JP2008187810A - 並行2回線送電系統における地絡保護システム - Google Patents
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Abstract
【課題】電源端の至近位置で発生した地絡事故に良好に対処し得る並行2回線送電系統における地絡保護システムを提供する。
【解決手段】電源端Aの地絡方向継電器67G−11,12の時限整定値を受電端Bの地絡過電圧継電器67G−21,22の時限整定値よりも大きくして両地絡過電圧継電器67G−11乃至22で電源端Aと受電端Bとの時限協調をとる一方、電源端Aの至近位置での地絡事故が生起された場合には、事故回線(例えば送電線L1)の電源端Aの遮断器CB11がトリップされた後、健全回線の電源端Aの遮断器CB12がトリップされるまでの時間を遅延させてその間に事故回線の受電端Bの遮断器CB21がトリップされるように制御する。
【選択図】図1
【解決手段】電源端Aの地絡方向継電器67G−11,12の時限整定値を受電端Bの地絡過電圧継電器67G−21,22の時限整定値よりも大きくして両地絡過電圧継電器67G−11乃至22で電源端Aと受電端Bとの時限協調をとる一方、電源端Aの至近位置での地絡事故が生起された場合には、事故回線(例えば送電線L1)の電源端Aの遮断器CB11がトリップされた後、健全回線の電源端Aの遮断器CB12がトリップされるまでの時間を遅延させてその間に事故回線の受電端Bの遮断器CB21がトリップされるように制御する。
【選択図】図1
Description
本発明は並行2回線送電系統における地絡保護システムに関し、特に電源端の至近位置での地絡事故の対策に適用して有用なものである。
図5は並行2回線送電系統を示す回路図である。同図に示すように、並行2回線送電系統は電源端Aと受電端Bとを接続する2本の送電線L1,L2を有しており、その保護継電器として、通常、各送電線L1,L2の電源端A及び受電端Bにそれぞれ配設した回線選択継電器50G,50S、地絡方向継電器67G、距離継電器44S及び地絡過電圧継電器64Vを有している。かくして、当該並行2回線送電系統の地絡乃至短絡事故時に、各送電線L1,L2の電源端A及び受電端Bにそれぞれ配設した遮断器CB11,CB12,CB21,CB22を遮断して事故の影響を最小限度に止めるための保護システムを構築している。
ここで、回線選択継電器50G,50Sは、送電線L1,L2間の差電流及びその方向により事故回線を判定し、これを切り離すための遮断器CB11乃至CB22を瞬時に動作させる。
地絡過電圧継電器64Vは送電線L1,L2の地絡事故時に発生する零相電圧を検出して動作するもので、通常地絡方向継電器67Gと組み合わせて使用される。地絡方向継電器67Gは所定の検出方向を有しており、その方向の地絡電流を検出した場合に動作する。
距離継電器44Sは短絡事故を検出するもので、その設置点から事故点までのインピーダンスを短絡事故時の電流、電圧に基づいて算出し、それが自回線の範囲であれば瞬時に、また次区間であれば所定の時限をもって遮断器CB11乃至CB22を遮断する。
上述の如き保護継電器のうち、回線選択継電器50G,50Sは主保護用の継電器であり、地絡過電圧継電器64V、地絡方向継電器67G及び距離継電器44Sは後備保護用の継電器である。ここで、主保護では、自回線の送電線L1,L2の事故を検出し、早い時限で事故点を切り離すことを目的とする。また、後備保護では、主保護が誤不動作となった場合、又は次区間の送電線L1,L2の継電器が誤不動作となった場合に動作することを目的とする。したがって、後備保護は、一般に主保護より長い時限をもって事故点を切り離すよう整定してある。
かかる保護システムでは、主保護用の継電器である回線選択継電器50G,50Sの不使用時には、各端子の地絡過電圧継電器64Vと地絡方向継電器67Gとにより地絡保護を行っている。
かかる地絡保護の具体例を、図6に基づきさらに詳細に説明する。同図では図面の錯綜を避けるため、保護継電器のうち、主保護用の継電器の不使用時における地絡保護に用いる後備保護用の継電器である地絡過電圧継電器64V及び地絡方向継電器67Gのみを示している。また、同図に示すように、地絡過電圧継電器64Vに続けて付した「−1」、「−2」が電源端A乃至受電端Bの継電器であることをそれぞれ意味するとともに、地絡方向継電器67Gに続けて付した「−11」、「−12」、「−21」、「−22」が順に送電線L1の電源端A、送電線L2の電源端A、送電線L1の受電端B、送電線L2の受電端Bの継電器であることを意味している。かかる、符号に関する規則は、以降に説明する各機器においても同様に適用する。
ここで、地絡方向継電器67G−11,67G−12が電源端Aから受電端Bに向かう地絡電流を検出するとともに、地絡方向継電器67G−21,67G−22が受電端Bから電源端Aに向かう地絡電流を検出する。
また、電源端Aでは、通常、地絡過電圧継電器64V−1の時限整定値を、例えば0.4秒、地絡方向継電器67G−11,67G−12の時限整定値を、例えば0.1秒としており、受電端Bでは、通常、地絡過電圧継電器64V−2の時限整定値を、例えば0.0秒、地絡方向継電器67G−21,67G−22の時限整定値を、例えば0.1秒としている。すなわち、電源端Aの遮断器CB11、CB12が地絡事故発生から0.5秒後にトリップされるのに対し、受電端Bの遮断器CB21,CB22は、電源端Aよりも早く、0.1秒後にトリップされるよう所定の時限を整定している。このときの時限協調は動作が安定している地絡過電圧継電器64V−1,64V−2でとり、地絡方向継電器67G-11乃至67G−22は不安定要素であることを考慮し、地絡事故時の過渡現象による誤動作防止として時限整定を0.1秒としている。
