JP6450037B1 - 受配電設備システムにおける高圧ケーブル地絡検出遮断回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基盤ブロックに供給される前の高圧ケーブルに電力会社配電所用EVT1を設置し、基盤ブロック内の中間部に絶縁変圧器を接続可能な接続手段を設け、さらに高圧遮断器を介して延出し、他の基盤ブロックまたはG/C等を起動する高圧ケーブルに接続するように構成し、零相電圧を検出するZVTと、地絡電流回路を形成するEVTと、零相電流を検出するZCTと、零相電圧と零相電流との検出信号の論理積を取るAND回路と、継電器とからなる。
【選択図】図1A
Description
STEP−1を示す図7Aは、コンテナ船の近くに自走式クレーンがいる状態を示し、コンテナ船が岸壁に横付けされている。照明塔が6基設置されている。ここでは、一般のコンテナを据え置くためのコンテナヤードである。コンテナヤードには複数台のトランスファークレーンがあり、ゲートハウス、管理塔ならびに受電柱を介して受電されるAブロックおよびB−1ブロックが設置されている。
図8Aにおいて、Aブロックの絶縁変圧器の接続部間はシャントされている状態であり、高圧遮断器VCBを介して高圧ケーブルがB−1ブロックに接続されている。管理棟、ヤード照明塔およびヤード照明保安灯にはB−1ブロックから電力が供給されるようになっている。B−1ブロックではAブロックからの高圧ケーブルが高圧遮断器VCBを介して高圧プラグ/レセップに接続され、この高圧プラグ/レセップは使用されていない状態である。図7Bでは、コンテナ船の近くにG/Cが2基設置され、G/CはB−1ブロックの空きの高圧プラグ/レセップに接続されて高圧電圧が供給される(図8BのSTEP−2参照)。
STEP−4を示す図7Dは、さらにC−1ブロックと3台目のG/Cが増設され、このG/CはC−1ブロックからの高圧ケーブルが接続された状態を示している。図8Dにおいて、Aブロックの高圧プラグ/レセップ間のシャントは外され、絶縁変圧器が挿入されている。そして、C−1ブロックではB−2ブロックから受電した高圧電力はその一部がTRによって低圧に電圧変換されて低圧プラグ/レセップに接続され、リーファースタンドに供給されるようになっている。さらに、B−2ブロックから受電した高圧電力の他の一部はそれぞれ高圧遮断器VCBを介してそれぞれ高圧プラグ/レセップに接続されている。この高圧プラグ/レセップの一方には増設されたG/Cへの高圧ケーブルが接続され、他方は空きとなっている。STEP−3〜STEP−4では、G/Cが増設され、高圧ケーブルの総延長が伸びるため、地絡事故検出に零相計器用変圧器ZVTよる零相電圧検出から接地形計器用変圧器EVTによる零相電流検出を採用している。
特許文献1は、コンテナターミナルにおいてクレーンを電気的に制御する荷役制御システムを開示するものであり、コンテナターミナルのいずれかに多数のリーファーコンテナを配置し、配置されたリーファーコンテナに必要な電源を再度接続するための受配電設備システムについての開示はない。
基盤ブロックを構成する受配電盤には零相計器用変圧器ZVTと接地形計器用変圧器EVTの両方を設置する。当初、絶縁変圧器を要しない需要家側構内ケーブル等の充電電流が小さいときは、零相計器用変圧器ZVTによる零相電圧を検出させる。設備拡張に伴い、絶縁変圧器が必要になったときには、接地形計器用変圧器EVTに切り替える。ただし、零相計器用変圧器ZVTは常時地絡電圧を検出する機器として使用し、接地形計器用変圧器EVTは地絡電流の大きくなったとき(絶縁変圧器設置時)に多くの地絡電流を帰還させるための回路として使用する。
本発明の請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記接地形計器用変圧器EVTは、前記零相計器用変圧器ZVT使用に切り替えられた場合、VTとして使用することも可能とし、前記接地形計器用変圧器EVT使用に切り替えられた場合、地絡電流回路を形成することを特徴とする。
