JPH10132890A - 故障点標定方法および装置 - Google Patents
故障点標定方法および装置Info
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- JPH10132890A JPH10132890A JP8290036A JP29003696A JPH10132890A JP H10132890 A JPH10132890 A JP H10132890A JP 8290036 A JP8290036 A JP 8290036A JP 29003696 A JP29003696 A JP 29003696A JP H10132890 A JPH10132890 A JP H10132890A
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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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】対称分座標法による正相、逆相、零相等価回路
にもとづき、故障点標定を簡素化し、かつ、精度を向上
する。 【解決手段】三相交流送電線３の事故時に、故障点標定
装置１００はデータ収集部１０１で電気所Ａ，Ｂのデー
タ収集端末１０Ａ，１０Ｂで測定している各相の電圧、
電流を周期的にサンプリングし、事故継続中保持する。
対称分信号変換部１０３は各相の電圧、電流を対称分等
価回路の正相、逆相及び零相の各回路での対称分電圧、
対称分電流に変換する。事故種別判定部１０４は、対称
分電流などから判定した事故様相に応じて、故障点標定
演算に用いる対称分等価回路の相を選択する。故障点標
定演算部１０５は、選択された相の対称分等価回路につ
いて、前記故障点の対称分電圧が電気所Ａ及びＢの両側
からみて同値になることを利用して故障点を算出する。
にもとづき、故障点標定を簡素化し、かつ、精度を向上
する。 【解決手段】三相交流送電線３の事故時に、故障点標定
装置１００はデータ収集部１０１で電気所Ａ，Ｂのデー
タ収集端末１０Ａ，１０Ｂで測定している各相の電圧、
電流を周期的にサンプリングし、事故継続中保持する。
対称分信号変換部１０３は各相の電圧、電流を対称分等
価回路の正相、逆相及び零相の各回路での対称分電圧、
対称分電流に変換する。事故種別判定部１０４は、対称
分電流などから判定した事故様相に応じて、故障点標定
演算に用いる対称分等価回路の相を選択する。故障点標
定演算部１０５は、選択された相の対称分等価回路につ
いて、前記故障点の対称分電圧が電気所Ａ及びＢの両側
からみて同値になることを利用して故障点を算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、三相交流送電線の
短絡あるいは地絡の故障点標定方式に関する。
短絡あるいは地絡の故障点標定方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】送電線の故障点標定方式として、たとえ
ば、論文「送電線事故様相特定装置の開発（電気学会論
文誌Ｂ、１１４巻７／８号、平成６年）」に記載の演算
方式などが知られている。
ば、論文「送電線事故様相特定装置の開発（電気学会論
文誌Ｂ、１１４巻７／８号、平成６年）」に記載の演算
方式などが知られている。
【０００３】これら従来の故障点標定方式は実系統にお
ける電圧降下を演算するために、送電線の各相の電圧、
電流信号と、各相の自己インピーダンスと相間の相互イ
ンピーダンスを用いて演算式を構成している。
ける電圧降下を演算するために、送電線の各相の電圧、
電流信号と、各相の自己インピーダンスと相間の相互イ
ンピーダンスを用いて演算式を構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の故障点標定演算
は実系統によるため、対象回路が３相で線路インピーダ
ンスも多く演算式が複雑になる。また、短絡故障や１線
地絡故障など事故種別によっては、標定するための独立
した情報が複数存在するケースでも、それらの情報をま
とめた演算方式となるため演算に時間がかかる。のみな
らず、事故種別毎にみた場合の精度が低下する。さら
に、演算に使用する線路定数が多いので、系統の新設や
変更時の定数設定に時間がかかる。
は実系統によるため、対象回路が３相で線路インピーダ
ンスも多く演算式が複雑になる。また、短絡故障や１線
地絡故障など事故種別によっては、標定するための独立
した情報が複数存在するケースでも、それらの情報をま
とめた演算方式となるため演算に時間がかかる。のみな
らず、事故種別毎にみた場合の精度が低下する。さら
に、演算に使用する線路定数が多いので、系統の新設や
変更時の定数設定に時間がかかる。
【０００５】本発明の目的は、従来技術の問題点を克服
し、簡素な演算式による高速で精度の高い三相交流送電
線の故障点標定方法および装置を提供することにある。
し、簡素な演算式による高速で精度の高い三相交流送電
線の故障点標定方法および装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、三相交流の
送電線に発生した事故の故障点を、その両側の基準端子
ＡまたはＢからの距離として求める故障点標定方法にお
いて、送電線の事故時、基準端子Ａ及びＢの各々で測定
している三相交流各相の電圧、電流を、対称分等価回路
の正相、逆相及び零相の各回路での基準端子Ａ，Ｂの対
称分電圧、対称分電流に変換し、故障点の対称分電圧が
基準端子Ａ及びＢの両側からみて同値になることを利用
して、故障点を算出することにより達成される。
