(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数端子間を送電線により連繋してなる電力系統の各端子に設置される端末装置から伝送される電圧、電流等の電気量データを用いて、中央演算装置により送電線の事故点を標定する故障点標定装置において、
前記端末装置は、
前記電力系統の各端子の電気量情報を取込む入力手段と、
この入力手段により取込まれた電気量データを同期用時刻情報に基づいてサンプリングを行うサンプリング手段と、
このサンプリング手段でサンプリングされた電気量データを演算し、その演算結果に基づいて系統事故の発生を検出する系統事故検出手段と、
この系統事故検出手段により系統事故が検出されると系統事故発生時の電気量データを記憶するメモリと、
前記系統事故検出手段が系統事故を判別した時刻情報とこの系統事故を判別した時点を起点として所定時限前の時刻情報とを前記同期用時刻情報から取込んで系統事故発生前の電気量データの抽出開始及び終了のタイミング信号を発生し、送電線保護装置より遮断器へ遮断操作指令が出された時点を起点として所定時限前の時刻情報と遮断器が遮断されてから所定時限経過後の時刻情報とを前記同期用時刻情報から取込んで事故除去前後の電気量データの抽出開始及び終了のタイミング信号を発生する手段と、
このタイミング信号発生手段より、系統事故発生前の電気量データの抽出開始及び終了タイミング信号が入力されると前記メモリから故障発生時点より一定時間過去に遡行して電気量データを抽出し、事故除去前後の電気量データの抽出開始及び終了タイミング信号が入力されると前記メモリから送電線保護装置より遮断器へ出力される遮断操作指令時点を起点として、一定時間過去に遡行して系統事故終了前の電気量データと一定時間後の系統事故終了後の電気量データとを抽出する手段と、
この電気量データ抽出手段により抽出された電気量データを前記中央演算装置からの要求に応じて前記中央演算装置に伝送する伝送手段とを備えたことを特徴とする故障点標定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送電線の事故時各端子から伝送される電圧、電流データの伝送効率を向上させた故障点標定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、送電線故障点標定装置においては、送電線における系統事故発生前後一定時間の電圧および電流情報を、変電所に設置された変成器から取得し、送電線の特定端子から事故点までの距離を算出している。
【０００３】
標定対象となる送電線における系統故障の原因としては、送電線鉄塔への雷撃、風や雪に起因する送電線導体同士の接触、樹木や鳥獣の接触等が挙げられる。
【０００４】
特に樹木の接触などにより系統事故に至った場合は、樹木の炭化の進行とともに事故電流が増大する傾向にあり、系統事故発生後に電圧、電流データを取得する時間が十分でない場合には、事故電流が少ない時点の電圧、電流データを用いて標定演算をすることになるため、高い標定精度が得られないという問題があった。
【０００５】
一方、系統事故発生後に電圧、電流データを取得する時間を、事故電流が十分に大きくなる時点を含むように引伸ばした場合、これに伴って取得される電圧、電流データの総量が多くなる。
【０００６】
通常、故障点標定装置においては、変成器から電圧、電流データを取得する端末装置と、この端末装置に対して遠く離れた個所に設置されて故障点標定を行う中央演算装置とで構成され、端末装置から中央演算装置へ電圧、電流データを伝送するようになっている。この場合、電圧、電流データの総量が増大すると、データ伝送を行うために要する時間が増大し、速やかに故障点標定結果が得られないため、故障点標定装置の運用面において不都合が生じるという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した問題点の詳細について、図３乃至図６により説明する。
【０００８】
図３は、２端子からなる送電線に適用した故障点標定装置の構成例を示すものである。
【０００９】
図３において、Ｌは端子Ａ，Ｂに有する母線ＡＢ１，ＢＢ２との間を遮断器ＣＢ１，ＣＢ２をそれぞれ介して連繋する送電線、ＣＴ１，ＣＴ２は各端子側の送電線Ｌに流れる電流を検出する変流器、ＶＴ１，ＶＴ２は端子Ａ，Ｂの母線ＡＢ１，ＢＢ２の電圧を検出する変圧器である。
【００１０】
また、Ｐ１は送電線ＬのＦ点の事故時に遮断器ＣＢ１に対し操作指令ＴＲ１を出力する送電線保護装置、Ｐ２は同様に遮断器ＣＢ２に対し操作指令ＴＲ２を出力する送電線保護装置で、これら送電線保護装置Ｐ１，Ｐ２は操作指令ＴＲ１，ＴＲ２により、遮断器ＣＢ１，ＣＢ２を開路し、事故除去を行うものである。
