JP2010081764A - 配電線個別補償リアクトルシステム - Google Patents

Abstract

【課題】配電線の地絡事故発生時、その配電線の対地静電容量による電流を抑制する変電所設置の一括集中式補償リアクトル方式において、配電線ごとに最適なリアクトル量を挿入できること。
【解決手段】、配電線毎の対地静電容量を配電線毎に装備される零相変流器を介して補償する変電所一括集中式の配電線個別補償リアクトルシステムにおいて、配電線の母線６に接続された可変補償リアクトル手段１と、この一端に接続され、配電線毎の零相変流器を貫通して接地される複数の貫通接地線と、配電線毎に貫通接地線の数を変化させて、貫通接地線数に比例した補償リアクトル量を分配するために直列に接続された接地線開閉手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、変電所から配電線の地絡事故時に、配電線と対地間に存在する静電容量を介して流れる対地電流を可能な限り抑制するための配電線個別補償リアクトルシステムに関する。

従来、配電系統における対地静電容量の大きい系統では、地絡事故発生時、前記静電容量に流れる電流を保安上適切な値に抑制するために変電所に補償リアクトルが装備されている。特許文献１では、地絡事故発生時に零相電流を測定し、その零相電流を抑制するリアクトルの量を計算して、補償リアクトルの量を半導体スイッチによって制御する変電所一括補償リアクトル方式の技術が提案されている。

しかしながら、この方式は各配電線の亘長に見合った補償リアクトル量にならず、基本的には配電線の数で等分した量のため地絡事故発生時に補償の過不足が生じて他の地絡検出リレーが誤動作する虞がある。また、従来の配電線毎の補償リアクトル方式においても、配電線の系統変更に伴う静電容量に見合った補償リアクトルに変更する方式はなく、通常、上限を定めて計算したリアクトル量に設定しているため、地絡事故発生時に十分な補償ができないという問題がある。

この問題に対処するため、たとえば図９（ａ）、（ｂ）に示す補償リアクトル方式が考えられる。図９（ａ）は発明者らが考案した参考技術による配電線毎にリアクトルを装備する方式であり、図９（ｂ）は同様に参考技術による変電所一括でリアクトルを装備する方式である。この両図では、変電所１０の母線６から配電線５ａ，５ｂ，５ｃが引き出され、各配電線には、変電所１０の出口にそれぞれ遮断器９ａ，９ｂ，９ｃが挿入され、各配電線には、開閉器１１ａ１，１１ａ２、・・・・、１１ｂ１，１１ｂ２・・・、１１ｃ１，１１ｃ２、・・・が実装された系統構成となっている。この開閉器の開閉状態として白丸は閉状態、黒丸は開状態を表す。この系統構成における配電線の地絡事故時の配電線とアース（大地）間に存在するキャパシタンス（以下、対地静電容量という）Ｃからの地絡電流を相殺するために、変電所１０に一括で装備される可変補償リアクトル手段１や配電線毎に装備される補償リアクトル１ａ，１ｂ，１ｃが母線６から各配電線の装備された零相変流器（以下、「ＺＣＴ」と略す）４ａ，４ｂ，４ｃを貫通して接地されている。

図９（ａ）の配電線毎の補償リアクトル方式では、配電線への電力の供給長、すなわち、開閉器と次の開閉器間の区間の数により前記対地静電容量が変化するため、この容量に見合った補償リアクトル量が、配電線毎の補償リアクトル１ａ，１ｂ，１ｃにより調整される。この図では、各区間の対地静電容量が全て同じ値のＣとし、そのＣに見合う補償リアクトル量をＬとして説明する。なお、補償リアクトル量Ｌはリアクタンスの逆数である。

配電線５ａでは、開閉器の開状態までの区間数が６のため合計対地静電容量は６Ｃであり、この補償リアクトル量は６Ｌとなり、その量になるよう補償リアクトル１ａが調整される。配電線５ｂについては、区間数が２のため対地静電容量２Ｃにより補償リアクトル１ｂのリアクトル量が２Ｌに調整される。