送電線に発生した事故の故障点を、その両側の基準端子
ＡまたはＢからの距離として求める故障点標定方法にお
いて、送電線の事故時、基準端子Ａ及びＢの各々で測定
している三相交流各相の電圧、電流を、対称分等価回路
の正相、逆相及び零相の各回路での基準端子Ａ，Ｂの対
称分電圧、対称分電流に変換し、故障点の対称分電圧が
基準端子Ａ及びＢの両側からみて同値になることを利用
して、故障点を算出することにより達成される。
【０００７】前記故障点は、基準端子Ａ及びＢの両側か
ら対称分線路インピーダンスを一様とした電圧降下によ
って算出することを特徴とする。
ら対称分線路インピーダンスを一様とした電圧降下によ
って算出することを特徴とする。
【０００８】前記故障点の算出は、前記正相、逆相及び
零相の各々における対称分電流が健全状態で発生する不
平衡分を超える所定値以上に増大している相の対称分等
価回路を用いて行なうことを特徴とする。
零相の各々における対称分電流が健全状態で発生する不
平衡分を超える所定値以上に増大している相の対称分等
価回路を用いて行なうことを特徴とする。
【０００９】または、三相交流の電流が大きく変化して
いる事故相から事故種別を特定し、当該事故種別に対応
し前記故障点の算出に適用可能な対称分等価回路の相を
選択することを特徴とする。事故相はＡ，Ｂ両端子で測
定した同時刻の電流の合成値が、予め定められるしきい
値を超えたか否かによって判別できる。
いる事故相から事故種別を特定し、当該事故種別に対応
し前記故障点の算出に適用可能な対称分等価回路の相を
選択することを特徴とする。事故相はＡ，Ｂ両端子で測
定した同時刻の電流の合成値が、予め定められるしきい
値を超えたか否かによって判別できる。
【００１０】前記事故種別が１線地絡または２線地絡の
ときは、前記正相、逆相、零相の各回路で算出した故障
点またはその平均値を取得し、２線短絡のときは、前記
正相及び逆相の各回路で算出した故障点またはその平均
値を取得し、３線短絡または３線地絡のときは、前記正
相の回路で算出した故障点を取得することを特徴とす
る。
ときは、前記正相、逆相、零相の各回路で算出した故障
点またはその平均値を取得し、２線短絡のときは、前記
正相及び逆相の各回路で算出した故障点またはその平均
値を取得し、３線短絡または３線地絡のときは、前記正
相の回路で算出した故障点を取得することを特徴とす
る。
【００１１】本発明の方法を適用した故障点標定装置
は、電気所Ａ及びＢで測定している各相の電圧、電流を
周期的にサンプリングすると共に所定の期間保持するデ
ータ収集部と、前記電圧、電流を対称分等価回路の正
相、逆相及び零相の各回路での対称分電圧、対称分電流
に変換する対称分信号変換部と、前記対称分電流が定常
時に比較して増大している相の対称分等価回路を選択す
る適用回路判別部と、選択された相の対称分等価回路に
ついて、前記故障点の対称分電圧が電気所Ａ及びＢの両
側からみて同値になることを利用して故障点を算出する
故障点標定演算部を設けたことを特徴とする。
は、電気所Ａ及びＢで測定している各相の電圧、電流を
周期的にサンプリングすると共に所定の期間保持するデ
ータ収集部と、前記電圧、電流を対称分等価回路の正
相、逆相及び零相の各回路での対称分電圧、対称分電流
に変換する対称分信号変換部と、前記対称分電流が定常
時に比較して増大している相の対称分等価回路を選択す
る適用回路判別部と、選択された相の対称分等価回路に
ついて、前記故障点の対称分電圧が電気所Ａ及びＢの両
側からみて同値になることを利用して故障点を算出する
故障点標定演算部を設けたことを特徴とする。
【００１２】また、前記対称分等価回路の正相、逆相及
び零相の各々に、電気所Ａ，Ｂ間の線路インピーダンス
を一様分布で設定する記憶手段を設け、電気所Ａ及びＢ
の両側から前記故障点までの電圧降下を求めて故障点を
算出する。
び零相の各々に、電気所Ａ，Ｂ間の線路インピーダンス
を一様分布で設定する記憶手段を設け、電気所Ａ及びＢ
の両側から前記故障点までの電圧降下を求めて故障点を
算出する。
【００１３】なお、前記適用回路判別部に代えて、前記
各相の電流またはその対称分電流が定常から変化してい
る相を検出して事故種別を判別し、当該事故種別によっ
て故障電流の流れる相の対称分等価回路を選択する事故
種別判定部を設けるようにしてもよい。
各相の電流またはその対称分電流が定常から変化してい
る相を検出して事故種別を判別し、当該事故種別によっ
て故障電流の流れる相の対称分等価回路を選択する事故
種別判定部を設けるようにしてもよい。
【００１４】本発明の構成によれば、対称座標法による
三相交流回路の対称分等価回路をもとに、三相交流送電
線の故障点標定を行なう。すなわち、対称分等価回路に
よることで、正相、逆相及び零相の各々における対称分
電圧、対称分電流による電圧降下から故障点を簡単に算
出でき、故障点標定が高速化できる。
三相交流回路の対称分等価回路をもとに、三相交流送電
線の故障点標定を行なう。すなわち、対称分等価回路に
よることで、正相、逆相及び零相の各々における対称分
電圧、対称分電流による電圧降下から故障点を簡単に算
出でき、故障点標定が高速化できる。
【００１５】また、故障の種別によって、利用可能とな
る対称分等価回路の相が異なる。これは、対称分等価回
路の接続状態が事故種別によって変化するためで、基本
的には故障電流の流れる回路が選択される。ちなみに、
１線地絡または２線地絡のときは正相、逆相及び零相の
各回路、２線短絡のときは正相及び逆相の各回路、３線
短絡または３線地絡のときは正相回路が利用できる。複
数の回路で故障点を算出したときは、その平均値を求め
ることで精度が向上できる。
る対称分等価回路の相が異なる。これは、対称分等価回
