JPH0798352A - 故障区間選択方法 - Google Patents
故障区間選択方法Info
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- JPH0798352A JPH0798352A JP24175393A JP24175393A JPH0798352A JP H0798352 A JPH0798352 A JP H0798352A JP 24175393 A JP24175393 A JP 24175393A JP 24175393 A JP24175393 A JP 24175393A JP H0798352 A JPH0798352 A JP H0798352A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】一般的なn(n≧3)端子単回線送電線におい
て各端子の電圧や電流に基づいて故障点を標定する故障
点標定装置において、単純故障が発生したときに故障区
間を正しく選択することができる故障区間選択方法を提
供する。 【構成】n端子単回線送電線のいずれか一方の端の分岐
点b2 を基準にして、当該分岐点b2 につながる2端子
T1 ,T2 から当該分岐点b2 までの区間の電圧降下を
考慮して当該分岐点b2 の電圧をそれぞれ算出し、算出
された当該分岐点の2つの電圧の差分を求め、他方の端
の分岐点bn-1 についても同様に当該分岐点bn-1 の2
つの電圧の差分を求め、差分の小さな方に対応する区間
を故障なしと判断して、故障区間を含む(n−1)端子
単回線に変換するという手順を繰り返し、最後には、故
障区間からなる2端子単回線に変換する。
て各端子の電圧や電流に基づいて故障点を標定する故障
点標定装置において、単純故障が発生したときに故障区
間を正しく選択することができる故障区間選択方法を提
供する。 【構成】n端子単回線送電線のいずれか一方の端の分岐
点b2 を基準にして、当該分岐点b2 につながる2端子
T1 ,T2 から当該分岐点b2 までの区間の電圧降下を
考慮して当該分岐点b2 の電圧をそれぞれ算出し、算出
された当該分岐点の2つの電圧の差分を求め、他方の端
の分岐点bn-1 についても同様に当該分岐点bn-1 の2
つの電圧の差分を求め、差分の小さな方に対応する区間
を故障なしと判断して、故障区間を含む(n−1)端子
単回線に変換するという手順を繰り返し、最後には、故
障区間からなる2端子単回線に変換する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、n(n≧3)端子単回
線送電線の1地点で故障が発生した場合の故障区間を、
各端子で測定される電圧及び電流に基づいて選択する方
法に関する。ここにおいて「故障」とは、短絡、地絡の
いずれの故障であってもよく、故障に係わる線は、1
線、2線、3線のいずれか、又はこれらの組み合わせで
あってもよい。「単回線送電線」とは、当初から単回線
として設定されたものでもよく、並行2回線送電線の一
方が故障して単回線運用されているものであってもよ
い。
線送電線の1地点で故障が発生した場合の故障区間を、
各端子で測定される電圧及び電流に基づいて選択する方
法に関する。ここにおいて「故障」とは、短絡、地絡の
いずれの故障であってもよく、故障に係わる線は、1
線、2線、3線のいずれか、又はこれらの組み合わせで
あってもよい。「単回線送電線」とは、当初から単回線
として設定されたものでもよく、並行2回線送電線の一
方が故障して単回線運用されているものであってもよ
い。
【0002】
【従来の技術】電力系統で故障が発生した場合、故障箇
所を発見し必要な修理を行うことは、故障波及防止の意
味から重要な業務である。故障点標定装置(フォールト
ロケータともいう)の設置されていない送電線路では、
故障点探索のため線路巡視が必要となり多大の労力と費
用とを費やすことになる。長距離送電線や地形の複雑な
送電線では特にそうである。
所を発見し必要な修理を行うことは、故障波及防止の意
味から重要な業務である。故障点標定装置(フォールト
ロケータともいう)の設置されていない送電線路では、
故障点探索のため線路巡視が必要となり多大の労力と費
用とを費やすことになる。長距離送電線や地形の複雑な
送電線では特にそうである。
【0003】このような理由で以前から故障点標定装置
が設置されている。故障点標定方法としては、従来は、
故障点で発生したサージ電圧を送電線の両端で検出しサ
ージの両端への到達時間差から故障点を決定するサージ
受信方式や、故障発生時に送電線路にパルスを送出しパ
ルスの反射時間を計測することで故障点を決定するパル
スレーダ方式が採用されていた。
が設置されている。故障点標定方法としては、従来は、
故障点で発生したサージ電圧を送電線の両端で検出しサ
ージの両端への到達時間差から故障点を決定するサージ
受信方式や、故障発生時に送電線路にパルスを送出しパ
ルスの反射時間を計測することで故障点を決定するパル
スレーダ方式が採用されていた。
【0004】これらの方式は、発生サージあるいは反射
パルスを正しく受信できれば標定精度はかなり高いので
あるが、線路に分岐があったり、線路インピーダンスに
変化があったりすると、反射等により大きな標定誤差を
生じたり、標定不可能になるという欠点を持っている。
一方、最近ではマイクロコンピュータをベースとしたデ
ィジタルリレー技術を使った、前記方式とは異なる原理
の故障点標定装置の開発が行われている。
パルスを正しく受信できれば標定精度はかなり高いので
あるが、線路に分岐があったり、線路インピーダンスに
変化があったりすると、反射等により大きな標定誤差を
生じたり、標定不可能になるという欠点を持っている。
