JP2007221930A - 方向性をもった保護継電装置および方向性をもった保護継電システム - Google Patents

Abstract

【課題】 距離継電装置に保護機能を高め、しかも、コストを低く抑えることができる方向比較キャリアリレー機能付き距離継電装置および方向比較キャリア機能付き距離継電リレーシステムを提供する。
【解決手段】 リレー演算部１３の距離継電方式で破棄していたデータを含めて、この特性データを基にして、所定方向で送電線に事故が発生したとき動作する第１のリレーと、所定方向と逆方向で送電線に事故が発生したとき動作する第２のリレーとを構築する演算手段と、これらのリレーの動作情報を対向端側に送信し、対向端側から第１のリレーおよび第２のリレーの動作情報を受信する送受信部２０と送受信部２０から伝送制御演算部１４への情報を変換するＰ／Ｓ変換部１５を備える。伝送制御演算部１４は、各リレーの動作情報と、送受信部２０からの動作情報とを基にして短絡や地絡事故の事故点の判別をする。
【選択図】 図２

Description

この発明は、電力系統の運用に用いられる方向性をもった保護継電装置および方向性をもった保護継電システムに関する。

電力を安定して需要家に供給するために、また、電力系統に事故が発生したときに設備の損傷を防ぐために、電力系統には各種の保護継電装置が設置されている。電力系統に発生した事故を高感度で検出し、また、事故点を高精度で算出するために、例えばＰＣＭ電流差動保護継電装置（以下、「ＰＣＭリレー」という）が用いられている。ＰＣＭリレーを用いる場合、このＰＣＭリレーを主保護に用い、後備保護には、短絡保護では距離継電装置（以下、「ＤＺリレー」という）、地絡保護において、１７５ｋＶ以下の抵抗接地系統では、地絡方向継電装置（以下、「ＤＧリレー」という）を、２２０ｋＶ以上の直接接地系統では、距離継電装置が一般的に用いられている。さらに、ＰＣＭリレーに、方向比較継電装置（以下、「ＤＣｒリレー」という）の機能を備えた保護継電装置がある（例えば、特許文献１参照）。この保護継電装置は、常時は主保護のＰＣＭリレーと組み合わせて後備保護のＤＺリレーとして運用するが、主保護休止の場合には、主保護の伝送装置を用いて、ＤＺリレーとＤＧリレーをＤＣｒリレーとして使用するものである。
特開平９−９３７８７号公報

しかし、先に述べた特許文献１の保護継電装置には次の課題がある。この保護継電装置は、主保護のＰＣＭリレーが休止した場合に、主保護の伝送装置を用いてＤＺリレーをＤＣｒリレーとして使用するため、後備保護リレーの役割である次の区間の保護機能は失われてしまう欠点がある。従ってＤＺリレーによる保護機能を向上するものではない。また、従来の保護継電装置は、高価なＰＣＭリレーと、ＰＣＭリレーに比べれば安価であるがＤＺリレーを用いるので、コストの高い装置となっており、装置を設置する際の経済的な負担が大きい。また、このために、装置の設置台数を増やすと経済的な負担がさらに増加してしまう。

この発明は、前記の課題を解決すると共に、単に後備保護として使用されているＤＺリレーやＤＧリレーなどの保護機能を高め、しかも、コストを低く抑えることができる方向比較継電機能を備えた保護継電装置（以下、「ＤＣｒ付リレー」という）およびＤＣｒ付保護継電システムを提供することにある。

前記課題を解決するために、請求項１の発明は、送電線から得た電圧と電流の検出データを基にして短絡事故の事故点までの距離および方向を計るための特性データを算出し、この特性データが表す距離および方向が所定距離以内および所定方向のときに動作し、前記方向と異なるときは特性データを破棄するＤＣｒ付保護継電装置において、前記破棄されるデータを含む特性データを送る送受信手段と、前記送受信手段からの特性データを受け取ると、この特性データを基にして、前記所定方向で前記送電線に短絡事故が発生したとき動作する第１のリレーと、前記所定方向と逆方向で前記送電線またはこの送電線以外に短絡事故が発生したとき動作する第２のリレーとを構築する演算手段と、前記第１のリレーおよび前記第２のリレーの動作情報を対向するＤＣｒ付保護継電に送信し、このＤＣｒ付保護継電からこの装置の第１のリレーおよび第２のリレーからの動作情報を受信する送受信部とを備え、前記演算手段は、前記第１のリレーおよび前記第２のリレーの動作情報と、前記送受信部からの動作情報とを基にして短絡事故の事故点の判別をすることを特徴とするＤＣｒ付保護継電装置である。

