JP2005045969A

JP2005045969A - 三相電源の保護制御装置の断線検出装置

Info

Publication number: JP2005045969A
Application number: JP2003279468A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kurose; 健黒瀬
Original assignee: TMT & D KK
Current assignee: TMT & D KK
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2005-02-17

Abstract

【課題】三相平衡断線を検出することができ、また、力率の悪い回路でも正しく断線検出をすることができる三相電源の保護制御装置の断線検出装置を提供する。
【解決手段】三相電源に接続された保護制御装置１０において、上記三相電源の各相の電圧及び電流を計測し、上記電圧及び電流にもとづいて三相有効電力と三相無効電力をそれぞれ算出する手段１４、１６と、上記三相有効電力と三相無効電力とがそれぞれ所定値以下かどうかを検出する手段と、上記電流の実効値が所定値以上かどうかを検出する手段と、上記三相有効電力及び三相無効電力が所定値以下で上記電流の実効値が所定値以上の時、上記電圧の入力回路が断線と判定する判定手段１７とを備えた構成とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、三相電源の保護制御装置の断線検出装置に関するものである。

従来のこの種装置は、保護制御装置に外線接続されたＰＴやＣＴケーブルを経て三相電源から三相電圧や電流を取り込み、零相監視や逆相監視、平衡度監視などが実施されていたが、これらは主として三相入力のうちの一相もしくは二相の断線や短絡、即ち欠相監視が目的であり、三相全部が断線あるいは短絡した場合には対応できていなかった。（例えば特許文献１参照）。

特開昭５９−２２２０２５号公報（ｐ２右上欄１１行−ｐ３右上欄４行、第１図、第２図）特開平１−１２２３１９号公報特開２００１−２５５３４８号公報

従来の三相電源の保護制御装置の断線検出装置は以上のように構成され、三相平衡度監視や有効電力と電流値との比較などで断線を検出するようにしているため、三相平衡度監視の場合には、三相平衡断線時、即ち三相全部が断線した場合には検出することができないという問題点があった。
また、三相有効電力と電流値との比較によって断線検出を行なう場合には、力率が悪い回路では誤検出をする場合があるという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、三相平衡断線を検出することができ、また、力率の悪い回路でも正しく断線検出をすることができる三相電源の保護制御装置の断線検出装置を提供することを目的とする。

この発明に係る三相電源の保護制御装置の断線検出装置は、三相電源に接続された保護制御装置において、上記三相電源の各相の電圧及び電流を計測し、上記電圧及び電流にもとづいて三相有効電力と三相無効電力をそれぞれ算出する手段と、上記三相有効電力と三相無効電力とがそれぞれ所定値以下かどうかを検出する手段と、上記電流の実効値が所定値以上かどうかを検出する手段と、上記三相有効電力及び三相無効電力が所定値以下で上記電流の実効値が所定値以上の時、上記電圧の入力回路が断線と判定する判定手段とを備えたものである。

この発明に係る三相電源の保護制御装置の断線検出装置は、以上のように構成されているため、三相平衡断線を検出することができ、力率の悪い回路においても誤検出することなく、断線の検出を正しく行なうことができるものである。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１の構成を示すブロック図である。
この図は、三相線路Ａに接続された保護制御回路１０を示すもので、変成器ＶＴを介して各相の電圧を入力させて計測する電圧入力回路１１と、変流器ＣＴを介して各相の電流を入力させて計測する電流入力回路１２と、計測された電圧にもとづいて電圧の実効値を算出する手段１３と、計測された電圧及び電流にもとづいて三相有効電力を算出する手段１４と、計測された電流にもとづいて電流の実効値を算出する手段１５と、電圧及び電流にもとづいて三相無効電力を算出する手段１６と、上記の各手段によって得られた三相有効電力、三相無効電力及び電圧実効値、電流実効値にもとづいて断線を判定する判定手段１７とを有する。なお、判定手段１７による断線の判定手法については後述する。

