JP3684291B2

JP3684291B2 - 電力系統の総合異常判定装置及び保護装置

Info

Publication number: JP3684291B2
Application number: JP18647797A
Authority: JP
Inventors: 見幸仲林; 富裕高野; 匡史北山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2017-07-11
Also published as: JPH1141782A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力系統の電力設備の異常を総合的に判定する総合異常判定装置及びその判定結果に基づいて電力設備の保護を行う保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、電力設備の保全用に配置されている各センサからの情報、例えば、ガス絶縁開閉装置（以下、ＧＩＳという）のガス圧力、電力用変圧器の内部過熱、付属の負荷タップ切換器の油汚れ等に関する情報は、保守支援用として扱われ、監視制御・保護・運転支援とは独立して扱われている。
【０００３】
また、従来の電力系統の保護装置においては、保護対象とされる電力設備の事故及び事故波及を電力設備に設置されている計器用変流器装置（以下、単にＣＴという場合もある）や計器用変圧器装置（以下、単にＰＴという場合もある）の情報から検出するものと、電力設備に設けられ電力設備の状態を検出するセンサの情報から検出するものとがある。そして、電力設備の事故や事故波及を検出すると保護装置間で時間的協調をとりながら、電力設備内の遮断器を開放する。しかし、事故や事故波及をＣＴ、ＰＴからの情報に基づいて検出するものと、センサの情報から検出するものとは、互いに相手の情報を活用することはしていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の保護装置は、ＣＴ、ＰＴからの電気的情報あるいはセンサからの状態の検知情報のいづれか一方のだけの情報に基づいて保護動作を行うため、すなわち関連遮断器を開放するために、事故電力設備を絞り込むことができれば開放しなくてもよい遮断器まで開放してしまい不必要に広範囲な停電を招く場合がある。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解決して、次のような電力系統の総合異常判定装置あるいは保護装置を得ることを目的とする。
・検知情報の比較方法を予め定め、複数の電力設備に設けられた事故判定装置の判定の確度の比較を行うことができる総合異常判定装置。
【０００６】
・総合異常判定装置により判定された結果に基づき、適切に電力遮断装置を動作させ、停電が不必要に広範囲に及ばないようにできる電力系統の保護装置。
・電力遮断装置がその機能を果たさないときそのことを検知して停電範囲が最小になるようにして保護できる保護装置。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電力系統の総合異常判定装置においては、電力系統を構成する複数の電力設備にそれぞれ設けられたものであって設備状態検出手段により検出される各電力設備の状態に関する検知情報及び各電力設備の電流あるいは電圧に関する電気的情報が所定の条件を満たすとき各電力設備に事故の可能性ありと判定する複数の事故判定装置、及び複数の事故判定装置が各電力設備に事故の可能性ありと判定したときに検知情報が同種の場合はその大きさにより異種の場合は予め定められた検知情報の種類の順位に従って複数の事故判定装置の判定の確度の比較を行う再判定装置を設けたものである。
検知情報には、事故に直接結びついたものや、間接的なものがあるので、検知情報が同種の場合はその大きさにより、異種の場合は予め定められた検知情報の種類の順位に従って、複数の事故判定装置の判定の確度の比較を行うようにしている。
【０００８】
この発明の電力系統の保護装置においては、上記電力系統の総合異常判定装置により事故の可能性ありと判定された電力設備への電圧の印加を停止するために所定の電力遮断装置に開放指令を発する停止指令装置を設けたものである。
開放指令により所定の電力遮断装置が開路して事故電力設備への電圧の印加を停止し、事故の拡大を防止する。総合異常判定装置により判定された事故電力設備を停電の対象とし、他の電力設備は停止しないようにして停電範囲を限定する。
