JP3075607U - 地絡保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地絡検出の感度低下を招くことなく、地絡事
故の発生した変圧器バンクからのもらい動作を防止する
ことが可能な地絡保護装置を提供する。 【解決手段】 複数の変圧器バンクを備えた設備の地絡
保護を行う地絡保護装置であって、変圧器バンクに共通
に施されたＢ種接地線に流れる電流を検出する共通零相
変流器と、変圧器バンクの接地線に流れる電流をそれぞ
れ検出する複数の零相変流器と、共通零相変流器による
検出電流の位相と零相変流器の検出電流の位相をそれぞ
れ比較し、該比較結果に基づいて地絡事故が発生した変
圧器バンクを判別する地絡方向継電器とを有する構成と
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は変電設備等の地絡保護を行うための地絡保護装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

変圧器の２次側配線に、三相３線式または三相４線式の動力変圧器バンクと、 単相３線式の電灯変圧器バンクとを備えた変電設備においては、動力変圧器バン ク及び電灯変圧器バンクにＢ種（二種）接地を共通に施すことが一般的である。

【０００３】 ここで、動力変圧器バンク、あるいは電灯変圧器バンクのいずれか一方の電路 で一線完全地絡が発生すると、地絡事故が発生した変圧器バンクの零相電流を検 出するＺＣＴ（zero phase current transformers：零相変流器）で地絡電流が 検出されるのは当然であるが、事故の発生していない正常な変圧器バンクの零相 電流を検出するＺＣＴでも対地静電容量を介して流れる電流を検出して地絡継電 器が遮断器や警報器を動作させる、いわゆる「もらい動作」が発生する。

【０００４】 このような不具合を回避するため、従来は、対地静電容量を介して変圧器バン クに常時流れる電流を測定し、遮断器や警報器を動作させる電流をその値の３倍 程度に設定して「もらい動作」を防止していた。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上記したような従来の地絡保護装置では、遮断器や警報器を動作 させる電流を高めに設定しているため、地絡検出の感度が低下し、重地絡事故に なってしまうおそれがあった。

【０００６】 本考案は上記したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされた ものであり、地絡検出の感度低下を招くことなく、地絡事故の発生した変圧器バ ンクからのもらい動作を防止することが可能な地絡保護装置を提供することを目 的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため本考案の地絡保護装置は、複数の変圧器バンクを備え た設備の地絡保護を行う地絡保護装置であって、 前記変圧器バンクに共通に施されたＢ種接地線に流れる電流を検出する共通零 相変流器と、 前記変圧器バンクの接地線に流れる電流をそれぞれ検出する複数の零相変流器 と、 前記共通零相変流器による検出電流の位相と前記零相変流器の検出電流の位相 をそれぞれ比較し、該比較結果に基づいて地絡事故が発生した変圧器バンクを判 別する地絡方向継電器とを有する構成である。

【０００８】 このとき、前記地絡方向継電器は、 前記共通零相変流器による検出電流の位相を基準にして、該検出電流と同様位 相の電流を検出した零相変流器に対応する変圧器バンクで地絡事故が発生した判 定し、 前記共通零相変流器による検出電流の位相を基準にして、該検出電流と異なる 位相の電流を検出した零相変流器に対応する変圧器バンクは地絡事故が発生して いないと判定する。

【０００９】 上記のように構成された地絡保護装置では、零相変流器による検出電流の大き さだけでなく、共通零相変流器による検出電流の位相に対する零相変流器の検出 電流の位相の関係で地絡事故の発生有無を判定するため、遮断器や警報器を動作 させる電流を高めに設定する必要が無くなる。

【００１０】

【考案の実施の形態】

次に本考案について図面を参照して説明する。

【００１１】 図１は本考案の地絡保護装置の一構成例を示すブロック図である。また、図２ は本考案の地絡保護装置による地絡電流の検出原理を示す模式図であり、図３は 図１に示したＺＣＴによる検出電流の位相を示すベクトル図である。

