JP2607500B2 - スポツトネツトワーク受変電保護装置 - Google Patents

スポツトネツトワーク受変電保護装置

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JP2607500B2
JP2607500B2 JP62028260A JP2826087A JP2607500B2 JP 2607500 B2 JP2607500 B2 JP 2607500B2 JP 62028260 A JP62028260 A JP 62028260A JP 2826087 A JP2826087 A JP 2826087A JP 2607500 B2 JP2607500 B2 JP 2607500B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スポットネットワーク受変電設備の保護装
置に係り、スポットネットワーク受変電設備と発電機設
備の並列運転時の短絡事故による受電系統での被害を防
止した受変電保護装置に関する。
〔従来の技術〕
一般にスポットネットワーク受変電保護装置は、電力
供給の信頼性が非常に高く、ビル用受変電設備として多
く採用されている。従来スポットネットワーク受変電保
護装置は、特開昭57−68624号公報に示されているよう
に、三相の電源母線と負荷例えばエレベータと接続して
いる共通母線との間に複数の分岐母線を接続し、各分岐
母線にネットワーク変圧器とプロテクタ遮断器及び変流
器を接続している。変流器は例えば電源母線のA電源母
線で短絡事故を生ずると、健全なB電源母線−B分岐母
線−共通母線−A分岐母線を介して短絡事故点に短絡電
流が流れ、短絡電流はA分岐母線では共通母線側から電
源母線に流れる逆方向電流となり、この電流を変流器で
検出する。
検出電流でネットワーク継電器を動作して、プロテク
タ遮断器をトリップし、スポットネットワーク受変電設
備を保護しており、この構成を称して、スポットネット
ワークプロテクタと総称している。
このスポットネットワーク受変電設備は、何らかの事
故で電源母線から電力供給が停止する非常時を配慮し、
非常時の対応として受電系統が全停電の場合のみ非常用
設備へ電力を供給する目的で、非常用発電機を共通母線
の一方側に接続していた。
近年、コージェネレーションは、ガスタービン,ガス
エンジン等により発電を行う一方、その排熱を利用して
給湯などの熱供給を行うシステムで、省エネルギーシス
テムとしての適用が拡大される。
一方、中,大規模ビルにおいても採用されてきている
コージェネレーションは、設備の効率的利用から連続的
または一時的に電力会社からの受電系統と連系する必要
がある。
ビル受変電設備では、前述の理由によりスポットネッ
トワーク受変電設備が多く採用されるが、コージェネレ
ーションの設備により、スポットネットワーク受変電設
備と自家発電機の並列運転が要求されてきた。
スポットネットワークプロテクタは、上述の如くネッ
トワーク変圧器の1次側の電源母線で事故が発生した場
合、事故点を分離し、残る健全回線による配電を継続す
るため、各ネットワーク変圧器バンクに逆電力遮断機能
を有している。即ち、事故回線につながるネットワーク
変圧器に流れる電流が、健全回線につながるネットワー
ク変圧器からネットワーク分岐母線を介して逆方向とな
ることを検出し、ネットワークプロテクタが動作をし、
事故点を分離している。
従来から負荷側に発電機等がなくとも、エレベータの
回生電力により逆電力を通流するケースがあった。これ
は、エレベータが全負荷降下運転や無負荷上昇運転を行
う場合、全負荷上昇に要する出力とほぼ同程度の電力を
電源側へ送りだすために発生するもので、受変電設備に
おいて使用している負荷が大きい場合は、受電々力とエ
レベータからの回生電力が相殺され、ネットワークプロ
テクタに影響を与えないが、夜間などの負荷が小さくな
った場合には回生電力の方が大きくなり、電源側へ送電
するケースがある。
このため、ネットワークプロテクタが全回線とも逆電
