が等しいことにより、下記式（３０）を得る。

　ここで、Ｖ_AT（ベクトル量）、Ｉ_AT（ベクトル量）、Ｖ_BT（ベクトル量）、Ｉ_BT（ベクトル量）は時系列サンプルデータから求めた最も安定した時点のベクトル量である。

　式（３０）から得られるｘの２次方程式を解くことにより、時系列サンプルデータの最も安定した時点における事故点までの距離ｘを求めることができる。

　例えば、時系列サンプルデータの最も安定した時点としては、各時系列の電圧・電流振幅値またはフェーザ量の３点のばらつきが最小となる時点とするなどの方法がある。なお、図１４、図１５の図示例ではＡ端子（図１４）とＢ端子（図１５）は非同期であり、振幅またはフェーザ量の最も安定した時点は約２ｍｓずれている。

　以上述べたように第４の実施形態によれば、第１の実施形態ないし第３の実施形態と同様に、各端子の同期をとることなく、シンプルかつ直接的な計算により、事故点までの距離ｘを求めることができる。しかも、本実施形態では、振幅またフェーザ量の最も安定した時点の値を用いて事故点までの距離ｘを算出するので、過渡的な変動に強く、より標定精度を向上させることができる。

（第５の実施形態）
　以上述べた第１ないし第４の実施形態の場合、標定対象送電線１が２端子の場合であったが、本実施形態は標定対象送電線１が分岐点を有する３端子であり、入力処理部が一つ増えた点を除けば、入力処理部１０の構成は第１の実施形態と同じである。しかし、分岐点があるがゆえに標定処理部２０の処理機能の一部が少し異なる。

　図１６において、ＣＴ１０Ｃ、ＶＴ１０ＣはそれぞれＣ端子に設置した変流器、電圧変成器である。１０ｃは、Ｃ端子に設けた入力処理部であり、Ａ端子、Ｂ端子に設けた入力処理部１０ａ、１０ｂと同様にデータ入力手段１１ｃ、データ記憶手段１２ｃおよびデータ伝送手段１３ｃとから構成され、伝送媒体ＮＥＴに接続されている。標定処理部２０は図１の場合と同じである。

　本実施形態においても第１ないし第４の実施形態と同様、図１の入力処理部１０においては、標定対象線路１の両端のＡ端子およびＢ端子において、各端子の同期、非同期にかかわりなく、それぞれ電圧Ｖ_A（ベクトル量）および電流Ｉ_A（ベクトル量）、電圧Ｖ_B（ベクトル量）および電流Ｉ_B（ベクトル量）を採取する。本実施形態ではさらに、Ｃ端子において、電圧Ｖ_C（ベクトル量）および電流Ｉ_C（ベクトル量）を採取する。

　本実施形態の標定処理部２０の機能について図１７のフローチャートを参照して説明する。
　図１７において、ステップ２０１でデータを取得する。このステップ２０１は図１のデータ取得手段２１によって実行される処理ステップである。

　ステップ２０１でデータを取得後、ステップ２０２で事故発生有りと判定された場合（Ｙ）には、次のステップ２０６で分岐点電圧・分岐点電流の算出を行い、次のステップ２０４で各相電圧・各相電流データおよび線路定数などの設定値を用いて標定演算を行い、続くステップ２０７で事故点確定または最終区間の判定を行う。これらステップ２０２、２０６、２０４および２０７は、図１の標定演算手段２２によって実行される処理ステップである。

（作用）
　以上で事故点標定装置を構成する入力処理部１０Ａ、１０Ｂおよび標定処理部２０について機能説明を終えたので、以下、図１８を参照して本実施形態による事故点標定方法について説明する。

　図１８は、本発明の第５の実施形態の事故点標定方法を示す図であり、特に、図１８（ａ）は送電線の回路図、図１８（ｂ）は電圧、電流間に成り立つ関係式を示す。

　本実施形態においては、図１８で示すように、送電線１は、端子Ａ、Ｂの中間の分岐点Ｄにおいて分岐し、端子Ｃを有する。標定対象線路１をＡ端子－Ｄ点間としたとき、Ｂ端子とＣ端子から見たＤ点の分岐点電圧Ｖ_D（ベクトル量）が等しいことから、Ｂ端子とＣ端子の間の位相差をθとすると、下記式（３１）が成り立つ。