請求項１の発明では、あらかじめ設定された方向（所定方向）の短絡事故で動作する第１のリレーと、この方向と逆方向の短絡事故で動作する第２のリレーとを演算手段が構築し、さらに、対向端に設置されたＤＣｒ付保護継電装置に向けて第１のリレーおよび第２のリレーの動作情報を送受信部が送信し、かつ、対向端の装置の第１のリレーおよび第２のリレーの動作情報を送受信部が受信し、自端と対向端との動作情報を基にして事故点を判別する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のＤＣｒ付保護継電装置において、前記演算手段は、ＤＺリレーの動作を加えて短絡事故の事故点の判別をすることを特徴とする。

請求項３の発明は、送電線から得た電圧と電流の検出データを基にして地絡事故の事故点までの方向を表す特性データを算出し、この特性データが表す方向が所定方向のときに動作し、前記方向と異なるときは特性データを破棄するＤＣｒ付保護継電装置において、前記破棄するデータを含む特性データを送る送受信手段と、前記送受信手段からの特性データを受け取ると、この特性データを基にして、前記所定方向で前記送電線に地絡事故が発生したとき動作する第１のリレーと、前記所定方向と逆方向で前記送電線に地絡事故が発生したとき動作する第２のリレーとを構築する演算手段と、前記第１のリレーおよび前記第２のリレーの動作情報を対向する保護継電装置に送信し、この保護継電装置からこの装置の第１のリレーおよび第２のリレーの動作情報を受信する送受信部とを備え、前記演算手段は、前記第１のリレーおよび前記第２のリレーの動作情報と、前記送受信部からの動作情報とを基にして地絡事故の事故点の判別をすることを特徴とする特徴とするＤＣｒ付保護継電装置である。

請求項３の発明では、送電線は１７５ｋＶ以下の抵抗接地系統のものであり、データの破棄を行うのはＤＧリレー（２２０ｋＶ以上の直接接地系統の送電線では、ＤＺリレーと読み替える）である。請求項３では、あらかじめ設定された方向（所定方向）の地絡事故で動作する第１のリレーと、この方向と逆方向の地絡事故で動作する第２のリレーとを演算手段が構築し、さらに、対向端に設置されたＤＣｒ付保護継電装置に第１のリレーおよび第２のリレーの動作情報を送受信部が送信し、かつ、この装置の第１のリレーおよび第２のリレーの動作情報を送受信部が受信し、自端と対向端との動作情報を基にして事故点の判別をする。

請求項４の発明は、請求項３に記載のＤＣｒ付保護継電装置において、前記演算手段は、ＤＧリレーの動作を加えて地絡事故の事故点の判別をすることを特徴とする。

請求項５の発明は、送電線の保護範囲の両端に、請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のＤＣｒ付保護継電装置を互いに対向して設置し、互いに対向する方向を前記所定方向とすることを特徴とするＤＣｒ付保護継電システムである。

請求項５の発明では、２つのＤＣｒ付保護継電装置により、自端と対向端との間を送電線の主な保護範囲とするシステムを構築する。

請求項１、請求項３、および請求項５の発明により、自端および対向端の第１の方向リレーおよび第２の方向リレーの動作情報を基にして事故点の判別をするので、保護範囲で発生した事故か、保護範囲外であって自端の外側で発生した事故か、保護範囲外であって対向端の外側で発生した事故かなどを区別すること、つまり、事故点を判別することができる。また、別の区間との協調を気にせずに、対象となる保護範囲の事故を早期に除去することを可能にする。さらに、従来のＤＺリレーやＤＧリレーを用いて、方向比較継電装置と同等の装置を構築することができ、装置を設置する際の経済的な負担を少なくすることができる。

請求項２および請求項４の発明により、事故点の判別に際してＤＺリレーやＤＧリレーの動作も加えるので、ＤＺリレーやＤＧリレーの協調により遮断時間が延びることを防ぐことができる。

つぎに、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。

（実施の形態１）
この実施の形態によるＤＣｒ付保護継電システムを図１に示す。このＤＣｒ付保護継電システムはＤＣｒ付リレー装置１、２を備え、ＤＣｒ付リレー装置１は両端に電源を持つ送電線１００のＡ端に設置され、ＤＣｒ付リレー装置２は送電線１００のＢ端に設置されている。ＤＣｒ付リレー装置１はＡ端側に設置されている遮断器１Ａに遮断信号を与え、ＤＣｒ付リレー装置２はＢ端側に設置されている遮断器２Ａに遮断信号を与え、送電線１００のＡ端からＢ端までの区間を主な保護対象とする。ＤＣｒ付リレー装置１は、図２に示すように、保護継電部１０と送受信部２０とを備えている。保護継電部１０は、主に保護区間内での短絡事故や地絡事故の有無を検出し、入力部１１とＡ／Ｄ変換部１２とリレー演算部１３と伝送制御演算部１４、データのシリアル／パラレルの変換をするＰ／Ｓ変換部１５、および出力部１６とを備えている。