一方、最近ではマイクロコンピュータをベースとしたデ
ィジタルリレー技術を使った、前記方式とは異なる原理
の故障点標定装置の開発が行われている。
【0005】この故障点標定装置は、送電線の保護リレ
ーである距離リレーの測距能力に注目したもので、計器
用変圧器(PT)、変流器(CT)等の交流入力を用
い、所定の演算式に当てはめて故障点を標定するもので
ある。
ーである距離リレーの測距能力に注目したもので、計器
用変圧器(PT)、変流器(CT)等の交流入力を用
い、所定の演算式に当てはめて故障点を標定するもので
ある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このマイクロコンピュ
ータを応用した故障点標定装置は、装置設置点の電圧・
電流のみに基づいて標定演算を行う方式であり、多くの
分岐を有する多端子単回線送電線では、分岐点を越える
故障に対しては故障区間を正しく選択できないという欠
点がある。
ータを応用した故障点標定装置は、装置設置点の電圧・
電流のみに基づいて標定演算を行う方式であり、多くの
分岐を有する多端子単回線送電線では、分岐点を越える
故障に対しては故障区間を正しく選択できないという欠
点がある。
【0007】そこで、本発明は、一般的なn端子単回線
送電線の各端子でPTやCTを設置してこれらの電圧及
び電流に基づいて故障点を標定する故障点標定装置にお
いて、単純故障が発生したときに故障区間を正しく選択
することができる故障区間選択方法を提供することを目
的とする。
送電線の各端子でPTやCTを設置してこれらの電圧及
び電流に基づいて故障点を標定する故障点標定装置にお
いて、単純故障が発生したときに故障区間を正しく選択
することができる故障区間選択方法を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、n端子
単回線送電線の一連の分岐点のうち、いずれか一方の端
の分岐点に対して、当該分岐点につながる2端子から当
該分岐点までの区間の電圧降下を考慮して当該分岐点の
電圧をそれぞれ算出し、算出された当該分岐点の2つの
電圧の差分の絶対値を求め、他方の端の分岐点について
も同様の計算をして、算出された当該分岐点の2つの電
圧の差分の絶対値を求め、前記手順で算出された差分の
絶対値を比較し、小さい方の差分に該当する分岐点につ
いては、当該分岐点につながる2端子から当該分岐点ま
での区間には故障はないと判断して、当該分岐点を、前
記電圧及び当該分岐点につながる2つの端子の電流の和
を有する端子として、(n−1)端子単回線系統への変
換を行い、前記(n−1)端子単回線送電線について、
前記の手順を繰り返すことにより、3端子単回線送電線
まで変換し、前記3端子単回線送電線の分岐点を基準に
して、3端子から当該分岐点までの区間の電圧降下を考
慮した当該分岐点の電圧をそれぞれ算出し、算出された
当該分岐点の3つの電圧のうち、それぞれ2つの電圧の
差分をとり、差分の絶対値を求め、3つの差分の絶対値
を比較し、最も小さい差分に該当する2端子を決定し、
前記分岐点を、前記電圧及び当該分岐点につながる2つ
の端子の電流の和を有する端子として、前記2端子以外
の他の端子との間の2端子単回線系統へ変換し、当該2
端子単回線を故障区間とする方法である。
単回線送電線の一連の分岐点のうち、いずれか一方の端
の分岐点に対して、当該分岐点につながる2端子から当
該分岐点までの区間の電圧降下を考慮して当該分岐点の
電圧をそれぞれ算出し、算出された当該分岐点の2つの
電圧の差分の絶対値を求め、他方の端の分岐点について
も同様の計算をして、算出された当該分岐点の2つの電
圧の差分の絶対値を求め、前記手順で算出された差分の
絶対値を比較し、小さい方の差分に該当する分岐点につ
いては、当該分岐点につながる2端子から当該分岐点ま
での区間には故障はないと判断して、当該分岐点を、前
記電圧及び当該分岐点につながる2つの端子の電流の和
を有する端子として、(n−1)端子単回線系統への変
換を行い、前記(n−1)端子単回線送電線について、
前記の手順を繰り返すことにより、3端子単回線送電線
まで変換し、前記3端子単回線送電線の分岐点を基準に
して、3端子から当該分岐点までの区間の電圧降下を考
慮した当該分岐点の電圧をそれぞれ算出し、算出された
当該分岐点の3つの電圧のうち、それぞれ2つの電圧の
差分をとり、差分の絶対値を求め、3つの差分の絶対値
を比較し、最も小さい差分に該当する2端子を決定し、
前記分岐点を、前記電圧及び当該分岐点につながる2つ
の端子の電流の和を有する端子として、前記2端子以外
の他の端子との間の2端子単回線系統へ変換し、当該2
端子単回線を故障区間とする方法である。
【0009】
【作用】図1を参照しながら説明する。図1は発明の適
用対象であるn端子単回線送電線を示しており、いずれ
かの区間で単純故障(故障の種類(地絡、短絡、故障相
等)は問わず、いずれかの区間の一地点で発生する故
障)が発生しているものとする。
用対象であるn端子単回線送電線を示しており、いずれ
かの区間で単純故障(故障の種類(地絡、短絡、故障相
等)は問わず、いずれかの区間の一地点で発生する故
障)が発生しているものとする。
【0010】各端子の符号をT1 ,T2 ,T3 ,・・・・,
Tn とし、各端子から流れ込む電流をI1 ,I2 ,
I3 ,・・・・,In 、各端子の電圧をV1 ,V2 ,V3 ,
・・・・,V n とする。電流Ii (i=1, ・・・・,n) 、電圧Vi
(i=1, ・・・・,n) は相電流、相電圧のベクトルであって、
次のように表される。
Tn とし、各端子から流れ込む電流をI1 ,I2 ,
I3 ,・・・・,In 、各端子の電圧をV1 ,V2 ,V3 ,
