JP2921034B2 - 系統故障区間判定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は系統故障区間判定装置に関し、詳しくは、電
力系統を構成する送電線等の各種設備に故障が発生した
場合、保護リレーや遮断器の動作情報から上記故障の発
生区間を判定する判定装置に関する。

（従来の技術） 電力系統を構成する各種の設備は、所定区間内に故障
が発生した時にこの故障電流を検出する変流器と、この
変流器の出力に基づいて動作する保護リレーと、この保
護リレーにより駆動されて前記区間内の故障電流を遮断
する遮断器等の組合せにより保護されている。

例えば第３図は、各母線A,B,Cと、母線A,B間及び母線
A,C間に接続された並行２回線の送電線1ab,2ab及び送電
線1ac,2acからなる放射状の電力系統において、故障区
間を判定し、その判定結果に基づいて故障電流を遮断す
ることにより、送電線及び母線等を保護するようにした
従来の保護継電システムである。なお、同図において、
Ｇは発電機や変電所等の電源、CT₁〜CT₄は変流器、CB₁
〜CB₈は各送電線に接続された遮断器、Ry₁，Ry₂は過電
流リレー等の保護リレー、F₁，F₂は事故点をそれぞれ示
している。

上記構成の保護継電システムにおいて、例えば地点F₁
にて事故が発生した場合には変流器CT₁により故障電流
を検出し、保護リレーRy₁が動作して事故点F₁の両端の
遮断器CB₁，CB₅を動作させる。この保護リレーRy₁及び
遮断器CB₁，CB₅の動作情報により、母線A,B間で故障が
発生したことが判明し、この故障情報は図示されていな
い系統監視制御システムに送られる。

また、地点F₂にて事故が発生した場合には変流器CT₄
により故障電流を検出し、保護リレーRy₂が動作して事
故点F₂の電源側の遮断器CB₄を動作させる。この保護リ
レーRy₂及び遮断器CB₄の動作により、母線A,C間で故障
が発生したことが判明し、この故障情報は図示されてい
ない系統監視制御システムに送られる。

すなわち、第３図に示した保護継電システムでは、母
線A,B間及び母線A,C間にそれぞれ対応して保護リレーRy
₁，Ry₂が設けられ、これらの動作信号や各遮断器CB₁〜C
B₈の動作信号を故障情報として保護リレーRy₁，Ry₂ごと
に個別に系統監視制御システムに取り込むことにより、
故障区間の判定を行なっていた。

しかるに、実際の電力系統、特に特別高圧以下の系統
では、信号伝送路の関係で各区間の設備毎に故障情報が
伝送されないことが多く、通常は、第２図に示すように
保護リレーRy₁，Ry₂等の動作による故障情報を集約して
系統監視制御システムに伝送する方法が採られている。

（発明が解決しようとする課題） このため、例えば第２図において系統監視制御システ
ムに故障情報が入力されたとしても、故障発生区間が母
線A,B間または母線A,C間の何れであるかを判定すること
が困難であり、有効な系統故障の判定を実現することが
できないという問題があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもの
で、その目的とするところは、第２図に示したように故
障情報が集約されて系統監視制御システムに伝送される
保護継電システムにおいて、保護リレーや遮断器の限ら
れた動作情報に基づいて故障区間を確実に判定できるよ
うにした系統故障区間判定装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、電力系統を構成
する設備に故障が発生した際に、前記系統に接続された
保護リレー及び遮断器の動作情報に基づいて故障設備を
含む区間を判定する系統故障区間判定装置において、前
記保護リレー及び遮断器の動作情報を故障情報として取
り込む手段と、前記遮断器の動作情報から、トリップ動
作した遮断器を変電所からの距離に応じて遠い順に並び
替え、これらの遮断器の負荷側に接続された設備を調べ
て停電区間をリストアップすることにより停電区間を探
索する手段と、前記保護リレーの動作情報から検出した
動作保護リレーの保護するべき対象設備の種類を故障設
備候補としてリストアップする手段と、前記故障設備候
補に含まれる送電線、変圧器、母線、配電用変電所等の
各設備に関する固有の故障判定条件が知識として格納さ
れた判定知識ファイルと、探索した前記停電区間のリス
トを電力系統の電源から遠い順にたどり、前記故障設備
候補に含まれる各設備に関してそれぞれ該当する前記故
障情報が存在する場合にのみ、当該設備の故障を、前記
判定知識ファイル内の該当設備の故障判定条件を用いて
判定し、当該設備の存在する区間を故障発生区間と判定
する手段と、を備えたものであり、これらは系統監視制
御システムに接続された個別のハードウェアや系統監視
制御システム内のソフトウェアとして実現される。

