JP2002064926A - Protective relay for electrical system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、事故点位置の標
定精度が高く、適用範囲が極めて広範な電力系統用の保
護リレー装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a protection relay device for a power system which has high accuracy in locating an accident point and has an extremely wide application range.
【0002】[0002]
【従来の技術】電力系統用の保護リレー装置として、従
前の機械式リレーをディジタル化したディジタルリレー
が多数開発されている。2. Description of the Related Art As a protection relay device for an electric power system, many digital relays obtained by digitizing conventional mechanical relays have been developed.
【0003】従来の保護リレー装置には、適用する系統
や用途などにより、電流差動形、方向比較形、距離継電
形、回線選択継電形、過電流継電形、電流差動母線保護
形、変圧器保護用比率差動形などがある。また、これら
の保護リレー装置の作動原理は、キルヒホッフの第一法
則または第二法則の一方のみに基づいている。[0003] Conventional protection relay devices include a current differential type, a direction comparison type, a distance relay type, a line selection relay type, an overcurrent relay type, and a current differential bus protection depending on an applied system and application. And differential ratio types for transformer protection. The operating principle of these protection relay devices is based on only one of Kirchhoff's first law and second law.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術による
ときは、保護リレー装置は、極めて多くの形式を個別に
選択して使用しなければならないから、設備コストが高
くなり、保守点検作業が煩雑になりがちである上、作動
原理がキルヒホッフの第一法則、第二法則の一方のみに
基づくから、事故点位置の標定精度が低く、標定誤差に
よる誤作動が避けられないという問題があった。According to the prior art, since a large number of types of protection relay devices must be individually selected and used, the equipment cost increases, and maintenance and inspection work becomes complicated. In addition, since the operation principle is based on only Kirchhoff's first law or second law, there is a problem that the location accuracy of the accident point is low and malfunction due to the location error is inevitable.
【0005】そこで、この発明の目的は、かかる従来技
術の問題に鑑み、キルヒホッフの第一法則、第二法則か
ら導かれる方程式により事故点位置を特定することによ
って、事故点位置の標定精度が高く、適用範囲が極めて
広範な電力系統用の保護リレー装置を提供することにあ
る。Accordingly, an object of the present invention is to provide a highly accurate location of an accident point by specifying the position of the accident point by an equation derived from Kirchhoff's first and second laws in view of the problems of the prior art. Another object of the present invention is to provide a protection relay device for a power system having an extremely wide range of application.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めのこの発明の構成は、系統の設備データに基づいて固
定マトリックスを計算して記憶する事前計算手段と、デ
ータサンプリングごとに作動する常時計算手段と、常時
計算手段からのトリップ指令によりトリップ信号を出力
するトリップ信号出力手段とを備えてなり、常時計算手
段は、データサンプリングによって収集される系統の運
転データに基づき、事前計算手段により記憶される固定
マトリックスを使用して、キルヒホッフの第一法則、第
二法則から導かれる事故点位置のみを変数とする方程式
により区間の事故点位置を特定することをその要旨とす
る。In order to achieve the above object, the present invention comprises a pre-calculating means for calculating and storing a fixed matrix based on system data of a system, and a constant calculating means which operates every data sampling. Means, and a trip signal output means for outputting a trip signal in accordance with a trip command from the constant calculation means, wherein the constant calculation means is stored by the pre-calculation means based on the operation data of the system collected by data sampling. The gist of the present invention is to specify the location of an accident point in a section using an equation using only the accident point position derived from Kirchhoff's first and second laws as a variable, using a fixed matrix.
【0007】なお、事前計算手段は、区間の中間地点に
おける事故点電流計算用の中間マトリックスを計算して
記憶し、常時計算手段は、事前計算手段により記憶され
る中間マトリックスを使用して区間の中間地点における
事故点電流を計算し、事故線を特定することができる。The pre-calculating means calculates and stores an intermediate matrix for calculating the fault point current at the midpoint of the section, and the constant calculating means uses the intermediate matrix stored by the pre-calculating means to calculate the section. The fault point current at the intermediate point can be calculated and the fault line can be specified.
【0008】また、事前計算手段は、繰返し計算用の中
間マトリックスを区間の複数の事故点位置ごとに計算し
て記憶し、常時計算手段は、事前計算手段により記憶さ
れる中間マトリックスを使用して、繰返し計算により事
故点位置を特定してもよい。The precalculation means calculates and stores an intermediate matrix for repeated calculation for each of a plurality of accident point positions in the section, and the constant calculation means uses the intermediate matrix stored by the precalculation means. Alternatively, the position of the accident point may be specified by repeated calculation.