・・・・,V n とする。電流Ii (i=1, ・・・・,n) 、電圧Vi
(i=1, ・・・・,n) は相電流、相電圧のベクトルであって、
次のように表される。
【0011】
【数1】
【0012】ここにa,b,cは相を表わす。各要素は
大きさと位相を持つ複素数である。分岐点をb2 ,
b3 ,・・・・,bn-1 とし、分岐点と端子との距離を
d1 ,d2,d3 ,・・・・,d2n-4,d2n-3 とする。各
区間の単位長当たりの線路インピーダンス行列Zi (i=
1, ・・・・,2n-3)を、
大きさと位相を持つ複素数である。分岐点をb2 ,
b3 ,・・・・,bn-1 とし、分岐点と端子との距離を
d1 ,d2,d3 ,・・・・,d2n-4,d2n-3 とする。各
区間の単位長当たりの線路インピーダンス行列Zi (i=
1, ・・・・,2n-3)を、
【0013】
【数2】
【0014】で表わす。各要素は大きさと位相を持つ複
素数であって、sは自己、mは相互を表わす。また、複
素ベクトルの内積を< , >で表わす。例えば、
素数であって、sは自己、mは相互を表わす。また、複
素ベクトルの内積を< , >で表わす。例えば、
【0015】
【数3】
【0016】で表される電流I、電圧Vに対して、複素
ベクトルの内積は、 <V,I>=Ia * Va +Ib * Vb +Ic * Vc
(*は複素共役) となる。また、ベクトルの絶対値をユークリッドノルム
で評価することとし、ユークリッドノルムを‖ ‖で表
わす。
ベクトルの内積は、 <V,I>=Ia * Va +Ib * Vb +Ic * Vc
(*は複素共役) となる。また、ベクトルの絶対値をユークリッドノルム
で評価することとし、ユークリッドノルムを‖ ‖で表
わす。
【0017】‖V‖=√<V,V> 図1のn端子単回線送電線において、まず、いずれか一
方の端の分岐点、例えば分岐点b2 の電圧を端子T1 か
ら計算する。これをVb2,1(添字は端子T1 から計算し
た分岐点b2 の電圧という意味である)と書くと、 Vb2,1=V1 −d1 Z1 I1 となる。次に、分岐点b2 の電圧を端子T2 から計算す
る。これをVb2,2と書くと、 Vb2,2=V2 −d2 Z2 I2 となる。
方の端の分岐点、例えば分岐点b2 の電圧を端子T1 か
ら計算する。これをVb2,1(添字は端子T1 から計算し
た分岐点b2 の電圧という意味である)と書くと、 Vb2,1=V1 −d1 Z1 I1 となる。次に、分岐点b2 の電圧を端子T2 から計算す
る。これをVb2,2と書くと、 Vb2,2=V2 −d2 Z2 I2 となる。
【0018】前記電圧の差分を求め、これをΔ1,2 と書
く。 Δ1,2 =‖Vb2,1−Vb2,2‖ また、他方の端の分岐点、分岐点bn-1 の電圧を端子T
n-1 から計算する。これをVbn-1,n-1と書くと、 Vbn-1,n-1=Vn-1 −d2n-4Z2n-4In-1 となる。
く。 Δ1,2 =‖Vb2,1−Vb2,2‖ また、他方の端の分岐点、分岐点bn-1 の電圧を端子T
n-1 から計算する。これをVbn-1,n-1と書くと、 Vbn-1,n-1=Vn-1 −d2n-4Z2n-4In-1 となる。
【0019】次に分岐点bn-1 の電圧を端子Tn から計
算する。これをVbn-1,nと書くと、 Vbn-1,n=Vn-1 −d2n-3Z2n-3In となる。前記電圧の差分を求め、これをΔn-1,n と書
く。 Δn-1,n =‖Vbn-1,n-1−Vbn-1,n‖ ここで、前記手順で算出された差分を比較する。もし、 Δ1,2 <Δn-1,n ならば、区間b2 〜T1 、区間b2 〜T2 にはいずれも
故障はないものと判断する。そして、当該分岐点b
2 を、電圧Vb2,1又はVb2,2(故障はないので両電圧は
等しいはずである)を有する端子として、(n−1)端
子単回線系統への変換を行う(図2参照)。このとき、
分岐点b2 に流れ込む電流Ib2は、もとの端子T1 を流
れる電流I1 と端子T2 を流れる電流I2 との和である
から、 Ib2=I1 +I2 である。もし、 Δ1,2 >Δn-1,n ならば、区間bn-1 〜Tn-1 、区間bn-1 〜Tn にはい
ずれも故障はないものと判断する。そして、当該分岐点
bn-1 を、電圧Vbn-1,n-1又はVbn-1,nを有する端子と
して、(n−1)端子単回線系統への変換を行う(図3
参照)。分岐点b n-1 に流れ込む電流Ibn-1は、もとの
端子Tn-1 を流れる電流In-1 と端子Tnを流れる電流
In との和 Ibn-1=In-1 +In である。もし、 Δ1,2 =Δn-1,n ならば、分岐点b2 を端子にするか、分岐点bn-1 を端
子にするかのどちらかの操作をする。どちらを操作する
かは、予め約束しておけばよい。
算する。これをVbn-1,nと書くと、 Vbn-1,n=Vn-1 −d2n-3Z2n-3In となる。前記電圧の差分を求め、これをΔn-1,n と書
く。 Δn-1,n =‖Vbn-1,n-1−Vbn-1,n‖ ここで、前記手順で算出された差分を比較する。もし、 Δ1,2 <Δn-1,n ならば、区間b2 〜T1 、区間b2 〜T2 にはいずれも
故障はないものと判断する。そして、当該分岐点b
2 を、電圧Vb2,1又はVb2,2(故障はないので両電圧は
等しいはずである)を有する端子として、(n−1)端
子単回線系統への変換を行う(図2参照)。このとき、
分岐点b2 に流れ込む電流Ib2は、もとの端子T1 を流
れる電流I1 と端子T2 を流れる電流I2 との和である
から、 Ib2=I1 +I2 である。もし、 Δ1,2 >Δn-1,n ならば、区間bn-1 〜Tn-1 、区間bn-1 〜Tn にはい
