JP3341485B2 - Transmission line fault location method - Google Patents
Transmission line fault location methodInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、２端子系単回線送電線
における故障点の標定方法に関する。ここに、「単回線
送電線」とは、当初から単回線として設定されたもので
もよく、並行２回線送電線の一方が故障して単回線運用
されているものであってもよい。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for locating a fault in a two-terminal single-circuit transmission line. Here, the “single-line transmission line” may be a single-line transmission line set from the beginning, or may be a single-line transmission line in which one of the parallel two-line transmission lines has failed.
【０００２】[0002]
【従来の技術】変電所間の送電線は、建造物内で保管管
理されている変電所等と比較して、外部に起因する故障
（雷撃による絶縁破壊、あるいは鳥や樹木の接触等）が
不可避である。故障発生時には、速やかに故障点探索作
業に入る必要があるが、特に山間部における故障点探索
は非常に困難な場合がある。2. Description of the Related Art Transmission lines between substations are more susceptible to external failures (dielectric breakdown due to lightning strikes, or contact with birds and trees, etc.) than substations that are stored and managed in buildings. It is inevitable. When a failure occurs, it is necessary to immediately start the work of searching for a fault, but searching for a fault, particularly in a mountainous area, may be very difficult.
【０００３】そこで、故障点の位置、範囲を予め計算で
特定（標定）しておけば、その範囲内で故障点を探索す
ればよく、作業の効率化につながる。単回線送電線で
は、標定演算そのものは、従来からのインピーダンス方
式（無効電力演算形）が用いられる。前記インピーダン
ス方式を、２端子系単回線送電線を例にとって説明す
る。図３に示す距離ｄの２端子系単回線送電線回路を考
える。端子Ｔ1 の相電圧をＶ1、端子Ｔ1 の相電流をＩ
1 、端子Ｔ2 の相電圧をＶ2 、端子Ｔ2 の相電流Ｉ2 と
する。そして、端子Ｔ1 より距離ｘの地点で故障が生じ
ているものとし、故障点の相電圧をＶf 、故障点から流
出している相電流をＩf とする。このとき、送電線の単
位長さ当りのインピーダンスをＺとして、キルヒホッフ
の法則から下記(1) 、(2) 式が成立する。なお、この明
細書において、表記Ｖ，Ｉはそれぞれベクトル[0003] Therefore, if the position and range of a fault point are specified (orientated) by calculation in advance, it is sufficient to search for the fault point within that range, which leads to more efficient work. In a single-line transmission line, the conventional orientation method (reactive power calculation type) is used for the orientation calculation itself. The impedance method will be described by taking a two-terminal single-circuit transmission line as an example. Consider a two-terminal single-line transmission line circuit with a distance d shown in FIG. The phase voltage at terminal T 1 is V 1 , and the phase current at terminal T 1 is I
1, the phase voltage of the terminal T 2 V 2, and the phase current I 2 of the terminal T 2. Then, it is assumed that a failure has occurred at a point of distance x from the terminal T 1, the phase voltage of the fault point V f, the phase current that flows from the fault point and I f. At this time, assuming that the impedance per unit length of the transmission line is Z, the following equations (1) and (2) are established from Kirchhoff's law. In this specification, notations V and I are vectors, respectively.
【０００４】[0004]
【外１】 [Outside 1]
【０００５】を表すものとする。また、表記Ｚは行列[0005] Notation Z is a matrix
【０００６】[0006]
【外２】 [Outside 2]
【０００７】を表すものとする。 Ｖf ＝Ｖ1 −ｘＺＩ1 …(1) Ｉf ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 …(2) (1) 、(2) 式より下記(3) 式が得られる。 ＜Ｖf ，Ｉf ＞＝＜Ｖ1 −ｘＺＩ1 ，Ｉ1 ＋Ｉ2 ＞ ＝＜Ｖ1 ，Ｉ1 ＋Ｉ2 ＞−ｘ＜ＺＩ1 ，Ｉ1 ＋Ｉ2 ＞ …(3) ここに、＜ ，＞はベクトルの内積を示す。[0007] V f = V 1 -xZI 1 ... (1) I f = I 1 + I 2 ... (2) (1), the following equation (3) is obtained from equation (2). <V f, I f> = <V 1 -xZI 1, I 1 + I 2> = <V 1, I 1 + I 2> -x <ZI 1, I 1 + I 2> ... (3) Here, <, > Indicates the inner product of the vectors.
