JP3261541B2 - 保護継電器 - Google Patents
保護継電器Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、商用電源の停電を判別
する保護継電器に関し、さらに詳しくは、自家用発電機
と商用電源とを系統連系するシステムに好適な保護継電
器に関する。
する保護継電器に関し、さらに詳しくは、自家用発電機
と商用電源とを系統連系するシステムに好適な保護継電
器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、需要家の自家用発電機３と商用
電源２とを系統連系するシステムの構成を示す図であ
る。
電源２とを系統連系するシステムの構成を示す図であ
る。
【０００３】一般に、このような系統連系システムにお
いては、電力系統事故や停電を検出し、自家用発電機３
を系統から解列するために、受電点４に、地絡過電流継
電器や地絡過電圧継電器などの各種の系統連系用保護継
電器５を設置する必要があり、かかる系統連系用保護継
電器５は、その動作時には、受電点４、受電線の点１５
または点７を開とするようになっている。
いては、電力系統事故や停電を検出し、自家用発電機３
を系統から解列するために、受電点４に、地絡過電流継
電器や地絡過電圧継電器などの各種の系統連系用保護継
電器５を設置する必要があり、かかる系統連系用保護継
電器５は、その動作時には、受電点４、受電線の点１５
または点７を開とするようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、自家用発電
機３と商用電源２とを逆潮流有り、すなわち、矢符Ａで
示されるように自家用発電機３による余剰の電力を系統
側に送出させることのある系統連系においては、従来例
の系統連系用保護継電器５では、商用電源２の停電を検
出するのが困難な場合がある。
機３と商用電源２とを逆潮流有り、すなわち、矢符Ａで
示されるように自家用発電機３による余剰の電力を系統
側に送出させることのある系統連系においては、従来例
の系統連系用保護継電器５では、商用電源２の停電を検
出するのが困難な場合がある。
【０００５】例えば、自家用発電機３の出力容量が１０
００ＫＷで、構内負荷９が５００ＫＷであり、５００Ｋ
Ｗの電力を系統側に送出しており、その系統には、１０
０ＫＷの他の需要家の負荷のみがあり、したがって、電
力会社に４００ＫＷの余剰電力を送出している状態で、
商用電源２の送り出し点１０が開になったような場合、
すなわち、商用電源２の停電によって自家用発電機３の
出力が余る方向、したがって、電源周波数あるいは電源
電圧が上昇する方向に変化するような場合には、従来例
の系統連系用保護継電器５では、該停電を検出するのが
困難である。
００ＫＷで、構内負荷９が５００ＫＷであり、５００Ｋ
Ｗの電力を系統側に送出しており、その系統には、１０
０ＫＷの他の需要家の負荷のみがあり、したがって、電
力会社に４００ＫＷの余剰電力を送出している状態で、
商用電源２の送り出し点１０が開になったような場合、
すなわち、商用電源２の停電によって自家用発電機３の
出力が余る方向、したがって、電源周波数あるいは電源
電圧が上昇する方向に変化するような場合には、従来例
の系統連系用保護継電器５では、該停電を検出するのが
困難である。
【０００６】このため、自家用発電機３と商用電源２と
を逆潮流有りで、系統連系するシステムでは、商用電源
２の停電時には、必ず需要家の遮断器が切れるようにす
るために、転送遮断装置７５を設置する必要があるが、
この転送遮断装置７５は、高価であって、しかも、電力
会社の供給変電所から需要家まで専用の制御線を設ける
必要があり、その設置は容易でないという難点がある。
を逆潮流有りで、系統連系するシステムでは、商用電源
２の停電時には、必ず需要家の遮断器が切れるようにす
るために、転送遮断装置７５を設置する必要があるが、
この転送遮断装置７５は、高価であって、しかも、電力
会社の供給変電所から需要家まで専用の制御線を設ける
必要があり、その設置は容易でないという難点がある。
【０００７】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、自家用発電機と商用電源とを逆潮流有りで、
系統連系するシステムにおいて、商用電源の停電を検出
できるようにして転送遮断装置を不要にすることを目的
とする。
であって、自家用発電機と商用電源とを逆潮流有りで、
系統連系するシステムにおいて、商用電源の停電を検出
できるようにして転送遮断装置を不要にすることを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。
を達成するために、次のように構成している。
【０００９】すなわち、本発明は、商用電源と発電機と
を系統連系したシステムに備えられる保護継電器であっ
て、電源の周波数偏差を検出する第１検出手段と、電源
の電圧偏差を検出する第２検出手段と、前記両検出手段
の出力に基づいて停電を判別する判別手段とを備え、前
記両検出手段は、瞬時検出特性の第１検出部および限時
検出特性の第２検出部の両検出部をそれぞれ有してお
り、前記判別手段は、前記瞬時検出特性の第１検出部で
周波数偏差および電圧偏差が検出されたときの出力に基
づいて、力率改善用コンデンサを入りまたは切りとして
前記発電機が負担する無効電力を変化させるための判別