力として動作をし、遮断し全停電となってしまうため、
全バンクとも逆電力が発生した場合は、エレベータによ
る回生電力と判断し、ネットワークプロテクタをロック
し、誤動作を防止している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、コージェネレーションなどの自家発電
機がネットワーク受変電設備と並列運転した場合、ネッ
トワーク変圧器1次の電源母線で短絡事故が発生する
と、発電機から電源母線に逆方向電流が流れて、全ネッ
トワーク変圧器及び全分岐母線とも逆電力というケース
が発生し、前述のようにエレベータの回生電力としてネ
ットワークプロテクタ遮断器をロックしてしまうため、
ネットワーク受電側系統の正常な保護機能を阻害するば
かりか、また自家発電機からの短絡電流を長時間放置す
ることにより、ネットワーク変圧器を含む分岐母線,電
源母線等の熱容量を超過し破損,停電してしまう。
本発明の目的は、受電系統の保護機能を正常化し、か
つネットワーク側の各母線での熱破損による停電を阻止
したスポットネットワーク受変電保護装置を提供するこ
とにある。
〔問題点を解決するための手段〕
この目的を達成するために、本発明のスポットネット
ワーク受変電保護装置は、受電系統での短絡事故で動作
するリレーにより遮断する遮断器を設けることにある。
〔作用〕 自家発電側系統から受電側系統に流れる短絡電流を遮
断器で遮断できるので、受電系統側の保護機能を正常化
し、スポットネットワーク系統での停電を防止すること
が出来るようになった。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を第1図,第2図に示すスポッ
トネットワーク受電装置の系統図により説明する。系統
図は受電側系統と自家発電側系統とにより構成されてい
る。
受電側系統は次のように構成されている。
電源用変圧器1の2次側の電源母線2は複数の電源母
線2A,2B,2Cを接続している。各電源母線2には変流器5
および電源側遮断器6を接続している。変流器5は電源
母線2に流れる短絡電流を検出し、検出電流で短絡継電
器7を動作して、電源側遮断器6をトリップする。
各電源母線2A〜2Cに接続した受電母線である分岐母線
3A〜3Cは、1次断路器8,ネットワーク変圧器9,プロテク
タ遮断器10を順次接続し、末端が共通母線4に接続して
いる。
ネットワーク変圧器9とプロテクタ遮断器10との間の
分岐母線3A〜3Cの各相には、計器用変圧器11および変流
器12を接続している。
変流器12の2次側はリレー100である短絡継電器13,ネ
ットワーク継電器14,電圧抑制付過電流継電器15を接続
している。これらの継電器13,14,15はプロテクタ遮断器
10に接続している。
共通母線4、4Aは複数の負荷配電用遮断器16例えばテ
イクオフ遮断器を接続すると共に、共通母線4Aの一端側
に自家発電機側系統を接続している。
自家発電機側系統は発電機17と発電機用遮断器18を接
続していると共に、共通母線4に複数のテイクオフ遮断
器を接続している。
自家発電機側系統と受電側系統との間の各共通母線4,
4Aには連絡用遮断器21,計器用変圧器20,変流器22を接続
している。
計器用変圧器20および変流器22の2次側は短絡方向継
電器23に接続している。短絡方向継電器23は発電機側か
ら電源母線側に流れる短絡電流により動作をして、連絡
用遮断器21をトリップする働きをする。また短絡方向継
電器に代えて距離継電器を使用してもよい。
次に第1図によりスポットネットワーク受変電保護回
路の作用について説明する。
第1図において発電機17は常用運転される。連絡用遮
断器21を開放し、発電機17を停止すれば、共通母線4Aに
接続された負荷への給電が停止してしまう。最近の負荷
設備は無瞬断を要求され、一時の停電も許さない設備が
多い。
そこで、連絡用遮断器21を常時閉路し、受電設備と発
電機設備の所謂並列運転をすることにより、発電機17が
停止しても共通母線4Aにネットワーク受電設備から電力
を供給されるために、負荷は停止することなく、信頼性
