JPS5972068A - 平行２回線送電線地絡故障点標定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は平行２回線送電線地絡故障点標定装置に関す
る。

ｔとえは直接接地系の平行２回線における送電線の地絡
故障を保護するのに、一般には地絡距離継電器が使用さ
れているゴ、との種継電器においては、一方の回線のａ
相が地絡故障を起こした場合、下記の演算により、故障
点までの正相インピーダンスを測定する原理によってい
る。

籠 上式において ■ａ；故障相の相電圧 工ａ；故障相の相電流 工０１；故障回線の零相電流 工０２１相手回線の零相電流 ＺＯ，Ｚ＋　、送Ｗ線路の零相、正相インピーダンスＺ
ｍ　ｉ　　自回線、相手回線間の零相相互インピーダン
ス この泪Ｕ定原理によれは、回線の自端すなわち継電器の
設置点で得られる情報のみによって算出できる利点があ
る。

しかし笑際に後記するような対称Ｍ標法から導出した１
線地絡故障時の電圧、電流の関係を示す（８）式から、
上記の式を求めてみると下記のようが式に方ることがわ
かる。

侃 士。ｆ 上式及び以下の式並びに図において、 Ｖｏ、　Ｖ＋、　Ｖｐ　；リレ一点の零相、正相、逆相
電圧Ｖｏｆ、Ｖす、Ｖｐｆ；故障点の零相、正相、逆相
電圧Ｖｏ　、　■１．　Ｖｉ′；相手端の零相、正札、
逆相電圧 工０１．工１１．　工Ｑ１；　　故障同線側リレ一点の
零相、正相、逆相電流 工０９．工１１．■■；　　相手回線側リレ一点の零相
、正相、逆相電流 工ｏｆ、Ｉｔｆ、　　Ｉｇ　；　　故障点ノ１ＪＪ１１
．　正相、逆相電流 相、逆相、零相電流 ＺＯＩ、　７，１１．　Ｚｔ＋　；　　故障回線の零相
、正相。

逆相インピーダンス ＺＯ露ａ　２１ｍ、　Ｚｓ＋ｐ＋　；　　相手回線の零
相、正相。

逆相インピーダンス Ｈａｔ　；　　故障回線の人相のＷ流 ｚｍ；　　両回線間の相互インピーダンスｌ　　；　送
電線全長を１としたときのリレ一点から故障点までの距
離（割合） Ｒｆ；　　故障点抵抗 とする。

上式の右辺の第１項が故障点までの正相インピーダンス
であり、したがって同第２項Ｆｉ誤差項となる。通常直
接接地系統でに、故障電流は負荷電流に比較してはるか
に大きく、したｆつて工Ｏｆ。

工ａｌ、　工０１．工０２がほぼ同位相とな・す、又ら
れるので、右辺第２項は抵抗分になる。したがって左辺
の量のりアクタンス分を測定することにすれば、故障点
抵抗Ｒｆに影響されずに故障点までの距離を測定するこ
とりぶてきるようになる。

ところが高抵抗接地系では、故障電流と負荷電流とは同
程度に流れ、そのため−１ｏｆ、工Ｏ１・工ｏｓ（故障
電流）と工ａ（負荷電流を含む。）とは同位相とならず
、右辺第２項はりアクタンス分を牛しることになる。し
たがって負荷の力率によっては上記のＩｆＡ埋によって
故障点の標定を行うときは大きな誤差となり、高精度の
標定が期待できないことになる。

との発明は自端の情報のみによって故障点の標定を行う
にあたり、高精度の標定を可能とするととを目的とする
。

この発明による標定の基本原理について捷ず説明する。

第１図は平行２回線の系統図を示Ｌ、１Ａ。

ｌＢは発″ボ所（又は変電所）、２Ａ、　２Ｂは母線、
３Ａ、　３Ｂは母線２Ａ、　２Ｂ間に設けられた平行す
る各回線、４Ａ、　４Ｂは各回線の自端側に設けられた
変流器、５は変成器、６け変流器、変成器からの出力に
よって故障点を標定するリレー、’ｙＡ、’ｙＢは負荷
を示す。同図は一方の回線３Ａの個所Ｆで事故が発生し
たものとしており、この状態Ｋかはる両母線２Ａ、　２
Ｂ間の、対称座標法の等価（ロ）路を示したのが第２図
であり、第３図は個所Ｆにおいて地絡事故が発生したと
きの対称座標法の等価回路である。同図から理解される
ように、故障点において、 工Ｏｆ　＝工１ｆ　＝エリ　　　　　　　　　　　　（
１）リレ一点において Ｖ１＝Ｖ１ｆ＋Ａ＋Ｚｌｌ工１１　　　　　　　　　　
　　（４１Ｖ２＝　ＶＱｆ＋　／Ｚｇｌ工ｓ　１（５）
したう５つてリレ一点の地絡相電圧Ｖａは、送電線にお
いては通常線路の正相インピーダンス七逆相インピーダ
ンスとけ等【−いと考えられるから、（６）式は Ｖａ＝３Ｅ　ｆ工Ｏｆ＋１（ｚＯ１工０１＋Ｚ１１工１
１＋Ｚ１１工１１１＋Ｚ−１０９）−３Ｈｚｉｏ−ｚ＋
ｌ［Ｚ。庁。１＋Ｚ＋１（〒０１−）〒１１＋Ｉ１１１
１−Ｚｌ　ｔ〒ｏｌ栽−６ｏ、７）となる。

