JP2012198134A

JP2012198134A - 事故点標定装置、プログラム

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Publication number: JP2012198134A
Application number: JP2011063025A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Gonda; 優一権田; Masaaki Yasuhara; 正明安原
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2012-10-18

Abstract

【課題】平行２回線送電線における健全回線に流れる零相電流及び事故回線に流れる零相電流の両方が測定できない場合であっても、精度良く事故点を標定することが可能な事故点標定装置を提供する。
【解決手段】第１及び第２母線と、第１及び第２送電線を含み第１及び第２母線の間に設けられた平行２回線送電線と、第２母線に設けたれた中性点接地抵抗と、を備える電力系統において、第１母線から第１送電線に流れる第１零相電流を測定する電流測定部と、第１母線または第１送電線の零相電圧を測定する電圧測定部と、第１または第２送電線に地絡事故が発生した際に、零相電圧に応じた中性点接地抵抗に流れる第１電流と第１零相電流とに基づいて、第１または第２送電線のうち、第２母線から地絡事故が発生した送電線に流れる第２零相電流を算出する算出部と、第１零相電流と第２零相電流とに基づいて、地絡事故が発生した事故点を標定する標定部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、事故点標定装置、プログラムに関する。

送電線で発生した地絡事故の事故点を標定する方法としては、例えば、分流比演算方式（Ｉ_０方式）やリアクタンス演算方式（Ｒ方式）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１４８１０号公報

一般に、中性点接地抵抗が設けられた平行２回線送電線における事故点（故障点）を標定する際には、リアクタンス演算方式より分流比演算方式の方が精度良く事故点を標定できる。しかしながら、分流比演算方式を用いる際には、平行２回線送電線の事故が発生した事故回線に流れる零相電流と、健全回線に流れる零相電流との両方の電流を測定する必要がある。このため、事故回線及び健全回線の両方の零相電流を測定できない場合には、精度良く事故点を標定できないという問題があった。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、平行２回線送電線における健全回線に流れる零相電流及び事故回線に流れる零相電流の両方が測定できない場合であっても、精度良く事故点を標定することが可能な事故点標定装置を提供する。

上記目的を達成するため、本発明の一つの側面に係る、第１及び第２母線と、第１及び第２送電線を含み前記第１及び第２母線の間に設けられた平行２回線送電線と、前記第２母線に設けたれた中性点接地抵抗と、を備える電力系統における事故点標定装置であって、前記第１母線から前記第１送電線に流れる第１零相電流を測定する電流測定部と、前記第１母線または前記第１送電線の零相電圧を測定する電圧測定部と、前記第１または第２送電線に第１地絡事故が発生した際に前記電圧測定部で測定された前記零相電圧に応じた前記中性点接地抵抗に流れる第１電流と、前記第１地絡事故が発生した際に前記電流測定部で測定された前記第１零相電流とに基づいて、前記第１または第２送電線のうち、前記第２母線から前記第１地絡事故が発生した発生した送電線に流れる第２零相電流を算出する算出部と、前記第１地絡事故が発生した際に前記電流測定部で測定された前記第１零相電流と、前記第２零相電流とに基づいて、前記第１地絡事故が発生した事故点を標定する標定部と、を備える。

平行２回線送電線における健全回線に流れる零相電流及び事故回線に流れる零相電流の両方が測定できない場合であっても、精度良く事故点を標定することが可能な事故点標定装置を提供することができる。

本発明の一実施形態である事故点標定装置４５が設けられた電力系統１０を示した図である。事故点標定装置４５に実現される機能ブロックを示す図である。事故点標定装置４５が実行する処理の一例を示すフローチャートである。送電線３１に地絡事故が発生した際の零相電流を説明するための図である。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
図１は、本発明の一実施形態である事故点標定装置４５が設けられた電力系統１０の構成例を示す図である。

電力系統１０は、いわゆる平行２回線の送電系統であり、電力系統１０には、電気所Ａ，Ｂ、及び送電線３０，３１が設けられている。

電気所Ａの母線２０（第１母線）と、電気所Ｂの母線２１（第２母線）との間は、送電線３０，３１で接続されており、母線２１には、中性点接地抵抗３５が接続されている。なお、母線２０，２１、送電線３０，３１の夫々は例えば３本の電線を含むが、便宜上、図１においては１本の線で記載している。

電気所Ａには、変流器４０、零相電圧検出装置４１、及び事故点標定装置４５が設けられている。

変流器４０は、いわゆる零相変流器であり、送電線３０，３１に地絡事故が発生した際に、母線２０から送電線３１（第１送電線）に流れる零相電流Ｉｏｘを検出する。零相電圧検出装置４１は、母線２０の零相電圧Ｖｏを検出する。

