JPH0226222A - 配電線保護リレー装置および配電線装置 - 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、配電線保護リレー装置に係り、具体的には地
絡事故や短絡事故等の配電線事故を検出し、その事故点
を含む区間（事故区間）を切離して配電線の事故を除去
するものに関する。

〔従来の技術〕

従来、配電線に於ける事故発生時に、健全区間と事故区
間を速やかに区分するため、「故障区間自動検出用区分
開閉器」が用いられている。これによれば、事故発生に
よって全ての区分開閉器が開放された後、予め設定され
た時間間隔で、各区分開閉器を自動的に順次再投入する
ようにし、変電所の配電線引出口に設置した保護継電器
により事故が検出されたとき、配電線引出口やしゃ断器
を直ちに開放するとともに、その直前に再投入された区
分開閉器によりどの区間に事故があるかを判別しするよ
うにしたものである。そして事故区間以外の健全区間へ
の給電を早く復旧させるようにするものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来の方法では、最初の事故検出の時と事
故区間検出の時を合わせると、健全区間が２回停電する
という問題がある。また、復旧に時間を要するという問
題がある。

また、特願昭６１−１６２２２４号に提案された方法に
よっても、１回の停電が必須であるという問題がある。

また、従来知られているパイロットワイヤーリレ一方式
のものによれば、事故区間のみを除去して、健全区間の
不必要な停電をなくすることができる。しかし、パイロ
ットワイヤーを張る必要があることから、そのための工
事および保守点検作業の費用が多くかかるという問題が
ある。

また、従来、事故により開放された各区間の開閉器を順
時閉路していく順送課電を行なう場合、事故点を含む区
間を再課電することにより生ずる再停電を防止するため
に、開閉器を一定の時間間隔（Ｊ＠送時限）で順次再閉
路することがなされている。一般に、この順送時間が長
いことから、停電の回復に時間がかかるという問題があ
った。

本発明の目的は、パイロットワイヤーを用いることなく
、配電線の事故区間の検出および切離しのための健全区
間の停電回数を実質的に零にすることができる配電線保
護リレー装置を提供することにある。

また１本発明の他の目的は、順送課電にかかる時間を短
縮して停電時間を短時間化することができる配電線保護
リレー装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の配電線保護リレー装
置は、配電線に分散配置された開閉器に当該開閉器によ
り区分される配電区間の事故検出リレーを設けるととも
に、該事故検出リレーが動作してから所定の整定時間後
に当該開閉器に開放指令を出力する協調タイマを設け、
各開閉器の協調用タイマの整定時間が配電線の電源端か
ら遠ざかるに従って短くなるような協調時間差を設けて
なるものとしたことにある。

また、配電線に分散配置された開閉器に当該開閉器によ
り区分された配電区間の短絡事故検出を含む事故検出リ
レーを設けるとともに、該事故検出リレーが動作してか
ら所定の整定時間後に当該開閉器に開放指令を出力する
協調用タイマを設けてなり、該協調用タイマの整定時間
が当該開閉器の設置点における配電線の線間電圧に比例
して可変設定されてなるものとしたことにある。

また、配電線に分散配置された開閉器に当該開閉器によ
り区分された配電区間の事故検出リレーを設けるととも
に、該事故検出リレーが動作してから所定の整定時間後
に当該開閉器に開放指令を出力する協調用タイマを設け
てなり、該協調用タイマの整定時間が当該開閉器の閉路
後所定時間の間は経過時間に応じて増大されてなるもの
としたことにある。

〔作用〕

このように構成されることから、次の作用により本発明
の目的が達成される。

まず、開閉器に事故検出リレーを設けて当該開閉器を開
路するようにし、しかも各開閉器動作の協調をとる協調
用タイマの整定時間を、電源端から遠ざかるに従って短
くなるように協調時間差を設けたことから、事故点に最
も近い開閉器が直ちに動作して事故区間が切離され、そ
れよりも電源端側の開閉器は協調時間差のために動作し
ない。

これにより、健全区間の停電が回避される。また。

協調時間差だけで処理できることからパイロットワイヤ
などの設備も不要である。なお、保護対象の事故として
は地絡事故、短絡事故等の継続事故に適用できる。

ここで、上記の協調時間差をΔＴ（ｎ）（但し、ｎは電
源端から数えてｎ番目の開閉器を表わすものとする）と
したとき、次式 ％式％（１） を満足する値に設定することが望ましい。なお。

上式でｔｔ＋（ｎ）は当該開閉器の事故検出リレーの後
帰時間、ｔＳ（ｎ＋１）は当該開閉器より１つ反電源側
の開閉器の開放応動時間をｔＳ（ｎ＋１）である。

このように設定すれば、事故点に近い開閉器（ｎ＋１）
が開路された後、すなわちｔＳ（ｎ＋１）後、当該開閉
器の事故検出リレーが復帰してから協調用タイマが満了
するので、確実に当該開閉器には開放指令が出力されな
い。

また、上記協調時間差ΔＴ　（ｎ）を次式％式％（） を満足する値に設定することができる。なお、上式でｔ
Ｓ　（ｎ）は当該開閉器の開放応動時間である。

これによれば、当該開閉器（ｎ）にかかる事故検出リレ
ーが復帰する前に協調用タイマが満了するので、事故点
に近い開閉器（ｎ＋１）を追いかけて当該開閉器（ｎ）
も開放され、健全な当該区間も停電されることになる。

しかし、追いかけ開放の後、直ちに当該開閉器を再閉路
すれば、停電時間を極短時間に低減できる。この再閉路
は、当該開閉器が開路される迄に事故検出リレーが復帰
したか否かを判定し、該判定が肯定のときは所定時間後
に当該開閉器に再閉路指令を出力する再閉路制御手段を
設けることにより達成できる。

