JPH11142465A - 地絡故障点検出方法 - Google Patents
地絡故障点検出方法Info
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- JPH11142465A JPH11142465A JP9302515A JP30251597A JPH11142465A JP H11142465 A JPH11142465 A JP H11142465A JP 9302515 A JP9302515 A JP 9302515A JP 30251597 A JP30251597 A JP 30251597A JP H11142465 A JPH11142465 A JP H11142465A
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- 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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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Locating Faults (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 地絡距離継電器等において、地絡故障点まで
の距離を正確に検出する。 【解決手段】 送電線着目区間内の仮の地絡故障点につ
き、負荷インピーダンス、背後インピーダンス、正相イ
ンピーダンス、逆相電流を用いて、仮の極性電流を算出
する処理と、仮の極性電流と送電線インピーダンス定数
とを用いて故障点までの仮のリアクタンスを求める処理
と、仮のリアクタンスと仮の故障点につき算出したリア
クタンスとの誤差が所定範囲内であれば仮のリアクタン
スを地絡故障点までのリアクタンスとして同定し、所定
範囲外であれば、仮のリアクタンスと正相インピーダン
スのリアクタンス分との比により新たな仮の故障点を求
める処理とを有し、新たな仮の故障点につき、故障点が
収束するまで上記の処理を繰り返し行なう。
の距離を正確に検出する。 【解決手段】 送電線着目区間内の仮の地絡故障点につ
き、負荷インピーダンス、背後インピーダンス、正相イ
ンピーダンス、逆相電流を用いて、仮の極性電流を算出
する処理と、仮の極性電流と送電線インピーダンス定数
とを用いて故障点までの仮のリアクタンスを求める処理
と、仮のリアクタンスと仮の故障点につき算出したリア
クタンスとの誤差が所定範囲内であれば仮のリアクタン
スを地絡故障点までのリアクタンスとして同定し、所定
範囲外であれば、仮のリアクタンスと正相インピーダン
スのリアクタンス分との比により新たな仮の故障点を求
める処理とを有し、新たな仮の故障点につき、故障点が
収束するまで上記の処理を繰り返し行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力系統の地絡故
障に係る保護・制御を目的とするディジタルリレー等の
地絡距離継電器において、送電線の１線地絡故障時に、
正相電源が存在する送電線一端から故障点までのインピ
ーダンスを算出して地絡故障点を検出するための方法に
関する。
障に係る保護・制御を目的とするディジタルリレー等の
地絡距離継電器において、送電線の１線地絡故障時に、
正相電源が存在する送電線一端から故障点までのインピ
ーダンスを算出して地絡故障点を検出するための方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、送電線の１線地絡故障時に、
正相電源が存在する送電線一端から故障点までのインピ
ーダンス（抵抗分Ｒ，リアクタンス分Ｘ）を算出する手
段として、以下の数式１が知られている。
正相電源が存在する送電線一端から故障点までのインピ
ーダンス（抵抗分Ｒ，リアクタンス分Ｘ）を算出する手
段として、以下の数式１が知られている。
【０００３】
【数１】Ｒ＝Re｛Ｖa・Ｉp *｝／Re｛(Ｉa＋Ｋ1Ｉ01＋Ｋ
2Ｉ02)Ｉp *} Ｘ＝Im｛Ｖa・Ｉp *｝／Im｛(Ｉa＋Ｋ1Ｉ01＋Ｋ2Ｉ02)Ｉ
p *}
2Ｉ02)Ｉp *} Ｘ＝Im｛Ｖa・Ｉp *｝／Im｛(Ｉa＋Ｋ1Ｉ01＋Ｋ2Ｉ02)Ｉ
p *}
【０００４】数式１において、Ｉpは極性電流または極
性量と呼ばれ、一般に零相電流Ｉ01、相電流Ｉa、α−
β−０回路法で知られるα回路電流（Ｉa−Ｉ01）等が
使用されている。また、Ｉpに付したアスタリスク（*）
は、一般に複素ベクトル量として表記されるＩpの共役
量を意味する。このＩp *は、数式１のベクトル位相基準
