JP5153449B2 - 分散リアクトル系統用人工地絡試験装置 - Google Patents
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Description
(手順1)図11(b)に×印で示すように母線1に接続されている中性点接地抵抗2(以下、「NGR2」と称する。)と配電線A〜Dにそれぞれ取り付けられている第1乃至第4のリアクトル31〜34を引き抜いて、6kV分散リアクトル系統から6kV非接地系統へ移行する。
(手順2)移行した6kV非接地系統の人工地絡試験を実施して、6kV非接地系統の配電線A〜Dの充電電流を求める。
(手順3)母線1にNGR2を接続するとともに配電線A〜Dに第1乃至第4のリアクトル31〜34をそれぞれ投入して、6kV非接地系統から6kV分散リアクトル系統へ移行する。
(手順4)移行した6kV分散リアクトル系統の人工地絡試験を実施する。
また、本出願人らは、下記の特許文献2において、費用が必要でかつ危険性がありかつ電力系統全体に影響を与える人工地絡試験を実施することなく対地静電容量を簡単に測定することができるとともに補償リアクトルの補償容量を容易に設定し得るようにするために、系統母線から配電線を引き出した電力系統について、系統全体の対地静電容量と配電線毎の対地静電容量をそれぞれ測定する装置であって、系統母線に接続された接地用変圧器の二次側から微小な測定用電流を系統母線に重畳させる電流重畳部と、その測定用電流の重畳前後での接地用変圧器の二次電圧、各配電線に設けられた零相変流器の二次電圧、系統母線に接続された計器用接地変圧器の三次電圧(零相電圧)および測定用電流を測定する測定部と、測定部からの測定データに基づいて所定の演算処理を実行する演算部とを具備する、電力系統の対地静電容量測定装置を提案している。
また、上記特許文献1に開示されている非接地電力系統の対地静電容量の測定装置は、分散リアクトル系統の充電電流の測定に使用することもできるが、測定した分散リアクトル系統の充電電流から非接地系統の充電電流を求めることはできないという問題がある。
さらに、上記特許文献2で本出願人らが提案している電力系統の対地静電容量測定装置は、分散リアクトル系統には対応していない。
ここで、前記リアクトル投入量良否判定部において「リアクトル投入量が不適正」と判定された場合に、前記各リアクトル投入量(I L1 〜I L4 )が良好となる各改善リアクトル投入量(IL1’〜IL4’)を算出するとともに、該算出した改善リアクトル投入量(I L1 ’〜I L4 ’)を用いて改善後の非接地系統充電電流(I C )を算出するための改善リアクトル投入量算出部(17)をさらに具備してもよい。
前記リアクトル投入量良否判定部において「リアクトル投入量が良好」と判定された場合には前記非接地系統充電電流(I C )と「リアクトル投入量が良好である」旨を示すメッセージとを表示装置に表示し、前記リアクトル投入量良否判定部において「リアクトル投入量が不適正」と判定された場合には「リアクトル投入量が不適正である」旨を示すメッセージと前記各改善リアクトル投入量(I L1 ’〜I L4 ’)と前記改善後の非接地系統充電電流(I C )とを前記表示装置に表示するための表示部(18)をさらに具備してもよい。
前記改善リアクトル投入量算出部が、前記合調度が100%以上である配電線(C)があったために前記リアクトル投入量良否判定部において「リアクトル投入量が不適正」と判定された場合に、前記配電線(C)のリアクトル投入量(I L3 )から該配電線(C)の非接地系統配電線充電電流(I C3 )を引いた値をリアクトル投入量のきざみ量で割った値を求め、該求めた値よりも大きい最小の整数値(a)を求め、該配電線(C)のリアクトル投入量(I L3 )から該求めた整数値(a)に該リアクトル投入量のきざみ量を掛けた値を引いて、該配電線(C)の改善リアクトル投入量(IL3’)を算出し、改善されていない前記各リアクトル投入量(I L1 ,I L2 ,I L4 )および改善された前記改善リアクトル投入量(I L3 ’)の合計値である改善リアクトル投入量合計値(I L ’)に所定の数値を掛けてリアクトル投入量改善後のリアクトル有効分(I Ln )である改善リアクトル有効分(I Ln ’)を求め、前記分散リアクトル系統充電電流(I G )の実数値からリアクトル投入量改善前後のリアクトル有効分の差(I Ln −I Ln ’)を引いて改善分散リアクトル系統充電電流(IG’)の実数値を算出し、前記非接地系統充電電流(I C )からリアクトル投入量改善後の改善リアクトル投入量合計値(IL’)を引いて前記改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の虚数値を算出し、該算出した改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の実数値および虚数値に基づいて該改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の進み角を算出し、該算出した改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の実数値および進み角を用いて該改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の電流値を算出し、該算出した改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の電流値が前記目標充電電流(I M )未満であるか否かを判定してもよい。
