JPH0450672A - 平行2回線電力系統用事故点標定方式 - Google Patents

平行2回線電力系統用事故点標定方式

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JPH0450672A
JPH0450672A JP15462390A JP15462390A JPH0450672A JP H0450672 A JPH0450672 A JP H0450672A JP 15462390 A JP15462390 A JP 15462390A JP 15462390 A JP15462390 A JP 15462390A JP H0450672 A JPH0450672 A JP H0450672A
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園原 和夫
Kyoji Ishizu
石津 京二
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津久田 尚志
Kanzo Matsunaga
松永 完三
Masataka Mitsuoka
光岡 正隆
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は平行2回線電力送電系統に適用される事故点
標定装置に関するものである。
〔従来の技術〕
送電系統で事故が発生した場合、事故発生箇所の設備に
異常がないかを調べ、送電を再開・継続してもよいかを
判断しなければいけないが5通常送電系統は数キロから
十数キロあり、かつ送電線が山中を通過している場合も
多く、点検・巡視員が効率よく事故点に到達できる支援
装置として、事故点標定装置が導入されている。
第3図は特開昭61−110067号に示された従来の
事故点標定装置を示す図である。図に於て、(1)は平
行2回線送電系統1、(2)は各端子の母線、(3)は
事故点標定装置(至)内のアナログフィルター、(4)
はデータを保持するサンプルホールド回路、(5)は入
力チャネルを切り換えるマルチプレクサ−回路、(6)
はアナログ・デジタル変換回路、(7)は入力データを
使って事故点を標定する演算回路、(8)は電流を計測
するための電流変流器、(9)は母線電圧を計測するた
めの電圧変圧器である。
即ぢ、送電系統(1)で事故が発生すると、その時の電
流、電圧をそれぞれ電流変成器(8)、電圧変圧器(9
)を介して取り込み、アナログフィルター(3)で直流
分や高調波成分を除去し、基本波を一定間隔でサンプル
ホールド回路+4+に保持し、マルチプレクサ−(5)
のチャネルを順次切り替えてアナログ量をアナログ・デ
ジタル変換回路(6)でデジタル演算できる形に整える
。そして、演算袋W(7)で事故点迄の距離を以下に述
べる方法で求める。
事故点を標定する方式には平行回線の事故回線に流れる
事故電流と健全回線を迂回して流れる事故電流の分流比
が、各々の電流経路の線路インピーダンスに反比例する
事を応用した差電流標定方式と、事故点迄の線路電圧降
下が線路インピーダンスと電流の積となるというオーム
の法則を応用したインピーダンス標定方式がある。
分流比を用いた差電流標定方式は事故時の零相電流で演
算するので単純な地絡事故対応となり、短絡事故に対し
てはオームの法則を応用したインピーダンス標定方式を
用いている。第4図に差電流標定方式の演算原理を、又
、第5図にインピーダンス標定方式の演算原理を示す。
第4図において、差電流標定方式の原理は、(線路ab
の零相インピーダンス):(線路acbの零相インピー
ダンス)−(線路acbを流れる零相電流■。、);(
線路abを流れる零相電流■。2)と云う反比例関係よ
り、第4図に示すように全長1に対し事故がXの割合の
所で発生すると、線路abの零相インピーダンスZ−X
−20(但し、Zoは全長の零相インピーダンス)より X −Z、+ 161  = (2−X)  ・Z、 
log即ち、rot  十Iot が求まる。
一方、第5図において、インピーダンス方式は、(ある
端子の電圧)−(事故相の線路電圧降下)+ (Ilf
fl線内の健全相からの相互誘導電圧)+(隣回線から
の相互誘導電圧)+(事故相残り電圧)−(端子と事故
点間の自己インピーダンス)(事故相の相電流)+(端
子と事故点間の回線内相互インピーダンス)・ (回線
内健全相電流の総和)+(端子と事故点間の回線間相互
インピーダンス)・ (隣回線の相電流の総和)+(事
