JP5191403B2 - 微地絡区間標定システム - Google Patents

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Description

本発明は、微地絡区間標定システムに関し、特に、抵抗接地系の電力系統で発生した微地絡事故の区間を特定するのに好適な微地絡区間標定システムに関する。
抵抗接地系の電力系統では、各送電線に地絡保護リレーを設置して、地絡保護リレーが地絡事故を検出すると対応の遮断器を遮断することにより地絡事故を除去したり警報表示したりしている。
たとえば、図10に示すような抵抗接地系の電力系統を例にすると、中性点接地抵抗器1(以下、「NGR1」と称する。)が設置されたA変電所とC変電所との間に敷設されたAC線1号およびAC線2号(平衡2回線送電線)の送電端に第1および第2の地絡保護リレー1101,1102をそれぞれ設置し、A変電所の母線から分岐されたAA線およびAB線に第3および第4の地絡保護リレー1103,1104をそれぞれ設置し、AC線1号およびAC線2号の受電端に第5および第6の地絡保護リレー1105,1106をそれぞれ設置し、C変電所とE変電所との間に敷設されたCE線1号およびCE線2号(平衡2回線送電線)の送電端に第7および第8の地絡保護リレー1107,1108をそれぞれ設置し、C変電所とF変電所との間に敷設されたCF線1号およびCF線2号(平衡2回線送電線)の送電端に第9および第10の地絡保護リレー1109,11010をそれぞれ設置し、C変電所とD変電所との間にCE線1号およびCE線2号から分岐されて敷設されたCD支線1号およびCD支線2号に第11および第12の地絡保護リレー11011,11012をそれぞれ設置し、CE線1号およびCE線2号の受電端に第13および第14の地絡保護リレー11013,11014をそれぞれ設置し、CF線1号およびCF線2号の受電端に第15および第16の地絡保護リレー11015,11016をそれぞれ設置して、第1乃至第16の地絡保護リレー1101〜11016で地絡事故を検出すると対応の第1乃至第16の遮断器21〜216を遮断することにより、地絡事故から電力系統を保護している。
また、近年では、地絡保護リレーのディジタル化に伴って常時監視機能が充実し、地絡保護リレー内の異常を検出するために零相電流監視(I0監視)、零相電圧監視(V0監視)およびアナログ/ディジタル変換精度監視(A/D精度監視)などが可能な地絡保護リレーも使用されている。
このような常時監視機能を備えた地絡保護リレーでは、地絡事故と地絡保護リレー内の異常とを識別するために、零相電流および零相電圧の異常検出感度を20%程度にするとともに、零相電流および零相電圧の異常が20秒以上継続した場合に「リレー不良」と判定するようにされている。
したがって、図10に示した第1の地絡保護リレー1101として常時監視機能を備えた地絡保護リレーを使用した場合には、第1の地絡保護リレー1101は、図11に示すように、零相電流監視部111a、零相電圧監視部111bおよびアナログ/ディジタル変換精度監視部(A/D精度監視部)111cなどを含む監視回路111と、監視回路111の出力信号(零相電流監視部111aの出力信号、零相電圧監視部111bの出力信号および/D精度監視部111cの出力信号など)の論理和をとる論理和回路112と、論理和回路112からハイレベルの出力信号が20秒以上継続して入力されるとハイレベルの第1の不良判定信号SF1を出力する不良検出用タイマ113と、不良検出用タイマ113から入力される第1の不良判定信号SF1を不図示の遠隔監視制御装置(テレコン)に送信する送信回路114とを備える。
ここで、零相電流監視部111aは、第1の地絡保護リレー1101に接続された第1の零相変流器から異常検出感度(20%)以上の第1の零相電流I01が入力されると、ハイレベルの出力信号を出力する。また、零相電圧監視部111bは、A変電所の母線に設置された接地形計器用変圧器(不図示)から異常検出感度(20%)以上の零相電圧V0が入力されると、ハイレベルの出力信号を出力する。
なお、下記の特許文献1には、配電線の微地絡発生の有無を常時監視する微地絡検出手段と、微地絡検出用の開閉器制御手順を過去の負荷実績を考慮して事前に作成する手順事前計算手段と、微地絡検出手段により検出した微地絡発生配電線に対し手順事前計算手段で作成した手順を適宜実行し微地絡発生区間を順次絞り込む微地絡判定手段と、特定された微地絡区間において無停電で切り替える開閉器制御手段とから構成することにより、微地絡発生から微地絡発生区間の特定までを短時間で行えるようにした配電線微地絡区間探索装置が開示されている。
下記の特許文献2には、高圧配電線上に複数の子局を分散配置するとともに各子局には微地絡発生回路を設け、親局からの指令により微地絡を発生させて各子局の動作点検を行うことにより、各子局の微地絡検出動作を常に監視することができるようにして高信頼度化を図るとともに、実配電線を利用した動作点検を行って系統変更に対して検出感度に影響を受けないようにした微地絡区間標定装置が開示されている。