【０００８】一般に、故障点のインピーダンスは抵抗分
と考えてよく、(3) 式の左辺は実数となる。このこと
は、下記(4) 式で表現できる。ただし、Ｉm は複素数の
虚数部を示す。 Ｉm ＜Ｖf ，Ｉf ＞＝０ …(4) (4) 式の左辺は故障点での無効電力を表しており、故障
点インピーダンスが抵抗分と考えると、これが零となる
のは当然の帰結である。(4) 式の結果を(3) 式に適用す
ると、故障点までの距離を求める標定演算式として下記
(5) 式が得られることになる。In general, the impedance at the fault point may be considered to be a resistance component, and the left side of equation (3) is a real number. This can be expressed by the following equation (4). However, I m denotes the imaginary part of the complex number. Im < Vf , If > = 0 (4) The left side of the equation (4) represents the reactive power at the fault point. If the impedance at the fault point is considered to be a resistance, this naturally becomes zero. Is the consequence of When the result of Eq. (4) is applied to Eq. (3), the orientation calculation formula for finding the distance to the fault point is
Equation (5) is obtained.
【０００９】[0009]
【数４】 (Equation 4)
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】前記のように、インピ
ーダンス方式による故障点の標定は、故障点インピーダ
ンスを抵抗分のみと考えて(5) 式の標定演算式を導いて
いる。しかしながら、実際には故障点インピーダンスは
純抵抗ではないから、いつも(5) 式の標定演算式を使え
るとは限らない。As described above, in locating a fault point by the impedance method, the locating operation formula (5) is derived by considering the fault point impedance only as a resistance component. However, since the fault point impedance is not actually a pure resistance, the orientation calculation equation (5) cannot always be used.
【００１１】その理由は、例えばある鉄塔のアースがと
れないとき、架空地線を経由して隣の鉄塔のアースを利
用することがあるが、このとき架空地線のインダクタン
ス分のため、故障点インピーダンスは純抵抗にならなく
なるからである。本発明は、前記技術的課題に鑑みなさ
れたもので、故障点インピーダンスを純抵抗とみなすこ
となく、両端から電圧、電流及びインピーダンスを計測
することにより故障点を標定することがきる送電線故障
点標定方法の提供を目的とする。The reason is that, for example, when the ground of a certain tower cannot be taken, the ground of an adjacent tower may be used via an overhead ground wire. This is because the impedance no longer becomes a pure resistance. The present invention has been made in view of the above technical problem, and a transmission line fault point capable of locating a fault point by measuring voltage, current and impedance from both ends without considering the fault point impedance as pure resistance. The purpose is to provide a standardization method.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
２端子系単回線送電線における故障点を、送電線の両端
における測定電圧、測定電流及び送電線のインピーダン
スに基づいて標定する方法において、下記式を適用し
て、故障点の標定をすることを特徴とする。According to the first aspect of the present invention,
In a method of locating a fault point in a two-terminal single-circuit transmission line based on measured voltage, measured current, and transmission line impedance at both ends of the transmission line, the following equation is applied to locate the fault point. Features.
【００１３】[0013]
【数５】 (Equation 5)
【００１４】ただし、Ｖ1 は一側端子での相電圧ベクト
ル、Ｉ1 は一側端子での相電流ベクトル、Ｖ2 は他側端
子での相電圧ベクトル、Ｉ2 は他側端子での相電流ベク
トル、ｄ は送電線路長、Ｚは送電線単位長さ当りのイ
ンピーダンス行列、ｘは一側端子より故障点までの距
離、＜ ， ＞はベクトルの内積、‖ ‖はユークリッ
ドノルムである。Where V 1 is the phase voltage vector at one terminal, I 1 is the phase current vector at one terminal, V 2 is the phase voltage vector at the other terminal, and I 2 is the phase voltage vector at the other terminal. The current vector, d is the length of the transmission line, Z is the impedance matrix per unit length of the transmission line, x is the distance from one terminal to the fault point, <,> is the inner product of the vectors, and {} is the Euclidean norm.
【００１５】[0015]
【００１６】[0016]
【００１７】[0017]
【００１８】[0018]
【００１９】[0019]
【００２０】[0020]
【００２１】[0021]
【作用】図１を参照しながら説明する。図１は本発明の
適用対象である２端子系単回線送電線回路を示してい
る。図１に示すように、端子Ａと端子Ｂとの間に送電線
Ｌが接続され、各端子Ａ，Ｂには、それぞれ、電源Ｇ
１，Ｇ２が接続されている。 Ｖ1 ：端子Ａでの相電圧ベクトル Ｉ1 ：端子Ａでの相電流ベクトル Ｖ2 ：端子Ｂでの相電圧ベクトル Ｉ2 ：端子Ｂでの相電流ベクトル ｄ ：送電線路長 Ｆ ：故障点 ｘ ：端子Ａより故障点Ｆまでの距離 とする。ｘは未知の値である。The operation will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a two-terminal single-line transmission line circuit to which the present invention is applied. As shown in FIG. 1, a power transmission line L is connected between a terminal A and a terminal B, and a power source G is connected to each of the terminals A and B.
