JP2001218358A

JP2001218358A - 配電用変電所の地絡保護装置

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Publication number: JP2001218358A
Application number: JP2000021339A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Watanabe; 健一郎渡辺; Tetsuro Taguchi; 鉄郎田口
Original assignee: Obayashi Corp; Hikari Trading Co Ltd
Current assignee: Obayashi Corp; Hikari Trading Co Ltd
Priority date: 2000-01-31
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2001-08-10
Anticipated expiration: 2020-01-31
Also published as: JP3641567B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ループ方式の、特に、常開ループ式に接続さ
れる配電用変電所は、１回線側の配電用変電所に地絡事
故があると、それを切り離し、他の回線から給電するよ
うに構成されているので、両回線の地絡保護をするた
め、各回線用に２台（合計４台）の零相変流器と地絡方
向継電器を設置していた。【解決手段】入力側高圧幹線１と出力側高圧幹線２を
一つの零相変流器４の鉄心窓に一括して貫通し、零相変
流器の２次出力を地絡検出保護手段５によって検出し、
保護範囲内の地絡事故のときのみ動作して開閉器１ａと
２ａを同時に遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は配電用変電所の地絡
保護装置に関し、特に、ループ点常開方式の地絡保護に
適した装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高圧幹線のループ化は、配電用変電所の
電力供給システムとして大規模ビルやインテリジェント
ビルを中心に採用されており、事故時の停電時間や停電
範囲を極小化し、供給信頼性の向上を図っている。

【０００３】高圧ループ幹線の系統構成には、ループ区
分開閉器が常時閉路又は開路しているかで、常閉ループ
式と常開ループ式の２方式がある。

【０００４】常閉ループ式は高圧系統間の負荷を融通し
合い、電圧改善、利用率向上等の利点があるが、常時の
循環電流による方向地絡継電器の誤動作、地絡検出感度
の低下、また地絡事故時には両系統から地絡電流が地絡
点に流れ込むため、両系統が遮断され健全な区間や配電
所まで全停止となるなどの課題がある。

【０００５】これに対し、常開ループ式は、高圧ループ
幹線の結合点を常時電気的に開路しておき、故障時にだ
け健全回路側から故障回線の末端健全区間に自動的に逆
送するようにし、常閉ループ式の技術的な課題を解決す
ることができる。

【０００６】図５および図６は、常開ループ式における
地絡保護方式の従来例で、図５はＡ高圧幹線、Ｂ高圧幹
線夫々受電側変電所で一括して地絡検出保護を行う場
合、図６は各配電用変電所で地絡検出保護を行う場合で
ある。

【０００７】図５において１０は受電側変電所で、Ａ高
圧幹線とＢ高圧幹線の２回路で複数の配電用変電所に電
力を供給する。１１は変圧器、１２は受電側母線、ＧＰ
Ｔは接地形計器用変圧器を示し、この受電側母線１２に
Ａ高圧幹線およびＢ高圧幹線の給電所１０Ａおよび１０
Ｂが接続される。

【０００８】これら給電所１０Ａおよび１０Ｂは夫々送
り出し遮断器１３ａ，および１３ｂ，零相変流器ＺＣＴ
に接続された地絡方向継電器１４ａおよび１４ｂを夫々
備えている。地絡方向継電器１４ａ，１４ｂは通常使用
されているもので零相変流器ＺＣＴおよび零相電圧検出
器ＺＰＤで零相電流と零相電圧を検出して方向性を判断
して動作するものである。

【０００９】２０Ａおよび３０Ａは、Ａ高圧幹線に接続
された配電用変電所、２０Ｂおよび３０Ｂは、Ｂ高圧幹
線に接続された配電用変電所を示し、各配電用変電所は
夫々同じ機器および同じ回路により構成されている。

【００１０】配電用変電所２０Ａに例をとって説明すれ
ば、配電用変電所２０Ａは、入力側（電源側）高圧幹線
ＢＵｉと出力側（負荷側）高圧幹線ＢＵｏを有し、これ
ら入力側と出力側の高圧幹線は夫々の高圧幹線に設けら
れた入力側開閉器２１ａおよび出力側開閉器２２ａを介
して互いに接続され、その接続線から配電用変圧器２３
ａ及び配電線２４ａを介して負荷に給電される。なお、
図中２５ａは開閉器２１ａと２２ａの間の電路のもつ対
地静電容量を示している。また、接続ケーブル１ａおよ
び１ｂも対地静電容量をもつが省略してある。