前記改善リアクトル投入量算出部が、前記改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の電流値が前記目標充電電流(I M )以上であったために前記リアクトル投入量良否判定部において「リアクトル投入量が不適正」と判定された場合に、前記各非接地系統配電線充電電流(I C1 〜I C4 )から改善されていない前記各リアクトル投入量(I L1 ,I L2 ,I L4 )および改善された前記改善リアクトル投入量(I L3 ’)を引いた値を前記リアクトル投入量のきざみ量で割った値を新たに求め、該新たに求めた値よりも小さい最大の整数値(a1〜a4)を前記各配電線について新たに求め、該新たに求めた各配電線についての整数値に前記リアクトル投入量のきざみ量を掛けた値を改善されていない前記各リアクトル投入量(I L1 ,I L2 ,I L4 )および改善された前記改善リアクトル投入量(I L3 ’)に足すことにより該各配電線の他の改善リアクトル投入量を新たに算出し、該算出した各他の改善リアクトル投入量の合計値である他の改善リアクトル投入量合計値に前記所定の数値を掛けて今回のリアクトル投入量改善後のリアクトル有効分である他の改善リアクトル有効分を新たに求め、前記分散リアクトル系統充電電流(I G )の実数値から今回のリアクトル投入量改善前後のリアクトル有効分の差を引いて改善分散リアクトル系統充電電流(IG’)の実数値を新たに算出し、前記非接地系統充電電流(I C )から前記他の改善リアクトル投入量合計値を引いて前記改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の虚数値を新たに算出し、該新たに算出した改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の実数値および虚数値に基づいて該改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の進み角を新たに算出し、該新たに算出した改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の実数値および進み角を用いて該改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の電流値を新たに算出し、該新たに算出した改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の電流値が前記目標充電電流未満(I M )であるか否かを判定してもよい。
(1)分散リアクトル系統の人工地絡試験の試験結果に基づいて分散リアクトル系統の充電電流と分散リアクトル系統を非接地系統に移行したときの充電電流とを算出し、算出した分散リアクトル系統の充電電流と分散リアクトル系統を非接地系統に移行したときの充電電流とに基づいて分散リアクトル系統の各配電線のリアクトル投入量が良好か否かを判定することにより、分散リアクトル系統の人工地絡試験を実施するだけで分散リアクトル投入量の良否を判定することができるので、費用および時間を大幅に削減することができるとともに試験中に地絡方向継電器および地絡過電圧継電器をロックする時間が大幅に短くなる。
(2)「リアクトル投入量が不適正」と判定された場合に分散リアクトル系統の人工地絡試験の試験結果に基づいて改善リアクトル投入量を算出することにより、リアクトル投入量の改善作業を迅速に行うことができる。
本発明の一実施例による分散リアクトル系統用人工地絡試験装置10(以下、「人工地絡試験装置10」と称する。)は、図2に示すような6kV分散リアクトル系統について使用するものであり、図1に示すように、入力データ受信部11と、入力データ記憶部12と、測定データ受信部13と、測定データ記憶部14と、充電電流算出部15と、リアクトル投入量良否判定部16と、改善リアクトル投入量算出部17と、表示部18とを具備する。
(1)母線1に設置されている接地形計器用変圧器5(以下、「GPT5」と称する。)のGPT3次電圧VGPT(110Vまたは190V)
(2)配電線A〜Dの第1乃至第4のリアクトル投入量IL1〜IL4
(3)第1乃至第4のリアクトル投入量IL1〜IL4の合計値であるリアクトル投入量合計値IL
(4)リアクトル投入量合計値ILに“0.1”を掛けた値であるリアクトル有効分ILn
(5)母線1に設置されているNGR2のNGR電流In
(6)GPT5に関するGPT制限抵抗Rn
(7)GPT制限抵抗Rnより算出したGPT制限抵抗電流Ir
(8)配電系統内の最大接地抵抗値Rm
(9)6kV分散リアクトル系統の目標充電電流IM(たとえば、1秒以内に自動的に遮断する装置を設けている箇所では目標充電電流IM=600V/Rm)
まず、第1乃至第4のリアクトル投入量IL1〜IL4がすべて良好である場合について、図5および図6も参照して説明する。
人工地絡試験を実施する前に、以下に示すデータが試験員によって入力装置を用いて人工地絡試験装置10に入力データとして入力される(図5の上の表参照)。
(1)GPT3次電圧VGPT=190V
(2)第1のリアクトル量IL1=3.0A
第2のリアクトル量IL2=3.0A
第3のリアクトル量IL3=2.5A
第4のリアクトル量IL4=5.0A
(3)リアクトル投入量合計値IL=13.5A(=3.0A+3.0A+2.5A+5.0A)
(4)リアクトル有効分ILn=1.35A(=13.5A×0.1)
(5)NGR電流In=3.87A
(6)GPT制限抵抗=25Ω
(7)GPT制限抵抗電流Ir=0.379A
(8)最大接地抵抗値Rm=100Ω
(9)目標充電電流IM=6A(=600V/Rm)
この人工地絡試験によって母線1に発生する零相電圧V0がGPT5から人工地絡試験装置10に入力され、配電線A〜Dに流れる第1乃至第4の零相電流I01〜I04が第1乃至第4のDG41〜44から人工地絡試験装置10にそれぞれ入力されるとともに、地絡発生装置6によって測定された地絡電流Igが地絡発生装置6から人工地絡試験装置10に入力される。
GPT3次電圧VGPTと零相電圧V0と地絡電流Igとに基づいて、母線1の赤相、白相および青相の分散リアクトル系統充電電流の電流値および進み角が次式によりそれぞれ算出される。
各相の分散リアクトル系統充電電流の電流値=(VGPT/V0)×Ig
各相の分散リアクトル系統充電電流の位相角=360°−(Igの位相角)
この例では、図5の下の表に示すように、母線1の赤相の分散リアクトル系統充電電流の電流値および進み角は5.54A(=(190V/35.7V)×1.04A)および14.0°(=360°−346°)となり、母線1の白相の分散リアクトル系統充電電流の電流値および進み角は5.20A(=(190V/38.0V)×1.04A)および23.0°(=360°−337°)となり、母線1の青相の分散リアクトル系統充電電流の電流値および進み角は4.77A(=(190V/40.2V)×1.01A)および16.0°(=360°−344°)となる。
続いて、算出された母線1の赤相、白相および青相の分散リアクトル系統充電電流の電流値および進み角の平均を求めることにより、分散リアクトル系統充電電流IGの電流値および進み角が算出される。また、算出された分散リアクトル系統充電電流IGをベクトルで表したときの実数値(NGR電流In+リアクトル有効分ILn+GPT制限抵抗電流Ir)および虚数値(非接地系統充電電流IC−リアクトル電流)が算出される(図5のベクトル図参照)。
