JP2011254626A

JP2011254626A - 送電線保護装置

Info

Publication number: JP2011254626A
Application number: JP2010126864A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Fujimoto; 庸裕藤本
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2010-06-02
Filing date: 2010-06-02
Publication date: 2011-12-15

Abstract

【課題】短絡事故等の場合に送電線の後備保護に際して、自端側に設けられている遮断器の瞬時保護動作を可能にし、また、送電線の試充電をする場合に対向端側に事故点があるとき、自端側の遮断器の瞬時保護動作を可能にする送電線保護装置を提供する。
【解決手段】自端と対向端との間に敷設されている送電線１、２を保護する送電線保護装置において、対向端側での保護継電器２３Ａ、２３Ｂによる遮断器２４Ａ、２４Ｂの動作を検出した場合に電流変化を検出すると、後備保護の時限協調をオフにして、自端側に設けられている遮断器を動作させる保護継電器１３Ａ、１３Ｂを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、短絡事故等から送電線を保護する送電線保護装置に関する。

送電線は、需要家に対する送電を確実に行うために、例えば２回線で構成されている。さらに、送電線に短絡等の事故が発生した際には、事故区間を除去して事故による影響が拡大しないようにするために、電気所には保護継電器や遮断器などが設置されている（例えば、特許文献１参照。）。

例えば図９に示すように、自端から対向端の間に敷設された送電線１０１、１０２を保護区間とする。また、送電線１０１を保護する自端側の保護装置が、保護継電器１１１Ａと遮断器１１２Ａとで構成され、送電線１０２を保護する自端側の保護装置が、保護継電器１１１Ｂと遮断器１１２Ｂとで構成されている。同じように、送電線１０１を保護する対向端側の保護装置が保護継電器１２１Ａと遮断器１２２Ａとで構成され、送電線１０２を保護する対向端側の保護装置が、保護継電器１２１Ｂと遮断器１２２Ｂとで構成されている。

これらの保護装置の中で自端側の保護継電器１１１Ａ、１１１Ｂは、自端から保護区間のＡ地点、例えば約８５［％］の地点までの区間で、瞬時保護動作を行う。自端から約８５［％］の地点までの区間で、送電線１０１や送電線１０２に例えば短絡事故が発生すると、自端側の保護継電器１１１Ａ、１１１Ｂの中で対応する保護継電器は、事故を検出し、対応する遮断器に対して、切（開路）の指示である遮断信号を直ちに送る。これにより、保護区間の０［％］〜約８５［％］の区間つまり自端側に事故点がある場合には、発生した事故による影響が拡大することを防いでいる。

また、保護継電器１１１Ａ、１１１Ｂは、保護区間の約８５［％］〜１２０［％］までの区間で、後備保護動作を行う。後備保護は、
（あ）保護対象送電線である自区間送電線（送電線１０１、１０２）の自端側の主保護装置１１１Ａ、１１１Ｂが不動作であるとき、および自端側の主保護装置１１１Ａ、１１１Ｂの不使用時における自区間送電線の保護をする動作
（い）保護対象外である次区間送電線の保護装置であって、対向端側に設置されている保護装置が不動作であるとき、および対向端側の次区間送電線の遮断器が不動作であるとき、次区間送電線のバックアップ保護をする動作
である。

したがって、後備保護は自区間の送電線と次区間の送電線との保護を担っており、上記（い）の保護に対しては、時限を持った「２段」動作で保護し、上記（あ）の保護に対しては、時限を持たない「１段」動作で保護する。なお、上記（あ）については、保護装置の測距誤差を考慮して、１段範囲が次区間に入らないように、自区間送電線の１００％ではなく、自区間送電線の約８５％までとしている。上記（い）において、対向端の次区間送電線の保護装置（短絡保護）１段動作との時限協調のためである。なお、時間Ｔ１０２は後備短絡保護１段動作によるものである。

特開２００７−２７４８３３号公報

ところで、先に述べた保護装置による送電線１０１、１０２の保護には、次の課題がある。保護区間の約８５％〜１００％の区間で短絡事故等が発生した場合に、自端側で後備保護を行うとき、保護継電器１１１Ａ、１１１Ｂの保護協調の関係で、区間０％〜約８５％の間の保護動作時限に比べて、０．５Ｓ程度、後備保護の動作が遅延する。つまり、保護区間の約８５％〜１００％の区間での事故により、対向端の遮断器１２２Ａ、１２２Ｂが動作した後で電流変化を検出しても、自端側では時限協調時間である０．５Ｓの後に遮断器１１２Ａ、１２２Ｂが動作し、保護区間送電線の事故除去遮断が遅れてしまう、という課題がある。