【００１１】他の配電用変電所３０Ａ，２０Ｂ，３０Ｂ
も同様に構成されているので、配電用変電所２０と同じ
部分には、各配電用変電所の番号の１の桁の数字を同じ
くし、その後にＡ高圧幹線用はａ、Ｂ高圧幹線用はｂの
符号を付して詳細な説明を省略する。

【００１２】配電用変電所２０Ａの入力側開閉器２１ａ
はＡ高圧幹線側の接続ケーブル１ａを介してＡ高圧幹線
の給電所１０Ａに接続され、出力側開閉器２２ａは隣接
の配電用変電所３０Ａの入力側開閉器３１ａと接続ケー
ブル２ａによって接続され、配電用変電所３０Ａの出力
側開閉器３２ａは、接続ケーブル３ａによりループ点区
分開閉器ＬＬＳに接続されている。

【００１３】配電用変電所２０Ｂおよび３０Ｂも同様に
Ｂ線側の接続ケーブル１ｂを介してＢ高圧幹線側給電所
１０Ｂに接続され、出力側開閉器２２ｂは、接続ケーブ
ル２ｂを介して配電用変電所３０Ｂの入力側開閉器３１
ｂに接続され、配電用変電所３０Ｂの出力側開閉器３２
ｂは、接続ケーブル３ｂによりループ点区分開閉器ＬＬ
Ｓに接続されている。このようにＡ高圧幹線とＢ高圧幹
線とはループ点区分開閉器ＬＬＳを介してループ状に接
続されているが、このループ点区分開閉器ＬＬＳは常時
開路されている。

【００１４】このような常開ループ式における地絡保護
は、例えば、Ａ高圧幹線に接続された配電用変電所３０
ＡのＦ₁点で地絡事故が発生すると、Ａ高圧幹線の給電
所１０Ａ内に設けてある零相変流器ＺＣＴと零相電圧検
出器ＺＰＤがこれを検出し、地絡方向継電器１４ａが作
動して送り出し遮断器１３ａを遮断する。Ｂ高圧幹線側
はループ点区分開閉器ＬＬＳが開路しているが、対地静
電容量３５ｂ，２５ｂに代表される対地静電容量に充電
電流が流れ、この電流が零相電流として検出される。し
かし、動作する電流位相と１８０°違うため、地絡方向
継電器１４ｂは動作することがない。

【００１５】図６は各配電用変電所に地絡検出保護手段
を備えた場合で、図５と同一又は相当部分にはこれと同
じ符号を付して説明を省略する。なお、図中Ｃ１〜Ｃ５
は零相電流を確実に検出するために、各配電用変電所に
設けられた接地コンデンサを示している。

【００１６】各配電用変電所は夫々Ａ高圧幹線側からの
給電と、Ｂ高圧幹線側からの給電に対応した地絡方向継
電器を備えている。配電用変電所２０Ａに例をとって説
明すると、２６ａ，２７ａはＡ高圧幹線側からの給電の
地絡に対し負荷側に流れる地絡電流を検出して動作する
地絡方向継電器、６６ｂ，６７ｂはＢ高圧幹線側からの
給電時の地絡に対し負荷側事故点に流れる地絡電流を検
出して動作する地絡方向継電器で、各地絡方向継電器
は、夫々の零相変流器ＺＣＴに接続され、かつ零相電圧
検出器ＺＰＤに接続されている。

【００１７】なお、地絡方向継電器６６ｂ，６７ｂは、
Ａ高圧幹線側からの給電の地絡に対して電源側事故点か
ら流れる充電電流を検出して動作することもある。同様
に、地絡方向継電器２６ａ，２７ａはＢ高圧幹線側から
の給電の地絡に対し電源側事故点から流れる充電電流を
検出して動作する場合もある。

【００１８】そして、変電所内に地絡事故が起きたと
き、事故点に流れる地絡電流を検出して動作する地絡方
向継電器２６ａと、事故点から流れる充電電流を検出し
て動作する地絡方向継電器６６ｂの両方が同時に動作し
たとき（アンド条件成立時）に、入力側と出力側の開閉
器２１ａと２２ａが同時に遮断される。