【0009】さらに、事故原因解析手段を付設し、事故
原因解析手段は、常時計算手段により事故継続中に収集
される事故データに基づいて事故点抵抗の経時的変化を
算出し、事故原因を推定することができる。Further, an accident cause analysis means is provided, and the accident cause analysis means calculates a change with time of the resistance at the accident point based on accident data collected during the accident by the constant calculation means, and estimates the cause of the accident. can do.
【0010】なお、常時計算手段は、系統周波数の10
倍以上の頻度に設定されるデータサンプリングごとに作
動させてもよい。[0010] It should be noted that the constant calculation means calculates the system frequency of 10
It may be activated every data sampling set at twice or more times the frequency.
【0011】[0011]
【作用】かかる発明の構成によるときは、事前計算手段
は、系統のインピーダンスを含む設備データが入力され
ると、それに基づいて、事故点位置に依存しない固定マ
トリックスを計算して記憶する。そこで、常時計算手段
は、事前計算手段によりあらかじめ記憶される固定マト
リックスを使用することによって、区間の事故点位置を
十分高速に演算して特定することができる。常時計算手
段は、多大な演算時間を要する大形のマトリックス計算
を実行する必要がないからである。また、常時計算手段
は、キルヒホッフの第一法則、第二法則から導かれる事
故点位置のみを変数とする方程式を採用することによ
り、事故点位置の標定精度を高め、計算内容を簡単にす
ることができる。なお、常時計算手段が使用する方程式
は、あらゆる系統、用途に対し、ほぼ同一の統一手順を
経て導き出すことが可能である。According to the configuration of the present invention, when the facility data including the impedance of the system is input, the pre-calculating means calculates and stores a fixed matrix which does not depend on the position of the accident point based on the input. Therefore, the constant calculation means can calculate and specify the position of the accident point in the section at a sufficiently high speed by using the fixed matrix stored in advance by the preliminary calculation means. This is because the constant calculation means does not need to execute a large matrix calculation that requires a great deal of calculation time. In addition, the constant calculation means improves the location accuracy of the accident point position and simplifies the calculation by adopting an equation using only the accident point position as a variable derived from Kirchhoff's first and second laws. Can be. It should be noted that the equation used by the calculation means can be derived through almost the same unified procedure for all systems and applications.
【0012】常時計算手段は、事前計算手段により記憶
される区間の中間地点における事故点電流計算用の中間
マトリックスを使用して区間の中間地点における事故点
電流を計算し、このときの事故点電流をしきい値(たと
えば0.05p.u.)と比較することにより、事故区間の
事故線を簡単に、しかも高速に特定することができる。
事故点電流は、事故点位置が変っても、大きく変化しな
いことがわかっているからである。The constant calculating means calculates the fault point current at the middle point of the section using the intermediate matrix for calculating the fault point current at the middle point of the section stored by the pre-calculating means. Is compared with a threshold value (for example, 0.05 p.u.), the accident line in the accident section can be easily and quickly identified.
This is because it is known that the fault point current does not change significantly even if the fault point position changes.
【0013】常時計算手段は、事前計算手段により記憶
される区間の複数の事故点位置ごとの繰返し計算用の中
間マトリックスを使用することにより、繰返し計算によ
り事故点位置を高速に特定することができる。なお、事
前計算手段は、複数の事故点位置として、たとえば区間
を10等分する各位置を設定するのがよく、常時計算手
段は、繰返し計算の手法として、たとえばN−R法(N
ewton−Raphson法)を使用することができ
る。[0013] The constant calculation means uses the intermediate matrix for repeated calculation for each of a plurality of fault point positions in the section stored by the pre-calculation means, so that the fault point position can be specified at high speed by the repeated calculation. . It is preferable that the pre-calculation means set, for example, each position dividing the section into ten equal parts as a plurality of accident point positions, and the constant calculation means sets the repeated calculation method, for example, the NR method (N
ewton-Raphson method) can be used.
【0014】事故原因解析手段を付設すれば、事故原因
解析手段は、事故発生後、常時計算手段により収集さ
れ、記憶される事故データに基づいて事故継続中の事故
点抵抗の経時的変化を算出し、事故点抵抗の大きさと、
その経時的変化とから事故原因を推定して出力すること
ができ、適切な事故復旧対策に有効に貢献することがで
きる。なお、このとき、事故原因解析手段は、事故原因
に加えて、事故点位置、または事故区間と事故点位置と
を併せて出力することが好ましい。If the accident cause analysis means is provided, the accident cause analysis means calculates the change with time of the accident point resistance during the accident based on the accident data collected and stored by the calculation means at all times after the accident occurs. And the magnitude of the accident point resistance,
The cause of the accident can be estimated and output from the change with time, and it can contribute effectively to appropriate accident recovery measures. At this time, it is preferable that the accident cause analysis means outputs the accident point position or the accident section and the accident point position in addition to the accident cause.