下記の特許文献3には、母線の零相電圧を検出して記憶する手段と、各配電線にそれぞれ設けられた遮断器を所定の順序に従って順次に試開放する手段と、遮断器の試開放により各配電線の零相電圧を検出して記憶する手段と、遮断器を順次に試開放した時に微地絡過電圧リレーの動作を条件として事故区間の配電線または母線を局限化していく手段と、遮断器を順次に試開放した時に微地絡過電圧リレーが復帰している場合には各配電線の零相電圧の記憶値が整定値以上であるか否かを判断し、整定値以上である時には最初に開放した遮断器から当該配電線の遮断器までを当初の開閉状態に応じて順次に投入するとともに、その都度、微地絡過電圧リレーが動作したときには当該遮断器を開放して、系統から事故区間を切り離して健全期間を復旧させる手段とを備えることにより、信頼性を高めた微地絡保護システムが開示されている。
特開平6−209521号公報 特開平5−276652号公報 特開2000−69660号公報
しかしながら、第1乃至第16の地絡保護リレー1101〜11016の地絡検出感度は高感度化による第1乃至第16の遮断器21〜216の不要遮断の懸念などの理由から25〜35%程度に設定されているので、これ未満の微地絡事故(たとえば、雪害によって断線した送電線の樹木への接触による微地絡事故や、住宅火災の炎による微地絡事故など)が発生しても地絡保護リレーでの保護や警報表示がされない。そのため、長時間にわたってNGR1→送電線→微地絡点(樹木など)の経路で微地絡電流が流れると、NGR1の焼損や微地絡点での樹木火災などが発生するおそれがあるという問題があった。
また、常時監視機能を備えた地絡保護リレーは、地絡保護リレー内の異常のみならず電力系統側の異常(地絡事故や微地絡事故)が20秒以上継続しても「リレー不良」と判定するので、地絡保護リレー内の異常と微地絡事故とを識別することはできない。そのため、遠隔監視制御装置に表示される「リレー不良」状況により、運転員が、電力系統全体を把握して、優れた感性と日頃の訓練とにより地絡保護リレー内の異常ではなくて微地絡事故の発生と判断すると、遮断器を順次遮断する操作をしている。その結果、健全送電線も遮断されるので、供給支障が広がるという問題があった。
また、微地絡事故の発生時に「リレー不良」が同時に電力系統内の全変電所で何箇所も発生すると、運転員が判断に迷いを生じて微地絡事故の発生と判断するのに長時間を要する場合もある。このような場合には、NGR1の焼損や微地絡点での樹木火災発生などのおそれがあるという問題があった。
なお、上記の特許文献1に開示されている配電線微地絡区間探索装置では、微地絡検出用の開閉器制御手順を過去の負荷実績を考慮して事前に作成する手順事前計算手段などを設ける必要があるという問題がある。
上記の特許文献2に開示されている微地絡区間標定装置では、各子局に微地絡発生回路を設ける必要があるという問題がある。
上記の特許文献3に開示されている微地絡保護システムでは、遮断器を順次に試開放した時に微地絡過電圧リレーの動作を条件として事故区間の配電線または母線を局限化していく手段などを設ける必要があるという問題がある。
本発明の目的は、地絡保護リレーの常時監視機能を利用して微地絡区間を自動的に特定することができる微地絡区間標定システムを提供することにある。
本発明の微地絡区間標定システムは、中性点接地抵抗器(1)が設置された変電所から送電する抵抗接地系の電力系統で発生した微地絡事故の区間を特定するための微地絡区間標定システムであって、前記電力系統の複数の送電線にそれぞれ設置された、かつ、常時監視機能を利用して前記微地絡事故を検出すると微地絡検出信号(S1〜S16)を出力する複数の地絡保護リレー(101〜1016;401〜4016)と、前記中性点接地抵抗器に第1の整定値(P1)以上で第2の整定値(P2)未満の地絡電流(INGR)が流れると微地絡電流検出信号(SNGR)を出力する微地絡電流検出リレー(20)と、該微地絡電流検出リレーから前記微地絡電流検出信号が入力されていることを条件として、前記複数の地絡保護リレーからそれぞれ入力される前記微地絡検出信号に基づいて前記微地絡事故の区間を特定する微地絡区間標定システム(30;50)とを具備することを特徴とする。
ここで、前記第2の整定値が、前記複数の地絡保護リレーが前記電力系統に発生した地絡事故を検出するために使用される整定値であってもよい。
前記複数の地絡保護リレー(101〜1016)が、前記常時監視機能のうち零相電流監視機能および零相電圧監視機能を利用して前記微地絡事故を検出すると前記微地絡検出信号を出力してもよい。
前記複数の地絡保護リレー(401〜4016)が、前記常時監視機能のうち零相電圧監視機能のみを利用して前記微地絡事故を検出すると前記微地絡検出信号を出力してもよい。
前記微地絡区間標定システム(50)が、前記微地絡電流検出リレーから前記微地絡電流検出信号が入力されていることを条件として、前記複数の地絡保護リレーからそれぞれ入力される前記微地絡検出信号に基づいて、前記微地絡事故が除去されるまで所定の順序で順次に前記複数の地絡保護リレーに対応の遮断器を遮断させるためのトリップ指令信号(ST)を発生するトリップ指令回路(51)と、該トリップ指令回路から入力される前記トリップ指令信号と前記微地絡電流検出信号とに基づいて前記微地絡事故の区間を特定する微地絡区間標定回路(53)とを備えてもよい。
本発明の微地絡区間標定システムは、以下に示す効果を奏する。