【００１２】 図１に示すように、本考案の地絡保護装置は、地絡電流を検出する第１のＺＣ Ｔ１、第２のＺＣＴ２、及び第３のＺＣＴ３と、第１のＺＣＴ１〜第３のＺＣＴ ３の検出電流から地絡事故が発生した変圧器バンクを判別し、該変圧器バンクの 電路を遮断、または警報出力するための指令を送出する地絡方向継電器４とを有 する構成である。

【００１３】 図１に示すように、第１のＺＣＴ１は複数の変圧器バンクに共通に施されたＢ 種接地線にクランプされ、第２のＺＣＴ２は動力変圧器バンク（６．６ＫＶ／２ ００Ｖ：以下、Ａバンクと称す）の接地線にクランプされ、第３のＺＣＴ３は電 灯変圧器バンク（６．６ＫＶ／１００−１００Ｖ：以下、Ｂバンクと称す）の接 地線にクランプされる。なお、変圧器バンクの数は２つに限定されるものではな く、３つ以上の変圧器バンクを有する場合も、各変圧器バンクに共通に施された Ｂ種接地線、及び各変圧器バンクの接地線にそれぞれＺＣＴをクランプさせれば よい。

【００１４】 地絡方向継電器４は、第１のＺＣＴ１〜第３のＺＣＴ３で検出された電流（検 出電流）信号を取り込み、該信号を増幅して波形を整形する増幅・波形整形部４ １と、第１のＺＣＴ１〜第３のＺＣＴ３による検出電流の位相をそれぞれ比較し 、地絡事故が発生した変圧器バンクを判別する地絡判定部４２と、地絡判定部４ ２の比較結果に基づいて対応する変圧器バンクの遮断器や警報器に指令を送出す る出力制御部４３とを有する構成である。

【００１５】 地絡判定部４２は、第１のＺＣＴ１による検出電流の位相を基準にして、第２ のＺＣＴ２の検出電流の位相、及び第３のＺＣＴ３の検出電流の位相をそれぞれ 比較し、それらの位相関係から地絡事故が発生した変圧器バンクを判別する。

【００１６】 例えば、図１に示した三相３線Δ結線された変圧器（Ａバンク）の二次側Ｄ点 で１線完全地絡が発生した場合、図２に示すように、第１のＺＣＴ１では検出電 流Ｉ₀₁が検出され、第２のＺＣＴ２では検出電流Ｉ₀₂が検出され、第３のＺＣＴ ３では検出電流Ｉ₀₃が検出される。

【００１７】 ここで、Ｂ種接地抵抗Ｒｅを１０Ωとすると、Ａバンクにおける１線完全地絡 電流は２０Ａになるため、対地静電容量Ｃｂによる電流Ｉ₀₄は無視することがで きる。また、検出電流Ｉ₀₁と検出電流Ｉ₀₂は、図３に示すように、大きさ、ベク トル方向共にほぼ等しくなる。

【００１８】 一方、検出電流Ｉ₀₃は、Ｂバンクの対地静電容量Ｃｂを介して流れる電流であ り、Ｖ−Ｕ相間の電圧Ｅ_V-Uに対して進み方向の電流となる。しかしながら、第 ３のＺＣＴ３では、Ｂバンクで発生する地絡電流とは逆方向の電流として検出さ れるため、図３に示すように、検出電流Ｉ₀₃のベクトル方向は電圧Ｅ_V-Uに対し ておよそ９０度遅れる。なお、第３のＺＣＴ３は単相３線式のＮ相にクランプさ れているため、検出電流Ｉ₀₃の大きさはＶ相の対地静電容量分の電流とＵ相の対 地静電容量分の電流とを加えた値となる。