しかして、これによれば、直列開閉器数が多くなったと
きの整定時間の長大化が緩和でき、協調が容易になる。

また、短絡事故除去の場合は前記式（１）で示した協調
時間差ΔＴ　（ｎ）を十分に確保できない場合がある。

この場合は、事故検出リレーの動作が短絡事故によるも
のか否かを判定し、該判定が肯定のとき当該開閉器が開
放された後当該開閉器の電源端側の配電線の電圧の有無
を判定し、該判定が有のときは所定時間後に当該開閉器
に再閉路指令を出力し、該指令による再閉路の後再び前
記事故検出リレーが短絡事故により動作したときは当該
開閉器の閉路を阻止する順送再閉路手段を設けることに
より、事故区間の手前の区間まで１回の短時間停電だけ
で回復させることができる。

また、各開閉器の協調タイマの整定時間を、当該開閉器
の設置点における配電線電圧に比例させて可変設定する
ようにしたものによれば、短絡事故時の配電線電圧は事
故点に近づくにつれて低くなるものであるから、比例係
数を適切に選定することにより、上述の協調を十分にと
ることが可能である。しかも、事故点が電源端に近づく
につれて、自動的に電源端に近い開閉器の開放時限が早
くなり、合理的な協調が図れる。

この場合も、複数の開閉器が追いかけ開放される場合は
、上述の順送再閉路制御手段を設ければ良い。　また、
協調用タイマの整定時間を当該開閉器の閉路役所定時間
の間は経過時間に応じて増大させるようにしたものによ
れば、事故点を含んでなる配電線を順送課電する際に、
課電後事数発生までに時間がかかるような事故状態（例
えば地絡事故）の場合にあっても、順送時間間隔（時限
順送時間）を十分に短くして停電時間を短縮化すること
が可能になる一方、短絡事故に対しては速やかに動作さ
せることができる。

この場合、上記経過時間の初期は瞬時動作する特性に設
定すれば、短絡事故の除去が一層速やかになされる。

また、前記経過時間に比例して増大される整定時間の増
大割合が、「時限順送時間」と「当該開閉器より１つ反
電源側の開閉器の開放応動時間ｔＳ（ｎ＋１）と当該開
閉器の事故検出リレーの後帰時間ｔＲ　（ｎ）の和との
割合に略等しく設定すれば、前記式（１）で示した協調
を満足させることが出来る。

また、上記増大割合が前記式（２）を満足するものとし
、かつ前記再閉路制御手段を設けたものとすることがで
きる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図に本発明を適用してなる一実施例の６．６ＫＶ配
電線の系統構成を示す。図示のように変電所のトランス
１から６．６ＫＶの電源バス２を介して複数の配電線３
，４に電力が供給されている。各配電線３，４の変電所
引出点にはしゃ断能力を有する引出口用開閉器ＣＢがそ
れぞれ設けられている。配電線３には開閉器ＳＷ工〜Ｓ
Ｗ。

が適宜分散配置され、同様に配電線４にも区分開閉器５
ｗ５−５ｗ、が設けられ、これにより配電区間Ｌ１〜Ｌ
６等が画成されている。この開閉器ＳＷ□〜ＳＷ７は例
えば柱上形のものが適用される。

配電区間り、とり、は開閉器ＳＷ、を介して連結されて
おり、必要に応じて電力を相互に逆送可能になっている
。

配電線３の各開閉器ＣＢ、ＳＷ、〜ＳＷ４の設置点に事
故検出用の変成器ＦＣＴ、ＣＴ工〜ＣＴ４がそれぞれ設
けられている。これらの変成器としては電流変成器や零
相電流変成器、あるいは必要に応じて電圧変成器や零相
電圧変成器等を設ける。

各変成器ＦＣＴ、ＣＴ工〜ＣＴ４により検出された配電
線の状態量（電流、電圧、零相電流等）は、対応する事
故検出リレーＦＲＹ、ＲＹ□〜ＲＹ４に入力されている
。各事故検出リレーは、過電流リレー、零相過電流リレ
ー、地絡方向リレー等を必要に応じて含んで構成されて
いる。各事故検出リレーから出力される開放指令等の指
令信号は協調用タイマＦＴＬ、ＴＬ工〜ＴＬ４に入力さ
れている。

各協調用タイマはリレー動作信号を受けてから整定時間
の後に、各開閉器ＣＢ、ＳＷ工〜ｓｗ、に指令信号を８
力するようになっている。各協調用タイマＦＴＬ、ＴＬ
、〜ＴＬ４の整定時間ＴＦ、Ｔ１〜Ｔ４は、電源端から
遠ざかるに従って順次短くなるように時間差（以下、協
調時間差という）が設けられている。

すなわち、ＴＦ＞Ｔ工＞Ｔ２＞Ｔ３゜ ＴＦ＞Ｔ工＞　Ｔ　４ の関係となっている。なお、図示を省略しているが、配
電線４の開閉器ＣＢ、ＳＷ、〜ＳＷ７関係についても同
様に構成されている。

このように構成される実施例の動作について、第２図に
示した各部の動作タイミングチャートに沿って説明する
。同図は配電区間Ｌ３のＦ点で事故で発生した場合を例
にして示したものである。

したかって、直接関係のない開閉器ｓｗ３．　ｓｗ４お
よび配電線４の系統については省略している。

いま、ｔ１時にＦ点で事故が発生したとすると。

事故検出リレーＦＲＹ、ＲＹ１．ＲＹ、は、略同じ事故
電流が流れるので、略同時に動作を開始する。

ｔ２時でＲＹ２から動作信号が出力されてから整定時間
Ｔ２経過後のｔ３時に開閉器ＳＷ４に開放指令が出力さ
れる。これにより開閉器ＳＷ２の開路動作が開始され、
開放応動時間ｔＳだけ遅れて開路され（ｔ４時）、事故
点Ｆを有する区間Ｌ３が切離される。したかって、これ
より電源端側の事故検出リレーＲＹ工とＦＲＹは復帰し
、開閉器ＳＷ１とＣＢは開放されず、健全な区間Ｌ工ｐ
　Ｌ２１　Ｉ、、は停電することなく、配電が継続され
る。

ここで、開閉器ＳＷ２より１つ電源端側の開閉器ＳＷ、
を開路させないための協調時間差ΔＴは、図から明らか
なように、ＳＷ２の開放応動時間ｔＳとＳＷｌに係る事
故検出リレーＲＹ□の後帰時間ｔＲの和（ｔＳ＋ｔＲ）
以上であることが条件となる。また、開閉器ＣＢについ
ても同様である。