また、先に述べた保護装置による送電線１０１、１０２の保護には、次の課題がある。例えば、停電している区間の送電線１０１、１０２に対して、試験的に充電（以下、「試充電」という）をする場合がある。この場合、自端側の保護装置は、送電線１０１や送電線１０２を試充電するときに、保護区間の８５％以上の地点の短絡事故については、遮断器１１２Ａ、１１２Ｂの遮断動作時間が瞬時時限動作にならない、という課題がある。

この発明の目的は、前記の課題を解決し、短絡事故等の場合に送電線の保護区間の約８５％〜１００％の区間の保護に際して、自端側に設けられている遮断器の瞬時保護動作を可能にし、また、送電線の試充電をする場合に対向端側に事故点があるとき、自端側の遮断器の瞬時保護動作を可能にする送電線保護装置を提供することにある。

前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、自端と対向端との間に敷設されている送電線を保護する送電線保護装置において、対向端側での保護装置による遮断器の動作を検出した場合に電流変化を検出すると、後備保護の時限協調をオフにして、自端側に設けられている遮断器を動作させる処理手段を備えることを特徴とする送電線保護装置である。

請求項１の発明では、送電線保護装置は自端と対向端との間に敷設されている送電線を保護する。こうした送電線保護装置は処理手段を備え、この処理手段は、対向端側での保護装置による遮断器の動作を検出した場合に電流変化を検出すると、後備保護の時限協調をオフにして、自端側に設けられている遮断器を動作させる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の送電線保護装置において、前記処理手段は、前記対向端側での遮断器の動作前後での電流を調べ、電流の大きさの変化が第１の設定値以上であり、電流の位相が第２の設定値以下であるときに、前記遮断器が動作したと判定する、ことを特徴とする。

請求項３の発明は、自端と対向端との間に敷設されている送電線を保護する送電線保護装置において、自端側の遮断器が切り動作を行っているときに、後備保護の時限協調をオフにして、自端側に設けられている遮断器を、送電線の後備保護をする際に動作させる処理手段を備えることを特徴とする送電線保護装置である。

請求項３の発明では、送電線保護装置は自端と対向端との間に敷設されている送電線を保護する。こうした送電線保護装置は処理手段を備え、この処理手段は、自端側の遮断器が切り動作を行っているときに、後備保護の時限協調をオフにして、自端側に設けられている遮断器を、送電線の後備保護をする際に動作させる。

請求項１の発明によれば、後備保護の区間に事故点があり、この事故点の事故により、対向端での遮断器の動作と、電流変化とを検出すると、自端側では時限協調をオフにする。これにより、対向端の遮断器が動作した後に電流変化があっても、自端側では瞬時に遮断器を動作して、電流変化の遮断を可能にする。

請求項２の発明によれば、電流の変化を調べることにより、対向端側の遮断器の動作を判定することを可能にする。

請求項３の発明によれば、送電線の試充電をする場合に、対向端側に事故点があるとき、後備保護の時限協調をオフにするので、時限協調による遅延時間を不要にして、遮断器の瞬時時限動作を可能にする。

この発明の実施の形態１が適用されている送電系統の一例を示す構成図である。保護継電器の構成を示す構成図である。短絡事故電流を説明する説明図であり、図３（ａ）は短絡事故直後の短絡事故電流を示す図、図３（ｂ）は対向端側の遮断器が動作したときの短絡事故電流を示す図、図３（ｃ）は自端側および対向端側の遮断器が動作したときの短絡事故電流を示す図である。別の短絡事故電流を説明する説明図であり、図４（ａ）は短絡事故直後の短絡事故電流を示す図、図４（ｂ）は対向端側の遮断器が動作したときの短絡事故電流を示す図である。後備保護部の構成を示す構成図である。事故前後の監視電流を示す図である。条件１を説明するためのベクトル図である。条件２を説明するためのベクトル図である。保護継電器と遮断器の設置の様子を示す図である。

次に、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。

（実施の形態１）
この実施の形態が適用されている送電系統の一例を図１に示す。この送電系統では、電気所が設置されている自端および対向端の間に、２回線の送電線１、２が敷設されている。また、自端側には、送電電圧を測定用に降圧する計器用変圧器（ＶＴ）１１が備えられている。さらに、自端側の互いに隣接する送電線１、２には、送電電流を測定用に小さくする変流器１２Ａ、１２Ｂと、事故等が発生したとき、この事故等を検出する保護継電器１３Ａ、１３Ｂと、保護継電器１３Ａ、１３Ｂの指示により、事故の影響が拡大しないように送電線１、２を遮断する遮断器１４Ａ、１４Ｂとが備えられている。同じように対向端には、計器用変圧器（ＶＴ）２１と、変流器（ＣＴ）２２Ａ、２２Ｂと、保護継電器２３Ａ、２３Ｂと、遮断器２４Ａ、２４Ｂとが備えられている。

