JPS60158359A - Fault locator for transmission line - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To simplify the arithmetic circuit by performing an arithmetic processing using a positive phase voltage across both ends of a transmission line to secure a correct indication of a fault locator even with respect to a high resistance ground system of a power transmission line. CONSTITUTION:A master terminal FL12 and a slave terminal FL13 of a fault locator are connected to two ends of a transmission line separately. A positive phase synthesization circuit 15 at the master terminal FL12 performs a positive phase synthesization of various phases of voltages from a voltage transformer 5. Only when a fault is found, a positive phase voltage signal from a fault discovering circuit 14 is inputted into an arithmetic circuit 17. Likewise, at the slave terminal FL13, a positive phase synthesization circuit 20 synthesizes a positive voltage and a positive voltage signal is inputted into the arithmetic circuit 17 at the master terminal FL12 from a fault discovering circuit 19 only when a fault is found out. Positive phase voltage at the master and slave terminals are computed to indicate a fault point of the transmission line. The use of the positive phase voltages at the master and slave terminals in the computation permits immediate discovery of the fault point and the same input data can be used to eliminate the need for changing the input circuit according to the type of fault.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、電力用送電線に発生した故障の位置を測定
する送電線の故障標定器（以下フォールトロケータと略
称する。）Ｋ関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a power transmission line fault locator (hereinafter abbreviated as a fault locator) K that measures the location of a fault that has occurred in a power transmission line. .

〔従来技術〕[Prior art]

一般に送電線の単位長あたりのインピーダンスは、鉄塔
構造や電線種類等が同一であれば、電気所において故障
時の電圧及び電流を測定することにより故障点までの距
離を容易に知ることができる。In general, the impedance per unit length of a power transmission line can be easily determined by measuring the voltage and current at the time of a failure at an electrical station, provided that the tower structure, wire type, etc. are the same.

上述の原理を利用した従来装置として、第１図に示すも
のがあった。図において１は、発電機、２は送電線で図
中のＰ点にＣＴ４　（電流変成器）とＰＴ５　（電圧変
成器）とが設置され送電線の電流及び電圧信号をフォー
ルトロケータ６に伝送している。A conventional device using the above-mentioned principle is shown in FIG. In the figure, 1 is a generator, 2 is a power transmission line, and CT4 (current transformer) and PT5 (voltage transformer) are installed at point P in the figure, and transmit the current and voltage signals of the power line to fault locator 6. ing.

第１図に示す１回線の系統においてＦ点で人相地絡故障
が発生したとするとフォールトロヶータが設置されてい
るＰ点での人相電圧ｖａは（１）式で表わされる。If a human-phase to ground fault occurs at point F in the one-line system shown in FIG. 1, the human-phase voltage va at point P, where a fault trometer is installed, is expressed by equation (1).

Ｖａ　＝　Ｚｆ（１Ｂ　十ＫＩＯ）　＋　Ｒｆ　Ｉｆ　
°−−“曲（１）ただし、ｚｆ：ｐ−Ｆ点間の正相イン
ピーダンスＩａ：　Ｐ点での人相電流 Ｉｏ：零相電流 Ｒｆ：故障点抵抗 ■ｆ：故障点に流れる電流 に＝ｔｚ〒１１ ｚＯ：送電線の零相インピーダンス ｚ】：送電線の正相インピーダンス 一般に、直接接地系統においては、故障点に流れる電流
ＩｆとＰ点でのＡ相電流工ａ　と零相電流ＩＯに係数Ｋ
を掛けたＩ３＋ＫＩｏはほとんど同相どなる。Va = Zf (1B 10 KIO) + Rf If
°--"Song (1) However, zf: Positive sequence impedance Ia between points p and F: Human phase current Io at point P: Zero-sequence current Rf: Fault point resistance f: Current flowing to the fault point = tz〒11 zO: Zero-sequence impedance of the transmission line z]: Positive-sequence impedance of the transmission line Generally, in a directly grounded system, the current If flowing to the fault point, the A-phase current a at point P, and the zero-sequence current IO Coefficient K
I3+KIo multiplied by is almost in phase.