ずれも故障はないものと判断する。そして、当該分岐点
bn-1 を、電圧Vbn-1,n-1又はVbn-1,nを有する端子と
して、(n−1)端子単回線系統への変換を行う(図3
参照)。分岐点b n-1 に流れ込む電流Ibn-1は、もとの
端子Tn-1 を流れる電流In-1 と端子Tnを流れる電流
In との和 Ibn-1=In-1 +In である。もし、 Δ1,2 =Δn-1,n ならば、分岐点b2 を端子にするか、分岐点bn-1 を端
子にするかのどちらかの操作をする。どちらを操作する
かは、予め約束しておけばよい。
【0020】以上のようにして、(n−1)端子単回線
への変換が行われたならば、この(n−1)端子単回線
について、前記の手順を繰り返す。そして最終的には2
端子単回線送電線まで変換するのであるが、その途中で
3端子単回線に変換されたときのことを説明する。図4
は、変換途中の3端子単回線送電線を示す回路図であ
り、各端子をbj-1,Tj ,bj+1 、分岐点をbj 、各
端子から流れ込む電流をIj-1 ′,Ij ,I j+1 ′、各
端子の電圧をVj-1 ′,Vj ,Vj+1 ′とする。ここで
電圧、電流に付けたダッシュ(′)の記号は、前記の変
換により端子Tj 以外の端子bj-1 ,bj+1 は必ずしも
もとの端子Tj-1 ,Tj+1 と一致しないことから、もと
の端子Tj-1 ,Tj+1 の電圧、電流と区別するためのも
のである。
への変換が行われたならば、この(n−1)端子単回線
について、前記の手順を繰り返す。そして最終的には2
端子単回線送電線まで変換するのであるが、その途中で
3端子単回線に変換されたときのことを説明する。図4
は、変換途中の3端子単回線送電線を示す回路図であ
り、各端子をbj-1,Tj ,bj+1 、分岐点をbj 、各
端子から流れ込む電流をIj-1 ′,Ij ,I j+1 ′、各
端子の電圧をVj-1 ′,Vj ,Vj+1 ′とする。ここで
電圧、電流に付けたダッシュ(′)の記号は、前記の変
換により端子Tj 以外の端子bj-1 ,bj+1 は必ずしも
もとの端子Tj-1 ,Tj+1 と一致しないことから、もと
の端子Tj-1 ,Tj+1 の電圧、電流と区別するためのも
のである。
【0021】故障はないと判断された区間は、次々と変
換されていくので、この3端子回路のいずれかの区間で
故障が生じているはずである。分岐点bj の電圧を端子
bj-1 と端子Tj とから計算する。これらの電圧は、 Vbj,j-1=Vj-1 ′−d2j-3Z2j-3Ij-1 ′ Vbj,j=Vj −d2j-2Z2j-2Ij となる。
換されていくので、この3端子回路のいずれかの区間で
故障が生じているはずである。分岐点bj の電圧を端子
bj-1 と端子Tj とから計算する。これらの電圧は、 Vbj,j-1=Vj-1 ′−d2j-3Z2j-3Ij-1 ′ Vbj,j=Vj −d2j-2Z2j-2Ij となる。
【0022】前記電圧の差分を求め、これをΔj,j-1 と
書く。 Δj,j-1 =‖Vbj,j-1−Vbj,j‖ また、分岐点bj の電圧を端子bj+1 と端子Tj とから
計算する。これらの電圧は、 Vbj,j=Vj −d2j-2Z2j-2Ij Vbj,j+1=Vj+1 ′−d2j-3Z2j-3Ij+1 ′ 前記電圧の差分Δj,j+1 は、 Δj,j+1 =‖Vbj,j+1−Vbj,j‖ となる。
書く。 Δj,j-1 =‖Vbj,j-1−Vbj,j‖ また、分岐点bj の電圧を端子bj+1 と端子Tj とから
計算する。これらの電圧は、 Vbj,j=Vj −d2j-2Z2j-2Ij Vbj,j+1=Vj+1 ′−d2j-3Z2j-3Ij+1 ′ 前記電圧の差分Δj,j+1 は、 Δj,j+1 =‖Vbj,j+1−Vbj,j‖ となる。
【0023】またさらに、端子bj-1 から見た電圧V
bj,j-1と、端子bj+1 から見た電圧V bj,j+1j との差分
Δj-1,j+1 をとる。 Δj-1,j+1 =‖Vbj,j-1−Vbj,j+1‖ もし、故障の生じている区間がbj-1 bj 間であるとす
ると、 Δj,j-1 >0 Δj-1,j+1 >0 が成り立つのに対してΔj,j+1 は0である。すなわち Δj,j-1 >Δj,j+1 Δj-1,j+1 >Δj,j+1 が成り立つ。したがって、前記不等式より区間Tj bj
と区間bj bj+1 は正常で、区間bj-1 bj が故障して
いることが分かる。
bj,j-1と、端子bj+1 から見た電圧V bj,j+1j との差分
Δj-1,j+1 をとる。 Δj-1,j+1 =‖Vbj,j-1−Vbj,j+1‖ もし、故障の生じている区間がbj-1 bj 間であるとす
ると、 Δj,j-1 >0 Δj-1,j+1 >0 が成り立つのに対してΔj,j+1 は0である。すなわち Δj,j-1 >Δj,j+1 Δj-1,j+1 >Δj,j+1 が成り立つ。したがって、前記不等式より区間Tj bj
と区間bj bj+1 は正常で、区間bj-1 bj が故障して
いることが分かる。
【0024】もし、故障の生じている区間がbj Tj 間
であるとすると、 Δj,j-1 >0 Δj,j+1 >0 が成り立つのに対してΔj-1,j+1 は0である。すなわち Δj,j-1 >Δj-1,j+1 Δj,j+1 >Δj-1,j+1 が成り立つ。したがって、前記不等式より区間bj-1 b
j と区間bj bj+1 は正常で、区間bj Tj が故障して
いることが分かる。
であるとすると、 Δj,j-1 >0 Δj,j+1 >0 が成り立つのに対してΔj-1,j+1 は0である。すなわち Δj,j-1 >Δj-1,j+1 Δj,j+1 >Δj-1,j+1 が成り立つ。したがって、前記不等式より区間bj-1 b
