JP2009055763A

JP2009055763A - ネットワーク送電保護装置

Info

Publication number: JP2009055763A
Application number: JP2007222693A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Fukuda; 恭之福田; Takashi Kawamoto; 孝志川本; Satoru Nakamura; 哲中村; Nobuhiko Satake; 信彦佐竹; Hiroshi Kitada; 浩史北田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2007-08-29
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2027-08-29
Also published as: JP5044328B2

Abstract

【課題】ループ状に接続された送電線に事故が生じた場合、該当送電線を確実に保護すると共に、停電範囲を最小限に留めることができるネットワーク送電保護装置を提供する。
【解決手段】複数の電気所１１，１２，１３，１４を、送電線４１，４２，４３，４４によりそれぞれ接続してループ状に構成した送電系統を保護する装置で、一つの電気所に演算局２１を設け、残りの電気所に端末局２２，２３，２４を設け、これらによって各送電線の両端の電気量情報を測定し、これらの情報から演算局２１により送電線別に故障の有無を検出し、有りの場合は故障区間両端の遮断器を遮断させる。いずれかの端末局の異常が検出されると、異常端末局を擁する電気所に接続された複数の送電線を直列な一つの区間として、該当区間の故障の有無を判定し、検出された場合は、この拡張された区間両端の遮断器を開く。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源系統に接続された電気所を含む複数の電気所を、両端に遮断器を設けた送電線によりそれぞれ接続してループ状に構成した送電系統を保護するネットワーク送電保護装置に関する。

一般に、送電系統では、短絡や地絡などの事故が生じた場合、その事故の位置や種類などを識別して遮断器を動作させる保護継電器によって保護されている。従来の送電線保護方式は、送電線毎に分離独立して保護を行うものである。これに対し、近年、電源と遮断器とを備えた電気所を複数配置して、これらを送電線によりループ状に結合してなる、ループ系統の送電システムが実施されるようになった（例えば、特許文献１参照）。

図１は、このようなループ状の送電系統における保護装置の構成を示す。図１は、電気所を４箇所とした場合の構成図である。

図１において、送電系統は４箇所の電気所１１〜１４とこれら電気所間を接続する送電線４１〜４４で構成される。４箇所の電気所１１〜１４のうち、電気所１１は電源系統７１に接続され、他の電気所１２，１３，１４は図示していないが負荷系統に接続されているものとする。これら複数の電気所１１〜１４間を接続してループ状に構成する送電線４１〜４４は、それぞれ両端に遮断器３１及び３１ａ，３２及び３２ａ，３３及び３３ａ，３４及び３４ａを設けている。

また、前記複数の電気所１１〜１４のうち、一つの電気所１１には演算局２１が設けられ、残りの電気所１２，１３，１４にはそれぞれ端末局２２，２３，２４が設けられている。これら演算局２１及び複数の端末局２２，２３，２４相互間は、通信線６１，６２，６３，６４を含む通信手段により情報の授受が可能であり、全体として１組の保護系６０を構成している。

前記各送電線４１，４２，４３，４４の両端には、図示しない計測手段の入力用として、変流器５１及び５１ａ，５２及び５２ａ，５３及び５３ａ，５４及び５４ａがそれぞれ設けられ、対応する送電線に流れる電気量を個別に抽出する。なお、計測手段は、各電気所１１，１２，１３，１４に設けられた演算局２１又は端末局２２，２３，２４内に構成されている。

上記構成において、電気所１１に接続された送電線４１，４４を流れる電気量は演算局２１の計測手段により測定され、電気所１２に接続された送電線４１，４２を流れる電気量は端末局２２の計測手段により測定され、電気所１３に接続された送電線４２，４３を流れる電気量は端末局２３の計測手段により測定され、電気所１４に接続された送電線４３，４４を流れる電気量は端末局２４の計測手段により測定される。これら端末局２２〜２４によって測定された電気量情報は、搬送ネットワーク通信線６１〜６４を介して演算局２１に送信される。

演算局２１は、各端末局２２，２３，２４から受信した各送電線の電気量情報を基に、各送電線両端の差電流比率を求めて送電線別に事故の有無を検出する。そして、事故が発生した場合、事故が発生した故障区間両端の遮断器に対する遮断指令を、各電気所１１〜１４の図示しない遮断制御回路に、自局２１又は他の端末局２２，２３，２４を介して出力する。例えば、図１において演算局２１が送電線４１の事故を検出した場合、演算局２１は、自局２１から送電線４１の一端遮断器３１に対する故障遮断指令を出力すると共に、搬送ネットワーク通信線６１を介して端末局２２へ、送電線４１の他端遮断器３１ａに対する故障遮断指令を送信する。演算局２１の遮断制御回路は自局による故障遮断指令により一端遮断器３１を開放動作させる。また、端末局２２は、演算局２１から受信した故障遮断指令により、その遮断制御回路は遮断器３１ａへ開放指令を出力する。以上により、故障区間である送電線４１の両端の遮断器３１，３１ａが開放され、送電線４１は保護される。

また、送電線４２に事故が生じた場合は、演算局２１は、端末局２２，２３から送られてきた送電線４２の両端の電気量情報に基づいて送電線４２に事故が発生したことを検出する。そして、送電線４２の両端に設けられた遮断器３２，３２ａを開放すべく、搬送ネットワーク通信線６１，６２を介して対応する端末局２２，２３へ遮断器３２，３２ａの故障遮断指令を送信する。端末局２２，２３は、演算局２１から受信した故障遮断指令により遮断器３２，３２ａへ開放指令を出力する。以上により、故障区間である送電線４２の両端の遮断器３２，３２ａが開放され、送電線４２は保護される。

上記動作は他の送電線４３，４４についても同様である。すなわち、送電線４３の事故については送電線４２の事故が対応し、送電線４４の事故については送電線４１での事故が対応し、それぞれ対応する送電線４１，４２の事故での説明と同じ動作をする。
特開平９−２３３６７４号公報

このように演算局２１は、各端末局２２，２３，２４からの情報を入手して送電線４１〜４４で発生した事故を検出し、この事故が発生した故障区間を切り離して健全区間への通電を維持する。

