JP2506161B2 - 電力系統の故障点標定方法 - Google Patents
電力系統の故障点標定方法Info
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- JP2506161B2 JP2506161B2 JP63227066A JP22706688A JP2506161B2 JP 2506161 B2 JP2506161 B2 JP 2506161B2 JP 63227066 A JP63227066 A JP 63227066A JP 22706688 A JP22706688 A JP 22706688A JP 2506161 B2 JP2506161 B2 JP 2506161B2
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- power system
- failure
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、送電線や変電所等の電力系統に事故が発
生した場合に、事故点と原因とを探索するための電力系
統の故障点標定方法に関する。
生した場合に、事故点と原因とを探索するための電力系
統の故障点標定方法に関する。
従来より、送電線などの電力系統に故障が発生した場
合に、故障点を発見するため現場巡視に出なければなら
ず、多くの労力と時間とを費やしてきた。そのため故障
点を自動的に探索する故障点標定装置が開発されてき
た。この故障点標定装置には多種多様な形式があり、近
年、送電線の片端子にのみ装置を設置してその電圧・電
流情報から故障点の標定を行なうインピーダンス方式が
主流となりつつある。
合に、故障点を発見するため現場巡視に出なければなら
ず、多くの労力と時間とを費やしてきた。そのため故障
点を自動的に探索する故障点標定装置が開発されてき
た。この故障点標定装置には多種多様な形式があり、近
年、送電線の片端子にのみ装置を設置してその電圧・電
流情報から故障点の標定を行なうインピーダンス方式が
主流となりつつある。
ところが、上記のインピーダンス方式の故障点標定装
置では、送電線の片端子の電圧・電流情報のみを用いて
故障点の標定を行なっているため、計器用変成器（PT・
CT）や負荷潮流及び多端子系統の影響によって１〜3km
の標定誤差があるといわれている。また電力系統の故障
では原因不明の場合が多く、上記装置によって故障点を
標定し、その結果に基づいて現場巡視を行なっても、故
障が自然復旧するので故障原因がつかめず、再発防止対
策をとれないケースもある。
置では、送電線の片端子の電圧・電流情報のみを用いて
故障点の標定を行なっているため、計器用変成器（PT・
CT）や負荷潮流及び多端子系統の影響によって１〜3km
の標定誤差があるといわれている。また電力系統の故障
では原因不明の場合が多く、上記装置によって故障点を
標定し、その結果に基づいて現場巡視を行なっても、故
障が自然復旧するので故障原因がつかめず、再発防止対
策をとれないケースもある。
そこで、この発明は前記事情に基づいてなされたもの
であり、標定誤差をより小さくすると共に、故障点抵抗
を算出して故障原因を推定する電力系統の故障点標定方
法を提供することを目的とする。
であり、標定誤差をより小さくすると共に、故障点抵抗
を算出して故障原因を推定する電力系統の故障点標定方
法を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するための本発明による電力系統の
故障点標定方法は、電力系統の事故発生時、電力系統の
要所毎に設置した端末機により各端子の電圧・電流の時
系列データを収集し、各端末機から中央装置に集めた時
系列の電圧・電流データを用いて演算処理を行い、電力
系統の故障点と故障点抵抗とを算出する故障点標定方法
において、事故を模擬すべく送電線各線の故障点抵抗を
それぞれ対地間へ接続した等価回路を設定し、故障点位
置及びデーターサンプリング毎の故障点抵抗を変数と
し、キルヒホッフの第１、第２法則を使って故障点と電
圧・電流計測点の間の電圧降下の式を送電線各線毎、且
つデーターサンプリング毎に導き、それら全ての式に計
測誤差を表す変数を付加した制約条件マトリックスを形
成すると共に、それらの誤差の二乗和を表す目的関数を
設定し、その目的関数を最小化するよう二次計画法によ
り故障点と故障点抵抗を算出することを特徴とするもの
である。
故障点標定方法は、電力系統の事故発生時、電力系統の
要所毎に設置した端末機により各端子の電圧・電流の時
系列データを収集し、各端末機から中央装置に集めた時
系列の電圧・電流データを用いて演算処理を行い、電力
系統の故障点と故障点抵抗とを算出する故障点標定方法
において、事故を模擬すべく送電線各線の故障点抵抗を