出力を与える第１出力部と、前記無効電力の変化によっ
て、前記限時検出特性の第２検出部で周波数偏差および
電圧偏差が検出されたときの出力に基づいて、受電路を
開路するための判別出力を与える第２出力部とを有して
いる。
を系統連系したシステムに備えられる保護継電器であっ
て、電源の周波数偏差を検出する第１検出手段と、電源
の電圧偏差を検出する第２検出手段と、前記両検出手段
の出力に基づいて停電を判別する判別手段とを備え、前
記両検出手段は、瞬時検出特性の第１検出部および限時
検出特性の第２検出部の両検出部をそれぞれ有してお
り、前記判別手段は、前記瞬時検出特性の第１検出部で
周波数偏差および電圧偏差が検出されたときの出力に基
づいて、力率改善用コンデンサを入りまたは切りとして
前記発電機が負担する無効電力を変化させるための判別
出力を与える第１出力部と、前記無効電力の変化によっ
て、前記限時検出特性の第２検出部で周波数偏差および
電圧偏差が検出されたときの出力に基づいて、受電路を
開路するための判別出力を与える第２出力部とを有して
いる。
【００１０】
【作用】上記構成によれば、電源周波数および電源電圧
の偏差、すなわち、電源周波数および電源電圧の低下あ
るいは上昇に基づいて、停電を検出するので、例えば、
自家用発電機と商用電源とを逆潮流有りで、系統連系す
るシステムにおいて、商用電源の停電によって、自家用
発電機の出力が余る方向に変化して電源周波数あるいは
電源電圧が上昇する方向に変化した場合にも、確実に停
電を検出することが可能となる。
の偏差、すなわち、電源周波数および電源電圧の低下あ
るいは上昇に基づいて、停電を検出するので、例えば、
自家用発電機と商用電源とを逆潮流有りで、系統連系す
るシステムにおいて、商用電源の停電によって、自家用
発電機の出力が余る方向に変化して電源周波数あるいは
電源電圧が上昇する方向に変化した場合にも、確実に停
電を検出することが可能となる。
【００１１】
【実施例】以下、図面によって本発明の実施例につい
て、詳細に説明する。
て、詳細に説明する。
【００１２】この実施例の保護継電器１は、図１に示さ
れるように、商用電源２と自家用発電機３とを矢符Ａで
示されるように、逆潮流有りで系統連系したシステムの
受電点４に接続されており、この受電点４には、従来と
同様に他の系統連系保護継電器５も接続されている。ま
た、自家用発電機３側には、発電機保護用の過電流継電
器や過電圧継電器などの保護継電器６が設置されてお
り、その動作時には、点７を開くようになっている。な
お、８は力率改善用コンデンサ、９は構内負荷、１０は
商用電源２の送り出し点である。
れるように、商用電源２と自家用発電機３とを矢符Ａで
示されるように、逆潮流有りで系統連系したシステムの
受電点４に接続されており、この受電点４には、従来と
同様に他の系統連系保護継電器５も接続されている。ま
た、自家用発電機３側には、発電機保護用の過電流継電
器や過電圧継電器などの保護継電器６が設置されてお
り、その動作時には、点７を開くようになっている。な
お、８は力率改善用コンデンサ、９は構内負荷、１０は
商用電源２の送り出し点である。
【００１３】図２は、図１の保護継電器１の要部のブロ
ック図であり、なお、この図２においては、１相分の構
成を示している。
ック図であり、なお、この図２においては、１相分の構
成を示している。
【００１４】この実施例の保護継電器１は、上述の受電
点４に計器用変圧器ＰＴを介して接続されており、商用
電源２の停電を高速で、かつ、信頼性高く検出するため
に、次のように構成されている。
点４に計器用変圧器ＰＴを介して接続されており、商用
電源２の停電を高速で、かつ、信頼性高く検出するため
に、次のように構成されている。
【００１５】すなわち、この実施例の保護継電器１は、
過入力保護回路１１を介して与えられる電源の周波数偏
差を検出する第１検出手段１２と、電源の電圧偏差を検
出する第２検出手段１３と、前記両検出手段１２，１３
の出力に基づいて商用電源の停電を判別する判別手段１
４と、判別手段１４の判別出力によって力率改善用コン
デンサ８の入または切を行う第１出力リレー１６と、さ
らに、判別手段１４の判別出力によって、図１の受電点
４、受電線の点７または点１５を開とする第２出力リレ
ー１７とを備えている。
過入力保護回路１１を介して与えられる電源の周波数偏
差を検出する第１検出手段１２と、電源の電圧偏差を検
出する第２検出手段１３と、前記両検出手段１２，１３
の出力に基づいて商用電源の停電を判別する判別手段１
４と、判別手段１４の判別出力によって力率改善用コン
デンサ８の入または切を行う第１出力リレー１６と、さ
らに、判別手段１４の判別出力によって、図１の受電点
４、受電線の点７または点１５を開とする第２出力リレ
ー１７とを備えている。
【００１６】電源の周波数偏差を検出する第１検出手段
１２は、＋側の偏差、すなわち、定格値からの周波数の
上昇を検出する周波数上昇検出手段１８と、−側の偏
差、すなわち、周波数の定格値からの低下を検出する周
波数低下検出手段１９とから構成されており、同様に、
電源の電圧偏差を検出する第２検出手段１３は、＋側の
偏差、すなわち、電圧の定格値からの上昇を検出する電
圧上昇検出手段２０と、−側の偏差、すなわち、電圧の
定格値からの低下を検出する電圧低下検出手段２１とか
ら構成されている。
１２は、＋側の偏差、すなわち、定格値からの周波数の
