JPH07106023B2 - 送電線の短絡故障区間検出方法 - Google Patents
送電線の短絡故障区間検出方法Info
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- JPH07106023B2 JPH07106023B2 JP63174303A JP17430388A JPH07106023B2 JP H07106023 B2 JPH07106023 B2 JP H07106023B2 JP 63174303 A JP63174303 A JP 63174303A JP 17430388 A JP17430388 A JP 17430388A JP H07106023 B2 JPH07106023 B2 JP H07106023B2
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims description 14
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-
- Y—GENERAL 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
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、両端電源系の送電線の短絡事故が発生した区
間を、鉄塔等の支持物に設置した電圧センサ、電流セン
サに生じた出力波形の位相に基づいてその鉄塔内の情報
のみで判定し、検出する方法に関する。
間を、鉄塔等の支持物に設置した電圧センサ、電流セン
サに生じた出力波形の位相に基づいてその鉄塔内の情報
のみで判定し、検出する方法に関する。
従来、電力系統に事故が発生した場合、それを検出する
ための方法として、一般に電位変成器や接地変圧器を用
いて零相電圧を検出し、また変流器や零相変圧器を用い
て零相電流を検出している。
ための方法として、一般に電位変成器や接地変圧器を用
いて零相電圧を検出し、また変流器や零相変圧器を用い
て零相電流を検出している。
ところが、これらの機器は、電圧が高圧になればなるほ
ど絶縁耐圧が高くなり、また電流容量が大きくなるにつ
れ型が大きくなり、さらに高価であるため、計器用、保
護継電器用等と共用して使用される場合が多い。
ど絶縁耐圧が高くなり、また電流容量が大きくなるにつ
れ型が大きくなり、さらに高価であるため、計器用、保
護継電器用等と共用して使用される場合が多い。
簡単に零相電圧を検出することを目的として、本出願人
は先に、次の構成の零相電圧検出器を考案し、出願した
（実開昭60−41866号）。すなわち、３相交流の送電線
の電力線と直角で、且つ各相電力線の加圧電圧に充分耐
える間隔に接地検出用の複数又は単一の電極体を設け、
電力線からの静電誘導により、複数の電極体に生じた電
位の合成又は単一の電極体の電位が、電力線各相の電圧
が等しい場合に零又は微小となるように、各電力線と電
極体間の電器容量を調整しておき、送電線に零相電圧が
発生した場合に、電極体と大地間に発生する電圧を検出
することにより、送電線の接地を検出する構成とした零
相電圧検出器がそれである。
は先に、次の構成の零相電圧検出器を考案し、出願した
（実開昭60−41866号）。すなわち、３相交流の送電線
の電力線と直角で、且つ各相電力線の加圧電圧に充分耐
える間隔に接地検出用の複数又は単一の電極体を設け、
電力線からの静電誘導により、複数の電極体に生じた電
位の合成又は単一の電極体の電位が、電力線各相の電圧
が等しい場合に零又は微小となるように、各電力線と電
極体間の電器容量を調整しておき、送電線に零相電圧が
発生した場合に、電極体と大地間に発生する電圧を検出
することにより、送電線の接地を検出する構成とした零
相電圧検出器がそれである。
また、零相電流を検出することを目的として、本出願人
は先に、次の構成の零相電流検出器を発明し、出願した
（実開昭60−41867号）。すなわち、送電線を流れる電
流により生じる磁界を検出する磁路を形成するための細
長い鉄心の中央部にコイルを配設した磁気センサを、３
相交流の送電線の各相電力線の位置を結んで得られる多
角形の外側に、且つ電力線と直角であって磁気センサの
長手方向が水平になるように、しかも各相電力線の加圧
電圧に充分耐える間隔を置いて設置し、且つ電力線から
の電磁誘導による前記磁気センサの出力電圧が常時は零
又は微小となるように鉄心の長さ、断面積、コイルの巻
数等の磁気センサの定数ならびにその位置を設定した零
相電流検出器がそれである。
