JP2010093901A

JP2010093901A - ネットワーク送電保護装置

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Publication number: JP2010093901A
Application number: JP2008259786A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Fukuda; 恭之福田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2008-10-06
Filing date: 2008-10-06
Publication date: 2010-04-22
Anticipated expiration: 2028-10-06
Also published as: JP4960328B2

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、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して停電区間を最小限に留めることができる。
【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７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７は、電気所を４箇所とした場合の構成図である。

図７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、かつ迅速に故障区間を解列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各種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、それぞれ自局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２組の保護系の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対応する端末局から収集し、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遮断指令を各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拡張し、この拡張された区間の両端電気量に基づいて該当する拡張区間での故障の有無を前記各保護系別に判定する区間拡張検知機能を有し、かつ、各保護系から遮断対象の遮断器に対して出力される遮断指令は、前記遮断対象の遮断器が前記拡張区間の端部に位置するか否かを各保護系別に判断し、前記拡張区間の端部に位置すると判断した保護系は、拡張瞬時要素及び拡張限時要素の遮断指令を出力し、前記拡張区間では無いと判断した保護系は、区間瞬時要素の遮断指令を出力し、前記遮断制御回路は、自電気所に設けられた２組の保護系から出力される前記遮断指令のうち、一方の組の区間瞬時要素と他方の組の拡張瞬時要素又は他方の組の区間瞬時要素との論理積、一方の組の区間瞬時要素又は一方の組の拡張瞬時要素と他方の組の区間瞬時要素との論理積、一方の組の拡張限時要素と他方の組の拡張限時要素との論理積とをそれぞれ構成し、これら全論理積の論理和をとって対応する遮断器を開動作させ、かつ前記２組の保護系毎に、前記遮断指令の各要素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。

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。

この他に、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と、残りの電気所１２，１３，１４に設けられた端末局２２ａ，２３ａ，２４ａとを有し、これら演算局２１ａ及び複数の端末局２２ａ，２３ａ，２４ａの相互間は、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、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を経て演算局２１又は２１ａ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。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、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により収集された各端末局２２，２３，２４及び２２ａ，２３ａ，２４ａ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、保護系６０，６０ａ別に、送電線別の事故の有無を検出する。

すなわち、各送電線４１〜４４に事故が無い場合は、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、遮断制御回路１０６，２０６への故障遮断指令は、両保護系６０，６０ａから出力される。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。すなわち、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、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。また、２つの端末局２２，２２ａが設置された電気所１２では、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。

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、自局が健全な状態か、及び他局が健全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と共に、この接点状態を、通信手段１０３，２０３，・・・を介して隣接する他局についても監視し、各局において、自局及び他局が健全か否かを相互に監視している。各端末局２２，２２ａ〜２４，２４ａから演算局２１，２１ａ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２１，２１ａ及び端末局２２，２２ａ〜２４，２４ａ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。

故障区間検知手段１０２は、前述のように、２組の保護系の各演算局２１，２１ａにそれぞれ設けられており、各送電線４１〜４４の両端の電気量情報を各保護系６０，６０ａ別に対応する端末局２２〜２４，２２ａ〜２４ａから収集し、これら電気量情報から送電線４１〜４４毎の故障の有無を保護系６０，６０ａ別に検出する。そして、故障有りの場合、故障区間両端の遮断器を遮断させるための遮断指令を各電気所１１〜１４の遮断制御回路１０６，２０６に出力する。

この故障区間検知手段１０２は、自己・相互監視手段１０４，２０４がいずれかの端末局２２〜２４，２２ａ〜２４ａ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（例えば１２とする）に接続された複数の送電線４１，４２を直列な一つの区間として拡張する。そして、この拡張された区間の両端電気量に基づいて該当する拡張区間での故障の有無を、各保護系６０，６０ａ別に判定する区間拡張検知機能を有する。

また、この故障区間検知手段１０２は、前述のように、各保護系６０，６０ａから、送電線の故障区間検知に伴う遮断対象の遮断器への遮断指令１，２を出力する。すなわち、まず、遮断対象の遮断器が、端末局の異常に伴う拡張区間の端部に位置するか否かを、各保護系６０，６０ａ別に判断する。そして、拡張区間の端部に位置すると判断した保護系６０又は６０ａは、遮断指令１又は２として拡張瞬時要素１ｃ又は２ａ、及び拡張限時要素１ｄ又は２ｄの遮断指令を出力し、図６により後述する遮断制御回路１０６又は２０６における該当接点をオンさせる。これに対し、拡張区間では無いと判断した保護系６０又は６０ａは、遮断指令１又は２として区間瞬時要素１ａ又は２ｂ、及び１ｂ又は２ｃの遮断指令を出力し、図６により後述する該当接点をオンさせる。

遮断制御回路１０６，２０６は、各電気所１１〜１４に設置された遮断器を遮断させるために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１，２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について、以下に説明する論理積をとって対応する遮断器３を開動作させるように構成されている。