また、２線あるいは３線故障においても、故障している
相の線間電圧と線間電流の関係は（２）式で表わされる Ｖｂｃ−Ｚｆ（Ｉｂ　Ｉｃ）＋Ｒｆ（Ｉｂｆ　Ｉｃｆ）
　”曲−（２）ただし、Ｖｂｃ　：　Ｐ点の線間電圧 Ｉｉ）、Ｉ（ｓ　Ｐ点でのＢ相、Ｃ相の電流Ｉｂｆ、　
Ｉｃｆ　：故障点に流れるＢ相およびＣ相の電流 この場合にも、直接接地系においては（Ｉｂ　Ｉｃ）と
（Ｉｂｆ　Ｉｃｆ）はほとんど同相で（１）及び（２）
式を合わせて Ｖ　＝　Ｚｆ■＋　ＲＩ　Ｉｆ　・・”・””　（３１
と表わすことができる。従って、故障電圧、電流より得
られるインピーダンスＺｘは 流Ｉはほとんど同相であるから（４）式における第２項
は純抵抗分のみと考えることができ、インピーダンスｚ
Ｘのリアクタンス分ｚｔは故障点抵抗に影響を受けない
。Also, in the case of a 2-wire or 3-wire fault, the relationship between the line voltage and line current of the faulty phase is expressed by equation (2): Vbc - Zf (Ib Ic) + Rf (Ibf Icf)
”Curve-(2) However, Vbc: line voltage Ii) at point P, I(s current Ibf of phase B and phase C at point P,
Icf: B-phase and C-phase currents flowing to the fault point Also in this case, in a direct grounding system, (Ib Ic) and (Ibf Icf) are almost in phase, and (1) and (2)
Combining the formulas, we get V = Zf■ + RI If...”・”” (31
It can be expressed as Therefore, since the current I is almost in phase with the impedance Zx obtained from the fault voltage and current, the second term in equation (4) can be considered to be only the pure resistance component, and the impedance Z
The reactance component zt of X is not affected by the resistance at the fault point.

よって、故障点までの距離ｅは Ｉｆ ｐ＝　□ ただし、Ｘ：送電線単位長さ当りの正相インピーダンス
のりアクタンス分 これを具体化した従来のフォールトロケータの構成図を
第２図に示す。７は入力切替回路で、故障の種類に応じ
て適当な入力をリアクタンス測定回路８に導入し、この
りアクタンス測定回路８でリアクタンス２１を計算し後
段の演算回路９で故障点までの距離ｅを計算し、表示回
路１０で前記の距離沼な表示する。Therefore, the distance e to the fault point is If p=□ where: X: positive sequence impedance plus actance per unit length of transmission line A configuration diagram of a conventional fault locator embodying this is shown in FIG. 7 is an input switching circuit, which introduces an appropriate input to the reactance measuring circuit 8 according to the type of failure, calculates the reactance 21 in the actance measuring circuit 8, and calculates the distance e to the failure point in the arithmetic circuit 9 in the subsequent stage. The distance is calculated and displayed on the display circuit 10.

従来における送電線のフォールトロケータは以上のよう
に構成されていたので、直接接地系の系統圧は用いるこ
とはできたが、高抵抗接地系の系統に用いることは不適
当とされていた。この理由は（３）式において故障点に
流れる電流Ｉｆと故障電流■が同相でないために（Ｉｆ
／Ｉ）１１Ｒｆを純抵抗分と考えることができない為で
ある。従って高抵抗接地系におけるフォールトロケータ
としては上述の原理とは別の考え方を導入する必要があ
り、又、故障の種類によって、演算する入力信号を切替
える必要があって、回路が複雑となり、かつ、故障の種
類を正確に判別するための別の装置が外部に必要となる
などの欠点があった。Conventional fault locators for power transmission lines were constructed as described above, and although they were able to use the system pressure of a directly grounded system, they were considered inappropriate for use in systems with high resistance grounding systems. The reason for this is that in equation (3), the current If flowing to the fault point and the fault current ■ are not in phase (If
/I) This is because 11Rf cannot be considered as a pure resistance component. Therefore, as a fault locator in a high-resistance grounding system, it is necessary to introduce a concept different from the above-mentioned principle, and it is also necessary to switch the input signal to be calculated depending on the type of fault, making the circuit complicated. There were drawbacks such as the need for a separate external device to accurately determine the type of failure.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、送電線の両端の正相電圧を測定
し、それらの正相電圧を演算することにより、高抵抗接
地系においても正確に故障点の表示を可能とし、かつ、
故障の種類にかかわらずフォールトロケータ演算入力と
じて同一の入力デ〜りが使用できる送電線の故障標定器
を提供することを目的としている。This invention was made to eliminate the drawbacks of the conventional ones as described above, and by measuring the positive sequence voltages at both ends of a power transmission line and calculating those positive sequence voltages, it can be used in high resistance grounding systems. It also makes it possible to accurately display the failure point, and
It is an object of the present invention to provide a fault locator for a power transmission line in which the same input data can be used as a fault locator calculation input regardless of the type of fault.

