(57)【要約】      （修正有）【課題】ＣＴ三次巻線の電流が記憶されていない送電系統の事故特定装置に適用する。【解決手段】系統の設備データに基づき、各区間で仮想する事故点の電圧・電流算出用の固定マトリックスと事故時の零相電流を算出するための全系零相アドミッタンスＹ０を計算する事前手段１１と、各区間の事故模擬により計算した零相電流の１、２L分流比マトリックスＨ0を計算して記憶する事故模擬計算手段１２と、事故時にサンプリングを使用して事故点の零相電流を計算し、これに１、２L分流比を乗じ、１、２L分流を求め、正常なＣＴ値を使用して非線形連立方程式を解き、事故区間、事故回線、事故地点を特定する事故時計算手段１５を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統の設備データに基づき、各区間の仮想する事故点における事故点電圧、事故点電流算出用の固定マトリックスを作成し、記憶させる事前計算手段と、各区間の事故模擬により計算した零相電流の１号線、２号線（以降、１、２L と表現）分流比マトリックスを作成し、記憶させる事故模擬計算手段と、データサンプリング毎に作動し、計測端の電圧、電流をサンプリングして更新記憶させる常時監視手段と、事故発生時に前記常時監視手段によって起動される事故時計算手段とを備えてなり、前記事前計算手段は各区間の事故点を想定し、固定マトリックスを作成すると共に、系統側の零相アドミッタンスを設定し、前記事故時計算手段は前記事前計算手段によって記憶される固定マトリックスと、前記常時監視手段によって収集される事故時のサンプリングデータを使用して零相電流を計算し、これと１、２L 分流比マトリックスから１、２L 零相電流を推定し、ＣＴ値を補完し、このＣＴ値を使用して非線形連立方程式を解き、事故区間、事故回線、事故地点を特定することを特徴とする送電系統用の事故特定装置。
【請求項２】
前記事故模擬計算手段において、零相電流の１、２L 分流比マトリックスは事故区間、事故回線、事故地点を仮想し、事故模擬計算から作成することを特徴とする請求項１記載の送電系統用の事故特定装置。
【請求項３】
前記事故時計算手段は事故区間における事故点位置を複数個仮想し、仮想した地点と計算結果の差が零となる地点を事故地点として特定することを特徴とする請求項１記載の送電系統用の事故特定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並行２回線区間を有する送電系統に適用することができる送電系統用の事故特定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
送電線において、事故点位置を精度よく標定することができるマトリックス方式の事故特定装置が知られている（特許文献１）。
【０００３】
このものは、例えば並行２回線の特別高圧送電線に対し、キルヒホッフの第１法則、第２法則を適用して基本式を定立し、マトリックス計算により事故点位置を高速標定する技術であり、事故点位置を標定するフォルトロケータ装置や、事故時の系統擾乱に関する事故データ収集用のオシロ装置などに加えて、事故区間を除去するための遮断器操作用のリレーと組み合わせ、保護リレー装置としても十分実用可能な精度と応答性とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１２４２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
送電用事故特定装置は送電線引出口に設置されたＰＴ、ＣＴ計測値を記憶し、事故様相を特定するものである。７７kV以下の中性点抵抗接地系送電線は地絡電流が少ないために、ＣＴは二次、三次巻線で構成され、通常二次残留回路が開放され、零相電流は三次デルタ回路に流れる結線となっている。下位系送電線にはコストパフォーマンスの面からＣＴ三次回路の電流をオシロ装置で記憶しないケースがある。このような送電線のＣＴ計測値は零相電流が欠落したものとなり、送電線事故の２／３を占める地絡事故の特定は不能となり、事故特定装置を設置する意味がほとんどなくなる。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、ＰＴ計測値と系統零相アドミッタンスから地絡事故電流を算出し、事故区間、事故回線、事故地点を仮想した模擬結果から１、２L の分流比を計算し、欠落した零相電流を補完し、事故を標定することができる送電系統用の事故特定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためのこの発明の構成は、系統の設備データに基づき、各区間の仮想する事故点の事故点電圧、事故点電流算出用の固定マトリックスを作成し、記憶させる事前計算手段と、各区間の事故模擬により計算した零相電流の１、２L 分流比マトリックスを作成し、記憶させる事故模擬計算手段と、データサンプリングごとに作動し、計測端の電圧、電流をサンプリングして更新記憶させる常時監視手段と、事故発生時に常時監視手段によって起動される事故時計算手段とを備えてなり、事前計算手段は各区間の事故点を想定し、固定マトリックスを作成すると共に、系統側の零相アドミッタンスを設定し、事故時計算手段は事前計算手段によって記憶される固定マトリックスと、常時監視手段によって収集される事故時のサンプリングデータとを使用して零相電流を計算し、これと１、２L 分流比マトリックスから１、２L 零相電流を推定し、ＣＴ値を補完し、このＣＴ値を使用して非線形連立方程式を解き、事故区間、事故回線、事故地点を特定することをその要旨とする。
