JPH0691708B2

JPH0691708B2 - 事故設備判定方式

Info

Publication number: JPH0691708B2
Application number: JP62151214A
Authority: JP
Inventors: 守好長浜; 茂夫高柳; 守方; 満深谷
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electric Power Co Inc; Hitachi Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Hitachi Ltd; Mitsubishi Electric Corp; Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Priority date: 1987-06-19
Filing date: 1987-06-19
Publication date: 1994-11-14
Anticipated expiration: 2009-11-14
Also published as: JPS63316617A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は電力系統制御用計算機による電力系統事故設備
の自動判定方式に係り、管轄系統内で発生するしや断
器，保護リレーの状態変化を一定時間蓄積し、事故によ
り停電した設備グループを対象として事故設備を確定す
る方式に関する。

〔従来の技術〕

従来、電力系統事故における事故設備の判定方式は、ト
リツプしや断器の情報により動作した保護リレーの編集
範囲を定め、その範囲に対し保護リレーの動作方向によ
り、事故設備と確定する場合と、疑わしき設備を事故候
補設備と判定する場合の２通りの方向を持つた方式とな
つていた。このような方式として関連するものには、中
山敬造著「保護継電システム」（昭和49年電気書院刊）
第１章の記載が挙げられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の方式では、主保護リレーが動作すればその保護設
備が確定できるため事故設備が確定できる。しかし、主
保護が誤不動作の場合、後備保護リレーが動作し設備を
保護するが、その情報から事故設備を確定することは、
後備保護リレーの特性から困難であつた。また、ある設
備の範囲を確定し、その中に事故設備があるとし、その
範囲にある設備全てを事故候補設備と判定する方式とな
つており、必ずしも効率の良いものとは言えない点があ
つた。すなわち、後備保護リレーのみ動作した場合、ト
リツプしや断器からリレー情報の編集範囲を定め、後備
保護リレーで動作方向を持つものはその方向から事故設
備範囲を限定し、動作方向を持たないものは編集範囲内
にある全ての設備を事故候補設備としていた。このた
め、主保護リレー不動作時は事故設備が確定できないと
いう問題点があつた。

本発明の目的は、上記従来方式の問題点を解決し、トリ
ツプしや断器の情報と母線無電圧検出リレーの動作情報
を、事故設備判定用の情報として用いることにより、従
来の効率の悪さを改善し、事故復旧操作の判断根拠とな
る管轄系統内の事故設備の判定を高信頼度で達成する方
式を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、従来方式を適用し疑わしき事故設備の範囲
を定めた後、トリツプしや断器の情報と母線無電圧検出
リレーの動作情報および動作した後備保護リレーの動作
情報をもとに、事故候補設備の中の母線に着目し、母線
無電圧リレーの動作情報，動作した後備保護リレーの動
作情報および送電線と母線を接続するしや断器のトリツ
プ情報をAND条件とし、このAND条件が成立した場合は、
トリツプしたしや断器が属する送電線が事故設備であ
り、母線は健全であると判断し、上記３つの情報に更に
母線と変圧器を接続するしや断器のトリツプ情報を加
え、これら４つの情報をAND条件とすることにより、こ
のAND条件が成立した場合、当該母線が事故設備であ
り、送電線は健全であると判断することにより、達成さ
れる。

〔作用〕

後備保護リレーには、保護方向特性を持つものと保護方
向特性を持たないものの２通りがある。

保護方向特性の持つリレーの動作によりその方向性をつ
きつめることから、ある程度の範囲がしぼられる。その
結果に対ししや断器のトリツプ情報を組合せることによ
り、保護リレーの設備を保護する役目と主保護のバツク
アツプとしての位置付けから事故設備に近い個所のしや
断器を開放する。