〔発明の特実施例〕[Special embodiment of the invention]

以下、この発明の一実施例を図について説明する。図中
第１図と同一の部分は同一の符号をもって図示した第３
図において、１２．１３は故障点までの距離を表示する
フォール）ａケータで、１２が親端のフォールトロケー
タ、１３が子端のフォールトロケータで、親端のフォー
ルトロケータ１２において子端のフォールトロクータ１
３からの伝送信号を受信し故障点の表示をするよう構成
されている。即ち、子端のフォールトロケータ１３で送
電線の他端の電圧信号を入力し、その電圧信号から正相
電圧を合成し、伝送回線１１を介して親端のフォールト
ロケータ１２に送信する。親端において自端の正相電圧
と子端のフォールトロケータ１３からの他端の正相電圧
とを演算し、故障点を表示する。上述の具体的回路構成
例を図示したのが第４図のフォールトロケータ内部構成
図である。１５は親端の正相合成回路で、Ｐ　Ｔ　５Ａ
　から入力された各相の電圧を合成して正相電圧を作る
。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the figure, the same parts as in Figure 1 are designated by the same reference numerals.
In the figure, 12.13 is a fault locator that displays the distance to the fault point, 12 is the fault locator at the parent end, and 13 is the fault locator at the child end. Cooter 1
It is configured to receive the transmission signal from 3 and display the failure point. That is, the fault locator 13 at the child end inputs the voltage signal at the other end of the power transmission line, synthesizes the positive-sequence voltage from the voltage signal, and transmits it via the transmission line 11 to the fault locator 12 at the parent end. At the parent end, the positive sequence voltage at its own end and the positive sequence voltage at the other end from the fault locator 13 at the child end are calculated and the failure point is displayed. The internal configuration diagram of the fault locator shown in FIG. 4 illustrates a specific example of the circuit configuration described above. 15 is a positive phase synthesis circuit at the parent end, P T 5A
The positive-sequence voltage is created by combining the voltages of each phase input from the

また、２０は子端の正相合成回路でｐ’ｒｓＢから入力
された各相の電圧を合成して正相電圧を作る。Further, 20 is a positive phase synthesis circuit at the child terminal, which synthesizes the voltages of each phase inputted from p'rsB to generate a positive phase voltage.

また１９は故障発見回路で、送電線に故障が生じたとき
にだけ正相合成回路２０より正相電圧信号を出力し送信
回路２１へ入力して親端のフォールトロケータ１２へ送
信する。親端のフォールトロケータ１２においても同様
に故障発見回路１４が動作したとき、即ち故障が生じた
ときのみ正相合成回路１５の出力信号が演算回路１７へ
入力される。子端のフォールトロケータ１３よりの送信
信号は、親端のフォールトロケータ１２内の受信回路１
６で復調され正相合成回路１５の出力信号と共に演算回
路１７に入力される。前記の入力された親端及び子端の
正相電圧より演算回路１７にて後述の演算が行われ、そ
の演算結果が故障点の表示回路１８に入力され親端から
故障点までの距離が表示される。Reference numeral 19 denotes a fault detection circuit, which outputs a positive phase voltage signal from the positive phase synthesis circuit 20 only when a failure occurs in the power transmission line, inputs it to the transmitting circuit 21, and transmits it to the fault locator 12 at the parent end. Similarly, in the fault locator 12 at the parent end, the output signal of the positive phase synthesis circuit 15 is input to the arithmetic circuit 17 only when the fault finding circuit 14 operates, that is, only when a fault occurs. The transmission signal from the fault locator 13 at the child end is transmitted to the receiving circuit 1 in the fault locator 12 at the parent end.
6 and input to the arithmetic circuit 17 together with the output signal of the positive phase synthesis circuit 15. The arithmetic circuit 17 performs the calculation described below based on the input positive sequence voltages of the parent terminal and the child terminal, and the result of the calculation is input to the failure point display circuit 18 to display the distance from the parent terminal to the failure point. be done.

次に本発明の動作原理について以下に説明する。Next, the operating principle of the present invention will be explained below.