本発明の請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、前記継電器は、零相電流に方向性を持った地絡方向継電器であり、当該基盤ブロックを経由する高圧回路の後備のみの地絡に反応することを特徴とする。
本発明の請求項4記載の発明は、請求項1,2または3記載の発明において、前記基盤ブロックは、コンテナに収容され、該ブロック収容コンテナを1以上配設したことを特徴とする。
本発明の請求項5記載の発明は、請求項4記載の発明において、複数の前記ブロック収容コンテナは、コンテナターミナルの所定位置に並列的に配設したことを特徴とする。
本発明の請求項6記載の発明は、請求項4記載の発明において、複数の前記ブロック収容コンテナは、コンテナターミナルの所定位置に縦型に積み重ねて設置したことを特徴とする。
本発明の請求項7記載の発明は、請求項4,5または6記載の発明において、前記ブロック収容コンテナにおける高圧フィーダへの高圧ケーブルの配線は、L形カップリングを用いて接続可能にしたことを特徴とする。
本発明の請求項8記載の発明は、請求項4,5または6記載の発明において、複数の前記ブロック収容コンテナには制御・監視ケーブルの低圧、弱電用カップリングを有することを特徴とする。
図1Aは、本発明によるコンテナパッケージ形受配電設備システムにおける高圧ケーブル地絡検出遮断回路の実施形態を示す回路図で、零相計器用変圧器ZVT使用時の場合である。図1Bは、本発明によるコンテナパッケージ形受配電設備システムにおいて零相計器用変圧器ZVT使用時の場合の動作を説明するための流れ図である。
2点鎖線内の回路は、絶縁変圧器10が接続された場合を含め高圧ケーブル地絡検出遮断回路の構成である。高圧電力は、電力会社変電所から6,600Vが配電される。電力会社変電所側には接地形計器用変圧器EVT1による電力会社地絡電流検出回路が設けられ、地絡電流が検出される。受電した高圧電力は、高圧遮断器52S1を経由し、絶縁変圧器10を接続するための接続端子間の短絡線を通り、さらに高圧遮断器52S2,52F1を経由し、構内負荷(例えば、他の基盤ブロック)へ供給される。また、高圧遮断器52S2,52F2を経由し、さらに他の構内負荷へも供給される。ブロック並列配置された(図2参照)システムにおいて、例えば、この高圧ケーブル地絡検出遮断回路が受配電設備ブロックAに設置されていれば、後備の受配電設備ブロックB−1,B−2,C−1,C−2等へ供給される。
零相計器用変圧器ZVTで検出される零相電圧信号は地絡方向継電器回路67F1,67F2の他の入力に接続される。これら電流検出信号と零相電圧信号による2つの信号は地絡方向継電器回路67F1,67F2内でそれぞれ論理積がとられ、AND回路が構成される。AND回路の出力によって地絡方向継電器は作動し、高圧遮断器52F1,52F2を開放動作させる。すなわち、高圧回路を遮断することにより後備への高圧電力の供給を絶つことができる。分岐した高圧電力は接地形計器用変圧器EVTにも供給される。接地形計器用変圧器EVTは継電器接点RyA−a1,RyA−b1のON,OFFの切替操作によってVTとして使用可能であり、接地形計器用変圧器EVTによる地絡電流回路を形成することもできる。
一方、高圧受電を受け(S708)、S709では構内に地絡事故が発生したか否かを監視する。図1Aに示す位置に地絡事故が発生すると、零相計器用変圧器ZVTは零相電圧を検出し(S710)、地絡方向継電器回路67F1,67F2に零相電圧を供給する(S711)。また、電力会社配電所用接地形計器用変圧器EVT1による地絡電流回路の地絡電流が流れる(S712)。地絡電流は接地形計器用変圧器EVT1から高圧遮断器52S1,短絡部,52S2,52F2を経由し、零相交流器ZCT2を通り、地絡事故発生点に戻る。なお、零相交流器ZCT1の高圧ケーブルにはわずかであるが地絡電流が流入する。しかし、位相が異なるため、地絡方向継電器67F1は動作しない。図1Aの点線は、このときの地絡電流の流れる方向およびルートを示す。このような接地形計器用変圧器EVT1による地絡電流閉ループ形成により零相変流器ZCT2が零相電流を検出し(S713)、地絡方向継電器回路67F2の入力に零相電流を供給する(S714)。これら零相電流および零相電圧は、フィルタ回路でノイズが除去され、増幅されて、零相電流、零相電圧それぞれのレベルが検出される(S715、S717)。
