JPH0118652B2

JPH0118652B2 -

Info

Publication number: JPH0118652B2
Application number: JP12136880A
Authority: JP
Inventors: Kunio Matsuzawa; Juji Ooki; Masao Hori
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Priority date: 1980-09-02
Filing date: 1980-09-02
Publication date: 1989-04-06
Also published as: JPS5746626A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電力系統を保護する保護継電装置に係
わり、特に変電所等の電気所の母線に設置される
母線分離継電装置に関する。

近年、電気系統を保護する保護装置としては
種々用いられているが、変電所等電気所の母線を
保護するのに母線を分離することによつて行なう
ような方式のものが用いられている。第１図は従
来から広く用いられている２重母線４ブスタイの
母線構成を有する電気所Ａを中心とする系統構成
例を示すものである。図において、甲₁，甲₂，乙
_１，乙₂は電気所Ａの４つの母線で、それぞれしや
断器CB 甲乙₁，CB 甲乙₂，CB 甲，CB 乙によりル
ープ状に連系されている。また、この電気所Ａと
その周辺の各電気所Ｂ，Ｃ，Ｄは並行２回線送電
線L₁₁，L₁₂，L₂₁，L₂₂，L₃₁，L₃₂によりそれぞれ
しや断器CB₁₁ Ａ甲，CB₁₂ Ａ乙，CB₁₁ Ｂ甲，CB₁₂
Ｂ乙，CB₂₁ Ａ甲，CB₂₂ Ａ乙，CB₂₁ Ｃ甲， CB₂₂ Ｃ乙，CB₃₂ Ａ甲，CB₃₂ Ａ乙，CB₃₁ Ｄ甲，
CB₃₂ Ｄ乙を介して図示のように接続されている。
つまり、一般に図示の如く並行２回線送電線のそ
れぞれは、甲₁，甲₂母線と乙₁，乙₂母線とに振り
分けて接続され、２重化された系統構成として電
力供給の信頼度を高めるようにしている。

かかる構成において、今例えば第１図における
長距離送電線L₂₁の電気所Ｃ近傍の図示Ｆ点に系
統故障が発生したものとして、その場合の系統保
護の一例を第２図を参照して説明する。通常、Ｆ
点の故障は送電線L₂₁の送電線保護継電器によつ
て検出され、その結果その両端のしや断器CB₂₁
Ａ甲，CB ₂₁ C甲をしや断することによつて除去さ
れるが、今一方のしや断器CB₂₁ Ｃ甲は正常にし
や断されたが、他方のしや断器CB₂₁ Ａ甲はしや
断器自身、もしくはＡ端の保護リレーRY_21Aの不
具合によつてしや断されなかつたものとする。こ
のような不具合が生じると母線甲₁，乙₁，甲₂，
乙₂を連系しているタイしや断器CB 甲乙₁， CB 甲乙₂が引き続いてしや断する。そして、これ
らのしや断器CB 甲乙₁，CB 甲乙₂には系統の健全
時において、上述したように系統が２重化され、
並行２回線送電線が甲側、乙側に振り分けられて
いれば電流が殆んど流れないので系統故障により
過大電流が流れたことを条件にトリツプさせるこ
とができる。このようにすれば、乙側の系統は健
全な系統として運転を継続することができる。一
方、甲側の系統、例えば電気所Ｂの送電線L₁₁の
保護継電器RY_11Bには、遠方後備保護（リモート
バツクアツプとも称する）によりしや断器CB₁₁
Ｂ甲をしや断することが要求される。ところが第
２図に示すように送電線L₂₁が長距離でかつ故障
点Ｆが遠方である場合には、保護継電器RY_11Bは
電気所Ｄへの負荷潮流の影響で遠方後備保護機能
を発揮することができない可能性が大きい。すな
わち、保護継電器RY_11Bが通常良く用いられる第
３図に示すような三段階距離継電器だとすると、
この場合第三段に動作が期待されるのであるが、
負荷潮流の影響で保護継電器RY_11Bのみるインピ
ーダンスは図示したように第三段動作域の外部の
F′点となりしや断器CB₁₁ Ｂ甲をしや断すること
ができない。

