JP5100423B2 - 保護継電システム - Google Patents

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Description

本発明は、保護継電システムに関し、特に、平衡2回線送電線に2回線またがり事故が発生した場合に遮断時間を短縮するのに好適な保護継電システムに関する。
従来、2回線またがり事故から抵抗接地系平衡2回線送電線を保護するために、主保護として回線選択継電装置を使用するとともに、後備保護として地絡方向継電装置を使用している(下記の特許文献1など参照)。
たとえば、図9乃至図11に示すように、抵抗接地系平衡2回線送電線を構成する第1および第2の送電線1L,2Lの電源端側(A変電所側)に、電源端短絡回線選択継電装置111aおよび電源端地絡回線選択継電装置111bが一体として構成された電源端回線選択継電装置111と第1および第2の電源端地絡方向継電装置1211,1212とを設けて、第1および第2の送電線1L,2Lにおける事故を検出すると、第1および第2の送電線1L,2Lの電源端側にそれぞれ設けられた第1および第2の遮断器41,42を遮断するようにしている。また、第1および第2の送電線1L,2Lの受電端側(B変電所側)に、受電端短絡回線選択継電装置112aおよび受電端地絡回線選択継電装置112bが一体として構成された受電端回線選択継電装置112と第1および第2の受電端地絡方向継電装置1221,1222とを設けて、第1および第2の送電線1L,2Lにおける事故を検出すると、第1および第2の送電線1L,2Lの受電端側にそれぞれ設けられた第3および第4の遮断器43,44を遮断するようにしている。
ここで、図9乃至図11では、電源端短絡回線選択継電装置111aは「SSS」と、電源端地絡回線選択継電装置111bは「SGS」と、第1の電源端地絡方向継電装置1211は「DGS1」と、第2の電源端地絡方向継電装置1212は「DGS2」と、受電端短絡回線選択継電装置112aは「SSR」と、受電端地絡回線選択継電装置112bは「SGR」と、第1の受電端地絡方向継電装置1221は「DGR1」と、第2の受電端地絡方向継電装置1222は「DGR2」と表記している。
特開平11−69608号公報
しかしながら、上述した従来の保護継電システムでは、以下の(1)および(2)に示すような2回線またがり事故時には、後備保護としての地絡方向継電装置による遮断となるために遮断時間が長くなるという問題があった。
(1)図9(a)に示すように第1の送電線1Lに1線地絡事故が発生すると同時に第2の送電線2Lに2線地絡事故が発生した場合(第1の電源端地絡方向継電装置1211の時限整定値を1.3秒とする。)
この場合には、図9(b)に示すように、電源端側では電源端回線選択継電装置111(主保護)の電源端短絡回線選択継電装置111aが動作して第2の遮断器42を瞬時に遮断するとともに、受電端側では受電端回線選択継電装置112(主保護)の受電端短絡回線選択継電装置112aが動作して第4の遮断器44を瞬時に遮断する。その結果、第2の送電線2Lに発生した2線地絡事故が瞬時に消滅する。
しかしながら、第2および第4の遮断器42,44が遮断されると電源端回線選択継電装置111および受電端回線選択継電装置112は自動的にロックされる。そのため、図10に示すように、後備保護である第1の電源端地絡方向継電装置1211が動作して第1の遮断器41を遮断する。これにより、第1の送電線1Lに発生した1線地絡事故は消滅するが、第1の電源端地絡方向継電装置1211は事故発生時から1.3秒の時限整定時間後に動作するため、第1の遮断器41を遮断するまでの時間が長くなる。
(2)図11(a)に示すように第1および第2の送電線1L,2Lに1線(同相)地絡事故が同時に発生した場合
この場合には、主保護である電源端回線選択継電装置111および受電端回線選択継電装置112は動作しない。そのため、図11(b)に示すように、後備保護である第1および第2の電源端地絡方向継電装置1211,1212が動作して第1および第2の遮断器41,42をそれぞれ遮断する。これにより、第1および第2の送電線1L,2Lに同時発生した1線地絡事故は消滅するが、第1および第2の電源端地絡方向継電装置1211,1212は事故発生時から1.3秒の時限整定時間後に動作するため、第1および第2の遮断器41,42を遮断するまでの時間が長くなる。
なお、このような問題に対する解決策として、相手端の情報(電流など)を利用して事故回線を検出する電流差動方式を適用することもあるが、電流差動方式では高コストになるため、自端の情報のみで2回線またがり事故時にも回線選択保護継電装置によって高速遮断ができるようにしたいという要請がある。
本発明の目的は、自端の情報のみで2回線またがり事故時にも回線選択保護継電装置によって高速遮断ができる保護継電システムを提供することにある。
