JP3701915B2

JP3701915B2 - 母線保護装置

Info

Publication number: JP3701915B2
Application number: JP2002002077A
Authority: JP
Inventors: 隆大角; 純野呂; 彩登久米; 孝菊池
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-01-09
Filing date: 2002-01-09
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2022-01-09
Also published as: JP2003204622A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二重母線の変電所構成において事故発生母線を特定する母線保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に変電所の母線系統として、二重母線間に二台の断路器を直列に接続し、これらの断路器間に遮断器を接続して電力の授受を行なう２ＬＳ方式と、二重母線間に三台の断路器を直列に接続し、これらそれぞれの断路器間にそれぞれ遮断器を接続して電力の授受を行なう１・１／２ＬＳ方式とが知られている。
【０００３】
図３は上述した２ＬＳ方式における電力系統用のディジタル形母線保護装置を示しており、甲母線１ａと乙母線１ｂ間に二台の断路器２ａ，２ｂを直列に接続し、これらの断路器２ａ，２ｂ間に遮断器４ａを接続して回線１を構成し、同様に甲母線１ａと乙母線１ｂ間に二台の断路器２ｃ，２ｄを直列に接続し、これらの断路器２ｃ，２ｄ間に遮断器４ｂを接続して回線２を構成し、断路器２ａ〜２ｄの開閉信号と、遮断器４ａ，４ｂの反母線側にそれぞれ設けた変流器５ａ，５ｂの事故電流検出信号を母線保護装置３に入力している。この母線保護装置３は、甲母線１ａまたは乙母線１ｂで事故が発生した場合、回線１および回線２から事故点に流れ込む事故電流の検出信号を変流器５ａ，５ｂを介して取り込むと共に、断路器２ａ〜２ｄの開閉信号を取り込み、事故が発生したのが甲母線１ａなのか乙母線１ｂなのかを特定して、その事故が発生した母線に接続された回線の遮断器を遮断させることにより系統事故を除去するようにしている。ここで母線保護装置３は、遮断器４ａの回線１が甲母線１ａおよび乙母線１ｂのいずれかに接続されているかを判別するとき、断路器２ａが入で断路器２ｂが切の場合、甲母線１ａに接続されているとし、断路器２ａが切で断路器２ｂが入の場合、乙母線１ｂに接続されているとする。
【０００４】
図４は上述した１・１／２ＬＳ方式における電力系統用のディジタル形母線保護装置を示しており、甲母線１ａと乙母線１ｂ間に三台の断路器２ａ，２ｂ，２ｃを直列に接続し、これらの断路器２ａ，２ｃ間に遮断器４ａを接続して回線１を構成し、また断路器２ｂ，２ｃ間に遮断器４ｂを接続して回線２を構成し、断路器２ａ〜２ｃの開閉信号と、遮断器４ａ，４ｂの反母線側にそれぞれ設けた変流器５ａ，５ｂの事故電流検出信号を母線保護装置３に入力している。この母線保護装置３は、甲母線１ａまたは乙母線１ｂで事故が発生した場合、回線１および回線２から事故点に流れ込む事故電流の検出信号を変流器５ａ，５ｂを介して取り込むと共に、断路器２ａ〜２ｃの開閉信号を取り込み、事故が発生したのが甲母線１ａなのか乙母線１ｂなのかを特定して、その事故が発生した母線に接続された回線の遮断器を遮断させることにより系統事故を除去するようにしている。ここで母線保護装置３は、回線１が甲母線１ａおよび乙母線１ｂのいずれかに接続されているかを判別するとき、断路器２ａが入で断路器２ｂが切で断路器２ｃが切の場合、甲母線１ａに接続されているとし、断路器２ａが切で断路器２ｂが入で断路器２ｃが入の場合、乙母線１ｂに接続されているとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の母線保護装置では、変電所の母線系統として図３に示した２ＬＳ方式あるいは図４に示した１・１／２ＬＳ方式のいずれであっても回線毎に断路器の開閉信号をそれぞれ取り込まなければならなかったため、母線保護装置へ取り込む断路器の開閉信号が多くなり、その端子台としては複数回線分の各断路器の開閉信号数分を確保しなければならなかった。また変電所の母線系統として図３に示した２ＬＳ方式と図４に示した１・１／２ＬＳ方式とが混在する場合、母線保護装置へ取り込む断路器の開閉信号が多くなり、断路器の開閉に連動する補助スイッチの接点の端子数を十分に確保しなければならなかった。しかし、変電所側の都合によって断路器の開閉に連動する接点の端子数を十分に確保することができない場合があり、母線保護装置によって変電所側に大きな負担をかけてしまうことがある。