この例では、図5の下の表に示すように、分散リアクトル系統充電電流IGの電流値および進み角は5.17A(=(5.54A+5.20A+4.77A)/3)および18.0°(=(14.0°+23.0°+16.0°)/3)となり、分散リアクトル系統充電電流IGの実数値および虚数値は4.92Aおよび1.6Aとなる。
リアクトル投入量合計値ILと分散リアクトル系統充電電流IGの虚数値とを足すことにより、非接地系統充電電流ICが算出される。
この例では、非接地系統充電電流ICは15.10A(=13.5A+1.60A)となる。
第1乃至第4の零相電流I01〜I04に基づいて、配電線A〜Dの赤相、白相および青相の配電線外部充電電流の無効分が次式により算出される。
配電線外部充電電流の無効分=電流値×sin(180°−位相角)
この例では、図6に示すように、配電線Aの赤相、白相および青相の配電線外部充電電流の無効分は0.96mA(=2.80mA×sin(360°−160°))、2.05mA(=2.30mA×sin(360°−117°))および0.27mA(=1.30mA×sin(360°−168°))となる。配電線Bの赤相、白相および青相の配電線外部充電電流の無効分は0.84mA(=1.40mA×sin(360°−143°))、0.53mA(=2.80mA×sin(360°−169°))および0.88mA(=2.00mA×sin(360°−154°))となる。配電線Cの赤相、白相および青相の配電線外部充電電流の無効分は−0.16mA(=2.30mA×sin(360°−184°))、0.87mA(=1.80mA×sin(360°−151°))および−0.19mA(=1.40mA×sin(360°−188°))となる。配電線Dの赤相、白相および青相の配電線外部充電電流の無効分は0.36mA(=1.50mA×sin(360°−166°))、0.44mA(=2.30mA×sin(360°−169°))および1.13mA(=2.40mA×sin(360°−152°))となる。
続いて、算出された配電線A〜Dの赤相、白相および青相の配電線外部充電電流の無効分の平均を求めることにより、配電線A〜Dの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値が算出される。
この例では、図6に示すように、配電線Aの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値は1.092mA(=(0.96mA+2.05mA+0.27mA)/3)となり、配電線Bの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値は0.751mA(=(0.84mA+0.53mA+0.88mA)/3)となり、配電線Cの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値は0.172mA(=(−0.16mA+0.87mA−0.19mA)/3)となり、配電線Dの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値は0.643mA(=(0.36mA+0.44mA+1.13mA)/3)となる。
続いて、算出された配電線A〜Dの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値を足すことにより、配電線A〜Dの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値の合計値が算出される。
この例では、図6に示すように、配電線A〜Dの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値の合計値は2.659mA(=1.092mA+0.751mA+0.172mA+0.643mA)となる。
続いて、非接地系統充電電流IC、リアクトル投入量合計値IL、配電線A〜Dの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値、配電線A〜Dの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値の合計値および第1乃至第4のリアクトル投入量IL1〜IL4に基づいて、第1乃至第4の非接地系統配電線充電電流IC1〜IC4が次式により算出される。
IC1=(IC−IL)×{(配電線Aの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値)/(配電線外部充電電流の無効分の三相平均値の合計値)}+IL1
IC2=(IC−IL)×{(配電線Bの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値)/(配電線外部充電電流の無効分の三相平均値の合計値)}+IL2
IC3=(IC−IL)×{(配電線Cの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値)/(配電線外部充電電流の無効分の三相平均値の合計値)}+IL3
IC4=(IC−IL)×{(配電線Dの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値)/(配電線外部充電電流の無効分の三相平均値の合計値)}+IL4
この例では、図6に示すように、第1の非接地系統配電線充電電流IC1は3.66A(=(15.10A−13.50A)×(1.092mA/2.659mA)+3.0A)となり、第2の非接地系統配電線充電電流IC2は3.45A(=(15.10A−13.50A)×(0.751mA/2.659mA)+3.0A)となり、第3の非接地系統配電線充電電流IC3は2.60A(=(15.10A−13.50A)×(0.172mA/2.659mA)+2.5A)となり、第4の非接地系統配電線充電電流IC4は5.39A(=(15.10A−13.50A)×(0.643mA/2.659mA)+5.0A)となる。
なお、第1乃至第4の非接地系統配電線充電電流IC1〜IC4の合計値は非接地系統充電電流ICとなる。
(1)配電線A〜Dの第1乃至第4の合調度K1〜K4の算出
充電電流算出部15によって算出された第1乃至第4の非接地系統配電線充電電流IC1〜IC4と第1乃至第4のリアクトル投入量IL1〜IL4とに基づいて、配電線A〜Dの第1乃至第4の合調度K1〜K4が次式により算出される。
K1=IL1/IC1
K2=IL2/IC2
K3=IL3/IC3
K4=IL4/IC4
