JP3593013B2 - ネットワーク受配電設備試験装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワーク受配電設備特有の三原則要素試験、すなわち、無電圧投入、差電圧投入、及び逆電力遮断の機能試験を実施する、ネットワーク受配電設備試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ネットワーク受配電設備における、三原則要素の機能試験の方法としては、計器用変圧器（ＰＴ）や変流器（ＣＴ）の２次側に設けたテストターミナルにリレー試験器を接続し、ＰＴに電圧を印加しＣＴに電流を流して、ネットワークリレーの動作による三原則要素の動作確認をする方法などが一般的に行われている。
【０００３】
しかし、この試験方法はネットワークリレーの単体試験を行っているのと同じことであり、システム全体の確認試験としては実用的ではない。また、試験器材の準備も大変であり、回路数が多くなるとそれに応じて試験に長時間かかり、さらに試験員も増員しなければならず、極めて効率の悪いものであった。
【０００４】
以上の試験はメーカー側が納入機器に関して実施するものであるが、ユーザー側からもネットワーク受配電設備における三原則要素の機能試験をシステム全体で確認するために、準備が簡単で試験時間も少なくてすむ試験装置が望まれていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述した欠点を除去するためになされたもので、ネットワーク受配電設備における三原則要素の機能試験をシステム全体で確認できる、高効率かつ高品質のネットワーク受配電設備試験装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、それぞれ変圧器を介して導出された複数の回線がそれぞれ保護遮断器を介して共通のネットワーク母線に接続されるネットワークの各回線ごとに設けられたネットワークリレーの機能試験を行うネットワーク受配電設備試験装置において、複数の回線に選択的に試験電圧を印加するための第１のスイッチ群と、ネットワーク母線に試験電圧と同じ電圧を印加するためのスイッチと、抵抗器を介して降下され試験電圧よりも低い電圧を複数の回線に選択的に印加するための第２のスイッチ群と、抵抗器を介して降下され試験電圧よりも低い電圧をネットワーク母線に印加するためのスイッチとを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、それぞれ変圧器を介して導出された複数の回線がそれぞれ保護遮断器を介して共通のネットワーク母線に接続されるネットワークの各回線ごとに設けられたネットワークリレーの機能試験を行うネットワーク受配電設備試験装置において、試験回路を絶縁しつつ試験電圧を得るための絶縁トランスと、各一端が絶縁トランスの二次側に共通に接続され、各他端が各回線の変圧器の二次側に個々に接続される第１のスイッチ群と、各一端が第１のスイッチ群の各負荷側に分岐接続され、他端側が共通接続された第２のスイッチ群と、この第２のスイッチ群の共通接続点に接続された電流消費用可変抵抗器と、絶縁トランスの二次側の二次側および第２のスイッチ群の共通接続点の間に接続された固定抵抗および第３のスイッチの直列回路と、一端が第２のスイッチ群の共通接続点に接続され、他端がネットワーク母線に接続される第４のスイッチとを備え、第１および第２のスイッチ群並びに第３および第４のスイッチを選択的にオンオフすることによりネットワークリレーおよび保護遮断器の無電圧投入、差電圧投入、および逆電力遮断の各機能試験を実行することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のネットワーク受配電設備試験装置において、第１のスイッチ群のうち試験対象の回線に接続されているスイッチをオンにし、対応するネットワークリレーを介して自回線の保護遮断器が自動投入するか否かの確認により無電圧投入試験を実行することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項２に記載のネットワーク受配電設備試験装置において、第３のスイッチおよび第４のスイッチをオンにして抵抗器の作用により低下した電圧をネットワーク母線に印加した状態で試験対象の回線接続されているスイッチをオンにして試験対象の回線に低下していない電圧を印加し、対応するネットワークリレーを介して自回線の保護遮断器が自動投入するか否かの確認により差電圧投入試験を実行することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項２に記載のネットワーク受配電設備試験装置において、第１のスイッチ群のうち試験対象の回線に接続されているスイッチおよび第４のスイッチをオンにして対応するネットワークリレーを介して自回線の保護遮断器を無電圧投入すると共に、第１のスイッチ群のうち他の回線に接続されているスイッチをオンにして手動により他回線の保護遮断器を投入した状態で、第１のスイッチ群のうちの自回線に接続されているスイッチをオフにし、可変抵抗器を加減することにより他回線からネットワーク母線を介して自回線に逆電力電流を流し、対応するネットワークリレーを介して自回線の保護遮断器が遮断するか否かにより逆電力遮断試験を実行することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の試験装置の実施の形態を説明する。
【００１２】
（実施の形態の構成）
図１は本発明の試験装置の実施の形態を示すものであり、図２は図１の試験装置をネットワーク受配電設備に接続し組み合わせた状態を示すものである。実際の電気回路は３相系統であるが、ここでは単線図として表現されている。図において、試験装置（ネットワーク受配電設備試験装置）１は、入力端に設けられた絶縁トランス２と、この絶縁トランス２の二次側に設けられた主スイッチ３と、この主スイッチ３の負荷側に設けられた複数のスイッチ５ａ〜５ｊと、固定抵抗器４と、可変抵抗器６とから構成されている。絶縁トランス２は、外部の電源回路から試験装置１およびそれに接続されるネットワーク受配電設備７を絶縁すると共に、入力される電圧を所望の電圧値に降圧するための手段として設けられ、ここでは一次側定格電圧が２００Ｖ、二次側定格電圧が１００Ｖである。スイッチ５ａ，５ｂ，５ｃは、電源側が主スイッチ３の負荷側に共通に接続され、各負荷側は試験対象であるネットワーク受配電設備７の各変圧器８１，８２，８３の２次側に接続される。固定抵抗器４および可変抵抗器６は試験用差電圧を作るための抵抗器であり、固定抵抗器４の一端は絶縁トランス２の二次側に接続され、固定抵抗器４の他端はスイッチ５ｅおよび５ｆの各一端に接続されている。スイッチ５ｄと５ｅは差電圧の検出相によって抵抗を投入する相を切替えるスイッチであり、スイッチ５ｊと可変抵抗器６の各一端に接続され、スイッチ５ｊの他端はネットワーク受配電設備７のネットワーク母線１２に接続される。スイッチ５ｄは３相スイッチであり、スイッチ５ｅは特定相のみに設けられている。スイッチ５ｇ，５ｈ，５ｉの各一端は、それぞれスイッチ５ａ，５ｂ，５ｃの負荷側に接続され、スイッチ５ｇ，５ｈ，５ｉの各他端は可変抵抗器６およびスイッチ５ｊの電源側に共通に接続されている。スイッチ５ｊの負荷側はネットワーク受配電設備７のネットワーク母線１２に接続される。さらに絶縁トランス３の２次側（負荷側）からスイッチ５ｆを介して、ネットワーク受配電設備７のネットワーク母線１２に接続される。スイッチ５ｇ，５ｈ，５ｉと可変抵抗器６を組み合わせることによって、三原則要素試験のうちの逆電力遮断試験を実施するのに使用される。
【００１３】
