JP2013093963A - Distribution automation system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、短絡事故などが発生した場合に、自動的に事故区間を特定して開閉器の開閉などを行う配電自動化システムに関する。 The present invention relates to a power distribution automation system that automatically specifies an accident section and opens / closes a switch when a short circuit accident occurs.
配電線において短絡事故などが発生した場合に、配電自動化システム(短絡継電器)によって自動的に事故区間を特定して開閉器を開閉制御などすることによって、事故の影響を最小限に抑えることが行われている。ところで、配電系統は、延長されたり変更されたりする場合があり、恒長が長い場所や系統変更された場所に対して、既設・既存の短絡継電器、配電自動化システムでは、末端保護(2φS・二相短絡事故に対する保護)ができない場合が生じる。 When a short-circuit accident occurs in a distribution line, the impact of the accident can be minimized by automatically identifying the fault section and controlling the switch with a distribution automation system (short-circuit relay). It has been broken. By the way, the power distribution system may be extended or changed, and in the existing / existing short-circuit relay and power distribution automation system, the end protection (2φS Protection against phase short-circuit accidents) may not be possible.
このため、事故電流を遮断可能なリクローザーを設け、このリクローザーに続いて負荷電流のみ遮断可能な常閉開閉器を介して配電線を複数区間に区分する技術(例えば、特許文献1参照。)や、短絡電流の位相差を検出することで、末端保護を検出する技術(例えば、特許文献2参照。)が知られている
For this reason, the recloser which can interrupt | block an accident electric current is provided, and the technique which divides a distribution line into several sections through the normally closed switch which can interrupt | block only a load current following this recloser (for example, refer
ところで、特許文献1の技術では、リクローザーと開閉器とにより事故区間を特定して事故復旧するものであり、配電自動化システム、短絡継電器の保護区間外である末端を保護するのには、有効ではない。しかも、リクローザーを配置しなければならず、特に、多くの配電線が配設される多回線系統では、多大な費用を要する。同様に、特許文献2の技術では、保護継電器とは別に、位相差を検出する機能・装置を備える必要があり、多大な費用を要する。
By the way, in the technology of
そこでこの発明は、簡易な構成で安価に、末端を保護することが可能な配電自動化システムを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a power distribution automation system capable of protecting the end with a simple configuration at low cost.
前記課題を解決するために、請求項1の発明は、所定の保護区間の配電線を監視してトリップ信号出力などの動作を行う保護継電器と、配電線に配設され配設位置での電流を計測する機能を有する複数の区分開閉器と、を備えた配電自動化システムにおいて、定期的に前記各区分開閉器による電流値を監視し、配電線の基端側に最も近い区分開閉器から未定の区分開閉器までの電流値が、予め設定された末端事故電流値だけ変化し、前記未定の区分開閉器より末端側の区分開閉器において前記末端事故電流値だけの電流変化がない場合であって、かつ、前記保護継電器が動作していない場合に、前記未定の区分開閉器を遮断させる末端保護手段を備える、ことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of
例えば、配電線の基端側(変電所側)から末端側にわたって順に、区分開閉器1〜5が配設されているとする。そして、区分開閉器1から区分開閉器3までの電流値が末端事故電流値だけ変化し、区分開閉器3より末端側の区分開閉器、つまり区分開閉器4、5において末端事故電流値だけの電流変化がない事態が生じたとする。この場合、区分開閉器3、4の間の配電線で短絡事故などが発生したと判断され、かつ、保護継電器が動作していない場合、つまり、短絡事故などの発生箇所が保護継電器による保護区間外(末端)の場合に、末端保護手段によって区分開閉器3が遮断される。
For example, it is assumed that the
請求項1の発明によれば、配電系統の延長や変更によって既設の(元の)配電自動化システム・保護継電器で保護しきれない配電線の末端が存在し、この末端で短絡事故などが発生したとしても、この事故箇所に最も近い基端側の区分開閉器が遮断さるため、末端を保護することができる。しかも、区分開閉器に備わっている電流計測機能を利用して、遮断の要否を判断し、区分開閉器を遮断するだけの簡易な構成である。つまり、既設の配電自動化システムに末端保護手段を加えるだけで、安価に・低コストで本配電自動化システムを構築することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, there is an end of the distribution line that cannot be protected by the existing (original) distribution automation system / protection relay due to extension or change of the distribution system, and a short circuit accident or the like has occurred at this end. However, since the section switch on the base end side closest to the accident location is shut off, the end can be protected. In addition, the current measurement function provided in the segment switch is used to determine whether or not the segment switch is necessary, and the segment switch is simply segmented. That is, it is possible to construct the distribution automation system at low cost and at low cost simply by adding a terminal protection means to the existing distribution automation system.
