JP3650528B2 - 受配電設備 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、20kV級の受配電設備に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電力系統からの20kV級配電が行われる超高層ビル等の大口需要家の受配電設備(20kV級受配電設備)は、1回線受電,2回線ループ受電,常用・予備受電等のいずれの受電方式であっても、受電部に受電変圧器が設けられ、この変圧器により6.6kV等の中間電圧に降圧(変電)して配電する。
【0003】
すなわち、従来の20kV級受配電設備は最も簡単な1回線受電方式の場合、図3の単線結線図に示すように形成される。
【0004】
そして、電力系統の3相3線(3φ3W)の20kV級(22kV又は33kV)の電力が、受電点1から受電母線(高圧母線)2の1次断路器3,受電遮断器(主遮断器)4,計器用変流器5,電力需給用計器用変成器(MOF)6を介して受電変圧器7の1次側に供給される。
【0005】
この変圧器7は例えば22kVの1次側の受電電力を6.6kVの中間電圧に降圧し、この中間電圧の電力を2次側下流の6.6kVの配電系に給電する。
【0006】
この配電系を形成する配電部8は変圧器7の2次側に接続された配電母線(幹線)9から複数のフィーダ10が引出され、各フィーダ10の6.6kVの電力を、遮断器11,計器用変流器12,零相変流器13及び断路器14,電力ヒューズ15等を介して構内各所の低圧配電用の3相又は単相の変圧器16の1次側に配電する。
【0007】
そして、変圧器16は6.6kVの電力を3相210V,単相210〜105V等の3相又は単相の100〜200Vの低圧配電電圧に降圧し、この低圧の3相又は単相の電力を各負荷に給電する。
【0008】
ところで、受電母線2,各フィーダ10に短絡電流等の過電流が流れると、変流器5に接続された過電流継電器(受電OC)17及び各変流器12に接続された過電流継電器(フィーダOC)18が動作して遮断器4,11が開放される。
【0009】
このとき、受電変圧器7の介在により、受電母線2からの短絡電流が抑制(限流)されて各フィーダ10を流れ、継電器17,18の整定値の設定に基づき、受電点1と配電系(配電部8)との短絡保護協調がとられる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来設備の場合、20kV級の受電電力を6.6kV等の中間電圧に降圧して配電するため、受電変圧器7及び中間電圧の配電部8が必要になって高価になるとともに、中間電圧への降圧(変電)に伴う比較的大きな電力損失が発生する問題点がある。
【0011】
そして、受電変圧器7を省いて20kV級の特別高圧の受電電力をそのまま配電することが考えられるが、単に受電変圧器7を省くのみでは、配電部等の設備機材に電力系統からの短絡電流に耐え得る極めて大きな短時間電流強度が要求され、具体的には、設備機材を25kA級の特別な機材により形成する必要があり、極めて高価になる。
【0012】
しかも、受電点1と下流の配電系の短絡電流が同一になり、これらの間で短絡保護協調をとることができなくなる。
したがって、従来設備は必ず受電変圧器7を設けて形成される。
【0013】
つぎに、従来設備においては、配電部にいわゆるコジェネ発電機等の自家用発電設備が接続された場合、電力系統の事故短絡等が発生すると、遮断器4等が開放されて電力系統から切離されるまでの間、発電設備の出力が制限されることなく電力系統を逆充電し、発電設備の容量によっては電力系統の短絡電流が電力会社の規定値,例えば25kAを超過する事態が発生するおそれがある。
【0014】
本発明は、設備機材に過大な電流強度を要求することなく、しかも、受電点と下流の配電系との短絡保護協調がとれるようにして、従来の6.6kV等の中間電圧に降圧する受電変圧器及び中間電圧の配電部を省き、20kV級の受電電力を直接配電し得るようにすることを課題とする。
【0015】
また、配電系に接続された自家用発電設備から電力系統への短絡電流の逆充電を抑制して阻止することも課題とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明の20kV級の受配電設備においては、受電点に受電遮断器を介して接続され,受電点と下流の配電系との保護協調がとれるように短絡電流を抑制する限流機能を有する20kV級の限流リアクトルからなる限流装置と、
