JPS626183A - 故障点標定方式 - 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】 ［発明の対象］ 本発明は電力系統の故障点を標定する方式に関する。

［従来技術］ 近年の電力系統では需要の拡大、広域化に伴い、長尺化
、ケーブル化及び多端子化が進み複雑な系統となってき
ており、これらの系統に適用可能な精度の高い故障点標
定方式の開発が望まれている。

現在用いられている故障点標定方式としては、故障時に
インパルスを印加してその反射波が戻ってくるまでの時
間を計測し、故障点を標定するパルスレーダ方式、ある
いは故障点で発生するパルスを両端の電気所で計測し、
その時間差より故障点を標定するナージ受信方式等があ
り、いずれも進行波現象を利用したものである。

しかしながら、印加パルスあるいは故障サージは、その
伝播速度が速いこと、進行するに従って、　　　　・′
減衰、変歪を受けること、ねん架部や分岐点で反射を受
けることまたは雷の混同を受けること等により性能向上
の面で明らかに限界がある。

これを改善する案として、架空送電線路の架空地線に流
れる電ぬを複数の位置で検出し、それらの位相情報から
故障区間を標定する方式が提案されているが、この方式
では位相情報を伝送するための長尺の情報伝送路と多数
の装置を必要とするため設備費が高くなる欠点があった
。

［発明の目的］ 本発明は前述の従来技術の欠点を改善したものであり、
系統分岐が多数存在しかつ複数の電源を有する電力系統
において、地絡事故、短絡事故のいずれに対しても精度
良く故障点を標定できる新規な方式を提供することを目
的とする。

［発明の概要］ 即ち、三相各相より故障相を判定し、故障相の電流及び
電圧を計測して両者の位相差より故障方向を標定すると
同時に、前記電流及び電圧のそれぞれの絶対値の比より
標定点から故障点迄の距離を標定する構成となっている
。

［発明の補足説明］ 本発明の原理を図を参照しながら説明する。

第３図は両端に電源と負荷を有する一回線送電系統のモ
デル図であり、送′ｉｒｉ線路１．電源（Ｅｕ。

Ｅｖ、Ｅｗ）２．電源及び負荷の等価インピーダンス３
及び接地抵抗４より構成される。

例えば送電線路１の任意点Ｆ（以下故障点Ｆと呼ぶ）で
■相に地絡事故が発生したとすると、第４図に示すよう
に■相の故障電圧Ｖｕは両端電源側で最大となり故障点
Ｆで零となる。一方故障電流Ｉｕは故障点Ｆを境にして
両端で互いに逆位相となっており、また、その電流値は
故障点Ｆから電源まで一定である。

故障電圧Ｖｕは、故障電流Ｉｕが両端の電源２から故障
点Ｆまで送電線路を流れることにより生ずる電圧降下分
と等しいことから、故障電圧Ｖｕは故障点Ｆからの距離
に比例することがわかる。

即ち、故障電圧Ｖｕ及び故障電流）Ｕの計測点Ｐから故
障点Ｆまでの距離をＸ、単位長当りの送電線路インピー
ダンスを２１とすると、（１）式が成立する。

Ｖｎ＝Ｚｔ　−Ｘ　−１ｎ　（Ａ）　　　　　・（１）
（１）式は、計測点Ｐが第３図中のへ区間に位置する場
合であり、計測点Ｐが８区間に位置する場合にはｌｕの
位相が逆位相となっているため、（′２Ｊ式％式％（２
） 但し、Ｉｕ　（Ａ＞、Ｉｕ　（８＞はそれぞれへ区間、
Ｂ区問を流れる故障電流である。

ここでへ区間、８区間それぞれの故障電圧■ｕと故障電
流１ｕとの位相差をφＡ、φＢとすると（１）式、　（
２）式より（３式である。

φＡ−ａｒａ　　（Ｚｔ−Ｘ） φＢ　＝−ａｒｏ　　（Ｚｔ−Ｘ）　　　　　　　””
　　（３）一般には２１は抵抗とインダクタンスの直列
接続と近似できるから、（４）式である。

Ｏ°≦ａｒ（＋（Ｚｔ）≦９０°　　　　−（４）（３
式で分るように故障電圧Ｖｕと故障電流Ｉｎとの位相差
φによって計測点Ｐがへ区間、Ｂ区間のいずれに属する
か判定できる。即ち、 Ｏ゛≦φ≦９０’：Ａ区間 一１８０°≦φ≦−９０”Ｃ：Ｂ区間　・・・　０次に
故障電圧Ｖｕの絶対値ＩＶｕｌと故障電流■Ｕの絶対値
ＩＩｕｌの比をＩＺＭとすると、単位長当りの送電線路
インピーダンス２１の絶対値ＩＺｔｌとの間に次の関係
が成立することが容易に判る。