故相残り電圧〉 すなわち、事故相がA相の場合、 Va−X−Zs  ・工。
+X−ハ ・ (rs+rc) +X・Z、  ・ (1,’+1.” +1.”)+V
FA       −’−・−・−・−一−−−−−−
−=−−−−・・−・・・・−(2+となる。
ところで、送電系統での事故では事故点抵抗が抵抗骨で
あることが一般的に知られており、事故点の残り電圧は
抵抗(レジスタンス)方向の成分のみとなる。ここで、
(2)式のレジスタンス方向と直角方間、即ちリアクタ
ンス方向へ射影した成分を採ると、v2は射影成分の中
に入ってこなくなり、事故点迄の割合Xが下記のように
求まる。
<Zs−1m+・Zs・(Ia+Ic)+ZII’ −
(Ia’圭■、+ + I c’)lのリアクタンス成
分又、AB相の短絡事故の場合は、B相のV、=X−Z
z  ・IH+X’Z*  H(14+1c>  +X
・Zm   ・ (rA  +1m ’  +Ic ’
)+Vrgと上記A相(7)V、よりVa  Va −
X ・ (Zs  Z−)(141t > +VFA 
 VFBとなり、両辺のリアクタンス方向成分をとれば
、VFA  VFllは射影成分の中に入ってこなくな
り、下記の短絡インピーダンス標定の演算式が求まる。
(Zs  Z−・(IA−1,) 以上いずれかの方法で求めたXに全長を掛ければ事故点
迄の距離として求めることができる。
上記演算原理に基づく演算処理を実行する演算回路の演
算フローを第6図により説明すると、5T100は電圧
変圧器(9)、及び電流変流器(8)から導入される自
端の電圧・電流を計測するステップある。
5TIOI は系統電圧の低下、電流変化(事故電流発
生)等によって事故発生を検出するステップである。
5T114は事故が1相地絡事故か、2相以上の事故か
を識別するステップである。
5T115は2相以上の事故なので、上述した短絡事故
対応であるインピーダンス標定を実施するステップであ
る。
5T116は1相地絡事故なので上述の差電流標定、又
は地絡事故対応のインピーダンス標定のいずれかで標定
を実施するステップである。
5T113 は標定値が妥当な場合、表示やプリンター
印字等の標定結果の出力処理を行い、不適当な時は標定
結果を棄却するステップである。
〔発明が解決しようとする課題〕
送電系統では分岐系統を持つ多端子系統も多く、この場
合は、事故発生により分岐線路を迂回して事故電流が重
畳するので、事故電流は各線路で異なった値となる。又
、この事故電流の重畳比率も事故点の位置によって変化
する。
従って、多端子系統で事故点を特定するには各端子から
それぞれ標定して、複数の標定値を組み合わせて総合判
定する多端子判定方式を行なう必要がある。しかし、こ
れには各端子に標定装置(又は、最低でも電流・電圧の
計測、アナログ・デジタル変換装置は必要)、伝送装置
、及び各端子間にマイクロ回線等の伝送路を設ける必要
があり大変なコスト高となる。
又、従来の自端判定方式では分岐点以遠の各線路の電流
が測定できないため、自端で計測した事故電流が事故点
まで続いているとして標定するため、別の端子を迂回し
て事故電流が途中から重畳してくる多端子系統の事故に
対しては高精度の標定は期待できず、又、分岐点以遠の
どの線路が事故線路であるのか特定する事も不可能であ
った。
よって、点検巡視具は幾つもの線路を巡視し事故点を発
見せねばならなかった。
本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、自端判定方式でありながら、多端子送電系統内
の任意の事故を高精度で標定し、かつ、事故線路の特定
も可能な事故点標定装置を得ることを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る事故点標定方式は、事故点を想定して多
端子送電系統内の各線路の事故電流分布比率を求める事
により、自端以外の電流は自端で計測した電流を事故電
流分布比率倍する事で求め、求めた電流により演算した
事故点と想定事故とが所定範囲に収束するまで、想定事
故点を系統的各線路上で移動させて行ない、両標定値も
真の事故点に収束するので、これにより事故線路の特定
と事故点迄の距離を高精度で標定する事を可能にした。
〔作用〕
本発明は自端では計測できない線路の事故電流も、(事
故電流)−(その線路の自端事故電流に対する事故電流
分布比率)×(自端事故電流)で求まる事に注目し、任
意の線路の電流を事故電流分布比率により求めて、事故
点を標定する演算を行ない、演算により求めた事故点と