上昇を検出する周波数上昇検出手段１８と、−側の偏
差、すなわち、周波数の定格値からの低下を検出する周
波数低下検出手段１９とから構成されており、同様に、
電源の電圧偏差を検出する第２検出手段１３は、＋側の
偏差、すなわち、電圧の定格値からの上昇を検出する電
圧上昇検出手段２０と、−側の偏差、すなわち、電圧の
定格値からの低下を検出する電圧低下検出手段２１とか
ら構成されている。
【００１７】周波数上昇検出手段１８および電圧上昇検
出手段２０は、商用電源２の停電によって自家用発電機
３の出力が余る方向、したがって、電源周波数あるいは
電源電圧が上昇する方向に変化するのを検出するための
ものであり、一方、周波数低下検出手段１９および電圧
低下検出手段２１は、商用電源２の停電によって自家用
発電機３の出力が足りない方向、したがって、電源周波
数あるいは電源電圧が低下する方向に変化するのを検出
するためのものである。
出手段２０は、商用電源２の停電によって自家用発電機
３の出力が余る方向、したがって、電源周波数あるいは
電源電圧が上昇する方向に変化するのを検出するための
ものであり、一方、周波数低下検出手段１９および電圧
低下検出手段２１は、商用電源２の停電によって自家用
発電機３の出力が足りない方向、したがって、電源周波
数あるいは電源電圧が低下する方向に変化するのを検出
するためのものである。
【００１８】電源周波数の上昇を検出する周波数上昇検
出手段１８は、後述の図３に示される検出特性の瞬時特
性＋Δｆａおよび限時特性＋Δｆｂにそれぞれ対応した
第１周波数上昇検出部２２と、第２周波数上昇検出部２
３とを備えている。第１周波数上昇検出部２２は、電源
周波数が、１０〜２０ｍｓｅｃに亘って、定格値から
０.２Ｈｚ以上上昇したことを検出する検出器から構成
されており、一方、第２周波数上昇検出部２３は、Δｆ
１〜Δｆ４の周波数上昇をそれぞれ検出する第１〜第４
検出器２４〜２７と、各検出器２４〜２７の出力を遅延
させる第１〜第４ディレータイマ２８〜３１と、各ディ
レータイマ２８〜３１の出力が与えられる第１オアゲー
ト３２とから構成されている。
出手段１８は、後述の図３に示される検出特性の瞬時特
性＋Δｆａおよび限時特性＋Δｆｂにそれぞれ対応した
第１周波数上昇検出部２２と、第２周波数上昇検出部２
３とを備えている。第１周波数上昇検出部２２は、電源
周波数が、１０〜２０ｍｓｅｃに亘って、定格値から
０.２Ｈｚ以上上昇したことを検出する検出器から構成
されており、一方、第２周波数上昇検出部２３は、Δｆ
１〜Δｆ４の周波数上昇をそれぞれ検出する第１〜第４
検出器２４〜２７と、各検出器２４〜２７の出力を遅延
させる第１〜第４ディレータイマ２８〜３１と、各ディ
レータイマ２８〜３１の出力が与えられる第１オアゲー
ト３２とから構成されている。
【００１９】電源周波数の低下を検出する周波数低下検
出手段１９は、図３に示される検出特性の瞬時特性−Δ
ｆａおよび限時特性−Δｆｂにそれぞれ対応した第１周
波数低下検出部３３と、第２周波数低下検出部３４とを
備えている。第１周波数低下検出部３３は、電源周波数
が、１０〜２０ｍｓｅｃに亘って、定格値から０.２Ｈ
ｚ以上低下したことを検出する検出器から構成されてお
り、一方、第２周波数低下検出部３４は、Δｆ１〜Δｆ
４の周波数低下をそれぞれ検出する第１〜第４検出器３
５〜３８と、各検出器３５〜３８の出力を遅延させる第
１〜第４ディレータイマ３９〜４２と、各ディレータイ
マ３９〜４２の出力が与えられる第２オアゲート４３と
から構成されている。
出手段１９は、図３に示される検出特性の瞬時特性−Δ
ｆａおよび限時特性−Δｆｂにそれぞれ対応した第１周
波数低下検出部３３と、第２周波数低下検出部３４とを
備えている。第１周波数低下検出部３３は、電源周波数
が、１０〜２０ｍｓｅｃに亘って、定格値から０.２Ｈ
ｚ以上低下したことを検出する検出器から構成されてお
り、一方、第２周波数低下検出部３４は、Δｆ１〜Δｆ
４の周波数低下をそれぞれ検出する第１〜第４検出器３
５〜３８と、各検出器３５〜３８の出力を遅延させる第
１〜第４ディレータイマ３９〜４２と、各ディレータイ
マ３９〜４２の出力が与えられる第２オアゲート４３と
から構成されている。
【００２０】電源電圧の上昇を検出する電圧上昇検出手
段２０は、後述の図４に示される検出特性の瞬時特性＋
ΔＶａおよび限時特性＋ΔＶｂにそれぞれ対応した第１
電圧上昇検出部４４と、第２電圧上昇検出部４５とを備
えている。第１電圧上昇検出部４４は、電源電圧が、１
０〜２０ｍｓｅｃに亘って定格値から３％以上上昇した
ことを検出する検出器から構成されており、一方、第２
電圧上昇検出部４５は、ΔＶ１〜ΔＶ４の電圧上昇をそ
れぞれ検出する第１〜第４検出器４６〜４９と、各検出
器４６〜４９の出力を遅延させる第１〜第４ディレータ
イマ５０〜５３と、各ディレータイマ５０〜５３の出力
が与えられる第３オアゲート５４とから構成されてい
る。
段２０は、後述の図４に示される検出特性の瞬時特性＋
ΔＶａおよび限時特性＋ΔＶｂにそれぞれ対応した第１
電圧上昇検出部４４と、第２電圧上昇検出部４５とを備
えている。第１電圧上昇検出部４４は、電源電圧が、１
０〜２０ｍｓｅｃに亘って定格値から３％以上上昇した
ことを検出する検出器から構成されており、一方、第２
電圧上昇検出部４５は、ΔＶ１〜ΔＶ４の電圧上昇をそ
れぞれ検出する第１〜第４検出器４６〜４９と、各検出
