JP2009055765A - ネットワーク送電保護装置 - Google Patents

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、ループ状送電系統を構成する各電気所に、演算局２１，２１ａ及び複数の端末局２２，２２ａ〜２４，２４ａ、並びにこれらの間で相互に情報授受が可能な保護系６０，６０ａを２組設け、送電線に事故が発生したとき、その故障区間の両端遮断器に対する遮断条件として、両保護系からの遮断指令と共に、該当送電線の事故に伴う過電流状態の検出要素を論理積条件として加えたことにより、健全区間の不要遮断を防止し、停電区間を最小限にした。
【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、短絡事故や地絡事故などの故障が生じた場合、その故障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１０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１０は、電気所を４箇所とした場合の構成図である。

図１０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故障の有無を検出する。そして、故障が発生した場合、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の故障を検出した場合、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、送電線４１の他端遮断器３１ａに対する故障遮断指令を、搬送ネットワーク通信線６１を介して端末局２２へ送信する。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に故障が生じた場合は、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に故障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の故障については送電線４２の故障応動が対応し、送電線４４の事故については送電線４１での故障応動が対応し、それぞれ対応する送電線４１，４２の故障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で発生した故障を検出し、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に故障が生じてもこれ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、故障区間を切り離すことができない。

このような場合は、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故障が生じた場合、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。

本発明による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２組の演算局、及び他の電気所に設けられたそれぞれ２組の端末局を有し、これら各組毎に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情報の授受が可能な２組の保護系と、これら２組の保護系の前記演算局及び各端末局に設けられ、それぞれ少なくとも自局の異常有無を監視する自己・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、前記遮断器毎に対応して設けられ、対応する遮断器が設けられた送電線における故障発生による過電流を検出する過電流要素と、前記各演算局にそれぞれ設けられ、前記各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前記各保護系別に収集し、これら各送電線両端の電気量情報から送電線毎の故障の有無を前記保護系別に検出し、故障有りの場合、故障区間両端の遮断器を遮断させる瞬時遮断指令を対応する電気所の遮断制御回路に、同じ保護系の自局又は他の端末局を介して出力し、前記自己・相互監視手段が同じ保護系の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拡張区間として、その拡張区間の両端電気量に基づいて該当拡張区間の故障の有無を判定し、故障有りの場合は拡張故障区間両端の遮断器を遮断させる限時遮断指令を対応する電気所の遮断制御回路に、同じ保護系の自局又は他の端末局を介して出力する区間拡張検知機能を有する故障区間検知手段とを備え、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対応する遮断器の開動作条件とし、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、かつ対応する前記過電流要素の復帰により該当遮断器に対する開動作条件を解除するように構成したことを特徴とする。

本発明によれば、ループ状送電系統を構成する各電気所に、演算局及び複数の端末局、並びにこれらの間で相互に情報授受が可能な保護系を２組設け、一方の保護系を構成するいずれかの局が異常となっても、異常の生じていない他方の保護系により、送電線を確実に保護でき、しかも健全区間の不要遮断を防止して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。

図１は本発明の一実施の形態を示している。保護対象となるループ状の送電系統は図７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。

本発明では、この保護系６０と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に設けられた演算局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。

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、対応する送電線に流れる電気量を個別に抽出し、後述する計測手段に出力する。

演算局２１，２１ａは、基本的に同じ構成であり、それぞれ図２で示すように、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及び２２ａ，２３及び２３ａ，２４及び２４ａも基本的に同じ構成であり、図３で示すように、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２２，２２ａについて示しているが、他の端末局２３及び２３ａ，２４及び２４ａも内部構成は同じである。

演算局２１，２１ａ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及び２２ａ（２３及び２３ａ、２４及び２４ａ）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。

これら各端末局２２及び２２ａ，２３及び２３ａ、２４及び２４ａ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、それぞれ通信手段２０３から対応する保護系６０又は６０ａの通信線６１，６２，６３，６４又は６１ａ，６２ａ，６３ａ，６４ａを経て保護系６０，６０ａ毎の演算局２１又は２１ａの通信手段１０３に送られ、それぞれの故障区間検知手段１０２に入力される。なお、演算局２１，２１ａ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、自局の故障区間検知手段１０２に入力される。

