JP4738288B2 - 配電系統の地絡保護継電装置 - Google Patents
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Description
(構成)
図1は、本発明の実施形態1を示す基本構成図であり、特に、単線結線図で表わした変電所主回路と本実施形態に係わる地絡保護継電装置との接続関係を示す。
地絡保護継電装置8は、零相電流I0、零相電圧V0および各相電圧Ea、Eb、Ecを処理しやすい大きさに変換して出力する入力変換器9と、この入力変換器9から出力された零相電流I0、零相電圧V0および各相電圧Ea、Eb、Ecを入力してそれぞれの高調波成分を除去して出力するアナログフィルタ10と、このアナログフィルタ10の出力を入力して所定のサンプリング周期でサンプリングして一定時間ホールドし、これをマルチプレクサによって時系列に並び替えた後ディジタルデータに変換して出力する機能を備えたアナログ/ディジタル変換手段(以下、A/D変換手段と略称する)11とを備えている。
次に、地絡保護継電装置8の動作について説明する。
配電系統から導入された零相電流I0、零相電圧V0および各相電圧Ea、Eb、Ecは、まず、入力変換器9によって所定の大きさの電圧信号に変換された後、アナログフィルタ10に入力されてサンプリングによる折返し誤差となる高調波成分が除去され、さらに、アナログ/ディジタル変換手段11にて所定のサンプリング周期でサンプリングホールドされ、時系列に並び替えられてからディジタルデータに変換されて出力される。
図2において、a相一線地絡事故まず電圧の関係式は対称座標法より(1)式で表わすことができる。
Ea, Eb, Ec:各相電源電圧(PT7より入力した電気量)
Ya,Yb,Yc:各相対地アドミタンス
Rf:a相の地絡抵抗(既知)
Rn:等価中性点抵抗
さらに(1)式を整理すると(2)式で示すことができる。
a相一線地絡時の電流の関係式は(8)式に示すようになる。
ΔI0:事故時の零相電流の変化分
I0F:事故時の零相電流
I0R:残留電流
以上のようにして、地絡過電圧継電器の動作整定値を設定し、実際の一線地絡事故時に発生する零相電圧V0を入力して事故動作判定を行うことにより、地絡抵抗Rf時の地絡事故を検出することができる。
以上述べたように、本実施形態1によれば、配電系統から取り込んだ電流値および電圧値と、既知の地絡抵抗Rfとから一線地絡事故時の零相電圧V0Fを算出して地絡過電圧継電器の動作整定値を決めるようにしたので、従来技術のように人工地絡試験を実施して地絡過電圧継電器の動作整定値を決める方式や、GPTの3次側巻線の開放端子に挿入される制限抵抗を切替える方式に比べて、配電系統の運用に当たっての負担を軽減することが可能な配電系統の地絡保護継電装置を提供することができる。
(構成)
図3は、本発明の実施形態2を示す基本構成図であり、特に、単線結線図で表わした変電所主回路と本実施形態に係わる地絡保護継電装置との接続関係を示す。
次に本実施形態の作用について説明する。
本実施形態2は、配電系統の電流が取り込めないため、演算手段13は配電系統全体の零相自己アドミタンスを(8)式で算出するのではなく、その値自体を整定値入力手段12Aから整定値として入力することで決定するようにしている。
以上述べたように、本実施形態2は配電系統から系統電流の取り込みが行えない場合においても、各配電線のケーブルの対地静電容量(C分)の零相自己アドミタンスを整定値Y0Cとして設けて全回線分の総和ΣY0Cを求めることにより、実施形態1と同様に地絡過電圧継電器の動作整定値を決めることができ、人工地絡試験を実施して地絡過電圧継電器の動作整定値を決める方式や、GPTの3次側巻線の開放端子に挿入される制限抵抗を切替える方式に比べて、配電系統の運用に当たっての負担を軽減することが可能な配電系統の地絡保護継電装置を提供することができる。
(構成)
本実施形態3は実施形態1の変形例であり、図4で示すように実施形態1(図1)とは地絡過電圧継電装置8の整定値入力手段12Bから入力される整定値および演算手段13の演算内容が若干異なる。
次にその作用について説明する。
実施形態3では実施形態1と同様に電圧、電流各々の関係式(1)式〜(9)式および(11)式が成り立つ。(10)式について、実施形態1では、事故回線背後の零相自己アドミタンスY0Bを系統全体の零相自己アドミタンスY0Σとしていたが、本来求めるべき系統全体のY0Σは、事故回線背後のY0Bに事故回線のケーブルの対地静電容量(C分)の零相自己アドミタンスを補償する必要がある。
本実施形態によれば、整定値入力手段12Bから事故回線のケーブルの対地静電容量(C分)の零相自己アドミタンスを整定値Y0Cとして設定し加算するようにしたので、実施形態1の奏する作用効果に加えて、事故回線背後のY0Bに事故回線のケーブルの対地静電容量(C分)の零相自己アドミタンスを補償することができ、より正確な動作整定値を求めることが可能な配電系統の地絡保護継電装置を提供することができる。
(構成)
本実施形態4は実施形態1の変形例であり、図5で示すように実施形態1(図1)実施形態3(図4)とは地絡過電圧継電装置8の整定値入力手段12Cから入力される整定値および演算手段13の演算内容が若干異なる。
