JP3812423B2 - 負荷開閉器駆動制御装置及びその方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は配電線路における潮流の方向を検出する負荷開閉器駆動制御方法及び負荷開閉器駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、負荷開閉器を制御する制御装置は過電流を検出する過電流検出手段を備え、ＪＩＳ−Ｃ４６０７規格等で定められた手順により図７が示すように動作を行う。この図７は従来の負荷開閉器を制御する制御装置の動作フローチャートを示す。需要家側で設定値を超過する過電流（又は短絡電流）が発生すると（ステップ１０１）、負荷開閉器をロックして過電流中の開放を防止する（ステップ１０２）。変電所の保護継電器が動作して異常発生区間を選択遮断し、当該配電線を切離すことにより停電が発生し（ステップ１０３）、停電により過電流が消滅した後に事故原因のある需要家の負荷開閉器は開放される（ステップ１０４）。所定時間経過後、前記配電線が再閉路される（ステップ１０５）。事故原因のある需要家以外の需要家へ電力が供給され、事故原因のある需要家の引込配電線路は前記負荷開閉器により開放されたままなので、需要家構内は停電が継続される（ステップ１０６）。その後事故原因を取り除いて、人手により負荷開閉器を投入して復旧する（ステップ１０７）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の負荷開閉器を制御する制御装置は以上のように動作することから、需要家が電力会社から電力の供給を受けるのみということが前提で規定されたＪＩＳ規格等に基づいて前記手順で動作することとなり、自己の分散型電源を備え、商用電源の電力供給と併用して使用する需要家の構外の事故発生時において、分散型電源から配電線側へ過電流の逆潮流が発生し、この過電流により需要家の設備で事故が発生していない健全な配電線路であるにも拘らず負荷開閉器を開放するという課題を有していた。即ち、他の需要家又は電力配電線路中の事故が原因で変電所の遮断器が遮断し、この遮断器が再投入された場合、事故を発生していない分散型電源を設置した需要家の負荷開閉器が開放状態にあるため、前記遮断器が再投入された場合に再び配電線路に電源が供給されているにも拘らず引き続き需要家構内では停電状態が継続するという課題を有する。
【０００４】
本発明は前記課題を解消するためになされたもので、構外事故が原因の過電流発生による負荷開閉器の不必要な開放を防止するための負荷開閉器駆動制御方法及びその方法を用いる負荷開閉器駆動制御装置を提案することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る負荷開閉器駆動制御装置は、高圧配電線において、相電圧及び負荷電流を検出する電圧及び電流検出手段と、前記電圧及び電流検出手段で検出された相電圧及び負荷電流の位相差を演算する位相差演算手段と、前記位相差に基づいて前記配電線の潮流方向を決定する潮流方向判定手段と、前記負荷電流が過電流と判断され且つ潮流方向が逆潮流と判断された場合に高圧配電線に設けられる負荷開閉器の開放を阻止する制御手段とを備えるものである。
【０００６】
このように本発明においては、相電圧及び負荷電流を検出して当該相電圧及び負荷電流の位相差により潮流方向を決定するので、何れかの原因で配電線が停電し逆潮流の過電流が流れた場合に負荷開閉器の開放動作を阻止でき投入状態を維持することとなり、前記過電流により変電所の遮断器が遮断状態になった後に再投入され、この再投入後に、投入状態を維持した負荷開閉器を介して需要家へ円滑に電力の供給が行われる。
【０００７】
また、本発明に係る負荷開閉器駆動制御装置は必要に応じて、前記潮流方向判定手段が、前記相電圧を基準とする前記負荷電流の位相が−９０度から９０度の範囲である場合に順潮流とし、前記範囲外の場合に逆潮流と決定するものである。このように本発明においては、相電圧に対して負荷電流の位相が−９０度から９０度の範囲であるか否かにより配電線の潮流方向を決定して負荷開閉器の開放動作を制限するようにしているので、負荷電流の乱れ等により位相ずれが生じたとしても、潮流方向をより正確に判別できることとなり、電力再供給が確実に行われる。
【０００８】
また、本発明に係る負荷開閉器駆動制御方法は、高圧配電線において、相電圧及び負荷電流を検出し、前記検出された相電圧及び負荷電流の位相差を演算し、前記位相差に基づいて前記配電線の潮流方向を決定し、前記負荷電流が過電流と判断され且つ潮流方向が逆潮流と判断された場合に高圧配電線に設けられる負荷開閉器の開放を阻止するものである。
また、本発明に係る負荷開閉器駆動制御方法は必要に応じて、前記相電圧を基準とする前記負荷電流の位相が−９０度から９０度の範囲である場合に順潮流とし、前記範囲外の場合に逆潮流と決定するものである。
【０００９】
また、本発明に係る負荷開閉器駆動制御装置は、高圧配電線において、各相電圧又は線間電圧及び負荷電流を検出する電圧及び電流検出手段と、前記電圧及び電流検出手段で検出された複数の相電圧又は線間電圧及び負荷電流より前記配電線の電力を演算する電力演算手段と、前記電力の正負に基づいて前記配電線の潮流方向を決定する潮流方向判定手段と、前記負荷電流が過電流と判断され且つ潮流方向が逆潮流と判断された場合に高圧配電線に設けられる負荷開閉器の開放を阻止する制御手段とを備えるものである。
【００１０】
このように本発明においては、各相電圧又は線間電圧及び負荷電流を検出して相電圧又は線間電圧及び負荷電流より電力を求めて潮流方向を決定するので、波形歪の影響を受けることなしに潮流方向を確実に決定でき、当該潮流方向と過電流検出手段とを共に用いることで過電流事故が構内又は構外のどちらか一方で発生したかを正確に特定でき、構外事故に起因する過電流事故による負荷開閉器の不必要な開放動作を防止することができ、構内の停電状態を確実に防ぐこととなり、変電所の遮断器の再投入後に、前記開放を阻止された負荷開閉器を介して需要家へ確実且つ円滑に電力の供給が行われる。
