JP3085431B2 - 配電線制御システムおよびその方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は配電線制御システム及び
その方法に係り、特に、配電線に発生した回復性の事故
の場合に配電線を極力切り離すことなく運転継続するこ
とのできる配電線制御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て配電線を停電状態とし、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
る。その後、遮断器の再投入を行い停電区間の復旧動作
に入るが、具体的にはまず遮断器に最も近い位置の配電
線の開閉器が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。この結果、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、再閉路により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
電の発生自体を許容できないものとなっており、できる
かぎり無停電とすることのできる配電線の停電極小化シ
ステム及び運用方法が望まれている。

【０００５】ところで、配電線の事故は短絡と地絡に大
別することができ、その割合は２：８程度である。さら
に、地絡事故の８乃至９割は、配電線に樹木等が接触す
ることにより生じる回復性の地絡事故である。

【０００６】従来の時限順送保護方式は、係る回復性の
地絡事故であっても、上記したステップでの保護シーケ
ンスが進行し停電を発生してしまうものである。

【０００７】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にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の配電線制御システムは、母線に接続され、
少なくとも１個以上の開閉器を有する第１の配電線と、
該第１の配電線の端部に設けられ、平常時には開放され
る突き合わせ開閉器と、該突き合わせ開閉器に接続され
た第２の配電線と、前記第１の配電線の事故発生時に前
記突き合わせ開閉器を投入する突き合わせ開閉器投入手
段と、前記突き合わせ開閉器を投入した後に、前記事故
発生点より母線側に隣接する母線側開閉器を開放し、か
つ該母線側開閉器より母線側の開閉器の投入を維持する
手段と、該母線側開閉器の開放後に前記事故が回復性事
故である場合に、前記母線側開閉器の負荷側に隣接する
負荷側開閉器の投入を維持する負荷側開閉器投入維持手
段を備えたことを特徴とするものである。

【０００９】また、上記課題を解決するために、本発明
の配電線制御方法は、母線から第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き合わ
せ開閉器は平常時には開放状態にされ、第２の配電線は
前記突き合わせ開閉器に接続される配電線制御方法にお
いて、前記第１の配電線に事故が発生した場合に前記突
き合わせ開閉器は投入され、前記突き合わせ開閉器の投
入後に前記事故発生点より母線側に隣接する母線側開閉
器は開放され、該母線側開閉器より母線側に位置する開
閉器は投入を維持され、前記母線側開閉器の開放後に前
記事故が回復性の事故である時には、前記母線側開閉器
より負荷側に隣接する負荷側開閉器の投入を維持するこ
とを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明の配電線制御システムでは、事故発生時
に突き合わせ開閉器を投入する手段と、事故の発生点の
母線側に位置する母線側開閉器を開放し、かつ、この母
線側開閉器より母線側に位置する開閉器の投入を維持す
る手段を備え、事故が回復性の事故である場合には母線
側開閉器より負荷側に隣接する開閉器の投入を維持する
構成になっているため、回復性の事故では事故発生区間
を開放せず、停電区間を生じない配電線制御システムを
提供することを実現している。

【００１１】本発明の配電線制御方法は、突き合わせ開
閉器を投入した後に、事故の発生点の母線側に位置する
母線側開閉器を開放して、この母線側開閉器より母線側
に位置する開閉器の投入を維持し、事故が回復性の事故
である時には母線側開閉器より負荷側に隣接する開閉器
の投入を維持する構成になっているため、回復性の事故
では事故発生区間を開放せず、停電区間を生じない配電
線制御方法を提供することを実現している。

【００１２】

【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から給電されている。以後
母線Ｂｕｓ１から給電される部分を第１配電線、母線Ｂ
ｕｓ２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、突き合
わせ点と呼ぶことが有る。

【００１３】遮断器ＦＣＢには保護継電器Ｒｙが設けら
れ、配電線の事故を検出すると例えば０.７ 秒後に遮断
器ＦＣＢを開放する。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。

【００１４】図２は、子局Ｋと開閉器Ｓｗの一例を示し
ている。このうち、開閉器Ｓｗの部分は接点ＣＢと、事
故検出のための各種の検出器（零相変流器ＺＣＴ，零相
電圧検出器ＰＤ）と、接点ＣＢの駆動部Ｄとを備える。
子局Ｋは、検出器からの各種信号に基づいて事故検出す
る地絡方向継電器６７と、論理判断部ＣＰＵ，通信部Ｓ
とから構成される。

【００１５】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は論理和回路であ
り、地絡方向継電器６７が事故検出したことをもって、
出力する。図１において、配電線Ｌ３に事故Ｆが発生し
たものとすると、子局Ｋ１，Ｋ２の論理和回路１２が出
力し、論理和回路１２の出力３１は通信部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）Ｋ１
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Ｋ２の信号３１が信号１１として送られ、こ
の信号１１は論理積回路１３の否定入力部に印加される
ために、結果的には上位子局Ｋ１の論理積回路１３は出
力しない。

