(57)【要約】【課題】故障点の標定のタイミングにおいて系統事故が除去済みである場合であっても、故障点を標定する。【解決手段】故障点標定装置は、電力系統で連続して測定される測定データを記憶する記憶部と、送電線の系統事故の発生を示す信号に基づいて、系統事故の発生から所定の準備時間だけ後の時刻である基準時刻を決定する決定部と、基準時刻より前に系統事故が除去されているか否かを判定し、記憶された測定データの中から、判定の結果に基づく時刻範囲のデータを演算データとして選択し、演算データに基づいて系統事故の故障点を標定する標定部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統で連続して測定される測定データを記憶する記憶部と、
前記送電線の系統事故の発生を示す信号に基づいて、前記系統事故の発生から所定の準備時間だけ後の時刻である基準時刻を決定する決定部と、
前記基準時刻より前に前記系統事故が除去されているか否かを判定し、前記記憶された測定データの中から、前記判定の結果に基づく時刻範囲のデータを演算データとして選択し、前記演算データに基づいて前記系統事故の故障点を標定する標定部と、
を備える故障点標定装置。
【請求項２】
前記標定部は、前記送電線の過電流を検出する過電流リレーの動作を示す過電流リレー動作信号を取得し、前記過電流リレー動作信号に基づいて、前記基準時刻より前に前記系統事故が除去されているか否かを判定する、
請求項１に記載の故障点標定装置。
【請求項３】
前記記憶部は、前記測定データおよび前記過電流リレー動作信号を含む記憶データを記憶し、前記決定に応じて前記基準時刻における記憶データを保持し、
前記標定部は、前記保持された記憶データ内の過電流リレー動作信号が前記過電流リレーの復帰を示す場合、前記基準時刻より前に前記系統事故が除去されていると判定する、
請求項２に記載の故障点標定装置。
【請求項４】
前記基準時刻より前に前記系統事故が除去されていると判定された場合、前記標定部は、前記記憶データ内の過電流リレー動作信号に基づいて前記基準時刻より前の時刻である取得終了時刻を決定し、前記保持された記憶データの中から、前記取得終了時刻から所定の時間長だけ前に遡る時刻範囲の測定データを前記演算データとして選択する、
請求項３に記載の故障点標定装置。
【請求項５】
前記基準時刻より前に前記系統事故が除去されていないと判定された場合、前記標定部は、前記保持された記憶データの中から、前記基準時刻から前記時間長だけ前に遡る時刻範囲の測定データを前記演算データとして選択する、
請求項４に記載の故障点標定装置。
【請求項６】
前記保持された記憶データ内の過電流リレー動作信号が前記復帰を示す場合、前記標定部は、前記保持された記憶データ内の過電流リレー動作信号に基づいて前記復帰の時刻である復帰時刻を決定し、予め定められた前記過電流リレーの復帰の所要時間を用い、前記復帰時刻より前記所要時間だけ前の時刻を前記取得終了時刻として決定する、
請求項５に記載の故障点標定装置。
【請求項７】
前記記憶部は、最新の記憶データを所定の長さだけ記憶する、
請求項３乃至６の何れか一項に記載の故障点標定装置。
【請求項８】
電力系統で連続して測定される測定データを記憶し、
前記送電線の系統事故の発生を示す信号に基づいて、前記系統事故の発生から所定の準備時間だけ後の時刻である基準時刻を決定し、
前記基準時刻より前に前記系統事故が除去されているか否かを判定し、
前記記憶された測定データの中から、前記判定の結果に基づく時刻範囲のデータを演算データとして選択し、
前記演算データに基づいて前記系統事故の故障点を標定する、
ことを備える故障点標定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電線の故障点を標定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超高圧系統においては、系統安定度への影響を考慮し、事故電流を高速に遮断する仕様が定められている。系統事故を検出した保護継電装置の故障点標定機能（ＦＬ：Fault  Locator）は、事故継続時間中の測定データを用いて故障点（事故点）を標定する。故障点標定機能は、系統事故が検出された後、遮断器の応動時間を考慮して予め設定された時間が経過した後に、故障点を標定する。特許文献１には、電圧電流情報を用いて事故が発生した位置を特定する故障点標定装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０７８５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
