JPH0225767A - 地絡故障点標定方法 - 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、電力の供給信頼度を確保すべく、送電線に発
生した地絡故障点を送電線両端子において測定された故
障発生時の零相電流、零相電圧量により標定し、故障復
旧の迅速化を図るための故障点標定方法に関する。

〔従来の技術〕

送電線の両端の電圧量・電流量を取り込んで地絡故障を
標定する方法はいくつか存在するが、その中で入力点数
の少ない方法として、例えば「故障点標定方式」　Ｃ特
開昭５８−１６８９７６号公報）がある。この方法は、
送電線両端の零相電圧。

零相電流を用いて標定する方法である。第３図の送電系
統を考えてみる。送電線の標定対象区間内に故障が発生
した場合、送電線の両端に現れる零相電流量・零相電圧
量を取り込み装置ＩＡ、ＩＢを用いて取り込み、これを
Ａ／Ｄ変換した量を中実装置に伝送するか、相手の数カ
込み装置に伝送する。中実装置または取シ込み装置は、
集められた送電線両端の零相電圧量・零相電流量を用い
、次式（１）、　（２）にて故障点を標定する。

７８人−ＸＺｏＩ。Ａ−ＶｏＢ−（Ｌ−Ｘ　）ＺｏＩＯ
Ｂ−Ｖ。Ｆ　　　　　　・・・・・・（１）Ｖ　−Ｖ　
＋　Ｌ　Ｚ、　Ｉ、、　　　　＋＋＋＋＋　ｃ２）０人
　　ＯＢ Ｘ　！ Ｚｏ（ＩｏＡ＋　Ｉ。、） （Ｚｏ；単位長当りの零相インピーダンス）この方法は
、故障点の零相電圧（ベクトル）ｖｏＦが、大端から見
てもＢ端から見ても同じになる地点を解とする方法であ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、（１）、（２）式はベクトル演算である
ため、送電線両端の零相電圧量・零相電流量の取シ込み
に同時性が要求される。そこで、取シ込みの同時性を必
要としない方法として、次の（３）式の方法が存在する
。この方法は、等式両辺の絶対値を取ることによシベク
トルスカラ比較の式となり、取り込みの同期を必要とす
る位相成分は見なくても良いと云う利点がある。

ＭＡ−ｘＺＩＡ１＝　ｌｖ、−（Ｌ−ｘ）ＺＩＢＩ−Ｉ
ＶＦｌ　　　　　　　・・・・・・（６）なお、（３）
式中のＶ、Ｉは地絡故障発生相の相電圧量・相電流量で
あシ、ｖＦは故障点の相電圧量である。しかし、この方
式は各相銀に電圧機・電流量の取シ込みが必要となシ、
大規模となる難点がある。さらに、このような電圧量・
電流量を用いるため、微地絡故障や故障電流に対し潮流
が大きいときには故障電流の検出が充分でなく、標定結
果の精度が悪くなるという問題もある。

したがって、本発明は送電線両端の零相電圧量・零相電
流量のみを取り込み、潮流・故障点抵抗・光Ｉ電流の影
響を受けず、さらにベクトル演算のスカラ量のみに着目
することで、データ取り込みの同期性を不要とした地絡
故障点標定方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

標定の対象となる送電線の両端の零相電圧、零相電流を
取シ込み、これらと既知の量である零相インビーダ／ス
、零相対地容量、送電線の線路亘長とから、下記（イ）
〜（ニ）の手順で地絡故障点の位置を算出する。

（イ）標定対象区間両端をＡ端、Ｂ端とする。

（ロ）大端にて計測される零相電流がＢ端まで流れると
仮定して、Ａ端からＢ端までの単位長毎の零相電圧量を
以下のステップにて算出して行く。

第１ステップでは演算起点をＡ端におく。

第２ステップでは零相電流と演算起点より単位長離れた
点までの零相インピーダンスとの積を演算起点での零相
電圧に加える。これを演算起点より単位長離れた点での
零相電圧量とし、メモリに保存する。

第３ステップではこの零相電圧量と演算起点より単位長
離れた点までの零相対地容量とから充電々流を算出し、
零相電流を補正する。

第４ステップでは演算起点を単位長だけ移動しつ〜演算
起点がＡ端よりＢ端に至るまで、前記第１ステップから
第３ステップを繰り返す。

（ハ）Ｂ端にて計測される零相電流がＡ端まで流れると
仮定して、Ｂ端からＡ端までの単位長毎の零相電圧量を
前記（ロ）項の第１ステップから第４ステップまでと同
様にして求める。