（作用） 本発明によれば、故障情報として発生した保護リレー
動作情報及び遮断器動作情報が系統監視制御システムを
介して入力されると、前記遮断器動作情報に基づき、ト
リップ動作した遮断器を故障電流の電源からの距離に応
じて遠い順に並べ替えたリストが作成される。

次に、上記遮断器リストを電源から遠い順に参照して
遮断器の負荷側に接続された設備を調べ、停電区間リス
トが作成される。そして、前記故障情報及び系統構成等
に基づき、動作した保護リレーの保護対象設備の種類
（送電線・変圧器等）を調べ、これらを故障設備候補リ
ストとしてリストアップする。

更に、前記停電区間のリストを電源から遠い順にたど
り、故障設備候補に含まれる設備に関して該当する故障
情報が存在する場合に、その設備の故障を判定知識ファ
イル内の該当設備の故障判定条件（判定知識）を用いて
判定することにより、その設備が存在する区間を故障発
生区間として判定し、この判定結果を適宜な手段で表示
出力する。

（実施例） 以下、図に沿って本発明の実施例を説明する。

第１図はこの実施例にかかる系統故障区間判定装置と
電力系統及び系統監視制御システムの相互関係を概略的
に示したものである。この第１図において、100は保護
対象及び故障区間判定対象となる電力系統、200はこの
電力系統100から故障情報、母線電圧等からなる系統情
報を取り込み、後述する故障区間等の判定結果に基づき
所定の復旧操作を行なう電子計算機等からなる系統監視
制御システム、300は系統故障区間判定装置である。

この系統故障区間判定装置300は、前記系統監視制御
システム200との接続のためのインタフェース301と、系
統設備や保護方式等の系統構成がデータベースとして格
納された系統構成ファイル302と、故障情報がデータベ
ースとして格納された故障情報ファイル303と、前記イ
ンタフェース301を介して入力される系統情報及び各フ
ァイル302,303からの系統構成並びに故障情報が入力さ
れる故障区間判定部305と、判定知識が格納された判定
知識ファイル304と、停電区間や故障区間、故障種類等
の判定結果の出力及び各種操作情報の入力に用いる入出
力部306と、判定結果を格納する判定結果ファイル307か
らなっている。

次に、第２図は上記系統故障区間判定装置300による
故障区間判定手順を示すものである。以下、この手順を
第１図を参照しながら説明する。なお、この手順は前記
判定知識ファイル304に格納されており、具体的な処理
は前記故障区間判定部305により実行される。

まず、系統100に何らかの故障が発生した場合、故障
を検出する保護リレーと故障を除去するための遮断器と
がほぼ同時に動作し、保護リレー動作情報及び遮断器動
作情報が故障情報として発生する。この故障情報は系統
監視制御システム200及びインタフェース301を介し、系
統情報の一種である故障情報として判定装置300に入力
される（第２図ステップS1）。

上記遮断器動作情報を参照し、遮断（トリップ）動作
した遮断器を故障電流の電源としての変電所からの距離
に応じて遠い順に並べ替える（ステップS2）。ここで、
「変電所からの距離」とは、地理的な距離ではなく、故
障が発生する前に接続されていた遮断器の数を直列に数
えたものである。

上記で作成した遮断器のリストを電源から遠い順に
参照して遮断器の負荷側に接続された設備を調べ、停電
区間のリストを作成して停電区間を探索する（ステップ
S3）。

次に、前記故障情報及び前記系統構成ファイル302に
格納された系統構成等に基づき、動作した保護リレーが
保護するべき対象設備の種類（送電線・変圧器等）を調
べ、これらをリストに書き出す（ステップS4）。以下、
このリストを故障設備候補リストと呼ぶ。