まず、送電線２上に故障抵抗Ｒｆの１線地絡故障が発生
した場合を考えると、等価回路では第５図の如（示され
る。ここで、 Ｘｐｌ・・・親端のフォールトロケータ１２の設置点か
らみた正相の電源インピーダンス Ｘｑｌ・・・子端の・フォールトロケータ１３の設置点
からみた正相の電源インピーダンス ｘｚ１・・・送電線２の親端のフォールトロケータ１２
と子端フォールトロケータ１３間の正相の線路インピー
ダンス ｋ　・・・故障点を示す比 Ｖｐｌ・・・親端のフォールトロケータ１２における正
相電圧 ■、！・・・子端のフォールトロケータ１３における正
相電圧 Ｅ・・・電源電圧 ただし、第５図の添字″′２”は逆相分、′０”は零相
分を示す。First, considering the case where a one-wire ground fault occurs in the fault resistance Rf on the power transmission line 2, the equivalent circuit is shown in FIG. Positive phase power supply impedance Xql viewed from the installation point...Fault locator 13 at the child end Positive phase power supply impedance xz1 viewed from the installation point...Fault locator 12 at the parent end of the transmission line 2
Positive-sequence line impedance k between the fault locator 13 and the fault locator 13... Ratio Vpl indicating the failure point... Positive-sequence voltage at the fault locator 12 at the parent end ■,! . . . Positive-sequence voltage E at the fault locator 13 at the child terminal. Power supply voltage. However, the subscript "'2" in FIG. 5 indicates the negative phase component, and "0" indicates the zero-phase component.

第５図を簡単にまとめ第６図の如く書き替える。Figure 5 can be simply summarized and rewritten as shown in Figure 6.

ここで、ｖＦは故障点における正相電圧である。Here, vF is the positive sequence voltage at the fault point.

また、Ｅ　、Ｖｐｌ　−Ｖｑｌ　＊　ｖｐを夫々実効値
トシテ考えると、第７図のような関係に書き直すことが
できる。即ち、Ｅ　＊　Ｘｐｌ　＃　Ｘｑｌは既知であ
り、これを演算回路１７に記憶させておき、かつ、Ｖｐ
ｌ、Ｖｑｌが親端及び子端のフォールトロケータ１２．
１３内の夫々の正相合成回路１５．２０とより測定され
ているので、第７図より故障点を示すｋの値を計算する
と（９式で表わすことができる。Furthermore, if we consider the effective values of E and Vpl-Vql*vp, we can rewrite the relationship as shown in FIG. 7. That is, E*Xpl #Xql is known, is stored in the arithmetic circuit 17, and Vp
Fault locator 12.l, Vql is the parent end and child end.
Since the value of k indicating the failure point is calculated from FIG. 7, it can be expressed by Equation 9.

（１）　、　（２１式を解くと ただし、 即ち、（７１、（８）式より故障点の表示は親端のフォ
ールトロケータ１２より、ｋａｘｚｌで表示することが
できる。(1), (Solving Equation 21 yields: (71) From Equation (8), the fault point can be displayed by kaxzl using the fault locator 12 at the parent end.

本例においては、１相地絡故障について説明を行ったが
、２相短絡故障、２相地絡故障、３相短絡等の全ての故
障についても、第６図の如く等価回路を表わすことがで
き、（７１、（８）弐によりｋの値が計算できる。又、
本例では簡単のため１回線送電線の場合で説明したが、
２回線送電線でも同様に本動作原理を適用できるもので
ある。In this example, we have explained the 1-phase ground fault, but the equivalent circuit can be expressed as shown in Figure 6 for all faults such as 2-phase short circuit fault, 2-phase ground fault, and 3-phase short circuit. The value of k can be calculated using (71, (8)2). Also,
In this example, for simplicity, we have explained the case of a single-line power transmission line.
The present operating principle can be similarly applied to a two-circuit power transmission line.

