JP2619038B2

JP2619038B2 - 変電所保護システム及び遮断器

Info

Publication number: JP2619038B2
Application number: JP1002072A
Authority: JP
Inventors: 和弘齋藤; 功西田; 幸司佐々木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-01-10
Filing date: 1989-01-10
Publication date: 1997-06-11
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: JPH02183928A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、変電所の保護システムに係り、特に、GIS
を有する変電所の運用方法を改善することのできる変電
所保護システム及び遮断器に関する。

［従来の技術］変電所保護システムに関する従来技術として、例え
ば、特開昭59−106807号公報等に記載された技術が知ら
れている。以下、この種従来技術による変電所保護シス
テムの一例を図面により説明する。

第12a図は従来技術の一例のシステム構成を示す図、
第12b図はその制御処理を説明する図である。第12a図、
第12b図において、１は甲母線、２は乙母線、1a,1b,5a,
5b,6a,6b,11a,12a,21a,22aは地絡電流検出用変流器（以
下、単にCTという）、CB1,CB5,CB6,CB11,CB12,CB21,CB2
2は遮断器、CB1a,CB1bは遮断点、11は受信部、12は地絡
検出部、13は全遮断器引外し指令部である。

従来技術による変電所保護システムは、第12a図に示
すように、２本の母線、甲母線１及び乙母線２と、これ
らの両母線間を接続する母線連絡用遮断器CB1と、各母
線に接続される母線区分用遮断器CB5,CB6と、各母線と
他の回線との間を接続する遮断器CB11,CB12,CB21,CB22
と、前記母線連絡用遮断器CB1の両側に設けられるCT1a,
1bと、前記母線区分用遮断器CB5,CB6の両側に設けられ
るCT5a,5b及び6a,6bと、前記遮断器CB11,CB12,CB21,CB2
2の母線側に設けられるCT11a,12a,21a,22aとを備えて構
成されている。そして、母線連絡用遮断器CB1は、複数
の遮断点CB1a,CB1bを備えて構成されている。

前述のような保護システムを備える変電所において、
いずれかの遮断器に地絡が発生すると、各CTにより地絡
電流が検出され、その地絡電流検出信号は、第12b図に
示すように、受信部11により受信され、地絡検出判断部
12に与えられる。地絡検出判断部12は、この信号に基づ
いて、地絡が発生したことを検出し、全遮断器引外し指
令部13に対して指示を与え、一旦、全遮断器の引外しを
行わせる。

ところで、第12b図に示す従来技術の制御処理におい
ては、２つのCTに挾まれる遮断器に地絡が発生した場
合、その遮断器と、その遮断器に接続される遮断器の全
てが開放状態となるように、全遮断器引外し完了後に、
その他の遮断器の再投入が行われる。しかし、いま、CT
1a,1bの間、すなわち、母線連絡用遮断器CB1のどこかで
地絡が発生すると、この両側に接続される全ての遮断器
が開放されることになり、第12a図に示す例の場合、図
示の全ての遮断器が開放状態に制御されることになる。
このようにして、第12a図のシステムは、事故の除去を
行うが、この事故除去の結果、変電所が全停となり、停
電範囲が広範囲にわたつてしまうものである。

前述の従来技術は、母線連絡用遮断器CB1に地絡を生
じた場合に、広範囲にわたる停電を引き起すものであ
り、このような広範囲の停電を防止する従来技術とし
て、（１）母線連絡用遮断器を常時開放して運用する、
（２）母線連絡用遮断器を２台直列設置する、（３）母
線連絡用遮断器の絶縁裕度を高く設定する等の方法があ
る。

しかし、前記（１）の従来技術は、母線連絡用遮断器
を設置する意義がなく、運用上好ましいものといえず、
また、前記（３）の従来技術は、遮断器寸法が大型化
し、経済性、スペースの利用性に劣るものである。

さらに、前記（２）の従来技術は、２台の遮断器を直
列接続するため、その長さが大きくなり、その据付面積
が増大してしまう。

第11図は前記（２）の従来技術による実配置図であ
り、図において、CB1−100,CB1−200は母線連絡用遮断
器である。

第11図において、母線連絡用遮断器は、遮断器CB1−1
00とCB1−200とが直列に接続されて配置されるため、変
電所設備の図示L₂の長さが、遮断器CB1−200の分だけ、
およそ10m程度長くなり、据付面積が増大してしまう。

