JPH0510632B2 - - Google Patents

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JPH0510632B2
JPH0510632B2 JP2016384A JP2016384A JPH0510632B2 JP H0510632 B2 JPH0510632 B2 JP H0510632B2 JP 2016384 A JP2016384 A JP 2016384A JP 2016384 A JP2016384 A JP 2016384A JP H0510632 B2 JPH0510632 B2 JP H0510632B2
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JP
Japan
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circuit
zero
impedance
arithmetic
line
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JP2016384A
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Makoto Suzuki
Genzaburo Kotani
Wataru Kashiwamori
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、電力系統の平行2回線の地絡故障
点標定装置に関するものである。
〔従来技術〕
電力系統の故障点標定装置としては、衝撃波を
印加する方法や、故障サージを利用する方法等、
進行波を利用したものが有ることが既に知られて
いる。
しかし、進行波を送電線路に印加し、または受
信するには必らず結合装置を通さなければならな
い事から装置が複雑で高価なものとなる欠点があ
つた。
〔発明の概要〕
この発明は従来のものの欠点を除去することを
目的になされたもので、1線地絡故障時に電力系
統に発生する故障電流及び故障電圧より故障点ま
での距離を計測するようにした装置を提供する。
〔発明の実施例〕
第1図は平行2回線の電力系統を示した図で、
1は電源、2は変圧器、3は中性点抵抗、4は母
線、5は平行2回線系統の1号線、6はその2号
線、7は母線、8は変圧器、9は中性点抵抗、1
0は負荷、11は故障点、12は零相電圧成分を
導出する変成器、13及び14は平行2回線系統
の1号線及び2号線の零相電流成分を導出する変
流器、100はこの発明の一実施例である地絡故
障点標定装置を示す。
第2図は第1図の故障点11で1線地絡故障が
発生した時の対称分回路を示した図で、21は正
相回路、22は逆相回路、23は零相回路、24
と25は第1図の変流器13,14に相当する故
障点標定装置100の設置点に置かれた変流器を
示す。また、図中の記号は次の如くである。
E:電源 Zs1:送電側背後の正相インピーダンス Zs2:送電側背後の逆相インピーダンス XTS:送電側背後の零相インピーダンス Z1:平行2回線部分の単位〔Km〕当りの正相イ
ンピーダンス Z2:平行2回線部分の単位〔Km〕当りの逆相イ
ンピーダンス ZpA:平行2回線の1号線部分の単位〔Km〕当
りの零相インピーダンス ZpB:平行2回線の2号線部分の単位〔Km〕当り
の零相インピーダンス ZR1:受電側背後の正相インピーダンス ZR2:受電側背後の逆相インピーダンス XTR受電側背後の零相インピーダンス R:負荷インピーダンス Rg:故障点抵抗 3RNS:電源側の中性点抵抗 3RNR:受電側の中性点抵抗 x:故障点標定装置の設置点から故障点迄の距
離〔Km〕 L:平行2回線の亘長〔Km〕 Zn:単位〔Km〕当りの回線間相互インピーダ
ンス I01:平行2回線系統の1号線の零相電流 I02:平行2回線系統の2号線の零相電流 IF:故障点電流 V0:故障点標定装置の設置点の零相電圧 第3図は第2図の零相回路で回線間相互インピ
ーダンスを詳細に図示したものである。第3図で
ZR0=XTR+3RNRと置けば1号線に流れる零相電
流による電圧降下から次の(1)式が成立する。
VO=xZpAIp1+xZnIp2+(L−X)ZnIp2+(L−
x)ZpA (Ip1−IF)+ZRp(Ip1+Ip2−IF) …(1)式 同様に2号線側では次の(2)式が成立する。
Vp=xZnIp1+LZpBIp2+(L−x)Zn(IO1−IF) +ZRp(Ip1+Ip2−IF) …(2)式 次に(1)式と(2)式から故障点迄の距離xを求める
解法手順について説明する。
(1)式から次の(11)式が成立する。
IF=(LZpA+ZRp)Ip1+(LZn+ZRp)Ip2−Vp/LZp
A
+ZRp−xZpA=A/B−xZpA…(11)式 但しA=(LZpA+ZRp)Ip1+(LZn+ZRp)Ip2−Vo =A1+A2−Vp 以下の説明の都合上 A1=(LZpA+ZRp)Ip1,A2=(LZn+Zp2)Ip2 とした。
B=LZpA+ZRp とした。
また、(2)式から(12)式が成立する。
IF=(LZn+ZRp)Ip1+(LZpB+ZRp)Ip2−Vp/LZm
+ZRp−xZn=C/D−xZn…(12)式 但し C=(LZm+ZRp)I01+(LZpB+ZRp)Ip2−Vp =C1+C2−Vp 以下の説明の都合上 C1=(LZn+ZRp)Ip1,C2=(LZpB+ZRp)Ip2とし
