JPS628068A - 故障方向標定方式 - 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方向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系統の長
尺化、ケーブル化および多端子化が進み複雑な系統とな
ってきており、これらの電力系統の保守、監視に適用可
能な精度の高い故障点標定装置の開発が望まれている。

従来用いられている故障点標定装置としては、系統端末
からインパルスを印加し、故障点で反射して戻って来る
までの時間を計測して標定するパルスレーダ方式、また
は故障点で発生するパルス波を系統端末両端の電気所で
計測し、その時間差より故障点を標定するサージ受信方
式等があり、いずれも進行波現象を利用して時間を計測
し標定するものである。

しかしながら、上記の方式では、パルスの伝播速度が速
いこと、印加パルスあるいは事故サージが進行するに従
い減衰変歪を受けること、ねん架部や系統の分岐点で反
射を受けること、雷との混同を受けること等で、現在の
複雑な系統では、性能面上の面で明らかに限界がおる。

これを改善する案として、架空送電線路の架空地線に流
れる電流を複数の位置で計測し、各位置の電流値又は電
流の位相情報をこれらを端末の電気所等に伝送し故障区
間を標定する方式が提案されているが、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おり、
系統分岐が多数存在し、複数の電源を有する電力系統に
おいて、系統を構成する分校中に一箇所設置することに
より地絡事故、二相短絡車線のいずれに対しても故障方
向を標定できる新規な方式を提供することにある。

［発明の概要］ 即ち、三相各相の電流及び電圧を計測し、これらを零相
成分、正相成分若しくは逆相成分に変換し、後に両者の
位相差を求め、電流値が健全時の電流値を大きく上まわ
った場合に前記位相差の範囲によって故障方向を標定、
記録する構成となっている。

［発明の捕捉説明］ 本発明の原理を図に基いて説明する。

第１図は、両端に電源と負荷を有する１回線送電系統を
モデル化したもので、送電線路１、電源（Ｅｕ、ＥＶ、
Ｅｗ）２、負荷及び電源の等価インピーダンス（Ｚｅ）
３そして接地インピーダンス（ＺＬ）４より構成される
。

送電系統の事故の形態は大きく地絡事故と相間短絡事故
の２つに分類できるが、送電線路各相の電流、電圧は事
故の形態によって各々異なる。送電線路１の任意点Ｆで
事故が発生したと仮定する。

イ　地絡事故の場合 Ｆ点においてＵ相で地絡事故が発生するとＦ点を境とし
てその両側の区間Ａ、Ｂに流れる電流は、回路理論によ
り 間の電流である（■相、Ｗ相においても同様）。

またＺｏ　、Ｚｌ’、Ｚｚは各々Ｆ点より見た零相イン
ピーダン、ス、正相インピーダンス、逆相インピーダン
スであり、Ｚｏ　Ａ　＃　ＺＩ　Ａ　＊　Ｚｚ　Ａ及び
Ｚｏ　Ｂ’ｅ　ＺＩ　Ｂ　、　Ｚｚ　ＢはＡ区間のＢ及
びＢ区間の零相イン （１）式よりへ区間及びＢ区間の零相電流■・ｔ（Ａ）
、Ｉｔｅ）は（２）式となる。

同様に、へ区間及びＢ区間の零相電圧■ｔ（Ａ）、Ｖｔ
（３）を求めると（３）式となる。

但し、 であり、ＥｕはＵ相の平衡電圧である。

（２）、（３）式を整理して（５）式を得る。

（５）式よりへ区間、Ｂ区間の電圧、電流の位相差ψＡ
、ψ８は（６）式となる。

（６）式においてψ八、ψＢ）の値が大きく異なること
が判る。従って地絡事故において零相電流を零相電圧を
計測し位相差ψを算出すれば計測位置がへ区間と８区間
のいずれに属するか判明する。

すなわち、 （財）相聞短絡事故の場合 （ａ）　　二相短絡 Ｆ点において■相、Ｗ相で相聞短絡事故が発生すると、
Δ区間、Ｂ区間の各相電流、相電圧は各々（８）式及び
（９）式となる。

