JPH027249B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はネツトワーク受電設備において用いら
れるネツトワークプロテクタの差電圧投入装置に
関するものである。

〔発明の技術的背景〕

配電系統に電力を供給するに際し重要なことは
電圧、周波数の安定した電力を停電することなし
に供給することである。このような目的で一般に
用いられる配電装置は一次側の配電用き電線を２
以上の複数にするとともにこの各き電線を受電用
断路器、ネツトワーク母線あるいはケーブルによ
り並列接続したものであり、この場合の保護装置
をネツトワークプロテクタと称する。

このようなネツトワークプロテクタにおける従
来の方式の一例を第１図、第２図および第３図を
参照して説明する。

第１図において、送電線より断路器DCSを介
して受電された電力は、ネツトワーク変圧器
NWTで電圧が下げられ（通常、400Vあるいは
200V配電）ネツトワーク母線NWB側に供給され
る。ネツトワーク変圧器NWTの二次側の短絡保
護はプロテクタヒユーズPFで行ない、ネツトワ
ークへの電力供給制御はプロテクタ遮断器PCB
の開閉により行われる。ネツトワーク母線から負
荷Ｌへの電力供給は配電線遮断器などの開閉器を
介して行われる。

プロテクタ遮断器PCBの開閉制御は第２図に
開閉制御回路を示すように、通常の手動操作の場
合は切換開閉器４３が「手動」側（43−Ｈがオ
ン、43−Ａがオフ）の状態で操作開閉器CSの操
作により行なわれる。自動による制御は切換開閉
器４３を「自動」側（43−Ｈがオフ、43−Ａがオ
ン）とし、ネツトワークプロテクタ継電装置の電
力方向継電器DS（接点DS−ａ、DS−ｂ）により
投入開放される。

ネツトワークプロテクタ継電装置は、第１図に
示した、変流器CT差電圧投入用抵抗器RS、電力
方向継電器DS、位相継電器ph、補助変圧器
AUTr１，AUTr２等により構成され次のような
動作をする。

今、電力方向継電器DSに第１図で実線の矢印
で示す方向に電流が流れるときは電力方向継電器
DSは「投入」側に動作し、プロテクタ遮断器
PCBを投入する。また図示破線の矢印で示す方
向に電流が流れた場合はDSは「遮断」側に動作
しプロテクタ遮断器PCBを開放する。これらの
動作についてネツトワーク継電器の動作特性で
は、前者の場合を無電圧投入特性および差電圧投
入特性と称し、後者の場合を逆電力遮断特性と称
している。これらの動作特性を第３図の特性図を
参照して詳細に説明すると次のようになる。

(i) 無電圧投入特性 ネツトワーク側が無電圧でネツトワーク変圧
器NWT二次側に電圧があるとき、第３図の位
相特性において、、象限側で且つDS投入
領域（線Ａの右側）にあるとき電力方向継電器
DSのａ接点DS−ａ（第２図参照）が動作しプ
ロテクタ遮断器PCBを投入する。

(ii) 差電圧投入特性 「ネツトワーク側に電圧あり」、つまりネツ
トワーク変圧器が並列運転しようとしていると
き、「ネツトワーク変圧器NWT二次電圧あり」
「ネツトワーク側電圧あり」でネツトワーク変
圧器二次側の電圧が高く、その差電圧がある値
以上であるときプロテクタ遮断器PCBを投入
する。すなわち第３図において、、象限側
でDS投入領域とph位相特性（線Ｂ）にかこま
れたほぼ象限に対応する範囲にあるときのみ
プロテクタ遮断器PCBは投入される。ここで
位相継電器phの位相特性直線Ｂを加味する理
由は、本来、投入できる範囲はできる限り投入
しなければならないが象限に系統電圧がある
場合はPCB投入とPCB開放とが繰り返すポン
ピング現象が発生するためである。すなわち、
このポンピング現象を防止するため位相継電器
phを設けほぼ象限に電圧があるときのみ投
入可能としている。

(iii) 逆電力遮断特性 変圧器が並列運転されている場合および単独
運転で負荷側電動機の回生電力が発生し、ネツ
トワーク母線NWB側よりネツトワーク変圧器
NWT側に電流が逆流した場合、および送電線
側の遮断器が開放しネツトワーク変圧器NWT
から送電線側に電流が流れた場合などにおいて
第１図に破線の矢印で示す方向に電流が流れ電
力方向継電器DSが引はずし側に動作しプロテ
クタ遮断器PCBを開放する。第３図の位相特
性では、象限側でDS引はずし領域（線Ｃ
の左側）にあるときPCBの引はずしが行われ
る。

