JPH02250627A - 配電線保護方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、配電線保護方法及び装置に係り、特にネット
ワーク配電系等の事故区間を特定するに好適な事故判定
に関する。

〔従来の技術〕

高圧の配電線路は、一般に樹枝状から、最近は供給信頼
度の向上および停電区間の極小化の要望から、ネットワ
ーク、ループ又はメツシュと称される系統方式が採用さ
れてきた。このような配電系統の保護方式としては、パ
イロットワイヤリレ一方式により事故区間を特定するも
のが知られている。

パイロットワイヤリレ一方式は、配電系統に配設された
区分開閉器（遮断器をも含むものとする）に対応させて
パイロットワイヤリレー装置を設け、このパイロットワ
イヤリレー装置により挾まれた区間を保護区間とする。

そして、保護区間の両端のパイロットワイヤリレー装置
間をパイロットワイヤで接続し、配電線路に流れる電流
に比例した電流をパイロットワイヤに環流させ、この電
流の方向と大きさを検出し、これに基づいて区間内事故
か否かを特定するようになっている（日立評論Ｖｏ１，
５１．Ｎａ８第１．頁〜第２９頁参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のパイロットワイヤリレー方式によ
れば、パイロットワイヤを介して電流を環流させ、この
環流電流は平常運転時には抑制量として作用させている
。したがって、平常時にパイロットワイヤ回路等に故障
が発生し、環流電流が流れなくなると、上述の抑制効果
がなくなり、誤判定を引起すことがある。その結果、そ
の保護区間の区分開閉器が遮断され、停電障害が起るこ
ととなる。

また、対向関係にある一方のパイロットワイヤリレー装
置が誤不動作の場合、事故区間の選択遮断が不能となっ
て、事故が波及し、広範囲の障害事故となるおそれがあ
る。

本発明の目的は、上記従来の問題点を解決すること、言
い換えれば、保護区間の一端の保護装置に異常が発生し
た場合にあっても、事故区間を特定可能な配電線の保護
方法及び装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため、配電系統に配設さ
れた複数の区分開閉器により画成されてなる保護区間内
の事故の有無を判定するにあたり。

各区分開示器設置点に却ける系統電流計測値の総和が一
定値以上のときに当該保護区間内に事故が発生したと判
定するとともに、前記系統電流計測値に誤りがあるか否
かを判定し、誤りがある場合には当該誤りがある系統電
流計測値に係る区分開示器設置点よりも当該保護区間の
外側の区分開示器設置点における系統電流計測値を用い
て前記事故判定を行なうようにしたことにある。

また、配電系統に配設された複数の区分開閉器により画
成されてなる保護区間内の事故の有無を判定するにあた
り、一の保護区間を内包する広域保護区間を少なくとも
１以上設定し、前記一の保護区間を画成する各区分開閉
器の設置点における系統電流を計測し、該系統電流計測
値の総和が一定値以上であって、かつ前記広域保護区間
を画成する各区分開閉器の設置点における系統電流を計
測し、該系統電流計測値の総和が一定値以上のときに、
当該一の保護区間内に事故が発生したと判定することに
ある。

また、配電系統に配設された複数の区分開閉器に対応さ
せてそれぞれ保護装置を設け、該各保護装置は、自己の
区分開閉器の設置点における系統電流情報を計測する手
段と、前記系統電流情報を計測する手段を含む自己の装
置内の故障を診断する故障診断手段と、自己の区分開閉
器を含んで予め定められた保護区間を画成する他の区分
開閉器の保護装置との間で相互に前記系統電流情報と故
障情報を送受する手段と、前記故障情報がなかったとき
は収集した系統電流情報に基づく当該保護区間の流入又
は流出電流の総和が一定値以上のときに当該保護区間内
に事故が発生したと判定するとともに、前記故障情報が
あったときは当該保護区間の外側であって当該故障情報
に係る保護装置に隣接する保護装置の系統電流情報を用
いて前記事故判定を行なう事故判定手段と、を含んでな
る配電線保護装置としたものである。

また、配電系統に配設された複数の区分開閉器に対応さ
せてそれぞれ保護装置を設け、該保護装置は、自己の区
分開閉器の設置点における系統電流情報を計測する手段
と、自己の区分開閉器を含んで予め定められた一の狭域
保護区間および該一の狭域保護区間を内包する少なくと
も一の広域保護区間をそれぞれ画成する他の区分開閉器
の保護装置との間で、前記系統電流情報を相互に送受す
る手段と、該手段により集取した前記一の狭域保護区間
および少なくとも一の広域保護区間に係る各開閉器設置
点のそれぞれの系統電流情報に基づく流入又は流出電流
の総和がいずれも一定値以上のとき当該一の狭域保護区
間内に事故が発生したことを判定する事故判定手段と、
を含んでなる配電線保護装置としたことにある。