一方、図９（ｂ）の変電所一括集中式補償リアクトル方式では、全配電線の対地キャパシタンスを一括補償する方式のため、図９（ａ）の方式に比べて設備の簡素化を図ることができるが、配電線ごとに適切な補償をするのは難しくなる。たとえば、図９（ｂ）において、可変補償リアクトル手段１を、３つの配電線５ａ，５ｂ，５ｃの合計対地静電容量の１２Ｃに見合う１２Ｌのリアクトル量に調整した場合、各配電線に挿入されるリアクトル量は、等分の４Ｌに配分されてしまう。このため、たとえば、配電線５ａでは補償リアクトル量が６Ｌ必要なところ、４Ｌしか補償されず不足状態になる。一方配電線５ｂでは、補償量は２Ｌで良いところ、４Ｌ補償されるため過剰状態になる。このように補償リアクトル量が過不足状態になって、配電線の地絡事故時に対地キャパシタンスからの電流を完全に相殺（補償）できない場合があり、さらに改善する余地がある。
特開平７−３２２４８７号公報

本発明は上述のかかる事情に鑑みてなされたものであり、配電線の地絡事故発生時、その配電線の対地静電容量を介して流れる電流を抑制する変電所設置の一括集中式補償リアクトル方式において、夫々の配電線に最適なリアクトル量を挿入することのできる配電線個別補償リアクトル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、本発明に係わる配電線個別補償リアクトルシステムは、複数の配電線の夫々の対地静電容量を配電線毎に設けられた零相変流器を介して補償する配電線個別補償リアクトルシステムであって、その一端は配電線の母線側に接続され、他端は前記零相変流器を貫通して接地される複数の貫通接地線と接続されたリアクトル量調整可能な可変補償リアクトル手段と、前記貫通接地線の零相変流器貫通本数を変化させる接地線開閉手段と、を備え、前記可変補償リアクトル手段は、配電線の合計静電容量に基づいてリアクトル量が設定され、前記接地線開閉手段は、各配電線の静電容量に基づいて設定されていることを特徴とする。

本発明では、運用中の配電線の対地静電容量に見合う補償リアクトル量の全量を変電所一括集中式の可変補償リアクトル手段で調整し、各配電線への補償量は、配電線毎の零相変流器に貫通する貫通接地線数の本数を接地線開閉手段で調整して、配電線間で補償量を分配させることにより最適な補償リアクトル量を挿入することができる。これにより、配電線の地絡事故時の地絡保護継電器の誤動作が防止できる。

可変補償リアクトル手段は、１：２：４：８：・・というように順次２倍の比率のリアクトル量を並列に接続される複数のリアクトルによって構成し、それぞれのリアクトルごとにリアクトル量を加減算するために各リアクトルに直列に接続されるリアクトル開閉手段によって開閉制御することによって、低コストで簡便に実現することができる。

本発明に係わる配電線個別補償リアクトルシステムは、さらに、配電線の区間別対地静電容量の情報を保存する手段と、配電線の系統状態情報を入力する手段と、当該系統状態により配電線毎の対地静電容量を算出し、当該対地静電容量に対応した配電線毎の補償リアクトル量と配電線全体の補償リアクトル量を算出するリアクトル量演算手段と、前記配電線全体の補償リアクトル量を前記可変補償リアクトル手段のリアクトル量として設定するリアクトル量制御手段と、配電線毎の零相変流器を貫く貫通接地線の本数の比が、前記配電線毎の補償リアクトル量の比になるように前記接地線開閉手段を制御する開閉制御手段と、を有するリアクトル自動制御装置を備えたことを特徴とする。

ここで、「配電線の系統状態情報」は、配電線開閉器の開閉状態、再閉路装置の動作情報、あるいは、配電線の運用区間数情報を含む趣旨である。

本発明では、リアクトル自動制御装置によって、配電線全体の補償リアクトル量と配電線ごとの分配比率を計算して、可変補償リアクトル手段と接地線閉手段に対して制御指令を出力する。

本発明に係わる配電線個別補償リアクトルシステムのリアクトル自動制御装置は、開閉器が閉動作するタイミングを予測するタイマー手段を備え、前記リアクトル量演算手段は開閉器が閉動作したときの系統状態に対して予め配電線毎の補償リアクトル量と配電線全体の補償リアクトル量を算出しておき、前記タイマー手段により開閉器が閉動作するタイミングの直前に前記リアクトル量制御手段と開閉制御手段とを動作させることを特徴とする。

