JPH0216655B2

JPH0216655B2 -

Info

Publication number: JPH0216655B2
Application number: JP56139431A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hashimoto; Jun Tanaka
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 1981-09-03
Filing date: 1981-09-03
Publication date: 1990-04-17
Also published as: JPS5843135A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はネツトワーク受電設備に関し、特にエ
レベータやモータ等の回生電力発生負荷から回生
電力が発生した時のプロテクタしや断器の誤しや
断動作を防止するネツトワーク受電設備に関する
ものである。

最近はビル等の高負荷密度の集中負荷に対する
受電設備として信頼性の高いスポツトネツトワー
ク受電設備が採用されている。第１図はこのよう
なネツトワーク受電設備の回路例を示したもの
で、同図において１ａ，１ｂ，１ｃは図示してい
ない変電所から引出された配電線に接続されてい
るフイーダーであつて、２ａ，２ｂ，２ｃは高圧
側断路器、３ａ，３ｂ，３ｃはネツトワーク変圧
器、４ａ，４ｂ，４ｃはネツトワーク変圧器３
ａ，３ｂ，３ｃの低圧側に接続されたプロテクタ
ヒユーズ、５ａ，５ｂ，５ｃはネツトワーク継電
器、６ａ，６ｂ，６ｃはプロテクタ用変流器、７
ａ，７ｂ，７ｃはプロテクタしや断器８ａ，８
ｂ，８ｃの両端間に跨つて接続されている極間電
圧検出用変成器、９はネツトワーク母線、１０は
負荷線路用しや断器、１１は回生電力を発生しな
い一般負荷、１２はエレベータ、モータ等の回生
電力を発生する回生電力発生負荷、１３はネツト
ワーク母線電圧検出用変成器である。この第１図
に示した回路例ではフイーダー１ａ，１ｂ，１ｃ
が３回線であるが、２回線以上であればネツトワ
ーク回路を形成し得るものであり、種々の回線数
のものがある。

このようなネツトワーク受電設備が正常に運転
されているときは、各回線のフイーダー１ａ，１
ｂ，１ｃに接続されたネツトワーク変圧器３ａ，
３ｂ，３ｃを経て降圧された電力が負荷に供給さ
れる。しかるに、例えばフイーダー１ａの高圧側
で接地、短絡等の事故が発生した場合には、フイ
ーダー１ａに接続されている図示しない配電線の
変電所側に設けられている配電線しや断器が自動
的にしや断動作をして、その後フイーダー１ａに
設けられているプロテクタしや断器８ａがしや断
動作してフイーダー１ａへの通電を停止させフイ
ーダー１ａは無電圧となる。従つて、この場合に
は他のフイーダー１ｂ，１ｃから夫々ネツトワー
ク変圧器３ｂ，３ｃを通じて、ネツトワーク変圧
器３ａがネツトワーク母線９側から逆励磁される
こととなるが、ネツトワーク継電器５ａ，５ｂ，
５ｃはいずれも電力方向を検出する機能を有し、
いずれかのネツトワーク継電器が逆向きの電流を
検出したときには、該ネツトワーク継電器が出力
を発してプロテクタしや断器をしや断動作させる
ようになつている。従つて、前述の如くフイーダ
ー１ａの高圧側に事故が発生してネツトワーク変
圧器３ａがネツトワーク母線９側から逆励磁され
た場合には、そのプロテクタしや断器８ａがしや
断動作をして事故点への事故電流の流れ込みが阻
止される。