この回路図では、接点RyA−a1をONし、接点RyA−b1をOFFに設定し、図1Aに接続されている短絡線が接続端子から切り離され、絶縁変圧器10が挿入された回路構成が形成されている。他の回路部の構成は図1Aと変わるところはない。
次に、零相計器用変圧器ZVT使用時から接地形計器用変圧器EVT使用時に切り替えたときの動作について説明する。キー付切替スイッチCOSを操作し、接地形計器用変圧器EVT使用を選択する(S801)。すなわち、補助リレーAの動作(S802)により接点RyA−a1をONして回路短絡となる(S803)。接点RyA−b1をOFFして回路開放となる(S805)。したがって、接地形計器用変圧器EVT1次側スター結線は接地(EA)接続となり(S804)、3次側デルタ結線は接地(ED)開放となる(S806)。このキー付切替スイッチCOSの切替選択により接地形計器用変圧器EVTは地絡電流回路を形成する(S807)。
地絡電流は接地形計器用変圧器EVTから高圧遮断器52F2を経由し、零相交流器ZCT2通り、地絡事故発生点、接地形計器用変圧器EVTの1次側の接地点に戻る。なお、零相交流器ZCT1の高圧ケーブルにはわずかであるが地絡電流が流入する。しかし、位相が異なるため地絡方向継電器67F1は動作しない。電力会社配電所用接地形計器用変圧器EVT1には、絶縁変圧器10で絶縁されているため、地絡電流は流れない。図1Cの点線は、このときの地絡電流の流れる方向およびルートを示す。このような接地形計器用変圧器EVTによる地絡電流閉ループ形成により、零相変流器ZCT2が零相電流を検出し(S811)、地絡方向継電器回路67F2の入力に零相電流を供給する(S812)。これら零相電流および零相電圧は、フィルタ回路でノイズが除去され、増幅されて零相電流、零相電圧それぞれのレベルが検出される(S815,S818)。レベルが検出されると、零相電流および零相電圧は、それぞれ動作電流整定値および動作電圧整定値になったか否かが検出される(S816,S819)。動作電流整定値および動作電圧整定値を超えると、その状態を示す動作表示がなされる(S817,S820)。これにより、地絡方向継電器は駆動され(S821)、高圧遮断器52F2は高圧ケーブルを遮断する(S822)。
電力会社からの高圧の受電ケーブル40はAブロック収容コンテナ内の受配電設備ブロックAに接続されている。受配電設備ブロックAは基盤ブロックA−1〜A−6の6個のブロックにより構成されている。絶縁変圧器10は受配電設備ブロックAの外部に配置され、絶縁変圧器10に接続された高圧ケーブル41,42がAブロック収容コンテナ内に引き込まれている。Aブロック収容コンテナ内には温度を一定に保つための空調室内機21および空調室外機22が設けられている。受配電設備ブロックAを経由した高圧ケーブル43,46はそれぞれB−1およびC−1ブロック収容コンテナに引き込まれ受配電設備ブロックB−1およびC−1に接続されている。なお、高圧ケーブルはすべてL形カップリングで接続される。
B−1,B−2,C−1,C−2ブロック収容コンテナにはブロック収容コンテナA同様、温度を一定に保つための空調室内機21および空調室外機22が設けられている。これらB−2,C−2ブロック収容コンテナの後備に新たにブロック収容コンテナが敷設され、また高圧ケーブルの後長が長くなると、そのケーブルに発生する対地静電容量は多くなり、ケーブルに充電する電流が多くなる。地絡事故が発生した場合には、この充電電流が零相電流として流れる。そこで絶縁変圧器が設置され、それ以降の高圧ケーブルなどの地絡時に接地形計器用変圧器EVTから地絡電流が流れ、この地絡電流の検出を行う。