なお、第２図例は、各開閉器の開放応動時間ｔＳ、事故
検出リレーの後帰時間ｔＲおよび動作特性が略同等とし
て示したものである。

この条件を一般化して表わすと次のとおりである。

ある開閉器（ｎ）とこれより１つ反電源端側の開閉器（
ｎ＋１）の協調時間差をΔＴ（ｎ）とし、開閉器（ｎ）
の事故検出リレーの後帰時間をｔＲ（ｎ）とし、開閉器
（ｎ＋１）の開放応動時間をｔＳ（ｎ＋１）とすると、
前記式（１）に示す条件が成立すれば、事故区間のみを
切離して、その区間より電源端側の健全区間の停電を防
ぐことができる。

一方、事故区間り、が切離されるから電源端からみて遠
方の区間Ｌ４以遠は停電となる。これは従来と同様であ
り、区間Ｌ４以遠の開閉器ＳＷｌ等は配電線の線ｒＪＪ
電圧が一定時聞以上ｒ無し」を条件として自動的に開放
される。この系統の停電を回復するには、従来と同様他
系統の配電線４と連結した開閉器ＳＷ、を閉略していわ
ゆる逆送電をすればよい、この開閉器ＳＷ、の開閉制御
は１例えば電圧変成器ＰＴｔ、により開閉器ＳＷ、の両
側の電圧を検出し、これに基づいて制御器６により一方
が一定時間以上「無電圧」であること条件として閉路す
るようにする。あるいは、コンピュータを用いた遠方制
御装置により自動的に、あるいは運転員の判断による手
動により制御するようにしてもよい、このようにして、
事故点Ｆ以遠の健全区間の停電が解消される。

上述したように本実施例によれば、事故点直近の開閉器
に設けられた事故検出リレーにより、速やかに事故区間
が切離される。しかも、その開閉器よりも電源端側の開
閉器は協調時間差により開放が阻止されることから、事
故区間検出のための不必要な健全区間の停電を防止でき
、かつ事故処理に係る時間を大幅に短縮できる。また、
この結果、事故区間以遠の健全区間についても速やかに
逆送電により停電を回復させることができる。

上述実施例において、配電線３又は４に分散配置された
開閉器の直列個数が多くなると、電源端に近い開閉器は
ど事故除去時間が遅れることになる。すなわち、直列開
閉器数がｎ個のときは、開閉器ＣＢの整定時間ＴＦは次
式（３）で示すものとなる。

Ｔ　Ｆ　＞Σ（ｔ　ｓ（ｎ＋１）＋ｔＲ（ｎ））　　−
−−−−−（３）ｎ＝１ いま、各開閉器の開放応動時間ｔＳが全て同一で、また
各事故検出リレーの後帰時間ｔｐが全て同一であれば、
ＴＦは（ｔ　ｓ＋ｔ＊−ｆ−α）Ｘｎ以上となる。ここ
でαは余裕時間である。

具体的に、ｔ　ｓ＝５０ｍｓ、ｔＲ＝５０ｍｓ、ａ＝Ｉ
Ｏｍｓとすると、開閉器１台当りの協調時間差へＴは１
１０ｍ５ｅｃとなる。

通常、変電所の配電線用地絡方向リレーは約５００ｍ５
のタイマが設けられているので、直列開閉器数（ｎ）が
４〜５のときには、上記実施例を適用しても特に問題と
ならない。これ以上の開閉器数を有するときには問題と
なる。

この場合には、次に述べる実施例方式を適用することに
より１０ケ以下の直列開閉器を有するほとんどの配電線
についても、停電時間の大幅な低減が可能となる。

第３図に、直列開閉器数（ｎ）が５個以上の場合に対応
させた保護リレ一方式の動作タイミングチャートを示す
、第２図実施例と異なる点は、協調時間差ΔＴを短くし
、次式（４）の条件を満たすように整定したことにある
。

（ｔ　ｓ＋ｔＲ＋ａ）＞ΔＴ＞ｔＲ−−（４）このよう
に整定することにより、ＳＷ２に開放指令が出されたｔ
Ｓ後のｔ４時にＳＷｔが開路され、それからｔＲでＲＹ
ｌが復帰するが、その前のｔ。

時にＴＬｌがタイムアツプし、ＳＷユにも追いかけて開
放指令が出される。この追いかけ開放されたＳＷ工につ
いては、所定時間θ後に再閉路させる指令を出すことに
より、停電を短時間（例えば１００〜２００　ｍ５ｅｃ
）に抑えることができる。一方、ＳＷｌより電源端に近
いＣＢは協調用タイマＴＬＦがタイムアツプしていない
ので区間Ｌ１の停電は回避される。また、区間Ｌ２から
分岐されたＳＷ４は一般に無電圧開放の設定時間が上記
θより大に設定されるから、開放されることなく区間り
、は短時間停電に止められる。

上記の設定時間を具体例で示すと、ｔＳ＝５０ｍｓｅｃ
、　　ｔ　ｓ　＝　５０＋ｓｅｃとしてΔＴ＝約６０＋
１ｓｅｃとすることができ、第２図例よりも直列開閉器
数を多くできる。

ここで、上記式（４）の一般式を示すと前記式（２）と
なる。

上述した実施例は、協調時間差ΔＴを設けた分だけ、電
源端側の開閉器の開路時間が順次遅れることになるから
、この遅れを許容し得る配電系統に適用して効果がある
ことは言うまでもない、しかし、一般に配電系統に於け
る事故のほとんどが一線地絡事故である（発生事故の９
０％以上）ことに着目すると、開閉器の開放時間がある
程度遅れても、停電区間が極小化される方が利益が大き
いといえる。