しかし、端末局２２，２３，２４のいずれか一つ又は複数に異常が発生すると、演算局２１には異常となった端末局（例えば、２２とする）からの情報が入手されなくなる。すなわち、端末局２２では、電気所１２に接続された送電線４１，４２に流れる電気量を測定できないので、演算局２１は、送電線４１又は４２に事故が生じてもこの事故を検出することができない。このため、演算局２１からの指令により電気所１２において遮断器３１ａ、３２を遮断させることができず、故障区間を解列することができない。この場合、ループ状に接続された送電線４１〜４４全体を保護する図示しない保護装置が動作し、電源系統７１に最も近い遮断器３１，３４ａを開放させ、ループ状に接続された送電線４１〜４４全体を保護している。

このように、端末局２２，２３，２４のいずれかが異常になると、健全区間を含めたループ状の送電線４１〜４４全体が切り離されてしまうため、停電範囲が拡大してしまう。

本発明の目的は、ループ状に接続された送電線に事故が生じた場合、該当送電線を確実に保護すると共に、停電範囲を最小限に留めることができるネットワーク送電保護装置を提供することにある。

本発明のネットワーク送電保護装置は、電源系統に接続された電気所を含む複数の電気所を、両端に遮断器を設けた送電線によりそれぞれ接続してループ状に構成した送電系統を保護するネットワーク送電保護装置であって、前記各送電線の両端にそれぞれ設けられ、対応する送電線に流れる電気量を個別に計測する計測手段と、前記複数の電気所の一つに設けられた演算局、及び残りの電気所にそれぞれ設けられた端末局を有し、通信手段により前記演算局及び複数の端末局相互間で前記計測手段により計測された電気量情報を含む各種情報の授受が可能な保護系と、前記演算局及び各端末局に設けられ、それぞれ自己及び他局の異常有無を相互に監視する自己・相互監視手段と、前記電気所に、前記遮断器毎に設けられ、対応する遮断器を開動作させる遮断制御回路と、前記演算局に設けられ、前記計測手段により計測された各送電線の両端の電気量情報を収集し、これら送電線両端の電気量情報から送電線別に故障の有無を検出し、故障有りの場合、故障区間両端の遮断器を遮断させる遮断指令を各電気所の前記遮断制御回路に、自局又は他の端末局を介して出力する故障区間検知手段とを備え、この故障区間検知手段は、前記自己・相互監視手段がいずれかの端末局の異常を検出すると、検出された異常端末局を擁する電気所に接続された複数の送電線を直列な一つの区間として、その区間の両端電気量に基づいて該当区間の故障の有無を判定する区間拡張検知機能を有することを特徴とする。

また、本発明では、各電気所に２組の演算局または端末局を設けて保護系を２組構成し、これら保護系に対応してそれぞれ故障検知手段を設け、各電気所の遮断制御回路は、自電気所に設けられた２組の保護系から出力される遮断指令の論理積を取って対応する遮断器を開動作させ、かつ前記遮断指令に対するバイパス回路をそれぞれ有し、前記自己・相互監視手段により自電気所に設けられた２組の保護系のいずれか一方の異常が検出されたときは、異常保護系による遮断指令をバイパスさせ、自電気所に設けられた２組の保護系がそれぞれ異常の場合は、異常保護系による遮断指令のバイパスを行わないように構成してもよい。

本発明によれば、ループ状送電系統を構成する各電気所の端末局のいずれかが異常となっても、故障区間を拡大して検出することにより、対応する電気所に接続された送電線を確実に保護でき、しかも停電区間を最小限に留めることができる。

以下、本発明によるネットワーク送電保護装置の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

保護対象となるループ状の送電系統は図１で示したものと基本的に同じであり、４つの電気所１１〜１４とその電気所間を接続する送電線４１〜４４で構成される。４つの電気所１１〜１４のうち、電気所１１は電源系統７１に接続され、他の電気所１２，１３，１４は図示しない負荷系統に接続されているものとする。各送電線４１〜４４は、それぞれ両端に遮断器３１及び３１ａ，３２及び３２ａ，３３及び３３ａ，３４及び３４ａを設けている。

また、一つの電気所１１には演算局２１が設けられ、残りの電気所１２，１３，１４にはそれぞれ端末局２２，２３，２４が設けられている。これら演算局２１及び複数の端末局２２，２３，２４相互間は、通信線６１，６２，６３，６４を含む通信手段により情報の授受が可能であり、全体として１組の保護系６０を構成している。

前記各送電線４１，４２，４３，４４の両端には、変流器５１及び５１ａ，５２及び５２ａ，５３及び５３ａ，５４及び５４ａを含む計測手段がそれぞれ設けられ、対応する送電線に流れる電気量を個別に計測する。

前記演算局２１は、図２で示すように、前記計測手段１０１、故障区間検知手段１０２、通信手段１０３、自己・相互監視手段１０４を有する。また、端末局２２，２３，２４は図３で示すように前記計測手段２０１、通信手段２０３、自己・相互監視手段２０４を有する。なお、図３は端末局２２について示しているが、他の端末局２３，２４も内部構成は同じである。

演算局２１の計測手段１０１は、電気所１１に設けられた変流器５１及び５４ａの２次回路に接続し、送電線４１及び４４の電気量を計測する。端末局２２（２３、２４）の計測手段２０１は、電気所１２（１３，１４）に設けられた変流器５１ａ及び５２（５２ａ及び５３、５３ａ及び５４）の２次回路に接続し、送電線４１及び４２（４２及び４３、４３及び４４）の電気量を計測する。各端末局２２，２３，２４の計測手段２０１で計測された電流値はディジタル信号に変換され電気量情報となり、各端末局２２，２３，２４の通信手段２０３から対応する通信線６１，６２，６３，６４を経て演算局２１の通信手段１０３に送られ、故障区間検知手段１０２に入力される。また、演算局２１の計測手段１０１で計測された電流値もディジタル信号に変換され電気量情報として故障区間検知手段１０２に入力される。

