JPH0225768A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は高抵抗接地系統の平行２回線送電線の１線地絡
故障時における故障点標定装置に関する。

（従来の技術） 従来、送電線の故障点標定にはサージ受信方式、或いは
／＃〃スレーダ方式のように進行波を応用したものと、
送電線の電圧、電流を測定し、故障点までのインピーダ
ンスを求める（インピーダンス演算方式）か、或いは平
行２回線の電流の大きさの比から対象標定区間に対する
故障点までの比を求める（電流比演算方式）かにより故
障点を求める方式がある。前者の進行波を利用したもの
は、通信装置、送電線への信号結合装置等の付帯設備を
必要とし高価なものである。後者のインピーダンス演算
方式或いは電流比演算方式の場合、送電線に通常設けら
れている電圧変成器および変流器より得られる電圧およ
び電流等の電気量情報のみで故障点を標定するため、前
者のような新たな付帯設備を必要としない。さらに、近
年、マイクロコンビ、−夕を応用したデジタル計算機技
術の著しい発達により、ソフトウェア処理で複雑な演算
も処理可能な後者方式が特に注目を集めるようになりて
きた。

ここで、インピーダンス演算方式とｔａ比演算方弐につ
いてその基本原理を説明する。

第４図はインピーダンス演算方式の原理説明図である。

第４図において各信号の意味は下記である。

ｘ　：　ＣＴ設置点から故障点までの距離（―）ｉ：故
障時の電流　　　　　　　　　（Ａ）９：故障時の端子
電圧　　　　　　　（Ｖ）９Ｆ＝故障時の故障点電圧　
　　　　　（ｖ）ＲＦ：故障点抵抗　　　　　　　　　
　（Ω）ｉ、：故障時の故障点電流　　　　　　（Ａ）
２：単位長・当りのインピーダンス　（Ωン）Ｆ：故障
点 第４図の点Ｆで１線地絡故障が発生し次場合９エニーｘ
−Ｚ＋’？　　　　　−・・（１）？？　”　’Ｆ・Ｒ
，−（２） が成立する。今、！、と略々同位相と考えられる電気量
ｔ−ｆｐｏｌ　（極性量）と定義する。Ｉｐｏｌの共役
複素数成分（Ｉｐｏｌ　　）　ｔ−（１）式の両辺に掛
けて変形し、（３）式を得る。

ＶＩｐｏｌ−量中Ｚ　Ｉｐｏｌ　＝＋ｖ、　・ｔｐｏｌ
　　　ｍ　（３）ここでＶ、とＩＰ（１１が同位相と仮
定すると＜ｔ、　＝　Ｈｖ、しｊλ＊　Ｉｐｏｌ　士Ｉ
　Ｉｐｏｌ　ｌ　・Ｍ’λと表わセルので（３）式の右
辺は（４）式で表現される。

”Ｆ　・Ｉ　ｐ　ｏ　１　＝ｌ　ＶＦ　ｌ　・ａ　’λ
・ｌ　Ｉｐｏｌ　ｌ　・ε−ｊλ＝　Ｉ　ｖｙ　Ｉ　・
ｌ　Ｉｐｏｌ　ｌ　’　　　　　”・（４）（４）式は
実軸方向の成分のみであるためその虚数部は零である。

１　ｍ　（ＶＪ　ｐｏ　１　）　＝Ｏ・”　（５）従り
て（３）式の両辺の虚数部をとＤ　％　（５）式を代入
すると（６）式な得る。

ｉｎ（Ｖ−Ｉｐｏｌ）−１ｍ（ｋｘ４−ｆｐｏｉ）＝０
・・・（６） （６）式から故障点までの距離Ｘは（７）式で与えられ
る。

（７）式を用いて故障点を標定するのが、インピーダン
ス演算方式の原理である。インピーダンス演算方式の例
としては、４Ｉ！［昭５９−５９５７８号「送電線故障
点標定〜方式」等があり、これらはすでに開示された技
術である。

第５図は電流比演算方式の原理説明図である。

第５図において各記号の意味は下記である。

１：標定対象区間全長（―） ｔｏ、：故障時の自回線零相電流（Ａ）ｔ０２：故障時
の隣回線零相電ｆｉ（人）９゜、：故障時の零相電圧（
Ｖ） ｋ：標定対象区間全長に対する故障点までの比１０、：
故障時の対向端零相電流（人）之　：単位長当ｐの零相
自己インピーダンス（Ω／に、）う：単位長当りの零相
相互インピーダンス（Ω／に、）９゜２：故障点零相電
圧（ｖ） Ｆ：故障点 第５図の点Ｆで１線地絡故障゛が発生した場合、故障回
線側では（ロ）式が一又健全回線側では（２）式がそれ
ぞれ成立する。