次にその動作について説明する。
本実施形態4では実施形態1と同様に電圧、電流各々の関係式(1)式〜(9)式および(11)式が成り立つ。(8)式で電圧、電流の値から事故回線背後の零相自己アドミタンスY0Bを算出する際に、零相電流についてはJEC1201−1996の解説3項に記載のとおり、ZCT5に起因した誤差の影響を大きく受けるため、前述の実施形態3の(13)式に対し、図5で示すように、整定値入力手段12Cから補正係数kZCTを整定値として設定し、(14)式で示すようにY0Bに乗じて補正を行う。
以上述べたように、本実施形態4によれば、実施形態1の奏する作用効果に加えて、ZCT5に起因した誤差を補正することができ、より正確な動作整定値を求めることが可能な配電系統の地絡保護継電装置を提供することができる。
(構成)
図6は、本発明の実施形態5を示す基本構成図であり、特に、単線結線図で表わした変電所主回路と本実施形態に係わる地絡保護継電装置との接続関係を示す。
次に本実施形態5の作用について説明する。
本実施形態5は、実施形態2と同様に電圧、電流各々の関係式(1)式〜(7)式、(9)式および(11)式が成り立つ。(12)式について、実施形態2では、系統全体の零相自己アドミタンスY0Σは、各配電線のケーブルの対地静電容量(C分)を整定値Y0Cとすると、全回線分の総和をΣY0Cとしていたが、実施形態5ではさらに配電系統から各配電線の遮断器条件(CB条件)「0,1」を取り込み、遮断器入り「1」の状態の場合運用回線とみなして整定値Y0CをΣY0Cに加算し、遮断器切り「0」の状態の場合はその回線は休止回線とみなして整定値Y0CをΣY0Cに加算しない処理とする。
本実施形態5によれば、配電系統から電流を取り込む装置がない場合においても、配電系統から各配電線の遮断器条件(CB条件)「0,1」を取り込み、遮断器入り「1」の状態の場合運用回線とみなして整定値Y0CをΣY0Cに加算し、遮断器切り「0」の状態の場合はその回線は休止回線とみなして整定値Y0CをΣY0Cに加算しない処理を行って全運用回線分の総和ΣY0Cを求めることにより、地絡過電圧継電器の動作整定値を決めるようにしたので、実施形態1のZCTにより配電系統から電流を取り込む場合と同程度に地絡過電圧継電器の動作整定値を決めることができる。
以上、本発明の実施形態1から実施形態5について述べたが、各実施形態において以下のような機能を持たせるようにしても良い。
また、使用する(算出した)動作整定値を保存して表示する機能を設けても良い。
Claims (7)
- 配電系統の地絡保護継電装置において、
地絡事故発生時の零相電流、零相電圧から事故回線背後の零相自己アドミタンスY0Bを算出し、
当該零相自己アドミタンスY0Bと予め整定値として設定した地絡抵抗Rfとから、この地絡抵抗による地絡事故が発生した場合の事故前後の零相電圧変化分ΔV0を算出し、
当該零相電圧変化分ΔV0と事故前の残留電圧V0Rとから、前記地絡抵抗Rfによる地絡事故が発生した場合の零相電圧V0を算出し、
当該零相電圧V0の値に従って地絡過電圧継電器の動作整定値を自動的に設定することを特徴とする配電系統の地絡保護継電装置。 - 配電系統の地絡保護継電装置において、
予め整定値Y0Cとして設定した各配電線の対地静電容量の総和から系統全体の零相自己アドミタンスY0Σを算出し、
当該零相自己アドミタンスY0Σと予め整定値として設定した地絡抵抗Rfとから、この地絡抵抗による地絡事故が発生した場合の事故前後の零相電圧変化分ΔV0を算出し、
当該零相電圧変化分ΔV0と事故前の残留電圧V0Rとから、前記地絡抵抗Rfによる地絡事故が発生した場合の零相電圧V0を算出し、
当該零相電圧V0の値に従って地絡過電圧継電器の動作整定値を自動的に設定することを特徴とする配電系統の地絡保護継電装置。 - 算出した事故回線背後の零相自己アドミタンスに予め整定値として設定した事故回線の対地静電容量から算出した事故回線の零相自己アドミタンスを加算することを特徴とする請求項1に記載の配電系統の地絡保護継電装置。
- 算出した事故回線背後の零相自己アドミタンスに予め整定値として設定した零相変流器の誤差補正係数を乗じること特徴とする請求項1または請求項3に記載の配電系統の地絡保護継電装置。
- 配電系統で運用されている配電線の遮断器条件を取込み、予め整定値として設定した各配電線の対地静電容量のうち、運用されている回線分のみの総和から系統の零相自己アドミタンスを算出することを特徴とする請求項2に記載の配電系統の地絡保護継電装置。
- 地絡過電圧継電器の動作整定値について、予め設定しておいた動作整定値を使用するのか、計算で自動的に設定した動作整定値を使用するのかを切替えできる機能を有することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかの1項に記載の配電系統の地絡保護継電装置。
- 計算で自動的に設定した動作整定値を保存し、必要に応じて表示する機能を有することを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかの1項に記載の配電系統の地絡保護継電装置。
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