た。
D=LZn+ZRp とした。
ここで、(11)式と(12)式が等しいことから故障点迄
の距離xは次の(3)式で求めることが出来る。
x=AD−BC/AZn−CZpA=Q1/Q2 …(3)式 但し 以下の説明の都合上 Q1=AD−BC,Q2=AZn−CZpAとした。
(3)式において、A,B,C,Dは(11)式及び(12)式
においてIp1,Ip2とVpを導出すれば電力系統の諸
定数(L,ZpA,ZRp,Zn,ZpB)が既知であるこ
とから故障点迄の距離xが求まることが判る。
(3)式は平行2回線系統の1号線で1線地絡故障
が発生した時の故障点距離を計測する方式である
が、2号線で故障が発生した時は1号線での故障
と同様に考えれば1号線側では次の(4)式が成立す
る。
Vp=xZnIp2+LZpAIp1+(L−x)Zn(Ip2−IF) +ZRp(Ip1+Ip2−IF) …(4)式 同様に2号線側では次の(5)式が成立する。
Vp=xZpBIp2+xZnIp1+(L−x)ZnIp1+(L−
x)ZpB (Ip2−IF)+ZRp+Ip1+Ip2−IF) …(5)式 更に(4)式より次の(21)式が成立する。
IF=E/F−xZn …(21)式 但し E=(LZn+ZRp)Ip2+(LZpA+ZRp)Ip1−Vp F=LZn+ZRp とした。
また、(5)式より次の(22)式が成立する。
IF=G/H−xZpB ……(22)式 但し、 G=(LZpB+ZRp)Ip2+(LZn+ZRp)Ip1−Vp H=LZpB+ZRp とした。
ここで、(21)式と(22)式が等しいことから
故障点迄の距離xは次の(6)式で求めることが出来
ることが判る。
x=FG−EH/GZn−EZpB …(6)式 第4図はこの発明の一実施例による地絡故障点
標定装置を示すブロツク図であり、一号線におい
て地絡故障が発生した状態を示している。
図において、101は送電端(母線4、即ち、
地絡故障点標定装置の設置点)の零相電圧Vp
入力する入力端子、102は平行2回線における
1号線5(故障回線側)の零相電流Ip1を入力す
る入力端子、103は平行2回線における2号線
6(健全回線側)の零相電流Ip2を入力する入力
端子、104は1号線5の零相インピーダンス
LZpAに受電端側インピーダンスZRp(受電側背後の
零相インピーダンスXTRと受電側の中性点抵抗
3RNRを加算したインピーダンス)を加算する演
算回路(第1の演算回路)、105は平行2回線
の回線間の相互インピーダンスLZnと受電端側イ
ンピーダンスZRpを加算する演算回路(第2の演
算回路)、106は2号線6の零相インピーダン
スLZpBに受電端側インピーダンスZRpを加算する
演算回路(第3の演算回路)、107は演算回路
104の演算結果と1号線5の零相電流Ip1を積
算する積算回路(第1の積算回路)、108は演
算回路105の演算結果と2号線6の零相電流
Ip2を積算する積算回路(第2の積算回路)、10
9は演算回路105の演算結果と1号線5の零相
電流Ip1を積算する積算回路(第3の積算回路)、
110は演算回路106の演算結果と2号線6の
零相電流Ip2を積算する積算回路(第4の積算回
路)、111は積算回路107の積算結果と積算
回路108の積算結果を加算し、その加算値から
送電端の零相電圧Vpを減算する加減算回路(第
1の加減算回路)、112は積算回路109の積
算結果と積算回路110の積算結果を加算し、そ
の加算値から送電端の零相電圧Vpを減算する加
減算回路(第2の加減算回路)、113は加減算
回路111の演算結果と演算回路105の演算結
果とを積算した値から、加減算回路112の演算
結果と演算回路104の演算結果とを積算した値
を減算する演算回路(第4の演算回路)、114
は加減算回路111の演算結果と単位長さ当りの
回線間の相互インピーダンスZnとを積算した値
から、加減算回路112の演算結果と1号線5の
単位長さ当りの零相インピーダンスZpAとを積算
した値を減算する演算回路(第5の演算回路)、
115は演算回路113の演算結果を演算回路1
14の積算結果で割算する割算回路、200は1
号線5用の地絡故障点標定装置、201は地絡故
障点標定装置200の出力端子、300は2号線
6用の地絡故障点標定装置、301は地絡故障点
標定装置300の出力端子、400は切替スイツ
チ、500は最終出力端子である。
次に動作について説明する。
1号線用の地絡故障点標定装置200は(3)式の
演算を行なつて故障点迄の距離を求めるものであ
る。演算回路104ではL(平行2回線の亘長
〔Km〕),ZpA(11号線の単位〔Km〕当りの零相イン
ピーダンス)とZRp(受電側背後の零相インピーダ
ンスXTRと受電側の中性点抵抗3RNRを加算したイ
ンピーダンス)を演算して(11)式のB=LZpA+ZRp
を得る。
演算回路105ではL,Zn(単位〔Km〕当りの
回線間相互インピーダンス)とZRpを演算して(12)
式のD=LZn+ZRpを得る。
演算回路106ではL,ZpB(2号線の単位
〔Km〕当りの零相インピーダンス)とZRpを演算し
てLZpB+ZRpを出力する。
積算回路107ではIp1(1号線の零相電流)と
Bを積算して(11)式のA1=(LZpA+ZRp)Ip1を出力
する。
積算回路108ではIp2(2号線の零相電流)と
Dを積算して(11)式のA2=(LZn+ZRp)Ip2を出力す
る。
積算回路109ではIp1とDを積算して(12)式の