入力部１１は、送電線１００のＡ端側に設置されている電流検出器１Ｂからの検出電流と、同じく送電線１００のＡ端側に設置されている電圧検出器１Ｃからの検出電圧とを、保護継電部１０での処理に適した値に変換する。Ａ／Ｄ変換部１２は、入力部１１からのアナログの検出電流および検出電圧をディジタルの検出電流および検出電圧に変換する。これらディジタルの検出電流と検出電圧とは送電線１００の状態を表す検出データである。

リレー演算部１３にはディジタル形のＤＺリレー機能が搭載されている。リレー演算部１３のＤＺリレー演算処理は、Ａ／Ｄ変換部１２から受け取った検出電流および検出電圧から、事故点の距離と方向とを表す特性データ、例えば特性データとしてインピーダンスを算出し、あらかじめ設定されている整定値と、算出した特性データが表す距離および方向とを比較する。この比較結果から、送電線１００のＡ端からＢ端までの間である保護範囲で発生した短絡事故かどうかを判別する。リレー演算部１３は、事故点が保護範囲で発生したと判別したとき、次に述べるＤＺリレーの特性に従って出力部１６に遮断信号を送り遮断器１Ａを遮断する。

リレー演算部１３のＤＺリレー特性データの表す特性としては、例えば図３に示すようなモー特性がある。図３では、送電線１００が短絡したとき、原点０をＤＣｒ付リレー装置１の設置点とすれば、送電線１００のインピーダンスＺの位相角θが一定の範囲で遅れ、送電線１００のインピーダンスＺが減少する。これにより、リレー演算部１３は、短絡事故が正動作領域（図中の斜線部分）に発生したかどうかを判断する。通常の場合、Ａ端からＢ端に電力が送られる送り潮流のとき、インピーダンスＺが正動作領域のＲ軸周辺となり、受け潮流のときインピーダンスが−Ｒ軸周辺となる。ＤＺリレーとして動作するリレー演算部１３は、正動作領域の外側の領域をリレーとして感知しない領域（不動作領域）としている。従来のＤＺリレーでは、不動作領域のインピーダンスを表す特性データを破棄していたが、この実施の形態では、不動作領域のデータを含めて特性データを、伝送制御演算部１４からＰ／Ｓ変換部１５を経由して送受信部２０に送っている。

また、リレー演算部１３は、図４に示すように、Ａ端からＢ端までの保護範囲に対して、Ａ端からＢ端までのインピーダンスの８０〜８５％を第１段保護範囲とし、この第１段保護範囲で短絡事故が発生すると遮断器１Ａに対して即時に遮断信号を送る。また、リレー演算部１３は、残りの範囲を第２段保護範囲とし、所定時間経過しても事故が継続しているときに、つまり、時限確認後に遮断信号を送る。

リレー演算部１３にはディジタル形のＤＧリレー機能が搭載されている。リレー演算部１３のＤＧリレー演算処理は、Ａ／Ｄ変換部１２から受け取った検出電流および検出電圧を基にして、電圧と電流の位相差を特性データとして算出し、この特性データが表す位相差から事故点の方向を判別する。そして、リレー演算部１３は送り潮流側の地絡事故を判別すると、次に述べるＤＧリレーの特性に従って遮断器１Ａに遮断信号を送る。つまり、図５に示すように、ＤＧリレーの整定時限をＴ１とし、Ｂ端の送り潮流側にある別のＤＧリレー（図示を省略）の整定時限をＴ２とすると、
Ｔ１＞Ｔ２
となるように遮断時限が設定されている。リレー演算部１３は、位相差が送り潮流側を示すときに、この位相差を表す領域を動作領域とし、動作領域を除く領域をリレーとして感知しない領域（不動作領域）としている。従来のＤＧリレーでは、不動作領域の位相差を表す特性データを破棄していたが、この実施の形態では、不動作領域のデータを含めて特性データを、伝送制御演算部１４からＰ／Ｓ変換部１５を経由して送受信部２０に送っている。

伝送制御演算部１４は、リレー演算部１３から受け取った、不動作領域のデータを含む特性データを送受信部２０に送るためのインタフェースである。伝送制御演算部１４は、自端つまりＡ端の後述するＤＺリレーＳＩおよびＤＺリレーＳＯの動作情報と、後述するＤＧリレーＧＩおよびＤＧリレーＧＯの動作情報とを、Ｐ／Ｓ変換部１５を経由して送受信部２０から対向端つまりＢ端のＤＣｒ付リレー装置２に送信する。送受信部２０はＤＣｒ付リレー装置２の後述するＤＺリレーＳＩおよびＤＺリレーＳＯの動作情報と、後述するＤＧリレーＧＩおよびＤＧリレーＧＯの動作情報とを受信して、これらの動作情報をＰ／Ｓ変換部１５を経由して伝送制御演算部１４に送る。