は先に、次の構成の零相電流検出器を発明し、出願した
（実開昭60−41867号）。すなわち、送電線を流れる電
流により生じる磁界を検出する磁路を形成するための細
長い鉄心の中央部にコイルを配設した磁気センサを、３
相交流の送電線の各相電力線の位置を結んで得られる多
角形の外側に、且つ電力線と直角であって磁気センサの
長手方向が水平になるように、しかも各相電力線の加圧
電圧に充分耐える間隔を置いて設置し、且つ電力線から
の電磁誘導による前記磁気センサの出力電圧が常時は零
又は微小となるように鉄心の長さ、断面積、コイルの巻
数等の磁気センサの定数ならびにその位置を設定した零
相電流検出器がそれである。
このような零相電圧検出器及び零相電流検出器を使用す
ると、零相電圧検出器の出力波形の位相と、零相電流検
出器の出力波形の位相とを比較することにより、故障区
間の判定を行うことができる。
ると、零相電圧検出器の出力波形の位相と、零相電流検
出器の出力波形の位相とを比較することにより、故障区
間の判定を行うことができる。
ところが、この方法は、零相電圧検出器により零相電圧
を検出するものであるため、地絡検出のみに適用でき、
零相電圧が発生しない短絡の場合には適用できなかっ
た。
を検出するものであるため、地絡検出のみに適用でき、
零相電圧が発生しない短絡の場合には適用できなかっ
た。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、両端電源系の送電線において、センサ設置鉄
塔のみで短絡区間を検出することを目的とする。
のであり、両端電源系の送電線において、センサ設置鉄
塔のみで短絡区間を検出することを目的とする。
この目的を達成するため、本発明の送電線の短絡故障区
間検出方法は、棒状コアの中心にコイルを巻いて構成し
た短絡電流センサを、前記棒状コアが水平でその長手方
向が３相の電力線のうちのある特定相の電力線に垂直に
なるるような姿勢で、かつ、前記特定相以外の２つの相
の電力線に対する検出レベルがほぼ同じで前記特定相の
電力線に対する検出レベルがほぼ０となるような位置に
設置し、電極体からなる電圧センサを、前記特定相以外
の２つの相の電力線に対する検出レベルがほぼ同じで、
前記特定相の電力線に対する検出レベルが前記２つの相
の電力線に対する検出レベルより大きくなる位置に設置
し、短絡事故発生時における前記短絡電流検出センサの
出力波形と前記電圧センサの出力波形との位相を比較
し、位相差が同相か逆相かによって、短絡故障点の方向
を検出することを特徴とする。
間検出方法は、棒状コアの中心にコイルを巻いて構成し
た短絡電流センサを、前記棒状コアが水平でその長手方
向が３相の電力線のうちのある特定相の電力線に垂直に
なるるような姿勢で、かつ、前記特定相以外の２つの相
の電力線に対する検出レベルがほぼ同じで前記特定相の
電力線に対する検出レベルがほぼ０となるような位置に
設置し、電極体からなる電圧センサを、前記特定相以外
の２つの相の電力線に対する検出レベルがほぼ同じで、
前記特定相の電力線に対する検出レベルが前記２つの相
の電力線に対する検出レベルより大きくなる位置に設置
し、短絡事故発生時における前記短絡電流検出センサの
出力波形と前記電圧センサの出力波形との位相を比較
し、位相差が同相か逆相かによって、短絡故障点の方向
を検出することを特徴とする。
前記のような姿勢と位置で設置された電圧センサに現れ
る電圧波形の位相と、前記のような姿勢と位置で設置さ
れた電流センサの検出波形の位相とは、短絡時、同相或
いは逆相関係となる。この位相関係は、短絡地点を挟ん
で両側で180度異なることを意味するので、電圧センサ
と横型電流センサの出力波形の位相差を測定することに
より、短絡点の方向を検出し、故障区間の判定を行うこ
とができる。
る電圧波形の位相と、前記のような姿勢と位置で設置さ
れた電流センサの検出波形の位相とは、短絡時、同相或
いは逆相関係となる。この位相関係は、短絡地点を挟ん
で両側で180度異なることを意味するので、電圧センサ
と横型電流センサの出力波形の位相差を測定することに
より、短絡点の方向を検出し、故障区間の判定を行うこ
とができる。
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。
明する。
第１図に、１回線の場合の電圧センサと電流センサとの
取り付け例を示す。A,B,Cは３相交流の送電線の各相電
力線、Ｋは電極体を有する電圧センサ、Ｐは棒状コアに
コイルを巻いた横型電流センサである。
取り付け例を示す。A,B,Cは３相交流の送電線の各相電