【００１１】
また、本発明に係る負荷開閉器駆動制御方法は、高圧配電線において、各相電圧又は線間電圧及び負荷電流を検出し、前記検出された複数の相電圧又は線間電圧及び負荷電流より前記配電線の負荷電力を演算し、前記負荷電力の正負に基づいて前記配電線の潮流方向を決定し、前記負荷電流が過電流と判断され且つ潮流方向が逆潮流と判断された場合に高圧配電線に設けられる負荷開閉器の開放を阻止するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（本発明の第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法を適用する負荷開閉器駆動制御装置について図１ないし図４に基づいて説明する。この図１は本実施の形態に係る負荷開閉器駆動制御装置のブロック回路構成図、図２は図１における負荷開閉器内の詳細回路構成図、図３は相電圧と負荷電流との位相による潮流方向の判断図、図４は自家発電装置を有する需要家の場合の動作説明図である。
【００１３】
前記各図において本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御装置は、引込配電線２１０中に配設され、当該引込配電線２１０を開閉及び通電する負荷開閉器１００と、この引込配電線２１０に通電される相電圧及び負荷電流を検出する検出部１と、この検出部１で検出された相電圧及び負荷電流の各値に基づいてこの相電圧及び負荷電流の位相差を演算する位相差演算手段２と、この位相差に基づいて引込配電線２１０に通電される電力潮流の方向を決定する潮流方向判定手段３と、前記引込配電線２１０上に過電流が発生した場合に、当該過電流を検出する過電流検出手段４と、この判定された電力潮流の方向に基づいて検出された過電流の過電流検出方向を選択判別する過電流方向判別手段５と、前記負荷電流が過電流と判断され且つ潮流方向が逆潮流と判断された場合に引込配電線２１０に設けられる負荷開閉器１００の開閉駆動を行う開閉駆動手段７に開放駆動を阻止するように制御する駆動制御手段６を備える構成である。
【００１４】
前記検出部１は、Ｒ・Ｔ各相の引込配電線２１０Ｒ、２１０Ｔ上に配設されるＯＣＲ（過電流ロックリレー）１５ａと、Ｒ相の引込配電線２１０Ｒに巻回される変流器（ＣＴ）１２ａから出力される負荷電流Ｉを出力する負荷電流検出出力端子１２ｂと、前記Ｒ相の引込配電線２１０Ｒに電圧検出用コンデンサ１３ａ及び１３ｃの直列回路が接続され、この電圧検出用コンデンサ１３ｃの端子間に生じる各電圧を相電圧Ｖとして検出する相電圧検出部１３ｂとを備える構成である。
【００１５】
前記位相差演算手段２、潮流方向判定手段３、過電流検出手段４、過電流方向判別手段５及び駆動制御手段６は、前記負荷開閉器１００の密閉容器外に配設される制御装置（ＳＯＧ継電器）３００として構成される。
前記負荷開閉器１００は、可動接点６１Ｒ、６１Ｓ、６１Ｔを開閉駆動する開閉駆動手段７及び前記検出部１が密閉容器内に収納され、この密閉容器の側壁には検出部１で検出された零相電流Ｉ０、零相電圧Ｖ０、ＯＣＲ（過電流ロックリレー）１５ａからの信号、負荷電流Ｉ、相電圧Ｖを前記制御装置３００へ送信する信号ケーブル５１が接続される開閉器側コネクタ１０と、前記制御装置３００からの制御信号を送信する制御装置側コネクタ６０とが配設される構成である。
【００１６】
次に、前記構成に基づく本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法の過電流事故に対する保護動作について説明する。
図４中に示すように需要家の構内において自家発電装置２０６が設置されており、通常の受電時には構外の引込分岐点２０１の高圧架空配電線２００から構内の第１柱の責任分界点２０２（保安上の責任分界点）、負荷開閉器（区分開閉器）１００、ＰＣＴ２０４及び主遮断装置２０５を介して負荷２０７へ電力が順方向潮流として供給される。
【００１７】
まず、検出部１で検出された変流器（ＣＴ）１２ａからのＲ相の各引込配電線２１０Ｒの負荷電流Ｉと相電圧検出部１３ｂからのＲ相の各引込配電線２１０Ｒの相電圧Ｖとに基づいて位相差を位相差演算手段２で演算する。
この位相差演算手段２で求めたＲ相の相電圧Ｖと負荷電流Ｉとの位相差に基づいて潮流方向判定手段３が電力潮流の方向を順方向潮流か、又は逆方向潮流かを判断する。前記判断は図３に示すように、相電圧を基準０度とし、その相電圧に対する電流の位相が−９０度より９０度までの範囲にある場合は順潮流であり、前記相電圧に対する電流の位相が−９０度より９０度までの範囲にない場合は逆潮流であると判断する。
【００１８】
例えば、潮流方向判定手段３が順方向潮流と判断し、高圧架空配電線２００から需要家側が給電を受けている場合において構内過電流事故（図４に示す）が発生したとすると、過電流検出手段４からの信号と前記潮流方向とに基づいて過電流方向判別手段５が過電流の方向を判別して設定する。この設定された過電流方向が構内（需要家側）の場合は、前記ＪＩＳ−Ｃ４６０７規格等に基づいた手段で駆動制御手段６により開閉駆動手段７が負荷開閉器１００の可動接点６１Ｒ、６１Ｓ、６１Ｔを駆動させて開放状態とし、前記設定された過電流方向が構外（電力会社側）の場合は、投入状態を保持する。
【００１９】
また、例えば図４に示す他の需要家で事故が発生し、変電所の遮断器が遮断して電力会社配電線２００が停電した場合に、自家発電装置２０６を有する需要家から、自家発電装置２０６の電力が配電線２００側へ流出する。
これを前記潮流方向判定手段３が逆方向潮流と判断し、過電流検出手段４からの信号と前記潮流方向とに基づいて過電流方向判別手段５が過電流の方向を判別して設定する。この設定された過電流方向が構外（電力会社側）の場合は、負荷開閉器１００の投入状態を保持する。
