JPH0374345B2 - - Google Patents
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- JPH0374345B2 JPH0374345B2 JP19289382A JP19289382A JPH0374345B2 JP H0374345 B2 JPH0374345 B2 JP H0374345B2 JP 19289382 A JP19289382 A JP 19289382A JP 19289382 A JP19289382 A JP 19289382A JP H0374345 B2 JPH0374345 B2 JP H0374345B2
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Locating Faults (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は単回線送電線短絡故障点標定装置に
関する。
関する。
たとえば直接接地系の単回線における送電線の
短絡故障を検出するのに、一般には距離継電器が
使用されているが、この種継電器においては、た
とえばb相とc相が短絡故障を起こした場合、下
記の演算により、送電線路の故障点までの正相イ
ンピーダンスを測定する原理によつている。
短絡故障を検出するのに、一般には距離継電器が
使用されているが、この種継電器においては、た
とえばb相とc相が短絡故障を起こした場合、下
記の演算により、送電線路の故障点までの正相イ
ンピーダンスを測定する原理によつている。
V〓b−V〓c/Ib−Ic
上式において、
V〓b.V〓b;リレー設置点における相電圧
I〓b.I〓c;リレー設置点における送電流
この測定原理によれば、自端すなわちリレー設
置点で得られる情報のみによつて算出できる利点
がある。しかし後記するように対称座標法から導
出した2線短絡故障時の電圧、電流の関係は(12)式
から Vb−Vc/Ib−Ic=lZ1+3RfI〓1f/I1−I2 となる。上式の右辺第1項が送電線路の故障点ま
での正相インピーダンスであり、したがつて第2
項は誤差項となる。しかしI1は本質的に負荷電流
を含んでおり、特に長距離大容量送電線では第2
項が大きさ誤差となり、したがつて前記した測定
方式は故障点標定の原理としてこのままでは採用
できない。
置点で得られる情報のみによつて算出できる利点
がある。しかし後記するように対称座標法から導
出した2線短絡故障時の電圧、電流の関係は(12)式
から Vb−Vc/Ib−Ic=lZ1+3RfI〓1f/I1−I2 となる。上式の右辺第1項が送電線路の故障点ま
での正相インピーダンスであり、したがつて第2
項は誤差項となる。しかしI1は本質的に負荷電流
を含んでおり、特に長距離大容量送電線では第2
項が大きさ誤差となり、したがつて前記した測定
方式は故障点標定の原理としてこのままでは採用
できない。
この発明は自端の情報のみによつて短絡故障点
の標定を行うにあたり、高精度の標定を可能とす
ることを目的とする。
の標定を行うにあたり、高精度の標定を可能とす
ることを目的とする。
この発明による標定の基本原理についてまず説
明する。第1図は単回線の系統図を示し、1A,
1Bは発電所(又は変電所)、2A,2Bは母船、
3は母船2A,2B間に設けられた回線、4は回
線の自端側に設けられた変流器、5は同変圧器、
6は変流器4、変圧器5からの出力によつて故障
点を標定するリレー、7A,7Bは負荷である。
同図は回線4の個所Fで故障が発生したものとし
ており、この故障状態における両母船2A,2B
間の対称座標法の等価回路を示したのが第2図で
ある。
明する。第1図は単回線の系統図を示し、1A,
1Bは発電所(又は変電所)、2A,2Bは母船、
3は母船2A,2B間に設けられた回線、4は回
線の自端側に設けられた変流器、5は同変圧器、
6は変流器4、変圧器5からの出力によつて故障
点を標定するリレー、7A,7Bは負荷である。
同図は回線4の個所Fで故障が発生したものとし
ており、この故障状態における両母船2A,2B
間の対称座標法の等価回路を示したのが第2図で
ある。
これらの各図および以下の各図において、
V〓0.V〓1.V〓2;リレー点の零相、正相、逆相電圧
V〓0f.V〓1f.V〓2f;故障点の零相、正相、逆相電圧
V〓0′.V〓1′.V〓2′;相手端の零相、正相、逆相電圧
I〓0.I〓1.I〓2;リレー点の零相、正相、逆相電流
I〓0f.I〓1f.I〓2f;故障点の零相、正相、逆相電流
I〓0′.I〓1′.I〓2′;相手端の零相、正相、逆相電流
Z〓0.Z〓1.Z〓2;送電線路の零相、正相、逆相インピー
ダンス Z〓B0.Z〓B1.Z〓B2;リレー点背後の零相、正相、逆相
イ
ンピーダンス Z〓B′0.Z〓B′1.Z〓B′2;相手端背後の零相、正相、
逆相イ