【００１９】 地絡判定部４２は、第１のＺＣＴ１による検出電流Ｉ₀₁の位相（ベクトル方向 ）を基準にして同一方向に流れる電流を検出したＺＣＴに対応する変圧器バンク で地絡事故が発生したと判定する。図１に示した例では、動力変圧器バンクであ るＡバンクで地絡事故が発生したと判定し、出力制御部４３によりＡバンクの電 路を遮断する不図示の遮断器にトリップ指令を送出し、不図示の警報器に警報指 令を送出する。

【００２０】 同様に、ＡバンクのＷ相、あるいは電灯変圧器バンクであるＢバンクで地絡事 故が発生した場合も、検出電流Ｉ₀₁の位相（ベクトル方向）に対する検出電流Ｉ ₀₂ 、Ｉ₀₃のベクトル方向の一致／不一致を判定することで地絡事故が発生した変 圧器バンクを判別する。

【００２１】 なお、Ａバンクが三相４線式のスター結線の変圧器であっても、同様に、検出 電流Ｉ₀₁の位相（ベクトル方向）に対する検出電流Ｉ₀₂、Ｉ₀₃のベクトル方向の 一致／不一致を判定することで事故発生変圧器バンクを判別することができる。

【００２２】 したがって、本考案の地絡保護装置によれば、ＺＣＴによる検出電流の大きさ だけでなく、検出電流の位相で地絡事故の発生有無を判定するため、遮断器や警 報器を動作させる電流を高めに設定する必要が無くなる。よって、地絡検出の感 度低下を招くことなく、地絡事故の発生した変圧器バンクからのもらい動作を防 止することができる。

【００２３】

【考案の効果】

本考案は以上説明したように構成されているので、以下に記載する効果を奏す る。

【００２４】 変圧器バンクに共通に施されたＢ種接地線に流れる電流を検出する共通零相変 流器と、変圧器バンクの接地線に流れる電流をそれぞれ検出する複数の零相変流 器と、共通零相変流器による検出電流の位相と零相変流器の検出電流の位相をそ れぞれ比較し、該比較結果に基づいて地絡事故が発生した変圧器バンクを判別す る地絡方向継電器とを有することで、零相変流器による検出電流の大きさではな く、検出電流の位相で地絡事故の発生有無を判定するため、遮断器や警報器を動 作させる電流を高めに設定する必要が無くなる。

【００２５】 したがって、地絡検出の感度低下を招くことなく、地絡事故の発生した変圧器 バンクからのもらい動作を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の地絡保護装置の一構成例を示す
ブロック図である。

【図２】本考案の地絡保護装置による地絡電流の検出原
理を示す模式図である。

【図３】図１に示したＺＣＴによる検出電流の位相を示
すベクトル図である。

【符号の説明】

１ 第１のＺＣＴ ２ 第２のＺＣＴ ３ 第３のＺＣＴ ４ 地絡方向継電器 ４１ 増幅・波形整形部 ４２ 地絡判定部 ４３ 出力制御部 Ｃｂ 対地静電容量 Ｒｂ Ｂ種接地抵抗

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の変圧器バンクを備えた設備の地絡
   保護を行う地絡保護装置であって、 前記変圧器バンクに共通に施されたＢ種接地線に流れる
   電流を検出する共通零相変流器と、 前記変圧器バンクの接地線に流れる電流をそれぞれ検出
   する複数の零相変流器と、 前記共通零相変流器による検出電流の位相と前記零相変
   流器の検出電流の位相をそれぞれ比較し、該比較結果に
   基づいて地絡事故が発生した変圧器バンクを判別する地
   絡方向継電器と、を有する地絡保護装置。
2. 【請求項２】 前記地絡方向継電器は、 前記共通零相変流器による検出電流の位相を基準にし
   て、該検出電流と同様位相の電流を検出した零相変流器
   に対応する変圧器バンクで地絡事故が発生した判定し、 前記共通零相変流器による検出電流の位相を基準にし
   て、該検出電流と異なる位相の電流を検出した零相変流
   器に対応する変圧器バンクは地絡事故が発生していない
   と判定する請求項１記載の地絡保護装置。