この例では、配電線Aの第1の合調度K1は82.0%(=3.00A/3.66A)となり、配電線Bの第2の合調度K2は86.9%(=3.00A/3.45A)となり、配電線Cの第3の合調度K3は96.0%(=2.50A/2.60A)となり、配電線Dの第4の合調度K4は92.8%(=5.00A/5.39A)となる。
(2)リアクトル投入量の良否判定
続いて、算出された第1乃至第4の合調度K1〜K4がすべて100%未満であるか判定する(図4のステップS21)。
この例では、第1乃至第4の合調度K1〜K4(82.0%、86.9%、96.0%および92.8%)はすべて100%未満である。
続いて、充電電流算出部15によって算出された分散リアクトル系統充電電流IGの電流値が目標充電電流IM未満であるかが判定される(ステップS22)。
この例では、分散リアクトル系統充電電流IGの電流値(=5.17A)は目標充電電流IM(6A)未満である。
その結果、リアクトル投入量良否判定部16において「リアクトル投入量が良好」と判定され、「リアクトル投入量が良好である」旨を示す判定結果信号と非接地系統充電電流ICとがリアクトル投入量良否判定部16から表示部18に出力される。
試験員は、表示装置にメッセージ「リアクトル投入量 良好」と非接地系統充電電流ICとが表示されると、6kVリアクトル系統の人工地絡試験を終了する。
人工地絡試験を実施する前に、以下に示すデータが試験員によって入力装置を用いて人工地絡試験装置10に入力データとして入力される(図7の上の表参照)。
(1)GPT3次電圧VGPT=190V
(2)第1のリアクトル量IL1=3.0A
第2のリアクトル量IL2=3.0A
第3のリアクトル量IL3=2.0A
第4のリアクトル量IL4=5.0A
(3)リアクトル投入量合計値IL=13.0A(=3.0A+3.0A+2.0A+5.0A)
(4)リアクトル有効分ILn=1.30A(=13.0A×0.1)
(5)NGR電流In=3.87A
(6)GPT制限抵抗=25Ω
(7)GPT制限抵抗電流Ir=0.379A
(8)最大接地抵抗値Rm=100Ω
(9)目標充電電流IM=6A(=600V/Rm)
この人工地絡試験によって母線1に発生する零相電圧V0がGPT5から人工地絡試験装置10に入力され、配電線A〜Dに流れる第1乃至第4の零相電流I01〜I04が第1乃至第4のDG41〜44から人工地絡試験装置10にそれぞれ入力されるとともに、地絡発生装置6によって測定された地絡電流Igが地絡発生装置6から人工地絡試験装置10に入力される。
この例では、図7の下の表に示すように、母線1の赤相の分散リアクトル系統充電電流の電流値および進み角は5.54A(=(190V/35.7V)×1.04A)および12.0°(=360°−348°)となり、母線1の白相の分散リアクトル系統充電電流の電流値および進み角は5.20A(=(190V/38.0V)×1.04A)および21.0°(=360°−339°)となり、母線1の青相の分散リアクトル系統充電電流の電流値および進み角は4.77A(=(190V/40.2V)×1.01A)および14.0°(=360°−346°)となる。
また、図7の下の表に示すように、分散リアクトル系統充電電流IGの電流値および進み角は5.17A(=(5.54A+5.20A+4.77A)/3)および16.0°(=(12.0°+21.0°+14.0°)/3)となり、分散リアクトル系統充電電流IGの実数値および虚数値は4.97Aおよび1.43Aとなる。
(2)非接地系統充電電流ICの算出
この例では、非接地系統充電電流ICは14.43A(=13.0A+1.43A)となる。
(3)第1乃至第4の非接地系統配電線充電電流IC1〜IC4の算出
この例では、図8に示すように、配電線Aの赤相、白相および青相の配電線外部充電電流の無効分は0.96mA(=2.80mA×sin(360°−160°))、2.05mA(=2.30mA×sin(360°−117°))および0.27mA(=1.30mA×sin(360°−168°))となる。配電線Bの赤相、白相および青相の配電線外部充電電流の無効分は0.84mA(=1.40mA×sin(360°−143°))、0.53mA(=2.80mA×sin(360°−169°))および0.88mA(=2.00mA×sin(360°−154°))となる。配電線Cの赤相、白相および青相の配電線外部充電電流の無効分は−0.16mA(=2.30mA×sin(360°−184°))、0.00mA(=1.80mA×sin(360°−180°))および−0.19mA(=1.40mA×sin(360°−188°))となる。配電線Dの赤相、白相および青相の配電線外部充電電流の無効分は0.36mA(=1.50mA×sin(360°−166°))、0.44mA(=2.30mA×sin(360°−169°))および1.13mA(=2.40mA×sin(360°−152°))となる。
また、図8に示すように、配電線Aの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値は1.092mA(=(0.96mA+2.05mA+0.27mA)/3)となり、配電線Bの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値は0.751mA(=(0.84mA+0.53mA+0.88mA)/3)となり、配電線Cの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値は−0.118mA(=(−0.16mA+0.00mA−0.19mA)/3)となり、配電線Dの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値は0.643mA(=(0.36mA+0.44mA+1.13mA)/3)となる。
また、図8に示すように、配電線A〜Dの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値の合計値は2.368mA(=1.092mA+0.751mA−0.118mA+0.643mA)となる。
その結果、図8に示すように、第1の非接地系統配電線充電電流IC1は3.66A(=(14.43A−13.00A)×(1.092mA/2.368mA)+3.0A)となり、第2の非接地系統配電線充電電流IC2は3.45A(=(14.43A−13.00A)×(0.751mA/2.368mA)+3.0A)となり、第3の非接地系統配電線充電電流IC3は1.93A(=(14.43A−13.00A)×(−0.118mA/2.368mA)+2.0A)となり、第4の非接地系統配電線充電電流IC4は5.39A(=(14.43A−13.00A)×(0.643mA/2.368mA)+5.0A)となる。