このように、時限整定を行った場合の保護シーケンス回路を図7に示す。同図に示すように、アンド回路11,12,21,22の各入力端子には、タイマ64VT−1,64VT−2で所定時間遅延させた地絡過電圧継電器64V−1,64V−2の出力と地絡方向継電器67G−11,67G−12,67G−21,67G−22の出力とが供給される。また、アンド回路11乃至22の出力は地絡方向継電器67G−11乃至67G−22のタイマ67GT−11,67GT−12,67GT−21,67−22で所定時間遅延させて該当する遮断器CB11乃至CB22をトリップさせる。すなわち、当該保護システムは、同構成のシーケンス回路を遮断器CB11乃至CB22に対応させて4個具備している。そして、ここでは遮断器CB11,CB12用の保護シーケンス回路のタイマ64VT−1が0.4秒に時限整定してあり、タイマ67GT−11,GT−12が0.1秒に時限整定してある。また、遮断器CB21,CB22用の保護シーケンス回路のタイマ64VT−2は0.0秒に時限整定してあり、タイマ67GT−21,GT−22は0.1秒に時限整定してある。
かかる保護システムを有する並行2回線送電系統で地絡事故が発生した場合、地絡過電圧継電器64V−1,64V−2は方向性を有しないので、地絡過電圧の発生により全端子が同時に動作するとともに、地絡方向継電器67G−11乃至67G−22は所定の方向に、所定値を超える地絡電流が流れたとき動作する。
図7に示す保護シーケンス回路のうち、電源端Aのものは、地絡過電圧継電器64V−1が動作するとともにその状態が0.4秒持続した時点で地絡方向継電器67G−11,67G−12が動作していればアンド条件が成立する。地絡過電圧継電器64V−1のタイマ64VT−1の時限整定が0.4秒であるからである。一方、この場合の地絡方向継電器67G−11,67G−12のタイマ67GT−11,67GT−12の時限整定は0.1秒であるので、このアンド条件が0.1秒持続した時点で制御対象である遮断器CB11,CB12をトリップする。すなわち、0.4+0.1=0.5秒後に所定の遮断器CB11,CB12のトリップが行われる。
一方、図7に示す保護シーケンス回路のうち、受電端Bのものは、地絡過電圧継電器64V−2が動作した後、地絡方向継電器67G−21,67G−22が動作した時点でアンド条件が成立する。地絡過電圧継電器64V−2のタイマ64VT−2の時限整定が0.0秒であるからである。この場合は、地絡方向継電器67G−21,67G−22のタイマ67GT−21,67GT−22の時限整定が0.1秒であるので、このアンド条件が0.1秒持続した時点で制御対象である遮断器CB21,CB22をトリップする。すなわち、0.0+0.1=0.1秒後に所定の遮断器CB12,CB22のトリップが行われる。
かかる時限整定を行うことにより、送電線L1,L2の電源端Aからある距離以上における地絡事故に対しては事故回線を迅速に切り離して健全回線による継続的な送電を行うことができる。
すなわち、図8に示すように、地絡事故の事故点Pが送電線L1の電源端Aからある距離以上に存在する場合、図中に矢印で示す方向に地絡電流I1,I2が流れる。この結果、地絡方向継電器67G−11,67G−12,67G−21が動作する。地絡過電圧継電器64V−1、64V−2は方向性がないので全端子が同時に動作する。このため、時限整定値の関係で遮断器CB21が先行遮断され、それにより地絡電流I2が消滅し,地絡方向継電器67G−12が復帰する。この復帰後に遮断器CB11がトリップされるので、回線の選択性に問題はない。
ところが、地絡事故が電源端Aの至近位置で発生した場合には、健全回線を巻き込んで受電端Bの全停電を生起する可能性がある。このことを、図9及び同図の各部の動作タイミングを示す図10に基づきさらに詳細に説明する。なお、図10における一桝は0.1秒にとってある。
図9(a)に示すように、送電線L1で地絡事故を発生した場合には図中に矢印で示す方向に地絡電流I1,I2が流れるが、地絡事故の事故点Pが送電線L1の電源端Aの至近に位置する場合にはI1≒I、I2≒0となる。地絡電流I1,I2は電源端Aから事故点Pに至るインピーダンスで規定されるからである。
したがって、地絡事故の発生に伴い地絡過電圧継電器64V−1,64V−2は何れも動作するが、地絡方向継電器67Gは地絡方向継電器67G−11のみが動作する。この結果、時限整定値の関係で0.5秒〔64VT(0.4秒)+67GT(0.1秒)〕後に遮断器CB11がトリップされる。
遮断器CB11のトリップに伴い、図9(b)に示すように、地絡電流I1が消滅し,I2=Iとなる。この結果、地絡方向継電器67G−12、67G−21が動作する。
このとき地絡発生からは0.5秒以上が経過しているので、タイマ64VT−1(図7参照)はタイムアップしており地絡方向継電器67G−12,67G−21が動作すればアンド回路12,21(図7参照)のアンド条件が成立する状態となっている。ここで、タイマ67GT−12,21の時限設定値は電源端Aの地絡方向継電器67G−12及び受電端Bの地絡方向継電器67G−21で何れも0.1秒としているので、地絡方向継電器67G−12,67G−21が動作すれば0.1秒後に遮断器CB12,CB21が同時にトリップされる可能性がある。遮断器CB12,CB21が同時にトリップされた場合、図9(c)に示すように、地絡電流I1,I2は消滅するが、健全回線である送電線L2も停電されるので受電端Bの全停電を生起する。これは、誤遮断であり避けなければならない。