をＩpにするベクトル位相回転処理のために使用される
量であり、このＩpにどのような電気量を使用するかに
よって数式１におけるＲ，Ｘの算出精度に違いを生じる
ことになる。なお、数式１において、Ｋ1，Ｋ2は定数で
あり、一般に、Ｋ1は正相インピーダンスＺ1と零相イン
ピーダンスＺ0との比（Ｚ0／Ｚ1）、Ｋ2はＺ1と回線間
相互インピーダンスＺmmとの比（Ｚmm／Ｚ1）が用いら
れる。また、Ｉ01は平行２回線送電線における自回線零
相電流、Ｉ02は隣回線零相電流である。送電線が１回線
運用の場合、隣回線の全電流＝０により、Ｉ02は０にな
る。
性量と呼ばれ、一般に零相電流Ｉ01、相電流Ｉa、α−
β−０回路法で知られるα回路電流（Ｉa−Ｉ01）等が
使用されている。また、Ｉpに付したアスタリスク（*）
は、一般に複素ベクトル量として表記されるＩpの共役
量を意味する。このＩp *は、数式１のベクトル位相基準
をＩpにするベクトル位相回転処理のために使用される
量であり、このＩpにどのような電気量を使用するかに
よって数式１におけるＲ，Ｘの算出精度に違いを生じる
ことになる。なお、数式１において、Ｋ1，Ｋ2は定数で
あり、一般に、Ｋ1は正相インピーダンスＺ1と零相イン
ピーダンスＺ0との比（Ｚ0／Ｚ1）、Ｋ2はＺ1と回線間
相互インピーダンスＺmmとの比（Ｚmm／Ｚ1）が用いら
れる。また、Ｉ01は平行２回線送電線における自回線零
相電流、Ｉ02は隣回線零相電流である。送電線が１回線
運用の場合、隣回線の全電流＝０により、Ｉ02は０にな
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】数式１によって得られ
るインピーダンスは、送電線一端から故障点までの送電
線インピーダンスＺ、故障点抵抗分Ｒg及び負荷電流が
流れる負荷（抵抗）分ＲLの合成量（複素ベクトル）で
ある。このうち、Ｒg，ＲL分をほぼ純抵抗分とすると、
数式１におけるＸの分式で得られるリアクタンス量は全
て送電線のインピーダンスに起因する量であることにな
り、このリアクタンス量を求めることで距離継電器や故
障点標定装置における測距に利用することができる。
るインピーダンスは、送電線一端から故障点までの送電
線インピーダンスＺ、故障点抵抗分Ｒg及び負荷電流が
流れる負荷（抵抗）分ＲLの合成量（複素ベクトル）で
ある。このうち、Ｒg，ＲL分をほぼ純抵抗分とすると、
数式１におけるＸの分式で得られるリアクタンス量は全
て送電線のインピーダンスに起因する量であることにな
り、このリアクタンス量を求めることで距離継電器や故
障点標定装置における測距に利用することができる。
【０００６】ここで、ＲやＸの算出精度は、Ｉpによっ
て大きく左右される。なぜなら、数式１におけるRe
｛ ｝は、｛ ｝内の複素数のＩpと同相成分（＝ベク
トルＩpへの正射影分）となり、これが真のＲ分となる
には、Ｉpが純抵抗分であるＲg，Ｒ Lに流れる電流と同
相である必要があるからである。理想的には、Ｉpは故
障点に流れる故障電流であるが、これは未知の電流量で
あるので、何らかの演算処理によって故障点の電流を模
擬するか、あるいはベクトルとして大きさは異なっても
位相が同相である他の電流量によって代用することにな
る。
て大きく左右される。なぜなら、数式１におけるRe
｛ ｝は、｛ ｝内の複素数のＩpと同相成分（＝ベク
トルＩpへの正射影分）となり、これが真のＲ分となる
には、Ｉpが純抵抗分であるＲg，Ｒ Lに流れる電流と同
相である必要があるからである。理想的には、Ｉpは故
障点に流れる故障電流であるが、これは未知の電流量で
あるので、何らかの演算処理によって故障点の電流を模
擬するか、あるいはベクトルとして大きさは異なっても
位相が同相である他の電流量によって代用することにな
る。
【０００７】次に、Ｘ分は数式１におけるIm｛ ｝表記
から分かるように、Ｉpと直交する成分をとることで真
のＸ分を算出しているので、ＩpがＲg，ＲLに流れる電
流と同相でないと、数式１により算出したＸの値にＲ分
の誤差が含まれることになる。なお、この誤差について
は、後述する図４（ａ）中に示してある。
から分かるように、Ｉpと直交する成分をとることで真
のＸ分を算出しているので、ＩpがＲg，ＲLに流れる電
流と同相でないと、数式１により算出したＸの値にＲ分
の誤差が含まれることになる。なお、この誤差について
は、後述する図４（ａ）中に示してある。
【０００８】何れにしても、極性電流Ｉpの選択によ
り、数式１の精度が左右される。この点に関し、先に記
載したＩpの候補のそれぞれについては、次のような問
題がある。 （１）Ｉpとして相電流・α回路電流を用いる場合 この場合には正相電流を含むので、負荷電流（その殆ど