ところで、このようなネツトワーク受電設備を
ビル用受電設備に適用した場合には、回生電力を
発生するエレベータモータ等の負荷が接続される
ため、エレベータが高速度で上昇又は下降する
際、特に減速された際にはエレベータモータから
多くの電力が回生される。従つて、この受電設備
の軽負荷時には、フイーダー１ａ，１ｂ，１ｃに
向けて逆向きの電流が流れ、このため夫々のネツ
トワーク継電器５ａ，５ｂ，５ｃが一斉に動作し
て夫々のプロテクタしや断器８ａ，８ｂ，８ｃを
しや断動作させ、ネツトワーク母線９への通電を
全面的に停止させる虞れがある。このような回生
電力に起因するプロテクタしや断器の誤つたしや
断動作を防止するべく、従来は回生電力を吸収す
る擬似負荷を一時的又は永久的に接続する方法が
考えられているが、この方法では無駄な電力損失
を増す欠点がある。また回生電力の如き小電力の
逆向きの電流が発生した場合にはネツトワーク継
電器の出力を遅延させて、回生電力が継続してい
る間はプロテクタしや断器をしや断動作させない
方法もある。この場合には、小電力の逆向きの電
流を発生する事故の場合のように明らかに事故で
あつて保安上はすみやかに保守しなければならな
い場合でも、プロテクタしや断器は即時にしや断
動作しないために、保守の完了迄に長時間を要す
る欠点がある。更に、夫々のネツトワーク継電器
の出力を論理回路で照合して、回生電力発生時の
ように全てのネツトワーク継電器が同時に逆向き
の電流を検出したときには、プロテクタしや断器
のしや断動作を全て阻止させる方法もあるが、こ
の場合には回生電力が略均一に夫々のプロテクタ
しや断器を通過することが前提であり、各フイー
ダーのインピーダンスに不揃いがあつた場合には
回生電力の逆向きの電流が不均一になり、ネツト
ワーク継電器の動作感度に満たないフイーダーも
できて、プロテクタしや断器のしや断動作を確実
に防止し得ない。またこの方法では回生電力が発
生しているときに、工事等のために特定のフイー
ダーへの通電を、人為的に変電所側で停止させた
場合には、通電を停止させていない他の回線のフ
イーダーに設けられているネツトワーク継電器は
しや断出力を発しており、さらに通電を停止させ
たフイーダーのネツトワーク継電器もネツトワー
ク変圧器の逆励磁によつてしや断出力を発する。
したがつて、結局全てのネツトワーク継電器のし
や断出力が同時に揃うことになり、プロテクタし
や断器のしや断動作が阻止されるために、通電を
停止させたはずのフイーダーはネツトワーク変圧
器からの逆励磁によつて停電状態を維持すること
ができず、結局、回生電力が消滅するまで通電を
停止させ得ない不都合を生じる問題がある。

本発明は前述した問題に鑑み、フイーダーに回
生電力による逆向きの電流が発生したときには全
てのプロテクタしや断器のしや断動作を阻止して
負荷の全面停電を防止するとともに、事故に起因
した逆向きの電流が発生したときには小電流であ
つてもプロテクタしや断器を即時にしや断動作さ
せることができ、また各プロテクタしや断器への
不等量の逆向きの電流に起因する誤しや断動作を
も防止することができ、更に回生電力の発生に関
係なくフイーダーへの通電を人為的に瞬時に停止
させることができる信頼性の高いネツトワーク受
電設備を提案したものである。