ンピーダンス I〓S.I〓S′;自端、相手端背後の電源(電流源表現) l;送電線全長を1としたときのリレー点から故
障点までの距離(割合) とする。
ダンス Z〓B0.Z〓B1.Z〓B2;リレー点背後の零相、正相、逆相
イ
ンピーダンス Z〓B′0.Z〓B′1.Z〓B′2;相手端背後の零相、正相、
逆相イ
ンピーダンス I〓S.I〓S′;自端、相手端背後の電源(電流源表現) l;送電線全長を1としたときのリレー点から故
障点までの距離(割合) とする。
背後インピーダンスについては、たとえば第3
図に示すような等価回路で表現される場合には、 Z〓B0=1/1/3RN+jωc (1) Z〓B1=1/1/Z1S+1/ZL+jωc (2) Z〓B2=1/1/Z2S+1/ZL+jωc (3) となる。又 E〓S/Z1S=I〓S である。ここで RN;接地抵抗 C;対地容量 Z〓1S,Z〓2S;電源の正相、逆相インピーダンス ZL;負荷のインピーダンス ES;電源の電圧 である。
図に示すような等価回路で表現される場合には、 Z〓B0=1/1/3RN+jωc (1) Z〓B1=1/1/Z1S+1/ZL+jωc (2) Z〓B2=1/1/Z2S+1/ZL+jωc (3) となる。又 E〓S/Z1S=I〓S である。ここで RN;接地抵抗 C;対地容量 Z〓1S,Z〓2S;電源の正相、逆相インピーダンス ZL;負荷のインピーダンス ES;電源の電圧 である。
第2図の等価回路より、電圧、電流分布は、
1
0
1/Z〓l0
1 1/Z〓B0
0
1
0 0
1
−Z〓l0
1 0
1/Z〓B0
−1
0=M0
1
0
−Z〓l1
1 1/Z〓B1
0
1
0 0
1
Z〓′l1
1 0
1/Z〓B1′
−1
0=M1
1
0
−Z〓l2
1 1/Z〓B2
0
1
0 0
1
Z〓l′2
1 0
1/Z〓B2′
−1
0 =M2
とすれば
M〓0×I〓0
V〓0
I〓0′
V〓0=0
0
0
I〓0f (4)
M〓1×I〓1
V1
I〓1′
V〓1′=0
0
0
I〓1f+I〓s
I〓s′
0
0 (5)
M〓2×I〓
V2
I〓2′
V〓2′0
0
0
I〓2f (6)
にしたがう。
第4図はb−c相間が短絡故障を起こしたとき
の等価回路を示すもので、同図より、故障点で I〓1f+I〓2f=0 (7) V〓1f−V〓2f=RfI〓1f (8) リレー点で V〓1=V〓1f+Z〓l1I〓1=V〓1f+lZ〓1I〓1 (9) V〓2=V〓2f+Z〓l2I〓2=V〓2f+lZ〓2I〓2 (10) したがつて V〓1−V〓2=V〓1f−V〓2f+l(Z〓1I〓1−Z〓2I〓2
) =RfI〓1f+l(Z〓1I〓1−Z〓2I〓2) (11) 送電線ではZ〓1=Z〓2と考えられ、この関係及び Vb−Vc=(α2−α)(V〓1−V〓2)、 Ib−Ic=(a2−a)(I〓1−I〓2) の関係並びに(7)式を用いると、(1)式は Vb−Vc=(α2−α)Rf/2(I〓1f−I〓2f) +lZ〓1(I〓b−I〓c) (12) 故に Rf/2=(V〓b−V〓c)−lZ〓1(I〓b−I〓c)/(
α2−α)(I1f−I2f)(13) ただしαはペクトルオペレータで、α=−1/2+ j√3/2・α2=−1/2−j√3/2である。故障
点の インピーダンスが抵抗と考えられるときは、(13)
式右辺の虚数部は零である。すなわち Im((V〓b−V〓c)−lZ〓1(I〓b−I〓c)/(α2−
α)(I1f−I2f=0(14) ただし、Imは虚数部を示す。
の等価回路を示すもので、同図より、故障点で I〓1f+I〓2f=0 (7) V〓1f−V〓2f=RfI〓1f (8) リレー点で V〓1=V〓1f+Z〓l1I〓1=V〓1f+lZ〓1I〓1 (9) V〓2=V〓2f+Z〓l2I〓2=V〓2f+lZ〓2I〓2 (10) したがつて V〓1−V〓2=V〓1f−V〓2f+l(Z〓1I〓1−Z〓2I〓2
) =RfI〓1f+l(Z〓1I〓1−Z〓2I〓2) (11) 送電線ではZ〓1=Z〓2と考えられ、この関係及び Vb−Vc=(α2−α)(V〓1−V〓2)、 Ib−Ic=(a2−a)(I〓1−I〓2) の関係並びに(7)式を用いると、(1)式は Vb−Vc=(α2−α)Rf/2(I〓1f−I〓2f) +lZ〓1(I〓b−I〓c) (12) 故に Rf/2=(V〓b−V〓c)−lZ〓1(I〓b−I〓c)/(
α2−α)(I1f−I2f)(13) ただしαはペクトルオペレータで、α=−1/2+ j√3/2・α2=−1/2−j√3/2である。故障
点の インピーダンスが抵抗と考えられるときは、(13)
式右辺の虚数部は零である。すなわち Im((V〓b−V〓c)−lZ〓1(I〓b−I〓c)/(α2−
α)(I1f−I2f=0(14) ただし、Imは虚数部を示す。
(14)式から
0=Im((V〓b−V〓c)−lZ〓1(Ib−Ic)/(α2
