JPH0560065B2 - - Google Patents

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JPH0560065B2
JPH0560065B2 JP59143056A JP14305684A JPH0560065B2 JP H0560065 B2 JPH0560065 B2 JP H0560065B2 JP 59143056 A JP59143056 A JP 59143056A JP 14305684 A JP14305684 A JP 14305684A JP H0560065 B2 JPH0560065 B2 JP H0560065B2
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JP
Japan
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current
voltage
power transmission
integration
distance
Prior art date
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JP59143056A
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English (en)
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JPS6122263A (ja
Inventor
Eiji Harada
Masami Yashiro
Norio Suda
Toshihisa Funahashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Meidensha Corp
Tokyo Electric Power Co Inc
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6122263A publication Critical patent/JPS6122263A/ja
Publication of JPH0560065B2 publication Critical patent/JPH0560065B2/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Locating Faults (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は送電系において送電端から故障点まで
の距離を標定する故障点標定方式に関するもので
ある。
〔技術的背景〕
送電線に地絡事故などの故障が発生した場合
に、その故障点を標定する故障点標定方式として
は、故障の発生により故障点から直進してきたサ
ージ電圧が送電線の両端に到達するまでの時間差
によつて標定する方式と、故障発生時の送電端電
圧および電流の基本周波数成分により故障点まで
のインダクタンス成分を検出し、これによつて送
電端から故障点までの距離を標定する方式があ
る。
ところが、前者の方式は送電線の両端にサージ
検出器を必要とし、高価なものになると共に、送
電線のインダクタンス成分によりサージ電圧が歪
を受けるために標定誤差が大きいという欠点があ
る。また後者の方式は、高抵抗を介しての間欠故
障のように断続的な故障に対しては原理的に故障
点を標定できないという欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明はこのような技術的背景のもとでなされ
たもので、その目的は簡単な構成で、しかも断続
的故障に対しても故障点を精度よく標定できる送
電系の故障点標定方式を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、故障発生時における送電端電圧およ
び電流の瞬時値を所定の積分幅において積分する
ことにより線形変換し、この変換値と電圧、電流
の瞬時値および既知の線路定数とにより故障点ま
での距離を求めるようにしたものである。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。
まず本発明の原理について説明する。第1図は
交流送電系の等価回路を示す図であり、交流源1
からの送電電圧v(t)は線路抵抗rおよび線路
インダクタンスLを介して故障点xに印加され、
電流i(t)が故障点抵抗Rfに流れる。なお、Zo
は交流源1の内部インピーダンスである。
この等価回路はLR直列回路構成となつている
ため、故障点xで故障点抵抗Rfを介して地絡事
故を起した場合、送電端電圧v(t)は次の微分
方程式で表すことができる。
v(t)=(r+Rf)・i(t)+Ldi(t)/dt…
…(1) R=r+Rfとすると v(t)=R・i(t)+Ldi(t)/dt ……(2) ここで、有限の時間幅〔t−T,t〕について
第2式を線形変換すると、 ∫t t-Tv(τ)e-s(-t+T)dτ=R∫t t-Ti(τ)e
-s(-t+T)dτ+L∫t t-Tdi(τ)/dτe-s(-t+T)
……(3) となる。
右辺第2項の積分は部分積分によつて ∫t t-Tdi(τ)/dτe-s(-t+T)dτ=〔i(τ)e-s(
-t+T)t t-T− ∫t t-Ti(τ)(−s)e-s(-t+T)dτ=i(t)e-st
−i
(t−T)+S∫t t-Ti(τ)e-s(-t+T)dτ ……(4) であるから第(4)式を第(3)式に代入すると、 ∫t t-Tv(τ)e-s(-t+T)dτ=R∫t t-Ti(τ)e-s(