（８）〜（ｌＯ）式をまとめると（１１）式となる。

（１１）式より、へ区間、Ｂ区間における正相電流と正
相電圧の位相差は次式となる。

従って、ψの値で、計測位置の属する区間が判る。

以上の様に送電線路に事故が発生した場合、地絡事故時
には零相電流と零相電圧の位相差を、二相知絡事故時に
は正相電流と正相電圧との位相差を、判定することによ
り故障方向を標定出来るのである。

［実施例］ 本発明の実施例を図を参照しながら説明する。

第２図、第３図に本発明の故障方向標定方式の構成ブロ
ック図を示す。地絡事故、二相短絡事故に対応する故障
方向標定方式の構成は、各々わずかながら異なっている
。

地絡事故に対しては、事故発生後の零相電流及び零相電
圧を求めて標定するゆえ第２図（ａ）に示す如く次の構
成となる。すなわち、三相送電線路の各相に設置される
電流検出器５１及び電圧検出器５２、加算器５３、コン
パレータ５４、位相差検出器５５、トリガ発生器５６、
標定器５７、記録計５８、タイマ５９から成る。

Ｕ、Ｖ、Ｗの電流と電圧の情報は、各々電流検出器５１
、電圧検出器５２で検出され、それぞれ加算器５３にそ
のまま加えられて零相電流と零相電圧の情報に変換され
る。零相電流と零相電圧の情報は位相差検出器５５に入
力され、両者の位相差が得られる。この位相差情報は、
標定器５７に送られ、いずれの区間が故障したか標定し
記録計５９にタイマ５９からの日時分秒等と供に記録す
る。但し、常時記録するのでなく、零相電流が通常より
設定され得るあるしきい値を上回った場合に記録する様
な構成にするため、零相電流情報をコンパレータ５４で
比較し、あるしきい値を越える場合のみトリガ発生器を
動作させて上記の記録を行なわせるようになっている。

次に二相短絡事故に対しては、正相電流及び正相電圧を
求めるゆえ、第２図（ｂ）に示すようにＵ、■、Ｗ相に
関してＵ相はそのままにし、■相１．ｔ２４０°遅延さ
せるための遅延期６０ａが、Ｗ相には１２０°遅延させ
るための遅延器６０ｂが加算器５３の前段に挿入されて
いる。正相電流を正相電圧は位相差検出器５５に入力さ
れ位相差情報が得られる。

位相差情報は標定器５７で標定され記録計５８は標定結
果を記録する。記録計５８の動作はコンパレータ５４及
び１へリガ発生器５６により制御される。すなわち、正
相電流があるしきい値を越えた時のみ記録計５８が動作
し、標定結果及びタイマ５９の出力として日時分秒等を
記録する。

以上の構成において、電流検出器５１、及び電流検出器
５２は、通常のＣＴの他に７アラデ効果を利用したＹＩ
Ｇ、及びポッケルス効果を利用したＢＧＯ等の光学セン
サを用いてもよく、検出した信号の伝送路としては光フ
アイバコードが用いられる。検出部を光学系のみで構成
することにより、雷等の影響を受けず信頼性の高い標定
が可能となる。

尚、二相短絡事故に対応する場合には、正相電流及び正
相電圧から位相差を求めて標定するものであったが、正
相の代りに逆、相の電流及び電圧を利用してもよい。逆
相の場合には電流と電圧の位相差が丁度１８０°ずれる
のみであるからである。

第４図は、両端に電源２を有する送電線路１中間部に本
方式に基く装置を設置した例である。送電線路１のＣ区
間、Ｄ区間のいずれかで故障が起こると、故障区間標定
装置がその方向を標定し、記録する。後日監視人が設置
場所に赴き標定結果を知ることができる。

第５図は、故障方向標定装置を送電線路の分岐部に設置
した例であり、送電線路分枝り、Ｍ、Ｎ　。

にはそれぞれ電流検出器５１が１つずつ装置され、分岐
点Ｐに電流検出器５１を除く故障方向標定装置５が設置
され両者は伝送路（図中では省略）で結ばれている。電
圧検出器５２は分枝り、Ｍ、Ｎのいずれか１つに設置さ
れていれば十分であり、ここでは分枝りに設置されてい
る。