−α)(I1f−I2f))(15) =Im((V〓b−V〓c)(α2−α)*(I〓1f−I〓
2f)*−lZ〓1(I〓b−I〓c)(α2−α)*(I〓1f−I
〓2f/(α2−α)(α2−α)*(I1f−I2f)(I1f−I
2f)*) =1/|(α2−α)(I1f−I2f)|2(I〓m〔(
V〓b−V〓c)(α−α2)(I〓1f−I〓2f)*〕 −lI〓m〔Z〓1(I〓b−I〓c)(α−α2)(I〓1f
−I〓2f)*〕)(16) ただし*は共役複素数である。(16)式から l=I〓m〔j(V〓b−V〓c)(I〓1f−I〓2f)*〕/
Im〔jZ1(Ib−Ic)(I1f−I2f)*〕(17) この(17)式が標定の基本式である。この式で、
V〓b,V〓c,I〓b,I〓c等はリレー点で得られる情報で
あり、Z〓1は線路の定数であり、いずれも既知の量
である。したがつて故障点電流を求めることがで
きるならば故障点までの距離を知ることができ
る。
−α)(I1f−I2f))(15) =Im((V〓b−V〓c)(α2−α)*(I〓1f−I〓
2f)*−lZ〓1(I〓b−I〓c)(α2−α)*(I〓1f−I
〓2f/(α2−α)(α2−α)*(I1f−I2f)(I1f−I
2f)*) =1/|(α2−α)(I1f−I2f)|2(I〓m〔(
V〓b−V〓c)(α−α2)(I〓1f−I〓2f)*〕 −lI〓m〔Z〓1(I〓b−I〓c)(α−α2)(I〓1f
−I〓2f)*〕)(16) ただし*は共役複素数である。(16)式から l=I〓m〔j(V〓b−V〓c)(I〓1f−I〓2f)*〕/
Im〔jZ1(Ib−Ic)(I1f−I2f)*〕(17) この(17)式が標定の基本式である。この式で、
V〓b,V〓c,I〓b,I〓c等はリレー点で得られる情報で
あり、Z〓1は線路の定数であり、いずれも既知の量
である。したがつて故障点電流を求めることがで
きるならば故障点までの距離を知ることができ
る。
そこでつぎに故障点電流を求める。今故障前の
電圧、電流をV〓0,I〓0等で表現すると、電圧、電流
分布は(4)〜(6)式でI〓0f=I〓1f=I〓2f=0としたも
ので、 M〓0I〓0 V〓0 I〓0 V〓0′=0 0 0 0 (18) M〓1I〓1 V〓1 I〓1′ V〓1′=I〓S I〓S′ 0 0 (19) M〓2I〓2 V〓2 I〓2 V〓2=0 0 0 0 (20) の3式により決まる。(4)〜(6)式及び(18)〜(20)式
より、 M〓0△I〓0 △V〓0 △I〓0′ △V〓0′=0 0 0 I〓0f,△I〓0 △V〓0 I〓0′ V〓0′=I〓0 V〓0 I〓0′ V〓0′−I〓0 V〓0 I〓0′ V〓0′ (21) M〓1△I〓1 △V〓1 △I〓1′ △V〓1′=0 0 0 I〓1f,△I〓1 △V〓1 I〓1′ V〓1′=I〓1 V〓1 I〓1′ V〓1′−I〓1 V〓1 I〓1′ V〓1′ (22) M〓2△I〓2 △V〓2 △I〓2′ △V〓2′=0 0 0 I〓2f,△I〓2 △V〓2 I〓2′ V〓2′=I〓2 V〓2 I〓2′ V〓2′−I〓2′ V〓2 I〓2′ V〓2′ (23) が成立する。したがつてこの変化量を用いると、
第2図の等価回路は第5図のようになる。
電圧、電流をV〓0,I〓0等で表現すると、電圧、電流
分布は(4)〜(6)式でI〓0f=I〓1f=I〓2f=0としたも
ので、 M〓0I〓0 V〓0 I〓0 V〓0′=0 0 0 0 (18) M〓1I〓1 V〓1 I〓1′ V〓1′=I〓S I〓S′ 0 0 (19) M〓2I〓2 V〓2 I〓2 V〓2=0 0 0 0 (20) の3式により決まる。(4)〜(6)式及び(18)〜(20)式
より、 M〓0△I〓0 △V〓0 △I〓0′ △V〓0′=0 0 0 I〓0f,△I〓0 △V〓0 I〓0′ V〓0′=I〓0 V〓0 I〓0′ V〓0′−I〓0 V〓0 I〓0′ V〓0′ (21) M〓1△I〓1 △V〓1 △I〓1′ △V〓1′=0 0 0 I〓1f,△I〓1 △V〓1 I〓1′ V〓1′=I〓1 V〓1 I〓1′ V〓1′−I〓1 V〓1 I〓1′ V〓1′ (22) M〓2△I〓2 △V〓2 △I〓2′ △V〓2′=0 0 0 I〓2f,△I〓2 △V〓2 I〓2′ V〓2′=I〓2 V〓2 I〓2′ V〓2′−I〓2′ V〓2 I〓2′ V〓2′ (23) が成立する。したがつてこの変化量を用いると、
第2図の等価回路は第5図のようになる。
第5図より、ι=0,1,2として
(ZB+Z〓l〓)△I〓〓=(ZBι+Z〓l〓)△I〓〓(2
4) 故に △I〓〓=ZBι+Z〓l〓/ZBι+Zl〓△I〓〓 (25) 又 ZBι=−△V〓〓/△I〓・ZBι=−△V〓〓/△I〓′
(26) の関係及び Z〓l〓=lZι・Z〓l〓=(1−l)Z〓 を用いると、 I〓〓f=△I〓〓+△I〓〓=Zι+ZBι+ZBι/
(1−l)Zι+ZBι△I〓〓Zι−△V〓ι/△Iι−△V