各演算局２１，２１ａの故障区間検知手段１０２は、保護系６０，６０ａ毎に、自局の計測手段１０１により計測された電気量情報、及び通信手段１０３により収集された保護系６０，６０ａ毎の各端末局２２，２３，２４及び２２ａ，２３ａ，２４ａからの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、保護系６０，６０ａ別に、送電線別の故障の有無を検出する。

すなわち、各送電線４１〜４４に、例えば、地絡事故などの故障が無い場合は、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に故障が生じた場合、故障区間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、故障区間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、この送電線に故障が発生していると判断する。そして、故障送電線の両端に設けられた遮断器を遮断動作させるべく、通信手段１０３を介して、対応する遮断器を有する電気所の端末局に遮断指令を送信する。

例えば、送電線４１で地絡事故などの故障が発生したものとする。このとき、両保護系６０，６０ａの演算局２１，２１ａ及び各端末局２２，２２ａ，２３，２３ａ，２４，２４ａのいずれにも異常がない場合、保護系６０，６０ａ毎の故障区間検知手段１０２は、上述した故障検知機能により故障の生じた送電線４１を検出する。そして、この故障の生じた送電線４１の両端遮断器３１，３１ａを瞬時に遮断させるべく、対応する遮断器３１，３１ａを有する電気所１１，１２の遮断制御回路１０６，２０６へ、保護系６０，６０ａ毎に瞬時遮断指令を出力する。

上記故障区間検知手段１０２の機能は、自己と同じ保護系の端末局のいずれにも異常がない健全状態での場合のものであるが、このほかに区間拡張検知機能を有する。この区間拡張検知機能は、自己と同じ保護系の端末局のいずれかに異常が生じた場合、異常端末局を擁する電気所を含んだ拡張区間を保護対象として故障を検知する機能である。

すなわち、一方の保護系（例えば、保護系６０とする）の端末局２２，２３，２４のいずれか（例えば、端末局２２とする）に異常が発生した場合、同じ保護系６０演算局２１では、異常端末局２２が送電線４１，４２の電気量を測定できないため、異常端末局２２を擁する電気所（この場合１２）に接続された複数の送電線４１，４２を直列な一つの拡張区間として、該当拡張区間の故障の有無を判定する。つまり、その拡張区間の両端電気量（同じ保護系６０の、異常の生じていない局２１，２３で計測された電気量）に基づいて該当拡張区間の故障の有無を判定する。この拡張区間は事故送電線４１を含むので、その両端電気量（変流器５１，５２ａで検出された電気量）から該当拡張区間での故障を検出できる。

このように、区間拡張検知機能により拡張区間の故障を検出した場合、拡張故障区間両端の遮断器３１，３２ａを遮断させるべく、対応する電気所１１及び１３の遮断制御回路１０６，２０６へ、同じ保護系６０の自局２１又は他の端末局２３を介して出力する。この場合、前述した端末局に異常のない健全状態の遮断指令のように瞬時遮断指令を出力するのではなく、区間拡張検知機能による故障検知であるため、ある所定時間後に対応する遮断器を遮断させるべく限時遮断指令を出力する。

すなわち、故障区間検知手段１０２は、自己の保護系の端末局に異常がない場合の健全状態において送電線の故障を検出した場合は、対応する遮断器に対し瞬時遮断指令を出力する。これに対し、自己の保護系の端末局のいずれかに異常があり、区間拡張検知機能によって拡張区間の故障を検出した場合は、対応する遮断器に対し限時遮断指令を出力するように構成されている。

ここで、故障区間検知手段１０２は、２つの保護系６０，６０ａを構成する演算局２１，２１ａにそれぞれ設けられているので、各局の遮断制御回路１０６，２０６へは、保護系６０，６０ａからそれぞれ故障遮断指令が出力される。すなわち、２つの演算局２１，２１ａが設置された電気所１１では、図４で示すように、遮断制御回路１０６に対して、一方の保護系６０を構成する演算局２１から遮断指令１が出力され、他方の保護系６０ａを構成する演算局２１ａから遮断指令２が出力される。また、２つの端末局２２，２２ａが設置された電気所１２でも、図５で示すように、遮断制御回路２０６に対して、一方の保護系６０を構成する端末局２２から遮断指令１が出力され、他方の保護系６０ａを構成する演算局２２ａから遮断指令２が出力される。図５は電気所１２について示したが、他の電気所１３，１４についても同じである。

ここで、上記遮断指令１，２は、前述した瞬時遮断指令（これを１ａ、２ａとする）及び限時遮断指令（１ｂ，２ｂ）のいずれかである。すなわち、端末局の異常の有無に応じて、どちらかが出力される。