路の接続状態が事故種別によって変化するためで、基本
的には故障電流の流れる回路が選択される。ちなみに、
１線地絡または２線地絡のときは正相、逆相及び零相の
各回路、２線短絡のときは正相及び逆相の各回路、３線
短絡または３線地絡のときは正相回路が利用できる。複
数の回路で故障点を算出したときは、その平均値を求め
ることで精度が向上できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、図面
を参照しながら詳細に説明する。各図を通して同じ回路
要素や信号には同一の記号を付している。
を参照しながら詳細に説明する。各図を通して同じ回路
要素や信号には同一の記号を付している。
【００１７】図１は、三相交流送電線に適用した一実施
例による故障点標定装置の全体構成を示す。電力系統の
送電線３および発電源ＥＡ，ＥＢなどは、それぞれａ
相，ｂ相，ｃ相の三相交流で形成されるが、単線図にて
簡略化して示してある。Ｆは故障点の例を示す記号であ
る。
例による故障点標定装置の全体構成を示す。電力系統の
送電線３および発電源ＥＡ，ＥＢなどは、それぞれａ
相，ｂ相，ｃ相の三相交流で形成されるが、単線図にて
簡略化して示してある。Ｆは故障点の例を示す記号であ
る。
【００１８】ＺＰＡ，ＺＰＢは電気所Ａ、電気所Ｂから
発電源ＥＡ，ＥＢまでのインピーダンスを示す。インピ
ーダンスＺＰＡ，ＺＰＢも各相に存在する。ＺＮＡ，Ｚ
ＮＢは三相交流回路の中性点接地インピーダンスであ
る。系統の電圧階級によって、中性点接地インピーダン
スは直接接地や抵抗接地などの形態がある。また、図示
していないが、送電線３のインピーダンスは、電気所
Ａ，Ｂ間で一様分布と見なし、正相インピーダンスＺ
１，逆相Ｚ２，零相インピーダンスＺ０が存在する。
発電源ＥＡ，ＥＢまでのインピーダンスを示す。インピ
ーダンスＺＰＡ，ＺＰＢも各相に存在する。ＺＮＡ，Ｚ
ＮＢは三相交流回路の中性点接地インピーダンスであ
る。系統の電圧階級によって、中性点接地インピーダン
スは直接接地や抵抗接地などの形態がある。また、図示
していないが、送電線３のインピーダンスは、電気所
Ａ，Ｂ間で一様分布と見なし、正相インピーダンスＺ
１，逆相Ｚ２，零相インピーダンスＺ０が存在する。
【００１９】電圧変成器１Ａ，１Ｂは電気所Ａ，電気所
Ｂにおいて、送電線３のａ相電圧Ｖａ，ｂ相電圧Ｖｂ，
ｃ相電圧Ｖｃを計測する。変流器２Ａ，２Ｂは電気所
Ａ，Ｂにおいて、それぞれ三相分のａ相電流Ｉａ，ｂ相
電流Ｉｂ，ｃ相電流Ｉｃを計測する。
Ｂにおいて、送電線３のａ相電圧Ｖａ，ｂ相電圧Ｖｂ，
ｃ相電圧Ｖｃを計測する。変流器２Ａ，２Ｂは電気所
Ａ，Ｂにおいて、それぞれ三相分のａ相電流Ｉａ，ｂ相
電流Ｉｂ，ｃ相電流Ｉｃを計測する。
【００２０】データ収集端末１０Ａ，１０Ｂは電気所
Ａ，Ｂにおいて計測した電圧、電流信号を収集する。ま
た、三相交流電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃおよび電流Ｉａ，Ｉ
ｂ，Ｉｃを、たとえば、アナログ量をディジタル量に変
換し、データ伝送回線２０Ａ，２０Ｂによって、故障点
標定装置１００に伝送する。
Ａ，Ｂにおいて計測した電圧、電流信号を収集する。ま
た、三相交流電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃおよび電流Ｉａ，Ｉ
ｂ，Ｉｃを、たとえば、アナログ量をディジタル量に変
換し、データ伝送回線２０Ａ，２０Ｂによって、故障点
標定装置１００に伝送する。
【００２１】故障点標定演算装置１００は、データ収集
端末１０Ａ，１０Ｂからのデータを受信するデータ収集
部１０１、故障点標定演算を行うか否かを判別する演算
起動部１０２、入力した三相交流の電圧、電流データを
対称座標法にもとづき、正相成分、逆相成分、零相成分
に変換するための対称分信号変換部１０３を備えてい
る。さらに、故障点標定演算を実施するための対象とな
る対称分等価回路を選択する事故種別判別部（適用回路
判別部）１０４、故障点標定演算部１０５、出力表示部
１０６を備えている。
端末１０Ａ，１０Ｂからのデータを受信するデータ収集
部１０１、故障点標定演算を行うか否かを判別する演算
起動部１０２、入力した三相交流の電圧、電流データを
対称座標法にもとづき、正相成分、逆相成分、零相成分
に変換するための対称分信号変換部１０３を備えてい
る。さらに、故障点標定演算を実施するための対象とな
る対称分等価回路を選択する事故種別判別部（適用回路
判別部）１０４、故障点標定演算部１０５、出力表示部
１０６を備えている。
【００２２】データ収集部１０１は、送電線３の故障点
Ｆに地絡や短絡等の事故が発生したときに、故障継続中
の電圧，電流信号のデータを時系列に蓄積する。系統故
障継続時間は電圧階級や、短絡事故か地絡事故かなどの
事故種別によって異なるが、シビアケースを考えると７
０〜１００ｍｓ程度もあり得るので、この程度のデータ
を保持できるものとする。
Ｆに地絡や短絡等の事故が発生したときに、故障継続中
の電圧，電流信号のデータを時系列に蓄積する。系統故
障継続時間は電圧階級や、短絡事故か地絡事故かなどの
事故種別によって異なるが、シビアケースを考えると７
０〜１００ｍｓ程度もあり得るので、この程度のデータ
を保持できるものとする。
【００２３】演算起動部１０２は、送電線３に故障が発
生した可能性を検知し、故障点標定演算を開始するスタ
ート条件を判定する。たとえば、不足電圧検出、過電流
検出、あるいは、三相各相毎の電気所Ａと電気所Ｂの電
流信号の差（保護リレーでは電流差動方式と呼ばれる）
などによってスタート条件を判別する。なお、送電線３
