JP2010213400A - 需要家構内の電力系統における地絡事故原因判定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】地絡事故波形信号を離散化し情報処理することにより原因を特定する。
【解決手段】事故波形の入力部分に波形検出可能な周波数特性を備えたセンサーを適用し，振幅や周波数特性，また位相並びに時間特性情報から計算機を用いて信号処理を行い，短時間に地絡事故原因を特定する手法である。
数学的処理としては，従来のフーリエ変換に加え，Z変換により時間離散信号変換を行う。その信号は，トランザクションデータ（データ処理可能な形）に置き換えられデータマイニング手法（大量のデータを解析し，相関関係やパターンを探る手法）を用いて決定木により原因判定処理を行う。
また，事故時の地絡電圧，地絡電流波形においては，事故波形の周波数帯域を検知するセンサーを用いることにより，エイリアシング（サンプリング定理を満たさないために実在しない波形が現れる現象）の問題を解決でき，地絡事故原因の短時間判定並びにその精度を大幅に向上できる。
【選択図】図１
【解決手段】事故波形の入力部分に波形検出可能な周波数特性を備えたセンサーを適用し，振幅や周波数特性，また位相並びに時間特性情報から計算機を用いて信号処理を行い，短時間に地絡事故原因を特定する手法である。
数学的処理としては，従来のフーリエ変換に加え，Z変換により時間離散信号変換を行う。その信号は，トランザクションデータ（データ処理可能な形）に置き換えられデータマイニング手法（大量のデータを解析し，相関関係やパターンを探る手法）を用いて決定木により原因判定処理を行う。
また，事故時の地絡電圧，地絡電流波形においては，事故波形の周波数帯域を検知するセンサーを用いることにより，エイリアシング（サンプリング定理を満たさないために実在しない波形が現れる現象）の問題を解決でき，地絡事故原因の短時間判定並びにその精度を大幅に向上できる。
【選択図】図１
Description
本発明は，従来の地絡保護継電器に簡易な機能を加えることにより地絡事故判定が可能となる装置に関するものである。
電力系統における地絡事故は多種多様な原因が存在するが，その多くは自家用で機構作物の需要家構内で発生する地絡事故である。需要家構内の電力系統総延長は一般に長い距離となるが，事故原因箇所の特定は系統の目視点検による確認作業を行い，原因発生箇所を見つける方法が通例であった。
同時に，地絡事故の規模によっては広い範囲の停電に至る可能性もある。電力エネルギーはライフラインとなっており，事故を早急に復旧させることが求められているが，広範囲の系統を調査し地絡事故原因を特定するには時間がかかっていた。更には，小動物の充電部による接触が原因である場合，事故を誘発した小動物が事故発生場所にとどまらない場合もあり，事故原因の特定は困難なことが多い。
同時に，地絡事故の規模によっては広い範囲の停電に至る可能性もある。電力エネルギーはライフラインとなっており，事故を早急に復旧させることが求められているが，広範囲の系統を調査し地絡事故原因を特定するには時間がかかっていた。更には，小動物の充電部による接触が原因である場合，事故を誘発した小動物が事故発生場所にとどまらない場合もあり，事故原因の特定は困難なことが多い。
需要家構内において，その電源は電力会社からの受電場所より引き込まれ，受電点から分岐し構内配電されているので，地絡事故の発生原因により，受電点での地絡電圧や地絡電流波形の性質が異なると考えることができる。
これは，オームの法則で証明される通り，地絡事故原因となる要因を構成する物体のインピーダンスの違いにより，地絡事故時の地絡電圧や地絡電流は変化し，その地絡電圧波形や地絡電流波形（以下，波形）も一定とはならないことは周知である。
これは，オームの法則で証明される通り，地絡事故原因となる要因を構成する物体のインピーダンスの違いにより，地絡事故時の地絡電圧や地絡電流は変化し，その地絡電圧波形や地絡電流波形（以下，波形）も一定とはならないことは周知である。
現状，地絡事故が起こった場合，その地絡電圧，あるいは地絡電流の振幅のみで電路を遮断し事故の影響を最小限に防ぐ装置は存在している。
しかし，原因の判定には至っていない。事故原因判定の為には，更なる情報処理技術が必要となる。更に，従来の商用周波数帯域の電圧，電流センサーでは，波形のエイリアシング現象（サンプリング定理を満たさないために実在しない波形が現れる現象）による誤った波形を前提とした処理がなされる場合もあった。
しかし，原因の判定には至っていない。事故原因判定の為には，更なる情報処理技術が必要となる。更に，従来の商用周波数帯域の電圧，電流センサーでは，波形のエイリアシング現象（サンプリング定理を満たさないために実在しない波形が現れる現象）による誤った波形を前提とした処理がなされる場合もあった。
そこで，事故波形の入力部分に波形検出可能な周波数特性を備えたセンサーを適用し，振幅や周波数特性，また位相並びに時間特性情報から計算機を用いて信号処理を行い，地絡事故原因を特定する。
数学的処理としては，従来のフーリエ変換に加え，Z変換により時間離散信号変換を行う。その信号は，トランザクションデータ（データ処理可能な形）に置き換えられデータマイニング手法（大量のデータを解析し，相関関係やパターンを探る手法）を用いて決定木により原因判定処理を行う。
また，事故時の地絡電圧，地絡電流波形においては，事故波形の周波数帯域を検知するセンサーを用いることにより，エイリアシングの問題を解決でき，地絡事故原因の判定精度を大幅に向上できる。
数学的処理としては，従来のフーリエ変換に加え，Z変換により時間離散信号変換を行う。その信号は，トランザクションデータ（データ処理可能な形）に置き換えられデータマイニング手法（大量のデータを解析し，相関関係やパターンを探る手法）を用いて決定木により原因判定処理を行う。
また，事故時の地絡電圧，地絡電流波形においては，事故波形の周波数帯域を検知するセンサーを用いることにより，エイリアシングの問題を解決でき，地絡事故原因の判定精度を大幅に向上できる。
解決しようとする問題は，需要家構内の電力系統における地絡事故の原因特定ができない点である。
本発明は，零相電圧と零相電流の波形を事故原因別に情報化し，データマイニングにより決定木を用いて地絡事故原因判定を可能とした。