それぞれ対地間へ接続した等価回路を設定し、故障点位
置及びデーターサンプリング毎の故障点抵抗を変数と
し、キルヒホッフの第１、第２法則を使って故障点と電
圧・電流計測点の間の電圧降下の式を送電線各線毎、且
つデーターサンプリング毎に導き、それら全ての式に計
測誤差を表す変数を付加した制約条件マトリックスを形
成すると共に、それらの誤差の二乗和を表す目的関数を
設定し、その目的関数を最小化するよう二次計画法によ
り故障点と故障点抵抗を算出することを特徴とするもの
である。
本発明による電力系統の故障点標定方法では、電力系
統の故障発生時、故障区間を検出する多端子の電圧・電
流データを用いることにより負荷潮流、多端子系統の影
響を除去し、故障点と故障点抵抗を標定している。又、
故障発生後系統状態の変化しない時間内における時系列
の電圧・電流データを用いることで、データの冗長性を
もたせ、より制度の高い標定を行なっている。さらに、
故障点抵抗の数値及び時間的変化から電撃による閃絡
や、樹木接触などの故障原因を推定するものである。
統の故障発生時、故障区間を検出する多端子の電圧・電
流データを用いることにより負荷潮流、多端子系統の影
響を除去し、故障点と故障点抵抗を標定している。又、
故障発生後系統状態の変化しない時間内における時系列
の電圧・電流データを用いることで、データの冗長性を
もたせ、より制度の高い標定を行なっている。さらに、
故障点抵抗の数値及び時間的変化から電撃による閃絡
や、樹木接触などの故障原因を推定するものである。
以下、本発明による電力系統の故障点標定方法につい
て図面を参照しつつ具体的に説明する。
て図面を参照しつつ具体的に説明する。
第１図は本発明方法のためのシステム構成図であり、
最も基本的な２端子一回線送電線の場合を示している。
この送電線に故障が生じた場合には、この送電線の両端
電気所に設置した端末機１でこれを検知し、PT・CTから
送電線各端子の電圧・電流データを収集する。そして、
中央装置２では、各端末機１から通信回線を介して送ら
れた電圧・電流データを一括処理して故障点と故障点抵
抗を算出するようになっている。
最も基本的な２端子一回線送電線の場合を示している。
この送電線に故障が生じた場合には、この送電線の両端
電気所に設置した端末機１でこれを検知し、PT・CTから
送電線各端子の電圧・電流データを収集する。そして、
中央装置２では、各端末機１から通信回線を介して送ら
れた電圧・電流データを一括処理して故障点と故障点抵
抗を算出するようになっている。
各端末機１では、事故発生を検知し、PT・CTから電圧
・電流データを収集する。このデータはデジタル量に変
換してメモリに記憶させると共に送信部で通信回線を介
して中央装置２に伝送する。
・電流データを収集する。このデータはデジタル量に変
換してメモリに記憶させると共に送信部で通信回線を介
して中央装置２に伝送する。
中央装置２では、各端末機１からのデータを入力部2a
で受信し、各端子の電圧・電流データを元に二次計画法
（QP法）を用いて演算処理し、故障位置、故障点抵抗を
求める。上記の故障点と故障点抵抗の演算は演算処理部
2bにより行われる。演算処理部2bに接続された出力部
（プリンタ、CRT等）2cで、演算結果として故障日時、
回線名、故障相、故障点抵抗の時間的変化、故障点位置
等を出力する。
で受信し、各端子の電圧・電流データを元に二次計画法
（QP法）を用いて演算処理し、故障位置、故障点抵抗を
求める。上記の故障点と故障点抵抗の演算は演算処理部
2bにより行われる。演算処理部2bに接続された出力部
（プリンタ、CRT等）2cで、演算結果として故障日時、
回線名、故障相、故障点抵抗の時間的変化、故障点位置
等を出力する。
次に、演算方法の具体例を示す。まず各端子の電圧・
電流データから制約条件マトリックスを作成する。第１
図の電力系統に故障が生じた場合には、第２図のような
等価回路が考えられる。第２図において送電線インピー
ダンスZlは各相平衡とし、故障点インピーダンスRFa，R
Fb，RFcは抵抗分のみとし、またスイッチSWを閉じれば
地絡、開けば短絡となる。地絡の場合、各端子の電圧・
電流データを使ったキルヒホッフの第１、第２法則の式
は次のようになる。Sa ＝ｋｌSa＋RFa（Sa＋Ra）Sb ＝ｌｌSb＋RFb（Sb＋Rb）Sc ＝ｍｌSc＋Fc（Sc＋Rc）Ra ＝（１−ｋ）ｌRa＋RFa（Ra＋Sa）Rb ＝（１−ｌ）ｌRb＋RFb（Rb＋Sb）Rc ＝（１−ｍ）ｌRc＋RFc（Rc＋Sc） …… ここでSa，Sb，Sc，Ra，Rb，Rc，Sa，
Sb，Sc，Ra，Rb，Rcは測定値、k,l,m,Fa，
Fb，Fcは変数、ｌは既知数であり、そのまま式
を解いても応えは求まるがPT・CTの誤差の影響で標定誤
差が大きくなる為、各相の誤差をε+，ε-とおき式を
