JP4086234B2 - Distribution line connection method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧配電系統の複数の配電線路を相互に接続する配電線路の接続方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】
特開2002−125318号公報
【0003】
配電系統においては、負荷変動による電圧変動の低減とともに、故障時には停電区間の極小化が求められている。負荷の変動や分散電源からの潮流変動があった場合に各配電系統の電流や電圧を安定にし、また、各配電系統の設備利用率を向上させるとともに電力損失を低下させることができる配電系統の潮流制御方法は特開平2002−125318号公報に開示されている。この特開平2002−125318号公報に示される配電系統の潮流制御方法は、直列型アクティブフィルタを配電線路間に接続し、配電線路間に商用周波数の補正電流を流すことにより各配電線路の潮流を制御するものであり、各配電線路の電流を制御することができ、配電線路の電流を平衡させることにより配電線路の電力損失を低減することができる効果がある。
【0004】
一般に、配電系統は図6に示すように、主変圧器1の2次側に接続される高圧母線2にそれぞれ遮断器(CB)3、4、5、6を介して複数の配電線路(フィーダー)7、8、9、10が接続され、樹枝状の系統が構成されている。配電線路7、8、9、10に発生する故障には、短絡と地絡があり、短絡に対しては図示しない過電流継電器が、地絡に対しては地絡方向継電器(DGR)11、12、13、14と図示しない地絡過電圧継電器がそれぞれ設置され、これらにより検出される故障の発生したいずれかの配電線路7、8、9、10の遮断器3、4、5、6をトリップさせる保護装置が設けられている。なお、図中15、16、17、18は零相電流を検出して地絡方向継電器11、12、13、14に加える零相変流器であり、図では単線で示してある各配線線路7、8、9、10が3相3線であって線間に負荷が接続されること、高圧配電系統が非接地であること、各配電線路7、8、9、10と大地との間に図示しない静電容量と漏洩抵抗が存在することは言うまでもない。
【0005】
こうした配電系統において、配電線路10に地絡故障が発生すると、図7に示すように故障の生じた配電線路10では高圧母線2側から配電線路10側へ、健全な配電線路7、8、9では配電線路7、8、9側から高圧母線2側へ故障電流が流れる。故障の生じた配電線路10と健全な配電線路7、8、9とで故障電流の方向が逆であることから地絡方向継電器11、12、13、14により故障の生じた配電線路10が識別され、当該配電線路10の遮断器6が開放されることになる。
【0006】
このとき、仮に配電線路9が図8に示すように配電線路10に接続されていたとすると、故障電流は故障の生じた配電線路10に接続された配電線路9からも故障点に向かって流れることになる。そのため、故障電流は配電線路9、10では高圧母線2側から配電線路9、10側へ、健全な配電線路7、8では配電線路7、8側から高圧母線2側へ流れることとなり、配電線路9が健全であることを識別することができないという不都合が生じる。この不都合を避けるため、従来は高圧配電線路をループ系統や網目系統に構成することができないものとされ、樹枝状系統とされていた。そのため、故障時等には逆送等の手段で停電区間の最小化を図るのであるが、停電後に開閉器を操作して新たな樹枝状系統を構成した後再送電することが必要となり、再送電までに手間と時間がかかるという問題があった。
【0007】
また、特開平2002−125318号公報に示される配電系統の潮流制御方法は、直列型アクティブフィルタを配電線路間に接続し、各配電線路間に補正電流を流して各配電線路の潮流を最適に制御することにより、設備利用率を向上させるとともに配電線路の電力損失を低減する有用なものであるが、直列型アクティブフィルタが零相電流も伝送するため、前記のような地絡方向継電器11、12、13、14と地絡過電圧継電器による保護方式のままでは故障の生じた配電線路と健全な配電線路を識別することができず、故障を生じた配電線路を選択遮断できないという問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、配電線路を接続して高圧配電線路をループ系統や網目系統に構成しても、従来のままの保護方式で故障を生じた配電線路を選択遮断することができる配電線路の接続方法を提供するためになされたものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明の配電線路の接続方法は、複数の配電線路相互間を接続する配電線路の接続方法であって、正相及び逆相のインピーダンスが低く、零相のインピーダンスが高い零相電流抑制装置を介して配電線路相互間を接続することを特徴とするものである。
なお、零相電流抑制装置の零相インピーダンスを、該零相電流抑制装置により相互間を接続する点から電源までの配電線路の零相インピーダンスより十分に高い値とすることが好ましく、零相電流抑制装置はコモンモードコイルとすることができる。また、零相電流抑制装置に開閉器を直列に接続して配電線路相互間の接続を解除可能とすること、あるいは、零相電流抑制装置にヒューズを直列に接続して短絡故障時の保護をすることができ、さらに、零相電流抑制装置に直列型アクティブフィルタを直列に接続してこのアクティブフィルタにより相互に接続された配電線路間に流れる正相電流と逆相電流を制御するようにすることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について具体的に説明する。