が正相分）の影響を受けやすい。 （２）Ｉpとして零相電流を用いる場合 零相電圧と送電線の対地容量成分に起因する零相充電電
流の影響を受けるため、特に高抵抗接地系の地絡故障で
誤差を生じる。
り、数式１の精度が左右される。この点に関し、先に記
載したＩpの候補のそれぞれについては、次のような問
題がある。 （１）Ｉpとして相電流・α回路電流を用いる場合 この場合には正相電流を含むので、負荷電流（その殆ど
が正相分）の影響を受けやすい。 （２）Ｉpとして零相電流を用いる場合 零相電圧と送電線の対地容量成分に起因する零相充電電
流の影響を受けるため、特に高抵抗接地系の地絡故障で
誤差を生じる。
【０００９】そこで本発明は、上述したようなＩpの候
補に起因する問題点を持たず、結果的に、数式１によっ
て故障点までのインピーダンスを高精度に算出可能な地
絡故障点検出方法を提供しようとするものである。
補に起因する問題点を持たず、結果的に、数式１によっ
て故障点までのインピーダンスを高精度に算出可能な地
絡故障点検出方法を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】送電線の１線地絡故障に
おける負荷電流・対地容量の影響を受けにくいＩpの特
徴は、 （１）負荷電流に殆ど含まれない成分であること すなわち、逆相電流や零相電流が良い。 （２）充電電流は、対地容量と電圧との積であるため、
地絡故障時に電圧が極力発生しなければ良い。 従って、一般に、１線地絡故障では零相電圧＞逆相電圧
であるため、逆相分が良い。例えば、高抵抗接地系の１
線地絡では、零相電圧＞逆相電圧、正相電圧＞逆相電圧
であるから、Ｉpとしては逆相電流が適当であることが
分かる。但し、負荷電流にも、正相分に比べれば少ない
が逆相分が含まれる場合があり、単純にＩpに逆相電流
を用いると測距誤差を生じる場合があるので注意を要す
る。
おける負荷電流・対地容量の影響を受けにくいＩpの特
徴は、 （１）負荷電流に殆ど含まれない成分であること すなわち、逆相電流や零相電流が良い。 （２）充電電流は、対地容量と電圧との積であるため、
地絡故障時に電圧が極力発生しなければ良い。 従って、一般に、１線地絡故障では零相電圧＞逆相電圧
であるため、逆相分が良い。例えば、高抵抗接地系の１
線地絡では、零相電圧＞逆相電圧、正相電圧＞逆相電圧
であるから、Ｉpとしては逆相電流が適当であることが
分かる。但し、負荷電流にも、正相分に比べれば少ない
が逆相分が含まれる場合があり、単純にＩpに逆相電流
を用いると測距誤差を生じる場合があるので注意を要す
る。
【００１１】これらの点に鑑み、本発明では、地絡故障
時の逆相電流を基本として、故障点電流（１線地絡故障
では、逆相電流と同相でほぼ３倍の大きさを有する）の
推定とインピーダンス演算とを１セットにして繰り返し
演算を行い、その収束値を算出することで故障点電流量
を正しく算出し、ひいては故障点までの正確なインピー
ダンスの算出を実現するようにした。
時の逆相電流を基本として、故障点電流（１線地絡故障
では、逆相電流と同相でほぼ３倍の大きさを有する）の
推定とインピーダンス演算とを１セットにして繰り返し
演算を行い、その収束値を算出することで故障点電流量
を正しく算出し、ひいては故障点までの正確なインピー
ダンスの算出を実現するようにした。
【００１２】すなわち、本発明は、送電線の１線地絡故
障時に、正相電源が存在する方の送電線一端から故障点
までのインピーダンスを算出して地絡故障点を検出する
方法において、系統健全時の送電線一端における三相電
圧・電流を電圧・電流検出器により検出し、これらの電
圧・電流の正相分を用いて前記送電線に接続された負荷
インピーダンスを算出する第１の処理と、１線地絡故障
時に、前記電圧・電流検出器により検出した電圧・電流
の逆相分を用いて前記電圧・電流検出器の設置点から見
た系統の背後インピーダンスを算出する第２の処理と、
前記着目区間内に設定した仮の故障点につき、前記負荷
インピーダンス、背後インピーダンス、送電線着目区間
の既知である正相インピーダンス及び逆相電流を用い
て、仮の故障点電流を仮の極性電流として算出する第３
の処理と、第３の処理により算出した仮の極性電流と既
知の送電線インピーダンス定数とを用いて故障点までの
仮のリアクタンスを求める第４の処理と、第４の処理に
より求めた仮のリアクタンスと、前記仮の故障点につき
算出したリアクタンスとの誤差が所定範囲内であれば前
記仮のリアクタンスを地絡故障点までのリアクタンスと
して同定する第５の処理と、第４の処理により求めた仮
のリアクタンスと前記仮の故障点につき算出したリアク
タンスとの誤差が所定範囲外であるときに、前記仮のリ