（ニ）前記（イ）〜（ハ）項の如く求められ保存されて
いる２種類の零相電圧量から、次の条件を満たす位置を
算出する。

ＶＯＡ　（ｎ　）　ｌ　　ｌ　ＶＯＢ　（ｍ）　ｌ−最
小算出されたｎ１ｍから、地絡故障点をＡ端よシｎ×（
単位長）、Ｂ端よりｍｘ（単位長）だけ離れた点とする
。

〔作用〕

送電線の標定対象区間両端から見た故障点での零相電圧
量が等しくなることを利用して、区間両端の零相電圧量
を基準に送電線定数と区間両端の零相電流から区間内各
地点の零相電圧を算出し、その大きさが等しくかつ両端
からの距離の和が標定対象区間の線路亘長となる地点を
故障点とするに当たシ、特に零相対地容量による影響を
考慮することにより、より正確な故障点標定を可能にす
る。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示すフローチャート。

第２図は本発明が適用される故障点標定システムの概要
と本発明による標定演算結果の一例を説明するための説
明図である。

こ〜で、本発明を実施するには第２図（イ）の如く、送
電線１回線の標定対象区間両端に零相電圧量・零相電流
蓋の２址を取シ込む端末装置ＩＡ。

１Ｂまたはその他この２量を検出する装置を必要とする
。取シ込んだ両端の２ｆｉは、第２図（イ）に示す中実
装置２もしくは、端末装置ＩＡ、ＩＢに伝送され装置内
で標定演算される。両端の２量の取シ込みのタイミング
は地絡故障が継続している時刻内であれば、かならずし
も両端で厳密な同期数υは必要とし々い。装置内での演
算は上述した通υであるが、これを式にて表すと次のよ
うになる。

ＩＶＯＡ−ｘ　ＺｏＩ。ＡＩ　＝　ＩＶＯＢ−（Ｌ−Ｘ
）ＺＯｌ０Ｂ−１Ｖｏ、　Ｉ　　　　　−・・−（４）
（４）式中の各記号は第２図に従うものとする。この（
４）式は基本式で、これに第２図（イ）に示す零相対地
容量Ｃ８に流入する零相電流分を加えると、仮にＡＭか
らｎＸ（単位長）、Ｂ端からｍ×（単位長）での零相電
圧Ｖ。Ａ（ｎ）、ｖｏＢ（ｍ）は、ＩｏＢ（ｒｎ）−１
１）Ｂ（ｒｎ−１）　−ｊωＣＯ（Ｌ−ｍ）　Ｖ□Ｂ　
（ｍ）・・・・・・（８） の如く示される。なお、 Ｖ　　（０）−Ｖ　　　　Ｉ　　（０）−Ｉ。Ａ　Ｉ　
ＶｏＢ（０）−Ｖ。Ｂ。

ＯＡ　　　　　　　ＯＡ　ｌ　　　　　ＯＡ■。Ｂ（０
）−１゜３　　　　　　　　　　　　　・・・・・・（
９）とする。また、Ｌ−（標定区間線路亘長）÷（単位
長′ｒｃあり、ｊは虚数記号をそれぞれ示す。さらに、
Ｚｏ　（ｎ）　、Ｃｏ　（ｎ）は、Ａ端よ、りｎＸ（単
位長）地点での零相インピーダンス、零相対地容量を示
し、予め与えられている直とする。実際の演算では、（
５）〜（９）式を用いて、ＩＶｏ、（ｎ）ｖｏＢ（ｍ）
ｌをｎ　ｘ＝　１〜Ｌ、　ｍ　−１〜Ｌについて演算し
、その全ての値を図示されないメモリに保存する。

以上の過程を第１図のステップ■〜■に示す。

すなわち、ステップ■では変数ｍ　、　ｎをそれぞれ”
１”にし、ステップ■ではＬを決定する。ステップ■で
は（９）式にもとづき初期Ｉｌｌ！　ＶｏＡ（０）　、
　ＩｏＡ（０）　、　ＶｏＢ（０）　、　Ｉ。Ｂ（０）
を定め、ステップ■では（５）、（６）式、またステッ
プ■では（７）　、　（８）式をそれぞれ演算する。次
いで、ステップ■ではｍ。

