JP2010115079A - 短絡保護継電システム - Google Patents
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Abstract
【課題】主保護の短絡回線選択継電装置の不使用時に短絡事故を高速に除去できるとともに主保護の短絡回線選択継電装置を不要にできる短絡保護継電システムを提供する。
【解決手段】第１の送電端短絡距離継電装置１１1は、「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定したこと、隣回線の自端側に設置された第２の短絡距離継電装置１１2が「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定していないこと、および、自回線および隣回線の自端側にそれぞれ設置された第１および第２の遮断器４1，４2が共に入状態であることを条件に、第１の遮断器４1を遮断するための第１のトリップ信号ＴDZ1を瞬時に発生する。第２の送電端短絡距離継電装置１１2と第１および第２の受電端短絡距離継電装置１２1，１２2とについても同様である。
【選択図】図１
【解決手段】第１の送電端短絡距離継電装置１１1は、「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定したこと、隣回線の自端側に設置された第２の短絡距離継電装置１１2が「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定していないこと、および、自回線および隣回線の自端側にそれぞれ設置された第１および第２の遮断器４1，４2が共に入状態であることを条件に、第１の遮断器４1を遮断するための第１のトリップ信号ＴDZ1を瞬時に発生する。第２の送電端短絡距離継電装置１１2と第１および第２の受電端短絡距離継電装置１２1，１２2とについても同様である。
【選択図】図１
Description
本発明は、短絡保護継電システムに関し、特に、片端電源の平衡２回線送電線を短絡事故から保護するのに好適な短絡保護継電システムに関する。
従来、片端電源の平衡２回線送電線の短絡保護継電システムは、主保護として短絡回線選択継電装置を使用するとともに、後備保護として短絡距離継電装置を使用して行われている（下記の特許文献１など参照）。
たとえば、図１０に示すように、平衡２回線送電線を構成する第１および第２の送電線１Ｌ，２Ｌの送電端側に送電端短絡回線選択継電装置１１１（主保護）と第１および第２の送電端短絡距離継電装置１２１1，１２１2（後備保護）とを設置するとともに、第１および第２の送電線１Ｌ，２Ｌの受電端側に受電端短絡回線選択継電装置１１２（主保護）と第１および第２の受電端短絡距離継電装置１２２1，１２２2（後備保護）とを設置することにより、平衡２回線送電線を短絡事故から保護している。
ここで、第１の送電端短絡距離継電装置１２１1は、送電端側（電源側）の母線（以下、「送電端母線」と称する。）に設けられた第１の変成器５1から入力される送電端母線電圧ＶSと第１の送電線１Ｌ（第１の送電端短絡距離継電装置１２１1の自回線）の送電端側に設けられた第１の変流器３1から入力される第１の短絡電流Ｉ1とに基づいて第１のインピーダンスＺ1（Ｚ1＝ＶS／Ｉ1）を算出する。第１の送電端短絡距離継電装置１２１1は、算出した第１のインピーダンスＺ1に基づいて短絡事故発生を検出すると、第１の送電線１Ｌの送電端側に設けられた第１の遮断器４1を遮断するための第１のトリップ信号ＴDZ1を発生する。
第２の送電端短絡距離継電装置１２１2は、第１の変成器５1から入力される送電端母線電圧ＶSと第２の送電線２Ｌ（第２の送電端短絡距離継電装置１２１2の自回線）の送電端側に設けられた第２の変流器３2から入力される第２の短絡電流Ｉ2とに基づいて第２のインピーダンスＺ2（Ｚ2＝ＶS／Ｉ2）を算出する。第２の送電端短絡距離継電装置１２１2は、算出した第２のインピーダンスＺ2に基づいて短絡事故発生を検出すると、第２の送電線２Ｌの送電端側に設けられた第２の遮断器４2を遮断するための第２のトリップ信号ＴDZ2を発生する。
第１の受電端短絡距離継電装置１２２1は、受電端側（電源と反対側）の母線（以下、「受電端母線」と称する。）に設けられた第２の変成器５2から入力される受電端母線電圧ＶRと第１の送電線１Ｌ（第１の受電端短絡距離継電装置１２２1の自回線）の受電端側に設けられた第３の変流器３3から入力される第３の短絡電流Ｉ3とに基づいて第３のインピーダンスＺ3（Ｚ3＝ＶR／Ｉ3）を算出する。第１の受電端短絡距離継電装置１２２1は、算出した第３のインピーダンスＺ3に基づいて短絡事故発生を検出すると、第１の送電線１Ｌの受電端側に設けられた第３の遮断器４3を遮断するための第３のトリップ信号ＴDZ3を発生する。
第２の受電端短絡距離継電装置１２２2は、第２の変成器５2から入力される受電端母線電圧ＶRと第２の送電線２Ｌ（第２の受電端短絡距離継電装置１２２2の自回線）の受電端側に設けられた第４の変流器３4から入力される第４の短絡電流Ｉ4とに基づいて第４のインピーダンスＺ4（Ｚ4＝ＶR／Ｉ4）を算出する。第２の受電端短絡距離継電装置１２２2は、算出した第４のインピーダンスＺ4に基づいて短絡事故発生を検出すると、第２の送電線２Ｌの対向端側に設けられた第４の遮断器４4を遮断するための第４のトリップ信号ＴDZ4を発生する。
また、第１の送電端短絡距離継電装置１２１1における第１のトリップ信号ＴDZ1の発生は、以下のようにして行われる。
第１の送電端短絡距離継電装置１２１1は３段階距離リレー方式のものであり、たとえば、保護区間送電線である第１の送電線１Ｌの８０％までの第１の保護区間（１段動作域Ａ１）の事故に対しては瞬時に第１の遮断器４1を遮断するように整定され、第１の送電線１Ｌの１２０％までの第２の保護区間（２段動作域Ａ２）の事故に対しては第１の時限協調時間ＳＴ１（たとえば、４００ｍｓ）経過後に第１の遮断器４1を遮断するように整定され、第１の送電線１Ｌの３００％までの第３の保護区間（３段動作域Ａ３）の事故に対しては第２の時限協調時間ＳＴ２（たとえば、１．５ｓ〜２．０ｓ）経過後に第１の遮断器４1を遮断するように整定されている。
なお、第１の時限協調時間ＳＴ１は主保護の送電端短絡回線選択継電装置１１１および次区間送電線保護用の短絡距離継電装置との協調をとるためのものであり、第２の時限協調時間ＳＴ２は遠端後備保護のためのものである。
第１の送電端短絡距離継電装置１２１1は３段階距離リレー方式のものであり、たとえば、保護区間送電線である第１の送電線１Ｌの８０％までの第１の保護区間（１段動作域Ａ１）の事故に対しては瞬時に第１の遮断器４1を遮断するように整定され、第１の送電線１Ｌの１２０％までの第２の保護区間（２段動作域Ａ２）の事故に対しては第１の時限協調時間ＳＴ１（たとえば、４００ｍｓ）経過後に第１の遮断器４1を遮断するように整定され、第１の送電線１Ｌの３００％までの第３の保護区間（３段動作域Ａ３）の事故に対しては第２の時限協調時間ＳＴ２（たとえば、１．５ｓ〜２．０ｓ）経過後に第１の遮断器４1を遮断するように整定されている。
なお、第１の時限協調時間ＳＴ１は主保護の送電端短絡回線選択継電装置１１１および次区間送電線保護用の短絡距離継電装置との協調をとるためのものであり、第２の時限協調時間ＳＴ２は遠端後備保護のためのものである。
そのため、第１の送電端短絡距離継電装置１２１1は、図１１に示すように動作域判定回路１３１と第１および第２の遅延回路（タイマー）１３２1，１３２2と第１乃至第３の論理積回路１３３1〜１３３3と論理和回路１３４とを有する第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路１３０を備える。
動作域判定回路１３１は、第１の短絡電流Ｉ1と送電端母線電圧ＶSとに基づいて第１のインピーダンスＺ1を算出したのち、算出した第１のインピーダンスＺ1に基づいて第１の送電端短絡距離継電装置１２１1の動作域を判定する。
すなわち、動作域判定回路１３１は、図１２に点Ｐ１で示すように第１のインピーダンスＺ1のリアクタンス分Ｘ1が第１の値Ｂ1以下であると、「１段動作域Ａ１での短絡事故である」と判定して、ハイレベルの第１の判定結果出力信号ＶＤ11を出力する。また、動作域判定回路１３１は、図１２に点Ｐ２で示すように第１のインピーダンスＺ1のリアクタンス分Ｘ1が第２の値Ｂ2以下であると、「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定して、ハイレベルの第２の判定結果出力信号ＶＤ12を出力する。さらに、動作域判定回路１３１は、第１のインピーダンスＺ3の抵抗分Ｒ1およびリアクタンス分Ｘ1が図１２の円内に入っていると、「３段動作域Ａ３での短絡事故である」と判定して、ハイレベルの第３の判定結果出力信号ＶＤ13を出力する。
すなわち、動作域判定回路１３１は、図１２に点Ｐ１で示すように第１のインピーダンスＺ1のリアクタンス分Ｘ1が第１の値Ｂ1以下であると、「１段動作域Ａ１での短絡事故である」と判定して、ハイレベルの第１の判定結果出力信号ＶＤ11を出力する。また、動作域判定回路１３１は、図１２に点Ｐ２で示すように第１のインピーダンスＺ1のリアクタンス分Ｘ1が第２の値Ｂ2以下であると、「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定して、ハイレベルの第２の判定結果出力信号ＶＤ12を出力する。さらに、動作域判定回路１３１は、第１のインピーダンスＺ3の抵抗分Ｒ1およびリアクタンス分Ｘ1が図１２の円内に入っていると、「３段動作域Ａ３での短絡事故である」と判定して、ハイレベルの第３の判定結果出力信号ＶＤ13を出力する。
第１および第２の遅延回路１３２1，１３２2は、動作域判定回路１３１から入力される第３の判定結果出力信号ＶＤ13を第１および第２の時限協調時間ＳＴ１，ＳＴ２だけそれぞれ遅延する。
第１の論理積回路１３３1は、動作域判定回路１３１から入力される第１および第３の判定結果出力信号ＶＤ11，ＶＤ13の論理積をとる。
第２の論理積回路１３３2は、第２の判定結果出力信号ＶＤ12と第１の遅延回路１３２1によって遅延された第３の判定結果出力信号ＶＤ13との論理積をとる。
論理和回路１３４は、第１の論理積回路１３３1の出力信号と第２の論理積回路１３３2の出力信号と第２の遅延回路１３２2の出力信号との論理和をとる。
第３の論理積回路１３３3は、第１のフェールセーフ用過電流継電装置（不図示）からの第１のＦＤリレー出力信号ＳFD1と論理和回路１３４の出力信号との論理積をとる。第３の論理積回路１３３3からは、第１のトリップ信号ＴDZ1が出力される。
第２の論理積回路１３３2は、第２の判定結果出力信号ＶＤ12と第１の遅延回路１３２1によって遅延された第３の判定結果出力信号ＶＤ13との論理積をとる。
論理和回路１３４は、第１の論理積回路１３３1の出力信号と第２の論理積回路１３３2の出力信号と第２の遅延回路１３２2の出力信号との論理和をとる。
第３の論理積回路１３３3は、第１のフェールセーフ用過電流継電装置（不図示）からの第１のＦＤリレー出力信号ＳFD1と論理和回路１３４の出力信号との論理積をとる。第３の論理積回路１３３3からは、第１のトリップ信号ＴDZ1が出力される。
第２の送電端短絡距離継電装置１２１2は、上述した第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路１３０と同様に構成された第２の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路（不図示）を備える。
第１の受電端短絡距離継電装置１２２1は、図１３に示すように動作域判定回路１４１と第１および第２の遅延回路（タイマー）１４２1，１４２2と第１乃至第３の論理積回路１４３1〜１４３3と論理和回路１４４とを有する第１の受電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路１４０を備える。
