JPH0315236A - 送電系統の保護および監視システム - 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） 本発明は多分岐送電線の事故発生点をも正確に、しかも
事故内容を監視所側で精度良く判定可能な送電系統の保
護および監視システムに関する。

（従来の技術） 送電系統に発生した事故点を測定する装置としては、バ
ルスレーダ方式、サージ受信方式、インピーダンス方式
等各種のフオルト口ケー夕が用いられている。しかし、
何れの方式のフオルト口ケー夕においても、測定距離の
誤差が±ＩＫｍと大きく、保守、点検等を行なう場合に
は事故点を見つけ出すまでに時間と労力がかかつている
のが現状である。

一方、送電系統を保護する保護リレーとしては、アナロ
グリレーに代り、ディジタルリレーが主力になってきて
いる。このディジタルリレーはアナログリレーに比べて
、距離リレーの原理や零相電流分流比による事故点の標
定が可能であり、また地絡回線の遣択および高抵抗接地
系統の保護性能等を改善することができる利点がある。

しかし、従来の送電系統保護方式は、変電所等に設置さ
れた変圧器および変流器より線路の電圧情報および電流
情報を得、これらをディジタルリレーに与えているため
、例えば第３図に示すように複雑に多分岐された送電系
統を保護する場合には事故点のみならず、事故回線の選
択等の事故内容を高精度に判定することは困難である。

ところで、最近送電系統の線路電圧および電流値、位相
等を径間レベルでｌＰｊ定し、これらの情報を電波等に
より地上局に伝送する機能を備えたセンナを用いて送電
線路を監視および制御するシステムが知られている（例
えば特開昭６０−４３０３５号公報）。

ここで、その概要について第４図および第５図により述
べる。第４図はセンサモジュール４０を送電線４１の径
間に取付けた状態を示すもので、このセンサモジュール
４０は第５図に示すように内部に詳細を後述する電圧測
定部、電流，ｉｌｌｌＪ定部およびこれら両測定部でｎ
１定された電圧、電流に対して所定の信号処理を行なっ
て位相差をＡｔＩｌ１定する位相差測定部等が収納され
た環状のケース４０ａと、このケース４０ａの内側外周
面に形威されたコンデンサ４０ｂおよび最外周面の一部
に取付けられた送信アンテナ４０ｃと、ケース４０ａの
中空部周面にスポーク４０ｄを介して取付けられ、セン
サモジュール全体を送電線４２の導体に支持する取付ハ
ブ４０ｅを備えている。また、第５図において、センサ
モジュール４０で測定された各情報は送信アンテナ４０
ｃを介して地上局に送信される。この地上局、例えば鉄
塔には受信器４２が設置されており、この受信器４２に
より受信アンテナ４３を介して各情報が受信されると、
その情報は送信リンク４４を通して図示しない中央制御
ステーションに伝送されるようになっている。

次にセンサモジュール４０による各測定原理について第
６図乃至第８図を参照して説明する。線路電圧は第６図
に示すようにセンサ本体（電圧検出用プレート）と大地
との間の浮遊静電容量を通して流れる充電電流を検出し
、これをオペアンプＯＡに加えて電圧換算することによ
り求められる。

この場合、設置場所による校正（通常±０．５％）が必
要である。また、線路電流は第７図に示すように中空プ
ラスチックチューブに巻かれたソレノイドコイルＬ（ロ
ゴスキーコイル）に発生する電圧を取出し、これを積分
することで求められる。

即ち、コイルの出力電圧は電流の微分に比例（Ｖ一Ｋ−
Ｎｄｌ／ｄｉするので、これを積分する電流信号のフー
リエ解析により正弦、余弦要素から計算により求められ
る。この場合、電圧、電流信号は第８図に示すように電
圧波形を基準に１サイクルの１７９の間隔をおいて電圧
、電流波形を同時にサンプリングすることで得られるが
、各サイクル毎に１回の測定を行なって９ザイクルにわ
たって間隔を変更する。

ここで、フーリエ成分の解析は次式の計算により行われ
る。

ＶＡ−２／９ΣＶｓ　−ｃｏｓ　（４０◆Ｓ）ＶＢ−２
／９ΣＶｓ　−ｓＩｎ　（４０◆Ｓ）ＩＡ−２／９ΣＩ
５　・ｃｏｓ　（４０・Ｓ）ＩＢ−２／９ΣＥｓ　−ｓ
ｌｎ　　（４０・Ｓ）このように送電線４１の各径間に
それぞれ取付けられた各センサモジュール４０で測定さ
れた電圧、電流およびその位相差情報はディジタル化さ
れ、地上側の各受信器へ約２秒間隔で無線伝送され、さ
らに地上側の各受信器ではこれらの情報を受けて中央制
御ステーションに伝送することで、送電システム全体の
監視、制御を行なっている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記公報に示されるような送電系統の監視シス
テムは、定常状態時における送電システム全体の監視、
制御を行なう目的で、モジュールセンサにより測定され
た電圧、電流および位相差情報等を地上側の受信器へ送
信しているため、送電系統の事故発生時のように電圧、
電流等が時々刻々変化する情報を地上側の受信器へ伝送
することはできない。つまり、前述したモジュールセン
サでは電圧波形を基準に電圧、電流が１サイクルを９分
割して各サイクル毎に１回同時に測定されて地上局へ伝
送しており、事故発生時には適用することはできない。