ｎの変数をそれぞれ更新し、以上の処理をｍ　ｌ　ｎと
もにＬに達するまで繰り返す（■参照）。なお、ＶｏＡ
　（ｎ）　ｐ　ＶＯＢ　（ｍ　）の演算結果の一例を第
２図（ロ）に示す。

以上の如き処理を終えたら、次に地絡故障発生点の決定
処理にはいる。地絡故障の発生点は、ＩＶｏＡ（ｒｔ）
　ｌ−ＩＶｏＢ（ｍ）　ｌ−最小直−−−−−・（１０
）かつ、 ｍ＋。＝Ｌ　　　　　　　　　　　　　　・・・・・・
（１１）を満たす地点とする。発生点の決定処理の仕方
としては種々考えられるが、こ〜では次のようにする。

第１ステップとして、２つの地点を設け、これを送’Ｉ
Ｃ線の標定区間両端におく（第１図■参照）。

送電線の標定区間両端にはＡ端・Ｂ端と仮に名前を設け
る。

第２ステップとして、二つの地点の中間点Ｘを設定する
。Ｌが奇数になるときは、Ｘは（Ｌ−１）／２または、
（Ｌ＋１）／２のどちらかセする（同■、［相］参照）
。

第３ステップとして、Ｘ点でのＶ。ＡｌｖＯＢの大小比
軟をする（同■参照）。すなわち、ＩＶｏＡ（ｘ）　ｌ
−ＩＶｏＢ（Ｌ−ｘ）　ｌ−ｇ　　　−−−−−−（１
２）である。もし、εが正の値ならば、Ｂ端点をＸ点に
移す（同■参照）。もし、感が負の値ならば、Ａ端点を
Ｘ点に移す（同■参照）。

第４ステップとして、第３ステップにて、新たに設定さ
れた２つの地点を用いて、第２ステップから第３ステッ
プの処理を再実行する（同■〜■診照）。再実行を繰り
返すうちに２つの地点、つｔａＸ点がある値に収束する
。このＸ点をもちいて、Ａ端よ）ｘ×（単位長）、Ｂ端
より（Ｌ−ｘ）×（単位長）を故障点とする（同０参照
）。

以上で送電線が１回線の場合について説明したが、こ〜
で平行２回線の場合について説明する。

つまシ、第２図（イ）に示すような１回線の送電線につ
いては、（５）〜（１２）式の処理をもって標定できる
が、平行２回線の送電線については、両端の零相電圧量
および１，２回線の各々両端の零相電流量を取シ込むこ
とで、同様の演算が成立する。

すなわち、（５）式は、 ＶｏＡｌ（ｎ）−ＶｏＡＩ（ｎ−１）−Ｚｏｌ（ｎ−１
）Ｉ。ＡＩ（ｎ−１）Ｚ　ｍ　（ｎ−１）　ｌ０Ａ２　
（ｎ−１）　　　　’・・・・・（１３）と変形される
。なお、ＶｏＡｌ　Ｚｏｌ　Ｉ。、についている添え字
１．２は、各々１，２回線の量であることを意味してい
る。また、ＺＩｎは回線間相互インピーダンスである。

（７）式も（５）式と同様に、Ｖｏ、１　（ｍ）−Ｖ。

Ｂ１　（ｍ−１）　−Ｚ。１　（Ｌ−ｍ＋１　）ＩｏＢ
ｌ　（ｍ−１）−Ｚｍ（ｍ−１）　ＩＯＢ２（ｍ−１）
　　　　””　（１４）と変形され、（６）式は ＩｏＡｌ（ｎ）−ＩｏＡｌ（ｎ−１）　　ＪωＣ０１（
ｎ）ｖｏＡｉ　（ｎ）−ｊωＣｆｎ（ｎ）ＩＶｏＡ（ｎ
）　　　　−・−（１５）と変形される。こＬＫ、ＩＶ
ｏＡ（ｎ）はＡ端よＦ）ｎ×（単位長）の地点での回線
間の零相電圧量の差、すなわち（１４）式については、 ΔＶ　　（ｎ）＝Ｖ　　１（ｎ）−Ｖ　　２（ｎ）　　
　　　・・・・−（１６）ＯＡ　　　　　　　ＯＡ　　
　　　　　０ムである。同様にして（８）式については
、次式のようＫなる。