この実施の形態では、自端側において送電線１を保護する送電線保護装置が計器用変圧器１１と変流器１２Ａと保護継電器１３Ａと遮断器１４Ａとで構成され、送電線２を保護する送電線保護装置が計器用変圧器１１と変流器１２Ｂと保護継電器１３Ｂと遮断器１４Ｂとで構成されている。同じように対向端において、送電線１を保護する送電線保護装置が計器用変圧器２１と変流器２２Ａと保護継電器２３Ａと遮断器２４Ａとで構成され、送電線２を保護する送電線保護装置が計器用変圧器２１と変流器２２Ｂと保護継電器２３Ｂと遮断器２４Ｂとで構成されている。

自端側の遮断器１４Ａ、１４Ｂは、保護継電器１３Ａ、１３Ｂからの遮断指示であるハイレベルの遮断信号により、それぞれ切（開路）になる。これにより、遮断器１４Ａ、１４Ｂは、自端側で送電線１、２をそれぞれ遮断する。同じように、対向端の遮断器２４Ａ、２４Ｂは保護継電器２３Ａ、２３Ｂからのハイレベルの遮断信号により、対向端で送電線１、２をそれぞれ遮断する。

各送電線保護装置はすべて同じであるので、以下では自端側で送電線１を保護する送電線保護装置について説明し、残りの送電線保護装置の説明を省略する。

自端側に設置されている送電線保護装置の保護継電器１３Ａは、図２に示すように、入力部１３Ａ_１と、主保護部１３Ａ_２と、出力部１３Ａ_３と、後備保護部１３Ａ_４とを備えている。入力部１３Ａ_１は、計器用変圧器１１からの計測電圧と変流器１２Ａからの計測電流とを受け取り、これらのレベルを調整して主保護部１３Ａ_２と後備保護部１３Ａ_４とに出力する。主保護部１３Ａ_２は、送電線１を保護区間とし、自端を基にした、保護区間の０［％］〜約８５［％］の区間で発生した短絡事故等を検出する。そして、主保護部１３Ａ_２は、自端側で発生した事故を検出すると、遮断信号を出力部１３Ａ_３に出力する。出力部１３Ａ_３は、主保護部１３Ａ_２からの遮断信号や、後備保護部１３Ａ_４からの遮断信号を受け取ると、信号のレベル等を調整した遮断信号を遮断器１４Ａに出力する。

後備保護部１３Ａ_４は、保護区間の約８５［％］〜１２０［％］までの区間で、後備保護動作を行う。後備保護部１３Ａ_４は、対向端側で短絡事故等が発生した場合に、対向端側で遮断器が動作したときに、自端側で検出した電流変化を検出し、検出結果を基にして遮断信号を出力する。このために、保護継電器１３Ａは、事故発生前から電流を監視しており、事故発生と共に短時間間隔毎の電流ＩＳ（１）、ＩＳ（２）をその前後で比較して、電流変化を検出している。

ここで、こうした電流変化が発生する様子について説明する。保護継電器１３Ａは、対向端側の事故点で短絡事故等が発生した場合に、対向端側で遮断器が動作したときに、先に述べたように自端側での電流変化を検出する。送電線１および送電線２を並用状態とした送電形態において、送電線１または送電線２に短絡事故が発生すると、
各回線の単位長さ当たりのインピーダンス×事故点距離
を変数とする関数によって、図３（ａ）に示すように、自端側の発電機から供給される例えば事故電流ＩＳＡ（１）、ＩＳＢ（１）は、それぞれの回線に分流する。なお、図３（ａ）では、自端側から事故点に向けて送電線１を流れる事故電流を符号Ａで表し、対向端側から事故点に向けて送電線１を流れる事故電流を符号Ｂで表している。