動作域判定回路１４１は、第３の短絡電流Ｉ3と受電端母線電圧ＶRとに基づいて第３のインピーダンスＺ3を算出したのち、算出した第３のインピーダンスＺ3に基づいて上述した第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路１３０の動作域判定回路１３１と同様にしてどの動作域での短絡事故であるかを判定する。
第１および第２の遅延回路１４２1，１４２2は、動作域判定回路１４１から入力される第３の判定結果出力信号ＶＤ33を第１および第２の時限協調時間ＳＴ１，ＳＴ２だけそれぞれ遅延する。
第１の論理積回路１４３1は、動作域判定回路１４１から入力される第１および第３の判定結果出力信号ＶＤ31，ＶＤ33の論理積をとる。
第２の論理積回路１４３2は、第２の判定結果出力信号ＶＤ32と第１の遅延回路１４２1によって遅延された第３の判定結果出力信号ＶＤ33との論理積をとる。
論理和回路１４４は、第１の論理積回路１４３1の出力信号と第２の論理積回路１４３2の出力信号と第２の遅延回路１４２2の出力信号との論理和をとる。
第３の論理積回路１４３3は、第３のフェールセーフ用過電流継電装置（不図示）からの第３のＦＤリレー出力信号ＳFD3と論理和回路１４４の出力信号との論理積をとる。第３の論理積回路１４３3からは、第３のトリップ信号ＴDZ3が出力される。
第２の論理積回路１４３2は、第２の判定結果出力信号ＶＤ32と第１の遅延回路１４２1によって遅延された第３の判定結果出力信号ＶＤ33との論理積をとる。
論理和回路１４４は、第１の論理積回路１４３1の出力信号と第２の論理積回路１４３2の出力信号と第２の遅延回路１４２2の出力信号との論理和をとる。
第３の論理積回路１４３3は、第３のフェールセーフ用過電流継電装置（不図示）からの第３のＦＤリレー出力信号ＳFD3と論理和回路１４４の出力信号との論理積をとる。第３の論理積回路１４３3からは、第３のトリップ信号ＴDZ3が出力される。
第２の受電端短絡距離継電装置１２２2は、上述した第１の受電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路１４０と同様に構成された第２の受電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路（不図示）を備える。
なお、下記の特許文献２には、平衡２回線送電線の送電端に第１および第２の距離保護継電装置を設置するとともに平衡２回線送電線の受電端に第３および第４の距離保護継電装置を設置し、送電端および受電端において自回線の距離保護継電装置が動作するとともに隣回線の距離保護継電装置が不動作である場合に遮断器引き外し信号（トリップ信号）を出力することにより、１甲２乙運用の母線故障時にも誤動作しないようにした短絡回線選択保護装置が開示されている。
特開２００２−１３５９６９号公報
特開平７−０６７２４３号公報
しかしながら、図１０に示した従来の短絡保護継電システムでは、送電端短絡回線選択継電装置１１１および受電端短絡回線選択継電装置１１２（主保護）の不使用時に受電端至近で短絡事故が発生した場合に短絡事故の継続時間が長くなるという問題があった。
たとえば第１の送電線１Ｌの受電端至近（第１および第２の送電端短絡距離継電装置１２１1，１２１2の２段動作域Ａ２、第１の受電端短絡距離継電装置１２２1の１段動作域Ａ１）で図１４に示す時刻ｔ0に短絡事故が発生すると、第１の受電端短絡距離継電装置１２２1では、第３のインピーダンスＺ3は１段動作域Ａ１の値となるため、第１の受電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路１４０の動作域判定回路１４１は、第３のインピーダンスＺ3に基づいて「１段動作域Ａ１での短絡事故である」と判定して、ハイレベルの第１乃至第３の判定結果出力信号ＶＤ31〜ＶＤ33を出力する（第３のインピーダンスＺ3は２段動作域Ａ２および３段動作域Ａ３の値にもなるために「２段動作域Ａ２および３段動作域Ａ３での短絡事故である」とも判定して、ハイレベルの第２および第３の判定結果出力信号ＶＤ33も出力する（図１２および図１３参照）。）。
ハイレベルの第１および第３の判定結果出力信号ＶＤ31，ＶＤ33が入力されると第１の論理積回路１４３1の出力信号はロウレベルからハイレベルとなるため、論理和回路１４４の出力信号がロウレベルからハイレベルとなる。
その結果、第３のＦＤリレー出力信号ＳFD3がハイレベルであると、第３の論理積回路１４３3の出力信号がロウレベルからハイレベルとなるため、第３のトリップ信号ＴDZ3が第１の受電端短絡距離継電装置１２２1から第３の遮断器４3に出力される。なお、第３のトリップ信号ＴDZ3は、短絡事故発生から第１の受電端短絡距離継電装置１２２1におけるリレー判定時間ＴRYが経過した時刻ｔ1に出力される。
これにより、第３の遮断器４3は、短絡事故発生からリレー判定時間ＴRYと第３の遮断器４3の遮断器遮断時間ＴCBとの合計時間（＝ＴRY＋ＴCB＝５０ｍｓ）だけ経過した図１４に示す時刻ｔ2に、完全に遮断される。
ハイレベルの第１および第３の判定結果出力信号ＶＤ31，ＶＤ33が入力されると第１の論理積回路１４３1の出力信号はロウレベルからハイレベルとなるため、論理和回路１４４の出力信号がロウレベルからハイレベルとなる。
その結果、第３のＦＤリレー出力信号ＳFD3がハイレベルであると、第３の論理積回路１４３3の出力信号がロウレベルからハイレベルとなるため、第３のトリップ信号ＴDZ3が第１の受電端短絡距離継電装置１２２1から第３の遮断器４3に出力される。なお、第３のトリップ信号ＴDZ3は、短絡事故発生から第１の受電端短絡距離継電装置１２２1におけるリレー判定時間ＴRYが経過した時刻ｔ1に出力される。
これにより、第３の遮断器４3は、短絡事故発生からリレー判定時間ＴRYと第３の遮断器４3の遮断器遮断時間ＴCBとの合計時間（＝ＴRY＋ＴCB＝５０ｍｓ）だけ経過した図１４に示す時刻ｔ2に、完全に遮断される。
一方、第１の送電端短絡距離継電装置１２１1では、第１の送電線１Ｌの受電端至近で短絡事故が発生した場合には第１のインピーダンスＺ1は２段動作域Ａ２の値となるため、第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路１３０の動作域判定回路１３１は、第１のインピーダンスＺ1に基づいて「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定して、ハイレベルの第２および第３の判定結果出力信号ＶＤ12，ＶＤ13を出力する（第１のインピーダンスＺ1が３段動作域Ａ３の値にもなるために「３段動作域Ａ３での短絡事故である」とも判定して、ハイレベルの第３の判定結果出力信号ＶＤ13も出力する（図１１および図１２参照）。）。
第３の判定結果出力信号ＶＤ13は、第１の遅延回路１３２1によって第１の時限協調時間ＳＴ１（たとえば、４００ｍｓ）だけ遅延されたのち第２の論理積回路１３３2に入力される。
ハイレベルの第１の遅延回路１３２1の出力信号およびハイレベルの第２の判定結果出力信号ＶＤ12が入力されると第２の論理積回路１３３2の出力信号はロウレベルからハイレベルとなるため、論理和回路１３４の出力信号がロウレベルからハイレベルとなる。
その結果、第１のＦＤリレー出力信号ＳFD1がハイレベルであると、第３の論理積回路１３３3の出力信号がロウレベルからハイレベルとなるため、第１のトリップ信号ＴDZ1が第１の送電端短絡距離継電装置１２１1から第１の遮断器４1に出力される。なお、第１のトリップ信号ＴDZ1は、短絡事故発生から第１の送電端短絡距離継電装置１２１1におけるリレー判定時間ＴRYと第１の時限協調時間ＳＴ１との合計時間（＝ＴRY＋ＳＴ１）が経過した時刻ｔ3に出力される。
これにより、第１の遮断器４1は、短絡事故発生からリレー判定時間ＴRYと第１の遮断器４1の遮断器遮断時間ＴCBと第１の時限協調時間ＳＴ１との合計時間（＝ＴRY＋ＴCB＋ＳＴ１＝５０ｍｓ＋４００ｍｓ＝４５０ｍｓ）だけ経過した図１４に示すように時刻ｔ4に、完全に遮断される。
第３の判定結果出力信号ＶＤ13は、第１の遅延回路１３２1によって第１の時限協調時間ＳＴ１（たとえば、４００ｍｓ）だけ遅延されたのち第２の論理積回路１３３2に入力される。
ハイレベルの第１の遅延回路１３２1の出力信号およびハイレベルの第２の判定結果出力信号ＶＤ12が入力されると第２の論理積回路１３３2の出力信号はロウレベルからハイレベルとなるため、論理和回路１３４の出力信号がロウレベルからハイレベルとなる。
その結果、第１のＦＤリレー出力信号ＳFD1がハイレベルであると、第３の論理積回路１３３3の出力信号がロウレベルからハイレベルとなるため、第１のトリップ信号ＴDZ1が第１の送電端短絡距離継電装置１２１1から第１の遮断器４1に出力される。なお、第１のトリップ信号ＴDZ1は、短絡事故発生から第１の送電端短絡距離継電装置１２１1におけるリレー判定時間ＴRYと第１の時限協調時間ＳＴ１との合計時間（＝ＴRY＋ＳＴ１）が経過した時刻ｔ3に出力される。
これにより、第１の遮断器４1は、短絡事故発生からリレー判定時間ＴRYと第１の遮断器４1の遮断器遮断時間ＴCBと第１の時限協調時間ＳＴ１との合計時間（＝ＴRY＋ＴCB＋ＳＴ１＝５０ｍｓ＋４００ｍｓ＝４５０ｍｓ）だけ経過した図１４に示すように時刻ｔ4に、完全に遮断される。
このように、第１および第３の遮断器４1，４3の両方を遮断して第１の送電線１Ｌの受電端至近で発生した短絡事故を除去するのにリレー判定時間ＴRYと遮断器遮断時間ＴCBと第１の時限協調時間ＳＴ１との合計時間（＝ＴRY＋ＴCB＋ＳＴ１）だけ要するので、短絡事故の継続時間が長くなる。
また、送電端短絡回線選択継電装置１１１および受電端短絡回線選択継電装置１１２（主保護）の不使用時に送電端至近で短絡事故が発生した場合にも、同様にして短絡事故の継続時間が長くなるという問題があった。
さらに、従来の短絡保護継電システムでは、短絡距離継電装置は後備保護用であるため、主保護の短絡回線選択継電装置が必要であるという問題があった。
なお、上記の特許文献２に開示された短絡回線選択保護装置は、短絡回線選択継電装置の保護範囲（自区間）を保護し、短絡回線選択継電装置で起こり得る課題に対しての対策であり、従来の短絡回線選択保護装置および短絡過電流継電装置の組合せを短絡回線選択継電装置のみで回線判定させているものである。
また、後備保護としての遠端保護の機能は具備しておらず、別途装置を設置しなくてはならないので、設備のスリム化に寄与しないという問題がある。
さらに、遮断経過が短絡回線選択継電装置と同様の動きをさせているため、主保護としての活用は可能であるが、装置不使用時の後備保護のみでの課題解決には至っていないという問題がある。
また、後備保護としての遠端保護の機能は具備しておらず、別途装置を設置しなくてはならないので、設備のスリム化に寄与しないという問題がある。
さらに、遮断経過が短絡回線選択継電装置と同様の動きをさせているため、主保護としての活用は可能であるが、装置不使用時の後備保護のみでの課題解決には至っていないという問題がある。
本発明の目的は、主保護の短絡回線選択継電装置の不使用時に短絡事故を高速に除去できるとともに主保護の短絡回線選択継電装置を不要にできる短絡保護継電システムを提供することにある。
本発明の短絡保護継電システムは、送電端母線と受電端母線との間に敷設された第１および第２の送電線（１Ｌ，２Ｌ）からなる平衡２回線送電線を短絡事故から保護するための短絡保護継電システムであって、「２段動作域（Ａ２）での短絡事故である」と判定したこと、隣回線の自端側に設置された他の短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないこと、および、自回線および隣回線の自端側にそれぞれ設置された２つの遮断器（４1，４2：４3，４4）が共に入状態であることを条件に、該自回線の自端側に設置された遮断器を遮断するためのトリップ信号（ＴDZ1〜ＴDZ4）を瞬時に発生するトリップ信号瞬時発生手段を備えた短絡距離継電装置（１１1，１１2，１２1，１２2）を具備することを特徴とする。
