JP3085007B2 - 配電線の停電極小化システムおよびその方法 - Google Patents

配電線の停電極小化システムおよびその方法

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JP3085007B2 JP05051611A JP5161193A JP3085007B2 JP 3085007 B2 JP3085007 B2 JP 3085007B2 JP 05051611 A JP05051611 A JP 05051611A JP 5161193 A JP5161193 A JP 5161193A JP 3085007 B2 JP3085007 B2 JP 3085007B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は配電線の停電極小化シス
テム及びその方法に係り、特に、配電線に回復性の事故
が発生した場合に停電区間及び停電時間を極力小さくす
ることのできる配電線の停電極小化システム及びその方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、配電線に発生した事故は時限順送
保護方式により除去されるべく運用されている。この一
例としては、平成３年１１月３０日オーム社発行の「配
電技術総合マニュアル」４６４頁乃至４６５頁に紹介さ
れたものが有る。
【０００３】要するに、この方式は事故発生時に変電所
に設置された保護継電装置が作動して配電母線に接続さ
れた遮断器を遮断し、配電線に接続された開閉器を配電
線の無電圧をもって開放せしめ、その後遮断器の再投入
を行う。遮断器に最も近い位置の配電線の開閉器は遮断
器の再投入により電圧印加されて再投入され、この開閉
器の投入により次の開閉器が電圧印加されて再投入する
というように以下、順次末端の開閉器まで順番に投入さ
れる。配電線に発生した事故が回復性の事故の場合、遮
断器の開放により事故が除去され、以後運転が継続され
る。なお、事故が永久事故の場合には再度遮断器が開放
され、事故発生地点の開閉器まで給電して、以降の配電
線部分は停電となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】時限順送保護方式は概
略以上のようなものであるが、この場合の問題は遮断器
の開放に伴い３０乃至６０秒程度の停電を生じることで
ある。近年の計算機システムの普及は配電線における停
電の発生事態を許容できないものとなっており、できる
かぎり停電区間及び停電時間を極力小さくすることので
きる配電線の停電極小化システムが望まれている。
【０００５】停電区間及び停電時間を極力小さくするこ
とは、短絡事故の場合にも当然に要求されることである
が、配電線の短絡事故の場合には配電設備へのストレス
が大きいため、事故発生から事故除去までに許容される
時間は約０.２ 秒程度であり、この間に事故が除去さ
れ、かつ停電区間は当該区間のみとされる必要が有る。
以上のことから、本発明の目的とするところは回復性の
事故では停電区間を生じず、永久事故の場合には事故区
間のみを停電とすることのできる配電線の停電極小化シ
ステム及びその方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為に
本願の第一の発明では、母線と端部の遮断器を介して接
続され、少なくとも一つ以上の開閉器を有する第１の配
電線と、第１の配電線の端部間に設けられ、平常時には
開放状態である突合わせ開閉器と、突合わせ開閉器に端
部が接続された第２の配電線と、開閉器に対して開閉指
令を出力する親局と、第１の配電線の事故発生から遮断
器開放時間経過後に遮断器を開放する遮断器開放手段と
を備えた配電線の停電極小化システムにおいて、開閉器
は事故を検出したとき事故点よりも母線側にある電源側
開閉器の開放を阻止する電源側開閉器固定信号出力手段
と、事故検出しかつ事故点の負荷側にある負荷側開閉器
から固定信号が入力されないときは、遮断器開放時間内
に開放する開放判定手段と、親局は前記第１の配電線の
事故発生時に事故点を標定し、遮断器開放時間内に負荷
側開閉器に開放指令を出力する負荷側開閉器開放手段
と、負荷側開閉器へ開放指令を出力後に突合わせ開閉器
へ投入指令を出力する突合わせ開閉器投入手段とを備え
たことを特徴とするものである。 また、上記目的を達成
する為に本願の第二の発明では、母線と端部の遮断器を
介して接続し、少なくとも一つ以上の開閉器を有する第
