JP2860477B2

JP2860477B2 - 配電線区分開閉器制御方法

Info

Publication number: JP2860477B2
Application number: JP63120941A
Authority: JP
Inventors: 茂西川; 和久花川; 登斎藤
Original assignee: HOKURIKU DENRYOKU KK; Toyo Tsushinki KK
Current assignee: HOKURIKU DENRYOKU KK; Toyo Tsushinki KK
Priority date: 1988-05-18
Filing date: 1988-05-18
Publication date: 1999-02-24
Anticipated expiration: 2014-02-24
Also published as: JPH01291630A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は電力送電用配電線路上の地絡、或いは短絡事
故に伴う停電が他の健全区間に及ばないようにした配電
線区分開閉器制御方法に関する。

（従来の技術）送電線上の短絡、地絡事故等の発生に伴う停電時間を
極力短時間にとどめ、安定した電力供給を行うための対
策が各種試みられ、且つ実用に供されている。

従来、この方法としては、例えば配電線路を区分開閉
器によっていくつかに区分し、故障発生時に区分開閉器
を制御して故障区間を健全区間から分離することが行わ
れている。

区分開閉器の制御方法には、順送方式と、搬送制御方
式とが有るが、常用されているのは、配電線路を電源端
より端末へ向かって順次所定の時限をおいて給電を行っ
てゆく時限順送方式である。

第２図（ａ）（ｂ）はこの時限順送方式の一例を示う
構成説明図であり、第２図（ａ）は正常時における配電
線路の各開閉器の作動、また（ｂ）は第４区間に故障が
発生した場合の前記開閉器の動作状態を示したものであ
る。

この方法は、変電所に設けたサーキットブレーカ30
と、各配電区間31、33、35、・・・の分離点毎に設けた
開閉器32、34、36・・・とを備え、且つ該開閉器はトリ
ップ機能を有し、地絡電流を検知後所定時間後電源が投
入された際、所定時限以内に再び地絡電流を検出すると
自動的に開放ロックされる。

この構成を有する配電線絡において第２図（ｂ）に示
す如くその第４区間37に地絡事故が発生した場合を考え
る。

地絡状態では過大な電流が大地に流れ、各開閉器の地
絡リレーが作動すると同時に前記変電所サーキットブレ
ーカが開放され送電が停止する。

この後15秒が経過すると、変電所サーキットブレーカ
は再閉され、第１区間31に給電され、その７秒後には第
１区間31と第２区間33との間の開閉器32が自動的に閉成
されて次区間に給電される。

この動作を繰返しつつ順次各区間に電力が供給される
が、前記事故区間に供給されると、再び変電所サーキッ
トブレーカが開放され、全区間停電となるが、この時事
故区間の開閉器36は開放ロックされる。この60秒後には
再度送電が行われ、さらに７秒おきに順次各区間の開閉
器が閉じて14秒後には第３区間35までが復電する。しか
し、開閉器36は上述のごとく開路状態でロックされてい
るため、故障が発生した第４区間には通電が行われず、
健全な第１、第２、第３区間が復電し、且つ故障の存す
る第４区間以降が切離された状態となる。

しかしながら、上記従来の時限順送方式の配電線区分
開閉切制御方法にあっては、事故発生から健全区間への
給電までに短時間とはいえ２度の停電が発生する。

しかし、近年のOA、FA化等コンピュータシステムを多
用した設備の普及に鑑みれば、電源が瞬時とはいえ途切
れると、コンピュータの記憶内容等ソフト情報の破壊発
生にとどまらず、甚だしくはIC等ハード面を損傷する虞
れがあって好ましくない。

このためより高品質の電力供給が要望されており、そ
の対策の一つとして配電線事故時の健全区間の無停電化
の試みがなされている。

このような無停電化の手段として、近年、前記区間毎
に設けた区分開閉器に更に通信線等を付加し、変電所等
に設けた親局コンピュータ装置と連結して、瞬時に事故
区間を検出するとともに、別ルートの電力供給用開閉器
を制御し、事故区間より末端部分への電力供給を確保し
たうえで、当該区間前段部の開閉器を断とする方法が提
案されている。この方法によれば、健全区間への供給を
全く瞬断することなく、事故区間のみを切離すことが可
能であり、実用化へ向けての研究が進められている。

（発明の目的）本発明はこれと目的を同じくするものであるが、より
簡単な装置によって健全区間の無停電化を可能とするた
めになされたものである。

即ち、後述するごとく、既に提案されている方法手段
では各区間開閉器に付加すべき装置が極めて複雑になる
欠点があり、既存の施設に大幅な変更改造を施す必要性
から完全実施例に至るためにはかなりの月日を要する。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであっ
て、親局装置に主たる機能をもたせることによって、多
数配置すべき子局装置（区間開閉器付加分）の構成を可
能な限り簡単にし、既存の設備を最大限利用し得る配電
線区分開閉器制御方法を提供することを目的としてい
る。