【００２０】
このように本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法によれば、検出部１において停電発生時に相電圧Ｖ及び負荷電流Ｉを検出して位相差演算手段２及び潮流方向判定手段３において相電圧Ｖ及び負荷電流Ｉの位相差により潮流方向を決定し、過電流方向判別手段５においてこの潮流方向と過電流検出手段４からの信号とより過電流方向を検出するので、過電流事故が構内又は構外のどちらか一方で発生したかを特定でき、構外での事故に起因した過電流による負荷開閉器１００の開放動作を防止することができることとなり、変電所の遮断器の再投入後において、前記開放を阻止された負荷開閉器を介して需要家へ確実に電力の供給が行われる
なお、本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法を適用する負荷開閉器駆動制御装置においては、検出部１でＲ相の相電圧及び負荷電流を検出して位相差演算手段２でこのＲ相の相電圧及び負荷電流の位相差を求めて潮流方向判定手段３でこの位相差により潮流方向を決定しているが、Ｒ相の代わりにＲ相以外のＳ相又はＴ相の相電圧及び負荷電流を検出して位相差演算手段２でこのＳ相又はＴ相の相電圧及び負荷電流の位相差を求めて潮流方向判定手段３でこの位相差により潮流方向を決定することもできる。
【００２１】
また、本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法を適用する負荷開閉器駆動制御装置においては、検出部１で検出した相電圧及び負荷電流をＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いたフィルターにより波形歪を除去した後に位相差演算手段２でこのフィルターを通した後の相電圧及び負荷電流の位相差を求めて、潮流方向判定手段３で前記位相差により潮流方向を決定することもできる。
また、本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法を適用する負荷開閉器駆動制御装置においては、過電流の発生及び逆潮流時に負荷開閉器１００を開放させないように制御する構成としたが、需要家の構内で過電流又は地絡事故が発生し、負荷開閉器１００が開放した場合に、この構内に設置される自家発電装置２０６を前記負荷開閉器１００の開放と共に停止させることもできる。
また、本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法を適用する負荷開閉器駆動制御装置においては、短絡事故以外の過電流発生時、例えば何らかの理由で変電所の遮断器が遮断した場合に需要家の構内に配設された自家発電装置２０６から配電線側へ過電流が逆潮流として流れる時などにも適用可能である。
【００２２】
（本発明の第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法を適用する負荷開閉器駆動制御装置について図５に基づいて説明する。この図５は本実施の形態に係る負荷開閉器駆動制御装置のブロック回路構成図である。
前記各図において本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御装置は、前記弟１の実施形態に係る負荷開閉器駆動制御装置と同様に構成され、この構成中における前記検出部１で検出された相電圧及び負荷電流の各値に基づいてこの相電圧及び負荷電流の位相差を演算する位相差演算手段２に代えて、前記検出部１で検出された複数の相電圧及び負荷電流より電力を演算する電力演算手段２０を備える構成である。
【００２３】
前記検出部１は、前記弟１の実施形態に係る負荷開閉器駆動制御における検出部１と同様に構成され、この構成に加えて、前記Ｔ相の引込配電線２１０Ｔに巻回される変流器（ＣＴ）１２ａから検出される負荷電流Ｉを出力する負荷電流検出出力端子１２ｂと、前記Ｓ相及びＴ相の引込配電線２１０Ｓ及び２１０Ｔの各々に分岐して電圧検出用コンデンサ１３ａ及び１３ｃの直列回路が接続され、この電圧検出用コンデンサ１３ｃの端子間に生じる各電圧を相電圧Ｖとして検出する相電圧検出部１３ｂとを備える構成である。
前記電力演算手段２０は、前記検出部１で検出されたのＳ相、Ｒ相及びＴ相の相電圧及びＲ相及びＴ相の負荷電流より電力を演算するものである。
【００２４】
次に、前記構成に基づく本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法の過電流事故に対する保護動作について説明する。
まず、検出部１で検出された負荷電流検出出力端子１２ｂからのＲ相及びＴ相の各引込配電線２１０Ｒ及び２１０Ｔの負荷電流Ｉｒ及びＩｔと相電圧検出部１３ｂからのＲ相、Ｓ相及びＴ相の各引込配電線２１０Ｒ、２１０Ｓ及び２１０Ｔの相電圧Ｖｒ、Ｖｓ及びＶｔとに基づいて前記電力演算手段２０が以下の式より電力を計算する。Ｐ＝（Ｖｒ−Ｖｓ）・Ｉｒ＋（Ｖｓ―Ｖｔ）・Ｉｔ
この電力演算手段２０で求めた電力に基づいて潮流方向判定手段３が電力潮流の方向を順方向潮流か、又は逆方向潮流かを判断する。この電力が正の値である場合は順調流であり、負の値の場合は逆潮流である。以下、ＯＣＲ（過電流ロックリレー）１５ａに代えて、負荷電流Ｉｒ及びＩｔを過電流検出手段４の入力信号とする過電流事故に対する保護動作は第１の実施形態と同様である。
【００２５】
