JP2009254168A - 複数の配電線の分路リアクトル協調制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】同一バンクの変圧器に接続された複数の配電線のそれぞれに分路リアクトルが設置された配電系統において、特定の配電線で行なわれた分路リアクトルの開放によりフェランチ現象が解消していない他の配電線の電圧が上昇するのを防止する。
【解決手段】複数の配電線の内の特定の配電線３ａでフェランチ現象が解消しても他の配電線３ｂではフェランチ現象が解消していない状態が起こり得ることが予め分かっている時間帯及び／または期間をカレンダー手段に登録しておき、カレンダー手段により、現在の日時が登録された時間帯及び／または期間にあることが識別されている状態で、特定の配電線３ａでフェランチ現象が解消したときには、該特定の配電線に投入されていた分路リアクトルの開放を抑制するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、同一バンクの変圧器に接続された複数の配電線のそれぞれに設置されている分路リアクトルの投入及び開放を制御する方法に関するものである。

配電系統において、系統負荷の力率が遅れ力率の場合には、送電端の電圧より配電線の末端側の電圧が低くなっており、配電線の電圧分布は、送電端から線路の末端側（受電端）に向って電圧が徐々に低くなっていく分布となる。これに対し、系統負荷の力率が進み力率である場合には、フェランチ現象により、逆に送電端の電圧よりも受電端の電圧の方が高くなり、配電線の電圧分布は、送電端から受電端側に向うに従って、電圧が高くなっていく分布となる。

工場等の需要家は、力率の改善のために配電線に進相コンデンサを接続しているが、重負荷時には電動機等の誘導負荷が多く配電線に接続されていて、系統負荷全体としては遅れ力率となっているため、送電端の電圧より受電端の電圧が高くなる電圧分布となることはなく、特に問題は生じない。しかし、夜間や休日のように、大口の需要家が稼働を停止している軽負荷時には、配電線に接続されたままになっている進相コンデンサのために系統負荷の力率が進み力率となり、これにより配電線の電圧分布が、送電端電圧よりも受電端の電圧の方が高くなる電圧分布となって、受電端側で電圧が過度に高くなる事態が生じる。

そこで、特許文献１に示されているように、配電線電圧に応じて分路リアクトルの投入及び開放を行う電圧調整装置を配電線に設置して、軽負荷時にフェランチ現象により配電線の電圧が上昇したときに分路リアクトルを配電線に投入することにより配電線電圧を下げ、フェランチ現象が解消したときに分路リアクトルを配電線から開放することが行われている。
特開平１１−３３２１０３号公報

同一バンクの変圧器に接続された複数の配電線のそれぞれに分路リアクトルの投入と開放とを行なう装置が少なくとも一つ設置されていて、各配電線でフェランチ現象が発生して配電線電圧が許容範囲を超えたときにその配電線に設置された分路リアクトルが配電線に投入され、各配電線で発生していたフェランチ現象が解消したときにその配電線に設置された分路リアクトルが配電線から開放されるように構成された配電系統においては、特定の配電線でフェランチ現象が解消したときに、その配電線に投入されていた分路リアクトルを開放すると、未だフェランチ現象が解消していない配電線ではバンクのインダクタンス分（Ｌ分）により、その配電線の電圧が更に上昇してしまうことがあった。このような事態が生じないようにするため、複数の配電線間で協調をとりながら各配電線に設置された分路リアクトルの投入及び開放を制御することが望ましい。

本発明の目的は、同一バンクの変圧器に接続された複数の配電線のそれぞれに分路リアクトルの投入と開放とを行なう装置が少なくとも一つ設置されている配電系統において、特定の配電線でフェランチ現象が解消しても他の配電線ではフェランチ現象が解消していない事態が発生することがある場合に、特定の配電線に設置されている分路リアクトルの開放を抑制することができるようにして、複数の配電線間で分路リアクトルの投入及び開放を協調して制御できるようにすることにある。

本発明は、同一バンクの変圧器に接続された複数の配電線のそれぞれに分路リアクトルの投入と開放とを行なう装置が少なくとも一つ設置されていて、各配電線でフェランチ現象が発生して配電線電圧が許容範囲を超えたときにその配電線に設置された分路リアクトルが配電線に投入され、各配電線で発生していたフェランチ現象が解消したときにその配電線に設置された分路リアクトルが配電線から開放されるように構成された配電系統の分路リアクトルの投入及び開放を、複数の配電線間で協調させて制御する分路リアクトルの制御方法に係わるものである。

