JP3096082B2 - Ｐｃｍ電流差動継電装置の再閉路回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は送電線を保護する保護継
電装置の再閉路回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、送電線を保護する保護継電装置
には再閉路回路が付加されており、送電線に系統事故が
発生した場合は、送電線の両端に設けた保護継電装置が
動作して送電線両端のしゃ断器をトリップさせ、所定の
線路無電圧時間経過後に、再閉路指令をしゃ断器へ与え
てしゃ断器を再閉路させるのが通例である。

【０００３】送電線の保護装置として近年の主流は、デ
ィジタルコンピュータを用いたＰＣＭ電流差動継電装置
であり、これは送電線の電流をＣＴを介して取込み、こ
のＣＴの２次電流をディジタル量に変換して電流データ
を得た後に、送電線の両端の装置間で伝送手段を介して
相互に伝送し、電流差動保護を実現する。また、しゃ断
器の開閉状態等も同時に装置内に取込み制御データと
し、先の電流情報と合わせて相互に伝送していることは
周知である。

【０００４】また、再閉路の方式としては、系統の安定
度維持を目的として１秒程度以下で再閉路を実施する高
速度再閉路，高速度再閉路が実施できない場合に10〜20
秒程度で系統復旧することを目的とした中速度再閉路，
高速度再閉路を失敗した時に１分程度でしゃ断器を再投
入させることを目的とした低速度再閉路が組合せて用い
られることが多い。ここで、高速度再閉路においては、
送電線の事故相のしゃ断器のみをしゃ断した後に再閉路
させる単相再閉路あるいは多相再閉路と、事故相と同時
に健全相を含む送電線の３相をしゃ断器でしゃ断した後
に再閉路させる３相再閉路がある。一方、電力系統にお
いて、発電機の動揺を軽減する目的で、発電機側の端子
の高速度再閉路を相手端より遅らせて、送電線の永久事
故により相手端の再閉路が失敗した場合は、発電機側の
端子を再閉路させないようにすることがしばしばある。

【０００５】これについて図７，図８を用いて説明す
る。図７は電力系統の図でＡ端とＢ端はしゃ断器2A，2B
及びＣＴ101A，101Bを介して接続される。Ａ端子，Ｂ端
子の電流はＣＴ101A，ＣＴ101Bを介してＰＣＭ電流差動
継電装置100A，100Bに導入され、前記100A，100B間は伝
送手段により相互にデータの送受信が行なわれる。各端
の線路側にはＰＴ104A，104Bが設けられ線路電圧を装置
100A，100Bに導入し、線路電圧の有無を電圧継電器によ
り検出できる。なお、Ｂ端の背後に発電機103Bがあり、
Ｂ端高速度再閉路をＡ端より遅らせるようにした場合で
ある。

【０００６】ここで図７(a) に示すように送電線に事故
Ｆが発生すると、両端のしゃ断器2A，2Bがしゃ断し、所
定の線路無電圧時間経過後に図７(b) に示すように装置
100Aの高速度再閉路指令によりしゃ断器2Aが再閉路し、
図７(c) に示すように永久事故で事故Ｆが継続すれば装
置100Aが動作し、しゃ断器2Aを再しゃ断させる。図７で
Ｂ端はＰＴ104Bを介して線路電圧が確立したことを確認
して高速度再閉路を実施するよう構成（図２で詳述）す
るので、図７(b) で事故Ｆが永久事故である時は、Ｂ端
の高速度再閉路は実施されず、事故Ｆが消滅している時
は高速度再閉路が実施される。以上の応動によりＢ端の
発電機103Bへの動揺を軽減させている。ここで、高速度
再閉路の方式が事故相のみをしゃ断する単相再閉路又は
多相再閉路の場合は、線路側のＰＴ104Bは３相分設ける
必要がある。

【０００７】次に図８により再閉路回路の例について説
明する。高速度再閉路使用条件回路１の出力とＣＢ入条
件２はＡＮＤ回路21を介してオンディレイタイマ41に接
続され、タイマ41とトリップ指令条件３はＡＮＤ回路22
を介して高速度再閉路起動回路４に入力を与える。高速
度再閉路起動回路４の出力はオンディレイタイマ42，43
を駆動する。線路電圧有検出回路15の出力はオンディレ
イタイマ49を介しＯＲ回路35へ入力され、ＯＲ回路35の
別の入力へは再閉路の先行端条件16を接続し、ＯＲ回路
35の出力，高速度再閉路連系条件回路５の出力及びタイ
マ42の出力はＡＮＤ回路23を介して高速度再閉路指令回
路６へ入力される。ＡＮＤ回路23の出力とタイマ43の出
力はＯＲ回路31を介して再閉路起動回路４のリセット入
力へ接続される。