〓′ι/△I′ι/(1−l)Zι−△V′ι/△I′ι△
I〓〓(27) と表現できる。
4) 故に △I〓〓=ZBι+Z〓l〓/ZBι+Zl〓△I〓〓 (25) 又 ZBι=−△V〓〓/△I〓・ZBι=−△V〓〓/△I〓′
(26) の関係及び Z〓l〓=lZι・Z〓l〓=(1−l)Z〓 を用いると、 I〓〓f=△I〓〓+△I〓〓=Zι+ZBι+ZBι/
(1−l)Zι+ZBι△I〓〓Zι−△V〓ι/△Iι−△V
〓′ι/△I′ι/(1−l)Zι−△V′ι/△I′ι△
I〓〓(27) と表現できる。
上式より、I〓0f.I〓1f.I〓2fは次のようになる。
I〓0f=△I〓0+△I〓0′=Z〓0+ZB0+ZB′0/
(1−l)Z0+ZB′0△I〓0=Z〓0−△V〓0ι/△I0ι
−△V〓0′ι/△I0′ι/(1−l)Z〓0−△V0′ι/
△I′0ι△I〓0(28) I〓1f=△I〓1+△I〓1′=Z〓1+ZB1+ZB1′/
(1−l)Z〓1+ZB′1△I〓1=Z〓1−△V〓1ι/△I1
ι−△V〓1′ι/△I1′ι/(1−l)Z〓1−△V1′ι
/△I1′ι△I〓1(29) I〓2f=△I〓2+△I〓2′=Z〓2+ZB2+ZB′2/
(1−l)Z〓2+ZB′2△I〓2=Z〓2−△V〓2ι/△I2
ι−△V〓2′ι/△I2′ι/(1−l)Z〓2−△V2′ι
/△I2′ι△I〓2(30) 零相回路と逆相回路については電源がないか
ら、変化量は故障時の量と一致する。したがって
(28),(30)式は I〓0f=I〓0+I〓0′=Z〓0+ZB0+ZB0/(1−
l)Z〓0+ZB′0I〓0=Z〓0−△V〓0ι/△I0ι−△V〓
0′ι/△I0′ι/(1−l)Z〓0−△V〓0′・/△I0
′・I〓0(31) I〓2f=I〓2+I〓2′=Z〓2+ZB2+ZB′2/(1
−l)Z〓2+ZB′2I〓2=Z〓2−△V〓2ι/△I2ι−△V
〓2′ι/△I2′ι/(1−l)Z〓2−△V2′ι/△I2
′ιI〓2(32) とも表現できる。
(1−l)Z0+ZB′0△I〓0=Z〓0−△V〓0ι/△I0ι
−△V〓0′ι/△I0′ι/(1−l)Z〓0−△V0′ι/
△I′0ι△I〓0(28) I〓1f=△I〓1+△I〓1′=Z〓1+ZB1+ZB1′/
(1−l)Z〓1+ZB′1△I〓1=Z〓1−△V〓1ι/△I1
ι−△V〓1′ι/△I1′ι/(1−l)Z〓1−△V1′ι
/△I1′ι△I〓1(29) I〓2f=△I〓2+△I〓2′=Z〓2+ZB2+ZB′2/
(1−l)Z〓2+ZB′2△I〓2=Z〓2−△V〓2ι/△I2
ι−△V〓2′ι/△I2′ι/(1−l)Z〓2−△V2′ι
/△I2′ι△I〓2(30) 零相回路と逆相回路については電源がないか
ら、変化量は故障時の量と一致する。したがって
(28),(30)式は I〓0f=I〓0+I〓0′=Z〓0+ZB0+ZB0/(1−
l)Z〓0+ZB′0I〓0=Z〓0−△V〓0ι/△I0ι−△V〓
0′ι/△I0′ι/(1−l)Z〓0−△V〓0′・/△I0
′・I〓0(31) I〓2f=I〓2+I〓2′=Z〓2+ZB2+ZB′2/(1
−l)Z〓2+ZB′2I〓2=Z〓2−△V〓2ι/△I2ι−△V
〓2′ι/△I2′ι/(1−l)Z〓2−△V2′ι/△I2
′ιI〓2(32) とも表現できる。
(28)〜(32)式より理解されるように、相手
端背後のインピーダンスを自端の情報のみで求め
ることができれば、故障点の電流は、lを含む形
であるにしろ、自端情報で表現できる。
端背後のインピーダンスを自端の情報のみで求め
ることができれば、故障点の電流は、lを含む形
であるにしろ、自端情報で表現できる。
そこで以下に相手端が負荷端(非電源端)の場
合及び電源端の場合について故障点の電流がどの
ように表現できるかを検討する。まず相手端が負
荷端であるときは、このときの正相回路について
は、相手端背後のインピーダンスは簡単に求めら
れる。すなわちV〓1,I〓1を故障前の電圧、電流とす
れば、明らかに ZB′1=V〓1−Z〓1I〓1/I1=−Z〓1+V〓1/V1 (33) である。更には(2),(3)式で Z〓1S=∞.Z〓2S=∞ のときを考えれば ZB′2=ZB′1 (34) であることが理解できる。
合及び電源端の場合について故障点の電流がどの
ように表現できるかを検討する。まず相手端が負
荷端であるときは、このときの正相回路について
は、相手端背後のインピーダンスは簡単に求めら
れる。すなわちV〓1,I〓1を故障前の電圧、電流とす
れば、明らかに ZB′1=V〓1−Z〓1I〓1/I1=−Z〓1+V〓1/V1 (33) である。更には(2),(3)式で Z〓1S=∞.Z〓2S=∞ のときを考えれば ZB′2=ZB′1 (34) であることが理解できる。
したがつて(29).(32)式より、Z〓l=Z〓2に関係
を用いて I〓1f=V〓1/I1−△V〓1ι/△I1ι/V1/I1−l