　式（３１）より、次の式（３２）が求められる。

　標定対象線路１のＡ端子－Ｄ点間において、両端の同期、非同期にかかわりない電圧Ｖ_A（ベクトル量）、Ｖ_D（ベクトル量）と電流Ｉ_A（ベクトル量）、Ｉ_D（ベクトル量）、線路長Ｌおよび送電線線路定数Ｚ（ベクトル量）を用いると、Ａ端子から事故点Ｆまでの距離ｘは、Ａ端子、Ｄ点から見た事故点電圧Ｖ_F（ベクトル量）の大きさの２乗値が等しいことから、下記式（３３）となる。

　式（３３）に式（３２）を代入することにより、Ａ端子、Ｂ端子、Ｃ端子の電圧、電流をパラメータとするｘに関する２次方程式が得られる。そして、その２次方程式をｘについて解くことにより、Ａ端子から事故点Ｆまでの距離ｘを求めることができる。

　以上述べたように、第５の実施形態によれば、第１の実施形態ないし第４の実施形態と同様に、分岐点を持つ３端子以上の送電線においても、各端子の同期をとることなく、シンプルかつ直接的な計算により、事故点までの距離ｘを精度良く求めることができる。

　１…標定対象の送電線、２…事故点Ｆ、３…分岐点、１０…入力処理部、１１…データ入力手段、１２…データ記憶手段、１３…データ伝送手段、２０…標定処理部、２１…データ取得手段、２２…標定演算手段、２３…標定結果出力手段。

Claims

　標定対象送電線の各端子の電圧、電流および送電線線路定数を用いて事故点を標定する事故点標定方法において、
　両端から見た事故相の事故点電圧の大きさの２乗値が等しい点を事故点として得られる２次方程式を解くことにより所定の一端から事故点までの距離を算出することを特徴とする事故点標定方法。
　前記事故点電圧としてモード変換した値を用いることを特徴とする請求項１に記載の事故点標定方法。
　前記電圧、電流の時系列サンプル値を用いて計算し、時系列的に算出した標定結果の収束判定を行うことにより最終結果を出力することを特徴とする請求項１に記載の事故点標定方法。
　前記電圧、電流の時系列サンプル値を用いて計算し、時系列サンプル値の最も安定した時点のデータを用いて計算することを特徴とする請求項１に記載の事故点標定方法。
　分岐点を有する３端子以上の送電線において、２端子から見た分岐点電圧が等しいことを利用し、２端子の電圧、電流および送電線線路定数を用いて２端子間の位相差を算出し、算出した位相差と２端子の電圧・電流および送電線線路定数を用いて分岐点の電圧・電流を算出し、端子と分岐点間または分岐点と分岐点間を前記両端とみなして、所定の一端から事故店までの距離を算出することを特徴とする請求項１に記載の事故点標定方法。
　標定対象送電線の各端子の電圧、電流および送電線線路定数を用いて事故点を標定する事故点標定装置において、
　標定対象送電線の各端子に、端子電圧および電流を取り込み、ディジタル変換を行うデータ入力手段、データ記憶時間を含む１種以上の設定値を予め設定しておき、この設定値をもとに事故発生時に電気量データをメモリに記憶するデータ記憶手段、記憶したデータを伝送するデータ伝送手段を備えた入力処理部を設け、
　伝送媒体を介して前記各端子に設置された前記入力処理部から伝送されてくるデータを取得するデータ取得手段、前記標定対象送電線の線路定数を含む１種以上の設定値を予め設定しておき、この設定値および前記データ取得手段で取得した電流、電圧データを用い、両端から見た事故相の事故点電圧の大きさの２乗値が等しい点を事故点として得られる２次方程式を解くことにより所定の一端から事故点までの距離を算出する標定演算を行う標定演算手段、この標定演算手段の標定結果を出力する標定結果出力手段を備えた標定処理部を設けたことを特徴とする事故点標定装置。