想定事故点とが収束するまで、繰り返し、想定事故点を
変化させて演算を行う。
〔発明の実施例〕
第2図は平行2回線3端子系統に1単回線分岐を有する
送電系統に本発明を適用した実施例で、自端判定形と云
うことで従来形とほぼ同じであるが、従来の差電流標定
方式は零相電流のみに適用していたので、隣回線の電流
は零相11t流しか取り込んでいなかったが、本発明で
は各相電流に差電流標定を適用するので隣回線の電流は
各相電流、零相電流の両方を取り込んでいる。又、従来
の装置が各回線毎に設置されていたのに対し、本発明で
は両回線−括で判定するため装置は1つである。
次に本発明の動作を示す、まず最初に各相差電流標定方
式の原理を説明する。各相差電流標定方式は事故相の事
故電流が平行2回線内を事故点迄のインピーダンスに反
比例した形で分流する事を応用したもので、前述の零相
差電流標定と考え方は同じである。
2端子送電系統対応の各相差電流標定方式は、零相差電
流標定の演算式の零相電流を事故相を流に置き換えた形
となるので、ここでは3端子送電系統の場合を示す。第
7図(alは3端子送電系統のI L(!l!IP端と
分岐T1の間で、P端より割合Xの所に事故が発生した
場合の図で、(P端零相電圧)−(線路零相電圧降下)
+(事故点電圧)より下記の式が成立する。
(LL側) VOP=X *  (ZOP’k 1oo
p  + ZOMP  *(2L側] 1ozp  )  +VOF    −一・・・−・・
・−・・・・−・(4)v=p端2L−T2−Q端−T
1→事故点Fの線路電圧降下 −ZOP’l’ rozp +ZOQ* (102Q)
+Zo** 1oto + (I  X) *ZOP*
 (rate + l6111 ) + X * ZO
MP*丁。+F(1−X)’l’Z(IMP*(l0I
Q + 1611 )  ZOMQ * IIIIQZ
OMQ ’k (Iota ) −(1−X)* Z 
* l0IP +VF  ・−一一一−−−−−−−−
−・−・−・−(5)両式より (IOIP+Iotp+■o+a+IozQ+Ion+
+Ioz+L)但し C−Z OQ/ Z 0F ZOP  :p端一分岐点間の零相インピーダンス ZOMP:P端一分岐点間の零相相互インピーダンス To+r:P端ILの零相電流 夏。22 :P端2Lの零相it流 Q端、R端の諸量についても同様 第7図6)はQ端一分岐点Ti間で、Q端より割合Xの
所で事故が発生した場合、第7図(C1はR端分岐点T
1間で、R端より割合Xの所で事故が発生した場合で、
Piの場合と同様に考えて下記の式となる。また2L側
の事故に対しては各式で添え字1と2を入れ換えればよ
い。
Q端より割合Xの所での事故 (IIlIP+ I。zp+ Io+@+ rosQ+
1oll+ IozR)但し C= Z ox/ Z 
o。
R@より割合Xの所での事故 (I o+p+ Iogp+ LIQ+ 1oto” 
l0111+ 1021)但し C= Z OF/ Z
 OR 事故点までのインピーダンスに反比例して電流が平行2
回線内を分流するのは零相電流でも、各相の事故電流で
も同じなので、例えば、第7図の事故がA、 B相事故
とすると、上式の零相電流の代わりにA相事故を流を代
入するとA相の事故点が、B相事故電流を代入するとB
相の事故点が求まる。
尚、係数Cも零相インピーダンス比でもよいが、電力関
係ではパーセントインピーダンス等を使うため、正相イ
ンピーダンスが既知である場合が多いのでC= Z I
F/ Z +eのように正相インピーダンス表現にする
。第7図の場合の各相差1!1流標定の演算式をまとめ
ると下記となる。
P端より割合Xの所での事故(LL、A相事故の場合) P@からの距離−X本り。
(IAIP+ IAzp+ lAl11+ Iazo+
 IaIm+ 1Ap)但し C=Zto/Z+p Q端より割合Xの所での事故(IL、A相事故の場合) P端からの距離−Lp + (l  X) *LQ場合
〉 P端からの距離−LP + (1−x)*Ll但し C
” Z +ア/Z Z+r:P端一分岐点間の正相インピーダンスL、  
 :P端一分岐点間距離 IAIP:P端ILのA相電流 IAtpiP端2LのA相電流 Q#、R端の諸量についても同様 次ぎに事故電流分布比率の求め方を示す。第8図に於て
、Q端より割合Xの所に事故点Fがある場合、閉路電流
1.〜I4を図の方向に取り、キルヒホツフの法則を用
いて連立方程式をたてると(IAIF+工^zp+Ia
+a+IAzo+I^lR+lAt11)但し C= 