以下本発明のネツトワーク受電設備を実施例を
示す図面によつて詳述する。

第２図は本発明に係るネツトワーク受電設備の
回路図である。

第２図において、１ａ〜１ｃはフイーダー、２
ａ〜２ｃは高圧側断路器、３ａ〜３ｃは高圧側が
高圧側断路器２ａ〜２ｃを介してフイーダー１ａ
〜１ｃに接続されたネツトワーク変圧器、４ａ〜
４ｃはフイーダー１ａ〜１ｃの低圧側に設けられ
たプロテクタヒユーズである。５ａ〜５ｃはネツ
トワーク継電器、６ａ〜６ｃはプロテクタ用変流
器、７ａ〜７ｃはプロテクタしや断器８ａ〜８ｃ
の両端間に接続している極間電圧検出用変成器、
TCT_a〜TCT_cは環状鉄心Ca〜Ccと該鉄心に夫々
同じターン数で巻回した２つの入力巻線W_1a〜
W_1c及びW_2a〜W_2cと１つの出力巻線W_3a〜W_3cと
からなる電流合成変流器である。９は各回線のフ
イーダー１ａ〜１ｃの低圧側が共通に接続されて
いるネツトワーク母線、１０は負荷線路用しや断
器、１１は回生電力を発生しない一般負荷、１２
はエレベータモータ又はモータ等の回生電力を発
生する回生電力発生負荷、１３は２次巻線をネツ
トワーク継電器５ａ〜５ｃの夫々に接続した母線
電圧検出用変成器である。１４は一般負荷１１及
び回生電力発生負荷１２に通電する共通の線路に
設けた回生電力検出用変流器、１５は調整抵抗
器、１６ａ〜１６ｃ及び１７ａ〜１７ｃは各プロ
テクタしや断器８ａ〜８ｃに対応して設けられて
いて、各プロテクタしや断器８ａ〜８ｃのしや
断、投入動作に連動して開閉動作をする常閉補助
接点及び常開補助接点である。これらの常閉補助
接点１６ａ〜１６ｃは直列に接続されて回生電力
検出用変流器１４の２次巻線の両端に接続されて
おり、全てのプロテクタしや断器８ａ〜８ｃがし
や断動作しているときは回生電力検出用変流器１
４の２次巻線を短絡する。また回生電力検出用変
流器１４の２次巻線の両端は、各調整抵抗器１５
と各常開補助接点１７ａ〜１７ｃとの各々の直列
回路を介して、前記常開補助接点１７ａ〜１７ｃ
が設けられているプロテクタしや断器８ａ〜８ｃ
を制御するネツトワーク継電器５ａ〜５ｃの入力
側に設けている電流合成変流器TCT_a〜TCT_cの
入力巻線W_1a〜W_1cの夫々に接続されている。そ
して、入力巻線W_1a〜W_1cを含む夫々の回路のイ
ンピーダンスは調整抵抗器１５により各フイーダ
ー１ａ〜１ｃの回路のインピーダンスに等価的に
調整できるようになつている。一方、プロテクタ
用変流器６ａ〜６ｃの２次巻線は、電流合成変流
器TCT_a〜TCT_cの入力巻線W_2a〜W_2cに接続され
ている。そして電流合成変流器TCT_a〜TCT_cの
入力巻線W_1a〜W_1cおよびW_2a〜W_2cとその出力巻
線W_3a〜W_3cと回生電力検出用変流器１４の２次
巻線とは、いずれも・印で示す如き極性で巻回さ
れており、従つて、電流合成変流器TCT_a〜
TCT_cの入力巻線W_1a〜W_1cとW_2a〜W_2cとに流れ
る電流による磁束は夫々差動的に作用してその差
の電流による磁束により出力巻線W_3a〜W_3cに出
力電流が生じ、その出力電流がネツトワーク継電
器５ａ〜５ｃに入力されるようになつている。

ネツトワーク継電器５ａ〜５ｃは、いずれも電
流合成変流器TCT_a〜TCT_cからの電流と極間電
圧検出用変成器７ａ〜７ｃ及び母線電圧検出用変
成器１３の電圧とによりプロテクタしや断器８ａ
〜８ｃを通る電流の向きを検出して、その電流が
ネツトワーク母線９側から即ち逆向きに流れたと
きには、直ちにしや断出力を発してプロテクタし
や断器８ａ〜８ｃをしや断動作させる逆電力しや
断機能を備えている。また、その他に無電圧投入
機能および過電圧投入機能を備えている。本発明
のネツトワーク受電設備はこれらの機器により構
成されている。

上述のごとく構成されたネツトワーク受電設備
の制御動作を説明する。いま、第２図に示したネ
ツトワーク受電設備において、高圧側断路器２ａ
〜２ｃおよび負荷線路しや断器１０が閉路されて
いて、回生電力発生負荷１２からは回生電力が発
生せず正常な運転状態にある場合には、プロテク
タしや断器８ａ〜８ｃの投入動作と連動して常開
補助接点１７ａ〜１７ｃは閉路し、常閉補助接点
１６ａ〜１６ｃの全てが開路している。そのため
回生電力検出用変流器１４の出力電流は、各調整
抵抗器１５および常開補助接点１７ａ〜１７ｃを
介して各電流合成変流器TCT_a〜TCT_cの各入力
巻線W_1a〜W_1cに流れる。一方、プロテクタ用変
流器６ａ〜６ｃの出力電流は入力巻線W_2a〜W_2c
に流れる。したがつて、出力巻線W_3a〜W_3cには、
入力巻線W_1a〜W_1cとW_2a〜W_2cとに流れる電流の
差による磁束に対応する出力電流が生じてネツト
ワーク継電器５ａ〜５ｃに入力される。