かかる一連の動作は、図10を参照することでより明確になる。すなわち、事故発生と同時に地絡過電圧継電器64V―1,64V−2及び地絡方向継電器67G−11が動作するとともに、タイマ64VT−1のタイムアップ及びそれに続くタイマ67GT−11のタイムアップで遮断器CB11がトリップされる。
遮断器CB−11のトリップに伴い地絡方向継電器67G−12,67G−21が同時に動作し、しかも両者の時限整定は何れも0.1秒となっているので、タイマ67GT−12,67GT−21が同時にタイムアップする。この結果、遮断器CB12,CB21が同時にトリップされてしまう。
かかる電源端Aの至近位置での地絡事故の場合の誤遮断を回避するため、従来技術では、主保護不使用時に、地絡過電圧継電器64V−1及び地絡方向継電器67G−11,67G−12のタイマ64VT−1,67GT−11,67GT−12(図7参照)の時限整定を変更し、タイマ67GT−11乃至67GT−22で電源端Aと受電端Bとの協調をとるようにしている。すなわち、受電端Bはそのままで、電源端Aの地絡過電圧継電器64V−1のタイマ64VT−1の時限整定時間を0.4秒から0.1秒に変更するとともに、地絡方向継電器67G−11,67G−12のタイマ64GT−11,67GT−12の時限整定値を0.1秒から0.4秒に変更している。
このような時限整定値の変更を行った状態で、図11(a)に示すように地絡事故の事故点Pが送電線L1の電源端Aの至近位置に存在する場合、図中に矢印で示す方向に地絡電流I1,I2が流れるが、この場合にも図9(a)に示す場合と同様に、I1≒I、I2≒0となる。
したがって、地絡事故の発生に伴い地絡過電圧継電器64V−1,64V−2は何れも動作するが、地絡方向継電器67Gは地絡方向継電器67G−11のみが動作する。この結果、時限整定値の関係で0.5秒〔64VT(0.1秒)+67GT(0.4秒)〕後に遮断器CB11がトリップされる。
遮断器CB11のトリップに伴い、図11(b)に示すように、地絡電流I1が消滅し,I2=Iとなる。この結果、地絡方向継電器67G−12、67G−21が動作する。
このとき地絡発生からは0.5秒以上が経過しているので、タイマ64VT−1(図7参照)はタイムアップしており地絡方向継電器67G−21,67G−12が動作すればアンド回路12,21(図7参照)のアンド条件が成立する状態となっている。
ここまでは、図10に示す場合と同様であるが、本例の場合には、タイマ67GT−12,21の時限設定値は電源端Aの地絡方向継電器67G−12が0.4秒、受電端Bの地絡方向継電器67G−21が0.1秒である。したがって、地絡方向継電器67G−12,67G−21が同時に動作しても、その0.1秒後に、先ず遮断器CB21がトリップされて地絡電流I2を消滅させる。この結果、地絡方向継電器67G−12は復帰する。したがって、事故回線である送電線L1を切り離し、送電線L2による受電端Bへの送電は継続される。
かかる一連の動作は、図11の各部の動作タイミングを示す図12を参照することでより明確になる。すなわち、事故発生と同時に地絡過電圧継電器64V―1,64V−2及び地絡方向継電器67G−11が動作するとともに、タイマ64VT−1のタイムアップ及びそれに続くタイマ67GT−11のタイムアップで遮断器CB11がトリップされる。この結果、図11に示す場合と同様に、遮断器CB−11のトリップに伴い地絡方向継電器67G−12,67G−21が同時に動作する。
ところが、本例では、タイマ67GT−12,67GT−21の時限設定値は地絡方向継電器67G−12が0.4秒、地絡方向継電器67G−21が0.1秒である。したがって、地絡方向継電器67G−12,67G−21が同時に動作しても、その0.1秒後にタイマ67GT−21がタイムアップして遮断器CB21がトリップされる。このとき、タイマ67GT−12はタイムアップまでには0.3秒を残しているので、地絡方向継電器67G−12は復帰する。この結果、遮断器CB12がトリップされることはない。
なお、並行2回線送電系統の地絡保護に関する公知技術として特許文献1に開示された技術を挙げることができる。
しかしながら、図7に基づく保護システムでは、主保護不使用時における電源端の至近位置での地絡事故にも対処し得るようにするため、不安定な要素である地絡方向継電器67G−11乃至67G−22で電源端Aと受電端Bとの時限協調をとっている。したがって、その分動作が不安定になるという問題を有している。
また、電源端Aと受電端Bとの時限協調は安定な要素である地絡過電圧継電器64V−1,64V−2でとるのが好ましいため、通常は前述の如く図9及び図10に示すような条件で電源端Aの地絡過電圧継電器64V−1と受電端Bの地絡過電圧継電器64V−2とで所定の時限協調をとっている。このため、上述の従来技術では、主保護不使用時の都度、タイマ64VT−1とタイマ67GT−11,GT−12との時限整定値を変更するという面倒な作業が必要になるという問題も発生する。