【００１９】また、配電用変電所２０Ａと配電用変電所
３０Ａを接続する接続ケーブル２ａに地絡事故が起きた
とき、事故点に流れる地絡電流を検出して動作する地絡
方向継電器２７ａと、事故点から流れる充電電流を検出
して動作する配電用変電所３０Ａの５７ｂの両方が同時
に動作したとき、出力側と入力側の開閉器２２ａ，３１
ａが同時に遮断される。

【００２０】なお、地絡方向継電器６７ｂ，２７ａ，５
７ｂ，３７ａ，４７ｂ，４７ａ，５６ａ，３６ｂ，６６
ａ，２６ｂは配電用変電所をつなぐ接続ケーブルの地絡
事故に対応した地絡方向継電器なので、以下説明を省略
する。

【００２１】以上は配電用変電所２０Ａについて説明し
たが、他の配電用変電所３０Ａ，４０Ａおよび２０Ｂ，
３０Ｂも同様に構成されており、配電用変電所２０と同
じ部分には、配電用変電所の番号の１の桁の数字を同じ
くし、説明を省略する。

【００２２】通常はループ点区分開閉器ＬＬＳは開路さ
れているので、Ａ高圧幹線側の配電用変電所２０Ａ，３
０Ａおよび４０Ａの地絡保護は、夫々の地絡方向継電器
２６ａ・３６ａ・４６ａおよび４６ｂ，５６ｂ，６６ｂ
によって行われている。

【００２３】今、配電用変電所３０ＡのＦ₂点で地絡事
故が発生すると、地絡電流（零相電流）Ｉｇが流れる。
このとき地絡方向継電器２６ａと３６ａの零相変流器が
夫々（Ｉｇ−Ｉｃ１−Ｉｃ２−Ｉｃ３），（Ｉｇ−Ｉｃ
２−Ｉｃ３）の零相電流を検出して動作する。

【００２４】また、電源側事故点から流れる充電電流を
検出し、地絡方向継電器５６ｂ（Ｉｃ３），２７ｂ（Ｉ
ｃ４）は夫々（）内の零相電流を検出して感度整定値
以上であれば動作する。

【００２５】地絡方向継電器４６ｂと３７ｂはループ点
区分開閉器ＬＬＳは開路していて接続ケーブルがもつ対
地静電容量だけとなり動作しない場合が考えられる。そ
の他の地絡方向継電器は電流位相が動作位相と逆なので
動作しない。

【００２６】この場合、配電用変電所３０Ａだけが、地
絡方向継電器３６ａと５６ｂが動作しアンド条件が成立
しているので、入出力側の遮断器３１ａと３２ａが同時
に遮断される。

【００２７】この遮断器３１ａと３２ａが遮断される
と、ループ点区分開閉器ＬＬＳの一方の電圧が無くなる
ので、一定時間後に当該ループ点区分開閉器ＬＬＳは投
入され配電用変電所４０ＡにはＢ高圧幹線側から電力が
供給される。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】図５の一括地絡保護方
式は、地絡方向継電器が各回線に１台設置すれば足りる
という利点はあるが、しかし、Ａ高圧幹線中の一つの配
電用変電所で地絡事故が発生すると、その高圧幹線に接
続されている全配電用変電所が停電となり、停電後に事
故発生の変電所を探索して切り離した後、Ａ回線から再
び給電し、同時にループ点区分開閉器を投入してＢ高圧
幹線からも給電することになるが、その間Ａ高圧幹線に
接続されている健全な配電用変電所は停電状態を続ける
ことになる。特に近年は、高層ビル，インテリジェント
ビルの各階に配電用変電所を分散して設置し、一つの高
圧幹線に数拾の配電用変電所が設置されるようになって
いるので、事故の配電用変電所を発見し、これを切り離
して再び給電するまでに相当の時間がかかるという問題
がある。

【００２９】また、図６の地絡保護方式は、地絡事故を
発生した配電用変電所が、自己の変電所内でそれを検出
して切り離すので停電箇所を最小限にして上記の課題は
完全に解決されるが、一つの配電用変電所で多数の零相
変流器を含む地絡方向継電器が必要となる。