このように本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法によれば、検出部１において停電発生時に各相電圧Ｖ及び負荷電流Ｉを検出して電力演算手段２０及び潮流方向判定手段３において相電圧Ｖ及び負荷電流Ｉより電力を求めて潮流方向を決定し、過電流方向判別手段５においてこの潮流方向と過電流検出手段４からの信号とにより過電流方向を検出するので、波形歪の影響を受けることなしに潮流方向を確実に決定でき、過電流事故が構内又は構外のどちらか一方で発生したかを特定でき、構外への過電流による負荷開閉器１００の不必要な開放動作を防止することができ、構内の停電状態を確実に防ぐこととなり、変電所の遮断器の再投入後に開放を阻止された負荷開閉器１００を介して需要家へ確実且つ円滑に電力の供給が行われる。
【００２６】
なお、本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法を適用する負荷開閉器駆動制御装置においては、検出部１でＲ相、Ｓ相及びＴ相の相電圧とＲ相及びＴ相の負荷電流とを検出して電力演算手段２０でこの相電圧及び負荷電流の電力を求めて潮流方向判定手段３でこの電力により潮流方向を決定しているが、図６に示すように電圧検出用コンデンサ１３ａ、１３ｃ及び相電圧検出部１３ｂに代えて前記引込配電線２１０Ｒ、引込配電線２１０Ｓ及び引込配電線２１０Ｔに接続される変圧器１３ｄから検出される線間電圧を出力する線間電圧検出部１３ｅを備え、この線間電圧検出部１３ｅを用いてＲ相及びＳ相の線間電圧ＶｒｓとＳ相及びＴ相の線間電圧Ｖｓｔとを検出し、電力演算手段２０でこの線間電圧及び負荷電流より電力（Ｐ＝Ｖｒｓ・Ｉｒ＋Ｖｓｔ・Ｉｔ）を求めて潮流方向判定手段３でこの電力により潮流方向を決定することもできる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、相電圧及び負荷電流を検出して当該相電圧及び負荷電流の位相差により潮流方向を決定するので、何れかの原因で配電線が停電し逆潮流の過電流が流れた場合に負荷開閉器の開放動作を阻止でき投入状態を維持することとなり、前記過電流により変電所の遮断器が遮断状態になった後に再投入され、この再投入後に、投入状態を維持した負荷開閉器を介して需要家へ円滑に電力の供給が行われるという効果を奏する。
【００２８】
また、本発明においては、相電圧に対して負荷電流の位相が−９０度から９０度の範囲であるか否かにより配電線の潮流方向を決定して負荷開閉器の開放動作を制限するようにしているので、負荷電流の乱れ等により位相ずれが生じたとしても、確実な潮流方向をより正確に判別できることとなり、電力再供給が確実に行われる。
【００２９】
また、本発明においては、各相電圧又は線間電圧及び負荷電流を検出して相電圧又は線間電圧及び負荷電流より電力を求めて潮流方向を決定するので、波形歪の影響を受けることなしに潮流方向を確実に決定でき、当該潮流方向と過電流検出手段とを共に用いることで過電流事故が構内又は構外のどちらか一方で発生したかを正確に特定でき、構外事故に起因する過電流による負荷開閉器の不必要な開放動作を防止することができ、構内の停電状態を確実に防ぐこととなり、変電所の遮断器の再投入後に、前記開放を阻止された負荷開閉器を介して需要家へ確実且つ円滑に電力の供給が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る負荷開閉器駆動制御装置のブロック回路構成図である。
【図２】図１における負荷開閉器内の詳細回路構成図である。
【図３】相電圧と負荷電流との位相による潮流方向の判断図である。
【図４】自家発電装置を有する需要家の場合の動作説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る負荷開閉器駆動制御のブロック回路構成図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る負荷開閉器駆動制御のブロック回路構成図である。
【図７】従来の負荷開閉器を制御する制御装置の動作フローチャートである。
【符号の説明】
１ 検出部
２ 位相差演算手段
３ 潮流方向判定手段
４ 過電流検出手段
５ 過電流方向判別手段
６ 駆動制御手段
７ 開閉駆動手段
１０ 開閉器側コネクタ
１２ａ 変流器
１２ｂ 負荷電流検出出力端子
１３ａ、１３ｃ 電圧検出用コンデンサ
１３ｂ 相電圧検出部
１３ｄ 変圧器
１３ｅ 線間電圧検出部
１４ａ 零相変流器
１４ｂ 零相電流検出部
１４ｃ 分圧コンデンサ
１４ｄ 零相電圧検出部
１５ａ ＯＣＲ（過電流ロックリレー）
１５ｂ 過電流検出出力端子
２０ 電力演算手段
５１ 信号ケーブル
６０ 制御装置側コネクタ
６１、６１Ｒ、６１Ｓ、６１Ｔ 可動接点
６２、６２Ｒ、６２Ｓ、６２Ｔ 固定接点
１００ 負荷開閉器
２１０、２１０Ｒ、２１０Ｓ、２１０Ｔ 引込配電線
２００ 高圧架空配電線
２０１ 引込分岐点
２０２ 構内の第１柱の責任分界点
２０４ ＰＣＴ
２０５ 主遮断装置
２０６ 自家発電装置
２０７ 負荷
３００ 制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は配電線路における潮流の方向を検出する負荷開閉器駆動制御方法及び負荷開閉器駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、負荷開閉器を制御する制御装置は過電流を検出する過電流検出手段を備え、ＪＩＳ−Ｃ４６０７規格等で定められた手順により図７が示すように動作を行う。この図７は従来の負荷開閉器を制御する制御装置の動作フローチャートを示す。需要家側で設定値を超過する過電流（又は短絡電流）が発生すると（ステップ１０１）、負荷開閉器をロックして過電流中の開放を防止する（ステップ１０２）。変電所の保護継電器が動作して異常発生区間を選択遮断し、当該配電線を切離すことにより停電が発生し（ステップ１０３）、停電により過電流が消滅した後に事故原因のある需要家の負荷開閉器は開放される（ステップ１０４）。所定時間経過後、前記配電線が再閉路される（ステップ１０５）。事故原因のある需要家以外の需要家へ電力が供給され、事故原因のある需要家の引込配電線路は前記負荷開閉器により開放されたままなので、需要家構内は停電が継続される（ステップ１０６）。