JP5733115B2 - 負荷開閉器 - Google Patents
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- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
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Description
変電所の保護継電器が動作して異常発生区間を選択遮断し、当該配電線を切離すことにより停電が発生し(ステップ103)、停電により過電流が消滅した後に事故原因のある需要家の負荷開閉器は開放される(ステップ104)。所定時間経過後、前記配電線が再閉路される(ステップ105)。事故原因のある需要家以外の需要家へ電力が供給され、事故原因のある需要家の引込配電線路は前記負荷開閉器により開放されたままなので、需要家構内は停電が継続される(ステップ106)。その後事故原因を取り除いて、人手により負荷開閉器を投入して復旧する(ステップ107)。
制御装置においては、過電流や地絡などを検出して負荷開閉器を開放するのに、高度な波形記録・計測精度等の高機能が要求されているわけではなく、更に、制御装置の計測・演算機能ならびに処理能力が、制御装置全体の性能に大きく左右することから、制御装置は簡単な構成とするのが望ましい。
従って、制御装置内で演算処理などを行うことなく、負荷開閉器内で順方向潮流または逆方向潮流を判定することができ、負荷開閉器の不必要な開放を防止することができる。また、負荷電流の乱れ等により位相ずれが生じたとしても、潮流方向をより正確に判別できることとなり、電力再供給が確実に行われる。
まず、負荷開閉器が設置される環境について、図1に基づいて説明する。
図1に示すように、需要家の構内において自家発電装置206が設置されている。構外の引込分岐点201の高圧架空配電線200から構内の第1柱の責任分界点202(保安上の責任分界点)を境界として高圧配電線である引込配電線210により構内へ配電される。引込配電線210には、負荷開閉器(区分開閉器)100、PCT(Potential Current Transformer)204及び主遮断装置205が設けられている。主遮断装置205に負荷207が接続される。
過電流検出信号受信部303は、負荷開閉器100からの過電流を検出した旨の信号(過電流検出信号)を受け、過電流蓄勢制御部304へ出力する。
過電流蓄勢制御部304は、地絡判定部302からの地絡事故を検出した旨の信号(地絡検出信号)、または過電流検出信号受信部303からの過電流を検出した旨の信号を受け、開閉器制御部305へ開閉部40への放勢を指示する旨の信号を出力する。開閉器制御部305は、開閉部40の引き外し部50へ放勢を指示する信号(電圧)を出力する。
図1に示すように、通常の受電時には構外の引込分岐点201の高圧架空配電線200から構内の第1柱の責任分界点202(保安上の責任分界点)、負荷開閉器(区分開閉器)100、PCT204及び主遮断装置205を介して負荷207へ電力が順方向潮流として供給される。
ここで、信号合成回路33は、相電圧と負荷電流とのベクトル合成において、位相差が−90度から+90度までの範囲であるときに順方向潮流、それ以外の範囲であるときに逆方向潮流とするように設定されている。相電圧に対して負荷電流の位相が−90度から90度の範囲であるか否かにより配電線の潮流方向を決定して開閉部の開放動作を制限するようにしているので、負荷電流の乱れ等により位相ずれが生じたとしても、潮流方向をより正確に判別できることとなり、電力再供給が確実に行われる。
信号検出部30は、例えば、図4に示すような構成とすることができる。
図4に示す信号検出部30は、電圧検出部31を抵抗R0とし、電流検出部32を変流器(CT)とし、信号合成回路33をコア部に巻線L11〜L13が巻いた3巻変圧器であるハイブリッドトランスTRとしている。
抵抗R0は、一端が引込配電線210に接続され、他端がハイブリッドトランスTRの巻線L11の一端に接続されている。ハイブリッドトランスTRの巻線L11の他端はグランド(大地接地)70に接続されている。電流検出部32である変流器は、ハイブリッドトランスTRの巻線L12に接続されている。過電流検出回路34は、合成出力用巻線となるハイブリッドトランスTRの巻線L13に接続されている。