（発明の概要）上記目的を達成するため、本発明の配電線区分開閉器
制御方法は、配電線路の区間分離点毎に自動開閉器（L
S）と地絡リレー（Ｔ）及び短絡検出リレー（Ｘ）とを
含む子局装置を備えるとともにこれらを変電所等に設置
した親局制御装置（Ｈ）と通信線に接続し、各子局装置
ｎ個を所定のポーリング手段により常時監視してその状
態情報を収集する。

事故発生に際しては、その事故の種類（地絡か短絡
か）に応じて事故区間以前の前記地絡リレーと短絡リレ
ーが夫々作動するから、事故の種類と発生区間を検出す
ることができる。

そこで、親局からはこの情報に基いて事故区間以降を
切離すべく所要の開閉器を制御する信号を送信する。

この一連の操作を所定時間内、例えば変電所内のサー
キットブレーカが作動する以前（例として800ms以内に
行うが、このとき地絡か短絡か或いは地絡においても微
地絡であるか若しくは一時的な地絡であるか比かを判定
して、夫々に最適な対応を行うよう制御することを特徴
とするものである。

（実施例）以下、本発明の配電線区分開閉器制御方法について詳
細に説明するが、それに先立って本発明の理解を助ける
ために、既に提案されている上記従来技術について詳細
に説明する。

なお、現在進められている研究の最終目的は事故区間
より前段部のみならず末端部への停電防止をも複数の電
力電力供給ルートによって行うようにした所謂異相給電
を含んだものであるが、説明を簡単にするため、単一ル
ート上において事故区間前段区間部のみを無停電化する
場合、更には地絡事故への対応についてのみ説明する。

第３図（ａ）は近年既に提案されている配電線事故区
間検出方法を説明するための系統図であって、送電線41
の区間毎に設けた自動開閉器DM₁、DM₂・・・に、更に地
絡リレーT₁、T₂、・・・・とリレー子局RL₁、R₂、RL₃・
・・とが備えられ、該リレー子局は全て通信ケーブル42
によって変電所等に設置した親局装置と接続されてい
る。

この構成における各ブロックの機能を簡単に説明する
と、開閉器DMは自子局内の処理演算結果及び親局からの
制御信号によって開閉するもで、該開閉器に付加された
地絡リレーＴは当該開閉器より末端（以遠）側における
地絡に対して作動する。

また、リレー子局RLは各区間開閉器DMを制御するとと
もに地絡リレーＴの状態信号を監視し、夫々の状態に対
応したデータを作出し、前記通信ケーブル42を介して親
局装置43に送致するものである。

また、更に各開閉器の地絡・短絡リレーの動作は前記
通路線とは別個の一対の直結ケーブルによって全く接続
されており、地絡／短絡検出によって発生せしめた直流
電流／電圧を他のリレー子局に伝達するものである。

新局装置43では、各リレー子局から送付されたデータ
に基き地絡事故区間を判定すると同時に開閉すべき区間
開閉器に対し所定信号を送出する。

これら一連の動作は変電所等のサーキット・ブレーカ
CBが作動する前に処理されるから事故地点より前段部分
は一度も停止することなく事故区間以遠が切離される。

なお、この説明では事故区間以遠の健全区間救済措置
について述べなかったが、前記配電線系統が複数ルート
により互いに接続されたものであれば、これらルート間
を接続する開閉器を適宜選択して事故区間以遠部分につ
いて前記別ルートより給電するよう構成しても良い。

前記リレー子局RLの構造としては、例えば第３図
（ｂ）に示すものが提案されている。

この装置については昭和61年度電力中央研究所研究発
表会電力部門寄稿集に詳細に述べられているから、ここ
での説明は省略するが、同図から明らかな如く、該リレ
ー子局おいて電路に流れる零相変流成分（ZCTの出力）
と大地に流れる無効電流成分（ZPD出力）とを検出し、
且つ開閉器を挟んで設置した３ケの変流器（CT）出力と
を監視することによって、各開閉器部分に流れる電流値
及びその方向、更には実行／無効成分を検出している。
このことは、各開閉器に付したリレー子局夫々において
事故の種別及び開閉すべき開閉器をリレー子局自ら識別
させるためである。

また、更には上述した如く、これらリレー子局は前記
通信線の他に配設した直結ケーブルによって、夫々の地
絡／短絡リレーの動作に対応して作出した直流電圧／電
流を全てのリレー子局に伝達して初めて目的を達成する
ものである。