事故継続時間が想定された時間より短い場合、故障点標定機能は、事故が除去された後の測定データを用いて故障点を標定するため、正しい故障点を標定できない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一態様である故障点標定装置は、電力系統で連続して測定される測定データを記憶する記憶部と、送電線の系統事故の発生を示す信号に基づいて、系統事故の発生から所定の準備時間だけ後の時刻である基準時刻を決定する決定部と、基準時刻より前に系統事故が除去されているか否かを判定し、記憶された測定データの中から、判定の結果に基づく時刻範囲のデータを演算データとして選択し、演算データに基づいて系統事故の故障点を標定する標定部と、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一態様によれば、故障点の標定のタイミングにおいて系統事故が除去済みである場合であっても、故障点を標定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例の保護継電装置の構成を示す。
【図２】電力系統の構成を示す。
【図３】標定演算処理を示す。
【図４】標定起動時刻より前に復帰時刻がない場合の応動を示す。
【図５】標定起動時刻より前に復帰時刻がある場合の応動を示す。
【図６】蓄積データの構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。
【０００９】
図１は、実施例の保護継電装置の構成を示す。
【００１０】
保護継電装置１００は、リレー演算部１１０と、蓄積部１２０と、標定起動部１３０と、標定演算部１４０と、取得部１５０とを有する。
【００１１】
取得部１５０は、電力系統で連続して測定される電圧および電流の測定結果をサンプリングしてディジタルの測定データに変換する。
【００１２】
リレー演算部１１０は、測定データを判定する。リレー演算部１１０は、起動リレー１１１と、過電流リレー１１２とを有する。起動リレー１１１は、系統事故を検出し、トリップ指令を出力する。起動リレー１１１は、例えば交流電圧が不足した場合に動作するリレー（交流変電所用制御器具番号＝２７）である。過電流リレー１１２は、過電流を検出し、動作しているか否かを示す過電流リレー動作フラグを蓄積部１２０へ出力する。過電流リレー１１２は、例えば交流の過電流を検出した場合に動作するリレー（交流変電所用制御器具番号＝５１）である。過電流リレー動作フラグの値は、例えば、１（ＯＮ）または０（ＯＦＦ）を示す。
【００１３】
取得部１５０からの測定データと、過電流リレー１１２からの過電流リレー動作フラグとは、所定のサンプリング周期で蓄積部１２０へ入力される。蓄積部１２０は、入力された測定データおよび過電流リレー動作フラグを蓄積データとして格納する。蓄積部１２０は、例えばリングバッファであり、所定の蓄積時間の長さ（所定の蓄積サンプル数）の蓄積データを格納し、新しいデータを取得すると、最も古い蓄積データに新しいデータを上書きする。更に蓄積部１２０は、データ凍結指令を受けた場合、新しいデータの上書きを停止し、その時点の蓄積データを凍結する。これにより、蓄積部１２０は、最新の蓄積データを蓄積時間分だけ記憶し、データ凍結指令を受けた時点における蓄積時間分の蓄積データを保持することができる。
【００１４】
標定起動部１３０は、起動リレー１１１の動作開始の時刻である起動時刻から所定の待機時間の経過を測定するタイマを有する。標定起動部１３０は、起動時刻から待機時間が経過した時刻を標定起動時刻とし、蓄積部１２０に対してデータ凍結指令を出力する。
【００１５】
標定演算部１４０は、標定起動時刻の後、蓄積データに基づいて送電線における故障点を標定する標定演算処理を行う。
【００１６】
なお、保護継電装置１００の代わりに、取得部１５０と、リレー演算部１１０とを有する保護継電装置と、蓄積部１２０と、標定起動部１３０と、標定演算部１４０とを有する故障点標定装置とが用いられても良い。
【００１７】