本発明は、上記従来技術に鑑み、主保護不使用時の後備保護のみで地絡保護を行う場合において、電源端の至近位置で発生した地絡事故にも、地絡過電圧継電器による時限協調で対処し得る並行2回線送電系統における地絡保護システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の第1の態様は、
並行2回線を構成する各送電線の電源端及び受電端にそれぞれ配設した遮断器と、電源端及び受電端にそれぞれ配設した地絡過電圧継電器と、前記各遮断器に対応させて配設した地絡方向継電器と、前記各地絡過電圧継電器及び地絡方向継電器の動作とこれらの所定の時限整定値とを組み合わせて地絡事故時に前記遮断器をトリップさせて事故回線を切り離すように前記遮断器を制御する保護シーケンス回路とを有する並行2回線送電系統における地絡保護システムにおいて、
前記保護シーケンス回路は、電源端の地絡過電圧継電器の時限整定値を受電端の地絡過電圧継電器の時限整定値よりも大きくして両地絡過電圧継電器で電源端と受電端との時限協調をとる一方、通常は事故回線の受電端の遮断器が最初にトリップされるように制御するとともに、電源端の至近位置での地絡事故が生起された場合には、事故回線の電源端の遮断器がトリップされた後、健全回線の電源端の遮断器がトリップされるまでの時間を遅延させてその間に事故回線の受電端の遮断器がトリップされるように制御するものであることを特徴とする並行2回線送電系統における地絡保護システムにある。
並行2回線を構成する各送電線の電源端及び受電端にそれぞれ配設した遮断器と、電源端及び受電端にそれぞれ配設した地絡過電圧継電器と、前記各遮断器に対応させて配設した地絡方向継電器と、前記各地絡過電圧継電器及び地絡方向継電器の動作とこれらの所定の時限整定値とを組み合わせて地絡事故時に前記遮断器をトリップさせて事故回線を切り離すように前記遮断器を制御する保護シーケンス回路とを有する並行2回線送電系統における地絡保護システムにおいて、
前記保護シーケンス回路は、電源端の地絡過電圧継電器の時限整定値を受電端の地絡過電圧継電器の時限整定値よりも大きくして両地絡過電圧継電器で電源端と受電端との時限協調をとる一方、通常は事故回線の受電端の遮断器が最初にトリップされるように制御するとともに、電源端の至近位置での地絡事故が生起された場合には、事故回線の電源端の遮断器がトリップされた後、健全回線の電源端の遮断器がトリップされるまでの時間を遅延させてその間に事故回線の受電端の遮断器がトリップされるように制御するものであることを特徴とする並行2回線送電系統における地絡保護システムにある。
本発明の第2の態様は、
上記第1の態様に記載する並行2回線送電系統における地絡保護システムにおいて、
前記保護シーケンス回路は、前記各地絡過電圧継電器の動作をそれぞれ一定時間遅延させる各第1のタイマのタイムアップ時の出力と、前記各地絡方向継電器の各動作に基づく出力とに基づいてそれぞれ成立するアンド条件の成立をそれぞれ一定時間遅延させる各第2のタイマの出力で前記各遮断器をトリップさせるように制御する一方、電源端の前記各第1のタイマの時限整定値を受電端の前記各第1のタイマの時限整定値よりも大きく設定するとともに、電源端の前記各第2のタイマの時限整定値と受電端の前記各第2のタイマの時限整定値を同じに設定し、
さらに一方の回線の電源端の遮断器のトリップ出力に基づき他方の回線の電源端の遮断器のトリップのための前記アンド条件の成立を、前記時限整定値に基づき前記一方の回線の受電端の遮断器がトリップされるまで遅延させる第1の遅延手段と、
前記他方の回線の電源端の遮断器のトリップ出力に基づき前記一方の回線の電源端の遮断器のトリップのための前記アンド条件の成立を、前記時限整定値に基づき前記他方の回線の受電端の遮断器がトリップされるまで遅延させる第2の遅延手段とを有することを特徴とする並行2回線送電系統における地絡保護システムにある。
上記第1の態様に記載する並行2回線送電系統における地絡保護システムにおいて、
前記保護シーケンス回路は、前記各地絡過電圧継電器の動作をそれぞれ一定時間遅延させる各第1のタイマのタイムアップ時の出力と、前記各地絡方向継電器の各動作に基づく出力とに基づいてそれぞれ成立するアンド条件の成立をそれぞれ一定時間遅延させる各第2のタイマの出力で前記各遮断器をトリップさせるように制御する一方、電源端の前記各第1のタイマの時限整定値を受電端の前記各第1のタイマの時限整定値よりも大きく設定するとともに、電源端の前記各第2のタイマの時限整定値と受電端の前記各第2のタイマの時限整定値を同じに設定し、
さらに一方の回線の電源端の遮断器のトリップ出力に基づき他方の回線の電源端の遮断器のトリップのための前記アンド条件の成立を、前記時限整定値に基づき前記一方の回線の受電端の遮断器がトリップされるまで遅延させる第1の遅延手段と、
前記他方の回線の電源端の遮断器のトリップ出力に基づき前記一方の回線の電源端の遮断器のトリップのための前記アンド条件の成立を、前記時限整定値に基づき前記他方の回線の受電端の遮断器がトリップされるまで遅延させる第2の遅延手段とを有することを特徴とする並行2回線送電系統における地絡保護システムにある。
本発明の第3の態様は、
上記第2の態様に記載する並行2回線送電系統における地絡保護システムにおいて、
前記保護シーケンス回路は、一方の回線の電源端の地絡方向継電器が動作していないことを条件として他方の回線の電源端の第2のリレーがタイムアップして出力する前記他方の回線の電源端の遮断器のトリップ出力により動作して前記アンド条件の成立を前記一方の回線の受電端の遮断器がトリップされるまで遅延させる第1の遅延手段と、