〔作用〕

すなわち、本発明は、事故区間に隣接する区間の電流は
その区間において方向と大きさが略等しく、事故区間を
囲む系統の各点における電流は、その方向が大きく異な
るという点に着目してなされたものである。

しかして、対象とする保護区間を画成する複数の区分開
閉器の設置点における電流の総和が零を含む所定値以上
であれば、当該区間内で電流が流出していることになり
、事故の発生を検出できる。

このときの判定に用いる電流情報に誤まりがあれば、誤
判定となるが、その場合は当該保護区間に隣接する区分
開閉器の設置点の電流情報を用いることにより、正しい
判定を行なうことができる。

また、一の保護区間とこれを内包する広域保護区間につ
いてそれぞれ事故の判定を行ない、その判定のＡＮＤ条
件をとるようにすれば、上述した誤まった電流情報が存
在しても、正しい判定を行なうことができる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

第］−図は、本発明が適用された一実施例配電系統の一
部を示しており、第２図は保護装置のブロック構成図で
ある。

第１図はネットワーク配電系統の分岐部分であり、配電
線１と２はＡ点で接続され、配電線１の両端は電源Ｓ１
と８２に接続されている。配電線１と２には複数の区分
開閉器ＳＷＩ〜４が配設されており、基本的にはこれら
の開閉器に挾まれる区間が保護区間とされている。なお
、本実施例では、ＳＷＩ〜４は全て閉路され、Ｓｌ、Ｓ
２が並列運転されている。

各区分開閉器ＳＷ１〜４に対応させて区間保護装置８−
１．３−２．３−３．３−４が設けられている。各区間
保護装置３−１〜４には、区分開示器設置点に設けられ
た電流変成器ＣＴから、その設置点における系統電流が
入力されている。各区間保護装置３−１〜４は信号の伝
送路４により相互に接続されており、計測した系統電流
情報、区分開閉器ＳＷの開閉状態信号、故障情報などの
各種の情報を送受するようになっている。また、対応す
る区分開閉器ＳＷＩ〜４に遮断指令Ｔを出力するととも
に、区分開閉器ＳＷ１〜４の開閉状態信号Ｃを取込むよ
うになっている。

各区間保護装置３は、第２図に示すように、基本的に同
一の構成とされ、対応する区分開閉器ＳＷとともに柱上
に設置される。ＣＴにより検出される電流情報は、計測
部１１において電流の方向と大きさ（ベクトル量）が計
測される。計測された系統電流情報は送信部１２から伝
送路４を介して、関連する他の区間保護装置に送信され
る。また、受信部１３は伝送路４を介して送られてくる
他の電流情報、区分開閉器の開閉状態信号や故障信号等
のネットワーク情報を受信するようになっている６区間
判定部１４は計測部１１と受信部１３から必要な情報を
取込み、自己の保護区間（以下、自己区間と略す）内に
おける事故発生の有無を判定するようになっている。そ
して、自己区間内に事故が発生したと判定した場合は、
対応する区分開閉器ＳＷに遮断指令Ｔを出力する。

このように構成される実施例の動作について。

第１図の分岐点Ａを含む区間を保護区間とする場合を例
にとって説明する。

基本的には、自己区間を画成する他の区間保護装置３−
１〜３の区間判定部１４において、当該区間に流入（又
は流出）する電流の総和が零を含む一定値以上か否かに
より、自己区間内の事故の有無を判定する。例えば、Ｆ
点にて地絡事故があれば、この点Ｆから電流が流出する
ので、上記系統電流の総和（ベクトル和）は零以上にな
り、区間内事故と判定される。これにより、それぞれ対
応する各区分開閉器ＳＷ１〜３が遮断され、事故区間が
系統から切離される。

ここで１例えば一つの区間保護装置３関係に故障等が発
生すると、上記の事故判定が正常に行なえず、誤判定に
よる誤動作又は誤不動作を招くことになる。そこで、本
実施例では、区間判定部１４に自己診断手段を設け、自
己の区間保護装置３を構成する各要素の故障の有無を診
断し、故障が有る場合は故障信号を他の関連する区間保
護装置に送信するようになっている。

故障信号を受けた他の区間保護装置３は、当該故障に係
る区間保護装置に隣接する区間保護装置であって、自己
区間の外側に設けられた区間保護装置の電流情報を用い
て、上記の事故・判定を行なうようにしている０例えば
区間保護装置３−３が故障のときは、区間保護袋Ｍ３−
４の電流情報を取込み、区間保護装置３−１．３−２．
３−４により画成される保護区間について事故の判定を
行なう。