【００１１】
また、Ｔ１，Ｔ２は端子Ａ，Ｂに対応して設けられた端末装置で、端末装置Ｔ１は、母線ＡＢ１の電圧情報を変圧器ＶＴ１から、送電線Ｌに流れる電流情報を変流器ＣＴ１からそれぞれ取込むと共に、電気量情報のサンプリングタイミングの同期を図るための同期用時刻情報Ｓ１と送電線保護装置Ｐ１より遮断器操作指令ＴＲ１が入力される。
【００１２】
同様に端末装置Ｔ２は、母線ＢＢ２の電圧情報を変圧器ＶＴ２から、送電線Ｌに流れる電流情報を変流器ＣＴ２から取込むと共に、電気量情報のサンプリングタイミングの同期を図るための同期用時刻情報Ｓ２と送電線保護装置Ｐ２より遮断器操作指令ＴＲ２が入力される。
【００１３】
前記端末装置Ｔ１，Ｔ２は、それぞれ系統事故検出要素Ｒ１，Ｒ２と、系統事故発生時の系統電気量情報を蓄積するメモリＭ１，Ｍ２とを内蔵しており、変圧器ＶＴ１，ＶＴ２および変流器ＣＴ１，ＣＴ２から取込んだ電気量情報をサンプリング同期用時刻情報Ｓ１，Ｓ２に基づくタイミングでサンプリングし、そのサンプリングデータを系統事故検出要素Ｒ１，Ｒ２で演算を行い、その演算結果に基づいて系統事故の発生を検出すると共に、系統事故発生時の系統電気量情報をメモリＭ１，Ｍ２に蓄積するように構成されている。
【００１４】
一方、Ｃは端末装置Ｔ１，Ｔ２から遠く離れた個所に設置された中央演算装置で、この中央演算装置Ｃは端末装置Ｔ１，Ｔ２から、それぞれ通信路ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を経由して伝送される系統事故中の情報を収集し、送電線の故障点標定の演算を実施している。
【００１５】
このような構成の故障点標定装置において、系統事故時に端末装置Ｔ１，Ｔ２に電気量情報を取得する従来の形態について説明する。
【００１６】
図４は、端末装置Ｔ１およびＴ２が系統事故中の電気量情報を取得するタイムチャートの第１の例を示したものである。
【００１７】
図４に示すタイミングＡ２は、端末装置Ｔ１，Ｔ２が、自装置に内蔵する系統事故検出要素Ｒ１，Ｒ２が動作したことを条件に、系統故障の発生を判別するタイミングである。
【００１８】
タイミングＡ１は、端末装置Ｔ１，Ｔ２が、前記タイミングＡ２を起点として、メモリＭ１，Ｍ２に蓄積された電気量情報から所定時限分過去に遡行して、系統事故発生以前の電気量情報の取得を開始するタイミングである。
【００１９】
タイミングＡ３は、送電線保護装置Ｐ１，Ｐ２による遮断器ＣＢ１，ＣＢ２への開路操作指令ＴＲ１，ＴＲ２が出力されたタイミングである。
【００２０】
タイミングＡ４は、端末装置Ｔ１，Ｔ２に内蔵される系統事故検出要素Ｒ１，Ｒ２が復帰するタイミングである。
【００２１】
タイミングＡ５は、前記タイミングＡ４を起点として、系統情報の蓄積を停止するタイミングである。
【００２２】
上記タイミングチャートから明らかなように、端末装置Ｔ１，Ｔ２が系統情報を取得する期間は、タイミングＡ１からタイミングＡ５までの間であり、この時間は系統事故が発生してから、送電線保護装置Ｐ１，Ｐ２によって事故除去されるまでの時間に影響されることが分かる。
【００２３】
ところで、高抵抗接地系の送電線保護装置Ｐ１，Ｐ２では、系統事故発生から系統事故除去までに数秒間を要することがあり、このような場合には端末装置Ｔ１，Ｔ２が取得する電気量情報量が非常に多くなることから、中央演算装置Ｃへ情報の伝送に要する時間が長くなり、結果として送電線の故障点を標定するまでの時間が長大化する問題があった。
【００２４】
図５は、端末装置Ｔ１，Ｔ２が系統事故中の電気量情報を取得するタイムチャートの第２の例を示したものである。
【００２５】
図５に示すタイミングＢ２は、端末装置Ｔ１，Ｔ２が、自装置に内蔵する系統事故検出要素Ｒ１，Ｒ２が動作したことを条件に、系統故障の発生を判別したタイミングである。
【００２６】
タイミングＢ１は、端末装置Ｔ１，Ｔ２が前記タイミングＢ２を起点として、メモリＭ１，Ｍ２に蓄積された電気量情報から所定時限分過去に遡行して、系統事故発生以前の電気量情報の取得を開始するタイミングである。
【００２７】
タイミングＢ３は、端末装置Ｔ１，Ｔ２が前記タイミングＢ２を起点として所定時限経過後にメモリＭ１，Ｍ２への電気量情報の蓄積を終了したタイミングである。
【００２８】
タイミングＢ４は送電線保護装置Ｐ１，Ｐ２により系統事故が除去されたタイミングである。
【００２９】