図２は試験装置１をネットワーク受配電設備７に接続して組み合わせた例を示すものである。図示の例は単純に言えば３回線１４１，１４２，１４３がネットワーク母線１２に接続されて３回線電力系統である。各回線は電源側から順に遮断器１５１，１５２，１５３、変圧器８１，８２，８３、および保護遮断器１０１，１０２，１０３を備えている。各回線１４１，１４２，１４３において、ＣＴ１６によって検出される回線電流、およびＰＴ９によって検出される両端の回線電圧を導入して保護継電演算を行い、保護遮断器１０１，１０２，１０３に投入または引外しの指令を出すネットワークリレー１１１，１１２，１１３を備えている。ただし、図２では、試験の都合上、ネットワークリレー側から見た試験電圧と回線電圧とを同一値にするために、ＰＴ９を各回線から切り離し、各回線電圧を、接続線１３を介して直接ネットワークリレー１１１，１１２，１１３に接続した状態を示している。
【００１４】
すでに述べたように、試験装置１のスイッチ５ａ，５ｂ，５ｃの負荷側はネットワーク受配電設備７の各変圧器８の２次側に接続される。また、スイッチ５ｊの負荷側は、ネットワーク母線１２に接続される。ＰＴ９は、三原則要素試験のときは母線１２から切り離され、変圧器２次電圧または母線電圧が試験用接続線１３を介して直接ネットワークリレー１１に導入される。
【００１５】
（実施の形態の作用）
次に図１，２に示す試験装置の作用について説明する。図２において、試験装置１に試験用電源として絶縁トランス２に例えば三相ＡＣ２００Ｖを印加すると、絶縁トランス２の二次側からは三相ＡＣ１ＯＯＶに降圧された試験電圧が出力され、スイッチ５ｆの電源側に試験電圧が供給されると共に、主スイッチ３を投入することによりスイッチ５ａ〜５ｅの電源側に試験電圧が供給される。三原則要素試験は、ネットワークに三原則要素条件を付加したときに保護遮断器１０１，１０２，１０３が正しく遮断動作または投入動作を行うかの試験である。
【００１６】
三原則要素の無電圧投入試験とは、ネットワーク受配電設備７のいずれか１回線が受電すると、その回線のネットワークリレーが電圧印加を検知して自回線の保護遮断器を自動投入する機能を確認するための試験である。試験に先立ってまず全てのスイッチおよび遮断器をオフにした状態でまず主スイッチ２を投入し、試験装置１の電源を入れる。無電圧投入の試験を１号回線１４１の場合について説明すると、スイッチ５ａをオンすることにより、１号変圧器８１の２次側すなわち１号回線１４１に三相ＡＣ１００Ｖを印加する。これにより試験用接続線１３を介して１号ネットワークリレー１１１の電源側電圧入力端に電圧が入力される。リレー１１１はその電圧を検知して自回線の保護遮断器１０１を自動投入する。同様に、２号回線１４２の場合はスイッチ５ｂをオンすることにより、また３号回線１４３の場合はスイッチ５ｃをオンすることにより、それぞれ１号回線１４１の場合と同様にして自回線の保護遮断器１０２または１０３を自動投入する。このようにして無電圧投入試験を実施することができる。
【００１７】
三原則要素の差電圧投入試験とは、いずれか１回線、例えば回線１４１が無電圧投入の後、負荷送電を行っている状態で、負荷が増加していったとき、送電しているネットワーク母線１２と他の投入していない回線１４２，１４３の保護遮断器１０２，１０３の電源側（変圧器２次側）との間に生じる電圧差を、投入していない回線１４２，１４３のネットワークリレー１１２，１１３が検知して、自回線の保護遮断器１０２，１０３を投入する機能を確認するための試験である。この場合、負荷の増加に応じて２号回線１４２から３号回線１４３と順次、保護遮断器１０２，１３０が投入される。通常は３回線とも受電した状態で運用される。
【００１８】
１号、２号、３号の各回線１４１，１４２，１４３の差電圧投入試験をする場合、まずスイッチ５ｄと５ｊをオンし、抵抗器４に電圧降下を生じさせると共に、抵抗器６に負荷電流を流し、その結果、無電圧時よりも低下した電圧を、スイッチ５ｊを介してネットワーク母線１２に印加する。スイッチ５ｊを通してネットワーク母線１２に印加する電圧は可変抵抗器６の抵抗値を加減することにより調整することができる。次にスイッチ５ａをオンする。ネットワーク母線１２の電圧と１号保護遮断器１０１の電源側（変圧器８１の２次側）の電圧との間には電圧差があり、これをネットワークリレー１１１が検知して保護遮断器１０１を自動投入させる。同様に２号回線１４２の差電圧投入試験を行う場合は、スイッチ５ｂをオンして可変抵抗器６を加減して電流を調整し、ネットワークリレー１１２を介して保護遮断器１０２が自動投入することを確認する。３号回線１４３の同様の試験を行う場合は、スイッチ５ｃをオンして同様に試験する。差電圧の検出相が異なる場合は、スイッチ５ｄをオフしてスイッチ５ｅをオンして試験を行えばよい。