【０００９】
さらに、停止指令装置から開放指令を受けた電力遮断装置が電流の遮断動作をしない場合あるいは電流の遮断に失敗した場合を電力遮断装置機能異常として検知する電力遮断装置機能異常検知手段、及び電力遮断装置機能異常検知手段が電力遮断装置機能異常を検知したとき当該機能異常電力遮断装置への電圧の印加を停止するために機能異常電力遮断装置に隣接する他の電力遮断装置に緊急開放指令を発する緊急指令装置を設けたものである。
電力遮断装置機能異常検知手段により機能異常が発生した電力遮断装置を特定し、その後備保護を行うことにより、事故や停電範囲の拡大を防止する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の一形態を図１〜図３により説明する。図１は保護装置の全体構成を示す構成図、図２は保護装置の動作を示すフロー図、図３はセンサの検知情報の例を示す説明図である。
図１において、ＧＩＳ１０は甲母線１１と乙母線１２との二重母線で構成されている。送電線ＴＬは遮断器ＣＢ１から断路器ＬＳ１、断路器ＬＳ２を介して甲母線１１、乙母線１２に接続しうるようにされている。甲母線１１と乙母線１２とは母線連絡用の遮断器ＣＢ２により断路器ＬＳ３、断路器ＬＳ４を介して連絡されている。遮断器ＣＢ３は断路器ＬＳ５、断路器ＬＳ６により甲母線１１、乙母線１２に接続しうるようにされている。
【００１１】
また、ＧＩＳ１０には、ガス区分された構成部（ガス区分については図示を省略している）のうち主要な部分にガス圧センサ１３、部分放電センサ１４等がそれぞれ設けられ、ＧＩＳ１０内における放電によるガス容器内の急激な圧力上昇、内部部分放電を検出する。部分放電センサ１４は、例えばＧＩＳ１０のタンクカバーに取り付けられたコンデンサカップリングを応用して微小な放電電流を検出するものである。なお、これらの各種センサがこの発明における設備状態手段である。
なお、図１において甲母線１１の保護装置５０しか図示していないが、従来のものと同様の、主保護装置と母線分離装置と後備保護装置とを有する母線保護装置が設けられている。また、乙母線１２にも、甲母線１１と全く同様に保護装置５０を含む母線保護装置が設けられている。油入変圧器３０には、主保護装置と甲後備保護装置と乙後備保護装置とを有する変圧器保護装置が設けられている。
【００１２】
油入変圧器３０は遮断器ＣＢ３に接続され、断路器ＬＳ５、断路器ＬＳ６を介して甲母線１１、乙母線１２から電力の供給を受け、二次側に設けられた遮断器ＣＢ４を介して図示しない負荷に電力を供給する。油入変圧器３０には、油入タンク内の内部放電による急激な圧力上昇を検出する圧力リレー３３、内部における微小な部分放電を検出する部分放電センサ３４等が設けられている。
【００１３】
また、母線１１への電流の流入を測定する計器用変流装置ＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ４、油入変圧器３０への電流の流入を測定する計器用変流装置ＣＴ３，ＣＴ５、甲母線１１、乙母線１２の電圧を測定するためにＧＩＳ１０のタンク内に計器用変圧装置ＰＴが設けられている。なお、計器用変流装置ＣＴ１〜ＣＴ５、計器用変圧装置ＰＴからはアナログのあるいはデジタル化された電流、電圧の波形情報が発信される。
【００１４】
保護対象の電力設備は、上記のように構成され、図１において黒く塗りつぶした機器（遮断器、断路器）は閉路され、白ぬきで表した機器は開放状態にある。従って、油入変圧器３０は遮断器ＣＢ３、甲母線１１、遮断器ＣＢ１を介して送電線ＴＬから電力の供給を受けている状態である。
【００１５】
保護装置５０はＣＴ、ＰＴ情報入力部５１、センサ情報入力部５２、電力設備事故検出部５３を有する総合判定部５４及び操作信号出力部５５を備えている。総合判定部５４がこの発明における事故判定装置である。ＣＴ、ＰＴ情報入力部５１には、電力設備の各部の電流、電圧の計測値が計器用変流装置ＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ４、計器用変圧装置ＰＴから送信される。センサ情報入力部５２にはＧＩＳ１０に設けられたガス圧センサ１３、部分放電センサ１４、油入変圧器３０に設けられた圧力リレー３３と部分放電センサ３４等から電力設備を構成する各機器の状態に関するセンサ情報が入力される。