【０００８】
なお、事故模擬計算手段において、零相電流の１、２L 分流比マトリックスは事故区間、事故回線、事故地点を仮想し、事故模擬計算から作成することができる。
【０００９】
事故時計算手段は事故区間における事故点位置を複数個仮想し、仮想した地点と計算結果の差が零となる地点を事故地点として特定することができる。
【発明の効果】
【００１０】
送電線用ＣＴの三次巻線電流が使えないと二次巻線電流のみとなり、零相電流がすべて欠落したことになる。これを補完するため、まず、全系の零相アドミッタンスにＰＴ値から求めた零相電圧を乗じ、事故点の零相電流の合計値を求める。次に、事故区間、事故回線、事故地点を仮想した事故模擬計算から求めた１、２L 分流比を乗じ、１、２L の零相電流を求め、ＣＴ二次巻線電流に加算し、ＣＴ値を補完することができる。
【００１１】
送電線の事故特定の基本式は非線形連立方程式になるので、事故区間、事故地点（ＫF ：事故区間における事故地点の相対位置）を仮想した固定マトリックスを準備しておく。この固定マトリックスと計測データ（ＰＴ値、補完したＣＴ値、負荷電流）の演算で事故点ＫA を求め、ＫA とＫF の差が零となるＫ値を解とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】全体構成ブロック系統図
【図２】プログラムフローチャート（１）
【図３】プログラムフローチャート（２）
【図４】プログラムフローチャート（３）
【図５】プログラムフローチャート（４）
【図６】計算内容説明図（１）
【図７】計算内容説明図（２）
【図８】計算内容説明図（３）
【図９】計算内容説明図（４）
【図１０】計算内容説明図（５）
【図１１】計算内容説明図（６）
【図１２】計算内容説明図（７）
【図１３】計算内容説明図（８）
【図１４】計算内容説明図（９）
【図１５】計算内容説明図（１０）
【図１６】計算内容説明図（１１）
【図１７】計算内容説明図（１２）
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面をもって発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
零相電流補完形の送電系統用の事故特定装置１０は事前計算手段１１、事故模擬計算手段１２、常時監視手段１４、事故時計算手段１５を備えてなる（図１）。ただし、事故特定装置１０は、並行２回線区間を有する送電系統を対象とするフォルトロケータ装置、オシロ装置として使用するものとする。
【００１５】
事前計算手段１１には、図示しないデータ入力装置を介し、保護対象となる送電系統の設備データが入力されている。事故模擬計算手段１２には、設備データと事故仮想データが入力されている。また、事前計算手段１１と事故模擬計算手段１２の出力は、それぞれ記憶手段１３に接続され、記憶手段１３の出力は、事故時計算手段１５に接続されている。
【００１６】
常時監視手段１４の出力は、記憶手段１３、事故時計算手段１５に個別に接続されている。また、事故時計算手段１５の出力は、例えばプリンタ装置、ディスプレー装置などを含む出力手段１６に接続されている。なお、常時監視手段１４には、送電線の計測端に設ける電圧変成器ＰＴ、電流変成器ＣＴの他、テレメーターＴＭの各計測値が入力されている（図６のモデル系統図）。ただし、図６のモデル系統図には、非計測端の負荷ＷL のデータを収集するテレメーターＴＭが併せて図示されている。また、図６〜図１７には事前計算手段１１、事故模擬計算手段１２、常時監視手段１４、事故時計算手段１５によって実行される一連の計算内容の技術的根拠が数式により詳細に説明されている。
【００１７】
事前計算手段１１は、送電系統の設備データが入力されると、図２のプログラムフローチャートに従って作動する。
【００１８】
すなわち、プログラムは、設備データの入力データを保存すると（図２のプログラムス
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て、送電系統の設備データによって決まり、区間毎に算出される（２）。
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量で決まる固定データである。プログラムはその後、固定マトリックスと固定データを記憶手段１３に出力して記憶する（３）。
【００１９】
事故模擬計算手段１２は送電系統の設備データと事故仮想データが入力され、仮想した事故区間、事故回線、事故地点に対して事故模擬計算を行い（図３の（２））、ＣＴ設置点の零相電流の１、２L 分流比Ｈ0 を求め、記憶手段１３に出力して記憶する（３）。
【００２０】
常時監視手段１４は、例えば系統電圧波形の３０°ごと、即ち系統周波数の１０倍以上の高頻度に設定されるデータサンプリングごとに起動され、図４のプログラムフローチャートに従って作動する。
