JP3531388B2 - コージェネレーション連系用保護継電方式 - Google Patents
コージェネレーション連系用保護継電方式Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コージェネレーシ
ョンシステム（熱電併給システム）と商用電力系統との
連系時に用いる保護継電方式、特にコージェネレーショ
ンシステムの単相負荷に起因する逆電力による不必要動
作を防止する対策手段に関する。
ョンシステム（熱電併給システム）と商用電力系統との
連系時に用いる保護継電方式、特にコージェネレーショ
ンシステムの単相負荷に起因する逆電力による不必要動
作を防止する対策手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、コージェネレーションシステ
ムと商用電力系統との連系は、図４に示すような系統で
代表される。即ち、商用電力系統からは変圧器１を介し
て、また自家用発電設備の発電機２からは直接に母線３
に電力を供給し、この母線３を介して負荷４に電力を供
給する系統構成としている。
ムと商用電力系統との連系は、図４に示すような系統で
代表される。即ち、商用電力系統からは変圧器１を介し
て、また自家用発電設備の発電機２からは直接に母線３
に電力を供給し、この母線３を介して負荷４に電力を供
給する系統構成としている。
【０００３】このような系統に対しては、連系保護のた
めの技術指針として「ＪＥＡＧ ９７０１」が発行され
ており、それに基づいて運用されている。この「ＪＥＡ
Ｇ９７０１」の技術指針によれば、逆潮流保護のための
逆電力継電器（通常、６７Ｐと略称）５は受電点に一個
設置することになっている。その設置点は、変圧器１の
一次側（逆電力継電器５Ｒ）か、あるいは二次側（逆電
力継電器５Ｓ）に選定される。そして、大部分は１相に
設置され、まれに２相に設置される。
めの技術指針として「ＪＥＡＧ ９７０１」が発行され
ており、それに基づいて運用されている。この「ＪＥＡ
Ｇ９７０１」の技術指針によれば、逆潮流保護のための
逆電力継電器（通常、６７Ｐと略称）５は受電点に一個
設置することになっている。その設置点は、変圧器１の
一次側（逆電力継電器５Ｒ）か、あるいは二次側（逆電
力継電器５Ｓ）に選定される。そして、大部分は１相に
設置され、まれに２相に設置される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図４に示されるような
系統で負荷に単相負荷が多い場合には、受電点の３相電
力としては逆電力となっていないのにも拘わらず、単相
負荷の接続されていない相が逆電力状態となることがあ
る。この現象について、以下に詳述する。
系統で負荷に単相負荷が多い場合には、受電点の３相電
力としては逆電力となっていないのにも拘わらず、単相
負荷の接続されていない相が逆電力状態となることがあ
る。この現象について、以下に詳述する。
【０００５】図５に示すような３相３線式系統について
考えてみる。この系統の受電側の負荷を発電機側に移す
とすると、３相負荷（Ｐ3＋ｊＱ3）はそのまま発電機に
受電側より移行されるが、単相負荷（Ｐ1＋ｊＱ1）につ
いては次の如くになる。
考えてみる。この系統の受電側の負荷を発電機側に移す
とすると、３相負荷（Ｐ3＋ｊＱ3）はそのまま発電機に
受電側より移行されるが、単相負荷（Ｐ1＋ｊＱ1）につ
いては次の如くになる。
【０００６】即ち、Ｓ−Ｔ相間にある単相負荷（Ｐ1＋
ｊＱ1）分については、図６に示すように受電電力を０
（ゼロ）にしようと発電機側に負荷移行する時、発電機
は３相電力を発生させるが、単相負荷の接続されていな
い相はその電力をそのまま受電側に逆送し、その分が単
相負荷が接続されている相（この場合は、ＳとＴ相）を
通して単相負荷に供給されるものと考えられる。この
時、受電としての３相電力は０（ゼロ）となり、３相逆
電力とはならない。従って、相単位で見ると、単相負荷
が接続されていない相は逆電力となる。