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。 The present invention will be described below based on the illustrated embodiments.
図1は、この発明の実施の形態に係る配電自動化システム1を示す概略構成図である。この配電自動化システム1は、短絡事故などが発生した場合に、自動的に事故区間を特定して開閉器の開閉などを行うシステムであり、主として、短絡リレー(過電流リレー)2などの保護継電器と、複数の区分開閉器DM1〜DMn(nは整数)と、制御装置(末端保護手段)3とを備えている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a
ここで、配電自動化システム1は、後述する末端保護機能を除いて、従来の配電自動化システムと同等のシステムである。つまり、従来の配電自動化システムに末端保護機能を備えたものである。また、この実施の形態では、配電線100の基端側(変電所101側)から後述する第3の区分開閉器DM3までが、従来の配電自動化システム(短絡リレー2)で保護される通常保護区間であり、第3の区分開閉器DM3から末端側が従来の配電自動化システムで保護されず、末端保護機能で保護される末端保護区間となっている。すなわち、第3の区分開閉器DM3までが当初の保護対象区間であり、第3の区分開閉器DM3から末端側は、配電系統の延長や変更により追加された区間とする。
Here, the
短絡リレー2は、所定の保護区間、つまり通常保護区間の配電線を監視してトリップ信号出力などの動作を行う、デジタル型の継電器である。すなわち、配電線100には変流器が設けられ、この変流器の測定結果に基づいて配電線100への過電流(短絡事故)を検出し、トリップ信号などを出力する。そして、このトリップ信号を受けて、遮断器102などが動作するようになっている。
The short-
また、配電系統には、短絡リレー2の他に、地絡選択リレー(10G)や地絡過電圧リレー(OVG)、不足電圧リレー(UV)、方向地絡リレー(DG)などの継電器が、必要に応じて設置されている。
In addition to the short-
区分開閉器DM1〜DMnは、配電線100に配設され、配設位置での電流を計測する機能を有する開閉器である。すなわち、各区分開閉器DM1〜DMnには変流器が設けられ、変流器による測定結果(電流値)や後述する動作が、リアルタイムに制御装置3に伝送されるようになっている。また、制御装置3からの制御指令に従って、各区分開閉器DM1〜DMnが開閉するようになっている。
The division switches DM <b> 1 to DMn are switches that are disposed on the
そして、配電線100の変電所101側から末端側にわたって順に、区分開閉器DM1〜DMnが配設されている。これにより、変電所101側から第1の区分開閉器DM1までが第1の区間、第1の区分開閉器DM1から第2の区分開閉器DM2までが第2の区間、第2の区分開閉器DM2から第3の区分開閉器DM3までが第3の区間、第3の区分開閉器DM3から第4の区分開閉器DM4までが第4の区間、第4の区分開閉器DM4から第5の区分開閉器DM5(図示せず)までが第5の区間、などとなっている。
And division switch DM1-DMn is arrange | positioned in order from the
制御装置3は、定期的に各区分開閉器DM1〜DMnによる電流値を監視し、第1の区分開閉器DM1から未定のある区分開閉器までの電流値が、予め設定された末端事故電流値だけ変化し、このある区分開閉器より末端側の区分開閉器において末端事故電流値だけの電流変化がない場合であって、かつ、短絡リレー2などが動作していない場合に、このある区分開閉器を遮断させる、という末端保護機能を有する装置である。
The control device 3 periodically monitors the current values from the respective division switches DM1 to DMn, and the current value from the first division switch DM1 to an undetermined division switch is a preset terminal fault current value. If there is no current change of the terminal fault current value in the terminal switch on the end side of this certain section switch, and this
すなわち、通常、負荷電流は、末端側に行くほど減少するため、各区分開閉器DM1〜DMnでの電流値が同じになることはない。また、末端保護区間を保護するという末端保護機能のみを考慮すると、事故電流(2φS・二相短絡電流)が小さいところでも保護が可能となる。つまり、事故電流と負荷電流と短絡リレー2の整定値とは、次の関係を有する。
That is, since the load current usually decreases toward the end side, the current values in the respective division switches DM1 to DMn do not become the same. Further, when considering only the end protection function of protecting the end protection section, protection is possible even when the accident current (2φS · two-phase short-circuit current) is small. That is, the accident current, the load current, and the set value of the short-
事故電流<負荷電流<配電線整定値 Accident current <Load current <Distribution line setting value