なお、第1乃至第4の非接地系統配電線充電電流IC1〜IC4の合計値は非接地系統充電電流ICとなる。
(1)配電線A〜Dの第1乃至第4の合調度K1〜K4の算出
この例では、配電線Aの第1の合調度K1は82.0%(=3.00A/3.66A)となり、配電線Bの第2の合調度K2は86.9%(=3.00A/3.45A)となり、配電線Cの第3の合調度K3は103.7%(=2.00A/1.93A)となり、配電線Dの第4の合調度K4は92.8%(=5.00A/5.39A)となる。
(2)リアクトル投入量の良否判定
この例では、第1、第2および第4の合調度K1,K2,K4(82.0%、86.9%および92.8%)は100%未満であるが、第3の合調度K3(103.7%)は100%以上であるため、「リアクトル投入量が不適正である」と判定される(図4のステップS21,S31)。
リアクトル投入量のきざみ量は0.5Aであるため、第3のリアクトル投入量IL3から第3の非接地系統配電線充電電流IC3を引いた値を0.5Aで割った値を求め、求めた値よりも大きい最小の整数値aが求められる。
この例では、第3のリアクトル投入量IL3から第3の非接地系統配電線充電電流IC3を引いた値を0.5Aで割った値は“0.14”(=(2.0A−1.93A)/0.5A)となるため、整数値aは“1”となる。
求めた整数値aを用いて、第3の改善リアクトル投入量IL3’が次式により算出される。
IL3’=IL3−a×0.5A
この例では、第3の改善リアクトル投入量IL3’は1.5A(=2.0A−1×0.5A=1.5A)となる。
この例では、改善後の第3の合調度K3は、77.8%(=IL3’/IC3=1.5A/1.93A)となり、100%未満となる。
(1)改善分散リアクトル系統充電電流IG’の実数値の算出
リアクトル投入量改善後のリアクトル有効分ILn(以下、「改善リアクトル有効分ILn’」と称する。)が求められる。
この例では、リアクトル投入量改善後のリアクトル投入量合計値(以下、「改善リアクトル投入量合計値IL’」と称する。)は12.5A(=3.0A+3.0A+1.5A+5.0A)となるため、改善リアクトル有効分ILn’は1.25A(12.5A×0.1)となる。
分散リアクトル系統充電電流IGの実数値からリアクトル有効分ILnと改善リアクトル有効分ILn’との差(ILn−ILn’)を引いて、改善分散リアクトル系統充電電流IG’の実数値が算出される。
この例では、改善分散リアクトル系統充電電流IG’の実数値は4.92A(=4.97A−(1.30A−1.25A))となる。
(2)改善分散リアクトル系統充電電流IG’の虚数値の算出
非接地系統充電電流ICから改善リアクトル投入量合計値IL’を引いて、改善分散リアクトル系統充電電流IG’の虚数値が算出される。
この例では、改善分散リアクトル系統充電電流IG’の虚数値は1.93A(=14.43A−12.5A)となる。
(3)改善分散リアクトル系統充電電流IG’の進み角の算出
改善分散リアクトル系統充電電流IG’の実数値および虚数値を用いて、改善分散リアクトル系統充電電流IG’の進み角が算出される。
この例では、改善分散リアクトル系統充電電流IG’の進み角は21.4°(=tan-1(1.93A/4.92A))となる。
(4)改善分散リアクトル系統充電電流IG’の電流値の算出
改善分散リアクトル系統充電電流IG’の実数値および進み角を用いて、改善分散リアクトル系統充電電流IG’の電流値が算出される。
この例では、改善分散リアクトル系統充電電流IG’の電流値は5.29A(=4.92A/cos(21.4°))となる。
この例では、改善分散リアクトル系統充電電流IG’の電流値(=5.29A)は目標充電電流IM(=6.0A)未満であるため、「リアクトル投入量が良好」と判定される。
その結果、「リアクトル投入量が良好である」旨を示す判定結果信号が改善リアクトル投入量算出部17から表示部18に出力される。
試験員は、表示装置にメッセージ「リアクトル投入量 不適正」と表示されると、表示装置に表示された改善リアクトル投入量ILi’を入力装置から人工地絡試験装置10に入力して(図3のステップS11参照)、配電線のリアクトル投入量を改善リアクトル投入量ILi’へ変更する。その後、図3のステップS12からの動作が繰り返され、表示装置にメッセージ「リアクトル投入量 良好」と非接地系統充電電流ICとが表示されると、試験員は6kVリアクトル系統の人工地絡試験を終了する。
人工地絡試験を実施する前に、以下に示すデータが試験員によって入力装置を用いて人工地絡試験装置10に入力データとして入力される(図9の上の表参照)。
(1)GPT3次電圧VGPT=190V
(2)第1のリアクトル量IL1=3.0A
第2のリアクトル量IL2=3.0A
第3のリアクトル量IL3=2.0A
第4のリアクトル量IL4=5.0A
(3)リアクトル投入量合計値IL=13.0A(=3.0A+3.0A+2.0A+5.0A)
(4)リアクトル有効分ILn=1.30A(=13.0A×0.1)
(5)NGR電流In=3.87A
(6)GPT制限抵抗=25Ω
(7)GPT制限抵抗電流Ir=0.379A
(8)最大接地抵抗値Rm=115Ω
(9)目標充電電流IM=5.22A(=600V/Rm)
この人工地絡試験によって母線1に発生する零相電圧V0がGPT5から人工地絡試験装置10に入力され、配電線A〜Dに流れる第1乃至第4の零相電流I01〜I04が第1乃至第4のDG41〜44から人工地絡試験装置10にそれぞれ入力されるとともに、地絡発生装置6によって測定された地絡電流Igが地絡発生装置6から人工地絡試験装置10に入力される。
この例では、図9の下の表に示すように、母線1の赤相の分散リアクトル系統充電電流の電流値および進み角は5.54A(=(190V/35.7V)×1.04A)および12.0°(=360°−348°)となり、母線1の白相の分散リアクトル系統充電電流の電流値および進み角は5.20A(=(190V/38.0V)×1.04A)および21.0°(=360°−339°)となり、母線1の青相の分散リアクトル系統充電電流の電流値および進み角は4.77A(=(190V/40.2V)×1.01A)および14.0°(=360°−346°)となる。