次に、上記実施例を地絡事故の保護リレー装置に適用し
た場合の具体的な装置の構成について説明する。

第４図は、本発明を適用した一実施例の柱上開閉器回り
の全体構成を示す。図においてＳＷは柱上開閉器で閉路
用コイルＣＣを励磁すると、主接点１１　（ｌｌａ、ｌ
ｌｂ、１ｌｃ）がばね１２に逆らって閉路し、フック１
３にストッパ１４が引掛って閉路状態を保持するように
なっている。−方、開放用コイルＴＣを励磁するとスト
ッパ１４が外れて主接点１１はばね１２に引き戻されて
開放状態となる。

接点１５は主接点と開閉を共にする補助接点である。Ｔ
ｒは制御用電源変圧器で、開閉器ＳＷのＡ側配電線Ａ・
１．Ａ３に接続され６．６ＫＶの配電電圧から例えば１
００Ｖの制御用電源を得ている。ＲＦＣは整流装置で制
御装置Ｃ０ＮＴ及び閉路用コイルＣＣ１開放用コイルＴ
Ｃの制御電源を供給する。配電線と大地間に挿入された
ＰＤは配電系統の零相電圧ｖＯをコンデンサー分圧によ
す得ている。

ＺＣＴは配電線に流れる零相電流工０を取出す零相変速
器である。ＰＤとＺＣＴの出力Ｖｏ。

ＩｏはＣ０ＮＴに導びかれ、ここにおいて地絡事故の有
無判定に用いられる。ＣＸ、ＴＸは開閉器ＳＷの閉路お
よび開放指令出力用補助リレーで、各々の接点ＣＸ−ａ
、ＴＸ−ａによって開閉器は開閉制御される。

第５図に制御装置Ｃ０ＮＴの機能ブロック図を示す。ま
た、第６図にＣ０ＮＴの動作タイミングタイムチャート
を示す。第５図において、Ｖｏ。

工０を入力とする地絡方向リレーＤＧは配電線に発生し
た地絡事故がＺＣＴよりも反電源端側のとき動作し、電
源端側のときは動作しないような方向性をもった地絡事
故検出リレーである。協調用タイマＴＬはＤＧが動作し
てから整定時間Ｔの後間閉器ＳＷ開放用のＴＸリレーに
開放指令ＴＸを出力する。これにより開閉器ＳＷが開放
すると補助接点１５が開路する。演算器１６は補助接点
１５の「開」　「閉」状態および開放指令の有無を入力
とし、あらかじめ判っている開閉器ｓｗの開放応動時間
ｔＳを考慮して、開路の直前にタイミングに信号１７を
出すようになっている。論理ゲート１８は信号１７が「
有」の時で、がっＤＧリレーの動作信号がないときのみ
信号１９を出すようになっている。再閉路タイマ２ｏは
演算器１６と同様に補助接点１５と開放指令ＴＸを入力
とじて起動し、信号１９が出方されたときには、開閉器
ＳＷが開路してから所定時限Ｑ後にｃＸリレーを動作さ
せる再閉路指令ｃＸを出すようになっている。

これらの演算器１６．論理ゲート１７．再閉路タイマ２
０によって再閉路制御手段２１が構成されている。

すなわち、第３図で説明したように、開閉器ＳＷ工が追
いかけしゃ断するとき、その開路直前には系統の地絡事
故が除去されているのでＤＧリレーは復帰され、信号１
９が出力されているので。

所定の再閉路時間Ｑ後にｓｗ□を再閉路するようになっ
ている。

ここで、協調用タイマＴＬの整定時間Ｔの設定条件は前
記式（２）に示したとおりである。つまり、第６図に示
したように、当該開閉器よりも１つ反電源端側の開閉器
（以下、前段開閉器）が開路されたし□３時から、当該
開閉器のＤＧリレーが復帰するｔ工３時よりも整定時間
Ｔを長くとれば。

当該開閉器は開路されないから再閉路の問題はおきない
。しかし１式（２）に示した条件は、整定時間ＴをＤＧ
リレーが復帰するタイミング上２６時よりも短く整定し
て、直列開閉器数を増大させるものであり、これによれ
ば追いかけしゃ断が生ずることから上述したような再閉
路制御が必要となるのである。

なお、第６図中に示した開閉器ＳＷの開放応動時間１　
Ｓ／は真の値であり、本書では、これにＴＸリレー等の
応動時開ｔｘを含めて開閉器ｓｗの開放応動時間Ｔｓと
して扱っている。

また、第５図例では開閉器ＳＷの開路直前に地絡事故が
除去されたか否かを判定するにあたり、ＤＧリレーの復
帰信号を論理ゲート１８に入力して判定しているが、こ
のＤＧリレーの復帰信号に代えて、ｖｏ又は工。が無く
なったことを示す信号を用いることもできる。この場合
は、前式（３）又は（４）のｔＲ又はｖｏは工。による
事故検出リレーの後帰時間となる。

また、第４図の実施例では、Ａ側にのみＰＤ。

ＺＣＴ、およびＰＴを設けたものについて示したか、こ
れはＢ側でも、双方でもよい、また、地絡検出リレーと
して方向特性を有するＤＧリレーとしたか樹枝状の配電
線においては単なる■。の大きさで動作するＯＣＧリレ
ー（地絡過電流リレー）でもよい。

また、開閉器ＳＷから見た電源端側か、Ａ側、Ｂ側のい
ずれにもなる場合（即ち、事故点以遠の区間に対する隣
接電源からの送電の場合等）には地絡方向リレーとタイ
マーをそれぞれの方向に設けておけば、よい、更に開閉
器ＳＷとして短絡事故電流等の過大電流をしゃ断する容
量を有してないときには瞬時動作形の過電流リレーで当
該開閉器の開放操作を阻止し、変電所のＣＢにゆだねる
こととすればよい。したかって１本発明の適用はしゃ断
言量の大きな開閉器においては、地絡事故から短絡事故
への進展事故に対してもそのまま適用でき、かつ、停電
時間を大幅に短縮できる。

以上の実施例では、地絡事故についてのみ説明したか、
短絡事故に対してもそのまま適用することが可能である
。

ただし、短絡事故の場合は、変電所の引出口用開閉器Ｃ
Ｂのしゃ断（開放）指令がおくれすぎるおそれれがある
ため、協調時間差ΔＴをできるだけ短くする必要がある
。この場合、事故区間よりも電源側の複数の健全区間が
信号となる可能性がある。しかし、これについては、次
に説明するように、順次再閉路することで、直ちに停電
が可能となる。