【００３０】また、これらの地絡方向継電器を確実に動
作させるために接地コンデンサＣ１〜Ｃ５を設置する必
要がある。即ち、図６のループ点区分開閉器ＬＬＳが開
路していて対地静電容量が無いので動作しない地絡方向
継電器４６ｂと同様に、地絡方向継電器５６ｂの零相電
流は、対地静電容量に流れるＩｃ３だけでなので、Ｉｃ
３が感度整定値以上でないと継電器が動作しないことに
なり正常な判断ができなくなる。これを避けるために、
接地コンデンサを設けて強制的に対地静電容量を増や
し、感度整定値以上の零相電流を流し、地絡方向継電器
の動作を確実なものにする必要がある。特に、常開ルー
プ式においては、ループ点区分開閉器をどの箇所に設置
するかは特定されていないし、一度地絡事故が起きた後
は、開閉器を解放し給電方向を変えるため、各開離点毎
に感度電流値以上の零相電流を流すことのできる静電容
量の接地コンデンサを必ず設置する必要がある。

【００３１】Ｆ²点の地絡事故で開閉器３１ａ，３２ａ
とそののちＬＬＳが働いた後の監視状態で、配電用変電
所３０Ｂで地絡事故が起きたときは同様に保護できる。
しかし、配電用変電所４０Ａで地絡事故が起きたとき
は、事故前の地絡方向継電器３７ｂと同様に地絡方向継
電器４６ａの零相電流はケーブルが持つ対地静電容量に
流れるだけとなり正常な動作ができない場合があり、地
絡方向継電器４６ｂと４６ａのアンド条件が成立しない
不確実な保護方式となっている。（６．６ｋＶの電路に
おいて完全地絡の１０％零相電圧感度で零相電流を２０
０ｍＡ流すのに必要な対地静電容量は１．４μＦとな
り、ＣＶケーブル１５０ｍｍ²のとき２．５ｋｍ必要と
なる。これよりケーブルが短いと地絡方向継電器４６ａ
は正常な動作ができず確実な保護ができない）本発明
は、以上の点に鑑み、一つの配電用変電所に一つの地絡
検出保護手段を設ければ足りるようにするとともに、接
地コンデンサの必要のない配電用変電所の地絡保護装置
を提供することを目的とする。

【００３２】

【課題を解決するための手段】本発明は、配電用変電所
においては、入力側高圧幹線から流入する負荷電流およ
び零相電流は通常そのまま出力側高圧幹線から流出する
こと、しかも、自己の配電用変電所内での地絡事故の場
合は、流入側と流出側ではアンバランスとなること、お
よび、この現象は、常開ループ式のように出力側高圧幹
線から入力側高圧幹線に電流の流れ方向が変わった場合
でも変わらないこと、負荷電流にくらべ零相電流は小さ
い（３０Ａ程度）ことに着目してなされたものである。

【００３３】その具体的手段の第１の実施の形態は、配
電用変電所の入力側高圧幹線と出力側高圧幹線を、夫々
の高圧幹線に設けた入力側開閉器および出力側開閉器を
介して接続し、該接続線から分岐線により負荷に電力を
供給するようにした配電用変電所の地絡保護装置におい
て、前記入力側高圧幹線と出力側高圧幹線とを電流の流
れ方向が互いに逆向きとなるように一括して零相変流器
の鉄心窓を貫通し、該零相変流器により、保護範囲外の
地絡事故では零相電流が打ち消し合い、保護範囲内の地
絡事故による零相電流はこれを検出して該零相電流があ
らかじめ設定した設定値以上となったとき動作する地絡
検出保護手段を設け、該地絡検出保護手段の動作により
前記入力側と出力側の開閉器を遮断するようにしたこと
を特徴とする。

【００３４】または、第２の実施の形態は、配電用変電
所の入力側高圧幹線と出力側高圧幹線を、夫々の高圧幹
線に設けた入力側開閉器および出力側開閉器を介して接
続し、該接続線から分岐線により負荷に電力を供給する
ようにした配電用変電所の地絡保護装置において、前記
入力側高圧幹線と出力側高圧幹線に夫々零相変流器を設
け、この両零相変流器の２次側の出力が逆になるように
並列接続して該出力をアナログ合成し、保護範囲外の地
絡事故では零相電流が打ち消し合い、保護範囲内の地絡
事故による零相電流はこれを検出して該零相電流があら
かじめ設定した設定値以上となったとき動作する地絡検
出保護手段を設け、該地絡検出保護手段の動作により前
記入力側と出力側の開閉器を遮断するようにする。