また、演算局２１，２１ａ及び各端末局２２，２２ａ〜２４，２４ａに設けられた自己・相互監視手段１０４，２０４は、前述のように、自局が健全な状態かを監視する機能を有する。すなわち、各局２１及び２１ａ，２２及び２２ａ，２３及び２３ａ，２４及び２４ａは、図２及び図３で示すように、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，・・・の状態により自局の状態を監視する。

そして、自局に異常が発生しておれば、自局の遮断指令１または２をバイパスするバイパス指令（１ｃまたは２ｃとする）を出力する。すなわち、自局に異常が発生している場合は、自局の遮断指令１又は２の動作にかかわらずバイパス動作し、遮断指令を出力する。

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１０６，２０６がそれぞれ設けられている。これら各遮断制御回路１０６，２０６には、図４及び図５で示したように、２組の保護系６０，６０ａからの遮断指令１（１ａ，１ｂ、１ｃのいずれか）及び２（２ａ，２ｂ、２ｃのいずれか）が入力される。このため、遮断制御回路１０６，２０６は、図６で示すように、自電気所に設けられた２組の保護系６０，６０ａから出力される遮断指令１，２の論理積を動作条件としている。

ただし、これだけでは、後述するように、切り離す必要のない健全区間を含んで故障区間を解列する場合が生じる。そこで、より停電区間を限定するために、過電流要素（以下、ＯＣ要素）３を動作条件として加え、図６で示すように、これら動作条件１，２，３の論理積により対応する遮断器を遮断動作させるように構成している。

ここで、ＯＣ要素３とは、図１で示した各遮断器毎に設けられ、対応する遮断器が設けられた送電線における故障発生による過電流を検出し動作するものである。例えば、図４で示すように、電気所１１には遮断器３１（または３４ａ）に対応してＯＣ流要素３がそれぞれ設けられており、これら遮断器３１（または３４ａ）が設けられた送電線４１（または４４）における地絡事故等の故障による過電流状態を検出して動作する。また、図５で示すように、電気所１２には遮断器３１ａ（または３２）に対応してＯＣ要素３がそれぞれ設けられており、これら遮断器３１ａ（または３２）が設けられた送電線４１（または４２）における地絡事故等の故障による過電流状態を検出して動作する。

これらのＯＣ要素３は、過電流状態が継続している限り出力を生じるが、過電流状態が復帰した場合は出力も消滅する。これに対し、遮断指令１（１ａ，１ｂ，１ｃ）及び遮断指令２（２ａ，２ｂ，２ｃ）は一旦出力されると、対応する遮断器が遮断動作するか、別のリセット操作をするまで、出力状態を維持する。

上記構成において、先ず、２つの保護系６０及び６０ａを構成する演算局２１，２１ａ及び端末局２２，２２ａ〜２４，２４ａが全局正常の場合についてみる。

演算局２１，２１ａが送電線４１〜４４のいずれかで地絡事故などの故障を検出した場合、演算局２１は、故障発生区間に応じて、自局または他局へ、搬送ネットワーク通信線６１〜６３を介して該当遮断器に対する遮断指令を送信する。演算局２１ａも、故障発生区間に応じて、自局及または他局へ搬送ネットワーク通信線６１ａ〜６３ａを介して該当遮断器に対する遮断指令を送信する。これら各保護系６０及び６０ａの遮断指令は、遮断指令を受信した各局から対応する遮断制御回路１０６または２０６に入力される。

ここで、各電気所１１〜１４に設けられた遮断制御回路１０６，２０６は、図４及び図５で示したように各保護系６０，６０ａの遮断指令１，２、及び対応する送電線のＯＣ要素３が入力され、図６で示したようにこれらの論理積で対応する遮断器を遮断動作させる。このため、各保護系６０，６０ａが共に同じ遮断器への開放指令１，２を出力し、かつ、対応する送電線の事故に起因する過電流状態が継続している場合にのみ、対応する遮断器が開放動作し、送電線が保護される。