本発明では、配電線の運用区間情報より次に給電される区間の補償リアクトル量を事前に計算し、タイマー管理によってこの区間が給電される直前に適切な補償リアクトル量を配電線に挿入して、配電線の地絡事故中や復電中の過渡時においても最適な補償制御を実行する。

また、本発明に係わる配電線個別補償リアクトルシステムのリアクトル自動制御装置は、配電自動化システムから前記配電線の系統状態情報を入力して、配電線毎の補償リアクトル量と配電線全体の補償リアクトル量を算出し、リアルタイムに前記リアクトル量制御手段と開閉制御手段とを動作させることを特徴とする。

本発明では、配電系統を監視制御する配電自動化システム経由で系統状態情報を入力するようにして、リアクトル自動制御装置が、この入力した情報を用いてリアルタイムで最適な補償リアクトル量の全量と各配電線の補償量を制御する。このため、配電線の地絡事故時における地絡保護継電器の誤動作が防止できる。

好ましくは、リアクトル自動制御装置は、配電線毎の補償リアクトル量と配電線全体（バンク全体）の補償リアクトル量のそれぞれが過補償となる場合には補償量の追加を行わないようにするのが良い。このようなインターロックを組むことによって、配電線の地絡事故中や復電中の過渡時において系統不安定になることを防止することができる。

本発明によれば、比較的小規模な設備で実現できる変電所一括集中式補償リアクトル方式においても、配電線毎の補償リアクトル量を可変に制御できるので、配電線の系統変更や設備変更あるいは停電中や復電動作中の対地静電容量の変化に対して高精度で配電線毎の補償リアクトル量を制御できることになり、一線地絡事故発生時における配電線の対地電流の抑制や保護継電装置による不要な遮断を防止することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。図１、図２は、それぞれ第１の実施の形態による配電線個別補償リアクトルシステム３０の構成図と概要図である。

図1は、一般的な配電変電所１０の構成図である。系統構成は、配電用の変圧器７に配電線用の母線６と、この母線６に配電線５ａ，５ｂ，５ｃが接続されている。配電線５ａには、まず遮断器９ａと零相変流器（以下、「ＺＣＴ」と略す）４ａが挿入されて変電所１０から引き出されている。ＺＣＴ４ａは、地絡事故検出と補償リアクトルを配電線５ａに挿入するためのものである。変電所１０の外部では、この配電線５ａに開閉器１１ａ１，１１ａ２，１１ａ３，・・・が順次挿入されている。

ＺＣＴ４ａには、地絡保護継電器２０ａが接続され、また、配電線５ａに可変補償リアクトル手段１を挿入するために、可変補償リアクトル手段１からの複数の貫通接地線（接地線）１２ａが接地線開閉手段３ａを経由してＺＣＴ４ａ内を貫通している。この可変補償リアクトル手段１は、容量可変にするため１：２：４：８などの容量比を持つ並列接続の複数の補償リアクトル１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、この各リアクトルに直列に接続される開閉手段２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを持つリアクトル開閉手段２で構成される。

この可変補償リアクトル手段１とリアクトル開閉手段２は、母線６に接続された接地変圧器８から保守用の断路器８ｓと接地抵抗８ｒを介し、次の保守用断路器１ｓを介して可変補償リアクトル手段１の一端が接続される。可変補償リアクトル手段１の他端は、保守用断路器１ｔを介して接地線開閉手段３ａとＺＣＴ４ａの複数の貫通接地線１２ａによりアースに接地される。

配電線５ｂ、５ｃについても同様に、接地線開閉手段３ｂ、３ｃを経由して貫通接地線１２ｂ、１２ｃがＺＣＴ４ｂ、４ｃを貫通して接地されている。

このリアクトル開閉手段２ａ〜２ｄと接地線開閉手段３ａ〜３ｃを自動制御するために、配電線を監視制御する配電自動化システム(以下、「配自」と略す)１３から配電線の開閉器などの運用区間情報を入力して補償リアクトル量を演算するリアクトル自動制御装置（以下、「制御装置」と略す）１２が装備される。

配電線個別補償リアクトルシステム３０は、この可変補償リアクトル手段１、可変補償リアクトル手段１から繋がりＺＣＴ４ａ〜４ｃを貫く貫通接地線、貫通接地線の接続切替を行う接地線開閉手段３ａ〜３ｃ、およびリアクトル自動制御装置１２によって構成されている。

