JP2015119609A

JP2015119609A - 保護継電システム

Info

Publication number: JP2015119609A
Application number: JP2013263364A
Authority: JP
Inventors: 良近藤; Makoto Kondo
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2015-06-25

Abstract

【課題】設計段階での保護継電器の整定値計算におけるヒューマンエラーを防ぎ、プラント運用前の試験を省力化できる保護継電システムを提供する。
【解決手段】プラント内に設置された発電機１に設けられ発電機１の仕様を記録したメモリ部２と、メモリ部２の情報を送信する無線送信機３と、保護継電器盤４に設けられ無線送信機３から送信された情報を受信する無線受信機５と、保護継電器盤４に設けられ通常運転時の発電機１の電流値、電圧値を保存するデータベース部７と、無線受信機５で受信した情報、データベース部７からの電流値、電圧値を基に発電機１を保護する保護継電器８の整定値を計算する整定値演算部６とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、プラント内の保護対象機器・経路の状態に応じ、保護継電器の整定を行う保護継電システムに関するものである。

従来の電力プラント内における保護継電器は、プラント内の発電機、変圧器等の主要機器または線路の電流と電圧等を常時計測している。プラント内で地絡や短絡等の電気事故が発生した際には、電流や電圧の値が異常値を示すことを利用して保護継電器は遮断器に開放指令を出し、事故点を選択遮断することで、系統の安定度を維持するとともに、電気事故の広がりを最小限に抑え他系統に事故が広がることを防いでいる。

電力系統に異常が発生した場合、保護継電器はその異常を検出して遮断器などの保護装置に動作指令を出し、事故点を選択的に遮断する。保護継電器を動作させる基準として整定値があるが、気温の変化、負荷の増設などによって電力系統は経時的に変化するため、このような経時的変化に合わせて整定値を適正に変更しなければならない。整定値を経時的変化に合わせて自動的に決定し、これに従って整定値を変更する機能を備えた保護継電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−２７６６４４号公報

従来の電力プラント内における保護継電器は、保護継電器が動作する整定値を設計段階であらかじめ計算しておき、プラント運用前に試験を行う必要があった。このため、仮に整定値に間違いが含まれていた場合、保護継電器が誤動作あるいは動作する必要があるときに動作しないという問題がある。

この発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、保護対象機器である発電機、変圧器等に設けられたメモリ部から発電機、変圧器等の仕様を情報回線を介して読み取り、整定値の自動計算を可能にすることで、設計段階での整定値計算におけるヒューマンエラーを防ぎ、プラント運用前の試験を省力化できる保護継電システムを得ることを目的とする。

この発明に係る保護継電システムは、プラント内に設置された保護対象機器に設けられ保護対象機器の仕様を記録したメモリ部と、メモリの情報を送信する送信機と、保護継電器盤に設けられ送信機から送信された情報を受信する受信機と、保護継電器盤に設けられ保護対象機器を保護する保護継電器と、保護継電器盤に設けられ通常運転時の保護対象機器の電流値、電圧値を記録して保存するデータベース部と、受信機で受信した情報、データベース部からの電流値、電圧値を基に保護継電器の整定値を計算する演算部とを備えたものである。

この発明によれば、保護継電器の整定に必要な保護対象機器の仕様に係る情報を送信する送信機を設け、その送信された仕様情報を受信する受信機からの情報によって保護継電器の整定を行えるように構成したので、設計段階での整定値計算を行う必要がなくなるとともに、試験を省力化できる。また、プラントの通常運転状態での保護対象機器の電流値、電圧値を記録して保存するデータベース部を設けて整定値を計算することで、適宜適切な整定値へと再設定することができる。

この発明の目的、特徴、効果は、以下の実施の形態における詳細な説明および図面の記載からより明らかとなる。

この発明の実施の形態１における保護継電システムを示すブロック図である。この発明の実施の形態２における保護継電システムを示すブロック図である。この発明の実施の形態３における保護継電システムを示すブロック図である。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳述する。なお、各図中、同一符号は、同一又は相当部分を示すものとする。

実施の形態１．
まず、この発明の実施の形態１を図１に基づいて説明する。図１において、プラントの電力系統Ｌに設けられた発電機１の側面には、発電機１の容量、定格電圧等の仕様を記録する例えば不揮発性メモリでなるメモリ部２が設けられている。メモリ部２に記録された仕様情報は無線送信機３を介して保護継電器盤４の側面に取り付けられている無線受信機５に送信される。無線受信機５が受信した発電機１の仕様情報は保護継電器盤４内に設けられている保護継電器８の整定値演算部（演算部）６に送信され、整定値演算部６内にて整定値が自動計算される。
無線送信機３と無線受信機５との間の無線信号は、発電機１の容量、定格電圧、あるいは後述する実施の形態２における変圧器１００の容量、インピーダンス等の保護対象機器の仕様を伝送する信号である。

