JPH0739060A

JPH0739060A - 電力系統の故障検出装置

Info

Publication number: JPH0739060A
Application number: JP5176336A
Authority: JP
Inventors: Michio Asai; 三千雄浅井; Kensaku Sumiya; 憲作炭谷; Yoshihiro Kawasaki; 好博川崎; Seiji Ikehara; 征治池原
Original assignee: Meidensha Corp; Chubu Electric Power Co Inc; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Chubu Electric Power Co Inc; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-07-16
Filing date: 1993-07-16
Publication date: 1995-02-07
Anticipated expiration: 2016-12-17
Also published as: JP3240217B2

Abstract

(57)【要約】【目的】電力系統の電圧・電流情報，保護継電部の判
定情報，しゃ断器の動作情報などを基に演算処理して故
障要因を推定することにより、電力系統の運用に貢献す
る故障検出装置を得る。【構成】電力系統１，２の電圧・電流情報を電圧変成
器５，変流器６，８０ａ，８０ｂで得、これらの情報と
保護継電部１０の判定情報としゃ断器操作部２０の動作
情報を基に、演算制御部４０で演算して推定し、その推
定結果をプリンタ６０等の演算出力部に打出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電力系統の保護装置に係
り、特に電力系統での故障の有無の判定、保護継電装置
の動作要因推定およびしゃ断器の開放要因の推定などを
行う故障検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電力系統での故障の解析は、主として保
護継電装置の動作情報並びに系統の電圧、電流等の記録
データに基づいて行われるが、図４に示すように、全て
人間の判断に頼っていた。すなわち、図４のステップＳ
１に示すように故障が発生すると、ステップＳ２で保護
継電装置による系統操作及び警報を行い、この警報に基
づいてステップＳ３で目的とするデータの収集を行い、
ステップＳ４に進み故障の解析や状況を判断し、しかる
後にステップＳ５で復旧作業を行っていた。特に、ステ
ップＳ３における目的とするデータの収集と、ステップ
Ｓ４における故障の解析や状況判断は人間の判断によっ
て行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、電力需要の増加
に伴い、電力供給の信頼度の向上は必要不可欠であり、
その供給信頼度を確保するために、一旦系統に故障が発
生すると、迅速な復旧作業が要求される。

【０００４】ところが、発生した故障が保護区間の内部
か外部の判断、保護継電装置の動作要因や故障の様相は
収集した系統情報を基に全て人間が判断していたため、
復旧作業の遅れにつながることがあった。

【０００５】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは電力系統の電圧情報と電
流情報、保護継電部の判定情報およびしゃ断器の動作情
報を基に演算して電力系統の故障要因を推定することに
より、故障復旧の時間短縮が図れる故障検出装置を提供
することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、電力系統の電圧情報と電流情報を入力と
して該電力系統の異常を検出する保護継電部と、この保
護継電部の検出信号を基に前記電力系統に設けられたし
ゃ断器を操作制御するしゃ断器操作部からなる継電保護
装置において、前記保護継電部に入力される電流情報と
前記電力系統の電圧情報と前記しゃ断器の動作情報およ
び保護継電部の判定情報を基に演算して前記電力系統の
異常要因を推定する推定手段を備えていることを特徴と
する。

【０００７】

【作用】保護リレー等によりしゃ断器動作時に、電力系
統での実故障の有無、保護リレーの動作要因を推定し、
その推定結果を系統故障時の復旧操作に活用する。ま
た、しゃ断器開放時及び母線電圧変動時の系統電圧・電
流情報に基づいてしゃ断器の開放要因を推定し、その結
果をプリンタにて打出すとともに、しゃ断器開放時及び
母線電圧変動前後の電圧・電流・高調波成分等をも打出
し、事故解析のための詳細情報とする。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の実施例を図１〜図３を参照し
ながら説明する。