すなわち、開放指令が短絡事故によるものか否かを判定
し、肯定判断の場合、当該開閉器ＳＷ両側区間のうち片
側配電線の線間電圧があることを条件に、順次電源端側
から再閉路するようにする。

そして、再閉路後に再び短絡事故を検出したときは、そ
の再閉路によって課電した配電区間に短絡事故点がある
と判定できる。したかって、その開閉器を開放するとと
もにそれ以後の閉路を阻止（インターロック）するよう
にする。

ここで、短絡事故に対する前記協調時間差についての他
の実施例を説明する。一般に配電線は、末端に行く程、
細い配線であり、かつ、長距離の場合が多いため、協調
時間差ΔＴを決める方法として、線間電圧の大きさに比
例して決めるようにすれば、末端程早く、逆に電源に近
い程時間をもって短絡事故の開放指令が出力されること
となる。

特に、事故点が電源端に近くなれば、自動的に近くの開
閉等の開放指令時間も早くなり、事故点に応じて、最適
な時限協調を常に保つことが可能となる。

この具体的な保護リレー装置の一実施例を第７図に示す
０図に示すように配電線３に設けられた変成器ＣＴによ
り電流が検出されて過電流リレー○Ｃに入力されている
。この過電流リレーＱＣの動作信号は協調用タイマＴＬ
’に入力されている。

また、この協調用タイマＴＬ’には、変圧器Ｔ。

によって検出された配電線３の線間電圧が、整流器ＲＦ
Ｃにより直流に変換されて入力されている。

協調用タイマＴＬ’はＯＣの動作信号（短絡事故検出信
号）が入力されてから所定の整定時間後に開放指令を開
閉器ＳＷに出力するようになっている。この整定時間は
ＲＦＣを介して入力される線間電圧に比例されて可変設
定されるようになっている。したかって、短絡事故点よ
りも電源端に近い程、線間電圧が高いので、整定時間が
長くなるようになっている。なお、開閉器ＳＷは第４図
のものと同一の構成とされている。また、協調用タイマ
ＴＬ’はＣＲ積分回路と比較器を組合せてなるアナログ
式タイマ、あるいはマイクロコンピュータ等により形成
されるデジタル式タイマを適用できる。

本実施例において、可変設定にかかる比例係数を適切に
設計することにより、前式（１）又は（２）を満たすこ
とが可能であり、しかも短絡事故点が電源端に近づくに
つれて自動的に開放指令が短時間に出力されるという好
ましい特性が得られる。

また、事故点を含む区間よりも電源端側区間については
、停電を伴うことなくあるいは極く短い時間の停電のみ
で済む。

なお、事故区間よりも遠方の電圧については隣接の電源
区間から別途開閉器を閉路操作して順次生かすか、ある
いは、従来と同様に灸合せ点の開閉器から所定の時限後
に順送課電することで停電を解消できる。

次に、上述した順送課電方式にて適用するに好適な実施
例について説明する。

一般に、配電線の運転を開始するときの開閉器の順送課
電操作、又は順送りあるいは逆送りによる再課電操作は
、課電区間の事故対応として、１０秒程度の順送時限が
必要となっている。

これは配電線がほとんど絶縁電線化しているため、金属
的な事故よりも課電後徐々に進展する事故が多いことに
鑑み、経験的に次区間を課電する迄に協調時間をもたせ
、事故区間の判別を確実化している。すなわち、１０秒
以下例えば、２秒間隔で、開閉器を順次投入して行くと
、課電の６秒後に発生した事故は、最後に課電した区間
事故と見誤るおそれがあるためである。

したかって、従来の時限順送課電方式によれば、配電線
の末端までの課電が完了するのに、（時限順送用機能を
有した開閉器の数）Ｘ（協調時間）分の時間が必要とな
る。この結果、停電時間が長くなるという開運がある。

また、停電時間を短くしようとすれば、時限順送用機能
を有した開閉器の配置個数に限界があり、保護区間（停
電区間）が長大になるという問題がある。

このような問題を解決するための実施例を、第８図〜第
１０図に基づいて説明する。

第８図は本実施例が適用された柱上開閉器回りの全体構
成を示す図である。第４図実施例と諮問−の構成を有し
ており、異なる点は短絡事故検出が併設されていること
にあり、線電流検出用の変成器ＣＴが設置されている。

また、　ＩＩＩ御装置Ｃ０ＮＴ’は第４図のものとは異
なる構成であり、第９図にその詳細ブロック図を示す。

第９図に示すように、変成器ＣＴで検出された線電流工
は過電流リレーｏＣに入力されている。

このＯＣは工が予め設定されている電流値よりも大きな
値となったとき、動作信号を出力するようになっている
。この動作信号は地絡方向リレーＤＧの動作信号との論
理和をとるＯＲゲート２２を介して可変タイマからなる
協調用タイマＴＬＲに入力されている。この協調用タイ
マＴＬＲの動作特性は第１０図の特性となっている。同
図の横軸は開閉器ＳＷが閉路されてからの経過時間を表
わし、縦軸は、ＴＬＲの動作時限を示す、開閉器ＳＷの
閉路は補助接点５の閉路により検知されるようになって
いる。

同図に示したように、協調用タイマＴＬＲは開閉器ＳＷ
の閉路後Ｔ工。時間は瞬時動作となっており、この間に
事故検出リレーＤＧ又はｏＣの動作信号が入力されると
、直ちに開放指令を出力するようになっている。このＴ
工。時間は順送時限に対応された値となっている。一方
、Ｔ工。時間経過後は、初期時限をＴ、□とじ、経過時
間Ｔ２．まではその時間に比例して増加する時限特性と
なっている。