得る。Sa ＝ｋｌSa＋RFa（Sa＋Ra）＋Sa +−Sa - Sb ＝ｌｌSb＋RFb（Sb＋Rb）＋Sb +−Sb - Sc ＝ｍｌSc＋Fc（Sc＋Rc）＋Sc +−Sc - Ra ＝（１−ｋ）ｌRa＋RFa（Ra＋Sa）＋Ra +
−Ra - Rb ＝（１−ｌ）ｌRb＋RFb（Rb＋Sb）＋Rb +
−Rb - Rc ＝（１−ｍ）ｌRc＋RFc（Rc＋Sc）＋Rc +
−Rc - …… 式では一時刻断面のみの定式化であるが、系統状態
が変化しないとみなせる期間の多断面のデータ、例えば
２周期分30°サンプリングの都合24断面のデータからも
式を作成し、これを制約条件とする。第３図にその制
約条件マトリックスを示す。
電流データから制約条件マトリックスを作成する。第１
図の電力系統に故障が生じた場合には、第２図のような
等価回路が考えられる。第２図において送電線インピー
ダンスZlは各相平衡とし、故障点インピーダンスRFa，R
Fb，RFcは抵抗分のみとし、またスイッチSWを閉じれば
地絡、開けば短絡となる。地絡の場合、各端子の電圧・
電流データを使ったキルヒホッフの第１、第２法則の式
は次のようになる。Sa ＝ｋｌSa＋RFa（Sa＋Ra）Sb ＝ｌｌSb＋RFb（Sb＋Rb）Sc ＝ｍｌSc＋Fc（Sc＋Rc）Ra ＝（１−ｋ）ｌRa＋RFa（Ra＋Sa）Rb ＝（１−ｌ）ｌRb＋RFb（Rb＋Sb）Rc ＝（１−ｍ）ｌRc＋RFc（Rc＋Sc） …… ここでSa，Sb，Sc，Ra，Rb，Rc，Sa，
Sb，Sc，Ra，Rb，Rcは測定値、k,l,m,Fa，
Fb，Fcは変数、ｌは既知数であり、そのまま式
を解いても応えは求まるがPT・CTの誤差の影響で標定誤
差が大きくなる為、各相の誤差をε+，ε-とおき式を
得る。Sa ＝ｋｌSa＋RFa（Sa＋Ra）＋Sa +−Sa - Sb ＝ｌｌSb＋RFb（Sb＋Rb）＋Sb +−Sb - Sc ＝ｍｌSc＋Fc（Sc＋Rc）＋Sc +−Sc - Ra ＝（１−ｋ）ｌRa＋RFa（Ra＋Sa）＋Ra +
−Ra - Rb ＝（１−ｌ）ｌRb＋RFb（Rb＋Sb）＋Rb +
−Rb - Rc ＝（１−ｍ）ｌRc＋RFc（Rc＋Sc）＋Rc +
−Rc - …… 式では一時刻断面のみの定式化であるが、系統状態
が変化しないとみなせる期間の多断面のデータ、例えば
２周期分30°サンプリングの都合24断面のデータからも
式を作成し、これを制約条件とする。第３図にその制
約条件マトリックスを示す。
一方、目的関数Ｉを誤差の二乗和 とする。ここでｎは各時刻断面を意味する。
QP法で解く場合、第３図の制約条件での目的関数を
最小にするような変数の値を求めることになる。これに
よって最も確からしい非負の変数ε+，ε-の組合わせ及
び送電線全長に対する比であるk,l,mが求まり、故障点
を高精度で標定すると共に、故障点抵抗RFa,RFb,RFcも
求められる。
最小にするような変数の値を求めることになる。これに
よって最も確からしい非負の変数ε+，ε-の組合わせ及
び送電線全長に対する比であるk,l,mが求まり、故障点
を高精度で標定すると共に、故障点抵抗RFa,RFb,RFcも
求められる。
尚，上記演算方法では、地絡の場合を例示してある
が、短絡時も同様に、測定データから制約条件マトリッ
クスを作成し、QP法により故障位置、故障点抵抗を求め
得る。これにより、故障点抵抗の時間的な推移も把握す
ることができ、故障原因を推定することが出来る。
が、短絡時も同様に、測定データから制約条件マトリッ
クスを作成し、QP法により故障位置、故障点抵抗を求め
得る。これにより、故障点抵抗の時間的な推移も把握す
ることができ、故障原因を推定することが出来る。
上述の実施例は単純モデル系統の場合であるが、この
方式は、多端子、二回線送電線、並びに変電所構内事故
についても必要な箇所毎に端末機を設置し、入力情報を
増やすことにより適用可能である。
方式は、多端子、二回線送電線、並びに変電所構内事故
についても必要な箇所毎に端末機を設置し、入力情報を
増やすことにより適用可能である。
〔発明の効果〕 本発明の故障点標定方法は、多端子の時系列データを
用いて一括演算するものであり、標定誤差を低減するこ
とが出来、日本において一般的な２回線６線の送電線に
おける２回線またがりの多相事故をについても高精度な
標定が可能となる。これによって、事故時の現場巡視を
効率的に行なえ、省力化できる。
用いて一括演算するものであり、標定誤差を低減するこ
とが出来、日本において一般的な２回線６線の送電線に
おける２回線またがりの多相事故をについても高精度な
標定が可能となる。これによって、事故時の現場巡視を
効率的に行なえ、省力化できる。
また、従来捕捉できなかった故障時の故障点抵抗及び
その経時的な変化をも計測できるという顕著な効果があ
り、この情報に基づき故障原因を把握し、設備上弱い箇