ここで、前記第１および第２の送電線の送電端側にそれぞれ設置された３段階距離リレー方式の第１および第２の送電端短絡距離継電装置（１１1，１１2）と、前記第１および第２の送電線の受電端側にそれぞれ設置された３段階距離リレー方式の第１および第２の受電端短絡距離継電装置（１２1，１２2）とを具備し、前記第１の送電端短絡距離継電装置が、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、前記第２の送電端短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないこと、および、前記第１および第２の送電線の送電端側にそれぞれ設置された第１および第２の遮断器（４1，４2）が共に入状態であることを条件に、該第１の遮断器を遮断するための第１のトリップ信号（ＴDZ1）を瞬時に発生する第１のトリップ信号瞬時発生手段を備え、前記第２の送電端短絡距離継電装置が、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、前記第１の送電端短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないこと、および、前記第１および第２の遮断器が共に入状態であることを条件に、該第２の遮断器を遮断するための第２のトリップ信号（ＴDZ2）を瞬時に発生する第２のトリップ信号瞬時発生手段を備え、前記第１の受電端短絡距離継電装置が、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、前記第２の受電端短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないこと、および、前記第１および第２の送電線の受電端側にそれぞれ設置された第３および第４の遮断器（４3，４4）が共に入状態であることを条件に、該第３の遮断器を遮断するための第３のトリップ信号（ＴDZ3）を瞬時に発生する第３のトリップ信号瞬時発生手段を備え、前記第２の受電端短絡距離継電装置が、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、前記第１の受電端短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないこと、および、前記第３および第４の遮断器が共に入状態であることを条件に、該第４の遮断器を遮断するための第４のトリップ信号（ＴDZ4）を瞬時に発生する第４のトリップ信号瞬時発生手段を備えてもよい。
前記第１および第２のトリップ信号瞬時発生手段が、隣回線の自端側に設置された他の短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないことの代わりに、隣回線の自端側に設置された他の短絡距離継電装置が２段動作域での短絡事故で一旦動作したのち動作しなくなることを条件に、前記第１および第２のトリップ信号を瞬時にそれぞれ発生してもよい。
前記第１の送電端短絡距離継電装置が、前記第１のトリップ信号瞬時発生手段の代わりに、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、前記第２の送電端短絡距離継電装置が２段動作域での短絡事故で一旦動作したのち動作しなくなること、および、前記第１および第２の遮断器が共に入状態であることを条件に、前記第１のトリップ信号を瞬時に発生する第１の他のトリップ信号瞬時発生手段を備え、前記第２の送電端短絡距離継電装置が、前記第２のトリップ信号瞬時発生手段の代わりに、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、前記第１の送電端短絡距離継電装置が２段動作域での短絡事故で一旦動作したのち動作しなくなること、および、前記第１および第２の遮断器が共に入状態であることを条件に、前記第２のトリップ信号を瞬時に発生する第２の他のトリップ信号瞬時発生手段を備えてもよい。
ここで、前記第１および第２の送電線の送電端側にそれぞれ設置された３段階距離リレー方式の第１および第２の送電端短絡距離継電装置（１１1，１１2）と、前記第１および第２の送電線の受電端側にそれぞれ設置された３段階距離リレー方式の第１および第２の受電端短絡距離継電装置（１２1，１２2）とを具備し、前記第１の送電端短絡距離継電装置が、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、前記第２の送電端短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないこと、および、前記第１および第２の送電線の送電端側にそれぞれ設置された第１および第２の遮断器（４1，４2）が共に入状態であることを条件に、該第１の遮断器を遮断するための第１のトリップ信号（ＴDZ1）を瞬時に発生する第１のトリップ信号瞬時発生手段を備え、前記第２の送電端短絡距離継電装置が、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、前記第１の送電端短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないこと、および、前記第１および第２の遮断器が共に入状態であることを条件に、該第２の遮断器を遮断するための第２のトリップ信号（ＴDZ2）を瞬時に発生する第２のトリップ信号瞬時発生手段を備え、前記第１の受電端短絡距離継電装置が、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、前記第２の受電端短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないこと、および、前記第１および第２の送電線の受電端側にそれぞれ設置された第３および第４の遮断器（４3，４4）が共に入状態であることを条件に、該第３の遮断器を遮断するための第３のトリップ信号（ＴDZ3）を瞬時に発生する第３のトリップ信号瞬時発生手段を備え、前記第２の受電端短絡距離継電装置が、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、前記第１の受電端短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないこと、および、前記第３および第４の遮断器が共に入状態であることを条件に、該第４の遮断器を遮断するための第４のトリップ信号（ＴDZ4）を瞬時に発生する第４のトリップ信号瞬時発生手段を備えてもよい。
前記第１および第２のトリップ信号瞬時発生手段が、隣回線の自端側に設置された他の短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないことの代わりに、隣回線の自端側に設置された他の短絡距離継電装置が２段動作域での短絡事故で一旦動作したのち動作しなくなることを条件に、前記第１および第２のトリップ信号を瞬時にそれぞれ発生してもよい。
前記第１の送電端短絡距離継電装置が、前記第１のトリップ信号瞬時発生手段の代わりに、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、前記第２の送電端短絡距離継電装置が２段動作域での短絡事故で一旦動作したのち動作しなくなること、および、前記第１および第２の遮断器が共に入状態であることを条件に、前記第１のトリップ信号を瞬時に発生する第１の他のトリップ信号瞬時発生手段を備え、前記第２の送電端短絡距離継電装置が、前記第２のトリップ信号瞬時発生手段の代わりに、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、前記第１の送電端短絡距離継電装置が２段動作域での短絡事故で一旦動作したのち動作しなくなること、および、前記第１および第２の遮断器が共に入状態であることを条件に、前記第２のトリップ信号を瞬時に発生する第２の他のトリップ信号瞬時発生手段を備えてもよい。
本発明の短絡保護継電システムは、以下に示す効果を奏する。
（１）主保護の短絡回線選択継電装置の不使用時に平衡２回線送電線の自回線の他端至近で短絡事故が発生しても、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、隣回線の自端側に設置された他の短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないこと、および、自回線および隣回線の自端側にそれぞれ設置された２つの遮断器が共に入状態であることの３つの条件がすべて満たされたときに短絡距離継電装置がトリップ信号を瞬時に発生することにより、自回線の自端側に設置された遮断器を瞬時に遮断することができるので、短絡事故を高速に除去することができる。
（２）平衡２回線送電線の送電端側に設置される短絡距離継電装置では、隣回線の自端側に設置された他の短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないことの代わりに、隣回線の自端側に設置された他の短絡距離継電装置が２段動作域での短絡事故で一旦動作したのち動作しなくなることを条件にしても、主保護の短絡回線選択継電装置の不使用時に平衡２回線送電線の自回線の受電端至近で発生した短絡事故を高速に除去することができる。
（３）短絡事故を高速に除去することができるので、電力系統の信頼度の低下を防止することができる。
（４）主保護機能を短絡距離継電装置に搭載することができるので、主保護の短絡回線選択継電装置を不要にすることができる。
（１）主保護の短絡回線選択継電装置の不使用時に平衡２回線送電線の自回線の他端至近で短絡事故が発生しても、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、隣回線の自端側に設置された他の短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないこと、および、自回線および隣回線の自端側にそれぞれ設置された２つの遮断器が共に入状態であることの３つの条件がすべて満たされたときに短絡距離継電装置がトリップ信号を瞬時に発生することにより、自回線の自端側に設置された遮断器を瞬時に遮断することができるので、短絡事故を高速に除去することができる。
（２）平衡２回線送電線の送電端側に設置される短絡距離継電装置では、隣回線の自端側に設置された他の短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないことの代わりに、隣回線の自端側に設置された他の短絡距離継電装置が２段動作域での短絡事故で一旦動作したのち動作しなくなることを条件にしても、主保護の短絡回線選択継電装置の不使用時に平衡２回線送電線の自回線の受電端至近で発生した短絡事故を高速に除去することができる。
（３）短絡事故を高速に除去することができるので、電力系統の信頼度の低下を防止することができる。
（４）主保護機能を短絡距離継電装置に搭載することができるので、主保護の短絡回線選択継電装置を不要にすることができる。
上記の目的を、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、隣回線の自端側に設置された他の短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないこと、および、自回線および隣回線の自端側にそれぞれ設置された２つの遮断器が共に入状態であることの３つの条件がすべて満たされたときに、トリップ信号を瞬時に（第１の時限協調時間の経過を待たずに）発生することにより実現した。
以下、本発明の短絡保護継電システムの実施例について図面を参照して説明する。
本発明の一実施例による短絡保護継電システムは、以下の２点で、図１０に示した従来の短絡保護継電システムと異なる。