次に、実施の形態１の動作について、図２に示すフローチャートを用いて説明する。
三相交流線路Ａは、通常状態においては、系統運用上、一定値以上の電流が流れているため、三相有効電力及び三相無効電力が共に一定値以下になることは考えられない。
従って、ステップＳ１において、三相有効電力算出手段１４の算出値が所定の整定値ε１以下で、かつ、三相無効電力算出手段１６の算出値が所定の整定値ε２以下であるかどうかを確認する。以下であれば、断線の可能性があるため、ステップＳ２で電流実効値算出手段１５の算出値が所定の整定値以上かどうかを確認する。

ステップＳ２の条件が成立する場合には、ステップＳ３でタイマ（図示せず）を起動し、ステップＳ４で所定時間が経過したかどうかを確認する。ステップＳ４でタイマがカウントアップした場合は、ステップＳ５で電圧入力回路の断線を判定する。
また、ステップＳ１で三相有効電力が整定値ε１以下でなく、また、三相無効電力が整定値ε２以下でない場合、またはステップＳ２で電流実効値算出手段１５の算出値が所定の整定値以上でない場合は、電圧入力回路の断線の可能性は考えにくいため、ステップＳ６でタイマをリセットし、ステップＳ１に戻る。

この実施の形態によれば、ステップＳ１で三相有効電力のみでなく、三相無効電力をも検出に利用しているため、力率が悪い回路でも誤検出はなくなるものである。
また、上記の監視方法と三相不平衡監視とを組み合わせれば、電圧入力回路の一相から三相までの全ての断線モードに対して検出が可能となるものである。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図にもとづいて説明する。図３は、実施の形態２の構成を示すブロック図である。この図において、図１と同一または相当部分にはそれぞれ同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、線路Ａに複数の線路１、２が接続され、全ての線路の電流を電流入力回路１２に入力するようにした点である。
この場合、線路Ａに入力、出力される三相有効電力について、各線路の電力をＰとすると、ΣＰ＝０が成り立つため、この関係を利用して電流入力回路の断線を検出することができる。

即ち、この実施の形態の動作を示すフローチャートを図４に示すように、ステップＳ２１で全ての線路（線路１及び２）の三相有効電力を加算し、ΣＰを求める。
次に、ステップＳ２２で｜ΣＰ｜が所定の整定値ε以上かどうかを確認する。
ステップＳ２２が成立し、かつ、ステップＳ２３で図１における電圧実効値算出手段１３の監視で異常がなければ、ステップＳ２４でタイマを起動し、ステップＳ２５でタイマが整定値時間をカウントアップした場合には、ステップＳ２６で線路Ａに接続された、いずれかの線路において電流入力回路に断線があったものと判定し、異常検出を行なう。

また、ステップＳ２２で｜ΣＰ｜が所定の整定値以下であった場合、またはステップＳ２３において電圧入力回路の監視で異常があった場合には、ステップＳ２７でタイマをリセットし、ステップＳ２１に戻る。
これまで、平衡状態において電流がない状態は系統運用上、あり得ることであったため、電流回路の保護制御装置において、平衡断線を検出することはできなかったが、この実施の形態によれば、これまで回線毎での監視では困難であった電流回路の平衡断線を検出することができる。また、上記の監視方法と三相不平衡度監視とを組み合わせることによって、電流入力回路の一相から三相までの全ての断線モードに対して検出が可能となるものである。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図にもとづいて説明する。図５は、実施の形態３の構成を示すブロック図である。この図において、図１と同一または相当部分にはそれぞれ同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、線路に開閉器が設けられ、開閉器の開閉状態を保護制御装置１０に入力するようにしたものにおいて、開閉器の入力回路の断線検出をも行なうようにした点である。
図５において、１８は線路Ａの各相に設けられた開閉器、１９は開閉器１８の開閉状態を入力する入力回路である。