-t+T)
+L{S∫t t-Ti(τ)e-s(-t+T)dτ−i(t−T)
+i
(t)e-sT} ……(5) となる。
ここで、 V(s,t)=∫t t-Tv(τ)e-s(-t+T)dτ ……(6) I(s,t)=∫t t-Ti(τ)e-s(-t+T)dτ……(7
) とすると、第(5)式は次のように表すことができ
る。
V(s,t)=RI(s,t)+L{S′I(s,t)−i
(t−T)+i(t)e-sT} ……(8) 従つて、第(6)式〜第(8)式よりt−T=tpとして
固定し、かつt→∞とすると、 第(6)式より、V(s)=∫ tpv(τ)e-s(-to)d
τ 第(7)式より、I(s)=∫ tpv(τ)e-s(-to
)
dτ 第(8)式より、V(s)=RI(s)+L{SI(s)−

(tp)} となる。これは第(2)式のラプラス変換を意味す
る。本発明は、積分幅が無限大のラプラス変換で
はなく、有限の積分巾Tを取ることによつて得ら
れる第(8)式の交換式を利用するものである。
すなわち第(8)式より故障点抵抗Rfを含むR項
を消去してインダクタンスLを求め、さらにこの
Lを単位長のインダクタンスで割り算すること
により故障点距離を算出するものである。
この場合、第(8)式を利用するのに2つの方法が
ある。1つは実数Sを固定し、時間tを2つ取る
ことで得られる2つの連立方程式よりインダクタ
ンスLを求める方法であり、他方は時間tを固定
し実数Sを2つとした同様な方法である。
具体的にt=t1,t2とすると、 V(s,t1)=RI(s,t1)+L{SI(s,t1)−i(
t1
−T)i(t1)e-sT} ……(9) V(s,t2)=RI(s,t2)+L{SI(s,t2)−i(
t2
−T)+i(t2)e-sT} ……(10) の2つの方程式が得られる。そこで、第(9)式×I
(s,t2)−第(10)式×I(s,t1)としてこれらの
方程式からR項を消去すると、インダクタンスL
は L=V(s,t1)・I(s,t2)/{−i(t1−T)+
i(t1)e-sT}I(s,t2)−V(s,t2)・I(s,
t1)/−{−i(t2−T)+i(t2)e-sT}I(s,t1
)……(11) となる。
一方、第(8)式においてtを固定し、実数SをS
=S1,S2とすると、 V(s1,t)=RI(s1,t)+L{S1I(s1,t)−i
(t−T)+i(t)e-s1T} ……(12) V(s2,t)=RI(s2,t)+L{S2I(s2,t)−i
(t−T)+i(t)e-s2T} ……(13) の2つの方程式が得られる。
そこで、第(12)式×I(S2,t)−第(13)式×I
(s1,t)としてこれらの方程式からR項を消去
すると、インダクタンスLは、 L=V(s1,t)・I(s2,t)−V(s2,t)
・I(s1,t)/{S1I(s1,t)−i(t−T)+i
(t)e-s1T}・I(s2,t)……(14) −{S2I(s2,t)−i(t−T)+i(t)
e-s2T}・I(s1,t) となる。
従つて、これら第(11)式および第(14)式で示さ
れる演算を行うことによつて得たインダクタンス
Lを単位長当りのインダクタンス〔H/m〕で
割り算すれば、故障点xまでの距離D〔m〕を求
めることができる。この場合、第(11)式において
扱う電流i(t)を図示すると第2図に示すよう
なものとなり、同様に第(14)式における電流i
(t)は第3図に示すようなものとなる。
ところで、第(11)式および第(14)式においてV
(s,t),I(s,t)は第(6)式および(7)式で示
すように電圧、電流の瞬時値に基づき容易に算出
することができる。一例として一定間隔毎にサン
プリングされた電圧、電流のデータより算出する
方法を以下に説明する。第4図に示すように1つ
のサンプリング区間〔tk,tk+1〕において電圧
v(t)を直線近似すると、 v(t)≒Vk+(vk+1−vk/Δt) (t−tk) ……(15) で表すことができる。
但し、 vk:tk時点のサンプリング値、 vk+1:tk+1=tk+Δt時点のサンプリング値、 Δt:サンプリング間隔 である。
そして、連続したn個のサンプリング区間
〔O,T〕においてe-sTを乗じた積分値は以下の
ようにして算出できる。
T Ov(t)e-stdt≒NK=1tk+1 tkv(t)e-stdt=N 〓 〓K=1tk+1 tk{vk+(vk+1−vk/Δk)(t−tk)}e-
st
dt =N 〓 〓K=1 {(vk/s+vk+1−vk/s2Δt)(e-stk−e-stk+1
)−(vk+1−vk/s)e-stk+1}……(16) 従つて、以上のような演算を行う演算手段を設
けることによつて故障点xまでの距離Dを算出す
ることができる。
要約すると本発明は、故障発生時に送電端で検
出した電圧、電流の瞬時値をf(t)、積分幅を
T、任意の実数をs、積分開始時刻をtpとしたと
き F(s,tp)=∫to+T tpf(t)e-s(t-to)dt で示される変換式により、所定積分巾Tにおける
電圧、電流f(t)の線形変換値を2つ以上の積
分開始時刻または実数について求め、この線形変
換値を用いて故障点xまでの距離Dを算出するも
のである。従つて、第5図aに示す交流電圧v
(t)が故障点xで断続的に地絡し、電流i(t)
が第5図bに示すようになつている場合でも、積
分巾Tを交流電圧v(t)の1/4周期程度に設定す
ることにより第5図cに示すような電流i(t)
の線形変換値を得て故障点xまでの距離Dを算出
することができる。
第6図は以上説明した原理に基づく故障点標定
