JP2007068279A - 地絡事故の検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ループ接続しているフィーダの地絡事故をループ点において検出することができる地絡事故の検出方法を提供する。
【解決手段】正相及び逆相のインピーダンスが低く、零相のインピーダンスが高い零相電流抑制装置により相互に接続してループ運用されるフィーダ５、６の地絡事故を検出する地絡事故の検出方法であって、前記零相電流抑制装置３は零相リアクトルとして二次コイル７を有するものとし、該二次コイル７に発生する電圧を検出することによりいずれかのフィーダ５又は６の地絡事故を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のフィーダを連系してループ運用するようにした高圧配電系統において、いずれかのフィーダで発生した地絡事故を検出する地絡事故の検出方法に関するものである。

高圧配電系統においては、負荷の変動や分散型電源からの潮流変動があった場合にも各フィーダの電流や電圧を安定させるために、配電系統の複数のフィーダを連系してループ運用することが考えられている。ところが、ループ接続したフィーダのいずれかで地絡事故が発生した場合には、健全なフィーダからも地絡電流が事故点に供給されて地絡事故の生じたフィーダと健全なフィーダの識別をすることができず、健全なフィーダの遮断器の不必要な動作を招くことから単純に連系することができないという問題があった。こうした問題点を解決し、地絡事故を生じたフィーダのみを選択遮断することができるようにしたものとして特許文献１のようなものが開示されている。

この特許文献１に示されているのは、配電線路すなわちフィーダ相互間を正相及び逆相のインピーダンスが低く、零相のインピーダンスが高い零相電流抑制装置を介して接続する配電線路の接続方法である。この方法では、零相電流抑制装置の零相インピーダンスがループ点から電源までのフィーダの零相インピーダンスより十分に高い値であれば、健全なフィーダから事故点に向けて流れる地絡電流を無視することができ、従来の地絡方向継電器による保護方式でも地絡事故の生じたフィーダを選択遮断することができるので配電系統をループ系統や網目系統に構成することが可能になる。

ところが、地絡事故を生じたフィーダが識別されて当該フィーダの遮断器が動作した後も地絡事故が継続していると、これに接続されている健全なフィーダから地絡電流が供給され、健全なフィーダの遮断器も動作することとなる。健全なフィーダの遮断器も動作することは停電範囲が広がることになって好ましくなく、本願出願人は健全なフィーダの遮断器が動作する前にループ接続を解除することによりこれを回避するようにした配電線のループ運用方法を特願２００５−２４６１９３（配電線のループ運用方法）として出願中である。

この特願２００５−２４６１９３の発明は、零相電流抑制装置と直列に開閉器を設けておき、何れかのフィーダで地絡事故が発生したときにはそれを検出してその開閉器を開放し、ループ接続を解除するものである。地絡事故の検出方法としては変電所に設置した地絡方向継電器による方法が一般的であるが、零相電流抑制装置が設置されるループ点が変電所から遠く離れた地点にあるため、変電所から開閉器まで地絡事故の検出信号を伝送する伝送経路の構築には非常に大きな費用を要するという問題がある。これに対しフィーダの適当な箇所に設置した零相電圧変成器により零相電圧を監視することにより地絡事故を検出する方法があり、この零相電圧変成器はループ点近傍に設置することも可能であるが、ループ接続していない他のフィーダの地絡事故も検出してしまうという不都合があった。
特開２００４−３４３８５４号公報

本発明は上記した従来の問題点を解決し、ループ接続しているフィーダの地絡事故をループ点において検出することができる地絡事故の検出方法を提供するためになされたものである。

上記の課題を解決するためになされた本発明の地絡事故の検出方法は、正相及び逆相のインピーダンスが低く、零相のインピーダンスが高い零相電流抑制装置により相互に接続されループ運用されるフィーダの地絡事故をループ点において検出する地絡事故の検出方法であって、前記零相電流抑制装置は零相リアクトルとして二次コイルを有するものとし、該二次コイルに発生する電圧を検出することによりいずれかのフィーダの地絡事故を検出することを特徴とするものである。ここにおいて、零相リアクトルは共通のコアに複数のコイルを巻回して構成される単一コア型の零相リアクトルとすることができ、複数の単相変圧器の二次コイルを並列接続して構成される変圧器型の零相リアクトルとすることができる。