【００１６】
この各機器の状態に関する情報の一例を図３に示すが、ＧＩＳ１０のタンク内における圧力の急変、ガス圧、部分放電、油入変圧器３０における油入タンク内の圧力の急変、油流、部分放電等に関する情報である。図３において、左方の情報ほど右方の情報に比し異常レベルが高い。なお、図３に示した情報を検知するセンサは、図１においてはその一部だけを図示し、他は図示を省略している。
【００１７】
電力設備事故検出部５３は、ＣＴ、ＰＴ情報入力部５１、センサ情報入力部５２から入力された情報に基づいて当該電力設備、図１の例ではＧＩＳ１０において事故が発生した可能性の高さ、すなわち事故発生の確度を判定し、事故発生の可能性が高い場合当該電力設備（以下、単に事故設備という場合がある）を電力系統から切り離すべく所定の遮断器へトリップ信号Ｔ１を発信する。
【００１８】
詳細動作は後で述べるが、電力設備事故検出部５３は次の条件を満たすときに事故と判定する。
ａ．計測された電流の方向が保護対象の電力設備へ流入する方向である。
ｂ．計測された電流の値がしきい値よりも大きい。
ｃ．計器用変流装置ＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ４のうち少なくとも一つが上記ａ項及びｂ項の条件を満足し、かつガス圧センサ１３による内部事故発生アラームまたは部分放電センサ１４による部分放電検出アラームのいずれかが発生している。
【００１９】
ＧＩＳ１０の甲母線１１において、例えば内部放電事故が発生したとする。このとき、通常は、計器用変流装置ＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ４の電流の和がしきい値を超えると、上記図示しない甲母線の保護装置の主保護装置が動作して、遮断器ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ３を開放する。しかし、何らかの原因、例えば計器用変流装置ＣＴ１の二次側巻線が部分短絡していて電流を正確に検出できなかった場合、保護装置は５０が、次のように動作して、主保護装置が正常に動作したときと同様に遮断器ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ３を開放する。この場合、送電線ＴＬから供給を受ける負荷ＬＯＡＤは停電しない。これに対し、甲母線１１の後備保護装置が動作して遮断器ＣＢ２を、送電線ＴＬの後備保護装置が動作してＣＢ７を、変圧器３０の後備保護装置がＣＢ４を開放する場合は、負荷ＬＯＡＤは停電し、停電範囲が広くなる。
【００２０】
なお、保護装置５０は、従来の母線保護装置の後備保護装置が動作するよりも早い時限で動作するようにしている。そして、保護装置５０が正常に動作しなかったときには、従来の後備保護装置が働く。保護装置５０を、後備保護装置の一つとして用いているが、従来の一般的な後備保護装置と区別するために以下では副保護装置と称する。
【００２１】
次に、保護装置５０の動作の詳細を図２のフロー図を用いて説明する。
ステップＳ１において、全てのフラッグＦ１，Ｆ２，Ｆ４を初期化して０に設定する。ステップＳ２において計器用変流装置ＣＴ１の電流の方向が母線１１，１２への流入方向か否かを判定し、流入方向であればステップＳ３へ行く。ステップＳ３にてしきい値以上であればステップＳ４にてフラッグＦ１を１にする。ステップＳ２，Ｓ３で条件を満たさなければステップＳ５へ行く。以下、同様にしてステップＳ５〜Ｓ７にて計器用変流装置ＣＴ２の電流について判定して、電流の方向が流入方向で、かつ、値がしきい値以上ならばフラッグＦ２を１にする。
【００２２】
さらに、ステップＳ８〜Ｓ１０にて計器用変流装置ＣＴ４の電流について判定して、電流の方向が流入方向でかつ値がしきい値以上ならばフラッグＦ４を１にする。ステップＳ１１にて、値が１のフラッグがあるか否かを判定し、あればステップＳ１２においてガス圧センサ１３による内部事故発生アラームまたは部分放電センサ１４による部分放電検出アラームが発生したかどうかを判定する。センサのアラームが発生していれば、ステップＳ１３において母線１１，１２の事故と判定し、ステップＳ１４において操作信号を発信する。この操作信号は、停電範囲が最小となるように予め定められた遮断器を開放する
【００２３】
