(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電線に配備されている過電流測定器によって隣り合う２つの過電流検出点の電流を検出し、その過電流が検出された過電流検出点と、過電流が検出されていない過電流検出点とに挟まれる配電線路上の区間を短絡点事故区間とし、
前記短絡事故区間よりも電源側に位置する２箇所の過電流検出点における対地電圧実効値の差と、２箇所の検出点間のインピーダンスを用いて、電源から短絡点までのインピーダンスを算出し、
前記電源から短絡点までのインピーダンスを線路定数を用いて距離換算することにより短絡点の位置を標定する
ことを特徴とする配電線の短絡点標定方法。
【請求項２】
配電線に配備されている過電流測定器によって隣り合う２つの過電流検出点の電流を検出し、その過電流が検出された過電流検出点と、過電流が検出されていない過電流検出点とに挟まれる配電線路上の区間を短絡点事故区間とし、
前記短絡事故区間よりも電源側に位置する２箇所の過電流検出点における対地電圧実効値の差と、前記電源側２箇所のうち負荷側に近い１箇所の対地電圧実効値と前記短絡事故区間よりも負荷側に位置する過電流検出点における対地電圧実効値の差と、電源側に位置する前記２箇所の検出点間のインピーダンスとを用いて、電源から短絡点までのインピーダンスを算出し、
前記電源から短絡点までのインピーダンスを線路定数を用いて距離換算することにより短絡点の位置を標定する
ことを特徴とする配電線の短絡点標定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は配電線の短絡点位置を標定する短絡点標定法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ある相と他の相が何らかの原因で電気的に接触する短絡（ショート）現象が配電線の事故原因として挙げられる。その短絡の原因は、樹木および鳥獣の接触や雷などがあるが、短絡事故後、速やかに事故原因を除去して電力供給を復旧させる必要がある。そのために精度の良い配電線の短絡点標定技術の開発が望まれている。これらの技術は特許文献１（特開平８−２６５９５９号公報）に記載されている。
【０００３】
短絡時には極めて大きな短絡電流が発生するので、短絡電流を検出することにより短絡を検出することが可能であり、事故の波及防止（保護）のために変電所リレーが配備されている。短絡検出だけでなく短絡区間を見つけるために、電流センサを内蔵する自動開閉器などを配備することによって、過電流の検出された検出点と検出されない検出点を利用して短絡区間を特定する短絡区間標定が一般的である。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２６５９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術は短絡区間標定であるため、検出点間のどこで短絡事故が発生したかを検出することはできない。樹木接触、鳥獣接触、雷などの事故原因が自動的に取り除かれる場合には、所定の順序で経時的（シーケンシャル）に各部分の状態をチェックする時限順送により再閉路が行われ早急に復旧される。しかしながら、短絡現象が継続する場合には、再閉路が失敗し、事故原因を取り除かない限り負荷側の電力供給が行われない。長い配電線などでは、過電流検出点となる自動開閉器の間隔は数ｋｍに及ぶこともあり、現状では短絡が発生すると事故区間内を目視により点検し、短絡点を見つける方法が取られ、復旧まで長い時間がかかる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、短絡点よりも電源側に位置する２つの過電流測定地点における対地電圧の差を用いて、線路距離とインピーダンスＺｏの関係から、短絡位置を標定する。さらに、精度向上のために短絡点の負荷側で検出される対地電圧を考慮することにより、誤差要因である短絡抵抗などに左右されずに短絡位置を算出する。また、過電流検出点において短絡事故と判定するまでの時間を変電所の短絡事故検出動作時間より早くすることにより、検出に要する時間を短縮する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、短絡区間ではなく短絡点を特定することが可能となるため、短絡時に迅速な対応をすることができ、事故発生後の復旧時間を短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下本発明の実施の形態を図面によって説明する。図１および図２は、配電線の短絡事故時における位置標定法の概念図を示している。図１は配電変電所の系統電源は、変圧器２を介して配電線３に接続されている。ここで配電線内に短絡が発生すると、変電所内の過電流検出リレー（ＯＣ）や配電系統内の幹線開閉器子局などの過電流検出点において、過電流動作整定感度以上の電流を検出することにより短絡を検出する。このとき短絡事故区間の判定としては、過電流検出リレーの動作箇所を系統接続データに従って検索し、過電流検出リレーの不動作となる直前の区間を事故区間と判定する。ここで、系統接続データは、複数の系統を接続したときを含む全体の配電線の接続関係を示すデータである。
【０００９】
図１の配電線の線路５において短絡事故が発生すると、例えば、検出点１〜５に過電流リレーが設けられているときには検出点１〜４の過電流リレーが動作し、検出点５の過電流検出リレーは不動作となる。この場合は、検出点４と検出点５で挟まれる区間の間の線路５に短絡点が存在することになる。
【００１０】