C1=(LZn+ZRp)Ip1を出力する。
積算回路110ではIp2と演算回路106の出
力を積算して(12)式のC2=(LZpB+ZRp)Ip2を出力す
る。
加減算回路111ではVpとA1とA2を加算して
(11)式のA=A1+A2−Vpを出力する。
加減算回路112ではVp,C1とC2を加算して
(12)式のC=C1+C2−Vpを出力する。
演算回路113ではA,B,CとDを演算して
(3)式のQ1=AD−BCを出力する。
演算回路114ではA,C,ZnとZpAを演算し
て(3)式のQ2=AZn−CZpAを出力する。
割算回路115ではQ1をQ2で割算して(3)式の
x=Q1/Q2を出力し、出力端201に1号線の
地絡故障点迄の距離を出力する。
また、地絡故障点標定装置300は1号線の考
え方と同様に2号線の故障点標定を(6)式で求めた
もので、その結果を出力端子301に出力する。
第4図では1号線による故障が発生した場合の
様相を図示したもので、故障発生時1号線の故障
か2号線の故障かを保護継電器等による故障検出
器(図示略)で検出して1号線故障の時には、切
替スイツチ400が図面上で上側に接続となるよ
うに構成(2号線故障の時には図面上で下側に接
続するよう構成)する。この結果、(3)式に示され
る1号線の故障点迄の距離xが最終出力端子50
0に出力される。
もし、2号線で故障が発生した場合は故障検出
器により切替スイツチ400が図面上で下側に接
続されるため、(6)式に示される2号線の故障点迄
の距離が最終出力500に出力されることにな
る。
そのように上記実施例によれば、故障発生時の
故障電流及び故障電圧で故障点迄の距離が計測で
きた事になる。
なお、上記実施例では1号線と2号線用の故障
点標定装置を2台設けて演算後、故障検出器の応
動で故障回路側の演算結果を導出したが、故障検
出器の応動で故障点標定装置内の演算処理を1号
線用と2号線用に切替えて故障点標定装置を1台
で演算処理してもよいことは言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、故障発生時
に電力系統を発生する故障電流及び故障電圧から
故障点迄の距離を計測するように構成したので、
装置が簡単で安価にできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は平行2回線の電力系統を示す図、第2
図は第1図で1線地絡故障が発生した時の対称分
回路を示す図、第3図は第2図の零相回路を詳細
に示した図、第4図はこの発明の一実施例による
地絡故障点標定装置を示示した図である。 図において、101はVp入力端子、102は
Ip1入力端子、103はIp2入力端子、104から
106は演算回路、107から110は積算回
路、111,112は加減算回路、113,11
4は演算回路、115は割算回路、201は出力
端子、301は出力端子、400は切替スイツ
チ、500は出力端子である。なお、図中、同一
符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 平行2回線における故障回線側の零相インピ
    ーダンスに受電端側インピーダンスを加算する第
    1の演算回路と、上記平行2回線の回線間の相互
    インピーダンスに上記受電端側インピーダンスを
    加算する第2の演算回路と、上記平行2回線にお
    ける健全回線側の零相インピーダンスに上記受電
    端側インピーダンスを加算する第3の演算回路
    と、上記第1の演算回路の演算結果と故障回線側
    の零相電流を積算する第1の積算回路と、上記第
    2の演算回路の演算結果と健全回線側の零相電流
    を積算する第2の積算回路と、上記第2の演算回
    路の演算結果と故障回線側の零相電流を積算する
    第3の積算回路と、上記第3の積算回路の演算結
    果と健全回線側の零相電流を積算する第4の積算
    回路と、上記第1の積算回路の積算結果と上記第
    2の積算回路の積算結果を加算し、その加算値か
    ら送電端の零相電圧を減算する第1の加減算回路
    と、上記第3の積算回路の積算結果と上記第4の
    積算回路の積算結果を加算し、その加算値から送
    電端の零相電圧を減算する第2の加減算回路と、
    上記第1の加減算回路の演算結果と上記第2の演
    算回路の演算結果とを積算した値から、上記第2
    の加減算回路の演算結果と上記第1の演算回路の
    演算結果とを積算した値を減算する第4の演算回
    路と、上記第1の加減算回路の演算結果と単位長
    さ当りの回線間の相互インピーダンスとを積算し
    た値から、上記第2の加減算回路の演算結果と故
    障回線側の単位長さ当りの零相インピーダンスと
    を積算した値を減算する第5の演算回路と、上記
    第4の演算回路の演算結果を上記第5の演算回路
    の演算結果で割算する割算回路とを備えた地絡故
    障点標定装置。
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JPH065255B2 (ja) * 1985-10-25 1994-01-19 東京電力株式会社 送電系の故障点標定方式

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