JPH0691709B2 - 事故設備判定方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電力系統制御用計算機による電力系統事故設備
の自動判定方式に関する。

〔従来の技術〕

従来、電力系統事故における事故の原因となつた設備
（以下事故設備）の判定は、管轄系統における動作した
保護リレーの保護範囲データおよびしや断器のトリツプ
情報を用いて行つている。しかし動作した保護リレーの
保護範囲は、動作した保護リレーの保護範囲内の開閉器
（しや断器，断路器）の開閉状態により異なつてくるの
で、事故設備の判定に長時間を要していた。更に、同時
刻に事故による停電が管轄系統の複数箇所で発生した場
合には、事故設備の判定が複雑になりその判定に高度な
熟練を要する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、従来の上述の問題点と、電力系統設備の巨大
化，複雑化にに伴う電力の一層の安定供給を図るために
事故時の復旧操作も高速化，高信頼化が望まれている点
に鑑みて、その復旧操作の判断根拠となる管轄系統内の
事故設備の判定を高速度，高信頼度をもつて達成する方
式を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、系統事故発生前の系統状態（停電設備グル
ープ，開閉器状態，保護リレー動作情報等）と系統事故
発生直後の系統状態（停電設備グループ，開閉器状態，
保護リレー動作情報等）を蓄積し、事故発生直前の充電
系統にあって事故時トリップした開閉器が所属する系統
の各電力設備について電気的に接続関係のある単位設備
の集合（停電設備グループ）を作成し、更にトリツプCB
を介して隣接する停電設備グループを結合し、１つの停
電設備グループ群とし、またこの停電設備グループ群以
外の停電設備を１つの停電設備グループ群とし、その停
電設備グループ群毎に、同じく取込んだ動作した保護リ
レーの動作情報を含めて、更には、その動作保護リレー
の動作特性を考慮に入れて編集することにより、達成さ
れる。

〔作用〕

電力系統を構成する各設備は、保護リレーにより保護し
事故の拡大を防ぐようになつている。保護リレーは、種
々の方式にて設備を保護するため、異常を検出（電流の
大小，方向，電圧の大小変化等）した場合、その保護す
べき設備の開閉器を開放し、事故電流の流れをしや断す
るようになつている。すなわち、保護リレーによつて
は、保護範囲からその動作方向（異常の発生した方向）
を知ることができるものがある。また動作方向の不明な
保護リレーもあるが、保護リレーの持つ前述の機能か
ら、開閉器の開放情報と組合せることによりその異常方
向を定めることが可能である。計算機が取込む保護リレ
ーの動作情報および開閉器の動作情報を時系列的に蓄積
し、一定の時間内の情報を先に述べた停電設備グループ
群毎に編集し、上述の保護リレーの特性を適用すること
により、事故設備を確定することが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を添付された図面と共に説明す
る。

第１図は、本発明の電力系統計算制御システム構成を示
すブロツク図である。１は管轄系統、２はオンライン情
報入力装置、３は電子計算機、４は現在系統状態保存
部、５は事故直後系統状態保存部、６は事故設備判定処
理部、７は表示部である。

オンライン情報入力装置２により電子計算機３内の現在
系統保存部４に管轄系統１の開閉器の状態情報，保護リ
レーの動作情報が一定周期で保存されている。管轄系統
１において事故が発生し、保護リレーが動作した場合に
は、現在系統状態保存部４の内容を事故直後系統状態保
存部５に転送し、この事故直後状態保存部５に保存され
ている電力系統に対して、本発明方式を用いた事故設備
判定処理部６にて事故設備を判定し、結果を表示部７に
より運用者に通知する。

第２図は、本発明方式の処理順序をS1〜S5の処理ステツ
プにより表わしたものである。以下、個々の処理につい
て説明する。まず、ステツプS1は、事故時に発生する管
轄系統からの一定時間（例えば10秒）の状変、すなわ
ち、保護リレーおよびしや断器無電圧検出リレーの動作
情報の変化を蓄積する。

次に、ステツプS2では次のような２つの手順により停電
設備グループを作成する。

まず、蓄積状変の中のトリツプしや断器の動作情報を用
いて、“閉”の開閉器を介して電気的に接続のある電力
系統を構成する単位設備（母線，送電線，変圧器）の集
合である設備グループを再編成する。次に蓄積状変の中
の無電圧検出リレーの動作情報を用いて、停電状態にあ
る設備グループを決定し、当該設備グループを停電設備
グループとする。

次に、ステツプS3で上記で作成した停電設備グループを
トリツプした開閉器を介して隣接する停電設備グループ
を結合し、１つの停電設備グループ群とする。また、そ
れ以外の停電設備グループを１つにまとめ、停電設備グ
ループ群とする。