器４６〜４９の出力を遅延させる第１〜第４ディレータ
イマ５０〜５３と、各ディレータイマ５０〜５３の出力
が与えられる第３オアゲート５４とから構成されてい
る。
【００２１】電源電圧の低下を検出する電圧低下検出手
段２１は、図４に示される検出特性の瞬時特性−ΔＶａ
および限時特性−ΔＶｂにそれぞれ対応した第１電圧低
下検出部５５と、第２電圧低下検出部５６とを備えてい
る。第１電圧低下検出部５５は、電源電圧が、１０〜２
０ｍｓｅｃに亘って３％以上低下したことを検出する検
出器から構成されており、一方、第２電圧低下検出部５
６は、ΔＶ１〜ΔＶ４の電圧低下をそれぞれ検出する第
１〜第４検出器５７〜６０と、各検出器５７〜６０の出
力を遅延させる第１〜第４ディレータイマ６１〜６４
と、各ディレータイマ６１〜６４の出力が与えられる第
４オアゲート６５とから構成されている。
段２１は、図４に示される検出特性の瞬時特性−ΔＶａ
および限時特性−ΔＶｂにそれぞれ対応した第１電圧低
下検出部５５と、第２電圧低下検出部５６とを備えてい
る。第１電圧低下検出部５５は、電源電圧が、１０〜２
０ｍｓｅｃに亘って３％以上低下したことを検出する検
出器から構成されており、一方、第２電圧低下検出部５
６は、ΔＶ１〜ΔＶ４の電圧低下をそれぞれ検出する第
１〜第４検出器５７〜６０と、各検出器５７〜６０の出
力を遅延させる第１〜第４ディレータイマ６１〜６４
と、各ディレータイマ６１〜６４の出力が与えられる第
４オアゲート６５とから構成されている。
【００２２】図３は、第１検出手段１２の検出特性を示
す図であり、縦軸は電源周波数の上昇あるいは低下度
（±Δｆ）を、横軸は時間（Ｔ）を示している。したが
って、上側が周波数上昇検出手段１８の検出特性を示
し、下側が周波数低下検出手段１９の検出特性をそれぞ
れ示している。
す図であり、縦軸は電源周波数の上昇あるいは低下度
（±Δｆ）を、横軸は時間（Ｔ）を示している。したが
って、上側が周波数上昇検出手段１８の検出特性を示
し、下側が周波数低下検出手段１９の検出特性をそれぞ
れ示している。
【００２３】第１周波数上昇検出部２２の検出器は、電
源周波数が、１０〜２０ｍｓｅｃに亘って、０.２Ｈｚ
以上上昇したことを検出するものであり、図３の検出特
性の瞬時特性＋Δｆａに対応したものである。また、第
２周波数上昇検出部２３の第１〜第４検出器２４〜２７
は、１０〜２０ｍｓｅｃに亘る０.８Ｈｚ（Δｆ１），
０.６Ｈｚ（Δｆ２），０.４Ｈｚ（Δｆ３），０.２Ｈ
ｚ（Δｆ４）の電源周波数の上昇をそれぞれ検出するも
のである。第１〜第４ディレータイマ２８〜３１は、各
検出器２４〜２７の出力を、例えば、０，α１，α２，
α３（但し、α２＝２・α１，α３＝３・α１）期間そ
れぞれ遅延させて出力するものであり、したがって、第
２周波数上昇検出部２３の第１オアゲート３２の出力
は、図３の階段状の限時特性＋Δｆｂに対応したものと
なる。
源周波数が、１０〜２０ｍｓｅｃに亘って、０.２Ｈｚ
以上上昇したことを検出するものであり、図３の検出特
性の瞬時特性＋Δｆａに対応したものである。また、第
２周波数上昇検出部２３の第１〜第４検出器２４〜２７
は、１０〜２０ｍｓｅｃに亘る０.８Ｈｚ（Δｆ１），
０.６Ｈｚ（Δｆ２），０.４Ｈｚ（Δｆ３），０.２Ｈ
ｚ（Δｆ４）の電源周波数の上昇をそれぞれ検出するも
のである。第１〜第４ディレータイマ２８〜３１は、各
検出器２４〜２７の出力を、例えば、０，α１，α２，
α３（但し、α２＝２・α１，α３＝３・α１）期間そ
れぞれ遅延させて出力するものであり、したがって、第
２周波数上昇検出部２３の第１オアゲート３２の出力
は、図３の階段状の限時特性＋Δｆｂに対応したものと
なる。
【００２４】同様に、第１周波数低下検出部３３の検出
器は、電源周波数が、１０〜２０ｍｓｅｃに亘って、
０.２Ｈｚ以上低下したことを検出するものであり、図
３の検出特性の瞬時特性−Δｆａに対応したものであ
る。また、第２周波数低下検出部３４の第１〜第４検出
器３５〜３８は、１０〜２０ｍｓｅｃに亘る０.８Ｈｚ
（Δｆ１），０.６Ｈｚ（Δｆ２），０.４Ｈｚ（Δｆ
３），０.２Ｈｚ（Δｆ４）の電源周波数の低下をそれ
ぞれ検出するものである。第１〜第４ディレータイマ３
９〜４２は、各検出器３５〜３８の出力を、０，α１，
α２，α３の期間それぞれ遅延させて出力するものであ
り、したがって、第２周波数低下検出部３４の第２オア
ゲート４３の出力は、図３の階段状の限時特性−Δｆｂ
に対応したものとなる。
器は、電源周波数が、１０〜２０ｍｓｅｃに亘って、
０.２Ｈｚ以上低下したことを検出するものであり、図
３の検出特性の瞬時特性−Δｆａに対応したものであ
る。また、第２周波数低下検出部３４の第１〜第４検出
器３５〜３８は、１０〜２０ｍｓｅｃに亘る０.８Ｈｚ
（Δｆ１），０.６Ｈｚ（Δｆ２），０.４Ｈｚ（Δｆ
３），０.２Ｈｚ（Δｆ４）の電源周波数の低下をそれ
ぞれ検出するものである。第１〜第４ディレータイマ３
９〜４２は、各検出器３５〜３８の出力を、０，α１，
α２，α３の期間それぞれ遅延させて出力するものであ
り、したがって、第２周波数低下検出部３４の第２オア
ゲート４３の出力は、図３の階段状の限時特性−Δｆｂ
に対応したものとなる。
【００２５】図４は、第２検出手段１３の検出特性を示
す図であり、縦軸は電源電圧の上昇あるいは低下度（±
ΔＶ）を、横軸は時間（Ｔ）を示している。したがっ