［発明が解決しようとする課題］前記第12a図に示す母線連絡用遮断器の両側にのみCT
を配置する従来技術は、前述したように、母線連絡用遮
断器内で地絡が発生した場合の停電範囲の広域化防止に
ついて配慮されておらず、変電所が全停となり、電力供
給障害が発生しやすいという問題点を有している。

また、前述した（２），（３）の停電範囲を少なくす
ることのできる従来技術は、変電所スペースが母線連連
用遮断器の大きさで決定され、据付スペースが増大して
しまうという問題点を有している。

本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決
し、停電範囲の局所限定化を図り、停電に伴う供給障害
の発生を極力少なくすることを可能にし、変電所スペー
スを大きく必要としない変電所保護システム及びそのた
めに用いる遮断器を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明によれば、前記目的は、母線連絡用遮断器の複
数の遮断点の間の主回路電流通電部、または、主回路電
流の分流通電部に交叉するように、中間CTを少なくとも
１個配置し、地絡地点が複数の遮断点間のどこである
か、すなわち、中間CTのいずれの側であるかを検知でき
るようにし、健全遮断点側に接続されている母線に接続
される遮断器を再閉路して、変電所の運転を継続可能と
することにより達成される。

さらに、前記目的は、母線連絡用遮断器を構成するタ
ンクを中央部で絶縁し、電気的に分割された複数のタン
クに接続された接地線にCTをカツプリングさせて、その
CTの出力信号を検知することにより、分割されたタンク
のいずれで地絡が発生したかにより健全遮断点の判別を
行い、健全遮断点側に接続されている母線に接続される
遮断器を再閉路して、変電所の運転を継続可能とするこ
とにより達成される。

［作用］複数の遮断点を有する遮断器の複数の遮断点の間の主
電流通電部にCTを備えることにより、あるいは、電気的
に分離されたタンクに接続された接地線のそれぞれにCT
を備えることにより、遮断器内の複数の遮断点のどの遮
断点が健全であるかを識別することが可能となり、この
健全な遮断点を用いて、変電所の運用を全停電を生じさ
せることなく継続することが可能となる。

［実施例］以下、本発明による変電所保護システムの一実施例を
図面により詳細に説明する。

第1a図は本発明の一実施例のシステム構成を示す図、
第1b図はその制御処理を説明する図、第２図は母線連絡
用遮断器の構成を示す図、第３図（ａ）は複数の遮断点
間の詳細な構成を示す図、第３図（ｂ）は第３図（ａ）
におけるＡ−Ａ断面図である。第1a〜第３図において、
1cは中間CT,3はタンク、４は絶縁スペーサ、５は作業
箱、６は主回路導体、７はガス、８は絶縁ロツド、14は
地絡検出部、15は位置検出部、16は電圧位相測定部、17
は判断部、18は地絡地点判断部、19は特定遮断器投入指
令部である。

第1a図に示す本発明の一実施例のシステムは、複数の
遮断点CB1a,CB1bを備える母線連絡用遮断器CB1の複数の
遮断点CB1a,CB1bの間の主回路導体６に少なくとも１個
の中間CT1cが設けられている点で、第12a図により説明
した従来技術と相異するが、その他の点では従来技術と
同様に構成されている。本発明の一実施例は、このよう
に、母線連絡用遮断器CB1の複数の遮断点CB1a,CB1bの間
に中間CTを設け、この中間CT1cと、システム内の全遮断
器の両側に設けられるCTから地絡信号を監視することに
より、母線連絡用遮断器CB1で地絡が生じた場合、その
地絡が、母線連絡用遮断器内の複数の遮断点CB1a,CB1b
のいずれの側で生じたかを検出することが可能となり、
その結果に基づいて、健全な側の遮断点に接続されてい
る母線側の系を運転可能とするものである。以下、この
制御処理を第1b図を参照して説明する。