つまり、各々のフイーダー１ａ〜１ｃに流れて
いる電流と、一般負荷１１及び回生電力発生負荷
１２に流れている全電流をフイーダーの回線数で
按分した電流とを、即ち各フイーダー１ａ〜１ｃ
に流れている電流分と、この電流分と等価であり
ネツトワーク母線９から一般負荷１１及び回生電
力発生負荷１２に流れている電流分とを互いに相
殺させている。そのためこのような状態では各電
流合成変流器TCT_a〜TCT_cの出力巻線W_3a〜W_3c
から各ネツトワーク継電器５ａ〜５ｃに出力電流
は流れない。それ故、フイーダー１ａ〜１ｃの高
圧側に接地等の事故が発生しなければ、ネツトワ
ーク継電器５ａ〜５ｃには逆向きの出力電流はな
く、従つてネツトワーク継電器５ａ〜５ｃはしや
断信号を出さず、プロテクタしや断器８ａ〜８ｃ
はいずれも閉路した状態を保持するようになつて
いる。

ここで、まず、回生電力が発生していない場合
の動作について説明する。いまネツトワーク変圧
器３ａが接続されているフイーダー１ａの高圧側
にて接地事故が発生した場合には、このフイーダ
ー１ａに接続されている図示しない配電線の変電
所側に設けられている配電線しや断器がしや断動
作をして、変電所側から事故点へ流れる事故電流
が阻止される。そのために、ネツトワーク母線９
及びネツトワーク変圧器３ａを通して、健全なフ
イーダー１ｂ，１ｃ側から事故点に対して逆向き
の事故電流が供給されることになる。従つて、プ
ロテクタ用変流器６ａの逆向きの出力電流が電流
合成変流器電流TCT_aの入力巻線W_2aに流れ、そ
の出力巻線W_3aには逆向きの出力電流が流れてネ
ツトワーク継電器５ａに加わる。事故点へ流れる
事故電流はネツトワーク母線９と一般負荷１１及
び回生電力発生負荷１２とを接続している線路に
は流れないため入力巻線W_1aにはその影響は現れ
ない。従つて、プロテクタしや断器８ａは直ちに
しや断動作し、また同時に常開補助接点１７ａが
開路する。これにより事故点を有するフイーダー
１ａはネツトワーク母線９からも切離されて無電
圧となる。なお、事故時において他のフイーダー
１ｂ，１ｃは、フイーダー１ａへ流れる事故電流
が相加わり、電流合成変流器TCT_b，TCT_cの入
力巻線W_2b，W_2cの電流が増加し、他方の入力巻
線W_1b，W_1cに流れている電流とに差が生じて、
出力巻線W_3b，W_3cからネツトワーク継電器５ｂ，
５ｃに出力電流が流れるが、この出力電流は順方
向であるために、ネツトワーク継電器５ｂ，５ｃ
は動作しない。

そして、常開補助接点１７ａが開路したことに
より、回生電力検出用変流器１４の２次回路は、
通電されている残り２回線のフイーダー２ｂ，２
ｃと等価な回路状態となる。