1 and G2 are connected. V 1 : Phase voltage vector at terminal A I 1 : Phase current vector at terminal A V 2 : Phase voltage vector at terminal B I 2 : Phase current vector at terminal B d: Transmission line path length F: Fault point x : Distance from terminal A to fault point F x is an unknown value.
【００２２】このとき、キルヒホッフの法則により、端
子Ａから故障点Ｆまでの電圧と、端子Ｂから故障点Ｆま
での電圧とは等しい。したがって、下記(6) 式が成立す
る。 Ｖ1 −ｘＺＩ1 ＝Ｖ2 −（ｄ−ｘ）ＺＩ2 …(6) ここに、Ｚは送電線単位長さ当りのインピーダンス行列
である。(6) 式より Ｖ1 −ｘＺＩ1 ＝Ｖ2 −ｄＺＩ2 ＋ｘＺＩ2 Ｖ1 −（Ｖ2 −ｄＺＩ2 ）＝ｘＺ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ） …(7) が得られる。At this time, the voltage from the terminal A to the fault point F is equal to the voltage from the terminal B to the fault point F according to Kirchhoff's law. Therefore, the following equation (6) holds. V 1 −xZI 1 = V 2 − (d−x) ZI 2 (6) where Z is an impedance matrix per unit length of the transmission line. (6) from V 1 -xZI 1 = V 2 -dZI 2 + xZI 2 V 1 - (V 2 -dZI 2) = xZ (I 1 + I 2) ... (7) is obtained.
【００２３】(7) 式の左辺とＺ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）との内積
をとり、(7) 式の右辺とＺ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）との内積をと
り、この両者を等しいとおくと、 ＜Ｖ1 −（Ｖ2 −ｄＺＩ2 ），Ｚ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）＞ ＝＜ｘＺ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ），Ｚ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）＞ …(8) となり、この(8) 式より、下記の(9) 式が得られる。The inner product of the left side of equation (7) and Z (I 1 + I 2 ) is obtained, and the inner product of the right side of equation (7) and Z (I 1 + I 2 ) is obtained. , <V 1 − (V 2 −dZI 2 ), Z (I 1 + I 2 )> = <xZ (I 1 + I 2 ), Z (I 1 + I 2 )> (8) Thus, the following equation (9) is obtained.
【００２４】 ＜Ｖ1 −（Ｖ2 −ｄＺＩ2 ），Ｚ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）＞ ＝ｘ‖Ｚ（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）‖2 …(9) なお、本明細書において、ベクトルＡ（ａ1,ａ2,ａ3 ）
とベクトルＢ（ｂ1,ｂ 2,ｂ3 ）とは、＜Ａ，Ｂ＞＝ａ1
ｂ1 * ＋ａ2 ｂ2 * ＋ａ3 ｂ3 * を意味し、ユークリド
ノルムとは、‖Ａ‖＝ａ1 ａ1 * ＋ａ2 ａ2 * ＋ａ3 ａ
3 * を意味する。ただし、＊は複素共役である。<V1− (VTwo-DZITwo), Z (I1+ ITwo)> = X‖Z (I1+ ITwo) ‖Two (9) In this specification, the vector A (a1,a2,aThree)
And the vector B (b1,b 2,bThree) Means <A, B> = a1
b1 *+ ATwobTwo *+ AThreebThree *Means Euclid
The norm is {A} = a1a1 *+ ATwoaTwo *+ AThreea
Three *Means Here, * is a complex conjugate.