【0015】常時計算手段は、系統周波数の10倍以上
の頻度のデータサンプリングごとに作動することによ
り、事故発生の事実を十分高速に捕捉するとともに、必
要に応じて、事故継続中の系統擾乱を示す事故データを
収集して記憶させることができる。The constant calculation means operates at every data sampling with a frequency of 10 times or more of the system frequency to capture the fact of the occurrence of the accident at a sufficiently high speed and, if necessary, to detect the system disturbance during the continuation of the accident. Accident data shown can be collected and stored.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、図面を以って発明の実施の
形態を説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0017】電力系統用の保護リレー装置10は、事前
計算手段11、常時計算手段13、トリップ信号出力手
段14、事故原因解析手段16を備えてなる(図1)。
ただし、保護リレー装置10は、たとえば電源Gを含む
送電端と、定電流負荷Lを含む受電端とを連系する2回
線送電線L1 、L2 の保護用として使用するものとする
(図2)。The protection relay device 10 for a power system includes a pre-calculation means 11, a constant calculation means 13, a trip signal output means 14, and an accident cause analysis means 16 (FIG. 1).
However, the protection relay device 10 is used, for example, to protect the two-line transmission lines L1 and L2 that interconnect the power transmission end including the power supply G and the power reception end including the constant current load L (FIG. 2). .
【0018】図2において、送電端電圧vs 、受電端電
圧vr 、負荷電流id とする。また、事故点位置k(た
だし、0≦k≦1)のとき、送電線L1 、L2 の送電端
電流is1、is2、受電端電流ir1、ir2を図2の各矢印
方向に定め、事故点抵抗R1、R2 、事故点電流if1、
if2を想定する。また、送電端電圧vs 、送電端電流i
s1、is2は、それぞれ電圧変成器PT、電流変成器C
T、CTを介し、電圧v p =vs 、電流ic1=is1、i
c2=is2として計測されている。In FIG. 2, the transmission end voltage vs , Receiving terminal
Pressure vr , Load current id And In addition, the accident point position k (
However, when 0 ≦ k ≦ 1), the transmission ends of the transmission lines L1 and L2
Current is1, Is2, Receiving end current ir1, Ir2The arrows in FIG.
Direction, the accident point resistance R1, RTwo , The fault point current if1,
if2Is assumed. In addition, the transmission end voltage vs , Sending end current i
s1, Is2Are the voltage transformer PT and the current transformer C, respectively.
The voltage v via T and CT p = Vs , Current ic1= Is1, I
c2= Is2It has been measured as.
【0019】送電線L1 、L2 のインピーダンスZ
ij(i=1、2、j=1、2)は、系統の設備データと
して、保護リレー装置10の事前計算手段11に入力さ
れる。また、事前計算手段11の出力は、事前データ記
憶手段12を介して常時計算手段13に接続されてお
り、常時計算手段13には、電圧vp 、電流ic1、ic2
の他、負荷電流id が入力されている。ただし、負荷電
流id は、図示しないテレメータ装置を介し、たとえば
1分ごとに更新入力されるものとする。The impedance Z of the transmission lines L1 and L2
ij (i = 1, 2, j = 1, 2) is input to the pre-calculating means 11 of the protection relay device 10 as facility data of the system. The output of the pre-calculation means 11 is connected to the constant calculation means 13 via the preliminary data storage means 12, and the constant calculation means 13 supplies the voltage v p , the currents i c1 and i c2.
In addition, a load current id is input. However, the load current i d is via a telemetry device (not shown), for example, shall be updated input every minute.
【0020】常時計算手段13の一方の出力は、トリッ
プ指令S1 としてトリップ信号出力手段14に入力され
ており、トリップ信号出力手段14の出力は、トリップ
信号Sとして、送電線L1 、L2 の各送電端側の図示し
ないしゃ断器に導かれている。また、常時計算手段13
の別の出力は、事故データ記憶手段15を介して事故原
因解析手段16に接続され、事故原因解析手段16の出
力は、たとえばプリンタ装置、CRTディスプレイ装置
などの出力手段17に接続されている。One output of the constant calculation means 13 is input to the trip signal output means 14 as a trip command S1, and the output of the trip signal output means 14 outputs the trip signal S as the trip signal S to each of the power transmission lines L1, L2. It is led to a circuit breaker (not shown) at the end. Also, the constant calculation means 13
Is connected to an accident cause analysis means 16 via an accident data storage means 15, and an output of the accident cause analysis means 16 is connected to an output means 17 such as a printer device or a CRT display device.