事故点が対向端から全送電線距離の１５［％］以内の地点つまり自端から全送電線距離の８５％以上の地点である場合、自端側ではこの地点が時限協調時間Ｔ１をもった２段動作範囲になる。なお、図３（ａ）では、値Ｔ０が誤動作を防止するための誤動作防止時間である。この状態のとき、
送電線の単位長さ当たりのインピーダンス：Ｚ
送電線全体の長さ：Ｌ
とすると、
送電線全体の長さ当たりのインピーダンス＝ＺＬ
になる。また、
全体の送電長に対する、自端から事故点までの割合：ｘ
係数：Ｋ
とすると、全電流と事故電流とは、
ΣＩＳ（１）＝Ｋ／（ＺＢ＋ｘ・（２−ｘ）・ＺＬ^２／２・ＺＬ）
ＩＳＡ（１）＝ΣＩＳ（１）・（２−ｘ）／２
となる。なお、ＺＢは自端から発電機までのインピーダンスである。

対向端側の保護継電器２３Ａは、誤動作防止時間Ｔ０で瞬時保護動作をする１段動作範囲内であるので、図３（ｂ）に示すように、この短絡事故を検出し、遮断器２４Ａに遮断信号出力する。これにより、対向端側の遮断器２４Ａは遮断つまり切（開路）になる。この結果、事故回線でない回線（送電線２）には事故電流ＩＳＢ（１）が流れなくなる。このときの事故回線（送電線１）の事故電流ＩＳＡ（２）は、次ぎのようになる。
ΣＩＳ（２）＝ＩＳＡ（２）＝Ｋ／（ＺＢ＋ｘ・ＺＬ）
したがって、
ＩＳＡ（２）／ＩＳＡ（１）＝（２・ＺＢ＋ｘ・（２−ｘ）・ＺＬ）／
（（ＺＢ＋ｘ・ＺＬ）・（２−ｘ））
となる。例えば、
ＺＢ：ＺＬ＝１：３
の割合で想定する。このとき、ｘ＝８５［％］の場合、
ＩＳＡ（２）／ＩＳＡ（１）＝１．２０８２
となる。また、ｘ＝１００［％］の場合、
ＩＳＡ（２）／ＩＳＡ（１）＝１．２５００
となる。つまり、事故点が８５［％］〜１００［％］の範囲である場合、電流変化が１２０［％］〜１２５［％］となり、電流値が増えることになる。このとき、位相は変化しない。

こうして、短絡事故等により電流変化が発生する。なお、通常であれば、図３（ｃ）に示すように、時限協調時間Ｔ１が経過すると、自端側では保護継電器１３Ａが短絡事故を検出して、後備保護部１３Ａ_４が遮断器１４Ａに遮断信号を送る。

自端と対向端とが逆になった場合にも同じようにして、電流変化が発生する。具体的には、図４（ａ）に示すように、短絡の事故点が対向端から全送電線距離の１５［％］以内の地点つまり自端から全送電線距離の８５％以上の地点である場合、全電流と事故電流とは、
ΣＩＳ（１）＝Ｋ／（ＺＢ＋（１ーｘ）・（１＋ｘ）・ＺＬ^２／２・ＺＬ）
ＩＳＢ（１）＝ΣＩＳ（１）・（１−ｘ）／２
となる。

対向端側の保護継電器１３Ａは、１段動作範囲内であるので、この短絡事故を検出し、遮断器１４Ａに遮断信号を出力する。これにより、図４（ｂ）に示すように、対向端側の遮断器１４Ａは遮断つまり切（開路）になる。この結果、対向端側の回線（送電線１）には事故電流ＩＳＡ（１）が流れなくなり、事故回線の事故電流ＩＳＡ（２）は次ぎのようになる。
ΣＩＳ（２）＝ＩＳＢ（２）＝Ｋ／（ＺＢ＋（１＋ｘ）・ＺＬ）
したがって、
ＩＳＡ（２）／ＩＳＡ（１）＝（（１ーｘ）・（１＋ｘ）・ＺＬ＋２・ＺＢ）／
（（ＺＢ＋（１＋ｘ）・ＺＬ）・（１−ｘ））
となる。例えば、
ＺＢ：ＺＬ＝１：３
の割合で想定する。このとき、ｘ＝８５［％］の場合、
ＩＳＢ（２）／ＩＳＢ（１）＝２．８８３０
となる。また、ｘ＝９９［％］の場合、
ＩＳＢ（２）／ＩＳＢ（１）＝２９．５５０９
となる。つまり、事故点が８５［％］〜１００［％］の範囲である場合、電流変化が２８０［％］〜∞［％］となり、電流値が増えることになる。このとき、位相は変化しない。