の故障検出には、図示していない保護リレーを利用する
ようにしてもよい。
生した可能性を検知し、故障点標定演算を開始するスタ
ート条件を判定する。たとえば、不足電圧検出、過電流
検出、あるいは、三相各相毎の電気所Ａと電気所Ｂの電
流信号の差（保護リレーでは電流差動方式と呼ばれる）
などによってスタート条件を判別する。なお、送電線３
の故障検出には、図示していない保護リレーを利用する
ようにしてもよい。
【００２４】対称分信号変換部１０３は、三相交流ａ
相，ｂ相，ｃ相の電圧あるいは電流信号の入力データ
を、対称座標法に基づいてそれぞれ正相，逆相及び零相
の各成分に変換する。その基本的な変換式は数１及び数
３に示す。数式中のａ及びａ2はベクトルオペレータで
あり、数２にその内容を示す。
相，ｂ相，ｃ相の電圧あるいは電流信号の入力データ
を、対称座標法に基づいてそれぞれ正相，逆相及び零相
の各成分に変換する。その基本的な変換式は数１及び数
３に示す。数式中のａ及びａ2はベクトルオペレータで
あり、数２にその内容を示す。
【００２５】
【数１】
【００２６】
【数２】
【００２７】
【数３】
【００２８】数１は電流信号について示したもので、Ｉ
１は正相分、Ｉ２は逆相分、Ｉ０は零相分を示す。数３
は電圧信号について同様に示したものである。数１、数
３は、いずれもａ相の信号を基準に変換した例である
が、相順同順にて、ｂ相基準あるいはｃ相基準であって
もよい。
１は正相分、Ｉ２は逆相分、Ｉ０は零相分を示す。数３
は電圧信号について同様に示したものである。数１、数
３は、いずれもａ相の信号を基準に変換した例である
が、相順同順にて、ｂ相基準あるいはｃ相基準であって
もよい。
【００２９】事故種別判定部１０４は故障点標定演算が
正相，逆相，零相の各対称分等価回路のいずれで実行で
きるか判別するための判定部である。つまり、三相交流
回路の事故種別によって対称分等価回路の接続構成が決
まることを利用するための手段である。事故種別と対称
分等価回路の接続構成については後述する。
正相，逆相，零相の各対称分等価回路のいずれで実行で
きるか判別するための判定部である。つまり、三相交流
回路の事故種別によって対称分等価回路の接続構成が決
まることを利用するための手段である。事故種別と対称
分等価回路の接続構成については後述する。
【００３０】故障点標定演算部１０５は、事故種別によ
って決まる対称分等価回路の演算対象に従って、故障点
標定演算を行う。入力データがディジタル量に変換され
たサンプル値であれば、ディジタルコンピュータにより
演算可能である。
って決まる対称分等価回路の演算対象に従って、故障点
標定演算を行う。入力データがディジタル量に変換され
たサンプル値であれば、ディジタルコンピュータにより
演算可能である。
【００３１】出力表示部１０６は、故障点標定演算によ
って解いた結果を表示するための装置であり、ＣＲＴデ
ィスプレイやラインプリンタなどによる。
って解いた結果を表示するための装置であり、ＣＲＴデ
ィスプレイやラインプリンタなどによる。
【００３２】つぎに、事故種別と対称分等価回路の接続
構成について説明する。図２は図１に示した系統で、ａ
相１線地絡時の対称分等価回路の接続構成を示す。図示
の記号で末尾のＡ，Ｂはそれぞれ電気所Ａ側あるいはＢ
側の信号、あるいはインピーダンスを意味する。
構成について説明する。図２は図１に示した系統で、ａ
相１線地絡時の対称分等価回路の接続構成を示す。図示
の記号で末尾のＡ，Ｂはそれぞれ電気所Ａ側あるいはＢ
側の信号、あるいはインピーダンスを意味する。
【００３３】電気所Ａ〜Ｂ間の距離を１として、故障点
Ｆの距離が電気所Ａからｘの値になるものとする。Ｅ１
Ａは図１における発電源ＥＡの正相分電圧、Ｅ１Ｂは発
電源ＥＢの正相分電圧を示す。
Ｆの距離が電気所Ａからｘの値になるものとする。Ｅ１
Ａは図１における発電源ＥＡの正相分電圧、Ｅ１Ｂは発
電源ＥＢの正相分電圧を示す。
【００３４】電気所Ａ〜Ｂ間の送電線のインピーダンス
は図示していないが正相分がＺ１、逆相分がＺ２、零相
分がＺ０とする。また、電気所Ａと発電源ＥＡ間のイン
ピーダンスは、正相，逆相，零相とも等しくＺＰＡ、電
気所Ｂ側も同様でＺＰＢにて示す。中性点接地インピー
ダンスは、零相回路に変換すると３倍の値にすること
が、対称分座標法によって定められているので、３ＺＮ
Ａ，３ＺＮＢと示してある。
は図示していないが正相分がＺ１、逆相分がＺ２、零相
分がＺ０とする。また、電気所Ａと発電源ＥＡ間のイン
ピーダンスは、正相，逆相，零相とも等しくＺＰＡ、電
気所Ｂ側も同様でＺＰＢにて示す。中性点接地インピー
ダンスは、零相回路に変換すると３倍の値にすること
が、対称分座標法によって定められているので、３ＺＮ
Ａ，３ＺＮＢと示してある。
【００３５】図２から明らかなように、ａ相１線地絡時
には故障による電流が正相，逆相，零相の各回路に流れ
るので、各々の対称分等価回路からｘの値を求めること
ができる。すなわち、正相回路から数４の電圧降下式が
成立し、数５によって故障点Ｆまでの距離ｘが算出でき
る。
には故障による電流が正相，逆相，零相の各回路に流れ
るので、各々の対称分等価回路からｘの値を求めること
ができる。すなわち、正相回路から数４の電圧降下式が
成立し、数５によって故障点Ｆまでの距離ｘが算出でき
る。
【００３６】
【数４】
【００３７】
【数５】
【００３８】ここで、電圧信号Ｖ１Ａ，Ｖ１Ｂ、電流信
号Ｉ１Ａ，Ｉ１Ｂはそれぞれ各電気所Ａ，Ｂで計測した
三相の相電圧、線電流をもとに数１，数３によって変換
した正相分信号である。
号Ｉ１Ａ，Ｉ１Ｂはそれぞれ各電気所Ａ，Ｂで計測した
三相の相電圧、線電流をもとに数１，数３によって変換
した正相分信号である。
【００３９】同様に、逆相回路においても数６が成立