一方、末端保護区間で事故が生じた場合、電源側(変電所101側)から事故点までは、同等の事故電流(2φS・二相短絡電流)が流れ、事故点から末端には電流が流れない。つまり、事故が生じた場合、変電所101側から事故点までの区分開閉器DM1〜DMnでは、事故電流が計測され、事故点から末端までの区分開閉器DM1〜DMnでは、事故電流が計測されないことになり、これにより、事故区間を判定するものである。
On the other hand, when an accident occurs in the terminal protection section, an equivalent accident current (2φS, two-phase short-circuit current) flows from the power supply side (
そこで、末端で短絡事故などが発生した場合の事故電流(末端事故電流値)を予め算出し、この算出結果に負荷インピーダンスなどを考慮して整定値を設定し、この整定値で各区分開閉器DM1〜DMnが動作するようになっている。ここで、整定値は、系統変更ごとに設定され、最小短絡電流(末端事故電流値)よりも小さい値に設定されている。そして、例えば1秒のサンプリング周期で、上記のような判断を行って、要件を満たす場合には、該当する区分開閉器DM1〜DMnに遮断指令を伝送するものである。 Therefore, an accident current (terminal accident current value) when a short-circuit accident occurs at the terminal is calculated in advance, and a settling value is set in consideration of the load impedance etc. in this calculation result. DM1 to DMn operate. Here, the set value is set every time the system is changed, and is set to a value smaller than the minimum short-circuit current (terminal fault current value). For example, when the above-mentioned determination is made at a sampling period of 1 second and the requirement is satisfied, a cutoff command is transmitted to the corresponding division switches DM1 to DMn.
さらに、誤動作・誤判断を防止するために、全区分開閉器DM1〜DMnで電流値が急変(急増、急減)しているか否か(フェールセーフ)を判断する。一方、末端保護機能は、末端保護区間を保護するためのみであり、通常保護区間については、配電自動化システム1・短絡リレー2の通常・従前の機能によって保護される。このため、上記の要件を満たす場合であっても、短絡リレー2などが動作している場合には、末端保護機能によっては区分開閉器DM1〜DMnを遮断しない。
Further, in order to prevent malfunction and misjudgment, it is determined whether or not the current value has suddenly changed (rapid increase or decrease) in all the division switches DM1 to DMn (fail safe). On the other hand, the end protection function is only for protecting the end protection section, and the normal protection section is protected by the normal / previous functions of the power
このような制御装置3は、図2に示すようなタイミング・時限で判断、制御処理を行う。まず、この実施の形態では、1秒のサンプリング周期で上記のように、次の要件を満たすか否かを監視・チェックする。すなわち、 Such a control device 3 performs determination and control processing at the timing and time limit as shown in FIG. First, in this embodiment, whether or not the following requirement is satisfied is monitored and checked at a sampling period of 1 second as described above. That is,
要件C1:事故点から末端側のすべての区分開閉器DM1〜DMnが動作していない。 Requirement C1: All the division switches DM1 to DMn on the terminal side from the accident point are not operating.
要件C2:全区分開閉器DM1〜DMnの電流値が急変している(ΔI=0.5A程度)。 Requirement C2: Current values of all the division switches DM1 to DMn are changing suddenly (ΔI = about 0.5 A).
要件C3:事故点から変電所101側のすべての区分開閉器DM1〜DMnが動作している。
Requirement C3: All the division switches DM1 to DMn on the
要件C4:短絡リレー2などが動作していない。
Requirement C4: The short-
という要件C1〜C4をすべて満たすか否かを判断する。 It is determined whether or not all the requirements C1 to C4 are satisfied.