本発明の保護継電システムは、平衡2回線送電線を事故から保護するための保護継電システムであって、前記平衡2回線送電線の電源端に設置された、かつ、電源端短絡回線選択継電装置(11a)および電源端地絡回線選択継電装置(11b)を備えた電源端回線選択継電装置(11)と、前記平衡2回線送電線を構成する第1および第2の送電線(1L,2L)の電源端にそれぞれ設置された第1および第2の電源端地絡方向継電装置(211,212)と、前記平衡2回線送電線の受電端に設置された、かつ、受電端短絡回線選択継電装置(12a)および受電端地絡回線選択継電装置(12b)を備えた受電端回線選択継電装置(12)と、前記第1および第2の送電線の受電端にそれぞれ設置された第1および第2の受電端地絡方向継電装置(221,222)とを具備し、前記電源端回線選択継電装置および前記受電端回線選択継電装置が、前記平衡2回線送電線の2回線またがり事故時に該平衡2回線送電線の自端の情報のみで前記第1または第2の送電線を再閉路するための電源端再閉路回路(30;30’)および受電端再閉路回路(40;40’)をそれぞれ備えることを特徴とする。
ここで、前記電源端再閉路回路および前記受電端再閉路回路が、前記電源端短絡回線選択継電装置および前記受電端短絡回線選択継電装置によって自回線の遮断器が遮断された場合には、隣回線の遮断器が「入」状態であり、かつ、自回線の線路電圧が一旦無電圧であることを条件に、所定の再閉路時間経過後に該自回線の遮断器を再閉路する電源端再閉路機能および受電端再閉路機能をそれぞれ有する。
前記電源端再閉路回路が、前記第1および第2の電源端地絡方向継電装置が共に事故を検出した場合には、前記自回線および前記隣回線の一方である所定回線の遮断器を所定の遮断時間経過後に遮断するとともに、該所定回線の隣回線の遮断器が「入」状態であり、かつ、該所定回線の線路電圧が一旦無電圧であることを条件に、所定の再閉路時間経過後に該所定回線の遮断器を再閉路する第2の電源端再閉路機能を有する。
前記受電端再閉路回路が、受電端地絡過電圧継電装置によって「受電端零相電圧の大きさが整定値以上になった」と判定されたのち所定の時間経過後に前記受電端地絡回線選択継電装置が事故を検出した場合には、前記隣回線の遮断器が「入」状態であり、かつ、前記自回線の線路電圧が一旦無電圧であることを条件に、所定の再閉路時間経過後に該自回線の遮断器を再閉路する第2の受電端再閉路機能を有する。
前記受電端再閉路回路が、前記第1および第2の受電端地絡方向継電装置が共に外部方向の電流を検出した場合には、前記自回線および前記隣回線の一方である所定回線を所定の遮断時間経過後に遮断するとともに、該所定回線の隣回線の遮断器が「入」状態であり、かつ、該所定回線の線路電圧が一旦無電圧であることを条件に、所定の再閉路時間経過後に該所定回線の遮断器を再閉路する第3の受電端再閉路機能を有する。
本発明の保護継電システムは、以下に示す効果を奏する。
(1)電源端再閉路回路および受電端再閉路回路によって第1および第2の送電線のうちの一方を再閉路することにより、第1および第2の送電線のうちの他方を電源端地絡回線選択継電装置および受電端地絡回線選択継電装置によって遮断することができるので、2回線またがり事故時に相手端の情報を利用することなく自端の情報のみで高速遮断を行うことができるためコストの低減が図れる。
(2)2回線またがり事故時に高速遮断を行うことができるので、保安の向上が図れる。
(3)2回線またがり事故時でも第1および第2の送電線を同時に遮断しなくてもよいケースがあるので、供給信頼度の向上が図れる。
上記の目的を、平衡2回線送電線の2回線またがり事故時に電源端再閉路回路および受電端再閉路回路によって第1および第2の送電線のうちの一方を再閉路したのち、第1および第2の送電線のうちの他方を電源端地絡回線選択継電装置および受電端地絡回線選択継電装置によって遮断することにより実現した。
以下、本発明の保護継電システムの実施例について図面を参照して説明する。
本発明の一実施例による保護継電システムは、図1に示す電源端再閉路回路30を電源端回線選択継電装置11が備えるとともに、図2に示す受電端再閉路回路40を受電端回線選択継電装置12が備える点で、図9に示した従来の保護継電システムと異なる。
ここで、電源端再閉路回路30は、以下に示す第1および第2の電源端再閉路機能を有する。
(1)第1の電源端再閉路機能
電源端短絡回線選択継電装置11aによって自回線(第1または第2の送電線1L,2L)の遮断器が遮断された場合には、隣回線の遮断器が「入」状態であり、かつ、自回線の線路電圧が一旦無電圧であることを条件に、所定の再閉路時間経過後に自回線の遮断器を再閉路(再投入)する。
(2)第2の電源端再閉路機能
第1および第2の電源端地絡方向継電装置211,212が共に事故を検出した場合には、予め定めた回線(以下、「所定回線」と称する。)の遮断器を所定の遮断時間経過後に遮断するとともに、所定回線の隣回線の遮断器が「入」状態であり、かつ、所定回線の線路電圧が一旦無電圧であることを条件に、所定の再閉路時間経過後に所定回線の遮断器を再閉路(再投入)する。
なお、所定回線は、たとえば第1および第2の送電線1L,2Lのうち低絶縁側の方とされる。なお、図1に示した電源端再閉路回路30は、第2の送電線2Lを所定回線としたときのものである。
第1および第2の電源端再閉路機能を実現するため、電源端再閉路回路30は、図1に示すように、第1および第2の無電圧検出回路311,312と第1乃至第4の論理積回路321〜324と論理和回路33と第1乃至第3の遅延回路(タイマー)341〜343とを備える。