【００３５】また、第３の実施の形態は入力側高圧幹線
と出力側高圧幹線を、夫々の高圧幹線に設けた入力側開
閉器および出力側開閉器を介して接続し、該接続線から
分岐線により負荷に電力を供給するようにした配電用変
電所の地絡保護装置において、前記入力側高圧幹線と出
力側高圧幹線に夫々零相変流器を設け、図４のように、
一方の極性を逆に接続し、これら両零相変流器の出力を
電流の差を求めるのではなく夫々入力してそのレベルを
判定するレベル判定手段と、両出力の位相を比較する位
相比較手段を設け、両レベル判定手段は、あらかじめ設
定したレベルを超えたときに判定信号を出力するととも
に、この判定信号がいずれか一方のみ出力したときに保
護範囲内の地絡事故と判断して動作信号を出力するか、
若しくは判定信号が両方から出力したときに前記位相比
較手段に判定信号を送出し、この判定信号を受けた位相
比較手段は両方の位相を比較して高圧幹線に流れる零相
電流が同じ方向か逆の方向かを判断し、同じ方向のとき
保護範囲外、逆の方向のとき保護範囲内の地絡事故と判
断して動作信号を出力する地絡検出保護手段を設け、こ
の動作信号により前記入力側と出力側の開閉器を遮断す
るようにするものである。

【００３６】以上のように構成することにより、ループ
配電方式における常開ループ式のように、Ａ高圧幹線側
又はＢ高圧幹線側のいずれから電力が供給されても、一
つの地絡検出保護手段で保護が可能となり、また、接地
コンデンサが無くとも確実に保護範囲内の地絡事故を検
出することが可能となる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
によって説明する。

【００３８】図１は本発明の第１の実施の形態で、図６
に示す複数の配電用変電所の中の一つの配電用変電所を
示し、（Ａ）は単結結線による回路構成図、（Ｂ）は地
絡検出保護の説明図である。

【００３９】図１において、１は入力側（電源側）高圧
幹線、２は出力側（負荷側）高圧幹線で、これらの高圧
幹線は入力側開閉器１ａおよび出力側開閉器２ａを介し
て接続され、その接続線３ａから分岐して、変圧器３が
接続されて負荷に電力を供給することは図６の場合と同
じである。本発明においては零相変流器４の設置手段に
特徴を有する。即ち、図１に示すように、入力側高圧幹
線１と出力側高圧幹線２の両方（三相の場合は６本）を
零相変流器４の１次導体として鉄心窓を貫通し、２次巻
線の誘起電圧を地絡検出保護手段５で検出する。

【００４０】この地絡検出保護手段５は、方向性の有し
ない地絡継電器のように、単に零相電流を検出し、この
零相電流があらかじめ設定した設定値以上となったとき
に動作信号を出力するものであればよい。そして、地絡
検出保護手段５の動作信号により入力側および出力側の
開閉器１ａおよび２ａを同時に遮断する。

【００４１】このように構成することにより、正常時に
おける負荷電流および自己の配電用変電所以外（保護範
囲外）のＦ点から入力側高圧幹線１を通して流入する零
相電流Ｉ₀Ａと、出力側高圧幹線２から出力する零相電
流Ｉ₀Ｂとは等しく、零相変流器４内を通る１次電流の
総和は０となり、地絡検出保護手段５に入力される零相
変流器による検出信号も０となり、地絡検出保護手段５
は動作しない。（図１（Ａ））しかし、図１（Ｂ）に示
すように、自己の配電用変電所内（保護範囲内）の、Ｆ
₃点で地絡事故が発生し、地絡電流（零相電流）Ｉｇが
流れると、入力側および出力側に流れる零相電流Ｉ₀Ｃ
およびＩ₀Ｄは、通常Ｉ₀Ｃ＞Ｉ₀Ｄとなり、地絡検出保
護手段５は、この差の信号を検出して動作信号を出力し
入力側および出力側の開閉器１ａおよび２ａを同時に遮
断する。

【００４２】図２は本発明の第２の実施の形態の単相結
線による回路構成図を示す。第１の実施の形態において
は、入力側高圧幹線１と出力側高圧幹線２の導体を一つ
の零相変流器４の鉄心窓を通すので、零相変流器４が大
形となる。そこで、大形の零相変流器を使用しないで実
現したのが第２の実施の形態である。