し、数７により故障点までの距離ｘが算出できる。
し、数７により故障点までの距離ｘが算出できる。
【００４０】
【数６】
【００４１】
【数７】
【００４２】さらに、零相回路においても数８が成立
し、数９により故障点までの距離ｘが算出できる。
し、数９により故障点までの距離ｘが算出できる。
【００４３】
【数８】
【００４４】
【数９】
【００４５】図２では、ａ相地絡時について示したが、
ｂ相あるいはｃ相の１線地絡時でも、発生する電圧，電
流信号が、相順に従い１２０度ずつ偏位するのみであ
り、故障点までの距離ｘは上記ａ相と同様にして算出で
きる。
ｂ相あるいはｃ相の１線地絡時でも、発生する電圧，電
流信号が、相順に従い１２０度ずつ偏位するのみであ
り、故障点までの距離ｘは上記ａ相と同様にして算出で
きる。
【００４６】図３に、ｂｃ相２線地絡時の対称分等価回
路の接続構成を示す。２線地絡時には、正相回路と逆相
回路及び零相回路が故障点で並列接続された形になるの
で、１線地絡時と同様に数４〜数９によって、ｘが少な
くとも３個が算出できる。
路の接続構成を示す。２線地絡時には、正相回路と逆相
回路及び零相回路が故障点で並列接続された形になるの
で、１線地絡時と同様に数４〜数９によって、ｘが少な
くとも３個が算出できる。
【００４７】２線地絡時の故障点標定は数４〜数９以外
の算出式によっても可能である。すなわち、完全地絡時
には事故点Ｆにて正相、逆相、零相が並列接続となるの
で、故障点Ｆの対称分等価電圧は正相電圧Ｖ１Ｆと逆相
電圧Ｖ２Ｆ、零相電圧Ｖ０Ｆでそれぞれ等しくなる。従
って、Ａ端子側及びＢ端子側の双方から、故障点Ｆの対
象分電圧を求める合計６個の電圧降下式が成立し、これ
らの組合せによって数４〜数９以外の算出式が可能にな
る。たとえば、数１０から数１１によるｘの算出、数１
２から数１３によるｘの算出、数１４から数１５による
ｘの算出が可能である。これら連立式の組合せ方によっ
て、ｘが複数の数式により算出できる。
の算出式によっても可能である。すなわち、完全地絡時
には事故点Ｆにて正相、逆相、零相が並列接続となるの
で、故障点Ｆの対称分等価電圧は正相電圧Ｖ１Ｆと逆相
電圧Ｖ２Ｆ、零相電圧Ｖ０Ｆでそれぞれ等しくなる。従
って、Ａ端子側及びＢ端子側の双方から、故障点Ｆの対
象分電圧を求める合計６個の電圧降下式が成立し、これ
らの組合せによって数４〜数９以外の算出式が可能にな
る。たとえば、数１０から数１１によるｘの算出、数１
２から数１３によるｘの算出、数１４から数１５による
ｘの算出が可能である。これら連立式の組合せ方によっ
て、ｘが複数の数式により算出できる。
【００４８】
【数１０】
【００４９】
【数１１】
【００５０】
【数１２】
【００５１】
【数１３】
【００５２】
【数１４】
【００５３】
【数１５】
【００５４】ただし、故障点Ｆにアーク抵抗などが入っ
た場合は、故障点Ｆに発生する正相電圧Ｖ１Ｆ，逆相電
圧Ｖ２Ｆ，零相電圧Ｖ０Ｆの大きさが異なってくる。こ
の場合、数１０〜数１５は完全地絡でなければ成立しな
いので、演算結果には故障の程度による誤差を伴う。
た場合は、故障点Ｆに発生する正相電圧Ｖ１Ｆ，逆相電
圧Ｖ２Ｆ，零相電圧Ｖ０Ｆの大きさが異なってくる。こ
の場合、数１０〜数１５は完全地絡でなければ成立しな
いので、演算結果には故障の程度による誤差を伴う。
【００５５】なお、図３にはｂｃ相２線地絡時の等価回
路を示したが、ａｂ相やｃａ相の２線地絡時でも、各対
称分電圧，電流信号が相順に従い、位相が１２０度づつ
ずれるのみで、数４〜数９によりｘを算出することは可
能である。
路を示したが、ａｂ相やｃａ相の２線地絡時でも、各対
称分電圧，電流信号が相順に従い、位相が１２０度づつ
ずれるのみで、数４〜数９によりｘを算出することは可
能である。
【００５６】図４に、ｂｃ相２線短絡時の対称分等価回
路を示す。この場合は零相回路に故障電流が流れないか
ら、正相と逆相回路の選択により、数４と数５及び数６
と数７によりｘが２個求められる。
路を示す。この場合は零相回路に故障電流が流れないか
ら、正相と逆相回路の選択により、数４と数５及び数６
と数７によりｘが２個求められる。
【００５７】また、ａｂ相短絡、ｃａ相短絡についても
同様にそれぞれ相順に従い１２０度づつ偏位した正相と
逆相回路によってｘが各々２個算出できる。
同様にそれぞれ相順に従い１２０度づつ偏位した正相と
逆相回路によってｘが各々２個算出できる。
【００５８】図５に、３線短絡、あるいは３線地絡時の
対称分等価回路の接続状態を示す。３線短絡，地絡では
正相回路のみに故障電流が流れるので、ｘは正相回路に
よってのみ求まる。すなわち、数４のみ成立し、数５に
よって故障点Ｆまでの距離ｘが算出できる。
対称分等価回路の接続状態を示す。３線短絡，地絡では
正相回路のみに故障電流が流れるので、ｘは正相回路に
よってのみ求まる。すなわち、数４のみ成立し、数５に
よって故障点Ｆまでの距離ｘが算出できる。
【００５９】以上説明した事故種別と故障点標定演算に
用いられる対称分回路の関係は、事故種別対応演算回路
テーブル１０７に記憶され、事故種別判別部１０４によ
って参照される。図６に、事故種別対応演算回路テーブ
ルの内容を示す。
用いられる対称分回路の関係は、事故種別対応演算回路
テーブル１０７に記憶され、事故種別判別部１０４によ
って参照される。図６に、事故種別対応演算回路テーブ
ルの内容を示す。
【００６０】図７に、本発明の一実施例による故障点標
定の演算フローを示す。この演算は演算起動部１０２に
よる送電線の故障検出によって開始される。
定の演算フローを示す。この演算は演算起動部１０２に
よる送電線の故障検出によって開始される。
【００６１】対称分信号変換処理２１０は、計測器によ