その後事故原因を取り除いて、人手により負荷開閉器を投入して復旧する（ステップ１０７）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の負荷開閉器を制御する制御装置は以上のように動作することから、需要家が電力会社から電力の供給を受けるのみということが前提で規定されたＪＩＳ規格等に基づいて前記手順で動作することとなり、自己の分散型電源を備え、商用電源の電力供給と併用して使用する需要家の構外の事故発生時において、分散型電源から配電線側へ過電流の逆潮流が発生し、この過電流により需要家の設備で事故が発生していない健全な配電線路であるにも拘らず負荷開閉器を開放するという課題を有していた。即ち、他の需要家又は電力配電線路中の事故が原因で変電所の遮断器が遮断し、この遮断器が再投入された場合、事故を発生していない分散型電源を設置した需要家の負荷開閉器が開放状態にあるため、前記遮断器が再投入された場合に再び配電線路に電源が供給されているにも拘らず引き続き需要家構内では停電状態が継続するという課題を有する。
【０００４】
本発明は前記課題を解消するためになされたもので、構外事故が原因の過電流発生による負荷開閉器の不必要な開放を防止するための負荷開閉器駆動制御方法及びその方法を用いる負荷開閉器駆動制御装置を提案することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る負荷開閉器駆動制御装置は、高圧配電線において、相電圧及び負荷電流を検出する電圧及び電流検出手段と、前記電圧及び電流検出手段で検出された相電圧及び負荷電流の位相差を演算する位相差演算手段と、前記位相差に基づいて前記配電線の潮流方向を決定する潮流方向判定手段と、前記負荷電流が過電流と判断され且つ潮流方向が逆潮流と判断された場合に高圧配電線に設けられる負荷開閉器の開放を阻止する制御手段とを備えるものである。
【０００６】
このように本発明においては、相電圧及び負荷電流を検出して当該相電圧及び負荷電流の位相差により潮流方向を決定するので、何れかの原因で配電線が停電し逆潮流の過電流が流れた場合に負荷開閉器の開放動作を阻止でき投入状態を維持することとなり、前記過電流により変電所の遮断器が遮断状態になった後に再投入され、この再投入後に、投入状態を維持した負荷開閉器を介して需要家へ円滑に電力の供給が行われる。
【０００７】
また、本発明に係る負荷開閉器駆動制御装置は必要に応じて、前記潮流方向判定手段が、前記相電圧を基準とする前記負荷電流の位相が−９０度から９０度の範囲である場合に順潮流とし、前記範囲外の場合に逆潮流と決定するものである。このように本発明においては、相電圧に対して負荷電流の位相が−９０度から９０度の範囲であるか否かにより配電線の潮流方向を決定して負荷開閉器の開放動作を制限するようにしているので、負荷電流の乱れ等により位相ずれが生じたとしても、潮流方向をより正確に判別できることとなり、電力再供給が確実に行われる。
【０００８】
また、本発明に係る負荷開閉器駆動制御方法は、高圧配電線において、相電圧及び負荷電流を検出し、前記検出された相電圧及び負荷電流の位相差を演算し、前記位相差に基づいて前記配電線の潮流方向を決定し、前記負荷電流が過電流と判断され且つ潮流方向が逆潮流と判断された場合に高圧配電線に設けられる負荷開閉器の開放を阻止するものである。
また、本発明に係る負荷開閉器駆動制御方法は必要に応じて、前記相電圧を基準とする前記負荷電流の位相が−９０度から９０度の範囲である場合に順潮流とし、前記範囲外の場合に逆潮流と決定するものである。
【０００９】
また、本発明に係る負荷開閉器駆動制御装置は、高圧配電線において、各相電圧又は線間電圧及び負荷電流を検出する電圧及び電流検出手段と、前記電圧及び電流検出手段で検出された複数の相電圧又は線間電圧及び負荷電流より前記配電線の電力を演算する電力演算手段と、前記電力の正負に基づいて前記配電線の潮流方向を決定する潮流方向判定手段と、前記負荷電流が過電流と判断され且つ潮流方向が逆潮流と判断された場合に高圧配電線に設けられる負荷開閉器の開放を阻止する制御手段とを備えるものである。
【００１０】
このように本発明においては、各相電圧又は線間電圧及び負荷電流を検出して相電圧又は線間電圧及び負荷電流より電力を求めて潮流方向を決定するので、波形歪の影響を受けることなしに潮流方向を確実に決定でき、当該潮流方向と過電流検出手段とを共に用いることで過電流事故が構内又は構外のどちらか一方で発生したかを正確に特定でき、構外事故に起因する過電流事故による負荷開閉器の不必要な開放動作を防止することができ、構内の停電状態を確実に防ぐこととなり、変電所の遮断器の再投入後に、前記開放を阻止された負荷開閉器を介して需要家へ確実且つ円滑に電力の供給が行われる。
【００１１】
また、本発明に係る負荷開閉器駆動制御方法は、高圧配電線において、各相電圧又は線間電圧及び負荷電流を検出し、前記検出された複数の相電圧又は線間電圧及び負荷電流より前記配電線の負荷電力を演算し、前記負荷電力の正負に基づいて前記配電線の潮流方向を決定し、前記負荷電流が過電流と判断され且つ潮流方向が逆潮流と判断された場合に高圧配電線に設けられる負荷開閉器の開放を阻止するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（本発明の第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法を適用する負荷開閉器駆動制御装置について図１ないし図４に基づいて説明する。この図１は本実施の形態に係る負荷開閉器駆動制御装置のブロック回路構成図、図２は図１における負荷開閉器内の詳細回路構成図、図３は相電圧と負荷電流との位相による潮流方向の判断図、図４は自家発電装置を有する需要家の場合の動作説明図である。