故障区間検知手段１０２は、計測手段１０１により計測された電気量情報、及び通信手段１０３により収集された各端末局２２，２３，２４の計測手段２０１により計測された電気量情報を用いて各送電線４１〜４４の両端の差電流比率を求めて送電線別に事故の有無を検出する。すなわち、各送電線４１〜４４に事故がない場合は、それらの両端における電流計測値は同じ方向で互いにほぼ等しい値となる。しかし、送電線４１〜４４に事故が生じた場合、事故送電線の両端における電流は方向が互いに逆向き（内向き）となるため、事故送電線の両端における差電流比率が大きくなる。故障区間検知手段１０２は、送電線両端の差電流比率が閾値を越えれば、この送電線に事故が発生していると判断する。

故障区間検知手段１０２は、このような事故検知機能により事故の生じた送電線を検出すると、この事故の生じた故障区間両端の遮断器を遮断させるべく対応する遮断器を有する電気所の遮断制御回路１０６，２０６へ遮断指令を出力する。例えば、送電線４１に事故が生じた場合、故障区間検知手段１０２は、故障区間である送電線４１の両端の遮断器３１，３１ａを遮断させるべく、これらが設置された電気所１１及び１２の遮断制御回路１０６，２０６へ遮断器３１，３１ａに対する遮断指令を出力する。この場合、電気所１２の遮断制御回路２０６へは、通信手段１０３、通信線６１、端末局２２の通信手段２０３を介して送信される。

この故障区間検知手段１０２は、前記自己・相互監視手段１０４，２０４、・・・が、端末局２２，２３，２４のいずれかの異常を検出すると、検出された異常端末局（例えば、２２とする）を擁する電気所（この場合１２）に接続された複数の送電線４１，４３を直列な一つの区間として、その区間の両端電気量に基づいて該当区間の故障の有無を判定する区間拡張検知機能を有する。

演算局２１及び各端末局２２〜２４に設けられた自己・相互監視手段１０４，２０４は、自局が健全な状態か、或いは隣接する相手局が健全かを監視する機能を有する。すなわち、各局２１，２２，２３，２４は、異常が生じると動作する異常検出接点１０５，２０５，・・・を持っており、この接点１０５，２０５，・・・の状態を通信手段１０３，２０３，・・・を介して隣接する他局により監視し、各局が健全か否かを相互に監視している。各端末局２２〜２４から演算局２１への異常検出情報は、図示しない遠方監視用の伝送線により伝送される。いずれにしても演算局２１及び端末局２２〜２４を相互に監視し、異常の生じた局を特定する機能を有している。

上記構成において、端末局２２，２３，２４がすべて正常な場合の送電線の保護動作は前述のとおりであり、説明は省略する。以下は、１つまたは、複数の端末局が異常となった場合の送電線の保護動作を説明する。

端末局２２が異常となった場合、演算局２１は、自己・相互監視手段１０４により端末局２２の異常を検知する。また、端末局２３も、その端末局の自己・相互監視手段２０４により端末局２２の異常を検知し、演算局２１へ搬送ネットワーク通信線６３，６４を介して端末局２２の異常を送信する。

端末局２３が異常となった場合は、端末局２２が、その自己・相互監視手段２０４により端末局２３の異常を検知し、演算局２１へ搬送ネットワーク通信６１を介して端末局２３の異常を送信する。また、端末局２４も、自己・相互監視手段２０４により端末局２３の異常を検知し演算局２１へ搬送ネットワーク通信線６４を介して端末局２３の異常を送信する。

さらに、端末局２４が異常となった場合、演算局２１は、自己・相互監視手段１０４により端末局２４の異常を検知する。端末局２３も、自己・相互監視手段２０４により端末局２４の異常を検知し、演算局２１へ搬送ネットワーク通信線６１，６２を介して端末局２４の異常を送信する。

演算局２１は、送電線４１〜４４のいずれかの区間において事故を検出した場合、端末局２２〜２４の異常状態に応じて表１に示すような故障検知を行い、故障検出区間両端（境界点）の端末局へ故障遮断指令を送信する。

以下、表１を用いて端末局２２〜２４の異常発生と、それに伴う区間拡張機能による保護動作をパターン分けして説明する。

（パターン１）の端末局２２〜２４が全局正常の場合については、前述したとおりであり、事故が発生した送電線そのものを故障区間とし、その両端遮断器を故障遮断させる。

（パターン２）端末局２２が異常の場合、送電線４１または、送電線４２に事故が発生すると、演算局２１は、端末局２３から送信される送電線４２の電気量情報と、演算局２１の自身が計測する送電線４１の電気量情報を基に送電線４１又は送電線４２の事故を検出する。すなわち、送電線４１及び送電線４２による区間１及び区間２を事故検出対象区間として一体化して拡大する。そして、送電線４１、送電線４２のいずれか又は双方で事故が起こった場合は、拡大された故障区間１〜２の両端の遮断器３１，３２ａを故障遮断させる。すなわち、電気所１１では演算局２１により遮断器３１に対する遮断制御回路１０６に開放指令を出力し、電気所１３の端末局２３へ、遮断器３２ａを遮断させるべく、その遮断制御回路２０６へ開放指令を出力する。以上により、拡大故障区間１〜２の両端遮断器３１，３２ａが開放され送電線４１，４２の保護を行う。

（パターン３）端末局２３が異常の場合、送電線４２または、送電線４３に事故が発生すると演算局２１は、端末局２２，２４から送信される送電線４２，４３の電気量情報を基に、送電線４２〜送電線４３の拡大された区間での事故を検出し、端末局２２，２４へ故障遮断指令を出力する。端末局２２は、演算局２１から受信した故障遮断指令により遮断器３２へ開放指令を出力し、端末局２４は、演算局２１から受信した故障遮断指令により遮断器３３ａへ開放指令を出力する。以上により、拡大された故障区間２〜３の両端遮断器３２，３３ａが開放され送電線４２，４３の保護を行う。

（パターン４）端末局２４が異常の場合、送電線４３または、送電線４４に事故が発生すると演算局２１は、端末局２３から送信される送電線４３の電気量情報と演算局２１自身が計測する送電線４４の電気量情報を基に、送電線４３〜送電線４４の拡大された区間３〜４での事故を検出する。その結果、遮断器３４ａの開放指令を出力すると共に、端末局２３へ故障遮断指令を出力する。端末局２３は、演算局２１から受信した故障遮断指令により遮断器３３へ開放指令を出力する。以上により、拡大された故障区間３〜４の両端遮断器３３，３４ａが開放され送電線４３，４４の保護を行う。