次に、ネツトワーク受電設備が正常に運転され
ている場合において、回生電力発生負荷１２より
回生電力が発生したときについて説明する。回生
電力が発生すると回生電力検出用変流器１４の２
次巻線で検出された電流が各フイーダー１ａ〜１
ｃの電流合成変流器TCT_a〜TCT_cの入力巻線
W_1a〜W_1cに夫々分流するが、入力巻線W_1a〜W_1c
とW_2a〜W_2cとは差動的に巻回されていて、入力
巻線W_2a〜W_2cにはフイーダー１ａ〜１ｃを流れ
る電流によるプロテクタ用変流器６ａ〜６ｃの出
力電流が流れているため、出力巻線W_3a〜W_3cに
は回生電力による出力電流の影響は現れず、その
結果ネツトワーク継電器５ａ〜５ｃはいずれもし
や断信号を出力しない。したがつて、回生電力が
発生してもプロテクタしや断器８ａ〜８ｃはいず
れもしや断動作をせず、誤しや断動作が防止でき
る。一方、回生電力が発生しているときに、フイ
ーダー１ａの高圧側において接地等の事故が発生
した場合には、事故電流は他回線のフイーダー１
ｂ，１ｃから供給されるので、電流合成変流器
TCT_a〜TCT_cの入力巻線W_2aにのみ逆向きの電
流が流れて、逆向きの電流が流れているフイーダ
ー１ａの電流合成変流器TCT_aの出力巻線W_3aに
は逆向きの電流に対応した出力電流がネツトワー
ク継電器５ａに流れて、ネツトワーク継電器５ａ
が動作してプロテクタしや断器８ａは直ちにしや
断動作し、事故点への逆向きの事故電流を阻止す
る。そして、プロテクタしや断器８ａがしや断動
作したことにより、その常開補助接点１７ａが開
路し、通電している他の２回線のフイーダー１
ｂ，１ｃの電流合成変流器TCT_b，TCT_cの入力
巻線W_1b，W_1cにのみ、回生電力検出用変流器１
４の出力電流を分流する。このように回生電力検
出用変流器１４の出力電流を、プロテクタしや断
器のしや断動作と関連して通電中のフイーダーの
電流合成変流器に分流させることにより、ネツト
ワーク継電器５ａ〜５ｃの動作の安定を図ること
ができる。すなわち、通電中のフイーダー数が減
少しても全フイーダー通電中時と同様に、回生電
力に対する誤しや断防止を図ることができる。ま
た全てのプロテクタしや断器８ａ〜８ｃが開路し
ているときには、常閉補助接点１６ａ〜１６ｃが
全て閉路して回生電力検出用変流器１４の２次巻
線を短絡しているので、回生電力発生負荷１２に
接続されている図示しない自家用発電機がたとえ
運転されても、回生電力検出用変流器１４には何
ら支障がない。

第３図及び第４図は本発明に係るネツトワーク
受電設備の他の実施例を示したものであつて、第
２図における構成部分と同一構成部分には同一符
号を付している。

第３図においては、一般負荷１１と回生電力発
生負荷１２とが別々にネツトワーク母線９に接続
されていて、一般負荷１１をネツトワーク母線９
に接続している線路には負荷電流検出用変流器１
８を設けている。またこれとは別に、負荷電流合
成変流器１９を設けており、その入力巻線W_4a及
びW_4bは負荷電流検出用変流器１８及び回生電力
検出用変流器１４の２次巻線に各々接続し、出力
巻線W_4cの両端は常閉補助接点１６ａ〜１６ｃを
直列接続したその両端部に接続している。従つ
て、一般負荷１１と回生電力発生負荷１２とに流
れる各々の電流を検出した電流の和の電流を負荷
電流合成変流器１９で検出して、即ち全負荷電流
を調整抵抗器１５，１５，１５により分流させて
各フイーダー１ａ〜１ｃに設けられている電流合
成変流器TCT_a〜TCT_cの各入力巻線W_1a〜W_1cに
入力している。それ故、この第３図に示したネツ
トワーク受電設備においても第２図に示したもの
と同様の動作をして、同様の効果が得られる。

第４図においては、一般負荷１１と回生電力発
生負荷１２とを別々にネツトワーク母線９に接続
しており、回生電力発生負荷１２を接続している
線路にのみ回生電力検出用変流器１４を設けてい
る。そして、回生電力発生負荷１２に流れる電流
を検出した電流を、調整抵抗器１５，１５，１５
で分流させて電流合成変流器TCT_a〜TCT_cの入
力巻線W_1a〜W_1cの各々に入力している。この場
合も第２図に示したネツトワーク受電設備と同様
の効果が得られる。ただし、回生電力発生負荷１
２から発生した回生電力の全電流が回生電力検出
用変流器１４で検出されて、各電流合成変流器
TCT_a〜TCT_cの各入力巻線W_1a〜W_1cに入力され
るため、ネツトワーク継電器５ａ〜５ｃは敏感に
動作することになる。故に、回生電力発生時には
第２図及び第３図に示したネツトワーク受電設備
に比べて、プロテクタしや断器８ａ〜８ｃを若干
長い時限で不動作にするきらいがあるが、実用す
る上で問題はない。