ＩＺＦ　１−ＩＺｔ　ｌ−Ｘ　　　　−１６４送電線路
に対しＩＺｔｌは一意に定まるので、ｌＶｕ’１．１Ｉ
ｕｌよりＩＺＦＩを求めれば、計測点Ｐから故障点Ｐま
での距離Ｘが標定できる。

［実施例］ 本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

第１図は、本発明に基づく故障点標定装置５の構成ブロ
ック図である。

三相各相に対し電流検出器５１．電圧検出器５２゜位相
差検出器５３．インピーダンス計５４．コンパレータ５
５．故障方向標定器５６．故障距離計５７、トリガ発生
器５８が設置され、各相の情報及びタイマ５９の情報が
記録計６０に入力されるよう構成されている。

本発明に基づく故障点標定装置５の動作は次のとおりで
ある。

送電線路各相の電流及び電圧を電流検出器５１及び電圧
検出器５２で計測し、これを位相差検出器５３に入力す
る。位相差検出器５３は両者の位相差を求め、故障方向
標定器５６が位相差の値に基づき故障方向を標定し記録
計６０に入力する。

一方インピーダンス計５４は、電流検出器５１と電圧検
出器５２の出力比により計測点から故障点迄のインピー
ダンスを求め、さらに故障距離計は予め与えられいる単
位長当りのインピーダンスから故障距離を求め、記録計
６０に入力する。

なお、故障方向標定器５６と故障距離計５７の出力は、
トリガ発生器５８よりトリガ信号が発生した時のみ生じ
るよう構成し、かつトリガ発生器５８は、電流検出器５
１の出力があるしきい値を上回った時に動作するよう設
定する。コンパレータ５５はそのしきい値を設定するた
めのものである。

上記の構成において、電流検出器５１及び電圧検出器５
２の検出部としては通常のＣＴを用いる他に、ファラデ
効果を利用したＹＩＧ等の光学素子及び電気光学効果を
利用したＢＧＯ等の光学素子を用いてもよく、この場合
情報伝送路として光フアイバコードを用いることができ
る。検出部を光学系のみで構成することにより雷等の誘
導もなく信頼性に優れたものとなる。

以上述べた実施例は、地絡事故に対するものであるが、
相間短絡事故に対しても全く同様の原理で故障点標定が
可能である。即ち、第１図の構成ブロック中で電圧検出
器５２の後段に相聞電位差計５２１を設け、第２図に示
す構成にして第１図の電圧検出部として用いればよい。

［発明の効果］ 本発明によれば、故障相の電流及び電圧の位相差より故
障方向を標定すると同時に、電流及び電圧それぞれの絶
対値の比より標定点から故障点迄の距離も標定している
ため、高精度の標定が可能である。また、本発明に基づ
く故障方向標定装置は系統の各分校に高々１箇所設置す
れば充分であるから、従来の各鉄塔設置方式等に比べ、
長尺の伝送路を必要としないこと及び装置数が少なくて
よいことにより設備費が安く済む。

本発明が長尺かつ分校の多い送電系統や、布設方式に変
化を持つ系統の故障点標定に利用された場合には、その
真髄が遺感なく発揮されるものと考える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく故障点標定装置の構成ブロック
図、第２図は相間短絡対応のための構成の部分説明図、
第３図は一回線送電系統モデル図。 第４図は■相地格事故の場合の事故電流事故電圧の分布
を示す線図である。 １・・・送？［ｌ路、２・・・電　　　源。 ５１・・・電流検出器、５２・・・電圧検出器。 ５２２・・・相聞電位差計、５３・・・位相差検出器。 ５４・・・インピーダンス計、５５・・・コンパレータ
。 ５６・・・故障方向標定器、５７・・・故障距離計。 ５８・・・トリが発生器、６０・・・記　録　計。 代理人　弁理士　佐　藤　不二雄 第　１　凹 兜　２１￥］ 短　３　ｌ 蔭４凹 手続補正書く方式）６０．’、。、。３昭和　　　年　
　　月　　　日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）送電線路の故障点を標定する方式において、多相
   からなる送電線路任意位置から相電流及び相電圧を計測
   し、故障相と判断された相に間し相電流と相電圧との位
   相差を求め、その位相差より故障方向を標定すると同時
   に、前記故障相の相電流及び相電圧の絶対値の比を求め
   ることにより計測点から故障点迄の距離を標定すること
   を特徴とする故障点標定方式。
2. （２）前記相電圧を計測した直後に該、相電圧を相間電
   圧に変換し、前記相電流と該相間電圧を用いることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の故障点標定方式。