また、図9の下の表に示すように、分散リアクトル系統充電電流IGの電流値および進み角は5.17A(=(5.54A+5.20A+4.77A)/3)および16.0°(=(12.0°+21.0°+14.0°)/3)となり、分散リアクトル系統充電電流IGの実数値および虚数値は4.97Aおよび1.43Aとなる。
(2)非接地系統充電電流ICの算出
この例では、非接地系統充電電流ICは14.43A(=13.0A+1.43A)となる。
(3)第1乃至第4の非接地系統配電線充電電流IC1〜IC4の算出
この例では、図10に示すように、配電線Aの赤相、白相および青相の配電線外部充電電流の無効分は0.96mA(=2.80mA×sin(360°−160°))、2.05mA(=2.30mA×sin(360°−117°))および0.27mA(=1.30mA×sin(360°−168°))となる。配電線Bの赤相、白相および青相の配電線外部充電電流の無効分は0.84mA(=1.40mA×sin(360°−143°))、0.53mA(=2.80mA×sin(360°−169°))および0.88mA(=2.00mA×sin(360°−154°))となる。配電線Cの赤相、白相および青相の配電線外部充電電流の無効分は−0.16mA(=2.30mA×sin(360°−184°))、0.00mA(=1.80mA×sin(360°−180°))および−0.19mA(=1.40mA×sin(360°−188°))となる。配電線Dの赤相、白相および青相の配電線外部充電電流の無効分は0.36mA(=1.50mA×sin(360°−166°))、0.44mA(=2.30mA×sin(360°−169°))および1.13mA(=2.40mA×sin(360°−152°))となる。
また、図10に示すように、配電線Aの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値は1.092mA(=(0.96mA+2.05mA+0.27mA)/3)となり、配電線Bの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値は0.751mA(=(0.84mA+0.53mA+0.88mA)/3)となり、配電線Cの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値は−0.118mA(=(−0.16mA+0.00mA−0.19mA)/3)となり、配電線Dの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値は0.643mA(=(0.36mA+0.44mA+1.13mA)/3)となる。
また、図10に示すように、配電線A〜Dの配電線外部充電電流の無効分の三相平均値の合計値は2.368mA(=1.092mA+0.751mA−0.118mA+0.643mA)となる。
その結果、図10に示すように、第1の非接地系統配電線充電電流IC1は3.66A(=(14.43A−13.00A)×(1.092mA/2.368mA)+3.0A)となり、第2の非接地系統配電線充電電流IC2は3.45A(=(14.43A−13.00A)×(0.751mA/2.368mA)+3.0A)となり、第3の非接地系統配電線充電電流IC3は1.93A(=(14.43A−13.00A)×(−0.118mA/2.368mA)+2.0A)となり、第4の非接地系統配電線充電電流IC4は5.39A(=(14.43A−13.00A)×(0.643mA/2.368mA)+5.0A)となる。
なお、第1乃至第4の非接地系統配電線充電電流IC1〜IC4の合計値は非接地系統充電電流ICとなる。
(1)配電線A〜Dの第1乃至第4の合調度K1〜K4の算出
この例では、配電線Aの第1の合調度K1は82.0%(=3.00A/3.66A)となり、配電線Bの第2の合調度K2は86.9%(=3.00A/3.45A)となり、配電線Cの第3の合調度K3は103.7%(=2.00A/1.93A)となり、配電線Dの第4の合調度K4は92.8%(=5.00A/5.39A)となる。
(2)リアクトル投入量の良否判定
この例では、第1、第2および第4の合調度K1,K2,K4(82.0%、86.9%および92.8%)は100%未満であるが、第3の合調度K3(103.7%)は100%以上であるため、「リアクトル投入量が不適正である」と判定される(図4のステップS21,S31)。
この例では、整数値aは“1”となるため、第3の改善リアクトル投入量IL3’は1.5A(=2.0A−1×0.5A=1.5A)となる結果、第3の合調度K3は、77.8%(=IL3’/IC3=1.5A/1.93A)となり、100%未満となる。
この例では、改善リアクトル投入量合計値IL’は12.5A(=3.0A+3.0A+1.5A+5.0A)となるため、改善リアクトル有効分ILn’は1.25A(12.5A×0.1)となる結果、改善分散リアクトル系統充電電流IG’の実数値は4.92A(=4.97A−(1.30A−1.25A))となる。
また、改善分散リアクトル系統充電電流IG’の虚数値は1.93A(=14.43A−12.5A)となる。
また、改善分散リアクトル系統充電電流IG’の進み角は21.4°(=tan-1(1.93A/4.92A))となる。
その結果、改善分散リアクトル系統充電電流IG’は5.29A(=4.92A/cos(21.4°))となる。
この例では、改善分散リアクトル系統充電電流IG’の電流値(=5.29A)は目標充電電流IM(=5.22A)以上であるため、「リアクトル投入量が不適正」と判定される。
リアクトル投入量のきざみ量は0.5Aであるため、第1乃至第4の非接地系統配電線充電電流IC1〜IC4から改善後リアクトル投入量IL’(第1、第2および第4のリアクトル投入量IL1,IL2,IL4と第3の改善リアクトル投入量IL3’)を引いた値を0.5Aで割った値を求め、求めた値よりも小さい最大の第1乃至第4の整数値a1〜a4が求められる。
この例では、第1のリアクトル投入量IL1から第1の非接地系統配電線充電電流IC1を引いた値を0.5Aで割った値は“1.32”(=(3.66A−3.00A)/0.5A)となるために第1の整数値a1は“1”となり、第2のリアクトル投入量IL2から第2の非接地系統配電線充電電流IC2を引いた値を0.5Aで割った値は“0.90”(=(3.45A−3.00A)/0.5A)となるために第2の整数値a2は“0”となり、第3の改善リアクトル投入量IL3’から第3の非接地系統配電線充電電流IC3を引いた値を0.5Aで割った値は“0.86”(=(1.93A−1.50A)/0.5A)となるために第3の整数値a3は“0”となり、第4のリアクトル投入量IL4から第4の非接地系統配電線充電電流IC4を引いた値を0.5Aで割った値は“0.78”(=(5.39A−5.00A)/0.5A)となるために第4の整数値a4は“0”となる。