ｊＱ1）分については、図６に示すように受電電力を０
（ゼロ）にしようと発電機側に負荷移行する時、発電機
は３相電力を発生させるが、単相負荷の接続されていな
い相はその電力をそのまま受電側に逆送し、その分が単
相負荷が接続されている相（この場合は、ＳとＴ相）を
通して単相負荷に供給されるものと考えられる。この
時、受電としての３相電力は０（ゼロ）となり、３相逆
電力とはならない。従って、相単位で見ると、単相負荷
が接続されていない相は逆電力となる。
【０００７】なお、受電側の系統インピーダンスが発電
機側に比べて極めて小さい場合は、 Ｐ11≒Ｐ12≒（１／２）Ｐ1 となる。
機側に比べて極めて小さい場合は、 Ｐ11≒Ｐ12≒（１／２）Ｐ1 となる。
【０００８】３相４線式系統（図７）の場合も同様のこ
とが言える。この場合、Ｓ−Ｎ相間単相負荷を（ＰS1＋
ｊＱS1）、Ｔ−Ｎ相間単相負荷を（ＰT1＋ｊＱT1）とす
れば、単相負荷合計として、 Ｐ1＋ｊＱ1＝（ＰS1＋ＰT1）＋ｊ（ＱS1＋ＱT1） となるので、３相３線式系統と同様に、図７に示すよう
になる。
とが言える。この場合、Ｓ−Ｎ相間単相負荷を（ＰS1＋
ｊＱS1）、Ｔ−Ｎ相間単相負荷を（ＰT1＋ｊＱT1）とす
れば、単相負荷合計として、 Ｐ1＋ｊＱ1＝（ＰS1＋ＰT1）＋ｊ（ＱS1＋ＱT1） となるので、３相３線式系統と同様に、図７に示すよう
になる。
【０００９】なお、図７において、
ＰR1＋ｊＱR1＝（ＰS11＋ＰT11）＋ｊ（ＱS11＋ＱT11）
ＰS1＋ｊＱS1＝（ＰS11＋ＰS12）＋ｊ（ＱS11＋ＱS12）
ＰT1＋ｊＱT1＝（ＰT11＋ＰT12）＋ｊ（ＱT11＋ＱT12）
である。
【００１０】このように、受電点では３相電力としては
逆電力とはならない（電力＝０）にも拘わらず、単相負
荷の接続されていない相にとっては逆電力状態となるこ
とになり、この相に逆電力継電器（６７Ｐ）が設置され
ていると、逆電力継電器（６７Ｐ）が動作する。
逆電力とはならない（電力＝０）にも拘わらず、単相負
荷の接続されていない相にとっては逆電力状態となるこ
とになり、この相に逆電力継電器（６７Ｐ）が設置され
ていると、逆電力継電器（６７Ｐ）が動作する。
【００１１】実系統においては、一般的に３相負荷と単
相負荷が混在するため、単相負荷に起因する逆電力が直
ちに逆電力継電器を動作させるとは限らないが、単相負
荷が多数接続されているコージェネレーションシステム
では、発電機が正相負荷を要求することから、受電側で
は単相負荷の接続されていない相（無負荷の相）に逆電
力を発生させ、負荷の接続されている相を通して負荷に
有効電力を供給することになる。
相負荷が混在するため、単相負荷に起因する逆電力が直
ちに逆電力継電器を動作させるとは限らないが、単相負
荷が多数接続されているコージェネレーションシステム
では、発電機が正相負荷を要求することから、受電側で
は単相負荷の接続されていない相（無負荷の相）に逆電
力を発生させ、負荷の接続されている相を通して負荷に
有効電力を供給することになる。
【００１２】従って、実際の逆電力継電器の整定時に
は、この逆電力分と３相電力の正方向分とを重畳した電
流に基づいて検討しなければならないが、その割合など
は一定でなく、一般的に検討することは困難であって、
整定精度に不足があってもその点を無視しなければなら
ないのが実状である。
は、この逆電力分と３相電力の正方向分とを重畳した電
流に基づいて検討しなければならないが、その割合など
は一定でなく、一般的に検討することは困難であって、
整定精度に不足があってもその点を無視しなければなら
ないのが実状である。
【００１３】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、単相負荷に起因する逆電力による不必要動作を回避
でき、コージェネレーションシステムの経済的な運用に
大いに寄与し得るコージェネレーション連系用保護継電
方式を提供することを目的とする。
で、単相負荷に起因する逆電力による不必要動作を回避