Z〓1△I〓1=V〓1△I〓1−△V〓1I〓1/V1−lZlI1=V〓
1I〓1−V〓1I〓1/V1−lZlI1(35) I〓2f=V〓1/I1−V〓2/I2/V1/I1−lZ〓lI〓2=V
〓1I〓2−V〓2I〓1/V1−lZlI1(36) が得られる。したがつて I〓1f−I〓2f=V〓1−(I〓1−I〓2)−(V〓1−V〓2
)I〓1/V1−lZlI1(37) 故障前は V〓0=V〓2=0.I〓0=I〓2=0 であること、及び (α2−α)(I〓1−I〓2)=I〓b−I〓c の関係を用いると、b.c相間の短絡故障時は I〓1f−I〓2f=j/√3 (V〓b−V〓c)(I〓b−I〓
c)−(V〓b−V〓c)(I〓b−I〓c)/(Vb−Vc)−lZl
(Ib−Ic) =j/√3 〔(V〓b−V〓c)/(I〓b−I〓c)
〕(I〓b−I〓c)−(V〓b−V〓c)/〔(Vb−Vc)/(
Ib−Ic)〕−lZl(38) が得られる。これによつて(I〓1f−I〓2f)を自端側
の情報で表できたことになる。
を用いて I〓1f=V〓1/I1−△V〓1ι/△I1ι/V1/I1−l
Z〓1△I〓1=V〓1△I〓1−△V〓1I〓1/V1−lZlI1=V〓
1I〓1−V〓1I〓1/V1−lZlI1(35) I〓2f=V〓1/I1−V〓2/I2/V1/I1−lZ〓lI〓2=V
〓1I〓2−V〓2I〓1/V1−lZlI1(36) が得られる。したがつて I〓1f−I〓2f=V〓1−(I〓1−I〓2)−(V〓1−V〓2
)I〓1/V1−lZlI1(37) 故障前は V〓0=V〓2=0.I〓0=I〓2=0 であること、及び (α2−α)(I〓1−I〓2)=I〓b−I〓c の関係を用いると、b.c相間の短絡故障時は I〓1f−I〓2f=j/√3 (V〓b−V〓c)(I〓b−I〓
c)−(V〓b−V〓c)(I〓b−I〓c)/(Vb−Vc)−lZl
(Ib−Ic) =j/√3 〔(V〓b−V〓c)/(I〓b−I〓c)
〕(I〓b−I〓c)−(V〓b−V〓c)/〔(Vb−Vc)/(
Ib−Ic)〕−lZl(38) が得られる。これによつて(I〓1f−I〓2f)を自端側
の情報で表できたことになる。
つぎに相手端が電源端であるとき、もし電源イ
ンピーダンスZ〓l′S,Z〓2′Sが十分小さいと考えられ
る
ときは、 ZB′1V〓1/I1Z〓l′S.ZB2V〓1/I1Z〓2′S (39) と近似することができる。したがつて I〓1f=Z〓l+Z〓l′S−△V〓1/△I1/Zl+Zl′S−l
Zl△I〓1(40) I〓2f=Z〓2+Z〓2′S−△V〓2/△I2/Z2+Z2′S−l
Z2△I〓2(41) ここで、 Z〓l′SV〓1/I1Z〓2′S と考えられるときには、 Z〓l=Z〓2 を用いて、 I〓1f−I〓2f(Z〓l+Z〓l′S(△I〓1−
△I〓2)−(△V〓1−△V〓2)/Zl+Zl′S−lZl(42) したがつて( )式を得た時と同様にして I〓1f−I〓2fj/√3 (Z〓l+Z〓l′S)〔(
I〓b−I〓c)(I〓b−I〓c)〕−〔(V〓b−V〓c)−(
V〓b−V〓c)/Zl+Zl′S−lZl(43) (38).(43)式は I〓f=V〓′/Z′−lZ (44) の形で表現でき、又一方(45)式は I〓=I〓m(V〓・I〓f)/Im(ZI・If) (45) の形で表現できる。ここでV〓,V〓′,I〓,Z,Z′等
は既知のデータである。(46)式を(47)式に代入す
れば l=I〓m〔V〓(V〓′/Z′−lZ V〓1/I1)*〕/I
〓m〔ZI〓(△V・/△I・ V1/I1)*〕 =I〓m〔V〓(V〓′)*(Z′−lZ)/|Z′−lZ|
2〕/I〓m〔ZI〓(V〓′)*(Z′−lZ)/|Z′−lZ|
2〕=I〓m〔V〓(V〓′)*Z′〕−lI〓m〔V〓(V〓′
)*Z〕/Im〔ZI(V′)*Z′〕−lIm〔ZI(V′)*Z
〕(46) したがつて A=I〓m〔V〓(V〓′)*Z′〕.B=I〓m〔V〓(V
〓)*Z′〕 C=I〓m〔ZI〓(V〓′)*Z′〕.D=I〓m〔ZI〓(
V〓′)*Z〕
(47) とすれば、A,B,C,Dは実数であり、 Dl2−(B+C)l+A=0 (48) なるlに関する2次方程式が得られる。この方程
式を解くことにより、故障点までの距離を求める
ことができるようになるのである。
ンピーダンスZ〓l′S,Z〓2′Sが十分小さいと考えられ
る
ときは、 ZB′1V〓1/I1Z〓l′S.ZB2V〓1/I1Z〓2′S (39) と近似することができる。したがつて I〓1f=Z〓l+Z〓l′S−△V〓1/△I1/Zl+Zl′S−l
Zl△I〓1(40) I〓2f=Z〓2+Z〓2′S−△V〓2/△I2/Z2+Z2′S−l
Z2△I〓2(41) ここで、 Z〓l′SV〓1/I1Z〓2′S と考えられるときには、 Z〓l=Z〓2 を用いて、 I〓1f−I〓2f(Z〓l+Z〓l′S(△I〓1−