なお、再閉路制御手段２１は第５図に示したものと同一
構成のものである。

このように構成される保護リレー装置を具備した開閉器
ＳＷを第１回に示した配電系統に適用したものとして、
次に動作を説明する。

再閉路等の順送課電操作において、まず、開閉器ＣＢを
閉路すると配電区間Ｌ□が充電される。

これにより開閉器ＳＷ工の再閉路制御手段２１が順送時
限Ｔ工。後に動作して開閉器ＳＷ１が閉路される。すな
わち、ＣＢを閉路してがらＴ１゜時間後に配電区間Ｌ２
迄課電されることになる。同様にして開閉器ＳＷ２が７
１０時間後に閉路されると、ＣＢを閉路してからＴ工。

×２時間後に配電区間り、に課電される。ここで、Ｆ点
において事故が発生すると、事故検出リレーが動作し、
開閉器Ｓｗ２の協調用タイマＴＬＲ，が第１０図の特性
に基づいて瞬時に動作し、ＳＷ２を閉路することにより
事故区間が切離される。このときの開閉器ＳＷ工の協調
用タイマＴＬＲ工の整定時間は、第１３図のＴ１１時間
以上の比例域になっているから、開閉器ＳＷ１は開放さ
れず、停電が防止される。なお、開閉器ＣＢについても
第１３図特性の協調用タイマを適用すれば、上記事故発
生時の整定時間は２ＸＴ工、以上となっている。

なお、上述のように事故時の停電を１つの配電区間り、
のみに抑えるには、整定時間の初期値Ｔ□１を式（１）
を満たすようにしなければならない。

この場合は第１図で説明したように再閉路制御手段２１
は不要である。一方、初期値Ｔｉ、を式（２）を満たす
ように設定した場合は、追いかけしゃ新対策の再閉路制
御手段２１が必要になる。

このようにすれば、順送時限Ｔｉ。を例えば１程度度に
短縮することが可能となる。すなわち、第１図の配電系
統において、開閉器ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷｌ、ＳＷ４を
１秒間隔で順次閉路したとき、２秒後に課電された区間
Ｌ３のＦ点において例えば５秒後に事故が発生したとす
る。この場合、協調用タイマの整定時間が、Ｔ　ｚ　＞
　Ｔ工＞ＦＴの関係に常に保たれているから、必ず開閉
器ＳＷｚによってのみ事故が除去される。

この点、例えば従来方式によればＣＢ開閉路後時間によ
り事故区間を判定していたので１秒間隔で閉路していく
と４秒後には４個の開閉器が閉路されるため、ＳＷ３以
遠の区間の事故と誤判定するおそれがある。従って、従
来は順送時限を１０秒程度にしていたのである。

上述したように１本実施例は、順送課電中の協調用タイ
マＴＬＲの整定時間をＴ２□時間後までは比例関係で増
大させるようにし、以後は前式（１）又は（２）で示し
た定常状態の時限関係に戻すようにしたものである。

ここで、時間Ｔ２□はいずれかの開閉器を閉路してから
事故が発生するまでの時間と順送時限によって決まって
くる。例えば、式（１）から協調時間差を１１０秒、順
送時限を１秒、いずれかの開閉器を閉路後５秒間までに
事故が発生する可能性が高ければ、Ｔ、□は１１０ｍ５
ｅｃＸ　５　＝　５５０ｍ５ｅｃとなる。第１１図に直
列開閉器数が１０個の配電系統の場合の協調用タイマＴ
ＬＲの整定時間の関係を示す。同図の横軸は各開閉器の
閉路順序およびＣＢ開閉路後経過時間を示し、縦軸はＴ
ＬＲの整定時間を示す。同図から判るように、いずれか
の開閉器を閉路してから５秒間は保護時限の協調がとれ
ている。

なお、上記実施例では第１０図に示したように。

次区間の開閉器が閉路されるまでのＴ工。時間は順次動
作としたか、同図中点線で示すように時間に比例させて
増大するようにしても同様の効果を達成することができ
る。

また、引出口開閉器ＣＢから順次課電する例について説
明したか、隣接区間等からの逆送する場合にもそのまま
適用できる。すなわち、第１図の開閉器５ＷＩｌから区
間Ｌ４に逆送する場合に適用すれば１区間り、以遠の健
全区間へ再課電が短時間に行われ、停電時間の短縮効果
が大である。

また、上述した各実施例の保護リレー装置を配電系統の
すべての開閉器に設けずに、配電系統を適宜数の区間ご
とに大区分（グループ）化し、そのグループ接続点に配
置される開閉器のみ設けるようにしてもよい。これによ
ればグループ区間単位で停電回数等が低減される。この
場合、他の開閉器は従来の機能を有するものでよい。

また、開閉器に短絡電流のしゃ断能力を有するものを用
いれば、上述した短絡保護と地絡保護機能を形成できる
。これに対し、短絡しゃ断能力がない開閉器を用いる場
合は、地絡保護機能とすることができる。勿論、これら
を適宜組合せて配電線の保護リレー装置を構成するよう
にしてもよい。

第１２図に、グループ化して保護リレー装置を設けて停
電回数を減少させた実施例を示す。図において、ＣＢよ
、ＣＢ、は第１図実施例と同様の引出口開閉器である。

ＤＭよ□、ＤＭ工、、ＤＭ工３９ＤＭ１４は事故検出機
能を具備していない開閉器である。ＰＣＢ□、ＰＣＢ、
、ＰＣＢ、は短絡電流のしゃ断能力を有し、短絡事故保
護を含む保護リレー装置を具備した開閉器である。ＳＷ
工、、ＳＷ１□。

ＳＷ□、、　ＳＷ□、は短絡保護のみを有する保護リレ
ー装置を具備した開閉器である。

図において、配電線３１はＰＣＢ２を突合せ点として配
電線３２と互いに隣接している。ＰＣＢは２つのＤＭに
対して１つ配置するようにした例を示しているが、これ
は、何個でもよく、要は事故時直ちにしゃ断する能力の
あるＰＣＢを、区間グループの接続点に設けることによ
り、区間グループ単位での停電を１回で済せようとする
ものである。