【０００８】中速度・低速度再閉路使用条件回路７の出
力とＣＢ入条件２は、ＡＮＤ回路24を介してオンディレ
イタイマ44に接続され、タイマ44とトリップ指令条件３
はＡＮＤ回路25を介して低速度再閉路起動回路８及び中
速度再閉路起動回路９に入力を与える。低速度再閉路起
動回路８の出力はオンディレイタイマ45を介して、中速
度再閉路起動回路９の出力は、オンディレイタイマ46を
介してＯＲ回路32へ接続され、ＯＲ回路32の出力はＡＮ
Ｄ回路26及びインヒビット回路61の許可入力側へ接続さ
れる。ＡＮＤ回路26の残りの入力及びインヒビット回路
61の禁止入力側には、中速度・低速度再閉路連系条件回
路10の出力が接続され、ＡＮＤ回路26の出力は、中速度
・低速度再閉路指令回路11へ入力されると同時にＯＲ回
路34へも入力される。ＯＲ回路34の残りの入力はインヒ
ビット回路61の出力がオンディレいタイマ47を介して接
続され、ＯＲ回路34の出力は低速度再閉路起動回路８の
リセット入力へ接続される。高速度再閉路指令回路の出
力とＯＲ回路34の出力は、ＯＲ回路33を介して中速度再
閉路起動回路９のリセット入力へ接続される。

【０００９】次に、図８の回路の高速度再閉路の応動に
ついて説明する。通常、高速度再閉路使用条件は成立し
ＣＢ入条件２も成立しているため、ＡＮＤ回路21が成立
し、タイマ41も出力を発生している。ここで、送電線に
事故が発生するとこれを検出してトリップ指令３が発生
し、ＡＮＤ回路22を介して高速度再閉路起動回路４が動
作する。高速度再閉路が起動されるとタイマ42で線路無
電圧時間をカウントし、高速度再閉路連系条件回路５の
出力が成立し、高速度再閉路の先行端においては先行端
条件16が成立しているため、ＯＲ回路35を経由しＡＮＤ
回路23が成立して高速度再閉路指令回路６が動作し、高
速度再閉路指令をしゃ断器に与えて再閉路を実施する。

【００１０】一方、高速度再閉路の後続端においては、
先行端条件16が成立していないため、先行端で再閉路が
実施され線路電圧有検出回路15により送電線に電圧が印
加されたことをタイマ49で一定時間確認した後、ＯＲ回
路35を経由してＡＮＤ回路23が成立し、高速度再閉路指
令回路６が動作して、高速度再閉路指令をしゃ断器に与
えて再閉路を実施する。先行端，後続端とも、高速度再
閉路指令へ動作入力を与えるとＯＲ回路31を経由し、高
速度再閉路起動回路４をリセットする。タイマ43は高速
度再閉路連系条件５が不成立の場合に、一定時間後にＯ
Ｒ回路31を経由して高速度再閉路起動回路４をリセット
する作用がある。

【００１１】以上、高速度再閉路の先行するケースにつ
いて説明したが、高速度再閉路を失敗するケースについ
て以下に説明する。先行端において、高速度再閉路を実
施するまでは前記の高速度再閉路が先行するケースと同
じである。先行端の高速度再閉路が失敗する場合はしゃ
断器が投入された直後に、装置は事故を検出しトリップ
指令３を再び発生する。高速度再閉路起動中にＣＢ入条
件は成立していないため、ＡＮＤ回路21は成立せずタイ
マ41も復帰したいるため、高速度再閉路の直後に再しゃ
断する時にはタイマ41が出力を出しておらずＡＮＤ回路
22が阻止されており、同様にＡＮＤ回路25も阻止されて
いる。

【００１２】中速度・低速度再閉路については、最初の
トリップ指令で中速度再閉路起動回路９が一旦動作する
が、高速度再閉路指令により中速度再閉路実施以前にリ
セットされ、低速度再閉路起動回路８も最初のトリップ
指令で起動されているので、タイマ45で線路無電圧時間
を経過した後にＯＲ回路32を経由し中速度・低速度再閉
路連系条件10の成立をＡＮＤ回路26で確認し、低速度再
閉路指令回路11より低速度再閉路指令を出力し再閉路を
実施する。インヒビット回路61及びタイマ47は中速度・
低速度再閉路連系条件が成立していない時の再閉路のリ
セット条件で、ＯＲ回路34を経由し再閉路をリセットす
る。