【００２５】したがって、(9) 式よりTherefore, from equation (9),
【００２６】[0026]
【数８】 (Equation 8)
【００２７】として、端子Ａより故障点Ｆまでの距離ｘ
を求めることができる。また、As the distance x from the terminal A to the fault point F,
Can be requested. Also,
【００２８】[0028]
【外３】 [Outside 3]
【００２９】として、前記(7) 式をａ相、ｂ相、ｃ相に
ついて分解すると、 ａ相： Ｖ1a−｛Ｖ2a−ｄ（ｚs Ｉ2a＋ｚm Ｉ2b＋ｚm Ｉ2c）｝ ＝ｘ｛ｚs （Ｉ1a＋Ｉ2a）＋ｚm （Ｉ1b＋Ｉ2b）＋ｚm （Ｉ1c＋Ｉ2c）｝ …(10) ｂ相： Ｖ1b−｛Ｖ2b−ｄ（ｚs Ｉ2b＋ｚm Ｉ2c＋ｚm Ｉ2a）｝ ＝ｘ｛ｚs （Ｉ1b＋Ｉ2b）＋ｚm （Ｉ1c＋Ｉ2c）＋ｚm （Ｉ1a＋Ｉ2a）｝ …(11) ｃ相： Ｖ1c−｛Ｖ2c−ｄ（ｚs Ｉ2c＋ｚm Ｉ2a＋ｚm Ｉ2b）｝ ＝ｘ｛ｚs （Ｉ1c＋Ｉ2c）＋ｚm （Ｉ1a＋Ｉ2a）＋ｚm （Ｉ1b＋Ｉ2b）｝ …(12) (10)式と(11)式との差をとってａ相とｂ相との線間電圧
を求めると、下記(13)式となる。When the above equation (7) is decomposed for the a phase, the b phase, and the c phase, the following equation is obtained: a phase: V 1a- {V 2a -d (z s I 2a + z m I 2b + z m I 2c )} = x {z s (I 1a + I 2a ) + z m (I 1b + I 2b ) + z m (I 1c + I 2c )} (10) b phase: V 1b- ｛V 2b -d (z s I 2b + z m I 2c + z m I 2a)} = x {z s (I 1b + I 2b) + z m (I 1c + I 2c) + z m (I 1a + I 2a)} ... (11) c -phase: V 1c - {V 2c -d (z s I 2c + z m I 2a + z m I 2b)} = x {z s (I 1c + I 2c) + z m (I 1a + I 2a) + z m (I 1b + I 2b)} ... (12) (10) When the line voltage of the a-phase and the b-phase is obtained by taking the difference between the equations and the equation (11), the following equation (13) is obtained.
【００３０】 （Ｖ1a−Ｖ1b）−｛（Ｖ2a−Ｖ2b）−ｄ（ｚs −ｚm ）（Ｉ2a−Ｉ2b）｝ ＝ｘ（ｚs −ｚm ）｛（Ｉ1a−Ｉ1b）＋（Ｉ2a−Ｉ2b）｝ …(13) ここで、ｚs −ｚm ＝ｚ1 （正相インピーダンス） Ｖ1a−Ｖ1b＝Ｖ1ab Ｖ2a−Ｖ2b＝Ｖ2ab Ｉ1a−Ｉ1b＝Ｉ1ab Ｉ2a−Ｉ2b＝Ｉ2ab と表されるものである。(V 1a −V 1b ) − {(V 2a −V 2b ) −d (z s −z m ) (I 2a −I 2b )} = x (z s −z m ) ｛(I 1a − I 1b ) + (I 2a −I 2b )｝ (13) where z s −z m = z 1 (positive phase impedance) V 1a −V 1b = V 1ab V 2a −V 2b = V 2ab I 1a -I 1b = I 1ab I 2a -I 2b = I 2ab
【００３１】したがって、(13)式は下記(14)式となる。 Ｖ1ab −（Ｖ2ab −ｄｚ1 Ｉ2ab ）＝ｘｚ1 （Ｉ1ab ＋Ｉ2ab ） …(14) その結果、Therefore, the equation (13) becomes the following equation (14). V 1ab - (V 2ab -dz 1 I 2ab) = xz 1 (I 1ab + I 2ab) ... (14) As a result,
【００３２】[0032]
【数９】 (Equation 9)
【００３３】となり、ａ相−ｂ相間で短絡が発生した場
合の端子Ａから故障点Ｆまでの距離ｘを求めることがで
きる。(11)式と(12)式との差をとってｂ相とｃ相との線
間電圧を求めると、下記(15)式となる。 （Ｖ1b−Ｖ1c）−｛（Ｖ2b−Ｖ2c）−ｄ（ｚs −ｚm ）（Ｉ2b−Ｉ2c）｝ ＝ｘ（ｚs −ｚm ）｛（Ｉ1b−Ｉ1c）＋（Ｉ2b−Ｉ2c）｝ …(15) ここで、Ｖ1b−Ｖ1c＝Ｖ1bc Ｖ2b−Ｖ2c＝Ｖ2bc Ｉ1b−Ｉ1c＝Ｉ1bc Ｉ2b−Ｉ2c＝Ｉ2bc と表されるものである。The distance x from the terminal A to the failure point F when a short circuit occurs between the phase a and the phase b can be obtained. When the line voltage of the b-phase and the c-phase is obtained by taking the difference between the equations (11) and (12), the following equation (15) is obtained. (V 1b −V 1c ) − {(V 2b −V 2c ) −d (z s −z m ) (I 2b −I 2c )} = x (z s −z m ) ｛(I 1b −I 1c ) + (I 2b −I 2c )｝ (15) where V 1b −V 1c = V 1bc V 2b −V 2c = V 2bc I 1b −I 1c = I 1bc I 2b −I 2c = I 2bc Is what is done.