り入力した三相電圧，電流信号を数１、数３に従い、正
相，逆相，零相の各対称分に変換する演算を行う。零相
電流Ｉ０は各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃの同時刻にサンプ
リングによって得た値を単に加算し、３分の１にすれば
得られる。
り入力した三相電圧，電流信号を数１、数３に従い、正
相，逆相，零相の各対称分に変換する演算を行う。零相
電流Ｉ０は各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃの同時刻にサンプ
リングによって得た値を単に加算し、３分の１にすれば
得られる。
【００６２】正相電流Ｉ１は、Ｉａのサンプル値を基準
に、Ｉｂの電気角２４０度以前のサンプル値と、Ｉｃの
電気角１２０度以前のサンプル値を加算し、３分の１に
すれば得られる。逆相電流Ｉ２は、たとえばＩａのサン
プル値を基準に、Ｉｂの電気角１２０度以前のサンプル
値とＩｃの２４０度以前のサンプル値を加算し、３分の
１にすることによって得られる。電圧信号の対称分につ
いても同様にして変換できる。
に、Ｉｂの電気角２４０度以前のサンプル値と、Ｉｃの
電気角１２０度以前のサンプル値を加算し、３分の１に
すれば得られる。逆相電流Ｉ２は、たとえばＩａのサン
プル値を基準に、Ｉｂの電気角１２０度以前のサンプル
値とＩｃの２４０度以前のサンプル値を加算し、３分の
１にすることによって得られる。電圧信号の対称分につ
いても同様にして変換できる。
【００６３】故障点標定対象演算回路の選択処理２３０
は、正，逆，零相のうち、どの対称分回路でｘが演算で
きるか判別する。このため、正相，逆相，零相の各対称
分成分に変換した電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ０の大きさを判定
し、健全状態で発生する不平衡分を超える所定値以上、
すなわち故障電流の流れている相の対称分等価回路を選
択する。たとえば、３線短絡の場合は正相回路のＩ１の
みが増大するので、正相回路が選択される。
は、正，逆，零相のうち、どの対称分回路でｘが演算で
きるか判別する。このため、正相，逆相，零相の各対称
分成分に変換した電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ０の大きさを判定
し、健全状態で発生する不平衡分を超える所定値以上、
すなわち故障電流の流れている相の対称分等価回路を選
択する。たとえば、３線短絡の場合は正相回路のＩ１の
みが増大するので、正相回路が選択される。
【００６４】標定演算処理２４０は、選択された演算対
象回路に対応する演算式を用いて、故障点標定のための
ｘを算出する。数５，数７，数９の演算は交流信号のベ
クトル演算であるから、電圧信号、電流信号ともサンプ
ル値を複素数に変換されたものである。線路の対称分等
価インピーダンスは予め設備の状態から既知であるの
で、複素数による定数としてメモリに設定しておく。サ
ンプル値をもとに複素数に変換する手法は周知であり、
説明は省略する。
象回路に対応する演算式を用いて、故障点標定のための
ｘを算出する。数５，数７，数９の演算は交流信号のベ
クトル演算であるから、電圧信号、電流信号ともサンプ
ル値を複素数に変換されたものである。線路の対称分等
価インピーダンスは予め設備の状態から既知であるの
で、複素数による定数としてメモリに設定しておく。サ
ンプル値をもとに複素数に変換する手法は周知であり、
説明は省略する。
【００６５】出力表示処理２５０は、ひとつの故障で複
数のｘの値が得られたとき、それらの値を平均化するな
ど、外部に故障点を明示するための処理を行い、プリン
タやＣＲＴに表示する。
数のｘの値が得られたとき、それらの値を平均化するな
ど、外部に故障点を明示するための処理を行い、プリン
タやＣＲＴに表示する。
【００６６】なお、事故種別は、各相電流の大きさを比
較して異常に変化した相を検出し、事故相を特定するこ
とにより判定できる。すなわち、入力データとして取り
込んでいるＡ，Ｂ両端子の各相電流信号について、同時
刻のデータ合成値を求め、予め定めたしきい値を超えて
いる場合に事故相と判定する。なお、しきい値の設定に
は、送電線３のＡ，Ｂ端子間の充電電流や計測上の誤差
が考慮されている。なお、電気所Ａ，Ｂから、図示して
いない保護リレーによる事故相判別信号を受信するよう
にしてもよい。
較して異常に変化した相を検出し、事故相を特定するこ
とにより判定できる。すなわち、入力データとして取り
込んでいるＡ，Ｂ両端子の各相電流信号について、同時
刻のデータ合成値を求め、予め定めたしきい値を超えて
いる場合に事故相と判定する。なお、しきい値の設定に
は、送電線３のＡ，Ｂ端子間の充電電流や計測上の誤差
が考慮されている。なお、電気所Ａ，Ｂから、図示して
いない保護リレーによる事故相判別信号を受信するよう
にしてもよい。
【００６７】事故種別の判別が行なわれる場合には、図
６に点線で表示した事故種別判別処理２２０がまず行な
われ、その結果に従い処理２３０で事故種別対応演算回
路テーブル１０７を参照して、利用する対象分等価回路
を選択する。
６に点線で表示した事故種別判別処理２２０がまず行な
われ、その結果に従い処理２３０で事故種別対応演算回
路テーブル１０７を参照して、利用する対象分等価回路
を選択する。
【００６８】上記した実施例では１つのサンプリング時
点を基準に事故点の標定演算を行っているが、複数のサ
ンプリング時点の演算結果を利用して標定することも可
能である。
点を基準に事故点の標定演算を行っているが、複数のサ
ンプリング時点の演算結果を利用して標定することも可
能である。