ｖ。、＝ｆ。、　−ｋｘ　・ｚ。＋ｆ。２−ｋｔ・ｚｒ
ｎ＋ｖｏＦ・・・Ｃ１１）中。、＝！。２・（２−ｋ）
１・之。＋（１−ｋ）１・礼・！。。

＋■。、・ｋｌ−ｚ、−１゜２・（１−ｋ）・ｌ−ζ−
（ｆ、、＋ｆ、、）ｚ、（１−ｋ）−ｔ＋？、、　　　
−６２（ロ）式＝（６）式とおいて整理すると（２）式
を得る。

皇。、・ｋｌ（ｔ。−ｚ、）−ｆ、、（２−ｋ）ｘ　・
（ｚ。−４，）＋１゜、（１−ｋ）　１・（之。−一）
・・・（至） （至）弐ｔ−ｋＫりいて解くと住→式を得る。

＜１４式には対向端の零相を流１０．が含まれているた
めこの成分を除去することを考えα棒式１：変形し、四
穴を得る。

（ｆｏ、　＋　ｔ、２）ｋ−２ｉ、２＝ｆ０．　（１−
ｋ）　　　　・・・（ト）今、電気量としてＶｐｏｌ（
［性量）を定義し四穴の両辺にＶｐｏｌの共役複素数成
分全組け、さらにその実軸方向成分をとると０１９式を
得る。

Ｒｅ　（（１，１＋ｆ０２）ｋ　−Ｖｐｏ　１”　）　
Ｒｅ　（２・’ｏ２−Ｖｐｏ内Ｒｅ（ｉ（１，（１−ｋ
）Ｖｐｏｌ”）　　−ａ＊ここで対向端子の零相電流ｉ
、ｌｄ（虚軸方向成分（充電々流又はリアクトル１１流
）のみと仮定するとα・式の右辺は零となりα乃式を得
る。

Ｒ・（（ｆ。、＋皇ｏ２）ｋ−Ｖｐｏ白−Ｒ＠（２・’
ｏ２・？ｐｏｌ＊）　　　・・・Ｑ４（ロ）式から標定
対象区間全長く対する故障点までの距離の比には（至）
式で与えられる。

（至）式を用いて故障点を標定するのが電流比演算方式
の原理である。電流比演算方式の例としては特開昭６１
−９８１１９「故障点標定装置」が提案されており、こ
れもすでに開示された技術である。

（発明が解決しようとする課題） 以上説明してきたように高抵抗接地系統の場合１線地絡
故障に対してはインピーダンス演算方式と電流比演算方
式〇二つが現在有効な方式として考案されているが、両
者を比較した場合その精度面から言うと後者の電流比演
算方式が僅れているという状況にある。

しかしたから電流比演算方式は永久故障発生時＼ の２回めの標定に対しては演算原理上適用ができないと
いう問題がある。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、系統故障検出条件或いはし中断器４外し指令条件よ
り系統の運用状況を推定し状況に応じた最適の標定演算
方式を選択することで、１紐地絡故障に対する標定を常
圧可能とする故障点標定装置を提供することを目的とし
ている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明では１電力系統の電流、
電圧情報をもとに自端から故障点までの位置を標定する
高抵抗接地系の平行２回線送電線用の故障点標定装置に
おいて、自端子にて２回線分の電流、電圧値を同一時刻
に周期的にサンプリングしてデジタル量に変換する手段
と、系統故障の発生時に故障点までのイン一一〆ンスを
演算して故障点を定める第１の標定演算手段と、系統故
障の発生時に２回線を構成する各回線の零相電流の比を
演算して故障点を定める第２の標定演算手段と、系統か
ら入力される系統故障検出条件あるいはしや断器４外し
指令条件により前記各県１及び第２の標定演算手段を切
換える手段とから構成した。

（作　用） したがりて、故障発生時に系統故障検出条件あるいはし
や断器４外し指令によりて１線地絡故障を検出し、２回
線運用下であればより精度のよい電流比演算方式とし、
１回線運用であればインピーダンス演算方式１：選択す
る。

（実施例） 以下図面を参照して実施例を説明する。

第３図は本発明による故障点標定装ｆｉｌｌをマイクロ
コンビ、−夕等を応用したデジタル演算処理装置を用い
て構成した場合のハードウェア構成を含む実施例を示し
ている。