なお、上記の実施例では第４図内に夫々故障発見回路１
４．１９を実装したが、この回路を実装せず、フォール
トロケータ外の送電線保護リレーの動作信号によりフォ
ールトロケータの動作制御を行なってもよい。In the above embodiment, each fault detection circuit 1 is shown in FIG.
4.19 has been implemented, but this circuit may not be implemented and the operation of the fault locator may be controlled by an operation signal of a power transmission line protection relay outside the fault locator.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば、送電線に故障が発生
した場合に直ちに故障点の計算を送電線両端の正相電圧
を使って演算するようにしたので、故障種類により入力
信号条件を変えるため入力回路を切替える等の複雑な回
路操作も不要となり、かつ高抵抗接地系にも適用できる
等の効果がある。As described above, according to the present invention, when a fault occurs in a power transmission line, the fault point is immediately calculated using the positive-sequence voltage at both ends of the transmission line, so input signal conditions can be adjusted depending on the type of fault. This eliminates the need for complicated circuit operations such as switching input circuits to change input circuits, and has the advantage that it can be applied to high-resistance grounding systems.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、従来のフォールトロケータの原理説明図、第
２図は、従来のフォールトロケータのブロック構成図、
第３図は、本発明の一実施例を示すフォールトロケータ
のシステム構成図、第４図は、本発明の一実施例を示す
フォールトロケータの内部構成図。第５図は１相地絡故
障の等価回路図、第６図は第５図の簡易等価回路図、第
７図は第５図の電圧の関係を示す電圧分布図である。 １・・・電源、２・・・送電線、３・・・故障抵抗、４
・・・電流変成器、５・・・電圧変成器、６・・・従来
のフォールトロケータ、Ｔ・・・入力切替回路、８・・
・リアクタンス測定回路、９・・・演算回路、１０・・
・表示回路、１１・・・伝送回線、１２・・・本発明例
の親端のフォールトロケータ、１３・・・本発明例の子
端のフォールトロケータ、１４，１９・・・故障発見回
路、１５．２０・・・正相合成回路、１６・・・受信回
路、１７・・・演算回路、１８・・・表示回路、２１・
・・発信回路。 特許出願人　三菱電機株式会社 第１図 第３図 第７図 ・χＰＩ　ｋズ２１　（１−旬ズｌ、　χｔ。 第６図 第６図 手続補正書（自発） ５９．６．２５ 昭和　年　月　日 １チ１許庁長宮殿 １．１件の表示　特瞑ｌ昭　５９−１４７７８号′°′
°“”°６″″゛　送電線の故障標定器３、補正をする
者 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容FIG. 1 is a diagram explaining the principle of a conventional fault locator, and FIG. 2 is a block diagram of a conventional fault locator.
FIG. 3 is a system configuration diagram of a fault locator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an internal configuration diagram of a fault locator according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of a one-phase ground fault, FIG. 6 is a simplified equivalent circuit diagram of FIG. 5, and FIG. 7 is a voltage distribution diagram showing the voltage relationship of FIG. 5. 1...Power supply, 2...Power transmission line, 3...Fault resistance, 4
... Current transformer, 5... Voltage transformer, 6... Conventional fault locator, T... Input switching circuit, 8...
・Reactance measurement circuit, 9... Arithmetic circuit, 10...
- Display circuit, 11... Transmission line, 12... Fault locator at the parent end of the example of the present invention, 13... Fault locator at the slave end of the example of the present invention, 14, 19... Fault finding circuit, 15 .20... Positive phase synthesis circuit, 16... Receiving circuit, 17... Arithmetic circuit, 18... Display circuit, 21...
...Sending circuit. Patent Applicant: Mitsubishi Electric Corporation Figure 1 Figure 3 Figure 7 χPI k's 21 (1-season l, χt. Figure 6 Figure 6 Procedural Amendment (voluntary) 59.6.25 Showa Showing 1.1 results of the day 1 day 1 day 1 day 1 day 1 office chief's palace
°""°6""゛ Transmission line fault locator 3, person making the amendment 5, column 6 for detailed explanation of the invention in the specification to be amended, content of the amendment

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）送電線をはさみ２ケ所に設けた親端及び子端のフ
ォルトロケータと、送電線に地絡故障が発生した時前記
載端及び子端の７オルトロケータにて相電圧を測定し正
相電圧を合成する親端及び子端の正相合成回路と、前記
子端の正相合成回路の出力信号を前記親端のフォルトロ
ケータ側に信号伝送する送受信回路と、前記受信回路及
び親端の正相合成回路の両川力信号とを入力とする演算
回路と、前記演算回路で演算した故障点表示データを入
力とする表示回路とを備えた送電線の故障標定器。(1) When a fault locator is installed at the main terminal and terminal at two places across the power transmission line, and when a ground fault occurs on the transmission line, the phase voltage is measured using the 7 ortho locators at the terminal and terminal mentioned above and the fault is corrected. a positive phase synthesis circuit of the parent terminal and the child terminal for synthesizing phase voltages; a transmitting/receiving circuit for transmitting the output signal of the positive phase synthesis circuit of the child terminal to the fault locator side of the parent terminal; and the receiving circuit and the parent terminal. A fault locator for a power transmission line, comprising: an arithmetic circuit that receives as input the Ryokawa power signal of a positive phase synthesis circuit; and a display circuit that receives as input fault point display data calculated by the arithmetic circuit. （２）前記親端及び子端のフォルトロケータ内の正相合
成回路の動作を監視する故障発見回路を実装し、送電線
に発生した故障を前記故障発見回路が自動検出して前記
親端及び子端のフォルトロケータを連けいすることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の送電線の故障標定
器。(2) A fault finding circuit that monitors the operation of the positive phase synthesis circuit in the fault locator of the parent terminal and the child terminal is implemented, and the fault finding circuit automatically detects a fault that occurs in the power transmission line and A fault locator for a power transmission line according to claim 1, characterized in that a fault locator at a terminal is linked.