すなわち、遮断制御回路１０６，２０６は、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のうち、一方の組の区間瞬時要素１ａと他方の組の拡張瞬時要素２ａ又は他方の組の区間瞬時要素２ｂとの論理積、一方の組の区間瞬時要素１ｂ又は一方の組の拡張瞬時要素１ｃと他方の組の区間瞬時要素２ｃとの論理積、一方の組の拡張限時要素１ｄと他方の組の拡張限時要素２ｄとの論理積とをそれぞれ構成するように該当する接点を接続し、これら全論理積の論理和をとって対応する遮断器３を開動作させるように構成している。

また、遮断制御回路１０６，２０６は、図６で示すように、２組の保護系６０，６０ａ毎に、遮断指令１，２の各要素に対するバイパス回路１１１，１１２をそれぞれ有する。このうちバイパス回路１１１のバイパス接点１１１ａは、遮断指令１の区間瞬時要素１ｂ及び拡張瞬時要素１ｃに対してそれぞれ並列接続され、またバイパス接点１１１ｂは、遮断指令１の拡張限時要素１ｄに対して並列接続され、それらのオン動作により対応する要素をバイパスする。また、バイパス回路１１２のバイパス接点１１２ａは、遮断指令２の拡張瞬時要素２ａ及び区間瞬時要素２ｂに対してそれぞれ並列接続され、またバイパス接点１１２ｂは遮断指令２の拡張限時要素２ｄに対して並列接続され、それらのオン動作により対応する要素をバイパスする。

これらバイパス回路１１１，１１２は、自己・相互監視手段１０４，２０４により自電気所に設けられた２組の保護系６０，６０ａのいずれか一方の異常が検出されたときは、異常保護系（６０又は６０ａ）による遮断指令１又は２をバイパスさせる。ただし、自電気所に設けられた２組の保護系６０，６０ａ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１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１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１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（区間瞬時要素１ａ，１ｂ）及び２（区間瞬時要素２ｂ，２ｃ）を出力する。この場合、遮断対象の遮断器区間３２，３２ａ故障区間である送電線４２の両端遮断器３２，３２ａであり、前述した拡張区間の遮断器ではないため、遮断指令１としては区間瞬時要素１ａ，１ｂがオンとなり、遮断指令２としては区間瞬時要素２ｂ，２ｃがオンとなる。このため、両遮断器３２，３２ａの遮断制御回路２０６では、区間瞬時要素１ａ，２ｂの論理積及び区間瞬時要素１ｂ，２ｃの論理積がそれぞれ成立するので、これら故障区間両端の遮断器３（３２，３２ａ）は瞬時に遮断動作する。

（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（区間瞬時要素１ａ，１ｂ）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（区間瞬時要素１ａ，１ｂ）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、拡張区間である送電線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（拡張瞬時要素２ａ、拡張限時要素２ｄ）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（拡張瞬時要素２ａ、拡張限時要素２ｄ）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により開放指令１（区間瞬時要素１ａ，１ｂ）が、演算局２１ａにより開放指令２（拡張瞬時要素２ａ、拡張限時要素２ｄ）が出力されている。このため、区間瞬時要素１ａと拡張瞬時要素２ａの論理積が成立し、瞬時に開放動作する。遮断器３１ａは、端末局２２ａが異常であるため、端末局２２のみから開放指令１（区間瞬時要素１ａ，１ｂ）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６で示した自局バイパス回路１１２がオンするため、遮断器３１ａは、端末局２２のみの開放指令１の区間瞬時要素１ａとバイパス回路１２のバイパス接点１１２ａとの論理積が成立し、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（拡張瞬時要素２ａ、拡張限時要素２ｄ）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１１１はオンせず、開放指令１はオフのままである。このため、図６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の拡張区間での事故を検出し、この拡張区間両端の遮断器３１，３４ａへ、それぞれ開放指令１（拡張瞬時要素１ｃ、拡張限時要素１ｄ）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の拡張区間での事故を検出し、この拡張区間両端の一方の遮断器３１への開放指令２（拡張瞬時要素２ａ、拡張限時要素２ｄ）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（拡張瞬時要素２ａ、拡張限時要素２ｄ）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（拡張瞬時要素１ｃ、拡張限時要素１ｄ），２（拡張瞬時要素２ａ、拡張限時要素２ｄ）が同時に出力されているため、図６における拡張限時要素１ｄ，２ｄの論理積が成立し、限時を持って開放動作する。遮断器３２ａは、端末局２３ａの開放指令２（拡張瞬時要素２ａ、拡張限時要素２ｄ）のみが出力されている。また、端末局２３が異常であるため、自装置の自己、相互監視手段２０４により、自局バイパス回路１１１がオンしており、バイパス接点１１１ｂと拡張限時要素２ｄとの論理積が成立し、遮断器３２ａは、端末局２３ａのみの開放指令２（拡張限時要素２ｄ）で限時を持って開放動作する。