でき、コージェネレーションシステムの経済的な運用に
大いに寄与し得るコージェネレーション連系用保護継電
方式を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の第１は、コージ
ェネレーションシステムと商用電力系統を連系する受電
点において３相全相の電圧、電流を検出する入力検出手
段と、回路の正相電流と逆相電流を検出する対称分検出
手段と、前記入力検出手段による検出入力を基に逆電力
の発生を求め、逆電力発生時に保護動作を実行する逆電
力保護要素と、前記入力検出手段による検出入力から正
相電流と逆相電流の比率を求め、この比率が一定値以上
の時に前記逆電力保護要素をロックする手段とを備え、
逆相電流が大きくなる負荷状態では逆電力保護要素をロ
ックし、前記比率が所定値以下で、かつ逆電力発生時に
逆電力保護要素を動作するようにしたことを特徴とす
る。
ェネレーションシステムと商用電力系統を連系する受電
点において３相全相の電圧、電流を検出する入力検出手
段と、回路の正相電流と逆相電流を検出する対称分検出
手段と、前記入力検出手段による検出入力を基に逆電力
の発生を求め、逆電力発生時に保護動作を実行する逆電
力保護要素と、前記入力検出手段による検出入力から正
相電流と逆相電流の比率を求め、この比率が一定値以上
の時に前記逆電力保護要素をロックする手段とを備え、
逆相電流が大きくなる負荷状態では逆電力保護要素をロ
ックし、前記比率が所定値以下で、かつ逆電力発生時に
逆電力保護要素を動作するようにしたことを特徴とす
る。
【００１５】本発明の第２は、コージェネレーションシ
ステムと商用電力系統を連系する受電点において３相全
相の電圧、電流を検出する入力検出手段と、回路の逆相
電流を検出する対称分検出手段と、前記入力検出手段に
よる検出入力を基に逆電力の発生を求め、逆電力発生時
に保護動作を実行する逆電力保護要素と、前記入力検出
手段による検出入力から逆相電流が一定レベル以上の時
に前記逆電力保護要素をロックする手段とを備え、逆相
電流が大きくなる負荷状態では逆電力保護要素をロック
し、前記逆相電流が所定値以下で、かつ逆電力発生時に
逆電力保護要素を動作するようにしたことを特徴とす
る。
ステムと商用電力系統を連系する受電点において３相全
相の電圧、電流を検出する入力検出手段と、回路の逆相
電流を検出する対称分検出手段と、前記入力検出手段に
よる検出入力を基に逆電力の発生を求め、逆電力発生時
に保護動作を実行する逆電力保護要素と、前記入力検出
手段による検出入力から逆相電流が一定レベル以上の時
に前記逆電力保護要素をロックする手段とを備え、逆相
電流が大きくなる負荷状態では逆電力保護要素をロック
し、前記逆相電流が所定値以下で、かつ逆電力発生時に
逆電力保護要素を動作するようにしたことを特徴とす
る。
【００１６】本発明の第３は、前記逆電力の検出には２
電力計法を応用することを特徴とする。
電力計法を応用することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態１は、次の現象
を動作原理の論拠としている。即ち、単相負荷に起因す
る逆電力は、負荷の接続されている相には発生しない。
このことは、この逆電力が２相同時に発生することはあ
り得ても、絶対に３相同時には発生しないことを意味し
ている。従って、３相全相の逆電力を検出し、３相同時
検出時のみ逆電力保護動作を行うようにすると、単相負
荷に起因する逆電力による不必要動作を回避できること
になる。
を動作原理の論拠としている。即ち、単相負荷に起因す
る逆電力は、負荷の接続されている相には発生しない。
このことは、この逆電力が２相同時に発生することはあ
り得ても、絶対に３相同時には発生しないことを意味し
ている。従って、３相全相の逆電力を検出し、３相同時
検出時のみ逆電力保護動作を行うようにすると、単相負
荷に起因する逆電力による不必要動作を回避できること
になる。
【００１８】そこで、コージェネレーションシステムと