第３図は、停電設備グループと停電設備グループ群との
関係を示す例である。図中の（１）〜（10）は送電線お
よび変圧器の単位設備ごとに与えられたブランチ番号、
〜は母線の単位設備ごとに与えられたノード番号で
あり、G1,G2は外部電源である。

第３図のようにブランチ（１），（２）の事故（送電線
ルート事故に相当する）によりブランチの両端の開閉器
がトリツプしたと想定すれば、図中の設備はノード
を除いて停電となる。本実施例では、停電設備グループ
は下記第１表（ａ）に示すように４つのグループとな
り、停電設備グループ群は下記第１表（ｂ）に示すよう
に２つのグループとなる。このようにトリツプ開閉器情
報により停電設備グループを結合することにより、以下
の説明する事故設備判定処理が容易になると共に処理時
間の短縮が図られる。

次に、ステツプS4で蓄積状変の中から保護リレーの動作
情報を抽出し、停電設備グループ群単位に編集する。す
なわち、まず保護リレーの動作情報を主保護リレーと後
備保護リレーの動作情報に分類し、次に、当該保護リレ
ーの電力系統上での動作箇所と、停電設備グループ群と
を対比させることにより、当該保護リレーの動作情報を
停電設備グループ群単位に編集する。なお、停電設備グ
ループ群の境界上での保護リレーの動作情報のうち、主
保護リレーの動作情報は当該保護リレーの保護設備の属
する停電設備グループ群側に編集し、後備保護リレーの
動作情報は当該後備保護リレー動作によりトリツプした
開閉器が属する停電設備グループ群側に編集する。

また、後備保護リレーについては、そのリレーの特性に
より保護方向特性を有するものと、保護方向特性のない
ものに分類する。すなわち、後備保護用の第２段以降の
距離リレー（DZ₂，DZ₃）等は、その保護区間が単位設備
のみでなく当該単位設備に接続する複数設備を含んでお
り、保護方向特性有りと称する。一方、過電流リレー
（OC）等のように、複数の単位設備の論理和として動作
する保護リレーは、保護方向特性なしと称する。

下記第２表に、主保護リレーと後備保護リレーとの分類
の１例を示す。

最後に、ステツプS5で停電設備グループ群単位に編集さ
れた保護リレーの動作情報を用いて、事故設備および事
故候補設備の判定を行う。

次に、事故設備判定処理の詳細について説明する。

電力系統に各種事故が発生した場合の判定方式を停電設
備グループ群の境界上および内部の保護リレーの動作形
態を抽出した結果、保護リレーの動作情報を事故設備判
定処理との関係で第４図に示す。

主保護リレー（以下、M.Ryと略す）は、１設備を保護範
囲とし、後備保護リレー（以下、B.Ryと略す）は、２設
備以上を保護範囲とする。例えば、送電線の保護リレー
として用いられている距離リレーの第２段と称されるも
のは、保護リレーが設置されている送電線を保護範囲と
するのみでなく、送電線の相手端の電気所（発変電所）
に接続している他の送電線の全恒長の約半分の距離まで
を保護範囲としている。

第４図中の「概念図」において、101は停電同一電圧設
備グループを表わし、102は事故設備、103は推定事故設
備を表わす。また、111は主保護リレー動作かつしや断
器トリツプ情報、112は後備保護リレー（方向特性あ
り）動作かつしや断器トリツプ情報、113は後備保護リ
レー（方向特性なし）動作かつしや断器トリツプ情報を
示す。

以下、第４図に示した事故設備判定方式について説明す
る。

（１）M.Ryの動作がある場合 停電設備グループ群内にM.Ry動作がある場合は当該M.Ry
の保護範囲の設備を事故設備と判定する。また、M.Ry動
作の他にB.Ry動作がある場合もB.Ry動作を無視して当該
M.Ryの保護範囲の設備を事故設備と判定する。

（２）B.Ryの動作のみの場合 停電設備グループ群内の動作リレーがB.Ryのみの場合
は、保護方向特性ありのB.Ry動作，保護方向特性なしの
B.Ry動作、および保護方向特性あり，なし混在したB.Ry
動作の場合に分類される。

まず、保護方向特性ありのB.Ry動作の場合は、動作した
B.Ryの全てが停電設備グループ群の内側を向いているか
否かにより次のように判定する。すなわち、動作したB.
Ryの全てがグループ群の内側を向いていればグループ群
内の全ての設備を推定事故設備とする。一方、動作した
B.Ryのうち１つでもグループ群の外側を向いていれば当
該グループ群内には事故設備も推定事故設備も存在しな
いと判定する。