【０００６】
本発明の目的は、断路器の開閉に連動する接点の端子数を少なくしても事故が発生した母線の判別を容易に行なうことができるようにした母線保護装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、二重母線間に複数の断路器を接続し、これら断路器間に接続した回線の遮断器に変流器を設け、上記変流器で検出した事故電流によって事故が発生した母線を特定する母線保護装置において、上記各断路器の開閉に連動する接点に渡り線を介して２つの断路器条件入力回路を接続し、この断路器条件入力回路に事故電流を検出した上記変流器がどの回線に接続されているのかを判別する判別回路を設けたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の母線保護装置は、複雑化してきている変電所の母線系統、つまり２ＬＳ方式、あるいは１・１／２ＬＳ方式、もしくはこれらが混在した方式のいずれにおいても、各断路器の開閉に連動する接点に渡り線を介して２つの断路器条件入力回路を接続し、この断路器条件入力回路に事故電流を検出した変流器がどの回線に接続されているのかを判別する判別回路を設けたため、接点のために端子数を制限されても母線保護装置側で柔軟に対応して事故が発生した母線の判別を容易に行なうことができ、変電所側の負担を軽減したり標準化を図ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態による母線保護装置の要部を示す回路図である。この母線保護装置を適用する変電所は、２ＬＳ方式、１・１／２ＬＳ方式あるいはこれらが混在した母線系統であっても良い。ここでは、２ＬＳ方式、１・１／２ＬＳ方式が混在した母線系統の変電所として説明する。
【００１０】
母線保護装置の電源Ｐ，Ｎ間には、変電所の各断路器の開閉動作に連動する補助スイッチの端子台１３が接続されており、この端子台１３には変電所側の都合で図４に示した１回線分の各断路器２ａ〜２ｃに対してそれぞれ１つの端子しか割り当てられていないとする。電源Ｐに端子７ａを介して接続された断路器２ａの補助スイッチの接点２Ａは端子７ｄとフォトカプラ８ａを介して電源Ｎに接続されている。電源Ｐに端子７ｂを介して接続された断路器２ｂの補助スイッチの接点２Ｂは端子７ｃとフォトカプラ８ｂを介して電源Ｎに接続され、同様に電源Ｐに端子７ｅを介して接続された断路器２ｃの補助スイッチの接点２Ｃは端子７ｆとフォトカプラ８ｃを介して電源Ｎに接続されている。各フォトカプラ８ａ〜８ｃの絶縁された出力側はそれぞれ接続線１４ａ〜１４ｃを介してＣＰＵなどの処理部１１に入力されている。この接続線１４ａ〜１４ｃは、図４に示した回線１の断路器２ａ〜２ｃの開閉信号に対応して処理部１１に入力されている。これらの各フォトカプラ８ａ〜８ｃを中心とする構成によって回線１の断路器条件入力回路１６ａを構成している。
【００１１】
同様の構成で回線２分も構成すればよいが、上述したように変電所側の都合で図４に示した１回線分の各断路器２ａ〜２ｃに対してそれぞれ１つの端子しか割り当てられていない。そこで、回線２の断路器条件入力回路１６ｂの構成に工夫を加えている。つまり、回線２の各フォトカプラ９ａ〜９ｃの一端は回線１と同様にそれぞれ電源Ｎに接続し、また絶縁した出力側はそれぞれ接続線１５ａ〜１５ｃによって回線１と同様に処理部１１に入力するが、これら各フォトカプラ９ａ〜９ｃの他端側は渡り線１０ａ〜１０ｃを用いてそれぞれ回線１の対応する各断路器２ａ〜２ｃの補助スイッチの各接点２Ａ〜２Ｃの電源側Ｎにそれぞれ接続している。
【００１２】
このように各断路器２ａ〜２ｃに連動する各接点２Ａ〜２Ｃは、回線１用と回線２用を兼用し、渡り線１０ａ〜１０ｃによって２つの断路器条件入力回路１６ａ，１６ｂを接続している。これによって端子台１３には１回線分の各断路器２ａ〜２ｃに対してそれぞれ１つの端子しか割り当てられなくても２回線分を接続することができる。