第1b図において、受信部11は、第1a図に示す中間CT1c
を含む他の全てのCTからのCT信号を受信し、受信信号を
地絡検出部14及び位置検出部15に与えている。また、電
圧位相測定部16は、母線電圧の位相の測定を行つてい
る。地絡検出部14は、各CTからの検出電流が、予じめ設
定されている設定電流を超えたか否か検出して、地絡の
発生を検出する。判断部17は、位置検出部15からの各CT
の２次電流位相と、電圧位相測定部16からの母線電圧位
相を比較することにより、地絡電流の生じたCT位置等の
判定を行う。地絡地点判定部18は、地絡検出部14及び判
断部13からの信号を受け、地絡地点、すなわち、どの２
つのCT間で地絡が発生したかを判断し、全遮断器引外し
指令部13に対して、システム内の全遮断器の引外しを指
示する。その後、この判断部18,17の信号に基づいて、
特定遮断器投入指令部19は、回復可能な母線側の遮断器
の投入を行う。

前述のような制御処理を行うことにより、母線連絡用
遮断器CB1において地絡が発生した場合にも、その地絡
が、母線連絡用遮断器CB1を構成する遮断点CB1a,CB1bの
いずれの側で生じたか判定することが可能になる。従つ
て、特定遮断器投入指令部19は、健全な遮断点側に接続
されている母線に接続される遮断器に対して、投入指令
を行つて、系統の全停電を生じさせることなく、変電所
の運転行わせることができる。

次に、本発明に用いられる母線連絡用遮断器の構成を
第２図、第３図により説明する。

母線連絡用遮断器CB1は、第２図に示すように、２個
の絶縁スペーサ４の間に構成されるタンク３内に配置さ
れる２個の遮断点CB1a,CB1bによつて構成され、タンク
３の内部には絶縁ガス７が封入され、タンク３の外部に
は操作箱５が備えられている。２個の遮断点CB1a,CB1b
の間には、第３図（ａ）に示すように、絶縁操作ロツド
８が設けられており、遮断器CB1は、この操作ロツド８
を介して、操作箱５内に備えられている操作動力源によ
り駆動され、投入、遮断動作が行われる。

前記タンク３内に設けられる２個の遮断点CB1a,CB1b
間は、主回路導体６により接続されており、この主回路
導体６には、第３図（ａ），（ｂ）に示すように、主回
路導体６全体と交叉するように中間CT1cが設けられてい
る。この第３図に示す例では、１個の中間CTのみが示さ
れているが、２個の遮断点CB1a,CB1bに近い側のそれぞ
れに１個づつ設けるようにしてもよい。

第４図は母線連絡用遮断器CB1の他の構成を示す図で
あり、光CTを用いるものである。第４図において、200,
201は光送受信端、202,203は光伝送路、204は光フアイ
バーである。

第４図に示す母線連絡用遮断器CB1は、２個の遮断点
間の主回路導体に光CTを備えて構成されるもので、タン
ク３と光CTとに光送受信端200,201が設けられ、光フア
イバー204を介して送られた光が、タンク３内の空間光
伝送路202を介して光CTに入力され、光CTからの出力光
が空間光伝送路203を介して光フアイバー204に送られる
ように構成されている。

第５図（ａ），（ｂ）は母線用連絡用遮断器CB1のさ
らに他の構成を示す図であり、CT1cの小型化図つたもの
である。第５図において、６′はバイパス導体であり、
他の符号は第３図の場合と同一である。

第５図に示す遮断器は、２つの遮断点を接続する主回
路導体６の一部にバイパス導体６′を設け、このバイパ
ス導体６′にCT1cを設けて、CT1cの小型化を図つたもの
である。CT1cは、地絡電流を検出するもので、主回路導
体６に流れる電流を精密に測定しようとするものではな
いので、バイパス導体６′に流れる電流と主回路導体６
に流れる電流との比を厳密に決めなくてもよい。

第６図は母線連絡用遮断器CB1のさらに他の構成を示
す図であり、図の符号は第２図の場合と同一である。

この第６図に示す遮断器は、中間CT1cを、２つの遮断
点CB1a,CB1b間の接地側、すなわち、タンク３の内側に
配置するようにしたものであり、この例では２個のCT1c
が設けられている。