そして、要件を満たす場合には、該当する区分開閉器DM1〜DMnに対して、時限後(例えば2秒後)に遮断指令を伝送する。これにより、事故発生から約3秒後に該当の区分開閉器DM1〜DMnが遮断・トリップするものである。ここで、該当する区分開閉器DM1〜DMnとは、事故点に最も近い変電所101側の区分開閉器DM1〜DMnであり、要件C3において、動作している区分開閉器DM1〜DMnのうちで最も末端側の区分開閉器DM1〜DMnである。
And when satisfy | filling a requirement, interruption | blocking instruction | command is transmitted after time limit (for example, 2 second later) with respect to applicable division switch DM1-DMn. As a result, the corresponding division switches DM1 to DMn are cut off and tripped about 3 seconds after the occurrence of the accident. Here, the corresponding division switches DM1 to DMn are the division switches DM1 to DMn on the side of the
次に、このような構成の配電自動化システム1の作用などについて説明する。ここで、図1に示すように、短絡リレー2の整定値が600A−5A、末端事故電流値が390A、各区分開閉器DM1〜DMnの整定値が380A、変電所101側の最大負荷電流が400A、末端側の最大負荷電流が100Aとする。
Next, the operation of the power
まず、制御装置3において、上記のように1秒のサンプリング周期で、各区分開閉器DM1〜DMnの動作や電流値などが監視される。そして、末端保護区間である第4の区間で事故が発生した場合、図1、3に示すように、第1の区分開閉器DM1〜第3の区分開閉器DM3が動作し(要件C3)、第4の区分開閉器DM4以降は不動作(要件C1)となる。また、全区分開閉器DM1〜DMnにおいて電流値が急変し(要件C2)、さらに、短絡リレー2などは不動作となる(要件C4)。つまり、上記の全要件C1〜C4を満たした状態となり、制御装置3によって第3の区分開閉器DM3に対して、時限後に遮断指令が伝送され、第3の区分開閉器DM3が遮断・トリップされる。これにより、末端が保護される(第3の区分開閉器DM3から変電所101側の配電線100が保護される)ものである。
First, in the control device 3, the operation and current value of each of the division switches DM1 to DMn are monitored at a sampling period of 1 second as described above. And when an accident occurs in the 4th section which is an end protection section, as shown in
同様に、末端保護区間である第5の区間で事故が発生した場合、図3に示すように、第1の区分開閉器DM1〜第4の区分開閉器DM4が動作し(要件C3)、第5の区分開閉器DM5以降は不動作(要件C1)となる。また、全区分開閉器DM1〜DMnにおいて電流値が急変し(要件C2)、さらに、短絡リレー2などは不動作となる(要件C4)。つまり、上記の全要件C1〜C4を満たした状態となり、制御装置3によって第4の区分開閉器DM4が遮断・トリップされ、末端が保護される。
Similarly, when an accident occurs in the fifth section which is the end protection section, as shown in FIG. 3, the first section switch DM1 to the fourth section switch DM4 operate (requirement C3), After the section switch DM5 of No. 5, it becomes inoperative (requirement C1). Further, the current value suddenly changes in all the division switches DM1 to DMn (requirement C2), and further, the
一方、通常保護区間で事故が発生した場合、例えば、第3の区間で事故が発生した場合、図3に示すように、第1の区分開閉器DM1と第2の区分開閉器DM2とが動作する。しかし、末端保護機能による保護対象外であり、配電自動化システム1・短絡リレー2の通常・従前の機能によって保護されるため、上記のような区分開閉器DM1〜DMnの遮断は行われない。
On the other hand, when an accident occurs in the normal protection section, for example, when an accident occurs in the third section, as shown in FIG. 3, the first section switch DM1 and the second section switch DM2 operate. To do. However, since it is not protected by the end protection function and is protected by the normal / previous functions of the
また、図3に示すように、負荷電流によって第1の区分開閉器DM1と第2の区分開閉器DM2とが動作した場合であっても、第3の区分開閉器DM3が不動作で末端保護機能による保護対象外であり、しかも、全区分開閉器DM1〜DMnでの電流値が急変していないため、上記のような区分開閉器DM1〜DMnの遮断は行われないものである。 Further, as shown in FIG. 3, even when the first segment switch DM1 and the second segment switch DM2 are operated by the load current, the third segment switch DM3 is inoperative and the end protection is performed. Since the current values in all the division switches DM1 to DMn are not suddenly changed, the division switches DM1 to DMn are not cut off as described above.