図1は第1の実施の形態を示すものであって、図6に示すような一般的な配電系統の配電線路7、8間、配電線路8、9間及び配電線路9、10間をそれぞれ零相電流抑制装置19、20、21を介して接続したものであり、このように配電線路間を適宜接続することによって配電系統をループ系統や網目系統に構成することができる。図1では保護装置、負荷、配電線路7、8、9、10と大地との間に存在する静電容量や漏洩抵抗等は省略してある。
【0011】
零相電流抑制装置19、20、21は例えば図2に示すような、共通のコア22上に3個のコイル23、24、25を巻回して構成したコモンモードコイルとすることができ、あるいは、図3に示すような、単相変圧器26、27、28から構成して各変圧器26、27、28の二次巻線を並列接続したうえ終端インピーダンス29で終端したものとすることができる。このように構成した零相電流抑制装置19、20、21の各コイル23、24、25あるいは各変圧器26、27、28の一次巻線の一端a、b、cと他端a’、b’、c’を、それぞれ配電線路7、8、9の3相の各線と、これに相互に接続される配電線路8、9、10の同相の3相の各線に接続するものである。
【0012】
前記のように、零相電流抑制装置19、20、21を介して配電線路7、8間、配電線路8、9間及び配電線路9、10間をそれぞれ接続すれば、零相電流抑制装置19、20、21を介して各配電線路7、8、9、10の間に正相及び逆相電流が流れ、各配電線路7、8、9、10に流れる正相及び逆相の電流は平均化される方向に変化する。また、接続点における各配電線路の電圧も平均化されることになる。接続点より下流の負荷から電源側を見ると、相互に接続されている配電線路7、8、9、10が並列に接続されていることになり、配電線路7、8、9、10における損失が低減されることになる。
【0013】
零相電流抑制装置19、20、21を介して配電線路7、8間、配電線路8、9間及び配電線路9、10間をそれぞれ接続した状態で、配電線路10に地絡故障が発生すると、図4に示すように故障の生じた配電線路10では高圧母線2側から配電線路10側へ故障電流が流れる。このとき、配電線路10に接続されている配電線路9から故障点に向けて流れる故障電流は零相電流抑制装置21により抑制されることになる。零相電流抑制装置21の零相インピーダンスが配電線路9の電源までの零相インピーダンスより十分に高い値であれば、配電線路9から故障点に向けて流れる故障電流は無視することができる。これにより、配電線路9でも配電線路9側から高圧母線2側へ故障電流が流れるので、従来の保護方式のままでも故障の生じた配電線路10を選択遮断することができ、配電系統をループ系統や網目系統に構成することが可能となる。
【0014】
図5は第2の実施の形態を示すもので、配電線路7、8間に零相電流抑制装置19と直列型のアクティブフィルタ30が直列に接続してある。図5では、零相電流抑制装置19は図2に示す構成のものとしてある。アクティブフィルタ30自体は高調波を除去するためのフィルタとして知られているものと同じであり、配電線路8に接続されて交流電源を直流に変換するコンバータ31、コンバータ31の直流電力を交流電力に変換するインバータ32、インバータ32の波形を整えるフィルタ33、配電線路間に電流を加える変圧器34、インバータ32の直流入力側に接続されるコンデンサ35から構成されている。なお、コンバータ31はインバータ32の電源を生成するためのものであり、配電線路7に接続してもよいことは言うまでもない。
【0015】
図示していないが配電線路7、8には電流、電圧のセンサーが、アクティブフィルタ30には電流、電圧のセンサーと演算装置が設けてあり、配電線路7、8を相互に接続した点における配電線路7からの供給電流と配電線路8からの供給電流に差がある場合には補正電流を演算してアクティブフィルタを動作させ、配電線路7からの供給電流と配電線路8からの供給電流をバランスさせる。配電線路7または8に地絡故障が生じた場合には零相電流抑制装置19が相互に接続された配電線路7、8間に流れる故障電流を抑制し、第1の実施の形態の場合と同様に従来の保護方式のままで故障の生じた配電線路7又8を選択遮断することができ、この第2の実施の形態によっても配電系統をループ系統や網目系統に構成することが可能となる。
【0016】
第1の実施の形態では、零相電流抑制装置を通して相互に接続された配電線路間に電流が流れて各配電線路に流れる電流が平均化されるのであるが、その平均化の程度は各配電線路のインピーダンスに依存するものである。また、配電線路の容量に差がある場合にはそのまま平均化されたのでは不都合となることがある。この第2の実施の形態によれば、アクティブフィルタ30により配電線路間で電流を移行させてそれぞれの配電線路の電流を最適に分配することができる利点がある。
【0017】