次に、保護方向特性なしのB.Ry動作の場合は、グループ
群内の全ての設備を推定事故設備とする。また、保護方
向特性ありとなしのB.Ry動作が混在する場合は、保護方
向特性ありのB.Ryの全てが停電設備グループ群の内側を
向いているか否かにより、上記の保護方向特性ありのB.
Ry動作の場合と同様な判定を行う。

第５図は、同時刻に管轄系統の複数箇所で事故による停
電が発生した場合の一例である。図中の（１）〜（15）
は送電線および変圧器の単位設備ごとに与えられたブラ
ンチ番号、〜は母線の単位設備ごとに与えられたノ
ード番号であり、G1,G2,G3は外部電源である。図のよう
にブランチ（５）と（13）の両方で事故が発生したと想
定すれば、図中の斜線で囲まれた部分（R1,R2…）が停
電となり、停電設備グループはR1,R2,R3,R4,R5,R6の６
つとなる。ここで停電設備グループ群は｛R1,R3｝，｛R
5,R6｝，｛R2,R4｝の３つとなる。｛ ｝は停電設備グ
ループの集合、すなわち停電設備グループ群を表わす。
事故を想定したフランチの主保護リレーが正常に動作し
たとすれば、停電設備グループR1とR5の両方の境界上に
主保護リレーが編集され、停電設備グループ群単位｛R
1,R3｝，｛R5,R6｝に編集された保護リレーの動作情報
を用いて事故設備判定が行われる。停電設備グループ群
｛R1,R3｝，｛R5,R6｝以外は保護リレーの動作情報が編
集されていないために事故設備判定処理の対象とする必
要はない。停電設備グループ群｛R1,R3｝に対しては、
ブランチ（５）を保護設備とする主保護リレー情報
M₁₁，M₁₂を用いて事故設備がブランチ（５）であると判
定する。停電設備グループ群｛R5,R6｝に対しては、ブ
ランチ（13）を保護設備とする主保護リレー情報M₅₁，M
₅₂を用いて事故設備がブランチ（13）であると判定す
る。

本例では、尚保護リレー動作のみの場合しか述べていな
いが、後備保護リレー動作がある場合も、停電設備グル
ープ群単位に第４図の判定方式に従つて判定されること
は明らかである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る電力系統設備の事故
設備判定方式は、事故時に発生する管轄系統からの一定
時間の状変を蓄積し、事故による停電設備の集合をグル
ープとして認識し、さらにこの停電設備グループをトリ
ツプした開閉器により結合し停電設備グループ群を作成
し、停電設備グループ群の境界および内部の主保護リレ
ー動作情報，後備保護リレー動作情報を編集し、この停
電設備グループ群単位に事故設備を判定するため、判定
の信頼性が向上するとともに、広域的な系統における事
故設備の判定を高速に行うことができる。また、同時刻
に複数箇所で発生した事故による停電設備に対しても容
易に確実な事故設備の判定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のシステム構成図、第２図
は、本発明の原理を示すフローチャート図、第３図は本
発明の特徴である停電設備グループと停電設備グループ
群との関係例を示す図、第４図は事故設備判定方式の基
本的考え方を示す図、第５図は本発明の適用例を示す図
である。 １…管轄系統、２…オンライン情報入力装置、３…電子
計算機、７…表示部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長浜 守好 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東 京電力株式会社内 (72)発明者 椛沢 博 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 方 守 茨城県日立市大みか町５丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 渡辺 進 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２ 号 三菱電機株式会社制御製作所内 (56)参考文献 特開 昭57−71225（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力系統内の保護リレーおよび開閉器の動
   作情報を電力系統計算制御システムに周期的に取り込ん
   で系統状態を蓄積しながら事故発生時の事故設備の判定
   をおこなう電力系統の事故設備判定方式において、事故
   時トリップした開閉器が所属する系統の各電力設備につ
   いて電気的接続関係にある電力設備を前記トリップした
   開閉器の動作情報を用いて判定して電力設備グループを
   作成し、前記電力設備グループごとにその所属設備の無
   電圧検出リレーの状態情報から停電している停電設備グ
   ループを判定し、停電設備グループが複数あるとき前記
   トリップした開閉器を介して隣接される停電設備グルー
   プ同士は一つの停電設備グループと判定し、これら停電
   設備グループ単位に主保護リレーおよび後備保護リレー
   の動作情報に基づいて停電設備グループ内の事故設備を
   判定するようにしたことを特徴とする電力系統の事故設
   備判定方式。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記主保
   護リレーが動作したときは当該リレーの保護設備を事故
   設備とし、前記後備保護リレーのみ動作しその保護特性
   が外向きのときは当該停電グループ内には事故設備が無
   いと判定するようにしたことを特徴とする電力系統の事
   故設備判定方式。