j と区間bj bj+1 は正常で、区間bj Tj が故障して
いることが分かる。
【0025】もし、故障の生じている区間がbj bj+1
間であるとすると、 Δj-1,j+1 >0 Δj,j+1 >0 が成り立つのに対してΔj-1,j は0である。すなわち Δj,j+1 >Δj-1,j Δj-1,j+1 >Δj-1,j が成り立つ。したがって、前記不等式より区間bj-1 b
j と区間bj Tj は正常で、区間bj bj+1 が故障して
いることが分かる。
間であるとすると、 Δj-1,j+1 >0 Δj,j+1 >0 が成り立つのに対してΔj-1,j は0である。すなわち Δj,j+1 >Δj-1,j Δj-1,j+1 >Δj-1,j が成り立つ。したがって、前記不等式より区間bj-1 b
j と区間bj Tj は正常で、区間bj bj+1 が故障して
いることが分かる。
【0026】以下、故障の生じている区間をbj-1 bj
間とする(こうしても一般性を失わない)。故障区間が
分かれば、分岐点bj を、電圧Vbj,j又はVbj,j+1(故
障はないので両電圧は等しいはずである),電流Ij +
Ij+1 ′を有する端子として、端子bj-1 との間の2端
子単回線系統へ変換する(図5参照)。以上のようにし
て、本発明によれば、n(n≧4)端子単回線を故障区
間を含む3端子単回線に変換することができる。3端子
単回線に変換した後は、故障区間からなる2端子単回線
に変換することができる。
間とする(こうしても一般性を失わない)。故障区間が
分かれば、分岐点bj を、電圧Vbj,j又はVbj,j+1(故
障はないので両電圧は等しいはずである),電流Ij +
Ij+1 ′を有する端子として、端子bj-1 との間の2端
子単回線系統へ変換する(図5参照)。以上のようにし
て、本発明によれば、n(n≧4)端子単回線を故障区
間を含む3端子単回線に変換することができる。3端子
単回線に変換した後は、故障区間からなる2端子単回線
に変換することができる。
【0027】次に、2端子単回線系統における公知の故
障点の計算法を簡単に説明する。図6は、2端子単回線
回路図であり、図5の2端子単回線回路図と同じもので
ある(ただし、符号を簡単なものに書き換えている)。
以下、図6に基づいて説明する。各端子をT1 ,T2 、
各端子から流れ込む電流をI1 ,I2 、各端子の電圧を
V1 ,V2 とする。端子T1 から距離xの地点で故障し
ているものとし、回線の単位長当たりの線路インピーダ
ンス行列をZ、故障点の電圧をVf 、故障点から流れ出
す電流をIf とする。
障点の計算法を簡単に説明する。図6は、2端子単回線
回路図であり、図5の2端子単回線回路図と同じもので
ある(ただし、符号を簡単なものに書き換えている)。
以下、図6に基づいて説明する。各端子をT1 ,T2 、
各端子から流れ込む電流をI1 ,I2 、各端子の電圧を
V1 ,V2 とする。端子T1 から距離xの地点で故障し
ているものとし、回線の単位長当たりの線路インピーダ
ンス行列をZ、故障点の電圧をVf 、故障点から流れ出
す電流をIf とする。
【0028】次の2式が成立する。 Vf =V1 −xZI1 If =I1 +I2 Vf ,If の内積をとれば次の式が得られる。 <Vf ,If >=<V1 −xZI1 ,I1 +I2 > =<V1 ,I1 +I2 >−x<ZI1 ,I1 +I2 > この内積は、故障点で発生する皮相電力を示すものであ
るが、故障点のインピーダンスは抵抗分と考えられるた
め、左辺の内積<Vf ,If >は実数となる。したがっ
て虚数部分をとると、 0=Im<Vf ,If > =Im<V1 ,I1 +I2 >−xIm<ZI1 ,I1 +
I2 > となり、 x=Im<V1 ,I1 +I2 >/Im<ZI1 ,I1 +
I2 > が得られる。ただしImは複素数の虚数部分を示す。こ
のようにして、故障点までの距離xが求められる。
るが、故障点のインピーダンスは抵抗分と考えられるた
め、左辺の内積<Vf ,If >は実数となる。したがっ
て虚数部分をとると、 0=Im<Vf ,If > =Im<V1 ,I1 +I2 >−xIm<ZI1 ,I1 +
I2 > となり、 x=Im<V1 ,I1 +I2 >/Im<ZI1 ,I1 +
I2 > が得られる。ただしImは複素数の虚数部分を示す。こ
のようにして、故障点までの距離xが求められる。
【0029】
【実施例】以下、本発明の故障区間選択方法を添付図面
に基いて詳細に説明する。なお、前述した図1〜図5と
共通するものについて同じ符号を使用する。図7は一般
的な4端子単回線送電線、及び本発明に係る故障区間選
択方法に適用されるフォルトロケータを示す図であり、
4端子単回線送電線Lは、送電端T 1 側に電源を配置
し、受電端B、受電端C、受電端Dに負荷(図示せず。
電源でもよい)を配置している。
に基いて詳細に説明する。なお、前述した図1〜図5と
共通するものについて同じ符号を使用する。図7は一般
的な4端子単回線送電線、及び本発明に係る故障区間選
択方法に適用されるフォルトロケータを示す図であり、
4端子単回線送電線Lは、送電端T 1 側に電源を配置
し、受電端B、受電端C、受電端Dに負荷(図示せず。
電源でもよい)を配置している。
【0030】前記4端子単回線送電線Lの送電端T1 に
は、回線のa相、b相及びc相の電流を測定する変流器
(まとめてCT1 という)及び送電端T1 の母線に接続
されa相、b相及びc相の電圧を検出するトランスPT
1 が接続されている。また受電端T2 ,T3 ,T4 に
も、回線のa相、b相及びc相の電流をそれぞれ測定す
るCT2 ,CT3 ,CT4 及び受電端T2 ,T3 ,T4