他方の回線の電源端の地絡方向継電器が動作していないことを条件として一方の回線の電源端の第2のリレーがタイムアップして出力する前記一方の回線の電源端の遮断器のトリップ出力により動作して前記アンド条件の成立を前記他方の回線の受電端の遮断器がトリップされるまで遅延させる第2の遅延手段とを有するものであることを特徴とする並行2回線送電系統における地絡保護システムにある。
上記第2の態様に記載する並行2回線送電系統における地絡保護システムにおいて、
前記保護シーケンス回路は、一方の回線の電源端の地絡方向継電器が動作していないことを条件として他方の回線の電源端の第2のリレーがタイムアップして出力する前記他方の回線の電源端の遮断器のトリップ出力により動作して前記アンド条件の成立を前記一方の回線の受電端の遮断器がトリップされるまで遅延させる第1の遅延手段と、
他方の回線の電源端の地絡方向継電器が動作していないことを条件として一方の回線の電源端の第2のリレーがタイムアップして出力する前記一方の回線の電源端の遮断器のトリップ出力により動作して前記アンド条件の成立を前記他方の回線の受電端の遮断器がトリップされるまで遅延させる第2の遅延手段とを有するものであることを特徴とする並行2回線送電系統における地絡保護システムにある。
本発明の第4の態様は、
上記第2の態様に記載する並行2回線送電系統における地絡保護システムにおいて、
前記保護シーケンス回路は、
一方の回線の電源端の地絡方向継電器の出力の反転出力と他方の回線の電源端の第2のタイマの出力とのアンド条件をとる第1のアンド回路と、この第1のアンド回路の出力により動作してこの出力を一定時間遅延する第1の遅延手段と、この第1の遅延手段の出力の反転出力と前記第1のタイマ及び前記地絡方向継電器の出力とのアンド条件をとる第2のアンド回路とを有するとともに、
前記他方の回線の電源端の地絡方向継電器の出力の反転出力と前記一方の回線の電源端の第2のタイマの出力とのアンド条件をとる第3のアンド回路と、この第3のアンド回路の出力により動作してこの出力を一定時間遅延する第2の遅延手段と、この第2の遅延手段の出力の反転出力と前記第1のタイマ及び前記地絡方向継電器の出力とのアンド条件をとる第4のアンド回路とを有することを特徴とする並行2回線送電系統における地絡保護システムにある。
上記第2の態様に記載する並行2回線送電系統における地絡保護システムにおいて、
前記保護シーケンス回路は、
一方の回線の電源端の地絡方向継電器の出力の反転出力と他方の回線の電源端の第2のタイマの出力とのアンド条件をとる第1のアンド回路と、この第1のアンド回路の出力により動作してこの出力を一定時間遅延する第1の遅延手段と、この第1の遅延手段の出力の反転出力と前記第1のタイマ及び前記地絡方向継電器の出力とのアンド条件をとる第2のアンド回路とを有するとともに、
前記他方の回線の電源端の地絡方向継電器の出力の反転出力と前記一方の回線の電源端の第2のタイマの出力とのアンド条件をとる第3のアンド回路と、この第3のアンド回路の出力により動作してこの出力を一定時間遅延する第2の遅延手段と、この第2の遅延手段の出力の反転出力と前記第1のタイマ及び前記地絡方向継電器の出力とのアンド条件をとる第4のアンド回路とを有することを特徴とする並行2回線送電系統における地絡保護システムにある。
本発明の第5の態様は、
上記第2乃至第4の態様の何れか一つに記載する並行2回線送電系統における地絡保護システムにおいて、
前記第1及び第2の遅延手段による遅延時間は、電源端の第1及び第2のタイマの時限整定値で規定される電源端の遮断器のトリップまでの時間と、受電端の第1及び第2のタイマの時限整定値で規定される受電端の遮断器のトリップまでの時間との差に設定したことを特徴とする並行2回線送電系統における地絡保護システムにある。
上記第2乃至第4の態様の何れか一つに記載する並行2回線送電系統における地絡保護システムにおいて、
前記第1及び第2の遅延手段による遅延時間は、電源端の第1及び第2のタイマの時限整定値で規定される電源端の遮断器のトリップまでの時間と、受電端の第1及び第2のタイマの時限整定値で規定される受電端の遮断器のトリップまでの時間との差に設定したことを特徴とする並行2回線送電系統における地絡保護システムにある。
本発明によれば、主保護不使用時の後備保護のみで地絡保護を行う場合においても地絡過電圧継電器による時限協調で対処し得る。この結果、不安定な要素である地絡過電流方向継電器で時限強調をとった場合の不安定な動作を除去することができ、その分安定した地絡保護を行うことができる。
一方、地絡過電圧継電器による時限協調で対処した状態で電源端至近位置での地絡事故が生起された場合でも、事故回線の電源端の遮断器がトリップされて健全回線の電源端の遮断器がトリップされるまでの時間を遅延させ、その間に事故回線の受電端の遮断器がトリップされるようにしているので、電源端の至近位置での地絡事故も含め、いかなる地絡事故が生起されても健全回線が誤遮断されることはない。
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。なお、本形態に係る地絡保護システムは、従来と同様の並行2回線送電系統に適用するもので、その地絡保護システムの継電器及び遮断器の配置等、基本的な構成は図6等に示す従来技術と同じである。本形態は保護シーケンス回路を改良して電源端の至近位置での地絡事故も含め、いかなる地絡事故が生起されても事故回線のみを切り離し、健全回線が誤遮断されることはないようにしたものである。そこで、従来技術と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
