JPH0769380B2 - 故障点標定方法 - Google Patents

故障点標定方法

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JPH0769380B2
JPH0769380B2 JP3360088A JP3360088A JPH0769380B2 JP H0769380 B2 JPH0769380 B2 JP H0769380B2 JP 3360088 A JP3360088 A JP 3360088A JP 3360088 A JP3360088 A JP 3360088A JP H0769380 B2 JPH0769380 B2 JP H0769380B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、系統に1線地絡故障が生じた場合に、系統に
生ずる零相電流及び零相電圧に応じて故障点を特定する
故障点標定方法に関する。
(従来の技術) 従来、並行2回線による送電系統における故障点の標定
は、系統の電源端変電所に設けた故障点評定装置により
各回線を流れる零相電流を検出し、これらの地に基づき
故障点を特定する故障点標定方法が採用されている。
第5図は、従来の標定方法を説明するための3端子系統
図である。図中、1は中性点接地抵抗2により接地され
た三相交流電源であり、この電源1からの出力電圧は、
電源端変電所Aにて昇圧された後、2回線送電線により
非電源端変電所Cに送電される。これらの2回線送電線
では、系統の中間において他の送電線が分岐され、この
分岐送電線は前記2回線系統から短距離地点に設置され
た中間変電所Bに接続されている。また、電源端変電所
Aの各回線の負荷側には、各回線から零相電流を取り込
む故障点標定装置FL1が設けられている。
いま、第5図中、電源端変電所Aと中間変電所Bとの間
の第1回線上の点G2で1線地絡故障が発生した場合、同
図に示すように、健全回線(第2回線)を電源端変電所
Aから中間変電所Bに向けて零相電流02が、また、故
障回線を電源端変電所Aから故障点G2に向けて零相電流
01が、更に、中間変電所Bから故障点G2に向けて前記
零相電流02が流れる。このとき、標定装置FL1は零相
電流01及び02を計測する。
そして、故障点の特定は、第6図の簡易等価回路により
算出することができる。同図に示すように、電源端変電
所Aと中間変電所Bとの距離を単位長1として中間変電
所Bから故障点G2までの距離(標定値)をlとし、線
路の零相インピーダンスを単位距離あたりとする
と、0102、lとの間には、 (1−l01(1+l02 なる関係があるので、標定値lは、 となり、故障点G2が標定できることになる。
(発明が解決しようとする課題) ところが、第7図に示すように中間変電所Bと非電源端
変電所Cとの間の点G1において1線地絡故障が発生した
場合には、電源端変電所Aと中間変電所Bとの間におい
ては故障回線及び健全回線上を電源端変電所Aから中間
変電所Bに向けて零相電流01及び02がそれぞれ流
れ、また、中間変電所Bと非電源端変電所Cとの間にお
いては健全回線を中間変電所Bから非電源端変電所Cに
向けて零相電流02が流れ、更に、故障回線を中間変電
所Bから故障点G1に向けて零相電流01が、非電源端変
電所Cから故障点G1に向けて前記零相電流02が流れ
る。このとき、標定装置FL1は、前述した電源端変電所
Aと中間変電所Bとの間での地絡故障の場合と同様に電
源端変電所Aにおける零相電流01及び02を計測する
ことになる。
ところが、標定装置FL1から見た系統の零相インピーダ
ンスは中間変電所Bにおいて系統が閉じられているた
め、故障回線、健全回線とも等しくなるので、常に、0102 となる。
したがって、故障点G1の位置を零相電流01及び02
基づき標定装置FL1により測定する場合には、非電源端
変電所Cと中間変電所Bとの間の距離を単位長1とし、
中間変電所Bから故障点G1までの距離をlとすると、 となり、常に、ほぼ100%の標定結果しか得られず、標
定装置FL1による故障点の標定ができないという不都合
があった。
本発明は上記問題点を解決するために提案されたもの
で、その目的とするところは、並行2回線系統の電源端
変電所Aと非電源端変電所Cとの間に中間変電所Bを有
する3端子系統において、中間変電所Bと非電源端変電
所Cとの間で1線地絡故障が発生しても、正確な故障点
の標定を行うことが可能な故障点標定方法を提供するこ
とにある。
(課題を解決するための手段) 上記課題を解決するため、本発明においては、非電源端
変電所において系統から零相電流及び零相電圧を取り込