ここでは、配電線の短絡点標定をおこなうために配電線上の複数の離れた位置に検出点が配置されており、その検出点に電流、電圧測定が可能な測定器が配備されているものとする。特に本発明の短絡点標定では線間電圧を使用するため、線間電圧を測定可能な測定器が配電線上に配備されていることになる。
【００１１】
図１では短絡事故区間よりも電源側に位置する検出点が２箇所以上ある場合であり、電源に近い検出点から負荷側に向かって２箇所の検出点１と検出点２を選択する。ここでは、短絡点標定の原理が２点間の対地電圧の差電圧計測による方法のため、極力精度の良い電圧センサの電圧計測値を使用する。すなわち、電圧センサの測定レンジが同じとすれば、できるだけ測定電圧が大きい方が誤差が少ないからである。対地電圧は電源側に近いほど大きくなるので、できるだけ電源側に近い２点間の差電圧を取得することが望ましいが、原理的には電源側の2箇所の差電圧を使用すればよい。
【００１２】
短絡発生時の検出点１、２の対地電圧Ｖ１およびＶ２の電圧波形を図３に示す。図３から明らかなようにＶ１＞Ｖ２であり、対地電圧Ｖ１とＶ２の電位差を使用する。このケースは短絡抵抗が０〔Ω〕の場合であり、短絡点の線間電圧は０である。
【００１３】
次に、短絡事故区間判定後、短絡事故区間よりも電源側にある２箇所の検出点１，２間のインピーダンスＺｏを算出する。検出点１および検出点２の間のインピーダンスＺｏは線路定数（抵抗Ｒ、インダクタンスＬ、キャパシタンスＣ）および線路間距離から算出することが可能である。さらに式（１）によって検出点１，２での電圧実効値Ｖ１およびＶ２を用いて短絡点５までのインピーダンスＺｃが算出できる。
【００１４】
【数１】
0004685365.tif 000002
【００１５】
算出されたインピーダンスＺｃを式（２）、および、線路定数を用いて距離換算することにより、短絡点５の位置が標定できる。
【００１６】
短絡点距離＝Ｚｃ〔Ω〕／単位長さ当りのインピーダンス〔Ω／ｋｍ〕・・・（２）
ただし、式（２）は配電線が同じ線種で構成された場合であり、複数の線種で構成されている場合は、電源端からの線路のインピーダンスを加算して算出していきＺｃと一致している地点が短絡位置となる。
【００１７】
以上のような一連の短絡点位置計算処理の構成を図６に示す。短絡事故が発生し、過電流が検出されると、短絡事故区間の判定が行われ、一方で子局における線間電圧Ｖ１、Ｖ２が計測される。ここで系統接続情報、現在の系統に基づいて線路定数を利用し、子局間のインピーダンスＺｏを算出する。インピーダンスＺoが計算できたときは、さらに式（１）から短絡点までのインピーダンスＺｃが導出される。
【００１８】
実際に短絡点標定を行うためには、現運用系統に仮の短絡点を設定し、仮の短絡点までのインピーダンスＺｘを算出し、Ｚｃ＝Ｚｘであるかを判定する。一致していればその仮の短絡点が短絡点位置と標定されたことになる。一致しなければ、仮の短絡点を負荷側に移動させ、Ｚｃ＝Ｚｘとなるまで繰り返すことになる。
【００１９】
上述のケースは短絡抵抗を０〔Ω〕であり、このときは精度良く標定が可能である。しかしながら、実際には短絡抵抗は必ずしも０〔Ω〕とは限らないため、短絡抵抗が大きいとき標定誤差は大きくなる。これを改善するために、図１の配電系統の場合には短絡点よりも負荷側に位置する検出点５を利用することで改善できる。ただし短絡点より負荷側に検出点が存在する場合にのみ適用することができる。
【００２０】
過電流リレーの動作結果から区間標定を行った結果、図１での検出点４と検出点５の間の線路５で短絡が発生したケースでは、短絡点５よりも負荷側の計測点で計測される電圧は、ほぼ短絡点電圧に等しくなる。そのことを利用して、短絡点５より負荷側にある検出点電圧を利用してインピーダンスを求めることになり、この概念図を図４に示す。標定のためには検出点１、検出点２に加えて、負荷側の検出点５の発生電圧Ｖ３を使用し、図５にその短絡時に検出された波形を示す。この場合の検出点から短絡点までのインピーダンスＺｃは次式（３）で表すことができる。
【００２１】
【数２】
0004685365.tif 000003
【００２２】
検出点５の発生電圧Ｖ３を利用しないで式（１）からのＺｃを算出する場合には、図４に示されるように検出点５より負荷側に短絡点が誤って標定されることになる。短絡点位置標定処理は図６とほぼ同じであり式（１）の替わりに式（３）が用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例を示す短絡事故発生時の系統構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施例を示す短絡事故発生時の２点での位置標定手法の原理を示す図である。
【図３】本発明の一実施例の短絡事故発生時の２つの検出点での電圧波形である。
【図４】本発明の一実施例を示す短絡事故発生時の３点での位置標定手法の原理を示す図である。
【図５】本発明の一実施例の短絡事故発生時の負荷側の検出点を加えた場合の３検出点での電圧波形である。
【図６】本発明の一実施例の短絡点標定処理の構成を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１…系統電源、２…変圧器、３…配電系統。
【図１】
0004685365.tif 000004
【図２】
0004685365.tif 000005
【図３】
0004685365.tif 000006
【図４】
0004685365.tif 000007
【図５】
0004685365.tif 000008
【図６】
0004685365.tif 000009