装置の一実施例を示すブロツク図であり、送電端
電圧v(t)および電流i(t)を検出する検出部
10,11と、前述の第(9)式および第(10)式で示し
た線形変換演算を行う線形変換部12と、第(11)
式で示した標定演算を行つてインダクタンスLを
算出する標定演算部13とから構成され、送電端
電圧v(t)および電流i(t)は検出部10,1
1でそれぞれ検出され、さらに所定周期でサンプ
リングされる。そして、そのサンプル値v
(t)′およびi(t)′はデイジタル値V(t)′お
よびI(t)′に変換された後線形変換部12の積
分回路120,121で積分幅Tの間積分され
る。この積分値は演算回路122,123に導か
れ、ここで第(15)式および第(16)式で示した演算
式により、時刻t1およびt2における線形値V(s,
t1),V(s,t2),I(s,t1),I(s,t2)に変
換される。
一方、デイジタル化された電流値I(t)′は標
定演算部13の演算回路130に入力され、ここ
で時刻t1と(t1−T)およびt2と(t2−T)にお
ける差の値I1={i(t1)e-st−i(t1−T)},I2
{i(t2)e-st−i(t2−T)} がそれぞれ求められる。
この電流差I1,I2のうちIは乗算器131に入
力され、ここで演算回路123から出力される線
形変換値I(s,t2)と乗算された後加算器13
3に入力される。また電流差I2は乗算器132に
入力され、ここで演算回路123から出力される
線形変換値I(s,t1)と乗算された後加算器1
33に入力される。これによつて、加算器133
からは第(11)式の分母で示される演算結果の値が
出力される。
一方、演算回路122から出力される電圧の線
形変換値V(s,t1),V(s,t2)は乗算器13
4および135に入力され、ここで電流の線形変
換値I(s,t2),I(s,t1)とそれぞれ乗算さ
れた後加算器136に入力される。これによつ
て、加算器136からは第(11)式の分子で示され
る演算結果の値が出力される。この後、加算器1
36の出力は被除数、加算器133の出力は除数
として割り算器137に入力される。これによつ
て、第(11)式で示した故障発生時のインダクタン
スLが求められる。このようにして求められたイ
ンダクタンスLは単位長当りのインダクタンス
〔H/m〕によつて割り算される。この結果、故
障点xまでの距離が算出される。
なお、このような演算はマイクロコンピユータ
などによつて行うことにより、構成をさらに簡略
化することができる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、送電端のみに電圧、電流の検出器を配置する
だけでよく、既設の変成器や変流器を用いること
により極めて簡単にして経済的な構成で故障点を
標定することができる。また、積分により線形変
換処理を行つているため、電圧、電流に高調波成
分が含まれていても精度よく故障点を標定するこ
とができる。さらに、積分時間巾を適切に設定す
ることにより断続的な故障においても故障点を正
しく標定することができるなど極めて画期的な効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は交流送電系の等価回路図、第2から第
5図は線系変換処理を説明するための電流、電圧
を示す図、第6図は本発明を適用した故障点標定
装置の一実施例を示すブロツク図である。 1……交流源、10,11……検出部、12…
…線形変換部、13……標定演算部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 送電端における電圧、電流を検出する検出手
    段と、検出された電圧、電流の瞬時値をf(t)、
    積分幅をT、任意の実数をS、積分開始時刻をtp
    としたとき F(s,tp)=∫to+T tpf(t)e-s(t-to)dt に基づき、実数Sおよび積分幅Tを固定し、かつ
    積分開始時刻tpを2つ以上の異なる時刻とした時
    の積分幅Tにおける電圧、電流を線形変換する第
    1の演算手段と、この第1の演算手段の演算結果
    と電圧、電流の瞬時値f(t)および既知の線路
    定数とにより故障点までの距離を算出する第2の
    演算手段とを備え、送電端から故障点までの距離
    を標定する送電系の故障点標定方式。 2 送電端における電圧、電流を検出する検出手
    段と、検出された電圧、電流の瞬時値をf(t)、
    積分幅をT、任意の実数をS、積分開始時刻をtp
    としたとき F(s,tp)=∫to+T tpf(t)e-s(t-to)dt に基づき、積分開始時刻tpおよび積分幅Tを固定
    し、かつ実数Sを2つ以上の異なる値とした時の
    積分幅Tにおける電圧、電流を線形変換する第1
    の演算手段と、この電1の演算手段の演算結果と
    電圧、電流の瞬時値f(t)および既知の線路定
    数とにより故障点までの距離を算出する第2の演
    算手段とを備え、送電端から故障点までの距離を
    標定する送電系の故障点標定方式。
JP59143056A 1984-07-10 1984-07-10 送電系の故障点標定方式 Granted JPS6122263A (ja)

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JPS6122263A JPS6122263A (ja) 1986-01-30
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