【００１３】一方、中速度・低速度再閉路連系条件回路
10には図示していないが、通常、線路電圧の有無の確認
回路が設けられており、中速度・低速度再閉路は３相再
閉路であるため、線路電圧のうちの任意の１相を使用
し、先行端は線路電圧なしを条件に、後続端は少なくと
も線路電圧ありを条件に出力を生ずる。また、先行端は
高速度再閉路を失敗しているため、中速度再閉路起動回
路９をリセットし低速度再閉路を実施するが、後続端に
おいては、ＡＮＤ回路23が阻止されているためタイマ43
がタイムアップし、高速度再閉路をあきらめＯＲ回路31
を経由して高速度再閉路起動回路４をリセットする。

【００１４】この場合、高速度再閉路指令６より出力を
生じていないのでＯＲ回路33を経由して中速度再閉路起
動回路９のリセットが行なわれず、中速度再閉路を実施
することになる。しかし、中速度・低速度再閉路連系条
件10は、先に述べたように先行端が再閉路して線路電圧
ありになってから、その出力を生じるため、ＡＮＤ回路
26が阻止され、インヒビット回路61が成立しタイマ47の
時間経過後にＯＲ回路34を経由して再閉路をリセット
し、後続端の再閉路指令が出力させず、低速度再閉路の
不成功に至る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】以上の説明から明らか
なように、従来の技術によると発電機側の相手端での再
閉路を先行して実施させ、これが失敗した場合には発電
機側の端子の再閉路を実施させないようにするには、線
路側にＰＴを３相分設置し、この入力を３相とも電圧あ
り，なしを検出する必要がある。また、線路側にＰＴは
１相だけ設備している電気所が殆んどであるため、前記
の再閉路を実施するためには残りの２相分のＰＴを設置
することが必要になり、ＰＴの運用，工事費用が増大し
かなり高価になる。また、先行端が高速度再閉路を失敗
した場合においては、先行端が低速度再閉路を実施する
ものの、後続端は中速度・低速度再閉路をあきらめて再
閉路回路をリセットするので再閉路不成功になる。本発
明は上記問題点を解決するためになされたものであり、
再閉路失敗時の発電機への動揺を軽減するために発電機
端の相手端を再閉路の先行端とすると共に、発電機端を
再閉路の後続端とし、線路側のＰＴが３相分なくても、
１相分だけあれば可能とする再閉路回路を与え、先行端
が高速度再閉路を失敗し低速度再閉路を実施する場合に
おいて、後続端も低速度再閉路を可能とする送電線を保
護するＰＣＭ電流差動継電装置の再閉路回路を提供する
ことを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は送電線の両端に
設置され、各端の電流をディジタル量である電流データ
に変換した後に伝送路を介して各端の電流データと同時
に、しゃ断器の状態を含む制御データを相互に伝送する
ＰＣＭ電流差動継電装置において、発電機端の相手端を
再閉路の先行端子とし、高速度再閉路指令によりしゃ断
器が投入されたことを検出する第１の手段と、前記高速
度再閉路指令によるしゃ断器の投入後に再しゃ断したこ
とを検出する第２の手段とを設け、これら第１の手段と
第２の手段とにより得られた各検出信号を前記制御デー
タに含めて伝送すると共に、発電機端を再閉路の後続端
子として前記制御データを受信し前記先行端からの高速
度再閉路指令によるしゃ断器の再閉路成功信号の受信を
条件にして、後続端の高速度再閉路の再閉路指令を許可
する手段と、前記先行端からの高速度再閉路指令による
しゃ断器の投入後の再閉路失敗信号の受信を条件に、後
続端の中速度再閉路の起動を阻止する手段と、後続端を
低速度再閉路をする手段とを設けるよう構成した。

【００１７】

【実施例】以下図面を参照して実施例を説明する。図１
は本発明によるＰＣＭ電流差動継電装置の再閉路回路の
一実施例の構成図であり、先行端用である。図１におい
て、図８と同一部分については同一符号を付して説明を
省略する。以下では相違部分についてのみ説明する。高
速度再閉路指令回路６の出力である高速度再閉路指令は
オフディレイタイマ51を介して、ＣＢ入条件２の出力で
あるＣＢ入と共にＡＮＤ回路27に接続し、その出力を再
閉路先行信号12として相手端へ制御データとして送信す
ること、及び前記高速度再閉路指令とトリップ指令３の
出力であるトリップ指令をＡＮＤ回路28に接続し、その
出力を再閉路失敗信号13として相手端へ制御データとし
て送信することに特徴がある。