（パターン５）端末局２２，２３が異常の場合、送電線４１，４２，４３のいずれかに事故が発生すると、演算局２１は、端末局２４から送信される送電線４３の電気量情報と演算局２１の自身が計測する送電線４１の電気量情報を基に、送電線４１，４２，４３の拡大された区間での事故を検出する。その結果、遮断器３１への開放指令を出力すると共に、端末局２４へ故障遮断指令を出力する。端末局２４は、演算局２１から受信した故障遮断指令により遮断器３３ａへ開放指令を出力する。以上により、拡大された故障区間１〜３の両端遮断器３１，３３ａが開放され送電線４１，４２，４３の保護を行う。

（パターン６）端末局２３，２４が異常の場合、送電線４２，４３，４４のいずれかに事故が発生すると、演算局２１は、端末局２２から送信される送電線４２の電気量情報と演算局２１の自身が計測する送電線４４の電気量情報を基に送電線４２，４３，４４の拡大された区間での事故を検出する。その結果、遮断器３４ａへの開放指令を出力すると共に、端末局２２へ故障遮断指令を出力する。端末局２２は、演算局２１から受信した故障遮断指令により遮断器３２へ開放指令を出力する。以上により、拡大された故障区間２〜４の両端遮断器３２，３４ａが開放され送電線４２，４３，４４の保護を行う。

（パターン７）端末局２２，２４が異常の場合、送電線４１又は送電線４２に事故が発生すると演算局２１は、端末局２３から送信される送電線４２の電気量情報と演算局２１自身が計測する送電線４１の電気量情報を基に、送電線４１，４２の拡大された区間での事故を検出する。その結果、遮断器３１への開放指令を出力し、端末局２３へ故障遮断指令を出力する。端末局２３は、演算局２１から受信した故障遮断指令により遮断器３２ａへ開放指令を出力する。以上により、一方の拡大された故障区間１〜２の両端遮断器３１，３２ａが開放され送電線４１，４２の保護を行う。さらに、送電線４３又は送電線４４に事故が発生すると、演算局２１は、端末局２３から送信される送電線４３の電気量情報と演算局２１自身が計測する送電線４４の電気量情報を基に、送電線４３，４４の拡大された区間での事故を検出する。その結果、遮断器３４ａへの開放指令を出力すると共に、端末局２３へ故障遮断指令を出力する。端末局２３は、演算局２１から受信した故障遮断指令により遮断器３３へ開放指令を出力する。以上により、他方の拡大された故障区間３〜４の両端遮断器３３，３４ａが開放され送電線４３，４４の保護を行う。

（パターン８）端末局２２，２３，２４が全局異常の場合、送電線４１〜送電線４４のいずれかに事故が発生すると、演算局２１は、自身が計測する送電線４１，４４の電気量情報を基に、送電線４１〜送電線４４の拡大された区間での事故を検出する。その結果、遮断器３１，３４ａへ開放指令を出力する。以上により、拡大された故障区間１〜４の両端遮断器３１，３４ａが開放され送電線４１，４２，４３，４４の保護を行う。

このように、１つ又は複数の端末局が異常となった場合においても、停電区間を最小限に留め、送電線の保護を継続することができる。

次に、図４で示す実施の形態を説明する。保護対象となるループ状の送電系統は図１で示したものと基本的に同じであり、４つの電気所１１〜１４とその電気所間を接続する送電線４１〜４４で構成される。４つの電気所１１〜１４のうち、電気所１１は電源系統７１に接続され、他の電気所１２，１３，１４は図示しない負荷系統に接続されているものとする。各送電線４１〜４４は、それぞれ両端に遮断器３１及び３１ａ，３２及び３２ａ，３３及び３３ａ，３４及び３４ａを設けている。

この実施の形態では同様の構成の保護系６０ａをもう一組設け、２組の保護系６０，６０ａによりループ状の送電系を保護している。もう一つの保護系６０ａも、一つの電気所１１に設けられ演算局２１ａ、残りの電気所１２，１３，１４に設けられた端末局２２ａ，２３ａ，２４ａを有し、これら演算局２１ａ及び複数の端末局２２ａ，２３ａ，２４ａ相互間は、通信線６１ａ，６２ａ，６３ａ，６４ａを含む通信手段により情報の授受が可能に構成されている。

前記各送電線４１，４２，４３，４４の両端には、変流器５１及び５１ａ，５２及び５２ａ，５３及び５３ａ，５４及び５４ａがそれぞれ設けられ、それらの２次回路は、もうひとつの保護系６０ａを構成する演算局２１ａ及び複数の端末局２２ａ，２３ａ，２４ａの対応する計測手段にも接続している。

前記演算局２１ａは、図２で示した演算局２１と同じ構成であり、計測手段１０１、故障区間検知手段１０２、通信手段１０３、自己・相互監視手段１０４を有する。また、端末局２２ａ，２３ａ，２４ａも、図３で示した端末局２２，２３，２４と同じ構成であり、計測手段２０１、通信手段２０３、自己・相互監視手段２０４を有する。

各電気所１１〜１４には、そこに設置された遮断器を遮断させるための遮断制御回路がそれぞれ設けられるが、２組の保護系６０，６０ａを設けたことから、これら遮断制御回路は、２組の保護系６０，６０ａからの遮断指令１，２を、図７で示すように、アンド条件として遮断器３に遮断指令を与えるように構成している。例えば、電気所１１については、一方の保護系６０からの遮断指令１は、図５で示すように、自電気所１１に設けられた演算局２１から出力され、他方の保護系６０ａからの遮断指令２は、同じく自電気所１１に設けられた演算局２１ａから出力され、これらが共にオンすることで遮断器３（電気所１１の３１又は３４ａ）を開放させるように構成している。