このようにして、保護装置５０を設けることにより、主保護装置が動作しなかった場合に、副保護装置として従来の後備保護装置よりも速い時限で動作して主保護装置の機能を補うので、停電範囲を最小限に限定できる。
【００２４】
実施の形態２．
図４、図５は、この発明の他の実施の形態を示すものであり、図４は保護装置の構成を示す構成図、図５は保護装置と動作を示すフロー図である。図４において、ＧＩＳ２０は油入変圧器３０の低圧側に遮断器ＣＢ４を介して接続されている。ＧＩＳ２０もＧＩＳ１０と同様の構成を有するが、図４では簡略化して図示している。また、計器用変流装置ＣＴ３が図示のように遮断器ＣＢ３の甲母線１１側に、計器用変流装置ＣＴ５が遮断器ＣＢ４のＧＩＳ２０側に設けられている。その他の電力設備における断路器、遮断器等の機器は図１のものと同様のものであるので、相当するものに同一符号を付して説明を省略する。
【００２５】
保護装置６０は総合判定部５４、再判定部６１、指令信号出力部６２を有し、保護の対象として区分された電力設備である甲母線１１、乙母線１２、油入変圧器３０ごとに設けられているが、図では甲母線と油入変圧器３０についてだけ示している。総合判定部５４は図１におけるものと同様のものである。再判定部６１は、図４の右方の保護装置６０、すなわち甲母線１１側の保護装置６０において、電力設備事故検出部５３において事故の可能性があると判定され、かつ、図４の左方の油入変圧器３０側の保護装置６０においても電力設備事故検出部５３において事故の可能性があると判定されると次の動作を行う。甲母線１１側の保護装置６０に入力されたＰＴ、ＣＴ情報及びセンサ情報と、油入変圧器３０側の保護装置６０に入力されたＰＴ、ＣＴ情報及びセンサ情報とを比較して、両保護装置６０における電力設備事故検出部５３の判定結果の確度について再評価を行う。そして、その結果に応じておのおの再判定部６１から操作信号Ｔ２、Ｔ３を発信して、遮断器の開放を行う。
【００２６】
ここで、保護装置６０のさらに詳細な動作を図５のフロー図により説明する。ＣＴ、ＰＴ情報入力部５１、センサ情報入力部５２、センサ情報入力部５２によって、当該電力設備例えば甲母線１１における事故の可能性の確度の判定がなされる（ステップＳ２１）。この過程は図２のステップＳ１〜ステップＳ１４と同様にしてなされる。そして、当該電力設備（甲母線１１）において事故の可能性ありと判定されると、ステップＳ２２において、隣接設備、すなわち油入変圧器３０側の保護装置６０においても事故の可能性ありと判定されているか否かを確認する。ステップＳ２２において油入変圧器３０側に事故の可能性がないと判断されるとステップＳ２３において例えば甲母線１１側の保護装置６０によって特定された甲母線１１に事故ありと判定する。
【００２７】
ステップＳ２２において、隣接設備である油入変圧器３０側にも事故の可能性ありと判定されるとステップＳ２４において、当該電力設備（甲母線１１側）の中に隣接設備（油入変圧器３０側）の全てのアラームよりも異常レベルが大きいアラームが存在するかどうかを判断し、存在すればステップＳ２５にて甲母線１１側の方が油入変圧器３０側よりも事故の可能性が高いと判定する。ステップＳ２４において隣接設備（油入変圧器３０側）の全てのアラームよりも異常レベルが大きいアラームが母線１１側に存在しなければ、ステップＳ２６において油入変圧器３０側に甲母線１１側全てのアラームよりも異常レベルが大きいアラームが存在するか否かを判断し、存在すればステップＳ２７において隣接設備である油入変圧器３０側の方が当該電力設備である甲母線１１側よりも事故の可能性が高いと判定する。
【００２８】
ステップＳ２６において、油入変圧器３０側の中に当該電力設備である甲母線１１の全てのアラームよりも異常レベルが大きいアラームが存在しないと判定されるとステップＳ２８において、両電力設備（甲母線１１側と油入変圧器３０側）における事故の可能性は同じ確度であると判定する。
【００２９】
アラーム間の異常レベルの大きさの比較は、センサが同種の場合には検出値の大きさで行い、センサが異種の場合は図３に示した順位に従って決定する。すなわち、甲母線１１において検出されたアラームであるガス圧センサ１３による内部事故と、油入変圧器３０において検出されたアラームである部分放電センサによる部分放電とが、ともに発生した場合は、例えば図３に示した順位に従って甲母線１１側の電力設備事故検出部５３の判定確度の方が、油入変圧器３０側の電力設備事故検出部５３の事故判定の確度よりも高いと判定する。
【００３０】