この実施の形態の動作を図６に示すフローチャートにもとづいて説明する。
ステップＳ３１において、三相有効電力算出手段１４の算出値が所定の整定値ε３以上で、かつ、三相無効電力算出手段１６の算出値が所定の整定値ε４以上であるかどうかを確認する。ステップＳ３１の条件が満たされている場合は、ステップＳ３２で開閉器１８から開閉器状態入力回路１９への入力の有無を確認し、開（入力なし）の場合には、ステップＳ３３でタイマを起動させる。ステップＳ３４でタイマの所定時間が経過した場合には、ステップＳ３５で開閉器１８の入力回路が断線していることを確認する。

また、ステップＳ３１で三相有効電力が所定の整定値ε３以下であり、三相無効電力が所定の整定値ε４以下である場合、またはステップＳ３２で開閉器１８からの入力が存在する場合には、ステップＳ３６でタイマをリセットし、ステップＳ３１に戻る。
この実施の形態によれば、開閉器１８の開閉状態を知らせる入力回路の断線を容易に検出することができる。

この発明の実施の形態１の構成を示すブロック図である。実施の形態１の動作を説明するフローチャートである。この発明の実施の形態２の構成を示すブロック図である。実施の形態２の動作を説明するフローチャートである。この発明の実施の形態３の構成を示すブロック図である。実施の形態３の動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

１０保護制御回路
１１電圧入力回路
１２電流入力回路
１３電圧実効値算出手段
１４三相有効電力算出手段
１５電流実効値算出手段
１６三相無効電力算出手段
１７断線検出手段。

Claims

三相電源に接続された保護制御装置において、上記三相電源の各相の電圧及び電流を計測し、上記電圧及び電流にもとづいて三相有効電力と三相無効電力をそれぞれ算出する手段と、上記三相有効電力と三相無効電力とがそれぞれ所定値以下かどうかを検出する手段と、上記電流の実効値が所定値以上かどうかを検出する手段と、上記三相有効電力及び三相無効電力が所定値以下で上記電流の実効値が所定値以上の時、上記電圧の入力回路が断線と判定する判定手段とを備えた三相電源の保護制御装置の断線検出装置。
三相電源に接続された保護制御装置において、上記三相電源の各相の電圧及び電流を計測し、上記電圧及び電流にもとづいて三相有効電力と三相無効電力をそれぞれ算出する手段と、上記三相有効電力と三相無効電力とがそれぞれ所定値以下かどうかを検出する手段と、上記電圧の実効値が所定値以上かどうかを検出する手段と、上記三相有効電力及び三相無効電力が所定値以下で上記電圧の実効値が所定値以上の時、上記電流の入力回路が断線と判定する判定手段とを備えた三相電源の保護制御装置の断線検出装置。
三相電源に接続された保護制御装置において、上記三相電源に接続された複数の線路を有し、上記三相電源の電圧及び電流を計測して上記電圧及び電流にもとづいて上記各線路の三相有効電力を計測すると共に、全ての線路の三相有効電力を加算する手段と、上記加算した三相有効電力が所定値以上かどうかを検出する手段と、上記電圧の実効値が所定値以上かどうかを検出する手段と、上記加算した三相有効電力が所定値以上で上記電圧の実効値が所定値以上の時、上記電流の入力回路が断線と判定する判定手段とを備えた三相電源の保護制御装置の断線検出装置。
三相電源に接続された保護制御装置において、各相に設けられた開閉器の開閉状態に応じた信号が入力されるようにすると共に、上記三相電源の電圧及び電流を計測し、上記電圧及び電流にもとづいて三相有効電力と三相無効電力をそれぞれ算出する手段と、上記三相有効電力と三相無効電力とがそれぞれ所定値以上かどうかを検出する手段と、上記三相有効電力と三相無効電力が所定値以上で、上記開閉器の開閉状態に応じた信号が開に対応した信号である時、上記開閉器からの開閉器信号入力回路が断線と判定する判定手段とを備えた三相電源の保護制御装置の断線検出装置。