図２は、図１の補償リアクトル回路の要部を示す構成図である。図1の回路構成図から母線６と可変補償リアクトル手段１の間に挿入されている接地変圧器８、接地抵抗８ｒ、および、保守用断路器８ｓ，１ｓ，１ｔを説明上省いている。そして配電線５ａ、５ｂ、５ｃのそれぞれは、開閉器１１ａ６、１１ｂ２，１１ｃ４が●の開状態で、他は○の閉状態とする。

各開閉器（遮断器を含む）との間の区間には、同一の対地静電容量Ｃが存在していることを示す。可変補償リアクトル手段１は、対地静電容量Ｃの容量を補償するリアクトル量をＬとして、各補償リアクトル１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの容量は、１Ｌ，２Ｌ，４Ｌ，８Ｌとして、全体の可変補償リアクトル手段１の容量は、リアクトル開閉手段２の各開閉手段２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの開閉により１Ｌ単位に変化させることができるものである。

次に、図２を用いて配線線補償リアクトルシステム３０の作用を説明する。
図２の配電系統において、配電線５ａ，５ｂ，５ｃの開閉器の開状態までの運用の区間数は、それぞれ６，２，４である。いま、区間ごとに１Ｃの対地静電容量があるとしているため、各配電線の対地静電容量は、それぞれ６Ｃ，２Ｃ，４Ｃとなる。この各配電線の対地静電容量に対する補償リアクトル量は、それぞれ６Ｌ，２Ｌ，４Ｌとなる。また、可変補償リアクトル手段１を各配電線の補償リアクトルの合計値１２Ｌに調整する。

この調整方法として、可変補償リアクトル手段１を構成するリアクトル１ｃ（リアクトル量４Ｌ）とリアクトル１ｄ（リアクトル量８Ｌ）を有効にするためにリアクトル開閉手段２の開閉手段２ａ，２ｂを開き、開閉手段２ｃ、２ｄを閉じて、合計リアクトル量を１２Ｌに設定する。また、各配電線への補償リアクトル量の調整方法としては、各ＺＣＴ４ａ〜４ｃに貫通する貫通接地線数に比例して前記補償リアクトル量の合計１２Ｌが分配されるため、それぞれ６Ｌ：２Ｌ：４Ｌ＝３：１：２に比例した貫通接地線数にする。図２の例では、配電線５ａ、５ｂ、５ｃの貫通接地線３ａ，３ｂ，３ｃをそれぞれ３本、１本、２本になるよう接地線開閉手段１２ａ，１２ｂ，１２ｃを開閉制御する。

リアクトル自動制御装置１２には、各区間の対地静電容量を事前に登録しておき、配電自動化システム１３から各配電線の運用区間情報等を入力して、この区間数等をもとに合計補償リアクトル量と各配電線の補償リアクトル量を計算してリアクトル開閉手段２と各接地線開閉手段３ａ〜３ｃへ制御指令を出力する。

これにより、配電線ごとに適切な補償リアクトル量の設定が可能となるので、配電線のどの場所で地絡事故が発生しても、対地キャパシタンスによる不要な電流が流れること無く、地絡検出保護継電器の誤動作が解消される。

以下、この事故時の動作を図３に示す配電線５ａの開閉器１１ａ２と１１ａ３の間の第３区間に事故が発生したときの補償電流の流れを例にして説明する。いま、対地静電容量Ｃによる地絡電流の１単位をＩｃとし、これを相殺するための補償リアクトルからの電流をＩ_Ｌとする。上記第３区間で地絡事故が発生すると、母線６からの図示しない抵抗分のみの事故電流に加えて、事故配電線５ａの電源側の対地静電容量による電流２Ｉｃと負荷側の対地静電容量による電流４Ｉｃ、および同じ母線６に接続されている配電線５ｂ、５ｃの対地静電容量による電流２Ｉｃ，４Ｉｃの合計１２Ｉｃが地絡事故箇所に流れ込もうとする。