第1の無電圧検出回路311は、第1の送電線1Lの電源端側に設けられた第1の計器用変成器(不図示)から入力される第1の線路電圧VPD1が一旦(たとえば、0.1秒)無電圧であることを検出すると、ハイレベルの出力信号を第1の論理積回路321に出力する。
第1の論理積回路321は、電源端短絡回線選択継電装置11aから入力される第1の電源端短絡回線選択継電装置トリップ信号TSS1(第1の遮断器41を遮断するときにはハイレベルの信号)と第2の遮断器42から入力される第2の接点信号SCB2(第2の遮断器42が遮断されていない「入」状態ではハイレベルの信号)と第1の無電圧検出回路311の出力信号との論理積をとる。
第1の遅延回路341は、第1の論理積回路321の出力信号を遅延して、所定の再閉路時間(たとえば、0.5秒)経過後に第1の遮断器41を再閉路するための第1の再閉路信号US1を出力する。
これにより、電源端短絡回線選択継電装置11aによって自回線の遮断器である第1の遮断器41が遮断された場合には、隣回線の遮断器である第2の遮断器42が「入」状態であり、かつ、自回線の線路電圧である第1の線路電圧VPD1が一旦無電圧であると、所定の再閉路時間経過後に自回線の遮断器である第1の遮断器41が再閉路されるため、相手端(受電端)の情報を利用することなく自端(電源端)のみの情報で第1の電源端再閉路機能が実現される。
第2の無電圧検出回路312は、第2の送電線2Lの電源端側に設けられた第2の計器用変成器(不図示)から入力される第2の線路電圧VPD2が一旦(たとえば、0.1秒)無電圧であることを検出すると、ハイレベルの出力信号を第2および第4の論理積回路322,324に出力する。
第2の論理積回路322は、電源端短絡回線選択継電装置11aから入力される第2の電源端短絡回線選択継電装置トリップ信号TSS2(第2の遮断器42を遮断するときにはハイレベルの信号)と第1の遮断器41から入力される第1の接点信号SCB1(第1の遮断器41が遮断されていない「入」状態ではハイレベルの信号)と第2の無電圧検出回路312の出力信号との論理積をとる。
論理和回路33は、第2の論理積回路322の出力信号と第4の論理積回路324の出力信号との論理和をとる。
第2の遅延回路342は、論理和回路33の出力信号を遅延して、所定の再閉路時間(たとえば、0.5秒)経過後に第2の遮断器42を再閉路するための第2の再閉路信号US2を出力する。
これにより、電源端短絡回線選択継電装置11aによって自回線の遮断器である第2の遮断器42が遮断された場合には、隣回線の遮断器である第1の遮断器41が「入」状態であり、かつ、自回線の線路電圧である第2の線路電圧VPD2が一旦無電圧であると、所定の再閉路時間経過後に自回線の遮断器である第2の遮断器42が再閉路されるため、相手端(受電端)の情報を利用することなく自端(電源端)のみの情報で第1の電源端再閉路機能が実現される。
第3の論理積回路323は、第1の電源端地絡方向継電装置211から入力される第1の事故検出信号SDG1(第1の電源端地絡方向継電装置211が事故を検出したときにはハイレベルの信号)と第2の電源端地絡方向継電装置212から入力される第2の事故検出信号SDG2(第2の電源端地絡方向継電装置212が事故を検出したときにはハイレベルの信号)との論理積をとる。
第3の遅延回路343は、第3の論理積回路323の出力信号を所定の遮断時間(たとえば、0.4秒)だけ遅延して、第2の遮断器42を遮断するための第2の遮断信号TS2を出力する。
第4の論理積回路324は、第1の遮断器41から入力される第1の接点信号SCB1と第2の無電圧検出回路312の出力信号と第3の遅延回路343の出力信号との論理積をとる。なお、第4の論理積回路324からハイレベルの出力信号が出力されると、このハイレベルの出力信号は第2の遅延回路342によって遅延されることにより、所定の再閉路時間(たとえば、0.5秒)経過後に第2の遮断器42を再閉路するための第2の再閉路信号US2が出力される。
これにより、第1および第2の電源端地絡方向継電装置211,212が共に事故を検出した場合には、所定回線の遮断器である第2の遮断器42が所定の遮断時間経過後に遮断されるとともに、所定回線の隣回線の遮断器である第1の遮断器41が「入」状態であり、かつ、所定回線の線路電圧である第2の線路電圧VPD2が一旦無電圧であると、所定の再閉路時間経過後に所定回線の遮断器である第2の遮断器42が再閉路されるため、相手端(受電端)の情報を利用することなく自端(電源端)のみの情報で第2の電源端再閉路機能が実現される。
なお、第1および第2の電源端地絡方向継電装置211,212は、事故を検出した旨を示す第1および第2の事故検出信号SDG1,SDG2を電源端再閉路回路30に出力する手段を備える点で、従来の第1および第2の電源端地絡方向継電装置1211,1212と異なる。
受電端再閉路回路40は、以下に示す第1乃至第3の受電端再閉路機能を有する。
(1)第1の受電端再閉路機能
受電端短絡回線選択継電装置12aによって自回線(第1または第2の送電線1L,2L)の遮断器が遮断された場合には、隣回線の遮断器が「入」状態であり、かつ、自回線の線路電圧が一旦無電圧であることを条件に、所定の再閉路時間経過後に自回線の遮断器を再閉路(再投入)する。
(2)第2の受電端再閉路機能