本発明は多分岐送電系統のように複雑に分岐する系統で
あっても事故発生点および事故内容を正確に判定するこ
とができると共に定常状態から非定常状態まで併せて送
電系統を監視することができる送電系統の保護および監
視システム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） 本発明は上記のような目的を達成するため、送電系統の
状態を監視し、事故発生時には事故点を判定する送電系
統の保護および監視システムにおいて、送電線の複数の
径間にそれぞれ設けられ電気量の検出により得られる情
報を送信する電気量検出器と、地上側に各電気量検出器
に対応させてそれぞれ設けられ該当する電気量検出器か
ら伝送された情報を受信する受信装置と、これら受信装
置により受信された情報を監視所側へ順次伝送する総合
送信装置と、監視所側に設けられ前記総合送信装置から
伝送される情報を順次受信する総合受信装置と、この総
合受信装置で受信された情報を取込んでディジタル演算
処理により送電系統に１１故があるかどうかを判定する
ディジタルリレー部とを備え、前記電気量検出器は線路
導体と大地間の電圧を測定する電圧７１ＦＩ定部、線路
導体に流れる電流を計測する電流計測部、前記電圧ａｌ
Ｊ定部および電流測定部でそれぞれ測定された電圧およ
び電流信号を所定のサンプリング周明でサンプリングす
るサンプリング手段、このサンプリング手段によりサン
プリングされた信号を合成してディジタル変換すると共
に符号化する信号処理手段および信号処理手段で符号化
された信号を送信する送信手段から構成し、前記受信装
置は前記電気量検出器の送信手段から送信された信号を
受信するとその信号を複合化し、信号整列して前記総合
送信装置に入力する復調手段から構成したものである。

（作　用） したがって、このような構或の送電系統の保護および監
視システムにあっては、送電線の導体電圧、電流等を測
定し、これらをサンプリングして得られるデータをディ
ジタル変換し、符号化して地上側の受信装置に多重伝送
する電気量検出器を送電線の径間に取付けるようにした
ので、定常状態時は勿論のこと事故発生時の電圧、電流
等のように時々刻々変化するデータを確実に送信するこ
とができる。また、送電線の複数の径間にそれぞれ取付
けられた電気量検出器からの情報を地上側に設置された
各受信装置で受信するとその信号を複合化し、信号整列
して監視所側に順次伝送し、監視所側ではそのデータを
受信するとディジタルリレー部に与えて事故の有無の判
定に必要なディジタル／７Ａ算処理を行なって総合的に
判定するようにしたので、分岐送電系統のような場合で
も事故発生点を送電線の径間単位で判定することができ
、しかも事故内容を高精度に判定することができる。

（実施例） 一以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は送電線各相の径間にそれぞれ取付けられる電気
量検出器ＥＤの１相分の構成を示すブロック図である。

第１図において、１は線路導体と大地間の電圧を検出す
る電圧検出用プレート、２は線路導体に流れる電流を検
出するロゴスキコイルと同等のソレノイドコイルで、こ
れら電圧検出用プレート１およびソレノイドコイル２に
よる電圧および電流の７１′ｌｌ１定原理は第６図およ
び第７図により述べたのと同じなので、ここではその説
明を省略する。電圧検出用プレート１およびソレノイド
コイル２により検出された電圧信号および電流信号は増
幅器３ａ，３ｂにより増幅され、さらにバウンドバスフ
ィルタ４ａ，４ｂを通してサンプリングホールド回路５
ａ，５ｂに加えられる。このサンプリングホールド回路
５ａ，５ｂは電圧信号および電流信号を所定のサンプリ
ング周期でサンプリング（一般には６０ＨＺ　１５０Ｈ
ｚの場合、電気角３０゜）し、その出力信号はマルチブ
レクサ６に加えられる。このマルチブレクサ６ではサン
プリングホールド回路５ａ，５ｂの出力信号をスイッチ
ングにより順次切替えて合成し、その合成信号はアナロ
グ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器７を通してディジタル
信号に変換される。このＡ／Ｄ変換器７で変換されたデ
ィジタル信号は符号化回路８に加えられ、ここで符号化
された信号は発振器９より次に述べる地上側の受信装置
に例えばＦＭ変調されて多重送信される。この場合、他
の電気量検出器ＥＤとの混信を防止するため、予め割当
てられた周波数にてＦＭ変調される。