上記タイミングチャートから分かるように、端末装置Ｔ１，Ｔ２が系統情報を取得する期間は、タイミングＢ１からタイミングＢ３までの間であるが、系統事故が発生しているのはタイミングＢ２からＢ４までの間である。一般的に事故現象は発生からの時間経過とともに安定する傾向があるため、タイミングＢ３時点までの電気量情報を用いて故障点標定を行った場合、タイミングＢ４時点までの電気量情報を用いて故障点標定を行うよりも、故障点標定演算結果の精度が劣る問題点があった。
【００３０】
図６は、端末装置Ｔ１，Ｔ２が系統事故中の電気量情報を取得するタイムチャートの第３の例を示したものである。
【００３１】
図６に示すタイミングＣ１は、系統事故が発生したタイミングである。
【００３２】
タイミングＣ３は、系統事故除去のため、送電線保護装置Ｐ１，Ｐ２に遮断器を開路するための遮断器操作指令を出力したタイミングである。
【００３３】
タイミングＣ２は、端末装置Ｔ１，Ｔ２が、前記タイミングＣ３を起点として、メモリＭ１，Ｍ２に蓄積された電気量情報から所定時限分過去に遡行して、系統事故発生以前の電気量情報の取得を開始するタイミングである。
【００３４】
タイミングＣ４は、送電線保護装置Ｐ１，Ｐ２により系統事故が除去されたタイミングである。
【００３５】
タイミングＣ５は、端末装置Ｔ１，Ｔ２が、前記タイミングＣ３を起点として所定時限経過後に電気量情報の蓄積を終了したタイミングである。
【００３６】
上記タイミングチャートから分かるように、端末装置Ｔ１，Ｔ２が系統情報を取得する期間は、タイミングＣ２からタイミングＣ５までの間であるが、系統事故が発生しているのはタイミングＣ１からＣ４までの間である。送電線故障点標定においては、標定方式によっては、故障発生以前の系統の電気量情報を必要とする場合があるため、電気量情報の取得をタイミングＣ１時点から開始するのに比べ、タイミングＣ２時点から電気量情報を取得した場合、故障点標定演算結果の精度が劣る問題点があった。
【００３７】
本発明は上記のような点を考慮してなされたもので、高精度の故障点標定を行うことができると共に、故障点標定が実施されるまでの時間を短縮することができる故障点標定装置を提供することを目的とする。
【００３８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、次のような手段により故障点標定装置を構成する。
【００３９】
本発明は、複数端子間を送電線により連繋してなる電力系統の各端子に設置される端末装置から伝送される電圧、電流等の電気量データを用いて、中央演算装置により送電線の事故点を標定する故障点標定装置において、前記端末装置は、前記電力系統の各端子の電気量情報を取込む入力手段と、この入力手段により取込まれた電気量データを同期用時刻情報に基づいてサンプリングを行うサンプリング手段と、このサンプリング手段でサンプリングされた電気量データを演算し、その演算結果に基づいて系統事故の発生を検出する系統事故検出手段と、この系統事故検出手段により系統事故が検出されると系統事故発生時の電気量データを記憶するメモリと、前記系統事故検出手段が系統事故を判別した時刻情報とこの系統事故を判別した時点を起点として所定時限前の時刻情報とを前記同期用時刻情報から取込んで系統事故発生前の電気量データの抽出開始及び終了のタイミング信号を発生し、送電線保護装置より遮断器へ遮断操作指令が出された時点を起点として所定時限前の時刻情報と遮断器が遮断されてから所定時限経過後の時刻情報とを前記同期用時刻情報から取込んで事故除去前後の電気量データの抽出開始及び終了のタイミング信号を発生する手段と、このタイミング信号発生手段より、系統事故発生前の電気量データの抽出開始及び終了タイミング信号が入力されると前記メモリから故障発生時点より一定時間過去に遡行して電気量データを抽出し、事故除去前後の電気量データの抽出開始及び終了タイミング信号が入力されると前記メモリから送電線保護装置より遮断器へ出力される遮断操作指令時点を起点として、一定時間過去に遡行して系統事故終了前の電気量データと一定時間後の系統事故終了後の電気量データとを抽出する手段と、この電気量データ抽出手段により抽出された電気量データを前記中央演算装置からの要求に応じて前記中央演算装置に伝送する伝送手段とを備えたものである。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００４１】
図１は本発明による故障点標定装置における端末装置の構成例を示すブロック図である。なお、２端子の送電線からなる電力系統に適用した故障点標定装置の全体の構成は図３と同様なので、ここではその説明を省略する。
【００４２】