フェールセーフ用の受電端地絡過電圧継電装置(不図示)によって「受電端零相電圧の大きさが整定値以上になった」と判定されたのち所定の時間経過後に受電端地絡回線選択継電装置12bが事故を検出した場合には、内部の2回線またがり事故が発生したとして、隣回線の遮断器が「入」状態であり、かつ、自回線の線路電圧が一旦無電圧であることを条件に、所定の再閉路時間経過後に自回線の遮断器を再閉路(再投入)する。
(3)第3の受電端再閉路機能
第1および第2の受電端地絡方向継電装置221,222が共に外部方向の電流を検出した場合には、所定回線(第1および第2の送電線1L,2Lのうちの電源端の場合と同じ方)を所定の遮断時間経過後に遮断するとともに、所定回線の隣回線の遮断器が「入」状態であり、かつ、所定回線の線路電圧が一旦無電圧であることを条件に、所定の再閉路時間経過後に所定回線の遮断器を再閉路(再投入)する。
なお、上述したように電源端再閉路回路30において第2の送電線2Lを所定回線としたため、図2に示した受電端再閉路回路40においても第2の送電線2Lが所定回線とされている。
第1乃至第3の受電端再閉路機能を実現するため、受電端再閉路回路40は、図2に示すように、第1および第2の無電圧検出回路411,412と第1乃至第4の論理積回路421〜424と第1乃至第3の論理和回路431〜433と第1乃至第3の遅延回路(タイマー)441〜443とを備える。
第1の無電圧検出回路411は、第1の送電線1Lの受電端側に設けられた第3の計器用変成器(不図示)から入力される第3の線路電圧VPD3が一旦(たとえば、0.1秒)無電圧であることを検出すると、ハイレベルの出力信号を第1の論理積回路421に出力する。
第2の論理和回路432は、受電端短絡回線選択継電装置12aから入力される第1の受電端短絡回線選択継電装置トリップ信号TSS3(第3の遮断器43を遮断するときにはハイレベルの信号)と受電端地絡回線選択継電装置12bから入力される事故検出信号SSGR(受電端地絡過電圧継電装置において受電端零相電圧の大きさが整定値以上になったと判定したのち所定の時間(たとえば、0.4秒)経過後に受電端地絡回線選択継電装置12bが事故を検出したときにはハイレベルの信号)との論理和をとる。
第1の論理積回路421は、第2の論理和回路432の出力信号と第4の遮断器44から入力される第4の接点信号SCB4(第4の遮断器44が遮断されていない「入」状態ではハイレベルの信号)と第1の無電圧検出回路411の出力信号との論理積をとる。
第1の遅延回路441は、第1の論理積回路421の出力信号を遅延して、所定の再閉路時間(たとえば、0.5秒)経過後に第3の遮断器43を再閉路するための第3の再閉路信号US3を出力する。
これにより、受電端短絡回線選択継電装置12aによって自回線の遮断器である第3の遮断器43が遮断された場合には、隣回線の遮断器である第4の遮断器44が「入」状態であり、かつ、自回線の線路電圧である第3の線路電圧VPD3が一旦無電圧であると、所定の再閉路時間経過後に自回線の遮断器である第3の遮断器43が再閉路されるため、相手端(電源端)の情報を利用することなく自端(受電端)のみの情報で第1の受電端再閉路機能が実現される。
また、受電端地絡過電圧継電装置において受電端零相電圧の大きさが整定値以上になったと判定したのち所定の時間経過後に受電端地絡回線選択継電装置12bが事故を検出した場合には、隣回線の遮断器である第4の遮断器44が「入」状態であり、かつ、自回線の線路電圧である第3の線路電圧VPD3が一旦無電圧であると、所定の再閉路時間経過後に自回線の遮断器である第3の遮断器43が再閉路されるため、相手端(電源端)の情報を利用することなく自端(受電端)のみの情報で第2の受電端再閉路機能が実現される。
第2の無電圧検出回路412は、第2の送電線2Lの受電端側に設けられた第4の計器用変成器(不図示)から入力される第4の線路電圧VPD4が一旦(たとえば、0.1秒)無電圧であることを検出すると、ハイレベルの出力信号を第2および第4の論理積回路422,424に出力する。
第3の論理和回路433は、受電端短絡回線選択継電装置12aから入力される第2の受電端短絡回線選択継電装置トリップ信号TSS4(第4の遮断器44を遮断するときにはハイレベルの信号)と受電端地絡回線選択継電装置12bから入力される事故検出信号SSGRとの論理和をとる。
第2の論理積回路422は、第3の論理和回路433の出力信号と第3の遮断器43から入力される第3の接点信号SCB3(第3の遮断器43が遮断されていない「入」状態ではハイレベルの信号)と第2の無電圧検出回路412の出力信号との論理積をとる。
第1の論理和回路431は、第2の論理積回路422の出力信号と第4の論理積回路424の出力信号との論理和をとる。
第2の遅延回路442は、第1の論理和回路431の出力信号を遅延して、所定の再閉路時間(たとえば、0.5秒)経過後に第4の遮断器44を再閉路するための第4の再閉路信号US4を出力する。
これにより、受電端短絡回線選択継電装置12aによって自回線の遮断器である第4の遮断器44が遮断された場合には、隣回線の遮断器である第3の遮断器43が「入」状態であり、かつ、自回線の線路電圧である第4の線路電圧VPD4が一旦無電圧であると、所定の再閉路時間経過後に自回線の遮断器である第4の遮断器44が再閉路されるため、相手端(電源端)の情報を利用することなく自端(受電端)のみの情報で第1の受電端再閉路機能が実現できる。