配電系を形成し,限流装置を介した20kV級の電力を各フィーダの低圧配電用の変圧器に直接配電する配電部とを備え、
低圧配電用の変圧器により、20kV級の電力を低圧配電電圧に降圧して負荷に給電する。
【0017】
したがって、従来設備の6.6kV等の中間電圧に降圧する受電変圧器の代わりに、受電点と下流の配電系との短絡保護協調がとれるように短絡電流を抑制する限流機能を有する20kV級の限流リアクトルからなる限流装置を設け、この限流装置により20kV級の受電電力がその短絡電流を抑制して配電系を形成する配電部に給電される。
【0018】
そして、配電部は従来の中間電圧に降圧した電力でなく、限流装置を介した20kV級の受電電力をそのまま各フィーダの低圧配電用の変圧器に配電し、この変圧器からの20kV級の電力が直接100〜200Vの低圧配電電圧に降圧されて各負荷に給電される。
【0019】
このとき、限流装置の限流作用により、配電部等の設備機材に要求される短時間電流強度は小さく、また、受電点と下流の配電部とに電流差が生じるため、それらの間の短絡保護協調をとることができる。
【0020】
そのため、従来の6.6kV等の中間電圧に降圧する受電変圧器及び中間電圧の配電部を省いて20kV級の受電電力の直接配電を実現することができ、20kV級の直接配電を行う安価な受変電設備を提供することができる。
【0021】
つぎに、配電系に自家用発電設備が接続された場合は、限流装置が電力系統から配電部,その逆の短絡電流の限流機能を備える。
【0022】
この場合、電力系統の短絡事故等が発生し、自家用発電設備から電力系統に逆充電の短絡電流が流れようとすると、この短絡電流が限流装置によって自動的に制限され、電力系統の短絡電流の前記逆充電による増大が阻止される。
【0023】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の1形態につき、図1及び図2を参照して説明する。
図1は1回線受電方式の20kV級受変電設備の単線結線図であり、この図1の設備が図3の従来設備と最も異なる点は、図3の受電変圧器7の位置に限流装置19が設けられ、受電変圧器7が省かれている点である。
【0024】
そして、電力系統の3相3線の20kV級の電力は、受電点1から受電母線2の1次断路器3,受電遮断器4,計器用変流器5,MOF6を介して限流装置19に供給される。
【0025】
この限流装置19は20kV級の限流リアクトルからなり、受電点1と下流の配電系との短絡保護協調がとれるように、電力系統からの短絡電流をほぼ2/3以下の適当な限流比で抑制(限流)する限流特性を有し、この特性で限流した受電電力を配電系としての20kV級の配電部20に給電する。
【0026】
この配電部20は、限流装置19に接続された配電母線21から複数のフィーダ22が引出されて形成され、各フィーダ22の20kV級の電力を遮断器23,計器用変流器24及び断路器25,電力ヒューズ26等を介して構内各所の3相又は単相の低圧配電用の変圧器27の1次側に直接配電する。
【0027】
そして、各変圧器27により例えば22kVの電力を3相又は単相の100〜200Vの低圧配電電圧に降圧し、この電圧の3相又は単相の電力を各負荷に給電する。
【0028】
なお、図中の28は図3のフィーダOC18に相当するフイーダOCであり、各フィーダ22の過電流通電により遮断器23を開放する。
【0029】
そして、図1の構成の場合、設備側(負荷側)で短絡事故等が発生すると、限流装置19の限流作用により、例えば、電力系統の25kAの短絡電流が2.5kAに抑制されて配電部20を流れ、配電部20の遮断器23,変流器24等の設備機材に要求される短時間電流強度は小さく、各設備機材を規格化されて量産される安価な汎用機材により形成することができる。
【0030】
また、前記の限流作用に基づき、受電母線2の受電OC17と下流の各フィーダOC28の動作特性を例えば図2の実線イ,ロに示すように、各フィーダOC28が先に動作するように整定することができ、受電点1と下流の配電系との短絡保護協調をとることができる。
【0031】