第３図において、１は故障点標定の対象となる平行２回
線送電線、２ｍ、２ｂは、それぞれの送電線に設置され
た変流器、３は電圧変成器、４は本発明の故障点標定装
置、５は入力電気量のレベルを変換する入力変換器、６
は入力電気量の高調波成分を除去し基本波成分を抽出す
るフィルタ回路（ＦＩＬ　）、７はサンプルホールＰ回
路（Ｓ／１（）、８はＹルチプレクサ回路（ＭＰＸ）、
９はアナログ量をデジタル量に変換するＡＤ変換回路（
ｊｖ’Ｔ）　）・１０は入力インタ−７エイス回路、１
１はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、１２はソフト
ウェア演算を制御する中央演算回路（ＣＰＵ　）、１３
は演算プログラムを収納するリードオンリメモリ（ＲＯ
Ｍ）、１４は出力インターフェイス回路、１５は出力回
路を示している。これらのハードウェアの構成はマイコ
ン応用のデジタル演算処理装置では一般的なものである
ため、以下簡単に応動を説明し、詳細な説明は省略する
。

電力系統の電気蓋は変流器２ａｓ２ｂＳｔ圧変成器３を
介して故障点標定装置４へ導入される。

故障点標定装置４に導入された電気量は、入力変換器５
、フィルタ回路６、サングルホールド回路７、マルチブ
レフサ回路８、人り変換回路９ｔ−順番に介してデジタ
ル量に変換され、ランダムアクセスメモリ１１に記憶さ
れる〇 中央演算回路１２はランダムアクセスメモリ１１に記憶
されたこれらの情報を用い、リードオンリメモリ１３に
記憶されている後述するソフトウェア演算処理を実行し
、故障点を標点する。標定結果は、出力インターフェイ
ス回路１４を、介して出力回路１５へ導入し、外部に表
示される。

第１図は、第４図の故障点標定装置５に納められている
本発明の一実施例を示す機能ブロック図である。

第１図において、２１は１線地絡故障検出条件で故障検
出リレーの組み合わせ等によりｌ線地絡故障を検出した
場合に出力を生ずるものである。

具体的には短絡内部故障を検出する短絡距離リレー　（
Ａ）と地絡内部故障を検出する地絡方向リレー（Ｂ）　
を用いて、Ａ不動作かりＢ動作の条件で１線地絡故障を
判別し、更に、各相電圧の最小電圧和を検出して故障相
を選別する等の方法により構成されるものであるが、こ
こではその具体的な内容を限定するものではなく、１線
地絡故障を検出できるものであればよい。２２は出力を
遅延させるためのタイマー回路：％２３は出力を引延す
ためのタイマー回路、２４はＮＯＴ回路、２５．２６は
ＡＮＤ回路、２７は前述した！。形標定演算回路（１１
Ｅ流比演算形標定回路）、２８は同じく前述した２形標
定演算回路（インピーダンス演算形標定回路）を示して
いる。なお、特に図示しないが２つの標定演算回路は互
いにインターロック条件を有しており、先に起動した方
の標定演算回路がその故障に対する標定処理を終了する
まで、他方の標定演算回路は起動ロックされる本のとす
る。

このような構成において、標定対象区間に故・障が発生
した場合の応動を以下に説明する。

（１）２回線運用時の１線地絡故障に対する標定１線地
絡故障発生により１級地絡故障検出条件２１が１１ｍと
々る。タイマー回路２２の時限Ｔ１によりＮＯＴ回路２
４の入力側は信号の立ち上りが遅延する。このためＡＮ
Ｄ回路２５はＴ１時間だけ条件が成立し、！。形標定演
算回路２７により故障点標定が行なわれる。Ｔ１の時限
はＩ００形標定演算路を起動するための十分な時限を有
していればよい。

以上のような回路の応動により通常Ｏ１ｇ地絡故障に対
し、標定原理上適用可能でしかも精度面でも優れている
Ｉ０形標定演算が選択されて故障点標定か行なわれる。

（ｉｉ）　　２回線運用時のｌ線地絡永久故障に対する
再閉路（し中断器投入）時の（２回めの）標定０ ２回線運用であるが、系統保護機能の＠きにより故深発
生回線のし中断器が「切」となり、−時的に１回線（片
回線）運用の状態となる。