本発明の地絡事故の検出方法によれば、フィーダ相互間を接続する零相電流抑制装置である零相リアクトルの二次コイルに発生する電圧を検出することにより地絡事故を検出するようにしたので、ループ点において地絡事故の検出ができる利点がある。また、地絡事故の検出のために要するものは零相リアクトルに巻回される二次コイルと電圧検出手段だけであり、特に変圧器型の零相リアクトルの場合にはすでに巻回されている二次コイルをそのまま使用することができるので、低コストで地絡事故の検出ができる利点がある。

次に、本発明を実施するための最良の形態について、図を参照しながら具体的に説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態を示す図であって、共通のコア１上に３個のコイル２ａ、２ｂ、２ｃを巻回した単一コア型の零相リアクトルにより構成される零相電流抑制装置３が開閉器４を介してフィーダ５とフィーダ６の同相の各線間に接続されている。コア１上には二次コイル７が巻回されており、該二次コイル７は電圧検出器８に接続されている。電圧検出器８は二次コイル７から与えられる電圧が設定した値を越えると開閉器４を開路するように構成されている。

図３はループ運用がなされる配電系統を示す単線接続図であって、前記フィーダ５、６はそれぞれ遮断器９、１０を介して高圧母線１１に接続されており、高圧母線１１は主変圧器１２の二次側に接続されている。これら遮断器９、１０、高圧母線１１、主変圧器１２は変電所に設置され、遮断器９、１０には図示していないが従来の配電系統と同様に地絡方向継電器等の保護装置が付設される。また、フィーダ５、６には零相電流抑制装置３が接続される点より上流及び下流に図示しない負荷が適宜分散して接続されている。

前記のような構成において、開閉器４を閉路し、零相電流抑制装置３によりフィーダ５、６間を接続すれば、零相電流抑制装置３を介してフィーダ５、６の間に正相及び逆相の電流が流れ、各フィーダ５、６に流れる正相及び逆相の電流は平均化される方向に変化する。また、接続点におけるフィーダ５及び６の電圧も平均化されることになる。接続点より下流の負荷から電源側を見ると、相互に接続されているフィーダ５、６が並列に接続されていることになり、フィーダ５、６における損失が低減されることになる。このとき零相電流抑制装置３を構成する零相リアクトルのコイル２ａ、２ｂ、２ｃに流れる電流は正相及び逆相であり、誘起電圧が打ち消されて二次コイル７に電圧が生じることはない。

零相電流抑制装置３を介してフィーダ５、６間が接続された状態で、フィーダ６に地絡事故が発生すると事故点にはフィーダ６から地絡電流が流れるが、フィーダ５からも零相電流抑制装置３を通して地絡電流が流れ、この地絡電流は零相電流抑制装置３を構成する零相リアクトルのコイル２ａ、２ｂ、２ｃに流れることになる。このコイル２ａ、２ｂ、２ｃに流れる電流は同相であるので打ち消されず二次コイル７に電圧が生じ、これが設定値を超えると電圧検出器８により検出され、開閉器４が開路される。ここで遮断器１０が動作し、フィーダ６への電力供給が断たれても、開閉器４が開路されていることにより零相電流抑制装置３を通してフィーダ５からフィーダ６に電力が供給されることはなく、地絡電流も供給されないので遮断器９が動作することはない。したがって健全なフィーダ５及びフィーダ５に接続されている負荷への電力供給が断たれることはない。

図２は本発明の第２の実施の形態を示す図であって、それぞれ一次コイル１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び二次コイル１４ａ、１４ｂ、１４ｃが巻回された３個の単相変圧器１５ａ、１５ｂ、１５ｃからなり、二次コイル１４ａ、１４ｂ、１４ｃが並列接続された変圧器型の零相リアクトルにより構成される零相電流抑制装置３が開閉器４を介してフィーダ５とフィーダ６の同相の各線間に接続されている。並列接続された二次コイル１４ａ、１４ｂ、１４ｃは電圧検出器８に接続され、電圧検出器８は二次コイル１４ａ、１４ｂ、１４ｃから与えられる電圧が設定した値を越えると開閉器４を開路するように構成されている。