図1は本形態に係る地絡保護システムにおける保護シーケンス回路を示す回路図である。同図に示すように、本形態における保護シーケンス回路は、電源端Aにおいて図7に示す保護シーケンス回路にアンド回路13,14及び復帰遅延タイマ15,16を追加するとともにアンド回路11,12を3入力のアンド回路11A,12Aに変更したものである。受電端Bの回路は図7に示す従来技術と何ら変るところはない。また、各地絡過電圧継電器64V−1,64V−2及び地絡方向継電器67G−11乃至67G−22の時限整定は従来と同様に設定してある。すなわち、地絡過電圧継電器64V−1が0.4秒、地絡過電圧継電器64V−2が0.0秒、地絡方向継電器67G−11乃至67GT−22が0.1秒である。
アンド回路13は地絡方向継電器67G−11の出力を反転した出力と地絡方向継電器67GT−12の出力とのアンド条件が成立したとき復帰遅延タイマ15を動作させる。復帰遅延タイマ15は、入力がなくなった後、一定時間出力を維持して実質的にアンド回路13の出力を一定時間遅延する遅延手段として機能する。かくして、復帰遅延タイマ15はその出力の反転出力でアンド回路11Aにおけるアンド条件の成立時点を一定時間遅延させ、その分遮断器CB11のトリップ時点を遅延させる。
さらに詳言すると、復帰遅延タイマ15は電源端Aの至近位置での地絡事故の発生時に健全回線の電源端Aの遮断器CB11のトリップ時点を遅延させるもので、これにより事故回線の受電端Bの遮断器CB22と協調をとる。このため、この場合の復帰遅延時間は、電源端Aのトリップ時間と受電端Bのトリップ時間との差の時間に設定するのが最適となる。本形態においては、0.5秒−0.1秒=0.4秒が最適となる。
ちなみに、これより長いと、地絡事故の消滅直後に、残りの回線に事故が発生した場合に適正時限(0.5秒)での遮断ができなくなる。また、これより短いと,受電端Bとの協調が取れなくなる(通常0.4乃至0.5秒の協調)。ただ、このような最適動作を求めないで、単に電源端Aの至近位置での地絡事故に対処するだけで良ければ、電源端Aの地絡過電圧継電器64V−1の時限整定値を受電端Bの地絡過電圧継電器64V−2の時限整定値よりも大きくして両地絡過電圧継電器64V−1,64V−2で電源端Aと受電端Bとの時限協調をとる一方、通常は事故回線の受電端Bの遮断器CB21乃至CB22が最初にトリップされるように制御するとともに、電源端Aの至近位置での地絡事故が生起された場合には、事故回線の電源端Aの遮断器CB11乃至CB12がトリップされた後、残りの回線の電源端Aの遮断器CB12乃至CB11がトリップされるまでの時間を遅延させてその間に事故回線の受電端Bの遮断器CB21乃至CB22がトリップされるように制御すれば良い。
本形態におけるアンド回路13は地絡方向継電器67G−11が動作していないことを条件としてタイマ67GT−12のタイムアップ(遮断器CB12のトリップ)によりアンド条件が成立するとともに、アンド回路11Aは、地絡過電圧継電器64V−1の動作後におけるタイマ64VT−1のタイムアップ、地絡方向継電器67G−11が動作していること及び復帰遅延タイマ15が動作していないことを条件としてアンド条件を成立させる。
以上は遮断器CB12,CB22を有する回線がトリップした場合の説明であるが、遮断器CB11,CB21を有する回線がトリップした場合も同様に考えることができる。すなわち、アンド回路11A、アンド回路13及び復帰遅延タイマ15に対応してアンド回路12A、アンド回路14及び復帰遅延タイマ16が設けてあり、電源端Aの至近位置の地絡事故で遮断器CB11がトリップされた場合に、同様の機能を発揮する。
ここで、図1に示す保護シーケンス回路の制御態様について、発生する地絡事故の態様ごとに説明する。
<電源端Aの至近位置での送電線L1の地絡事故>
図2(a)はこの場合の地絡事故の態様を示す回路図、(b)はそのときの各部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。なお、図2(b)における一桝は0.1秒にとってある(以下、図3(b)、図4(b)において同じ)。
図2(a)はこの場合の地絡事故の態様を示す回路図、(b)はそのときの各部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。なお、図2(b)における一桝は0.1秒にとってある(以下、図3(b)、図4(b)において同じ)。
図2(a)に示すように、送電線L1で地絡事故が発生した場合には図中に矢印で示す方向に地絡電流I1,I2が流れるが、地絡事故の事故点Pが送電線L1の電源端Aの至近に位置する場合にはI1≒I、I2≒0となる。
したがって、図2(b)に示すように、地絡事故の発生に伴い地絡過電圧継電器64V−1,64V−2は何れも動作するが、地絡方向継電器67Gは地絡方向継電器67G−11のみが動作する。この結果、時限整定値の関係で0.5秒〔64VT(0.4秒)+67GT(0.1秒)〕後に遮断器CB11がトリップされる。