(1)地絡保護リレーの常時監視機能を利用して微地絡事故を検出すると出力される微地絡検出信号に基づいて微地絡事故の区間(微地絡区間)を特定することができるので、地絡保護リレーの常時監視機能を利用して微地絡区間を自動的に特定することができる。
(2)微地絡事故を早期に除去することができるので、NGRの焼損や微地絡点での樹木火災発生などを防止することができる。
上記の目的を、地絡保護リレーの常時監視機能を利用して微地絡事故が検出されると地絡保護リレーから出力される微地絡検出信号と、第1の整定値以上で第2の整定値未満の地絡電流がNGRに流れると微地絡電流検出手段から出力される微地絡電流検出信号とに基づいて、微地絡区間標定システムが微地絡区間を特定することにより実現した。
以下、本発明の微地絡区間標定システムの実施例について図面を参照して説明する。
本発明の第1の実施例による微地絡区間標定システムは、以下に示す3つの点を特徴とする(図1参照)。
(1)常時監視機能のうち零相電流監視機能および零相電圧監視機能を利用して微地絡事故を検出すると第1乃至第16の微地絡検出信号S1〜S16をそれぞれ出力する第1乃至第16の地絡保護リレー101〜1016が各送電線に設置されている。
ここで、第1の地絡保護リレー101は、図2に示すように、零相電流監視部11aおよび/または零相電圧監視部11bからハイレベルの出力信号が20秒以上継続して入力されるとハイレベルの第1の微地絡検出信号S1を出力する微地絡検出用タイマ16と、不良検出用タイマ13から入力される第1の不良判定信号SF1と微地絡検出用タイマ16の出力信号との論理積をとる論理積回路15とを微地絡検出部として備える点と、送信回路14が不良検出用タイマ13から入力される第1の不良判定信号SF1と論理積回路15から入力される第1の微地絡検出信号S1とを遠隔監視制御装置に送信する点とで、図11に示した第1の地絡保護リレー1101と異なる。
なお、第1の零相電流I01と零相電圧V0とが同時に不良になることはほとんど考えられないので、微地絡検出用タイマ16は、零相電流監視部11aおよび零相電圧監視部11bから同時にハイレベルの出力信号が20秒以上継続して入力されると、第1の地絡保護リレー101内の異常ではなくて微地絡事故(電力系統側の異常)と判定する。
第2乃至第16の地絡保護リレー102〜1016についても同様である。
(2)NGR1に第1の整定値P1以上で第2の整定値P2(たとえば、地絡事故を検出するために使用される整定値)未満の地絡電流INGRが流れると微地絡電流検出信号SNGRを出力する微地絡電流検出手段として、微地絡電流検出リレー20を具備する。
ここで、微地絡電流検出リレー20は、図3に示すように、15%(第1の整定値P1)以上の地絡電流INGRが流れると動作してハイレベルの出力信号を出力する第1の地絡過電流リレー部211と、30%(第2の整定値P2)以上の地絡電流INGRが流れると動作してハイレベルの出力信号を出力する第2の地絡過電流リレー部212と、第1の地絡過電流リレー部211の出力信号と第2の地絡過電流リレー部212の出力信号の極性を反転した信号との論理積をとる論理積回路22と、論理積回路22から入力される微地絡電流検出信号SNGRを後述する微地絡区間標定システム30に出力する送信回路23とを備える。
(3)第1乃至第16の微地絡検出信号S1〜S16と微地絡電流検出信号SNGRとに基づいて微地絡区間を特定する微地絡区間標定システム30を備える。
ここで、微地絡区間標定システム30は、図4に示すように、遠隔監視制御装置から送信されてくる第1乃至第16の微地絡検出信号S1〜S16と微地絡電流検出リレー20から送信されてくる微地絡電流検出信号SNGRとに基づいて微地絡区間を特定する微地絡区間標定回路31と、微地絡区間標定回路31によって特定された微地絡区間を外部の表示装置(不図示)に表示させる表示制御回路32とを備える。
次に、微地絡区間標定システム30の微地絡区間標定回路31における微地絡区間標定方法について、図5を参照して説明する。
微地絡区間標定回路31は、微地絡電流検出リレー20から送信されてくる微地絡電流検出信号SNGRがハイレベルであることを条件として、以下のようにして微地絡区間を特定する。
(1)図1に示すAC線1号の微地絡点F1およびAC線2号の微地絡点F2で微地絡事故が20秒以上継続して発生した場合
この場合には、AC線1号およびAC線2号の送電端にそれぞれ設置された第1および第2の地絡保護リレー101,102とAC線1号およびAC線2号の受電端にそれぞれ設置された第5および第6の地絡保護リレー105,106との零相電流監視部11aおよび零相電圧監視部11bの出力信号が20秒以上継続してハイレベルになるため、第1、第2、第5および第6の地絡保護リレー101,102,105,10からハイレベルの第1、第2、第5および第6の微地絡検出信号S1,S2,S5,S6がそれぞれ出力される。
そこで、微地絡区間標定回路31は、第1乃至第16の微地絡検出信号S1〜S16のうち第1、第2、第5および第6の微地絡検出信号S1,S2,S5,S6のみがハイレベルであると、A変電所からB変電所の区間またはA変電所からC変電所の区間を微地絡区間と特定して、表示パターン「A(変)〜B(変)〜C(変)の間で微地絡発生」を表示装置に表示するように指示する表示指示信号を表示制御回路32に出力する。