しかしながら、上述したような従来の方法では主たる
データ処理及び各区間開閉器の状態監視をリレー子局に
て行っているため、第３図（ｂ）からも明らかな如く、
多数配置するリレー子局の構成が複雑高価となる欠点が
あったことを上述した通りである。

第１図は本発明の原理を説明するための概要構成図で
ある。

同図において符号は１は変電所等において配電線路２
に挿入設置したサーキットブレーカであって該配電線の
区間分離点に自動開閉器LS₁、LS₂、・・・を備えるとと
もに、各々の開閉器には地絡リレーT₁、T₂、・・・と短
絡リレーX₁、X₂、・・・とを含む子局装置３−１、３−
２、３−３、・・・を付加する。

更に、この子局装置の制御部contは変電所等当該配電
線の統制所に設置された親局装置MPUと通信ケーブル４
によって接続するよう構成したものである。

この構成においてその動作概要を説明すると、通常時
は親局装置MPUは通信ケーブルを介して各区間子局装置
３−１、３−２、３−３・・・・ポーリングし、各々の
子局からの情報を収集する。

各子局装置では、親局からのポーリングのタイミング
に合せてその時の地絡リレーＴ及び短絡リレーＸの状態
変化を符号化して送出するが、該地絡リレーと短絡リレ
ーは従来のものと特に異なるところはない。

即ち、地絡リレーは、配電線と大地との間に絶縁不良
等にて流れる数アンペア程度の電流（地絡電流）を検出
するものであり、他方短絡リレーは配電線間或は配電線
と大地とが低抵抗値にて接続された場合、例えば、風雨
により切断された配電線が大地に接触した結果流れる過
大電流に応答するものであって、夫々の作動電流が異な
るように設定されている。

かくして収集された各子局からのデータは、親局装置
において監視され、異常ない期間は順次ポーリングを続
ける。

次に、例えば前記第１図（ａ）における第４区間に地
絡事故が生じた場合の対応について第１図（ｂ）に示し
たフローチャート図を参照しつつ説明する。

地絡事故に対しては、当該事故地点以前区間の地絡リ
レーが作動し、その結果は各々の子局ポーリングタイミ
ングに合せて親局装置において検知される。

事故区間が判別されると、表示装置に区間表示すると
同時にその事故が短絡か否かを識別する。この判断は開
閉器に付属した短絡リレーの動作の有無によって行う
が、短絡事故と判断された場合は速やかに変電所のサー
キットブレーカCBを開成してこの系統への電力供給を遮
断する。この理由は短絡に伴う過大電流を区間開閉器で
行うと、接点容量不足のため焼損する虞れがあるため
で、その後、一旦ブレーカを復旧せしめて、前記短絡が
一時的なものか否かを判断する。尚、短絡事故について
の対応は省略する。

次に、短絡事故でないと判断されれば地絡検出リレー
の動作の有無を判別し、地絡事故の場合はこれが一時的
な地絡か継続的なものかを判定するため所定時間経過後
再び地絡現象の有無を検出する。

一時的な地絡事故の例としては内部開閉器或は局部サ
ーキットブレーカを内蔵する電力重要家設備内の地絡事
故において、当該保護装置が作動して配電系統から自発
的に切離される場合がある。これによって事故故障が除
去された場合には、この制御上開閉器の操作を行わず初
期状態に戻る。

引き続き地絡状態にある場合には、更に、短絡リレー
の動作の有無を識別する。この理由は、地絡事故から短
絡事故に進展する場合が極めて大きいため、単に開閉器
を制御するだけであると上述した理由で開閉器を損なう
虞れがあるためで、その可能性が高いのは地絡事故発生
後約500〜600ms間と一般にいわれている。

従って、この時間内に短絡事故の発生を監視した後、
当該事故区間を切離すべく所要の開閉器に対して制御信
号を送出する。

また、この指令信号が誤り無く伝達され、且つ開閉器
が作動したか否かを確認するために、再び地絡リレーの
動作状況を検出し、いずれの地絡リレー作動していなけ
れば制御が完了したものとして初期状態に移動するが、
依然地絡リレー作動中であれば再度指令信号を送出する
か或は初期状態に移行して再度事故区間の検出を行う。
また、更に確実を期すための再度短絡リレーの動作を確
認して所要の処理をしてもよい。

この一例の動作は、例えば800msに完了するように設
計され、変電所のサーキットブレーカが事故発生から作
動して断となるまでに要する時間、一般的に約１秒以内
に所要の処理を完了して事故区間を切離すためである。

この時間制御は、例えば1Mbpsの伝送速度で行えば１
局当りのポーリング時間は10ms程度で可能であり、現在
のシーケンサ技術を用いれば複数の遠制御装置を配設し
ても十分実用に供することができる。