図２は、電力系統の構成を示す。
【００１８】
電力系統は、保護継電装置１００と、変電所２００と、計器用変成器３００と、送電線４００と、遮断器５００とを有する。
【００１９】
送電線４００の一端には、変電所２００と計器用変成器３００が接続されている。送電線４００は、変電所２００から供給される電力を送電する。計器用変成器３００は、変流器（ＣＴ：Current  Transformer）や計器用変圧器（ＶＴ：Voltage  Transformer）などであり、送電線４００の電圧および電流を測定する。計器用変成器３００には、保護継電装置１００が接続されている。保護継電装置１００は、計器用変成器３００により測定された電圧および電流を測定データとして取得する。送電線４００には、遮断器５００が設けられており、保護継電装置１００からのトリップ指令に従って送電線４００を遮断する。
【００２０】
送電線４００の或る点において落雷などによる事故が発生すると、保護継電装置１００の起動リレー１１１は、計器用変成器３００により測定された電圧および電流に基づいて事故を検出し、遮断器５００に対してトリップ指令を出力する。遮断器５００は、トリップ指令に応じて送電線４００を遮断する。
【００２１】
図３は、標定演算処理を示す。
【００２２】
標定演算部１４０は、データ凍結指令に応じて保持されている蓄積データの中から、過電流リレー動作フラグを取得し、取得した過電流リレー動作フラグが過電流リレー１１２の復帰を示すか否かを判定する（Ｓ１１０）。言い換えれば、標定演算部１４０は、標定起動時刻より前に事故が除去されているか否かを判定する。ここで標定演算部１４０は、取得した過電流リレー動作フラグの中に１から０への変化がある場合、過電流リレー１１２の復帰を示すと判定し、過電流リレー動作フラグが初めて０になった時刻を復帰時刻とする。
【００２３】
蓄積データ内の過電流リレー動作フラグが過電流リレー１１２の復帰を示していないと判定された場合（Ｓ１１０：Ｎ）、標定演算部１４０は、蓄積データの中から、標定起動時刻より待機時間だけ前の時刻を取得開始時刻として決定する。更に標定演算部１４０は、標定起動時刻を取得終了時刻として決定する。その後、標定演算部１４０は、蓄積データの内、取得開始時刻から取得終了時刻までの測定データを演算データとして取得する（Ｓ１２０）。
【００２４】
蓄積データ内の過電流リレー動作フラグが過電流リレー１１２の復帰を示していると判定された場合（Ｓ１１０：Ｙ）、標定演算部１４０は、復帰時刻より所定の推定復帰時間だけ前の時刻を事故が除去された時刻として推定し、その時刻を取得終了時刻として決定する。推定復帰時間は、過電流リレー１２２の復帰に要する時間の推定値である。更に標定演算部１４０は、取得終了時刻より待機時間だけ前の時刻を取得開始時刻として決定する。その後、標定演算部１４０は、蓄積データの内、取得開始時刻から取得終了時刻までの測定データを演算データとして取得する（Ｓ１３０）。
【００２５】
Ｓ１２０またはＳ１３０の後、標定演算部１４０は、取得した演算データに基づいて故障点を標定する（Ｓ１４０）。ここで標定演算部１４０は、送電線４００における故障点までの距離を算出する。
【００２６】
以上が標定演算処理である。標定演算部１４０は、過電流リレー動作フラグを用いることにより、標定起動時刻より前に事故が除去されているか否かを判定することができる。蓄積データが測定データと過電流リレー動作フラグを含み、標定起動部１３０が標定基準時刻において蓄積データを凍結することにより、標定演算部１４０は、標定基準時刻から遡って過電流リレー１１２の復帰を検出することができる。標定起動時刻より前に事故が除去されていると判定された場合、取得終了時刻から所定の時間長だけ前に遡る時刻範囲の測定データを演算データとして選択することにより、事故継続中の測定データを演算データとして選択することができる。標定起動時刻より前に事故が除去されていないと判定された場合、標準起動時刻から所定の時間長だけ前に遡る時刻範囲の測定データを演算データとして選択することにより、事故継続中の最新の測定データを演算データとして選択することができる。復帰時刻から推定復帰時間だけ前の時刻を取得終了時刻とすることにより、事故継続中の測定データを演算データとして選択することができる。
【００２７】
以下、保護継電装置１００の動作の具体例について説明する。
【００２８】