【００１９】
最後に、三原則要素の逆電力遮断試験とは、ネットワーク側のいずれかの回線が事故等で停電になったとき、変圧器８１〜８３を逆励磁して母線１２から回線側へと電力を逆送電してしまう事態を防止するために、停電になった回線の逆電力を電圧および電流に基づいてネットワークリレーが検知し自回線の保護遮断器を遮断する機能を確認するための試験である。逆電力遮断試験を１号回線１４１について行う場合、スイッチ５ａ，５ｇをオンしてまず１号保護遮断器１０１を無電圧投入する。スイッチ５ｇのオンにより可変抵抗器６にも電流が流れる。次に、スイッチ５ｂ，５ｃをオンして、手動で２号回線１４２および３号回線１４３の保護遮断器１０２，１０３を投入する。このようにして３回線１４１，１４２，１４３とも送電している状態を作って、スイッチ５ａをオフする。これにより、スイッチ５ｂ，５ｃから２号回線１４２および３号回線１４３、並びにネットワーク母線１２を介して１号回線１４１に逆電力電流が流れ、この電流はさらにスイッチ５ｇを介して可変抵抗６に流れる。このとき、１号ネットワークリレー１１１が回線１４１の逆電力を検知して、自回線の保護遮断器１０１を遮断する。２号回線１４２の試験を行う場合は、最初にスイッチ５ｂ，５ｈをオンして２号保護遮断器１０２を無電圧投入する。次に、スイッチ５ａ，５ｃをオンして、手動で１号回線および３号回線の保護遮断器１０１，１０３を投入する。このようにして３回線とも送電している状態を作って、スイッチ５ｂをオフして、２号回線１４２に逆電力電流を流す。これを２号ネットワークリレー１１２が検知して、２号保護遮断器１０２を遮断する。同様に３号回線１４３の試験を行う場合は、スイッチ５ｃ，５ｉをオンして３号保護遮断器１０３を無電圧投入する。次に、スイッチ５ａ，５ｂをオンして、手動で１号・２号の保護遮断器１０１，１０２を投入する。３回線とも送電している状態を作って、スイッチ５ｃをオフして、３号回線１４３に逆電力電流を流す。これを３号ネットワークリレー１１３が検知して、３号保護遮断器１０３を遮断動作させる。
【００２０】
スイッチ５ｆは回生電力不動作試験のために用いるもので、保護遮断器１０１，１０２，１０３を手動でオンにした状態でスイッチ５ｆをオンし、回生電力を想定して、ネットワーク母線１２側から３台の変圧器８１〜８３を逆励磁（二次側から励磁）する。この時、ネットワークリレー１１１，１１２，１１３が動作しないこと、つまり保護遮断器１０１，１０２，１０３が遮断動作をしないことを確認する。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、試験装置を絶縁トランスと複数のスイッチと抵抗器との組合せによって構成することにより、スイッチのオンオフと抵抗器の調整により、ネットワーク受配電設備における三原則要素の機能試験をシステム全体で確認することができ、試験全体の効率向上と品質向上を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるネットワーク受配電設備試験装置の実施の形態を示す結線図である。
【図２】図１の試験装置をネットワーク受配電設備に接続し組み合わせた状態を示す結線図である。
【符号の説明】
１ ネットワーク受配電設備試験装置
２ 絶縁トランス
３ 主スイッチ
４ 固定抵抗器
５ａ〜５ｊ スイッチ
６ 可変抵抗器
７ ネットワーク受配電設備
８１，８２，８３ 変圧器
９ 計器用変圧器（ＰＴ）
１０１，１０２，１０３ 保護遮断器
１１１，１１２，１１３ ネットワークリレー
１２ ネットワーク母線
１３ 試験用接続線
１４１，１４２，１４３ 回線
１５１，１５２，１５３ 回線主遮断器