高い電力を供給することができる。
一方、負荷電流が小さい場合、第2図においてエレベ
ータ25が全負荷下降運転や無負荷上昇運転を行った場
合、エレベータ25から各分岐母線3A〜3C側にエレベータ
の回生電力による電流i1が流れる。
スポットネットワーク受変電設備では、周知のように
逆電力が発生した場合にプロテクタ遮断器10を遮断する
機能を有しているが、エレベータ25からの回生電力で全
回線逆電力となった場合、全回線のネットワーク継電器
14が逆電力により動作をし、エレベータからの回生電力
があったものと判定し、プロテクタ遮断器10A〜Cはト
リップしないようにしている。
次に電源母線2の1つであるA電源母線2Aのバツ印個
所で短絡事故30が発生した場合、電源用変圧器1から短
絡事故30に向かって短絡電流iSつまり所定条件を外れた
時に電流が流れると同時に、発電機17から各分岐母線3A
〜3Cを介して電源母線2A〜2Cに短絡電源i2,i3が矢印方
向に流れる。
短絡電流iSによって短絡継電器7が動作をし、電源側
遮断器6をトリップする。
短絡電流i2は変流器22で検出し、この検出電流で短絡
方向継電器23が動作をし、連絡用遮断器21をトリップす
る。即ち、通常電流と短絡電流i2とを区別するために
は、検出電流の電流要素と系統からの電圧を計器用変圧
器20で検出した電圧要素とから短絡方向継電器23を動作
させて連絡用遮断器21を開放する。
この結果、分岐母線3A〜3Cの受電側系統に短絡電流i2
が流れなくなり、受電側系統の保護機能が正常化出来
る。例えば短絡電流i3は電源変圧器1から電源母線2B
(2C)−B分岐母線3B(3C)−共通母線4−分岐母線3A
−短絡事故30に流れ、A分岐母線3Aのみ逆方向電流とな
るため、ネットワーク継電器14が動作をし、A分岐母線
3Aにあるプロテクタ遮断器10をトリップする。この結
果、発電機17は停止すること無く、発電機側の共通母線
4Aに接続された負荷と共通母線4に接続された負荷も停
電すること無く、電力を供給し続けることができるの
で、負荷で停電しないばかりでなく、また母線やプロテ
クタ遮断器は熱的に破損することなく、安全なスポット
ネットワーク設備を提供することができる。
更に、短絡方向継電器,距離継電器等の継電器を使用
すると、特に自家発電機の供給電力が受電側系統の消費
電力より多い時には、逆電流となって受電系統に流れて
も、継電器のインピーダンスが一定値でないと動作しな
いので、連絡用遮断器21は遮断しない利点がある。
更に本発明では、電力抑制付過電流継電器15を設け
て、次のような保護を図っている。
即ち、連絡用遮断器21が所定の時間に遮断しない場
合、後備保護を考えプロテクタ遮断器10をトリップし
て、受電側系統の各分岐母線3A〜3Cへの短絡電流i3の流
れを阻止することが必要になる。
第1図に示すように電圧抑制付過電流継電器15を設け
て保護することで、目的が達成される。電圧抑制付過電
流継電器15の特性は、周知のように電圧が低くなったと
き小さい電流で動作をし、正常の電圧では大きな電流で
なければ動作をしないので、電源母線で短絡事故が発生
した場合、系統の電圧が低下する。
このため、発電機17から流れる短絡電流例えばi2があ
る程度小さくても、電圧抑制付過電流継電器15は動作を
する。又、発電機17からの短絡電流i2が流れるため、ネ
ットワーク継電器14が動作をする。ネットワーク継電器
14と、電圧抑制付過電流継電器15が両方共動作をした場
合の条件により、遮断器21をトリップする。
一方、エレベータ25から回生電力が発生し電流i1が流
れた場合、ネットワーク継電器14は動作をするが、回生
電力発生時には、系統の電圧は低下することがなく、電
圧抑制付過電流継電器15は大きな電流でないと動作をし
ないから、エレベータ25からの回生電力では動作をする
ことがなく、プロテクタ遮断器10はトリップしない。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明によれば、受電系統の短絡電流
でリレーを動作させ、連絡用遮断器を開放し、自家発電