図3に示すように、A,B−1,B−2ブロック収容コンテナを縦形に3層に積み重ね、さらにC−1,C−2ブロック収容コンテナを2層に積み重ねて配置したものである。このような配置にすると、ブロック収容コンテナ間の高圧ケーブル61〜67は、図2と比較すると、ケーブル長さを短くでき、設置面積も小さくて済む。後備にブロック収容コンテナを増設する場合には、さらに積み重ねができ、コンテナターミナルを効率的に使用することができる。
受配電設備ブロックAは引込盤A−1,受電盤A−2,き電盤A−3,EVT・ZVT盤A−4,空調・照明用低電圧盤A−5およびリモートステーション装置A−6により構成されている。絶縁変圧器10に結合している高圧ケーブル41,42は、ケーブルダクト10aを通って受電盤A−2の接続端子である高圧用プラグ/レセップで接続できるようになっている。引込盤A−1は電力会社からの高圧ケーブルを受電する基盤ブロックであり、接続端子である高圧用プラグ/レセップにより、引込盤A−1の受電部40が高圧ケーブルに接続される。き電盤A−3には地絡方向継電器回路67FIなどが設けられ、高圧ケーブルを遮断する高圧遮断器52F1を経由し、零相変流器ZCT1などが設けられた高圧ケーブルが通っている。この高圧ケーブルは接続端子である高圧用プラグ/レセップで、連絡母線に接続され、他の受配電設備ブロックB−1,B−2,C−2へと高圧電力が供給されるようになっている(図5B参照)。
電力会社から供給される高電圧6,600Vの受電ケーブルは、コンテナパッケージに設けられた高圧プラグ/レセップRSTに接続され、高電圧6,600Vは引込盤A−1に引き込まれる。高電圧6,600VはVCTを通り、断路器1(DS)を経由し、受電盤A−2に引き込まれる。受電盤A−2では高圧リレー接点(高圧遮断器)2,高圧負荷開閉器を経由し、コンテナパッケージに設けられた高圧プラグ/レセップRST−1に接続される。コンテナパッケージには高圧プラグ/レセップRST−2が設けられ、高圧プラグ/レセップRST−1,RST−2間に零相計器用変圧器ZVT使用時による場合、短絡線が接続される。一方、接地形計器用変圧器EVT使用時に切り替えられた場合、絶縁変圧器10が接続される。このときに絶縁変圧器10の2次側の地絡を検知して高圧開閉器52S1をトリップさせる。
き電盤A−3に引き込まれた高圧ケーブルは、EVT・ZVT盤A−4にも引き込まれ、高圧リレー接点(高圧遮断器)6を経由し、高圧プラグ/レセップU/W−2に接続されている。高圧プラグ/レセップU/W−2から出力される高電圧6,600Vは連絡母線ケーブルによって受配電設備ブロックB−2等に供給される。高圧リレー接点(高圧遮断器)6を有する高圧ケーブルには零相変流器ZCT2が設置され、零相電流が検知される。また、地絡方向継電器回路7が設けられ、高圧リレー接点(高圧遮断器)6の開閉が制御される。
電力会社の変電所側は商用電源6,600Vを負荷側に供給するようになっている。3相3線R,S,Tは接地形計器用変圧器EVTの1次側の接続端U,V,Wに接続され、スター結線Oはアース無しで使用する。接地形計器用変圧器EVTの2次側はスター結線Oをアース接続し、接地形計器用変圧器EVTの3次側のΔの接続端a,fはアース接続する。このような回路構成になるようにスイッチ設定すると、接地形計器用変圧器EVTの2次側はVTとして使用することができる。接地形計器用変圧器EVTのこのようなスイッチ設定は、図1Aに示す零相計器用変圧器ZVT使用時による高圧ケーブル地絡検出遮断回路として動作している場合である。また、1次側のスター結線Oを接地し、3次側のΔの接続端a,fをフローにすることにより、接地形計器用変圧器EVT使用時による高圧ケーブル地絡検出遮断回路として動作する。
EVT1,EVT9 接地形計器用変圧器
PAS 高圧気中負荷開閉器
UGS 高圧交流ガス負荷開閉器
SOG ストレージオーバーカレントグランド
ZCT 零相変流器
R 限流抵抗器
DS 高圧開閉器
VCB−1,VCB−2 高圧遮断器
G/C ガントリークレーン
VT 電圧変成器