このように、自端と対向端とが逆になった場合でも、同じようにして電流変化が発生する。

保護継電器１３Ａの後備保護部１３Ａ_４は、こうした初期の事故電流ＩＳ（１）と、対向端遮断器が１段保護動作により遮断した後の事故電流ＩＳ（２）との電流変化を検出し、検出結果を基に１段動作範囲と同じように、つまり瞬時に遮断信号を遮断器１４Ａに出力する。また、後備保護部１３Ａ_４は、自回線の遮断器１４Ａが切（開路）である場合に、試充電するときに、保護区間の８５％以上の地点に短絡事故があっても、１段動作範囲と同じように、つまり瞬時に遮断信号を遮断器１４Ａに出力する。

後備保護部１３Ａ_４は、図５に示すように、リレー要素Ａ１と、Ａ２と、条件確認部Ｂ１、Ｂ２と、相電流検出部Ｃ１と、タイマーＤ１〜Ｄ３と、アンドゲートＥ１〜Ｅ５とを備えている。この構成の中で、リレー要素Ａ１、Ａ２とタイマーＤ１、Ｄ２とアンドゲートＥ１、Ｅ２とは、自区間送電線の約８５％〜１００％地点の短絡保護を行うための基本回路であり、条件確認部Ｂ１、Ｂ２と相電流検出部Ｃ１とタイマーＤ３とアンドゲートＥ３〜Ｅ５とは、必要に応じて時限協調をオフにするための時限短縮回路つまりこの発明に係る回路である。なお、図５では、後備短絡保護１段動作をする部分の記載を省略している。

タイマーＤ１、Ｄ３は誤動作防止用のものであり、タイマーＤ２は時限協調用のものである。なお、時間Ｔ０は後備短絡保護１段動作によるものである。

後備保護部１３Ａ_４のリレー要素Ａ１は、４４ＳＸ２（リアクタンス形短絡距離リレー）である。インピーダンスを実数軸と虚数軸とで表すとき、リレー要素Ａ１である４４ＳＸ２は、実数軸に対して平行な直線から、実数軸までの範囲を動作特性とする。リレー要素Ａ２は４４ＳＭ（モー形短絡距離リレー）である。リレー要素Ａ２である４４ＳＭは、実数軸と虚数軸との交点（原点）を通る円の範囲を動作特性とする。つまり、保護区間の約８５［％］〜１２０［％］までの区間で送電線に事故が発生すると、インピーダンスの変化を基に４４ＳＸ２であるリレー要素Ａ１と４４ＳＭであるリレー要素Ａ２とが事故を検出して、ハイレベルの検出信号を出力する。このとき、リレー要素Ａ１はハイレベルの検出信号を相電流検出部Ｃ１とアンドゲートＥ１に出力し、リレー要素Ａ２はハイレベルの検出信号をタイマーＤ１、Ｄ２とアンドゲートＥ３、Ｅ５とに出力する。

条件確認部Ｂ１は、自端の隣接回線に設けられている遮断器が入（閉路）になっているかどうかを確認する。例えば、自端である電気所では、自回線が送電線１である場合に、送電線１に対する隣接回線が送電線２になる。つまり、隣接回線である送電線２に設けられている遮断器は遮断器１４Ｂになり、条件確認部Ｂ１は、遮断器１４Ｂの入（閉路）を確認する。そして、遮断器１４Ｂが入（閉路）になっている場合に、条件確認部Ｂ１はハイレベルの確認信号を出力し、遮断器１４Ｂが切（開路）になっている場合に、ロウレベルを出力する。

条件確認部Ｂ２は、自端の自回線に設けられている遮断器が切（開路）になっているかどうかを確認する。つまり、自回線が送電線１である場合に、条件確認部Ｂ２は、自回線に設けられている遮断器１４Ａの切（開路）を確認する。そして、遮断器１４Ａが切（開路）になっている場合に、条件確認部Ｂ２はハイレベルの確認信号を出力し、遮断器１４Ａが入（閉路）になっている場合にはロウレベルを出力する。

相電流検出部Ｃ１は、初期の事故電流ＩＳ（１）と対向端遮断器が１段保護動作により遮断した後の事故電流ＩＳ（２）との電流変化の判定を行う。また、相電流検出部Ｃ１は、事故電流ＩＳ（１）と事故電流ＩＳ（２）の位相変化の判定を行う。これらの判定のために、相電流検出部Ｃ１は、Ａ相電流入力とＢ相電流入力とＣ相電流入力とを、電流入力とする。Ａ相電流入力は、リレー要素４４Ｓ１（Ａ相保護）用であり、Ａ相の電流の変化ΔＩＳ１を検出するためのものである。Ｂ相電流入力は、リレー要素４４Ｓ２（Ｂ相保護）用であり、Ｂ相の電流の変化ΔＩＳ２を検出するためのものである。また、Ｃ相電流入力は、リレー要素４４Ｓ３（Ｃ相保護）用であり、Ｃ相の電流の変化ΔＩＳ３を検出するためのものである。Ａ相電流〜Ｃ相電流はベクトル量である。