また、受電端地絡過電圧継電装置において受電端零相電圧の大きさが整定値以上になったと判定したのち所定の時間経過後に受電端地絡回線選択継電装置12bが事故を検出した場合には、隣回線の遮断器である第3の遮断器43が「入」状態であり、かつ、自回線の線路電圧である第4の線路電圧VPD4が一旦無電圧であると、所定の再閉路時間経過後に自回線の遮断器である第4の遮断器44が再閉路されるため、相手端(電源端)の情報を利用することなく自端(受電端)のみの情報で第2の受電端再閉路機能が実現できる。
第3の論理積回路423は、第1の受電端地絡方向継電装置221から入力される第1の外部方向電流検出信号SDG3(第1の受電端地絡方向継電装置221が外部方向の電流を検出したときにはハイレベルの信号)と第2の受電端地絡方向継電装置222から入力される第2の外部方向電流検出信号SDG4(第2の受電端地絡方向継電装置222が外部方向の電流を検出したときにはハイレベルの信号)との論理積をとる。
第3の遅延回路443は、第3の論理積回路423の出力信号を所定の遮断時間(たとえば、0.4秒)だけ遅延して、第4の遮断器44を遮断するための第4の遮断信号TS4を出力する。
第4の論理積回路424は、第3の遮断器43から入力される第3の接点信号SCB3と第2の無電圧検出回路412の出力信号と第3の遅延回路443の出力信号との論理積をとる。なお、第4の論理積回路424からハイレベルの出力信号が出力されると、このハイレベルの出力信号は第2の遅延回路442によって遅延されることにより、所定の再閉路時間(たとえば、0.5秒)経過後に第4の遮断器44を再閉路するための第4の再閉路信号US4が出力される。
これにより、第1および第2の受電端地絡方向継電装置221,222が共に外部方向の電流を検出した場合には、所定回線の遮断器である第4の遮断器44が所定の遮断時間経過後に遮断されるとともに、所定回線の隣回線の遮断器である第3の遮断器43が「入」状態であり、かつ、所定回線の線路電圧である第4の線路電圧VPD4が一旦無電圧であると、所定の再閉路時間経過後に所定回線の遮断器である第4の遮断器44が再閉路されるため、相手端(電源端)の情報を利用することなく自端(受電端)のみの情報で第3の受電端再閉路機能が実現できる。
なお、第1および第2の受電端地絡方向継電装置221,222は、外部方向の電流を検出した旨を示す第1および第2の外部方向電流検出信号SDG3,SDG4を受電端再閉路回路40に出力する手段を備える点で、従来の第1および第2の受電端地絡方向継電装置1221,1222と異なる。
次に、図9(a)に示したように第1の送電線1Lに1線地絡事故が発生すると同時に第2の送電線2Lに2線地絡事故が発生した場合の本実施例による保護継電システムの動作について、図3および図4を参照して説明する。
なお、図3および図4では、電源端短絡回線選択継電装置11aは「SSS」と、電源端地絡回線選択継電装置11bは「SGS」と、第1の電源端地絡方向継電装置211は「DGS1」と、第2の電源端地絡方向継電装置212は「DGS2」と、受電端短絡回線選択継電装置12aは「SSR」と、受電端地絡回線選択継電装置12bは「SGR」と、第1の受電端地絡方向継電装置221は「DGR1」と、第2の受電端地絡方向継電装置222は「DGR2」と表記している。
この場合には、図3(a)に示すように、電源端側では電源端回線選択継電装置11(主保護)の電源端短絡回線選択継電装置11aが動作して第2の遮断器42を瞬時に遮断するとともに、受電端側では受電端回線選択継電装置12(主保護)の受電端短絡回線選択継電装置12aが動作して第4の遮断器44を瞬時に遮断する。その結果、第2の送電線2Lに発生した2線地絡事故が瞬時に消滅する。
第2および第4の遮断器42,44が遮断されると、第2の送電線2Lは0.35秒程度の無電圧時間だけ無電圧状態となるため、無電圧を示す第2の線路電圧VPD2が第2の計器用変成器から電源端再閉路回路30の第2の無電圧検出回路312(図1参照)に入力される。その結果、ハイレベルの出力信号が、第2および第4の遮断器42,44が遮断されてから0.1秒(第2の無電圧検出回路312における検出時間)後に第2の無電圧検出回路312から第2の論理積回路322に出力される。
また、電源端短絡回線選択継電装置11aが動作することによりハイレベルの第2の電源端短絡回線選択継電装置トリップ信号TSS2が電源端短絡回線選択継電装置11aから電源端再閉路回路30の第2の論理積回路322に入力されるとともに、第1の遮断器41は「入」状態のままであるためにハイレベルの第1の接点信号SCB1が第1の遮断器41から第2の論理積回路322に入力される。
これにより、ハイレベルの出力信号が第2の論理積回路322から論理和回路33に出力されたのち、ハイレベルの出力信号が論理和回路33から第2の遅延回路342に出力されるため、所定の再閉路時間である0.5秒後にハイレベルの第2の再閉路信号US2が第2の遅延回路342から第2の遮断器42に出力されて、図3(b)に示すように第2の遮断器42が再閉路される。