【０００９】図１は、本発明の実施例による電力系統の
故障検出装置を示すもので、同図において１は電力系統
の母線、２は母線１から分岐する送電線、３は送電線２
に設けられたラインスイッチ、４は同じく送電線２に設
けられたしゃ断器、３ａはラインスイッチの開閉に伴っ
てオン，オフするパレット接点、４ａはしゃ断器４の開
閉に伴ってオン，オフするパレット接点、５は母線１の
電圧を検出する電圧検出器である電圧変成器（ＰＴ）、
６は送電線２に配設された電流検出器である変流器（Ｃ
Ｔ）である。

【００１０】また、図１において１０は変電所等の電気
所に設けてある既設の保護継電部、２０は保護継電部１
０の指令に基づいて動作するしゃ断器操作部、３０はホ
トカプラＰＣ等からなり保護継電部１０の情報やしゃ断
器４のパレット情報Ｐを中継する信号中継部、４０は本
発明による故障検出を実行する演算制御部、５０は演算
制御部４０との間で信号の授受を行う演算指令部、６０
は演算制御部４０の演算結果を出力するプリンタ等の演
算出力部、７０は表示器である。８０ａは保護継電部１
０の電流検出信号源である変流器６の２次出力側に設け
られたクランプ式の変流器、８０ｂはしゃ断器操作部２
０のしゃ断器トリップ電流を検出するためのクランプ式
の変流器である。

【００１１】さらに、図１の演算制御部４０としてはマ
イクロコンピュータが用いられており、４１は電圧変成
器５の電圧検出信号と変流器８０ａ又は８０ｂの電流検
出信号を入力とする入力処理回路で、アナログフィルタ
（ＡＦ），サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ），マルチプ
レクサ（ＭＰＸ）からなる。４２は入力処理回路４１の
アナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ／デ
ィジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）、４３は信号中継部３
０からの中継信号を入力とする入出力回路（ＤＩ／
Ｏ）、４４は信号バス、４５は演算出力条件を格納した
ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、４６はソフトウェ
ア演算を制御する主演算回路（Ｍ−ＣＰＵ）、４７はリ
レー演算を制御する補助演算回路（ＳＵＢ−ＣＰＵ）、
４８はパネルインタフェース、４９はプリンタインタフ
ェースである。演算指令部５０において５１はモニタ等
を行うための計測パネル、５２は保護継電部１０内のリ
レーの整定を行う整定パネルである。

【００１２】図１に示す電力系統の故障検出装置は、基
本的には、図２に示すように故障電圧，電流の入力を受
け（ステップＳ１１）、しゃ断器４のトリップコイルの
電流を検出すると共に（ステップＳ１２）、しゃ断器パ
レット接点４ａがオンからオフになったことを検出する
（ステップＳ１３）。次に、保護継電部１０内の既設リ
レー動作信号の入力を得（ステップＳ１４）、これによ
り装置内蔵リレーの動作状況を備え（ステップＳ１
５）、系統の状態判定を行う（ステップＳ１６）。系統
の状態判定としては、系統の事故の有無の判定，既設リ
レーの動作、不動作の良否判定などが有る。

【００１３】すなわち、図１の電力系統の故障検出装置
において、保護継電部１０は変成器５の電圧検出信号と
変流器６の電流検出信号を入力として電流系統の異常を
検出し、しゃ断器操作部２０等を制御して所定の保護動
作を実行する。しゃ断器操作部２０は保護継電部１０の
制御（接点１１のオン）によって動作してしゃ断器トリ
ップ電流をトリップコイル２１に流し、しゃ断器４の開
閉を制御する。信号中継部３０は保護継電部１０の動
作，不動作信号（接点１２のオン，オフ）としゃ断器４
のパレット情報（パレット接点４ａのオン，オフ信号）
を入力としてディジタル信号を演算制御部４０に演算信
号として出力する。また、電圧変成器５の電圧検出信号
と、変流器８０ａによる保護継電部１０の入力電流検出
信号および変流器８０ｂによるしゃ断器のトリップ電流
検出信号が演算信号として入力される。