み、前記零相電圧と系統の電源相電圧との比である零相
電圧発生率を算出し、この零相電圧発生率と、前記零相
電流と、予め整定された完全地絡時の零相電流である最
大零相電流とに基づき、 なる式により、非電源端変電所から中間変電所までの距
離と非電源端変電所から故障点までの距離との比を演算
して1線地絡故障点を特定することを特徴とする。
(作用) 系統の中間変電所と非電源端変電所との間で1線地絡故
障が発生した場合、故障回線については零相電流が中間
変電所から故障点に向けて流れ込むほか、健全回線を中
間変電所から非電源端変電所に向けて流れる零相電流が
前記非電源端変電所を介して故障点に流れ込む。なお、
地絡点においては零相電圧が発生するが、非電源端変電
所においてこの零相電圧を近似測定する。
ここで、非電源端変電所に設けた故障点標定装置は前記
零相電流と、零相電圧とを取り込み、標定演算部におい
て前記零相電圧と電源相電圧との比である零相電圧発生
率を算出するとともに、この零相電圧発生率と前記零相
電流、及び系統における固有の値であって予め整定可能
な完全地絡時の故障電流である最大零相電流とから所定
の演算を行い、非電源端変電所から中間変電所までの距
離を単位長としたときの非電源端変電所から1線地絡故
障点までの距離を標定し、故障地点を特定する。
(実施例) 以下、図に沿って本発明の実施例を説明する。
まず、第1図は3端子送電系統を示す統計図である。同
図中、1は三相交流電源であり、この電源1は値がReで
ある中性点接地抵抗2により接地されている。この電源
1は電源端変電所Aに接続され、電源端変電所Aからは
2回線の送電線が引き出されている。送電線の終端には
非電源端変電所Cが設けられており、前記電源端変電所
Aとこの非電源端変電所Cとの間には、各回線の対応す
る相を短絡して2回線から他の回線を分岐するための中
間変電所Bが、前記2回線から短距離の地点に設定され
ている。また、非電源端変電所Cには、零相電流及び零
相電圧を検出することにより故障点を標定する故障点標
定装置FL2が設けられている。
いま、第1図に示す系統において、中間変電所Bと非電
源端変電所Cとの間の第1回線上の点G1において1線地
絡故障が発生したとする。すると、故障電流(零相電
流)は故障点G1から大地へ、大地から中性点接地抵抗2
を通って電源1の中性点へと流れる。このとき、故障電
流は中性点接地抵抗2を流れる電流NGRで近似され
る。
ここで、電源端変電所Aと中間変電所Bとの間の故障回
線(第1回線)を流れる零相電流を02、中間変電所B
と非電源端変電所Cとの間の故障回線を中間変電所Bか
ら故障点G1に向かって流れる零相電流を03、中間変電
所Bと非電源端変電所Cとの間の健全回線を流れた後、
故障回線上を非電源端変電所Cから故障点G1に向かって
流れる零相電流を04とする。また、非電源端変電所C
と中間変電所Bとの距離を単位長1としたときの非電源
端変電所Cから故障点までの距離(標定値)をl、系
統の単位距離あたりの零相インピーダンスをとす
る。
このとき、零相電流03は、中間変電所Bと故障点G1
の間の故障回線において電圧降下 (1−l03 を生じさせ、零相電流04は、健全回線の中間変電所B
と非電源端変電所Cとの間及び故障回線の非電源端変電
所Cと故障点G1との間において電圧降下 (1+l04 をそれぞれ生じさせるので、 |03|:|04|=(1+l):(1−l) となる。
すなわち、0304,lとの間には、 (1−l03(1+l04…(1) という関係が成立する。
一方、第1図から明らかなように、03040102NGR …(2) なる関係も成立する。
ところで、高抵抗接地系の系統では、中性点接地抵抗2
の値Reが送電線インピーダンスに比べて大きいので、1
線地絡故障時の故障電流NGRは故障点によらず一定値
とみなすことができるため、式(1),(2)により標
定値lは、 で表される。
したがって、系統の故障電流NGRを予め算定してお
き、この算定値を整定値としておけば、零相電流04
測定するだけで標定値lを求めることができ、非電源
端変電所Cから故障点G1までの距離を容易に標定できる
ことになる。
第2図は、このことをグラフにより示したものであり、
横軸としてlを、縦軸として04の大きさI04をそれ
ぞれとって表してある。
さて、実際の系統に生ずる1線地絡故障では、故障点G1
には高インピーダンスの故障点抵抗が存在することがあ
る。これは、送電線が樹木等の高抵抗の物質で不完全地
絡するため、及び鉄塔にも数10オームの抵抗があるから
である。
この故障点抵抗は、中性点接地抵抗2の抵抗地絡Reと同