力線、Ｋは電極体を有する電圧センサ、Ｐは棒状コアに
コイルを巻いた横型電流センサである。
A,B,C各相の電力線が電圧センサに及ぼす静電誘導電圧
をそれぞれVa,Vb,Vcとしたとき、Va≒Vcとなり、且つVb
＞Vaとなる場所、例えば、Va＝Vb/2となる位置に電圧セ
ンサＫを設置する。また、コアの長手方向がＢ相電力線
に直角に向き、且つ大地と平行になるように電流センサ
Ｐを設置する。
をそれぞれVa,Vb,Vcとしたとき、Va≒Vcとなり、且つVb
＞Vaとなる場所、例えば、Va＝Vb/2となる位置に電圧セ
ンサＫを設置する。また、コアの長手方向がＢ相電力線
に直角に向き、且つ大地と平行になるように電流センサ
Ｐを設置する。
このように設置することにより、短絡時においても、電
圧センサＫに対地電圧に相当する出力が現れ、また電流
センサＰに、短絡電流に相当する出力が現れる。
圧センサＫに対地電圧に相当する出力が現れ、また電流
センサＰに、短絡電流に相当する出力が現れる。
これらの出力の位相関係を検出することにより、故障区
間を判定する。
間を判定する。
Ａ相,B相間が短絡した場合を例にとり、動作の説明を行
う。
う。
第２図に、A,B相間短絡時のベクトル図を示す。Ｂ相電
力線付近に取り付けられた電圧センサＫに、正常時に各
相電力線より誘導される電圧をそれぞれak,bk,ck
とし、A,B相間短絡時に、電圧センサＫに各相電力線よ
り誘導される電圧をそれぞれas,bs,csとし、Ａ
相,B相間の短絡電流をabsとする。なお、ak等はベ
クトル量であり、スカラー量と区別するために、ドット
を上に付している。
力線付近に取り付けられた電圧センサＫに、正常時に各
相電力線より誘導される電圧をそれぞれak,bk,ck
とし、A,B相間短絡時に、電圧センサＫに各相電力線よ
り誘導される電圧をそれぞれas,bs,csとし、Ａ
相,B相間の短絡電流をabsとする。なお、ak等はベ
クトル量であり、スカラー量と区別するために、ドット
を上に付している。
短絡事故の有無を、横型電流センサＰの出力のレベル比
較により行い、短絡区間を電流センサＰと電圧センサＫ
の出力波形の位相比較により検出する。
較により行い、短絡区間を電流センサＰと電圧センサＫ
の出力波形の位相比較により検出する。
さて、as,bs,csは、正相インピーダンスと逆相イ
ンピーダンスがほぼ等しいとすると、｜as|＝｜ak|
/2、｜bs|＝｜bk|/2、cs＝ckとなり、また、
as,bsの向きは、ckの向きと逆向きになる。そこ
で、電圧センサの出力電圧ｋは、as,bs,csの合
成電圧となり、ｋ＝asとなる。
ンピーダンスがほぼ等しいとすると、｜as|＝｜ak|
/2、｜bs|＝｜bk|/2、cs＝ckとなり、また、
as,bsの向きは、ckの向きと逆向きになる。そこ
で、電圧センサの出力電圧ｋは、as,bs,csの合
成電圧となり、ｋ＝asとなる。
また、故障直後の発電機インピーダンスが、ほとんどイ
ンダクタンス成分であるので、短絡電流absは、Ａ相
からＢ相へ向かう方向からほぼ90度遅れ、電圧センサ出
力ｋとほぼ逆相になる。横型電流センサＰは、長手方
向をＢ相電力線に向けているため、Ｂ相電流に感応せ
ず、Ａ相電力線に流れる短絡電流absによる誘導電圧
のみが感応して出力Ｐに現れ、その位相も電圧センサ
Ｋの出力Ｋとほぼ逆相となる。
ンダクタンス成分であるので、短絡電流absは、Ａ相
からＢ相へ向かう方向からほぼ90度遅れ、電圧センサ出
力ｋとほぼ逆相になる。横型電流センサＰは、長手方
向をＢ相電力線に向けているため、Ｂ相電流に感応せ
ず、Ａ相電力線に流れる短絡電流absによる誘導電圧
のみが感応して出力Ｐに現れ、その位相も電圧センサ
Ｋの出力Ｋとほぼ逆相となる。
第３図に、両端電源系の送電線にＡ相,B相間短絡が発生
した場合の、故障電流の流れ方を示す。第４図に、横型
電流センサＰに及ぼす電磁誘導を示す。
した場合の、故障電流の流れ方を示す。第４図に、横型
電流センサＰに及ぼす電磁誘導を示す。
X,Yの両変電所SSに電源を有し、今、Ｆ点において、Ａ
相,B相間短絡故障が発生したとする。Ｆ点よりＸ端寄り
のｐ点とＹ端寄りのｑ点に、電圧センサＫ及び横型電流
センサＰを、第１図に示すように設置すると、ｐ点,q点
において、各電圧センサの出力KP,Kqと短絡電流
1,２とは、それぞれ第５図（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、逆相となる。ところが、Ｘ端から短絡電流1,Y
端から短絡電流２が流れ、１と２は逆向きとなっ