これらアンド条件となる遮断指令１，２に対しては、図７で示すように、それぞれバイパス回路１１，１２を並列接続しており、自電気所１１に設けられた演算局２１が異常となった場合はバイパス回路１１がオンになり，演算局２１ａが異常となった場合はバイパス回路１２がオンになるように構成している。ただし、これらバイパス回路１１，１２は、両演算局２１，２１ａが共に異常となった場合は、図示しないロック回路が働いていずれもオンせず、遮断指令１，２をバイパスしないように構成している。このため、どちらか一方のみが異常の場合、自局バイパス作用が働き、正常な装置のみで遮断器３へ開放指令を出力することができる。

これらの構成は、他の電気所１２，１３，１４の遮断制御回路２０６についても同様であり、例えば、電気所１２について見ると、一方の保護系６０からの遮断指令１は、図６で示すように、自電気所１２に設けられた端末局２２から出力され、他方の保護系６０ａからの遮断指令２は、同じく自電気所１２に設けられた端末局２２ａから出力され、これらが共にオンすることで遮断器３（電気所１２の３２又は３１ａ）を開放させるように構成している。

これらアンド条件となる遮断指令１，２に対しては、図７で示したように、それぞれバイパス回路１１，１２を並列接続しており、自電気所１２に設けられた端末局２２が異常となった場合はバイパス回路１１がオンになり，端末局２２ａが異常となった場合はバイパス回路１２がオンになるように構成している。ただし、これらバイパス回路１１，１２は、両端末局２２，２２ａが共に異常となった場合はいずれもオンせず、遮断指令１，２をバイパスしないように構成している。

この２組の保護系６０，６０ａによるループ状送電系統の保護動作は基本的に同じであり、演算局２１，２１ａは、送電線４１〜４４のいずれかの区間において事故を検出した場合、端末局２２〜２４又は端末局２２ａ〜２４ａの異常状態に応じて表２に示すような事故検知を行い、故障検出区間両端遮断器を擁する端末局へ故障遮断指令を送信する。

以下、表２を用いて端末局２２〜２４及び端末局２２ａ〜２４ａの異常発生と、それに伴う区間拡張機能による保護動作をパターン分けして説明する。

表２に示すように端末局の異常状態は、６４パターンとなる。これらのうち、（パターン１）の端末局２２〜２４及び２２ａ〜２４ａが全局正常の場合について基本的な動作を説明し、その後、以下に記す代表的な6パターンを例にとって端末局に異常が生じた場合の保護動作を説明する。

（パターン２）：全電気所に備えた二組の端末局の内、一組の1台のみが異常となった場合
（パターン１６）：全電気所に備えた二組の端末局の内、一組がすべて異常、もう一組の1台のみが異常の場合
（パターン２８）：全電気所に備えた二組の端末局の内、同一電気所の２台のみが異常の場合
（パターン３５）：全電気所に備えた二組の端末局の内、一組の1台、もう一組の１台のみが異常の場合
（パターン４１）：全電気所に備えた二組の端末局の内、一組の1台、もう一組の２台が異常の場合
（パターン５９）：全電気所に備えた二組の端末局の内、一組の２台、もう一組の２台が異常の場合
以下、上記各パターンについて詳細を説明する。

（パターン１）
演算局２１，２１ａが送電線４１〜４４のいずれかで事故を検出した場合、演算局２１は、事故発生区間に応じて搬送ネットワーク通信線６１〜６３を介して端末局２２〜２４へ事故遮断指令を送信する。演算局２１ａも、事故発生区間に応じて搬送ネットワーク通信線６１ａ〜６３ａを介して端末局２２ａ〜２４ａへ事故遮断指令を送信する。事故遮断指令を受信した二組の端末局（２２と２２ａ，２３と２３ａ，２４と２４ａ）は、それぞれ遮断器へ開放指令を出力する。各端末局の遮断制御回路２０６は、図６で示したように二組の端末局による遮断指令１，２の論理積で構成されているため、二組の端末局が共に同じ遮断器３への開放指令１，２を出力した場合にのみ、遮断器３が開放し、送電線の保護を行う。このパターン１では、端末局２２〜２４及び２２ａ〜２４ａが全局正常のため、送電線（例えば、４２とする）に事故が発生した場合、事故が発生した故障区間両端の遮断器３２，３２ａが設置された電気所（例えば１２，１３）では、二組の端末局２２及び２２ａ，２３及び２３ａが同じ遮断器３（３２，３２ａ）への開放指令１,２を出力するので、これら故障区間両端の遮断器３（３２，３２ａ）は遮断動作する。

（パターン２）
このパターン２は、全電気所に備えた二組の端末局の内、一組の1台、すなわち、端末局２２ａに異常が生じた場合である。

このような状態において、送電線４１に事故が発生すると演算局２１は、端末局２２から送信される送電線４１の電気量情報と演算局２１自身が計測する送電線４１の電気量情報を基に送電線４１の事故を検出する。その結果、遮断器３１への開放指令１を出力するともに、端末局２２へ故障遮断指令を出力する。故障遮断指令を受信した端末局２２は、遮断器３１ａへ開放指令１を出力する。

また、演算局２１ａは、端末局２２ａが異常であるため、端末局２３ａから送信される送電線４２の電気量情報と演算局２１ａ自身が計測する送電線４１の電気量情報を基に、送電線４１〜送電線４２の事故を検出する。その結果、遮断器３１への開放指令２を出力すると共に、端末局２３ａへ故障遮断指令を出力する。端末局２３ａは、演算局２１ａから受信した故障遮断指令により遮断器３２ａへ開放指令２を出力する。

ここで、送電線４１に事故が発生した場合、各電気所に配置された遮断制御回路１０６，２０６，・・・は、二組の保護系６０，６０ａによる開放指令１，２の論理積で構成されていることから、遮断器３１は、健全な演算局２１，２１ａにより開放指令１，２が出力されている。このため、これらの論理積により開放動作する。遮断器３１ａは、端末局２２ａが異常であるため、端末局２２のみ開放指令１が出力されている。しかし、端末局２２ａが異常の場合、自装置の自己、相互監視手段２０４により、図７で示した自局バイパス回路１２がオンするため、遮断器３１ａは、端末局２２のみの開放指令１とバイパス回路１２とによりアンド条件が成立し、開放動作する。遮断器３２ａについては、前述のように端末局２３ａによる開放指令２が出力されているが、端末局２３が正常であるためバイパス回路１１はオンせず、開放指令１はオフのままである。このため、図７の論理積構成により開放しない。