零相電流抑制装置は図2乃至4に示すように、コモンモードコイルあるいは3個の単相変圧器により構成することができる。コモンモードコイルは極めて簡単な構成であり、一方、3個の単相変圧器とした場合には配置の自由度が増すとともに終端インピーダンスにより零相電流抑制装置の特性を調整することができる利点がある。また、零相電流抑制装置に開閉器を直列に接続し、配電線路相互間の接続を解除可能としておけば、故障時等に配電系統の構成を変更するのが容易になり、短絡故障時の保護協調については、零相電流抑制装置に限流ヒューズ等の開閉器を直列に接続することにより容易に達成可能である。なお、零相電流抑制装置が接続された系統に地絡故障が生じた場合には、前記開閉器を開路することにより地絡故障の継続を防止し、健全な配電線路への影響を防止することが可能になる。
【0018】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の配電線路の接続方法によれば、零相電流抑制装置を介して配電線路間を接続することにより、従来のような保護方式のままでループ系統や網目系統に配電系統を構成することができる。これにより、故障時には停電区間の極小化のための配電線路の系統の構成変更が容易になり、負荷電流を分散させ、配電線路の設備利用率を向上させるとともに配電線路の電力損失を低減できるという優れた効果がある。よって本発明は従来の問題点を解消した配電線路の接続方法を提供するものとして、その工業的価値は極めて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態を示す系統図である。
【図2】零相電流抑制装置の例を示す構成図である。
【図3】零相電流抑制装置の別の例を示す構成図である。
【図4】第1の実施の形態における故障電流の流れを示す図である。
【図5】第2の実施の形態を示す要部のブロック図である。
【図6】一般的な配電線路の系統の構成を示す図である。
【図7】一般的な配電線路の系統における故障電流の流れを示す図である。
【図8】配電線路相互間を接続した場合の故障電流の流れを示す図である。
【符号の説明】
1 主変圧器
2 高圧母線
3、4、5、6 遮断器
7、8、9、10 配電線路
11、12、13、14 地絡方向継電器
15、16、17、18 零相変流器
19、20、21 零相電流抑制装置
22 コア
23、24、25 コイル
26、27、28 単相変圧器
29 終端インピーダンス
30 アクティブフィルタ
31 コンバータ
32 インバータ
33 フィルタ
34 変圧器
35 コンデンサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for connecting distribution lines that connect a plurality of distribution lines of a high-voltage distribution system to each other.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-125318
In power distribution systems, voltage fluctuations due to load fluctuations are reduced and minimization of power outage sections is required in the event of a failure. A distribution system that can stabilize the current and voltage of each distribution system when there are load fluctuations and fluctuations in power flow from distributed power sources, and can improve the equipment utilization rate of each distribution system and reduce power loss. A power flow control method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-125318. The power flow control method for the distribution system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-125318 discloses a method of connecting a series-type active filter between distribution lines and flowing a correction current of a commercial frequency between the distribution lines to reduce the flow of each distribution line. The current of each distribution line can be controlled, and the power loss of the distribution line can be reduced by balancing the currents of the distribution lines.