なお、第１図において過電流継電器OCを設
けているのは負荷側電動機の回生電力による誤
動作を防止するためのもので、ここではその詳
細な説明を省略する。ネツトワーク変圧器
NWT二次側とネツトワーク母線NWBとの間
に設けられた変流器CTの三次巻線CT₃と差電
圧投入用抵抗器RSは、プロテクタ遮断器PCB
が開放状態にあるとき、遮断器極間つまり変圧
器二次側電圧V_Tとネツトワーク母線側電圧V_N
との間に差電圧ΔV（＝V_T−V_N）が発生した
際、その差電圧ΔVに比例した電流を取り出す
ための巻線で、その電流は電力方向継電器DS
の動作力として働く。

従来このようなネツトワークプロテクタが用い
られていたが、近年これらの機能を、マイクロコ
ンピユータを用いてデイジタル化、ソフトウエア
化することが要求されつつある。この要求は主と
して装置構成の合理化、制御系のシステム化等を
促進するためのものである。

〔発明の目的〕

本発明は、差電圧投入のデイジタル化、ソフト
ウエア化を可能とする構成簡単なネツトワークプ
ロテクタの差電圧投入装置を提供することを目的
としている。

〔発明の概要〕

本発明はネツトワーク変圧器二次側電圧を検出
する第１の補助変圧器と、ネツトワーク母線側電
圧を検出する第２の補助変圧器と、これら第１お
よび第２の補助変圧器出力から前記ネツトワーク
変圧器二次側と前記ネツトワーク母線側の電圧差
を検出する電圧検出器と、前記第１および第２の
補助変圧器出力から前記ネツトワーク変圧器二次
側電圧と前記ネツトワーク母線側電圧の位相差を
検出する位相検出器と、これら電圧検出器および
位相検出器の出力に基づきネツトワーク変圧器二
次側電圧がネツトワーク母線側電圧よりも高く且
つ前記ネツトワーク変圧器二次側電圧に対する前
記ネツトワーク母線側電圧の位相差が予定値以上
である場合にプロテクタ遮断器に投入指令を与え
る演算制御装置とを備えたことを特徴としてい
る。

〔発明の実施例〕

第４図に本発明の一実施例の構成を示す。

第４図は複数の回線の内の１回線を示してお
り、他の回線もこれとほぼ同様の構成となつてい
る。この回線においてプロテクタ遮断器PCBが
投入状態にあると電力は受電側断路器DCS、ネ
ツトワーク変圧器NWT、プロテクタヒユーズ
PF、プロテクタ遮断器PCBを順次介してネツト
ワーク母線NWBに供給される。また差電圧を検
出するため、ネツトワーク変圧器NWT二次側に
接続された第１の補助変圧器AUTr１およびネツ
トワーク母線NWB側に接続された第２の補助変
圧器AUTr２からそれぞれ変圧器二次側電圧V_T
およびネツトワーク母線側電圧V_Nを検出し、こ
れらを位相検出器φ−TRDと電圧検出器Ｖ−
TRDに入力する。これら検出器φ−TRD、Ｖ−
TRDの出力信号を演算制御装置としてのマイク
ロコンピユータMCPUに入力しマイクロコンピ
ユータMCPUでは予定値の演算処理をし後述の
差電圧の投入領域にあるか否かを判断し、差電圧
の投入領域にある場合にはリレー回路R_yに信号
を出力してプロテクタ遮断器PCBに投入指令を
与える。プロテクタ遮断器PCBはこの投入指令
によつて投入される。

また、マイクロコンピユータMCPUでは、あ
らかじめ設定されたプログラムをリードオンリメ
モリROMに格納しておき、中央演算装置CPUが
このプログラムに従つて動作して、アナログ入力
装置AIからデータを入力し、ランダムアクセス
メモリRAMに一時的に記憶させデータを比較演
算し、さらにその結果プロテクタ遮断器PCBを
投入させるときには投入リレーHXを、遮断させ
るときには遮断リレーKXをそれぞれデイジタル
出力装置D₀を経由して動作させる。