このとき可変補償リアクトル手段１からは、各配電線５ａ，５ｂ，５ｃに挿入されたＺＣＴ４ａ，４ｂ，４ｃを介して貫通接地線の本数（３：１：２）に比例して分配された接地電流６Ｉ_Ｌ，２Ｉ_Ｌ，４Ｉ_Ｌの計１２Ｉ_Ｌの電流が流れ込み、上記の対地静電容量による電流と位相が１８０度違うため相殺（補償）され、結果として抵抗分の地絡電流のみがアースに流れることになる。この際、各配電線に装備されたＺＣＴ４ａ，４ｂ，４ｃは、当該各配電線に流れる地絡電流と等しい電流を検出する。

次に、図４を用いて母線６に地絡事故が発生した場合の地絡電流の流れを示す。系統構成は図３と同じである。配電線５ａ、５ｂ、５ｃが接続されている母線６に地絡事故が発生すると、全配電線の対地静電容量Ｃによる電流６Ｉｃ，２Ｉｃ，４Ｉｃの合計１２Ｉｃが母線に流れ込もうとするが、前記各ＺＣＴを貫通する接地線３ａ，３ｂ，３ｃからの補償リアクトル電流６Ｉ_Ｌ，２Ｉ_Ｌ，４Ｉ_Ｌの合計１２Ｉ_Ｌがアースから母線方向に流れ、１２Ｉｃと相殺される。

以上説明したように、本実施の形態によれば配電線ごとに適切なリアクトル補償が可能となり、事故時においても対地静電容量からの電流を相殺し、これに等しい電流をＺＣＴで検出して、これらの配電線や母線に付加されている地絡検出保護継電器の誤動作が防止できる。

上記の実施の形態では、可変補償リアクトル手段１を、「１：２：４：８」の比率のリアクトル量を並列に接続される複数の補償リアクトル１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと、これら複数のリアクトル手段毎にリアクトル量を加減算するために直列に接続されるリアクトル開閉手段２とで構成したが、この代わりに、可変補償リアクトル手段１を一般的な容量可変型の補償リアクトルを用いるようにしても良い。

この場合、リアクトル自動制御装置１２は、リアクトル開閉手段２への開閉指令ではなく、可変補償リアクトル手段１に対して直接リアクトル量の設定指令を出力する。

次に、第２の実施の形態として、図１のシステム構成において、図３に示す配電線のある箇所で地絡事故が発生したとき、および復電動作のときの可変補償リアクトル手段１の制御方法を説明する。

まず、一般的な配電線事故時の再閉路動作を説明する。配電線５ａに地絡事故が発生すると、地絡保護継電器２０ａが動作して遮断器９ａをトリップさせて事故の配電線５ａを停電させる。

このとき一般的に配電線５ａに挿入されている開閉器１１ａ１，１１ａ２，・・・には、停電すれば開閉器を開き、復電すれば、一定時間待って開閉器を自動的に閉じる順次投入機能を備えた順投装置または配電自動化システム１３からの指令を受けて、順次投入または開閉器の遠隔制御を行う制御装置が装備されている。事故の発生時、地絡保護継電器２０ａによって遮断器９ａがトリップして、配電線５ａが停電すると、運用中の開閉器１１ａ１〜１１ａ５が全て開いた状態になる。そして、再閉路装置によりトリップさせた遮断器９ａがある時間経って再投入され、まず第１の開閉器１１ａ１までの区間が復電される。このため、順次投入機能または遠隔制御機能により第１の開閉器１１ａ１は、一定時間後に閉じられ、第２の開閉器１１ａ２まで復電される。

そして開閉器１１ａ２についても上記と同様の動作によって閉じられ、事故区間に電気が供給される。このとき事故がまだ継続していれば、事故電流が流れるため地絡保護継電器２０ａにより遮断器９ａが再遮断される。もしも事故が解消されていれば、その先の区間に上記の動作で順次電気が供給され、停電が解消される。

再遮断された場合、その区間を復電させた開閉器１１ａ２は、この区間に事故が継続していることを記憶し、次に給電されても、投入動作をせず、ロックする機能を装備している。このため、再度遮断器９ａが投入されるが、開閉器１１ａ１は、投入動作をして第２区間まで復電させるが、開閉器１１ａ２は、投入動作をロックするため、前記遮断器９ａの再々遮断はなく、事故点前の区間まで復電される。

次に、図５〜図７のフローチャートを用いて、可変補償リアクトルシステム３０が、補償リアクトルの量を停電および復電区間に応じて増減させていくときの処理手順を説明する。