ここで１ｌｏｌ十工１１＋工１１１　　は故障回線のＡ
相の電流工ａｔであるから一上式は Ｖａ＝３Ｆｆ工ｏｆ＋ｊ？（Ｚ＋ＩＩａｔ＋（Ｚｏｔ−
Ｚ用Ｉｏｘ＋ＺｍＩｎｓ）　（ａ）を得る。上式より 故障点のインピーダンスが抵抗の場合に、（９）式右辺
の虚数部は零となるから （１０式より °゛芳　　　・　−・　・　・　・・　　・す＝　Ｉｎ
（Ｖａ工ｏｆ）−１１ｎｃ　Ｃ７ｗ１ｔｐａ１＋（Ｚｏ
ｔ−Ｚｔ　ｌ狂ａｌ（ｌｎＸｏＱ　Ｘｏｌ）（ｎ）した
がって この（＋ｉ式が故障点までの距離を与える基本式となる
。すなわち（ｔｌ）式はＷ源端、負荷端、直接接地系。

高抵抗接地系の区別なく成立するものである。しかし０
ユ）式中Ｖａ　、　Ｉａｌ、工０１．工０８等は自端の
変流器、変成器から実測できるデータであり、Ｚｌｌ・
ＺＯｌ、Ｚｍ　等は線路定数として既知のデータである
が、Ｉｏｆは故障点の電流であるため目端側で実測する
ことけできない。との工Ｏｆが目端の電流から求めるこ
とができるならば、（１勾式は目端のデータからナベで
演算することができるようにｈる。

そこでとの工Ｏｆを自端の電流で求めるための系別を譜
明する。金集２図の零相回路において、が成立する。

−〜（ｌら）式より Ｖｏ−ＶＯ＝　ＺＯｌｌ、工Ｑ９＋、ｄＺｍ″Ｉｏ１−
（１−ｎ）ＺｍＩｏｌ（１’１）＝１７ｆｈ１＋ｌｌ左
工ｏｇ−（３，−Ｚｌ　）Ｚｃ＋＋工０１−１（］、−
Ｊｌ）冗０２（醗した値よって Ｌ””’１）ＬＬＯ’−３ｎ）１０１　二ｇ（Ｚ＋０１
−Ｚｍｌ上ｏ１−（ｚｏ＋、−！、ｍ）ＩＯｉ　　　（
＋ｊ＞故に が得られる。

ｉ０２及び線路定数のみであられ寸こシ楚できる。

そして原理的に負荷の影響或いは対地容量≠（母線に集
中１．でいると考えれば、対地容量の影響も全くうけｈ
い。とこでｌを実数とするどき一工ｍ（］Ｚ）ゴ　ノエ
ｍ（Ｚ） が成立すＺｌから、（ｐ１１式を（１場式に適用すれば
を得る。テお上式を得る甘でに用いている仮定は、故障
点のインピーダンス−７ｆ抵抗であるということのみで
あり一通常この仮定は正しめ。

ここで自回線、相手回線の線路インピーダンスが等しい
と考えられる場合は、一式は、又は となる。ここで であり−θけＺｌｌの位相角である。

い）式σａ相の１線が地絡故障を起こしたときの計算式
であるが、他の相に地絡故障づ（発生したときも同様の
形の式が適用できることはいうまでもなり０これを一般
式でかっに）式のように表わすとすれば、リレー設置点
から故障点までの正相インビンダンヌの絶対値は次のよ
りに表わすと七ができる。

上式において、 ＶＢリレー設置点の故障相の相市圧 工；リレー設置点の故障回線の故障相の相電流工０；リ
レー設置点の故障回線の零相電流工０；リレー設置点の
隣回線の零相電流ｒｌ　Ｉ　ｒ！、　ｒ８　ｉ送電線路
定数θ；故障回線の正相インピーダンスの位相角（ハ）
式から理解されるように、故障点までの正相インピーダ
ンスは、自嬬倶１で得られるデータによって求められる
ことになる。そして従来方式に比較して誤差となる項は
ないので、高精度で標定が可能となる。