求めた第1乃至第4の整数値a1〜a4に0.5Aを掛けた値をこの改善前のリアクトル投入量に足すことにより、改善後リアクトル投入量IL’が算出される。
この例では、第1の整数値a1が“1”であるため、0.5Aを第1のリアクトル投入量IL1(=3.0A)に足すことにより、第1の改善リアクトル投入量IL1’は3.5Aとなる。このときの第1の合調度K1は95.6%(=3.5A/3.66A)となる。
この例では、改善リアクトル投入量合計値IL’は13.0A(=3.5A+3.0A+1.5A+5.0A)となるため、改善リアクトル有効分ILn’は1.30A(13.0A×0.1)となる結果、改善分散リアクトル系統充電電流IG’の実数値は4.97A(=4.92A−(1.25A−1.30A))となる。
また、改善分散リアクトル系統充電電流IG’の虚数値は1.43A(=14.43A−13.0A)となる。
また、改善分散リアクトル系統充電電流IG’の進み角は16.1°(=tan-1(1.43A/4.97A))となる。
その結果、改善分散リアクトル系統充電電流IG’は5.17A(=4.97A/cos(16.1°))となる。
この例では、改善分散リアクトル系統充電電流IG’の電流値(=5.17A)は目標充電電流IM(=5.22A)未満であるため、「リアクトル投入量が良好」と判定される。
その結果、「リアクトル投入量が良好である」旨を示す判定結果信号と改善リアクトル投入量ILi’と非接地系統充電電流ICが改善リアクトル投入量算出部17から表示部18に出力される。
試験員は、表示装置にメッセージ「リアクトル投入量 不適正」と表示されると、表示装置に表示された改善リアクトル投入量ILi’を入力装置から人工地絡試験装置10に入力して(図3のステップS11参照)、配電線のリアクトル投入量を改善リアクトル投入量ILi’へ変更する。その後、図3のステップS12からの動作が繰り返され、表示装置にメッセージ「リアクトル投入量 良好」と非接地系統充電電流ICとが表示されると、試験員は6kVリアクトル系統の人工地絡試験を終了する。
2 NGR
31〜34 第1乃至第4のリアクトル
41〜44 第1乃至第4のDG
5 GPT
6 地絡発生装置
10 人工地絡試験装置
11 入力データ受信部
12 入力データ記憶部
13 測定データ受信部
14 測定データ記憶部
15 充電電流算出部
16 リアクトル投入量良否判定部
17 改善リアクトル投入量算出部
18 表示部
A〜D 配電線
a 整数値
a1〜a4 第1乃至第4の整数値
I01〜I04 第1乃至第4の零相電流
IC 非接地系統充電電流
IC1〜IC4 第1乃至第4の非接地系統配電線充電電流
Ig 地絡電流
IG 分散リアクトル系統充電電流
IG’ 改善分散リアクトル系統充電電流
IL リアクトル投入量合計値
IL’ 改善 リアクトル投入量合計値
IL1〜IL4 第1乃至第4のリアクトル投入量
IL1’〜IL4’ 第1乃至第4の改善リアクトル投入量
ILn リアクトル有効分
ILn’ 改善リアクトル有効分
IM 目標充電電流
In NGR電流
Ir GPT制限抵抗電流
K1〜K4 第1乃至第4の合調度
Rm 最大接地抵抗値
Rn GPT制限抵抗
V0 零相電圧
VGPT GPT3次電圧
S11〜S16,S21,S22,S31〜S35,S41,S42 ステップ
Claims (5)
- 分散リアクトル系統の人工地絡試験を実施する際に使用される分散リアクトル系統用人工地絡試験装置(10)であって、
前記分散リアクトル系統の母線(1)に設置された接地形計器用変圧器(5)のGPT3次電圧(V GPT )と該接地形計器用変圧器から入力される零相電圧(V 0 )と地絡発生装置(6)から入力される地絡電流(I g )とに基づいて分散リアクトル系統充電電流(I G )を算出し、該算出した分散リアクトル系統充電電流(I G )と前記分散リアクトル系統の各配電線(A〜D)のリアクトル投入量(I L1 〜I L4 )の合計値であるリアクトル投入量合計値(I L )とに基づいて非接地系統充電電流(I C )を算出するとともに、該算出した非接地系統充電電流(I C )と前記リアクトル投入量合計値(I L )と前記人工地絡試験時に前記各配電線に流れる零相電流(I 01 〜I 04 )と前記各リアクトル投入量(I L1 〜I L4 )とに基づいて前記各配電線の非接地系統配電線充電電流(I C1 〜I C4 )を算出するための充電電流算出部(15)と、
該充電電流算出部によって算出された前記各非接地系統配電線充電電流(I C1 〜I C4 )と前記各リアクトル投入量(I L1 〜I L4 )とに基づいて算出した前記各配電線の合調度(K 1 〜K 4 )がすべて100%未満であり、かつ、前記充電電流算出部によって算出された前記分散リアクトル系統充電電流(I G )の電流値が目標充電電流(I M )未満である場合に「リアクトル投入量が良好」と判定するためのリアクトル投入量良否判定部(16)とを具備し、
前記充電電流算出部が、
前記GPT3次電圧(V GPT )と前記各零相電圧(I 01 〜I 04 )と前記地絡電流(I g )とに基づいて、前記母線の各相の分散リアクトル系統充電電流の電流値および進み角を算出し、該算出した母線の各相の分散リアクトル系統充電電流の電流値および進み角の平均を求めることにより前記分散リアクトル系統充電電流(I G )の電流値および進み角を算出し、
該算出した分散リアクトル系統充電電流(I G )をベクトルで表したときの実数値および虚数値を算出し、
前記リアクトル投入量合計値(I L )と前記分散リアクトル系統充電電流(I G )の虚数値とを足すことにより前記非接地系統充電電流(I C )を算出し、
前記各零相電流(I 01 〜I 04 )に基づいて前記各配電線の各相の配電線外部充電電流の無効分を算出し、該算出した各配電線の各相の配電線外部充電電流の無効分の平均を求めることにより該各配電線の各相の配電線外部充電電流の無効分の三相平均値を算出し、該算出した各配電線の各相の配電線外部充電電流の無効分の三相平均値を足すことにより該各配電線の各相の配電線外部充電電流の無効分の三相平均値の合計値を算出し、前記算出した非接地系統充電電流(I C )、前記リアクトル投入量合計値(I L )、前記算出した各配電線の各相の配電線外部充電電流の無効分の三相平均値、前記算出した各配電線の各相の配電線外部充電電流の無効分の三相平均値の合計値および前記各リアクトル投入量(I L1 〜I L4 )を用いて、前記各非接地系統配電線充電電流(I C1 〜I C4 )を算出する、