なお、図中増幅器３ｃ，バウンドパスフィルタ４ｃおよ
びサンプリングホールド回路５Ｃは予備として設けられ
たものである。

このような構成の電気量検出器ＥＤは送電線のある径間
の１相に設けられる場合について述べたが、実際には例
えば第３図に示すような送電系統の送電線各相の複数の
径間にそれぞれ設けられるものである。

第２図は複数の径間の地上側にそれぞれ設置された受信
装置ＲＣと各受信装置ＲＣで受信されたデータを総合送
受信装置を介して監視所側のデイジタルリレ一部に伝送
するシステム構成を示すブロック図である。第２図にお
いて、ＩＯＲ，１０Ｓ，ＩＯＴは送電線各相に取付けら
れた前述のある径間の電気量検出器ＥＤから送信された
電波を受信する３相各相に対応する受信器で、これら各
受信器１０Ｒ，ＩＯＳ，ＩＯＴで受信された信号は複合
化回路１１Ｒ，ＩＩＳ，ＩＩＴに加えられ、ここで複合
化された信号は信号整列回路１２に加えられる。この信
号整列回路１２では複合化された信号をＲ，Ｓ，Ｔ相の
順に信号整列し、総合送信装置１３に入力される。この
総合送信装置１３には他の径間の電気量検出器ＥＤに対
応する受信装置ＲＣからも前述同様に信号整列されたデ
ータがそれぞれ入力される。そして、この総合送信装置
１３では各受信装置ＲＣからの入力データを順次切替え
て電波により伝送する。一方、監視所側では総合送信装
置１３より順次伝送されてくる信号を総合受信装置１４
により順次受信し、これをダイレクトメモリアクセス（
ＤＭＡ）１５に転送してディジタルリレー部に受渡され
る。このディジタルリレー部での処理は一般のディジタ
ルリレーの構成と同一である。即ち、デイジタルリレ一
部は第２図の右半部に示すように、ディジタル演算処理
部１６、ＤＭＡ　１　５より転送されるデータが書込ま
れるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１７、送電線の
状態を監視するための監視プログラムおよび手動点検時
の点検プログラム等が記憶されているリードオンリーメ
モリ（ＲＯＭ）１８、リレー動作整定値の整定や変更チ
ェック等を行なう整定部１９、外部接点等の機器情報を
取込む入力装置（Ｄ／Ｉ）２０、トリ．ソプ出力や自動
監視結果を外部へ出力する出力装置（Ｄ／Ｏ）２１およ
び割込受付ユニット２２から構成され、これらはデータ
バス２３により接続されている。この場合、割込受付ユ
ニット２２は、割込み要求が入力されるとディジタル演
算処理部１６に対してプログラムの実行を一時中断させ
、後で再開できるように別のプログラムに移る等、一般
に複数の割込みが同時に受付けられるようになっている
。例えば、リレー演算プログラムの実行終了後、次のリ
レー演算開始割込みの発生までは自動監視プログラムを
繰り返すが、手動点検の割込みが発生すると自動監視プ
ログラムは中断され、点検プログラムが実行される。

このように本実施例では、第１図に示す電気量検出器Ｅ
Ｄを送電線の複数の径間にそれぞれ取付けて、送電線各
州の導体電圧、電流を検出すると共にこれらを所定の周
期でサンプリングして得られるデータをディジタル変換
し、符号化して地上側の受信装置ＲＣに多重伝送するよ
うにしたので、定常状態時は勿論のこと事故発生時の電
圧、電流のように時々刻々変化するデータを確実に伝送
することができる。

また、送電線の複数の径間にそれぞれ取付けられた電気
量検出器ＥＤからの情報を地上側に設置された各受信装
置ＲＣで受信すると、その信号を複合化し、信号整列し
て監視所側に順次伝送し、監視所側でそのデータを受信
するとディジタルリレー部に与えて事故の有無の判定に
必要なディジタル演算処理を行なって総合的に判定する
ようにしたので、事故発生点を送電線の径間単位で判定
することができ、しかも事故内容を高精度に判定するこ
とができる。特に、従来のディジタルリレーでは困難で
あった多分岐送電系統の事故発生点の正確な決定、高抵
抗接地の多分岐の事故回線の選択を容易に正確に行なう
ことができ−る。

さらに、複数の径間に取付けられた電気量検出器ＥＤは
定常状態時の電圧、電流情報も測定しているので、その
情報を監視所側のディジタルリレー部で判定することに
より送電系統の状態を総合的に監視することができるこ
とは言うまでもない。

なお、上記実施例では地上側の総合送信装置１３と監視
所側の総合受信装置１４との間を電波により情報伝送す
る場合について述べたが、光ファイバケーブルを使用し
て光信号により伝送するようにしてもよい。