同様に、受電端側では、無電圧を示す第4の線路電圧VPD4が第4の計器用変成器から受電端再閉路回路40の第2の無電圧検出回路412(図2参照)に入力される。その結果、第2および第4の遮断器42,44が遮断されてから0.1秒(第2の無電圧検出回路412における検出時間)後に、ハイレベルの出力信号が第4の無電圧検出回路412から第2の論理積回路422に出力される。
また、受電端短絡回線選択継電装置12aが動作することによりハイレベルの第2の受電端短絡回線選択継電装置トリップ信号TSS4が受電端短絡回線選択継電装置12aから受電端再閉路回路40の第3の論理和回路433に入力されて、ハイレベルの出力信号が第3の論理和回路433から第2の論理積回路422に入力されるとともに、第3の遮断器43は「入」状態のままであるためにハイレベルの第3の接点信号SCB3が第3の遮断器43から第2の論理積回路422に入力される。
これにより、ハイレベルの出力信号が第2の論理積回路422から第1の論理和回路431に出力されたのち、ハイレベルの出力信号が第1の論理和回路431から第2の遅延回路442に出力されるため、所定の再閉路時間である0.5秒後にハイレベルの第4の再閉路信号US4が第2の遅延回路442から第4の遮断器44に出力されて、図3(b)に示すように第4の遮断器44が再閉路される。
このようにして第2および第4の遮断器42,44が再閉路されると、電源端地絡回線選択継電装置11bおよび受電端地絡回線選択継電装置12bが動作して、動作時間である0.15秒後に第1および第2の遮断器41,44が遮断される。その結果、図4に示すように、第1の送電線1Lに発生した1線地絡事故が0.65秒(=0.5秒+0.15秒)後に消滅する。
次に、図11(a)に示したように第1および第2の送電線1L,2Lに1線(同相)地絡事故が同時に発生した場合の本実施例による保護継電システムの動作について、図5および図6を参照して説明する。
なお、図5および図6では、電源端短絡回線選択継電装置11aは「SSS」と、電源端地絡回線選択継電装置11bは「SGS」と、第1の電源端地絡方向継電装置211は「DGS1」と、第2の電源端地絡方向継電装置212は「DGS2」と、受電端短絡回線選択継電装置12aは「SSR」と、受電端地絡回線選択継電装置12bは「SGR」と、第1の受電端地絡方向継電装置221は「DGR1」と、第2の受電端地絡方向継電装置222は「DGR2」と表記している。
この場合には、主保護である電源端回線選択継電装置11および受電端回線選択継電装置12は動作せず、後備保護である第1および第2の電源端地絡方向継電装置211,212が動作するため、ハイレベルの第1および第2の事故検出信号SDG1,SDG2が第1および第2の電源端地絡方向継電装置211,212から電源端再閉路回路30の第3の論理積回路343(図1参照)に入力される。これにより、ハイレベルの出力信号が第3の論理積回路343から第3の遅延回路343に出力される。その結果、1線地絡事故が発生してから0.4秒(第3の遅延回路343における遅延時間)後に、ハイレベルの第2の遮断信号TS2が第3の遅延回路343から第2の遮断器42に出力されて、図5(a)に示すように第2の遮断器42が遮断される。
このようにして第2の遮断器42が遮断されると、受電端地絡回線選択継電装置12bが動作して、所定の直列遮断時間である0.1秒後に第4の遮断器44を遮断する。その結果、図5(b)に示すように、1線地絡事故が発生してから0.5秒(=0.4秒+0.1秒)後に、第2の送電線2Lに発生した1線地絡事故は消滅する。
このようにして第4の遮断器44が遮断されると、第2の送電線2Lは0.35秒程度の無電圧状態となるため、無電圧を示す第2の線路電圧VPD2が第2の計器用変成器から電源端再閉路回路30の第2の無電圧検出回路312(図1参照)に入力される。その結果、ハイレベルの出力信号が、第4の遮断器44が遮断されてから0.1秒(第2の無電圧検出回路312における検出時間)後に第2の無電圧検出回路312から第4の論理積回路324に出力される。
また、第1の遮断器41は「入」状態のままであるためにハイレベルの第1の接点信号SCB1が第1の遮断器41から電源端再閉路回路30の第4の論理積回路324に入力される。
さらに、ハイレベルの出力信号が第3の遅延回路343から第4の論理積回路324に入力されている。
これにより、ハイレベルの出力信号が第4の論理積回路324から論理和回路33に出力されたのち、ハイレベルの出力信号がハイレベルの出力信号が論理和回路33から第2の遅延回路342に出力されるため、所定の再閉路時間である0.5秒後にハイレベルの第2の再閉路信号US2が第2の遅延回路342から第2の遮断器42に出力されて、図6(a)に示すように1線地絡事故が発生してから1秒(=0.5秒+0.5秒)後に第2の遮断器42が再閉路される。
同様に、受電端側では、無電圧を示す第4の線路電圧VPD4が第4の計器用変成器から受電端再閉路回路40の第2の無電圧検出回路412(図2参照)に入力される。その結果、ハイレベルの出力信号が、第4の遮断器44が遮断されてから0.1秒(第2の無電圧検出回路412における検出時間)後に、第2の無電圧検出回路412から第2の論理積回路422に出力される。
また、第3の遮断器43は「入」状態のままであるためにハイレベルの第3の接点信号SCB3が第3の遮断器43から第2の論理積回路422に入力される。