上述のような状況下でも、もし電気所Ａ母線の
しや断器CB 甲をしや断することができれば、上
述した負荷潮流の影響が無くなり、遠端後備保護
の機能を格段に向上させることができる。ところ
が、セクシヨンしや断器CB 甲（あるいはCB 乙）
にはタイしや断器CB 甲乙₁，CB 甲乙₂と異なつて
常時大きな負荷電流が流れている。したがつて系
統健全時に誤つてしや断すると電力の供給ルート
が断たれて、系統の運用に大きな支障をきたすた
め、そのしや断には充分に高い動作信頼度を有す
る手段を用いなければならない。従来から、保護
継電器RY_11Aが動作出力を送出しているにもかか
わらずしや断器CB₂₁ Ａ甲に電流が流れているよ
うな場合には、該当するしや断器CB₂₁ Ａ甲の動
作不良と判定し該当する母線につながるすべての
しや断器、第２図の場合にはCB 甲乙₁，CB 甲，
CB₁₁ Ａ甲をしや断する、いわゆるしや断器不動
作対策が用いられる場合があるが、このようなし
や断器不動作対策は保護継電器RY_11Aの不良に対
しては全く無力であり、また、送電線と母線の接
続条件が変わる度に、しや断器不動作対策として
しや断すべきしや断器を変更しなければならない
ため、保護シーケンスが非常に複雑なものとなつ
てしまう。そのため、最近では前述したセクシヨ
ンしや断器CB 甲（あるいはCB 乙）を正確にしや
断することができる保護方式の出現が強く要望さ
れている。

本発明は上記のような要望に応えるためになさ
れたもので、その目的は母線を連系する複数組の
しや断器の中からしや断すべきセクシヨンしや断
器を確実に選択して高信頼度でしかも簡易にしや
断することができる母線分離継電装置を提供する
ことにある。

以下、図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。第４図は、本発明による継電器RY
への入力電気量の導入構成例を示すものであり、
第１図と同一部分には同一符号を付してその説明
を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。第４図において、継電器RYには前記母線甲
１，乙１の電圧を電気量検出器としての計器用変
成器PT 甲₁，PT 乙₁を介して、それぞれ演算量Ｖ
甲₁，Ｖ乙₁として導入する。継電器RYは、これ
らの演算量Ｖ甲₁，Ｖ乙₁を基にその大小の判別に
より両者の不一致を判定する。第５図は、上記継
電器RYの判定原理構成例をブロツク的に示した
ものである。図において、１，２は継電器RYの
入力端子、３はＶ甲₁＞Ｖ乙₁なるときに出力端子
５に出力を発生する判定回路また４は同じく上記
演算量Ｖ甲₁，Ｖ乙₁の関係がＶ乙₁＞Ｖ甲₁なると
きに出力端子６に出力を発生する判定回路であ
る。ここで出力端子５に出力を生じた場合には、
母線乙₁，乙₂を連系するセクシヨンしや断器CB
乙をしや断し、一方出力端子６に出力を生じた場
合にはセクシヨンしや断器CB 甲をしや断するよ
うに構成する。また、この場合、上記２つの演算
量Ｖ甲₁，Ｖ乙₁の間に不一致が生じたときにその
出力を生じる継電器RYとしては、いわゆる電圧
平衡継電器としての構成そのものをとることがで
き、周知の工学技術にて実現し得るものである。

次に、前述の第２図を参照して上記構成の作用
について述べる。前述したように第２図において
送電線L₂₁の図示Ｆ点故障で、Ｃ端はしや断器
CB₂₁ Ｃ甲によりしや断に成功したがＡ端はしや
断器CB₂₁ Ａ甲が不動作となり、前述により母線
甲₁，甲₂，乙₁，乙₂を連系するタイしや断器 CB 甲乙₁とCB 甲乙₂とがともにしや断している状
態にあるとする。このような状態では母線甲₁，
甲₂の電圧は等しく母線乙₁と乙₂の電圧も等しい
が、母線甲₁，甲₂の電圧は母線甲₁に故障送電線
L₂₁が連系されているため、母線乙₁，乙₂の電圧
よりも低下している。したがつて、計器用変成器
PT 甲₁，PT 乙₁を介して継電器RYに導入される
電圧、つまり演算量Ｖ甲₁，Ｖ乙₁の関係はＶ乙₁＞
Ｖ甲₁となる状態となり、判定回路４の出力が継
電器RYよりその出力端子６を介して送出してし
や断器CB 甲がしや断される。これにより、しや断
器CB 甲がしや断された状態ではしや断器CB 甲乙
_１も既にしや断状態を継続しているため、母線甲₁
に連系されている送電線Ｌは故障送電線L₂₁と、
電源端であるＢ電気所とＡ電気所とを連系する送
電線L₁₁のみとなり、送電線L₁₁に上記しや断器
CB 甲のしや断以前に流れていた電気所Ｄへの負
荷電流は流れず、電気所Ｂの送電線L₁₁に設置さ
れた継電器RY_11Bの電流入力としては、故障点Ｆ
への故障電流のみとなる。よつて、継電器RY_11Bの
みるインピーダンスは第３図に示す特性のＦ点と
なり、継電器RY_11Bの確実な第三段動作とそれに
よる系統故障の除去を行なうことが期待できる。