【0021】事前計算手段11は、図示しないデータ入
力機器を介して送電線L1 、L2 のインピーダンスZij
が入力されると、図3のプログラムフローチャートに従
って作動する。すなわち、プログラムは、まず、図8の
(12)式、図9の(16) 前データ記憶手段12に記憶する(図3のプログラムス
テップ(1)、以下、単に(1)のように記す)。な
お、図6〜図12は、事前計算手段11、常時計算手段
13、事故原因解析手段16によって実行される一連の
計算内容の技術的根拠を数式により説明している。The pre-calculating means 11 transmits the impedance Z ij of the transmission lines L 1 and L 2 via a data input device (not shown).
Is operated according to the program flowchart of FIG. That is, first, the program is expressed by equation (12) in FIG. 8 and (16) in FIG. It is stored in the previous data storage means 12 (program step (1) in FIG. 3, hereinafter simply referred to as (1)). 6 to 12 illustrate the technical basis of a series of calculation contents executed by the pre-calculation unit 11, the constant calculation unit 13, and the accident cause analysis unit 16 by using mathematical expressions.
【0022】つづいて、プログラムは、送電線L1 、L
2 を10等分し、事故点位置k=0.0、0.1、0.
2…1.0について、図12の(38)式、(39)式
に従 事前データ記憶手段12に記憶して終了する(2)。な
お、繰返し計算用の中間 の中間地点における事故点電流計算用の中間マトリック
スとして必ず含まれるものとする。Subsequently, the program is executed for the transmission lines L1, L
2 is divided into ten equal parts, and the accident point positions k = 0.0, 0.1, 0.
2... 1.0, according to equations (38) and (39) in FIG. The data is stored in the preliminary data storage means 12 and the process ends (2). In addition, intermediate for repetition calculation Of the fault point current at the intermediate point of the above.
【0023】一方、常時計算手段13は、たとえば系統
電圧波形の30°ごと、すなわち系統周波数の10倍以
上の高頻度に設定されるデータサンプリングごとに起動
され、図4のプログラムフローチャートに従って作動す
る。すなわち、常時計算手段13は、直近にサンプリン
グされた電圧vp 、電流ic1、ic2、負荷電流id を使
用して一連の計算を実行する。On the other hand, the constant calculation means 13 is started, for example, at every 30 ° of the system voltage waveform, that is, at every data sampling set at a high frequency of 10 times or more of the system frequency, and operates according to the program flowchart of FIG. That always calculating means 13, a voltage is sampled most recently v p, the current i c1, i c2, using a load current i d to perform a series of calculations.
【0024】プログラムは、まず、事前データ記憶手段
12に記憶されている区間の中間地点における事故点電
流計算用の中間マトリックスを使用して、図11の(2
9)、(30)式に従って、送電線L1 、L2 の中間地
点、すなわち事故点位置k=0.5における事故点電流
if(1)、if(2)を各線ごとに計算する(図4のプログラ
ムステップ(1)、以下、単に(1)のように記す)。
つづいて、プログラムは、図11の(31)式に従っ
て、送電線L1 、L2 の各線のいずれが事故線であるか
を特定する(2)。なお、プログラムは、送電線L1 、
L2 の各線に事故がなければ(3)、そのまま終了して
次の作動まで待機する。First, the program uses the intermediate matrix for calculating the fault point current at the intermediate point of the section stored in the preliminary data storage means 12 as shown in FIG.
According to equations 9) and (30), the fault point currents if (1) and if (2) at the intermediate point between the transmission lines L1 and L2, that is, at the fault point position k = 0.5, are calculated for each line (FIG. 4 program step (1), hereinafter simply referred to as (1)).
Subsequently, the program specifies which of the transmission lines L1 and L2 is the fault line according to the equation (31) in FIG. 11 (2). The program consists of the transmission line L1,
If there is no accident on each line of L2 (3), the process is terminated and the operation waits until the next operation.
【0025】プログラムは、送電線L1 、L2 のいずれ
かの線に発生した事故を検出すると 憶手段15に記憶させるとともに(4)、図12の(4
0)〜(43)式に従って、検出された事故線につい
て、N−R法による繰返し計算用の変数If 、Vfと、
その偏微分Iff、Vffとを計算する(4)。なお、変数
If 、Vf 、偏微分Iff、Vffを計算するとき、プログ
ラムは、事前データ記憶手段12に記憶されている固定
マトリックスと、繰返し計算用の中間マトリックスとを
使用している。プログラムは、その後、図11の(3
6)、(37)式に従い、N−R法による繰返し計算に
より事故点位置kを特定する(5)。When the program detects an accident that has occurred on any one of the transmission lines L1 and L2, (4) and (4) in FIG.
According to the equations (0) to (43), for the detected accident line, variables If and Vf for repeated calculation by the NR method are used,
The partial derivatives I ff and V ff are calculated (4). When calculating the variables If , Vf , the partial derivatives Iff , Vff , the program uses a fixed matrix stored in the preliminary data storage means 12 and an intermediate matrix for iterative calculation. . The program then proceeds to (3) in FIG.