１の配電線に電力が給電され、第１の配電線の端部に設
けられた突合わせ開閉器は平常時には開放状態にされ、
第２の配電線は突合わせ開閉器に接続され、親局は前記
開閉器に対して開閉指令を出力し、第１の配電線の事故
発生から遮断器開放時間経過後に遮断器を開放する配電
線の停電極小化方法において、開閉器は事故検出したと
き電源側開閉器の開放を阻止する固定信号を出力し、事
故検出しかつ負荷側開閉器から固定信号が入力されない
ときは、遮断器開放時間内に開放し、親局は前記第１の
配電線の事故発生時に事故点を標定し、遮断器開放時間
内に負荷側開閉器に開放指令を出力し、負荷側開閉器へ
開放指令を出力後に突合わせ開閉器へ投入指令を出力す
ることを特徴とするものである。 また、上記目的を達成
する為に本願の第三の発明では、母線と端部の遮断器を
介して接続され、少なくとも一つ以上の開閉器を有する
第１の配電線と、第１の配電線の端部間に設けられ、平
常時には開放状態である突合わせ開閉器と、突合 わせ開
閉器に端部が接続された第２の配電線と、第１の配電線
の事故発生から遮断器開放時間経過後に遮断器を開放す
る遮断器開放手段とを備えた配電線の停電極小化システ
ムにおいて、第１の配電線の事故発生時に事故点の母線
側開閉器および事故点の負荷側開閉器を開放する手段
と、母線側開閉器および負荷側開閉器を開放後に突合わ
せ開閉器を投入する突合わせ開閉器投入手段と、突合わ
せ開閉器の投入後で遮断器開放時間内に母線側開閉器を
投入する母線側開閉器投入手段とを備えたことを特徴と
するものである。 また、上記目的を達成する為本願の第
四の発明では、母線と端部の遮断器を介して接続し、少
なくとも一つ以上の開閉器を有する第１の配電線に電力
が給電され、第１の配電線の端部に設けられた突合わせ
開閉器は平常時には開放状態にされ、第２の配電線は突
合わせ開閉器に接続され、親局は開閉器に対して開閉指
令を出力し、第１の配電線の事故発生から遮断器開放時
間経過後に遮断器を開放する配電線の停電極小化方法に
おいて、第１の配電線の事故発生時に事故点の母線側開
閉器および事故点の負荷側開閉器を開放し、母線側開閉
器および負荷側開閉器を開放後に突合わせ開閉器を投入
し、突合わせ開閉器の投入後で遮断器開放時間内に母線
側開閉器を投入することを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】本願の第一、及び第二の発明によれば、事故を
検出した開閉器は事故が発生した区間以降の配電線の給
電を止め、かつ親局は事故点の負荷側の開閉器を開放
し、その後、突合わせ開閉器を投入することにより、永
久事故の場合に事故区間のみを停電とすることを可能に
した配電線の停電極小化システム及びその方法を提供す
ることにある。 また、本願の第三、及び第四の発明によ
れば、事故が発生した場合に事故点の母線側開閉器と負
荷側開閉器を開放し、かつ突合わせ開閉器の投入後に、
母線側開閉器を投入することにより、回復性の事故では
停電区間を生ずることのない配電線の停電極小化システ
ム及びその方法を提供することにある。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明の適用される配電系統を示し
ており、配電線Ｌは変電所ＳＳの母線Ｂｕｓに配電線引
出口遮断器ＦＣＢを介して接続され、配電線Ｌの適宜の
個所に開閉器Ｓｗが設けられる。開閉器ＳｗのうちＳｗ
６以外の全ての開閉器は投入状態に有り、従って配電線
Ｌ１乃至Ｌ６の区間は母線Ｂｕｓ１から給電され、配電
線Ｌ７の区間は母線Ｂｕｓ２から給電される。以後母線
Ｂｕｓ１から給電される部分を第１配電線，母線Ｂｕｓ
２から給電される部分を第２配電線ということにする。
常時開放状態に有る開閉器Ｓｗ６の位置を突合せ点と呼
び、この位置の開閉器を突合せ開閉器と呼ぶ。
【０００９】遮断器ＦＣＢには保護継電器Ｒｙが設けら
れ、配電線の短絡事故を検出すると例えば０.２ 秒以内
に遮断器ＦＣＢを開放するよう設定されている。各開閉
器Ｓｗには子局Ｋが設置され、子局Ｋ間が信号線Ｃで接
続されるとともに、中継局Ｔを介して親局Ｍに接続され
る。各子局Ｋの検出した信号等は親局Ｍに送られ、ま
た、親局からの指令が子局Ｋに伝えられる。
【００１０】図２は、子局Ｋと開閉器Ｓｗの一例を示し
ており、これらの装置はいわゆる電柱上に設けられる。
この設備のうち、開閉器Ｓｗの部分は接点ＣＢと、短絡
事故検出のための変流器ＣＴ１，ＣＴ２と、接点ＣＢの
駆動部Ｄとを備える。子局Ｋは、変流器ＣＴ１，ＣＴ２
の検出電流信号に基づいて短絡事故検出する短絡事故検