(2)図1に示すAA線の微地絡点F3で微地絡事故が20秒以上継続して発生した場合
この場合には、AA線に設置された第3の地絡保護リレー103の零相電流監視部11aおよび零相電圧監視部11bの出力信号が20秒以上継続してハイレベルになるため、第3の地絡保護リレー103からハイレベルの第3の微地絡検出信号S3が出力される。
そこで、微地絡区間標定回路31は、第1乃至第16の微地絡検出信号S1〜S16のうち第3の微地絡検出信号S3のみがハイレベルであると、AA線を微地絡区間と特定して、表示パターン「AA線で微地絡発生」を表示装置に表示するように指示する表示指示信号を表示制御回路32に出力する。
(3)図1に示すAB線の微地絡点F4で微地絡事故が20秒以上継続して発生した場合
この場合には、AB線に設置された第4の地絡保護リレー104の零相電流監視部11aおよび零相電圧監視部11bの出力信号が20秒以上継続してハイレベルになるため、第4の地絡保護リレー104からハイレベルの第4の微地絡検出信号S4が出力される。
そこで、微地絡区間標定回路31は、第1乃至第16の微地絡検出信号S1〜S16のうち第4の微地絡検出信号S4のみがハイレベルであると、AB線を微地絡区間と特定して、表示パターン「AB線で微地絡発生」を表示装置に表示するように指示する表示指示信号を表示制御回路32に出力する。
(4)図1に示すA変電所の近くでAC線1号から分岐されたAB支線1号の微地絡点F5で微地絡事故が20秒以上継続して発生した場合
この場合には、AC線1号の送電端に設置された第1の地絡保護リレー101の零相電流監視部11aおよび零相電圧監視部11bの出力信号が20秒以上継続してハイレベルになるため、第1の地絡保護リレー101からハイレベルの第1の微地絡検出信号S1が出力される。
そこで、微地絡区間標定回路31は、第1乃至第16の微地絡検出信号S1〜S16のうち第1の微地絡検出信号S1のみがハイレベルであると、AB支線1号を微地絡区間と特定して、表示パターン「A(変)の近くで分岐されたAB支線1号で微地絡発生」を表示装置に表示するように指示する表示指示信号を表示制御回路32に出力する。
(5)図1に示すA変電所の近くでAC線2号から分岐されたAB支線2号の微地絡点F6で微地絡事故が20秒以上継続して発生した場合
この場合には、AC線2号の送電端に設置された第2の地絡保護リレー102の零相電流監視部11aおよび零相電圧監視部11bの出力信号が20秒以上継続してハイレベルになるため、第2の地絡保護リレー102からハイレベルの第2の微地絡検出信号S2が出力される。
そこで、微地絡区間標定回路31は、第1乃至第16の微地絡検出信号S1〜S16のうち第2の微地絡検出信号S2のみがハイレベルであると、AB支線2号を微地絡区間と特定して、表示パターン「A(変)の近くでAC線1号から分岐されたAB支線2号で微地絡発生」を表示装置に表示するように指示する表示指示信号を表示制御回路32に出力する。
(6)図1に示すCE線1号の微地絡点F7およびCE線2号の微地絡点F8で微地絡事故が20秒以上継続して発生した場合
この場合には、AC線1号およびAC線2号の送電端にそれぞれ設置された第1および第2の地絡保護リレー101,102とAC線1号およびAC線2号の受電端にそれぞれ設置された第5および第6の地絡保護リレー105,106とCE線1号およびCE線2号の送電端にそれぞれ設置された第7および第8の地絡保護リレー107,108とCD支線1号に設置された第11の地絡保護リレー1011とCD支線2号に設置された第12の地絡保護リレー1012とCE線1号およびCE線2号の受電端にそれぞれ設置された第13および第14の地絡保護リレー1013,1014との零相電流監視部11aおよび零相電圧監視部11bの出力信号が20秒以上継続してハイレベルになるため、第1、第2、第5乃至第8および第11乃至第14の地絡保護リレー101,102,105〜108,1011〜1014からハイレベルの第1、第2、第5乃至第8および第11乃至第14の微地絡検出信号S1,S2,S5〜S8,S11〜S14がそれぞれ出力される。
そこで、微地絡区間標定回路31は、第1乃至第16の微地絡検出信号S1〜S16のうち第1、第2、第5乃至第8および第11乃至第14の微地絡検出信号S1,S2,S5〜S8,S11〜S14のみがハイレベルであると、C変電所からD変電所の区間またはC変電所からE変電所の区間を微地絡区間と特定して、表示パターン「C(変)〜D(変)〜E(変)の間で微地絡発生」を表示装置に表示するように指示する表示指示信号を表示制御回路32に出力する。
(7)図1に示すCF線1号の微地絡点F9およびCF線2号の微地絡点F10で微地絡事故が20秒以上継続して発生した場合
この場合には、AC線1号およびAC線2号の送電端にそれぞれ設置された第1および第2の地絡保護リレー101,102とAC線1号およびAC線2号の受電端にそれぞれ設置された第5および第6の地絡保護リレー105,106とCF線1号およびCF線2号の送電端にそれぞれ設置された第9および第10の地絡保護リレー109,1010とCF線1号およびCF線2号の受電端にそれぞれ設置された第15および第16の地絡保護リレー1015,1016との零相電流監視部11aおよび零相電圧監視部11bの出力信号が20秒以上継続してハイレベルになるため、第1、第2、第5、第6、第9、第10、第15および第16の地絡保護リレー101,102,105,106,109,1010,1015,1016からハイレベルの第1、第2、第5、第6、第9、第10、第15および第16の微地絡検出信号S1,S2,S5,S6,S9,S10,S15,S16がそれぞれ出力される。