伝送制御演算部１４は、方向比較リレー方式による処理を記憶している。また、伝送制御演算部１４は、事故点を判別する際に用いられる比較テーブルを記憶している。

伝送制御演算部１４は、リレー演算部１３からのＤＺリレーＳＩとＳＯおよび不足電圧継電器ＵＶ（以下、「ＵＶリレー」という）の動作情報およびＤＧリレーＧＩとＧＯおよび地絡過電圧継電器ＯＶＧ（以下、「ＯＶＧリレー」という）の動作情報と伝送制御演算部１４に記憶されている処理に従って方向比較リレー方式による演算処理を構築する。具体的には、図６に示すように、伝送制御演算部１４は、リレー演算部１３のＤＺリレー特性データを基にして、ＤＺリレーＳＩとＤＺリレーＳＯとＵＶリレーを構築する。つまり、伝送制御演算部１４は、送電線１００で発生した短絡事故を判別する際に、リレー演算部１３で正動作領域の特性データを利用してＤＺリレーＳＩと、従来ではリレー演算部１３で破棄されていた、不動作領域の特性データをも利用してＤＺリレーＳＯを構築する。ＤＺリレーＳＩは、所定方向つまりＡ端の送り潮流側に発生する短絡事故で動作し、ＤＺリレーＳＯは、所定方向とは逆方向であるＡ端の受け潮流側に発生する短絡事故で動作する。また、ＵＶリレーは系統内での短絡事故で動作する。

同じようにして、伝送制御演算部１４は、リレー演算部１３からのＤＧリレー特性データを基にして、ＤＧリレーＧＩとＤＧリレーＧＯとＯＶＧリレーを構築する。つまり、伝送制御演算部１４は、Ａ端の送り潮流側で発生した地絡事故を判別する際に、リレー演算部１３で用いられる正動作領域の特性データを利用してＤＧリレーＧＩを構築し、従来ではリレー演算部１３で破棄されていた、不動作領域の位相差を表す特性データを利用してＤＧリレーＧＯを構築する。ＤＧリレーＧＩは、Ａ端の送り潮流側に発生する地絡事故で動作し、ＤＧリレーＧＯは、Ａ端の受け潮流側に発生する地絡事故で動作する。また、ＯＶＧリレーは系統内での地絡事故で動作する。

伝送制御演算部１４は、先に述べたように、自端のＤＺリレーＳＩおよびＤＺリレーＳＯの動作を表す動作情報と、ＤＧリレーＧＩおよびＤＧリレーＧＯの動作を表す動作情報とを伝送制御演算部１４からＰ／Ｓ変換部１５を経由して送受信部２０に送る。また、伝送制御演算部１４は、ＤＣｒ付リレー装置２の後述するＤＺリレーＳＩおよびＤＺリレーＳＯの動作情報と、ＤＣｒ付リレー装置２の後述するＤＧリレーＧＩおよびＤＧリレーＧＯの動作情報とを送受信部２０からＰ／Ｓ変換部１５を経由して受け取る。伝送制御演算部１４は、これらの動作情報を受け取ると、図７に示すように、自端のＤＺリレーＳＩ、ＤＺリレーＳＯ、ＵＶリレー、ＤＧリレーＧＩ、ＤＧリレーＧＯおよびＯＶＧリレーの動作情報と、対向端のＤＺリレーＳＩ、ＤＺリレーＳＯ、ＤＧリレーＧＩ、およびＤＧリレーＧＯの動作情報とを比較して、短絡や地絡などの事故点の発生方向を判別する。なお、図７では、入力部１１の記載を省略している。

一方、Ｂ端に設置されているＤＣｒ付リレー装置２は、ＤＣｒ付リレー装置１と同じ構成であるが、図６に示すように、ＤＣｒ付リレー装置２のＤＺリレーＳＩはＢ端の受け潮流側に発生する短絡を判別し、ＤＺリレーＳＯはＢ端の送り潮流側に発生する短絡を判別する。また、ＤＧリレーＧＩはＢ端の受け潮流側に発生する地絡を判別し、ＤＧリレーＧＯはＢ端の送り潮流側に発生する地絡を判別する。