更に再閉器機能の働きによりし中断器を投入していく場
合、故障が継続している（永久故障）ため、再度故障モ
ードとなるが、この２回目の故障に対する標定を考える
。

まず１回目の故障に対しては（１）項に示した通りの応
動によりＩ００形標定演算路２７が選択されて標定か行
なわれる。その際、タイマー回路２３の引き延し時間Ｔ
２がセットされることが、本発明の目的である２回目の
標定に対して必要な条件となる。これは予じめ動作時遅
延タイマー回路２２の時限Ｔｉｔ−１線地絡故障検出。

条件が成立している時間内で設定することで容易に目的
を達することが可能である。又、引き延し時間Ｔ２の時
限としては再閉路処理時間を考慮し、永久故障時の１回
目の故障除去から再閉路機能によるし中断器再投入の処
理が完了するまでの時間以上で設定するものとする。こ
の状況において、し中断器再投入による２回目の故障モ
ードに対する応動を考える。１線地絡事故検出条件２１
は再び成立してくるので動作遅延タイマー回路２２は起
動するが、立上がりが時限Ｔ１だけ遅延する。通常の故
障に対してはこの時限ＴＩＫよりＩ０形標定演算が行な
われることになるが、今回は１回目の故障時にタイマー
回路２３の引き延し時間Ｔ２がセットされているため状
況は一変する。即ち、タイマー回路２３の出力が１１”
で継続しているためにアンド回路２６０条件が成立し、
２形標定演算回路２８により故障点標定か行なわれる。

即ち、し中断器再投入直後の故障に対しては片回線運用
相轟となるため、！。形標定演算が原理上適用できない
ために２形標定演算が実行され、故障点標定が行なわれ
る。

第２図は本発明の他の実施例を示す機能ブロック図であ
る。

第２図において、２９は送電線の保護装置から出力され
るし中断器列外し指令条件を示している。

この条件は通常の送電線に対して備えられているもので
あり、容易に導入可能である。この実施例では第１図に
示す実施例に対し、タイマー協調回路２２，２３．２４
の駆動条件が故障検出条件からし中断器列外し指令条件
に置き換えられているが、前記実施例と同程度の効果が
期待できることは明らかである。ただし、この場合のタ
イマー回路２２０時限Ｔ１は、し中断器列外し指令２９
の継続時間以内で設定することが必要である。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明では既に開示されている技
術である２形標定演算方式と！。形標定演算方式を用い
て、系統故障検出条件或いはし中断器列外し指令条件か
ら系統の運用状！！１を推定し、その運用状態における
最適の演算方式を選択して標定するように構成しｆＦ−
７’ｔめに、永久故障時の２回目の標定に対しても常に
故障点’ｋＪＥ［に標定することが可能となり、しかも
サージ受信方式、パルスレーダ方式のように高価な付帯
設備を必要としない故障点標定装置を提供できる。ここ
で本発明は％　Ｉ００形標定演算方が原理上適用できな
い場合ＫＺ形標定演算方式を用いることとしているが、
２形標定演算方式にしてもＩ００形標定演算方より多少
精度面で劣るというもの０１実用上は十分な精度を有し
ているため本発明の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す機能ブロック図、第２図
は本発明の他の実施例を示す機能ツルツク図、第３図は
本発明をデシタル演算処理装ｆＩＬｔ用いて構成した場
合のハードフェア構成図、第４図はインピーダンス演算
方式の原理説明図、第５図は電流比演算方式の原理説明
図である。 ２１−１線地絡故障検出条件 ２２−（動作時遅延）タイマー回路 ２３・・・（復帰時遅延）タイマー回路２４・−Ｎ０７
回路　　　２５．２６・・・ＡＮＤ回路２７−Ｉ００形
標定演算路 ２８・・・２形標定演算回路 ２９・・・し中断器列外し指令条件 第１図 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　第子丸　　　健 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電力系統の電流、電圧情報をもとに自端から故障点まで
   の位置を標定する高抵抗接地系の平行２回線送電線用の
   故障点標定装置において、自端子にて２回線分の電流、
   電圧値を同一時刻に周期的にサンプリングしてデジタル
   量に変換する手段と、系統故障の発生時に故障点までの
   インピーダンスを演算して故障点を定める第１の標定演
   算手段と、系統故障の発生時に２回線を構成する各回線
   の零相電流の比を演算して故障点を定める第２の標定演
   算手段と、系統から入力される系統故障検出条件あるい
   はしゃ断器引外し指令条件により前記各第１及び第２の
   標定演算手段を切換える手段とを備えたことを特徴とす
   る故障点標定装置。