商用電力系統を連系する受電点において３相全相の電
圧、電流を計器用変圧器（ＰＴ）、変流器（ＣＴ）で検
出し、複合形保護継電装置（ディジタル形リレー）に取
り込み、所要のリレー演算を行って保護動作を行うよう
にしている。逆電力保護機能に関するリレー演算の手順
を図１のフローチャートに示す。
商用電力系統を連系する受電点において３相全相の電
圧、電流を計器用変圧器（ＰＴ）、変流器（ＣＴ）で検
出し、複合形保護継電装置（ディジタル形リレー）に取
り込み、所要のリレー演算を行って保護動作を行うよう
にしている。逆電力保護機能に関するリレー演算の手順
を図１のフローチャートに示す。
【００１９】即ち、検出入力（Ｓ１）を基に３相各相の
逆電力を求める（Ｓ２）。そして、３相同時に逆電力を
検出したか、否かを判断し（Ｓ３）、３相同時検出時に
は逆電力保護要素を作動させる（Ｓ４）。２相以下の逆
電力検出や逆電力無検出の時には、再度３相各相の逆電
力を求める（Ｓ２）。
逆電力を求める（Ｓ２）。そして、３相同時に逆電力を
検出したか、否かを判断し（Ｓ３）、３相同時検出時に
は逆電力保護要素を作動させる（Ｓ４）。２相以下の逆
電力検出や逆電力無検出の時には、再度３相各相の逆電
力を求める（Ｓ２）。
【００２０】このようにすると、３相同時に逆電力が検
出された時のみ逆電力状態として認識され、逆電力保護
要素が作動して逆電力保護動作（遮断器トリップ）が行
われる。３相同時以外では逆電力状態とは認識されず、
商用電力系統から引き続いて電力が供給される。つま
り、単相負荷に起因する逆電力による不必要動作が確実
に回避され、コージェネレーションシステムの安定運用
が図れる。
出された時のみ逆電力状態として認識され、逆電力保護
要素が作動して逆電力保護動作（遮断器トリップ）が行
われる。３相同時以外では逆電力状態とは認識されず、
商用電力系統から引き続いて電力が供給される。つま
り、単相負荷に起因する逆電力による不必要動作が確実
に回避され、コージェネレーションシステムの安定運用
が図れる。
【００２１】なお、上記実施形態では３相各相の逆電力
を検出しているが、３相電力計測手段の２電力計法を応
用して逆電力を検出するようにしてもよい。
を検出しているが、３相電力計測手段の２電力計法を応
用して逆電力を検出するようにしてもよい。
【００２２】実施形態２は、対称座標法の対称分の正相
電流と逆相電流との比率から逆電力状態か否かを判定す
る場合である。単相負荷に起因する逆電力の発生は、見
方を変えれば回路に逆相電流が発生するためである（こ
の点の詳細については、後述する）。従って、逆電力が
生じている回路には、必ず逆相電流が流れているが、３
相平衡負荷による正相電流がこれら逆相電流を打ち消す
以上に流れている場合には、逆電力とはならずに正方向
の電流が各回路に流れることになる。このことから、回
路の正相電流と逆相電流の比率によっては逆電力とはな
らないことになり、正相電流と逆相電流の比率に基づい
て逆電力状態か否かの判定が可能となる。この実施形態
２では、正相電流と逆相電流の比率が一定値以上の時、
即ち、逆相電流の占める割合が大きい時に逆電力保護要
素をロックして、単相負荷に起因する逆電力による不必
要動作を防止するようにしている。そのリレー演算の手
順を図２のフローチャートに示す。
電流と逆相電流との比率から逆電力状態か否かを判定す
る場合である。単相負荷に起因する逆電力の発生は、見
方を変えれば回路に逆相電流が発生するためである（こ
の点の詳細については、後述する）。従って、逆電力が
生じている回路には、必ず逆相電流が流れているが、３
相平衡負荷による正相電流がこれら逆相電流を打ち消す
以上に流れている場合には、逆電力とはならずに正方向
の電流が各回路に流れることになる。このことから、回
路の正相電流と逆相電流の比率によっては逆電力とはな
らないことになり、正相電流と逆相電流の比率に基づい
て逆電力状態か否かの判定が可能となる。この実施形態
２では、正相電流と逆相電流の比率が一定値以上の時、