系統から受電系統に流れる短絡電流を遮断し、受電系統
側の保護機能を正常化することにより、スポットネット
ワーク系統での停電を防止することが出来るようになっ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例であるスポットネットワーク受
変電保護装置の回路図である。第2図は第1図の作用を
説明する概略説明図である。 2……電源母線、3……分岐母線、9……ネットワーク
変圧器、10……プロテクタ遮断器、12,22……変流器、1
3……短絡継電器、14……ネットワーク継電器、15……
電圧抑制付過電流継電器、21……連絡用遮断器、22……
変流器。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一端を電源母線に他端を複数の負荷を有す
    る共通母線に接続した複数の受電母線と、複数の受電母
    線毎に設けたネツトワーク変圧器と、受電母線での逆電
    力で動作するネツトワーク継電器の動作信号で遮断する
    プロテクタ遮断器とを備えた受電系統と、発電機と発電
    機を入切する発電機用遮断器を共通母線に接続した発電
    系統と、受電系統と発電系統との間の共通母線に接続し
    た発電機から受電系統側への逆電力で動作する継電器の
    動作信号で遮断する連絡用遮断器と、を具備したことを
    特徴とするスポットネットワーク受変電装置。
  2. 【請求項2】一端を電源母線に他端を複数の負荷を有す
    る共通母線に接続した複数の受電母線と、複数の受電母
    線毎に設けたネツトワーク変圧器と、受電母線での逆電
    力で動作するネツトワーク継電器の動作信号で遮断する
    プロテクタ遮断器とを備えた受電系統と、発電機と発電
    機を入切する発電機用遮断器を共通母線に接続した発電
    系統と、受電系統と発電系統との間の共通母線に接続し
    た発電機から受電系統側への逆電力で動作する継電器の
    動作信号で遮断する連絡用遮断器とを具備し、発電系統
    と接続した発電系統側の共通母線に複数の負荷を接続す
    ることを特徴とするスポットネットワーク受変電装置。
  3. 【請求項3】一端を電源母線に他端を複数の負荷を有す
    る共通母線に接続した複数の受電母線と、複数の受電母
    線毎に設けたネツトワーク変圧器と、受電母線での逆電
    力で動作するネツトワーク継電器の動作信号で遮断する
    プロテクタ遮断器とを備えた受電系統と、発電機と発電
    機を入切する発電機用遮断器を共通母線に接続した発電
    系統と、受電系統と発電系統との間の共通母線に接続し
    た発電機から受電系統側への逆電力で動作する継電器の
    動作信号で遮断する連絡用遮断器とを備え、連絡用遮断
    器を遮断後に受電母線での逆電力で動作するネツトワー
    ク継電器の動作信号によりプロテクタ遮断器を遮断する
    ことを特徴とするスポットネットワーク受変電装置。
  4. 【請求項4】上記連絡用遮断器の継電器として短絡方向
    継電器と距離継電器との少なくとも1つ以上を使用する
    ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1
    項記載のスポットネットワーク受変電保護装置。
  5. 【請求項5】上記受電母線に接続した変流器に電圧抑制
    付過電流継電器とを接続し、逆電流で動作するネツトワ
    ーク継電器と電圧抑制付過電流継電器とでプロテクタ遮
    断器を遮断することを特徴とする請求項1ないし請求項
    3のいずれか1項記載のスポットネットワーク受変電保
    護装置。
JP62028260A 1987-02-12 1987-02-12 スポツトネツトワーク受変電保護装置 Expired - Lifetime JP2607500B2 (ja)

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