Z +a/ Z IQ R端より割合Xの所での事故(IL、A相事故の線路T
2 Rの事故電流分布比率 α tz+−=13/(1*   +  In)流分重
比率は &1回路T + +  Fの事故電流分布比率αアII
−F −It /(1+  + 13)線路F−Qの事
故電流分布比率 αF−@  =I糞/(It++z) 線路T l + −Rの事故電流分布比率αT11− 
 =  13 /(■1+ 13)線路Tz+−ctの
事故電流分布比率 αテz+−−14/(13+14) (系統内に 流入する 向きを正 とする、) 以上より第7図のfblの分岐点Tl+以遠のFに事故
がある場合、例えばAB相2相短絡事故とすると、 vs−V、= (線路P  T l1間の線路電圧降下
)+(線路T + +  F間の線路電圧降下)−Zl
 □t++(In+r    I IIIP  )  
”XZlyz−0・ αT11−    (I AIP
Im+p) インピーダンス標定値” Lr ” (I  X) L
ここで、Z1□T1□、21ア6.−8は線路P−T線
路TzQの正相インピーダンスで系統構成より既知 I AIP  I llpはP端(自端)1号線(IL
)で計測した人相、B相の事の事故電流である。
LP、LQは線路P  T+□、線路jz  Qの亘長
で系統構成より既知 Q端より割合Xの所での事故(LL、A相事故の場合)
がある場合の公式より (■^lP+ IAぴ+IAIQ + I age” 
IAIえ+I azJ(I AIF + I Atr+
αF4・IAIP+α7□−0・I ALF+αア3.
−1・IAIF+α7□−11AZF)但し、C= 2
1 m−z/ Z 1 yz−0差電流標定、値=LP
 + (1−X)Lt+同様の考え方で、事故点が線路
PTz間、線路R−’r++間にある場合、及び2号線
(2L)側にある場合の標定演算式を導いておく。
次に第1図の動作フローを用いて本発明の詳細な説明す
る。
5T100 、 5TIOIは従来と同じである。S’
l”102は事故継続中の数サイクルのデータを凍結・
蓄積するステップである。5T103は第8図で説明し
た手法で、線路にの端から割合Xの所に事故点を想定し
た場合の事故電流分布比率を計算するステップである。
5T104は事故電流分布比率を使って、線路に上の事
故点をインピーダンス標定で測距するステップである。
5T105は事故電流分布比率を使って、線路に上の事
故点を差電流標定で測距するステップである。5T10
6は想定事故点が真の事故点に近づく程、事故電流分布
比率も実際に起こっている事故での事故電流分布比率に
近づき、両種定値も真の事故点に収束するはずであるか
ら下式で収束判定を行うステップである。
(想定事故−インピーダンス標定値)≦収束判定値かつ
、(想定事故点−差電流標定価)≦収束判定値で収束し
た時、真の事故点を示している。
5T107は上記判定式によって両種定値が収束したの
で、その線路を事故線路と特定し、収束した想定事故点
距離を標定値として決定する。5TIO8a、  S 
T 108bはある想定事故点では両種定値が収束しな
かった場合、想定事故点の位置を少し移動させる。即ち
XをΔX =0.01刻み等で変化させる。
そして、移動後の事故点での事故電流分布比率を使って
再度インピーダンス標定と差電流標定を行うステップで
ある。S T 109a、  S T 109bはX=
0−1と想定事故点を端から端まで移動させても両種定
値が収束しない時は、想定事故点を次の線路に移し、そ
の線路上を移動させながらこれまでと同様の処理を行う
ステップである。5TIIOでは系統内の平行2回線線
路すべてついに調べたが両種定値が収束便なかった場合
、まず単回線分岐線上事故ではないかチエ・7りする。
単回線分岐線がつながっている平行2回線線路上で想定
事故点を移動させた時、想定事故点直線と差を流標定曲
線が交差した値が単回線分岐点T3を示していれば単回
線分岐線上事故と判断する。これは、差電流標定が平行
2凹線内の分流を利用しているため、分流の最終点T3
を示すためである。5TIIIは単回線分岐線に全ての
事故電流が集中しているとしてインピーダンス標定する
ステップである。5T112では単回線分岐線上事故の
可能性もなくなった場合、全ての線路で収束しなかった
のは計測誤差等が原因と考え、想定事故点直線と差電流
標定曲線が交差した時点での、差電流標定値とインピー
ダンス標定値の差が最も小さい時の線路を事故線路と特
定し、交差した時点での差電流標定値を標定値として決
定する。5T113では自端の遮断器が開閉するか否か