この実施の形態によるＤＣｒ付保護継電システムは以上の構成である。この保護継電システムによるＤＣｒ方式の動作は次のとおりである。短絡事故には例えば図８（ａ）に示すように、この事故がＡ端からＢ端までの間である保護範囲内に発生する場合（ケース１）、Ａ端の受け潮流側に発生する場合（ケース２）、Ｂ端の送り潮流側に発生する場合（ケース３）がある。ＤＣｒ付リレー装置１は自端の動作情報と対向端のＤＣｒ付リレー装置２からの動作情報とを比較する。事故がケース１の場合、自端のＤＺリレーＳＩと対向端のＤＺリレーＳＩとが短絡の発生と判別すると、ＤＣｒ付リレー装置１の送受信部２０は、図８（ｂ）に示すような、伝送制御演算部１４の比較テーブル１４Ａを用いて、保護範囲内に発生した事故と判断する。事故がケース２の場合、自端のＤＺリレーＳＯと対向端のＤＺリレーＳＩとが短絡の発生と判別すると、Ａ端の受け潮流側に発生した事故と判断する。事故がケース３の場合、自端のＤＺリレーＳＩと対向端のＤＺリレーＳＯとが短絡の発生と判別すると、Ｂ端の送り潮流側に発生した事故と判断する。

地絡事故には例えば図９（ａ）に示すように、この事故がＡ端からＢ端までの間である保護範囲内に発生する場合（ケース１）、Ａ端の受け潮流側に発生する場合（ケース２）、Ｂ端の送り潮流側に発生する場合（ケース３）がある。ＤＣｒ付リレー装置１は自端の動作情報と対向端のＤＣｒ付リレー装置２からの動作情報とを比較する。事故がケース１の場合、自端のＤＧリレーＧＩと対向端のＤＧリレーＧＩとが地絡の発生と判別すると、ＤＣｒ付リレー装置１の伝送制御演算部１４は、図９（ｂ）に示すような、伝送制御演算部１４の比較テーブル１４Ｂを用いて、保護範囲内に発生した事故と判断する。ケース２の場合、自端のＤＧリレーＧＯと対向端のＤＧリレーＧＩとが地絡の発生と判別すると、Ａ端の受け潮流側に発生した事故と判断する。さらに、ケース３の場合、自端のＤＧリレーＧＩと対向端のＤＧリレーＧＯとが地絡の発生と判別すると、Ｂ端の送り潮流側に発生した事故と判断する。

こうして、この実施の形態により、Ａ端の受け潮流側の区間やＢ端の送り潮流側の区間との協調に重点をおかなくても、対象となる保護区間内の事故を早期に除去することを可能にする。また、従来のＤＺリレーやＤＧリレーの特性データを用いて伝送制御演算部１４が方向リレーとしてＤＺリレーＳＩ、ＤＺリレーＳＯ、ＤＧリレーＧＩ、およびＤＧリレーＧＯを構築し、かつ、保護継電部１０が通信機能を持つことにより、方向比較継電装置と同等の装置を構築することができ、しかも、伝送制御演算部１４は、従来のＤＺリレーであるリレー演算部１３の動作情報と、ＤＧリレーであるリレー演算部１３の動作情報とを用いるので、方向比較継電装置と同等の装置を構築するにもかかわらず、コストを低く抑えることができる。

（実施の形態２）
この実施の形態では、図２の伝送制御演算部１４が方向比較継電方式とリレー演算部１３による距離方式とを併用する。なお、この実施の形態では、先に説明した実施の形態１と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けてその説明を省略する。

短絡事故には例えば図１０（ａ）に示すように、リレー演算部１３に整定された第１段保護範囲で事故が発生する場合（ケース１）、Ｂ端の受け潮流側であり、かつ、リレー演算部１３に整定された第２段保護範囲で事故が発生する場合（ケース２）、Ｂ端の送り潮流側であり、かつ、リレー演算部１３に整定された第２段保護範囲で事故が発生する場合（ケース３）がある。

図１０（ｂ）に示すように、事故がケース１の場合、この事故が第１段保護範囲であるので、自端側のリレー演算部１３が動作し、出力部１６に遮断信号（遮断命令）を送り遮断器１Ａを遮断する。また、自端側では、ＤＺリレーＳＩが動作するが、このとき、対向端のＤＣｒ付リレー装置２から受信した動作情報によれば、対向端のＤＺリレーＳＩが動作し、自端側のＤＺリレーＳＩが動作しているので、伝送制御演算部１４が動作し、出力部１６に遮断信号（遮断命令）を送り遮断器１Ａを遮断する。この結果、リレー演算部１３による距離方式と共に伝送制御演算部１４による方向比較継電方式により、事故を直ちに除去することができる。