（１）図１に示すように第１の送電線１Ｌの送電端側に設置された第１の送電端短絡距離継電装置１１1は、「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定したこと、第２の送電端短絡距離継電装置１１2が「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定していないこと、および、第１および第２の遮断器４1，４2が共に入状態であることを条件に、第１のトリップ信号ＴDZ1を瞬時に（第１の時限協調時間ＳＴ１の経過を待たずに）発生する。
第２の送電線２Ｌの送電端側に設置された第２の送電端短絡距離継電装置１１2と第１および第２の送電線１Ｌ，２Ｌの受電端側にそれぞれ設置された第１および第２の受電端短絡距離継電装置１２1，１２2とについても同様である。
これにより、第１および第２の送電端短絡距離継電装置１１1，１１2と第１および第２の受電端短絡距離継電装置１２1，１２2とに主保護機能を搭載することができる。
本発明の一実施例による短絡保護継電システムは、以下の２点で、図１０に示した従来の短絡保護継電システムと異なる。
（１）図１に示すように第１の送電線１Ｌの送電端側に設置された第１の送電端短絡距離継電装置１１1は、「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定したこと、第２の送電端短絡距離継電装置１１2が「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定していないこと、および、第１および第２の遮断器４1，４2が共に入状態であることを条件に、第１のトリップ信号ＴDZ1を瞬時に（第１の時限協調時間ＳＴ１の経過を待たずに）発生する。
第２の送電線２Ｌの送電端側に設置された第２の送電端短絡距離継電装置１１2と第１および第２の送電線１Ｌ，２Ｌの受電端側にそれぞれ設置された第１および第２の受電端短絡距離継電装置１２1，１２2とについても同様である。
これにより、第１および第２の送電端短絡距離継電装置１１1，１１2と第１および第２の受電端短絡距離継電装置１２1，１２2とに主保護機能を搭載することができる。
（２）図１０に示した主保護の送電端短絡回線選択継電装置１１１および受電端短絡回線選択継電装置１１２は具備しない。
すなわち、上述したように第１および第２の送電端短絡距離継電装置１１1，１１2と第１および第２の受電端短絡距離継電装置１２1，１２2とに主保護機能を搭載することができるので、主保護の送電端短絡回線選択継電装置１１１および受電端短絡回線選択継電装置１１２を不要にすることができる。
すなわち、上述したように第１および第２の送電端短絡距離継電装置１１1，１１2と第１および第２の受電端短絡距離継電装置１２1，１２2とに主保護機能を搭載することができるので、主保護の送電端短絡回線選択継電装置１１１および受電端短絡回線選択継電装置１１２を不要にすることができる。
そのため、第１の送電端短絡距離継電装置１１1は、図２に示すように動作域判定回路２１と第１および第２の遅延回路（タイマー）２２1，２２2と第１乃至第６の論理積回路２３1〜２３6と論理和回路２４とインバータ回路２５とを有する第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路２０を備える。
動作域判定回路２１は、図１１に示した動作域判定回路１３１と同様に、第１の短絡電流Ｉ1と送電端母線電圧ＶSとに基づいて第１のインピーダンスＺ1を算出したのち、算出した第１のインピーダンスＺ1に基づいてどの動作域での短絡事故であるかを判定する。
第１および第２の遅延回路２２1，２２2は、図１１に示した第１および第２の遅延回路１３２1，１３２2と同様に、動作域判定回路２１から入力される第３の判定結果出力信号ＶＤ13を第１および第２の時限協調時間ＳＴ１，ＳＴ２だけそれぞれ遅延する。
第１の論理積回路２３1は、図１１に示した第１の論理積回路１３３1と同様に、動作域判定回路２１から入力される第１および第３の判定結果出力信号ＶＤ11，ＶＤ13の論理積をとる。
第２の論理積回路２３2は、図１１に示した第２の論理積回路１３３2と同様に、第２の判定結果出力信号ＶＤ12と第１の遅延回路２２1によって遅延された第３の判定結果出力信号ＶＤ13との論理積をとる。
第３の論理積回路２３3は、第１の遮断器４1から入力される第１の接点信号ＳCB1（第１の遮断器４1が入状態（遮断されていない状態）ではハイレベルの信号）と第２の遮断器４2から入力される第２の接点信号ＳCB2（第２の遮断器４2が入状態ではハイレベルの信号）との論理積をとる。
インバータ回路２５は、第２の送電端短絡距離継電装置１１2から入力される第２の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ2（第２の送電端短絡距離継電装置１１2が「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定したことを示す信号）の極性を反転する。
第４の論理積回路２３4は、第２の判定結果出力信号ＶＤ12と第３の論理積回路２３3の出力信号とインバータ回路２５の出力信号との論理積をとる。
論理和回路２４は、第１の論理積回路２３1の出力信号と第２の論理積回路２３2の出力信号と第２の遅延回路２２2の出力信号と第４の論理積回路２３4の出力信号との論理和をとる。
第５の論理積回路２３5は、第１のフェールセーフ用過電流継電装置（不図示）からの第１のＦＤリレー出力信号ＳFD1と論理和回路２４の出力信号との論理積をとる。第５の論理積回路２３5からは、第１の遮断器４1（図１参照）を遮断するための第１のトリップ信号ＴDZ1が出力される。
第６の論理積回路２３6は、動作域判定回路２１から入力される第２および第３の判定結果出力信号ＶＤ12，ＶＤ13の論理積をとる。第６の論理積回路２３6からは、第１の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ1（第１の送電端短絡距離継電装置１１1が「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定したことを示す信号）が第２の送電端短絡距離継電装置１１2に出力される。
第２の論理積回路２３2は、図１１に示した第２の論理積回路１３３2と同様に、第２の判定結果出力信号ＶＤ12と第１の遅延回路２２1によって遅延された第３の判定結果出力信号ＶＤ13との論理積をとる。
第３の論理積回路２３3は、第１の遮断器４1から入力される第１の接点信号ＳCB1（第１の遮断器４1が入状態（遮断されていない状態）ではハイレベルの信号）と第２の遮断器４2から入力される第２の接点信号ＳCB2（第２の遮断器４2が入状態ではハイレベルの信号）との論理積をとる。
インバータ回路２５は、第２の送電端短絡距離継電装置１１2から入力される第２の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ2（第２の送電端短絡距離継電装置１１2が「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定したことを示す信号）の極性を反転する。
第４の論理積回路２３4は、第２の判定結果出力信号ＶＤ12と第３の論理積回路２３3の出力信号とインバータ回路２５の出力信号との論理積をとる。
論理和回路２４は、第１の論理積回路２３1の出力信号と第２の論理積回路２３2の出力信号と第２の遅延回路２２2の出力信号と第４の論理積回路２３4の出力信号との論理和をとる。
第５の論理積回路２３5は、第１のフェールセーフ用過電流継電装置（不図示）からの第１のＦＤリレー出力信号ＳFD1と論理和回路２４の出力信号との論理積をとる。第５の論理積回路２３5からは、第１の遮断器４1（図１参照）を遮断するための第１のトリップ信号ＴDZ1が出力される。
第６の論理積回路２３6は、動作域判定回路２１から入力される第２および第３の判定結果出力信号ＶＤ12，ＶＤ13の論理積をとる。第６の論理積回路２３6からは、第１の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ1（第１の送電端短絡距離継電装置１１1が「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定したことを示す信号）が第２の送電端短絡距離継電装置１１2に出力される。
第２の送電端短絡距離継電装置１１2は、図３に示すように動作域判定回路３１と第１および第２の遅延回路（タイマー）３２1，３２2と第１乃至第６の論理積回路３３1〜３３6と論理和回路３４とインバータ回路３５とを有する第２の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路３０を備える。
動作域判定回路３１は、第２の短絡電流Ｉ2と送電端母線電圧ＶSとに基づいて第２のインピーダンスＺ2を算出したのち、算出した第２のインピーダンスＺ2に基づいてどの動作域での短絡事故であるかを判定する。
第１および第２の遅延回路３２1，３２2と第１乃至第６の論理積回路３３1〜３３6と論理和回路３４とインバータ回路３５とは、上述した第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路２０の第１および第２の遅延回路２２1，２２2と第１乃至第６の論理積回路２３1〜２３6と論理和回路２４とインバータ回路２５と同様にそれぞれ動作する。
なお、インバータ回路３５は、第１の送電端短絡距離継電装置１１1から入力される第１の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ1の極性を反転する。また、第５の論理積回路３３5からは、第２のフェールセーフ用過電流継電装置（不図示）からハイレベルの第２のＦＤリレー出力信号ＳFD2が入力されていることを条件として第２のトリップ信号ＴDZ2が出力される。さらに、第６の論理積回路３３6からは、第２の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ2が第１の送電端短絡距離継電装置１１1に出力される。
第１および第２の遅延回路３２1，３２2と第１乃至第６の論理積回路３３1〜３３6と論理和回路３４とインバータ回路３５とは、上述した第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路２０の第１および第２の遅延回路２２1，２２2と第１乃至第６の論理積回路２３1〜２３6と論理和回路２４とインバータ回路２５と同様にそれぞれ動作する。
なお、インバータ回路３５は、第１の送電端短絡距離継電装置１１1から入力される第１の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ1の極性を反転する。また、第５の論理積回路３３5からは、第２のフェールセーフ用過電流継電装置（不図示）からハイレベルの第２のＦＤリレー出力信号ＳFD2が入力されていることを条件として第２のトリップ信号ＴDZ2が出力される。さらに、第６の論理積回路３３6からは、第２の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ2が第１の送電端短絡距離継電装置１１1に出力される。
第１の受電端短絡距離継電装置１２1は、図４に示すように動作域判定回路４１と第１および第２の遅延回路（タイマー）４２1，４２2と第１乃至第６の論理積回路４３1〜４３6と論理和回路４４とインバータ回路４５とを有する第１の受電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路４０を備える。
動作域判定回路４１は、図１３に示した動作域判定回路１４１と同様に、第３の短絡電流Ｉ3と受電端母線電圧ＶRとに基づいて第３のインピーダンスＺ3を算出したのち、算出した第３のインピーダンスＺ3に基づいてどの動作域での短絡事故であるかを判定する。