【００２１】
プログラムは、まず、電圧変成器ＰＴ、電流変成器ＣＴの各計測値、即ち計測端の電圧ＶPT、電流ＩCTと、テレメーターＴＭを介して収集される非計測端の負荷ＷL を読み取って、サンプリングデータとして入力し（図４のプログラムステップ（１）、以下単に（１）のように記す）、それらのサンプリングデータを記憶手段１３に出力して記憶させる（２）。続いてプログラムは送電系統内に事故が発生しているか否かを判別し（３）、事故発生の時は、事故時計算手段１５を起動して終了する（４）。また、事故発生でないときは（３）、そのまま終了し、次回の起動に備えて待機する。ただし、記憶手段１３には、事故前の電圧ＶPT、電流ＩCT、負荷ＷL 用のメモリエリアとして、少なくとも系統周波数の１サイクル分相当が用意されており、従って、プログラムはデータサンプリング毎にサイクリックに作動することにより、少なくとも事故直前の過去の１サイクル分のサンプリングデータを記憶手段１３に順次更新記憶させることができる。
【００２２】
事故時計算手段１５は、常時監視手段１４のプログラムステップ（４）によって起動されると、図５のプログラムフローチャートに従って作動する。ただし、図５のプログラムステップ（１）〜（１２）は、事故時計算手段１５に対応しており、プログラムステップ（１３）は、出力手段（１６）に対応している。
【００２３】
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ＷL を記憶手段１３から読み出して入力する（図４のプログラムステップ（１）、以下、単に（１）のように記す）。ただし、負荷ＷL は事故発生から系統周波数の１サイクル前のデータを記憶手段１３から読み出すものとする。また、電圧ＶPT、電流ＩCTは、事故発生から例えば位相角９０°相当程度の時間経過後のデータを読み出すものとする。
【００２４】
その後、プログラムは電圧ＶPT、電流ＩCTをフーリエ変換してベクトル値としての電圧ＶPT、電流ＩCTを求め（２）、負荷ＷL から潮流計算によってベクトル値としての負荷電流ＩL を推定する（３）。
【００２５】
続いてプログラムは、零相電流補完（４）の処理に入り、図１３の（４．４）式によって零相電流Ｉ0 を推定し、ＣＴ三次巻線不使用の第一段対策をする。
【００２６】
ＣＴの三次巻線で計測される零相電流は回線毎であり、プログラムステップ（４）で補完されたＩ0 を１、２L に配分する必要がある。この分流比は事故を仮想して予め求められているテーブルＨ0 （ＮS 、ｎ、ｉK ）に記憶されており、この値にＩ0 を乗じて１、２L のＩ0 分Ｉ0n(1) 、Ｉ0n(2) を求める（８）。つづいてＣＴ二次巻線計測値ＩCT2 にＩ0n(1) 、Ｉ0n(2) を加算し、補完されたＣＴ値ＩCT(i) を作成する（９）。ここで、ｉは相番号を表している。
【００２７】
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演算でＫ値を求め、事故線の平均値ＫA を得る（図１６の（５．１２）式）。当初仮想したＫ値のＫF との差を誤差ＥK （ＮS 、ｎ、ｉK ）としてプログラムステップ（６）、（７）を繰り返し計算する。
【００２８】
その後プログラムは、プログラムステップ（１１）において、ＫA とＫF の誤差ＥK （ＮS 、ｎ、ｉK ）を零とするＫ値を図１７の補間法によって求め、それを区間での解ＫS(NS) とする。
【００２９】
ＫS は区間毎に求まり、プログラムステップ（１２）の判定で事故区間候補を絞り込むことができる。多端子送電線の分岐点近傍の事故は複数解となるから候補と呼ぶことにする。
【００３０】
プログラムはその後、計算結果の事故区間、事故回線、事故の位置Ｋをディスプレーやプリンタに出力し（１３）、演算を終了する。
【００３１】
この発明の技術的特長をまとめると、次のとおりである。
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0 を乗じて推定している。
ｂ．事故様相を予め与え、仮想した区間、回線、事故地点（Ｋ値）に対し、１、２L の      Ｉ0 配分率Ｈ0 を乗じ、１、２L の零相電流をＩ0n(1) ＝Ｈ0(1)・Ｉ0 、Ｉ0n(2)       ＝Ｈ0(2)・Ｉ0 で求め、Ｉ0 の欠落したＣＴ値を補完している。
ｃ．Ｉ0 を補完し、方程式で解いたＫA と当初仮想したＫF の差が零となるＫ値を区間      の解ＫS としているので、標定誤差が低減されている。
【符号の説明】
【００３２】
ＶPT…電圧
ＩCT…電流
Ｖ0 …零相電圧
Ｉ0 …零相電流
ＷL …負荷
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Ｈ0 …１、２L 分流比
１１…事前計算手段
１２…事故模擬計算手段
１４…常時監視手段
１５…事故時計算手段
特許出願人      株式会社  キューキ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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