【００１４】演算制御部４０において、入力処理回路４
１は電圧検出信号と電流検出信号をフィルタ処理、サン
プリングホールドし走査してＡ／Ｄ変換器４２に導び
く。Ａ／Ｄ変換器４２はこれらのデータをディジタル変
換しバス４４を通して主演算回路４６と補助演算回路４
７に導びく。入出力回路４３は、同じく信号中継部３０
からの情報データをバス４４を通して主演算回路４６と
補助演算回路４７に導びくと共に、演算結果を表示器７
０に出力する。主演算回路４６は電気所の電圧情報，電
流情報を基に演算処理して電力系統での実故障の有無、
保護リレーの動作要因を推定する。主演算回路４６によ
る推定結果はプリンタインタフェース（プリンタＩＮ
Ｆ）を介してプリンタ６０に導びかれ、このプリンタ６
０によって打出される。

【００１５】推定要因としては、次のものがある。すな
わち、（１）実故障の有無、既設保護リレーの応動、しゃ断器
不応動要因の推定（２）しゃ断器開放要因の区分けとして、事故しゃ断，
手動（操作），自然開放の区分け。

【００１６】（３）故障様相（故障部位，故障相，短絡
／地絡）の推定（４）保護リレーの誤動作要因推定（５）後備保護リレーの動作要因（線路事故，母線事
故）推定（６）母線保護リレーの動作要因（線路しゃ断器事故，
母線事故の推定）（７）保護リレーの表示欠落推定図３は上記（２）項の実故障の有無、既設保護リレー応
動、しゃ断器不応動要因の推定と（３）項の故障様相
（故障部位，故障相，短絡／地絡）の推定方法の１例を
示すもので、概略的には次のような態様である。

【００１７】（ａ）故障発生により、電圧，電流が変化
する（装置内蔵リレーにより検出する。）（ｂ）故障電圧，電流の継続中に、しゃ断器のトリップ
電流が流れる。

【００１８】（ｃ）しゃ断器のトリップ完了により、事
故電圧，電流が無くなる。但し、しゃ断器のしゃ断失敗
時は故障電圧，電流は無くならない。

【００１９】（ｄ）しゃ断器トリップに参加した既設リ
レー動作表示がある。但し、動作表示欠落の場合も考慮
する。

【００２０】（ｅ）上記（ａ）〜（ｄ）の条件により、
実故障「有」と判定するとともに、故障様相（故障部
位，故障相，短絡／地絡）を推定する。

【００２１】すなわち、図３に示すように、電圧変成器
５と変流器８０ａからの故障波形（Ｖ，Ｉ）が発生する
と、既設リレーが期間Ｔ₁経過し、動作する。既設リレ
ーが動作すると、しゃ断器トリップ電流が期間Ｔ₂だけ
流れる。しゃ断器トリップ電流に基づいてしゃ断器４が
動作し、変電所などの電気所に設けてあるしゃ断器接点
増幅回路の常開接点（ＣＢａコン）が動作すると共にそ
の常閉接点（ＣＢｂコン）も動作し、これによりしゃ断
器のパレット接点（ＳＸ）４ａが期間Ｔ₃だけ動作す
る。また同じく変電所などの電気所に設けられた動作表
示増幅回路の既設リレー動作接点（３０Ｘ）が動作する
と共に３０Ｘ接点増幅信号（３０Ｙ）が発生する。これ
により、演算制御部４０の補助演算回路４７がリレー演
算を行い、主演算回路４６が装置判定を実行する。

【００２２】図３において、Ｔ₁は既設リレー動作期
間、Ｔ₂はしゃ断器トリップ時間、Ｔ₃はしゃ断器パレッ
ト反転時間、Ｔ₄は既設リレー動作表示時間、Ｔ₅は既設
リレー動作復帰時間、Ｔ₆は装置内蔵リレー復帰時間で
ある。また、図３において、故障波形（Ｖ，Ｉ）、ＣＢ
トリップ電流，ＣＢ接点増幅ａコン（ＳＸ），３０Ｘ接
点増幅信号（３０Ｙ），および装置内蔵リレーを推定用
として用いる。