本発明においては、現在の日時が予め登録された期間または時間帯にあるか否かを自動的に識別する機能を有するカレンダー手段を用意しておいて、複数の配電線の内の特定の配電線でフェランチ現象が解消しても他の配電線ではフェランチ現象が解消していない状態が起こり得ることが予め分かっている時間帯及び／または期間を、上記カレンダー手段に登録しておき、カレンダー手段により、現在の日時が登録された時間帯及び／または期間にあることが識別されている状態で、特定の配電線でフェランチ現象が解消したときには、該特定の配電線に投入されていた分路リアクトルの開放を抑制する。

同一バンクの変圧器に接続されている複数の配電線の内の特定の配電線でフェランチ現象が解消しても他の配電線ではフェランチ現象が解消していない状態が起こり得る時間帯や期間は、配電系統の負荷の種類や分布、季節、需要家の業務の態様などと、過去の記録とから十分予測することができる。従って、上記のように、複数の配電線の内の特定の配電線でフェランチ現象が解消しても他の配電線ではフェランチ現象が解消していない状態が起こり得ることが予め分かっている時間帯及び／または期間を、カレンダー手段に登録しておいて、カレンダー手段により、現在の日時が登録された時間帯及び／または期間にあることが識別されている状態で、特定の配電線でフェランチ現象が解消したときに、該特定の配電線に投入されていた分路リアクトルの開放を抑制するようにすると、フェランチ現象が解消していない他の配電線の電圧が異常上昇するのを防ぐことができ、複数の配電線間で協調をとりながら、分路リアクトルの投入及び開放を制御することができる。

本発明によれば、現在の日時が予め登録された期間または時間帯にあるか否かを自動的に識別する機能を有するカレンダー手段を用意しておいて、複数の配電線の内の特定の配電線でフェランチ現象が解消しても他の配電線ではフェランチ現象が解消していない状態が起こり得ることが予め分かっている時間帯及び／または期間を、カレンダー手段に登録しておき、カレンダー手段により、現在の日時が登録された時間帯及び／または期間にあることが識別されている状態で、特定の配電線でフェランチ現象が解消したときに、該特定の配電線に投入されていた分路リアクトルの開放を抑制するようにしたので、特定の配電線でフェランチ現象が解消したときに行なわれる分路リアクトルの開放により、フェランチ現象が解消していない他の配電線の電圧が異常上昇するのを防ぐことができ、複数の配電線間で協調をとりながら、分路リアクトルの投入及び開放を制御することができる。

以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１において、１は電源となる変電所に設置された同一バンクの変圧器、２は変圧器１に接続された変電所の母線、３ａ及び３ｂは母線２に接続された配電線である。配電線３ａ及び３ｂのそれぞれには、スイッチＳＷを介して配電線に接続された分路リアクトルＳｈＲを備えて、分路リアクトルの投入及び開放を制御する電圧調整装置が少なくとも一つ設置されている。図示の例では、各配電線の途中に設定された設置点及び各配電線の末端に設定された設置点とにそれぞれ電圧調整装置４ａ及び４ｂが設置されている。

図２に示したように、各電圧調整装置は、設置点の配電線電圧Ｖを計器用電圧変成器ＶＴを通して検出する電圧調整継電器ＲＹと、開閉装置ＳＷを通して配電線１に接続された分路リアクトルＳｈＲと、コンピュータに所定のプログラムを実行させることにより構成されるカレンダー手段ＣＬと、電圧調整継電器ＲＹから与えられる昇圧指令及び降圧指令とカレンダー手段ＣＬの出力とに応じて開閉装置ＳＷを制御する制御装置ＣＣとを備えている。本実施形態では、電圧調整継電器ＲＹとして積分動作型のものを用いている。