て、上側が電圧上昇検出手段２０の検出特性を示し、下
側が電圧低下検出手段２１の検出特性をそれぞれ示して
いる。
す図であり、縦軸は電源電圧の上昇あるいは低下度（±
ΔＶ）を、横軸は時間（Ｔ）を示している。したがっ
て、上側が電圧上昇検出手段２０の検出特性を示し、下
側が電圧低下検出手段２１の検出特性をそれぞれ示して
いる。
【００２６】第１電圧上昇検出部４４の検出器は、電源
電圧が、１０〜２０ｍｓｅｃに亘って、３％以上上昇し
たことを検出するものであり、図４の瞬時特性＋ΔＶａ
に対応したものである。また、第２電圧上昇検出部４４
の第１〜第４検出器４６〜４９は、１０〜２０ｍｓｅｃ
に亘る１２％（ΔＶ１），９％（ΔＶ２），６％（ΔＶ
３），３％（ΔＶ４）の電源電圧の上昇をそれぞれ検出
するものである。第１〜第４ディレータイマ５０〜５３
は、各検出器４６〜４９の出力を、０，β１，β２，β
３（但し、β２＝２・β１，β３＝３・β１）の期間そ
れぞれ遅延させて出力するものであり、したがって、第
２電圧上昇検出部４５の第３オアゲート５４の出力は、
図４の階段状の限時特性に対応したものとなる。
電圧が、１０〜２０ｍｓｅｃに亘って、３％以上上昇し
たことを検出するものであり、図４の瞬時特性＋ΔＶａ
に対応したものである。また、第２電圧上昇検出部４４
の第１〜第４検出器４６〜４９は、１０〜２０ｍｓｅｃ
に亘る１２％（ΔＶ１），９％（ΔＶ２），６％（ΔＶ
３），３％（ΔＶ４）の電源電圧の上昇をそれぞれ検出
するものである。第１〜第４ディレータイマ５０〜５３
は、各検出器４６〜４９の出力を、０，β１，β２，β
３（但し、β２＝２・β１，β３＝３・β１）の期間そ
れぞれ遅延させて出力するものであり、したがって、第
２電圧上昇検出部４５の第３オアゲート５４の出力は、
図４の階段状の限時特性に対応したものとなる。
【００２７】同様に、第１電圧低下検出部５５の検出器
は、電源電圧が、１０〜２０ｍｓｅｃに亘って、３％以
上低下したことを検出するものであり、図４の瞬時特性
−ΔＶａに対応したものである。また、第２電圧低下検
出部５６の第１〜第４検出器５７〜６０は、１０〜２０
ｍｓｅｃに亘る１２％（ΔＶ１），９％（ΔＶ２），６
％（ΔＶ３），３％（ΔＶ４）の電源電圧の上昇をそれ
ぞれ検出するものである。第１〜第４ディレータイマ６
１〜６４は、各検出器５７〜６０の出力を、０，β１，
β２，β３の期間それぞれ遅延させて出力するものであ
り、したがって、第２電圧低下検出部５６の第４オアゲ
ート６５の出力は、図４の階段状の限時特性−ΔＶｂに
対応したものとなる。
は、電源電圧が、１０〜２０ｍｓｅｃに亘って、３％以
上低下したことを検出するものであり、図４の瞬時特性
−ΔＶａに対応したものである。また、第２電圧低下検
出部５６の第１〜第４検出器５７〜６０は、１０〜２０
ｍｓｅｃに亘る１２％（ΔＶ１），９％（ΔＶ２），６
％（ΔＶ３），３％（ΔＶ４）の電源電圧の上昇をそれ
ぞれ検出するものである。第１〜第４ディレータイマ６
１〜６４は、各検出器５７〜６０の出力を、０，β１，
β２，β３の期間それぞれ遅延させて出力するものであ
り、したがって、第２電圧低下検出部５６の第４オアゲ
ート６５の出力は、図４の階段状の限時特性−ΔＶｂに
対応したものとなる。
【００２８】この実施例の判別手段１４は、商用電源２
の停電時には、上述の検出特性の内の瞬時特性±Δｆ
ａ，±ΔＶａの組み合わせで力率改善用コンデンサ８を
入または開とし、これによって、自家用発電機３が負担
する無効電力を変化させ、検出特性の内の限時特性±Δ
ｆｂ，±ΔＶｂの組み合わせで最終的に商用電源２の停
電であるとして、受電点４、受電線の点１５または点７
を開くようにしている。
の停電時には、上述の検出特性の内の瞬時特性±Δｆ
ａ，±ΔＶａの組み合わせで力率改善用コンデンサ８を
入または開とし、これによって、自家用発電機３が負担
する無効電力を変化させ、検出特性の内の限時特性±Δ
ｆｂ，±ΔＶｂの組み合わせで最終的に商用電源２の停
電であるとして、受電点４、受電線の点１５または点７
を開くようにしている。
【００２９】この判別手段１４は、図２に示されるよう
に、第１周波数上昇検出部２２および第１電圧上昇検出
部４４の出力が与えられる第１アンドゲート６６と、第
１周波数低下検出部３３および第１電圧低下検出部５５
の出力が与えられる第２アンドゲート６７と、両アンド
ゲート６６，６７の出力が与えられる第５オアゲート６
８とを備えており、第１出力部としてのこの第５オアゲ
ート６８の出力が力率改善用コンデンサ８を、切のとき
は入に、また、入のときは切にする第１出力リレー１６
に与えられる。
に、第１周波数上昇検出部２２および第１電圧上昇検出
部４４の出力が与えられる第１アンドゲート６６と、第
１周波数低下検出部３３および第１電圧低下検出部５５
の出力が与えられる第２アンドゲート６７と、両アンド
ゲート６６，６７の出力が与えられる第５オアゲート６
８とを備えており、第１出力部としてのこの第５オアゲ
ート６８の出力が力率改善用コンデンサ８を、切のとき
は入に、また、入のときは切にする第１出力リレー１６
に与えられる。
【００３０】さらに、判別手段１４は、第２周波数上昇
検出部２３および第２電圧上昇検出部４５の出力が与え
られる第３アンドゲート６９と、第２周波数低下検出部
３４および第２電圧低下検出部５６の出力が与えられる
第４アンドゲート７０と、両アンドゲート６９，７０の