以上のように、端末局２２ａが異常で、送電線４１で事故が発生した場合、送電区間１のみ開放される。送電線４２，４３，４４のいずれかで事故が発生した場合も、事故が発生した送電線に対応する送電区間２，３，４のいずれかのみが開放される。

このことは他のパターン３〜１５についても言え、いずれか一方の組の端末極が全局正常であれば、他の組の端末局のどれに異常が生じても、事故が発生した送電線に対応する送電区間１，２，３，４のいずれかのみが開放される。

（パターン１６）
このパターン１６では一方の組のすべての端末局２２，２３，２４と他方の組の１台の端末局２２ａとが異常の場合である。

このような状態において、送電線４１に事故が発生すると、演算局２１は、同じ組の端末局２２，２３，２４が異常であるため、自身が計測する送電線４１，４４の電気量情報を基に、送電線４１〜送電線４４の拡大された区間での事故を検出し、この区間両端の遮断器３１，３４ａへ、それぞれ開放指令１を出力する。演算局２１ａは、同じ組の端末局２２ａが異常であるため、隣接する端末局２３ａから送信される送電線４２の電気量情報と演算局２１ａ自身が計測する送電線４１の電気量情報を基に送電線４１〜送電線４２の拡大された区間での事故を検出し、この区間両端の一方の遮断器３１への開放指令２を出力すると共に、他方の遮断器３２ａを遮断させるべく端末局２３ａへ故障遮断指令を出力する。端末局２３ａは、演算局２１ａから受信した故障遮断指令により遮断器３２ａへ開放指令２を出力する。

ここで、遮断器３１は、２組の演算局２１，２１ａから開放指令１，２が同時に出力されているため、図７のアンド条件が成立し開放動作する。遮断器３２ａは、端末局２３ａの開放指令２のみが出力されている。このため、端末局２３が正常であれば、遮断器３２ａは開放しないが、端末局２３が異常となっているので、自装置の自己、相互監視手段により、自局バイパス回路１１がオンしており、遮断器３２ａは、端末局２３ａのみの開放指令２で開放動作する。

また、遮断器３４ａにも、演算局２１から開放指令１が出力されているが、演算局２１ａが正常であるため、遮断制御回路１０６の論理積構成により開放しない。

以上のように一方の組の全端末局２２，２３，２４と他方の組のいずれかの端末局（パターン１６では２２ａ）が異常の場合、２組の端末局（パターン１６では２２，２２ａ）が異常となる電気所（パターン１６では１２）が生じる。この場合、２組の端末局２２，２２ａが異常となる電気所１２では、この電気所に接続される送電線４１，４２の電気量を計測できないので、その中の送電線（例えば４１）で事故が発生した場合、この送電線４１を含む送電区間１〜２が開放される。同様に、送電線４２で事故が発生した場合も、送電区間１〜２が開放される。送電線４３で事故が発生した場合は、その両端における電気所１３，１４では、一方の組の端末局２３，２４が異常であるが他方の組の端末局２３ａ、２４ａは正常であるため、両端の遮断器３３，３３ａはそれぞれ図７で生じたアンド条件が成立するので開動作し、送電区間３のみ開放される。送電線４４で事故が発生した場合も、両端の電気所には１１，１４には正常な端末局が存在するので、両端の遮断器３４，３４ａはそれぞれ図７で生じたアンド条件が成立するので開動作し、送電区間４のみ開放される。

これらの動作は、他の同種パターン１７〜１８及び２２〜２４でも同じであり、また、２組の端末局が異常となる電気所が複数となるパターン１９〜２１及び２４〜２７でも同じである。いずれの場合も、２組の端末局が異常となった電気所では、接続される送電線の電気量が計測できなくなるので、少なくとも一方の組の端末局が正常な電気所間まで区間を広げて、保護が行われる。

（パターン２８）
このパターン２８は、両方の組の端末局２２，２２ａが異常の電気所１２がある場合である。

端末局２２，２２ａが異常の場合、送電線４１に事故が発生すると演算局２１は、同じ組の端末局２２が異常のため、これに隣接する端末局２３から送信される送電線４２の電気量情報と、演算局２１自身が計測する送電線４１の電気量情報を基に送電線４１〜送電線４２の拡大された区間での事故を検出する。その結果、遮断器３１への開放指令１を出力すると共に、端末局２３へ故障遮断指令を出力する。端末局２３は、演算局２１から受信した故障遮断指令により遮断器３２ａへ開放指令１を出力する。演算局２１ａは、同じ組の端末局２２ａが異常のため、これに隣接する端末局２３ａから送信される送電線４２の電気量情報と演算局２１ａ自身が計測する送電線４１の電気量情報を基に送電線４１〜送電線４２の事故を検出し、遮断器３１への開放指令２を出力すると共に、端末局２３ａへ故障遮断指令を出力する。端末局２３ａは、演算局２１ａから受信した故障遮断指令により遮断器３２ａへ開放指令２を出力する。

このように遮断器３１は、演算局２１，２１ａにより開放指令１，２が同時に出力され、また、遮断器３２ａは、端末局２３，２３ａにより開放指令１．２が同時に出力されているため、それぞれ開放動作する。

以上、説明したように２組の端末局２２，２２ａが異常となる電気所１２では、この電気所に接続される送電線４１，４２の電気量を計測できないので、その中の送電線（例えば４１）で事故が発生した場合、この送電線４１を含む送電区間１〜２が開放される。同様に、送電線４２で事故が発生した場合も、送電区間１〜２が開放される。送電線４３で事故が発生した場合は、その両端における電気所１３，１４では、それぞれ両方の組の端末局２３及び２３ａ、２４及び２４ａが正常であるため、両端の遮断器３３，３３ａはそれぞれ図７で生じたアンド条件が成立するので開動作し、送電区間３のみ開放される。送電線４４で事故が発生した場合も、両端の電気所には１１，１４は正常な端末局が存在するので、両端の遮断器３４，３４ａはそれぞれ図７で生じたアンド条件が成立するので開動作し、送電区間４のみ開放される。