カレンダー手段ＣＬは、スケジュール管理に用いられているものと同様のプログラムをコンピュータに実行させることにより構成することができる。

配電線には、各設置点の基準電圧が設定され、基準電圧の上下にそれぞれ不感帯（電圧変動の許容範囲）の上限及び下限を規定する上限側整定値及び下限側整定値が設定されている。積分型の電圧調整継電器ＲＹは、設置点の配電線電圧が基準電圧の上に設定された不感帯の上限側整定値を超えているときに、配電線電圧と上限側整定値との差分を積算する積分動作を行って、その積算値が設定値に達したときに降圧指令を発生する。また配電線電圧が基準電圧の下に設定された不感帯の下限側整定値を下回っているときに、下限側整定値と配電線電圧との差分を積算する積分動作を行って、その積算値が設定値に達したときに昇圧指令を発生する。

本発明においては、各設置点に設置される電圧調整継電器の整定値を同一とすることにより、すべての設置点に設置されている電圧調整装置が分路リアクトルの投入動作及び開放動作を行う際の整定値を等しく設定してある。等しく設定する整定値は、各設置点における基準電圧と、該基準電圧の上に設定される動作不感帯と、積分動作時間（各設置点で配電線電圧が不感帯を超えてから分路リアクトルの投入動作が行なわれるまでの時間）とである。

本発明においては、複数の配電線３ａ，３ｂの内の特定の配電線３ａでフェランチ現象が解消しても他の配電線３ｂではフェランチ現象が解消していない状態が起こり得ることが予め分かっている場合に、そのような状態が起こり得る時間帯及び／または期間をカレンダー手段ＣＬに登録しておく。電圧調整装置の制御装置ＣＣは、カレンダー手段ＣＬにより、現在の日時が登録された時間帯及び／または期間にあることが識別されていない状態で、特定の配電線３ａでフェランチ現象が解消したときには、特定の配電線３ａに投入されていた分路リアクトルＳｈＲを開放するが、カレンダー手段ＣＬにより現在の日時が登録された時間帯及び／または期間にあることが識別されている状態で、特定の配電線３ａでフェランチ現象が解消したときには、該特定の配電線３ａに投入されていた分路リアクトルの開放を抑制するように構成されている。配電線３ａに投入されていた分路リアクトルの開放を抑制するとは、例えば、配電線３ａに設置されている電圧調整装置４ａ及び４ｂの双方の分路リアクトルの開放を遅らせたり、電圧調整装置４ａ及び４ｂのいずれか一方の分路リアクトルのみを開放したりすることである。

図３は配電線３ａ及び３ｂでフェランチ現象が発生したときの配電線の電圧分布を示している。図３の横軸は変電所からの距離を示し、Ａ点及びＢ点はそれぞれ変圧器バンク１の設置位置及び母線２の設置位置を示している。またＣ点は配電線３ａ及び３ｂの末端の位置を示している。本実施形態では、配電線３ａ及び３ｂの亘長が等しいとしている。図３の曲線ａは配電線３ａのフェランチ現象発生時の電圧分布を示し、曲線ｂは配電線３ｂのフェランチ現象発生時の電圧分布を示している。

配電系統の軽負荷時にフェランチ現象が生じて、図３の曲線ａ及びｂのように、配電線３ａ及び３ｂの電圧が基準電圧を超えたとする。このとき各配電線の変電所母線２からの距離が近い設置点の配電線電圧と基準電圧との偏差よりも、配電線の末端側の設置点の配電線電圧と基準電圧との偏差の方が高くなるため、各電圧調整装置で電圧調整継電器として積分動作型のものが用いられていて、すべての電圧調整装置の整定値が等しく設定されている場合には、必ず配電線電圧がより高い設置点にある電圧調整装置４ｂの電圧調整継電器が先に降圧指令を発生する。即ち各配電線の末端に設置された分路リアクトルが先に配電線に投入される。

これにより配電線電圧が低下し、各配電線の末端より電源側に設置された電圧調整装置４ａの設置点の配電線電圧が許容範囲内（不感帯内）に入れば電圧調整装置４ａの電圧調整継電器は降圧指令を発生しないため、その分路リアクトルは配電線に投入されない。配電線の末端の分路リアクトルが投入されてもなお電源側に近い電圧調整装置４ａの設置点の配電線電圧が許容範囲（不感帯）を超えている場合には、所定の時限後にその電圧調整継電器が降圧指令を発生し、その分路リアクトルが配電線に投入される。