前記第２図〜第６図に示した構成を有する遮断器を、
第１図に示すシステムの母線連絡用遮断器として用いた
本発明の一実施例のシステムは、CT1a,1b,5a,5b,6a,6b,
11a,12a,21a,22a及び遮断器CB1内に新たに設けたCT1cに
より、システム内のどの地点に地絡が発生したかを検出
することができる。例えば、母線連絡用遮断器CB1のCT1
cとCT1aとの間で地絡F₁が発生した場合、本発明の実施
例のシステムは、遮断器CB1の遮断点CB1bが健全である
ことを検出することができるので、全遮断器CB1,CB11,C
B12,CB21,CB22,CB5,CB6を一旦引外した後、遮断器CB21,
CB22,CB6を再閉路させて、乙母線２に接続される系の運
転を継続させることができる。なお、この例の場合、母
線連絡用遮断器CB1の一方の遮断点CB1aが絶縁短絡して
いることが考えられるが、母線連絡用遮断器CB1は、一
方の遮断点のみが健全であれば、充分な対地耐圧を備え
ている。

第７図は母線連絡用遮断器CB1のさらに他の構成を示
す図である。第７図において、９は絶縁部、10′,10″
はCT,20′,20″は接地線であり、他の符号は第２図の場
合と同一である。

第７図に示す遮断器は、遮断器CB1を構成するタンク
を、２つの遮断点CB1aとCB1bとの間で絶縁部９により左
右に分割し、分割された左右のタンクのそれぞれに接続
された接地線のそれぞれにCT10′,10″を設けたもので
ある。

この例の場合、第７図における分割された右側のタン
ク内で地絡F₁が発生すれば、接地線20″に流れる地絡電
流を変流器10″により検出することにより、地絡点を標
定することができ、本発明の一実施例のシステムは、前
述と同様に、健全遮断点側に接続されている母線に接続
される遮断器を再閉路して、その系の運転を継続させる
ことができる。

前述した本発明の実施例に用いる母線連絡用遮断器
は、２個の遮断点を有するものであつたが、本発明は、
母線連絡用遮断器に、４点の遮断点を有するものを用い
る場合にも適用することができる。

第８図は４個の遮断点を備える遮断器の構成を示す図
である。第８図において、CB1c,CB1dは遮断点であり、
他の符号は第２図の場合と同一である。

第８図に示す遮断器は、４個の遮断点CB1a,CB1b,CB1
c,CB1dを備えて構成され、遮断点CB1a,CB1bと、遮断点C
B1c,CB1dとのどちらの側が健全であるか判別させるため
の中間CT1cがタンク３の内面に備えられている。

この例の遮断器を母線連絡用遮断器として用いた場
合、超々高電圧に対して、前述と同様に、変電所の運転
を行うことが可能である。

第９図は４個の遮断点を備える遮断器の他の構成を示
す図である。第９図において10は絶縁スペーサであり、
他の符号は第８図の場合と同一である。

第９図に示す遮断器は、事故対応性を考慮して、ガス
区画を絶縁スペーサ10により分割し、それぞれのガス区
画内に２個の遮断点を備え、また、それぞれのガス区画
の絶縁スペーサ10の近傍にCT1Cを備えて構成されてい
る。

第９図に示す構成の遮断器を母線連絡用遮断器CB1と
して用いられる本発明の実施例のシステムは、時故時
に、障害となつた側のガス区画内のガスをぬいて、補
修、取り替え等を行うことが可能となり、事故時の復旧
時間を短縮でき、運用面の柔軟性を向上させることがで
きる。

第10図は母線連絡用に２個の遮断点を有する遮断器を
用いた場合の配置図である。

本発明に用いられる複数遮断点を有する遮断器は、そ
の内部にCTが設置されても、その寸法を変更する必要が
ないので、第10図に示すように、従来技術の場合と同一
の据付面積で変電所を構成することができる。そして、
本発明の前述の実施例によれば、１個の遮断器内の複数
の遮断点を切り分けて、地絡発生箇所の限定を行うこと
が可能となり、健全母線側に接続される遮断器の単相再
閉路により、停電範囲の最小化を実現することができ
る。