この結果、地絡方向継電器67G−12,67G−21が同時に動作するが、本形態では同時に復帰遅延タイマ16も動作してアンド回路12Aのアンド条件の成立を遅延させる。ここで、復帰遅延タイマ16の遅延時間(0.4秒)はタイマ67GT−21の設定時間(0.1秒)よりも大きく設定してあるので、遮断器CB21がタイマ67GT−21のタイムアップ後にトリップされる。このことにより事故回線である送電線L1が切り離され、健全回線である送電線L2を介して受電端Bへの送電が継続される。
<送電線L1の地絡事故消滅直後の送電線L2の地絡事故>
図3(a)はこの場合の地絡事故の態様を示す回路図、(b)はそのときの各部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
図3(a)はこの場合の地絡事故の態様を示す回路図、(b)はそのときの各部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
図3(a)に示すように、地絡事故の事故点Pが送電線L1の中央部に存在する場合、図中に矢印で示す方向に地絡電流I1,I2が流れる。この結果、地絡方向継電器67G−11,67G−12,67G−21が動作する。地絡過電圧継電器64V−1、64V−2は方向性がないので全端子が同時に動作する。このため、時限整定値の関係で遮断器CB21が先行遮断され、それにより地絡電流I2が消滅し,地絡方向継電器67G−12が復帰する。この復帰後に遮断器CB11がトリップされるので、回線の選択性に問題はない。
さらに、本例は、遮断器CB11のトリップの直後(0.1秒後)に、残りの健全回線である送電線L2で地絡事故が発生した場合である。この場合、復帰遅延タイマ16の遅延時間が経過していない間は、アンド回路12Aにおけるアンド条件が成立しない。この結果、復帰遅延タイマ16の遅延動作中の遮断器CB12のトリップはロックされてしまう。このロック期間中は、遮断器CB12のトリップのための前提条件であるタイマ64VT−1のタイムアップも完了していない。ちなみに、前記ロックの解除後、0.1秒後にタイマ64VT−1がタイムアップする。したがって、遮断器CB12は、事故発生から所定の時間後(0.5秒後)にトリップされ事故回線である送電線L2を切り離すので、一連の動作に何の問題もない。
<電源端Aの至近位置での送電線L1の地絡事故時に遮断器CB21
がトリップされなかった場合>
図4(a)はこの場合の地絡事故の態様を示す回路図、(b)はそのときの各部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
がトリップされなかった場合>
図4(a)はこの場合の地絡事故の態様を示す回路図、(b)はそのときの各部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
図4(a)に示すように、送電線L1で地絡事故を発生した場合には図中に矢印で示す方向に地絡電流I1,I2が流れるが、地絡事故の事故点Pが送電線L1の電源端Aの至近に位置する場合にはI1≒I、I2≒0となる。
したがって、図4(b)に示すように、地絡事故の発生に伴い地絡過電圧継電器64V−1,64V−2が動作するとともに、地絡方向継電器67G−11のみが動作する。この結果、時限整定値の関係で0.5秒〔64VT(0.4秒)+67GT(0.1秒)〕後に遮断器CB11がトリップされる。
この結果、地絡方向継電器67G−12,67G−21が同時に動作するが、本形態では同時に復帰遅延タイマ16も動作してアンド回路12Aのアンド条件の成立を遅延させる。ここで、復帰遅延タイマ16の遅延時間(0.4秒)はタイマ67GT−21の設定時間(0.1秒)よりも大きく設定してあるので、遮断器CB21がタイマ67GT−21のタイムアップ後にトリップされるはずである。
ところが、何らかの原因で遮断器21がトリップされず、事故回線である送電線L1の切り離しに失敗した場合、その時点において遮断器CB12のトリップはロックされている。遮断器CB11のトリップと同時に動作する復帰遅延タイマ16の遅延時間が経過していない間は、アンド回路12Aにおけるアンド条件が成立しないからである。
ただ、前記ロック期間は遮断器CB21のトリップ失敗後、0.3秒経過後に終了する。この終了により、アンド回路12Aのアンド条件が成立するので、タイマ67GT−12のカウントアップを待って遮断器CB12がトリップされる。すなわち、送電線L2に事故電流である地絡電流I2が流れてから所定の時間後(0.5秒後)にはこの地絡電流I2を消滅させることができる。したがって、トリップまでの時間に問題はない。
本発明は電力設備の保守・点検を行うとともにそれらに用いる電気機器を製造・販売する産業分野で利用することができる。
A 電源端
B 受電端
P 事故点
L1、L2 送電線
I1、I2 地絡電流
CB11乃至CB22 遮断器
11、12、21、22 アンド回路
11A、12A アンド回路
13、14 アンド回路
15、16 復帰遅延タイマ
64V−1、64V−2 地絡過電圧継電器
67G−11乃至67G−22 地絡方向継電器
64VT−1、64VT−2 タイマ
67GT−11乃至67GT−22 タイマ
B 受電端
P 事故点
L1、L2 送電線
I1、I2 地絡電流
CB11乃至CB22 遮断器
11、12、21、22 アンド回路
11A、12A アンド回路
13、14 アンド回路
15、16 復帰遅延タイマ
64V−1、64V−2 地絡過電圧継電器
67G−11乃至67G−22 地絡方向継電器
64VT−1、64VT−2 タイマ
67GT−11乃至67GT−22 タイマ