第１および第２の遅延回路４２1，４２2と第１乃至第６の論理積回路４３1〜４３6と論理和回路４４とインバータ回路４５とは、上述した第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路２０の動作域判定回路２１と第１および第２の遅延回路２２1，２２2と第１乃至第６の論理積回路２３1〜２３6と論理和回路２４とインバータ回路２５と同様にそれぞれ動作する。
なお、第３の論理積回路４３3は、第３の遮断器４3から入力される第３の接点信号ＳCB3（第３の遮断器４3が入状態ではハイレベルの信号）と第４の遮断器４4から入力される第４の接点信号ＳCB4（第４の遮断器４4が入状態ではハイレベルの信号）との論理積をとる。また、インバータ回路４５は、第２の受電端短絡距離継電装置１２2から入力される第４の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ4（第２の受電端短絡距離継電装置１２2が「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定したことを示す信号）の極性を反転する。さらに、第５の論理積回路４３5からは、第３のフェールセーフ用過電流継電装置（不図示）からハイレベルの第３のＦＤリレー出力信号ＳFD3が入力されていることを条件として第３のトリップ信号ＴDZ3が出力される。さらに、第６の論理積回路４３6からは、第３の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ3（第１の受電端短絡距離継電装置１２1が「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定したことを示す信号）が第２の受電端短絡距離継電装置１２2に出力される。
第１および第２の遅延回路４２1，４２2と第１乃至第６の論理積回路４３1〜４３6と論理和回路４４とインバータ回路４５とは、上述した第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路２０の動作域判定回路２１と第１および第２の遅延回路２２1，２２2と第１乃至第６の論理積回路２３1〜２３6と論理和回路２４とインバータ回路２５と同様にそれぞれ動作する。
なお、第３の論理積回路４３3は、第３の遮断器４3から入力される第３の接点信号ＳCB3（第３の遮断器４3が入状態ではハイレベルの信号）と第４の遮断器４4から入力される第４の接点信号ＳCB4（第４の遮断器４4が入状態ではハイレベルの信号）との論理積をとる。また、インバータ回路４５は、第２の受電端短絡距離継電装置１２2から入力される第４の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ4（第２の受電端短絡距離継電装置１２2が「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定したことを示す信号）の極性を反転する。さらに、第５の論理積回路４３5からは、第３のフェールセーフ用過電流継電装置（不図示）からハイレベルの第３のＦＤリレー出力信号ＳFD3が入力されていることを条件として第３のトリップ信号ＴDZ3が出力される。さらに、第６の論理積回路４３6からは、第３の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ3（第１の受電端短絡距離継電装置１２1が「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定したことを示す信号）が第２の受電端短絡距離継電装置１２2に出力される。
第２の受電端短絡距離継電装置１２2は、図５に示すように動作域判定回路５１と第１および第２の遅延回路（タイマー）５２1，５２2と第１乃至第６の論理積回路５３1〜５３6と論理和回路５４とインバータ回路５５とを有する第２の受電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路５０を備える。
動作域判定回路５１は、第４の短絡電流Ｉ4と受電端母線電圧ＶRとに基づいて第４のインピーダンスＺ4を算出したのち、算出した第４のインピーダンスＺ4に基づいてどの動作域での短絡事故であるかを判定する。
第１および第２の遅延回路５２1，５２2と第１乃至第６の論理積回路５３1〜５３6と論理和回路５４とインバータ回路５５とは、上述した第１の受電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路４０の動作域判定回路４１と第１および第２の遅延回路４２1，４２2と第１乃至第６の論理積回路４３1〜４３6と論理和回路４４とインバータ回路４５と同様にそれぞれ動作する。
なお、第５の論理積回路５３5からは、第４のフェールセーフ用過電流継電装置（不図示）からハイレベルの第４のＦＤリレー出力信号ＳFD4が入力されていることを条件として第４のトリップ信号ＴDZ4が出力される。また、インバータ回路５５は、第１の受電端短絡距離継電装置１２1から入力される第３の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ3の極性を反転する。さらに、第６の論理積回路５３6からは、第４の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ4が第１の受電端短絡距離継電装置１２1に出力される。
第１および第２の遅延回路５２1，５２2と第１乃至第６の論理積回路５３1〜５３6と論理和回路５４とインバータ回路５５とは、上述した第１の受電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路４０の動作域判定回路４１と第１および第２の遅延回路４２1，４２2と第１乃至第６の論理積回路４３1〜４３6と論理和回路４４とインバータ回路４５と同様にそれぞれ動作する。
なお、第５の論理積回路５３5からは、第４のフェールセーフ用過電流継電装置（不図示）からハイレベルの第４のＦＤリレー出力信号ＳFD4が入力されていることを条件として第４のトリップ信号ＴDZ4が出力される。また、インバータ回路５５は、第１の受電端短絡距離継電装置１２1から入力される第３の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ3の極性を反転する。さらに、第６の論理積回路５３6からは、第４の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ4が第１の受電端短絡距離継電装置１２1に出力される。
次に、図７（ａ）に示すように第１の送電線１Ｌの受電端至近（第１および第２の送電端短絡距離継電装置１１1，１１2の２段動作域Ａ２、第１の受電端短絡距離継電装置１２1の１段動作域Ａ１）で短絡事故が発生した場合の本実施例による短絡保護継電システムの動作について、図６（ａ）および図７（ｂ），（ｃ）を参照して説明する。
なお、図７（ ａ）〜（ｃ）では、第１の送電端短絡距離継電装置１１1は「ＤＺS1」と、第２の送電端短絡距離継電装置１１2は「ＤＺS2」と、第１の受電端短絡距離継電装置１２1は「ＤＺR1」と、第２の受電端短絡距離継電装置１２2は「ＤＺR2」と表記している。後述の図８（ａ），（ｂ）においても同様である。
なお、図７（ ａ）〜（ｃ）では、第１の送電端短絡距離継電装置１１1は「ＤＺS1」と、第２の送電端短絡距離継電装置１１2は「ＤＺS2」と、第１の受電端短絡距離継電装置１２1は「ＤＺR1」と、第２の受電端短絡距離継電装置１２2は「ＤＺR2」と表記している。後述の図８（ａ），（ｂ）においても同様である。
第１の送電線１Ｌの受電端至近で図６（ａ）に示す時刻ｔ0に短絡事故が発生すると、第１の短絡電流Ｉ1が第１の送電線１Ｌを内部方向に流れ、第２の短絡電流Ｉ2が第２の送電線２Ｌを内部方向に流れ、第３の短絡電流Ｉ3が第１の送電線１Ｌを内部方向に流れ、第４の短絡電流Ｉ4が第２の送電線２Ｌを外部方向に流れるため、図７（ｂ）に網掛けで示すように第１および第２の送電端短絡距離継電装置１１1，１１2と第１の受電端短絡距離継電装置１２1とは動作するが、第２の受電端短絡距離継電装置１２2は動作しない。
すなわち、第１の受電端短絡距離継電装置１２1では、第１の受電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路４０の動作域判定回路４１が、第３の短絡電流Ｉ3と受電端母線電圧ＶRとに基づいて第３のインピーダンスＺ3を算出し、算出した第３のインピーダンスＺ3に基づいて「１段動作域Ａ１での短絡事故である」と判定して、ハイレベルの第１乃至第３の判定結果出力信号ＶＤ31〜ＶＤ33を出力する（図４参照）。
その結果、ハイレベルの第１および第３の判定結果出力信号ＶＤ31，ＶＤ33が第１の論理積回路４３1に入力されるため、第３のＦＤリレー出力信号ＳFD3がハイレベルであると、第３のトリップ信号ＴDZ3が第１の受電端短絡距離継電装置１２1から第３の遮断器４3に出力される。なお、第３のトリップ信号ＴDZ3は、短絡事故発生から第１の受電端短絡距離継電装置１２1におけるリレー判定時間ＴRYだけ経過した図６（ａ）に示す時刻ｔ1に出力される。
これにより、第３の遮断器４3は、短絡事故発生からリレー判定時間ＴRYと第３の遮断器４3の遮断器遮断時間ＴCBとの合計時間（＝ＴRY＋ＴCB＝５０ｍｓ）だけ経過した図６（ａ）に示す時刻ｔ2に、完全に遮断される。
その結果、ハイレベルの第１および第３の判定結果出力信号ＶＤ31，ＶＤ33が第１の論理積回路４３1に入力されるため、第３のＦＤリレー出力信号ＳFD3がハイレベルであると、第３のトリップ信号ＴDZ3が第１の受電端短絡距離継電装置１２1から第３の遮断器４3に出力される。なお、第３のトリップ信号ＴDZ3は、短絡事故発生から第１の受電端短絡距離継電装置１２1におけるリレー判定時間ＴRYだけ経過した図６（ａ）に示す時刻ｔ1に出力される。
これにより、第３の遮断器４3は、短絡事故発生からリレー判定時間ＴRYと第３の遮断器４3の遮断器遮断時間ＴCBとの合計時間（＝ＴRY＋ＴCB＝５０ｍｓ）だけ経過した図６（ａ）に示す時刻ｔ2に、完全に遮断される。
なお、ハイレベルの第２および第３の判定結果出力信号ＶＤ32，ＶＤ33が第６の論理積回路４３6に入力されるため、ハイレベルの第３の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ3が第２の受電端短絡距離継電装置１２2に出力されるが、第２の受電端短絡距離継電装置１２2では、第３の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ3は第２の受電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路５０のインバータ回路５５によって極性が反転されてハイレベルからロウレベルになるため、第４の論理積回路５３4の出力信号はロウレベルのままとなる（図５参照）。その結果、ハイレベルの第３の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ3が入力されても第４のトリップ信号ＴDZ4が第２の受電端短絡距離継電装置１２2から出力されることはないので、第４の遮断器４4が遮断されることはない。
また、第１の送電端短絡距離継電装置１１1では、第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路２０の動作域判定回路２１は、第１の短絡電流Ｉ1と送電端母線電圧ＶSとに基づいて第１のインピーダンスＺ1を算出し、算出した第１のインピーダンスＺ1に基づいて「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定して、ハイレベルの第２および第３の判定結果出力信号ＶＤ12，ＶＤ13を出力する（図２参照）。その結果、第６の論理積回路２３6にはハイレベルの第２および第３の判定結果出力信号ＶＤ12，ＶＤ13が入力されるため、ハイレベルの第１の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ1が第２の送電端短絡距離継電装置１１2に出力される。