アクタンスと前記正相インピーダンスのリアクタンス分
との比により新たな仮の故障点を求める第６の処理とを
有し、第６の処理により求めた新たな仮の故障点につ
き、故障点が収束するまで前記第３の処理から第６の処
理を繰り返し実行するものである。
障時に、正相電源が存在する方の送電線一端から故障点
までのインピーダンスを算出して地絡故障点を検出する
方法において、系統健全時の送電線一端における三相電
圧・電流を電圧・電流検出器により検出し、これらの電
圧・電流の正相分を用いて前記送電線に接続された負荷
インピーダンスを算出する第１の処理と、１線地絡故障
時に、前記電圧・電流検出器により検出した電圧・電流
の逆相分を用いて前記電圧・電流検出器の設置点から見
た系統の背後インピーダンスを算出する第２の処理と、
前記着目区間内に設定した仮の故障点につき、前記負荷
インピーダンス、背後インピーダンス、送電線着目区間
の既知である正相インピーダンス及び逆相電流を用い
て、仮の故障点電流を仮の極性電流として算出する第３
の処理と、第３の処理により算出した仮の極性電流と既
知の送電線インピーダンス定数とを用いて故障点までの
仮のリアクタンスを求める第４の処理と、第４の処理に
より求めた仮のリアクタンスと、前記仮の故障点につき
算出したリアクタンスとの誤差が所定範囲内であれば前
記仮のリアクタンスを地絡故障点までのリアクタンスと
して同定する第５の処理と、第４の処理により求めた仮
のリアクタンスと前記仮の故障点につき算出したリアク
タンスとの誤差が所定範囲外であるときに、前記仮のリ
アクタンスと前記正相インピーダンスのリアクタンス分
との比により新たな仮の故障点を求める第６の処理とを
有し、第６の処理により求めた新たな仮の故障点につ
き、故障点が収束するまで前記第３の処理から第６の処
理を繰り返し実行するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。まず、図１はこの実施形態が適用される
系統構成図である。図において、１０は系統の電源、２
１，２２は送電線、３０は変圧器、ＮＧＲは中性点接地
抵抗、４０は負荷（インピーダンスをＺLとする）、５
０はＰＴ，ＣＴ等の電圧・電流検出器を示す。また、変
圧器３０を含む送電線２１側の背後インピーダンスの正
相分をＺb、送電線２２側の全線路（着目区間）の正相
インピーダンスをＺ1とする。なお、ａＺ1 ，（１−
ａ）Ｚ1は地絡故障点Ｆの前後のインピーダンスであ
り、比ａは０≦ａ≦１の範囲にある。ここでは、電圧・
電流検出器５０により検出した送電線一端の三相電圧・
電流に基づき、電圧・電流検出器５０の設置点から故障
点Ｆまでの線路インピーダンス（特にリアクタンスＸ）
を求めることとする。
態を説明する。まず、図１はこの実施形態が適用される
系統構成図である。図において、１０は系統の電源、２
１，２２は送電線、３０は変圧器、ＮＧＲは中性点接地
抵抗、４０は負荷（インピーダンスをＺLとする）、５
０はＰＴ，ＣＴ等の電圧・電流検出器を示す。また、変
圧器３０を含む送電線２１側の背後インピーダンスの正
相分をＺb、送電線２２側の全線路（着目区間）の正相
インピーダンスをＺ1とする。なお、ａＺ1 ，（１−
ａ）Ｚ1は地絡故障点Ｆの前後のインピーダンスであ
り、比ａは０≦ａ≦１の範囲にある。ここでは、電圧・
電流検出器５０により検出した送電線一端の三相電圧・
電流に基づき、電圧・電流検出器５０の設置点から故障
点Ｆまでの線路インピーダンス（特にリアクタンスＸ）
を求めることとする。
【００１４】図２は、本実施形態において故障点Ｆまで
のリアクタンスＸを求める処理のフローチャートであ
り、その内容は後述する。また、図３は図１の対称座標
法に基づく等価回路図であり、図１の説明と一部重複す
るが、Ｚ1は着目区間（図１における電圧・電流検出器
５０の設置点から負荷４０までの区間）の正相インピー
ダンス、Ｚ0は同区間の零相インピーダンス、Ｚbは背後
インピーダンスの正相分、Ｚb’は同零相分、Ｖ1は電圧
・電流検出器５０の設置点の正相電圧、Ｖ2は同逆相電
圧、Ｖ2Fは故障点Ｆの逆相電圧、Ｉ1は故障点Ｆに流れ
込む正相電流、Ｉ2，Ｉ2’は同逆相電流、Ｒgは故障点
抵抗である。
のリアクタンスＸを求める処理のフローチャートであ
り、その内容は後述する。また、図３は図１の対称座標
法に基づく等価回路図であり、図１の説明と一部重複す
るが、Ｚ1は着目区間（図１における電圧・電流検出器
５０の設置点から負荷４０までの区間）の正相インピー
ダンス、Ｚ0は同区間の零相インピーダンス、Ｚbは背後
インピーダンスの正相分、Ｚb’は同零相分、Ｖ1は電圧
・電流検出器５０の設置点の正相電圧、Ｖ2は同逆相電