【００３４】したがって、(15)式は下記(16)式となる。 Ｖ1bc −（Ｖ2bc −ｄｚ1 Ｉ2bc ）＝ｘｚ1 （Ｉ1bc ＋Ｉ2bc ） …(16) その結果、Therefore, the equation (15) becomes the following equation (16). V 1bc- (V 2bc -dz 1 I 2bc ) = xz 1 (I 1bc + I 2bc ) (16) As a result,
【００３５】[0035]
【数１０】 (Equation 10)
【００３６】となり、ｂ相−ｃ相間で短絡が発生した場
合の端子Ａから故障点Ｆまでの距離ｘを求めることがで
きる。(12)式と(10)式との差をとってｃ相とａ相との線
間電圧を求めると、下記(17)式となる。 （Ｖ1c−Ｖ1a）−｛（Ｖ2c−Ｖ2a）−ｄ（ｚs −ｚm ）（Ｉ2c−Ｉ2a）｝ ＝ｘ（ｚs −ｚm ）｛（Ｉ1c−Ｉ1a）＋（Ｉ2c−Ｉ2a）｝ …(15) ここで、Ｖ1c−Ｖ1a＝Ｖ1ca Ｖ2c−Ｖ2a＝Ｖ2ca Ｉ1c−Ｉ1a＝Ｉ1ca Ｉ2c−Ｉ2a＝Ｉ2ca と表されるものである。The distance x from the terminal A to the fault point F when a short circuit occurs between the phase b and the phase c can be obtained. When the line voltage of the c-phase and the a-phase is obtained by taking the difference between the equations (12) and (10), the following equation (17) is obtained. (V 1c −V 1a ) − {(V 2c −V 2a ) −d (z s −z m ) (I 2c −I 2a )} = x (z s −z m ) ｛(I 1c −I 1a ) + (I 2c −I 2a )｝ (15) where V 1c −V 1a = V 1ca V 2c −V 2a = V 2ca I 1c −I 1a = I 1ca I 2c −I 2a = I 2ca Is what is done.
【００３７】したがって、(15)式は下記(16)式となる。 Ｖ1ca −（Ｖ2ca −ｄｚ1 Ｉ2ca ）＝ｘｚ1 （Ｉ1ca ＋Ｉ2ca ） …(16) その結果、Therefore, the equation (15) becomes the following equation (16). V 1ca − (V 2ca −dz 1 I 2ca ) = xz 1 (I 1ca + I 2ca ) (16) As a result,
【００３８】[0038]
【数１１】 [Equation 11]
【００３９】となり、ｃ相−ａ相間で短絡が発生した場
合の端子Ａから故障点Ｆまでの距離ｘを求めることがで
きる。また、零相に関しては(10)式、(11)式及び(12)式
の和をとると、下記(17)式となる。 （Ｖ1a＋Ｖ1b＋Ｖ1c） −｛（Ｖ2a＋Ｖ2b＋Ｖ2c）−ｄ（ｚs ＋２ｚm ）（Ｉ2a＋Ｉ2b＋Ｉ2c）｝ ＝ｘ（ｚs ＋２ｚm ）｛（Ｉ1a＋Ｉ1b＋Ｉ1c）＋（Ｉ2a＋Ｉ2b＋Ｉ2c）｝…(17) ここで、ｚs ＋２ｚm ＝ｚ0 （零相インピーダンス） Ｖ1a＋Ｖ1b＋Ｖ1c＝Ｖ10 Ｖ2a＋Ｖ2b＋Ｖ2c＝Ｖ20 Ｉ1a＋Ｉ1b＋Ｉ1c＝Ｉ10 Ｉ2a＋Ｉ2b＋Ｉ2c＝Ｉ20 と表されるものである。The distance x from the terminal A to the fault point F when a short circuit occurs between the c phase and the a phase can be obtained. For the zero phase, the following equation (17) is obtained by summing the equations (10), (11) and (12). (V 1a + V 1b + V 1c) - {(V 2a + V 2b + V 2c) -d (z s + 2z m) (I 2a + I 2b + I 2c)} = x (z s + 2z m) {(I 1a + I 1b + I 1c) + (I 2a + I 2b + I 2c)} ... (17) where, z s + 2z m = z 0 ( zero sequence impedance) V 1a + V 1b + V 1c = V 10 V 2a + V 2b + V 2c = V 20 I 1a + I 1b + I 1c = is represented as I 10 I 2a + I 2b + I 2c = I 20.