A,B−1,B−2,C−1,C−2 受配電設備ブロック
A−1 引込盤
A−2 受電盤
A−3 き電盤
A−4 EVT・ZVT盤
A−5 空調・照明用低電圧盤
A−6 リモートステーション装置
1 断路器
2〜4,6 高圧リレー接点(高圧遮断器)
5,7 地絡方向継電器回路
8 高圧限流ヒューズ
10 絶縁変圧器
11 高圧負荷開閉器
13,14〜16 スイッチ
12 庫内動力変圧器
17 電灯変圧器
21 空調室内機
22 空調室外機
40,60 受電ケーブル
41〜50,61〜66,68 高圧ケーブル
Claims (8)
- 基盤ブロックを設置し、電力会社から供給される高圧電力を受電し、前記基盤ブロックよりクレーンを起動するため、高圧供電ケーブルを引き出し、または冷凍装置電力、一般動力もしくは照明用電力を供給する受配電設備システムにおいて、
前記基盤ブロックに供給する電力会社配電所用接地形計器用変圧器EVT1が設置され、外部入力する高圧ケーブルの、前記基盤ブロック内の中間部に絶縁変圧器を接続可能な接続手段を設け、さらに高圧遮断器を介して延出し、他の基盤ブロックまたはクレーンを起動する高圧ケーブルに接続するように構成すると共に、
前記基盤ブロックに、
零相電圧を検出する零相計器用変圧器ZVTと、
地絡電流回路を形成する接地形計器用変圧器EVTと、
前記零相計器用変圧器ZVTが検出した零相電圧信号が一方の入力端に供給されるAND回路と、
前記接地形計器用変圧器EVTにより形成した地絡電流回路からの零相電流または前記電力会社配電所用接地形計器用変圧器EVT1からの零相電流を検出し、該検出信号を前記AND回路の他方の入力端に供給する零相変流器ZCTと、
前記AND回路の出力により動作し、高圧ケーブルを遮断する継電器と、を有し、
接地形計器用変圧器EVTの1次側および2次側を開放か、接地に切り替える切替器により零相計器用変圧器ZVT使用に切り替えられる場合、前記絶縁変圧器の入出力を切り離し接続すべき接続手段を短絡状態とし、
前記切替器により接地形計器用変圧器EVT使用に切り替えられる場合、前記絶縁変圧器を高圧ケーブル中に接続することを特徴とする高圧ケーブル地絡検出遮断回路。 - 請求項1記載の高圧ケーブル地絡検出遮断回路において、
前記接地形計器用変圧器EVTは、前記零相計器用変圧器ZVT使用に切り替えられた場合、VTとして使用することも可能とし、前記接地形計器用変圧器EVT使用に切り替えられた場合、地絡電流回路を形成することを特徴とする高圧ケーブル地絡検出遮断回路。 - 請求項1または2記載の高圧ケーブル地絡検出遮断回路において、
前記継電器は、零相電流に方向性を持った地絡方向継電器であり、当該基盤ブロックを経由する高圧回路の後備のみの地絡に反応することを特徴とする高圧ケーブル地絡検出遮断回路。 - 請求項1,2または3記載の高圧ケーブル地絡検出遮断回路において、
前記基盤ブロックは、コンテナに収容され、該ブロック収容コンテナを1以上配設したことを特徴とする高圧ケーブル地絡検出遮断回路。 - 請求項4記載の高圧ケーブル地絡検出遮断回路において、
複数の前記ブロック収容コンテナは、コンテナターミナルの所定位置に並列的に配設したことを特徴とする高圧ケーブル地絡検出遮断回路。 - 請求項4記載の高圧ケーブル地絡検出遮断回路において、
複数の前記ブロック収容コンテナは、コンテナターミナルの所定位置に縦型に積み重ねて設置したことを特徴とする高圧ケーブル地絡検出遮断回路。 - 請求項4,5または6記載の高圧ケーブル地絡検出遮断回路において、
前記ブロック収容コンテナにおける高圧フィーダへの高圧ケーブルの配線は、L形カップリングを用いて接続可能にしたことを特徴とする高圧ケーブル地絡検出遮断回路。 - 請求項4,5または6記載の高圧ケーブル地絡検出遮断回路において、
複数の前記ブロック収容コンテナには制御・監視ケーブルの低圧、弱電用カップリングを有することを特徴とする高圧ケーブル地絡検出遮断回路。
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