即ち、逆相電流の占める割合が大きい時に逆電力保護要
素をロックして、単相負荷に起因する逆電力による不必
要動作を防止するようにしている。そのリレー演算の手
順を図２のフローチャートに示す。
【００２３】即ち、検出入力（Ｓ１１）を基に正相、逆
相電流を求め（Ｓ１２）、逆相電流／正相電流を算出す
る（Ｓ１３）。そして、正相電流と逆相電流の比率が一
定値以上か、否かを判断し（Ｓ１４）、この比率が一定
値以上の時には逆電力保護要素をロックする（Ｓ１
５）。正相電流と逆相電流の比率が一定値以下の時に
は、逆電力状態とは認識せずに逆電力保護要素の準備状
態を維持する。また、検出入力を基に１相の逆電力を算
出し（Ｓ１６）、逆電力か否かを判断する（Ｓ１７）。
逆電力の場合は、保護要素のロック「無」を条件に逆電
力保護要素を作動させる（Ｓ１８）。
相電流を求め（Ｓ１２）、逆相電流／正相電流を算出す
る（Ｓ１３）。そして、正相電流と逆相電流の比率が一
定値以上か、否かを判断し（Ｓ１４）、この比率が一定
値以上の時には逆電力保護要素をロックする（Ｓ１
５）。正相電流と逆相電流の比率が一定値以下の時に
は、逆電力状態とは認識せずに逆電力保護要素の準備状
態を維持する。また、検出入力を基に１相の逆電力を算
出し（Ｓ１６）、逆電力か否かを判断する（Ｓ１７）。
逆電力の場合は、保護要素のロック「無」を条件に逆電
力保護要素を作動させる（Ｓ１８）。
【００２４】このようにすると、正相電流と逆相電流の
比率が一定値以下の時には、本来の保護継電器機能を働
かせるために逆電力保護要素の準備状態が維持される。
正相電流と逆相電流の比率が一定値以上の時には逆電力
状態としては認識されず、逆電力保護要素がロックされ
る。このため、商用電力系統から引き続いて電力が供給
される。
比率が一定値以下の時には、本来の保護継電器機能を働
かせるために逆電力保護要素の準備状態が維持される。
正相電流と逆相電流の比率が一定値以上の時には逆電力
状態としては認識されず、逆電力保護要素がロックされ
る。このため、商用電力系統から引き続いて電力が供給
される。
【００２５】実施形態３は、対称座標法の対称分の逆相
電流の大きさから逆電力状態か否かを判定する場合であ
る。逆相電流が大きいことは、単相負荷が大きいことに
つながるので、この逆相電流の大きさから逆電力状態か
否かの判定が可能となる。この実施形態３では、逆相電
流が一定レベル以上の時に逆電力保護要素をロックする
ようにしている。そのリレー演算の手順を図３のフロー
チャートに示す。
電流の大きさから逆電力状態か否かを判定する場合であ
る。逆相電流が大きいことは、単相負荷が大きいことに
つながるので、この逆相電流の大きさから逆電力状態か
否かの判定が可能となる。この実施形態３では、逆相電
流が一定レベル以上の時に逆電力保護要素をロックする
ようにしている。そのリレー演算の手順を図３のフロー
チャートに示す。
【００２６】即ち、検出入力（Ｓ２１）を基に逆相電流
を求め（Ｓ２２）、逆相電流が一定レベル以上か、否か
を判断する（Ｓ２３）。逆相電流の大きさが一定レベル
以上の時には逆電力保護要素をロックする（Ｓ２４）。
逆相電流の大きさが一定レベル以下の時には、逆電力状
態とは認識せずに逆電力保護要素の準備状態を維持す
る。また、検出入力を基に１相の逆電力を算出し（Ｓ２
５）、逆電力か否かを判断する（Ｓ２６）。逆電力の場
合は、保護要素のロック「無」を条件に逆電力保護要素
を作動させる（Ｓ２７）。
を求め（Ｓ２２）、逆相電流が一定レベル以上か、否か
を判断する（Ｓ２３）。逆相電流の大きさが一定レベル
以上の時には逆電力保護要素をロックする（Ｓ２４）。
逆相電流の大きさが一定レベル以下の時には、逆電力状
態とは認識せずに逆電力保護要素の準備状態を維持す
る。また、検出入力を基に１相の逆電力を算出し（Ｓ２
５）、逆電力か否かを判断する（Ｓ２６）。逆電力の場
合は、保護要素のロック「無」を条件に逆電力保護要素
を作動させる（Ｓ２７）。
【００２７】このようにすると、逆相電流の大きさが一