△I〓2)−(△V〓1−△V〓2)/Zl+Zl′S−lZl(42) したがつて( )式を得た時と同様にして I〓1f−I〓2fj/√3 (Z〓l+Z〓l′S)〔(
I〓b−I〓c)(I〓b−I〓c)〕−〔(V〓b−V〓c)−(
V〓b−V〓c)/Zl+Zl′S−lZl(43) (38).(43)式は I〓f=V〓′/Z′−lZ (44) の形で表現でき、又一方(45)式は I〓=I〓m(V〓・I〓f)/Im(ZI・If) (45) の形で表現できる。ここでV〓,V〓′,I〓,Z,Z′等
は既知のデータである。(46)式を(47)式に代入す
れば l=I〓m〔V〓(V〓′/Z′−lZ V〓1/I1)*〕/I
〓m〔ZI〓(△V・/△I・ V1/I1)*〕 =I〓m〔V〓(V〓′)*(Z′−lZ)/|Z′−lZ|
2〕/I〓m〔ZI〓(V〓′)*(Z′−lZ)/|Z′−lZ|
2〕=I〓m〔V〓(V〓′)*Z′〕−lI〓m〔V〓(V〓′
)*Z〕/Im〔ZI(V′)*Z′〕−lIm〔ZI(V′)*Z
〕(46) したがつて A=I〓m〔V〓(V〓′)*Z′〕.B=I〓m〔V〓(V
〓)*Z′〕 C=I〓m〔ZI〓(V〓′)*Z′〕.D=I〓m〔ZI〓(
V〓′)*Z〕
(47) とすれば、A,B,C,Dは実数であり、 Dl2−(B+C)l+A=0 (48) なるlに関する2次方程式が得られる。この方程
式を解くことにより、故障点までの距離を求める
ことができるようになるのである。
ここでたとえばb−c相間が、短絡故障を起こ
したときの、(47)式に示すA〜Dの各量は次の
ようになる。
したときの、(47)式に示すA〜Dの各量は次の
ようになる。
A=I〓m((V〓b−V〓c)〔(V〓b−V〓c/Ib−Ic)
(I〓b−I〓c)−(V〓b−V〓c)〕*(V〓b−V〓c
/Ib−Ic)) (49) B=I〓m((V〓b−V〓c)〔(V〓b−V〓c/Ib−Ic) (I〓b−I〓c)−(V〓b−V〓c)〕*Z〓l)(50) C=I〓m(Z〓1(I〓b−I〓c)〔(V〓b−V〓c/Ib−Ic
) (I〓b−I〓c)−(V〓b−V〓c)〕*(V〓b−V〓c
/Ib−Ic)) (51) D=I〓m(Z〓1(I〓b−I〓c)〔(V〓b−V〓c/Ib−Ic
) (I〓b−I〓c)−(V〓b−V〓c)〕*Z〓1) (52) 相手端が電源のときは A=I〓m((V〓b−V〓c)〔(Z〓1+Z′lS){(I〓b
−I〓c) −(I〓b−I〓c)}−{(V〓b−V〓c)−(V〓b−
V〓c)}〕* (Z〓l+Z〓l′S)) (53) B=I〓m((V〓b−V〓c)〔Z〓l+Z〓l′S){(I〓b
−I〓c) −(I〓b−I〓c)}−{(V〓b−V〓c) −(V〓b−V〓c)}〕*Z〓l) (54) C=I〓m(Z〓1(I〓b−I〓c)〔(Z〓l+Z〓l′S){
(I〓b−I〓c) −(I〓b−I〓c)}−{(V〓b−V〓c)−(V〓b−
V〓c)}〕* Z〓l+Z〓lS)) (55) D=I〓m(Z〓l(I〓b−I〓c)〔(Z〓l+Z〓l′S){
(I〓b−I〓c) −(I〓b−I〓c)}−{(V〓b−V〓c) −(V〓b−V〓c)}〕*Z〓l) (56) 第6図にこの発明の実施例を示す。回線3の自
端電気所に設けられた変流器4から回線3の各相
電流I〓α,I〓b,I〓cが、又母線2Aに設けられた変成
器5から各相電圧V〓α,V〓b,V〓cがそれぞれ検出
される。各検出量は絶縁用変成器11を経て、そ
れぞれ分圧アナログフイルター回路12に与えら
れ、所要値に分圧されてからサンプルホールド回
路13によりサンプルホールドされ、続いてマル
チプレクサ回路14に入力される。該回路14か
ら順次出力される量はA/D変換器15によりデ
イジタル量に変換され、ついでメモリー回路16
にメモリされる。このメモリは故障前後の電圧、
電流各量を算出するのに必要なサイクル数分の
A/D変換値が格納されている。
/Ib−Ic)) (49) B=I〓m((V〓b−V〓c)〔(V〓b−V〓c/Ib−Ic) (I〓b−I〓c)−(V〓b−V〓c)〕*Z〓l)(50) C=I〓m(Z〓1(I〓b−I〓c)〔(V〓b−V〓c/Ib−Ic
) (I〓b−I〓c)−(V〓b−V〓c)〕*(V〓b−V〓c
/Ib−Ic)) (51) D=I〓m(Z〓1(I〓b−I〓c)〔(V〓b−V〓c/Ib−Ic
) (I〓b−I〓c)−(V〓b−V〓c)〕*Z〓1) (52) 相手端が電源のときは A=I〓m((V〓b−V〓c)〔(Z〓1+Z′lS){(I〓b
−I〓c) −(I〓b−I〓c)}−{(V〓b−V〓c)−(V〓b−
V〓c)}〕* (Z〓l+Z〓l′S)) (53) B=I〓m((V〓b−V〓c)〔Z〓l+Z〓l′S){(I〓b
−I〓c) −(I〓b−I〓c)}−{(V〓b−V〓c) −(V〓b−V〓c)}〕*Z〓l) (54) C=I〓m(Z〓1(I〓b−I〓c)〔(Z〓l+Z〓l′S){