ており、第４図に示すように、横型電流センサへの誘導
がｐ点では同図（ａ）、ｑ点では同図（ｂ）に示すよう
に逆方向となり、横型電流センサ出力Ｐは、ｐ点とｑ
点で逆相となる。そこで、電圧センサの出力kp,Kq
と横耐電流センサの出力pp,pqとの位相差θは、第
５図に示すように、ｐ点では同図（ａ）,q点では同図
（ｂ）のように約180度異なる。
相,B相間短絡故障が発生したとする。Ｆ点よりＸ端寄り
のｐ点とＹ端寄りのｑ点に、電圧センサＫ及び横型電流
センサＰを、第１図に示すように設置すると、ｐ点,q点
において、各電圧センサの出力KP,Kqと短絡電流
1,２とは、それぞれ第５図（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、逆相となる。ところが、Ｘ端から短絡電流1,Y
端から短絡電流２が流れ、１と２は逆向きとなっ
ており、第４図に示すように、横型電流センサへの誘導
がｐ点では同図（ａ）、ｑ点では同図（ｂ）に示すよう
に逆方向となり、横型電流センサ出力Ｐは、ｐ点とｑ
点で逆相となる。そこで、電圧センサの出力kp,Kq
と横耐電流センサの出力pp,pqとの位相差θは、第
５図に示すように、ｐ点では同図（ａ）,q点では同図
（ｂ）のように約180度異なる。
このように、電圧センサの出力Ｋと横型電流センサの
出力Ｐとの位相差角度測定を行うことにより、短絡点
がセンサの設置されている鉄塔よりＸ端側かＹ端側かを
判定することができる。
出力Ｐとの位相差角度測定を行うことにより、短絡点
がセンサの設置されている鉄塔よりＸ端側かＹ端側かを
判定することができる。
第６図に、本発明の短絡区間検出方法を実施するための
検出システムの構成例を示す。同図において、電流セン
サＰの出力電圧を位相比較器１のコンパレータ２に入力
する。コンパレータ２では、電流センサＰの出力電圧と
抵抗器３により決まる基準電圧とを比較する。センサＰ
の出力電圧が大きいと、ゼロクロスコンパレータ４を動
作させる。このゼロクロスコンパレータ４では、電流セ
ンサＰ及び電圧センサＫの出力電圧の波形をゼロクロス
点で波形整形を行い、AND回路６で位相比較を行う。電
流センサＰと電圧センサＫの出力電圧の波形が同相であ
れば、積分器７、表示回路８により、表示器９を動作さ
せる。
検出システムの構成例を示す。同図において、電流セン
サＰの出力電圧を位相比較器１のコンパレータ２に入力
する。コンパレータ２では、電流センサＰの出力電圧と
抵抗器３により決まる基準電圧とを比較する。センサＰ
の出力電圧が大きいと、ゼロクロスコンパレータ４を動
作させる。このゼロクロスコンパレータ４では、電流セ
ンサＰ及び電圧センサＫの出力電圧の波形をゼロクロス
点で波形整形を行い、AND回路６で位相比較を行う。電
流センサＰと電圧センサＫの出力電圧の波形が同相であ
れば、積分器７、表示回路８により、表示器９を動作さ
せる。
なお、本発明は中相のＢ相電圧を利用するため、超高圧
の逆相配列系にも適用することができる。
の逆相配列系にも適用することができる。
また、多回線鉄塔にも、各回線にセンサを設置すること
で、本発明を適用できる。
で、本発明を適用できる。
さらに、本発明ではセンサ出力の位相差が180度に近い
ため、０度か180度かを検出すればよく、細かく比較す
る必要がないので、比較器が簡単になり、信頼性が向上
する。
ため、０度か180度かを検出すればよく、細かく比較す
る必要がないので、比較器が簡単になり、信頼性が向上
する。
以上に述べたように、本発明においては、前記のような
姿勢、位置で設置された電圧センサにより検出された短
絡時の電圧の位相と、同じく前記のような姿勢、位置で
設置された横型電流センサにより検出された短絡電流の
位相とを比較することにより、両端電源系の短絡故障点
の方向を判定する。これにより、当該鉄塔単独で、短絡
点の方向を検出でき、したがって、鉄塔間の情報伝送手
段がなくても、短絡故障区間の検出が可能である。
姿勢、位置で設置された電圧センサにより検出された短
絡時の電圧の位相と、同じく前記のような姿勢、位置で
設置された横型電流センサにより検出された短絡電流の
位相とを比較することにより、両端電源系の短絡故障点
の方向を判定する。これにより、当該鉄塔単独で、短絡
点の方向を検出でき、したがって、鉄塔間の情報伝送手
段がなくても、短絡故障区間の検出が可能である。
第１図は１回線の場合の電圧センサと電流センサの取付
例を示す説明図、第２図は短絡時の各相のベクトル図、
第３図は両端電源系の短絡時の故障電流の流れ方を示す
説明図、第４図は横型電流センサに及ぼす電磁誘導の説