事故点標定装置４５は、例えば、フォルトロケータやオシロシステムであり、零相電流Ｉｏｘ及び零相電圧Ｖｏに基づいて、送電線３０，３１に発生した地絡事故の事故点を標定する。事故点標定装置４５は、地絡過電圧継電器５０、地絡方向継電器５１、記憶装置５２、マイコン５３、及び表示部５４を含んで構成される。なお、記憶装置５２、マイコン５３、表示部５４のそれぞれは、バスを介して通信可能に接続される。

地絡過電圧継電器５０は、零相電圧Ｖｏに基づいて、送電線３０，３１に地絡事故が発生したか否かを検出する。

地絡方向継電器５１は、零相電流Ｉｏｘ及び零相電圧Ｖｏに基づいて、送電線３０，３１のうち、地絡事故が発生した送電線を判定する。なお、地絡過電圧継電器５０の検出結果や、地絡方向継電器５１の判定結果は、マイコン５３に入力される。

記憶装置５２は、例えばハードディスク装置であり、マイコン５３が実行するプログラムや、送電線３０，３１に完全地絡事故（所定の第２地絡事故）が発生した際の零相電圧Ｖｏの電圧値Ｖｍや、中性点接地抵抗３５の電流値Ｉｍ（第２電流）を記憶する。

マイコン５３は、記憶装置５２に記憶されたプログラムを実行することにより、送電線３０，３１に発生した事故点を標定する。

表示装置５４は、液晶ディスプレイ等であり、例えば、算出された事故点等を表示する。

＝＝事故点標定装置４５に実現される機能ブロックについて＝＝
図２は、マイコン５３がプログラムを実行することにより、事故点標定装置４５に実現される機能ブロックを示す図である。事故点標定装置４５には、地絡検出部８０、電流測定部８１、電圧測定部８２、算出部８３、及び標定部８４が実現される。

地絡検出部８０は、地絡過電圧継電器５０の出力に基づいて、送電線３０，３１に地絡事故が発生したか否かを検出する。

電流測定部８１は、地絡検出部８０で地絡事故の発生が検出されると、変流器４０で検出された零相電流Ｉｏｘ（第１零相電流）を測定し、記憶装置５２に格納する。なお、地絡検出部８０で検出される地絡事故は、実際に送電線３０，３１に発生する地絡事故であり、第１地絡事故に相当する。

電圧測定部８２は、地絡検出部８０で地絡事故の発生が検出されると、零相電圧検出装置４１で検出された零相電圧Ｖｏを測定し、測定結果を記憶装置５２に格納する。

算出部８３は、地絡事故が検出された後に、記憶装置５２に記憶された零相電圧Ｖｏ及び零相電流Ｉｏｘや、電圧値Ｖｍ、電流値Ｉｍに基づいて、中性点接地抵抗３５に流れる電流Ｉｏ（第１電流）と、母線２１から事故が発生した送電線に流れる零相電流Ｉｏｙ（第２零相電流）とを算出する。

標定部８４は、変流器４０で測定された零相電流Ｉｏｘと、算出部８３が算出した零相電流Ｉｏｙとに基づいて、事故点の標定を行う。具体的には、標定部８４は、零相電流Ｉｏｘ，Ｉｏｙを用いた分流比演算方式を実行して事故点の標定を行う。

＝＝事故点標定装置４５が実行する処理の一例＝＝
図３は、送電線３０，３１に地絡事故が発生した際に、事故点標定装置４５が実行する処理の一例である。なお、図３のフローチャートの主体は、図２で示した各機能ブロックである。また、図４は、送電線３１に地絡事故が発生した際の発生する零相電流を模式的に示す図であり、適宜参照する。

まず、地絡検出部８０は、送電線３０，３１の地絡事故が発生したか否かを検出する（Ｓ１００）。そして、地絡事故の発生が検出されると（Ｓ１００：ＹＥＳ）、電流測定部８１は零相電流Ｉｏｘを測定して記憶装置５２に格納し、電圧測定部８２は零相電圧Ｖｏを測定して記憶装置５２に格納する（Ｓ１０１）。

算出部８３は、地絡事故が発生した際に記憶装置５２に記憶された零相電圧Ｖｏの値と、電圧値Ｖｍとの比αを算出する（Ｓ１０２）。具体的には、式（１）に示す演算を実行する。
α＝Ｖｏ／Ｖｍ・・・（１）
なお、送電線３０，３１に地絡事故が発生していな場合には、零相電圧Ｖｏの値はゼロとなり、送電線３０，３１に完全地絡事故が発生している場合には、零相電圧Ｖｏの値は電圧値Ｖｍとなる。したがって、比αは、いわゆる地絡度合いを示す値となり０〜１の範囲で変化する。また、比αの値が大きいほど地絡事故が完全地絡事故に近づくことになる。