事故がケース２の場合、この事故が第２段保護範囲であるので、自端側のリレー演算部１３が動作し、時限確認後に出力部１６に遮断信号（遮断命令）を送り遮断器１Ａを遮断しようとする。しかし、自端側ではＤＺリレーＳＩが動作し、かつ、対向端のＤＣｒ付リレー装置２から受信した動作情報によれば、対向端のＤＺリレーＳＩも動作し、自端側のＤＺリレーＳＩは動作しているので、伝送制御演算部１４が動作し、出力部１６に遮断信号（遮断命令）を送り、遮断器１Ａを遮断する。これにより、リレー演算部１３の距離方式による時限確認後の遮断命令を待つことなく、伝送制御演算部１４の方向比較継電方式により事故を直ちに除去することができる。

事故がケース３の場合、この事故が第２段保護範囲であるので、自端側リレー演算部１３が動作し、時限確認後に出力部１６に遮断信号（遮断命令）を送り遮断器１Ａを遮断しようとする。しかし、自端側ではＤＺリレーＳＩが動作し、かつ、対向端のＤＣｒ付リレー装置２から受信した動作情報によれば、対向端のＤＺリレーＳＯが動作しているので、伝送制御演算部１４は動作しない。これにより、リレー演算部１３の距離方式による時限確認後の出力部１６に遮断命令を送り遮断器１Ａを遮断する。

（実施の形態３）
この実施の形態では、図２の伝送制御演算部１４が方向比較継電方式とリレー演算部１３による地絡方向継電方式とを併用する。なお、この実施の形態では、先に説明した実施の形態１と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けてその説明を省略する。

地絡事故には例えば図１１（ａ）に示すように、保護範囲で事故が発生する場合（ケース１）、Ｂ端の受け潮流側で事故が発生する場合（ケース２）、Ｂ端の送り潮流側で事故が発生する場合（ケース３）がある。

図１１（ｂ）に示すように、事故がケース１およびケース２の場合、自端側のリレー演算部１３が動作し、整定時限後に遮断命令を遮断器１Ａに送ろうとする。また、自端側では、ＤＧリレーＧＩが動作するが、このとき、対向端のＤＣｒ付リレー装置２から受信した動作情報によればＤＧリレーＧＩが動作しているので、自端側のＤＧリレーＧＩがトリップ信号を出力する。これにより、リレー演算部１３による地絡方向継電方式と共に方向比較継電方式により、事故を直ちに除去することができる。

事故がケース３の場合、自端側のリレー演算部１３が動作し、整定時限後に遮断命令を遮断器１Ａに送ろうとする。しかし、自端側ではＤＧリレーＧＩが動作し、かつ、対向端のＤＣｒ付リレー２から受信した動作情報によればＤＧリレーＧＯが動作しているので、自端側のＤＧリレーＧＩはトリップ信号を出力しない。同時に、対向端のＤＧリレーＧＯが動作したので、自端側のリレー演算部１３は動作しないで時限確認後の遮断命令を出力しない。これにより、リレー演算部１３の地絡方向継電方式による整定時限後の遮断命令を待つことなく、方向比較継電方式により事故を直ちに除去することができる。

以上、この発明の実施の形態１〜３を詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、実施の形態１では、ＤＣｒ付リレー１、２の保護継電部１０がリレー演算部１３で短絡保護と地絡保護の両方を備える構成であったが、どちらか一方を備える構成であってもよい。

（実施の形態４）
この実施の形態では、図１２に示すようにＢ端に電源を持たない場合の短絡事故について説明する。

短絡事故には例えば図１２（ａ）に示すように、リレー演算部１３に整定された距離方式による第１段保護範囲で事故が発生する場合（ケース１）、Ｂ端の受け潮流側であり、かつ、リレー演算部１３に整定された距離方式による第２段保護範囲で事故が発生する場合（ケース２）、Ｂ端以降の送電線でリレー演算部１３に整定された距離方式による第２段保護範囲で事故が発生する場合（ケース３）がある。

図１２（ｂ）に示すように、事故がケース１の場合、この事故が距離方式による第１段保護範囲であるので、自端側のリレー演算部１３のＤＺリレーが動作し、遮断信号（遮断命令）を遮断器１Ａに送る。つまり、リレー演算部１３はトリップ信号を出力する。また、自端側では、ＤＺリレーＳＩが動作するが、このとき、対向端のＤＣｒ付リレー装置２ではＤＺリレーＳＩは動作しない。対向端以降の送電線事故でないためＤＺリレーＳＯも動作しない。短絡事故であるため、対向端母線に接続されているＵＶリレーは動作する。Ｂ端のＤＣｒ付リレーは、ＤＺリレーＳＩ、ＳＯ不動作でかつＵＶリレー動作で対向端を通過する事故電流でなく、送電線１００もしくはＡ端以降の事故であると判断して、Ａ端にトリップ許容信号を送信する。自端側のＤＺリレーＳＩが動作しているので、自端側のＤＺリレーＳＩはトリップ信号を遮断器１Ａに出力する。これにより、リレー演算部１３による距離方式と共に方向比較継電方式により、事故を直ちに除去することができる。