【００１３】
しかしながら、これだけの構成では各接点２Ａ〜２Ｃが兼用されているため、母線保護装置の処理部１１に各接続線１４ａ〜１４ｃ，１５ａ〜１５ｃから入力された開閉信号が回線１のものか回線２のものかを判別することができない。そこで図２に示した判別回路１７を回線毎に処理部１１内に構成し、この判別回路１７で事故が発生した母線が甲母線１ａなのか乙母線１ｂなのかを判別するようにしている。
【００１４】
図２は、回線１用の判別回路１７を示す回路図であり、回線２用も同様の構成であるため図示を省略している。
回線１の変流器５ａが事故電流を検出したとき、ゼロＡ化回路１７ａあるいはゼロＡ化回路１７ｂがノット回路１８ａあるいはノット回路１８ｂによってゼロ信号が入力されたときに甲母線１ａあるいは乙母線１ｂが事故母線と判定して出力するように構成している。ヒューマンインターフェイス部には母線系統の構成に応じて整定する１・１／２ＬＳ方式甲母線ボタン１９と、１・１／２ＬＳ方式乙母線ボタン２０と、２ＬＳボタン２１とを設けており、その他の入力条件として各断路器２ａ〜２ｃの接点２Ａ〜２Ｃが選定されている。１・１／２ＬＳ方式乙母線ボタン２０と接点２Ｃの出力はＡＮＤ回路２５に入力され、このＡＮＤ回路２５の出力と１・１／２ＬＳ方式甲母線ボタン１９と２ＬＳボタン２１の出力はＯＲ回路２２に入力され、このＯＲ回路２２の出力と接点２Ａの出力はＡＮＤ回路２３に入力されている。このＡＮＤ回路２３の出力がノット回路１８ａに与えられる。
【００１５】
また１・１／２ＬＳ方式甲母線ボタン１９と接点２Ｃの出力はＡＮＤ回路２６に入力され、このＡＮＤ回路２６の出力と２ＬＳボタン２１および１・１／２ＬＳ方式乙母線ボタン２０の出力はＯＲ回路２７に入力され、このＯＲ回路２７の出力と接点２Ｂの出力はＡＮＤ回路２８に入力されている。このＡＮＤ回路２８の出力がノット回路１８ｂに与えられる。
【００１６】
今、変電所の母線系統が図４に示した１・１／２ＬＳ方式であり、断路器２ａが入で断路器２ｂが切で断路器２ｃが切の状態であったとし、甲母線１ａまたは乙母線１ｂのいずれかで事故が発生し、回線１の変流器５ａが事故点へ流れ込む事故電流を検出したとする。このとき母線保護装置３は、図１に示した断路器２ａ〜２ｃの開閉信号である接点２Ａ〜２Ｃの信号を取り込み、接続線１４ａを通して接点２Ａの閉信号が処理部１１の判別回路１２に与えられる。
【００１７】
図２に示した判別回路１２では、変電所の母線系統によって１・１／２ＬＳ方式甲母線ボタン１９と、１・１／２ＬＳ方式乙母線ボタン２０とが既に選定されており、ここに断路器２ａに対応する接点２Ａの信号と変流器５ａの事故電流検出信号が入力される。この事故に対応する信号の入力前では、変流器５ａからの検出信号が与えられていないのでゼロＡ化回路１７ａおよびゼロＡ化回路１７ｂは出力がない。しかし、上述した事故に対応する信号が与えられると、ＯＲ回路２２は１・１／２ＬＳ方式甲母線ボタン１９の信号によって他の信号とは無関係に出力し、この出力をＡＮＤ回路２３に与える。
【００１８】
ＡＮＤ回路２３には接点２Ａの信号がさらに与えられており、その出力をノット回路１８ａに出力するため、ノット回路１８ａは信号を反転してゼロ信号をゼロＡ化回路１７ａに与え、ゼロＡ化回路１７ａが出力するために事故母線が甲母線１ａであることが判別される。これにより母線保護装置３は、この甲母線１ａに接続された回線の遮断器４ａを遮断させることにより系統事故を除去するようにしている。判別回路１２は、図示を省略した回線２用も同一構成であるから回線２側での事故検出に対しても同様に対処することができる。
【００１９】
上述した母線保護装置３は、図３に示した２ＬＳ方式の母線系統の場合も同一構成で使用できる。各断路器やその他の構成要素については同一符号によって示すように対応させている。このとき、断路器２ａが入で断路器２ｂが切であったとし、甲母線１ａまたは乙母線１ｂのいずれかで事故が発生し、回線１の変流器５ａが事故点へ流れ込む事故電流を検出したとする。このとき母線保護装置３は、図１に示した断路器２ａ，２ｂの開閉信号である接点２Ａ，２Ｂの信号を取り込み、接続線１４ａを通して接点２Ａの閉信号が処理部１１の判別回路１２に与えられる。
【００２０】