なお上記において系統健全時あるいは系統故障
発生時でも母線甲₁・乙₁，甲₂・乙₂を連系するし
や断器CB 甲乙₁，CB 甲乙₂が接続状態にある時に
は母線電圧はＶ甲₁＝Ｖ乙₁であり、母線甲₁・甲
_２，乙₁・乙₂を連系するもう一組のしや断器CB
甲，CB 乙が誤つてしや断される可能性がないこ
とは言うまでもないことである。また、上記にお
いて系統側、第２図の例えばF″点に故障が発生
して前述同様の状態となつたような場合には、各
電圧Ｖ甲₁，Ｖ乙₁はＶ甲₁＞Ｖ乙₁なる関係となる
ため、判定回路３の出力が継電器RYの出力端子
５を介して送出され、しや断器CB 乙をしや断し
て系統保護が行なわれる。

このように、４本の母線甲₁，甲₂，乙₁，乙₂を
４個のしや断器CB 甲，CB 乙，CB 甲乙₁，CB 甲
乙₂によりループ状に連系して成る２重母線４ブ
スタイ母線構成をとる系統において、上記甲側母
線甲₁，甲₂及び乙側母線乙₁，乙₂の各母線電圧を
母線甲₁，乙₁に夫々計器用変成器PT 甲₁，PT 乙₁
を設置して検出し、この検出した各電圧Ｖ甲₁，
Ｖ乙₁を演算量として大小関係を判別する判定回
路３，４を有する（電圧平衡）継電器RYに導入
して、両演算量Ｖ甲₁，Ｖ乙₁の不一致を判定し、
且つこの判定結果に基づく判定回路３または４の
出力により上記しや断器のうちからしや断すべき
しや断器CB 甲またはCB 乙を選択してしや断し、
系統の母線を分離するようにしたものである。

従つて、前述したように送電線L₂₁の故障発生
時において、主保護継電器RY_11Aまたはしや断器
自体の不良によりしや断器CB₂₁ Ａ甲がしや断せ
ずに系統故障が継続している状態で、しや断器
CB 甲を高信頼度にてしや断し得るため、遠方後
備保護継電器RY_11Bを確実に動作させて系統保護
を行なわせることが可能となり、また系統構成次
第によつては故障の除去を直接に行なうことも可
能となり極めて信頼性の高い系統保護を行なうこ
とができる。また、上述したようなしや断器不動
作対策をとつているので、継電器RY_21Aの不良に
基づくしや断器不動作にも確実に対処することが
でき、更に従来のように送電線と母線との接続条
件が変わる度にしや断器不動作対策としてのしや
断すべきしや断器を変更しなければならないとい
うこともなくなり、保護シーケンスを極めて簡単
な構成とすることができる。

次に、本発明の第二の実施例について図面を参
照して説明する。上記実施例においては、母線の
電圧を演算量として用いた場合の構成例を述べた
が、これに限られるものではない。