図４は、標定起動時刻より前に復帰時刻がない場合の応動を示す。
【００２９】
このタイムチャートは、事故電流と、起動リレー１１１の動作と、過電流リレー１１２の動作と、遮断器５００の動作と、標定起動部１３０の動作と、蓄積データとを示す。
【００３０】
前述のＳ１２０のように、標定起動時刻より前に復帰時刻がない場合、トリップ指令から遮断器５００が切れるまでの時間は待機時間以上である。起動リレー１１１が動作し（Ｓ２０１）、起動リレー１１１がトリップ指令を遮断器５００へ出力し（Ｓ２０２）、遮断器５００が「切」になる（Ｓ２０３）。一方、起動リレー１１１が動作してから待機時間が経過して（Ｓ３０１）、標定起動時刻になると（Ｓ３０２）、蓄積部１２０は蓄積データを凍結する。待機時間は、トリップ指令の出力から遮断器「切」まで（Ｓ２０２からＳ２０３まで）の時間と同等になるように予め設定される。標定演算部１４０は、標定起動時刻より待機時間だけ前の取得開始時刻を決定し（Ｓ３０３）、標定起動時刻を取得終了時刻として決定し（Ｓ３０４）、取得開始時刻から取得終了時刻までの演算データを取得する。
【００３１】
図５は、標定起動時刻より前に復帰時刻がある場合の応動を示す。
【００３２】
このタイムチャートは、事故電流と、起動リレー１１１の動作と、遮断器５００の動作と、標定起動部１３０の動作と、過電流リレー１１２の動作と、蓄積データとを示す。
【００３３】
前述のＳ１３０のように、標定起動時刻より前に復帰時刻がある場合、トリップ指令から遮断器５００が切れるまでの時間は待機時間より短い。即ち、起動リレー１１１が動作することにより（Ｓ４０１）、起動リレー１１１がトリップ指令を遮断器５００へ出力してから（Ｓ４０２）、遮断器５００が「切」になる（Ｓ４０３）までの時間が、短くなる。一方、起動リレー１１１が動作してから待機時間が経過して（Ｓ５０１）、標定起動時刻になると（Ｓ５０２）、蓄積部１２０は蓄積データを凍結する。標定演算部１４０は、蓄積データ内の過電流リレー動作信号から復帰時刻を検出し（Ｓ５０３）、復帰時刻より推定復帰時間（Ｓ５０４）だけ前の時刻を取得終了時刻として決定し（Ｓ５０５）、取得終了時刻より待機時間（Ｓ５０６）だけ前の時刻を取得開始時刻として決定し（Ｓ５０７）、取得開始時刻から取得終了時刻までの演算データを取得する。
【００３４】
図６は、蓄積データの構成を示す。
【００３５】
蓄積データは、サンプリング時刻毎のレコードを有する。各レコードは、サンプリング時刻に対応するサンプル番号（Ｎｏ．）６１０と、測定データである電圧データ６２０および電流データ６３０と、過電流リレー動作フラグ６４０とを有する。電圧データ６２０および電流データ６３０は、計器用変成器３００からの出力がサンプリングされた値である。過電流リレー動作フラグ６４０は、過電流リレー１１２から出力される値である。この図の例は、標定起動時刻より前に復帰時刻がある場合を示す。サンプル番号６１０が８であるレコードにおいて過電流リレー動作フラグが１から０へ変化するため、標定演算部１４０は、このレコードの時刻を復帰時刻として決定する。更に標定演算部１４０は、復帰時刻に基づいて取得終了時刻および取得開始時刻を決定し、取得開始時刻から取得終了時刻までのレコードの電圧データ６２０および電流データ６３０を演算データとして取得する。
【００３６】
事故電流が小さい場合や、事故除去リレー、電流差動リレー、送電線の保護リレーなどのリレーが速く動作する場合など、事故継続時間が通常より短くなる場合がある。もし、故障点標定装置が常に標定起動時刻までの測定データを用いるとすると、事故継続時間が通常より短い場合に、事故が除去された後の測定データも用いるため、正しい故障点を算出することが困難になる。本実施例では、前述のＳ１３０のように、標定起動時刻より前に復帰時刻があることを検出し、復帰時刻を基準に演算データの対象期間を決定することにより、事故継続時間が通常より短い場合でも、事故が除去された後の測定データを用いることを防ぐことができ、故障点の精度が向上する。即ち、本実施例によれば、標定起動時刻より前に事故が除去された場合であっても、故障点を標定することができる。
【００３７】
標定起動時刻より前に過電流リレー１１２の復帰時刻がない場合と、標定起動時刻より前に過電流リレー１１２の復帰時刻がある場合との両方において、できる限り事故が除去された時刻に近い演算データを用いて、故障点を標定することができる。したがって、事故継続期間が或る程度変化する場合であっても、故障点を標定することができる。