In accordance with equations (6) and (37), the accident point position k is specified by repeated calculation by the NR method (5).
【0026】このようにして、常時計算手段13のプロ
グラムは、図6〜図12に示される一連の計算手順を適
用することにより、キルヒホッフの第一法則、第二法則
に基づいて定立される図6の(5)〜(7)式、(1)
〜(4)式をベースとし、これらの式から導かれる事故
点位置kのみを変数とする方程式(図10の(27)、
(28)式)により、N−R法による繰返し計算を経て
(図11(2)項)、区間の事故点位置kを特定してい
る。なお、プログラムは、プログラムステップ(3)に
おいて2線以上に事故ありと判定すると、プログラムス
テップ(4)、(5)の計算を各事故線について繰り返
し、各事故線における事故点位置kの平均値を区間の事
故点位置kとして特定するものとする(図11(3)
項)。In this way, the program of the constant calculation means 13 is a chart established based on Kirchhoff's first and second laws by applying a series of calculation procedures shown in FIGS. Equations (5) to (7) of 6, (1)
Equations ((27) in FIG. 10, (27),
(28), the accident point position k of the section is specified through repeated calculation by the NR method (item (2) in FIG. 11). If it is determined in the program step (3) that there are more than two accidents, the program steps (4) and (5) are repeated for each accident line, and the average value of the accident point position k in each accident line is calculated. Is specified as the accident point position k of the section (FIG. 11 (3)).
Section).
【0027】つづいて、プログラムは、特定された事故
点位置kが保護対象とする送電線L1 、L2 の区間内に
あるか否かを判定し(6)、区間外であるときは、その
まま終了する。一方、プログラムは、事故点位置kが区
間内にあるときは(6)、トリップ信号出力手段14に
対してトリップ指令S1 を出力し(7)、トリップ信号
出力手段14は、事故線を含む送電線L1 、L2 の送電
端側のしゃ断器にトリップ信号Sを送出してトリップさ
せる。Subsequently, the program determines whether or not the specified fault point position k is within the section of the transmission lines L1 and L2 to be protected (6). I do. On the other hand, when the accident point position k is within the section (6), the program outputs a trip command S1 to the trip signal output means 14 (7), and the trip signal output means 14 transmits the signal including the accident line. The trip signal S is sent to the circuit breaker on the power transmission end side of the electric wires L1 and L2 to cause a trip.
【0028】その後、プログラムは、図10の(18)
式により、プログラムステップ(5 タ記憶手段15に記憶させるとともに(8)、プログラ
ムステップ(4)におい を事故データ記憶手段15に記憶させる。また、プログ
ラムは、事故がしゃ断されるまで、この動作をデータサ
ンプリングごとに繰り返すことにより((9)、
(1)、(2)…(9))、事故継続中の系統の運転デ
ータを事故継続中の系統擾乱を示す事故データとして収
集し、事故データ記憶手段15に記憶させることができ
る。Thereafter, the program is executed as shown in FIG.
By the formula, the program step (5 (8) and in the program step (4) Is stored in the accident data storage means 15. The program repeats this operation for each data sampling until the accident is shut off ((9),
(1), (2)... (9)), it is possible to collect operation data of the system during the accident continuation as accident data indicating system disturbance during the accident continuation, and store the data in the accident data storage unit 15.
【0029】事故がしゃ断されると(9)、プログラム
は、事故原因解析手段16を起動して(10)、終了す
る。一方、事故原因解析手段16は、常時計算手段13
により起動されると、図5のプログラムフローチャート
に従って作動する。When the accident is cut off (9), the program activates the accident cause analyzing means 16 (10) and ends. On the other hand, the accident cause analysis means 16
, It operates according to the program flowchart of FIG.
【0030】プログラムは、常時計算手段13により、
事故継続中に事故データ記憶手段1 算出する(図5のプログラムステップ(1)、以下、単
に(1)のように記す) ステップ(8)により、事故継続中のデータサンプリン
グごとに事故データとし (t)として整理することができる。The program is always calculated by the calculating means 13.
Accident data storage means 1 during accident continuation Calculate (program step (1) in FIG. 5, hereinafter simply referred to as (1)) According to step (8), accident data is used for each data sampling during the accident. (T).
【0031】 、事故原因を解析して推定し(2)、たとえば事故区
間、事故点位置k、経時的 旧対策に資することができる。[0031] , The cause of the accident is analyzed and estimated (2). It can contribute to old measures.