の母線に接続され、a相、b相及びc相の電圧をそれぞ
れ検出するPT2 ,PT3 ,PT4 が接続されている。
は、回線のa相、b相及びc相の電流を測定する変流器
(まとめてCT1 という)及び送電端T1 の母線に接続
されa相、b相及びc相の電圧を検出するトランスPT
1 が接続されている。また受電端T2 ,T3 ,T4 に
も、回線のa相、b相及びc相の電流をそれぞれ測定す
るCT2 ,CT3 ,CT4 及び受電端T2 ,T3 ,T4
の母線に接続され、a相、b相及びc相の電圧をそれぞ
れ検出するPT2 ,PT3 ,PT4 が接続されている。
【0031】各受電端T2 ,T3 ,T4 には、CT2 ,
CT3 ,CT4 及びPT2 ,PT3,PT4 の検出出力
をサンプリングしディジタル変換して、フォルトロケー
タ1に伝送する端局2,3,4が設置されている。端局
2,3,4は、図8に示すように、読み取った各相電圧
・電流を所定レベルの電圧信号に変換する補助トランス
21、補助トランス21で変換された電圧信号を所定電
気角(例えば30度)ごとにサンプリングするサンプルホ
ールド回路22、A/D変換器23、及び電圧、電流デ
ータを変調しフォルトロケータ1に伝送するための通信
機24を備えている。
CT3 ,CT4 及びPT2 ,PT3,PT4 の検出出力
をサンプリングしディジタル変換して、フォルトロケー
タ1に伝送する端局2,3,4が設置されている。端局
2,3,4は、図8に示すように、読み取った各相電圧
・電流を所定レベルの電圧信号に変換する補助トランス
21、補助トランス21で変換された電圧信号を所定電
気角(例えば30度)ごとにサンプリングするサンプルホ
ールド回路22、A/D変換器23、及び電圧、電流デ
ータを変調しフォルトロケータ1に伝送するための通信
機24を備えている。
【0032】フォルトロケータ1は、例えば送電端T1
側に配置されているもので、図9に示すように、読み取
った各相電圧・電流を所定レベルの電圧信号に変換する
補助トランス11、補助トランス11で変換された電圧
信号を所定電気角(例えば30度)ごとにサンプリングす
るサンプルホールド回路12、A/D変換器13、A/
D変換器13により変換されたディジタル値を格納する
RAM15、故障検出プログラム、故障区間選択プログ
ラム、故障点標定プログラムを格納しているROM1
4、故障検出演算、故障区間選択演算、故障点標定演算
を行うCPU16、各区間の区間長d1 ,・・・・,d5 、
4端子単回線送電線Lの各区間の単位長当たりのインピ
ーダンスZi 等の整定を行うためのキーボード19、並
びにCPU16により算出された故障区間等の情報を表
示する表示装置20が設けられている。
側に配置されているもので、図9に示すように、読み取
った各相電圧・電流を所定レベルの電圧信号に変換する
補助トランス11、補助トランス11で変換された電圧
信号を所定電気角(例えば30度)ごとにサンプリングす
るサンプルホールド回路12、A/D変換器13、A/
D変換器13により変換されたディジタル値を格納する
RAM15、故障検出プログラム、故障区間選択プログ
ラム、故障点標定プログラムを格納しているROM1
4、故障検出演算、故障区間選択演算、故障点標定演算
を行うCPU16、各区間の区間長d1 ,・・・・,d5 、
4端子単回線送電線Lの各区間の単位長当たりのインピ
ーダンスZi 等の整定を行うためのキーボード19、並
びにCPU16により算出された故障区間等の情報を表
示する表示装置20が設けられている。
【0033】前記故障検出演算は、周知のもので、例え
ば各相電流のいずれか、又は零相電流の大きさが基準値
を超えたかどうかで判定する。故障区間選択演算は、前
に説明したとおりであるが、ここでは4端子単回線送電
線Lを対象にしてもう一度簡単に説明しておく。4端子
単回線送電線Lの一方の分岐点、例えば分岐点b2 を基
準にして、当該分岐点b2 につながる2端子T 1 ,T2
から当該分岐点b2 までの区間の電圧降下を考慮して当
該分岐点の電圧 Vb2,1=V1 −d1 Z1 I1 Vb2,2=V2 −d2 Z2 I2 をそれぞれ算出し、前記電圧の差分Δ1,2 を求める。
ば各相電流のいずれか、又は零相電流の大きさが基準値
を超えたかどうかで判定する。故障区間選択演算は、前
に説明したとおりであるが、ここでは4端子単回線送電
線Lを対象にしてもう一度簡単に説明しておく。4端子
単回線送電線Lの一方の分岐点、例えば分岐点b2 を基
準にして、当該分岐点b2 につながる2端子T 1 ,T2
から当該分岐点b2 までの区間の電圧降下を考慮して当
該分岐点の電圧 Vb2,1=V1 −d1 Z1 I1 Vb2,2=V2 −d2 Z2 I2 をそれぞれ算出し、前記電圧の差分Δ1,2 を求める。
【0034】Δ1,2 =‖Vb2,1−Vb2,2‖ また、分岐点b3 の電圧を端子T3 と端子T4 とから計
算する。これらの電圧は、 Vb3,3=V3 −d4 Z4 I3 Vb3,4=V4 −d5 Z5 I4 となり、前記電圧の差分Δ3,4 は、 Δ3,4 =‖Vb3,3−Vb3,4‖ となる。
算する。これらの電圧は、 Vb3,3=V3 −d4 Z4 I3 Vb3,4=V4 −d5 Z5 I4 となり、前記電圧の差分Δ3,4 は、 Δ3,4 =‖Vb3,3−Vb3,4‖ となる。
【0035】ここでCPU16は、前記手順で算出され
た差分を比較する。いまここで、 Δ1,2 <Δ3,4 であったとすると、2端子T1 ,T2 から当該分岐点b
2 までの区間には故障はないと判断でき、分岐点b
2 を、電圧V2 ′ V2 ′=Vb2,1又はVb2,2 を有する端子として、3端子単回線系統への変換を行