ここで配電線３ａの負荷が増大して、フェランチ現象が解消したとする。このとき配電線３ａに設置されている電圧調整装置の電圧調整継電器が昇圧指令を発生し、制御装置ＣＣは分路リアクトルを配電線から切り離そうとするが、配電系統の負荷の種類や分布、季節、需要家の業務の態様などによっては、配電線３ａでフェランチ現象が解消しても、配電線３ｂでは未だフェランチ現象が解消していないことがあり、その場合に、配電線３ａの分路リアクトルを開放すると、フェランチ現象が解消していない配電線３ｂの電圧が上昇してしまうことがある。

そこで、本発明においては、現在の日時が予め登録された期間または時間帯にあるか否かを自動的に識別する機能を有するカレンダー手段ＣＬを用意して、複数の配電線３ａ，３ｂの内の特定の配電線３ａでフェランチ現象が解消しても他の配電線ではフェランチ現象が解消していない状態が起こり得ることが予め分かっている時間帯及び／または期間をカレンダー手段ＣＬに登録しておき、カレンダー手段ＣＬにより、現在の日時が登録された時間帯及び／または期間にあることが識別されている状態で、特定の配電線３ａでフェランチ現象が解消したときに該特定の配電線に投入されていた分路リアクトルの開放を抑制する。

複数の配電線３ａ，３ｂの内の特定の配電線３ａでフェランチ現象が解消しても他の配電線ではフェランチ現象が解消していない状態が起こり得ることが予め分かっている時間帯及び／または期間とは、例えば工場が一斉に休業状態になる夜間やゴールデンウィーク、夏休み、正月休み等である。

上記のように、複数の配電線３ａ，３ｂの内の特定の配電線３ａでフェランチ現象が解消しても他の配電線３ｂではフェランチ現象が解消していない状態が起こり得ることが予め分かっている時間帯及び／または期間を、カレンダー手段ＣＬに登録しておいて、カレンダー手段により、現在の日時が登録された時間帯及び／または期間にあることが識別されている状態で、特定の配電線３ａでフェランチ現象が解消したときに、該特定の配電線３ａに投入されていた分路リアクトルの開放を抑制するようにすると、フェランチ現象が解消していない他の配電線３ｂの電圧が異常上昇するのを防ぐことができ、複数の配電線３ａ，３ｂ間で協調をとりながら、分路リアクトルの投入及び開放を制御することができる。

上記の実施形態では、各配電線に２つの設置点を設定してそれぞれの設置点に分路リアクトルの投入及び開放を行なう電圧調整装置を設置しているが、各配電線に設置する電圧調整装置の数は任意である。例えば、各配電線の末端のみに電圧調整装置を設定したり、各配電線に３以上の設置点を設定して電圧調整装置を３以上の設置点にそれぞれ設置したりしても良い。

本発明の実施形態の構成例を概略的に示した単線結線図である。 本実施形態において配電線に設置する電圧調整装置の構成例を示したブロック図である。 フェランチ現象発生時の配電系統の電圧分布の一例を示したグラフである。

符号の説明

１ 配電線
２ 変電所
３ 負荷
４ａ，４ｂ 電圧調整装置
ＳｈＲ 分路リアクトル
ＲＹ 電圧調整継電器
ＣＣ 制御装置
ＳＷ 開閉装置

Claims (1)

1. 同一バンクの変圧器に接続された複数の配電線のそれぞれに分路リアクトルの投入と開放とを行なう装置が少なくとも一つ設置されていて、各配電線でフェランチ現象が発生して配電線電圧が許容範囲を超えたときにその配電線に設置された分路リアクトルが配電線に投入され、各配電線で発生していたフェランチ現象が解消したときにその配電線に設置された分路リアクトルが配電線から開放されるように構成された配電系統の分路リアクトルの投入及び開放を、複数の配電線間で協調をとりながら制御する分路リアクトルの制御方法であって、
   現在の日時が予め登録された期間または時間帯にあるか否かを自動的に識別する機能を有するカレンダー手段を用意して、前記複数の配電線の内の特定の配電線でフェランチ現象が解消しても他の配電線ではフェランチ現象が解消していない状態が起こり得ることが予め分かっている時間帯及び／または期間を前記カレンダー手段に登録しておき、
   前記カレンダー手段により、現在の日時が登録された時間帯及び／または期間にあることが識別されている状態で、前記特定の配電線でフェランチ現象が解消したときに該特定の配電線に投入されていた分路リアクトルの開放を抑制すること、
   を特徴とする複数の配電線の分路リアクトル協調制御方法。

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