そして、算出部８３は、算出した地絡度合いを示す比αと、完全地絡時における中性点接地抵抗３５に流れる電流Ｉｍとの積を計算することにより、地絡事故が発生した際に中性点接地抵抗３５に流れる電流Ｉｏを算出する（Ｓ１０３）。具体的には、式（２）に示す演算を実行する。
Ｉｏ＝α×Ｉｍ・・・（２）
中性点接地抵抗３５に流れる電流Ｉｏは、地絡度合い（すなわち、零相電圧Ｖｏ）に比例して大きくなる。したがって、本実施形態では、式（２）の演算を実行することにより、実際に電流Ｉｏを測定することなく電流Ｉｏを算出できる。

また、地絡事故が発生した際に中性点接地抵抗３５に流れる電流Ｉｏは、図４に例示するように、母線２０から送電線３１に流れる零相電流Ｉｏｘと、母線２１から送電線３１に流れる零相電流Ｉｏｙとの和になる。このため、算出部８３は、算出された電流Ｉｏから、地絡事故発生の際の零相電流Ｉｏｘを減算し、零相電流Ｉｏｙを算出する（Ｓ１０４）。具体的には、式（３）に示す演算を実行する。
Ｉｏｙ＝Ｉｏ−Ｉｏｘ・・・（３）
このように、本実施形態では、零相電流Ｉｏｙの値を算出できる。そして、標定部８４は、地絡方向継電器５１の判定結果から事故回線を特定し、記憶装置５２に記憶された零相電流Ｉｏｘと、算出された零相電流Ｉｏｙとに基づいて、事故回線の事故点を標定する（Ｓ１０５）。

具体的には、例えば図４において、送電線３０，３１の長さを便宜上“１”とし、母線２０から事故点Ａまでの距離を“Ｘ”とすると、零相電流Ｉｏｘ、Ｉｏｙの間には、式（４）のような関係式が成立する。
Ｉｏｙ：Ｉｏｘ＝１／（１−Ｘ）：１／（１＋Ｘ）・・・（４）
なお、上記式（４）の関係は、一般的な分流比演算方式に基づいて得られる関係である。また、母線２０から事故点Ａまでの距離を“Ｘ”は、式（５）で表される。
Ｘ＝（Ｉｏｙ−Ｉｏｘ）／（Ｉｏｘ＋Ｉｏｙ）・・・（５）
このため、標定部８４は、処理Ｓ１０５において、式（５）の演算を実行することにより、事故点Ａの標定が可能となる。
そして、事故点Ａが標定されると、標定部８４は、事故点Ａの位置を表示部５４に表示する（Ｓ１０６）。

以上、本発明の一実施形態である事故点標定装置４５について説明した。事故点標定装置４５は、平行２回線送電線における健全回線に流れる零相電流（図４の例では、零相電流Ｉｏｘ）、事故回線に流れる零相電流（図４の例では、零相電流Ｉｏｙ）のうち、零相電流Ｉｏｙを算出している。したがって、事故点標定装置４５では、零相電流Ｉｏｘ，Ｉｏｙの両方を測定できない場合であっても、精度の良い分流比演算方式に基づいて事故点を標定することができる。この結果、利用者は、例えば中性点接地抵抗３５が設けられておらず、零相電流Ｉｏｘ，Ｉｏｙの両方を測定できない電気所Ａであっても、事故点標定装置４５を設置することができる。

また、事故点標定装置４５は、地絡事故が発生した際の零相電圧Ｖｏと、電圧値Ｖｍとから地絡度合い（比α）を求めた後、地絡事故が発生した際の中性点接地抵抗３５に流れる電流Ｉｏを求めている。中性点接地抵抗３５に流れる電流Ｉｏは、地絡度合いに比例して大きくなる。このため、本実施形態では、電流Ｉｏを測定することなく、電流Ｉｏを精度よく算出することができる。

また、一般に、完全地絡が発生した際の電圧値Ｖｍは、電気学会の電気規格調査会における標準規格で、例えば１１０Ｖと定まっている。また、完全地絡が発生した際の電流Ｉｍは、中性点接地抵抗３５の抵抗値によって定まる。このため、利用者は、事前に特別な計算等を行うことなく、記憶装置５２に記憶させる電圧値Ｖｍ、Ｉｍを定めることができる。