第６図及び第７図は母線の電流を継電器の入力
演算量として用いた場合の構成例を示すものであ
る。なお第６図に示す系統構成において電気所Ｂ
からの送電線L₂₁，L₁₂がそれぞれ甲₂，乙₂の母線
に連系されている以外の構成は第１図と全く同様
である。このような系統構成において、前述した
ような送電線L₂₁上の図示Ｆ点での系統事故時に
おけるしや断器CB₂₁ Ａ甲の誤不動作を想定する
と、甲₁・乙₁，甲₂・乙₂を連系する一組のしや断
器CB 甲乙₁，CB 甲乙₂が共にしや断後には、もう
一組のしや断器CB 甲，CB 乙においてCB 甲側に
は事故電流Ｉ甲が、またCB 乙側には電気所Ｃへ
の潮流（もしくは電気所Ｃからの潮流）Ｉ乙が流
れるため、明らかにその電流はＩ甲＞Ｉ乙とな
る。したがつて、これら２つの電流Ｉ甲，Ｉ乙を
入力とする第７図に示すような電流平衡継電器
RY′を構成し、電流Ｉ甲，Ｉ乙をそれぞれ演算量と
して入力端子１′，２′に導入し、それぞれ判定回路
３′，４′にてＩ甲＜Ｉ乙、Ｉ甲＞Ｉ乙なる不一致
条件を検出して、その出力端子５′にはしや断器
CB 乙のしや断指令をまた出力端子６′にはCB 甲
のしや断指令を夫々出力するように構成するよう
に構成すれば、しや断器CB 甲あるいはCB 乙を通
つて流れる故障電流をしや断することができ、上
記実施例と同様の作用効果を得ることができる。

次に、本発明の第３の実施例について図面を参
照して説明する。前記において、潮流が非常に大
きくなり得て、母線を流れる電流Ｉ甲，Ｉ乙では
誤差にて有効な識別が行なえないような場合と
か、背後容量が大きくて遠方端系統故障時の母線
電圧降下がそれほど期待できないような場合に
は、電気量検出器としての距離継電器を適用して
構成することも可能である。第８図乃至第１０図
は距離継電器を用いた場合の本発明による構成例
を示すものである。なお、第８図で第４図と同一
部分には同一符号を付して示す。第８図において
距離継電器DZ 甲₁，DZ 甲₂はそれぞれしや断器CB
甲の甲₁母線側、甲₂母線側に設置し、母線甲₂側、
甲₁側をみる方向性を持つた距離継電器であり、
同様に距離継電器DZ 乙₁のDZ 乙₂はしや断器CB 乙
側に設置した距離継電器で、これら距離継電器
DZ 甲₁，甲₂，DZ 乙₁，乙₂は一例として第９図に
示すような位相特性を有するものである。第１０
図は、上記各距離継電器の出力を用いてしや断器
CB 甲をしや断するためのシーケンス回路の一例
を示すものである。第１０図において、７，８は
夫々距離継電器DZ 甲₂・DZ 乙₂の出力を入力とす
るインヒビツト回路で、夫々のインヒビツト回路
７，８の出力をオア回路９に導き、その出力をし
や断器CB 甲のしや断指令として送出するように
構成する。すなわち、インヒビツト回路７，８お
よびオア回路９で判定回路を形成する。かかる構
成において、距離継電器DZ 甲₂が動作しているに
もかかわらる距離継電器DZ 乙₂が動作していない
状態が生じると、インヒビツト回路７にその出力
を生じこれがオア回路９を通してしや断器CB 甲
のしや断指令として送出される。つまり、この状
態は母線甲₁もしくはそれに連系されている線路
が故障状態にあるが、母線乙₁側は健全であるこ
とを示しており、系統状態がまさに第６図に示し
たような状態にあることになる。したがつて、し
や断器CB 甲のしや断により、故障電流がしや断
されることになる。一方、距離継電器DZ 甲₁が動
作しているにもかかわらず、距離継電器DZ 乙₁が
不動作であれば母線甲₂が故障、母線乙₂が健全の
状態であるから、同様にインヒビツト回路８より
その出力がオア回路９を介して送出され、しや断
器CB 甲がしや断され、系統保護が行なわれ同様
の効果が得られる。なお、しや断器CB 乙側につ
いても同様である。また上記では方向性を有した
４組の距離継電器を用いて構成するようにしたも
のについて述べたものであるが、距離継電器DZ
甲₁，DZ 甲₂を１組に同じくDZ 乙₁，DZ 乙₂を他の
１組にまとめ、第１１図に示すような位相特性を
持たせて第１２図に示すようなシーケンス回路を
構成するようにしても同様の作用効果が得られる
ことは前述の説明より自明である。つまり、第１
２図において２組の距離継電器DZ 甲，DZ 乙の出
力は、インヒビツト回路７′を介してしや断CB 甲
側のしや断指令として送出するように構成する。