実施の形態３．
図６、図７は、さらにこの発明の他の実施の形態を示すもので、図６は保護装置の構成を示す構成図、図７は保護装置の動作を示すフロー図である。
この実施の形態においては、図６に示すようにＧＩＳ１０には断路器ＬＳ７、断路器ＬＳ８が設けられ、断路器ＬＳ５を介して油入変圧器４０が甲母線１１、乙母線１２に接続するようにされている。ＧＩＳ１０とＧＩＳ２０とに油入変圧器３０、油入変圧器４０が並列に接続されている。
【００３１】
ＧＩＳ１０と油入変圧器４０との間には、遮断器ＣＢ５を挟んで計器用変流装置ＣＴ７、計器用変流装置ＣＴ６が設けられ、油入変圧器４０のＧＩＳ２０側に計器用変流装置ＣＴ８が設けられ、各部を通過する電流を計測し、計測値をアナログあるいはデジタル信号に変換して発信する。
開極完了検出器１５は、遮断器ＣＢ５の可動電極を駆動する駆動軸（図示せず）に取り付けられた光スロットセンサにより遮断器ＣＢ５の開極動作の完了を検出する。遮断時間検出器１６は遮断器ＣＢ５内に取り付けられ電流遮断時のアークを光学的に検出してアーク発生中であるとの信号を発信する。
なお、開極完了検出器１５、遮断時間検出器１６は、遮断器ＣＢ１、ＣＢ３等の他の所定の遮断器にも設けられており、この発明の設備状態手段の一種である。
【００３２】
図６において、遮断器ＣＢ５に設けられた保護装置７０は遮断器機能不良検出部７１、操作信号出力部７２を有する。遮断器機能不良検出部７１は遮断器ＣＢ５に設けられた開極完了検出器１５、遮断時間検出器１６からの信号を受信するとともに、変圧器保護装置７５の動作信号を参照して、遮断器ＣＢ５が正常に遮断をしたか否かを判定する。操作信号出力部７２は、遮断器機能不良検出部７１の判定結果に基づき、停電範囲が最小になるように予め決められている遮断器を開放するよう操作信号を出力する。
【００３３】
変圧器保護装置７５は、従来方式のものであり、差動電流方式にて計器用変流装置ＣＴ６、ＣＴ８間の事故を検出する。
なお、開極完了検出器１５、遮断時間検出器１６、及び保護装置７０は、遮断器ＣＢ６等の各遮断器ごとに設けられており、遮断器ＣＢ６等について遮断器ＣＢ５に関する保護装置７０と同様に停電範囲が最小になるように保護動作をする。
【００３４】
次に、保護装置７０の動作の詳細例を図７のフロー図によって説明する。油入変圧器４０の図示しない主保護装置が動作して、遮断器ＣＢ５，ＣＢ６に開放指令を出したが、遮断器ＣＢ５が遮断失敗した場合の動作例である。
油入変圧器４０において事故が発生した場合、変圧器保護装置７５は計器用変流装置ＣＴ６と計器用変流装置ＣＴ８にて測定された電流の和が所定値以上のとき、計器用変流装置ＣＴ６と計器用変流装置ＣＴ８との間の事故であるとして遮断器ＣＢ５、遮断器ＣＢ６に開放指令を出す。
【００３５】
図７のステップＳ３１において、保護装置７０の遮断器機能不良検出部７１は、遮断器ＣＢ５に開放指令が出されているか否かを変圧器保護装置７５からの信号により判定し、開放指令が出されていればステップＳ３２にて遮断器ＣＢ５が開極したか判定し、開極動作を完了していなければ遮断器ＣＢ５の機械的動作不良や他の何らかの原因で開極しなかったと判断しステップＳ３３にて保護対象である甲母線１１に接続する全ての遮断器、すなわち遮断器ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ３に開放指令を発する。
【００３６】
ステップＳ３２にて遮断器ＣＢ５が開極を完了していればステップＳ３４にてアークの遮断が完了しているか、すなわちアークの継続時間が所定時間以下か否かを判定し、所定時間を超えていれば遮断器ＣＢ５の遮断失敗としてステップＳ３３へ行く。ステップＳ３４にて遮断器ＣＢ５の遮断が成功していれば保護動作を終了する。
ステップＳ３３において、遮断器ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ３を開放すると甲母線１１、油入変圧器３０，４０が停電するが、遮断器ＣＢ７は開放しないので負荷ＬＯＡＤは停電しない。
【００３７】
なお、副保護装置としての保護装置７０は、油入変圧器４０の従来の後備保装置が動作するよりも早い時限で動作するようにしている。副保護装置７０が何らかの原因で動作しなかった場合は、従来の後備保護装置が動作して、遮断器ＣＢ５の遮断失敗の後備保護を行う。
【００３８】