【００１３】
前記各図において本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御装置は、引込配電線２１０中に配設され、当該引込配電線２１０を開閉及び通電する負荷開閉器１００と、この引込配電線２１０に通電される相電圧及び負荷電流を検出する検出部１と、この検出部１で検出された相電圧及び負荷電流の各値に基づいてこの相電圧及び負荷電流の位相差を演算する位相差演算手段２と、この位相差に基づいて引込配電線２１０に通電される電力潮流の方向を決定する潮流方向判定手段３と、前記引込配電線２１０上に過電流が発生した場合に、当該過電流を検出する過電流検出手段４と、この判定された電力潮流の方向に基づいて検出された過電流の過電流検出方向を選択判別する過電流方向判別手段５と、前記負荷電流が過電流と判断され且つ潮流方向が逆潮流と判断された場合に引込配電線２１０に設けられる負荷開閉器１００の開閉駆動を行う開閉駆動手段７に開放駆動を阻止するように制御する駆動制御手段６を備える構成である。
【００１４】
前記検出部１は、Ｒ・Ｔ各相の引込配電線２１０Ｒ、２１０Ｔ上に配設されるＯＣＲ（過電流ロックリレー）１５ａと、Ｒ相の引込配電線２１０Ｒに巻回される変流器（ＣＴ）１２ａから出力される負荷電流Ｉを出力する負荷電流検出出力端子１２ｂと、前記Ｒ相の引込配電線２１０Ｒに電圧検出用コンデンサ１３ａ及び１３ｃの直列回路が接続され、この電圧検出用コンデンサ１３ｃの端子間に生じる各電圧を相電圧Ｖとして検出する相電圧検出部１３ｂとを備える構成である。
【００１５】
前記位相差演算手段２、潮流方向判定手段３、過電流検出手段４、過電流方向判別手段５及び駆動制御手段６は、前記負荷開閉器１００の密閉容器外に配設される制御装置（ＳＯＧ継電器）３００として構成される。
前記負荷開閉器１００は、可動接点６１Ｒ、６１Ｓ、６１Ｔを開閉駆動する開閉駆動手段７及び前記検出部１が密閉容器内に収納され、この密閉容器の側壁には検出部１で検出された零相電流Ｉ０、零相電圧Ｖ０、ＯＣＲ（過電流ロックリレー）１５ａからの信号、負荷電流Ｉ、相電圧Ｖを前記制御装置３００へ送信する信号ケーブル５１が接続される開閉器側コネクタ１０と、前記制御装置３００からの制御信号を送信する制御装置側コネクタ６０とが配設される構成である。
【００１６】
次に、前記構成に基づく本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法の過電流事故に対する保護動作について説明する。
図４中に示すように需要家の構内において自家発電装置２０６が設置されており、通常の受電時には構外の引込分岐点２０１の高圧架空配電線２００から構内の第１柱の責任分界点２０２（保安上の責任分界点）、負荷開閉器（区分開閉器）１００、ＰＣＴ２０４及び主遮断装置２０５を介して負荷２０７へ電力が順方向潮流として供給される。
【００１７】
まず、検出部１で検出された変流器（ＣＴ）１２ａからのＲ相の各引込配電線２１０Ｒの負荷電流Ｉと相電圧検出部１３ｂからのＲ相の各引込配電線２１０Ｒの相電圧Ｖとに基づいて位相差を位相差演算手段２で演算する。
この位相差演算手段２で求めたＲ相の相電圧Ｖと負荷電流Ｉとの位相差に基づいて潮流方向判定手段３が電力潮流の方向を順方向潮流か、又は逆方向潮流かを判断する。前記判断は図３に示すように、相電圧を基準０度とし、その相電圧に対する電流の位相が−９０度より９０度までの範囲にある場合は順潮流であり、前記相電圧に対する電流の位相が−９０度より９０度までの範囲にない場合は逆潮流であると判断する。
【００１８】
例えば、潮流方向判定手段３が順方向潮流と判断し、高圧架空配電線２００から需要家側が給電を受けている場合において構内過電流事故（図４に示す）が発生したとすると、過電流検出手段４からの信号と前記潮流方向とに基づいて過電流方向判別手段５が過電流の方向を判別して設定する。この設定された過電流方向が構内（需要家側）の場合は、前記ＪＩＳ−Ｃ４６０７規格等に基づいた手段で駆動制御手段６により開閉駆動手段７が負荷開閉器１００の可動接点６１Ｒ、６１Ｓ、６１Ｔを駆動させて開放状態とし、前記設定された過電流方向が構外（電力会社側）の場合は、投入状態を保持する。
【００１９】
また、例えば図４に示す他の需要家で事故が発生し、変電所の遮断器が遮断して電力会社配電線２００が停電した場合に、自家発電装置２０６を有する需要家から、自家発電装置２０６の電力が配電線２００側へ流出する。
これを前記潮流方向判定手段３が逆方向潮流と判断し、過電流検出手段４からの信号と前記潮流方向とに基づいて過電流方向判別手段５が過電流の方向を判別して設定する。この設定された過電流方向が構外（電力会社側）の場合は、負荷開閉器１００の投入状態を保持する。
【００２０】
このように本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法によれば、検出部１において停電発生時に相電圧Ｖ及び負荷電流Ｉを検出して位相差演算手段２及び潮流方向判定手段３において相電圧Ｖ及び負荷電流Ｉの位相差により潮流方向を決定し、過電流方向判別手段５においてこの潮流方向と過電流検出手段４からの信号とより過電流方向を検出するので、過電流事故が構内又は構外のどちらか一方で発生したかを特定でき、構外での事故に起因した過電流による負荷開閉器１００の開放動作を防止することができることとなり、変電所の遮断器の再投入後において、前記開放を阻止された負荷開閉器を介して需要家へ確実に電力の供給が行われる
なお、本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法を適用する負荷開閉器駆動制御装置においては、検出部１でＲ相の相電圧及び負荷電流を検出して位相差演算手段２でこのＲ相の相電圧及び負荷電流の位相差を求めて潮流方向判定手段３でこの位相差により潮流方向を決定しているが、Ｒ相の代わりにＲ相以外のＳ相又はＴ相の相電圧及び負荷電流を検出して位相差演算手段２でこのＳ相又はＴ相の相電圧及び負荷電流の位相差を求めて潮流方向判定手段３でこの位相差により潮流方向を決定することもできる。