事故がケース２の場合、この事故が距離方式による第２段保護範囲であるので、自端側のリレー演算部１３のＤＺリレーが動作し、時限確認後に遮断信号（遮断命令）を遮断器１Ａに出力しようとする。しかし、自端側ではＤＺリレーＳＩが動作するが、対向端のＤＣｒ付リレー装置２ではＤＺリレーＳＩは動作しない。対向端以降の送電線事故でないためＤＺリレーＳＯも動作しない。短絡事故であるため、対向端母線に接続されているＵＶリレーは動作する。Ｂ端のＤＣｒ付リレーは、ＤＺリレーＳＩ、ＳＯ不動作でかつＵＶリレー動作で対向端を通過する事故電流でなく、送電線１００もしくはＡ端以降の事故であると判断して、Ａ端にトリップ許容信号を送信する。自端側のＤＺリレーＳＩが動作しているので、自端側のＤＺリレーＳＩはトリップ信号を遮断器１Ａに出力する。これにより、リレー演算部１３の距離方式による時限確認後の遮断命令を待つことなく、方向比較継電方式により事故を直ちに除去することができる。

事故がケース３の場合、この事故が距離方式による第２段保護範囲であるので、自端側のリレー演算部１３のＤＺリレーが動作し、距離方式による時限確認後に遮断信号（遮断命令）を遮断器１Ａに出力しようとする。しかし、自端側ではＤＺリレーＳＩが動作しているものの、対向端のＤＣｒ付リレー装置２から受信した動作情報によれば、対向端のＤＺリレーＳＯが動作しているので、自端側のＤＺリレーＳＩはトリップ信号を出力しない。同時に、対向端のＤＣｒ付リレー装置２は、ＤＺリレーＳＯが動作しているので不動作である。このケースの場合、対向端以降の送電線事故であるため自端側のリレー演算部１３は距離方式による時限確認をしているが、対向端以降のリレー動作による事故除去により、リレー演算部１３の距離方式による時限確認中にリセットがかかるため距離方式も動作しない。

（実施の形態５）
この実施の形態では、図１３に示すようにＢ端に電源を持たない場合の地絡事故について説明する。

事故がケース１の場合、地絡事故には例えば図１３（ａ）に示すように、リレー演算部１３に整定された地絡方向方式による整定時限後に遮断指令を遮断器１Ａに送ろうとする。また、自端側では、ＤＧリレーＧＩが動作するが、このとき、対向端のＤＣｒ付リレー装置２からは、ＤＧリレーＧＩは動作していない。対向端以降の送電線事故でないためＤＧリレーＧＯも動作しない。地絡事故であるため対向端母線に接続されているＯＶＧリレーは動作する。Ｂ端のＤＣｒ付リレーは、ＤＧリレーＧＩ、ＧＯ不動作でかつＯＶＧリレー動作で対向端を通過する事故電流がなく、送電線１００もしくはＡ端以降の事故であると判断する。Ａ端側からはＤＧリレーＧＩが動作しているため、自端側の遮断器１Ａに出力すると共にＡ端側にトリップ許容信号を送信する。Ａ端側のＤＧリレーＧＩは動作しているので、自端側のＤＧリレーＧＩはトリップ信号を遮断器１Ａに出力する。これにより、方向比較継電方式により、事故を直ちに除去することができる。

事故がケース２の場合、先に説明したケース１と同様なため説明を省略する。

事故がケース３の場合、この事故はＢ端側以降であるので、Ａ端側のリレー演算部１３が動作し、地絡方向方式による時限確認後に遮断信号（遮断命令）を遮断器１Ａに出力しようとする。しかし、自端側ではＤＧリレーＧＩが動作しているものの、対向端のＤＣｒ付リレー装置２から受信した動作情報によれば、対向端のＤＧリレーＧＯが動作しているので、自端側のＤＧリレーＧＩはトリップ信号を出力しない。同時に、対向端のＤＣｒ付リレー装置２は、ＤＧリレーＧＯが動作しているので不動作である。このケースの場合、対向端以降の送電線事故であるため、Ａ端側のリレー演算部１３は地絡方向方式による時限確認をしているが、対向端以降のリレー動作による事故除去により、リレー運算部１３の地絡方向継電方式による時限確認中にリセットがかかるため、地絡方向継電方式も動作しない。