同様に、第２の送電端短絡距離継電装置１１2では、第２の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路３０の動作域判定回路３１は、第２の短絡電流Ｉ2と送電端母線電圧ＶSとに基づいて第２のインピーダンスＺ2を算出し、算出した第２のインピーダンスＺ2に基づいて「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定して、ハイレベルの第２および第３の判定結果出力信号ＶＤ22，ＶＤ23を出力する（図３参照）。その結果、第６の論理積回路３３6にはハイレベルの第２および第３の判定結果出力信号ＶＤ22，ＶＤ23が入力されるため、ハイレベルの第２の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ2が第１の送電端短絡距離継電装置１１1に出力される。
同様に、第２の送電端短絡距離継電装置１１2では、第２の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路３０の動作域判定回路３１は、第２の短絡電流Ｉ2と送電端母線電圧ＶSとに基づいて第２のインピーダンスＺ2を算出し、算出した第２のインピーダンスＺ2に基づいて「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定して、ハイレベルの第２および第３の判定結果出力信号ＶＤ22，ＶＤ23を出力する（図３参照）。その結果、第６の論理積回路３３6にはハイレベルの第２および第３の判定結果出力信号ＶＤ22，ＶＤ23が入力されるため、ハイレベルの第２の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ2が第１の送電端短絡距離継電装置１１1に出力される。
しかしながら、第１の送電端短絡距離継電装置１１1では、第３の判定結果出力信号ＶＤ13は第１の遅延回路２２1によって第１の時限協調時間ＳＴ１だけ遅延されるとともに、第２の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ2はインバータ回路２５によっての極性が反転されてハイレベルからロウレベルになるために第４の論理積回路２３4の出力信号はロウレベルのままとなるので（図２参照）、第１のトリップ信号ＴDZ1が時刻ｔ2前に出力されることはない。
同様に、第２の送電端短絡距離継電装置１１2では、第３の判定結果出力信号ＶＤ23が第１の遅延回路３２1によって第１の時限協調時間ＳＴ１だけ遅延されるとともに、第１の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ1はインバータ回路３５によって極性が反転されてハイレベルからロウレベルになるために第４の論理積回路３３4の出力信号はロウレベルのままとなるので（図３参照）、第２のトリップ信号ＴDZ2が時刻ｔ2前に出力されることはない。
同様に、第２の送電端短絡距離継電装置１１2では、第３の判定結果出力信号ＶＤ23が第１の遅延回路３２1によって第１の時限協調時間ＳＴ１だけ遅延されるとともに、第１の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ1はインバータ回路３５によって極性が反転されてハイレベルからロウレベルになるために第４の論理積回路３３4の出力信号はロウレベルのままとなるので（図３参照）、第２のトリップ信号ＴDZ2が時刻ｔ2前に出力されることはない。
その後、上述したように第１の受電端短絡距離継電装置１２1によって時刻ｔ2に第３の遮断器４3が完全に遮断されると、第２の送電線２Ｌを流れる第２の短絡電流Ｉ2は“０”になるため、図７（ｃ）に網掛けで示すように第１の送電端短絡距離継電装置１１1のみが動作して第２の送電端短絡距離継電装置１１2は動作しなくなる。
すなわち、第２の送電端短絡距離継電装置１１2では、第２の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路３０の動作域判定回路１２から出力される第１乃至第３の判定結果出力信号ＶＤ21〜ＶＤ23はすべてロウレベルとなる（図３参照）。その結果、第６の論理積回路３３6にはロウレベルの第２および第３の判定結果出力信号ＶＤ22，ＶＤ23が入力されるため、ロウレベルの第２の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ2が第１の送電端短絡距離継電装置１１1に出力される。
第１の送電端短絡距離継電装置１１1では、第２の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ2は、第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路２０のインバータ回路２５によっての極性が反転されてロウレベルからハイレベルになる（図２参照）。また、時刻ｔ2では第１および第２の遮断器４1，４2は遮断されていないために第１および第２の接点信号ＴCB1，ＴCB2の極性はハイレベルとなっているので、第３の論理積回路２３3からはハイレベルの出力信号が出力されている。その結果、第４の論理積回路２３4からはハイレベルの出力信号が出力されるため、第１のＦＤリレー出力信号ＳFD1がハイレベルであると、第１のトリップ信号ＴDZ1が時刻ｔ2に第１の送電端短絡距離継電装置１１1から第１の遮断器４1に出力される。
これにより、第１の遮断器４1は、時刻ｔ2から遮断器遮断時間ＴCBだけ経過した図６（ａ）に示す時刻ｔ2’（＝ＴRY＋２ＴCB）に、完全に遮断される。
すなわち、第２の送電端短絡距離継電装置１１2では、第２の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路３０の動作域判定回路１２から出力される第１乃至第３の判定結果出力信号ＶＤ21〜ＶＤ23はすべてロウレベルとなる（図３参照）。その結果、第６の論理積回路３３6にはロウレベルの第２および第３の判定結果出力信号ＶＤ22，ＶＤ23が入力されるため、ロウレベルの第２の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ2が第１の送電端短絡距離継電装置１１1に出力される。
第１の送電端短絡距離継電装置１１1では、第２の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ2は、第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路２０のインバータ回路２５によっての極性が反転されてロウレベルからハイレベルになる（図２参照）。また、時刻ｔ2では第１および第２の遮断器４1，４2は遮断されていないために第１および第２の接点信号ＴCB1，ＴCB2の極性はハイレベルとなっているので、第３の論理積回路２３3からはハイレベルの出力信号が出力されている。その結果、第４の論理積回路２３4からはハイレベルの出力信号が出力されるため、第１のＦＤリレー出力信号ＳFD1がハイレベルであると、第１のトリップ信号ＴDZ1が時刻ｔ2に第１の送電端短絡距離継電装置１１1から第１の遮断器４1に出力される。
これにより、第１の遮断器４1は、時刻ｔ2から遮断器遮断時間ＴCBだけ経過した図６（ａ）に示す時刻ｔ2’（＝ＴRY＋２ＴCB）に、完全に遮断される。
したがって、本実施例による短絡保護継電システムを使用することにより、図１０に示した従来の短絡保護継電システムに比べて、第１の時限協調時間ＳＴ１から遮断器遮断時間ＴCBを引いた時間（ｔ4−ｔ2’＝｛（ＴRY＋ＴCB＋ＳＴ１）−（ＴRY＋２ＴCB）｝＝ＳＴ１−ＴCB）だけ早く、短絡事故を除去することができる。
次に、図８（ａ）に示すように第１の送電線１Ｌの送電端至近（第１の送電端短絡距離継電装置１１1の１段動作域Ａ１、第２の送電端短絡距離継電装置１１2の３段動作域Ａ３、第１の受電端短絡距離継電装置１２1の２段動作域Ａ１）で短絡事故が発生した場合の本実施例による短絡保護継電システムの動作について、図６（ｂ）および図８（ｂ），（ｃ）を参照して説明する。
第１の送電線１Ｌの送電端至近で図６（ｂ）に示す時刻ｔ0に短絡事故が発生すると、第１の短絡電流Ｉ1が第１の送電線１Ｌを内部方向に流れ、第２の短絡電流Ｉ2が第２の送電線２Ｌを内部方向に流れ、第３の短絡電流Ｉ3が第１の送電線１Ｌを内部方向に流れ、第４の短絡電流Ｉ4が第２の送電線２Ｌを外部方向に流れるが、第２および第３の短絡電流Ｉ2，Ｉ3は小さく第２の送電端短絡距離継電装置１１2および第１の受電端短絡距離継電装置１２1が動作するまでに至らないため、図８（ｂ）に網掛けで示すように第１の送電端短絡距離継電装置１１1のみが動作して、第２の送電端短絡距離継電装置１１2と第１および第２の受電端短絡距離継電装置１２1，１２2とは動作しない。
すなわち、第１の送電端短絡距離継電装置１１1では、第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路２０の動作域判定回路２１は、第１の短絡電流Ｉ1と送電端母線電圧ＶSとに基づいて第１のインピーダンスＺ1を算出し、算出した第１のインピーダンスＺ1に基づいて「１段動作域Ａ１での短絡事故である」と判定して、ハイレベルの第１乃至第３の判定結果出力信号ＶＤ11〜ＶＤ13を出力する（図２参照）。
その結果、ハイレベルの第１および第３の判定結果出力信号ＶＤ11，ＶＤ13が第１の論理積回路２３1に入力されるため、第１のＦＤリレー出力信号ＳFD1がハイレベルであると、第１のトリップ信号ＴDZ1が第１の送電端短絡距離継電装置１１1から第１の遮断器４1に出力される。なお、第１のトリップ信号ＴDZ1は、短絡事故発生から第１の送電端短絡距離継電装置１１1におけるリレー判定時間ＴRYだけ経過した図６（ｂ）に示す時刻ｔ1に出力される。
これにより、第１の遮断器４1は、短絡事故発生からリレー判定時間ＴRYと第１の遮断器４1の遮断器遮断時間ＴCBとの合計時間（＝ＴRY＋ＴCB＝５０ｍｓ）だけ経過した図６（ｂ）に示す時刻ｔ2に、完全に遮断される。
その結果、ハイレベルの第１および第３の判定結果出力信号ＶＤ11，ＶＤ13が第１の論理積回路２３1に入力されるため、第１のＦＤリレー出力信号ＳFD1がハイレベルであると、第１のトリップ信号ＴDZ1が第１の送電端短絡距離継電装置１１1から第１の遮断器４1に出力される。なお、第１のトリップ信号ＴDZ1は、短絡事故発生から第１の送電端短絡距離継電装置１１1におけるリレー判定時間ＴRYだけ経過した図６（ｂ）に示す時刻ｔ1に出力される。
これにより、第１の遮断器４1は、短絡事故発生からリレー判定時間ＴRYと第１の遮断器４1の遮断器遮断時間ＴCBとの合計時間（＝ＴRY＋ＴCB＝５０ｍｓ）だけ経過した図６（ｂ）に示す時刻ｔ2に、完全に遮断される。
なお、ハイレベルの第２および第３の判定結果出力信号ＶＤ12，ＶＤ13が第６の論理積回路２３6に入力されるため、ハイレベルの第１の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ1が第２の送電端短絡距離継電装置１１2に出力されるが、第２の送電端短絡距離継電装置１１2では、第１の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ1は第２の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路３０のインバータ回路３５によって極性が反転されてハイレベルからロウレベルになるため、第４の論理積回路３３4の出力信号はロウレベルのままとなる（図３参照）。その結果、ハイレベルの第１の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ1が入力されても第２のトリップ信号ＴDZ2が第２の送電端短絡距離継電装置１１2から出力されることはないので、第２の遮断器４2が遮断されることはない。