【００１８】図２は本発明による後続端側の一実施例の
構成図であり、前記同様に相違部分についてのみ説明す
る。本実施例では図８に示される線路電圧有検出回路1
5、タイマ49及びＯＲ回路35を削除し、代わりに再閉路
の先行端から受信する再閉路成功信号受信14をＡＮＤ回
路23に接続したこと、及び再閉路の先行端から受信する
再閉路失敗信号受信15をＯＲ回路33に追加して入力する
ことに特徴がある。

【００１９】上記回路の応動について、図３で高速度再
閉路の成功ケースを、図４で高速度再閉路失敗のケース
を夫々タイムチャートを用いて説明する。図３におい
て、送電線の事故により先行端，後続端ともほぼ同時に
トリップ指令３を出力しＣＢが“０”になる、即ち、Ｃ
Ｂがしゃ断する。先行端においては、高速度再閉路起動
回路４が動作し、高速度再閉路指令回路６よりＣＢへ再
閉路指令を与え、ＣＢが投入されてＣＢ入が“１”にな
る。この時に、高速度再閉路指令はタイマ51で引延しさ
れており、ＡＮＤ回路27から一定時間だけ再閉路成功信
号12を送信する。後続端においては、高速度再閉路起動
回路４が動作し、線路無電圧時間をカウントするタイマ
42が出力を生ずる。ここで、先行端から受信される再閉
路成功信号受信14は、タイマ42の出力より以前に条件成
立しており、ＡＮＤ回路23成立して高速度再閉路指令回
路６が出力を生じ、ＣＢへ再閉路指令を与えＣＢが投入
されて高速度再閉路が成功する。

【００２０】図４において、先行端，後続端とも送電線
の事故によりトリップ指令３を出力してＣＢがしゃ断
し、同時に高速度再閉路起動回路４が動作する。この
時、中速度再閉路起動回路９，低速度再閉路起動回路８
とも動作する。先行端においては、高速度再閉路指令回
路６の出力により中速度再閉路起動回路がリセットされ
るのと同時に、ＣＢへ再閉路指令を与えてＣＢが投入さ
れるが、送電線の事故が継続していると、この直後にト
リップ指令３を出力しＣＢが再しゃ断しＣＢ入が“０”
となる。このため、ＡＮＤ回路27の出力は短時間だけ出
力されることになる。また、高速度再閉路指令と同時に
トリップ指令が出るのでＡＮＤ回路28が成立する。従っ
て、再閉路成功信号12、再閉路失敗信号とも短時間だけ
送信される。

【００２１】後続端においては、線路無電圧時間をカウ
ントするタイマ42が出力を発生した時点で、先行端から
受信した再閉路成功信号受信14は“０”になっており、
ＡＮＤ回路23が成立しないため、高速度再閉路指令回路
６は出力を発生せず、タイマ43の時間経過後に高速度再
閉路起動回路４がリセットされる。また、先行端から受
信した再閉路失敗信号15によりＯＲ回路33を経由して中
速度再閉路起動回路９がリセットされる。従って、タイ
マ46の時間経過後にＡＮＤ回路26が成立し、中速度・低
速度再閉路指令回路11より再閉路指令を出力し、ＣＢが
投入され低速度再閉路が成功する。

【００２２】以上の説明から明らかなように、本発明に
よれば再閉路失敗時の発電機への動揺を軽減するため
に、先行端が再閉路を失敗した場合において後続端の再
閉路は実施されない方式を提供でき、この場合において
も、高速度再閉路において線路電圧有検出を必要としな
いので線路側のＰＴは３相分設置する必要がなく、中速
度・低速度再閉路に使用する１相分だけあればよい。ま
た、先行端が再閉路失敗し低速度再閉路を実施する場合
においても、後続端の中速度再閉路がリセットされるの
で低速度再閉路を可能とするＰＣＭ電流差動継電装置の
再閉路回路を提供できる。

【００２３】上記実施例では高速度再閉路指令とＣＢ入
条件を組合せた信号、及び高速度再閉路指令とトリップ
指令を組合せた信号を再閉路の先行端から後続端へ送信
しているが、前記の組合せをする以前の条件を夫々送信
し、後続端において同様の論理シーケンスを構成しても
その効果は何ら変わることはない。また、上記実施例で
は２端子の送電線系統について説明したが、３端子以上
の送電線系統に適用することも可能である。また、上記
実施例で高速度再閉路指令をオフディレイタイマ51で引
延しているが、高速度再閉路指令が十分長ければタイマ
51は省略することも可能である。