程度の大きさになることがあり、この場合の故障電流
NGR0304は完全地絡の場合よりも小さくなる。
このような不完全地絡時の零相等価回路を第3図に示
す。ここで、は故障点の零相電圧を、は相電圧
を、Rfは故障点抵抗をそれぞれ表し、送電線インピーダ
ンスは中性点接地抵抗2(Re)に比べて小さいため無視
してある。この等価回路により、故障点G1の零相電圧
は、 =Re・NGR=−RfNGR …(4) となる。また、故障点G1に発生した零相電圧は、非
電源端変電所Cに設けた標定装置FL2により計測される
零相電圧にほぼ等しいとみなすことができる。したがっ
て、系統に不完全地絡が生じた場合、すなわち、故障点
抵抗Rfが存在する場合には、標定値lは、 となる。ここで、零相電圧、零相電流04は計測可
能量であり、Reは既知の一定量であるから、標定距離l
は、式(5)により求めることができる。
更に、式(5)の分子及び分母を電源電圧で除算する
と、 となる。
ここで、故障点抵抗Rfが0のときの故障点G1を地絡する
最大零相電流をTNGRとし、零相電圧と電源相電圧
との比をη(零相電圧発生率)とすると、式(6)
は、 のように表すことができる。TNGR は、既知の予め整定できる系統において固有の一
定値であり、零相電圧発生率η及び零相電流04は計測
可能量であるので、標定距離lは式(5)の場合と同
様に、式(7)により求めることが可能となる。
第4図は、式(7)に基づき実現した標定装置FL2のブ
ロック図である。図中、5は非電源端変電所Cに設けた
標定装置FL2の標定演算部であり、この標定演算部5
は、変流器7及び計器用変圧器8を有する計測入力部6
から零相電流04及び零相電圧を入力可能となって
いる。また、この標定演算部6には、予め最大零相電流
TNGRを整定する整定部9が接続されている。
この第4図に示した標定装置FL2では、既に明らかなよ
うに、零相電流04、零相電圧及び完全地絡時の故
障電流である最大零相電流TNGRを標定演算部5に取り
込み、前記零相電圧を電源相電圧との比である零
相電圧発生率ηを算出するとともに、この零相電圧発生
率ηと、前記零相電流04及び最大零相電流TNGRとか
ら、式(7)により非電源端変電所Cから中間変電所B
までの距離を単位長としたときの非電源端変電所Cから
1線地絡故障点までの距離lを標定して出力し、故障
点G1を特定するものである。
(発明の効果) 以上詳述したように、本発明は、標定距離を演算するた
めに非電源端変電所に標定装置を設け、健全相の零相電
流と地絡故障点の零相電圧に等しい零相電圧とを前記標
定装置に取り込み、前記零相電圧と電源相電圧との比で
ある零相電圧発生率を算出するとともに、この零相電圧
発生率と、前記零相電流及び系統において固有の値とな
る完全地絡時の故障電流である最大零相電流とから故障
点の標定を行うこととしたので、並行2回線系統であっ
て、電源端変電所と非電源端変電所間に前記各回線の対
応する相を短絡して前記各回線から他の回線を分岐する
ための中間変電所を有する3端子送電系統においても、
精度の高い故障点の標定が可能になるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を説明するための3端子送電系
統図、第2図は標定原理を示すグラフ、第3図は不完全
地絡時の零相等価回路図、第4図は本発明を実施するた
めの故障点標定装置のブロック図、第5図は従来技術を
説明するための送電系統図、第6図及び第7図は同じく
零相等価回路図である。 1……三相交流電源、2……中性点接地抵抗 FL2……故障点標定装置 5……標定演算部、6……計測入力部 9……整定部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】並行2回線系統であって、電源端変電所と
    非電源端変電所との間に、前記各回線の対応する相を短
    絡して前記各回線から他の回線を分岐するための中間変
    電所を有する3端子送電系統において、 非電源端変電所において系統から零相電流及び零相電圧
    を取り込み、前記零相電圧と系統の電源相電圧との比で
    ある零相電圧発生率を算出し、 この零相電圧発生率と、前記零相電流と、予め整定され
    た完全地絡時の零相電流である最大零相電流とに基づ
    き、 なる式により、非電源端変電所から中間変電所までの距
    離と非電源端変電所から故障点までの距離との比を演算
    して1線地絡故障点を特定することを特徴とする故障点
    標定方法。
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