可変補償リアクトルシステム３０の構成は、第１の実施の形態と同様である。また、この説明での配電系統は、図６に示すように６区間を持つ配電線が４式あり、各区間は同一の対地静電容量Ｃを有するものとする。また、各配電線のＺＣＴの貫通接地線は、６本あるとし、各配電線は平常時６区間給電されているとする。このときの全補償リアクトル量は、２４Ｌ（＝４×６Ｌ）であり、各貫通接地線は、６本接地されている。

この状態で図６に示す配電線５ａ（Ａ線）の第３開閉器１１ａ３と第４開閉器１１ａ４の第４区間に地絡事故が発生し、保護継電器２０ａにより遮断器９ａがトリップされると（Ｓ１１）、リアクトル自動制御装置１２は、この情報を遮断器９ａまたは配自１３から受け取り、配電線５ａの補償リアクトル６Ｌ分をリアクトル開閉手段２により全補償リアクトル量を２４Ｌから２４Ｌ−６Ｌ＝１８Ｌにする。同時に、配電線５ａへの補償量を零とするため、接地線開閉手段３ａによりＺＣＴ４ａの貫通接地線１２ａの全てを開く（Ｓ１２）。

次にリアクトル自動制御装置１２は、再閉路装置の起動情報を入力し（Ｓ１３）、以降の順次投入動作に同期するタイマーを起動する（Ｓ１４）。その後、トリップされた遮断器９ａが、再閉路(入り)される（Ｓ１７）前に、これから復電される第１区間への補償量の過補償の有無と、区間数を表すフラグをチェックする（Ｓ１５）。過補償でない補償量ＯＫ（Ｓ１５ ＯＫ）と前記タイマーにより予め設定されている再閉路タイミング（Ｓ１７）の直前（数十ミリ秒〜数秒前）にリアクトル開閉手段２を制御して、可変補償リアクトル手段１のリアクトル量を第１区間の補償リアクトル量１Ｌ分増加させるとともに、配電線５ａのＺＣＴ４ａの貫通接地線１２ａのうち１Ｌ分に相当する１本を接地線開閉手段３ａにより接地する。そして、前記遮断器９ａが再閉路装置により投入され（Ｓ１７）、トリップしなければ（Ｓ１８で「ＮＯ」）、配電線５ａの第１区間が復電する。遮断器９ａがトリップすれば（Ｓ１８で「ＹＥＳ」）、配電線５ａのリアクトル補償分の１Ｌをリアクトル開閉手段２によって減少させ、ＺＣＴ４ａの貫通接地線１２ａを接地開閉手段３ａにより全て切って（Ｓ１９ａ）、動作を終了する。

リアクトル自動制御装置１２には、遮断器９ａが投入されたという情報を配自１３から受け取り、次の区間のリアクトル補償量１Ｌ分の過補償の有無と、区間数のチェック後（Ｓ２０）、第１の開閉器１１ａ１が動作するタイミング（Ｓ２０１）の直前のタイミングをタイマーで検知し（Ｓ１９）、可変補償リアクトル手段１のリアクトル開閉手段２と、ＺＣＴ４ａの貫通接地線１２ａの接地開閉手段３ａを制御することによりリアクトル補償量１Ｌ分の追加を行う（Ｓ２１）。

このようにして、第１の開閉器１１ａ１が投入され、事故区間への給電でないため遮断器９ａがトリップせず（Ｓ２２で「ＮＯ」）、投入区間数（ＦＤＭ）が、最大区間数（ＦＤＭ２）の６と一致しているか否かを判定し（Ｓ２３）、一致していなければ（Ｓ２３で「ＮＯ」）、ステップＳ１９へ戻り、投入区間数が最大区間数になるまで（ＦＤＭ＝ＦＤＭ２）この動作を順に次の区間に対して繰り返す。

このとき第４区間の事故が継続している場合、第３開閉器１１ａ３が動作し（Ｓ２０３）、この区間に給電されると、保護継電器２０ａが再度事故を検出して、遮断器９ａを再トリップさせる（Ｓ２２で「ＹＥＳ」）。この動作により、第３開閉器１１ａ３にある順次投入動作のロック機能が記憶されるとともに最大区関数（ＦＤＭ２）を６から３に変更記憶する。そして遮断器９ａがトリップされたためステップＳ１２と同じ動作で、可変補償リアクトル手段１のリアクトル量からこの配電線５ａの補償量を差し引くと共に配電線５ａへの補償量を零にする制御を行う。