相電流検出部Ｃ１は、電流変化検出および位相変化検出のスタート条件として、例えば保護継電器１３Ａのリレー要素４４ＳＸ２の動作を利用する。また、相電流検出部Ｃ１は、電流変化の監視時間を所定時間、例えば１００［ｍｓｅｃ］とする。この時間は、短絡事故発生から、対向端側の遮断器が切（開路）となるまでの時間を基にしている。そして、相電流検出部Ｃ１は、リレー要素４４ＳＸ２からハイレベルの動作信号を受信すると、受信直前の電流を電流検出開始時電流とし、電流変化検出および位相変化検出の基準とする。

具体的には、相電流検出部Ｃ１は、図６に示すように、各監視電流演算サイクルＴＳで演算された電流を基にするが、リレー要素Ａ１（４４ＳＸ２）の動作直前つまりリレー要素４４ＳＸ２からハイレベルの動作信号を受信したときを、０番目の監視電流演算サイクルＴＳつまりＴＳ（０）とする。相電流検出部Ｃ１は、監視電流演算サイクルＴＳ（０）での演算結果を、電流検出開始時電流とする。そして、相電流検出部Ｃ１は、事故直前の電流の絶対値を求め、この絶対値を電流検出開始時絶対値電流とする。この電流検出開始時絶対値電流が電流変化検出の際の、電流の基準値である。また、相電流検出部Ｃ１は、電流検出開始時電流から位相を調べ、この位相を電流検出開始時電流位相とする。この電流検出開始時電流位相が位相変化検出の際の、位相の基準値である。

相電流検出部Ｃ１は、各基準値を検出すると、電流変化の判定と位相変化の判定とを行う。

電流変化の判定は条件１を基に行われる。この条件１は、
監視絶対値電流／電流検出開始時絶対値電流＜ΔＩＳ変化倍数整定値
の関係が成り立つときには電流変化なしと判定する。ΔＩＳ変化倍数整定値は、
１．２倍〜２倍程度
の値である。この様子は、先の図６にも示されている。図６の監視電流演算サイクルＴＳ（ｎ）で対向端ＣＢ（遮断器）切になると、この前後で監視電流の絶対値ＡＢ（１）と絶対値ＡＢ（ｎ）とが変化している。この条件１で、各監視電流演算サイクルＴＳで演算された電流がベクトル量の監視電流であり、監視絶対値電流は監視電流の大きさである。逆に、この条件１が成り立たないとき、つまり、
監視絶対値電流／電流検出開始時絶対値電流≧ΔＩＳ変化倍数整定値
の関係が成り立つときには、電流変化ありと判定する。この様子を図７のベクトル図で説明する。電流検出開始時電流の絶対値の円を表す電流検出開始時絶対値円を、ΔＩＳ変化倍数整定値だけ拡大した円が整定円になる。整定円の外側が条件１の判定動作範囲になる。そして、監視電流の絶対値の円を表す監視電流絶対値円が条件１の判定動作範囲に入ると、相電流検出部Ｃ１は電流変化ありと判定する。

一方、位相変化の判定は条件２を基に行われる。この条件２は、
監視電流位相−電流検出開始時電流位相≦ΔＩＳ位相差整定値
の関係が成り立つときには位相変化なしと判定する。ΔＩＳ位相差整定値は、
±１０程度
の値である。逆に、この条件２が成り立たないとき、つまり、
監視電流位相−電流検出開始時電流位相＞ＩＳ位相差整定値
の関係が成り立つときには、位相変化ありと判定する。この様子を図８のベクトル図で説明する。電流検出開始時電流を中心にして、ＩＳ位相差整定値の範囲、つまり、＋δ〜−δの範囲が条件２の判定動作範囲である。そして、電流検出開始時電流の位相が条件２の判定動作範囲にあると、相電流検出部Ｃは位相変化なしと判定する。