図示をしていないが、遮断器ＣＢ６についても遮断器ＣＢ５に設けられた保護装置５０と同様の保護装置により、遮断器ＣＢ６の開極動作完了の判定、アーク遮断の完了の判定がなされ、開極動作、アーク遮断の不良があれば、隣接する遮断器ＣＢ４を開放する。
このようにして、送電線ＴＬの停電を防止し、停電の範囲を最小限にすることができる。
【００３９】
実施の形態４．
上記の図６の実施の形態においては、油入変圧器４０の主保護装置が動作して遮断器ＣＢ５に開放指令を出したが、遮断器ＣＢ５に遮断失敗等の機能不良が発生した場合の保護装置７０の動作について示した。これに代り図１や図４に示した後備保護装置としての保護装置５０、保護装置６０が動作して所定の遮断器に開放指令を発信したときに当該遮断器が機械的動作不良や遮断失敗などの機能不良をおこした場合においても同様に適用できる。また、後備保護において遮断器に遮断不能等の機能不良を起した場合についても同様に適用できる。
【００４０】
このような場合の実施の形態について、図８〜図１０により説明する。図８は動作を説明するための電力設備の回路図、図９は図８の電力設備に設けられた保護システムの構成図、図１０は図９の保護システム８０の動作を示すフロー図である。
【００４１】
図８の回路図は、図６に示したものと同様のものである。図９において、この発明の保護装置としての保護システム８０は、母線保護装置８１と変圧器保護装置８２と送電線保護装置８３とを有し、各母線１１，１２他、変圧器３０，４０、送電線ＴＬごとに設けられている。母線保護装置８１は、主保護装置８１ａと副保護装置８１ｂと母線分離装置８１ｃと甲後備保護装置８１ｄを有する。変圧器保護装置８１は、主保護装置８２ａと副保護装置８２ｂと甲後備保護装置８２ｄと乙後備保護装置８２ｅを有する。送電線保護装置８３は、主保護装置８３ａと副保護装置８３ｂと乙後備保護装置８３ｅを有する。
【００４２】
そして、主保護装置８１ａ、８２ａ、８３ａには、従来と同様の保護方式のものを用いている。副保護装置８１ｂ，８２ｂ，８３ｂは、図６に示した保護装置７０と同様のものを用いている。母線分離装置８１ｃには、従来方式である距離リレー方式を用いている。甲後備保護装置８１ｄ、８２ｄには、図４に示した保護装置６０と同様のものを用いている。乙後備保護装置８２ｅ、８３ｅには従来方式である距離リレー方式、過電圧方式などのものを用いている。
【００４３】
保護システム８０への入力情報としては、各保護装置８１、８２、８３に計器用変流装置ＣＴ及び計器用変圧器装置ＰＴから計測値を入力する。副保護装置８１ｂ、８２ｂ、８３ｂには各遮断器ＣＢ１〜ＣＢ８にそれぞれ設置されている開極完了検出器１５、遮断時間検出器１４の情報を図６に示した保護装置７０と同様に入力する。母線保護装置の甲後備保護装置８１ｄには、母線１１，１２等のに設置されたガス圧センサ１３、部分放電センサ１６等の情報を入力し、変圧器保護装置の甲後備保護装置８２ｄには油入変圧器３０、４０に設けられた圧力リレー３３、部分放電センサ３４等の情報を入力する。
【００４４】
次に、動作の一例を図１０のフロー図により説明する。ステップＳ４１において電力設備の一つである油入変圧器４０において事故が発生したとすると、ステップＳ４２において当該変圧器保護装置８２の主保護装置８２ａが計器用変流装置ＣＴ６とＣＴ８とで電流差動方式で事故を検出し、ステップＳ４３にて所定の遮断器ＣＢ５、ＣＢ６へ遮断指令を出す。
【００４５】
ステップＳ４４において図６の遮断器機能不良検出部７１と同様のものにて変圧器主保護用の各遮断器ＣＢ５，ＣＢ６が正常に動作したかどうかを判定する。ステップＳ４４にて、遮断器が正常に作動しなかった場合は、ステップＳ４５において所定の遮断器へトリップ信号を発信する。具体的には、ステップＳ４４において、例えば遮断器ＣＢ５が遮断不能を起したと判定された場合は、ステップＳ４５において油入変圧器４０の副保護装置８２ｂが所定の遮断器ＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３へトリップ信号を発信して遮断失敗した遮断器ＣＢ５の後備保護をする。
【００４６】
ステップＳ４１の事故発生と同時に油入変圧器４０の甲後備保護装置８２ｄ（保護装置６０と同様のもの）が事故を検出し、ステップＳ４６〜ステップＳ４８にて事故継続時間を判定し、所定時間を超えていれば関連する遮断器へトリップ信号を発し後備保護を行う。同様に油入変圧器４０の乙後備保護装置８２ｅもステップＳ４９〜ステップＳ５１において一連の判定及び後備保護動作を行う。ステップＳ４４において、甲母線１１の副保護装置８１ｂが所定の遮断器の遮断動作を判定して、ステップＳ４５において所定の遮断器へ開放指令を出して、後備保護のさらに副保護を行う。