【0032】[0032]
意の事故区間に対して一般的に適用することができる
(図13(A))。ただし、同図(B)において、
(1)〜(3)式は、キルヒホッフの第一法則、第二法
則に基づいて定立されており、(5)〜(7)式は、事
故区間の一般式となっている。 It can be generally applied to any accident section (FIG. 13A). However, in FIG.
Equations (1) to (3) are established based on Kirchhoff's first and second laws, and equations (5) to (7) are general equations for the accident section.
【0033】そこで、任意の事故区間に対する一般的な
計算手順は、次のようにまとめることができる。 1.図13(B)の(5)、(6)式を区間ごとに設定
する(図6の(8)式相当)。 2.複数区間が含まれる場合は、区間接続の式、電流連
続の式を設定する。 3.PT、CTの計測値の式を付加する(図7の(9)
式相当)。 出する(同図の(13)式相当)。 作成する(図9の(17)式相当)。 の(19)式相当)。 7.上記6.の式の実数部、虚数部の比をとり、Rを消
去してkのみの方程式を作る(図10の(27)、(2
8)式相当)。 8.上記7.の式からkを求める。このとき、必要に応
じてたとえばN−R法による繰返し計算を実行し、繰返
し計算を高速化するために、固定マトリックス、中間マ
トリックスを事前計算して記憶しておく(図11の(3
2)〜(37)式、図12の(38)〜(43)式相
当)。 9.上記6.の式にkを代入してRを求める(図12の
(44)、(45)式相当)。Therefore, a general calculation procedure for an arbitrary accident section can be summarized as follows. 1. Equations (5) and (6) in FIG. 13B are set for each section (corresponding to equation (8) in FIG. 6). 2. When a plurality of sections are included, a section connection equation and a current continuation equation are set. 3. Add equations of PT and CT measurement values ((9) in FIG. 7)
Equation). (Corresponding to the equation (13) in the figure). Created (equivalent to equation (17) in FIG. 9). (Equivalent to equation (19)). 7. 6 above. The ratio of the real part to the imaginary part of the equation is taken, R is eliminated, and an equation of only k is made ((27), (2) in FIG. 10).
8) Equation). 8. 7 above. Is calculated from the following equation. At this time, a fixed matrix and an intermediate matrix are pre-calculated and stored in order to execute the repetitive calculation according to the NR method as needed and to speed up the repetitive calculation ((3 in FIG. 11).
Equations 2) to (37), equivalent to equations (38) to (43) in FIG. 9. 6 above. Is substituted for k to obtain R (corresponding to equations (44) and (45) in FIG. 12).
【0034】上記8.の繰返し計算は、たとえば図14
(A)〜(E)に示す各系統のうち、同図(E)のみに
対して必要である。そこで、同図(A)〜(D)の各系
統については、繰返し計算を実行するまでもなく、上記
7.の方程式から事故点位置kを一義的に求めることが
でき、この場合、固定マトリックス、中間マトリックス
の事前計算も不要である。ただし、この場合であって
も、事故線を速やかに判定検出するために、区間の中間
地点における事故点電流計算用の中間マトリックスのみ
は、事前計算して記憶しておくことが好ましい。8. The above 8. Is repeated, for example, as shown in FIG.
Of the respective systems shown in (A) to (E), it is necessary only for FIG. Therefore, for each of the systems shown in FIGS. In this case, the accident point position k can be uniquely obtained from the equation, and in this case, the pre-calculation of the fixed matrix and the intermediate matrix is unnecessary. However, even in this case, in order to quickly determine and detect the fault line, it is preferable that only the intermediate matrix for calculating the fault point current at the middle point of the section is calculated in advance and stored.
【0035】 は、それぞれ発電機gの起電力、インピーダンス、過渡
電流である。また、同図 、受電側において計測される電流である。さらに、同図
(E)において、符号R t は、鉄塔の塔脚抵抗である。[0035]Are the electromotive force, impedance, and transient of generator g, respectively.
It is a current. Also,, The current measured on the power receiving side. In addition,
In (E), the symbol R t Is the tower leg resistance of the tower.
【0036】 を計測する両端計測の系統となっており、その他は、図
2をも含めて、送電側の 図2、図14(A)〜(E)のような系統構成の種別に
関する情報は、図1において、系統の設備データとして
事前計算手段11に併せて入力され、事前計算手段1
1、常時計算手段13、事故原因解析手段16において
実行する一連の計算手順の選択に使用するものとする。
さらに、片端計測の系統は、送電側に代えて リップ信号Sは、受電端側のしゃ断器に送出するものと
する。[0036] The measurement system for both ends is measured. Information on the type of system configuration as shown in FIG. 2 and FIGS. 14A to 14E is input together with the pre-calculation unit 11 as facility data of the system in FIG.
1. It is used to select a series of calculation procedures to be executed by the constant calculation means 13 and the accident cause analysis means 16.
