JP5058009B2 - 配電線補償リアクトルシステムおよび配電線補償リアクトル設定方法 - Google Patents
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Description
本発明は、変電所から配電線の地絡事故時、配電線と対地間に存在する静電容量を介した対地電流を可能な限り抑制するための変電所に設置の補償リアクトルのシステムに関する。
従来、配電系統対地静電容量の大きい系統では、これを地絡事故発生時の保安上適切な値に前記静電容量に流れる電流を抑制するため、図４に示す各種の方式が考えられている。図４ａは、架空配電線路の途中へ配電線路毎に補償リアクトル１を分散設置する分散リアクトル方式である。また、近年、都市部配電系統の地中化により、これらの対地静電容量は増大しており、地絡事故発生時の保安面において限界に達するおそれがあるが、上記分散リアクトル方式は、地中ケーブル主体の系統では、設置スペースなどの問題により適用が困難な場合が多い。また、補償度合いの不適合による誤遮断と想定される事例も発生している。
これらの対策として、図４ｂに示すように、このリアクトルを１式とした母線一括で接地変圧器３と補償リアクトル１を設け、その接地線に挿入されたＣＴ９と各配電線のＺＣＴ４を接続して補償する集中リアクトル接地方式が提案されている。（たとえば特許文献１を参照。）
この方式は、地絡事故発生時に零相電流を測定し、その零相電流を抑制するリアクトルの量を計算して、直ちに補償リアクトルの量を半導体のスイッチにより設定するというものである。
しかしながら、上記の従来の方式は、母線一括として補償するものであり、系統構成に応じて補償量を制御できないという問題がある。このため、この方式は、常時においてはリアクトルによる補償率を低めに設定し、事故発生時の故障電流に基づいてサイリスタを制御してリアクトル容量を変え、事故発生時に補償の過不足によって生じる無効分電流を抑制するというものであるが、サイリスタ制御量を演算しサイリスタを制御するまでの間、補償の過不足によって生じる無効分電流が事故点に流入するという問題点がある。
特開平７−３２２４８７号公報
本発明は上述のかかる事情に鑑みてなされたものであり、配電線の事故発生時、その配電線の対地静電容量に流れる電流の抑制効果に優れた配電線補償リアクトルシステムおよび配電線補償リアクトル設定方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係わる配電線補償リアクトルシステムは、配電線の対地静電容量を補償する補償リアクトルシステムであって、変電所の母線に設けられた接地変圧器と、配電線毎に設けられた零相変流器と、前記配電線毎に設けられ、前記接地変圧器の中性点｛２次側オープンデルタ回路（零相回路）｝から前記配電線毎の零相変流器を通して接地されるリアクトル手段であって当該リアクトル手段のリアクトル量を手動または自動で可変できる可変補償リアクトル手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明では、系統構成などにより変化する対地静電容量に見合う適切な補償リアクトル量を、母線に接続された接地変圧器の中性点と配電線毎に装備された補償リアクトルにより地絡事故時の対地電流を抑制する。
本発明に係わる補償リアクトルシステムは、配電線の対地静電容量を補償する補償リアクトルシステムであって、配電線毎に設けられた零相変流器と、配電線毎に設けられた接地変圧器と、前記配電線毎に設けられ、夫々一端は前記接地変圧器の中性点に接続され、他の一端は前記配電線毎に設けられた零相変流器を通して接地されたリアクトル手段であって当該リアクトル手段のリアクトル量を手動または自動で可変できる可変補償リアクトル手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明では、零相変流器、接地変圧器、リアクトル手段を配電線毎に設け、リアクトル手段の一端は接地変圧器の中性点に接続し、他の一端は零相変流器を通して接地する。これにより、配電線事故時の対地電流を個別に抑制する。
本発明にかかわる配電線補償リアクトル設定方法は、上記の配電線補償リアクトルシステムのリアクトル量を設定する方法であって、開閉器を介して区分される配電線区分ごとに静電容量を保存しておき、開閉器の動作ごとに開閉器の入切状態に基づいて母線から見た配電線の静電容量を算出し、前記可変補償リアクトル手段を当該静電容量に基づいて計算したリアクトル量に設定することを特徴とする。
本発明では、配電線区分ごとに静電容量を管理して、系統構成の変化のあったときに、その静電容量から母線から見た配電線の静電容量（Ｃ）を計算して、１／ωＣ＝ωＬ等の計算式に基づいてリアクトル量（Ｌ）を算出する。
本発明によれば、配電線毎にリアクトル量を可変にすることによって、配電線の系統変更や設備変更に伴う対地静電容量の変化に追従した補償リアクトルを挿入することができ、地絡事故発生時の対地電流の抑制や保護継電装置による不要な遮断を防止することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１，図２ａは、本実施の形態による補償リアクトルシステムの回路構成の説明図である。
なお、図２および後述する図３における接地変圧器およびリアクトルの中性点回路は、図１に記す接地変圧器およびリアクトルの中性点回路を簡略化して記載している。