上述したように、本実施例によれば、区分開閉器の開閉
情報と自己区間に関連する他の区間保護装置の計測情報
および故障情報を取込んで、自局の計測情報との比較演
算によって、各区間保護装置が独立して自己区間の事故
の有無を判定していることから、一部の区間保護装置に
故障があっても、正しい事故判定を行なうことが可能に
なる。

第３図を用いて、本発明の他の実施例について説明する
。上記実施例においては、自己診断手段により自局の電
流情報が正しいか否かを判断可能な場合について説明し
た。しかし、自己診断自体に誤りがあったり、自己診断
の対象範囲外の故障等により、電流情報に誤りがあると
、他の区間保護装置は誤情報に基づく判定により、誤っ
た遮断を行なうおそれがある。そこで１本実施例では、
一つの保護区間を内包する少なくとも一つの広域保護区
間を設定し、それらのＡＮＤ条件によって事故判定を行
なうようにしたのである。すなわち、第３図において、
区分開閉器ＳＷ２とＳＷ３により画成された保護区間を
内包するように、区分開閉器ＳＷＩとＳＷ３又は区分開
閉器ＳＷ２とＳＷ４の広域保護区間を設定する。そして
１例えば区間保護装［３−１は区間保護装置３−３の電
流情報によって第１の事故判定をし、また区間保護装置
１−４の電流情報によって第２の事故判定をし、これら
の判定のＡＮＤをとって最終判定とする。

同様に区間保護装置３−３は区間保護袋ＭＳ−１と３−
２と関連して判定する。そして、それぞれの判定が自己
区間内事故であった場合は、それぞれの区間保護装置３
−２．３−３の遮断指令によって、区分開閉器ＳＷ２．
ＳＷ３が遮断される。

したがって、本実施例によれば、一の区間保護装置が誤
まった判断又は電流情報を送出したとしても、自己の区
分開閉器が開放されるだけで、他の区間保護装置は前述
のＡＮＤ条件が成立せず、遮断指令を出さないので、自
己区間はいずれかの電源Ｓ１又Ｓ２等から電力の供給が
継続され、誤停電が回避できる。この場合、誤まった判
断等をした区間保護装置については、機能をロックし、
これを他の区間保護装置に通報する。これにより、他の
装置は前述したように保護区間を隣接する区間保護装置
にまで広げて、以後の保護を行なう。

第４図〜第６図を用いて、計測部１１における電流情報
計測の具体的実施例を説明する。

電流情報は各区間保護装置間で同期したものでなければ
ならない。特にデジタル信号により高速サンプリングす
る方式においては、データサンプリングの同時性が絶対
条件となる。一般に複数の保護装置間の同期をとる方式
は、同期サンプリング信号を各保護装置に流し、これに
基づいてサンプリングすることにより同期化するように
なっている。しかし、配電線保護の場合は１区間保護装
置が広域にわたって面状に散在されるため、同期信号を
各別に流すことは困難を伴う。そこで、本実施例は、系
統の電圧（又は零相電圧）は一の保護区間又は隣接する
区間の範囲では、殆んど位相に差が生じないことに着目
し、系３ａ電圧等を同期信号として用いることにより、
容易に同期をとることができ、判定に必要な各計測電流
の位相（方向）を精度よく整合させることができる。

第４図に示すように、計測部１１は位相計測部１１Ａと
電流計測部１１Ｂを有してなり、位相計測部１１Ａには
電圧変成器ＶＴと電流変成器ＣＴから系統の電圧信号と
電流信号が入力され、電流計測部１１ＢにはＣＴから電
流の大きさが入力されている。そして、それらの計測情
報は送信部１２と区間判定部１４に入力されている。区
間判定部１４では電流の方向と大きさから成る電流情報
に基づいて前述したような事故判定を行なう。

ここで、位相計測部１１Ａの詳細を第５図に示す。図示
のように、系統電圧に比例した電圧信号Ｖと電流信号■
はそれぞれ自動ゲイン調整回路２１と２２に導びかれ、
その出力は入力の大小に関係なく一定の波高値をもった
信号に調整され、差動演算回路２３に入力される。また
、電圧信号Ｖと電流信号■はそれぞれ方形波回路２４．
２５を介してフリップフロップ回路２６に入力される。

差動演算回路２３においては、同一波高値の正弦波信号
Ｓ工ｔｓ２に変換された次式に示す電圧、電流信号を演
算して、差信号Ｖｏｕｔを出力する。

ここで、ωは角周波数、ｔは時間、θは電圧と電流の位
相差、Ａは波高値である。

Ｓｌ　＝Ａｓｉｎωｔ Ｓ２＝Ａｓｉｎ　（（１１ｔ　＋　０）Ｖｏｕｔ＝Ｓ、
　−Ｓ２ いま、Ｓ□と８２の実効値をＶＥとすると１位相差θ（
第６図参照）は次式で求められる。