さらに、ハイレベルの事故検出信号SSGRが受電端地絡回線選択継電装置12bから第3の論理和回路433に入力されているため、ハイレベルの出力信号が第3の論理和回路433から第2の論理積回路422に入力されている。
その結果、ハイレベルの出力信号が第2の論理積回路422から第1の論理和回路431に出力されたのち、ハイレベルの出力信号が第1の論理和回路431から第2の遅延回路442に出力されるため、所定の再閉路時間である0.5秒後にハイレベルの第4の再閉路信号US4が第2の遅延回路442から第4の遮断器44に出力されて、図6(a)に示すように1線地絡事故が発生してから1秒(=0.5秒+0.5秒)後に第4の遮断器44が再閉路される。
このようにして第2および第4の遮断器42,44が再閉路されると、電源端地絡回線選択継電装置11bおよび受電端地絡回線選択継電装置12bが動作して、動作時間である0.15秒後に第1および第3の遮断器41,43が遮断される。その結果、図6(b)に示すように、第1の送電線1Lに発生した1線地絡事故は1.15秒(=1秒+0.15秒)後に消滅する。
以上の説明では、所定回線を第2の送電線2Lとしたが、たとえば第1の送電線1Lが低絶縁回線である場合には所定回線を第1の送電線1Lとしてもよい。この場合には、図1に示した電源端再閉路回路30の代わりに図7に示す電源端再閉路回路30’を使用するとともに、図2に示した受電端再閉路回路40の代わりに図8に示す受電端再閉路回路40’を使用する。
ここで、電源端再閉路回路30’は、第4の論理積回路324が第2の遮断器42から入力される第2の接点信号SCB2と第1の無電圧検出回路311の出力信号と第3の遅延回路343の出力信号との論理積をとる点、論理和回路33が第1の論理積回路321の出力信号と第4の論理積回路324の出力信号との論理和をとる点、論理和回路33の出力信号が第1の遅延回路341に入力される点、および、第1の遮断器41を遮断するための第1の遮断信号TS1が第3の遅延回路343から出力される点で、図1に示した電源端再閉路回路30と異なる。
これにより、第1および第2の電源端地絡方向継電装置211,212が共に事故を検出した場合には、所定回線の遮断器である第1の遮断器41が所定の遮断時間経過後に遮断されるとともに、所定回線の隣回線の遮断器である第2の遮断器42が「入」状態であり、かつ、所定回線の線路電圧である第1の線路電圧VPD1が一旦無電圧であると、所定の再閉路時間経過後に所定回線の遮断器である第1の遮断器41が再閉路されるため、相手端(受電端)の情報を利用することなく自端(電源端)のみの情報で第2の電源端再閉路機能が実現される。
同様に、受電端再閉路回路40’は、第4の論理積回路424が第4の遮断器44から入力される第4の接点信号SCB4と第1の無電圧検出回路411の出力信号と第3の遅延回路443の出力信号との論理積をとる点、第1の論理和回路431が第1の論理積回路421の出力信号と第4の論理積回路424の出力信号との論理和をとる点、第1の論理和回路431の出力信号が第1の遅延回路441に入力される点、および、第3の遮断器43を遮断するための第3の遮断信号TS3が第3の遅延回路443から出力される点で、図2に示した受電端再閉路回路40と異なる。
これにより、第1および第2の受電端地絡方向継電装置221,222が共に外部方向の電流を検出した場合には、所定回線の遮断器である第3の遮断器43が所定の遮断時間経過後に遮断されるとともに、所定回線の隣回線の遮断器である第4の遮断器44が「入」状態であり、かつ、所定回線の線路電圧である第3の線路電圧VPD3が一旦無電圧であると、所定の再閉路時間経過後に所定回線の遮断器である第3の遮断器43が再閉路されるため、相手端(電源端)の情報を利用することなく自端(受電端)のみの情報で第3の受電端再閉路機能が実現される。
本発明の一実施例による保護継電システムにおいて電源端回線選択継電装置11が備える電源端再閉路回路30の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例による保護継電システムにおいて受電端回線選択継電装置21が備える受電端再閉路回路40の構成を示すブロック図である。 第1の送電線1Lに1線地絡事故が発生すると同時に第2の送電線2Lに2線地絡事故が発生した場合の本発明の一実施例による保護継電システムの動作について説明するための図である。 第1の送電線1Lに1線地絡事故が発生すると同時に第2の送電線2Lに2線地絡事故が発生した場合の本発明の一実施例による保護継電システムの動作について説明するための図である。 第1および第2の送電線1L,2Lに1線(同相)地絡事故が同時に発生した場合の本発明の一実施例による保護継電システムの動作について説明するための図である。 第1および第2の送電線1L,2Lに1線(同相)地絡事故が同時に発生した場合の本発明の一実施例による保護継電システムの動作について説明するための図である。 所定回線を第1の送電線1Lとする場合に使用される電源端回線選択継電装置11が備える電源端再閉路回路30’の構成を示すブロック図である。 所定回線を第1の送電線1Lとする場合に使用される受電端回線選択継電装置12が備える受電端再閉路回路40’の構成を示すブロック図である。 第1の送電線1Lに1線地絡事故が発生すると同時に第2の送電線2Lに2線地絡事故が発生した場合の従来の保護継電システムの動作について説明するための図である。 第1の送電線1Lに1線地絡事故が発生すると同時に第2の送電線2Lに2線地絡事故が発生した場合の従来の保護継電システムの動作について説明するための図である。 第1および第2の送電線1L,2Lに1線(同相)地絡事故が同時に発生した場合の従来の保護継電システムの動作について説明するための図である。