加えて、電力系統に設けられた計器用変流器９、１０と計器用変圧器１１を介して送られてくる通常運転時の発電機の電流値、電圧値を記録し保存する運転状態保存用のデータベース部７が保護継電器盤４内設けられており、このデータベース部７から通常運転時の電流値、電圧値を整定値演算部６に送信することにより、整定値演算部６において整定値を適宜算出し見直す機能を有する。

次に、実施の形態１の動作を図１を参照しながら説明する。
まず、プラント運用前に発電機１に発電機の定格容量や自身の定格容量を基準としたパーセントインピーダンスや流入、流出する電流値や電圧値等、発電機１を保護する保護継電器８の整定値計算に必要とされる発電機仕様を記録したメモリ部２を取り付ける。このメモリ部２に記録されている発電機仕様情報は、無線送信機３から送信され、保護継電器盤４に取り付けられている無線受信機５に受信させる。

無線受信機５で受信した情報をもとに、整定値演算部６にて整定値の自動演算を行われ、各保護要素がどのような状態になったら作動するかの整定値が計算される。例えば、比率差動継電器という保護要素は、発電機１に流入する電流値と発電機１から流出する電流値の比率が整定値以上の値となった場合に、発電機１の内部で電気事故が生じたと判定し、事故電流が発電機１に流れ込んで発電機１を損傷することを防ぐため、発電機１を電力系
統の電路から切り離す指令を出す。整定値演算部６が整定値を自動で算出するので、保護継電器８の整定を行う必要がないため、設計段階でのヒューマンエラーを防ぐ効果があり、試験を省力化する効果もある。

プラント運用後は、発電機１の主回路に設けられた計器用変流器９、１０から発電機１に流入する電流値と、発電機主回路に取り付けられた計器用変圧器１１から発電機電圧値とを取り込み保存するデータベース部７がある。データベース部７ではプラント通常運転時の発電機１の電流値と電圧値が保存されるとともに、これら電流値と電圧値を整定値演算部６に送信し、整定値演算部６において整定値計算を行わせることで、より適切な整定値に適宜見直し、発電機をより安全に保護することができる。

実施の形態２．
なお、実施の形態１では、図１の保護継電器盤４内部の整定値演算部６は発電機保護を目的とした整定値算出を行っていたが、図２に示すように、整定値演算部６を備えた保護継電器盤４をプラントの電力系統Ｌに設けられた保護対象機器としての変圧器１００の回路に接続することで、保護継電器８の整定値を変圧器用に自動整定することが可能となり、変圧器１００をより安全に保護する効果がある。その他の構成、作用、動作は実施の形態１と同様であるのでその説明は省略する。

実施の形態３．
また、実施の形態１では、整定値演算部６において１台の発電機１について整定値を自動で計算していたが、図３に示すように同じプラント内で稼動している同仕様の２台の発電機１および発電機１２の整定値を各整定値演算部６において自動で計算し、両整定値を整定値比較部２３にて比較している。比較された両整定値に差異があればプラント内に異常が起きていると整定値比較部２３が判定し、アラーム２４を発することで、プラント内で異常が起きていることを関係者に通知させることができる。なお、発電機１の台数は２台に限定されるものではない。その他の構成、作用、動作は実施の形態１と同様であるのでその説明は省略する。

この発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その発明の範囲において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略することが可能である。

１発電機、２メモリ部、３無線送信機、４保護継電器盤、５無線受信機、
６整定値演算部、７データベース部、８保護継電器、２３整定値比較部、１００変圧器。

Claims

プラント内に設置された保護対象機器に設けられ前記保護対象機器の仕様を記録したメモリ部と、前記メモリ部の情報を送信する送信機と、保護継電器盤に設けられ前記送信機から送信された情報を受信する受信機と、前記保護継電器盤に設けられ前記保護対象機器を保護する保護継電器と、前記保護継電器盤に設けられ通常運転時の前記保護対象機器の電流値、電圧値を記録保存するデータベース部と、前記受信機で受信した情報、前記データベース部からの前記電流値、電圧値を基に前記保護継電器の整定値を計算する演算部とを備えたことを特徴とする保護継電システム。
保護対象機器は、発電プラント内に設置された発電機であって、前記発電機を保護する保護継電器の整定値を演算部で計算を行うことを特徴とする請求項１に記載の保護継電システム。
保護対象機器は、発電プラント内に設置された変圧器であって、前記変圧器を保護する保護継電器の整定値を演算部で計算を行うことを特徴とする請求項１に記載の保護継電システム。
プラント内で稼動している同仕様の複数台の保護対象機器について、各保護継電器の整定値を各演算部で計算し、前記演算部からの各整定値を比較する比較部を設け、前記比較部での比較結果に基づき前記保護対象機器の異常を検出することを特徴とする請求項１に記載の保護継電システム。