次にこのような構成における動作と第５図に示
すフローチヤートを参照して説明する。

今、この回線が未投入の状態にあり他の回線が
投入の状態にあるとする。この状態で変圧器二次
側の第１の補助変圧器AUTr１およびネツトワー
ク母線側の第２の補助変圧器AUTr２の検出電圧
V_T，V_T間に電圧差が発生すると電圧検出器Ｖ−
TRDはこの差電圧にみあつた信号V_TNを出力す
る。

マイクロコンピユータCPUにはこの信号V_TNが
アナログ入力装置AIから常時入力されている
（第５図処理Ｐ１）。この信号V_TNが正の値か否か
つまり変圧器二次側電圧V_Tが、ネツトワーク母
線側電圧V_Nよりも大きいか否かをチエツクする
（処理Ｐ２）。信号V_TNが正のときすなわち第６図
において曲線Ｄよりも右側に該当する場合は電圧
V_TとV_Nの位相差φを位相差検出器φ−TRDから
アナログ入力装置AIを介して入力する（処理Ｐ
３）。そしてあらかじめ設定されている設定値φ₀
と比較する（処理Ｐ４）。その結果φ＞φ₀すなわ
ち第６図において直線Ｅよりも上方に該当する場
合は差電圧投入領域となりリレー回路Ryの投入
リレーHXをデイジタル出力装置DOからのデイ
ジタル出力により動作させプロテクタ遮断器
PCBを投入する（処理Ｐ５）。

このようにすれば、変圧器二次側電圧V_Nがネ
ツトワーク母線側電圧V_Tよりも大きい時は投入
領域に入り、またポンピングが発生する領域は、
前記両電圧V_NとV_Tの位相角で制限できるので投
入性能が向上するとともに、変圧器二次側電圧
V_Nとネツトワーク母線側電圧V_Tの電圧差と位相
角のみ検出すればよいので検出回路が簡単となり
変流器CTの３次巻線CT３および差電圧投入用抵
抗器RS等も省略できる。またデイジタル化、ソ
フトウエア化が実現できるばかりでなく静止化が
可能となるため耐振性能が大幅に向上する。

なお、本発明は上述し且つ図面に示す実施例に
のみ限定されることなくその要旨を変更しない範
囲内で種々変形して実施することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ネツトワークプロテクタの差
電圧投入のデイジタル化、ソフトウエア化が実現
でき、しかも高い投入性能が得られる構成簡単な
ネツトワークプロテクタの差電圧投入装置が提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のネツトワークプロテクタの一例
の概略的構成を示す構成図、第２図は同例におけ
るプロテクタ遮断器の操作回路の構成例を示す回
路図、第３図は従来方式におけるネツトワークプ
ロテクタの動作特性図、第４図は本発明の一実施
例を適用したネツトワークプロテクタの概略的構
成を示す構成図、第５図は同実施例方式のフロー
チヤート、第６図は同実施例方式の差電圧投入特
性図である。 DCS……受電側断路器、NWT……ネツトワー
ク変圧器、PF……プロテクタヒユーズ、PCB…
…プロテクタしや断器、AUTr１……第１の（変
圧器二次側の）補助変圧器、AUTr２……第２の
（ネツトワーク母線側の）補助変圧器、NWB…
…ネツトワーク母線、Ｌ……負荷、φ−TRD…
…位相検出器、Ｖ−TRD……電圧検出器、
MCPU……マイクロコンピユータ、CPU……中
央演算装置、ROM……リードオンメモリ、
RAM……ランダムアクセスメモリ、AI……アナ
ログ入力装置、DO……デイジタル出力装置、Ry
……リレー回路、HX……投入リレー、KX……
しや断リレー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ネツトワーク変圧器二次側電圧を検出する第
   １の補助変圧器と、ネツトワーク母線側電圧を検
   出する第２の補助変圧器と、これら第１および第
   ２の補助変圧器出力から前記ネツトワーク変圧器
   二次側と前記ネツトワーク母線側の電圧差を検出
   する電圧検出器と、前記第１および第２の補助変
   圧器出力から前記ネツトワーク変圧器二次側電圧
   と前記ネツトワーク母線側電圧の位相差を検出す
   る位相検出器と、これら電圧検出器および位相検
   出器の出力に基づきネツトワーク変圧器二次側電
   圧がネツトワーク母線側電圧よりも高く且つ前記
   ネツトワーク変圧器二次側電圧に対する前記ネツ
   トワーク母線側電圧の位相差が予定値以上である
   場合にプロテクタ遮断器に投入指令を与える演算
   制御装置とを備えたことを特徴とするネツトワー
   クプロテクタの差電圧投入装置。