出保護継電器５１（過電流継電器）と、論理判断部ＣＰ
Ｕ、通信部Ｓとから構成される。
【００１１】図３は、子局Ｋの論理判断部ＣＰＵの論理
を示している。この図において、１２は論理積回路、１
１は抑制信号検知部、１３は時間遅れ回路、１５は論理
和回路である。以下この回路の動作説明をするに、まず
図１において配電線Ｌ３に短絡事故Ｆが発生したものと
すると、事故点よりも電源側に位置する子局Ｋ１，Ｋ２
の過電流継電器５１が短絡事故検出して出力する。この
出力３１は、夫々の子局の通信部Ｓから信号線Ｃを介し
て上位子局（母線Ｂｕｓに近い側の子局）に送られる。
従って、上位子局Ｋ１にはその通信部Ｓを介して子局Ｋ
２の信号３１が前記抑制信号検知部１１に信号３２とし
て検知される。
【００１２】この信号３２は論理積回路１２に否定信号
として印加される。つまり、信号３１は、下位子局が短
絡を検出したときは論理積回路１２の出力を阻止し、下
位子局が短絡を検出しないときは論理積回路１２の出力
を許容するように作用する。このために、結果的には上
位子局Ｋ１の論理積回路１２は出力しない。他方、事故
区間Ｌ３より遠方の子局Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６では、
過電流継電器５１が動作せず、従って信号３１を子局Ｋ
２に送ってこないので、配電線Ｌ３の事故Ｆの時には、
これに最も近い上位の子局Ｋ２のみが、論理積回路１２
に出力信号を得る。論理積回路１３の信号は、タイマー
１３，論理和回路１５を経由して接点ＣＢの駆動部Ｄに
送られる。この論理積回路１３の出力信号は、いわゆる
引外し信号であり、タイマー１３で所定時間Ｔの信号継
続を確認して、当該開閉器Sw2を開放する。ここでタイ
マー１３は上位子局Ｋ１が事故検出してから、信号３２
が下位子局Ｋ２から送られてくるまでの期間内に論理積
回路１３の出力信号を阻止しておくためのものである。
【００１３】また、論理積回路１２の出力は当該子局名
を付与した信号４１として親局Ｍに送られる。今までの
説明から明らかなように、開閉器Ｓｗの開放動作に入る
子局は事故点に直近の電源側子局のみであり、従って親
局が信号４１を受信したときにはその子局名から事故区
間を標定できる。
【００１４】図４は、親局Ｍの緒機能のうち短絡事故対
策の機能のみを示している。まず、子局から前記の信号
４１を受信するとその子局名から事故点を標定し、次に
この子局Ｋ２に対して、開閉器Ｓｗ２の開放を指令す
る。この開放指令は、図３に示す子局Ｋ２の切指令検知
回路２１に与えられ、論理和回路２１，駆動部Ｄを経由
して開閉器Ｓｗ２が開放される。ここで本発明では、通
信の採用により開閉器Ｓｗ２の開放迄に要する時間を
０.２ 秒以下とすることが充分に可能であり、従って配
電母線Ｂｕｓ１に設けられた保護継電器ＲＹ１の動作に
より配電線引出口遮断器ＦＣＢが開放される以前に開閉
器Ｓｗ２を開放することになる。この結果、開閉器Ｓｗ
２の開放により、第１配電線の配電区間Ｌ３，Ｌ４，Ｌ
５，Ｌ６は停電となる。なお、何等かの理由により開閉
器Ｓｗ２が０.２ 秒以内に開放されなかった場合、保護
継電器ＲＹ１の動作により配電線引出口遮断器ＦＣＢが
開放されることになるが、このことは配電線に対する保
護が二重になされていることを意味する。
【００１５】次に親局Ｍは、続けて子局Ｋ２の反電源側
の直近の子局Ｋ３に対しても開閉器Ｓｗ３の開放を指令
する。この開放指令は、図３に示す子局Ｋ３の切指令検
知回路２１に与えられ、論理和回路２１，駆動部Ｄを経
由して開閉器Ｓｗ３が開放される。更に親局Ｍは、続け
て現在突合せ点となっている子局Ｋ６に対して開閉器Ｓ
ｗ６の投入指令を送る。子局Ｋ６の論理判断部ＣＰＵ
（図３参照）は、投入指令信号２２を受信すると駆動部
Ｄを介して、開閉器Ｓｗ６を投入する。
【００１６】ここで、突合せ点となっている開閉器Ｓｗ
６の投入の前に、開閉器Ｓｗ２の反電源側の直近の開閉
器Ｓｗ３を開放しておくのは、短絡事故の多くは永久事
故であることによる。つまり、配電区間Ｌ３を含めて配
電母線Ｂｕｓ２から給電すると、第２配電線で事故発生
し、不要の衝撃を第２配電線に与えることになるのを阻
止するためである。事故発生から、開閉器Ｓｗ６の投入
までは、約０.４ 秒で完了し、これにより、停電してい
た配電線の配電区間Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６のうち、Ｌ
４，Ｌ５，Ｌ６が配電母線Ｂｕｓ２からの給電により復