【００６９】
【発明の効果】本発明によれば、電力系統の保護，制御
等で使用される三相交流の対称座標法による正相，逆
相，零相の各対称分等価回路にもとづき、相別の故障点
標定演算が行えるので、演算が簡素化されて高速にな
る。また、線路定数の設定が容易になり、系統の新設や
変更に対しシステムの構成が容易。
等で使用される三相交流の対称座標法による正相，逆
相，零相の各対称分等価回路にもとづき、相別の故障点
標定演算が行えるので、演算が簡素化されて高速にな
る。また、線路定数の設定が容易になり、系統の新設や
変更に対しシステムの構成が容易。
【００７０】また、事故の種別によっては、ひとつの事
故で複数の演算式が成立し、複数の故障点標定値のばら
つき様相から、解の確からしさの決定、あるいは平均値
によって精度を高めるなどの性能向上がはかれる。
故で複数の演算式が成立し、複数の故障点標定値のばら
つき様相から、解の確からしさの決定、あるいは平均値
によって精度を高めるなどの性能向上がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の位置実施例による故障点標定装置の全
体構成図。
体構成図。
【図２】ａ相１線地絡時の対称分等価回路。
【図３】ｂｃ相２線地絡時の対称分等価回路。
【図４】ｂｃ相２線短絡時の対称分等価回路。
【図５】３線短絡及び３線地絡時の対称分等価回路。
【図６】故障点標定に用いる事故種別対応演算回路テー
ブルの説明図。
ブルの説明図。
【図７】故障点標定の演算処理フロー図。
１Ａ，１Ｂ…電圧変成器、２Ａ，２Ｂ…変流器、３…送
電線、１０Ａ，１０Ｂ…データ伝送装置、２０Ａ，２０
Ｂ…データ伝送回線、１００…故障点標定装置、１０１
…データ収集部、１０２…演算起動部、１０３…対称分
信号変換部、１０４…事故種別判定部（適用回路判別
部）、１０５…故障点標定演算部、１０７…事故種別対
応演算回路テーブル、Ａ，Ｂ…電気所（基準端子）、Ｖ
ａ…ａ相電圧、Ｖｂ…ｂ相電圧、Ｖｃ…ｃ相電圧、Ｉａ
…ａ相電流、Ｉｂ…ｂ相電流、Ｉｃ…ｃ相電流、Ｖ１…
正相分電圧、Ｖ２…逆相分電圧、Ｖ０…零相分電圧、Ｉ
１…正相分電流、Ｉ２…逆相分電流、Ｉ０…零相分電
流。
電線、１０Ａ，１０Ｂ…データ伝送装置、２０Ａ，２０
Ｂ…データ伝送回線、１００…故障点標定装置、１０１
…データ収集部、１０２…演算起動部、１０３…対称分
信号変換部、１０４…事故種別判定部（適用回路判別
部）、１０５…故障点標定演算部、１０７…事故種別対
応演算回路テーブル、Ａ，Ｂ…電気所（基準端子）、Ｖ
ａ…ａ相電圧、Ｖｂ…ｂ相電圧、Ｖｃ…ｃ相電圧、Ｉａ
…ａ相電流、Ｉｂ…ｂ相電流、Ｉｃ…ｃ相電流、Ｖ１…
正相分電圧、Ｖ２…逆相分電圧、Ｖ０…零相分電圧、Ｉ
１…正相分電流、Ｉ２…逆相分電流、Ｉ０…零相分電
流。
Claims (7)
- 【請求項１】 三相交流の送電線に発生した事故の故障
点を、その両側の基準端子ＡまたはＢからの距離として
求める故障点標定方法において、 送電線の事故時、基準端子Ａ及びＢで測定している三相
交流各相の電圧、電流を、対称分等価回路の正相、逆相
及び零相での基準端子Ａ，Ｂの対称分電圧、対称分電流
に変換し、故障点の対称分電圧が基準端子Ａ及びＢの両
側からみて同値になることを利用して、前記対称分等価
回路における電圧降下から故障点を算出することを特徴
とする故障点標定方法。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記故障点の算出は、前記正相、逆相及び零相の各々に
おける対称分電流が健全状態で発生する不平衡分を超え
る所定値以上に増大している相の対称分等価回路を用い
て行なうことを特徴とする故障点標定方法。 - 【請求項３】 請求項１において、 送電線の事故検出時に、三相交流の電流が大きく変化し
ている相から事故種別を特定し、当該事故種別に対応し
前記故障点の算出に適用可能な対称分等価回路の相を選
択することを特徴とする故障点標定方法。 - 【請求項４】 請求項３において、 前記事故種別が１線地絡または２線地絡のときは、前記
正相、逆相及び零相の各回路で算出した故障点またはそ
の平均値を取得し、２線短絡のときは、前記正相及び逆
相の各回路で算出した故障点またはその平均値を取得
し、３線短絡または３線地絡のときは、前記正相の回路
で算出した故障点を取得することを特徴とする故障点標
定方法。 - 【請求項５】 複数の電気所で三相交流送電線の各相の
電圧、電流を測定し、電気所間に発生した事故の故障点
をその両側の電気所ＡまたはＢからの距離として求める
故障点標定装置において、 電気所Ａ及びＢで測定している各相の電圧、電流を周期
的にサンプリングすると共に所定の期間保持するデータ
収集部と、 前記電圧、電流を対称分等価回路の正相、逆相及び零相
の各回路での対称分電圧、対称分電流に変換する対称分
信号変換部と、 前記対称分電流が所定値以上に増大している相の対称分
等価回路を選択する適用回路判別部と、 選択された相の対称分等価回路について、前記故障点の
対称分電圧が電気所Ａ及びＢの両側からみて同値になる
ことを利用して故障点を算出する故障点標定演算部を設
けたことを特徴とする故障点標定装置。 - 【請求項６】 複数の電気所で三相交流送電線の各相の
電圧、電流を測定し、電気所間に発生した事故の故障点
をその両側の電気所ＡまたはＢからの距離として求める
故障点標定装置において、 電気所Ａ及びＢで測定した各相の電圧、電流を周期的に
サンプリングすると共に所定の期間保持するデータ収集
部と、 前記電圧、電流を対称分等価回路の正相、逆相及び零相
の各回路での対称分電圧、対称分電流に変換する対称分
信号変換部と、 前記各相の電流またはその対称分電流が所定値以上に増