【００４０】したがって、(17)式は下記(18)式となる。 Ｖ10−（Ｖ20−ｄｚ0 Ｉ20）＝ｘｚ0 （Ｉ10＋Ｉ20） …(19) その結果、Therefore, the equation (17) becomes the following equation (18). V 10 - (V 20 -dz 0 I 20) = xz 0 (I 10 + I 20) ... (19) As a result,
【００４１】[0041]
【数１２】 (Equation 12)
【００４２】となり、地絡が発生した場合の端子Ａから
故障点Ｆまでの距離ｘを求めることができる。The distance x from the terminal A to the fault point F when a ground fault occurs can be obtained.
【００４３】[0043]
【実施例】以下、本発明に係る送電線故障点標定方法を
添付図面に基づいて詳細に説明する。図２は一般的な２
端子系単回線送電線、及び本発明に係る送電線故障点標
定方法に適用される故障点算定装置を示す図であり、２
端子系単回線送電線（以下、「２端子系」と略称す
る。）Ｌは、端子Ａ側に電源Ｇを配置し、端子Ｂ側に負
荷ＬＢを配置している。故障点算定装置１は、端子Ａ側
に配置されている。なお、負荷ＬＢに代えて、電源を配
置してもよい。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for locating a fault in a transmission line according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Figure 2 shows the general 2
FIG. 2 is a diagram showing a terminal-system single-circuit transmission line and a fault point calculating device applied to the transmission line fault point locating method according to the present invention;
In a terminal system single-line transmission line (hereinafter abbreviated as “two-terminal system”) L, a power source G is arranged on a terminal A side, and a load LB is arranged on a terminal B side. The fault point calculating device 1 is arranged on the terminal A side. Note that a power supply may be provided instead of the load LB.
【００４４】前記２端子系Ｌには、端子Ａ側における回
線Ｌのａ相、ｂ相及びｃ相に接続される変流器ＣＴ１
ａ，１ｂ，１ｃと、端子Ａ側の母線に接続され、線間電
圧を検出する計器用変圧器２とが接続されている。故障
点算定装置１には、進相器３、補助変圧器４、サンプル
ホールド回路５、Ａ／Ｄ変換器６、受信器１２、データ
メモリ７、故障検出部８、インピーダンスメモリ１１、
演算部９及び表示部１０が備えられている。The two-terminal system L includes a current transformer CT1 connected to the phases a, b, and c of the line L on the terminal A side.
a, 1b, and 1c, and an instrument transformer 2 that is connected to the bus on the terminal A side and detects line voltage. The fault point calculating device 1 includes a phase advancer 3, an auxiliary transformer 4, a sample and hold circuit 5, an A / D converter 6, a receiver 12, a data memory 7, a fault detector 8, an impedance memory 11,
An arithmetic unit 9 and a display unit 10 are provided.
【００４５】補助変圧器４は、進相器３を通じて読み取
った各相電圧・電流、零相電圧・電流、正相電圧・電
流、逆相電圧・電流を所定レベルの電圧信号、電流信号
に変換する。サンプルホールド回路５は、補助トランス
４で変換された電圧信号、電流信号を所定電気角（例え
ば３０度）毎にサンプリングする。The auxiliary transformer 4 converts each phase voltage / current, zero-phase voltage / current, positive-phase voltage / current, and negative-phase voltage / current read through the phase advancer 3 into voltage signals and current signals of predetermined levels. I do. The sample hold circuit 5 samples the voltage signal and the current signal converted by the auxiliary transformer 4 at every predetermined electrical angle (for example, 30 degrees).
【００４６】受信器１２は、端子Ｂにおける測定値のデ
ータを無線、光等を通して受信する。データメモリ７
は、Ａ／Ｄ変換器６により変換されたディジタル値、及
び受信器１２を通して読み取った端子Ｂにおける測定値
のディジタル値を格納する。故障検出部８は、例えば２
７リレーや６４リレーにより構成され、前記ディジタル
値に基づいて短絡故障または地絡故障を検出する。The receiver 12 receives the data of the measured value at the terminal B through radio, light, or the like. Data memory 7
Stores the digital value converted by the A / D converter 6 and the digital value of the measured value at the terminal B read through the receiver 12. For example, the failure detection unit 8
It is composed of 7 relays and 64 relays, and detects a short-circuit fault or a ground fault based on the digital value.