出力が与えられる第６オアゲート７１とを備えており、
第２出力部としてのこの第６オアゲート７１の出力が受
電点４、受電線の点１５または点７を開とするための第
２出力リレー１７に与えられる。
検出部２３および第２電圧上昇検出部４５の出力が与え
られる第３アンドゲート６９と、第２周波数低下検出部
３４および第２電圧低下検出部５６の出力が与えられる
第４アンドゲート７０と、両アンドゲート６９，７０の
出力が与えられる第６オアゲート７１とを備えており、
第２出力部としてのこの第６オアゲート７１の出力が受
電点４、受電線の点１５または点７を開とするための第
２出力リレー１７に与えられる。
【００３１】以上のように、この実施例では、確実に商
用電源２の停電を検出するために、周波数偏差および電
圧偏差の瞬時要素に基づく第５オアゲート６８に対応す
る第１出力リレー１６によって、力率改善用コンデンサ
８を切のときは入に、また、入のときは切として自家用
発電機３が負担する無効電力を変化させ、周波数偏差お
よび電圧偏差の限時要素に基づく第６オアゲート７１に
対応する第２出力リレー１７によって、最終的に受電点
４、受電線の点１５または点７を開として受電路を開路
するようにしている。
用電源２の停電を検出するために、周波数偏差および電
圧偏差の瞬時要素に基づく第５オアゲート６８に対応す
る第１出力リレー１６によって、力率改善用コンデンサ
８を切のときは入に、また、入のときは切として自家用
発電機３が負担する無効電力を変化させ、周波数偏差お
よび電圧偏差の限時要素に基づく第６オアゲート７１に
対応する第２出力リレー１７によって、最終的に受電点
４、受電線の点１５または点７を開として受電路を開路
するようにしている。
【００３２】したがって、極めて希なケース、すなわ
ち、商用電源２の送り出し点１０において有効電力も無
効電力もほぼ零であるような状態、すなわち、自家用発
電機３が系統とバランスしているような状態において、
送り出し点１０が開となった場合にも、周波数偏差およ
び電圧偏差の各瞬時要素は動作し、この瞬時要素によっ
て力率改善用コンデンサ８を入または切にすることによ
り、自家用発電機３が負担する無効電力を変化させ、周
波数偏差および電圧偏差の各限時要素が動作できるの
で、確実に商用電源２の停電を検出できることになる。
ち、商用電源２の送り出し点１０において有効電力も無
効電力もほぼ零であるような状態、すなわち、自家用発
電機３が系統とバランスしているような状態において、
送り出し点１０が開となった場合にも、周波数偏差およ
び電圧偏差の各瞬時要素は動作し、この瞬時要素によっ
て力率改善用コンデンサ８を入または切にすることによ
り、自家用発電機３が負担する無効電力を変化させ、周
波数偏差および電圧偏差の各限時要素が動作できるの
で、確実に商用電源２の停電を検出できることになる。
【００３３】なお、この実施例では、周波数および電圧
の瞬時特性±Δｆａ，±ΔＶａの組み合わせで力率改善
用コンデンサ８を入または開としたけれども、本発明の
他の実施例として、周波数の瞬時特性±Δｆａのみの組
み合わせで力率改善用コンデンサ８を入または開とする
ように構成してもよい。
の瞬時特性±Δｆａ，±ΔＶａの組み合わせで力率改善
用コンデンサ８を入または開としたけれども、本発明の
他の実施例として、周波数の瞬時特性±Δｆａのみの組
み合わせで力率改善用コンデンサ８を入または開とする
ように構成してもよい。
【００３４】ここで、例えば、図５に示されるように発
電機７２と商用電源７３とを系統連系した場合に、遮断
器７３’をオフしたときの発電機７２の電圧変動および
周波数変動について説明する。
電機７２と商用電源７３とを系統連系した場合に、遮断
器７３’をオフしたときの発電機７２の電圧変動および
周波数変動について説明する。
【００３５】発電機７２の慣性モーメントをＪ、発電機
７２の角周波数をω、発電機７２の機械的入力をＰｌ、
発電機７２の電気的出力をＰｓとし、例えば、発電機７
２の機械的入力Ｐｌ＝４０００Ｋｗ、慣性モーメントＪ
＝４４０ｋｇ・ｃｍ2とすると、 Ｊωω’＝Ｐｌ−Ｐｓ （１／２）Ｊω2＝（Ｐｌ−Ｐｓ）ｔ＋Ｃ （Ｃ：積
分定数） ω＝［〔｛２（Ｐｌ−Ｐｓ）ｔ｝／Ｊ〕＋Ｃ’］1/2 ｔ＝０のとき、ω＝ω0（定常角周波数）とすると、 ω0＝（Ｃ’）1/2 Ｃ’＝ω0 2 ∴ω＝ω0［１＋〔｛２（Ｐｌ−Ｐｓ）ｔ｝／（Ｊω2）〕］1/2 ……式（１） この式（１）に次の値を代入する。
７２の角周波数をω、発電機７２の機械的入力をＰｌ、
発電機７２の電気的出力をＰｓとし、例えば、発電機７
２の機械的入力Ｐｌ＝４０００Ｋｗ、慣性モーメントＪ
＝４４０ｋｇ・ｃｍ2とすると、 Ｊωω’＝Ｐｌ−Ｐｓ （１／２）Ｊω2＝（Ｐｌ−Ｐｓ）ｔ＋Ｃ （Ｃ：積
分定数） ω＝［〔｛２（Ｐｌ−Ｐｓ）ｔ｝／Ｊ〕＋Ｃ’］1/2 ｔ＝０のとき、ω＝ω0（定常角周波数）とすると、 ω0＝（Ｃ’）1/2 Ｃ’＝ω0 2 ∴ω＝ω0［１＋〔｛２（Ｐｌ−Ｐｓ）ｔ｝／（Ｊω2）〕］1/2 ……式（１） この式（１）に次の値を代入する。
【００３６】 ω0＝１５００×２π／６０ Ｐｌ＝４×１０6 ［ｗ］ ガバナの影響で常時±１％程度の出力変動は起きている
ので、 Ｐｓ＝Ｐｌ×０.９９ ｔ＝２ ［秒］ Ｊ＝４４０ ［ｋｇ・ｃｍ2］ とすると、 ω＝ω0（１＋０.０１４）1/2 となる。したがって、ωは、約０.７％変動し、周波数