【００２３】演算制御部４０は電圧変成器５の電圧検出
信号，変流器８０ａの電流検出信号，変流器８０ｂのト
リップ電流検出信号およびしゃ断器のパレット情報を取
入れてリレー演算を実行し、この演算結果に基づいて種
々の推定を行う。

【００２４】（１）故障の有無，既設保護リレー応動
（リレー正動作，リレー誤動作，リレー誤不動作）の判
定については、（イ）装置内蔵リレーの動作で故障
「有」，不動作で故障「無」と判定し、（ロ）故障
「有」、動作リレー表示「有」，ＣＢトリップ電流
「有」，ＣＢパレット反転「有」故障復帰「有」でリレ
ー正動作と判定し、（ハ）故障「無」，動作リレー表示
「有」，ＣＢトリップ電流「有」，ＣＢパレット反転
「有」でリレー誤動作と判定し、（ニ）故障「有」，動
作リレー表示「無」ＣＢトリップ電流「無」，ＣＢパレ
ット反転「無」でリレー誤不動作と判定する。

【００２５】（２）しゃ断器開放要因の区分けとして、
正常動作，不応動，トリップ電流なし，手動開放，自然
開放のしゃ断器の状態（ＣＢモード）がある。リレー正
動作，リレー誤動作，動作リレー表示なしを条件とし
て、（イ）ＣＢトリップ電流「有」，ＣＢパレット反転
「有」（オンからオフ），故障復帰「有」であればＣＢ
モードは正常動作と判定し、（ロ）トリップ電流
「有」，ＣＢパレット反転「無」（オンかつ故障復帰
「無」であれば不応動と判定し、（ハ）トリップ電流
「無」であればトリップ電流なしと判定する。（ニ）ま
た、動作リレー表示「無」，ＣＢトリップ電流「有」，
ＣＢパレット反転「有」（オンからオフ）であれば、故
障「無」で手動開放と判定する。また、この時ＣＢパレ
ット「無」であれば不応動と判定する。さらに、（ホ）
動作リレー表示「無」，ＣＢトリップ電流「無」，ＣＢ
パレット反転「有」（オンからオフ）であれば、故障
「無」で自然開放と判定する。

【００２６】（３）故障様相（故障部位，故障相，短絡
／地絡）の推定については、（イ）故障「有」，動作リ
レー表示「有」で故障部位を判定し、（ロ）故障「有」
で電圧変成器の電圧検出信号により短絡，地絡の区分け
と故障相の判定を行う。

【００２７】（４）高調波などによる保護リレーの誤動
作要因の推定に関しては、故障「無」であるにも拘ら
ず、動作リレー表示「有」，ＣＢトリップ電流「有」，
ＣＢパレット反転「有」によって判定する。

【００２８】（５）後備保護リレーの動作要因推定（短
絡事故、母線事故）の推定と、（６）母線保護リレーの
動作要因推定（短絡ＣＢ事故、母線事故）要因推定は、
上記（３）項と同様な手段によって行う。

【００２９】（７）保護リレーの表示欠落推定について
は、故障「有」のとき、動作リレー表示「無」，ＣＢト
リップ電流「有」，ＣＢパレット反転「有」，故障復帰
「有」によって判定する。

【００３０】上記（１）〜（７）項の推定結果は、演算
制御部４０の主演算回路４６と補助演算回路４７によっ
て演算して、下記のような項目としてプリンタ６０に打
出される。