この後、相電流検出部Ｃ１は、
条件１：電流変化あり
条件２：位相変化なし
の両方が成り立つときに、ハイレベルの判定信号をアンドゲートＥ３に出力する。

後備保護部１３Ａ_４のタイマーＤ１〜Ｄ３とアンドゲートＥ１〜Ｅ５とは、リレー要素Ａ１と、Ａ２と、条件確認部Ｂ１、Ｂ２と、相電流検出部Ｃ１との出力から遮断信号を出力部１３Ａ_３に出力する。先に述べたように、リレー要素Ａ１、Ａ２とタイマーＤ１、Ｄ２とアンドゲートＥ１、Ｅ２とは、自区間送電線の約８５％〜１００％地点の短絡保護を行うための基本回路である。つまり、対向端側で事故が発生すると、リレー要素Ａ１とリレー要素Ａ２とがハイレベルの検出信号を出力する。アンドゲートＥ１は、リレー要素Ａ１とリレー要素Ａ２からのハイレベルの検出信号を入力とする。このとき、タイマーＤ１は、誤動作防止のために、リレー要素Ａ２からの検出信号を遅延してアンドゲートＥ１に加える。このために、アンドゲートＥ１は、タイマーＤ１の出力する検出信号が入力された時点で、つまり、誤動作防止時間後にハイレベルの検出信号をアンドゲートＥ２に加える。一方、タイマーＤ２は、リレー要素Ａ２からの検出信号を、時限協調時間だけ遅延してアンドゲートＥ２に出力する。このために、アンドゲートＥ２は、タイマーＤ２が出力する検出信号が入力された時点で、ハイレベルの検出信号を遮断信号として出力部１３Ａ_３に出力することになる。

この結果、後備保護部１３Ａ_４では、リレー要素Ａ１とリレー要素Ａ２とが事故発生を表す検出信号を出力すると、タイマーＤ２による時限協調時間だけ遅延して、遮断信号が出力されることになる。

しかし、先に述べたように、後備保護部１３Ａ_４は、発明に係る時限短縮回路、つまり条件確認部Ｂ１、Ｂ２と相電流検出部Ｃ１とタイマーＤ３とアンドゲートＥ３〜Ｅ５とを備えている。対向端側で事故が発生し、リレー要素Ａ１とリレー要素Ａ２とがハイレベルの検出信号を出力する。このとき、リレー要素Ａ２の検出信号がアンドゲートＥ３に加えられ、リレー要素Ａ１の検出信号が相電流検出部Ｃ１に加えられる。リレー要素Ａ１からの検出信号により、相電流検出部Ｃ１が電流変化の判定と位相変化の判定を開始する。この後、相電流検出部Ｃ１は、電流変化ありと位相変化なしと判定すると、つまり、対向端側の遮断器２４Ａが切（開路）になると、ハイレベルの判定信号をアンドゲートＥ３に加える。さらに、条件確認部Ｂ１は、自端の隣接回線に設けられている遮断器１４Ａが入（閉路）になっていることを確認すると、ハイレベルの確認信号をアンドゲートＥ３に加える。

アンドゲートＥ３は、すべての入力がハイレベルであるので、ハイレベルの信号をアンドゲートＥ４の一方の入力に加える。一方、アンドゲートＥ４の他方の入力には、誤動作防止用のタイマーＤ１の出力する検出信号が入力された時点、つまり、タイマーＤ１による誤動作防止時間が経過したときにハイレベルの検出信号が加えられる。これにより、アンドゲートＥ４は、すべての入力がハイレベルになるので、遮断信号を出力部１３Ａ_３に出力する。これは、リレー要素Ａ１とリレー要素Ａ２とが事故発生を表す検出信号を出力すると、タイマーＤ２による時限協調の時間をオフにして、つまり瞬時に遮断信号が出力されることと同じである。

ところで、事故等で停電していた後で試充電をする場合があるが、この場合には遮断器１４Ａが切（開路）になっている。条件確認部Ｂ２は、遮断器１４Ａの切（開路）を確認し、ハイレベルの確認信号をタイマーＤ３に加える。タイマーＤ３は、誤動作防止時間が経過すると、確認信号をアンドゲートＥ５に加える。試充電が行われて、もし対向端側で事故があると、リレー要素Ａ１とリレー要素Ａ２はハイレベルの検出信号を出力する。リレー要素Ａ２からの検出信号は直ちにアンドゲートＥ５に加えられる。一方、アンドゲートＥ１はタイマーＤ１による誤動作防止時間が経過したときに検出信号をアンドゲートＥ５に加える。これにより、アンドゲートＥ５は、誤動作防止時間の経過後に遮断信号を出力する。つまり、タイマーＤ２による時限協調の時間をオフにして、つまり瞬時に遮断信号が出力されることと同じである。