(I〓b−I〓c) −(I〓b−I〓c)}−{(V〓b−V〓c)−(V〓b−
V〓c)}〕* Z〓l+Z〓lS)) (55) D=I〓m(Z〓l(I〓b−I〓c)〔(Z〓l+Z〓l′S){
(I〓b−I〓c) −(I〓b−I〓c)}−{(V〓b−V〓c) −(V〓b−V〓c)}〕*Z〓l) (56) 第6図にこの発明の実施例を示す。回線3の自
端電気所に設けられた変流器4から回線3の各相
電流I〓α,I〓b,I〓cが、又母線2Aに設けられた変成
器5から各相電圧V〓α,V〓b,V〓cがそれぞれ検出
される。各検出量は絶縁用変成器11を経て、そ
れぞれ分圧アナログフイルター回路12に与えら
れ、所要値に分圧されてからサンプルホールド回
路13によりサンプルホールドされ、続いてマル
チプレクサ回路14に入力される。該回路14か
ら順次出力される量はA/D変換器15によりデ
イジタル量に変換され、ついでメモリー回路16
にメモリされる。このメモリは故障前後の電圧、
電流各量を算出するのに必要なサイクル数分の
A/D変換値が格納されている。
17は演算処理部で、たとえばマイクロコンピ
ユータなどにより構成される。もちろんデイジタ
ルI〓C等により構成してもよい。演算処理部17
は機能的にみれば二つの演算処理部に分けて考え
られる。その一方の演算処理部は(47)式に示す
A〜Dを演算する演算処理部、具体的には(49)
〜(52)式、或いは(53)〜(56)式に示すA〜
Dを演算する演算処理部であり、他方の演算処理
部は、前者の演算処理部により演算されたA〜D
に基いて(48)式に示す方程式の解を求める演算
処理部である。通常のマイクロコンピユータでは
これらの演算は容易に実行できる。なお上記の式
において、相手端の電源正相インピーダンスZ′lS
を使用しているが、これは演算処理部に予め既知
の量として与えられてあるものとする。
ユータなどにより構成される。もちろんデイジタ
ルI〓C等により構成してもよい。演算処理部17
は機能的にみれば二つの演算処理部に分けて考え
られる。その一方の演算処理部は(47)式に示す
A〜Dを演算する演算処理部、具体的には(49)
〜(52)式、或いは(53)〜(56)式に示すA〜
Dを演算する演算処理部であり、他方の演算処理
部は、前者の演算処理部により演算されたA〜D
に基いて(48)式に示す方程式の解を求める演算
処理部である。通常のマイクロコンピユータでは
これらの演算は容易に実行できる。なお上記の式
において、相手端の電源正相インピーダンスZ′lS
を使用しているが、これは演算処理部に予め既知
の量として与えられてあるものとする。
以上詳述したようにこの発明によれば単回線に
おける短絡故障点の標定にあたり、自端電気所で
得られる電圧、電流並びに既知のデータのみで短
絡故障点までの距離を標定することができ、又接
地方式の区別なく適用できるとともに、故障点抵
抗の大きさに影響を受けずに高精度の標定が可能
であり、特に相手端が負荷端のときは、原理的に
誤差が零の標定が可能であるといつた効果を奏す
る。なお相手端が電源端の場合にも、背手端背後
インピーダンスZ〓B1′が既知である時には電源イン
ピーダンスZ〓lS′にかわり、これを用いることによ
り原理的に誤差が零の標定が可能であることはい
うまでもない。
おける短絡故障点の標定にあたり、自端電気所で
得られる電圧、電流並びに既知のデータのみで短
絡故障点までの距離を標定することができ、又接
地方式の区別なく適用できるとともに、故障点抵
抗の大きさに影響を受けずに高精度の標定が可能
であり、特に相手端が負荷端のときは、原理的に
誤差が零の標定が可能であるといつた効果を奏す
る。なお相手端が電源端の場合にも、背手端背後
インピーダンスZ〓B1′が既知である時には電源イン
ピーダンスZ〓lS′にかわり、これを用いることによ
り原理的に誤差が零の標定が可能であることはい
うまでもない。
第1図は単回線送電線の系統図、第2図は第1
図の対称座標法による等価回路、第3図は背後イ
ンピーダンスの等価回路図、第4図は短絡故障時
の対称座標法による等価回路図、第5図は変化量
を示す等価回路図、第6図はこの発明の実施例を
示すブロツク線図である。 2A…母線、3……単回線、4……変流器、5
……変成器、15……A/D変換器、16……メ
モリ、17……演算処理部。
図の対称座標法による等価回路、第3図は背後イ
ンピーダンスの等価回路図、第4図は短絡故障時
の対称座標法による等価回路図、第5図は変化量
を示す等価回路図、第6図はこの発明の実施例を
示すブロツク線図である。 2A…母線、3……単回線、4……変流器、5
……変成器、15……A/D変換器、16……メ
モリ、17……演算処理部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 相手端を非電源端とする単回線送電線におけ
る自端電気所で得られる線間電圧、線間電流か