なお、図2の電流I1 は契約電力の1.5倍の直近電流、I2min,I2manは限流装置19で抑制(限流)された短絡電流の最小値,最大値、I3 は限流装置19がない場合の短絡電流(非限流短絡電流)を示す。
【0032】
そして、限流装置19が限流リアクトルで形成されるため、限流装置19は電力系統(上流)から配電部20(下流),その逆に流れる短絡電流(過電流)を限流して抑制する機能を備える。
【0033】
この場合、配電部20に図1の自家用発電設備29が接続されていれば、電力系統に短絡事故等が発生したときに、発電設備29から電力系統に流出しようとする過大な短絡電流(逆充電電流)が限流装置19により自動的に抑制されて阻止され、発電設備29の出力によって電力系統の短絡電流が電力会社の規定値を超過するような事態は確実に防止することができる。
【0034】
そして、限流装置19が限流リアクトルにより形成され、このリアクトルとしていわゆる空心リアクトル等を用いることにより、一層の小型化,軽量化が図られる。
【0036】
そして、前記実施の形態にあっては、1回線受電方式の場合に適用したが、2回線ループ受電方式,常用・予備受電方式等の種々の受電方式の場合にも、各回線の従来は受電変圧器が設けられていた位置に前記限流装置19を設けることにより、本発明を同様に適用することができるのは勿論である。
【0037】
【発明の効果】
本発明は、以下に記載する効果を奏する。
従来設備の6.6kV等の中間電圧に変電する受電変圧器の代わりに、受電点と下流の配電系との短絡保護協調がとれるように短絡電流を制限する限流機能を有する20kV級の限流リアクトルからなる限流装置19を設け、この限流装置19により20kV級の受電電力を、その短絡電流を抑制して配電系を形成する下流の配電部20に給電したため、配電部20により、従来の中間電圧に降圧した電力でなく、限流装置19を介した20kV級の受電電力をそのまま各フィーダ22の低圧配電用の変圧器27に配電し、この変圧器27により、20kV級の電力を直接100〜200Vの低圧配電電圧に降圧して各負荷に給電することができる。
【0038】
したがって、従来の前記受電変圧器及び中間電圧の配電部を省き、20kV級の受電電力を直接配電することができ、20kV級の直接配電用の安価な受配電設備を提供することができる。
【0039】
また、配電設備20に自家用発電設備29が接続された場合は、限流装置19が電力系統から配電部20,その逆の短絡電流の限流機能を有する20kV級の限流リアクトルからなることにより、電力系統の短絡事故等が発生したときに、限流装置19により、自家用発電設備29から電力系統への逆充電の短絡電流を自動的に抑制し、電力系統の短絡電流の前記逆充電による増大を阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の1形態の単線結線図である。
【図2】図1の保護協調説明用の過電流継電器の動作特性図である。
【図3】従来設備の単線結線図である。
【符号の説明】
1 受電点
4 受電遮断器
19 限流装置
20 配電部
22 フィーダ
27 低圧配電用の変圧器
29 自家用発電設備
Claims (2)
- 20kV級の受配電設備において、
受電点に受電遮断器を介して接続され,前記受電点と下流の配電系との短絡保護協調がとれるように短絡電流を抑制する限流機能を有する20kV級の限流リアクトルからなる限流装置と、
前記配電系を形成し,前記限流装置を介した20kV級の電力を各フィーダの低圧配電用の変圧器に直接配電する配電部とを備え、
前記変圧器により、20kV級の電力を低圧配電電圧に降圧して負荷給電するようにした
ことを特徴とする受配電設備。 - 配電部に自家用発電設備が接続され、
限流装置が電力系統から前記配電部,その逆の短絡電流を抑制する限流機能を有する20kV級の限流リアクトルからなる
ことを特徴とする請求項1記載の受配電設備。
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JP19419498A Expired - Fee Related JP3650528B2 (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | 受配電設備 |
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