また、事故は一設備内で発生することから、保護リレー
動作情報とトリツプしや断器情報を組合せることにより
事故設備を確定することが可能となる。

保護方向を持たないリレーの場合も、その着目対象範囲
は、保護方向を持つリレーに比較すると広くなるが、事
故は１つの設備内で発生することを考慮すると、トリツ
プしや断器の情報を組合せることにより、同様に事故設
備を確定することが可能となる。

また、電力系統は大きく分けると母線を中心に送電線と
変圧器とから構成されると言える。電力系統上事故が発
生すると、それが母線の事故であれば当該母線は保護リ
レーにより系統から切り離されて停電する。したがつて
母線無電圧検出リレーが動作し母線が停電したことを知
ることができる。

以上の特徴を組合せることにより、前述のAND条件によ
る事故設備判定が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を添付された図面と共に説明す
る。

第１図は、本発明のシステム構成を示すブロツク図であ
る。１は管轄系統、２はオンライン情報入力装置、３は
電子計算機、４は現在系統状態保存部、５は事故直後系
統状態保存部、６は事故設備判定処理部、７は表示部で
ある。

オンライン情報入力装置２により電子計算機３内の現在
系統保存部４に管轄系統１の開閉器の状態情報，保護リ
レーの動作情報が一定周期で保存されている。管轄系統
１において事故が発生し、保護リレーが動作した場合に
は、現在系統状態保存部４の内容を事故直後系統状態保
存部５に転送し、この事故直後状態保存部５に保存され
ている電力系統に対して、本発明方式を用いた事故設備
判定処理部６にて事故設備を判定し、結果を表示部７に
より運用者に通知する。

第２図は、本発明方式の処理順序をS1〜S5の処理ステツ
プにより表わしたものである。以下、個々の処理につい
て説明する。まず、ステツプS1は、事故時に発生する管
轄系統からの一定時間（例えば10秒）の状変、すなわ
ち、保護リレーおよびしや断器無電圧検出リレーの動作
情報の変化を蓄積する。

次に、ステツプS2では次のような２つの手順により停電
設備グループを作成する。

まず、蓄積された状変の中のトリツプしや断器の動作情
報を用いて、“閉”の開閉器を介して電気的に接続のあ
る電力系統を構成する単位設備（母線，送電線，変圧
器）の集合である設備グループを再編成する。次に蓄積
状変の中の無電圧検出リレーの動作情報を用いて、停電
状態にある設備グループを決定し、当該設備グループを
停電設備グループとする。

次に、ステツプS3で上記で作成した停電設備グループを
トリツプした開閉器を介して隣接する停電設備グループ
を結合し、１つの停電設備グループ群とする。また、そ
れ以外の停電設備グループを１つにまとめ、停電設備グ
ループ群とする。第３図は、停電設備グループと停電設
備グループ群との関係を示す例である。図中の（１）〜
（10）は送電線および変圧器の単位設備ごとに与えられ
たブランチ番号、〜は母線の単位設備ごとに与えら
れたノード番号であり、G1,G2は外部電源である。

第３図のようにブランチ（１），（２）の事故（送電線
ルート事故に相当する）によりブランチの両端の開閉器
がトリツプしたと想定すれば、図中の設備はノード
を除いて停電となる。本実施例では、停電設備グループ
は下記第１表（ａ）に示すように４つのグループとな
り、停電設備グループ群は下記第１表（ｂ）に示すよう
に２つのグループとなる。このようにトリツプ開閉器情
報により停電設備グループを結合することにより、以下
の説明する事故設備判定処理が容易になると共に処理時
間の短縮が図られる。

次に、ステツプS4で蓄積状変の中から保護リレーの動作
情報を抽出し、停電設備グループ群単位に編集する。す
なわち、まず保護リレーの動作情報を主保護リレーと後
備保護リレーの動作情報に分類し、次に、当該保護リレ
ーの電力系統上での動作箇所と、停電設備グループ群と
を対比させることにより、当該保護リレーの動作情報を
停電設備グループ群単位に編集する。なお、停電設備グ
ループ群の境界上での保護リレーの動作情報のうち、主
保護リレーの動作情報は当該保護リレーの保護設備の属
する停電設備グループ群側に編集し、後備保護リレーの
動作情報は当該後備保護リレー動作によりトリツプした
開閉器が属する停電設備グループ群側に編集する。