第１３図に区間１５に事故が発生したときの配電線３に
設置された各開閉器の動作状況のタイムチャートを示す
。

まず１区間１５に事故が発生すると直ちにＣＢ１が開放
される。それから少しく０．５〜１秒程度）送れて、各
開閉器（ＰＣＢ工〜ＤＭ、□〜ＤＭ。

３）が開放する。

ここに、ＰＣＢｌもＤＭ工、〜Ｄ　Ｍｌ、と同様に時限
をもって開放するのは、系統電源の瞬時停電時に開放し
ないようにするためである。

所定時限後ＰＣＢ工が再閉路すると区間１１が課電され
、Ｘ工□時限後にＤＭＬ□が投入される。

以下、順次区間が課電され区間１５が課電されると事故
点が含まれるため、直ちにＰＣＢｌの事故検出リレーに
よってＰＣＢｌが開放される。これにより次後の時限順
送による投入操作をロックする。

また、Ｄ　Ｍｉ、も従来方式と同様に課電後Ｘ時限中に
直ちに、信号となるため時限順送による投入操作がロッ
クされる。

このため、ＰＣＢ工を所定時限後再閉路すれば、区間１
４課電によりＸ工１時限後Ｄ　Ｍｌ、は投入されること
なく、時限区間１５の手前区間１４迄は直ちに停電され
る。

すなわち、ＰＣＢにより区切られた区間グループ単位で
、停電の最小化がはかられる。

自己の区内グループ内に事故区間がなければ１回の停電
のみで復帰するが、自己の区間グループ内に事故区間が
あれば、２回停電することになる。

しかし、その停電時間は、従来方式よりも短くてすむこ
ととなる。

尚、上記説明から明らかな通り、ＰＣＢの事故検出時直
ちにしゃ断するか否かの判定にかかる時限ＴＦの整定は
、当該区内グループが全て課電完了し、次区間との接続
点ＰＣＢが投入されるまでとする必要がある。

上述のようにして区内１４迄は短時間内で課電された後
、区間１６はＰＣＢ２のＺタイマス２の時限後ＰＣＢ２
の投入により課電される＠　Ｘｉ、タイマーが動作後Ｄ
Ｍ１４は投入ロックのため投入されることなく、無事隣
接区内電源からの送電が完了する。次に第１２図に於い
て配電線３２はＰＣＢで区分された区間グループの中に
地絡事故検出機能のみを有し短絡事故は検出しないリレ
ーを有するＳＷを含んでなる場合を示す。この場合の動
作タイムチャートを第１４図に示す。

いま、区間２５に地絡事故が発生すると、第１３図の場
合と同様に、全開閉器が開放し、所定時限後にＣＢ、が
再閉路して順次区間２１〜区間２５を課電して行く。

区間２５が課電されたときＳ　Ｗｉ、は地絡事故検出に
より、直ちに開放される。なお、区間２５の短絡事故の
場合は第１３図に示す配電線３１と同様に、ＰＣＢ、が
開放される。

このようにして、事故区間が切離された後は、各開閉器
の制御装置は片側電圧有りを検出して順次再閉路し、各
健全区間は復電される。

このような配電線３２の構成とすれば、地絡事故に対し
ては、全てのＤＭをＰＣＢとした場合と同様従来２回の
停電は１回で済み、短絡事故時には、配電線３１の場合
と同様に区間グループ単位で停電回数が１回又は２回と
なる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、各開閉器に設け
た協調用タイマの整定時間が、配電線の電源から遠ざか
るに従って短くなるような協調時間差を設けたことから
、事故点に最も近い開閉器が直ちに動作して事故区間が
切離され、それより電源端側の開閉器は協調時間差のた
めに動作しない。これにより、健全区間の停電が回避又
は実質的に零と同等になる。また、協調時間差だけで処
理できることからパイロットワイヤなどの設備も不要で
ある。