そこで、微地絡区間標定回路31は、第1乃至第16の微地絡検出信号S1〜S16のうち第1、第2、第5、第6、第9、第10、第15および第16の微地絡検出信号S1,S2,S5,S6,S9,S10,S15,S16のみがハイレベルであると、C変電所からF変電所の区間を微地絡区間と特定して、表示パターン「C(変)〜F(変)の間で微地絡発生」を表示装置に表示するように指示する表示指示信号を表示制御回路32に出力する。
(8)図1に示すCD支線1号の微地絡点F11およびCD支線2号の微地絡点F12で微地絡事故が20秒以上継続して発生した場合
この場合には、AC線1号およびAC線2号の送電端にそれぞれ設置された第1および第2の地絡保護リレー101,102とAC線1号およびAC線2号の受電端にそれぞれ設置された第5および第6の地絡保護リレー105,106とCE線1号およびCE線2号の送電端にそれぞれ設置された第7および第8の地絡保護リレー107,108とCD支線1号に設置された第11の地絡保護リレー1011とCD支線2号に設置された第12の地絡保護リレー1012とCE線1号およびCE線2号の受電端にそれぞれ設置された第13および第14の地絡保護リレー1013,1014との零相電流監視部11aおよび零相電圧監視部11bの出力信号が20秒以上継続してハイレベルになるため、第1、第2、第5乃至第8および第11乃至第14の地絡保護リレー101,102,105〜108,1011〜1014からハイレベルの第1、第2、第5乃至第8および第11乃至第14の微地絡検出信号S1,S2,S5〜S8,S11〜S14がそれぞれ出力される。
そこで、微地絡区間標定回路31は、第1乃至第16の微地絡検出信号S1〜S16のうち第1、第2、第5乃至第8および第11乃至第14の微地絡検出信号S1,S2,S5〜S8,S11〜S14のみがハイレベルであると、C変電所からD変電所の区間またはC変電所からE変電所の区間を微地絡区間と特定して、表示パターン「C(変)〜D(変)〜E(変)の間で微地絡発生」を表示装置に表示するように指示する表示指示信号を表示制御回路32に出力する。
このように、本実施例による微地絡区間標定システムでは、地絡保護リレーの常時監視機能のうち零相電流監視機能および零相電圧監視機能を利用して微地絡区間を自動的に特定することができる。
次に、本発明の第2の実施例による微地絡区間標定システムについて、図6乃至図9を参照して説明する。
本実施例による微地絡区間標定システムは、以下に示す2つの点で、上述した第1の実施例による微地絡区間標定システムと異なる。
(1)第1乃至第16の地絡保護リレー401〜4016が零相電流監視機能を利用せずに零相電圧監視機能のみを利用して微地絡事故を検出すると第1乃至第16の微地絡検出信号S1〜S16をそれぞれ出力する。
そのため、図6に示すように第1の地絡保護リレー401の微地絡検出用タイマ45には零相電圧監視部41bの出力信号しか入力されておらず、微地絡検出用タイマ45は、零相電圧監視部41bからハイレベルの出力信号が20秒以上継続して入力されると、ハイレベルの第1の微地絡検出信号S1を出力する。
第2乃至第16の地絡保護リレー402〜4016についても同様である。
(2)微地絡区間標定システム50が、図7に示すように、第1乃至第16の微地絡検出信号S1〜S16と微地絡電流検出信号SNGRとに基づいて、微地絡事故が除去されるまで所定の順序で順次に第1乃至第16の地絡保護リレー401〜4016に第1乃至第16の遮断器21〜216(対応の遮断器)をそれぞれ遮断させるためのトリップ指令信号STを発生するトリップ指令回路51を備える。
(3)微地絡区間標定回路53は、トリップ指令回路51から入力されるトリップ指令信号STと微地絡電流検出信号SNGRとに基づいて微地絡区間を特定する。
次に、微地絡区間標定システム50のトリップ指令回路51および微地絡区間標定回路53の動作について、図8および図9を参照して説明する。
トリップ指令回路51は、微地絡電流検出信号SNGRがハイレベルであることを条件として、第1乃至第16の微地絡検出信号S1〜S16のうち少なくとも1つがハイレベルのなると動作を開始し、動作開始時刻から5秒経過後に第3の地絡保護リレー403にトリップ指令(第3の遮断器23の遮断指令)を発するためのトリップ指令信号STを発生し、発生したトリップ指令信号STをトリップ指令送信回路52および微地絡区間標定回路53に出力する(ステップS11)。
これにより、トリップ指令信号STがトリップ指令送信回路52から第3の地絡保護リレー403に送信されて、第3の遮断器23が遮断される。
その結果、たとえば微地絡事故がAA線の微地絡微地絡点F3で発生していた場合には、この微地絡事故から電力系統が復帰するため、微地絡電流検出信号SNGRはハイレベルからローレベルになる。