【００４３】なお、以下において図１と同一部分又は同
様の機能を有する部分には、これと同一の符号を付して
詳細な説明を省略する。

【００４４】図２において、４−１は入力側高圧幹線１
に設けた零相変流器、４−２は出力側高圧幹線２に設け
た零相変流器で、これら零相変流器４−１，４−２は出
力が等しく、且つ位相ずれを起こさない零相変流器を使
用し、互いの出力が逆になるように並列接続してアナロ
グ合成する。

【００４５】このようにすることで、図２（Ａ）に示す
ように保護範囲外のＦ点の事故では、入力側高圧幹線１
から流入する零相電流Ｉ₀Ａと、出力側高圧幹線２から
流出する零相電流Ｉ₀Ｂとは互いに逆の方向に流れるの
で、零相変流器４の２次出力は互いに打ち消し合って、
零相電流は検出されない。従って、地絡検出保護手段５
は動作せず動作信号は出力しない。

【００４６】しかし同図（Ｂ）に示すように、保護範囲
内のＦ₄点での地絡事故が発生し、地絡電流Ｉｇが流れ
ると、前述と同様にＩ₀Ｃ＞Ｉ₀Ｄとなり、地絡検出保護
手段５は動作して動作信号を出力し、入力側と出力側の
開閉器１ａ，２ａを遮断する。

【００４７】なお、零相変流器４−１と４−２は、出力
が等しく、且つ位相ずれを起こさないものが望ましい
が、必ずしもこの特性を満たす必要はなく、若干相違し
ても検出感度を低下させることで対応は可能である。

【００４８】図３は本発明の第３の実施の形態における
単線結線による回路構成図で、この実施の形態は使用す
る二つの零相変流器の特性（出力が等しく、且つ位相ず
れを起こさない）が必ずしも同じくする必要のないよう
にしたものである。

【００４９】図３における地絡検出保護手段５は、図４
のように構成されている。即ち、入力側高圧幹線１と出
力側高圧幹線２に設けた零相変流器４−１および４−２
の出力を増幅器４１および４２で増幅し、これをレベル
判定手段４３および４４で夫々レベル判定を行い、あら
かじめ設定した設定レベル値を超えたとき判定信号を出
すようにし、その判定信号はＯＲ回路４５とＡＮＤ回路
４６に入力される。

【００５０】４７は位相比較手段で、増幅器４１および
４２の出力信号を入力し、ＡＮＤ回路４６の出力信号で
入力側と出力側高圧幹線の零相変流器４−１と４−２の
位相を比較（高圧幹線に同じ方向に流れる零相電流に対
し、零相変流器４−１と４−２の夫々の出力位相は逆位
相となるように接続されている）し、高圧幹線に流れる
零相電流が同じ方向か、又は逆の方向かを判断し、逆位
相（外部事故）の時はＮＯＴ回路４８に出力信号を出
す。

【００５１】４９は出力側ＡＮＤ回路で、ＯＲ回路４５
およびＮＯＴ回路４８の出力信号を入力し、アンド条件
が成立したとき動作信号を出力して入力側と出力側の開
閉器１ａと２ａを遮断する。

【００５２】今、保護範囲外のＦ点で地絡事故が発生し
た場合は、図３（Ａ）に示すように、入力側高圧幹線１
に流れる零相電流Ｉ₀Ａと、出力側高圧幹線２に流れる
零相電流Ｉ₀Ｂとは同じ方向でほぼ等しい値となる。こ
の零相電流に比例した出力が零相変流器４−１および４
−２から出力され、増幅器４１および４２で増幅され、
更にレベル検出手段４３および４４で夫々レベル判定さ
れる。この場合、設定値以上であればＩ₀Ａ≒Ｉ₀Ｂであ
るからレベル判定手段４３と４４の両方から出力信号が
出される。

【００５３】従って、ＡＮＤ回路４６のアンド条件が成
立して位相比較手段４７に位相比較するように指令信号
を出力する。位相比較手段４７は位相比較し、保護範囲
外の事故のとき零相変流器の出力は逆位相であるから出
力信号を出しＮＯＴ回路４８に入力し、出力側ＡＮＤ回
路４９への出力信号を抑える。従って、出力側ＡＮＤ回
路４９には、ＯＲ回路からの信号のみでアンド条件は成
立しないから動作信号は出力されない。即ち、保護範囲
外の地絡事故時には動作しない。