【００４７】
なお、母線及び変圧器保護装置８１、８２の甲後備保護装置８１ｄ、８２ｄはその保護動作の開始にあたり、どこの電力設備において事故が発生したかを図４の実施例に示した保護装置６０と同様に互いの情報を交換しながら判定し、この場合は例えば甲母線１１ではなく、油入変圧器４０で事故が発生したことを例えば圧力リレー３３の情報から判断し、油入変圧器４０の甲後備保護装置８２ｄの動作を優先させて保護動作を行う。
【００４８】
このようにして、例えば、油入変圧器４０の主保護装置が動作して遮断器ＣＢ５が遮断失敗したとき、甲母線１１の副保護装置８１ｂによって副保護動作が行われた後は、図６に示した回路の状態から図８に×印を付した各遮断器ＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３、ＣＢ５（これは遮断不能）、ＣＢ６が開路して保護動作が終了する。しかし、遮断器ＣＢ７は開放されないので送電線ＴＬから給電される負荷ＬＯＡＤの停電を防止できる。
【００４９】
さらに、別の動作例を図１１の回路図及び図１２のフロー図を用いて説明する。なお、図１１の回路は、図６と同様のものである。甲母線１１（図１１）に事故が発生し（ステップＳ６０）、主保護装置８１ａが、動作すべきときに動作しなかった場合（ステップＳ６１）、甲母線１１用の母線分離装置８１ｃが母線連絡用の遮断器ＣＢ２の回路に設けられた計器用変流装置ＣＴ２で計測した電流値から事故を検出して動作し（ステップＳ６２）、遮断器ＣＢ２を開放する（ステップＳ６３）。
【００５０】
また、甲母線１１の甲後備保護装置８１ｄ（保護装置６０に相当）が計器用変流装置ＣＴ１（図１１では図示を省略している。図１にＣＴ１参照）の計測電流と、センサによる検知情報である部分放電センサのアラームとにより甲母線１１の事故の可能性を検出し（ステップＳ６４）、同時に油入変圧器４０の甲後備保護装置８２ｄ（保護装置６０に相当）が変流装置ＣＴ８と油入変圧器の部分放電センサ３４のアラームより油入変圧器４０の事故の可能性を検出する（ステップＳ６５）。
【００５１】
母線保護装置８１の甲後備保護装置８１ｄと油入変圧器４０の甲後備保護装置８２ｄとの間で情報交換が行われ、各々の判定結果が再評価され、母線保護装置８１の甲後備保護装置８１ｄが甲母線１１の事故と判定して動作し（ステップＳ６６）、遮断器ＣＢ１，ＣＢ３，ＣＢ５がトリップし（ステップＳ６７）、甲母線１１が停電する（ステップＳ６８）。
【００５２】
油入変圧器４０の甲後備保護装置８２ｄは、再評価の結果、油入変圧器４０の事故でないと判定するので動作しない。これにより、停電範囲を限定することができる。従って、母線保護装置８１の甲後備保護装置８１ｄの動作により、最終的に図１１に×印を付した遮断器ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ３，ＣＢ５が開放される。しかし、送電線ＴＬから負荷ＬＯＡＤへの給電は可能である。従来のように、状態の検知情報を用いない場合は、母線１１，１２、油入変圧器３０，４０、送電線ＴＬのいずれの事故かの判定が的確にできないので、送電線ＴＬへの給電も停止しなければならなかった。
【００５３】
なお、例えば母線保護装置８１の副保護装置８１ｂは母線に接続する全ての遮断器に設けられており、そのうちの一台でも遮断不能などの機能不良を起した場合、甲後備保護装置８１ｄが動作するよりも早く副保護装置８１ｂが動作して停電範囲が最小になるように予め決められている遮断器を開放する。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているので、以下に記載するような効果を奏する。
電力系統を構成する複数の電力設備にそれぞれ設けられたものであって設備状態検出手段により検出される各電力設備の状態に関する検知情報及び各電力設備の電流あるいは電圧に関する電気的情報が所定の条件を満たすとき各電力設備に事故の可能性ありと判定する複数の事故判定装置、及び複数の事故判定装置が各電力設備に事故の可能性ありと判定したときに検知情報が同種の場合はその大きさにより異種の場合は予め定められた検知情報の種類の順位に従って複数の事故判定装置の判定の確度の比較を行う再判定装置を設けたので、検知情報には、事故に直接結びついたものや、間接的なものがあるが、検知情報が同種の場合はその大きさにより、異種の場合は予め定められた検知情報の種類の順位に従って、複数の事故判定装置の判定の確度の比較を行うことができる。