電する。配電区間Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６の停電時間は０.２
乃至０.３秒程度であり、この区間の停電時間を可能な
限り短縮することができる。
【００１７】以上の処理によれば、配電区間Ｌ３につい
ては停電状態のまま取り残されることになるが、短絡事
故が永久事故でない回復性の事故の場合も有り、これに
ついては以下の復旧処置が採用される。この復旧処置
は、親局が事故信号４１を伝送してきた子局Ｋ２に対し
て投入指令を送ることで実現される。子局Ｋ２の論理判
断部ＣＰＵ（図３参照）は入指令検知回路２２で、投入
指令を検知すると、駆動部Ｄを介して、開閉器Ｓｗ２の
投入を行う。開閉器Ｓｗ２の投入より前の時点で短絡事
故が回復していれば、配電区間Ｌ３は復電し以後母線Ｂ
ｕｓ１から給電される。この再閉路に成功すると、以後
は開閉器Ｓｗ２が突合せ点になる。短絡事故が永久事故
であった場合、親局Ｍは開閉器Ｓｗ２の投入が自己の指
令により行われたこと、及びその直後に子局から信号３
１、あるいは４１が送られてきたこと等をもって再閉路
失敗と判断することができ、直ちに開閉器Ｓｗ２を開放
する指令を与える。
【００１８】以上、図３の装置の動作を主体に本発明を
説明してきたが、本発明装置の親局と子局間での時系列
的な信号の授受を図５に示し、また回復性事故の場合の
場合の各配電線区間の時系列的な課電状況を図６に示
す。この図で左下方向の線の区間が母線Ｂｕｓ１からの
課電区間，右下方向の線の区間が母線Ｂｕｓ２からの課
電区間を示す。線のない部分は停電区間を示している。
なお、図５，図６の意味するところは以上の説明から容
易に理解できることなので詳細説明を省略する。なお、
以上の実施例においては、突合せ点の投入，事故検出し
た子局の開放，事故検出した子局の負荷側子局の開放と
いった操作を親局からの指令により逐次実施している
が、これは親局に頼ることなく、子局間で実現すること
も可能である。例えば、事故検出した子局がその旨を他
の子局に通知し、これを受けて突合せ子局、隣接子局が
所定の時限を持って自己の局の予定の操作を行うもので
も良い。このような操作を行うべきことは、予め親局か
ら指示されているのがよい。
【００１９】
【発明の効果】本願の第一、及び第二の発明によれば、
永久事故の場合には事故区間のみを停電とすることが可
能な配電線の停電極小化システム及びその方法を提供す
ることが出来る。 また、本願の第三、及び第四の発明に
よれば、回復性の事故では停電区間を生ずることがない
配電線の停電極小化システム及びその方法を提供するこ
とが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用される配電系統図と装置構成を示
す図。
【図２】本発明の開閉器Ｓｗと子局Ｋを示す図。
【図３】本発明の子局の一実施例を示す図。
【図４】本発明の親局の一実施例を示す図。
【図５】本発明の全体動作を示すタイムチャ−ト図。
【図６】回復性事故のときの配電区間の時系列的な課電
状況を示す図。
【符号の説明】
Ｋ…子局、Ｍ…親局、Ｓｗ…開閉器、Ｒｙ…保護継電
器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮崎 照信 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株 式会社 日立製作所 国分工場内 (72)発明者 中村 満 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株 式会社 日立製作所 国分工場内 (56)参考文献 特開 平２−46131（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−12567（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 3/04 H02H 3/06 H02H 7/26

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】母線と端部の遮断器を介して接続され、少
    なくとも一つ以上の開閉器を有する第１の配電線と、該
    第１の配電線の端部間に設けられ、平常時には開放状態
    である突合わせ開閉器と、該突合わせ開閉器に端部が接
    続された第２の配電線と、前記開閉器に対して開閉指令
    を出力する親局と、前記第１の配電線の事故発生から遮