圧、Ｖ2Fは故障点Ｆの逆相電圧、Ｉ1は故障点Ｆに流れ
込む正相電流、Ｉ2，Ｉ2’は同逆相電流、Ｒgは故障点
抵抗である。
【００１５】図４（ａ），（ｂ）は、図１の故障点Ｆで
１線地絡故障が発生した場合の故障相に関わる電圧Ｖ、
電流Ｉのベクトル図であり、図４（ａ）は相電流Ｉaを
位相基準とした場合、図４（ｂ）は未知量である故障点
電流ＩFと同相の極性電流Ｉpを位相基準とした場合であ
る。これらの図において、Ｖgは未知量である故障点電
圧、Ｖaは計測量である相電圧、Ｉaは計測量である相電
流である。
１線地絡故障が発生した場合の故障相に関わる電圧Ｖ、
電流Ｉのベクトル図であり、図４（ａ）は相電流Ｉaを
位相基準とした場合、図４（ｂ）は未知量である故障点
電流ＩFと同相の極性電流Ｉpを位相基準とした場合であ
る。これらの図において、Ｖgは未知量である故障点電
圧、Ｖaは計測量である相電圧、Ｉaは計測量である相電
流である。
【００１６】従来技術の数式１でも、図４（ｂ）のＩp
が正確に求められれば故障点電圧Ｖgの影響を受けずに
故障点Ｆまでのインピーダンス（リアクタンス）を良好
に算出することができる。しかし、系統の主ＣＴによっ
て計測される相電流や零相電流は、前述したようにその
ままでは正確なＩpとはなり得ない。また、単純な逆相
電流からも、負荷電流の影響によって正確なＩpとはな
り得ない。しかし、実際に故障点Ｆに流れる逆相電流
（図３におけるＩF＝Ｉ2＋Ｉ2'）が算出できれば、Ｉp
は正確な値として求めることができる。この逆相電流の
うち、Ｉ2は相電流から容易に算出できるので、未知量
たるＩ2’をいかに取り扱うかが問題となる。
が正確に求められれば故障点電圧Ｖgの影響を受けずに
故障点Ｆまでのインピーダンス（リアクタンス）を良好
に算出することができる。しかし、系統の主ＣＴによっ
て計測される相電流や零相電流は、前述したようにその
ままでは正確なＩpとはなり得ない。また、単純な逆相
電流からも、負荷電流の影響によって正確なＩpとはな
り得ない。しかし、実際に故障点Ｆに流れる逆相電流
（図３におけるＩF＝Ｉ2＋Ｉ2'）が算出できれば、Ｉp
は正確な値として求めることができる。この逆相電流の
うち、Ｉ2は相電流から容易に算出できるので、未知量
たるＩ2’をいかに取り扱うかが問題となる。
【００１７】以下、図２のフローチャートを参照しつつ
故障点ＦまでのリアクタンスＸの算出手順を説明する。
図３に示した負荷インピーダンスＺLは、系統健全時の
系統電圧・電流（正相分）及び正相インピーダンスＺ1
に基づいて、数式２により求めることができる（図２の
Ｓ１）。
故障点ＦまでのリアクタンスＸの算出手順を説明する。
図３に示した負荷インピーダンスＺLは、系統健全時の
系統電圧・電流（正相分）及び正相インピーダンスＺ1
に基づいて、数式２により求めることができる（図２の
Ｓ１）。
【００１８】
【数２】ＺL＝Ｖ1／Ｉ1−Ｚ1
【００１９】次に、周知の手段により系統に１線地絡故
障が発生したかどうかを判断し（ステップＳ２）、発生
していなければステップＳ１に戻り、発生が確認された
場合にはステップＳ３に移行する。ここで、故障点Ｆの
逆相電圧Ｖ2Fについては、数式３が成立する。また、数
式３から数式４が得られる。
障が発生したかどうかを判断し（ステップＳ２）、発生
していなければステップＳ１に戻り、発生が確認された
場合にはステップＳ３に移行する。ここで、故障点Ｆの
逆相電圧Ｖ2Fについては、数式３が成立する。また、数
式３から数式４が得られる。
【００２０】
【数３】Ｖ2F＝（Ｚb＋ａＺ1）Ｉ2＝｛（１−ａ）Ｚ1＋
ＺL｝Ｉ2’
ＺL｝Ｉ2’
【００２１】
【数４】Ｉ2’＝｛（Ｚb＋ａＺ1）Ｉ2｝／｛（１−ａ）
Ｚ1＋ＺL｝
Ｚ1＋ＺL｝
【００２２】これから、極性電流Ｉpに関して数式５を
得ることができる。
得ることができる。
【００２３】
【数５】Ｉp＝Ｉ2＋Ｉ2’＝｛（Ｚb＋ＺL＋ａＺ1）
Ｉ2｝／｛（１−ａ）Ｚ1＋ＺL｝
Ｉ2｝／｛（１−ａ）Ｚ1＋ＺL｝
【００２４】数式５において、背後インピーダンスＺb
は、電圧・電流検出器５０の設置点の各相電圧・電流か
ら算出した逆相電圧Ｖ2及び逆相電流Ｉ2を用いて、数式
６により算出することができる（ステップＳ３）。
は、電圧・電流検出器５０の設置点の各相電圧・電流か
ら算出した逆相電圧Ｖ2及び逆相電流Ｉ2を用いて、数式
６により算出することができる（ステップＳ３）。
【００２５】
【数６】Ｚb＝−Ｖ2／Ｉ2
【００２６】また、数式５におけるＺ1は着目区間の全
線路正相インピーダンスであり、これは既知量である。
従って、数式５における未知量は、故障点Ｆまでの距離
を決定する比ａだけとなる。