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を含む拡張された送電区間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６で示し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６で示し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の拡張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（拡張瞬時要素１ｃ、拡張限時要素１ｄ）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（拡張瞬時要素１ｃ、拡張限時要素１ｄ）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拡張された送電線４１〜送電線４２の事故を検出し、遮断器３１への開放指令２（拡張瞬時要素２ａ、拡張限時要素２ｄ）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（拡張瞬時要素２ａ、拡張限時要素２ｄ）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（拡張瞬時要素１ｃ、拡張限時要素１ｄ），２（拡張瞬時要素２ａ、拡張限時要素２ｄ）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（拡張瞬時要素１ｃ、拡張限時要素１ｄ），２（拡張瞬時要素２ａ、拡張限時要素２ｄ）が同時に出力されているため、それぞれ拡張限時要素１ｄと拡張限時要素２ｄとの論理積が成立し、限時を持って開放動作する。

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６で示し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６で示し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の拡張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（拡張瞬時要素１ｃ、拡張限時要素１ｄ）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（拡張瞬時要素１ｃ、拡張限時要素１ｄ）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（区間瞬時要素２ｂ，２ｃ）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（区間瞬時要素２ｂ，２ｃ）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（拡張瞬時要素１ｃ、拡張限時要素１ｄ），２（区間瞬時要素２ｂ，２ｃ）が同時に出力されているため、拡張瞬時要素１ｃと区間瞬時要素２ｃとの論理積が成立し、瞬時に開放動作する。遮断器３１ａは、端末局２２ａのみから開放指令２（区間瞬時要素２ｂ，２ｃ）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１１１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２（区間瞬時要素２ｃ）とバイパス接点１１１ａとの論理積が成立し、瞬時に開放動作する。さらに、遮断器３２ａは、端末局２３のみ開放指令１（拡張瞬時要素１ｃ、拡張限時要素１ｄ）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１１２がオンになっているので、遮断器３２ａは、拡張限時要素１ｄとバイパス接点１１２ｂとの論理積が成立し、限時を持って開放制御される。

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、拡張された送電線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（拡張瞬時要素１ｃ、拡張限時要素１ｄ）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（拡張瞬時要素１ｃ、拡張限時要素１ｄ）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の拡張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（拡張瞬時要素２ａ、拡張限時要素２ｄ）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（拡張瞬時要素２ａ、拡張限時要素２ｄ）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（拡張瞬時要素１ｃ、拡張限時要素１ｄ），２（拡張瞬時要素２ａ、拡張限時要素２ｄ）が同時に出力されているため、拡張限時要素１ｄと拡張限時要素２ｄとの論理積が成立し、限時を持って開放制御される。遮断器３２ａは、端末局２３のみ開放指令１（拡張瞬時要素１ｃ、拡張限時要素１ｄ）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１１２がオンになるので、拡張限時要素１ｄとバイパス接点１１２ｂとの論理積が成立し、限時を持って開放制御される。遮断器３３ａは、端末局２４ａのみ開放指令２（拡張瞬時要素２ａ、拡張限時要素２ｄ）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１１１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の拡張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（拡張瞬時要素１ｃ、拡張限時要素１ｄ）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（拡張瞬時要素１ｃ、拡張限時要素１ｄ）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（区間瞬時要素２ｂ，２ｃ）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（区間瞬時要素２ｂ，２ｃ）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（拡張瞬時要素１ｃ、拡張限時要素１ｄ），２（区間瞬時要素２ｂ，２ｃ）が同時に出力されているため、拡張瞬時要素１ｃと区間瞬時要素２ｃとの論理積が成立し、瞬時に開放制御される。遮断器３１ａは、端末局２２ａのみ開放指令２（区間瞬時要素２ｂ，２ｃ）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１１１がオンとなり、区間瞬時要素２ｃとバイパス接点１１１ａとの論理積が成立し、瞬時に開放制御される。遮断器３３ａは、端末局２４のみ開放指令１（拡張瞬時要素１ｃ、拡張限時要素１ｄ）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１１２がオンとなり、拡張限時要素１ｄとバイパス接点１１２ｂとの論理積が成立し、限時を持って開放制御される。

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。

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回路図である。従来技術を説明する系統構成図である。

符号の説明

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各種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、それぞれ自局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２組の保護系の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対応する端末局から収集し、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遮断指令を各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拡張し、この拡張された区間の両端電気量に基づいて該当する拡張区間での故障の有無を前記各保護系別に判定する区間拡張検知機能を有し、
かつ、各保護系から遮断対象の遮断器に対して出力される遮断指令は、前記遮断対象の遮断器が前記拡張区間の端部に位置するか否かを各保護系別に判断し、前記拡張区間の端部に位置すると判断した保護系は、拡張瞬時要素及び拡張限時要素の遮断指令を出力し、前記拡張区間では無いと判断した保護系は、区間瞬時要素の遮断指令を出力し、
前記遮断制御回路は、自電気所に設けられた２組の保護系から出力される前記遮断指令のうち、一方の組の区間瞬時要素と他方の組の拡張瞬時要素又は他方の組の区間瞬時要素との論理積、一方の組の区間瞬時要素又は一方の組の拡張瞬時要素と他方の組の区間瞬時要素との論理積、一方の組の拡張限時要素と他方の組の拡張限時要素との論理積とをそれぞれ構成し、これら全論理積の論理和をとって対応する遮断器を開動作させ、かつ前記２組の保護系毎に、前記遮断指令の各要素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
ことを特徴とするネットワーク送電保護装置。