定値以下の時には、本来の保護継電器機能を働かせるた
めに逆電力保護要素の準備状態が維持される。逆相電流
の大きさが一定レベル以上の時には逆電力状態としては
認識されず、逆電力保護要素がロックされる。このた
め、商用電力系統から引き続いて電力が供給される。
定値以下の時には、本来の保護継電器機能を働かせるた
めに逆電力保護要素の準備状態が維持される。逆相電流
の大きさが一定レベル以上の時には逆電力状態としては
認識されず、逆電力保護要素がロックされる。このた
め、商用電力系統から引き続いて電力が供給される。
【００２８】次に、単相負荷に起因する逆電力の発生、
特に単相負荷と対称分電流について説明する。図４の電
力系統で、図８あるいは図９のように負荷が接続されて
いるとする。
特に単相負荷と対称分電流について説明する。図４の電
力系統で、図８あるいは図９のように負荷が接続されて
いるとする。
【００２９】（ａ）３相３線式の場合
今、図８の回路を負荷端から系統を見ると、図１０と置
き換えることができる。Ｓ−Ｔ相間に単相負荷（インピ
ーダンスＺL）が接続されているとすると、
き換えることができる。Ｓ−Ｔ相間に単相負荷（インピ
ーダンスＺL）が接続されているとすると、
【００３０】
【数１】
【００３１】であるから、
【００３２】
【数２】
【００３３】となり、
【００３４】
【数３】
【００３５】となる。ここで、ＺL＝ｒ＋ｊｘであるか
ら、
ら、
【００３６】
【数４】
【００３７】となる。従って、図１１のようなベクトル
関係になる。
関係になる。
【００３８】図１１のベクトル関係の対称分電流は、受
電あるいは発電機に分担されて流れる。この時、発電機
が負荷の要求する有効電力を全て負担するとすると、受
電側には正相分電流Ｉ1が流れなくなる。この時の受電
側の各相に流れる電流は、
電あるいは発電機に分担されて流れる。この時、発電機
が負荷の要求する有効電力を全て負担するとすると、受
電側には正相分電流Ｉ1が流れなくなる。この時の受電
側の各相に流れる電流は、
【００３９】
【数５】
【００４０】となるので、この関係をベクトル図として
表現すると図１２となる。
表現すると図１２となる。
【００４１】（ｂ）３相４線式の場合
（ａ）項と同様に、図９を負荷側から見ると、図１３に
示すような３相４線回路とすることができる。各相負荷
に不揃いがある場合を考える。この場合、
示すような３相４線回路とすることができる。各相負荷
に不揃いがある場合を考える。この場合、
【００４２】
【数６】
【００４３】と置くと、この回路は、各相にＹRの３相
平衡負荷を持つ回路（図１４（ａ））と、Ｓ相、Ｔ相の
負荷を持つ不平衡回路（図１４（ｂ））に分離すること
ができる。
平衡負荷を持つ回路（図１４（ａ））と、Ｓ相、Ｔ相の
負荷を持つ不平衡回路（図１４（ｂ））に分離すること
ができる。
【００４４】図１４（ａ）の３相平衡回路では逆相分は
発生しないので、図１４（ｂ）の不平衡回路について検
討を進める。図１４（ｂ）の回路（負荷回路の不平衡
分）では、
発生しないので、図１４（ｂ）の不平衡回路について検
討を進める。図１４（ｂ）の回路（負荷回路の不平衡
分）では、
【００４５】
【数７】
【００４６】が成立する。この関係を用いて対称分電流
Ｉ0、Ｉ1、Ｉ2を求めると、
Ｉ0、Ｉ1、Ｉ2を求めると、
【００４７】
【数８】
【００４８】が得られる。この関係をベクトル図で表す
と、図１５になる。
と、図１５になる。
【００４９】この負荷電流の各対称分は、発電機と受電
にそれぞれ分担されて流れるが、前項（ａ）と同様に、
負荷の有効電力は全て発電機が負担すると仮定すると、
受電側の正相電流は、
にそれぞれ分担されて流れるが、前項（ａ）と同様に、
負荷の有効電力は全て発電機が負担すると仮定すると、
受電側の正相電流は、
【００５０】
【数９】
【００５１】となる。
【００５２】（３）式をベクトル図として表現すると図
１６になるが、この件については以下のように展開する
ことができる。今、Ｒ相電流を基準として、
１６になるが、この件については以下のように展開する