また、後備保護リレーについては、そのリレーの特性に
より保護方向特性を有するものと、保護方向特性のない
ものに分類する。すなわち、後備保護用の第２段以降の
距離リレー（DZ₂，DZ₃）等は、その保護区間が単位設備
のみでなく当該単位設備に接続する複数設備を含んでお
り、保護方向特性有りと称する。一方、過電流リレー
（OC）等のように、複数の単位設備の論理和として動作
する保護リレーは、保護方向特性なしと称する。

下記第２表に、主保護リレーと後備保護リレーとの分類
の１例を示す。

最後に、ステツプS5で停電設備グループ群単位に編集さ
れた保護リレーの動作情報を用いて、事故設備および事
故候補設備の判定を行う。

次に、事故設備判定処理の詳細について説明する。

電力系統に各種事故が発生した場合の判定方式を停電設
備グループ群の境界上および内部の保護リレーの動作形
態を抽出した結果、保護リレーの動作情報を事故設備判
定処理との関係で第４図に示す。

主保護リレー（以下、M.Ryと略す）は、１設備を保護範
囲とし、後備保護リレー（以下、B.Ryと略す）は、２設
備以上を保護範囲とする。例えば、送電線の保護リレー
として用いられている距離リレーの第２段と称されるも
のは、保護リレーが設置されている送電線を保護範囲と
するのみでなく、送電線の相手端の電気所（発変電所）
に接続している他の送電線の全恒長の約半分の距離まで
を保護範囲としている。

第４図中の「概念図」において、101は停電同一電圧設
備グループを表わし、102は事故設備、103は推定事故設
備を表わす。また、111は主保護リレー動作かつしや断
器トリツプ情報、112は後備保護リレー（方向特性あ
り）動作かつしや断器トリツプ情報、113は後備保護リ
レー（方向特性なし）動作かつしや断器トリツプ情報を
示す。

以下、第４図に示した事故設備判定方式について説明す
る。

（１）M.Ryの動作がある場合停電設備グループ群内にM.Ry動作がある場合は当該M.Ry
の保護範囲の設備を事故設備と判定する。また、M.Ry動
作の他にB.Ry動作がある場合もB.Ry動作を無視して当該
M.Ryの保護範囲の設備を事故設備と判定する。

（２）B.Ryの動作のみの場合停電設備グループ群内の動作リレーがB.Ryのみの場合
は、保護方向特性ありのB.Ry動作，保護方向特性なしの
B.Ry動作、および保護方向特性あり，なしの混在したB.
Ry動作の場合に分類される。

まず、保護方向特性ありのB.Ry動作の場合は、動作した
B.Ryの全てが停電設備グループ群の内側を向いているか
否かにより次のように判定する。すなわち、動作したB.
Ryの全てがグループ群の内側を向いていればグループ群
内の全ての設備を推定事故設備とする。一方、動作した
B.Ryのうち１つでもグループ群の外側を向いていれば当
該グループ群内には事故設備も推定事故設備も存在しな
いと判定する。

次に、保護方向特性なしのB.Ry動作の場合は、グループ
群内の全ての設備を推定事故設備とする。また、保護方
向特性ありとなしのB.Ry動作が混在する場合は、保護方
向特性ありのB.Ryの全てが停電設備グループ群の内側を
向いているか否かにより、上記の保護方向特性ありのB.
Ry動作の場合と同様な判定を行う。