例えば、図5に示す過電流検出回路34は、ハイブリッドトランスTRからの電流信号を電圧信号に変換する抵抗R1と、交流を直流へ変換する交流・直流変換器(AC/DC CON.V)34aと、交流・直流変換器34aの出力電圧信号と閾値電圧(Vref)とを比較する比較器(CMP)34bと、比較器34bからの信号に基づいて過電流検出信号となる短絡信号を出力するトランジスタQ1とを備えている。
図6に示すように、電流検出部32および信号合成回路33は、2巻線のハイブリッドOCRとすることができる。また、過電流検出回路34は、ACリレーRYとすることができる。
ハイブリッドOCRは、図7に示すように、引込配電線210の1線を矩形穴に挿通させたコア部34cに、巻線L21,L22が設けたものとすることができる。ACリレーRYは、a接点の2極単投式のものが使用できる。
巻線L22は、合成出力用巻線であり、ACリレーRYの励磁コイルに接続されている。ACリレーRYの励磁コイルの一側と接点の一側との間に電圧調整用の抵抗R2が接続されている。
そして、コア部34c内で加算された磁束に応じた電流が巻線L22に流れるので、この電流によりACリレーRYを駆動することで、電流量に応じてACリレーRYの接点を投入したり、開放したりすることができる。
このように、計器用変圧器60から電圧検出部31へ電圧を供給することで、低電圧で制御することができるので、引込配電線210から直接接続した場合と比較して、低抵抗なものが使用できる。従って、電圧検出部31(抵抗R0)を小型化、低廉化することができる。
10 零相変流器
20 零相電圧検出装置
30 信号検出部
31 電圧検出部
32 電流検出部
33 信号合成回路
34 過電流検出回路
34a 交流・直流変換器
34b 比較器
34c コア部
40 開閉部
41R、41S、41T 可動接点
42R、42S、42T 固定接点
50 引き外し部
60 計器用変圧器
70 グランド(大地接地)
201引込分岐点
200 高圧架空配電線
202 責任分界点
204 PCT
205 主遮断装置
206 自家発電装置
207 負荷
210,210R,210S,210T 引込配電線
300 制御装置
301 地絡検出部
302 地絡判定部
303 過電流検出信号受信部
304 過電流蓄勢制御部
305 開閉器制御部
306 電源部
L11,L12,L13,L21,L22 巻線
R0,R1,R2 抵抗
TR ハイブリッドトランス
RY ACリレー
Q1 トランジスタ
Claims (3)
- 高圧配電線に流れる負荷電流が過電流であるときに、前記高圧配電線の投入・開放を行う開閉部に対して開放を指示する制御装置へ、過電流を検出したときに過電流検出信号を出力する負荷開閉器において、
前記高圧配電線の相電圧に応じた磁気と負荷電流に応じた磁気とが磁気結合によりベクトル合成される合成出力用巻線が設けられた信号合成回路と、
前記合成出力用巻線に流れる電流に基づいて前記制御装置への前記過電流検出信号を出力する過電流検出回路とを備え、
前記合成出力用巻線は、相電圧と負荷電流とのベクトル合成において、位相差が−90度から+90度までの範囲であるときの順方向潮流に対して、それ以外の範囲の逆方向潮流であれば、負荷電流が過電流であっても、過電流検出の既定以下を示す電流が流れることを特徴とする負荷開閉器。 - 前記信号合成回路は、
前記高圧配電線の相電圧に応じた電流が流れることで磁気が発生する第1の巻線と、
前記高圧配電線の負荷電流に応じた電流が流れることで磁気が発生する第2の巻線と、
前記第1の巻線及び前記第2の巻線と共に、コア部に巻き回された前記合成出力用巻線である第3の巻線とを備えたものである請求項1記載の負荷開閉器。 - 前記信号合成回路は、
前記高圧配電線の相電圧に応じた電流が流れることで磁気を発生する第1の巻線と、
前記高圧配電線の負荷電流に応じた磁気による磁束の磁路となるコア部と、
前記第1の巻線と共に、前記コア部に巻き回された前記合成出力用巻線である第2の巻線とを備えたものである請求項1記載の負荷開閉器。
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