前述した本発明の実施例は、母線連絡用遮断器に中間
CTを備えるものとしたが、本発明は、母線区分用遮断器
に中間CTを設けるようにしてもよく、同様な効果を奏す
ることができる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、簡単に地絡発
生地点の検出をすることができるので、変電所の停電範
囲を、従来の全停から半分以下の範囲に限定することが
でき、電力供給障害の最小化を実現することができる。
また、本発明によれば、遮断器の据付面積を従来の場合
と同一にしたままで前述の効果を奏することが可能であ
り、従来技術により、本発明と同等の効果を得るように
する場合に比較して、その据付面積を縮小することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第1a図は本発明の一実施例のシステム構成を示す図、第
1b図はその制御処理を説明する図、第２図は母線連絡用
遮断器の構成を示す図、第３図（ａ），（ｂ）はその詳
細を示す図、第４図、第５図、第６図、第７図、第８
図、第９図はそれぞれ母線連絡用遮断器の他の構成例を
示す図、第10図は遮断器の配置を示す図、第11図は従来
技術による遮断器の配置例を示す図、第12a図は従来技
術の一例のシステム構成を示す図、第12b図はその制御
処理を説明する図である。１……甲母線、２……乙母線、３……タンク、4,10……
絶縁スペーサ、５……操作箱、６……主回路導体、６′
……バイパス導体、７……絶縁ガス、８……絶縁操作ロ
ツド、９……絶縁部、11……受信部、12,14……地絡検
出部、13……全遮断器引外し指令部、15……位置検出
部、16……電圧位相測定部、17……判断部、18……地絡
地点判断部、20′,20″……接地線、10′,10″,1a,1b,1
c,5a,5b,6a,6c,11a,12a,21a,22a……地絡電流検出用変
流器（CT）,CB1,CB5,CB6,CB11,CB12,CB21,CB22……遮断
器、CB1a,CB1b,CB1c,CB1d……遮断点。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−262009（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−250367（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−90913（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数遮断点を有する遮断器を母線連絡用遮
断器あるいは母線区分用遮断器として使用し、前記複数
遮断点を有する遮断器の両端に主回路電流を検出する変
流器を備えて構成される変電所システムにおいて、前記
複数遮断点を有する遮断器は、複数遮断点間の主回路導
体に流れる主回路電流を検出する少なくとも１個の中間
変流器を備えて構成され、地絡発生時、前記複数遮断点
を有する遮断器の両端に備えている変流器と前記中間変
流器とにより、複数遮断点の健全側遮断点を判別し、判
別された健全側遮断点に接続されている母線に接続され
た、前記複数の遮断点を有する遮断器とは別の遮断器を
再閉路させることを特徴とする変電所保護システム。
【請求項２】前記中間変流器は、前記主回路導体に設け
られるバイパス導体に備えられることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の変電所保護システム。
【請求項３】前記中間変流器は、光変流器であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の変電所保護シス
テム。
【請求項４】前記中間変流器は、遮断器の設置タンク内
面に備えられることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の変電所保護システム。
【請求項５】前記中間変流器に代り、前記複数遮断点を
有する遮断器のタンクを、複数の遮断点の中間付近で、
絶縁物により電気的に区分し、該区分された各タンクに
接地線を備え、該接地線のそれぞれに地絡検出変流器を
備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の変
電所保護システム。
【請求項６】複数の遮断点と、これら遮断点間を接続す
る主回路導体と、該主回路導体の電流を検出する中間変
流器とを備えることを特徴とする遮断器。
【請求項７】前記中間変流器は、前記主回路導体に設け
られることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の遮
断器。
【請求項８】前記中間変流器は、前記主回路導体に設け
られたバイパス導体に設けられることを特徴とする特許
請求の範囲第６項記載の遮断器。
【請求項９】前記中間変流器は、接地タンク内面に備え
られることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の遮
断器。
【請求項１０】前記中間変流器は、光変流器であること
を特徴とする特許請求の範囲第６項ないし第９項のうち
１項記載の遮断器。