【００１６】他方、事故区間Ｌ３より遠方の子局Ｋ３，
Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６では、地絡方向継電器６７が動作せ
ず、従って信号３１を子局Ｋ２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１３に信号を得る。論理積回路
１３の信号は、いわゆる引外し信号であり、タイマー１
４で所定時間Ｔ１(例えば０.６秒）の継続を待って、当
該開閉器Ｓｗ２を開放する。

【００１７】また、論理積回路１３の出力信号は子局名
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母線側の子局のみであり、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。

【００１８】図４は、親局機能のうち本件事故対策の機
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、次に現在突
き合わせ点となっている子局Ｋ６に対して開閉器Ｓｗ６
の投入指令信号２３を送る。子局Ｋ６の論理判断部ＣＰ
Ｕ（図３参照）は、投入指令信号２３を受信すると駆動
部Ｄを介して、開閉器Ｓｗ６を投入する。事故発生か
ら、開閉器Ｓｗ６の投入までは、約０.４ 秒で完了し、
この状態では配電線引出口遮断器ＦＣＢ及び全ての開閉
器Ｓｗが投入されており、停電区間は生じない。この期
間は全ての配電線は両方の母線から給電されている。

【００１９】また、親局は事故信号４１を伝送してきた
子局Ｋ２に対して開放指令２１を送る。子局Ｋ２の論理
判断部ＣＰＵ(図３参照)は、開放指令２１を受信する
と、論理和回路１６から駆動部Ｄを介して、開閉器Ｓｗ
２の開放を行う。開閉器Ｓｗ２の開放は、前記の突き合
わせ点の開閉器Ｓｗ６の投入直後に行われ、事故発生か
ら、約０.６ 秒以内に行われる。開閉器Ｓｗ２は開放さ
れるが、これに先行して開閉器Ｓｗ６が投入されている
ため、開閉器Ｓｗ２の開放により停電区間が生じるわけ
ではない。以後は、開閉器Ｓｗ２の位置が突き合わせ点
になる。

【００２０】この状態では、区間Ｌ１，Ｌ２が母線Ｂｕ
ｓ１から給電され、区間Ｌ３，Ｌ７が母線Ｂｕｓ２から
給電されるため、事故点Ｆは第１配電線（母線Ｂｕｓ１
から給電される部分）から、第２配電線（母線Ｂｕｓ２
から給電される部分）に移っている。このため、第１配
電線の事故は除去されたことになり、配電線引出口遮断
器ＦＣＢ１の保護継電器Ｒｙ１は復旧する。

【００２１】なお、子局Ｋ２は既に事故検出しており、
そのタイマー１４は作動中であるが、タイムアップ前に
親局からの信号により開閉器Ｓｗ２が開放される。この
保護は、子局内部での開放指令と、親局からの開放指令
との二重に行われており、信頼性を高めたものとされて
いる。そのうえ、これらの対策を施しても、事故除去が
不首尾に終わったときには、０.７ 秒後に配電線引出口
遮断器ＦＣＢが開放されることになり、この意味では三
重に後備保護されていることになる。

【００２２】ところで、事故点Ｆは第１配電線から、第
２配電線に移っているため、配電線引出口遮断器ＦＣＢ
２の保護継電器Ｒｙ２が動作開始しており、このままで
は０.７ 秒後に第２配電線の遮断器ＦＣＢ２が開放され
てしまい、停電区間を生じてしまう。この対策のために
本発明においては、第２配電線に対して以下の処理を施
す。

【００２３】第２配電線に対する処理は、親局Ｍから実
施される。まず、図４において、親局Ｍは当初事故報告
してきた子局Ｋ２の負荷側子局Ｋ３に対して、事故区間
除去のための開放指令２２を与える。開放指令２２は論
理積回路１５において、保護継電器６７の動作を条件と
して駆動回路Ｄを介して開閉器Ｓｗ３を開放する。

【００２４】第２配電線に対する処理をこのようにした
ことにより、事故Ｆが回復性のものであり、この時点で
事故が解除されているときには保護継電器６７は動作し
ておらず、論理積回路１５の出力が成立しないので開閉
器Ｓｗ３は開放されない。このケースでは、開閉器Ｓｗ
２が開放したのみで事故発生の前後を通じて停電区間を
生じない。

【００２５】事故Ｆが永久事故の場合、事故は第２配電
線で継続している。このため、子局Ｋ３の保護継電器６
７は動作しており、論理積回路１５の出力が成立して開
閉器Ｓｗ３を開放する。この永久事故のケースでは、開
閉器Ｓｗ２とＳｗ３が開放され、区間Ｌ２に停電区間を
生じることにはなるが、この停電範囲を極小とすること
ができる。なお、この停電区間において、適宜の時期に
この区間に限定した再閉路操作を行うことは、放電性地
絡事故の短時間復旧を可能とする。