変動分は、充分に検出できる。また、遮断器７３’のオ
フ直後は、ＡＶＲ（自動電圧調整装置）は動作する前だ
と考えられるので、磁束は一定であり、ωに比例して電
圧も変化するが、周波数偏差の検出後、瞬時要素で力率
改善用コンデンサを入または開とすることにより、負荷
の無効電力が大幅に変化するので、電圧変動も３％以上
となって電圧変動も充分に検出できることになる。
ので、 Ｐｓ＝Ｐｌ×０.９９ ｔ＝２ ［秒］ Ｊ＝４４０ ［ｋｇ・ｃｍ2］ とすると、 ω＝ω0（１＋０.０１４）1/2 となる。したがって、ωは、約０.７％変動し、周波数
変動分は、充分に検出できる。また、遮断器７３’のオ
フ直後は、ＡＶＲ（自動電圧調整装置）は動作する前だ
と考えられるので、磁束は一定であり、ωに比例して電
圧も変化するが、周波数偏差の検出後、瞬時要素で力率
改善用コンデンサを入または開とすることにより、負荷
の無効電力が大幅に変化するので、電圧変動も３％以上
となって電圧変動も充分に検出できることになる。
【００３７】本考案の保護継電器１によれば、従来例の
系統連系用保護継電器では検出できなかった商用電源２
の停電、例えば、自家用発電機３の出力容量が１０００
ＫＷで、構内負荷９が５００ＫＷであり、５００ＫＷの
電力を系統側に送出しており、その系統には、１００Ｋ
Ｗの他の需要家の負荷のみがあり、したがって、電力会
社に４００ＫＷの余剰電力を送出している状態で、商用
電源２の送り出し点が開になったような場合にも、電源
の周波数および電圧の上昇に基づいて検出できることに
なる。
系統連系用保護継電器では検出できなかった商用電源２
の停電、例えば、自家用発電機３の出力容量が１０００
ＫＷで、構内負荷９が５００ＫＷであり、５００ＫＷの
電力を系統側に送出しており、その系統には、１００Ｋ
Ｗの他の需要家の負荷のみがあり、したがって、電力会
社に４００ＫＷの余剰電力を送出している状態で、商用
電源２の送り出し点が開になったような場合にも、電源
の周波数および電圧の上昇に基づいて検出できることに
なる。
【００３８】また、商用電源２の停電で、自家用発電機
３の出力が足りなくなる方向に変化するような場合に
も、電源の周波数および電圧の低下に基づいて検出でき
ることになる。
３の出力が足りなくなる方向に変化するような場合に
も、電源の周波数および電圧の低下に基づいて検出でき
ることになる。
【００３９】
【００４０】また、本発明の第１，第２検出手段１２，
１３の検出特性が、上記実施例に限定されないのは勿論
であり、上記実施例では、階段状の検出特性としたけれ
ども、曲線状の検出特性となるようにしてもよい。
１３の検出特性が、上記実施例に限定されないのは勿論
であり、上記実施例では、階段状の検出特性としたけれ
ども、曲線状の検出特性となるようにしてもよい。
【００４１】上記実施例では、逆潮流有りの系統連系シ
ステムに適用したけれども、本発明の保護継電器は、逆
潮流無しの系統連系システムにも適用できるのは勿論で
ある。
ステムに適用したけれども、本発明の保護継電器は、逆
潮流無しの系統連系システムにも適用できるのは勿論で
ある。
【００４２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、電源周波
数および電源電圧の偏差に基づいて停電を判別するよう
にしているので、発電機と商用電源とを逆潮流有りで、
系統連系するシステムにおいて、商用電源の停電で、発
電機の出力が余る方向に変化するような場合にも、電源
周波数および電源電圧の上昇に基づいて、停電を検出す
ることが可能となり、設置が困難な転送遮断装置が不要
となる。しかも、商用電源の停電時には、瞬時検出特性
の第１検出部の出力に基づく判別手段の第１出力部の判
別出力によって、力率改善用コンデンサを入り切りして
自家用発電機が負担する無効電力を変化させ、前記限時
検出特性の第２検出部の出力に基づく判別手段の第２出
力部の判別出力によって、最終的に停電であるとして受
電点を開とすることができるので、自家用発電機が系統
とバランスしているような状態においても、確実に商用
電源の停電を検出できる。
数および電源電圧の偏差に基づいて停電を判別するよう
にしているので、発電機と商用電源とを逆潮流有りで、
系統連系するシステムにおいて、商用電源の停電で、発
電機の出力が余る方向に変化するような場合にも、電源
周波数および電源電圧の上昇に基づいて、停電を検出す
ることが可能となり、設置が困難な転送遮断装置が不要
となる。しかも、商用電源の停電時には、瞬時検出特性
の第１検出部の出力に基づく判別手段の第１出力部の判
別出力によって、力率改善用コンデンサを入り切りして
自家用発電機が負担する無効電力を変化させ、前記限時
検出特性の第２検出部の出力に基づく判別手段の第２出
力部の判別出力によって、最終的に停電であるとして受
電点を開とすることができるので、自家用発電機が系統
とバランスしているような状態においても、確実に商用
電源の停電を検出できる。
【図１】本発明の一実施例を適用した系統連系システム
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図２】図１の保護継電器の要部のブロック図である。
【図３】図２の実施例の周波数偏差の検出特性を示す図
である。
である。
【図４】図２の実施例の電圧偏差の検出特性を示す図で
ある。
ある。
【図５】発電機の周波数および電圧変動を説明するため