で自回線事故の確認をし、妥当であれば事故線路、標定
値を表示やプリンター印字する標定結果出力処理である
尚、事故電流分布比率はキルヒホッフの法則を用いて3
端子系統で説明したが、端子数に応して連立方程式を増
やせば、第9図に示すような任意の端子数に拡張できる
ことは明かである。
又、インピーダンス標定、差電流標定の演算式も任意の
端子数に、拡張できる事は明かである。線路’I’+I
 N+ のN1端より割合Xの所に事故点を想定した場
合は、 閉路電流の合計 線路T I + ”−T l flol1間の事故電流
分布比率α(T +  −T + t iや1.)も同
様自端計測電圧VA−VB−Σ fZ1r+tkIAI
  Nm− +<X−Z IAI  Nb− 但し、T、。=N 。
I  A  I Nb−I  B  1sb=  α 
(Tom   T+(h・lAlN0  IBIs。を
代入すれば、IBI Nm)  5rlk lBI Nm) とする。
+  (1−X)  ・ L (N 、i   T + i ) I  A  18m   I A 2mm=α (T 
++=   T + +*−+、)I A lso  
T A 2Noを代入すれば、X) ・ L  (N+
  −Tri)ここで、TAINkは1号INx端子の
A相電流、Z ]、 Tl +i−+)  tri は
線路T + +i−r+ −T ti間の正相インピー
ダンス、L (Trii−++  Tri)間の線路亘
長、他も同様表現である。
他の線路上に事故点を想定した場合も同様に標定演算式
が導ける。又、キルヒホッフの法則を用いなくても、線
路インピーダンスの直並列合成による。
系統縮約によって事故電流分布比率を求める事ができ、
これは手法が違うだけである。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明によれば想定事故点に対する多端
子系統内の事故電流分布比率を求める事により、自端以
外の各線路の電流を自端計測事故電流分布比率倍する事
で求め、自端判定方式でありながら多端子判定方式とほ
ぼ同等の情報を用いる事を可能したので高精度の標定が
可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の動作フロー図、第2図は多端子系統に
本発明を適用した実施例のブロック図、第3図は従来装
置の2端子系統への適用実施例のブロック図、第4図は
差電流標定の原理説明図、第5図はインピーダンス標定
の原理説明図、第6図は従来装置の動作フロー図、第7
図は差電流標定に於いて事故が存在する線路が違う場合
の標定演算式の違いを説明する参照図、第8図は事故電
流分布比率を求める時のキルヒホッフの法則を3端子系
統に適用した図、第9図は任意の多端子系統列の図であ
る。 ■・・・電力送電線、2・・・母線、3・・・事故点標
定装置内のアナログフィルター 4・・・入力データを
保持するサンプルホールド回路、5・・・入カチャ不ル
を切り換えるマルチプレクサ−回路、6・・・アナログ
・デジタル変換回路、7・・・事故点を標定する演算回
路、8・・・電流を計測するための電流変流器、9・・
・電圧を計測するための電圧変圧器である。 図中、同一符号は同一部分を示す。 代理人    大  岩  増  雄 第1図 第1図 (b) 第4図 電Fi所丁庇 J教E薩T aCb xzoIo+ = <2−x)Zolo2(但し acMの1グネ目イ/じ一77又二ZO)第5図 第6図 第7図 第8図 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 平行2回線運用の多端子電力送電系統の事故点を標定す
    るものにおいて、多端子電力送電系統の任意の線路で事
    故が発生した場合の各線路の電流を事故点を想定した事
    故電流分布比率と自端で計測した電流値からそれぞれ求
    め、該それぞれの電流値に基づいて演算した事故点と上
    記想定事故点とが所定範囲に収束するまで、上記想定事
    故点を変化させて繰り返し演算を行い、収束したときの
    想定事故点を事故点と標定することを特徴とする平行2
    回線電力系統用事故点標定方式。
JP2154623A 1990-06-12 1990-06-12 平行2回線電力系統用事故点標定方式 Expired - Lifetime JP2563647B2 (ja)

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