明図、第５図は電圧センサと電流センサの出力の位相差
を示す説明図、第６図は本発明の方法を実施するための
システムの構成例を示すブロック図である。 A,B,C:3相交流の送電線の各相電力線 K:電圧センサ、P:電流センサ 1:位相比較器、2:コンパレータ 3:抵抗器 4:ゼロクロスコンパレータ 5:微分回路、6:AND回路 7:積分回路 8:モノマルチ及び表示回路、9:表示器
例を示す説明図、第２図は短絡時の各相のベクトル図、
第３図は両端電源系の短絡時の故障電流の流れ方を示す
説明図、第４図は横型電流センサに及ぼす電磁誘導の説
明図、第５図は電圧センサと電流センサの出力の位相差
を示す説明図、第６図は本発明の方法を実施するための
システムの構成例を示すブロック図である。 A,B,C:3相交流の送電線の各相電力線 K:電圧センサ、P:電流センサ 1:位相比較器、2:コンパレータ 3:抵抗器 4:ゼロクロスコンパレータ 5:微分回路、6:AND回路 7:積分回路 8:モノマルチ及び表示回路、9:表示器
Claims (1)
- 【請求項１】棒状コアの中心にコイルを巻いて構成した
短絡電流センサを、前記棒状コアが水平でその長手方向
が３相の電力線のうちのある特定相の電力線に垂直にな
るような姿勢で、かつ、前記特定相以外の２つの相の電
力線に対する検出レベルがほぼ同じで前記特定相の電力
線に対する検出レベルがほぼ０となるような位置に設置
し、電極体からなる電圧センサを、前記特定相以外の２
つの相の電力線に対する検出レベルがほぼ同じで、前記
特定相の電力線に対する検出レベルが前記２つの相の電
力線に対する検出レベルより大きくなる位置に設置し、
短絡事故発生時における前記短絡電流検出センサの出力
波形と前記電圧センサの出力波形との位相を比較し、位
相差が同相か逆相かによって、短絡故障点の方向を検出
することを特徴とする送電線の短絡故障区間検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63174303A JPH07106023B2 (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | 送電線の短絡故障区間検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63174303A JPH07106023B2 (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | 送電線の短絡故障区間検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0226218A JPH0226218A (ja) | 1990-01-29 |
| JPH07106023B2 true JPH07106023B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=15976305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63174303A Expired - Lifetime JPH07106023B2 (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | 送電線の短絡故障区間検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07106023B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112595933A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-04-02 | 国网山东省电力公司昌乐县供电公司 | 一种配电网故障定位系统及方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59188327A (ja) * | 1983-04-06 | 1984-10-25 | ニシム電子工業株式会社 | 零相電流検出方法 |
-
1988
- 1988-07-12 JP JP63174303A patent/JPH07106023B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0226218A (ja) | 1990-01-29 |
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