[0004]
In general, as shown in FIG. 6, the distribution system includes a plurality of distribution lines (feeders) connected to the high-
[0005]
In such a distribution system, when a ground fault occurs in the
[0006]
At this time, if the
[0007]
In addition, the power flow control method for a distribution system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-125318 is such that a series-type active filter is connected between distribution lines, and a correction current is supplied between the distribution lines to optimize the flow of each distribution line. By controlling, it is useful to improve the equipment utilization rate and reduce the power loss of the distribution line, but since the series-type active filter also transmits the zero-phase current, the ground
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and even if the distribution line is connected and the high-voltage distribution line is configured in a loop system or a mesh system, the distribution line in which a failure has occurred is selectively blocked by the conventional protection method. It is made in order to provide the connection method of the distribution line which can do.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The distribution line connection method of the present invention made to solve the above problems is a distribution line connection method for connecting a plurality of distribution lines, and the zero-phase impedance is low in the normal phase and the negative phase impedance. The distribution lines are connected to each other through a zero-phase current suppressing device having a high impedance.
The zero-phase impedance of the zero-phase current suppression device is preferably set to a value sufficiently higher than the zero-phase impedance of the distribution line from the point where the zero-phase current suppression device is connected to the power source. The suppression device can be a common mode coil. In addition, it is possible to release the connection between distribution lines by connecting a switch in series to the zero-phase current suppression device, or to connect a fuse in series to the zero-phase current suppression device to protect against short-circuit faults. Furthermore, a series-type active filter is connected in series to the zero-phase current suppression device, and the positive-phase current and the reverse-phase current flowing between the distribution lines connected to each other by the active filter are controlled. be able to.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be specifically described.
FIG. 1 shows a first embodiment, and between the
[0011]
The zero-phase
[0012]
As described above, if the
[0013]
When a ground fault occurs in the
[0014]
FIG. 5 shows a second embodiment, in which a zero-phase
[0015]
Although not shown, current and voltage sensors are provided in the
[0016]
In the first embodiment, current flows between distribution lines connected to each other through the zero-phase current suppression device, and the current flowing through each distribution line is averaged. It depends on the impedance of the line. In addition, when there is a difference in the capacity of distribution lines, it may be inconvenient if they are averaged as they are. According to the second embodiment, there is an advantage that the current can be optimally distributed by distributing the current between the distribution lines by the
[0017]
As shown in FIGS. 2 to 4, the zero-phase current suppressing device can be constituted by a common mode coil or three single-phase transformers. The common mode coil has an extremely simple configuration. On the other hand, when three single-phase transformers are used, the degree of freedom of arrangement increases and the characteristics of the zero-phase current suppressing device can be adjusted by the termination impedance. is there. In addition, if a switch is connected in series to the zero-phase current suppression device and the connection between the distribution lines can be released, it becomes easy to change the configuration of the distribution system at the time of failure, etc. Protection coordination can be easily achieved by connecting a switch such as a current limiting fuse in series to the zero-phase current suppressing device. In addition, when a ground fault occurs in the system to which the zero-phase current suppression device is connected, the switch is opened to prevent the ground fault from continuing and prevent the influence on the sound distribution line. It becomes possible.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the distribution line connection method of the present invention, by connecting between the distribution line paths through the zero-phase current suppressing device, the loop system and the mesh system remain in the conventional protection system. A power distribution system can be configured. This makes it easy to change the configuration of the distribution line system for minimizing the power outage section in the event of a failure, disperse the load current, improve the equipment utilization rate of the distribution line, and reduce the power loss of the distribution line. Has an excellent effect. Therefore, the present invention provides a method for connecting a distribution line that solves the conventional problems, and has an extremely great industrial value.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram showing a first embodiment;
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an example of a zero-phase current suppressing device.
FIG. 3 is a configuration diagram showing another example of the zero-phase current suppressing device.
FIG. 4 is a diagram showing a flow of a fault current in the first embodiment.
FIG. 5 is a block diagram of a main part showing a second embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a general distribution line system.
FIG. 7 is a diagram showing a flow of a fault current in a general distribution line system.
FIG. 8 is a diagram showing a flow of a fault current when distribution lines are connected to each other.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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