    断器開放時間経過後に前記遮断器を開放する遮断器開放
    手段とを備えた配電線の停電極小化システムにおいて、
    前記開閉器は事故を検出したとき事故点よりも母線側に
    ある電源側開閉器の開放を阻止する電源側開閉器固定信
    号出力手段と、事故検出しかつ事故点の負荷側にある負
    荷側開閉器から固定信号が入力されないときは、前記遮
    断器開放時間内に開放する開放判定手段と、前記親局は
    前記第１の配電線の事故発生時に事故点を標定し、前記
    遮断器開放時間内に前記負荷側開閉器に開放指令を出力
    する負荷側開閉器開放手段と、該負荷側開閉器へ開放指
    令を出力後に前記突合わせ開閉器へ投入指令を出力する
    突合わせ開閉器投入手段とを備えたことを特徴とする配
    電線の停電極小化システム。
  2. 【請求項２】請求項１記載の配電線の停電極小化システ
    ムにおいて、前記開閉器は事故検出機能を有して、事故
    検出信号を通信線を介して伝送し、前記親局は開閉器か
    らの事故検出信号に応じて事故点を標定することを特徴
    とする配電線の停電極小化システム。
  3. 【請求項３】母線と端部の遮断器を介して接続し、少な
    くとも一つ以上の開閉器を有する第１の配電線に電力が
    給電され、前記第１の配電線の端部に設けられた突合わ
    せ開閉器は平常時には開放状態にされ、第２の配電線は
    前記突合わせ開閉器に接続され、親局は前記開閉器に対
    して開閉指令を出力し、前記第１の配電線の事故発生か
    ら遮断器開放時間経過後に前記遮断器を開放する配電線
    の停電極小化方法において、前記開閉器は事故検出した
    とき電源側開閉器の開放を阻止する固定信号を出力し、
    事故検出しかつ負荷側開閉器から前記固定信号が入力さ
    れないときは、前記遮断器開放時間内に開放し、前記親
    局は前記第１の配電線の事故発生時に事 故点を標定し、
    前記遮断器開放時間内に前記負荷側開閉器に開放指令を
    出力し、該負荷側開閉器へ開放指令を出力後に前記突合
    わせ開閉器へ投入指令を出力することを特徴とする配電
    線の停電極小化方法。
  4. 【請求項４】母線と端部の遮断器を介して接続され、少
    なくとも一つ以上の開閉器を有する第１の配電線と、該
    第１の配電線の端部間に設けられ、平常時には開放状態
    である突合わせ開閉器と、該突合わせ開閉器に端部が接
    続された第２の配電線と、前記第１の配電線の事故発生
    から遮断器開放時間経過後に前記遮断器を開放する遮断
    器開放手段とを備えた配電線の停電極小化システムにお
    いて、前記第１の配電線の事故発生時に前記事故点の母
    線側開閉器および前記事故点の負荷側開閉器を開放する
    手段と、前記母線側開閉器および前記負荷側開閉器を開
    放後に前記突合わせ開閉器を投入する突合わせ開閉器投
    入手段と、前記突合わせ開閉器の投入後で前記遮断器開
    放時間内に前記母線側開閉器を投入する母線側開閉器投
    入手段とを備えたことを特徴とする配電線の停電極小化
    システム。
  5. 【請求項５】請求項４記載の配電線の停電極小化システ
    ムにおいて、前記開閉器は事故検出機能を有し、事故検
    出信号を親局へ伝送し、該親局は開閉器からの事故検出
    信号に応じて事故点を標定することを特徴とする配電線
    の停電極小化システム。
  6. 【請求項６】母線と端部の遮断器を介して接続し、少な
    くとも一つ以上の開閉器を有する第１の配電線に電力が
    給電され、前記第１の配電線の端部に設けられた突合わ
    せ開閉器は平常時には開放状態にされ、第２の配電線は
    前記突合わせ開閉器に接続され、親局は前記開閉器に対
    して開閉指令を出力し、前記第１の配電線の事故発生か
    ら遮断器開放時間経過後に前記遮断器を開放する配電線
    の停電極小化方法において、前記第１の配電線の事故発
    生時に前記事故点の母線側開閉器および前記事故点の負
    荷側開閉器を開放し、前記母線側開閉器および前記負荷
    側開閉器を開放後に前記突合わせ開閉器を投入し、該突
    合わせ開閉器の投入後で前記遮断器開放時間内に前記母
    線側開閉器を投入することを特徴とする配電線の停電極
    小化方法。
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