すなわち、後備保護リレーの保護特性の有無に無関係
に、当該グループ内の母線で母線無電圧検出リレーが動
作している全ての母線に対し、事故発生前に当該母線と
接続していた設備（送電線，変圧器）を抽出し、抽出し
た設備全ての当該母線側に後備保護リレーの動作情報
（リレーがオン又はオフ）が有り、かつ当該母線と抽出
された設備とを接続するしや断器のトリツプ情報（しや
断器がオフ又はオン）の有無を判定する。その結果全て
の情報がAND条件として成立した場合は、当該母線を事
故設備と判定する。また、AND条件が成立しなかつた場
合、すなわちトリツプしなかつたしや断器があつた場合
は、当該母線は健全として判定し、トリツプしたしや断
器が属している設備側（送電線）を事故設備と判断す
る。変圧器については条件が不足するため事故候補設備
と判定する。

以上のように、第４図の概念図（Ｂ），（Ｄ），（Ｅ）
のケースで、母線無電圧検出リレーの動作情報，後備保
護リレーの動作情報および当該母線と送電線を接続する
しや断器のトリツプ情報をAND条件とし、この条件が成
立した場合は当該送電線が事故設備と判断し、当該母線
は健全であると判断する。更に、当該母線と変圧器を接
続するしや断器のトリツプ情報を上記AND条件の要素に
追加し、この条件が成立した場合、当該母線が事故設備
と判断し送電線および変圧器は健全であると判断する。

第５図は母線事故が発生した場合の一例である。図中の
（１）〜（５）は送電線および変圧器の単位設備ごとに
与えられたブランチ番号、〜は母線の単位設備毎に
与えられたノード番号であり、G1,G2は外部電源であ
る。事故発生前は、送電線（３）と母線を接続するし
ゃ断器が開いていて設備グループは２つになっている。
母線、はG2から電源供給を受けている。

いま、母線で事故が発生したとすると、以下のような
現象が起きる。母線で事故が発生したことを保護リレ
ーが検出し（第２の情報）、送電線（４）と母線を接
続しているしゃ断器B1および母線と変圧器（５）を接
続しているしゃ断器B2を開く。即ち、B1,B2はトリツプ
される。そして、B1のトリツプ情報（第３の情報）とB2
のトリツプ情報（第４の情報）がが検出される。その結
果、G1から電源供給を受けている設備グループには変化
は無いが、G2の設備グループにはしゃ断器B1とB2を境に
G2,，，（２），（４）からなるグループとのグ
ループ及び（５），のグループの３つに分割される。
ここで、後者の２つのグループは事故前はしゃ断器B1を
介してG2から電源供給されていたが、B1のトリップで停
電状態となったものである。この停電状態は母線また
はの無電圧検出リレーの動作により検出される（第１
の情報）。図中の斜線で囲まれた部分が停電となり、停
電設備グループはR1,R2の２つとなる。ここで停電設備
グループ群は｛R1,R2｝の１つであり、｛｝は停電設
備グループの集合、すなわち停電設備グループ群を表わ
す。事故を想定したノードの主保護リレーが動作せず後
備保護リレーが動作したとすれば、停電設備グループR1
の境界上に動作しており停電設備グループ群｛R1,R2｝
に後備保護リレーB1,B2が編集され、この編集された情
報を用いて第４図に示す方式により事故設備判定を行
う。

上述の第１の情報から第４の情報に基づく事故設備の判
定をさらに、詳細に説明する。しゃ断器B1,B2のトリッ
プ情報を用いて電気的に接続関係にある設備グループが
判定される。このとき計算機では、トリップしたB1,B2
は事故前、G2から電源供給を受けるグループに属してい
たことが判っているので、G2から供給を受ける設備グル
ープのみを対象に、設備グループの再編を行えばよいの
で処理が速い。