以上の構成によれば、サーキットブレーカが作動する
前に事故区間を判別し、必要な開閉器を開放して事故区
間以降を切離すことになるから、事故より前段部分の健
全区間は一度も停電することがない。

尚、以上の実施例では事故区間より端末部分の救済方
法について述べていないが、従来の提案と同じく別ルー
トから電力供給を行うよう予め系統間開閉器が設けられ
たものである場合は、この開閉器をも自動的に制御する
ことによって事故区間のみを除いた健全区間の全てを無
停電化することも可能である。

以上の説明から明らかなように、本発明では各開閉器
からの情報を主として親局装置において処理することが
できる。その理由は、各開閉器に関して抽出すべきデー
タは、地絡リレーまたは短絡リレーの動作状態のみだか
らであり、従って区間開閉器に付加すべき子局装置（区
間開閉器に付加するもの）の構成は、第３図に示した従
来の技術のものに比して大幅に簡単にすることができ
る。また、子局から送付すべき信号は地絡／短絡リレー
のON−OFF或は電路に流れる電流範囲のみを表わすもの
で良いからデータ量は極めて少ない。従って、極めて高
いボーレートにてボーリングが可能であること容易に理
解できよう。

子局装置は、開閉器に付加して多数用いられるもので
あり、また電柱等に架設されるから構成の簡略化に伴う
子局の小型化は極めて都合が良い。

なお、本発明方法は故障区間を切離するため開閉器に
地絡リレー及び短絡リレーを連設し、制御線を介して故
障内容を制御局（親局）で判断し、地絡及び短絡時に必
要な制御を行うことを要旨としている。従って、変電所
のサーキットブレーカの作動後に、即ち、全区間停止後
に作動前に入手した情報に基いて開閉器の制御を行う構
成も特許請求の範囲に含まれるものである。

（発明の効果）以上のように本発明の配電線区分開閉器制御方法によ
れば、配電線の区間分離点に設けた開閉器とこれに付属
せしめた地絡／短絡リレー等の状態検出手段からの情報
をもとに地絡／短絡域はその他の事故区間を検出して、
サーキットブレーカ等の電力遮断保護手段が作動する以
前に事故区間を切離すようにしたものであるから、健全
区間への事故障害の波及を防止し、高品質の電力供給を
行うことができる。

また、本発明による方法では、こために各開閉器に関
して収集すべきデータは極めて単純なものであるから、
子局の構成が簡単で済み、これを小型化する上で効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例によって健全区間を停
電させることなく故障区間以降を切離する構成を模式的
に示したブロック図、第１図（ｂ）は本発明の作動を示
すフローチャート、第２図（ａ）は従来の配電線路の各
開閉器の作動を示す構成図、第２図（ｂ）は第２図
（ａ）の配電線路において第４区間に故障が生じた場合
における配電線路の各開閉器の作動を示した構成図、第
３図（ａ）及び（ｂ）は従来の無停電化システムの系統
図及びその子局装置のブロック図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者花川和久神奈川県高座郡寒川町小谷２丁目１番１号東洋通信機株式会社内 (72)発明者斎藤登神奈川県高座郡寒川町小谷２丁目１番１号東洋通信機株式会社内 (56)参考文献特公昭62−38938（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭62−15014（ＪＰ，Ｂ２) 電力中央研究所報告、研究報告：Ｔ 86070（1987−７）ｐ．５−９（雪平, 井上、宮内、「配電系統多地点情報による保護制御方式（その２）−系統認識手法による操作アルゴリズム−」) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02H 7/26

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の区間開閉器を介して配設された配電
線路において、地絡リレーと短絡リレーとを備えると共
に前記地絡リレーと短絡リレーのON/OFF状態を検出する
子局装置を前記各区間開閉器に付加し、前記子局装置を
通信線を介して変電所等に設けた親局装置に接続すると
共に、該親局装置が前記各子局をポーリングして前記地
絡リレーと短絡リレーのON/OFF状態を収集し、前記地絡
リレーのみが作動していた場合、前記親局装置は前記収
集した情報に基づいて前記区間開閉器が開状態となる区
間を特定することにより、前記配電線路に係わる地絡事
故発生区間を検出し、変電所等の電力遮蔽手段が作動す
る以前に当該事故発生区間を他の健全区間から切り離し
たことを特徴とする配電線区分開閉器制御方法。
【請求項２】前記短絡リレーが作動していた場合、前記
親局装置は前記電力遮蔽手段を作動させ、その後に前記
電力遮蔽手段作動前に収集した情報から前記区間開閉器
が開状態となる区間を特定することにより、前記配電線
路に係わる短絡事故発生区間を検出すると共に該短絡事
故発生区間を他の健全区間から切り離したことを特徴と
する請求項（１）記載の配電線区分開閉器制御方法。