大している相を検出して事故種別を判別し、当該事故種
別によって故障電流の流れる相の対称分等価回路を選択
する事故種別判定部と、 選択された相の対称分等価回路について、前記故障点の
対称分電圧が電気所Ａ及びＢの両側からみて同値になる
ことを利用して故障点を算出する故障点標定演算部を設
けたことを特徴とする故障点標定装置。 - 【請求項７】 請求項５または６において、 前記対称分等価回路の正相、逆相及び零相の各々に、電
気所Ａ，Ｂ間の線路インピーダンスを一様分布で設定す
る記憶手段を設け、 電気所Ａ及びＢの両側から前記故障点までの電圧降下を
求めて故障点を算出することを特徴とする故障点標定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8290036A JPH10132890A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 故障点標定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8290036A JPH10132890A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 故障点標定方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10132890A true JPH10132890A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17750961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8290036A Pending JPH10132890A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 故障点標定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10132890A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100676600B1 (ko) | 2005-10-17 | 2007-01-30 | 이호기술단(주) | 역방향 고장전류에 의한 오동작 방지형 지중배전선로고장구간표시방법 |
| US8197753B2 (en) | 2004-08-27 | 2012-06-12 | Alstom Technology Ltd. | APC process parameter estimation |
| JP2017173212A (ja) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 中国電力株式会社 | 電流検出用センサ及び地絡点標定システム |
| CN111208389A (zh) * | 2020-02-27 | 2020-05-29 | 戚宇林 | 配电网单相接地故障检测系统及方法 |
| JP2021063750A (ja) * | 2019-10-16 | 2021-04-22 | 中国電力株式会社 | 地絡点標定システム |
| CN113224839A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-08-06 | 深圳市芯中芯科技有限公司 | 一种电力监控方法和监控设备 |
| CN113589024A (zh) * | 2020-04-30 | 2021-11-02 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 冗余系统单套交流电压测量异常的快速检测方法及装置 |
-
1996
- 1996-10-31 JP JP8290036A patent/JPH10132890A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8197753B2 (en) | 2004-08-27 | 2012-06-12 | Alstom Technology Ltd. | APC process parameter estimation |
| KR100676600B1 (ko) | 2005-10-17 | 2007-01-30 | 이호기술단(주) | 역방향 고장전류에 의한 오동작 방지형 지중배전선로고장구간표시방법 |
| JP2017173212A (ja) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 中国電力株式会社 | 電流検出用センサ及び地絡点標定システム |
| JP2021063750A (ja) * | 2019-10-16 | 2021-04-22 | 中国電力株式会社 | 地絡点標定システム |
| CN111208389A (zh) * | 2020-02-27 | 2020-05-29 | 戚宇林 | 配电网单相接地故障检测系统及方法 |
| CN113589024A (zh) * | 2020-04-30 | 2021-11-02 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 冗余系统单套交流电压测量异常的快速检测方法及装置 |
| CN113224839A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-08-06 | 深圳市芯中芯科技有限公司 | 一种电力监控方法和监控设备 |
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