そこで、微地絡区間標定回路53は、微地絡電流検出信号SNGRがハイレベルからローレベルになると、トリップ指令回路51から入力されたトリップ指令信号STに基づいてAA線を微地絡区間と特定して、表示パターン「AA線で微地絡発生」を表示装置に表示するように指示する表示指示信号を表示制御回路54に出力する(ステップS12,S13)。
一方、微地絡事故がAA線以外で発生していた場合には、この微地絡事故から電力系統が復帰しないため、ARE起動により第3の遮断器23が再投入されるとともに、トリップ指令回路51は、動作開始時刻から10秒経過後に第4の地絡保護リレー404にトリップ指令(第4の遮断器24の遮断指令)を発するためのトリップ指令信号STを発生し、発生したトリップ指令信号STをトリップ指令送信回路52および微地絡区間標定回路53に出力する(ステップS12,S14)。
これにより、トリップ指令信号STがトリップ指令送信回路52から第4の地絡保護リレー404に送信されて、第4の遮断器24が遮断される。
その結果、たとえば微地絡事故がAB線の微地絡微地絡点F4で発生していた場合には、この微地絡事故から電力系統が復帰するため、微地絡電流検出信号SNGRがハイレベルからローレベルになる。
そこで、微地絡区間標定回路53は、微地絡電流検出信号SNGRがハイレベルからローレベルになると、トリップ指令回路51から入力されたトリップ指令信号STに基づいてAB線を微地絡区間と特定して、表示パターン「AB線で微地絡発生」を表示装置に表示するように指示する表示指示信号を表示制御回路54に出力する(ステップS15,S16)。
一方、微地絡事故がAB線以外で発生していた場合には、この微地絡事故から電力系統が復帰しないため、ARE起動により第4の遮断器24が再投入されるとともに、トリップ指令回路51は、動作開始時刻から15秒経過後に第9および第15の地絡保護リレー409,4015にトリップ指令(第9および第15の遮断器29,215の遮断指令)を発するためのトリップ指令信号STを発生し、発生したトリップ指令信号STをトリップ指令送信回路52および微地絡区間標定回路53に出力する(ステップS15,S17)。
これにより、トリップ指令信号STがトリップ指令送信回路52から第9および第15の地絡保護リレー409,4015に送信されて、第9および第15の遮断器29,215が遮断される。
その結果、たとえば微地絡事故がCF線1号の微地絡微地絡点F9で発生していた場合には、この微地絡事故から電力系統が復帰するため、微地絡電流検出信号SNGRがハイレベルからローレベルになる。
そこで、微地絡区間標定回路53は、微地絡電流検出信号SNGRがハイレベルからローレベルになると、トリップ指令回路51から入力されたトリップ指令信号STに基づいてCF線1号を微地絡区間と特定して、表示パターン「CF線1号で微地絡発生」を表示装置に表示するように指示する表示指示信号を表示制御回路54に出力する(ステップS18,S19)。
一方、微地絡事故がCF線1号以外で発生していた場合には、この微地絡事故から電力系統が復帰しないため、ARE起動により第9および第15の遮断器29,215が再投入されるとともに、トリップ指令回路51は、動作開始時刻から20秒経過後に第10および第16の地絡保護リレー4010,4016にトリップ指令(第10および第16の遮断器210,216の遮断指令)を発するためのトリップ指令信号STを発生し、発生したトリップ指令信号STをトリップ指令送信回路52および微地絡区間標定回路53に出力する(ステップS18,S20)。
これにより、トリップ指令信号STがトリップ指令送信回路52から第10および第16の地絡保護リレー4010,4016に送信されて、第10および第16の遮断器210,216が遮断される。
その結果、たとえば微地絡事故がCF線2号の微地絡微地絡点F10で発生していた場合には、この微地絡事故から電力系統が復帰するため、微地絡電流検出信号SNGRがハイレベルからローレベルになる。
そこで、微地絡区間標定回路53は、微地絡電流検出信号SNGRがハイレベルからローレベルになると、トリップ指令回路51から入力されたトリップ指令信号STに基づいてCF線2号を微地絡区間と特定して、表示パターン「CF線2号で微地絡発生」を表示装置に表示するように指示する表示指示信号を表示制御回路54に出力する(ステップS21,S22)。
一方、微地絡事故がCF線2号以外で発生していた場合には、この微地絡事故から電力系統が復帰しないため、ARE起動により第10および第16の遮断器210,216が再投入されるとともに、トリップ指令回路51は、動作開始時刻から25秒経過後に第7、第11および第13の地絡保護リレー407,4011,4013にトリップ指令(第7、第11および第13の遮断器27,211,213の遮断指令)を発するためのトリップ指令信号STを発生し、発生したトリップ指令信号STをトリップ指令送信回路52および微地絡区間標定回路53に出力する(ステップS21,S23)。
これにより、トリップ指令信号STがトリップ指令送信回路52から第7、第11および第13の地絡保護リレー407,4011,4013に送信されて、第7、第11および第13の遮断器27,211,213が遮断される。
その結果、たとえば微地絡事故がCE線1号の微地絡微地絡点F7またはCD支線1号の微地絡微地絡点F11で発生していた場合には、この微地絡事故から電力系統が復帰するため、微地絡電流検出信号SNGRがハイレベルからローレベルになる。