所への設備補強対策を的確に行なうことができる。
その経時的な変化をも計測できるという顕著な効果があ
り、この情報に基づき故障原因を把握し、設備上弱い箇
所への設備補強対策を的確に行なうことができる。
第１図は２端子一回線送電線の場合の本発明による電力
系統の故障点標定方法に用いる装置の概略図、第２図は
２端子一回線送電線の場合の故障時の等価回路、第３図
は本発明方法で使用する制約条件マトリックスの一例で
ある。 １……端末機、２……中央装置
系統の故障点標定方法に用いる装置の概略図、第２図は
２端子一回線送電線の場合の故障時の等価回路、第３図
は本発明方法で使用する制約条件マトリックスの一例で
ある。 １……端末機、２……中央装置
Claims (1)
- 【請求項１】電力系統の事故発生時、電力系統の要所毎
に設置した端末機（１）により各端子の電圧・電流の時
系列データを収集し、各端末機（１）から中央装置
（２）に集めた時系列の電圧・電流データを用いて演算
処理を行い、電力系統の故障点と故障点抵抗とを算出す
る故障点標定方法において、事故を模擬すべく送電線各
線の故障点抵抗をそれぞれ対地間へ接続した等価回路を
設定し、故障点位置及びデーターサンプリング毎の故障
点抵抗を変数とし、キルヒホッフの第１、第２法則を使
って故障点と電圧・電流計測点の間の電圧降下の式を送
電線各線毎、且つデーターサンプリング毎に導き、それ
ら全ての式に計測誤差を表す変数を付加した制約条件マ
トリックスを形成すると共に、それらの誤差の二乗和を
表す目的関数を設定し、その目的関数を最小化するよう
二次計画法により故障点と故障点抵抗を算出することを
特徴とする電力系統の故障点標定方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63227066A JP2506161B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 電力系統の故障点標定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63227066A JP2506161B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 電力系統の故障点標定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0274877A JPH0274877A (ja) | 1990-03-14 |
| JP2506161B2 true JP2506161B2 (ja) | 1996-06-12 |
Family
ID=16854999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63227066A Expired - Fee Related JP2506161B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 電力系統の故障点標定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2506161B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5256757B2 (ja) * | 2008-02-05 | 2013-08-07 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 微地絡検出装置 |
| JP7030667B2 (ja) * | 2018-09-28 | 2022-03-07 | 株式会社東芝 | 電力系統事故原因推定装置、電力系統事故原因推定システム、電力系統事故原因推定用コンピュータプログラムおよび電力系統事故原因推定方法 |
| CN109444790B (zh) * | 2018-10-29 | 2021-05-04 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种适用于馈线终端识别电源电压互感器工作状态的方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58174863A (ja) * | 1982-04-07 | 1983-10-13 | Fuji Electric Co Ltd | 故障点標定方式 |
-
1988
- 1988-09-09 JP JP63227066A patent/JP2506161B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0274877A (ja) | 1990-03-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |