JP3155662B2 - 地絡電流抑制装置及び地絡電流抑制方法 - Google Patents
地絡電流抑制装置及び地絡電流抑制方法Info
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- JP3155662B2 JP3155662B2 JP10553494A JP10553494A JP3155662B2 JP 3155662 B2 JP3155662 B2 JP 3155662B2 JP 10553494 A JP10553494 A JP 10553494A JP 10553494 A JP10553494 A JP 10553494A JP 3155662 B2 JP3155662 B2 JP 3155662B2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/08—Limitation or suppression of earth fault currents, e.g. Petersen coil
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発電所から需要家など
の負荷に電力を供給する電力系統の保護システムに係
り、特に地絡故障における中性点接地装置の消弧リアク
トル、配電系の補償リアクトルの補償に好適な地絡電流
抑制装置および地絡電流抑制方法に関する。
の負荷に電力を供給する電力系統の保護システムに係
り、特に地絡故障における中性点接地装置の消弧リアク
トル、配電系の補償リアクトルの補償に好適な地絡電流
抑制装置および地絡電流抑制方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電力の供給に際しては、常に地絡故障の
問題が存在する。特に、昨今のように都市部の配電系統
の地中ケーブル化や配電系統当たりの配電線総亘長の増
大に伴って、あるいは将来的には配電用変圧器の並列運
転化による合計容量の増加によって、1線地絡電流が増
加する傾向にあり、これに対する対応が望まれている。
問題が存在する。特に、昨今のように都市部の配電系統
の地中ケーブル化や配電系統当たりの配電線総亘長の増
大に伴って、あるいは将来的には配電用変圧器の並列運
転化による合計容量の増加によって、1線地絡電流が増
加する傾向にあり、これに対する対応が望まれている。
【0003】地絡電流の抑制には、配電系に可変リアク
トルを設ける方式がよく知られている。例えば、22k
V〜77kVの特別高圧系の消弧リアクトルは主変圧器
の中性点と対地間に接続され、送電線故障時の接地電流
の大部分を占める対地静電容量分をリアクタンスにより
打ち消すようになっている。消弧リアクトルを使用する
場合は、系統の対地静電容量を完全補償することを目標
に常時補償方式としている。補償値は送電線の亘長に合
わせて設定するため、系統構成が変化した場合は、リア
クトルを停止し、手動切替えを行っているのが現状であ
る。
トルを設ける方式がよく知られている。例えば、22k
V〜77kVの特別高圧系の消弧リアクトルは主変圧器
の中性点と対地間に接続され、送電線故障時の接地電流
の大部分を占める対地静電容量分をリアクタンスにより
打ち消すようになっている。消弧リアクトルを使用する
場合は、系統の対地静電容量を完全補償することを目標
に常時補償方式としている。補償値は送電線の亘長に合
わせて設定するため、系統構成が変化した場合は、リア
クトルを停止し、手動切替えを行っているのが現状であ
る。
【0004】しかし、手動切替えでは、手間がかかると
ともに、変化に即時対応できないので、タップ選択を自
動化する装置が提案されている。例えば、特開昭57−
193936号には、予め系統構成に対応する対地静電
容量に合わせたタップ切換器のタップ位置を設定し、遮
断器の開閉器情報に基づき、最適タップ位置を選択する
方式が開示されている。
ともに、変化に即時対応できないので、タップ選択を自
動化する装置が提案されている。例えば、特開昭57−
193936号には、予め系統構成に対応する対地静電
容量に合わせたタップ切換器のタップ位置を設定し、遮
断器の開閉器情報に基づき、最適タップ位置を選択する
方式が開示されている。
【0005】また、6.6kV系の配電線に適用されて
いる補償リアクトルは、不足補償を前提として常時補償
方式としている。現状の対地充電電流最大値は20A程
度であり、これを考慮して第2種接地工事を行ってい
る。保安の確保は、地絡保護装置の設置により図ってお
り、このため地絡時の零相電圧を確保する目的から、限
流抵抗を大きくしている。
いる補償リアクトルは、不足補償を前提として常時補償
方式としている。現状の対地充電電流最大値は20A程
度であり、これを考慮して第2種接地工事を行ってい
る。保安の確保は、地絡保護装置の設置により図ってお
り、このため地絡時の零相電圧を確保する目的から、限
流抵抗を大きくしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の配電
系統に適用されている補償リアクトルは、不足補償を前
提とし、常時補償方式をとっている。しかし、配電系統
は自動化などにより、常に系統が変化するのに対し、補
償値はこの変化に追随できてはおらず、配電系統の静電
容量補償の最適化は実質的に行われていない。すなわ
ち、リアクトルの最適値は配電線ごとに異なり、また日
々の系統運用による系統構成の変化によっても変わる。
従って、地絡電流補償の最適化を考えた場合、リアクト
ルを適宜変更できる方式が望まれる。
系統に適用されている補償リアクトルは、不足補償を前
提とし、常時補償方式をとっている。しかし、配電系統
は自動化などにより、常に系統が変化するのに対し、補
償値はこの変化に追随できてはおらず、配電系統の静電
容量補償の最適化は実質的に行われていない。すなわ
ち、リアクトルの最適値は配電線ごとに異なり、また日
々の系統運用による系統構成の変化によっても変わる。
従って、地絡電流補償の最適化を考えた場合、リアクト
ルを適宜変更できる方式が望まれる。
【0007】対地静電容量の補償度を調整する方法とし
て補償用リアクトルのタップを切り換える方式が知られ
ている。しかし、機械式のものでは、応答速度が分オー
ダーであり、また切り換え頻度も多くはできない。した
がって、このような機械式で行われる補償リアクトルの
調整では、地絡故障が発生したときにすぐに対応するこ
とができず、対応に時間がかかることになる。言い換え
れば、地絡故障に追従して調整することができない。そ
のため、地絡故障の対応に際しては、実質的に補償リア
クトルを固定にしているのと同じである。
て補償用リアクトルのタップを切り換える方式が知られ
ている。しかし、機械式のものでは、応答速度が分オー
ダーであり、また切り換え頻度も多くはできない。した
がって、このような機械式で行われる補償リアクトルの
調整では、地絡故障が発生したときにすぐに対応するこ
とができず、対応に時間がかかることになる。言い換え
れば、地絡故障に追従して調整することができない。そ
のため、地絡故障の対応に際しては、実質的に補償リア
クトルを固定にしているのと同じである。
【0008】また、上述のように都市部の配電系統の地
中ケーブル化や配電系統当たりの配電線総亘長の増大、
あるいは将来的には配電用変圧器の並列運転化による合
計容量の増加によって、1線地絡電流が増加する傾向に
ある。1線地絡電流が増加すると、第2種接地工事をさ
らに低抵抗化するために接地抵抗を並列に複数設けなく
てはならなくなったり、地絡保護リレーの検出感度の維
持といった問題が生じる。
中ケーブル化や配電系統当たりの配電線総亘長の増大、
あるいは将来的には配電用変圧器の並列運転化による合
計容量の増加によって、1線地絡電流が増加する傾向に
ある。1線地絡電流が増加すると、第2種接地工事をさ
らに低抵抗化するために接地抵抗を並列に複数設けなく
てはならなくなったり、地絡保護リレーの検出感度の維
持といった問題が生じる。
【0009】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、電力系統の保護シス
テムの信頼性の向上を図ることにある。また、他の目的
は、地絡故障発生後に速やかに地絡電流抑制制御を行え
る地絡電流抑制装置および抑制方法を提供することにあ
る。さらに他の目的は、地絡保護リレーの検出感度を維
持できる地絡電流抑制装置を提供することにある。ま
た、さらに他の目的は、第2種接地工事をさらに低抵抗
化する必要のない地絡電流抑制装置および抑制方法を提
供することにある。
みてなされたもので、その目的は、電力系統の保護シス
テムの信頼性の向上を図ることにある。また、他の目的
は、地絡故障発生後に速やかに地絡電流抑制制御を行え
る地絡電流抑制装置および抑制方法を提供することにあ
る。さらに他の目的は、地絡保護リレーの検出感度を維
持できる地絡電流抑制装置を提供することにある。ま
た、さらに他の目的は、第2種接地工事をさらに低抵抗
化する必要のない地絡電流抑制装置および抑制方法を提
供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的は、電力系統の
対地静電容量補償用中性点接地リアクトルのリアクトル
量を補償して、前記電力系統の地絡電流を抑制する地絡
電流抑制装置において、前記電力系統の零相電流を検出
する零相電流検出手段と、前記電力系統の零相電圧を検
出する零相電圧検出手段と、この零相電圧検出手段によ
り検出した零相電圧値、および前記零相電流検出手段に
よって検出した零相電流値から前記電力系統の地絡故障
発生を検知する地絡故障検知手段と、前記零相電圧、お
よび零相電流から補償リアクトル量を判定する補償リア
クトル量判定手段と、前記地絡故障検知手段が前記電力
系統の地絡故障発生を検知したときに、前記補償リアク
トル量判定手段による補償リアクトル量の判定を行い、
この判定した補償リアクトル量に応じて前記リアクトル
量を制御するリアクトル量制御手段とを備えることによ
って達成される。
対地静電容量補償用中性点接地リアクトルのリアクトル
量を補償して、前記電力系統の地絡電流を抑制する地絡
電流抑制装置において、前記電力系統の零相電流を検出
する零相電流検出手段と、前記電力系統の零相電圧を検
出する零相電圧検出手段と、この零相電圧検出手段によ
り検出した零相電圧値、および前記零相電流検出手段に
よって検出した零相電流値から前記電力系統の地絡故障
発生を検知する地絡故障検知手段と、前記零相電圧、お
よび零相電流から補償リアクトル量を判定する補償リア
クトル量判定手段と、前記地絡故障検知手段が前記電力
系統の地絡故障発生を検知したときに、前記補償リアク
トル量判定手段による補償リアクトル量の判定を行い、
この判定した補償リアクトル量に応じて前記リアクトル
量を制御するリアクトル量制御手段とを備えることによ
って達成される。
【0011】この場合、対地静電容量は補償リアクトル
量判定手段が判定したリアクトル量によって補償される
ようにすればよい。この補償は、常時は完全に補償する
値より低いあらかじめ設定した値にリアクトル量を決め
て概略的に補償できるようにしておくことが望ましく、
その手段としては、例えば固定リアクトルが使用され
る。
量判定手段が判定したリアクトル量によって補償される
ようにすればよい。この補償は、常時は完全に補償する
値より低いあらかじめ設定した値にリアクトル量を決め
て概略的に補償できるようにしておくことが望ましく、
その手段としては、例えば固定リアクトルが使用され
る。
【0012】また、リアクトル量制御手段は、地絡故障
検知手段が地絡故障を検知したとき、速やかにリアクト
ル量を変更する。リアクトル量を変更するときには、零
相電流と零相電圧から位相差を求め、この位相差から補
償すべきリアクトル量を演算するように設定される。そ
して、接地リアクトルとしては、複数のリアクトルを直
列に接続して構成し、リアクトル量の制御は、各リアク
トルに並列に設けられ、各リアクトルの断接を行うスイ
ッチ手段とこのスイッチ手段の断接を制御する制御手段
により行われる。なお、スイッチ手段としては、半導体
スイッチを使用するとよい。
検知手段が地絡故障を検知したとき、速やかにリアクト
ル量を変更する。リアクトル量を変更するときには、零
相電流と零相電圧から位相差を求め、この位相差から補
償すべきリアクトル量を演算するように設定される。そ
して、接地リアクトルとしては、複数のリアクトルを直
列に接続して構成し、リアクトル量の制御は、各リアク
トルに並列に設けられ、各リアクトルの断接を行うスイ
ッチ手段とこのスイッチ手段の断接を制御する制御手段
により行われる。なお、スイッチ手段としては、半導体
スイッチを使用するとよい。
【0013】また、上記目的は、電力系統の対地静電容
量補償用中性点接地リアクトルのリアクトル量を補償し
て、前記電力系統の地絡電流を抑制する地絡電流抑制方
法において、前記電力系統の零相電流と零相電圧を検出
し、検出した零相電圧値および零相電流値から前記電力
系統の地絡故障発生を検知し、前記電力系統の地絡故障
発生を検知したときに、前記零相電圧、および零相電流
から補償リアクトル量を判定し、この判定した補償リア
クトル量に応じて前記リアクトル量を制御することによ
っても達成される。
量補償用中性点接地リアクトルのリアクトル量を補償し
て、前記電力系統の地絡電流を抑制する地絡電流抑制方
法において、前記電力系統の零相電流と零相電圧を検出
し、検出した零相電圧値および零相電流値から前記電力
系統の地絡故障発生を検知し、前記電力系統の地絡故障
発生を検知したときに、前記零相電圧、および零相電流
から補償リアクトル量を判定し、この判定した補償リア
クトル量に応じて前記リアクトル量を制御することによ
っても達成される。
【0014】
【作用】上記手段によれば、零相電流検出手段と零相電
圧検出手段とから電力系統の零相電流と零相電圧を検出
し、検出された零相電流値と零相電圧値とから地絡故障
検知手段は地絡故障の発生を検知する。一方、補償リア
クトル量判定手段は、零相電圧と零相電流とから補償リ
アクトル量を判定し、リアクトル量制御手段は地絡故障
の発生が検知されたとき、前記補償リアクトル量判定手
段による補償リアクトル量の判定を行い、この判定した
補償リアクトル量に応じて前記リアクトル量を制御す
る。これによってリアクトル量制御手段は、より適切な
リアクトル量に設定することができる。また、リアクト
ル量を対地静電容量を補償するように設定することで、
地絡電流を抑えることができる。
圧検出手段とから電力系統の零相電流と零相電圧を検出
し、検出された零相電流値と零相電圧値とから地絡故障
検知手段は地絡故障の発生を検知する。一方、補償リア
クトル量判定手段は、零相電圧と零相電流とから補償リ
アクトル量を判定し、リアクトル量制御手段は地絡故障
の発生が検知されたとき、前記補償リアクトル量判定手
段による補償リアクトル量の判定を行い、この判定した
補償リアクトル量に応じて前記リアクトル量を制御す
る。これによってリアクトル量制御手段は、より適切な
リアクトル量に設定することができる。また、リアクト
ル量を対地静電容量を補償するように設定することで、
地絡電流を抑えることができる。
【0015】この対地静電容量の補償に際しては、常時
は完全に補償する値より低いあらかじめ設定した値にリ
アクトル量を決めて概略的に補償できるようにしておけ
ば、最大の対地充電電流は減少する。そこで、地絡故障
が生じたときには、概略的な補償で補償しきれていない
分を補償するようにリアクトル量制御手段によりリアク
トル量を変更する。なお、接地リアクトルとして複数の
リアクトルを直列に接続し、各リアクトルに対してスイ
ッチ手段を接続していれば、このスイッチ手段の断接を
制御することによって高速でリアクトル量を変更するこ
とができる。
は完全に補償する値より低いあらかじめ設定した値にリ
アクトル量を決めて概略的に補償できるようにしておけ
ば、最大の対地充電電流は減少する。そこで、地絡故障
が生じたときには、概略的な補償で補償しきれていない
分を補償するようにリアクトル量制御手段によりリアク
トル量を変更する。なお、接地リアクトルとして複数の
リアクトルを直列に接続し、各リアクトルに対してスイ
ッチ手段を接続していれば、このスイッチ手段の断接を
制御することによって高速でリアクトル量を変更するこ
とができる。
【0016】
【実施例】以下、図面を参照し、本発明の実施例につい
て説明する。
て説明する。
【0017】図1は、本発明の一実施例に係る地絡電流
抑制装置を配電系統に設置した状態を示す概略図であ
る。同図に示した系統は一般的な配電系統である。同図
において、配電変圧器1は遮断器2を介して、配電変電
所の母線3に連結され、母線3に対して配電線用遮断器
4a,4bを介して配電線5a,5bが接続され、この
配電線5a,5bを介して図示しない負荷に電力を供給
している。母線3にはさらに、接地型計器用変圧器6が
接続されている。図中、7は地絡故障時の地絡抵抗、8
a,8bは配電線5a,5bの対地静電容量、9a,9
bは零相変流器をそれぞれ示す。このように構成した配
電系統で、配電変圧器1の2次側のスター結線に可変リ
アクトルを持つ地絡電流抑制装置(以下、「地絡電流補
償装置」とも称する。)10が接続されている。
抑制装置を配電系統に設置した状態を示す概略図であ
る。同図に示した系統は一般的な配電系統である。同図
において、配電変圧器1は遮断器2を介して、配電変電
所の母線3に連結され、母線3に対して配電線用遮断器
4a,4bを介して配電線5a,5bが接続され、この
配電線5a,5bを介して図示しない負荷に電力を供給
している。母線3にはさらに、接地型計器用変圧器6が
接続されている。図中、7は地絡故障時の地絡抵抗、8
a,8bは配電線5a,5bの対地静電容量、9a,9
bは零相変流器をそれぞれ示す。このように構成した配
電系統で、配電変圧器1の2次側のスター結線に可変リ
アクトルを持つ地絡電流抑制装置(以下、「地絡電流補
償装置」とも称する。)10が接続されている。
【0018】このような配電系統において、配電線5a
に地絡故障、すなわち1線地絡故障が発生したとする。
すると、故障電流は、地絡電流11のIF の成分とし
て、地絡故障が起こっている回線である故障回線5aの
対地静電容量8aを通じて流れる電流IC1、同一母線の
健全回線である健全回線5bの対地静電容量8bを通じ
て流れる電流IC2、接地型計器用変圧器6に流れる電流
IRn、および地絡電流補償装置10を流れる電流ILnを
有する。故障回線5aの零相電流IO1の成分は、IC2,
IRn,ILnである。
に地絡故障、すなわち1線地絡故障が発生したとする。
すると、故障電流は、地絡電流11のIF の成分とし
て、地絡故障が起こっている回線である故障回線5aの
対地静電容量8aを通じて流れる電流IC1、同一母線の
健全回線である健全回線5bの対地静電容量8bを通じ
て流れる電流IC2、接地型計器用変圧器6に流れる電流
IRn、および地絡電流補償装置10を流れる電流ILnを
有する。故障回線5aの零相電流IO1の成分は、IC2,
IRn,ILnである。
【0019】図2は、このように構成された配電系統に
おける接地型計器用変圧器6での零相電圧を基準とし
て、地絡電流のベクトル関係を示したものである。地絡
電流抑制装置10がない場合には、地絡電流IF は故障
回線5aの零相電流IO1の電流成分IC1,IC2,IRnを
合成した電流となる。それに対し、地絡電流補償装置1
0がある場合は、地絡電流補償装置10を流れる電流I
Lnによって故障回線5aの零相電流IO1の電流成分
IC1,IC2,の成分が打ち消されるため、地絡電流IF
が抑制される。
おける接地型計器用変圧器6での零相電圧を基準とし
て、地絡電流のベクトル関係を示したものである。地絡
電流抑制装置10がない場合には、地絡電流IF は故障
回線5aの零相電流IO1の電流成分IC1,IC2,IRnを
合成した電流となる。それに対し、地絡電流補償装置1
0がある場合は、地絡電流補償装置10を流れる電流I
Lnによって故障回線5aの零相電流IO1の電流成分
IC1,IC2,の成分が打ち消されるため、地絡電流IF
が抑制される。
【0020】本実施例における地絡電流抑制装置の動作
の特徴は、概略の静電容量補償に相当するリアクトル分
を最初から挿入しておき、故障発生時、零相電圧、零相
電流からリアクトル補償量を制御装置において演算し、
補償量の調整によりILnを高速で可変することにある。
の特徴は、概略の静電容量補償に相当するリアクトル分
を最初から挿入しておき、故障発生時、零相電圧、零相
電流からリアクトル補償量を制御装置において演算し、
補償量の調整によりILnを高速で可変することにある。
【0021】図3は、図1における地絡電流補償装置1
0の構成を示す回路図である。ここでは9個のリアクト
ル101,102,103,・・・・,109を直列に
接続し、各リアクトルに並列に高速でオン・オフできる
半導体スイッチ122,123,123,・・・・,1
29を接続して構成したもので、リアクトル101は固
定分とし、半導体スイッチは並列に接続されていない。
半導体スイッチとしては、例えばサイリスタまたはゲー
ト・ターンオフ・サイリスタを逆並列接続して構成し、
図示されていないがそれぞれに過電圧抑制素子、アノー
ドリアクトル、スナバ回路を持っている。また、各半導
体スイッチ122,123,123,・・・・,129
には、ゲート回路13がそれぞれ接続され、ゲート回路
13はそれぞれ制御装置14に接続されている。また、
前記リアクトル101,102,103,・・・・,1
09に並列に非接地系の高抵抗接地用の抵抗15および
過電圧抑制素子16がそれぞれ接続されている。また、
この地絡電流補償装置10は、開閉器17を介して配電
変圧器1に接続され、地絡電流抑制装置全体を変圧器1
の中性点から分離できるようになっている。
0の構成を示す回路図である。ここでは9個のリアクト
ル101,102,103,・・・・,109を直列に
接続し、各リアクトルに並列に高速でオン・オフできる
半導体スイッチ122,123,123,・・・・,1
29を接続して構成したもので、リアクトル101は固
定分とし、半導体スイッチは並列に接続されていない。
半導体スイッチとしては、例えばサイリスタまたはゲー
ト・ターンオフ・サイリスタを逆並列接続して構成し、
図示されていないがそれぞれに過電圧抑制素子、アノー
ドリアクトル、スナバ回路を持っている。また、各半導
体スイッチ122,123,123,・・・・,129
には、ゲート回路13がそれぞれ接続され、ゲート回路
13はそれぞれ制御装置14に接続されている。また、
前記リアクトル101,102,103,・・・・,1
09に並列に非接地系の高抵抗接地用の抵抗15および
過電圧抑制素子16がそれぞれ接続されている。また、
この地絡電流補償装置10は、開閉器17を介して配電
変圧器1に接続され、地絡電流抑制装置全体を変圧器1
の中性点から分離できるようになっている。
【0022】このように構成すると、常時はこれまでの
実績から概略の補償となるリアクトル、例えば101〜
106を部分的に中性点に入れておき、故障発生時に
は、制御装置14の指令に従うゲート回路13からの信
号により、各半導体スイッチ122,123,・・・,
129をオン・オフし、地絡電流を高速に抑制すること
ができる。
実績から概略の補償となるリアクトル、例えば101〜
106を部分的に中性点に入れておき、故障発生時に
は、制御装置14の指令に従うゲート回路13からの信
号により、各半導体スイッチ122,123,・・・,
129をオン・オフし、地絡電流を高速に抑制すること
ができる。
【0023】これをさらに具体的に説明する。例えば系
統電圧が6.6kV,最大対地充電電流が30A(アン
ペア)の場合、3A間隔の補償リアクトルとすると、リ
アクトル101のインピーダンスは30Aに相当する1
27Ω、リアクトル102のインピーダンスは、補償量
を27Aとすれば、全体のインピーダンスは141Ωと
なるため、リアクトル101との差分である14Ωとな
る。以下同様に、各リアクトル103〜109の値が決
定できる。この決定値は、図にも示すようにリアクトル
103では18Ω、リアクトル104では22Ω、リア
クトル105では30Ω、リアクトル106では43
Ω、リアクトル107では63Ω、リアクトル108で
は106Ω、リアクトル109では212Ωとなる。一
般に不足補償となるリアクトル設定とするので、最大対
地充電電流30Aに対して、補償充電電流27A相当の
リアクトルを用いることになる。このため半導体スイッ
チ122はオフし、他の半導体スイッチ123〜129
はオン状態となる。
統電圧が6.6kV,最大対地充電電流が30A(アン
ペア)の場合、3A間隔の補償リアクトルとすると、リ
アクトル101のインピーダンスは30Aに相当する1
27Ω、リアクトル102のインピーダンスは、補償量
を27Aとすれば、全体のインピーダンスは141Ωと
なるため、リアクトル101との差分である14Ωとな
る。以下同様に、各リアクトル103〜109の値が決
定できる。この決定値は、図にも示すようにリアクトル
103では18Ω、リアクトル104では22Ω、リア
クトル105では30Ω、リアクトル106では43
Ω、リアクトル107では63Ω、リアクトル108で
は106Ω、リアクトル109では212Ωとなる。一
般に不足補償となるリアクトル設定とするので、最大対
地充電電流30Aに対して、補償充電電流27A相当の
リアクトルを用いることになる。このため半導体スイッ
チ122はオフし、他の半導体スイッチ123〜129
はオン状態となる。
【0024】図4は実施例に係る地絡電流補償装置10
を適用した場合の解析例である。地絡故障発生時、実効
値で34Aの電流が流れているが、27A相当のリアク
トルを高速投入することで大幅に地絡電流が抑制できて
いることが示されている。なお、図では地絡故障発生直
後には250A程度のピーク値がでているが、地絡故障
発生時から10ms程度の時間は過渡状態である。
を適用した場合の解析例である。地絡故障発生時、実効
値で34Aの電流が流れているが、27A相当のリアク
トルを高速投入することで大幅に地絡電流が抑制できて
いることが示されている。なお、図では地絡故障発生直
後には250A程度のピーク値がでているが、地絡故障
発生時から10ms程度の時間は過渡状態である。
【0025】図5は、実施例に係る地絡電流抑制装置1
0をシステムに適用した場合の全体構成を示す回路図で
ある。適用系統は、配電変圧器1、母線3a,3b、遮
断器4、複数の配電線51,52,53,54,55,
56を介して負荷に電力を供給する系統である。基本的
に地絡電流抑制装置10主機、その制御装置14で構成
される。符号6,6a,6bは接地型計器用変圧器、符
号601は接地型計器用変圧器6から制御装置14への
伝送線路である。また、零相変流器91,92,93,
94,95,96は遮断器4に図に示すように接続さ
れ、電送線路911,921,931,941,95
1,961を介してそれぞれ制御装置14に接続されて
いる。また、符号8は各配電線51〜56の対地静電容
量(C1 , C2 , C3 , C4 , C5 , C6)である。制御
装置14には零相変流器91〜96及び接地型計器用変
圧器6により検出した零相電流、零相電圧の信号が伝送
線路911・921〜961・601を介して入力さ
れ、演算後の出力命令(オン・オフ信号)を伝送線路1
32を介して、半導体スイッチ122〜129のゲート
ドライブ回路13に伝達する。
0をシステムに適用した場合の全体構成を示す回路図で
ある。適用系統は、配電変圧器1、母線3a,3b、遮
断器4、複数の配電線51,52,53,54,55,
56を介して負荷に電力を供給する系統である。基本的
に地絡電流抑制装置10主機、その制御装置14で構成
される。符号6,6a,6bは接地型計器用変圧器、符
号601は接地型計器用変圧器6から制御装置14への
伝送線路である。また、零相変流器91,92,93,
94,95,96は遮断器4に図に示すように接続さ
れ、電送線路911,921,931,941,95
1,961を介してそれぞれ制御装置14に接続されて
いる。また、符号8は各配電線51〜56の対地静電容
量(C1 , C2 , C3 , C4 , C5 , C6)である。制御
装置14には零相変流器91〜96及び接地型計器用変
圧器6により検出した零相電流、零相電圧の信号が伝送
線路911・921〜961・601を介して入力さ
れ、演算後の出力命令(オン・オフ信号)を伝送線路1
32を介して、半導体スイッチ122〜129のゲート
ドライブ回路13に伝達する。
【0026】なお、図5の例では、地絡電流抑制装置1
0を配電変圧器1の2次側中性点に接続した場合を示し
たが、本発明のシステムにおいては、接地型計器用変圧
器6の一次側中性点、または3次巻線中に接続するか、
さらには専用の接地変圧器を使用しても、地絡電流抑制
に同様の効果を有する。
0を配電変圧器1の2次側中性点に接続した場合を示し
たが、本発明のシステムにおいては、接地型計器用変圧
器6の一次側中性点、または3次巻線中に接続するか、
さらには専用の接地変圧器を使用しても、地絡電流抑制
に同様の効果を有する。
【0027】図6に制御装置14の構成を示すブロック
図である。制御装置は、図6から分かるように電流、電
圧のアナログ量をサンプリングしてディジタル値に変換
する入力部1010、入力データを基に保護リレ−演算
処理を実行する処理部1020、処理結果から地絡電流
抑制装置10に対して制御指令を伝達する出力部103
0、そして整定操作を実施するための整定部1040な
どから構成される。各入力部1010、処理部102
0、出力部1030の構成及び機能を以下に示す。
図である。制御装置は、図6から分かるように電流、電
圧のアナログ量をサンプリングしてディジタル値に変換
する入力部1010、入力データを基に保護リレ−演算
処理を実行する処理部1020、処理結果から地絡電流
抑制装置10に対して制御指令を伝達する出力部103
0、そして整定操作を実施するための整定部1040な
どから構成される。各入力部1010、処理部102
0、出力部1030の構成及び機能を以下に示す。
【0028】入力部1010は伝送線路911〜961
及び601を介して、各配電線51〜56の零相電流信
号及び零相電圧が入力され、入力トランスユニット10
11、フィルタ部(FIL)1012、サンプリングホ
ールド部(S/H)1013、ホールドされたデータを
順次伝達するマルチプレクサ回路(MPX)1014,
アナログ/ディジタル変換回路(A/D)1015を通
して、ディジタル信号に変換され処理部1020に入力
される。処理部1020は中央演算処理装置(CPU)
1021およびリレー演算プログラム・演算結果等を記
憶するメモリ1022から構成され、CPU1021に
よりサンプリングされたディジタルの入力信号の零相電
流と零相電圧から位相差を求め、地絡故障が発生したと
きに位相差からリアクトルの制御量を計算し、リアクト
ルタップの増減を判定する。そして、判定した結果をオ
ン・オフ信号として、出力部1030に伝達する。出力
部1030はディジタル出力(D/O)1031、補助
リレーユニット1032から構成され、伝送線路132
を介して半導体スイッチ122ないし129を制御する
ゲート回路13に、判定した結果のオン・オフ信号を伝
達する。なお、図中D/I1050は外部信号を取り入
れるディジタル入力である。これによって演算形の制御
装置14により、地絡電流抑制装置10を高速に制御す
ることが可能である。図6のCPU1021での処理に
ついては後述する。
及び601を介して、各配電線51〜56の零相電流信
号及び零相電圧が入力され、入力トランスユニット10
11、フィルタ部(FIL)1012、サンプリングホ
ールド部(S/H)1013、ホールドされたデータを
順次伝達するマルチプレクサ回路(MPX)1014,
アナログ/ディジタル変換回路(A/D)1015を通
して、ディジタル信号に変換され処理部1020に入力
される。処理部1020は中央演算処理装置(CPU)
1021およびリレー演算プログラム・演算結果等を記
憶するメモリ1022から構成され、CPU1021に
よりサンプリングされたディジタルの入力信号の零相電
流と零相電圧から位相差を求め、地絡故障が発生したと
きに位相差からリアクトルの制御量を計算し、リアクト
ルタップの増減を判定する。そして、判定した結果をオ
ン・オフ信号として、出力部1030に伝達する。出力
部1030はディジタル出力(D/O)1031、補助
リレーユニット1032から構成され、伝送線路132
を介して半導体スイッチ122ないし129を制御する
ゲート回路13に、判定した結果のオン・オフ信号を伝
達する。なお、図中D/I1050は外部信号を取り入
れるディジタル入力である。これによって演算形の制御
装置14により、地絡電流抑制装置10を高速に制御す
ることが可能である。図6のCPU1021での処理に
ついては後述する。
【0029】図7は、図5の配電線51において、1線
地絡故障が発生した場合の等価回路を示す回路図であ
る。この図から分かるように、地絡電流抑制装置10の
効果として、高低圧混触時の低圧側電圧上昇を抑えるこ
とができる。すなわち図7の等価回路において、地絡が
発生した部分11のRg の両端電圧であるVg を抑える
ように高速で補償リアクトルを可変制御することができ
る。符号61は接地型計器用変圧器6の3次限流抵抗器
rn の1次換算抵抗Rn を示す。図7の等価回路から、
電源電圧VS 、零相電圧VO 、地絡が発生した部分の両
端電圧Vg をそれぞれベクトルとして(次式では、ベク
トルをアンダーライン で示す。)、 V S =V O +V g ・・・(1) であり、電源電圧VS は一定であることから、零相電圧
|VO |を最大とするよう制御すれば、地絡が発生した
部分の両端電圧|Vg |を最小にすることは可能であ
る。すなわち、 V0 =(V/√3)/〔1+Rg {1/Rn +jωC+1/jωL}〕 ・・・(2) ただし、C=C1 +C2 +C3 +C4 +C5 +C6 であ
るから、 ωC=1/ωL ・・・(3) とするよう補償リアクトルLを制御すれば、 V0 =(V/√3){Rn /(Rn +Rg )} ・・・(4) Vg =VS −V0 =V/√3−(V/√3){Rn /(Rn +Rg )} =(V/√3){Rg /(Rn +Rg )} ・・・(5) となり、Ig はV0 と同相となる。但し、零相変流器9
1のZCT1 を流れる電流i01は、Ig からVo に対し
て進みの電流iC1を引いた電流であるから、V0に対し
ては遅れ位相となる。このため、図示していないが、配
電線地絡保護リレー (方向地絡) は遅れ位相範囲で判定
することとなる。
地絡故障が発生した場合の等価回路を示す回路図であ
る。この図から分かるように、地絡電流抑制装置10の
効果として、高低圧混触時の低圧側電圧上昇を抑えるこ
とができる。すなわち図7の等価回路において、地絡が
発生した部分11のRg の両端電圧であるVg を抑える
ように高速で補償リアクトルを可変制御することができ
る。符号61は接地型計器用変圧器6の3次限流抵抗器
rn の1次換算抵抗Rn を示す。図7の等価回路から、
電源電圧VS 、零相電圧VO 、地絡が発生した部分の両
端電圧Vg をそれぞれベクトルとして(次式では、ベク
トルをアンダーライン で示す。)、 V S =V O +V g ・・・(1) であり、電源電圧VS は一定であることから、零相電圧
|VO |を最大とするよう制御すれば、地絡が発生した
部分の両端電圧|Vg |を最小にすることは可能であ
る。すなわち、 V0 =(V/√3)/〔1+Rg {1/Rn +jωC+1/jωL}〕 ・・・(2) ただし、C=C1 +C2 +C3 +C4 +C5 +C6 であ
るから、 ωC=1/ωL ・・・(3) とするよう補償リアクトルLを制御すれば、 V0 =(V/√3){Rn /(Rn +Rg )} ・・・(4) Vg =VS −V0 =V/√3−(V/√3){Rn /(Rn +Rg )} =(V/√3){Rg /(Rn +Rg )} ・・・(5) となり、Ig はV0 と同相となる。但し、零相変流器9
1のZCT1 を流れる電流i01は、Ig からVo に対し
て進みの電流iC1を引いた電流であるから、V0に対し
ては遅れ位相となる。このため、図示していないが、配
電線地絡保護リレー (方向地絡) は遅れ位相範囲で判定
することとなる。
【0030】以上のことから、地絡保護リレー(方向地
絡)との関係で、以下に示す零相電圧最大制御方式およ
び零相電圧・零相電流同相制御方式の2つの制御方式が
考えられる。
絡)との関係で、以下に示す零相電圧最大制御方式およ
び零相電圧・零相電流同相制御方式の2つの制御方式が
考えられる。
【0031】(a)零相電圧(V0)最大制御方式 この方式は零相電圧V0 に着目し、1線地絡故障時、零
相電圧V0 が最大となるよう補償リアクトルを制御する
方式である。すなわち、低圧側電圧上昇は、(5)式よ
り、 3810{Rg /(Rn +Rg )}〔V〕 となることから、Rn によってのみ接地抵抗が規定さ
れ、いわゆる補償残りはなく、完全に地絡電流を抑制で
きる効果がある。
相電圧V0 が最大となるよう補償リアクトルを制御する
方式である。すなわち、低圧側電圧上昇は、(5)式よ
り、 3810{Rg /(Rn +Rg )}〔V〕 となることから、Rn によってのみ接地抵抗が規定さ
れ、いわゆる補償残りはなく、完全に地絡電流を抑制で
きる効果がある。
【0032】このときのCPU1021における制御手
順を示すフローチャートを図8に示す。この制御では、
まず、故障前のリアクトルタップの初期位置を決定する
(ステップS1)。例えば初期位置を最大対地静電容量
の50%程度に設定する。常時はサンプリングした零相
電圧V0 から実効値演算し(ステップS2,S3)、ほ
ぼ同時刻に零相電圧V0 と零相電流i0 から位相差θ01
を演算する(ステップS4,S5)。そして、常時の整
定値と比較することにより地絡故障発生を判定する(ス
テップS6)。この判定で、地絡故障が発生していなけ
れば、ステップS1に戻って演算を繰り返す。もし、地
絡故障が発生していれば、零相電圧V0 の最大判定を実
施し、最大であればリアクトルタップを変更することな
く(ステップS8)、ステップS2およびステップS4
に戻って以降の処理を実行する。もし、零相電圧V0 が
最大でなければ、位相差判定を実施し(ステップS
9)、位相差θ01が負であればリアクトルのタップを減
じ(ステップS10)、位相差θ01が正であればリアク
トルのタップを増し(ステップS11)、ステップS2
およびステップS4に戻って以降の処理を実行する。
順を示すフローチャートを図8に示す。この制御では、
まず、故障前のリアクトルタップの初期位置を決定する
(ステップS1)。例えば初期位置を最大対地静電容量
の50%程度に設定する。常時はサンプリングした零相
電圧V0 から実効値演算し(ステップS2,S3)、ほ
ぼ同時刻に零相電圧V0 と零相電流i0 から位相差θ01
を演算する(ステップS4,S5)。そして、常時の整
定値と比較することにより地絡故障発生を判定する(ス
テップS6)。この判定で、地絡故障が発生していなけ
れば、ステップS1に戻って演算を繰り返す。もし、地
絡故障が発生していれば、零相電圧V0 の最大判定を実
施し、最大であればリアクトルタップを変更することな
く(ステップS8)、ステップS2およびステップS4
に戻って以降の処理を実行する。もし、零相電圧V0 が
最大でなければ、位相差判定を実施し(ステップS
9)、位相差θ01が負であればリアクトルのタップを減
じ(ステップS10)、位相差θ01が正であればリアク
トルのタップを増し(ステップS11)、ステップS2
およびステップS4に戻って以降の処理を実行する。
【0033】この方式の方向地絡リレーは遅れ位相範囲
で判定するため、特性を零相変流器(ZCT)電流が接
地型計器用変圧器(GPT)の3次電圧に対して、同相
から遅れ相を動作範囲とし、各配電線の零相変流器(Z
CT)電流間の位相比較から、唯一方向が逆の配電線を
故障回線として遮断させることにより、地絡電流抑制装
置システムとしての効果がある。
で判定するため、特性を零相変流器(ZCT)電流が接
地型計器用変圧器(GPT)の3次電圧に対して、同相
から遅れ相を動作範囲とし、各配電線の零相変流器(Z
CT)電流間の位相比較から、唯一方向が逆の配電線を
故障回線として遮断させることにより、地絡電流抑制装
置システムとしての効果がある。
【0034】(b)零相電圧(V0 )・零相電流(ZC
T電流)同相制御方式 この方式は、零相電圧V0 、零相電流(ZCT電流)i
0 の両方に着目し、1線地絡故障時、零相電圧V0 と零
相電流i0 が同相となるように補償リアクトルLを制御
する方式である。この方式では、零相電圧V0 と零相電
流i0 が同相となるため、地絡方向リレーは進み位相判
定の特性でよいが、いわゆる補償残りが生じる。すなわ
ち、零相電圧V0 と零相電流i0 が同相であるという条
件より、 ω(C−C1 )=1/ωL ・・・(6) であるから、故障点電流Ig は、 Ig =(V/√3){(1/Rn )+jωC1 } /{1+Rg (1/Rn +jωC1 ) ・・・(7) となり、低圧側電圧上昇Vg は、 |Vg |=|Ig |・Rg =|V/√3|・√{(Rg /Rn )2 +(ωC1 Rg )2 } /√{(1+Rg /Rn )2 +(ωC1 Rg )2 } ・・・(8) となる。この方式におけるCPU1021の制御手順を
図9のフローチャートに示す。この制御では、まず、故
障前のリアクトルタップの初期位置を決定する(ステッ
プS21)。常時はサンプリングした零相電圧V0 (ス
テップS22)と零相電流i0 (ステップS23)から
位相差θ01を演算する(ステップS24)。そして、常
時の整定値と比較することにより地絡故障発生を判定す
る(ステップS25)。この判定で、地絡故障が発生し
てなければ、ステップS21に戻って演算を繰り返す。
もし、地絡故障が発生していると判定されれば、零相電
圧V0 と零相電流i0 の位相差θ01を判定し(ステップ
S26)、概略θ01=0の同相であればリアクトルタッ
プを変化させず(ステップS27)、判定で位相差があ
り、θ01が正であればリアクトルタップを増し(ステッ
プS28)、θ01が負であればリアクトルタップを減じ
て(ステップS29)、ステップS22およびS23以
降の処理を繰り返す。
T電流)同相制御方式 この方式は、零相電圧V0 、零相電流(ZCT電流)i
0 の両方に着目し、1線地絡故障時、零相電圧V0 と零
相電流i0 が同相となるように補償リアクトルLを制御
する方式である。この方式では、零相電圧V0 と零相電
流i0 が同相となるため、地絡方向リレーは進み位相判
定の特性でよいが、いわゆる補償残りが生じる。すなわ
ち、零相電圧V0 と零相電流i0 が同相であるという条
件より、 ω(C−C1 )=1/ωL ・・・(6) であるから、故障点電流Ig は、 Ig =(V/√3){(1/Rn )+jωC1 } /{1+Rg (1/Rn +jωC1 ) ・・・(7) となり、低圧側電圧上昇Vg は、 |Vg |=|Ig |・Rg =|V/√3|・√{(Rg /Rn )2 +(ωC1 Rg )2 } /√{(1+Rg /Rn )2 +(ωC1 Rg )2 } ・・・(8) となる。この方式におけるCPU1021の制御手順を
図9のフローチャートに示す。この制御では、まず、故
障前のリアクトルタップの初期位置を決定する(ステッ
プS21)。常時はサンプリングした零相電圧V0 (ス
テップS22)と零相電流i0 (ステップS23)から
位相差θ01を演算する(ステップS24)。そして、常
時の整定値と比較することにより地絡故障発生を判定す
る(ステップS25)。この判定で、地絡故障が発生し
てなければ、ステップS21に戻って演算を繰り返す。
もし、地絡故障が発生していると判定されれば、零相電
圧V0 と零相電流i0 の位相差θ01を判定し(ステップ
S26)、概略θ01=0の同相であればリアクトルタッ
プを変化させず(ステップS27)、判定で位相差があ
り、θ01が正であればリアクトルタップを増し(ステッ
プS28)、θ01が負であればリアクトルタップを減じ
て(ステップS29)、ステップS22およびS23以
降の処理を繰り返す。
【0035】これらの実施例では、配電系統を対象に説
明したが、特別高圧系の消弧リアクトルとして、主変圧
器の中性点と対地間に接続し、送電線故障時の接地電流
の大部分を占める容量分をリアクタンスにより打ち消す
方式に適用しても、地絡電流抑制の同様の効果がある。
消弧リアクトルを使用する場合は、系統の対地静電容量
を完全補償することを前提とするため、先に説明した零
相電圧最大制御方式を適用すると良い。
明したが、特別高圧系の消弧リアクトルとして、主変圧
器の中性点と対地間に接続し、送電線故障時の接地電流
の大部分を占める容量分をリアクタンスにより打ち消す
方式に適用しても、地絡電流抑制の同様の効果がある。
消弧リアクトルを使用する場合は、系統の対地静電容量
を完全補償することを前提とするため、先に説明した零
相電圧最大制御方式を適用すると良い。
【0036】
【発明の効果】これまでの説明で明らかなように、請求
項1記載の発明によれば、零相電圧検出手段により検出
した零相電圧値、および零相電流検出手段によって検出
した零相電流値から地絡故障検知手段が電力系統の地絡
故障発生を検知したときに、リアクトル量制御手段が、
補償リアクトル量判定手段によって判定された補償リア
クトル量に応じて電力系統の対地静電容量補償用中性点
接地リアクトルのリアクトル量を制御するので、小電流
時の事故においても高感度で地絡事故を検出することが
できるとともに、地絡故障に対応したリアクトル量の変
更を高精度で行うことが可能になり、電力系統の保護シ
ステムの信頼性の向上を図ることができる。また、第2
種接地工事のさらなる低抵抗化を行う必要もなくなり、
配電線総亘長の増大や配電用変圧器の並列運転化にも対
応することができる。
項1記載の発明によれば、零相電圧検出手段により検出
した零相電圧値、および零相電流検出手段によって検出
した零相電流値から地絡故障検知手段が電力系統の地絡
故障発生を検知したときに、リアクトル量制御手段が、
補償リアクトル量判定手段によって判定された補償リア
クトル量に応じて電力系統の対地静電容量補償用中性点
接地リアクトルのリアクトル量を制御するので、小電流
時の事故においても高感度で地絡事故を検出することが
できるとともに、地絡故障に対応したリアクトル量の変
更を高精度で行うことが可能になり、電力系統の保護シ
ステムの信頼性の向上を図ることができる。また、第2
種接地工事のさらなる低抵抗化を行う必要もなくなり、
配電線総亘長の増大や配電用変圧器の並列運転化にも対
応することができる。
【0037】さらに具体的には、請求項1記載の発明に
よれば、補償リアクトル量判定手段が零相電圧および零
相電流から補償リアクトル量を判定し、前記地絡故障検
知手段が前記電力系統の地絡故障発生を検知したとき
に、前記補償リアクトル量判定手段が判定した補償リア
クトル量に応じて前記リアクトル量を制御するので、地
絡故障に対応したリアクトル量の変更が可能になり、電
力系統の保護システムの信頼性の向上を図ることができ
る。
よれば、補償リアクトル量判定手段が零相電圧および零
相電流から補償リアクトル量を判定し、前記地絡故障検
知手段が前記電力系統の地絡故障発生を検知したとき
に、前記補償リアクトル量判定手段が判定した補償リア
クトル量に応じて前記リアクトル量を制御するので、地
絡故障に対応したリアクトル量の変更が可能になり、電
力系統の保護システムの信頼性の向上を図ることができ
る。
【0038】請求項2記載の発明によれば、補償リアク
トル量判定手段が判定した補償リアクトル量によって対
地静電容量を補償するので、地絡電流を抑えることが可
能になり、第2種接地工事のさらなる低抵抗化は不要と
なる。
トル量判定手段が判定した補償リアクトル量によって対
地静電容量を補償するので、地絡電流を抑えることが可
能になり、第2種接地工事のさらなる低抵抗化は不要と
なる。
【0039】請求項3記載の発明によれば、接地リアク
トル量を、対地静電容量を完全に補償できる値より低い
あらかじめ設定した値にして概略的に補償しているの
で、最大対地充電電流を低く抑えることが可能となり、
地絡故障発生時のリアクトル量の制御量も小さく、その
分対応を迅速に行える。
トル量を、対地静電容量を完全に補償できる値より低い
あらかじめ設定した値にして概略的に補償しているの
で、最大対地充電電流を低く抑えることが可能となり、
地絡故障発生時のリアクトル量の制御量も小さく、その
分対応を迅速に行える。
【0040】請求項4記載の発明によれば、概略補償す
る手段が固定リアクトルからなるので、低コストで当該
手段を構成することができる。
る手段が固定リアクトルからなるので、低コストで当該
手段を構成することができる。
【0041】請求項5記載の発明によれば、サンプリン
グしている零相電圧と零相電流とから地絡事故の発生を
簡単に検知することができる。
グしている零相電圧と零相電流とから地絡事故の発生を
簡単に検知することができる。
【0042】請求項6記載の発明によれば、リアクトル
量制御手段は、地絡故障検知手段が地絡故障を検知した
とき、速やかにリアクトル量を変更するので、迅速に地
絡故障の発生に対応して地絡電流を低く抑えることがで
きる。
量制御手段は、地絡故障検知手段が地絡故障を検知した
とき、速やかにリアクトル量を変更するので、迅速に地
絡故障の発生に対応して地絡電流を低く抑えることがで
きる。
【0043】請求項7、8、9記載の発明によれば、リ
アクトル量制御手段は位相差を検出して演算するので、
高速で精度のよい演算が可能になり、リアクトル量の対
地静電容量の補償精度が向上する。
アクトル量制御手段は位相差を検出して演算するので、
高速で精度のよい演算が可能になり、リアクトル量の対
地静電容量の補償精度が向上する。
【0044】請求項10記載の発明によれば、制御手段
とスイッチ手段を介してリアクトルの断接を個々に行う
ので変更すべきリアクトル量に応じて速やかに制御で
き、迅速に地絡故障の発生に対応して地絡電流を低く抑
えることができる。
とスイッチ手段を介してリアクトルの断接を個々に行う
ので変更すべきリアクトル量に応じて速やかに制御で
き、迅速に地絡故障の発生に対応して地絡電流を低く抑
えることができる。
【0045】請求項11記載の発明によれば、スイッチ
手段を半導体スイッチによって構成しているので、切り
換え制御が高速に、かつ、確実に行える。
手段を半導体スイッチによって構成しているので、切り
換え制御が高速に、かつ、確実に行える。
【0046】請求項12記載の発明によれば、前記電力
系統の零相電流と零相電圧を検出し、検出した零相電圧
値および零相電流値から前記電力系統の地絡故障発生を
検知し、前記電力系統の地絡故障発生を検知したとき
に、前記零相電圧、および零相電流から補償リアクトル
量を判定し、この判定した補償リアクトル量に応じて前
記リアクトル量を制御するので、請求項1記載の発明と
同様の効果を奏する。
系統の零相電流と零相電圧を検出し、検出した零相電圧
値および零相電流値から前記電力系統の地絡故障発生を
検知し、前記電力系統の地絡故障発生を検知したとき
に、前記零相電圧、および零相電流から補償リアクトル
量を判定し、この判定した補償リアクトル量に応じて前
記リアクトル量を制御するので、請求項1記載の発明と
同様の効果を奏する。
【図1】本発明の実施例に係る地絡電流抑制装置の概略
構成を示す回路図である。
構成を示す回路図である。
【図2】地絡電流抑制の原理を説明するための説明図で
ある。
ある。
【図3】実施例に係る地絡電流抑制装置におけるリアク
トルとリアクトル量変更のための要部を示す回路図であ
る。
トルとリアクトル量変更のための要部を示す回路図であ
る。
【図4】実施例における抑制効果を示す測定図である。
【図5】実施例に係る地絡電流抑制装置のシステム構成
図である。
図である。
【図6】図5における制御装置の構成を示すブロック図
である。。
である。。
【図7】1線地絡故障が発生した場合の図5の等価回路
図である。
図である。
【図8】零相電圧最大制御方式における制御手順を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図9】零相電圧・零相電流間同相制御方式における制
御手順を示すフローチャートである。
御手順を示すフローチャートである。
1 配電変圧器 3 母線 5a,5b 配電線 6 計器用変圧器 7 地絡抵抗 8a,8b 対地静電容量 9a,9b 零相変流器 10 地絡電流抑制装置(地絡電流補償装置) 11 地絡が発生した部分 13 半導体スイッチのゲート回路 14 制御装置 51〜56 配電線 91〜96 零相変流器 101 固定リアクトル 102〜109 リアクトル 122〜129 半導体スイッチ 1010 入力部 1020 処理部 1021 中央演算処理装置(CPU) 1030 出力部 1032 補助リレーユニット 1040 整定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 義明 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 山極 時生 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 杉本 重幸 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番 地の1 中部電力株式会社 電力技術研 究所内 (72)発明者 根尾 定紀 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番 地の1 中部電力株式会社 電力技術研 究所内 (56)参考文献 特開 昭57−193935(JP,A) 特開 平1−227625(JP,A) 特開 昭52−20243(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 9/08 H02H 3/34 H02H 3/38
Claims (12)
- 【請求項1】 電力系統の対地静電容量補償用中性点接
地リアクトルのリアクトル量を補償して、前記電力系統
の地絡電流を抑制する地絡電流抑制装置において、 前記電力系統の零相電流を検出する零相電流検出手段
と、 前記電力系統の零相電圧を検出する零相電圧検出手段
と、 この零相電圧検出手段により検出した零相電圧値、およ
び前記零相電流検出手段によって検出した零相電流値か
ら前記電力系統の地絡故障発生を検知する地絡故障検知
手段と、 前記零相電圧、および零相電流から補償リアクトル量を
判定する補償リアクトル量判定手段と、 前記地絡故障検知手段が前記電力系統の地絡故障発生を
検知したときに、前記補償リアクトル量判定手段による
補償リアクトル量の判定を行い、この判定した補償リア
クトル量に応じて前記リアクトル量を制御するリアクト
ル量制御手段と、 を備えていることを特徴とする地絡電流抑制装置。 - 【請求項2】 前記補償リアクトル量判定手段が判定し
た補償リアクトル量によって対地静電容量を補償するこ
とを特徴とする請求項1記載の地絡電流抑制装置。 - 【請求項3】 常時は前記対地静電容量を完全に補償す
る値より低いあらかじめ設定した値に接地リアクトル量
を規定する手段をさらに備えていることを特徴とする請
求項2記載の地絡電流抑制装置。 - 【請求項4】 前記あらかじめ設定した値に規定する手
段が、固定リアクトルからなることを特徴とする請求項
3記載の地絡電流抑制装置。 - 【請求項5】 前記地絡故障検知手段は、サンプリング
した零相電圧と零相電流との間の位相差と、常時の整定
値との比較によって地絡故障発生の有無を検知すること
を特徴とする請求項1記載の地絡電流抑制装置。 - 【請求項6】 前記リアクトル量制御手段は、地絡故障
検知手段が地絡故障を検知したとき、速やかにリアクト
ル量を変更することを特徴とする請求項1記載の地絡電
流抑制装置。 - 【請求項7】 前記リアクトル量制御手段は、零相電流
と零相電圧から位相差を求め、この位相差から補償すべ
きリアクトル量を演算し、リアクトル量を変更すること
を特徴とする請求項6記載の地絡電流抑制装置。 - 【請求項8】 前記リアクトル量制御手段は零相電圧の
最大値を判定し、最大でないときに前記位相差の正負に
よってリアクトル量を増減することを特徴とする請求項
7記載の地絡電流抑制装置。 - 【請求項9】 前記リアクトル量制御手段は、零相電圧
と零相電流との位相差を比較し、同相でないときに位相
差の正負によってリアクトル量を増減することを特徴と
する請求項7記載の地絡電流抑制装置。 - 【請求項10】 前記接地リアクトルが複数のリアクト
ルを直列に接続してなり、リアクトル量制御手段が各リ
アクトルに並列に設けられ、各リアクトルの断接を行う
スイッチ手段及びこのスイッチ手段の断接を制御する制
御手段からなることを特徴とする請求項1記載の地絡電
流抑制装置。 - 【請求項11】 前記スイッチ手段が半導体スイッチか
らなることを特徴とする請求項10記載の地絡電流抑制
装置。 - 【請求項12】 電力系統の対地静電容量補償用中性点
接地リアクトルのリアクトル量を補償して、前記電力系
統の地絡電流を抑制する地絡電流抑制方法において、 前記電力系統の零相電流と零相電圧を検出し、 検出した零相電圧値および零相電流値から前記電力系統
の地絡故障発生を検知し、 前記電力系統の地絡故障発生を検知したときに、前記零
相電圧、および零相電流から補償リアクトル量を判定
し、この判定した補償リアクトル量に応じて前記リアク
トル量を制御することを特徴とする地絡電流抑制装置。
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1995
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