図１は、一般的な配電変電所の構成における配電線補償リアクトルシステムの回路図であり、受電した電圧を配電線用の電圧に変換する変圧器７の下に配電線用の母線６と、複数の配電線５ａ，５ｂ，５ｃと、この配電線毎に挿入されるＺＣＴ４ａ，４ｂ，４ｃと、このＺＣＴをそれぞれ貫通して接地される可変補償リアクトル１ａ，１ｂ，１ｃで構成される。この可変補償リアクトル１ａ，１ｂ，１ｃの一端はそれぞれ断路器８ａ，８ｂ，８ｃを介してＺＣＴ４ａ，４ｂ，４ｃを通して接地され、他端は断路器８ａ，８ｂ，８ｃの他の接点を介して、母線に接続した接地変圧器３の中性点に接続されている。
次に図１を用いて配電線補償リアクトルシステムの作用を説明する。まず、各配電線５ａ，５ｂ，５ｃの対地静電容量に見合う補償リアクトルの量を可変補償リアクトル１ａ，１ｂ，１ｃにより手動で設定しておく。この量は、配電線の種類や距離などの系統状態で計算して決まる。この状態で配電線の一つ５ａに地絡事故が発生すると、通常時は、配電線の３相にある対地静電容量に流れる対地電流（零相電流）の和は、零であるのが、一相がある抵抗を持って地絡すると、この零相電流が３相のバランスが崩れた分、対地電流が増大することになる。しかしながら、可変補償リアクトル１ａ〜１ｃは、一端が接地変圧器３の中性点と接続し、他端が各配電線の零相変流器４ａ〜４ｃを貫通して接地されているため、その対地静電容量に基づいて定められたリアクトル量に応じて各配電線に流れる事故電流を抑制することができる。
故障時の電流の流れと大きさを図３を用いて詳述する。図３において、配電線路の白丸は、入状態の開閉器、黒丸は切状態の開閉器を示す。いま、各区分同じ容量の対地静電容量（Ｃ分）が存在するとすると、たとえば線路１の母線から見た対地静電容量は、６Ｃとなる。同様に、線路２，線路３の対地静電容量は、夫々２Ｃ，４Ｃである。このとき、線路１〜３に対応する可変補償リアクトル１ａ〜１ｃのリアクトル量を各線路の対地静電容量に対応させてそれぞれ６Ｌ，２Ｌ，４Ｌに設定しておく。
このような状態で、いま線路１のＦ地点で地絡事故が発生したとすると、線路には、図３に示す電流が流れる。本実施の形態による可変リアクトルを用いた配電線個別補償方式によれば、事故点に流入する故障電流・ＺＣＴを通過する故障電流ともに、何れの回線で発生した事故であってもＣ分とＬ分はキャンセルされる。完全補償の場合は、抵抗分（ＮＧＲ，事故点の地絡抵抗）のみに依存することになる。
実際には、区分ごとに静電容量が異なるので、各区分ごとにコンピュータに静電容量を保存しておいて、系統状態に基づいて母線から見た対地静電容量を計算して、補償リアクトル量を算定する。
次に他の実施例による配電線補償リアクトルシステムの構成を図２ｂに示す。図２ａとの違いは、配電線ごとに接地変圧器３を設け、接地変圧器３の中性点と対アース間に可変補償リアクトル１を設け、各ＺＣＴ４を通して接地するようにしたことである。この構成により、図２ａと同様の動作を行う。
以上、本実施の形態によれば、地下ケーブルなどの対地静電容量が大きい配電線において、配電線毎に適切な補償リアクトル量を挿入することができるため、１線地絡事故発生時に、対地静電容量を介して配電線に流れる対地電流を抑制することが可能になる。
本発明は、電力系統における地絡事故の監視に利用することができる。
１，１ａ，１ｂ，１ｃ 補償リアクトル
２ 接地抵抗
３，３ａ，３ｂ，３ｃ 接地変圧器
４，４ａ，４ｂ，４ｃ 零相変流器（ＺＣＴ）
５ａ，５ｂ，５ｃ 配電線
６ 母線
７ 変圧器
８ａ，８ｂ，８ｃ 断路器
９ ＣＴ
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 遮断器（ＣＢ）
２ 接地抵抗
３，３ａ，３ｂ，３ｃ 接地変圧器
４，４ａ，４ｂ，４ｃ 零相変流器（ＺＣＴ）
５ａ，５ｂ，５ｃ 配電線
６ 母線
７ 変圧器
８ａ，８ｂ，８ｃ 断路器
９ ＣＴ
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 遮断器（ＣＢ）
Claims (3)
- 配電線の対地静電容量を補償する補償リアクトルシステムであって、
変電所の母線に設けられた接地変圧器と、
配電線毎に設けられた零相変流器と、
前記配電線毎に設けられ、前記接地変圧器の２次側オープンデルタ回路（零相回路）（以下、接地変圧器の中性点という。）から前記配電線毎の零相変流器を通して接地されるリアクトル手段であって当該リアクトル手段のリアクトル量を手動または自動で可変できる可変補償リアクトル手段と、
を備えたことを特徴とする配電線補償リアクトルシステム。 - 配電線の対地静電容量を補償する補償リアクトルシステムであって、
配電線毎に設けられた零相変流器と、
配電線毎に設けられた接地変圧器と、
前記配電線毎に設けられ、夫々一端は前記接地変圧器の中性点に接続され、他端は前記配電線毎に設けられた零相変流器を通して接地されたリアクトル手段であって当該リアクトル手段のリアクトル量を手動または自動で可変できる可変補償リアクトル手段と、
を備えたことを特徴とする配電線補償リアクトルシステム。 - 請求項１または２記載の配電線補償リアクトルシステムの前記リアクトル量を設定する方法であって、開閉器を介して区分される配電線区分ごとに静電容量を保存しておき、開閉器の動作ごとに開閉器の入切状態に基づいて母線から見た配電線の静電容量を算出し、前記可変補償リアクトル手段を当該静電容量に基づいて計算したリアクトル量に設定することを特徴とする配電線補償リアクトル設定方法。
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