Furthermore, the one-end measurement system is replaced with the power transmission side. The lip signal S is transmitted to the circuit breaker on the power receiving end side.
【0037】以上の説明において、図1の事故原因解析
手段16は、事故原因の推定結果に基づき、自動再閉路
用のしゃ断器投入信号を外部に自動出力してもよい。た
だし、しゃ断器投入信号は、事故原因の推定結果に加え
て、他の自動再閉路条件に基づく適切なインタロックを
構築してしゃ断器に送出するものとし、このときのイン
タロックは、保護リレー装置10の内部、外部のいずれ
において構築してもよいものとする。In the above description, the accident cause analysis means 16 in FIG. 1 may automatically output a circuit breaker closing signal for automatic reclosing to the outside based on the estimation result of the accident cause. However, the circuit breaker closing signal shall be sent to the circuit breaker by constructing an appropriate interlock based on other automatic reclosing conditions, in addition to the result of the estimation of the cause of the accident. It may be constructed either inside or outside the device 10.
【0038】なお、この発明の作動原理は、事故点位置
kを標定するフォールトロケータ装置や、事故時の系統
擾乱に関する事故データ収集用のオシロスコープ装置に
対しても、そのまま適用可能である。ただし、これらの
用途には、常時計算手段13のトリップ指令の出力機能
(図4のプログラムステップ(7))や、トリップ信号
出力手段14を設ける必要がなく、後者の用途の事故デ
ータ記憶手段15、事 とが好ましい。The operation principle of the present invention can be applied to a fault locator device for locating an accident point k and an oscilloscope device for collecting accident data relating to system disturbance at the time of the accident. However, for these uses, it is not necessary to provide the trip command output function of the calculation means 13 (program step (7) in FIG. 4) and the trip signal output means 14, and the accident data storage means 15 for the latter use is required. The thing Is preferred.
【0039】この発明は、その作動原理からして、事故
点位置の標定精度が極めて高く、片端計測、両端計測の
系統に対し、それぞれ標定精度2%、0.2%を容易に
実現することができる。また、系統電圧階層や中性点接
地方式、ケーブル・架空線の別や、その混在、多端子送
電線における複数区間の存在などに拘らず、あらゆる系
統、用途に対してほぼ同一の計算手順を統一的に適用す
ることができる。さらに、たとえば154kV系統にお
ける700Ω以上の微地絡事故や、抵抗接地系1回線送
電線の一線地絡事故、2回線送電線の回線またがり事故
など、従来の方式では事故発生の検出そのものが難しい
とされていた特殊事故をも確実に検出し、標定すること
が可能である。According to the present invention, from the operating principle, the location accuracy of the accident point is extremely high, and it is easy to achieve the location accuracy of 2% and 0.2% for the one-end measurement system and the both-end measurement system, respectively. Can be. In addition, regardless of the system voltage hierarchy, the neutral point grounding method, whether cables and overhead lines are mixed or mixed, and the existence of multiple sections in multi-terminal transmission lines, almost the same calculation procedures are used for all systems and applications. Can be applied uniformly. Further, it is difficult to detect the occurrence of an accident by the conventional method, for example, a micro-ground fault of 700Ω or more in a 154 kV system, a single-ground fault of a resistance grounding system, a single-ground fault of a two-line transmission line, and the like. It is also possible to reliably detect and locate a special accident that has been done.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、事前計算手段、常時計算手段を設けることによっ
て、常時計算手段は、事前計算手段により記憶される固
定マトリックスを使用して、キルヒホッフの第一法則、
第二法則から導かれる方程式により事故点位置を十分高
速に特定することができるから、事故点位置の標定精度
が極めて高く、あらゆる系統、用途に対して統一的な計
算手順を適用することができる上、適用範囲が極めて広
範であり、設備コストを低くして保守点検作業を容易に
することができるという優れた効果がある。As described above, according to the present invention, by providing the pre-calculation means and the constant calculation means, the constant calculation means can use the fixed matrix stored by the pre-calculation means to generate the Kirchhoff's signal. First law,
Since the location of the accident point can be specified sufficiently quickly by the equation derived from the second law, the location accuracy of the accident point is extremely high, and a uniform calculation procedure can be applied to all systems and applications. In addition, the application range is extremely wide, and there is an excellent effect that the facility inspection cost can be reduced and the maintenance and inspection work can be facilitated.
【図1】 全体ブロック系統図Fig. 1 Overall block system diagram
【図2】 適用系統説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of an applicable system.
【図3】 プログラムフローチャート(1)FIG. 3 is a program flowchart (1).
【図4】 プログラムフローチャート(2)FIG. 4 is a program flowchart (2).
【図5】 プログラムフローチャート(3)FIG. 5 is a program flowchart (3).