線路正相インピーダンスであり、これは既知量である。
従って、数式５における未知量は、故障点Ｆまでの距離
を決定する比ａだけとなる。
【００２７】本実施形態では、数式５のａに仮の値を代
入してこの数式５により仮のＩpを算出する。そして、
この仮のＩpを数式１に代入して故障点Ｆまでの仮のリ
アクタンスを算出する。いま、ａの仮の値をａ’、数式
１により算出された仮のリアクタンスをＸ’、Ｚ1のリ
アクタンス分をＸ1とすると、ａ’が真の比ａに等しけ
れば、数式７が成立するはずである。
入してこの数式５により仮のＩpを算出する。そして、
この仮のＩpを数式１に代入して故障点Ｆまでの仮のリ
アクタンスを算出する。いま、ａの仮の値をａ’、数式
１により算出された仮のリアクタンスをＸ’、Ｚ1のリ
アクタンス分をＸ1とすると、ａ’が真の比ａに等しけ
れば、数式７が成立するはずである。
【００２８】
【数７】Ｘ’＝ａ’Ｘ1
【００２９】すなわち、ａ’が真の比ａに等しくない場
合には数式７が成立せず、数式８に示す一定の誤差εが
発生する。
合には数式７が成立せず、数式８に示す一定の誤差εが
発生する。
【００３０】
【数８】ε＝｜Ｘ’−ａ’Ｘ1｜
【００３１】従って、この誤差εが演算収束判定定数ε
0よりも小さければ、良好な精度のもとでの演算結果と
して、仮のリアクタンスＸ’を解（故障点Ｆまでのリア
クタンス）とする。
0よりも小さければ、良好な精度のもとでの演算結果と
して、仮のリアクタンスＸ’を解（故障点Ｆまでのリア
クタンス）とする。
【００３２】ここまでの処理を図２に即して述べると次
のとおりである。すなわち、演算打ち切りカウンタの値
Ａを０（初期値）とおき（ステップＳ４）、前述のよう
に仮のａ’を例えば０．５（故障点Ｆが着目区間の中間
点であると仮定）とする（ステップＳ５）。次に、ａ’
が着目区間内の値かどうかを判定し（ステップＳ６，Ｓ
７）、着目区間内の値であれば次のステップＳ８に進
む。
のとおりである。すなわち、演算打ち切りカウンタの値
Ａを０（初期値）とおき（ステップＳ４）、前述のよう
に仮のａ’を例えば０．５（故障点Ｆが着目区間の中間
点であると仮定）とする（ステップＳ５）。次に、ａ’
が着目区間内の値かどうかを判定し（ステップＳ６，Ｓ
７）、着目区間内の値であれば次のステップＳ８に進
む。
【００３３】ステップＳ８では数式５により仮のＩ
p（その値をＩp’とする）を算出し、次のステップＳ９
では数式１により仮のＸ（その値をＸ’とする）を算出
する。そして、前述のように誤差ε＝｜Ｘ’−ａ’Ｘ1
｜と定数ε0とにより演算収束判定を行い（ステップＳ
１０）、誤差εがε0よりも小さければ仮のリアクタン
スＸ’を解として終了し（ステップＳ１１）、このリア
クタンスＸ’に基づき測距された故障点Ｆによりリレー
の動作判定（保護範囲の内・外部判定）、故障点評定等
を行う。
p（その値をＩp’とする）を算出し、次のステップＳ９
では数式１により仮のＸ（その値をＸ’とする）を算出
する。そして、前述のように誤差ε＝｜Ｘ’−ａ’Ｘ1
｜と定数ε0とにより演算収束判定を行い（ステップＳ
１０）、誤差εがε0よりも小さければ仮のリアクタン
スＸ’を解として終了し（ステップＳ１１）、このリア
クタンスＸ’に基づき測距された故障点Ｆによりリレー
の動作判定（保護範囲の内・外部判定）、故障点評定等
を行う。
【００３４】さて、前記ステップＳ９により算出された
Ｘ’が正確でないため誤差εが定数ε0より大きい場合
でも、Ｘ’の誤差要因はＩ2’の算出誤差だけであるた
め、仮のリアクタンスａ’Ｘ1よりは正確である。そこ
で、一度算出したＸ’とＸ1とを用いて新たな仮のａを
ａ’＝Ｘ’／Ｘ1として求め（ステップＳ１２）、カウ
ンタの値Ａをインクリメントしてから（ステップＳ１
３）、再度、ステップＳ８以後の処理を繰り返す。な
お、カウンタの値Ａが所定値Ｋを超えた場合には、演算
打ち切りとし（ステップＳ１４）、その時のＸ’を解と
して（ステップＳ１５）処理を終了する。このように、
ステップＳ１０の演算収束判定条件を満たさない場合に
はａ’を設定し直してＩp'の演算、Ｘ’の演算を再度行
い、誤差εが定数ε0より小さくなるまで一連の処理を
繰り返し実行する収束演算方法により、故障点Ｆまでの
リアクタンスＸを良好に算出することができる。
Ｘ’が正確でないため誤差εが定数ε0より大きい場合
でも、Ｘ’の誤差要因はＩ2’の算出誤差だけであるた
め、仮のリアクタンスａ’Ｘ1よりは正確である。そこ
で、一度算出したＸ’とＸ1とを用いて新たな仮のａを
ａ’＝Ｘ’／Ｘ1として求め（ステップＳ１２）、カウ
ンタの値Ａをインクリメントしてから（ステップＳ１
３）、再度、ステップＳ８以後の処理を繰り返す。な
お、カウンタの値Ａが所定値Ｋを超えた場合には、演算