前記停電区間のリストを電源から遠い順にたどり、故
障設備候補リストに含まれる設備があれば、次の条件１
〜条件４を評価して故障区間を判定する（ステップS
5）。

＊条件1:送電線故障判定 該当設備が送電線ならば、電源側の変電所において送
電線保護リレーの動作を調べ、該当する故障情報があ
り、かつ送電線の負荷側設備（母線または配電用変電
所）において故障がなければこの設備を有する区間を故
障区間として判定する。

＊条件2:変圧器故障判定 該当設備が変圧器ならば、該当する変圧器保護リレー
の動作を調べ、該当する故障情報があればこの設備を有
する区間を故障区間として判定する。

＊条件3:母線故障判定 該当設備が母線ならば、該当する母線保護リレーの動
作を調べ、該当する故障情報があり、かつ、より負荷側
の設備（送電線または変圧器等）において故障がなけれ
ば、この設備を有する区間を故障区間として判定する。

＊条件4:配電用変電所故障判定 該当設備が配電用変電所ならば、該当する保護リレー
の動作を調べ、該当する故障情報があり、かつ、変電所
構内の故障なしを条件として動作する自動受電切り替え
装置が動作していなければ、この設備を有する区間を故
障区間として判定する。

停電区間リストの全てについて上記の処理を行なう
ことにより処理を終了し、判定結果（結論）を生成して
入出力部306により表示する。

なお、この判定結果には第１図に示すように停電区
間、故障区間、故障種類等が含まれ、これらは第２図に
示すように判定結果ファイル307にも出力される。

この実施例によれば、上記手順において故障設備候
補をリストアップするため、該当する故障設備を絞り込
むことによって効率よい故障区間候補の探索を行なうこ
とができる。また、上記手順において、停電区間のリ
ストに基づいて設備故障を判定するので、個々の設備に
関して保護リレー動作情報が得られない場合でも故障区
間の判定が可能になるという利点がある。

なお、第１図の系統故障区間判定装置300は、独立し
たハードウェアとして構成する以外に、系統監視制御シ
ステムを構成する電子計算機の処理能力に余裕があれ
ば、この計算機の内部にソフトウェアとして組み込むこ
とも可能である。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、故障情報が集約して伝
送される保護継電システムであっても、停電区間の探索
と故障設備候補のリストアップ及び所定の条件評価を実
行することにより、故障情報の伝送路を増やすことなく
故障区間の判定を行なうことができるため、従来の系統
監視制御システムをそのまま利用しながら故障状況を早
期かつ正確に把握することができ、故障復旧作業の迅速
化及び安全性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる判定装置と電力系統
及び系統監視制御システムの関係を示す概略的な説明
図、第２図はこの実施例による故障区間の判定手順を示
す図、第３図及び第４図はそれぞれ従来の技術を説明す
るための系統構成図である。 100……電力系統、200……系統監視制御システム 300……系統故障区間判定装置 301……インタフェース、302……系統構成ファイル 303……故障情報ファイル 304……判定知識ファイル 305……故障区間判定部、306……入出力部 307……判定結果ファイル

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力系統を構成する設備に故障が発生した
   際に、前記系統に接続された保護リレー及び遮断器の動
   作情報に基づいて故障設備を含む区間を判定する系統故
   障区間判定装置において、 前記保護リレー及び遮断器の動作情報を故障情報として
   取り込む手段と、 前記遮断器の動作情報から、トリップ動作した遮断器を
   変電所からの距離に応じて遠い順に並び替え、これらの
   遮断器の負荷側に接続された設備を調べて停電区間をリ
   ストアップすることにより停電区間を探索する手段と、 前記保護リレーの動作情報から検出した動作保護リレー
   の保護するべき対象設備の種類を故障設備候補としてリ
   ストアップする手段と、 前記故障設備候補に含まれる送電線、変圧器、母線、配
   電用変電所等の各設備に関する固有の故障判定条件が知
   識として格納された判定知識ファイルと、 探索した前記停電区間のリストを電力系統の電源から遠
   い順にたどり、前記故障設備候補に含まれる各設備に関
   してそれぞれ該当する前記故障情報が存在する場合にの
   み、当該設備の故障を、前記判定知識ファイル内の該当
   設備の故障判定条件を用いて判定し、当該設備の存在す
   る区間を故障発生区間と判定する手段と、 を備えたことを特徴とする系統故障区間判定装置。