第１の遮断器４1が遮断されると、第１の短絡電流Ｉ1は“０”となるため、第１の送電端短絡距離継電装置１１1は動作しなくなる。また、第２の短絡電流Ｉ2が第２の送電線２Ｌを内部方向に流れ、第３の短絡電流Ｉ3が第１の送電線１Ｌを内部方向に流れ、第４の短絡電流Ｉ4が第２の送電線２Ｌを外部方向に流れるため、図８（ｃ）に網掛けで示すように第２の送電端短絡距離継電装置１１2と第１の受電端短絡距離継電装置１２1とが動作し始めるが、第２の受電端短絡距離継電装置１２2は動作しないままとなる。
すなわち、第２の受電端短絡距離継電装置１２2では、第２の受電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路５０の第６の論理積回路５３6にはロウレベルの第２および第３の判定結果出力信号ＶＤ42，ＶＤ43が入力されたままとなるため、ロウレベルの第４の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ4が第２の受電端短絡距離継電装置１２2に出力されたままとなる（図５参照）。
第１の受電端短絡距離継電装置１２1では、第１の受電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路４０の動作域判定回路４１が、第３の短絡電流Ｉ3と受電端母線電圧ＶRとに基づいて第３のインピーダンスＺ3を算出し、算出した第３のインピーダンスＺ3に基づいて「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定して、ハイレベルの第２および第３の判定結果出力信号ＶＤ32，ＶＤ33を出力する（図４参照）。
第４の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ4は、第１の受電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路４０のインバータ回路４５によっての極性が反転されてロウレベルからハイレベルになり（図４参照）、また、時刻ｔ2では第３および第４の遮断器４3，４4は遮断されていないために第３および第４の接点信号ＴCB3，ＴCB4の極性はハイレベルとなっているので、第３の論理積回路４３3からはハイレベルの出力信号が出力されている。その結果、第４の論理積回路４３4からはハイレベルの出力信号が出力されるため、第３のＦＤリレー出力信号ＳFD3がハイレベルであると、第３のトリップ信号ＴDZ3が時刻ｔ2から第１の受電端短絡距離継電装置１２1におけるリレー判定時間ＴRYだけ経過した図６（ｂ）に示す時刻ｔ2’に第１の受電端短絡距離継電装置１２1から第３の遮断器４3に出力される。
これにより、第３の遮断器４3は、時刻ｔ2からリレー判定時間ＴRYと第３の遮断器４3の遮断器遮断時間ＴCBの合計時間（＝ＴRY＋ＴCB＝５０ｍｓ）だけ経過した図６（ｂ）に示す時刻ｔ2”に、完全に遮断される。
第４の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ4は、第１の受電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路４０のインバータ回路４５によっての極性が反転されてロウレベルからハイレベルになり（図４参照）、また、時刻ｔ2では第３および第４の遮断器４3，４4は遮断されていないために第３および第４の接点信号ＴCB3，ＴCB4の極性はハイレベルとなっているので、第３の論理積回路４３3からはハイレベルの出力信号が出力されている。その結果、第４の論理積回路４３4からはハイレベルの出力信号が出力されるため、第３のＦＤリレー出力信号ＳFD3がハイレベルであると、第３のトリップ信号ＴDZ3が時刻ｔ2から第１の受電端短絡距離継電装置１２1におけるリレー判定時間ＴRYだけ経過した図６（ｂ）に示す時刻ｔ2’に第１の受電端短絡距離継電装置１２1から第３の遮断器４3に出力される。
これにより、第３の遮断器４3は、時刻ｔ2からリレー判定時間ＴRYと第３の遮断器４3の遮断器遮断時間ＴCBの合計時間（＝ＴRY＋ＴCB＝５０ｍｓ）だけ経過した図６（ｂ）に示す時刻ｔ2”に、完全に遮断される。
したがって、本実施例による短絡保護継電システムを使用することにより、従来の短絡回線選択継電装置および短絡過電流継電装置の組合せによる短絡保護継電システムと同等の時間で、第１の送電線１Ｌの送電端至近で発生した短絡事故を除去することができる。
なお、第１の受電端短絡距離継電装置１２1では、図６（ｂ）に示す時刻ｔ2’後にハイレベルの第２および第３の判定結果出力信号ＶＤ32，ＶＤ33が第６の論理積回路４３6に入力されるため、ハイレベルの第３の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ3が第２の受電端短絡距離継電装置１２2に出力される（図４参照）。しかしながら、第２の受電端短絡距離継電装置１２2では、第３の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ3は第２の受電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路５０のインバータ回路５５によって極性が反転されてハイレベルからロウレベルになるため、第４の論理積回路５３4の出力信号はロウレベルのままとなる（図５参照）。その結果、ハイレベルの第３の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ3が入力されても第４のトリップ信号ＴDZ4が第２の受電端短絡距離継電装置１２2から出力されることはないので、第４の遮断器４4が遮断されることはない。
第２の送電端短絡距離継電装置１１2では、第２の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路３０の動作域判定回路３１は、第２の短絡電流Ｉ2と送電端母線電圧ＶSとに基づいて第２のインピーダンスＺ2を算出し、算出した第２のインピーダンスＺ2に基づいて「３段動作域Ａ３での短絡事故である」と判定して、ハイレベルの第３の判定結果出力信号ＶＤ23を出力する（図３参照）。しかしながら、第３の判定結果出力信号ＶＤ23は第２の遅延回路３２2によって第２の時限協調時間ＳＴ２だけ遅延されるため、第２のトリップ信号ＴDZ2が図６（ｂ）に示す時刻ｔ2”前に出力されることはない。
また、上述したように第１の遮断器４1が遮断されると第１の接点信号ＳCB1はハイレベルからロウレベルになるために第３の論理積回路３３3の出力信号がハイレベルからロウレベルになるので、第４の論理積回路３３4の出力信号はロウレベルのままとなる（図３参照）。その結果、ロウレベルの第１の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ1が入力されたままになっても、第１の遮断器４1が遮断されたのちに第２のトリップ信号ＴDZ2が第２の送電端短絡距離継電装置１１2から出力されることはない。
さらに、上述したように第３の遮断器４3が遮断されて第１の送電線１Ｌの送電端至近で発生した短絡事故が除去されると、第２の送電端短絡距離継電装置１１2は動作しなくなる。
また、上述したように第１の遮断器４1が遮断されると第１の接点信号ＳCB1はハイレベルからロウレベルになるために第３の論理積回路３３3の出力信号がハイレベルからロウレベルになるので、第４の論理積回路３３4の出力信号はロウレベルのままとなる（図３参照）。その結果、ロウレベルの第１の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ1が入力されたままになっても、第１の遮断器４1が遮断されたのちに第２のトリップ信号ＴDZ2が第２の送電端短絡距離継電装置１１2から出力されることはない。
さらに、上述したように第３の遮断器４3が遮断されて第１の送電線１Ｌの送電端至近で発生した短絡事故が除去されると、第２の送電端短絡距離継電装置１１2は動作しなくなる。
第１の送電端短絡距離継電装置１１1では、第２の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ2は第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路２０のインバータ回路２５によって極性が反転されてロウレベルからハイレベルになるが、上述したように第１の遮断器４1が遮断されると第１の接点信号ＳCB1はハイレベルからロウレベルになるために第３の論理積回路２３3の出力信号がハイレベルからロウレベルになるので、第４の論理積回路２３4の出力信号はロウレベルのままとなる（図２参照）。その結果、ロウレベルの第２の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ2が入力されたままになっても、第１の遮断器４1が遮断されたのちに第１のトリップ信号ＴDZ1が第１の送電端短絡距離継電装置１１1から出力されることはない。
以上の説明では、短絡距離継電装置がトリップ信号を瞬時に発生する条件として、他の短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないことを含めたが、第１および第２の送電端短絡距離継電装置１１1，１１2については、その代わりに、他の短絡距離継電装置が２段動作域での短絡事故で一旦動作したのち動作しなくなることを含めることにより、本発明の短絡保護継電システムをより有効にするようにしてもよい。
この場合には、第１の送電端短絡距離継電装置１１1は、図２に示した第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路２０の代わりに、図９に示すように引延し回路２６と第７の論理積回路２３7とをさらに有して第７の論理積回路２３7の出力信号を第４の論理積回路２３4に入力するようにした第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路２０’を備える。また、第２の送電端短絡距離継電装置１１2は、図３に示した第２の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路３０の代わりに、第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路２０’と同様に構成された第２の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路を備える。
ここで、引延し回路２６は、第２の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ2の時間軸を引延し時間ＤＬ（第１の送電端短絡距離継電装置１１1におけるリレー判定時間ＴRYと第１の遮断器４1の遮断器遮断時間ＴCBとの合計時間よりも長い値に設定される（ＤＬ＞ＴRY＋ＴCB））だけ伸張する。また、第７の論理積回路２３7は、インバータ回路２５の出力信号と引延し回路２６の出力信号との論理積をとる。
これにより、図７（ａ）に示したように第１の送電線１Ｌの受電端至近で短絡事故が生じた場合には、第２の送電端短絡距離継電装置１１2が２段動作域Ａ２での短絡事故で動作して（すなわち、「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定して）、ハイレベルの第２の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ2が第１の送電端短絡距離継電装置１１1の第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路２０’に入力されて、引延し時間ＤＬが経過するまで引延し回路２６の出力信号はハイレベルのままとなる。