【００２１】
また、本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法を適用する負荷開閉器駆動制御装置においては、検出部１で検出した相電圧及び負荷電流をＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いたフィルターにより波形歪を除去した後に位相差演算手段２でこのフィルターを通した後の相電圧及び負荷電流の位相差を求めて、潮流方向判定手段３で前記位相差により潮流方向を決定することもできる。
また、本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法を適用する負荷開閉器駆動制御装置においては、過電流の発生及び逆潮流時に負荷開閉器１００を開放させないように制御する構成としたが、需要家の構内で過電流又は地絡事故が発生し、負荷開閉器１００が開放した場合に、この構内に設置される自家発電装置２０６を前記負荷開閉器１００の開放と共に停止させることもできる。
また、本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法を適用する負荷開閉器駆動制御装置においては、短絡事故以外の過電流発生時、例えば何らかの理由で変電所の遮断器が遮断した場合に需要家の構内に配設された自家発電装置２０６から配電線側へ過電流が逆潮流として流れる時などにも適用可能である。
【００２２】
（本発明の第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法を適用する負荷開閉器駆動制御装置について図５に基づいて説明する。この図５は本実施の形態に係る負荷開閉器駆動制御装置のブロック回路構成図である。
前記各図において本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御装置は、前記弟１の実施形態に係る負荷開閉器駆動制御装置と同様に構成され、この構成中における前記検出部１で検出された相電圧及び負荷電流の各値に基づいてこの相電圧及び負荷電流の位相差を演算する位相差演算手段２に代えて、前記検出部１で検出された複数の相電圧及び負荷電流より電力を演算する電力演算手段２０を備える構成である。
【００２３】
前記検出部１は、前記弟１の実施形態に係る負荷開閉器駆動制御における検出部１と同様に構成され、この構成に加えて、前記Ｔ相の引込配電線２１０Ｔに巻回される変流器（ＣＴ）１２ａから検出される負荷電流Ｉを出力する負荷電流検出出力端子１２ｂと、前記Ｓ相及びＴ相の引込配電線２１０Ｓ及び２１０Ｔの各々に分岐して電圧検出用コンデンサ１３ａ及び１３ｃの直列回路が接続され、この電圧検出用コンデンサ１３ｃの端子間に生じる各電圧を相電圧Ｖとして検出する相電圧検出部１３ｂとを備える構成である。
前記電力演算手段２０は、前記検出部１で検出されたのＳ相、Ｒ相及びＴ相の相電圧及びＲ相及びＴ相の負荷電流より電力を演算するものである。
【００２４】
次に、前記構成に基づく本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法の過電流事故に対する保護動作について説明する。
まず、検出部１で検出された負荷電流検出出力端子１２ｂからのＲ相及びＴ相の各引込配電線２１０Ｒ及び２１０Ｔの負荷電流Ｉｒ及びＩｔと相電圧検出部１３ｂからのＲ相、Ｓ相及びＴ相の各引込配電線２１０Ｒ、２１０Ｓ及び２１０Ｔの相電圧Ｖｒ、Ｖｓ及びＶｔとに基づいて前記電力演算手段２０が以下の式より電力を計算する。Ｐ＝（Ｖｒ−Ｖｓ）・Ｉｒ＋（Ｖｓ―Ｖｔ）・Ｉｔ
この電力演算手段２０で求めた電力に基づいて潮流方向判定手段３が電力潮流の方向を順方向潮流か、又は逆方向潮流かを判断する。この電力が正の値である場合は順調流であり、負の値の場合は逆潮流である。以下、ＯＣＲ（過電流ロックリレー）１５ａに代えて、負荷電流Ｉｒ及びＩｔを過電流検出手段４の入力信号とする過電流事故に対する保護動作は第１の実施形態と同様である。
【００２５】
このように本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法によれば、検出部１において停電発生時に各相電圧Ｖ及び負荷電流Ｉを検出して電力演算手段２０及び潮流方向判定手段３において相電圧Ｖ及び負荷電流Ｉより電力を求めて潮流方向を決定し、過電流方向判別手段５においてこの潮流方向と過電流検出手段４からの信号とにより過電流方向を検出するので、波形歪の影響を受けることなしに潮流方向を確実に決定でき、過電流事故が構内又は構外のどちらか一方で発生したかを特定でき、構外への過電流による負荷開閉器１００の不必要な開放動作を防止することができ、構内の停電状態を確実に防ぐこととなり、変電所の遮断器の再投入後に開放を阻止された負荷開閉器１００を介して需要家へ確実且つ円滑に電力の供給が行われる。
【００２６】
なお、本実施形態に係る負荷開閉器駆動制御方法を適用する負荷開閉器駆動制御装置においては、検出部１でＲ相、Ｓ相及びＴ相の相電圧とＲ相及びＴ相の負荷電流とを検出して電力演算手段２０でこの相電圧及び負荷電流の電力を求めて潮流方向判定手段３でこの電力により潮流方向を決定しているが、図６に示すように電圧検出用コンデンサ１３ａ、１３ｃ及び相電圧検出部１３ｂに代えて前記引込配電線２１０Ｒ、引込配電線２１０Ｓ及び引込配電線２１０Ｔに接続される変圧器１３ｄから検出される線間電圧を出力する線間電圧検出部１３ｅを備え、この線間電圧検出部１３ｅを用いてＲ相及びＳ相の線間電圧ＶｒｓとＳ相及びＴ相の線間電圧Ｖｓｔとを検出し、電力演算手段２０でこの線間電圧及び負荷電流より電力（Ｐ＝Ｖｒｓ・Ｉｒ＋Ｖｓｔ・Ｉｔ）を求めて潮流方向判定手段３でこの電力により潮流方向を決定することもできる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、相電圧及び負荷電流を検出して当該相電圧及び負荷電流の位相差により潮流方向を決定するので、何れかの原因で配電線が停電し逆潮流の過電流が流れた場合に負荷開閉器の開放動作を阻止でき投入状態を維持することとなり、前記過電流により変電所の遮断器が遮断状態になった後に再投入され、この再投入後に、投入状態を維持した負荷開閉器を介して需要家へ円滑に電力の供給が行われるという効果を奏する。