実施の形態１によるＤＣｒ付リレーを説明する説明図である。 実施の形態１によるＤＣｒ付リレーを示す構成図である。 ＤＺリレーの特性を示す図である。 ＤＺリレーによる遮断を説明する説明図である。 ＤＧリレーによる遮断を説明する説明図である。 伝送制御演算部が構築する方向リレーを説明する説明図である。 ＤＣｒ付リレーの処理部を説明する説明図である。 短絡事故の判別を説明する説明図であり、図８（ａ）は事故点の位置を示す図、図８（ｂ）は記憶部の比較テーブルを示す図である。 地絡事故の判別を説明する説明図であり、図９（ａ）は事故点の位置を示す図、図９（ｂ）は記憶部の比較テーブルを示す図である。 実施の形態２を説明する説明図であり、図１０（ａ）は事故点の位置を示す図、図１０（ｂ）は比較を示す図である。 実施の形態３を説明する説明図であり、図１１（ａ）は事故点の位置を示す図、図１１（ｂ）は比較を示す図である。 実施の形態４を説明する説明図であり、図１２（ａ）は事故点の位置を示す図、図１２（ｂ）は比較を示す図である。 実施の形態５を説明する説明図であり、図１３（ａ）は事故点の位置を示す図、図１３（ｂ）は比較を示す図である。

符号の説明

１、２ ＤＣｒ付リレー装置（保護継電装置）
１Ａ、２Ａ 遮断器
１Ｂ 電流検出器
１Ｃ 電圧検出器
１０ 保護継電部
１１ 入力部
１２ Ａ／Ｄ変換部
１３ リレー演算部（演算手段）
１４ 伝送制御演算部（演算手段）
１５ Ｐ／Ｓ変換部（送受信手段）
１６ 出力部
２０ 送受信部（送受信手段）
１００ 送電線
ＳＩ 距離継電器（第１のリレー）
ＳＯ 距離継電器（第２のリレー）
ＧＩ 地絡方向継電器（第３の方向リレー）
ＧＯ 地絡方向継電器（第４の方向リレー）

Claims (5)

1. 送電線から得た電圧と電流の検出データを基にして短絡事故の事故点までの距離および方向を計るための特性データを算出し、この特性データが表す距離および方向が所定距離以内および所定方向のときに動作し、前記方向と異なるときは特性データを破棄する方向性をもった保護継電装置において、
   前記破棄するデータを含む特性データを送る送受信手段と、
   前記送受信手段からの特性データを受け取ると、この特性データを基にして、前記所定方向で前記送電線に短絡事故が発生したとき動作する第１のリレーと、前記所定方向と逆方向で前記送電線またはこの送電線以外に短絡事故が発生したとき動作する第２のリレーとを構築する演算手段と、
   前記第１のリレーおよび前記第２のリレーの動作情報を対向する保護継電装置に送信し、この保護継電装置からこの装置の第１のリレーおよび第２のリレーからの動作情報を受信する送受信部と、
   を備え、
   前記演算手段は、前記第１のリレーおよび前記第２のリレーの動作情報と、前記送受信部からの動作情報とを基にして短絡事故の事故点の判別をする、
   ことを特徴とする特徴とする方向性をもった保護継電装置。
2. 前記演算手段は、距離継電装置の動作を加えて短絡事故の事故点の判別をすることを特徴とする請求項１に記載の方向性をもった保護継電装置。
3. 送電線から得た電圧と電流の検出データを基にして地絡事故の事故点までの方向を表す特性データを算出し、この特性データが表す方向が所定方向のときに動作し、前記方向と異なるときは特性データを破棄する方向性をもった保護継電装置において、
   前記破棄するデータを含む特性データを送る送受信手段と、
   前記送受信手段からの特性データを受け取ると、この特性データを基にして、前記所定方向で前記送電線に地絡事故が発生したとき動作する第１のリレーと、前記所定方向と逆方向で前記送電線に地絡事故が発生したとき動作する第２のリレーとを構築する演算手段と、
   前記第１のリレーおよび前記第２のリレーの動作情報を対向する保護継電装置に送信し、この保護継電装置からこの装置の第１のリレーおよび第２のリレーの動作情報を受信する送受信部と、
   を備え、
   前記演算手段は、前記第１のリレーおよび前記第２のリレーの動作情報と、前記送受信部からの動作情報とを基にして地絡事故の事故点の判別をする、
   ことを特徴とする特徴とする方向性をもった保護継電装置。
4. 前記演算手段は、地絡方向継電器の動作を加えて地絡事故の事故点の判別をすることを特徴とする請求項３に記載の方向性をもった保護継電装置。
5. 送電線の保護範囲の両端に、請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の方向性をもった保護継電装置を互いに対向して設置し、互いに対向する方向を前記所定方向とすることを特徴とする方向性をもった保護継電システム。
   
   

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