Claims (5)
- 並行2回線を構成する各送電線の電源端及び受電端にそれぞれ配設した遮断器と、電源端及び受電端にそれぞれ配設した地絡過電圧継電器と、前記各遮断器に対応させて配設した地絡方向継電器と、前記各地絡過電圧継電器及び地絡方向継電器の動作とこれらの所定の時限整定値とを組み合わせて地絡事故時に前記遮断器をトリップさせて事故回線を切り離すように前記遮断器を制御する保護シーケンス回路とを有する並行2回線送電系統における地絡保護システムにおいて、
前記保護シーケンス回路は、電源端の地絡過電圧継電器の時限整定値を受電端の地絡過電圧継電器の時限整定値よりも大きくして両地絡過電圧継電器で電源端と受電端との時限協調をとる一方、通常は事故回線の受電端の遮断器が最初にトリップされるように制御するとともに、電源端の至近位置での地絡事故が生起された場合には、事故回線の電源端の遮断器がトリップされた後、健全回線の電源端の遮断器がトリップされるまでの時間を遅延させてその間に事故回線の受電端の遮断器がトリップされるように制御するものであることを特徴とする並行2回線送電系統における地絡保護システム。 - 請求項1に記載する並行2回線送電系統における地絡保護システムにおいて、
前記保護シーケンス回路は、前記各地絡過電圧継電器の動作をそれぞれ一定時間遅延させる各第1のタイマのタイムアップ時の出力と、前記各地絡方向継電器の各動作に基づく出力とに基づいてそれぞれ成立するアンド条件の成立をそれぞれ一定時間遅延させる各第2のタイマの出力で前記各遮断器をトリップさせるように制御する一方、電源端の前記各第1のタイマの時限整定値を受電端の前記各第1のタイマの時限整定値よりも大きく設定するとともに、電源端の前記各第2のタイマの時限整定値と受電端の前記各第2のタイマの時限整定値を同じに設定し、
さらに一方の回線の電源端の遮断器のトリップ出力に基づき他方の回線の電源端の遮断器のトリップのための前記アンド条件の成立を、前記時限整定値に基づき前記一方の回線の受電端の遮断器がトリップされるまで遅延させる第1の遅延手段と、
前記他方の回線の電源端の遮断器のトリップ出力に基づき前記一方の回線の電源端の遮断器のトリップのための前記アンド条件の成立を、前記時限整定値に基づき前記他方の回線の受電端の遮断器がトリップされるまで遅延させる第2の遅延手段とを有することを特徴とする並行2回線送電系統における地絡保護システム。 - 請求項2に記載する並行2回線送電系統における地絡保護システムにおいて、
前記保護シーケンス回路は、一方の回線の電源端の地絡方向継電器が動作していないことを条件として他方の回線の電源端の第2のリレーがタイムアップして出力する前記他方の回線の電源端の遮断器のトリップ出力により動作して前記アンド条件の成立を前記一方の回線の受電端の遮断器がトリップされるまで遅延させる第1の遅延手段と、
他方の回線の電源端の地絡方向継電器が動作していないことを条件として一方の回線の電源端の第2のリレーがタイムアップして出力する前記一方の回線の電源端の遮断器のトリップ出力により動作して前記アンド条件の成立を前記他方の回線の受電端の遮断器がトリップされるまで遅延させる第2の遅延手段とを有するものであることを特徴とする並行2回線送電系統における地絡保護システム。 - 請求項2に記載する並行2回線送電系統における地絡保護システムにおいて、
前記保護シーケンス回路は、
一方の回線の電源端の地絡方向継電器の出力の反転出力と他方の回線の電源端の第2のタイマの出力とのアンド条件をとる第1のアンド回路と、この第1のアンド回路の出力により動作してこの出力を一定時間遅延する第1の遅延手段と、この第1の遅延手段の出力の反転出力と前記第1のタイマ及び前記地絡方向継電器の出力とのアンド条件をとる第2のアンド回路とを有するとともに、
前記他方の回線の電源端の地絡方向継電器の出力の反転出力と前記一方の回線の電源端の第2のタイマの出力とのアンド条件をとる第3のアンド回路と、この第3のアンド回路の出力により動作してこの出力を一定時間遅延する第2の遅延手段と、この第2の遅延手段の出力の反転出力と前記第1のタイマ及び前記地絡方向継電器の出力とのアンド条件をとる第4のアンド回路とを有することを特徴とする並行2回線送電系統における地絡保護システム。 - 請求項2乃至請求項4の何れか一つに記載する並行2回線送電系統における地絡保護システムにおいて、
前記第1及び第2の遅延手段による遅延時間は、電源端の第1及び第2のタイマの時限整定値で規定される電源端の遮断器のトリップまでの時間と、受電端の第1及び第2のタイマの時限整定値で規定される受電端の遮断器のトリップまでの時間との差に設定したことを特徴とする並行2回線送電系統における地絡保護システム。
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JP2007018373A JP2008187810A (ja) | 2007-01-29 | 2007-01-29 | 並行2回線送電系統における地絡保護システム |
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JP2007018373A Pending JP2008187810A (ja) | 2007-01-29 | 2007-01-29 | 並行2回線送電系統における地絡保護システム |
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