JPH0226218A - 送電線の短絡故障区間検出方法 - Google Patents

送電線の短絡故障区間検出方法

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JPH0226218A
JPH0226218A JP63174303A JP17430388A JPH0226218A JP H0226218 A JPH0226218 A JP H0226218A JP 63174303 A JP63174303 A JP 63174303A JP 17430388 A JP17430388 A JP 17430388A JP H0226218 A JPH0226218 A JP H0226218A
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voltage
circuit
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JP63174303A
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Miyohito Kondou
近藤 巳四人
Kazunori Sugimachi
和則 杉町
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Nishimu Electronics Industries Co Inc
Original Assignee
Nishimu Electronics Industries Co Inc
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    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
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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、両端電源系の送電線の短絡事故が発生した区
間を、鉄塔等の支持物に設置した電圧センサ、電流セン
サに生じた出力波形の位相に基づいてその鉄塔内の情報
のみで判定し、検出する方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、電力系統に事故が発生した場合、それを検出する
ための方法として、一般に電位変成器や接地変圧器を用
いて零相電圧を検出し、また変流器や零相変圧器を用い
て零相電流を検出している。
ところが、これらの機器は、電圧が高圧になればなるほ
ど絶縁耐圧が高くなり、また電流容量が大きくなるにつ
れ型が大きくなり、さらに高価であるため、計器用、保
護継電器用等と共用して使用される場合が多い。
簡単に零相電圧を検出することを目的として、本出願人
は先に、次の構成の零相電圧検出器を考案し、出願した
(実開昭60−41866号)。すなわち、3相交流の
送電線の電力線と直角で、且つ各相電力線の加圧電圧に
充分耐える間隔に接地検出用の複数又は単一の電極体を
設け、電力線からの静電誘導により、複数の電極体に生
じた電位の合成又は単一の電極体の電位が、電力線各相
の電圧が等しい場合に零又は微小となるように、各電力
線と電極体間の電気容量を調整しておき、送電線に零相
電圧が発生した場合に、電極体と大地間に発生する電圧
を検出することにより、送電線の接地を検出する構成と
した零相電圧検出器がそれである。
また、零相電流を検出することを目的として、本出願人
は先に、次の構成の零相電流検出器を発胡し、出願した
(実開昭6(141B67号)。すなわち、送電線を流
れる電流により生じる磁界を検出する磁路を形成するた
めの細長い鉄心の中央部にコイルを配設した磁気センサ
を、3相交流の送電線の各和室力線の位置を結んで得ら
れる多角形の外側に、且つ電力線と直角であって磁気セ
ンサの長手方向が水平になるように、しかも各和室力線
の加圧電圧に充分耐える間隔を置いて設置し、且つ電力
線からの電磁誘導による前記磁気センサの出力電圧が常
時は零又は微小となるように鉄心の長さ、断面積、コイ
ルの巻数等の磁気センサの定数ならびにその位置を設定
した零相電流検出器がそれである。
このような零相電圧検出器及び零相電流検出器を使用す
ると、零相電圧検出器の出力波形の位相と、零相電流検
出器の出力波形の位相とを比較することにより、故障区
間の判定を行うことができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、この方法は、零相電圧検出器により零相電圧
を検出するものであるため、地絡検出のみに適用でき、
零相電圧が発生しない短絡の場合には適用できなかった
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、両端電源系の送電線において、センサ設置鉄
塔のみで短絡区間を検出することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この目的を達成するため、本発明の送電線の短絡故障区
間検出方法は、棒状コアの中心にコイルを巻いて水平且
つ長手方向が電力線に垂直になるように特定の高さに設
置した短絡電流検出センサの出力電圧と塔内の特定相付
近に設置した電圧センサ出力との位相比較により、短絡
故障点の方向を検出することを特徴とする。
〔作用〕
送電線鉄塔内の、特定の電線付近に設置された電圧セン
サに現れる電圧波形の位相と、鉄塔内の適当な位置に設
置された電流センサの検出波形の位相とは、短絡時、同
相或いは逆相関係となる。
この位相関係は、短絡地点を挟んで両側で180度異な
ることを意味するので、電圧センサと横型電流センサの
出力の位相差を測定することにより、短絡点の方向を検
出し、故障区間の判定を行うことができる。
〔実施例〕
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。
第1図に、1回線の場合の電圧センサと電流センサとの
取り付は例を示す。A、B、Cは3相交流の送電線の各
和室力線、Kは電極体を有する電圧センサ、Pは棒状コ
アにコイルを巻いた横型電流センサである。
A、B、C各相の電力線が電圧センサに及ぼす静電誘導
電圧をそれぞれVa、 V、、 VCとしたとき、Va
−VCとなり、且つVb > v、となる場所、例えば
、V、=V、/2となる位置に電圧センサKを設置する
。また、コアの長手方向がB和室力線に直角に向き、且
つ大地と平行になるように電流センサPを設置する。
このように設置することにより、短絡時においても、電
圧センサKに対地電圧に相当する出力が現れ、また電流
センサPに、短絡電流に相当する出力が現れる。