なお、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。

本実施形態では、完全地絡事故（いわゆる、１００％の地絡事故）が発生した際の、零相電圧Ｖｏと電流Ｉｏの値のそれぞれを電圧値Ｖｍ、電流値Ｉｍとしたが、これに限られない。前述のように、中性点接地抵抗３５に流れる電流Ｉｏは、地絡度合いに比例して大きくなる。このため、例えば、５０％の地絡事故が発生した際の、零相電圧Ｖｏと電流Ｉｏの値のそれぞれを電圧値Ｖｍ、電流値Ｉｍとしても良い。この場合、比αが０から２まで変化することになるが、本実施形態と同様に事故点を精度良く標定できる。

また、事故点標定装置４５は、処理Ｓ１０２，Ｓ１０３で電流Ｉｏを演算して算出したがこれに限られるものでは無い。例えば、電流Ｉｏと零相電圧Ｖｏとの間には、Ｉｏ＝α×Ｉｍ＝（Ｖｏ／Ｖｍ）×Ｉｍとの関係がある。つまり、実際の地絡事故が発生した際の電流Ｉｏは、零相電圧Ｖｏに応じて変化する。このため、事前に記憶装置５２に電流Ｉｏと零相電圧Ｖｏとの相関を示すデータを記憶させ、マイコン５３に、前述したデータ及び測定された零相電圧Ｖｏを用いて、零相電圧Ｖｏに応じた電流Ｉｏを適宜選択させることとしても良い。

また、零相電圧検出装置４１は、母線２０の零相電圧Ｖｏを検出したが、例えば、母線２０側の送電線３１（母線２０の近傍の送電線３１）の零相電圧であっても良い。この場合であっても、事故点標定装置４５は、本実施形態と同様に事故点を標定することができる。

１０電力系統
２０，２１母線
３０，３１送電線
４０変流器
４１零相電圧検出装置
４５事故点標定装置
５０地絡過電圧継電器
５１地絡方向継電器
５２記憶装置
５３マイコン
５４表示部
８０地絡検出部
８１電流測定部
８２電圧測定部
８３算出部
８４標定部

Claims

第１及び第２母線と、第１及び第２送電線を含み前記第１及び第２母線の間に設けられた平行２回線送電線と、前記第２母線に設けたれた中性点接地抵抗と、を備える電力系統における事故点標定装置であって、
前記第１母線から前記第１送電線に流れる第１零相電流を測定する電流測定部と、
前記第１母線または前記第１送電線の零相電圧を測定する電圧測定部と、
前記第１または第２送電線に第１地絡事故が発生した際に前記電圧測定部で測定された前記零相電圧に応じた前記中性点接地抵抗に流れる第１電流と、前記第１地絡事故が発生した際に前記電流測定部で測定された前記第１零相電流とに基づいて、前記第１または第２送電線のうち、前記第２母線から前記第１地絡事故が発生した発生した送電線に流れる第２零相電流を算出する算出部と、
前記第１地絡事故が発生した際に前記電流測定部で測定された前記第１零相電流と、前記第２零相電流とに基づいて、前記第１地絡事故が発生した事故点を標定する標定部と、
を備えることを特徴とする事故点標定装置。
請求項１に記載の事故点標定装置であって、
前記算出部は、
所定の第２地絡事故が発生した際の前記零相電圧及び前記第２地絡事故が発生した際の前記中性点接地抵抗に流れる第２電流と、前記第１地絡事故が発生した際に前記電圧測定部で測定された前記零相電圧と、に基づいて前記第１電流を算出した後、算出された前記第１電流から前記第１地絡事故が発生した際に前記電流測定部で測定された前記第１零相電流を減算して前記第２零相電流を算出すること、
を特徴とする事故点標定装置。
請求項２に記載の事故点標定装置であって、
前記第２地絡事故は、完全地絡事故であること、
を特徴とする事故点標定装置。
第１及び第２母線と、第１及び第２送電線を含み前記第１及び第２母線の間に設けられた平行２回線送電線と、前記第２母線に設けたれた中性点接地抵抗と、を備える電力系統において、
コンピュータに、
前記第１母線から前記第１送電線に流れる第１零相電流を測定する機能と、
前記第１母線または前記第１送電線の零相電圧を測定する機能と、
前記第１または第２送電線に地絡事故が発生した際に前記電圧測定部で測定された前記零相電圧に応じた前記中性点接地抵抗に流れる電流と、前記地絡事故が発生した際に前記電流測定部で測定された前記第１零相電流とに基づいて、前記第１または第２送電線のうち、前記第２母線から前記地絡事故が発生した発生した送電線に流れる第２零相電流を算出する機能と、
前記地絡事故が発生した際に測定された前記第１零相電流と、前記第２零相電流とに基づいて、前記地絡事故が発生した事故点を標定する機能と、
を実現させるためのプログラム。