う。このとき、分岐点b2に流れ込む電流I2 ′は、 I2 ′=I1 +I2 とする。
た差分を比較する。いまここで、 Δ1,2 <Δ3,4 であったとすると、2端子T1 ,T2 から当該分岐点b
2 までの区間には故障はないと判断でき、分岐点b
2 を、電圧V2 ′ V2 ′=Vb2,1又はVb2,2 を有する端子として、3端子単回線系統への変換を行
う。このとき、分岐点b2に流れ込む電流I2 ′は、 I2 ′=I1 +I2 とする。
【0036】次に、この3端子単回線送電線の分岐点b
3 を基準にして、3端子b2 ,T3,T4 から当該分岐
点b3 までの区間の電圧降下を考慮した当該分岐点b3
の電圧をそれぞれ算出する。これらの電圧は、 Vb3,2=V2 ′−d3 Z3 I2 ′ Vb3,3=V3 −d4 Z4 I3 Vb3,4=V4 −d5 Z5 I4 となる。これらの電圧の差分を求める。
3 を基準にして、3端子b2 ,T3,T4 から当該分岐
点b3 までの区間の電圧降下を考慮した当該分岐点b3
の電圧をそれぞれ算出する。これらの電圧は、 Vb3,2=V2 ′−d3 Z3 I2 ′ Vb3,3=V3 −d4 Z4 I3 Vb3,4=V4 −d5 Z5 I4 となる。これらの電圧の差分を求める。
【0037】Δ3,2 =‖Vb3,2−Vb3,3‖ Δ3,4 =‖Vb3,3−Vb3,4‖ Δ2,4 =‖Vb3,2−Vb3,4‖ そして3つの差分の絶対値を比較し、最も小さい差分を
求める。それが例えばΔ 3,4 であれば、端子T3 〜分岐
点b3 〜端子T4 間には故障がないと判断することがで
きる。したがって、端子b2 〜分岐点b3 の区間に故障
があることが分かる。
求める。それが例えばΔ 3,4 であれば、端子T3 〜分岐
点b3 〜端子T4 間には故障がないと判断することがで
きる。したがって、端子b2 〜分岐点b3 の区間に故障
があることが分かる。
【0038】故障点標定演算は、前に説明したとおり、
端子b2 〜分岐点b3 の故障区間において、端子b2 の
電圧V2 ′,電流I2 ′、分岐点b3 の電圧V3 ′、電
流I 3 ′、単位長当たりのインピーダンスZ3 、区間長
d3 に基づいて、次式に従って故障点の位置を求める演
算である。 x=Im<V2 ′,I2 ′+I3 ′>/Im<Z
I2 ′,I2 ′+I3 ′> このようにして、故障区間を知り、故障点までの距離を
求めることができる。
端子b2 〜分岐点b3 の故障区間において、端子b2 の
電圧V2 ′,電流I2 ′、分岐点b3 の電圧V3 ′、電
流I 3 ′、単位長当たりのインピーダンスZ3 、区間長
d3 に基づいて、次式に従って故障点の位置を求める演
算である。 x=Im<V2 ′,I2 ′+I3 ′>/Im<Z
I2 ′,I2 ′+I3 ′> このようにして、故障区間を知り、故障点までの距離を
求めることができる。
【0039】CPU16の演算結果は、I/O装置18
を通して表示装置20に出力され、表示装置20におい
て故障区間と、故障点の位置が表示される。
を通して表示装置20に出力され、表示装置20におい
て故障区間と、故障点の位置が表示される。
【0040】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、1地点で
故障が発生した場合、n端子単回線送電線の各端で得ら
れる電圧や電流に基づいてn端子単回線を故障区間を含
む3端子単回線に変換し、3端子単回線に変換した後
は、故障区間からなる2端子単回線に変換することがで
きる。
故障が発生した場合、n端子単回線送電線の各端で得ら
れる電圧や電流に基づいてn端子単回線を故障区間を含
む3端子単回線に変換し、3端子単回線に変換した後
は、故障区間からなる2端子単回線に変換することがで
きる。
【0041】したがって、故障区間の特定が可能にな
り、少ない労力で故障点の探索作業を行うことができ
る。
り、少ない労力で故障点の探索作業を行うことができ
る。
【図1】本発明の原理を説明するための、n端子単回線
送電線の回路図である。
送電線の回路図である。
【図2】n端子単回線送電線の端の分岐点b2 を基準に
して、当該分岐点を端子とする(n−1)端子単回線系
統への変換をした場合の変換後の回路図である。
して、当該分岐点を端子とする(n−1)端子単回線系
統への変換をした場合の変換後の回路図である。
【図3】n端子単回線送電線の他方の端の分岐点bn-1
を基準にして、当該分岐点を端子とする(n−1)端子
単回線系統への変換をした場合の変換後の回路図であ
る。
を基準にして、当該分岐点を端子とする(n−1)端子
単回線系統への変換をした場合の変換後の回路図であ
る。
【図4】変換途中の3端子単回線送電線を示す回路図で
ある。
ある。
【図5】3端子単回線送電線の分岐点bj を端子とし
て、2端子単回線系統へ変換をした場合の変換後の回路
図である。
て、2端子単回線系統へ変換をした場合の変換後の回路
図である。
【図6】図5の2端子単回線回路と同じ2端子単回線回
路図である(ただし、符号を簡単なものに書き換えてい
る)。
路図である(ただし、符号を簡単なものに書き換えてい
る)。
【図7】4端子単回線送電線、及びフォルトロケータの
配置を示す図である。
配置を示す図である。
【図8】端局の内部構成ブロック図である。
【図9】フォルトロケータの内部構成ブロック図であ
る。
る。
1 フォルトロケータ 2,3,4 端局 16 CPU L 4端子単回線送電線 T1 送電端 T2 〜T4 受電端
Claims (2)
- 【請求項1】n(n≧4とする)端子単回線送電線の各
端子の電圧及び電流に基づいて故障点を標定する場合
に、1地点で故障が発生した場合の故障区間を、各端子