そこで、微地絡区間標定回路53は、微地絡電流検出信号SNGRがハイレベルからローレベルになると、トリップ指令回路51から入力されたトリップ指令信号STに基づいてCE線1号またはCD支線1号を微地絡区間と特定して、表示パターン「CE線1号またはCD支線1号で微地絡発生」を表示装置に表示するように指示する表示指示信号を表示制御回路54に出力する(ステップS24,S25)。
一方、微地絡事故がCE線1号およびCD支線1号以外で発生していた場合には、この微地絡事故から電力系統が復帰しないため、ARE起動により第7、第11および第13の遮断器27,211,213が再投入されるとともに、トリップ指令回路51は、動作開始時刻から30秒経過後に第8、第12および第14の地絡保護リレー408,4012,4014にトリップ指令(第8、第12および第14の遮断器28,212,214の遮断指令)を発するためのトリップ指令信号STを発生し、発生したトリップ指令信号STをトリップ指令送信回路52および微地絡区間標定回路53に出力する(ステップS24,S26)。
これにより、トリップ指令信号STがトリップ指令送信回路52から第8、第12および第14の地絡保護リレー408,4012,4014に送信されて、第8、第12および第14の遮断器28,212,214が遮断される。
その結果、たとえば微地絡事故がCE線2号の微地絡微地絡点F8またはCD支線2号の微地絡微地絡点F12で発生していた場合には、この微地絡事故から電力系統が復帰するため、微地絡電流検出信号SNGRがハイレベルからローレベルになる。
そこで、微地絡区間標定回路53は、微地絡電流検出信号SNGRがハイレベルからローレベルになると、トリップ指令回路51から入力されたトリップ指令信号STに基づいてCE線2号またはCD支線2号を微地絡区間と特定して、表示パターン「CE線2号またはCD支線2号で微地絡発生」を表示装置に表示するように指示する表示指示信号を表示制御回路54に出力する(ステップS27,S28)。
一方、微地絡事故がCE線2号およびCD支線2号以外で発生していた場合には、この微地絡事故から電力系統が復帰しないため、ARE起動により第8、第12および第14の遮断器28,212,214が再投入されるとともに、トリップ指令回路51は、動作開始時刻から35秒経過後に第1および第5の地絡保護リレー401,405と遠隔監視制御装置とにトリップ指令(第1および第5遮断器21,25とAB支線1号に設置された遮断器との遮断指令)を発するためのトリップ指令信号STを発生し、発生したトリップ指令信号STをトリップ指令送信回路52および微地絡区間標定回路53に出力する(ステップS27,S29)。
これにより、トリップ指令信号STがトリップ指令送信回路52から第1および第5の地絡保護リレー401,405と遠隔監視制御装置とに送信されて、第1および第5遮断器21,25とAB支線1号に設置された遮断器とが遮断される。
その結果、たとえば微地絡事故がAC線1号の微地絡微地絡点F1またはAB支線1号の微地絡微地絡点F5で発生していた場合には、この微地絡事故から電力系統が復帰するため、微地絡電流検出信号SNGRがハイレベルからローレベルになる。
そこで、微地絡区間標定回路53は、微地絡電流検出信号SNGRがハイレベルからローレベルになると、トリップ指令回路51から入力されたトリップ指令信号STに基づいてAC線1号またはAB支線1号を微地絡区間と特定して、表示パターン「AC線1号またはAB支線1号で微地絡発生」を表示装置に表示するように指示する表示指示信号を表示制御回路54に出力する(ステップS30,S31)。
一方、微地絡事故がAC線1号およびAB支線1号以外で発生していた場合には、この微地絡事故から電力系統が復帰しないため、ARE起動により第1および第5遮断器21,25とAB支線1号に設置された遮断器が再投入されるとともに、トリップ指令回路51は、動作開始時刻から40秒経過後に第2および第6の地絡保護リレー402,406と遠隔監視制御装置とにトリップ指令(第2および第6遮断器22,26とAB支線2号に設置された遮断器との遮断指令)を発するためのトリップ指令信号STを発生し、発生したトリップ指令信号STをトリップ指令送信回路52および微地絡区間標定回路53に出力する(ステップS30,S32)。
これにより、トリップ指令信号STがトリップ指令送信回路52から第2および第6の地絡保護リレー402,406と遠隔監視制御装置とに送信されて、第2および第6遮断器22,26とAB支線2号に設置された遮断器が遮断される。
その結果、たとえば微地絡事故がAC線2号の微地絡微地絡点F2またはAB支線2号の微地絡微地絡点F6で発生していた場合には、この微地絡事故から電力系統が復帰するため、微地絡電流検出信号SNGRがハイレベルからローレベルになる。
そこで、微地絡区間標定回路53は、微地絡電流検出信号SNGRがハイレベルからローレベルになると、トリップ指令回路51から入力されたトリップ指令信号STに基づいてAC線2号またはAB支線2号を微地絡区間と特定して、表示パターン「AC線2号またはAB支線2号で微地絡発生」を表示装置に表示するように指示する表示指示信号を表示制御回路54に出力する(ステップS33,S34)。