【図6】 計算手順説明図(1)FIG. 6 is an explanatory diagram of a calculation procedure (1).
【図7】 計算手順説明図(2)FIG. 7 is an explanatory diagram of a calculation procedure (2).
【図8】 計算手順説明図(3)FIG. 8 is an explanatory diagram of a calculation procedure (3).
【図9】 計算手順説明図(4)FIG. 9 is a diagram illustrating a calculation procedure (4).
【図10】 計算手順説明図(5)FIG. 10 is an explanatory diagram of a calculation procedure (5).
【図11】 計算手順説明図(6)FIG. 11 is an explanatory diagram of a calculation procedure (6).
【図12】 計算手順説明図(7)FIG. 12 is an explanatory diagram of a calculation procedure (7).
【図13】 他の実施の形態を示す計算手順説明図FIG. 13 is a diagram illustrating a calculation procedure according to another embodiment.
【図14】 他の実施の形態を示す図2相当説明図FIG. 14 is an explanatory view corresponding to FIG. 2, showing another embodiment.
k…事故点位置 S1 …トリップ指令 S…トリップ信号 10…保護リレー装置 11…事前計算手段 13…常時計算手段 14…トリップ信号出力手段 16…事故原因解析手段k: Accident point position S1 Trip command S Trip signal 10 Protection relay device 11 Precalculation means 13 Constant calculation means 14 Trip signal output means 16 Accident cause analysis means
Claims (5)
ックスを計算して記憶する事前計算手段と、データサン
プリングごとに作動する常時計算手段と、該常時計算手
段からのトリップ指令によりトリップ信号を出力するト
リップ信号出力手段とを備えてなり、前記常時計算手段
は、データサンプリングによって収集される系統の運転
データに基づき、前記事前計算手段により記憶される固
定マトリックスを使用して、キルヒホッフの第一法則、
第二法則から導かれる事故点位置のみを変数とする方程
式により区間の事故点位置を特定することを特徴とする
電力系統用の保護リレー装置。1. A pre-calculating means for calculating and storing a fixed matrix based on system data of a system, a constant calculating means which operates every data sampling, and outputting a trip signal in response to a trip command from the constant calculating means. Trip signal output means, wherein the constant calculation means uses Kirchhoff's first law based on operation data of the system collected by data sampling, using a fixed matrix stored by the pre-calculation means. ,
A protection relay device for an electric power system, characterized in that an accident point position of a section is specified by an equation using only an accident point position derived from the second law as a variable.
おける事故点電流計算用の中間マトリックスを計算して
記憶し、前記常時計算手段は、前記事前計算手段により
記憶される中間マトリックスを使用して区間の中間地点
における事故点電流を計算し、事故線を特定することを
特徴とする請求項1記載の電力系統用の保護リレー装
置。2. The pre-calculation means calculates and stores an intermediate matrix for calculating a fault current at an intermediate point of a section, and the constant calculation means calculates an intermediate matrix stored by the pre-calculation means. 2. The protection relay device for a power system according to claim 1, wherein the fault point current is calculated at an intermediate point of the section to identify the fault line.
間マトリックスを区間の複数の事故点位置ごとに計算し
て記憶し、前記常時計算手段は、前記事前計算手段によ
り記憶される中間マトリックスを使用して、繰返し計算
により事故点位置を特定することを特徴とする請求項1
または請求項2記載の電力系統用の保護リレー装置。3. The pre-calculation means calculates and stores an intermediate matrix for iterative calculation for each of a plurality of accident point positions in a section, and the constant calculation means calculates an intermediate matrix stored by the pre-calculation means. The accident point position is identified by iterative calculation using a matrix.
A protection relay device for a power system according to claim 2.
解析手段は、前記常時計算手段により事故継続中に収集
される事故データに基づいて事故点抵抗の経時的変化を
算出し、事故原因を推定することを特徴とする請求項1
ないし請求項3のいずれか記載の電力系統用の保護リレ
ー装置。4. An accident cause analysis means is provided, and the accident cause analysis means calculates a time-dependent change in the resistance of the accident point based on the accident data collected during the continuation of the accident by the constant calculation means. 2. The method according to claim 1, wherein
A protection relay device for an electric power system according to claim 3.
倍以上の頻度に設定されるデータサンプリングごとに作
動することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいず
れか記載の電力系統用の保護リレー装置。5. The system according to claim 1, wherein said constant calculation means includes a system frequency of 10%.
The protection relay device for a power system according to any one of claims 1 to 4, wherein the protection relay device is activated every time data sampling is performed at a frequency twice or more.
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JP2006054965A (en) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Koichi Tsuji | Accident determining device for transmission system |
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JP2008099534A (en) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Monitoring control unit having automatic reclosed circuit function |
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