ことを特徴とする、分散リアクトル系統用人工地絡試験装置。 - 前記リアクトル投入量良否判定部において「リアクトル投入量が不適正」と判定された場合に、前記各リアクトル投入量(I L1 〜I L4 )が良好となる各改善リアクトル投入量(IL1’〜IL4’)を算出するとともに、該算出した改善リアクトル投入量(I L1 ’〜I L4 ’)を用いて改善後の非接地系統充電電流(I C )を算出するための改善リアクトル投入量算出部(17)をさらに具備することを特徴とする、請求項1記載の分散リアクトル系統用人工地絡試験装置。
- 前記リアクトル投入量良否判定部において「リアクトル投入量が良好」と判定された場合には前記非接地系統充電電流(I C )と「リアクトル投入量が良好である」旨を示すメッセージとを表示装置に表示し、前記リアクトル投入量良否判定部において「リアクトル投入量が不適正」と判定された場合には「リアクトル投入量が不適正である」旨を示すメッセージと前記各改善リアクトル投入量(I L1 ’〜I L4 ’)と前記改善後の非接地系統充電電流(I C )とを前記表示装置に表示するための表示部(18)をさらに具備することを特徴とする、請求項2記載の分散リアクトル系統用人工地絡試験装置。
- 前記改善リアクトル投入量算出部が、
前記合調度が100%以上である配電線(C)があったために前記リアクトル投入量良否判定部において「リアクトル投入量が不適正」と判定された場合に、
前記配電線(C)のリアクトル投入量(I L3 )から該配電線(C)の非接地系統配電線充電電流(I C3 )を引いた値をリアクトル投入量のきざみ量で割った値を求め、該求めた値よりも大きい最小の整数値(a)を求め、該配電線(C)のリアクトル投入量(I L3 )から該求めた整数値(a)に該リアクトル投入量のきざみ量を掛けた値を引いて、該配電線(C)の改善リアクトル投入量(IL3’)を算出し、
改善されていない前記各リアクトル投入量(I L1 ,I L2 ,I L4 )および改善された前記改善リアクトル投入量(I L3 ’)の合計値である改善リアクトル投入量合計値(I L ’)に所定の数値を掛けてリアクトル投入量改善後のリアクトル有効分(I Ln )である改善リアクトル有効分(I Ln ’)を求め、前記分散リアクトル系統充電電流(I G )の実数値からリアクトル投入量改善前後のリアクトル有効分の差(I Ln −I Ln ’)を引いて改善分散リアクトル系統充電電流(IG’)の実数値を算出し、前記非接地系統充電電流(I C )からリアクトル投入量改善後の改善リアクトル投入量合計値(IL’)を引いて前記改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の虚数値を算出し、該算出した改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の実数値および虚数値に基づいて該改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の進み角を算出し、該算出した改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の実数値および進み角を用いて該改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の電流値を算出し、
該算出した改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の電流値が前記目標充電電流(I M )未満であるか否かを判定する、
ことを特徴とする、請求項2または3記載の分散リアクトル系統用人工地絡試験装置。 - 前記改善リアクトル投入量算出部が、
前記改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の電流値が前記目標充電電流(I M )以上であったために前記リアクトル投入量良否判定部において「リアクトル投入量が不適正」と判定された場合に、
前記各非接地系統配電線充電電流(I C1 〜I C4 )から改善されていない前記各リアクトル投入量(I L1 ,I L2 ,I L4 )および改善された前記改善リアクトル投入量(I L3 ’)を引いた値を前記リアクトル投入量のきざみ量で割った値を新たに求め、該新たに求めた値よりも小さい最大の整数値(a1〜a4)を前記各配電線について新たに求め、該新たに求めた各配電線についての整数値に前記リアクトル投入量のきざみ量を掛けた値を改善されていない前記各リアクトル投入量(I L1 ,I L2 ,I L4 )および改善された前記改善リアクトル投入量(I L3 ’)に足すことにより該各配電線の他の改善リアクトル投入量を新たに算出し、
該算出した各他の改善リアクトル投入量の合計値である他の改善リアクトル投入量合計値に前記所定の数値を掛けて今回のリアクトル投入量改善後のリアクトル有効分である他の改善リアクトル有効分を新たに求め、前記分散リアクトル系統充電電流(I G )の実数値から今回のリアクトル投入量改善前後のリアクトル有効分の差を引いて改善分散リアクトル系統充電電流(IG’)の実数値を新たに算出し、前記非接地系統充電電流(I C )から前記他の改善リアクトル投入量合計値を引いて前記改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の虚数値を新たに算出し、該新たに算出した改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の実数値および虚数値に基づいて該改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の進み角を新たに算出し、該新たに算出した改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の実数値および進み角を用いて該改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の電流値を新たに算出し、
該新たに算出した改善分散リアクトル系統充電電流(I G ’)の電流値が前記目標充電電流未満(I M )であるか否かを判定する、
ことを特徴とする、請求項4記載の分散リアクトル系統用人工地絡試験装置。
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