これらの動作は、他の同種パターン２９〜３０でも同じであり、また、２組の端末局が異常となる電気所が複数となるパターン３１〜３４でも同じである。いずれの場合も、２組の端末局が異常となった電気所では、接続される送電線の電気量が計測できなくなるので、両方の組の端末局が正常な電気所間まで区間を広げて、保護が行われる。

（パターン３５）
このパターン３５は、一方の組の電気所１２における１台の端末局２２と、隣接する他の電気所１３における他方の組の１台の端末局２３ａとが異常の場合である。

このように端末局２２，２３ａが異常の場合、送電線４１に事故が発生すると演算局２１は、同じ組の端末局２２が異常のため、これに隣接する同じ組の端末局２３から送信される送電線４２の電気量情報と、演算局２１自身が計測する送電線４１の電気量情報を基に、送電線４１〜送電線４２の拡大された区間での事故を検出する。その結果、遮断器３１への開放指令１を出力すると共に、端末局２３へ故障遮断指令を出力する。端末局２３は、演算局２１から受信した故障遮断指令により遮断器３２ａへ開放指令１を出力する。演算局２１ａは、同じ組の端末局２２ａから送信される送電線４１の電気量情報と演算局２１ａ自身が計測する送電線４１の電気量情報を基に送電線４１の事故を検出する。その結果、遮断器３１への開放指令２を出力し、端末局２２ａへ故障遮断指令を出力する。故障遮断指令を受信した端末局２２ａは、遮断器３１ａへ開放指令２を出力する。

ここで、遮断器３１は、演算局２１，２１ａにより開放指令１，２が同時に出力されているため、開放動作する。遮断器３１ａは、端末局２２ａのみから開放指令２が出力されているが、端末局２２が異常となっているので、自己、相互監視手段２０４により、自局バイパス回路１１がオンになっている。このため、遮断器３１ａは、端末局２２ａのみの開放指令で開放する。さらに、遮断器３２ａは、端末局２３のみ開放指令１が出力されており、端末局２３ａが異常のため、自局バイパス回路１２がオンになっているので、遮断器３２ａは、端末局２３のみの開放指令で開放する。

この場合、送電区間１の両端遮断器３１，３１ａと送電区間２の片側の遮断器３２ａが開放されるため、送電経路としては、送電区間１〜２が開放される。送電線４２で事故が発生した場合、その両端遮断器３２，３２ａのみが遮断されるので送電区間２のみ開放される。送電線４３で事故が発生した場合、送電区間２の片側遮断器３２と送電区間３の両端遮断器３３，３３ａとが開放動作するため、送電経路としては、送電区間２〜３が開放される。送電線４４で事故が発生した場合、その両端遮断器３４，３４ａが開放動作するため、送電区間４のみ開放される。

これに対し、パターン３６のように、一方の組の電気所１２における１台の端末局２２と、健全区間を介した他の電気所１４における他方の組の１台の端末局２４ａとが異常の場合は、どの送電線４１〜４４に事故が生じても、この事故が発生した送電線両端の遮断器がそれぞれ開放動作する。したがって、送電線４１の事故には送電区間１が開放され、送電線４２の事故には送電区間２が開放され、送電線４３の事故には送電区間３が開放され、送電線４４の事故には送電区間４が開放される。

これらの関係は、他のパターン３７〜４０についても同じである。

（パターン４１）
このパターン４１は、一方の組の１台の端末局２２と、他方の組の２台の端末局２２ａ，２３ａとが異常の場合である。

端末局２２と端末局２２ａ，２３ａとが異常の場合、送電線４１に事故が発生すると、演算局２１は、同じ組の端末局２２が異常のため、これに隣接する同じ組の端末局２３から送信される送電線４２の電気量情報と、演算局２１自身が計測する送電線４１の電気量情報を基に、送電線４１〜送電線４２の事故を検出する。その結果、遮断器３１への開放指令１を出力し、端末局２３へ故障遮断指令を出力する。端末局２３は、演算局２１から受信した故障遮断指令により遮断器３２ａへ開放指令１を出力する。演算局２１ａは、同じ組の端末局２２ａ，２３ａが異常のため、これらに隣接する同じ組の端末局２４ａから送信される送電線４３の電気量情報と、演算局２１ａ自身が計測する送電線４１の電気量情報を基に送電線４１〜送電線４３の区間の事故を検出する。その結果、遮断器３１への開放指令２を出力すると共に、端末局２４ａへ故障遮断指令を出力する。端末局２４ａは、演算局２１ａから受信した故障遮断指令により遮断器３３ａへ開放指令２を出力する。

ここで、遮断器３1は、演算局２１，２１ａにより開放指令１，２が同時に出力されているため、開放動作する。遮断器３２ａは、端末局２３のみ開放指令１が出力されており、端末局２３ａが異常となっているため、自局バイパス回路１２がオンになるので、端末局２３のみの開放指令１で開放動作する。遮断器３３ａは、端末局２４ａのみ開放指令２が出力されているが、端末局２４が正常であるため、バイパス回路１１がオンせず、論理積構成により開放しない。

以上のように、端末局２２と端末局２２ａ，２３ａが異常で、送電線４１で事故が発生した場合、遮断器３１，３２ａが開放動作するので、送電区間１〜２が開放される。送電線４２で事故が発生した場合も、同様の動作で送電区間１〜２が開放される。送電線４３で事故が発生した場合は、遮断器３３，３３ａのみが開放動作するので、送電区間３のみ開放される。送電線４４で事故が発生した場合、遮断器３４，３４ａのみが開放動作するので、送電区間４のみ開放される。

他のパターン４２〜５８は、いずれも一方の組の１台の端末局と、他方の組の２台の端末局とが異常の場合の組み合わせであり、異常発生端末局の位置により開放される送電区間は異なるものの、保護の考えからはパターン４１と同じである。