打ち切りとし（ステップＳ１４）、その時のＸ’を解と
して（ステップＳ１５）処理を終了する。このように、
ステップＳ１０の演算収束判定条件を満たさない場合に
はａ’を設定し直してＩp'の演算、Ｘ’の演算を再度行
い、誤差εが定数ε0より小さくなるまで一連の処理を
繰り返し実行する収束演算方法により、故障点Ｆまでの
リアクタンスＸを良好に算出することができる。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、１線地絡
故障時の逆相電流を基本として、故障点電流の推定とリ
アクタンス演算とを１セットにして繰り返し演算を行
い、その収束値を算出して故障点電流ひいては正確なイ
ンピーダンスの算出を可能にしているため、地絡距離継
電器や故障点標定装置における地絡故障点の検出、測距
を正確に行うことができる。
故障時の逆相電流を基本として、故障点電流の推定とリ
アクタンス演算とを１セットにして繰り返し演算を行
い、その収束値を算出して故障点電流ひいては正確なイ
ンピーダンスの算出を可能にしているため、地絡距離継
電器や故障点標定装置における地絡故障点の検出、測距
を正確に行うことができる。
【図１】本発明の実施形態が適用される系統構成図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施形態の動作を示すフローチャート
である。
である。
【図３】図１において１線地絡故障が発生した場合の等
価回路図である。
価回路図である。
【図４】１線地絡故障時の故障相に関わる電圧・電流ベ
クトル図である。
クトル図である。
１０ 電源 ２１，２２ 送電線 ３０ 変圧器 ４０ 負荷 ５０ 電圧・電流検出器
Claims (1)
- 【請求項１】 送電線の１線地絡故障時に、正相電源が
存在する方の送電線一端から故障点までのインピーダン
スを算出して地絡故障点を検出する方法において、 系統健全時の送電線一端における三相電圧・電流を電圧
・電流検出器により検出し、これらの電圧・電流の正相
分を用いて前記送電線に接続された負荷インピーダンス
を算出する第１の処理と、 １線地絡故障時に、前記電圧・電流検出器により検出し
た電圧・電流の逆相分を用いて前記電圧・電流検出器の
設置点から見た系統の背後インピーダンスを算出する第
２の処理と、 前記着目区間内に設定した仮の故障点につき、前記負荷
インピーダンス、背後インピーダンス、送電線着目区間
の既知である正相インピーダンス及び逆相電流を用い
て、仮の故障点電流を仮の極性電流として算出する第３
の処理と、 第３の処理により算出した仮の極性電流と既知の送電線
インピーダンス定数とを用いて故障点までの仮のリアク
タンスを求める第４の処理と、 第４の処理により求めた仮のリアクタンスと、前記仮の
故障点につき算出したリアクタンスとの誤差が所定範囲
内であれば前記仮のリアクタンスを地絡故障点までのリ
アクタンスとして同定する第５の処理と、 第４の処理により求めた仮のリアクタンスと前記仮の故
障点につき算出したリアクタンスとの誤差が所定範囲外
であるときに、前記仮のリアクタンスと前記正相インピ
ーダンスのリアクタンス分との比により新たな仮の故障
点を求める第６の処理とを有し、 第６の処理により求めた新たな仮の故障点につき、故障
点が収束するまで前記第３の処理から第６の処理を繰り
返し実行することを特徴とする地絡故障点検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9302515A JPH11142465A (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | 地絡故障点検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9302515A JPH11142465A (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | 地絡故障点検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11142465A true JPH11142465A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=17909903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9302515A Withdrawn JPH11142465A (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | 地絡故障点検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11142465A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010057344A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Toshiba Corp | 短絡距離継電器 |