【００５５】
この発明の電力系統の保護装置においては、上記電力系統の総合異常判定装置により事故の可能性ありと判定された電力設備への電圧の印加を停止するために所定の電力遮断装置に開放指令を発する停止指令装置を設けたので、所定の電力遮断装置を開路して事故電力設備への電圧の印加を停止し、事故の拡大を防止できる。総合異常判定装置により判定された事故電力設備を停電の対象とし、他の電力設備は停止しないので停電範囲を限定できる。
【００５６】
さらに、停止指令装置から開放指令を受けた電力遮断装置が電流の遮断動作をしない場合あるいは電流の遮断に失敗した場合を電力遮断装置機能異常として検知する電力遮断装置機能異常検知手段、及び電力遮断装置機能異常検知手段が電力遮断装置機能異常を検知したとき当該機能異常電力遮断装置への電圧の印加を停止するために機能異常電力遮断装置に隣接する他の電力遮断装置に緊急開放指令を発する緊急指令装置を設けたので、電力遮断装置機能異常検知手段により機能異常が発生した電力遮断装置を特定し、その後備保護を行うことにより、事故や停電範囲の拡大を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態である保護装置の構成を示す構成図である。
【図２】図１の保護装置の動作を示すフロー図である。
【図３】図１のセンサの検知情報の例を示す説明図である。
【図４】この発明の他の実施の形態である保護装置の構成を示す構成図である。
【図５】図４の保護装置の動作を示すフロー図である。
【図６】さらに、この発明の他の実施の形態である保護装置の構成を示す構成図である。
【図７】図６の保護装置の動作を示すフロー図である。
【図８】さらに、この発明の他の実施の形態における電力設備の回路図である。
【図９】図８の回路に設けられた保護システムの構成を示す構成図である。
【図１０】図９の保護システムの動作を示すフロー図である。
【図１１】図８のシステム装置の別の動作例を示す電力設備の回路図である。
【図１２】図８の保護システムの別の動作例を示す動作を示すフロー図である。
【符号の説明】
１０ＧＩＳ、１１甲母線、１２乙母線、１３ガス圧センサ、
１４部分放電センサ、１５開極完了検出器、１６遮断時間検出器、２０ＧＩＳ、
３０油入変圧器、３３圧力リレー、３４部分放電センサ、４０油入変圧器、
５０保護装置、５１ＣＴ、ＰＴ情報入力部、５２センサ情報入力部、
５３電力設備事故検出部、５４総合判定部、５５操作信号出力部、
６０保護装置、６１再判定部、６２指令信号出力部、７０保護装置、
７１遮断器機能不良検出部、７２操作信号出力部、８０保護システム、
ＬＳ１〜ＬＳ８断路器、ＣＢ１〜ＣＢ６遮断器、ＴＬ送電線、
ＣＴ１〜ＣＴ８計器用変流装置、ＰＴ計器用変圧装置。

Claims

電力系統を構成する複数の電力設備にそれぞれ設けられたものであって設備状態検出手段により検出される上記各電力設備の状態に関する検知情報及び上記各電力設備の電流あるいは電圧に関する電気的情報が所定の条件を満たすとき上記各電力設備に事故の可能性ありと判定する複数の事故判定装置、及び上記複数の事故判定装置が上記各電力設備に事故の可能性ありと判定したときに上記検知情報が同種の場合はその大きさにより異種の場合は予め定められた上記検知情報の種類の順位に従って上記複数の事故判定装置の判定の確度の比較を行う再判定装置を備えた電力系統の総合異常判定装置。
請求項１に記載の電力系統の総合異常判定装置により事故の可能性ありと判定された電力設備への電圧の印加を停止するために所定の電力遮断装置に開放指令を発する停止指令装置を備えた電力系統の保護装置。
停止指令装置から開放指令を受けた電力遮断装置が電流の遮断動作をしない場合あるいは電流の遮断に失敗した場合を電力遮断装置機能異常として検知する電力遮断装置機能異常検知手段、及び上記電力遮断装置機能異常検知手段が電力遮断装置機能異常を検知したとき当該機能異常電力遮断装置への電圧の印加を停止するために上記機能異常電力遮断装置に隣接する他の電力遮断装置に緊急開放指令を発する緊急指令装置を設けたことを特徴とする請求項２記載の電力系統の保護装置。