−ｊωＣｍ（Ｌ−ｍ）ΔｖＯＢ（”）　　　”””（１
７）なお、ΔｖＯＡ、ΔｖＯＢおよびＣｒｎが、各々Ｖ
ＯＡ　５ＶＯＢおよびＣ８項に比べて小さければ、（ｉ
５）、（１７）式のＣのかかる項を無視することができ
る。また、以上は平行２回線時の１回線側についての処
理を示しておシ、したがって、（１３）〜（１７）式を
２回線側についても１回線側と平行して行なう。

また、１回線側については（１０）〜（１２）式の演算
も行なう。

〔発明の効果〕

本発明によれば、標定区間両端の電圧・電流数υ込みの
同期性を必要とせずに標定演算ができ、同期信号送受信
回路が不要となる。また、演算が故障点抵抗・潮流およ
び充電電流の影響を受けないと云う利点もある。なお、
演算の形式上、送電線各地点でのインピーダンス・対地
容量のばらつきも単位長さ毎に設定できるようになって
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すフローチャート、第２図
は本発明が適用される故障点標定システムの概要と本発
明による標定演算結果の一例を説明するための説明図、
第３図は従来の故障点標定システムの一例と零相電圧分
布の一例を説明するための説明図である。 符号説明 ＩＡ、ＩＢ・・・・・・取込装置（５２１末装置）、２
・・・・・・中実装置、ＶＯＡ　＋　ＶｏＢ　’・・・
・・零相電圧、ＶＯＡ　（ｎ　）　ＰＶ　　（ｍ）・・
・・・・単位長の零相電圧、工。、、工。３・・・・・
・Ｂ 零相電流、■。Ａ（ｎ）、工。Ｂ（ｍ）・・・・・・単
位長の零相電流、ｚｏ・・・・・・零相インピーダンス
、Ｃ０・・・・・・零相対地容量。 代理人　弁理士　並　木　昭　夫 代理人弁理士　松　崎　　　　清

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 標定の対象となる送電線の両端の零相電圧、零相電流を
   取り込み、これらと既知の量である零相インピーダンス
   、零相対地容量、送電線の線路亘長とから、下記（イ）
   〜（ニ）の手順で地絡故障点の位置を算出する地絡故障
   点標定方法。 （イ）標定対象区間両端をＡ端、Ｂ端とする。 （ロ）Ａ端にて計測される零相電流がＢ端まで流れると
   仮定して、Ａ端からＢ端までの単位長毎の零相電圧量を
   以下のステップにて算出して行く。 第１ステップでは演算起点をＡ端におく。 第２ステップでは零相電流と演算起点より単位長離れた
   点までの零相インピーダンスとの積を演算起点での零相
   電圧に加える。これを演算起点より単位長離れた点での
   零相電圧量とし、メモリに保存する。 第３ステップではこの零相電圧量と演算起点より単位長
   離れた点までの零相対地容量とから充電々流を算出し、
   零相電流を補正する。 第４ステップでは演算起点を単位長だけ移動しつゝ演算
   起点がＡ端よりＢ端に至るまで、前記第１ステップから
   第３ステップを繰り返す。 （ハ）Ｂ端にて計測される零相電流がＡ端まで流れると
   仮定して、Ｂ端からＡ端までの単位長毎の零相電圧量を
   前記（ロ）項の第１ステップから第４ステップまでと同
   様にして求める。 （ニ）前記（イ）〜（ハ）項の如く求められ保存されて
   いる２種類の零相電圧量から、次の条件を満たす位置を
   算出する。 ｜Ｖ＿Ｏ＿Ａ（ｎ）｜−｜Ｖ＿Ｏ＿Ｂ（ｍ）｜＝最小〔
   ｎ＋ｍ＝送電線標定対象区間の線路亘長 Ｖ＿Ｏ＿Ａ（ｎ）；Ａ端よりｎ×（単位長）離れた点で
   の零相電圧量 Ｖ＿Ｏ＿Ｂ（ｍ）；Ｂ端よりｍ×（単位長）離れた点で
   の零相電圧量〕 算出されたｎ、ｍから、地絡故障点をＡ端よりｎ×（単
   位長）、Ｂ端よりｍ×（単位長）だけ離れた点とする。