以上のように、この配電自動化システム1によれば、配電系統の延長や変更によって既設の(元の)配電自動化システム・保護リレーで保護しきれない配電線100の末端が存在し、この末端で短絡事故などが発生したとしても、この事故箇所に最も近い基端側の区分開閉器DM1〜DMnが遮断さるため、この区分開閉器DM1〜DMnから変電所101側の配電線100を保護することができる。つまり、短絡リレー2などに対するバックアップが可能となる。
As described above, according to this
しかも、区分開閉器DM1〜DMnに備わっている電流計測機能を利用して、遮断の要否を判断し、区分開閉器DM1〜DMnを遮断するだけの簡易な構成である。つまり、既設の配電自動化システム1に、制御装置3の上記のような判断要素・プログラムを追加するだけで、安価に・低コストで本配電自動化システム1を構築することが可能となる。
In addition, the current measuring function provided in the section switches DM1 to DMn is used to determine whether or not the section switches are necessary, and the section switches DM1 to DMn are simply disconnected. In other words, the
また、リクローザーなどの過電流保護装置を別途設置する必要がないため、費用を大きく削減することができる。しかも、リクローザーなどを設置した場合、リクローザー以降の配電線に対して電流を再送して事故点・事故区間を特定する必要があるが、この配電自動化システム1によれば、このような再試送が不要なため、迅速な保護、復旧が可能となる。さらに、各区分開閉器DM1〜DMnに対する整定値を拡大設定することで、電力系統の変更や延長などに対して柔軟に対応することが可能となる。 Moreover, since it is not necessary to separately install an overcurrent protection device such as a recloser, the cost can be greatly reduced. In addition, when a recloser or the like is installed, it is necessary to re-send the current to the distribution lines after the recloser to identify the accident point / accident section. Since no transmission is required, quick protection and recovery are possible. Furthermore, it becomes possible to respond flexibly to changes or extensions of the power system by setting the set values for the respective division switches DM1 to DMn in an enlarged manner.
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、監視周期を1秒、遮断時限を2秒としているが、電力系統や短絡リレー2の動作などに応じて、確実、安全に末端を保護できる時間に設定すればよい。また、制御装置3による判断、制御(末端保護手段)を他の装置、システムに備えてもよい。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the specific configuration is not limited to the above embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention, Included in the invention. For example, in the above embodiment, the monitoring cycle is set to 1 second and the cutoff time is set to 2 seconds. However, according to the operation of the power system and the short-
1 配電自動化システム
2 短絡リレー(保護継電器)
3 制御装置(末端保護手段)
DM1〜DM4 区分開閉器
100 配電線
1 Power
3 Control device (terminal protection means)
DM1 to
Claims (1)
定期的に前記各区分開閉器による電流値を監視し、配電線の基端側に最も近い区分開閉器から未定の区分開閉器までの電流値が、予め設定された末端事故電流値だけ変化し、前記未定の区分開閉器より末端側の区分開閉器において前記末端事故電流値だけの電流変化がない場合であって、かつ、前記保護継電器が動作していない場合に、前記未定の区分開閉器を遮断させる末端保護手段を備える、ことを特徴とする配電自動化システム。
A protective relay that monitors the distribution line in a predetermined protection section and performs an operation such as trip signal output, and a plurality of division switches that are disposed on the distribution line and have a function of measuring a current at the installation position. In the distribution automation system
Regularly monitor the current value of each section switch, and the current value from the section switch closest to the base end of the distribution line to the undetermined section switch changes by the preset terminal fault current value. In the case where there is no current change corresponding to the terminal fault current value in the terminal switch on the end side of the undetermined section switch, and the protective relay is not operating, the undetermined section switch A distribution automation system comprising terminal protection means for shutting off the power.
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
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CN105024360A (en) * | 2015-09-02 | 2015-11-04 | 国网上海市电力公司 | Distribution network switching station relay protection operation optimization method |
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2011
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CN105024360A (en) * | 2015-09-02 | 2015-11-04 | 国网上海市电力公司 | Distribution network switching station relay protection operation optimization method |
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