また、上記の結果、事故区間の切離しが短時間で行われ
るため、事故区間以遠の順送又は逆送課電を速やかに行
うことができ、総じて停電時間を短縮化できる。

また、協調用タイマの整定時間を当該開閉器の閉路後衛
定時間の間は経過時間に応じて増大させるようにしたも
のによれば、事故点を含んでなる配電線を順次課電する
際に、課電後事数発生までに時間がかかるような事故状
態（例えば地絡事故）の場合にあっても、順送時間間隔
を十分に短くして停電時間を短縮化することが可能にな
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装置
の全体構成図、第２図は第１図実施例の動作を説明する
タイミングチャート、第３図は他の実施例の動作を説明
するタイミングチャート、第４図は第３図で説明した実
施例に係る開閉器と保護リレー装置回りのブロック構成
図、第５図は第４図の要部詳細ブロック図、第６図は第
４図実施例の動作を説明するタイミングチャート、第７
図は他の実施例の保護リレー装置の要部ブロック図、第
８図は他の実施例に係る開閉器と保護リレー装置回りの
ブロック構成図、第９図は第８図実施例の要部詳細ブロ
ック図、第１０図は第８図実施例の協調用タイマの動作
特性線図、第１１図は順送課電に係る一実施例の整定時
間の設定例を示す線図、第１２図は本発明が適用されて
なる他の実施例の配電線装置の全体構成図、第１３図と
第１４図は第１２図実施例の動作を説明するタイミング
チャートである。 Ｌ□〜ＬＧ・・・配電区間、ＣＢ・・・引出口開閉器、
ｓｗ、ｓｗ□〜ＳＷ７・・・開閉器、ＤＭ・・・開閉器
、ＦＲＹ、ＲＹ１〜ＲＹ４・・・事故検出リレーＦＴＬ
、ＴＬ、ＴＬ□〜ＴＬ、、ＴＬＲ・・・協調用タイマ、
Ｃ０ＮＴ・・・制御装置、ＤＧ・・・地絡方向リレ、Ｏ
Ｃ・・・過電流リレー ３．４・・・配電線、１６・・・演算器、２０・・・再
閉路タイマ、２１・・・再閉路制御手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、配電線に分散配置された開閉器に当該開閉器により
   区分される配電区間の事故検出リレーを設けるとともに
   、該事故検出リレーが動作してから所定の整定時間後に
   当該開閉器に開放指令を出力する協調用タイマを設け、
   各開閉器の協調用タイマの整定時間が配電線の電源端か
   ら遠ざかるに従って短くなるような協調時間差を設けて
   なる配電線保護リレー装置。 ２、前記協調時間差ΔＴ（ｎ）が当該開閉器の事故検出
   リレーの後帰時間をｔ＿Ｒ（ｎ）とし、当該開閉器より
   １つ反電源側の開閉器の開放応動時間をｔ＿Ｓ（ｎ＋１
   ）としたとき、 ΔＴ（ｎ）＞ｔ＿Ｓ（ｎ＋１）＋ｔ＿Ｒ（ｎ）を満足す
   る値に整定されたことを特徴とする請求項１記載の配電
   線保護リレー装置。 ３、前記協調時間差ΔＴ（ｎ）が当該開閉器の事故検出
   リレーの復帰時間をｔ＿Ｒ（ｎ）、開放応動時間をｔ＿
   Ｓ（ｎ）とし、当該開閉器より１つ反電源端側の開閉器
   の開放応動時間をｔ＿Ｓ（ｎ＋１）としたとき、 ｔ＿Ｓ（ｎ＋１）＋ｔ＿Ｒ（ｎ）＞ΔＴ（ｎ）＞ｔ＿Ｓ
   （ｎ＋１）−ｔ＿Ｓ（ｎ）＋ｔ＿Ｒ（ｎ）を満足する値
   に整定され、また当該開閉器が開路される迄に事故検出
   リレーが復帰したか否かを判定し、該判定が肯定のとき
   は所定時間後に当該開閉器に再閉路指令を出力する再閉
   路制御手段を設けてなることを特徴とする請求項１記載
   の配電線保護リレー装置。 ４、前記事故検出リレーの動作が短絡事故によるものか
   否かを判定し、該判定が肯定のとき当該開閉器が開放さ
   れた後当該開閉器の電源端側の配電線の電圧の有無を判
   定し、該判定が有のときは所定時間後に当該開閉器に再
   閉路指令を出力し、該指令による再閉路の後再び前記事
   故検出リレーが短絡事故により動作したときは当該開閉
   器の閉路を阻止する再閉路制御手段を設けてなる請求項
   １に記載の配電線保護リレー装置。 ５、配電線に分散配置された開閉器に当該開閉器により
   区分された配電区間の短絡事故検出を含む事故検出リレ
   ーを設けるとともに、該事故検出リレーが動作してから
   所定の整定時間後に当該開閉器に開放指令を出力する協
   調用タイマを設けてなり、該協調用タイマの整定時間が
   当該開閉器の設置点における配電線の線間電圧に比例し
   て可変設定されてなる配電線保護リレー装置。 ６、前記当該開閉器が開放された後当該開閉器の電源端
   側の配電線の電圧の有無を判定し、該判定が有のときは
   所定時間後に当該開閉器に再閉路指令を出力し、該指令
   による再閉路の後再び前記事故検出リレーが短絡事故に
   より動作したときは当該開閉器の閉路を阻止する再閉路
   制御手段を設けてなる請求項５記載の配電線保護リレー
   装置。 ７、配電線に分散配置された開閉器に当該開閉器により
   区分された配電区間の事故検出リレーを設けるとともに
   、該事故検出リレーが動作してから所定の整定時間後に
   当該開閉器に解放指令を出力する協調用タイマを設けて
   なり、該協調用タイマの整定時間が当該開閉器の閉路後
   所定時間の間は経過時間に応じて増大されてなる配電線
   保護リレー装置。 ８、配電線に分配配置された開閉器に当該開閉器により
   区分された配電区間の事故検出リレーを設けるとともに
   、該事故検出リレーが動作してから所定の整定時間後に
   当該開閉器に開放指令を出力する協調用タイマを設けて
   なり、該協調用タイマの整定時間が当該開閉器の閉路後
   一定時間の間は瞬時に整定され、該一定時間経過後は経
   過時間に比例して増大されてなる配電線保護リレー装置
   。 ９、前記瞬時に整定される一定時間が、当該開閉器より
   １つ反電源端側の開閉器の開放応動時間ｔ＿Ｓ（ｎ＋１
   ）と当該開閉器の事故検出リレーの復帰時間ｔ＿Ｒ（ｎ
   ）の和以上とされたことを特徴とする請求項８記載の配
   電線保護リレー装置。 １０、前記経過時間に比例して増大される整定時間の増
   大割合が、「時限順送時間」と「当該開閉器より１つ反
   電源側の開閉器の開放応動時間ｔ＿Ｓ（ｎ＋１）と当該
   開閉器の事故検出リレーの復帰時間ｔ＿Ｒ（ｎ）の和」
   との割合に略等しく設定されてなることを特徴とする請
   求項７、８、９のいずれかに記載の配電線保護リレー装
   置。 １１、前記経過時間に比例して増大される整定時間の増
   大割合が、前記協調時間差ΔＴ（ｎ）が当該開閉器の事
   故検出リレーの復帰時間をｔ＿Ｒ（ｎ）、開放応動時間
   をＴｓ（ｎ）とし、当該開閉器より１つ反電源端側の開
   閉器の開放応動時間をｔ＿Ｓ（ｎ＋１）としたとき、 ｔ＿Ｓ（ｎ＋１）＋ｔ＿Ｒ（ｎ）＞ΔＴ（ｎ）＞ｔ＿Ｓ
   （ｎ＋１）−ｔ＿Ｓ（ｎ）＋ｔ＿Ｒ（ｎ）を満足する値
   に整定され、また当該開閉器が開路される迄に事故検出
   リレーが復帰したか否かを判定し、該判定が肯定のとき
   は所定時間後に当該開閉器に再閉路指令を出力する再閉
   路制御手段を設けてなることを特徴とする請求項７、８
   、９のいずれかに記載の配電線保護リレー装置。 １２、配電線に分散配置された開閉器を少なくとも二以
   上のグループに分割し、該グループ間の接続点に配置さ
   れた開閉器に請求項１、２、３、４、５、６、７、８、
   ９、１０、１１のいずれかに記載の配電線保護リレー装
   置を設けてなる配電線装置。