【００５４】次に、図３（Ｂ）のように保護範囲内のＦ
₅点に地絡事故が発生して地絡電流Ｉｇが流れると、零
相変流器４−１にＩ₀Ｃ、４−２にＩ₀Ｄが流れる。この
時、Ｉ₀Ｃ＞Ｉ₀Ｄとなり、逆の方向の電流が流れる。こ
れに相当した検出電流が設定レベル以上となった場合
は、前述と同様にアンド回路４６からの出力信号で、位
相比較手段４７は位相比較し、高圧幹線に流れる零相電
流が同じ方向か、逆の方向かを判断する。図３（Ｂ）の
場合、零相変流器の出力は同位相と判断し、出力信号を
停止し、この信号の停止によってＮＯＴ回路４８から出
力信号が出され、ＯＲ回路４５からの出力信号とでアン
ド条件が成立し、出力側アンド回路４９から動作信号が
出力される。即ち、保護範囲内の地絡事故時に対しては
確実に動作し、入力側と出力側の遮断器１ａと２ａを遮
断する。

【００５５】図４の回路では、いずれか一方の零相電流
でもレベル判定手段の設定レベルを超えると動作信号を
出力する。即ち、Ｉ₀Ｃ≫Ｉ₀Ｄ（Ｉ₀Ｄは設定レベル以
下）の場合は、ＡＮＤ回路４６のアンド条件が成立しな
いので、位相比較手段４７での位相判断はできない。し
かし、いずれか一方でも零相電流が設定レベルを超える
場合は、正常でないことは確かなので、保護範囲内の事
故と判断して保護動作を行うことが望ましい。図４にお
いては、いずれか一方の零相電流が設定レベルを超える
とＯＲ回路４５から出力信号が出力側ＡＮＤ回路４９に
出され、また、位相比較手段４７は位相判断ができず、
出力信号を出さないので、ＮＯＴ回路４８から信号が出
力側ＡＮＤ回路４９に出力されるので、アンド条件が成
立し動作信号を出力する。

【００５６】このように零相電流Ｉ₀Ｄがレベル判定値
以下の時であっても、保護範囲内の事故として判断する
ことができるので前記の接地コンデンサーで強制的に感
度電流以上のＩ₀Ｄを確保する必要がないので、接地コ
ンデンサーが不要となる。

【００５７】以上は、入力側高圧幹線の方から出力側高
圧幹線に電力が供給する場合であるが、反対に出力側高
圧幹線の方から入力側高圧幹線の方向に電力の供給方向
が変わっても何等影響されることなく保護動作を確実に
実現することができる。

【００５８】なお、以上は一つの配電用変電所について
のみ説明したが、これを図６のようにＡ高圧幹線及びＢ
高圧幹線に複数の配電用変電所を常開のループ点区分開
閉器を介してループ状に設置して使用される。

【００５９】設置に際しては、各配電用変電所の機器を
配電盤内に収納して、これを列盤構成とし、隣接する配
電盤間の接続は、ケーブルによる周知のジョイント方式
でループ状に接続するようにすることが望ましい。

【００６０】以上はループ区分開閉器ＬＬＳを設けたル
ープ回線の場合について説明したが、このループ区分開
閉器ＬＬＳは、隣接する配電用変電所の入出側開閉器で
兼ねることが出来る。例えば、図６の配電用変電所４０
Ａの出力側開閉器４２ａと、３０Ｂの出力側開閉器３１
ｂを常時開路することでループ区分開閉ＬＬＳは不要と
なる。このように全体を中央監視システムとし、各入出
力側開閉器でループ点区分開閉器を兼ねた場合、任意の
点でループ区分点を変更でき、電力需要にあった配電を
行いながら各配電用変電所内の地絡事故を保護する地絡
保護装置となる。

【００６１】なお、配電盤間の接続導体の地絡保護は、
通常行われているケーブルシールドアース線に保護継電
器を設置する方法で保護される。

【００６２】

【発明の効果】以上のように本発明は、各配電用変電所
には一つの地絡検出保護手段を備えるだけで地絡保護で
き、また、Ａ高圧幹線とＢ高圧幹線のループ方式におけ
る常開ループ式に使用すれば高圧幹線切り換えが行われ
た場合でも、この地絡検出保護手段で保護範囲外では動
作せず、保護範囲内のときのみ確実に動作することがで
きる。しかもこの地絡検出保護手段は方向性を持つ必要
がないので、零相電圧検出器も不要となる。