このように、本実施例による微地絡区間標定システムでは、地絡保護リレーの常時監視機能のうち零相電圧監視機能のみを利用して微地絡区間を自動的に特定することができる。
本発明の第1の実施例による微地絡区間標定システムの構成を説明するための図である。 図1に示した第1の地絡保護リレー101の微地絡検出部の構成を示すブロック図である。 図1に示した微地絡電流検出リレー20の構成を示すブロック図である。 本発明の第1の実施例による微地絡区間標定システムが具備する微地絡区間標定システム30の構成を示すブロック図である。 図4に示した微地絡区間標定回路31における微地絡区間標定方法について説明するための図である。 本発明の第2の実施例による微地絡区間標定システムが具備する第1の地絡保護リレー401の微地絡検出部の構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施例による微地絡区間標定システムが具備する微地絡区間標定システム50の構成を示すブロック図である。 図7に示したトリップ指令回路51および微地絡区間標定回路53の動作について説明するためのフローチャートである。 図7に示したトリップ指令回路51および微地絡区間標定回路53の動作について説明するためのフローチャートである。 従来の抵抗接地系の電力系統における地絡保護方法について説明するための図である。 常時監視機能を備えた地絡保護リレーを使用した場合の図10に示した第1地絡保護リレー1101の常時監視機能部の構成を示すブロック図である。
1 NGR(中性点接地抵抗器)
1〜216 第1乃至第16の遮断器
101〜1016,401〜4016,1101〜11016 第1乃至第16の地絡保護リレー
11,41,111 監視回路
11a,41a,111a 零相電流監視部
11b,41b,111b 零相電圧監視部
11c,41c,111c アナログ/ディジタル変換精度監視部(A/D精度監視部)
12,42,112 論理和回路
13,43,113 不良検出用タイマ
14,23,44,114 送信回路
15,22,46 論理積回路
16,45 微地絡検出用タイマ
20 微地絡電流検出リレー
211,212 第1および第2の地絡過電流リレー部
30,50 微地絡区間標定システム
31,53 微地絡区間標定回路
32,54 表示制御回路
51 トリップ指令回路
52 トリップ指令送信回路
0 零相電圧
01〜I016 第1乃至第16の零相電流
NGR 地絡電流
F1〜SF16 第1乃至第16の不良判定信号
1〜S16 第1乃至第16の微地絡検出信号
NGR 微地絡電流検出信号
T トリップ指令信号
F1〜F12 微地絡点
1,P2 第1および第2の整定値
S11〜S34 ステップ

Claims (5)

  1. 中性点接地抵抗器(1)が設置された変電所から送電する抵抗接地系の電力系統で発生した微地絡事故の区間を特定するための微地絡区間標定システムであって、
    前記電力系統の複数の送電線にそれぞれ設置された、かつ、常時監視機能を利用して前記微地絡事故を検出すると微地絡検出信号(S1〜S16)を出力する複数の地絡保護リレー(101〜1016;401〜4016)と、
    前記中性点接地抵抗器に第1の整定値(P1)以上で第2の整定値(P2)未満の地絡電流(INGR)が流れると微地絡電流検出信号(SNGR)を出力する微地絡電流検出リレー(20)と、
    該微地絡電流検出リレーから前記微地絡電流検出信号が入力されていることを条件として、前記複数の地絡保護リレーからそれぞれ入力される前記微地絡検出信号に基づいて前記微地絡事故の区間を特定する微地絡区間標定システム(30;50)と、
    を具備することを特徴とする、微地絡区間標定システム。
  2. 前記第2の整定値が、前記複数の地絡保護リレーが前記電力系統に発生した地絡事故を検出するために使用される整定値であることを特徴とする、請求項1記載の微地絡区間標定システム。
  3. 前記複数の地絡保護リレー(101〜1016)が、前記常時監視機能のうち零相電流監視機能および零相電圧監視機能を利用して前記微地絡事故を検出すると前記微地絡検出信号を出力することを特徴とする、請求項1または2記載の微地絡区間標定システム。
  4. 前記複数の地絡保護リレー(401〜4016)が、前記常時監視機能のうち零相電圧監視機能のみを利用して前記微地絡事故を検出すると前記微地絡検出信号を出力することを特徴とする、請求項1または2記載の微地絡区間標定システム。
  5. 前記微地絡区間標定システム(50)が、
    前記微地絡電流検出リレーから前記微地絡電流検出信号が入力されていることを条件として、前記複数の地絡保護リレーからそれぞれ入力される前記微地絡検出信号に基づいて、前記微地絡事故が除去されるまで所定の順序で順次に前記複数の地絡保護リレーに対応の遮断器を遮断させるためのトリップ指令信号(ST)を発生するトリップ指令回路(51)と、
    該トリップ指令回路から入力される前記トリップ指令信号と前記微地絡電流検出信号とに基づいて前記微地絡事故の区間を特定する微地絡区間標定回路(53)と、
    を備えることを特徴とする、請求項4記載の微地絡区間標定システム。
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