【００２４】図５は図１の変形例であり、高速度再閉路
指令とＣＢ入条件をＡＮＤ回路27に接続し、オンディレ
イタイマ48，オフディレイタイマ51を介した信号を再閉
路成功信号12としたものである。高速度再閉路の失敗時
には、高速度再閉路指令とＣＢ入条件のＡＮＤ回路27が
一旦成立するので、これをタイマ48でマスクした後にタ
イマ51で引延して送信するもので、再閉路成功時のみに
限り再閉路成功信号を送信ることができ、この場合でも
その効果は図１，図２の実施例と変わらない。ここで、
高速度再閉路指令が十分長ければタイマ51を省略できる
のは言うまでもない。また、上記の論理を受信端のみで
構成したり、送信端と受信端で分散して構成してもその
効果は同じである。

【００２５】図６は図１の変形例であり、図１における
ＡＮＤ回路27をインヒビット回路62におきかえ、再閉路
失敗信号13により再閉路成功信号12を禁止するようにし
たものである。この場合においてもあ、その効果は図
１，図２の実施例と基本的に変わることはない上に、再
閉路失敗時に、再閉路成功信号12の送信をＣＢ入が
“０”になることにより停止するより以前に停止するこ
とができるので、再閉路成功信号12を送信している時間
を短くすることができ、この結果、図２における後続端
の線路無電圧時間をカウントするタイマ42を短縮できる
効果がある。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば発
電機端の相手端を再閉路の先行端とすると共に発電機端
を再閉路の後続端とし、先行端が再閉路を失敗した場合
には後続端の再閉路を実施しない再閉路方式とし、線路
側のＰＴが３相分なくても、１相分だけあれば可能とす
る再閉路回路を与え、先行端が高速度再閉路を失敗し低
速度再閉路を実施する場合において、後続端も低速度再
閉路を可能とするＰＣＭ電流差動継電装置の再閉路回路
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＰＣＭ電流差動継電装置の先行端
の再閉路回路の一実施例の構成図。

【図２】本発明によるＰＣＭ電流差動継電装置の後続端
の再閉路回路の一実施例の構成図。

【図３】図１，図２の実施例の高速度再閉路の成功ケー
スのタイムチャート。

【図４】図１，図２の実施例の高速度再閉路の失敗ケー
スのタイムチャート。

【図５】，

【図６】他の実施例の構成図。

【図７】電力系統の図。

【図８】従来のＰＣＭ電流差動継電装置の再閉路回路の
構成図。

【符号の説明】

１ 高速度再閉路使用条件の回路 ２ ＣＢ入条件回路 2A，2B しゃ断器 ３ トリップ指令回路 ４ 高速度再閉路起動回路 ５ 高速度再閉路連系条件回路 ６ 高速度再閉路指令回路 ７ 中速度・低速度再閉路使用条件回路 ８ 低速度再閉路起動回路 ９ 中速度再閉路起動回路 10 中速度再閉路連系条件回路 11 中速度・低速度再閉路指令回路 51 オフディレイタイマ 61，62 インヒビット回路 100A，100B ＰＣＭ電流差動継電装置 101A，101B ＣＴ 103B 発電機 104A，104B ＰＴ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−224820（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−141917（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02H 3/06 H02H 3/26 - 3/30

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送電線の両端に設置され、各端の電流を
   ディジタル量である電流データに変換した後に伝送路を
   介して各端の電流データと同時に、しゃ断器の状態を含
   む制御データを相互に伝送するＰＣＭ電流差動継電装置
   において、発電機端の相手端を再閉路の先行端子とし、
   高速度再閉路指令によりしゃ断器が投入されたことを検
   出する第１の手段と、前記高速度再閉路指令によるしゃ
   断器の投入後に再しゃ断したことを検出する第２の手段
   とを設け、これら第１の手段と第２の手段とにより得ら
   れた各検出信号を前記制御データに含めて伝送すると共
   に、発電機端を再閉路の後続端子として前記制御データ
   を受信し前記先行端からの高速度再閉路指令によるしゃ
   断器の再閉路成功信号の受信を条件にして、後続端の高
   速度再閉路の再閉路指令を許可する手段と、前記先行端
   からの高速度再閉路指令によるしゃ断器の投入後の再閉
   路失敗信号の受信を条件に、後続端の中速度再閉路の起
   動を阻止する手段と、後続端を低速度再閉路をする手段
   とを設けたことを特徴とするＰＣＭ電流差動継電装置の
   再閉路回路。