その後に第３の遮断器４3が上述したようにして第１の受電端短絡距離継電装置１２1によって遮断されて、第２の送電端短絡距離継電装置１１2が２段動作域Ａ２での短絡事故で動作しなくなる（すなわち、「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定しなくなる）と、ロウレベルの第２の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ2が第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路２０’に入力されて、インバータ回路２５の出力信号はロウレベルからハイレベルになる。
その結果、第７の論理積回路２３7の出力信号はロウレベルからハイレベルになって、第１および第２の接点信号ＳCB1，ＳCB2がハイレベルであると、第１のトリップ信号ＴDZ1が第１の送電端短絡距離継電装置１１1から第１の遮断器４1に瞬時に出力される。
その後に第３の遮断器４3が上述したようにして第１の受電端短絡距離継電装置１２1によって遮断されて、第２の送電端短絡距離継電装置１１2が２段動作域Ａ２での短絡事故で動作しなくなる（すなわち、「２段動作域Ａ２での短絡事故である」と判定しなくなる）と、ロウレベルの第２の２段動作域短絡事故判定信号Ｓ2が第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路２０’に入力されて、インバータ回路２５の出力信号はロウレベルからハイレベルになる。
その結果、第７の論理積回路２３7の出力信号はロウレベルからハイレベルになって、第１および第２の接点信号ＳCB1，ＳCB2がハイレベルであると、第１のトリップ信号ＴDZ1が第１の送電端短絡距離継電装置１１1から第１の遮断器４1に瞬時に出力される。
以上の説明では、第１および第２の送電端短絡距離継電装置１１1，１１2を個々に構成したが、一体に構成してもよい。第１および第２の受電端短絡距離継電装置１２1，１２2についても同様である。
３1〜３4 第１乃至第４の変流器
４1〜４4 第１乃至第４の遮断器
５1，５2 第１および第２の変成器
１１1，１１2 第１および第２の送電端短絡距離継電装置
１２1，１２2 第１および第２の受電端短絡距離継電装置
２０，２０’，３０ 第１および第２の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路
２１，３１，４１，５１，１３１，１４１ 動作域判定回路
２２1，２２2，３２1，３２2，４２1，４２2，５２1，５２2，１３２1，１３２2，１４２1，１４２2 第１および第２の遅延回路（タイマー）
２３1〜２３7３３1〜３３6，４３1〜４３6，５３1〜５３6，１３３1〜１３３3，１４３1〜１４３3 第１乃至第７の論理積回路
２４，３４，４４，５４，１３４，１４４ 論理和回路
２５，３５，４５，５５， インバータ回路
２６ 引延し回路
４０，５０ 第１および第２の受電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路
１１１ 送電端短絡回線選択継電装置
１１２ 受電端短絡回線選択継電装置
１２１1，１２１2 第１および第２の送電端短絡距離継電装置
１２２1，１２２2 第１および第２の受電端短絡距離継電装置
１３０ 第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路
１４０ 第１の受電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路
１Ｌ，２Ｌ 第１および第２の送電線
Ｉ1〜Ｉ4 第１乃至第４の短絡電流
ＶS 送電端母線電圧
ＶR 受電端母線電圧
ＴDZ1〜ＴDZ 4 第１乃至第４のトリップ信号
ＶＤ11〜ＶＤ14，ＶＤ21〜ＶＤ24，ＶＤ31〜ＶＤ34，ＶＤ41〜ＶＤ44 第１乃至第４の判定結果出力信号
Ｓ1〜Ｓ4 第１乃至第４の２段動作域短絡事故判定信号
ＳCB1〜ＳCB4 第１乃至第４の接点信号
ＳFD1〜ＳFD4 第１乃至第４のＦＤリレー出力信号
ＳＴ１，ＳＴ２ 第１および第２の時限協調時間
ｔ0〜ｔ4，ｔ2’ 時刻
ＴRY リレー判定時間
ＴCB 遮断器遮断時間
ＤＬ 引延し時間
Ｒ1 抵抗分
Ｘ1 リアクタンス分
Ｚ1〜Ｚ4 第１乃至第４のインピーダンス
Ａ１〜Ａ３ １段乃至３段動作域
Ｂ1，Ｂ2 値
Ｐ１，Ｐ２ 点
４1〜４4 第１乃至第４の遮断器
５1，５2 第１および第２の変成器
１１1，１１2 第１および第２の送電端短絡距離継電装置
１２1，１２2 第１および第２の受電端短絡距離継電装置
２０，２０’，３０ 第１および第２の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路
２１，３１，４１，５１，１３１，１４１ 動作域判定回路
２２1，２２2，３２1，３２2，４２1，４２2，５２1，５２2，１３２1，１３２2，１４２1，１４２2 第１および第２の遅延回路（タイマー）
２３1〜２３7３３1〜３３6，４３1〜４３6，５３1〜５３6，１３３1〜１３３3，１４３1〜１４３3 第１乃至第７の論理積回路
２４，３４，４４，５４，１３４，１４４ 論理和回路
２５，３５，４５，５５， インバータ回路
２６ 引延し回路
４０，５０ 第１および第２の受電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路
１１１ 送電端短絡回線選択継電装置
１１２ 受電端短絡回線選択継電装置
１２１1，１２１2 第１および第２の送電端短絡距離継電装置
１２２1，１２２2 第１および第２の受電端短絡距離継電装置
１３０ 第１の送電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路
１４０ 第１の受電端短絡距離継電装置トリップ信号発生回路
１Ｌ，２Ｌ 第１および第２の送電線
Ｉ1〜Ｉ4 第１乃至第４の短絡電流
ＶS 送電端母線電圧
ＶR 受電端母線電圧
ＴDZ1〜ＴDZ 4 第１乃至第４のトリップ信号
ＶＤ11〜ＶＤ14，ＶＤ21〜ＶＤ24，ＶＤ31〜ＶＤ34，ＶＤ41〜ＶＤ44 第１乃至第４の判定結果出力信号
Ｓ1〜Ｓ4 第１乃至第４の２段動作域短絡事故判定信号
ＳCB1〜ＳCB4 第１乃至第４の接点信号
ＳFD1〜ＳFD4 第１乃至第４のＦＤリレー出力信号
ＳＴ１，ＳＴ２ 第１および第２の時限協調時間
ｔ0〜ｔ4，ｔ2’ 時刻
ＴRY リレー判定時間
ＴCB 遮断器遮断時間
ＤＬ 引延し時間
Ｒ1 抵抗分
Ｘ1 リアクタンス分
Ｚ1〜Ｚ4 第１乃至第４のインピーダンス
Ａ１〜Ａ３ １段乃至３段動作域
Ｂ1，Ｂ2 値
Ｐ１，Ｐ２ 点
Claims (4)
- 送電端母線と受電端母線との間に敷設された第１および第２の送電線（１Ｌ，２Ｌ）からなる平衡２回線送電線を短絡事故から保護するための短絡保護継電システムであって、
「２段動作域（Ａ２）での短絡事故である」と判定したこと、隣回線の自端側に設置された他の短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないこと、および、自回線および隣回線の自端側にそれぞれ設置された２つの遮断器（４1，４2：４3，４4）が共に入状態であることを条件に、該自回線の自端側に設置された遮断器を遮断するためのトリップ信号（ＴDZ1〜ＴDZ4）を瞬時に発生するトリップ信号瞬時発生手段を備えた短絡距離継電装置（１１1，１１2，１２1，１２2）を具備することを特徴とする、短絡保護継電システム。 - 前記第１および第２の送電線の送電端側にそれぞれ設置された３段階距離リレー方式の第１および第２の送電端短絡距離継電装置（１１1，１１2）と、
前記第１および第２の送電線の受電端側にそれぞれ設置された３段階距離リレー方式の第１および第２の受電端短絡距離継電装置（１２1，１２2）とを具備し、
前記第１の送電端短絡距離継電装置が、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、前記第２の送電端短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないこと、および、前記第１および第２の送電線の送電端側にそれぞれ設置された第１および第２の遮断器（４1，４2）が共に入状態であることを条件に、該第１の遮断器を遮断するための第１のトリップ信号（ＴDZ1）を瞬時に発生する第１のトリップ信号瞬時発生手段を備え、
前記第２の送電端短絡距離継電装置が、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、前記第１の送電端短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないこと、および、前記第１および第２の遮断器が共に入状態であることを条件に、該第２の遮断器を遮断するための第２のトリップ信号（ＴDZ2）を瞬時に発生する第２のトリップ信号瞬時発生手段を備え、
前記第１の受電端短絡距離継電装置が、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、前記第２の受電端短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないこと、および、前記第１および第２の送電線の受電端側にそれぞれ設置された第３および第４の遮断器（４3，４4）が共に入状態であることを条件に、該第３の遮断器を遮断するための第３のトリップ信号（ＴDZ3）を瞬時に発生する第３のトリップ信号瞬時発生手段を備え、
前記第２の受電端短絡距離継電装置が、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、前記第１の受電端短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないこと、および、前記第３および第４の遮断器が共に入状態であることを条件に、該第４の遮断器を遮断するための第４のトリップ信号（ＴDZ4）を瞬時に発生する第４のトリップ信号瞬時発生手段を備える、
ことを特徴とする、請求項１記載の短絡保護継電システム。 - 前記第１および第２のトリップ信号瞬時発生手段が、隣回線の自端側に設置された他の短絡距離継電装置が「２段動作域での短絡事故である」と判定していないことの代わりに、隣回線の自端側に設置された他の短絡距離継電装置が２段動作域での短絡事故で一旦動作したのち動作しなくなることを条件に、前記第１および第２のトリップ信号を瞬時にそれぞれ発生することを特徴とする、請求項２記載の短絡保護継電システム。
- 前記第１の送電端短絡距離継電装置が、前記第１のトリップ信号瞬時発生手段の代わりに、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、前記第２の送電端短絡距離継電装置が２段動作域での短絡事故で一旦動作したのち動作しなくなること、および、前記第１および第２の遮断器が共に入状態であることを条件に、前記第１のトリップ信号を瞬時に発生する第１の他のトリップ信号瞬時発生手段を備え、
前記第２の送電端短絡距離継電装置が、前記第２のトリップ信号瞬時発生手段の代わりに、「２段動作域での短絡事故である」と判定したこと、前記第１の送電端短絡距離継電装置が２段動作域での短絡事故で一旦動作したのち動作しなくなること、および、前記第１および第２の遮断器が共に入状態であることを条件に、前記第２のトリップ信号を瞬時に発生する第２の他のトリップ信号瞬時発生手段を備える、
ことを特徴とする、請求項３記載の短絡保護継電システム。
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| JP2015177617A (ja) * | 2014-03-14 | 2015-10-05 | 中国電力株式会社 | 保護継電装置 |
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2008
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