この場合の動作例を、図７を用いて説明する。上述のように、演算局２１，２１ａ、端末局２２〜２４及び２２ａ〜２４ａは全局正常である。この状態で、例えば、送電線４１に地絡事故などの故障が発生した場合、故障が発生した送電線４１の両端で計測された電気量に基き、演算局２１，２１ａの故障区間検知手段１０２は、故障箇所（送電線４１）を特定し、故障区間両端の遮断器３１，３１ａに対する保護系６０，６０ａ毎の瞬時遮断指令１ａ，２ａを、対応する遮断器制御回路１０６，２０６に出力する。このとき、送電線４１のＯＣ要素３は故障電流に応動中であり、図６で示した論理積が成立するので、対応する遮断器遮断器３１，３１ａが瞬時に遮断動作して、送電線４１を切り離しし、保護する。

この動作は、他の送電線、または複数の送電線で故障が生じた場合も同じであり、故障区間の両端の遮断器を瞬時に遮断動作させ、保護することができる。

次に、全電気所１１〜１４に備えた二組の保護系６０，６０ａの端末局の内、例えば、保護系６０の１台の端末局２２が異常となった場合についてみる。

このような状態において、図８で示すように、送電線４１に故障が発生すると、異常が発生していない保護系６０ａの演算局２１ａは、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の故障を検出する。その結果、遮断器３１への瞬時遮断指令２ａを出力するともに、端末局２２ａを介して遮断器３１ａへ同じく瞬時遮断指令２ａを出力する。

これに対し、異常端末局２２を有する保護系６０では、演算局２１は、端末局２２が異常であるため、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。すなわち、区間拡張検知機能によって拡張区間（送電線４１，４２）の故障を検出する。その結果、拡張区間両端の遮断器３１，３２ａへ限時遮断指令１ｂを出力する。このとき、遮断器３１へは自局２１から、遮断器３２ａには端末局２３を介して、それぞれ限時遮断指令１ｂを出力する。

遮断器３１ａの遮断制御回路２０６には、保護系６０ａによる瞬時遮断指令２ａと、保護系６０の故障端末局２２からのバイパス指令１ｃと、ＯＣ要素３の信号とが、それぞれ入力されて、図６で示した論理積が成立している。このため、遮断器３１ａは、瞬時に遮断動作する。

一方、遮断器３１の遮断制御回路１０６には、保護系６０ａによる瞬時遮断指令２ａと、保護系６０の限時遮断指令１ｂと、ＯＣ要素３の信号とが、それぞれ入力される。このため、図６で示した論理積で成立し、遮断器３１は、限時遮断指令１ｂによる所定の限時を持って遮断動作する。

さらに、遮断器３２ａの遮断制御回路２０６には、異常が発生した保護系６０による限時遮断指令１ｂが端末局２３から入力されているが、他方の保護系６０ａでは端末局２３ａへは遮断器３２ａに対する遮断指令（２ａまたは２ｂ）は出力されていず、しかも、この端末局２３ａは正常であるため、バイパス指令２ｃも出力されない。このため、図６の論理積が成立せず、遮断器３２ａが遮断動作することはない。

以上のように、送電線４１で事故が発生した場合、端末局２２が異常であっても、故障が発生した送電線４１の両端遮断器３１，３１ａのみ遮断動作して送電線４１のみが開放されるだけであり、他の健全区間が開放されることはない。

ただし、同じ電気所１２における両保護系６０，６０ａの端末局２２，２２ａが共に異常になった場合は、送電線４１での故障に対し、両保護系６０，６０ａの区間拡張検知機能がそれぞれ動作するので、拡張区間両端の遮断器３１，３２ａへ両保護系から限時遮断指令１ｂ、２ｂが出力されるので、拡張区間両端の遮断器３１，３２ａが所定の限時を持って遮断動作する。

次に、図９で示すように、保護系６０の端末局２２と、保護系６０ａの端末局２３ａとが異常の場合を説明する。

このように端末局２２，２３ａが異常の場合、送電線４１に故障が発生すると、保護系６０の演算局２１は、図８の場合と同様に、同じ系の組の端末局２２が異常のため、区間拡張検知機能によって拡張区間（送電線４１，４２）の故障を検出する。その結果、拡張区間両端の遮断器３１，３２ａへ限時遮断指令１ｂを出力する。このとき、遮断器３１へは自局２１から、遮断器３２ａには端末局２３を介して、それぞれ限時遮断指令１ｂを出力する。

保護系６０ａでは端末局２３ａに異常が発生しているが、故障発生地点が送電線４１であるため、演算局２１ａは、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の故障を検出する。その結果、遮断器３１への瞬時遮断指令２ａを出力するともに、端末局２２ａを介して遮断器３１ａへ同じく瞬時遮断指令２ａを出力する。