【００３８】
なお、標定演算部１４０は、標定起動時刻と復帰時刻を決定し、標定起動時刻と復帰時刻のうち早い方の時刻に基づいて演算データの時刻範囲を決定しても良い。取得開始時刻から取得終了時刻までの長さは、待機時間と異なる所定の長さであっても良い。取得開始時刻は、起動時刻であっても良い。
【００３９】
以上の実施例で説明された技術は、次のように表現することもできる。
（表現１）
電力系統で連続して測定される測定データを記憶する記憶部と、
前記送電線の系統事故の発生を示す信号に基づいて、前記系統事故の発生から所定の準備時間だけ後の時刻である基準時刻を決定する決定部と、
前記基準時刻より前に前記系統事故が除去されているか否かを判定し、前記記憶された測定データの中から、前記判定の結果に基づく時刻範囲のデータを演算データとして選択し、前記演算データに基づいて前記系統事故の故障点を標定する標定部と、
を備える故障点標定装置。
（表現２）
前記標定部は、前記送電線の過電流を検出する過電流リレーの動作を示す過電流リレー動作信号を取得し、前記過電流リレー動作信号に基づいて、前記基準時刻より前に前記系統事故が除去されているか否かを判定する、
表現１に記載の故障点標定装置。
（表現３）
前記記憶部は、前記測定データおよび前記過電流リレー動作信号を含む記憶データを記憶し、前記決定に応じて前記基準時刻における記憶データを保持し、
前記標定部は、前記保持された記憶データ内の過電流リレー動作信号が前記過電流リレーの復帰を示す場合、前記基準時刻より前に前記系統事故が除去されていると判定する、
表現２に記載の故障点標定装置。
（表現４）
前記基準時刻より前に前記系統事故が除去されていると判定された場合、前記標定部は、前記記憶データ内の過電流リレー動作信号に基づいて前記基準時刻より前の時刻である取得終了時刻を決定し、前記保持された記憶データの中から、前記取得終了時刻から所定の時間長だけ前に遡る時刻範囲の測定データを前記演算データとして選択する、
表現３に記載の故障点標定装置。
（表現５）
前記基準時刻より前に前記系統事故が除去されていないと判定された場合、前記標定部は、前記保持された記憶データの中から、前記基準時刻から前記時間長だけ前に遡る時刻範囲の測定データを前記演算データとして選択する、
表現４に記載の故障点標定装置。
（表現６）
前記保持された記憶データ内の過電流リレー動作信号が前記復帰を示す場合、前記標定部は、前記保持された記憶データ内の過電流リレー動作信号に基づいて前記復帰の時刻である復帰時刻を決定し、予め定められた前記過電流リレーの復帰の所要時間を用い、前記復帰時刻より前記所要時間だけ前の時刻を前記取得終了時刻として決定する、
表現５に記載の故障点標定装置。
（表現７）
前記記憶部は、最新の記憶データを所定の長さだけ記憶する、
表現３乃至６の何れか一項に記載の故障点標定装置。
【００４０】
以上の表現における用語について説明する。記憶部は、蓄積部１２０などに対応する。決定部は、標定起動部１３０などに対応する。標定部は、標定演算部１４０などに対応する。基準時刻は、標定起動時刻などに対応する。時刻範囲は、取得開始時刻から取得終了時刻までの範囲などに対応する。所定の時間長は、待機時間などに対応する。所要時間は、推定復帰時間などに対応する。所定の長さは、蓄積時間などに対応する。過電流リレー動作信号は、過電流リレー動作フラグなどに対応する。
【００４１】
本発明は、以上の実施例に限定されるものでなく、その趣旨から逸脱しない範囲で、他の様々な形に変更することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１００：保護継電装置、  １１０：リレー演算部、  １１１：起動リレー、  １１２：過電流リレー、  １２０：蓄積部、  １２２：過電流リレー、  １３０：標定起動部、  １４０：標定演算部、  １５０：取得部、  ２００：変電所、  ３００：計器用変成器、  ４００：送電線、  ５００：遮断器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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