図１において、１は送電線の電圧情報と電流情報をそれぞれ取込む電気量情報入力手段、２はこの電気量情報入力手段１より取込んだ電気量情報を同期用時刻情報Ｓ１に基づいてサンプリングするサンプリング手段、３はこのサンプリング手段２によりサンプリングされたデータを演算し、その演算結果に基づいて系統事故の発生を検出すると共に、系統事故発生時の系統電気量情報をメモリ４（図３のＭ１，Ｍ２）に蓄積する系統事故検出要素（図３のＲ１，Ｒ２）である。
【００４３】
一方、５は系統事故検出要素３が動作した時刻情報及び送電線保護装置６（図３のＰ１，Ｐ２）より遮断器へ遮断操作指令が出されたときの時刻情報を前記同期用時刻情報Ｓ１から取込んで電気量データの抽出開始及び終了のタイミング信号を発生するタイミング信号発生手段、７はこのタイミング信号発生手段５から電気量データの取得開始または終了のタイミング信号を受けるとメモリ４から所定時間分の電気量データを抽出する電気量情報抽出手段である。
【００４４】
また、８は電気量情報抽出手段７により抽出された電気量データを図示しない中央演算装置からのリクエストに応じて伝送する伝送手段である。
【００４５】
次に上記構成の端末装置Ｔを備えた故障点標定装置において、系統事故中に電気量データを取得する場合の作用を述べる。
【００４６】
図２は、端末装置Ｔが系統事故中の電気量情報を取得するタイムチャートの一例を示したものである。
【００４７】
図２において、タイミングＤ１は、端末装置Ｔに内蔵する系統事故検出要素３が動作したことを条件に系統故障の発生を判別したタイミングを起点として、メモリ４に蓄積された電気量データから所定時限分過去に遡行して、系統事故発生以前の電気量データの取得を開始するタイミングである。
【００４８】
タイミングＤ２は、系統事故検出要素３が動作したことを条件に系統事故の発生を判別した時点であり、端末装置Ｔが系統事故以前の電気量データの取得を終了するタイミングである。
【００４９】
タイミングＤ３は、送電線保護装置６（図３のＰ１，Ｐ２）による遮断器ＣＢ１，ＣＢ２（図３に示す）開路操作指令ＴＲが出力された時点を起点として、メモリ４に蓄積された電気量データから所定時限分過去に遡行して、系統事故終了前の電気量データの取得を開始するタイミングである。
【００５０】
タイミングＤ５は、送電線保護装置６による遮断器ＣＢ１，ＣＢ２への開路操作指令ＴＲが出力されたタイミングＤ４を起点として、所定時限経過後に電気量データの蓄積を終了したタイミングである。
【００５１】
以上の説明から分かるように、端末装置Ｔが電気量データを取得する期間は、タイミングＤ１からタイミングＤ２までの間と、タイミングＤ３からタイミングＤ５までの間であり、前記期間には系統事故発生前の電気量データと、系統事故現象がもっとも安定する系統保護装置による事故除去直前のタイミングが含まれており、精度の高い送電線故障点標定を行い得る電気量データの取得に好適である。
【００５２】
また、前記電気量データの取得期間が、系統事故の様相によらず一定とすることが可能となり、結果として系統事故の発生から、故障点標定が実施されるまでの時間を短縮することが可能となる。
【００５３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、高精度の故障点標定を行うことができると共に、故障点標定が実施されるまでの時間を短縮することができる故障点標定装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による故障点標定装置における端末装置の実施の形態を示すブロック構成図。
【図２】同実施の形態において、端末装置の作用を説明するためのタイムチャート。
【図３】従来及び本発明の説明に共通な２端子からなる送電線に適用した故障点標定装置の一例を示す構成図。
【図４】従来の端末装置の第１の形態の作用を説明するためのタイムチャート。
【図５】従来の端末装置の第２の形態の作用を説明するためのタイムチャート。
【図６】従来の端末装置の第３の形態の作用を説明するためのタイムチャート
【符号の説明】
１：情報取込装置
２：サンプリング手段
３（Ｒ１，Ｒ２）：系統事故検出要素
４（Ｍ１，Ｍ２）：メモリ
５：タイミング信号発生手段
６（Ｐ１，Ｐ２）：送電線保護装置
７：電気量情報抽出手段
８：送信手段
Ｓ１，Ｓ２：同期用時刻情報
Ｃ：中央演算装置
【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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