ことができる。今、Ｒ相電流を基準として、
【００５３】
【数１０】
【００５４】と置くと、
【００５５】
【数１１】
【００５６】となるので、（３）式より、
【００５７】
【数１２】
【００５８】となり、
【００５９】
【数１３】
【００６０】の関係が得られる。この関係をベクトル図
に表現すると、図１６になる。
に表現すると、図１６になる。
【００６１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、単相負荷
に起因する逆電力を明確に判別し、この逆電力の時には
逆電力保護要素をロックするようにしたので、単相負荷
に起因する逆電力による不必要動作を回避できる。特
に、３相負荷の軽負荷時の単相負荷に起因する逆電力に
よる不必要動作の防止に有効である。また、このこと
は、コージェネレーションシステム運用に対してフリー
ハンドを得られるに等しく、単相負荷の有無に拘わらず
発電設備を自由に運転することが可能となり、経済的な
運転に大いに寄与し得る。
に起因する逆電力を明確に判別し、この逆電力の時には
逆電力保護要素をロックするようにしたので、単相負荷
に起因する逆電力による不必要動作を回避できる。特
に、３相負荷の軽負荷時の単相負荷に起因する逆電力に
よる不必要動作の防止に有効である。また、このこと
は、コージェネレーションシステム運用に対してフリー
ハンドを得られるに等しく、単相負荷の有無に拘わらず
発電設備を自由に運転することが可能となり、経済的な
運転に大いに寄与し得る。
【図１】本発明の実施形態１を示すフローチャート。
【図２】本発明の実施形態２を示すフローチャート。
【図３】本発明の実施形態３を示すフローチャート。
【図４】コージェネレーションシステムと商用電力系統
との連系の代表的な構成例を示す系統図。
との連系の代表的な構成例を示す系統図。
【図５】単相負荷接続時の逆電力発生を説明するための
３相３線式系統図（連系解列時）。
３相３線式系統図（連系解列時）。
【図６】単相負荷接続時の逆電力発生を説明するための
３相３線式系統図（連系時）。
３相３線式系統図（連系時）。
【図７】単相負荷接続時の逆電力発生を説明するための
３相４線式系統図（連系時）。
３相４線式系統図（連系時）。
【図８】単相負荷と対称分電流の関係を説明するための
３相３線式連系系統図。
３相３線式連系系統図。
【図９】単相負荷と対称分電流の関係を説明するための
負荷不平衡３相４線式連系系統図。
負荷不平衡３相４線式連系系統図。
【図１０】図８に相当する単相負荷回路の接続図。
【図１１】図１０における対称分電流、各相電流と各相
電圧のベクトル図。
電圧のベクトル図。
【図１２】図１０における対称分電流、各相電流と各相
電圧のＩ1＝０の時のベクトル図。
電圧のＩ1＝０の時のベクトル図。
【図１３】図９に相当する負荷不平衡回路の接続図。
【図１４】図１３の等価変換回路図で、（ａ）は平衡
分、（ｂ）は不平衡分。
分、（ｂ）は不平衡分。
【図１５】図１４（ｂ）の不平衡回路における各成分の
ベクトル図。
ベクトル図。
【図１６】図１４（ｂ）の不平衡回路におけるＩ1＝０
の時の各相電流のベクトル図。
の時の各相電流のベクトル図。
１…変圧器
２…発電機
３…母線
４…負荷
５Ｒ、５Ｓ…逆電力継電器
Ｓ１…検出入力（３相各相の電圧、電流）収集ステップ
Ｓ２…３相各相の逆電力算出ステップ
Ｓ３…３相の逆電力の同時検出判断ステップ…
Ｓ４…逆電力保護要素動作ステップ
Ｓ１１…検出入力（３相各相の電圧、電流）収集ステッ
プ Ｓ１２…正相、逆相電流算出ステップ Ｓ１３…逆相電流／正相電流の算出ステップ Ｓ１４…正相電流と逆相電流の比率が一定値以上か否か
を判断するステップ Ｓ１５…逆電力保護要素ロックステップ Ｓ２１…検出入力（３相各相の電圧、電流）収集ステッ
プ Ｓ２２…逆相電流算出ステップ Ｓ２３…逆相電流の大きさが一定値以上か否かを判断す
るステップ Ｓ２４…逆電力保護要素ロックステップ