ら、故障前の線間電流に対する故障前の当該線間
電圧の比を第1演算値とし、故障時の当該線間電
流に前記第1演算値を乗じた値から、故障時の当
該線間電圧を減じた値の共役複素数を第2演算値
とし、送電線路の正相インピーダンスと故障時の
当該線間電流との積を第3演算値として、故障時
の当該線間電圧と前記第1演算値と第2演算値と
の積の虚数分を演算する第1の演算手段と、故障
時の当該線間電圧と前記第2演算値と前記正相イ
ンピーダンスとの積の虚数分を演算する第2の演
算手段と、前記第1.第2及び第3演算値の積の虚
数分を演算する第3の演算手段と、前記第2.第3
演算値及び前記正相インピーダンスの積の虚数分
を演算する第4の演算手段と、前記第4の演算手
段の演算出力を二次の項の係数とし、前記第2及
び第3の演算手段の演算出力の和の負値を一次の
項の係数とし、及び前記第1の演算手段の演算出
力を定数項とする2次方程式の解を演算する第5
の演算手段とからなり、前記第5の演算手段によ
る解により自端電気所から短絡故障点までの距離
を標定してなる単回線送電線短絡故障点標定装
置。 2 相手端を電源端とする単回線送電線の自端電
気所で得られる線間電圧、線間電流から、送電線
路の正相インピーダンスと相手端の電源正相イン
ピーダンスの和を第1演算値とし、故障時の線間
電流から故障前の当該線間電流を減じた値を前記
第1演算値の積から、故障時の当該線間電圧から
故障前の当該線間電圧を減じた値を減じ、その値
の共役複素数を第2演算値と、前記正相インピー
ダンスと故障時の当該線間電流との積を第3演算
値として、故障時の当該線間電圧と前記第1演算
値と第2演算値との積の虚数分を演算する第1の
演算手段と、故障時の当該線間電圧と前記第2演
算値と前記正相インピーダンスとの積の虚数分を
演算する第2の演算手段と、前記第1.第2及び第
3演算値の積の虚数分を演算する第3の演算手段
と、前記第2.第3演算値及び前記正相インピーダ
ンスの積の虚数分を演算する第4の演算手段と、
前記第4の演算手段の演算出力を二次の項の係数
とし、前記第2及び第3の演算手段の演算出力の
和の負値を一次の項の係数とし、及び前記第1の
演算手段の演算出力を定数項とする2次方程式の
解を演算する第5の演算手段とからなり、前記第
5の演算手段による解により自端電気所から短絡
故障点までの距離を標定してなる単回線送電線短
絡故障点標定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19289382A JPS5981567A (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 単回線送電線短絡故障点標定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19289382A JPS5981567A (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 単回線送電線短絡故障点標定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5981567A JPS5981567A (ja) | 1984-05-11 |
| JPH0374345B2 true JPH0374345B2 (ja) | 1991-11-26 |
Family
ID=16298724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19289382A Granted JPS5981567A (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 単回線送電線短絡故障点標定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5981567A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10162015B2 (en) * | 2016-02-08 | 2018-12-25 | General Electric Company | Systems and methods for determining a fault location in a three-phase series-compensated power transmission line |
-
1982
- 1982-11-01 JP JP19289382A patent/JPS5981567A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5981567A (ja) | 1984-05-11 |
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