【００２８】
また、本発明においては、相電圧に対して負荷電流の位相が−９０度から９０度の範囲であるか否かにより配電線の潮流方向を決定して負荷開閉器の開放動作を制限するようにしているので、負荷電流の乱れ等により位相ずれが生じたとしても、確実な潮流方向をより正確に判別できることとなり、電力再供給が確実に行われる。
【００２９】
また、本発明においては、各相電圧又は線間電圧及び負荷電流を検出して相電圧又は線間電圧及び負荷電流より電力を求めて潮流方向を決定するので、波形歪の影響を受けることなしに潮流方向を確実に決定でき、当該潮流方向と過電流検出手段とを共に用いることで過電流事故が構内又は構外のどちらか一方で発生したかを正確に特定でき、構外事故に起因する過電流による負荷開閉器の不必要な開放動作を防止することができ、構内の停電状態を確実に防ぐこととなり、変電所の遮断器の再投入後に、前記開放を阻止された負荷開閉器を介して需要家へ確実且つ円滑に電力の供給が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る負荷開閉器駆動制御装置のブロック回路構成図である。
【図２】図１における負荷開閉器内の詳細回路構成図である。
【図３】相電圧と負荷電流との位相による潮流方向の判断図である。
【図４】自家発電装置を有する需要家の場合の動作説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る負荷開閉器駆動制御のブロック回路構成図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る負荷開閉器駆動制御のブロック回路構成図である。
【図７】従来の負荷開閉器を制御する制御装置の動作フローチャートである。
【符号の説明】
１ 検出部
２ 位相差演算手段
３ 潮流方向判定手段
４ 過電流検出手段
５ 過電流方向判別手段
６ 駆動制御手段
７ 開閉駆動手段
１０ 開閉器側コネクタ
１２ａ 変流器
１２ｂ 負荷電流検出出力端子
１３ａ、１３ｃ 電圧検出用コンデンサ
１３ｂ 相電圧検出部
１３ｄ 変圧器
１３ｅ 線間電圧検出部
１４ａ 零相変流器
１４ｂ 零相電流検出部
１４ｃ 分圧コンデンサ
１４ｄ 零相電圧検出部
１５ａ ＯＣＲ（過電流ロックリレー）
１５ｂ 過電流検出出力端子
２０ 電力演算手段
５１ 信号ケーブル
６０ 制御装置側コネクタ
６１、６１Ｒ、６１Ｓ、６１Ｔ 可動接点
６２、６２Ｒ、６２Ｓ、６２Ｔ 固定接点
１００ 負荷開閉器
２１０、２１０Ｒ、２１０Ｓ、２１０Ｔ 引込配電線
２００ 高圧架空配電線
２０１ 引込分岐点
２０２ 構内の第１柱の責任分界点
２０４ ＰＣＴ
２０５ 主遮断装置
２０６ 自家発電装置
２０７ 負荷
３００ 制御装置
Claims (6)
- 高圧配電線において、相電圧及び負荷電流を検出する電圧及び電流検出手段と、
前記電圧及び電流検出手段で検出された相電圧及び負荷電流の位相差を演算する位相差演算手段と、
前記位相差に基づいて前記配電線の潮流方向を決定する潮流方向判定手段と、
前記負荷電流が過電流と判断され且つ潮流方向が逆潮流と判断された場合に高圧配電線に設けられる負荷開閉器の開放を阻止する制御手段とを備えることを
特徴とする負荷開閉器駆動制御装置。 - 前記請求項１記載の負荷開閉器駆動制御装置において、
前記潮流方向判定手段が、前記相電圧を基準とする前記負荷電流の位相が−９０度から９０度の範囲である場合に順潮流とし、前記範囲外の場合に逆潮流と決定することを
特徴とする負荷開閉器駆動制御装置。 - 高圧配電線において、相電圧及び負荷電流を検出し、
前記検出された相電圧及び負荷電流の位相差を演算し、
前記位相差に基づいて前記配電線の潮流方向を決定し、
前記負荷電流が過電流と判断され且つ潮流方向が逆潮流と判断された場合に高圧配電線に設けられる負荷開閉器の開放を阻止することを
特徴とする負荷開閉器駆動制御方法。 - 前記請求項３記載の負荷開閉器駆動制御方法において、
前記相電圧を基準とする前記負荷電流の位相が−９０度から９０度の範囲である場合に順潮流とし、前記範囲外の場合に逆潮流と決定することを
特徴とする負荷開閉器駆動制御方法。 - 高圧配電線において、各相電圧又は線間電圧及び負荷電流を検出する電圧及び電流検出手段と、
前記電圧及び電流検出手段で検出された複数の相電圧又は線間電圧及び負荷電流より前記配電線の負荷電力を演算する電力演算手段と、
前記負荷電力の正負に基づいて前記配電線の潮流方向を決定する潮流方向判定手段と、
前記負荷電流が過電流と判断され且つ潮流方向が逆潮流と判断された場合に高圧配電線に設けられる負荷開閉器の開放を阻止する制御手段とを備えることを
特徴とする負荷開閉器駆動制御装置。 - 高圧配電線において、各相電圧又は線間電圧及び負荷電流を検出し、
前記検出された複数の相電圧又は線間電圧及び負荷電流より前記配電線の負荷電力を演算し、
前記負荷電力の正負に基づいて前記配電線の潮流方向を決定し、
前記負荷電流が過電流と判断され且つ潮流方向が逆潮流と判断された場合に高圧配電線に設けられる負荷開閉器の開放を阻止することを
特徴とする負荷開閉器駆動制御方法。
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