本実施例においてはフイーダー１ａ，１ｂ，１
ｃを３回線としたが、２回線以上であればよく、
回線数に限定されずに本発明を実施することがで
きることは言うまでもない。さらに、電流合成変
流器TCT_a〜TCT_cは環状鉄心Ca〜Ccを用いたも
のに限らず半導体回路を用いることもできる。ま
た、常開補助接点１６ａ〜１６ｃおよび常閉補助
接点１７ａ〜１７ｃを備えた回路は半導体回路に
置換することもできる。

さらに、各フイーダー１ａ〜１ｃのインピーダ
ンスおよび各フイーダー１ａ〜１ｃと対応する、
回生電力検出用変流器１４の２次巻線と入力巻線
W_1a〜W_1cとを接続した各々の回路のインピーダ
ンスがともに等しい場合には、調整抵抗器１５を
使用する必要はない。

以上詳述したように本発明に係るネツトワーク
受電設備は、フイーダーに流れる電流と、回生電
力発生負荷に流れる電流を包含した電流又は回生
電力発生負荷に流れる電流とを各々検出して、回
生電力発生負荷に流れる電流を包含した電流又は
回生電力発生負荷に流れる電流を、各々のプロテ
クタしや断器と関連動作をする補助接点を介し
て、前記各フイーダーで検出した電流に差動的に
加えて、合成された出力電流をネツトワーク継電
器に入力するため、各フイーダーに設けたネツト
ワーク継電器は回生電力の影響をうけずにプロテ
クタしや断器を制御することができる。そのため
フイーダーに逆向きに流れる事故電流に対しては
プロテクタしや断器は即時にしや断動作をし、回
生電力が発生しているときに生じた小電流の事故
電流に対しても迅速にしや断動作をする。また各
フイーダーに対する回生電力量の不揃いに起因す
るプロテクタしや断器の誤しや断動作を防ぐこと
ができる。さらには、回生電力が発生していると
きに、変電所側で人為的に特定のフイーダーへの
通電を停止させた場合でも、瞬時で確実にプロテ
クタしや断器をしや断動作させ得、そのフイーダ
ーを停電状態に保つことができる等の優れた利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のネツトワーク受電設備の回路
図、第２図は本発明に係るネツトワーク受電設備
の回路図、第３図及び第４図は本発明の他の実施
例を示すネツトワーク受電設備の回路図である。１ａ〜１ｃ……フイーダー、３ａ〜３ｃ……ネ
ツトワーク変圧器、５ａ〜５ｃ……ネツトワーク
継電器、８ａ〜８ｃ……プロテクタしや断器、９
……ネツトワーク母線、１１……一般負荷、１２
……回生電力発生負荷、１４……回生電力検出用
変流器、１６ａ〜１６ｃ……常閉補助接点、１７
ａ〜１７ｃ……常開補助接点、TCT_a〜TCT_c…
…電流合成変流器、１８……負荷電流検出用変流
器、１９……負荷電流合成変流器。

Claims

【特許請求の範囲】

１複数回線のフイーダーの夫々にプロテクタし
や断器及びネツトワーク継電器を設けて該ネツト
ワーク継電器の動作により前記プロテクタしや断
器を制御するネツトワーク受電設備において、回
生電力発生負荷が接続されている線路及び前記各
回線のフイーダーに、回生電力検出用変流器及び
プロテクタ用変流器をそれぞれ設けて、前記回生
電力検出用変流器の出力を前記フイーダーの回線
数に応じて分流し、夫々の分流された出力を個別
の前記プロテクタしや断器の開閉動作と連動する
常開補助接点を介して前記個別のプロテクタしや
断器が接続されているフイーダーのプロテクタ用
変流器の出力に差動的に加えて、その差の出力で
前記ネツトワーク継電器を動作させてプロテクタ
しや断器を制御するようにしたネツトワーク受電
設備。