再閉路装置は、再度起動され（Ｓ２３ａで「ＹＥＳ」）、ステップＳ１４〜ステップＳ１７の処理により遮断器９ａは再投入され、ステップＳ１８〜ステップＳ２３の動作を繰り返す。そして、投入区間数（ＦＤＭ）が最大区間数（ＦＤＭ２＝３）となる第２の開閉器１１ａ２を投入後（Ｓ２３で「ＹＥＳ」）、タイマーカウントを終了して（Ｓ２４）、動作を終了する。

本実施の形態によれば、配電線の事故中や順次投入されていく復電動作中においても、最適な補償リアクトル量が事前に自動挿入されることにより、地絡検出保護継電器の誤動作がより多く防止できる。

次に、第３実施の形態による配電線個別補償リアクトルシステムの自動制御方法について図８を用いて説明する。配電系統および事故条件は図６と同様である。本実施の形態では、上記の各区間の補償リアクトル量を事前に設定した量で増減させるのでなく、遮断器や開閉器が動作した直後に演算して補償リアクトル量の増減制御を行うものである。

図８は、事故区間への復電による遮断器９ａの再遮断がない場合における停電および復電動作の処理手順を示すフローチャートである。

地絡事故が発生し、遮断器９ａにより停電になると配電線の状態変化が発生するため（Ｓ１０１で「ＹＥＳ」）、配自１３から配電状態を入手しているリアクトル自動制御装置１２がこれを検知し（Ｓ１０２）、各配電線の補償リアクトル量の演算と（Ｓ１０３）、その合計である全補償リアクトル量を再計算する（Ｓ１０４）。この計算では、トリップされた配電線５ａは、補償量は零と計算されるため、全補償リアクトル量は、その６Ｌ分減少となる。このため、リアクトル開閉手段２により可変補償リアクトル手段１のリアクトル量が２４Ｌから１８Ｌ（＝２４Ｌ−６Ｌ）になるように調整制御を行う（Ｓ１０５）。同時に、配電線５ａへの補償量を零にするため、ＺＣＴ４ａの貫通接地線１２ａの全てを接地線開閉手段３ａを開く（Ｓ１０６）制御を行う。

次に復電動作時において、リアクトル自動制御装置１２は、順次復電される区間に応じて各配電線と全補償リアクトルの補償リアクトル量を再計算して（Ｓ１０３，Ｓ１０４）、リアクトル開閉手段２による全体の補償リアクトル量の調整制御（Ｓ１０５）と、接地線開閉手段３ａによる配電線５ａへの補償リアクトル量の制御を行う（Ｓ１０６）。すなわち、開放された遮断器９ａが再投入されると、最初は第１区間の補償リアクトル量が計算され（Ｓ１０３，Ｓ１０４）、この区間の補償リアクトル量は１Ｌであるため、可変補償リアクトル手段１のリアクトル開閉手段２を調整制御して１Ｌ分増加させる（Ｓ１０５）。また、配電線５ａへの１Ｌ増加は、貫通接地線数を一本１Ｌ分とした場合、接地線開閉手段３ａにより貫通接地線を１本追加するよう制御を行う（Ｓ１０６）。このように、以降の開閉器が順次投入されるに従って、上記と同様の処理によって補償リアクトル量を増加させていく。以上の処理により、復電中の配電系統の状態に適した補償容量が順次投入されていく。

本実施の形態によれば、配電線の事故中や順次投入されていく復電動作中においても、最適な補償リアクトル量に自動制御されることにより、地絡検出保護継電器の誤動作がより多く防止できる。特に、地下ケーブルなどの対地静電容量が大きい配電線においもて、配電線毎に適切な補償リアクトル量を自動制御することができるため、1線地絡事故発生時に、対地静電容量を介して配電線に流れる対地電流を可能な限り小さく抑制することが可能になる。