の図である。
の図である。
【図６】従来例の構成を示す図である。
１ 保護継電器 ２ 商用電源 ３ 自家用発電機 １２ 第１検出手段 １３ 第２検出手段 １４ 判別手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 俊一 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦 斯株式会社内 (72)発明者 進士 誉夫 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦 斯株式会社内 (72)発明者 奥田 泰行 熊本県阿蘇郡一宮町大字宮地字南油町 4429番地 オムロン阿蘇株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−101335（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−40373（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−37547（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02H 3/24 H02H 3/46 H02J 3/38
Claims (1)
- 【請求項１】 商用電源と発電機とを系統連系したシス
テムに備えられる保護継電器であって、 電源の周波数偏差を検出する第１検出手段と、電源の電
圧偏差を検出する第２検出手段と、前記両検出手段の出
力に基づいて停電を判別する判別手段とを備え、 前記両検出手段は、瞬時検出特性の第１検出部および限
時検出特性の第２検出部の両検出部をそれぞれ有してお
り、 前記判別手段は、前記瞬時検出特性の第１検出部で周波
数偏差および電圧偏差が検出されたときの出力に基づい
て、力率改善用コンデンサを入りまたは切りとして前記
発電機が負担する無効電力を変化させるための判別出力
を与える第１出力部と、前記無効電力の変化によって、
前記限時検出特性の第２検出部で周波数偏差および電圧
偏差が検出されたときの出力に基づいて、受電路を開路
するための判別出力を与える第２出力部とを有すること
を特徴とする保護継電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03944092A JP3261541B2 (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 保護継電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03944092A JP3261541B2 (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 保護継電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05244717A JPH05244717A (ja) | 1993-09-21 |
| JP3261541B2 true JP3261541B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=12553074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03944092A Expired - Fee Related JP3261541B2 (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 保護継電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3261541B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014108706B4 (de) * | 2014-06-20 | 2016-08-04 | Sma Solar Technology Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen einer Inselnetzsituation in einem Energieversorgungsnetz |
| JP6621313B2 (ja) * | 2015-12-02 | 2019-12-18 | 東洋電機製造株式会社 | 単独運転検出装置 |
| EP4195444A1 (en) * | 2020-08-06 | 2023-06-14 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Power converter, control method for power converter, power system, control method for power system, and program |
-
1992
- 1992-02-26 JP JP03944092A patent/JP3261541B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05244717A (ja) | 1993-09-21 |
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