で測定された電圧及び電流に基づいて選択する方法であ
って、次の(a) 〜(f) の手順を採用することを特徴とす
る故障区間選択方法。 (a) 前記n端子単回線送電線の一連の分岐点のうち、い
ずれか一方の端の分岐点を基準にして、当該分岐点につ
ながる2端子から当該分岐点までの区間の電圧降下を考
慮した当該分岐点の電圧をそれぞれ算出し、算出された
当該分岐点の2つの電圧の差分の絶対値を求める。 (b) 前記n端子単回線送電線の一連の分岐点のうち、他
方の端の分岐点を基準にして、当該分岐点につながる2
端子から当該分岐点までの区間の電圧降下を考慮して当
該分岐点の電圧をそれぞれ算出し、算出された当該分岐
点の2つの電圧の差分の絶対値を求める。 (c) 前記(a) 及び(b) の手順で算出された差分の絶対値
を比較し、小さい方の差分に該当する分岐点について、
当該分岐点を、当該分岐点につながる2端子から当該分
岐点までの区間の電圧降下を考慮して算出された電圧及
び当該分岐点につながる2端子の和電流を有する端子と
みなし、(n−1)端子単回線系統への変換を行う。 (d) 前記(n−1)端子単回線送電線について、前記
(a) 〜(c) の手順を繰り返すことにより、3端子単回線
送電線まで変換する。 (e) 前記3端子単回線送電線の分岐点を基準にして、3
端子から当該分岐点までの区間の電圧降下を考慮した当
該分岐点の電圧をそれぞれ算出し、算出された当該分岐
点の3つの電圧のうち、それぞれ2つの電圧の差分をと
り、差分の絶対値を求める。 (f) 前記(e) の手順で算出された3つの差分の絶対値を
比較し、最も小さい差分に該当する2端子を決定し、前
記分岐点を、当該2端子から分岐点までの区間の電圧降
下を考慮して算出された電圧及び当該分岐点につながる
2端子の和電流を有する端子とみなし、前記2端子以外
の他の端子との間の2端子単回線系統へ変換する。 - 【請求項2】3端子単回線送電線の1地点で故障が発生
した場合の故障区間を、各端子T1,T2 ,T3 で測定
された電圧及び電流に基づいて選択する方法であって、
次の(a) ,(b) の手順を採用することを特徴とする故障
区間選択方法。 (a) 前記3端子単回線送電線の分岐点bを基準にして、
3端子T1 ,T2 ,T 3 から当該分岐点bまでの区間の
電圧降下を考慮した当該分岐点bの電圧をそれぞれ算出
し、算出された当該分岐点bの3つの電圧のうち、それ
ぞれ2つの電圧の差分をとり、差分の絶対値を求める。 (b) 前記(a) の手順で算出された3つの差分を比較し、
最も小さい差分に該当する2端子Ti ,Tj を決定し、
前記分岐点bを、当該2端子Ti ,Tj から分岐点bま
での区間の電圧降下を考慮して算出された電圧及び当該
分岐点につながる2端子Ti ,Tj の和電流を有する端
子bとみなし、他の端子Tk (k≠i,j)との間の2
端子単回線系統へ変換する。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24175393A JPH0798352A (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 故障区間選択方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24175393A JPH0798352A (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 故障区間選択方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0798352A true JPH0798352A (ja) | 1995-04-11 |
Family
ID=17079022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24175393A Pending JPH0798352A (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 故障区間選択方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0798352A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013055878A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-21 | General Electric Co <Ge> | 配電ネットワーク上の障害を位置特定するためのシステム、方法、および装置 |
| JP2021129415A (ja) * | 2020-02-13 | 2021-09-02 | 株式会社エネゲート | 送電線の電流算出システムおよび電流の算出方法 |
-
1993
- 1993-09-28 JP JP24175393A patent/JPH0798352A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013055878A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-21 | General Electric Co <Ge> | 配電ネットワーク上の障害を位置特定するためのシステム、方法、および装置 |
| JP2021129415A (ja) * | 2020-02-13 | 2021-09-02 | 株式会社エネゲート | 送電線の電流算出システムおよび電流の算出方法 |
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