（パターン５９）
このパターン５９は、一方の組の２台の端末局２２，２３と、他方の組の２台の端末局２３ａ，２４ａとが異常の場合である。

端末局２２，２３と端末局２３ａ，２４ａとが異常の場合、送電線４１に事故が発生すると、演算局２１は、同じ組の端末局２２，２３が異常のため、これに隣接する同じ組の端末局２４から送信される送電線４３の電気量情報と、演算局２１自身が計測する送電線４１の電気量情報を基に、送電線４１〜送電線４３の区間の事故を検出する。その結果、遮断器３１への開放指令１を出力し、端末局２４へ故障遮断指令を出力する。端末局２４は、演算局２１から受信した故障遮断指令により遮断器３３ａへ開放指令１を出力する。演算局２１ａは、同じ組の端末局２２ａから送信される送電線４１の電気量情報と、演算局２１ａ自身が計測する送電線４１の電気量情報を基に送電線４１の事故を検出する。その結果、遮断器３１への開放指令２を出力すると共に、端末局２２ａへ故障遮断指令を出力する。端末局２２ａは、演算局２１ａから受信した故障遮断指令により遮断器３１ａへ開放指令２を出力する。

ここで、遮断器３１は、演算局２１，２１ａにより開放指令１，２が同時に出力されているため、開放動作する。遮断器３１ａは、端末局２２ａのみ開放指令２が出力されているが、端末局２２が異常であるため、自局バイパス回路１１がオンとなり、端末局２２ａのみの開放指令で開放動作する。遮断器３３ａは、端末局２４のみ開放指令１が出力されているが、端末局２４ａが異常であるため、自局バイパス回路１２がオンとなり、端末局２４のみの開放指令１で開放動作する。

以上のように、送電区間１の両端遮断器３１，３１ａと、送電区間３の片側遮断器３３ａが開放動作するため、送電経路としては、送電区間１〜３が開放される。送電線４２で事故が発生した場合、遮断器３２，３３ａが開放動作するので、送電区間２〜３が開放される。送電線４３で事故が発生した場合も、遮断器３２，３３ａが開放動作するので、送電区間２〜３が開放される。送電線４４で事故が発生した場合は、送電区間２の片側の遮断器３２と送電区間４の両端遮断器３４，３４ａが開放されるため、送電経路としては、送電区間２〜４が開放される。

他のパターン６０〜６４は、いずれも一方の組の２台の端末局と、他方の組の２台の端末局とが異常の場合の組み合わせであり、異常発生端末局の位置により開放される送電区間は異なるものの、保護の考えからはパターン５９と同じである。

このように、二組の保護系６０，６０ａを備え、それぞれの故障遮断出力１，２と装置の自己・相互監視手段による故障遮断出力バイパス回路１１，１２を論理積で構成することによって、端末局異常時においても送電線の保護機能を維持することができる。すなわち、表２の（パターン２）から（パターン１５）、（パターン３６）、（パターン３９）においては、端末局の異常に因らず送電線毎の保護機能を維持することが可能である。さらに、他のパターンにおいても、停電箇所を最小限にとどめて電力の供給を継続させることが可能となる。

本発明によるネットワーク送電保護装置の一実施の形態を説明する系統構成図である。同上一実施の形態に用いられる演算局の構成を説明するブロック図である。同上一実施の形態に用いられる端末局の構成を説明するブロック図である。本発明によるネットワーク送電保護装置の他の実施の形態を説明する系統構成図である。同上他の実施の形態における２組の演算局を有する電気所での遮断制御回路との関係を説明するブロック図である。同上他の実施の形態における２組の端末局を有する電気所での遮断制御回路との関係を説明するブロック図である。同上他の実施の形態における遮断制御回路の構成を示す回路図である。

符号の説明

１、２遮断指令
１１，１２，１３，１４電気所
２１，２１ａ演算局
２２，２２ａ，２３，２３ａ，２４，２４ａ端末局
４１，４２，４３，４４送電線
６０，６０ａ保護系
７１電源系統
１０１，２０１計測手段
１０２故障区間検知手段
１０３，２０３通信手段
１０４，２０４自己・相互監視手段

Claims

電源系統に接続された電気所を含む複数の電気所を、両端に遮断器を設けた送電線によりそれぞれ接続してループ状に構成した送電系統を保護するネットワーク送電保護装置であって、
前記各送電線の両端にそれぞれ設けられ、対応する送電線に流れる電気量を個別に計測する計測手段と、
前記複数の電気所の一つに設けられた演算局、及び残りの電気所にそれぞれ設けられた端末局を有し、通信手段により前記演算局及び複数の端末局相互間で、前記端末局による計測された電気量情報を含む各種情報の授受が可能な保護系と、
前記演算局及び各端末局に設けられ、それぞれ自己及び他局の異常有無を相互に監視する自己・相互監視手段と、
前記電気所に、前記遮断器毎に設けられ、対応する遮断器を開動作させる遮断制御回路と、
前記演算局に設けられ、前記計測手段により計測された各送電線の両端の電気量情報を収集し、これら送電線両端の電気量情報から送電線別に故障の有無を検出し、故障有りの場合、故障区間両端の遮断器を遮断させる遮断指令を各電気所の前記遮断制御回路に、自局又は他の端末局を介して出力する故障区間検知手段とを備え、
この故障区間検知手段は、前記自己・相互監視手段がいずれかの端末局の異常を検出すると、検出された異常端末局を擁する電気所に接続された複数の送電線を直列な一つの区間として、その区間の両端電気量に基づいて該当区間の故障の有無を判定する区間拡張検知機能を有する
ことを特徴とするネットワーク送電保護装置。
前記各電気所に２組の演算局または端末局を設けて保護系を２組構成し、これら保護系に対応してそれぞれ故障検知手段を設け、各電気所の遮断制御回路は、自電気所に設けられた２組の保護系から出力される遮断指令の論理積を取って対応する遮断器を開動作させ、かつ前記遮断指令に対するバイパス回路をそれぞれ有し、前記自己・相互監視手段により自電気所に設けられた２組の保護系のいずれか一方の異常が検出されたときは、異常保護系による遮断指令をバイパスさせ、自電気所に設けられた２組の保護系がそれぞれ異常の場合は、異常保護系による遮断指令のバイパスを行わないように構成した
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク送電保護装置。