この第２の実施の形態のような構成においても開閉器４を閉路し、零相電流抑制装置３によりフィーダ５、６間を接続した状態では零相電流抑制装置３を介してフィーダ５、６の間に正相及び逆相電流が流れ、各フィーダ５、６に流れる正相及び逆相の電流が平均化される方向に変化し、接続点におけるフィーダ５及び６の電圧も平均化されることになり、接続点より下流の負荷から電源側を見たときフィーダ５、６が並列に接続されていることになってフィーダ５、６における損失が低減されることは同様である。また、零相電流抑制装置３を構成する零相リアクトルの一次コイル１３ａ、１３ｂ、１３ｃに流れる電流は正相及び逆相であり、二次コイル１４ａ、１４ｂ、１４ｃの個々に発生する誘起電圧は並列接続されていることにより打ち消されて電圧が生じないのも同様である。

この状態でフィーダ６に地絡事故が発生すると事故点にはフィーダ６から地絡電流が流れるが、フィーダ５からも零相電流抑制装置３を通して地絡電流が流れ、この地絡電流は零相電流抑制装置３を構成する零相リアクトルの一次コイル１３ａ、１３ｂ、１３ｃに流れることになる。この一次コイル１３ａ、１３ｂ、１３ｃに流れる電流は同相であるので打ち消されず二次コイル１４ａ、１４ｂ、１４ｃに電圧が生じ、これが設定値を超えると電圧検出器８により検出され、開閉器４が開路される。遮断器１０が動作し、フィーダ６への電力供給が断たれても、フィーダ５からフィーダ６に電力が供給されることはなく、遮断器９が動作しないのも前記第１の実施の形態の場合と同様である。

以上の説明ではフィーダ６側で地絡事故が生じたものとしているが、フィーダ５側で地絡事故が生じた場合にも同様に零相電流抑制装置３に零相電流が流れ、その零相電流により二次コイル７あるいは並列接続された二次コイル１４ａ、１４ｂ、１４ｃに生じる電圧が電圧検出器８により検出されて開閉器４が開路されるので、同様に遮断器９だけが動作して遮断器１０は動作せず、フィーダ６側には継続して電力が供給される。

なお、第２の実施の形態のものにおいて、変圧器型の零相リアクトルを構成するために巻回され、並列接続されている二次コイル１４ａ、１４ｂ、１４ｃが電圧検出器８に接続されているが、別途検出のためのコイルを設けることも可能である。また、フィーダ５、６の２回路を零相電流抑制装置３により接続するものとしているが、３回路以上のフィーダを対象とすることもできる。３回路以上のフィーダを対象とする場合、零相電流抑制装置を第１のフィーダと第２のフィーダ、第２のフィーダと第３のフィーダのようにフィーダ各２回路の間にそれぞれ接続すればよいことは言うまでもない。

以上の説明によっても明らかなように、本発明によればフィーダ相互間を接続する零相電流抑制装置３である零相リアクトルに設けた二次コイル７あるいは並列接続された二次コイル１４ａ、１４ｂ、１４ｃに生じる電圧を電圧検出器８で検出することにより地絡事故を検出できるので、ループ点で地絡事故の検出ができる利点がある。また、地絡事故の検出のために要するものは零相リアクトルに巻回する二次コイル７と電圧検出手段８だけであり、変圧器型の零相リアクトルの場合にはすでに巻回され並列接続されている二次コイル１４ａ、１４ｂ、１４ｃをそのまま使用することができるので、低コストで地絡事故の検出ができる利点がある。

本発明の第１の実施の形態を示す結線図である。 配電系統の例を示す単線接続図である。 第２の実施の形態を示す結線図である。

符号の説明

１ コア
２ａ、２ｂ、２ｃ コイル
３ 零相電流抑制装置
４ 開閉器
５、６ フィーダ
７ 二次コイル
８ 電圧検出器
９、１０ 遮断器
１１ 高圧母線
１２ 主変圧器
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 一次コイル
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 二次コイル
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ 単相変圧器

Claims (3)

1. 正相及び逆相のインピーダンスが低く、零相のインピーダンスが高い零相電流抑制装置により相互に接続されループ運用されるフィーダの地絡事故をループ点において検出する地絡事故の検出方法であって、前記零相電流抑制装置は零相リアクトルとして二次コイルを有するものとし、該二次コイルに発生する電圧を検出することによりいずれかのフィーダの地絡事故を検出することを特徴とする地絡事故の検出方法。
2. 零相リアクトルが共通のコアに複数のコイルを巻回して構成される単一コア型の零相リアクトルであることを特徴とする請求項１に記載の地絡事故の検出方法。
3. 零相リアクトルが複数の単相変圧器の二次コイルを並列接続して構成される変圧器型の零相リアクトルであることを特徴とする請求項１に記載の地絡事故の検出方法。
   

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