| CN102608498A (zh) * | 2012-03-27 | 2012-07-25 | 山东电力集团公司 | 新能源输电线路故障选相方法 |
| CN102707197A (zh) * | 2012-06-11 | 2012-10-03 | 福建省电力有限公司检修分公司 | 一种输电线路单相接地故障距离测定方法及故障类型诊断方法 |
| CN103163423A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-06-19 | 福建省电力有限公司 | 一种利用动态提取系数实现线路单相接地故障单端测距方法 |
| CN104316768A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-01-28 | 国家电网公司 | 一种三相不平衡扰动源定位的负序阻抗参数估算方法 |
| JP2015099058A (ja) * | 2013-11-18 | 2015-05-28 | 中国電力株式会社 | 位置推定装置、位置推定方法 |
| JP2023541318A (ja) * | 2020-09-17 | 2023-09-29 | ヒタチ・エナジー・スウィツァーランド・アクチェンゲゼルシャフト | 送電システムにおける故障位置決定 |
| WO2025004516A1 (ja) * | 2023-06-26 | 2025-01-02 | 株式会社 Integral Geometry Science | 蓄電池検査装置及び蓄電池検査方法 |
| CN119310396A (zh) * | 2024-10-14 | 2025-01-14 | 广东电网有限责任公司 | 一种基于对侧识别的虚拟同步机并网系统故障点识别方法、装置、设备及介质 |
-
1997
- 1997-11-05 JP JP9302515A patent/JPH11142465A/ja not_active Withdrawn
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010057344A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Toshiba Corp | 短絡距離継電器 |
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| CN104316768A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-01-28 | 国家电网公司 | 一种三相不平衡扰动源定位的负序阻抗参数估算方法 |
| CN104316768B (zh) * | 2014-10-28 | 2018-01-19 | 国家电网公司 | 一种三相不平衡扰动源定位的负序阻抗参数估算方法 |
| JP2023541318A (ja) * | 2020-09-17 | 2023-09-29 | ヒタチ・エナジー・スウィツァーランド・アクチェンゲゼルシャフト | 送電システムにおける故障位置決定 |
| US12487267B2 (en) | 2020-09-17 | 2025-12-02 | Hitachi Energy Ltd | Fault location determination in a power transmission system |
| WO2025004516A1 (ja) * | 2023-06-26 | 2025-01-02 | 株式会社 Integral Geometry Science | 蓄電池検査装置及び蓄電池検査方法 |
| CN119310396A (zh) * | 2024-10-14 | 2025-01-14 | 广东电网有限责任公司 | 一种基于对侧识别的虚拟同步机并网系统故障点识别方法、装置、设备及介质 |
| CN119310396B (zh) * | 2024-10-14 | 2025-12-02 | 广东电网有限责任公司 | 一种基于对侧识别的虚拟同步机并网系统故障点识别方法、装置、设备及介质 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050201 |