なお、リレー要素Ａ１およびリレー要素Ａ２の少なくとも一方がロウレベルを出力する場合には、ロウレベルの出力が誤動作防止時間の経過後にアンドゲートＥ１を経てアンドゲートＥ２に入力されるか、タイマーＤ２による時限協調時間が経過した後にアンドゲートＥ２に入力される。これにより、アンドゲートＥ２の出力はロウレベルとなり、遮断信号は出力されない。

次に、この実施の形態による送電線保護装置の動作について説明する。保護区間の約８５％〜１００％の区間で短絡事故等が発生すると、対向端の保護継電器２３Ａは１段動作範囲であるので、誤動作防止時間の経過後に、遮断器２４Ａに遮断信号を出力する。これにより、遮断器２４Ａは切（開路）となる。

一方、保護継電器１３Ａについては、この事故は２段動作範囲で発生している。そして、保護継電器１３Ａの後備保護部１３Ａ_４は事故を検出する。このとき、対向端側の遮断器２４Ａが切（開路）になると、後備保護部１３Ａ_４は、遮断器２４Ａの切（開路）前後で送電線１の電流変化と位相変化とを判定する。そして、後備保護部１３Ａ_４は、電流変化のありと、位相変化のなしとを判定すると、誤動作防止時間の経過後に、つまり瞬時に遮断器１４Ａに遮断信号を出力する。これにより、電流変化が遮断される。

ところで、事故等で送電線１が停電していた後で試充電をする場合がある。この場合には、遮断器１４Ａが切（開路）になっている。試充電のために遮断器１４Ａが入（閉路）にされたとき、もし対向端側で事故があると、保護継電器１３Ａの後備保護部１３Ａ_４は、この事故を検出し、誤動作防止時間の経過後に、つまり瞬時に遮断器１４Ａに遮断信号を出力する。

こうして、この実施の形態によれば、短絡事故等の場合に保護対象送電線の後備短絡保護２段範囲の保護に際して、自端側に設けられている遮断器の瞬時保護動作を可能にする。これにより、対向端側で事故が発生した場合に、対向端側の遮断器が切（開路）になったときに電流変化が発生しても、この電流変化を瞬時に遮断することができる。つまり、短絡事故等の場合には時限協調時間をオフにすることができる。また、送電線の試充電をする場合に、対向端側に事故点があるとき、自端側の遮断器の瞬時時限動作を可能にする。つまり、送電線の試充電に際して時限協調時間をオフにすることができる。また、この実施の形態によれば、従来技術であれば対向端の送電線保護装置と自端の送電線保護装置とが通信手段を持ち、お互いに情報交換を行うが、この実施の形態では、そのような通信手段を持たず、自端側でのみ対向端の情報を検知することができる。

（実施の形態２）
先の実施の形態１では、相電流検出部Ｃ１において電流変化検出および位相変化検出のスタート条件として、保護継電器１３Ａのリレー要素４４ＳＸ２の動作を利用したが、この実施の形態では、保護装置が実装しているフェールセーフ要素、リレー要素５１Ｄ、５１ＤＦ（事故電流検出）をスタート条件にする。

これにより、各種のスタート条件が利用されるので、例えばリレー要素Ａ１を使用していない事故検出方式に対して、実施の形態１による送電線保護装置を適用することができる。

１、２送電線
１１、２１計器用変圧器
１２Ａ、１２Ｂ、２２Ａ、２２Ｂ変流器
１３Ａ、１３Ｂ、２３Ａ、２３Ｂ保護継電器
１３Ａ_１入力部
１３Ａ_２主保護部
１３Ａ_３出力部
１３Ａ_４後備保護部
１４Ａ、１４Ｂ、２４Ａ、２４Ｂ遮断器

Claims

自端と対向端との間に敷設されている送電線を保護する送電線保護装置において、
対向端側での保護装置による遮断器の動作を検出した場合に電流変化を検出すると、後備保護の時限協調をオフにして、自端側に設けられている遮断器を動作させる処理手段を備えることを特徴とする送電線保護装置。
前記処理手段は、前記対向端側での遮断器の動作前後での電流を調べ、電流の大きさの変化が第１の設定値以上であり、電流の位相が第２の設定値以下であるときに、前記遮断器が動作したと判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の送電線保護装置。
自端と対向端との間に敷設されている送電線を保護する送電線保護装置において、
自端側の遮断器が切り動作を行っているときに、後備保護の時限協調をオフにして、自端側に設けられている遮断器を、送電線の後備保護をする際に動作させる処理手段を備えることを特徴とする送電線保護装置。