【００４７】インピーダンスメモリ１１は、正相インピ
ーダンスｚ1 の値、零相インピーダンスｚ0 の値等を定
数として格納している。演算部９は、故障検出部８から
の故障点算出指令信号に応じて、インピーダンスメモリ
１１に格納している各インピーダンスと、データメモリ
７に格納されている各相電圧・電流、零相電圧・電流を
要素として下記(A) 式また下記(B) 式等の演算を行って
端子Ａから故障点までの距離ｘを算出する。The impedance memory 11 stores the value of the positive-phase impedance z 1 , the value of the zero-phase impedance z 0 , and the like as constants. The calculating unit 9 responds to the fault point calculation command signal from the fault detecting unit 8 by using each impedance stored in the impedance memory 11 and each phase voltage / current, zero-phase voltage / current stored in the data memory 7. The distance x from the terminal A to the failure point is calculated by performing the following equation (A) or the following equation (B) using the current as an element.
【００４８】[0048]
【数１３】 (Equation 13)
【００４９】[0049]
【数１４】 [Equation 14]
【００５０】表示部１０は、演算部９により算出された
故障点の情報を表示する。また、端子Ｂには、端子Ｂ側
における回線Ｌのａ相、ｂ相、ｃ相に接続される変流器
ＣＴ１４ａ，１４ｂ，１４ｃと、端子Ｂ側の母線に接続
され、線間電圧を検出する計器用変圧器１５と、変流器
ＣＴ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ、計器用変圧器１５により
測定された各相の電圧・電流に基づいて、零相電圧・電
流、正相電圧・電流、逆相電圧・電流を検出し、検出さ
れたデータを無線、光等を通して送信する送信器１３と
が設けられている。The display unit 10 displays information on the fault point calculated by the calculation unit 9. The terminal B is connected to the current transformers CT14a, 14b, and 14c connected to the phases a, b, and c of the line L on the terminal B side, and to the bus on the terminal B side to detect a line voltage. The zero-phase voltage / current, the positive-phase voltage / current, and the negative-phase voltage / current are measured based on the voltage / current of each phase measured by the voltage transformer 15, the current transformers CT 14 a, 14 b, 14 c, and the voltage transformer 15. A transmitter 13 is provided for detecting voltage / current and transmitting the detected data via radio, light, or the like.
【００５１】送信器１３には、零相電圧・電流、正相電
圧・電流、逆相電圧・電流を検出する進相器、データを
ディジタル変換するためのサンプルホールド回路、Ａ／
Ｄ変換器が内蔵されている。このサンプルホールド回路
及び故障点算出装置１のサンプルホールド回路５の間に
は、演算誤差を発生させないようサンプリング同期が採
られている。The transmitter 13 includes a phase advancer for detecting zero-phase voltage / current, positive-phase voltage / current, and negative-phase voltage / current, a sample / hold circuit for digitally converting data,
A D converter is built in. Sampling synchronization is adopted between the sample and hold circuit and the sample and hold circuit 5 of the fault point calculation device 1 so as not to generate an operation error.
【００５２】前記故障点算定装置１の動作は次の通りで
ある。故障検出部８が短絡故障を検出すると、演算部９
に故障点標定動作を開始させる。演算部９は、データメ
モリ７に格納されている故障検出相（ａｂ間とする）に
対応する電流、電圧データを取り出す。演算部９は、前
記各データを取り込み、端子Ａの線間電圧Ｖ1ab 、端子
Ａの線間電流Ｉ1ab 、端子Ｂの線間電圧Ｖ2ab 、端子Ｂ
の線間電流Ｉ2ab を検出する。The operation of the fault point calculating device 1 is as follows. When the failure detection unit 8 detects a short-circuit failure, the calculation unit 9
To start the fault locating operation. The operation unit 9 extracts current and voltage data corresponding to the failure detection phase (between a and ab) stored in the data memory 7. The operation unit 9 captures the data and obtains the line voltage V 1ab of the terminal A, the line current I 1ab of the terminal A, the line voltage V 2ab of the terminal B, and the terminal B.
Is detected.
【００５３】そして、Ｖ1ab 、Ｉ1ab 、Ｖ2ab 、Ｉ2ab
を前記(A) 式に代入して、短絡故障が発生した場合の端
子Ａから故障点までの距離ｘを計算する。また、故障検
出部８にて地絡故障が検出されると、演算部は、端子Ａ
の零相電圧Ｖ10、端子Ａの零相電流Ｉ10、端子Ｂの零相
電圧Ｖ20、端子Ｂの零相電流Ｉ20を検出し、このＶ10、
Ｉ10、Ｖ20、Ｉ20を前記(B) 式に代入して、地絡故障が
発生した場合の端子Ａから故障点までの距離ｘを算出す
る。Then, V 1ab , I 1ab , V 2ab , I 2ab
Is substituted into the above equation (A) to calculate the distance x from the terminal A to the fault point when a short-circuit fault occurs. When the fault detecting unit 8 detects a ground fault, the calculating unit
Zero-phase voltage V 10 of the zero-phase current I 10 of the terminal A, the zero-phase voltage V 20 of the terminal B, detects the zero-phase current I 20 of the terminal B, the V 10,
By substituting I 10 , V 20 , and I 20 into the above equation (B), the distance x from the terminal A to the fault point when a ground fault has occurred is calculated.