この発明の実施例を第４図にしたがって説明する。第４
図は一式にしたがう演ｘＣａ相の地絡故障を対象とする
演算）を実行する構成例を示す。

なおこれらは演算増巾器等を用いて構成し２てもよいし
、或いはマイクロコンピュータを使用するととも可能で
ある。同図において入力端子１１〜１４には、それぞれ
、ａ相のＡ゛目電圧Ｖａ、　　故障（ロ）線のａ相の相
市流工ａ＋　、同じく零相市流工Ｏ１，隣回線の零相電
流ｆｏｗ−１）：与えられる。これらは第１図に示すリ
レー設置、壱からナベで得られるものである。

なおこれらのデータにＡ／Ｉ）変換器によってディジタ
ル値に変換されてから各入力端子１１〜１４に与えられ
ることが望ま［７−。ディジタル値であれば、以降の各
演算は比較的容易に実行できるからである。〒ａ＋　、
　　工ｏ＋、工ｏＱ　は加算回路１５に与えられる。加
算回１１５にば６＠式に示す定数ｒ、ｒ’が設定されて
あり、これを係数として 工ａｔ＋ｒ工ｎｌ＋ｒ工０２ を演算する。

又ｆ０１．千０９　ｉｄ減算回路１６に入力され、工ａ
１−　、］：Ｏ１１ を演算する。この演算結果の出力を６とする。加算（ｇ
回路１５の出力は移相回路１）に入力され、こ０ とでｅ　だけ移相される。この移相出方をＢとする。入
力端子１１に与えられる電圧Ｖａ　　（これを人力Ａと
する。）と出力凸とけ無効電力演算［ｇｌ路１日に入力
される。ここでは出力Ｃの共役ゆ素数と入力Ａとの積の
虚数分を演算する。この演算出回路１９に入力づれる。

ここでは出力Ｃの共役榎素数シ入力ＢＪ−の槓の虚数分
を演算する。この演算出力をＹとする。両出力Ｘ、Ｙは
沖１算回路２０に入力され、ここで）汁が演算される。

この演算出力け（２４）式に示す演箕餠、すなわちリレ
ー設置点から故障点までの正相インピーダンスの絶対値
に対応する値にほかならない。他の相の故障点も同じよ
うに標定できるととはいうまで本な−。

以上詳述したようにこの発明ｖｃｘれば、平行２回線に
おはる地絡故障点の標定にあたり、自端の電圧、市渣の
みのデータで故障点までの距離を求めｂごと−ＩＴｆで
き、接地方式の区別、並びにＷ酋端。

負荷端の区別なく適用できるし、丈に故障点抵抗の大き
さ、負荷の影曽、母線の対地容景を全く受はることがな
く一シたがって故障点までの距離を正確に標定できると
ｂった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は平行２回線送電線の系統図、第２図に第１１＊
１の、対称座標法による等価（ロ）路、第３図１に１線
地絡故障時の対称座標法による等価回路、第４図はこの
発明の実施例′！ｉ−示すブロック線図である。 ３Ａ、、３Ｂ・・・・・回線、Ｆ・・・・・・故障点、
１５・・・・・・加算回路、１６・・・・・・減算回路
、ｌ’７・・・・・・移Ａ・目回路、１８．１９・・・
・無効電力演算回路、２０・・・・・・割蜘１回路特許
出願人　日新軍機株式会社゛− 代理人中沢謹之助 ｃｏ　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＣＤ抑 ４２３− １−！　　　　　　刺

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平行２回線送電線における故障回線の故障相の相電流と
   、送電線路定数倍した前記故障回線の零相電流と、送電
   線路定数倍した隣回線の零相電流との和を演算する第１
   の演算手段と、前記第１の演算手段の出力を前記故障回
   線の正相インピーダンスの位相角だけ移相させる移相手
   段と、前記故障回線の零相電流から、送電線路定数倍し
   た前記隣回線の零相電流を減じた値の共役複素数を求め
   る第２の演算手段と、前記第２の演算手段の出力に前記
   移相手段の出力を乗する第３の演算手段と、前記第２の
   演算手段の出力に故障相の相電圧を乗する第４の演算手
   段と、前記第４の演算手段の出力の虚数分を前記第３の
   演算手段の出力の虚数分で除する第５の演算手段とから
   なり、前記第５の演算手段の出力を装置設置点から地絡
   故障点までの距離に標定してなる平行２回線送電線地絡
   故障点標定装置。