尚、本発明は上記実施例に限られるものではな
く、次のようにしても同様に実施することができ
るものである。上記各実施例ではしや断するべき
しや断器CB 甲，CB 乙のしや断条件を判定する継
電器は、前述の説明からも明らかなように、他の
一組のしや断器CB 甲乙₁，CB 甲乙₂の動作以前に
おいては原理的には動作し得ない。しかしなが
ら、継電器の部品不良等の原因で誤出力を生じる
可能性も皆無ではないから、それによるしや断器
CB 甲あるいはCB 乙の誤しや断を防止するため
に、しや断器CB 甲乙₁，CB 甲乙₂が動作している
ことをしや断器CB 甲，CB 乙のしや断条件にアン
ド条件として加えるように構成しても良い。その
一例として上記第１２図の実施例に対してこのア
ンド条件を加えた構成例を第１３図に示す。図に
おいて、第１２図と同一部分には同一符号を付し
てその説明を省略する。つまり、しや断器 CB 甲乙₁，CB 甲乙₂の動作条件をインヒビツト回
路７′の出力とともにアンド回路１０に導き、ア
ンド条件が成立したことによつてしや断器CB 甲
のトリツプ指令を送出するように構成したもので
ある。従つて、かかる構成とすれば誤しや断に対す
る信頼性の向上も併せて図ることが可能となる。

その他、本発明はその旨を変更しない範囲で、
種々に変形して実施することができるものであ
る。

以上説明したように本発明の母線分離継電装置
によれば、一つの平行２回線送電線の一方の回線
に回線事故が発生し、４個のしや断器のうち両タ
イしや断器がしや断された後において、残り一対
のセクシヨンしや断器のうち、故障回線が接続さ
れた母線に接する方のセクシヨンしや断器がしや
断される。したがつて、この故障回線が接続され
た母線は他の３個の母線に対して完全に分離され
る。その結果、該当母線に接続された健全な他の
平行２回線送電線における遠方位置に介挿さたし
や断器を迅速かつ確実に作動させることができ、
事故発生の回線系統を迅速に分離できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は２重母線４ブスタイの系統構成を示す
図、第２図は第１図における系統の状態を示す系
統構成図、第３図は遠方後備保護に用いられる距
離継電器の、位相特性を示す図、第４図及び第５
図は本発明の一実施例を示す概要構成図、第６図
及び第７図は本発明の第二の実施例を示す概要構
成図、第８図乃至第１０図は本発明の第三の実施
例を示す概要構成図、第１１図乃至第１３図は本
発明の他の実施例を示す概要構成図である。 RY…電圧平衡継電器、RY′…電流平衡継電器、
DZ 甲₁・DZ 甲₂，DZ 乙₁，DZ 乙₂・DZ 甲，DZ 乙…
距離継電器、３，３′，４，４′…判定回路、７，
７′，８…インヒビツト回路、９…オア回路、１
０…アンド回路。

Claims

【特許請求の範囲】１一対のタイしや断器および一対のセクシヨン
しや断器からなる４個のしや断器と、この４個の
しや断器を互いに異なるしや断器が隣接するよう
に４本の母線でループ状に連系してなる母線ルー
プと、各一端が前記各タイしや断器に両側の各母
線に接続され、各他端が各電気所に接続された複
数の平行２回線送電線とからなり、前記平行２回
線送電線の一方の回線に回線事故が生じたとき前
記１対のタイしや断器をしや断して事故発生回線
を健全回線から分離する電力系統において、前記一対のタイしや断器のしや断後における前
記一対のセンクヨンしや断器の設置箇所における
前記各母線の電圧又は電流の少なくとも一方の電
気量を検出する前記各母線に対応した電気量検出
器と、この各電気量検出器から出力された各母線
の電気量の不一致および不一致の場合の大小を比
較判定する判定回路とを有し、この判定回路の出
力により前記いずれか一方のセクシヨンしや断器
をしや断することを特徴とする母線分離継電装
置。