【００６３】従って、従来は、零相変流器と地絡方向継
電器の組みを４組および零相電圧検出器から零相電圧信
号を必要としていたものを本発明器は不要となる。更に
地絡コンデンサも不要となるので、電力供給の信頼性向
上や、配電用変電所の設置面積縮少、およびコストの低
減が実現できる。この効果は、特に配電用変電所を配電
盤構成とし、これをループ状に接続する配電方式に適用
した場合は、接続盤数が増えれば増えるほど顕著に現れ
るという極めて優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の単線結線による回
路構成図と動作説明図。

【図２】本発明の第２の実施の形態の単線結線による回
路構成図と動作説明図。

【図３】本発明の第３の実施の形態の単相結線による回
路構成図と動作説明図。

【図４】第３の実施の形態に使用する地絡検出保護手段
の概念図。

【図５】従来のループ方式の地絡保護方式の説明図。

【図６】従来のループ方式の他の地絡保護方式の説明
図。

【符号の説明】

１…入力側高圧幹線２…出力側高圧幹線１ａ…入力側開閉器２ａ…出力側開閉器３…変圧器４…零相変流器５…地絡検出保護手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田口鉄郎東京都中央区銀座７丁目４番14号光商工株式会社内Ｆターム(参考） 5G058 BB02 BC16 CC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配電用変電所の入力側高圧幹線と出力側
高圧幹線を、夫々の高圧幹線に設けた入力側開閉器およ
び出力側開閉器を介して接続し、該接続線から分岐線に
より負荷に電力を供給するようにした配電用変電所の地
絡保護装置において、前記入力側高圧幹線と出力側高圧幹線とを電流の流れ方
向が互いに逆向きとなるように一括して零相変流器の鉄
心窓を貫通し、該零相変流器により保護範囲外の地絡事
故では零相電流が打ち消し合い、保護範囲内の地絡事故
による零相電流はこれを検出して該零相電流があらかじ
め設定した設定値以上となったとき動作する地絡検出保
護手段を設け、該地絡検出保護手段の動作により前記入
力側と出力側の開閉器を遮断するようにしたことを特徴
とする配電用変電所の地絡保護装置。
【請求項２】配電用変電所の入力側高圧幹線と出力側
高圧幹線を、夫々の高圧幹線に設けた入力側開閉器およ
び出力側開閉器を介して接続し、該接続線から分岐線に
より負荷に電力を供給するようにした配電用変電所の地
絡保護装置において、前記入力側高圧幹線と出力側高圧幹線に夫々零相変流器
を設け、この両零相変流器の２次側の出力が逆になるよ
うに並列接続して該出力をアナログ合成し、保護範囲外
の地絡事故では零相電流が打ち消し合い、保護範囲内の
地絡事故による零相電流はこれを検出して該零相電流が
あらかじめ設定した設定値以上となったとき動作する地
絡検出保護手段を設け、該地絡検出保護手段の動作によ
り前記入力側と出力側の開閉器を遮断するようにしたこ
とを特徴とする配電用変電所の地絡保護装置。
【請求項３】配電用変電所の入力側高圧幹線と出力側
高圧幹線を、夫々の高圧幹線に設けた入力側開閉器およ
び出力側開閉器を介して接続し、該接続線から分岐線に
より負荷に電力を供給するようにした配電用変電所の地
絡保護装置において、前記入力側高圧幹線と出力側高圧幹線に夫々零相変流器
を設け、これら両零相変流器の出力を夫々入力してその
レベルを判定するレベル判定手段と、両出力の位相を比
較する位相比較手段を設け、両レベル判定手段はあらか
じめ設定したレベルを超えたときに判定信号を出力する
とともに、この判定信号がいずれか一方のみ出力したと
きに保護範囲内の地絡事故と判断して動作信号を出力す
るか、若しくは判定信号が両方から出力したときに前記
位相比較手段に判定信号を送出し、この判定信号を受け
た位相比較手段は両方の位相を比較して高圧幹線に流れ
る零相電流が同じ方向か逆の方向かを判断し、同じ方向
のとき保護範囲外、逆の方向のとき保護範囲内の地絡事
故と判断して動作信号を出力する地絡検出保護手段を設
け、この動作信号により前記入力側と出力側の開閉器を
遮断するようにしたことを特徴とする配電用変電所の地
絡保護装置。