今、分岐ＮのＮ１区間のＦ点で地絡事故又は二相短絡事
故が発生したと仮定する。このとき分岐しに設置された
電流検出器５１は、Ｌ１区間からＬｚ区間へ流れる大き
な電流を検出し、零相又は正相について電流と電圧の位
相差を求め、故障方向がＬ２方向であることを標定する
。同様に分枝ＭについてｊよｆＶｂ方向、分枝Ｎについ
てはＮ１方向であることが標定される。すなわち、故障
点がｆ’ｂ　、ｆＶｂ　、Ｌｚの区間内におることを知
ることができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、送電線路の対称分の電流、電圧の位相
で事故方向を標定しているため、地絡事故、二相短絡事
故にかかわらず標定できる。又、その装置数は従来の鉄
塔毎に設置する場合に比較してすこぶる小数で済む上、
長尺の伝送路も必要としないゆえ、設備費が安くてよい
。

本発明が長尺かつ多分岐の送電系統や、布設方式が変化
に富む系統に利用された場合には、その真髄がいかんな
く発揮されると考える。

【図面の簡単な説明】

第１図は送電系統モデル図。第２図は、地絡事故対応標
定方式のブロック図、第３図は二相短絡事故対応標定方
式のブロック図、第４図、第５図は本方式に基く装置の
設置例である。 １・・・送電線路、 ２・・・電源、 ５・・・電流検出装置、 ５１・・・電流検出器、 ５２・・・電圧検出器、 ５３・・・加算器、 ５５・・・位相差検出器、 ５７・・・標定器、 ５８・・・記録計、 ６０ａ、６０ｂ・・・遅延器。 代理人　　弁理士　　佐　藤　不二雄 ′Ｊ４１　目 兜　２　巴 運　３　目 第　４　口 第　５　目 手　　続　　補　　正　　１醇（自発補正）６０．１０
．２８昭和　　　年　　　月　　　日 ２発明の名称 故障方向標定方式 ３　補正をする者 事件との関係　　　　　　出願人 イ°１　　　　　　　　　東京都４４を区芙の高二丁目
１番２号茗”ｈ　（５１２）　　　　目笠警藻株式会社
代表者　　　　　ｉ呆　博ｈ ５、補　　正　　の　　対　　象 （１）図面の全部 及び明細書の発明の詳細な説明の欄。 ６、　補　　正　　の　　内　　容 （１）　　別紙のとおり。 ７、添付書類の目録 （１）　　　別　　　紙　　　　　１通以　　上 （１）　　明細書第８項（８）項（８）式中のｅａ Ｚｌ　＋Ｚ２　　　Ｊ ａ Ｚｓ　＋２２ 」 ［ ｕ Ｚｓ　＋Ｚｚ ｕ Ｚｌ　＋７２ ■　明細書第９項■）式中の 「 Ｚｌ　＋２２ に訂正する。 （３）明細書第９頁（１０）式中の 「α２Ｉω（Ａ）」を［α２Ｉｗ（Ａ）Ｊに、「α２■
ω（Ｂ）」を「α２１ｗ（Ｂ）Ｊに、「α２■ω」を「
α２　ＶＷＪにそれぞれ訂正する。 （４）朗Ｉｌｌ書第１０頁（１２）式中の［９０°〜−
１８０’Ｊを 「−９０°〜−１８０°」に訂正する。 （５）明細書第１２頁 第３行ないし第４行の「記録計５９」を「記蒜計５８」
に訂正する。 （ａ　明ｍ山第１４頁 ・　第６行の「電流検出器５１が１つずつ装置され、」
を「電流検出器５１が各相ごとに１つずつ設置され、」
に訂正する。 ・　第１０行の「いずれか１つに設置され」を［いずれ
か１つの分岐部に設置され」に訂正する。 以　　上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）送電線路の事故方向を標定する方式において、三
   相各相に設置された電流検出器及び電圧検出器とから得
   た電流情報及び電圧情報より零相、正相若しくは逆相の
   対称分の電流情報及び電圧情報に変換し、後に両者の位
   相差を検出してその位相差の範囲によって故障方向を標
   定することを特徴とする故障方向標定方式。
2. （２）前記対称分の電流情報及び電圧情報が、零相電流
   情報及び零相電圧情報である特許請求の範囲第１項記載
   の故障方向標定方式。
3. （３）前記対称分の電流情報及び電圧情報が、正相電流
   情報及び正相電圧情報若しくは逆相電流情報及び逆相電
   圧情報である特許請求の範囲第１項記載の故障方向標定
   方式。