θ　＝＝　２５ｉｎ−”　（Ｖｏｕｔ／　ＶＥ）この演
算は演算回路２７においてなされる。また、位相差θの
進み遅れの検出は、フリップフロップ回路２６により判
定され、演算回路２７に入力される。これにより、演算
回路２７から系統電流情報として、各区間保護装置間で
同期された電流の方向と大きさの情報が得られる。

上述したように、本実施例によれば、同期化を簡単に図
りことができ、簡単な構成で高い精度で複数の区間保護
装置間の電流情報の位相関係を特定することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、保護区間の一端
の保護装置に異常等が発生した場合にあっても、事故区
間の判定を正常に行なうことができる、この結果、不必
要な区間遮断を避けることができ、電力供給の信頼度の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されてなる一実施例の配電線保護
装置の一部構成図、第２図は第１図実施例の区間保護装
置のブロック図、第３図は他の実施例の配電線保護装置
の一部構成図、第４図は区間保護装置の他の実施例のブ
ロック図、第５図は第４図実施例の要部ブロック図、第
６図は第４図実施例の動作を説明するための動作波形図
である。 １．２・・・配電線、３・・・区間保護装置、４・・・
伝送路、１１・・・計測部、１２・・・送信部、１３・
・・受信部、１４・・・区間判定部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、配電系統に配設された複数の区分開閉器により画成
   されてなる保護区間内の事故の有無を判定するにあたり
   、各区分開閉器設置点における系統電流計測値の総和が
   一定値以上のときに当該保護区間内に事故が発生したと
   判定するとともに、前記系統電流計測値に誤りがあるか
   否かを判定し、誤りがある場合には当該誤りがある系統
   電流計測値に係る区分開閉器設置点よりも当該保護区間
   の外側の区分開示器設置点における系統電流計測値を用
   いて前記事故判定を行なうことを含んでなる配電線保護
   方法。 ２、配電系統に配設された複数の区分開閉器により画成
   されてなる保護区間内の事故の有無を判定するにあたり
   、一の保護区間を内包する広域保護区間を少なくとも１
   以上設定し、前記一の保護区間を画成する各区分開閉器
   の設置点における系統電流を計測し、該系統電流計測値
   の総和が一定値以上であって、かつ前記広域保護区間を
   画成する各区分開閉器の設置点における系統電流を計測
   し、該系統電流計測値の総和が一定値以上のときに、当
   該一の保護区間内に事故が発生したと判定することを含
   んでなる配電線保護方法。 ３、前記事故判定結果が事故であるときは、当該保護区
   間を画成する複数の区分開閉器を遮断することを特徴と
   する請求項１又は２記載の配電線保護方法。 ４、配電系統に配設された複数の区分開閉器に対応させ
   てそれぞれ保護装置を設け、該各保護装置は、自己の区
   分開閉器の設置点における系統電流情報を計測する手段
   と、前記系統電流情報を計測する手段を含む自己の装置
   内の故障を診断する故障診断手段と、自己の区分開閉器
   を含んで予め定められた保護区間を画成する他の区分開
   閉器の保護装置との間で相互に前記系統電流情報と故障
   情報を送受する手段と、前記故障情報がなかったときは
   収集した系統電流情報に基づく当該保護区間の流入又は
   流出電流の総和が一定値以上のときに当該保護区間内に
   事故が発生したと判定するとともに、前記故障情報があ
   ったときは当該保護区間の外側であって当該故障情報に
   係る保護装置に隣接する保護装置の系統電流情報を用い
   て前記事故判定を行なう事故判定手段と、を含んでなる
   配電線保護装置。 ５、配電系統に配設された複数の区分開閉器に対応させ
   てそれぞれ保護装置を設け、該保護装置は、自己の区分
   開閉器の設置点における系統電流情報を計測する手段と
   、自己の区分開閉器を含んで予め定められた一の狭域保
   護区間および該一の狭域保護区間を内包する少なくとも
   一の広域保護区間をそれぞれ画成する他の区分開閉器の
   保護装置との間で、前記系統電流情報を相互に送受する
   手段と、該手段により集収した前記一の狭域保護区間お
   よび少なくとも一の広域保護区間に係る各開閉器設置点
   のそれぞれの系統電流情報に基づく流入又は流出電流の
   総和がいずれも一定値以上のとき当該一の狭域保護区間
   内に事故が発生したことを判定する事故判定手段と、を
   含んでなる配電線保護装置。 ６、前記事故判定手段は当該区間内に事故が発生したと
   検出したときは、自己の区分開閉器に遮断指令を出力す
   る手段を含んでなることを特徴とする請求項４又は５記
   載の配電線保護装置。 ７、前記系統電流情報は系統電流の大きさと位相情報で
   あることを特徴とする請求項４、５、６いずれかに記載
   の配電線保護装置。