符号の説明
1〜44 第1乃至第4の遮断器
11,111 電源端回線選択継電装置
11a,111a 電源端短絡回線選択継電装置
11b,111b 電源端地絡回線選択継電装置
12,112 受電端回線選択継電装置
12a,112a 受電端短絡回線選択継電装置
12b,112b 受電端地絡回線選択継電装置
211,212,1211,1212 第1および第2の電源端地絡方向継電装置
221,222,1221,1222 第1および第2の受電端地絡方向継電装置
30,30’ 電源端再閉路回路
311,312 第1および第2の無電圧検出回路
321〜324 第1乃至第4の論理積回路
33 論理和回路
341〜343 第1乃至第3の遅延回路
40,40’ 受電端再閉路回路
411,412 第1および第2の無電圧検出回路
421〜424 第1乃至第4の論理積回路
431〜433 第1乃至第3の論理和回路
441〜443 第1乃至第3の遅延回路
1L,2L 第1および第2の送電線
PD1〜VPD4 第1乃至第4の線路電圧
CB1〜SCB 4 第1乃至第4の接点信号
DG1,SDG2 第1および第2の事故検出信号
DG3,SDG4 第1および第2の外部方向電流検出信号
SGR 事故検出信号
SS1,TSS2 第1および第2の電源端短絡回線選択継電装置トリップ信号
SS3,TSS4 第1および第2の受電端短絡回線選択継電装置トリップ信号
S1〜TS4 第1乃至第4の遮断信号
S1〜US 4 第1乃至第4の再閉路信号

Claims (5)

  1. 平衡2回線送電線を事故から保護するための保護継電システムであって、
    前記平衡2回線送電線の電源端に設置された、かつ、電源端短絡回線選択継電装置(11a)および電源端地絡回線選択継電装置(11b)を備えた電源端回線選択継電装置(11)と、
    前記平衡2回線送電線を構成する第1および第2の送電線(1L,2L)の電源端にそれぞれ設置された第1および第2の電源端地絡方向継電装置(211,212)と、
    前記平衡2回線送電線の受電端に設置された、かつ、受電端短絡回線選択継電装置(12a)および受電端地絡回線選択継電装置(12b)を備えた受電端回線選択継電装置(12)と、
    前記第1および第2の送電線の受電端にそれぞれ設置された第1および第2の受電端地絡方向継電装置(221,222)とを具備し、
    前記電源端回線選択継電装置および前記受電端回線選択継電装置が、前記平衡2回線送電線の2回線またがり事故時に該平衡2回線送電線の自端の情報のみで前記第1または第2の送電線を再閉路するための電源端再閉路回路(30;30’)および受電端再閉路回路(40;40’)をそれぞれ備える、
    ことを特徴とする、保護継電システム。
  2. 前記電源端再閉路回路および前記受電端再閉路回路が、前記電源端短絡回線選択継電装置および前記受電端短絡回線選択継電装置によって自回線の遮断器が遮断された場合には、隣回線の遮断器が「入」状態であり、かつ、自回線の線路電圧が一旦無電圧であることを条件に、所定の再閉路時間経過後に該自回線の遮断器を再閉路する電源端再閉路機能および受電端再閉路機能をそれぞれ有することを特徴とする、請求項1記載の保護継電システム。
  3. 前記電源端再閉路回路が、前記第1および第2の電源端地絡方向継電装置が共に事故を検出した場合には、前記自回線および前記隣回線の一方である所定回線の遮断器を所定の遮断時間経過後に遮断するとともに、該所定回線の隣回線の遮断器が「入」状態であり、かつ、該所定回線の線路電圧が一旦無電圧であることを条件に、所定の再閉路時間経過後に該所定回線の遮断器を再閉路する第2の電源端再閉路機能をさらに有することを特徴とする、請求項2または3記載の保護継電システム。
  4. 前記受電端再閉路回路が、受電端地絡過電圧継電装置によって「受電端零相電圧の大きさが整定値以上になった」と判定されたのち所定の時間経過後に前記受電端地絡回線選択継電装置が事故を検出した場合には、前記隣回線の遮断器が「入」状態であり、かつ、前記自回線の線路電圧が一旦無電圧であることを条件に、所定の再閉路時間経過後に該自回線の遮断器を再閉路する第2の受電端再閉路機能をさらに有することを特徴とする、請求項2または3記載の保護継電システム。
  5. 前記受電端再閉路回路が、前記第1および第2の受電端地絡方向継電装置が共に外部方向の電流を検出した場合には、前記自回線および前記隣回線の一方である所定回線を所定の遮断時間経過後に遮断するとともに、該所定回線の隣回線の遮断器が「入」状態であり、かつ、該所定回線の線路電圧が一旦無電圧であることを条件に、所定の再閉路時間経過後に該所定回線の遮断器を再閉路する第3の受電端再閉路機能をさらに有することを特徴とする、請求項2乃至4いずれかに記載の保護継電システム。
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