次に、新たに分割された上記３つの設備グループに対し
充電停電の判定を、各グループごとに電源の有無をチエ
ックしておこなう。さらに、停電と判定された停電設備
グループのうち、事故前、トリップしゃ断器で隣接され
ていたグループ同士は停電設備グループとして１つにま
とめる。事故設備は事故により停電した設備グループの
中に存在するから、この停電グループに範囲を限定して
上記第１〜第３の情報または第１〜第４の情報の論理積
（AND）が成立するか否かを判定する。本実施例では母
線が事故を起こしたとき事故設備である母線を切り
離す。これは通常の保護リレーの動作（第２の情報）に
基づくものである。この結果、B1のトリップ（第３の情
報），母線と変圧器（５）を接続するB2のトリップ
（第４の情報）及び母線の無電圧検出リレーの動作情
報（第１の情報）が検出され第１〜第４の情報のANDが
成立して当該グループの母線が事故設備と判定され
る。

もし、送電線（４）が事故を起こしたとすれば、通常の
保護リレー動作から送電線（４）を切り離すB1はトリッ
プされるが、B2はトリップされない。この結果、第４の
情報は存在せず、第１〜第３の情報のANDとなってトリ
ップしゃ断器B1が所属するグループの送電線（４）の事
故と判定される。

その結果第４図の概念図（Ｂ），（Ｄ），（Ｅ）のいず
れかと判断される（（Ｂ），（Ｄ），（Ｅ）のいずれか
は動作した後備保護リレーの種類により決まる。）。そ
の後、当該母線と送電線（４）とを接続するしや断
器、同じく母線と変圧器（５）とを接続するしや断器
のトリツプ情報および当該母線が停電したことを知ら
せる母線無電圧検出リレーの動作情報が、AND条件とし
て成立するため、当該母線は、事故候補設備ではなく
事故設備として判断できる。

本例では、母線が事故設備である場合しか述べていない
が、送電線（５）で事故が発生し、後備保護リレーB1
と、母線と送電線（５）を接続するしや断器のトリツ
プ情報および母線の母線無電圧検出リレー情報を用い
る場合も、先に述べたと同様にAND条件をチエツクする
ことにより判定可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、第４図に示す事故設備
判定方式を更に押し進め、第４図の概念図（Ｂ），
（Ｄ），（Ｅ）の各場合においても事故候補設備と判定
していたものを、母線無電圧検出リレーの動作情報，事
故発生前にその母線と接続していた設備と母線とを接続
するしや断器のトリツプ情報および、後備保護リレーの
動作情報でAND条件を構成することにより、事故候補設
備ではなく事故設備として明確に判断することができ、
事故設備判定の信頼性を更に向上させることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のシステム構成図、第２図
は、本発明の原理を示すフローチャート図、第３図は本
発明の特徴の１つである停電設備グループと停電設備グ
ループ群との関係例を示す図、第４図は事故設備判定方
式の基本的考え方を示す図、第５図は本発明の適用例を
示す図である。１…管轄系統、２…オンライン情報入力装置、３…電子
計算機、７…表示部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長浜守好東京都千代田区内幸町１丁目１番３号東京電力株式会社内 (72)発明者高柳茂夫東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者方守茨城県日立市大みか町５丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者深谷満兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号三菱電機株式会社制御製作所内 (56)参考文献特開昭57−71215（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−71225（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電力系統の開閉器の状態情報を用いて電気
的に接続関係のある電力設備グループを作成し、前記設
備グループ毎に充停電を判定し、停電している設備グル
ープに対し、動作した保護リレーの動作情報とトリツプ
した開閉器情報に基づいて事故設備を判定する事故設備
判定方式であつて、母線無電圧検出リレーの動作状態を
示す第１の情報、母線または送電線の保護リレー動作状
態を示す第２の情報および送電線と母線とを接続するし
や断器トリツプ状態を示す第３の情報がAND条件で成立
した場合、当該トリツプしや断器が設置されている送電
線を事故設備とし母線は健全設備と判定し、前記の情報
に加え変圧器と母線とを接続するしや断器のトリツプ状
態を示す第４の情報がAND条件で成立した場合に当該母
線が事故設備であり、当該トリツプしや断器が設置され
ている送電線は健全設備であると判定することを特徴と
する事故設備判定方式。