１６ 変流器（ＣＴ）

Claims (5)

1. それぞれ変圧器を介して導出された複数の回線がそれぞれ保護遮断器を介して共通のネットワーク母線に接続されるネットワークの各回線ごとに設けられたネットワークリレーの機能試験を行うネットワーク受配電設備試験装置において、前記複数の回線に選択的に試験電圧を印加するための第１のスイッチ群と、前記ネットワーク母線に前記試験電圧と同じ電圧を印加するためのスイッチと、抵抗器を介して降下され前記試験電圧よりも低い電圧を前記複数の回線に選択的に印加するための第２のスイッチ群と、抵抗器を介して降下され前記試験電圧よりも低い電圧を前記ネットワーク母線に印加するためのスイッチとを備えたことを特徴とするネットワーク受配電設備試験装置。
2. それぞれ変圧器を介して導出された複数の回線がそれぞれ保護遮断器を介して共通のネットワーク母線に接続されるネットワークの各回線ごとに設けられたネットワークリレーの機能試験を行うネットワーク受配電設備試験装置において、試験回路を絶縁しつつ試験電圧を得るための絶縁トランスと、各一端が前記絶縁トランスの二次側に共通に接続され、各他端が前記各回線の変圧器の二次側に個々に接続される第１のスイッチ群と、各一端が前記第１のスイッチ群の各負荷側に分岐接続され、他端側が共通接続された第２のスイッチ群と、この第２のスイッチ群の共通接続点に接続された電流消費用可変抵抗器と、前記絶縁トランスの二次側の二次側および前記第２のスイッチ群の共通接続点の間に接続された固定抵抗および第３のスイッチの直列回路と、一端が前記第２のスイッチ群の共通接続点に接続され、他端が前記ネットワーク母線に接続される第４のスイッチとを備え、前記第１および第２のスイッチ群並びに前記第３および第４のスイッチを選択的にオンオフすることにより前記ネットワークリレーおよび前記保護遮断器の無電圧投入、差電圧投入、および逆電力遮断の各機能試験を実行することを特徴とするネットワーク受配電設備試験装置。
3. 請求項２に記載のネットワーク受配電設備試験装置において、前記第１のスイッチ群のうち試験対象の回線（例えば１４１）に接続されているスイッチ（５ａ）をオンにし、対応するネットワークリレー（１１１）を介して自回線の保護遮断器（１０１）が自動投入するか否かの確認により無電圧投入試験を実行することを特徴とするネットワーク受配電設備試験装置。
4. 請求項２に記載のネットワーク受配電設備試験装置において、前記第３のスイッチ（５ｄ）および前記第４のスイッチ（５ｊ）をオンにして前記抵抗器（４，６）の作用により低下した電圧を前記ネットワーク母線（１２）に印加した状態で試験対象の回線（例えば１４１）に接続されているスイッチ（５ａ）をオンにして試験対象の回線（１４１）に低下していない電圧を印加し、対応するネットワークリレー（１１１）を介して自回線の保護遮断器（１０１）が自動投入するか否かの確認により差電圧投入試験を実行することを特徴とするネットワーク受配電設備試験装置。
5. 請求項２に記載のネットワーク受配電設備試験装置において、第１のスイッチ群のうち試験対象の回線（例えば１４１）に接続されているスイッチ（５ａ）および前記第４のスイッチ（５ｊ）をオンにして対応するネットワークリレー（１１１）を介して自回線の保護遮断器（１０１）を無電圧投入すると共に、前記第１のスイッチ群のうち他の回線（１４２，１４３）に接続されているスイッチ（５ｂ，５ｃ）をオンにして手動により他回線の保護遮断器（１０２，１０３）を投入した状態で、前記第１のスイッチ群のうちの前記自回線に接続されているスイッチ（５ａ）をオフにし、前記可変抵抗器（６）を加減することにより他回線から前記ネットワーク母線（１２）を介して自回線（１４１）に逆電力電流を流し、対応するネットワークリレー（１１１）を介して自回線の保護遮断器（１０１）が遮断するか否かにより逆電力遮断試験を実行することを特徴とするネットワーク受配電設備試験装置。

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