本発明は、電力系統における地絡事故の保護に利用することができる。

本発明の第１の実施の形態による配電線個別補償リアクトルシステムおよび配電変電所の設備の構成図である。 図１の配電線個別補償リアクトルシステムの要部と電流の流れの説明図である。 図１の配電線事故時の電流の流れを示す説明図である。 図１の母線事故時の電流の流れの説明図である。 本発明の第２の実施の形態による事故時の自動制御処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態による事故時の自動制御処理を説明するための配電系統の構成図である。 図６の配電系統構成における事故時の配電線個別補償リアクトルシステムの動作状態と配電線開閉器の状態および補償量との関係を示す説明図である。 本発明の第３の実施の形態による制御方法のフローチャートである。 参考技術による補償リアクトル手段の構成図であり、図９（ａ）は参考技術による配電線毎補償リアクトルの構成図、図９（ｂ）は、参考技術による一括補償リアクトルの構成図である。

符号の説明

１ 可変補償リアクトル手段
１ａ、１ｂ、１ｃ 補償リアクトル
２ リアクトル開閉手段
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ リアクトル開閉手段を構成する開閉手段
３ａ，３ｂ，３ｃ 接地線開閉手段
４ａ、４ｂ、４ｃ 零相変流器
５ａ、５ｂ、５ｃ 配電線
６ 母線
７ 変圧器
８ 接地変圧器
８ｒ、接地抵抗
１ｓ、８ｓ 保守用断路器
９ａ，９ｂ，９ｃ 遮断器
１０ 変電所
１１ａ１，１１ａ２，・・・１１ｂ１，・・１１ｃ１，１１ｃ２，・・開閉器
１２ リアクトル自動制御装置
１３ 配電自動化システム
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 地絡保護継電器
３０ 配電線個別補償リアクトルシステム

Claims (6)

1. 複数の配電線の夫々の対地静電容量を配電線毎に設けられた零相変流器を介して補償する配電線個別補償リアクトルシステムであって、
   その一端は配電線の母線側に接続され、他端は前記零相変流器を貫通して接地される複数の貫通接地線と接続されたリアクトル量調整可能な可変補償リアクトル手段と、
   前記貫通接地線の零相変流器貫通本数を変化させる接地線開閉手段と、
   を備え、前記可変補償リアクトル手段は、配電線の合計静電容量に基づいてリアクトル量が設定され、前記接地線開閉手段は、各配電線の静電容量に基づいて設定されていることを特徴とする配電線個別補償リアクトルシステム。
2. 配電線の区間別対地静電容量の情報を保存する手段と、配電線の系統状態情報を入力する手段と、当該系統状態により配電線毎の対地静電容量を算出し、当該対地静電容量に対応した配電線毎の補償リアクトル量と配電線全体の補償リアクトル量を算出するリアクトル量演算手段と、前記配電線全体の補償リアクトル量を前記可変補償リアクトル手段のリアクトル量として設定するリアクトル量制御手段と、配電線毎の零相変流器を貫く貫通接地線の本数の比が、前記配電線毎の補償リアクトル量の比になるように前記接地線開閉手段を制御する開閉制御手段と、を有するリアクトル自動制御装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の配電線個別補償リアクトルシステム。
3. 前記リアクトル自動制御装置は、
   開閉器が閉動作するタイミングを予測するタイマー手段を備え、
   前記リアクトル量演算手段は開閉器が閉動作したときの系統状態に対して予め配電線毎の補償リアクトル量と配電線全体の補償リアクトル量を算出しておき、前記タイマー手段により開閉器が閉動作するタイミングの直前に前記リアクトル量制御手段と開閉制御手段とを動作させることを特徴とする請求項２記載の配電線個別補償リアクトルシステム。
4. 前記リアクトル自動制御装置は、配電自動化システムから前記配電線の系統状態情報を入力して、配電線毎の補償リアクトル量と配電線全体の補償リアクトル量を算出し、リアルタイムに前記リアクトル量制御手段と開閉制御手段とを動作させることを特徴とする請求項２記載の配電線個別補償リアクトルシステム。
5. 前記リアクトル自動制御装置は、配電線毎の補償リアクトル量と配電線全体（バンク全体）の補償リアクトル量のそれぞれが過補償となる場合には補償量の追加を行わないことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一に記載の配電線個別補償リアクトルシステム。
6. 前記可変補償リアクトル手段は、並列に接続され、補償単位のリアクトル量に対して、順次２倍の補償量を有する複数のリアクトルを有し、各リアクトルの接続、分離を実行するリアクトル開閉手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の配電線個別補償リアクトルシステム。

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