【００５４】このように、本発明に係る送電線故障点標
定方法によると、従来のインピーダンス方式のように、
故障点インピーダンスを純抵抗とみなすことなく、両端
から電圧、電流及びインピーダンスを計測することによ
り故障点を標定することがきる。ところで、前記送信器
１３、受信器１２間のデータの伝送にあたっては、高
速、高信頼性が要求される。したがって、データ伝送方
式として、例えばＰＣＭ伝送方式を用い、通信路も大容
量のものを用いることが好ましい。特に、端子Ａと端子
Ｂとのサンプリング同期を正確にとらなければ、演算結
果に誤差が生じるので、データ伝送中に生じるサンプリ
ング時間差を正確に測定し補正する技術を採用すること
が好ましい。As described above, according to the transmission line fault point locating method according to the present invention, like the conventional impedance method,
The fault point can be located by measuring the voltage, current and impedance from both ends without considering the fault point impedance as pure resistance. In transmitting data between the transmitter 13 and the receiver 12, high speed and high reliability are required. Therefore, it is preferable to use, for example, the PCM transmission method as the data transmission method and use a large-capacity communication path. In particular, if the sampling synchronization between the terminal A and the terminal B is not accurately obtained, an error occurs in the calculation result. Therefore, it is preferable to employ a technique for accurately measuring and correcting the sampling time difference generated during data transmission.
【００５５】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の範囲内で多くの修正及び変更を加
え得ることは勿論である。例えば、端子Ａ，Ｂにそれぞ
れ送信器を設置してデータの伝送をさせ、端子Ａからも
端子Ｂからも離れた場所に受信器１２を含む故障点算定
装置１を設置してもよい。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that many modifications and changes can be made within the scope of the present invention. For example, a transmitter may be installed at each of the terminals A and B to transmit data, and the fault point calculation device 1 including the receiver 12 may be installed at a location away from both the terminal A and the terminal B.
【００５６】[0056]
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、本発明に係る送電線故障点標定方法によると、
故障点インピーダンスを純抵抗とみなすことなく、両端
から電圧、電流及びインピーダンスを計測することによ
り故障点を標定することがきる。As is apparent from the above description, according to the present invention, according to the transmission line fault point locating method according to the present invention,
The fault point can be located by measuring the voltage, current and impedance from both ends without considering the fault point impedance as pure resistance.
【図１】本発明の原理を説明するための、２端子系単回
線送電線の等価回路図である。FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a two-terminal single-line transmission line for explaining the principle of the present invention.
【図２】本発明に係る送電線故障点標定方法に適用され
る故障点算定装置を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a fault point calculating device applied to a transmission line fault point locating method according to the present invention.
【図３】従来のインピーダンス方式の原理を説明するた
めの、２端子系単回線送電線の等価回路図である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a two-terminal single-line transmission line for explaining the principle of a conventional impedance system.
１ 故障点算定装置 ９ 演算部 Ｌ ２端子系単回線送電線 Ａ，Ｂ 端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fault point calculation device 9 Operation part L Two-terminal single-circuit transmission line A, B terminal
Claims (1)
送電線の両端における測定電圧、測定電流及び送電線の
インピーダンスに基づいて標定する方法において、 下記式を適用して、故障点の標定をすることを特徴とす
る送電線故障標定方法。 【数１】 （ただし、ｘ ：一側端子より故障点までの距離 Ｖ1 ：一側端子での相電圧ベクトル Ｉ1 ：一側端子での相電流ベクトル Ｖ2 ：他側端子での相電圧ベクトル Ｉ2 ：他側端子での相電流ベクトル ｄ ：送電線路長 Ｚ ：送電線単位長さ当りのインピーダンス行列 ＜ ， ＞：ベクトルの内積 || ||：ユークリッドノルム である。）1. A fault point in a two-terminal single-circuit transmission line is
A method of locating based on a measured voltage and a measured current at both ends of a transmission line and an impedance of the transmission line, wherein the following equation is applied to locate a fault point. (Equation 1) (Where, x: distance from one terminal to fault point V 1 : phase voltage vector at one terminal I 1 : phase current vector at one terminal V 2 : phase voltage vector at other terminal I 2 : Phase current vector at the other terminal d: Transmission line length Z: Impedance matrix per unit length of transmission line <,>: Inner product of vectors || ||: Euclidean norm
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| JP23527794A JP3341485B2 (en) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | Transmission line fault location method |
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