また、電気量検出器ＥＤで検出された電圧、電流情報を
地上側の受信装ｒｊｉＲＣＩ：電波により送信するよう
にしたが、これを赤外線による伝送であってもよい。こ
の場合、赤外線による送信方式としては一般に家庭電器
、例えばテレビで使用されている送信キャリア周波数が
４５５ｋＨｚで変調して送信する方式を採用することに
より実施できるものである。

ここで、無線方式を採用した場合と異なる点は、冬季等
の時期に電気ｉ検出器ＥＤに設けられた赤外線発生部の
表面が氷結したり、着雪したりすると地上側の受信装置
ＲＣに向けて送信される赤外線の発信レベルが低下する
懸念がある。そこで、このような場合に備えて地上側の
受信装置ＲＣに赤外線ビームを発し得る装置を装備して
おき、電気量検出器ＥＤの赤外線発生部の表面が氷結や
着雪により、電気量検出器ＥＤから送信された赤外線を
地上の受信装置ＲＣで受信した際、その受信された赤外
線の強度が弱くなって受信信頼性を低下させた場合には
この部分に地上側の受信装置ＲＣから赤外線ビームを発
射させて付着物を除去するようにすればよい。

（発明の効果） 以上のべたように本発明によれば、送電線の複数の径間
の線路電圧、電流の情報を電気ｆｆｉ検出器により測定
して時々刻々変化する事故情報を地上側の総合送信装置
から監視所に伝送し、ディジタルリレー部により総合的
に送電系統の状態を判定するようにしたので、多分岐送
電系統のように複雑に分岐する系統であっても事故発生
点および事故内容を正確に判定することができると共に
定常状態から非定常状態まで併せて送電系統を監視する
ことかできる送電系統の保護および監視システムを提供
できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による送電系統の保護および監視システ
ムの一実施例における電気量検出器の構或を示すブロッ
ク図、第２図は同実施例におけるデータ伝送系およびデ
ィジタルリレー部の構成を示すブロック図、第３図は多
分岐送電線の一列を示す系統図、第４図および第５図は
従来のモジュールセンサを説明するための図で、第４図
は送電線の径間に取付けられた状態図、第５図はモジュ
ールセンサの外観を示す斜視図、第６図乃至第８図は同
モジュールセンサの各４Ｐ１定部での原理説明図である
。 ＥＤ・・・電気量検出器、ＲＣ・・・受信装置、１・・
・電圧プレート、２・・・ソレノイドコイル、３ａ，３
ｂ・・・増幅器、４ａ，４ｂ・・・バイパスフィルタ、
５ａ，５ｂ・・・サンプルホールド回路、６・・・マル
チブレクサ、７・・・Ａ／Ｄ変換器、８・・・符号化回
路、９・・・発振器、１０Ｒ，１０５，ＩＯＴ・・・受
信器、１１Ｒ，ＩＩＳ，１．１Ｔ・・・複合化回路、１
２・・・信号整列回路、１３・・・総合送信装置、１４
・・・総合受信装置、１５・・・ダイレクトメモリアク
セス、１６・・・ディジタル演算処理部、１７・・・ラ
ンダムアクセスメモリ、１８・・・リードオンリーメモ
リ、１９・・・整定部、２０・・・入力装置、２１・・
・出力装置、２２・・・割込受付ユニット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 送電系統の状態を監視し、事故発生時には事故点を判定
   する送電系統の保護および監視システムにおいて、送電
   線の複数の径間にそれぞれ設けられ電気量の検出により
   得られる情報を送信する電気量検出器と、地上側に各電
   気量検出器に対応させてそれぞれ設けられ該当する電気
   量検出器から伝送された情報を受信する受信装置と、こ
   れら受信装置により受信された情報を監視所側へ順次伝
   送する総合送信装置と、監視所側に設けられ前記総合送
   信装置から伝送される情報を順次受信する総合受信装置
   と、この総合受信装置で受信された情報を取込んでディ
   ジタル演算処理により送電系統に事故があるかどうかを
   判定するディジタルリレー部とを備え、 前記電気量検出器は線路導体と大地間の電圧を測定する
   電圧測定部、線路導体に流れる電流を計測する電流計測
   部、前記電圧測定部および電流測定部でそれぞれ測定さ
   れた電圧および電流信号を所定のサンプリング周期でサ
   ンプリングするサンプリング手段、このサンプリング手
   段によりサンプリングされた信号を合成してディジタル
   変換すると共に符号化する信号処理手段および信号処理
   手段で符号化された信号を送信する送信手段から構成し
   、 前記受信装置は前記電気量検出器の送信手段から送信さ
   れた信号を受信するとその信号を複合化し、信号整列し
   て前記総合送信装置に入力する復調手段から構成したこ
   とを特徴とする送電系統の保護および監視システム。