【００３１】（ａ）保護リレー動作時の年月日及び時刻（ｂ）電力系統の電圧，電流（ｃ）変流器の出力電流に含まれる高調波成分（ｄ）保護リレーの動作タイミング（ｅ）しゃ断器開放指令のタイミング（ｆ）開放したしゃ断器としゃ断器開放タイミング（ｇ）電力系統での実故障の有無の推定結果（ｈ）電力系統での事故箇所の推定結果（ｉ）動作した保護リレー（ｊ）保護リレーの誤動作要因の推定結果上述のように、本発明の実施例による電力系統の故障検
出装置によれば、しゃ断器開放時や既設保護継電装置の
動作時又は母線電圧変動時に、系統電圧・電流，既設保
護継電装置の動作状況およびしゃ断器開放要因の推定結
果をプリンタにて打出すものであるから、故障解析のた
めの詳細情報を得ることが出来、これにより復旧作業の
時間短縮を図ることが出来る。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、以上の如くであって、保護継
電部に入力される電流情報，電力系統の電圧情報，しゃ
断器の動作情報，保護継電部の判定情報を基に演算制御
部で演算して電力系統の故障要因を推定するものである
から、しゃ断器の開放要因や既設保護継電装置の動作要
因を推定できるとともに、系統の電圧・電流を故障発生
前後で知ることができ、これにより故障解析の迅速化に
寄与し、ひいては復旧作業の時間短縮に貢献することに
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による電力系統の故障検出装置
のブロック図。

【図２】本発明の実施例による電力系統の故障検出装置
の概略動作フロー図。

【図３】本発明の実施例による電力系統の故障検出装置
における故障判定に用いる各部の動作波形図。

【図４】従来の電力系統の故障検出を示す概略フロー
図。

【符号の説明】

１…母線２…送電線４…しゃ断器４ａ…しゃ断器パレット接点５…電圧変成器６…変流器１０…保護継電部２０…しゃ断器操作部３０…信号中継部４０…演算制御部６０…プリンタ８０ａ，８０ｂ…変流器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川崎好博東京都品川区大崎２丁目１番17号株式会社明電舎内 (72)発明者池原征治東京都品川区大崎２丁目１番17号株式会社明電舎内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電力系統の電圧情報と電流情報を入力と
して該電力系統の異常を検出する保護継電部と、この保
護継電部の検出信号を基に前記電力系統に設けられたし
ゃ断器を操作制御するしゃ断器操作部からなる継電保護
装置において、前記保護継電部に入力される電流情報と
前記電力系統の電圧情報と前記しゃ断器の動作情報およ
び保護継電部の判定情報を基に演算して前記電力系統の
異常要因を推定する推定手段を備えていることを特徴と
する電力系統の故障検出装置。
【請求項２】請求項１の電力系統の故障検出装置にお
いて、前記保護継電部の判定情報が該保護継電部のリレ
ーが「正動作」であり、前記しゃ断器の動作情報がトリ
ップ電流「有」としゃ断器パレット状態を条件に、前記
推定手段が電力系統の継電保護装置の動作要因を推定す
ることを特徴とする電力系統の故障検出装置。
【請求項３】請求項１の電力系統の故障検出装置にお
いて、前記保護継電部の判定情報が該保護継電部のリレ
ーが「正常動作」であり、前記しゃ断器の動作情報がト
リップ電流「有」としゃ断器パレット状態を条件に、前
記推定手段が電力系統の実故障「有」と推定することを
条件に前記推定手段がしゃ断器の開放要因を推定するこ
とを特徴とする電力系統の故障検出装置。
【請求項４】請求項２の電力系統の故障検出装置にお
いて、前記保護継電部の判定情報がさらに該保護継電部
のリレーの動作「有」を条件に、前記推定手段が電力系
統の故障様相，後備保護リレーの動作要因および母線保
護リレーの動作要因を推定することを特徴とする電力系
統の故障検出装置。
【請求項５】請求項１の電力系統の故障検出装置にお
いて、前記保護継電部の判定情報が該保護継電部のリレ
ーの動作「無」でかつ前記しゃ断器の動作情報がしゃ断
器トリップ電流「有」としゃ断器パレット反転「有」を
条件に前記推定手段が保護リレーの誤動作要因を推定す
ることを特徴とする電力系統の故障検出装置。
【請求項６】請求項１の電力系統の故障検出装置にお
いて、前記保護継電部の電流情報としてクランプ式変流
器を用いて電流入力を得るとともに、前記しゃ断器の動
作情報としてクランプ式変流器を用いてトリップ電流を
検出する手段を備えていることを特徴とする電力系統の
故障検出装置。