【００２６】遮断器ＦＣＢの保護継電器Ｒｙと、図３の
子局と、図４の親局の動作を時系列的に示したのが図５
であり、この動き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、図６と図７は、回
復性事故の場合と、永久事故の場合の各配電線区間の時
系列的な課電状況を示す。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。線が重なる区間は
両方の母線から課電されていることを意味し、線のない
部分は停電区間を示めしている。

【００２７】なお、以上の実施例においては、突き合わ
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
き合わせ子局，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。

【００２８】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の配電線制
御システムでは、事故発生時に突き合わせ開閉器を投入
する手段と、事故の発生点の母線側に位置する母線側開
閉器を開放し、かつ、この母線側開閉器より母線側に位
置する開閉器の投入を維持する手段を備え、事故が回復
性の事故である場合には母線側開閉器より負荷側に隣接
する開閉器の投入を維持する構成になっていることか
ら、本願の配電線制御システムでは、回復性事故の場合
に停電区間を生じない配電線制御システムを提供するこ
とを実現している。

【００２９】また、本発明の配電線制御方法は、突き合
わせ開閉器を投入した後に、事故の発生点の母線側に位
置する母線側開閉器を開放して、この母線側開閉器より
母線側に位置する開閉器の投入を維持し、事故が回復性
の事故である時には母線側開閉器より負荷側に隣接する
開閉器の投入を維持する構成になっていることから、本
願の配電線制御方法では、回復性事故の場合に停電区間
を生じない配電線制御方法を提供することを実現してい
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ート図。

【図６】回復性事故のときの時系列的な課電状況を示す
図。

【図７】永久事故のとき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 叶井 実 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (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３−12567（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−46131（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−49637（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−172930（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−48456（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】母線に接続され、少なくとも１個以上の開
   閉器を有する第１の配電線と、該第１の配電線の端部に
   設けられ、平常時には開放される突き合わせ開閉器と、
   該突き合わせ開閉器に接続された第２の配電線と、前記
   第１の配電線の事故発生時に前記突き合わせ開閉器を投
   入する突き合わせ開閉器投入手段と、前記突き合わせ開
   閉器を投入した後に、前記事故発生点より母線側に隣接
   する母線側開閉器を開放し、かつ該母線側開閉器より母
   線側の開閉器の投入を維持する手段と、該母線側開閉器
   の開放後に前記事故が回復性事故である場合に、前記母
   線側開閉器の負荷側に隣接する負荷側開閉器の投入を維
   持する負荷側開閉器投入維持手段を備えたことを特徴と
   する配電線制御システム。
2. 【請求項２】請求項１の配電線制御システムにおいて、
   前記負荷側開閉器が事故発生を検出し、かつ外部より開
   放指令が伝送された場合に投入維持を解除することを特
   徴とする配電線制御システム。
3. 【請求項３】請求項１の配電線制御システムにおいて、
   前記開閉器は事故検出したとき自己の開閉器より母線側
   にある開閉器の開放を停止する開放停止信号を出力する
   開放停止信号出力手段と、事故を検出し、かつ自己の開
   閉器より負荷側の開閉器から開放停止信号が入力されな
   いときは、自己の開閉器を開放する開放判定手段とを備
   えたことを特徴とする配電線制御システム。
4. 【請求項４】請求項２または請求項３の配電線制御シス
   テムにおいて、前記各開閉器は事故検出した際に、事故
   検出信号を通信線を介して親局へ伝送する事故信号伝送
   手段を備え、前記親局は各開閉器からの事故検出信号に
   基づいて配電線中の事故点を標定する事故点標定手段
   と、標定された事故発生点に隣接する前記母線側開閉器
   に対して開放指令を出力する開放指令出力手段とを備え
   ることを特徴とする配電線制御システム。
5. 【請求項５】母線から第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き合わせ開閉器
   は平常時には開放状態にされ、第２の配電線は前記突き
   合わせ開閉器に接続される配電線制御方法において、前
   記第１の配電線に事故が発生した場合に前記突き合わせ
   開閉器は投入され、前記突き合わせ開閉器の投入後に前
   記事故発生点より母線側に隣接する母線側開閉器は開放
   され、該母線側開閉器より母線側に位置する開閉器は投
   入を維持され、前記母線側開閉器の開放後に前記事故が
   回復性の事故である時には、前記母線側開閉器より負荷
   側に隣接する負荷側開閉器の投入を維持することを特徴
   とする配電線制御方法。
6. 【請求項６】請求項５記載の配電線制御方法において、
   前記負荷側開閉器が事故発生を検出し、かつ外部より開
   放指令が伝送された場合に投入維持を解除することを特
   徴とする配電線制御方法。