これらの出力の位相関係を検出することにより、故障区
間を判定する。
A相、B相間が短絡した場合を例にとり、動作の説明を
行う。
第2図に、A、B相間短絡時のベクトル図を示す。B和
室力線付近に取り付けられた電圧センサKに、正常時に
各和室力線より誘導される電圧をそれぞれVay、 V
bk、 Vckとし、A、B相間短絡時に、電圧センサ
Kに各和室力線より誘導される電圧をそれぞれV a 
N +ワbi+Vcsとし、A相、B相間の短絡電流を
工、、5 とする。なお、V a k等はベクrル量で
あり、スカラー■と区別するために、ドツトを上に付し
ている。
短絡事故の有無を、i黄型電流センサPの出力のレベル
比較により行い、短絡区間を電流センサPと電圧センサ
にの出力波形の位相比較により検出する。
さて、9□、νb l +  V e Iは、正相イン
ピーダンスと逆相インピーダンスがほぼ等しいとすると
、v、Sl = l Vat+ l/2、l Vbs 
l = l Vbk l /2、VC$=VCkとなり
、また、V a%+  Vbsの向きは、Vekの向き
と逆向きになる。そこで、電圧センサの出力電圧9には
、V as+  Vhs+  Vcsの合成電圧となり
、Vk=V−となる。
また、故障直後の発電機インピーダンスが、はとんどイ
ンダクタンス成分であるので、短絡電流I abs は
、A相からB相へ向かう方向からほぼ90度遅れ、電圧
センサ出力9.とほぼ逆相になる。
横型電流センサPは、長平方向をB和室力線に向けてい
るため、B相電流に感応せず、A相電力線に流れる短絡
電流f abl による誘導電圧のみが感応して出力9
.に現れ、その位相も電圧センサにの出カワ、とほぼ逆
相となる。
第3図に、両端電源系の送電線にA相、B相間短絡が発
生した場合の、故障電流の流れ方を示す。
第4図に、横型電流センサPに及ぼす電磁誘導を示す。
X、Yの両変電所SSに電源を有し、今、F点において
、A相、B相間短絡故障が発生したとする。F点よりX
端寄りのp点とY端寄りのq点に、電圧センサK及び横
型電流センサPを、第1図に示すように設置すると、p
点、q点において、各電圧センサの出カワ。、VMqと
短絡電流f、、12とは、それぞれ第5図(a)、(b
)に示すように、逆相となる。ところが、X端から短絡
電流11.Y端から短絡電流t2 が流れ、!lと12
とは逆向きとなっており、第4図に示すように、横型電
流センサへの誘導がp点では同図(a)、q点では同図
(b)に示すように逆方向となり、横型電流センサ出力
Vpは、p点とq点で逆相となる。そこで、電圧センサ
の出力V kp 、  V K Qと横型電流センサの
出力V p p +v8との位相差θは、第5図に示す
ように、p点では同図(a)、  q点では同図(b)
のように約180変異なる。
このように、電圧センサの出カシうと横型電流センサの
出力9.との位相差角度測定を行うことにより、短絡点
がセンサの設置されている鉄塔よりX端側かY端側かを
判定することができる。
第6図に、本発明の短絡区間検出方法を実施するだめの
検出システムの構成例を示す。同図において、電流セン
サPの出力電圧を位相比較器1のコンパレータ2に入力
する。コンパレータ2では、電流センサPの出力電圧と
抵抗器3により決まる基準電圧とを比較する。センサP
の出力電圧が大きいと、ゼロクロスコンパレータ4を動
作させる。
このゼロクロスコンパレータ4では、電流センサP及び
電圧センサにの出力電圧の波形をゼロクロス点で波形整
形を行い、AND回路6で位相比較を行う。電流センサ
Pと電圧センサにの出力電圧の波形が同相であれば、積
分器7、表示回路8により、表示器9を動作させる。
なお、本発明は中和のB相電圧を利用するため、超高圧
の逆相配列系にも適用することができる。
また、多回線鉄塔にも、各回線にセンサを設置すること
で、本発明を適用できる。
さらに、本発明ではセンサ出力の位相差が180度に近
いため、0度か180度かを検出すればよく、細かく比
較する必要がないので、比較器が簡単になり、信頼性が
向上する。
〔発明の効果〕
以上に述べたように、本発明においては、鉄塔又は支持
物の特定の相の電力線の付近に設置された電圧センサに
より、検出された短絡時の電圧の位相と、横型電流セン
サにより検出された短絡電流の位相とを比較することに
より、両端電源系の短絡故障点の方向を判定する。これ
により、当該鉄塔単独で、短絡点の方向を検出でき、し
たがって、鉄塔間の情報伝送手段がなくても、短絡故障
区間の検出が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は1回線の場合の電圧センサと電流センサの取付
例を示す説明図、第2図は短絡時の各相のベクトル図、
第3図は両端電源系の短絡時の故障電流の流れ方を示す
説明図、第4図は横型電流センサに及ぼす電磁誘導の説
明図、第5図は電圧センサと電流センサの出力の位相差
を示す説明図、第6図は本発明の方法を実施するための
システムの構成例を示すブロック図である。 A、B、C:3相交流の送電線の各和室力線に:電圧セ
ンサ     P:電流センサ1:位相比較器    
 2:コンバレータ3:抵抗器 4;ゼロクロスコンパレータ 5:微分回路        6:AND回路7:積分
回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、棒状コアの中心にコイルを巻いて水平且つ長手方向
    が電力線に垂直になるように特定の高さに設置した短絡
    電流検出センサの出力電圧と塔内の特定相付近に設置し
    た電圧センサ出力との位相比較により、短絡故障点の方
    向を検出することを特徴とする送電線の短絡故障区間検
    出方法。 2、両端電源系送電線において、鉄塔内の特定の相の電
    力線の付近に設置した電圧センサ及び電流センサの出力
    の位相比較により、短絡故障区間を検出することを特徴
    とする送電線の短絡故障区間検出方法。
JP63174303A 1988-07-12 1988-07-12 送電線の短絡故障区間検出方法 Expired - Lifetime JPH07106023B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112595933A (zh) * 2021-03-08 2021-04-02 国网山东省电力公司昌乐县供电公司 一种配电网故障定位系统及方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59188327A (ja) * 1983-04-06 1984-10-25 ニシム電子工業株式会社 零相電流検出方法

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