これらの結果、遮断器３１ａの遮断制御回路２０６には、図８の場合と同様に、保護系６０ａによる瞬時遮断指令２ａと、保護系６０の故障端末局２２からのバイパス指令１ｃと、ＯＣ要素３の信号とが、それぞれ入力されて、遮断器３１ａは、瞬時に遮断動作する。また、遮断器３１の遮断制御回路１０６にも、図８の場合と同様に、保護系６０ａによる瞬時遮断指令２ａと、保護系６０の限時遮断指令１ｂと、ＯＣ要素３の信号とが、それぞれ入力される。遮断器３１は、限時遮断指令１ｂによる所定の限時を持って遮断動作する。

さらに、遮断器３２ａの遮断制御回路２０６には、異常が発生した保護系６０による限時遮断指令１ｂが端末局２３から入力されており、他方の保護系６０ａからは、端末局２３ａが異常であるため、バイパス指令２ｃが出力されている。

しかし、この時点において、前述した遮断器３１ａの瞬時遮断により、送電線４２から故障送電線４１に故障電流が流れ込むことはないので、送電線４２の過電流状態を検出するＯＣ要素３は復帰している。このため、図６で示した論理積が成立せず、遮断器３２ａが遮断動作することはない。

ここで、遮断器３２ａの遮断制御回路２０６への論理積条件としてＯＣ要素３を用いない場合は、異常が発生した保護系６０による限時遮断指令１ｂと、他方の保護系６０ａからの端末局２３ａの異常によるバイパス指令２ｃとによる論理積が成立してしまい、遮断器３２ａが遮断動作してしまう。すなわち、前記遮断器３１ａの瞬時遮断により健全状態となった送電線４２の片端遮断器３２ａを不要遮断することになり、停電区間を送電線４２まで無用に拡大することになる。

そこで、本発明では、送電線の内部事故発生に伴う過電流状態を検知するＯＣ要素３を、遮断制御回路の論理積条件として用いたので、上述した健全区間の片端遮断器を不要遮断させることはなく、停電区間を最小限にすることができる。

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。 同上一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。 同上一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。 同上一実施の形態における遮断制御回路の構成を示すロジック構成図である。 同上一実施の形態における演算局及び端末局の全局が正常な場合の保護領域を説明する図である。 同上一実施の形態における演算局及び端末局のうちのいずれか一つの端末局に異常が生じた場合の保護領域を説明する図である。 同上一実施の形態における演算局及び端末局のうち、一方の保護系の一つの端末局と他方の保護系の他の一つの端末局に異常が生じた場合の保護領域を説明する図である。 従来技術を説明する系統構成図である。

符号の説明

１ａ、２ａ 瞬時遮断指令
１ｂ、２ｂ 限時遮断指令
１ｃ、２ｃ バイパス指令
３ 過電流要素
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
１０６，２０６ 遮断制御回路

Claims (1)

1. 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２組の演算局、及び他の電気所に設けられたそれぞれ２組の端末局を有し、これら各組毎に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情報の授受が可能な２組の保護系と、
   これら２組の保護系の前記演算局及び各端末局に設けられ、それぞれ少なくとも自局の異常有無を監視する自己・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、
   前記遮断器毎に対応して設けられ、対応する遮断器が設けられた送電線における故障発生による過電流を検出する過電流要素と、
   前記各演算局にそれぞれ設けられ、前記各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前記各保護系別に収集し、これら各送電線両端の電気量情報から送電線毎の故障の有無を前記保護系別に検出し、故障有りの場合、故障区間両端の遮断器を遮断させる瞬時遮断指令を対応する電気所の遮断制御回路に、同じ保護系の自局又は他の端末局を介して出力し、前記自己・相互監視手段が同じ保護系の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拡張区間として、その拡張区間の両端電気量に基づいて該当拡張区間の故障の有無を判定し、故障有りの場合は拡張故障区間両端の遮断器を遮断させる限時遮断指令を対応する電気所の遮断制御回路に、同じ保護系の自局又は他の端末局を介して出力する区間拡張検知機能を有する故障区間検知手段とを備え、
   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対応する遮断器の開動作条件とし、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、かつ対応する前記過電流要素の復帰により該当遮断器に対する開動作条件を解除するように構成した
   ことを特徴とするネットワーク送電保護装置。

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