図２に示した判別回路１２では、変電所の母線系統によって２ＬＳボタン２１が既に選定されており、ここに断路器２ａに対応する接点２Ａの信号と変流器５ａの事故電流検出信号が入力される。この事故に対応する信号の入力前では、変流器５ａからの事故電流検出信号が与えられていないのでゼロＡ化回路１７ａおよびゼロＡ化回路１７ｂは出力がない。しかし、上述した事故に対応する信号が与えられると、ＯＲ回路２２は２ＬＳボタン２１の信号によって他の信号とは無関係に出力し、この出力をＡＮＤ回路２３に与える。ＡＮＤ回路２３には接点２Ａの信号がさらに与えられており、その出力をノット回路１８ａに出力するため、ノット回路１８ａは信号を反転してゼロ信号をゼロＡ化回路１７ａに与え、ゼロＡ化回路１７ａが出力するために事故母線が甲母線１ａであることが判別される。これにより母線保護装置３は、この甲母線１ａに接続された回線の遮断器４ａを遮断させることにより系統事故を除去するようにしている。
【００２１】
上述した母線保護装置３は、図３に示した２ＬＳ方式と図４に示した１・１／２ＬＳ方式の母線系統が混在する変電所構成でも同一構成で使用できる。定常状態で図２に示した母線保護装置３は、１・１／２ＬＳ方式甲母線ボタン１９と、１・１／２ＬＳ方式乙母線ボタン２０と、２ＬＳボタン２１とが既に選定されており、事故に対応した信号によって上述の場合と同様に事故が発生した側の母線を判別することができる。特に、この母線保護装置３を図３に示した２ＬＳ方式と図４に示した１・１／２ＬＳ方式の母線系統が混在する変電所構成用として構成すると、母線系統毎に１・１／２ＬＳ方式甲母線ボタン１９と、１・１／２ＬＳ方式乙母線ボタン２０と、２ＬＳボタン２１とを選定して使用することができる。他の母線系統では専用のものを使用することもできるが、この場合にも同一構成の母線保護装置３を使用し、１・１／２ＬＳ方式甲母線ボタン１９と、１・１／２ＬＳ方式乙母線ボタン２０と、２ＬＳボタン２１との選定によって使い分けすると、母線系統とは無関係に母線保護装置３の標準化が図られ、全体として原価低減に寄与する。
【００２２】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の母線保護装置によれば、複雑化してきている変電所の母線系統、つまり２ＬＳ方式、あるいは１・１／２ＬＳ方式、もしくはこれらが混在した方式のいずれにおいても、少ない端子数でも母線保護装置側で柔軟に対応して事故が発生した母線の判別を容易に行なうことができ、変電所側の負担を軽減したり標準化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による母線保護装置を示すブロック構成図である。
【図２】図１に示した母線保護装置の要部である判別回路の回路図である。
【図３】２ＬＳ方式の母線系統を備えた変電所の回路構成図である。
【図４】１・１／２ＬＳ方式の母線系統を備えた変電所の回路構成図である。
【符号の説明】
１ａ甲側母線
１ｂ乙側母線
２ａ〜２ｄ断路器
２Ａ〜２Ｃ接点
３母線保護装置
４ａ，４ｂ遮断器
５ａ，５ｂ変流器
１０ａ〜１０ｃ渡り線
１２判別回路

Claims

二重母線間に複数の断路器を接続し、これら断路器間に接続した回線の遮断器に変流器を設け、上記変流器で検出した事故電流によって事故が発生した母線を特定する母線保護装置において、上記各断路器の開閉に連動する接点に渡り線を介して２つの断路器条件入力回路を接続し、この断路器条件入力回路に事故電流を検出した上記変流器がどの回線に接続されているのかを判別する判別回路を設けたことを特徴とする母線保護装置。
請求項１記載のものにおいて、上記母線間に三台の断路器を接続して１・１／２ＬＳ方式の母線系統を構成し、上記接点は上記三台の断路器に対応する３つであり、この３つの接点に渡り線を介して２回線の断路器条件入力回路を接続し、上記判別回路は、上記母線の方式によって選定するボタンと、上記各接点の開閉信号と、上記変流器の事故電流検出信号を取り込んで構成したことを特徴とする母線保護装置。
請求項１記載のものにおいて、上記母線間に三台の断路器を接続して構成した１・１／２ＬＳ方式の母線系統と、上記母線間に二台の断路器を接続して構成した２ＬＳ方式の母線系統とを有し、上記接点は上記断路器に対応した３つであり、この３つの接点に渡り線を介して２回線の断路器条件入力回路を接続し、上記判別回路は、上記１・１／２ＬＳ方式母線および上記２ＬＳ方式によって選定するボタンと、上記各接点の開閉信号と、上記変流器の事故電流検出信号を取り込んで構成したことを特徴とする母線保護装置。