プ Ｓ１２…正相、逆相電流算出ステップ Ｓ１３…逆相電流／正相電流の算出ステップ Ｓ１４…正相電流と逆相電流の比率が一定値以上か否か
を判断するステップ Ｓ１５…逆電力保護要素ロックステップ Ｓ２１…検出入力（３相各相の電圧、電流）収集ステッ
プ Ｓ２２…逆相電流算出ステップ Ｓ２３…逆相電流の大きさが一定値以上か否かを判断す
るステップ Ｓ２４…逆電力保護要素ロックステップ
Claims (3)
- 【請求項１】 コージェネレーションシステムと商用電
力系統を連系する受電点において３相全相の電圧、電流
を検出する入力検出手段と、回路の正相電流と逆相電流
を検出する対称分検出手段と、前記入力検出手段による
検出入力を基に逆電力の発生を求め、逆電力発生時に保
護動作を実行する逆電力保護要素と、前記入力検出手段
による検出入力から正相電流と逆相電流の比率を求め、
この比率が一定値以上の時に前記逆電力保護要素をロッ
クする手段とを備え、逆相電流が大きくなる負荷状態で
は逆電力保護要素をロックし、前記比率が所定値以下
で、かつ逆電力発生時に逆電力保護要素を動作するよう
にしたことを特徴とするコージェネレーション連系用保
護継電方式。 - 【請求項２】 コージェネレーションシステムと商用電
力系統を連系する受電点において３相全相の電圧、電流
を検出する入力検出手段と、回路の逆相電流を検出する
対称分検出手段と、前記入力検出手段による検出入力を
基に逆電力の発生を求め、逆電力発生時に保護動作を実
行する逆電力保護要素と、前記入力検出手段による検出
入力から逆相電流が一定レベル以上の時に前記逆電力保
護要素をロックする手段とを備え、逆相電流が大きくな
る負荷状態では逆電力保護要素をロックし、前記逆相電
流が所定値以下で、かつ逆電力発生時に逆電力保護要素
を動作するようにしたことを特徴とするコージェネレー
ション連系用保護継電方式。 - 【請求項３】 前記逆電力の検出には２電力計法を応用
することを特徴とする請求項１又は２に記載のコージェ
ネレーション連系用保護継電方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30431596A JP3531388B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | コージェネレーション連系用保護継電方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30431596A JP3531388B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | コージェネレーション連系用保護継電方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10150719A JPH10150719A (ja) | 1998-06-02 |
| JP3531388B2 true JP3531388B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=17931555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30431596A Expired - Lifetime JP3531388B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | コージェネレーション連系用保護継電方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3531388B2 (ja) |
-
1996
- 1996-11-15 JP JP30431596A patent/JP3531388B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10150719A (ja) | 1998-06-02 |
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