本発明の地絡事故原因判定装置が設置された電力系統で地絡事故が発生すれば，原因特定が容易に可能となり，電源復旧は短時間で実現できる。
また，零相電圧，零相電流の移行進展を把握することにより，事前に地絡事故の兆候を判断する要素も兼ね備えることとなり，大きな予防保全に寄与できる。
また，零相電圧，零相電流の移行進展を把握することにより，事前に地絡事故の兆候を判断する要素も兼ね備えることとなり，大きな予防保全に寄与できる。
従来の零相電圧，零相電流の振幅を取り込む商用周波数帯域のセンサー部分を事故波形が再現できる程度の周波数帯域のセンサーに変更し，情報処理を加えることにより実現できる。
図１の実施例は，高電圧回路における地絡波形取込回路図である。電力系統側１に，電流検出センサー２を配し，需要家構内側３に電圧検出センサー４を配してある。
本発明装置の信号入力部分は，一般に使用されている図１の波形取込回路に加え，20kHz程度の周波数特性を備えた電流検出センサー２を用いることにより実現できる仕様である。
図２は信号処理フローをブロック図に示したものである。事故波形信号は入力部分５経由し信号処理部６を経由し，さらにトランザクションデータ７として処理され，その後データマイニング分析８によって照合がなされ地絡事故原因の出力９を得るように仕組んでいる。
すなわち入力部分５から取り込まれたこれらの事故波形信号は，離散化処理されフーリエ変換などの数学的手法を用いトランザクションデータ７として分類される。それらのデータはデータマイニング手法８を用いることにより過去のデータから決定木によって原因を判定できる。
図３の実施例は低電圧回路における地絡波形取込回路図である。電源側１０から入力された電流を電流検出センサー１１で捕らえ，トランス二次側の需要設備側１２に出力するように仕組んでいる。
電流検出部分については，実施例１同様，本発明装置の信号入力部分を20kHz程度の周波数特性が備えられている電流検出センサー１１に変更することにより実現できる仕様である。
電力系統の地絡事故原因特定は目視確認による以外の方法としては，困難を極めていたが，本発明の装置を設置することにより，高い精度で原因を判定でき，需要家構内の電力系統における予防保全に寄与できる。
１ 電力系統側
２ 電流検出センサー
３ 需要家構内側
４ 電圧検出センサー
５ 事故波形信号入力部分
６ 信号処理部分
７ トランザクションデータ
８ データマイニング
９ 地絡事故原因出力
１０ 電源側
１１ 電流検出センサー
１２ 需要設備側
２ 電流検出センサー
３ 需要家構内側
４ 電圧検出センサー
５ 事故波形信号入力部分
６ 信号処理部分
７ トランザクションデータ
８ データマイニング
９ 地絡事故原因出力
１０ 電源側
１１ 電流検出センサー
１２ 需要設備側
Claims (1)
- 自家用電気工作物に設置してある地絡事故検出回路の電流入力部分を事故波形が再現できる周波数特性を持った電流検出センサーに変更し，離散化取込処理を行い，フーリエ変換を行った後の情報をトランザクションデータ（データ処理可能な形）とすることにより，データマイニング手法を適用して，決定木を用いて事故原因を特定する地絡原因特定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009054691A JP2010213400A (ja) | 2009-03-09 | 2009-03-09 | 需要家構内の電力系統における地絡事故原因判定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009054691A JP2010213400A (ja) | 2009-03-09 | 2009-03-09 | 需要家構内の電力系統における地絡事故原因判定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010213400A true JP2010213400A (ja) | 2010-09-24 |
Family
ID=42972977
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009054691A Pending JP2010213400A (ja) | 2009-03-09 | 2009-03-09 | 需要家構内の電力系統における地絡事故原因判定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010213400A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018125912A (ja) * | 2017-01-30 | 2018-08-09 | 学校法人鶴学園 | 地絡要因判定装置 |
| JPWO2023176039A1 (ja) * | 2022-03-17 | 2023-09-21 | ||
| CN119147874A (zh) * | 2024-11-14 | 2024-12-17 | 南通康比电子有限公司 | 一种单相整流器的信号故障检测方法 |
-
2009
- 2009-03-09 JP JP2009054691A patent/JP2010213400A/ja active Pending
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| JPWO2023176039A1 (ja) * | 2022-03-17 | 2023-09-21 | ||
| WO2023176039A1 (ja) * | 2022-03-17 | 2023-09-21 | 三菱電機株式会社 | 機器診断装置及び機器診断システム |
| JP7580658B2 (ja) | 2022-03-17 | 2024-11-11 | 三菱電機株式会社 | 機器診断装置及び機器診断システム |
| CN119147874A (zh) * | 2024-11-14 | 2024-12-17 | 南通康比电子有限公司 | 一种单相整流器的信号故障检测方法 |
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