JPH0297223A

JPH0297223A - 障害領域区分検出装置

Info

Publication number: JPH0297223A
Application number: JP63247778A
Authority: JP
Inventors: Masatsune Kosaka; 正恒香坂
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1988-09-30
Filing date: 1988-09-30
Publication date: 1990-04-09

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】（イ）産業上の利用分野この発明は電力設備の電力供給系統の設置される障害領
域区分検出装置に関する。

（ロ）従来の技術従来、電力設備における電力供給系統では、母線に地絡
電流検出器を設けるとともに、母線に後続する領域毎の
給電線にも地絡電流検出器を設け、局所的な障害が生じ
た場合には、その障害領域を区分検出するのに、故障区
間分離自動再閉路方式を採用している。

（ハ）発明が解決しようとする課題上記した従来の故障区間分離自動再閉路方式では、順送
り、再送電のため、限時×区間数の停電時間となり、配
電の質を重視する自動化工場、オフィスビル等に採用す
るのは不向きであった。

般に電力供給系統での地絡事故の検出と回路遮断は、火
災防止と感電人身事故防止の二面から重視されており、
高感度、高速度の検出による充実した保全管理が要求さ
れる。しかしながら、一方で保護水準は施設の用途によ
り要求が多様で特に多目的ビル等で適切な保護水準を実
現するには高度の情報処理が必要となり、保護性能を向
上しようとすれば、装置全体が非常に高価格になるとい
う問題があった。

この発明は、上記問題点に着目してなされたものであっ
て、比較的信顛性の低い局所障害検出器を用いて、つま
り低価格の検出器を用いて、高信頼度の得られる障害領
域区分検出装置を提供することを目的としている。

（ニ）課題を解決するだめの手段及び作用この発明の障
害領域区分検出装置は、母線を通過する地絡電流を検出
する第１の地絡電流検出手段と、前記母線に後続する給
電線毎に設けられ、給電線を通過する地絡電流を検出す
る第２の地絡電流検出手段と、前記第１及び第２の地絡
電流検出手段による検出地絡電流値を入力として、ファ
ジィ推論を行い地絡事故の評価値を区分毎に出力するフ
ァジィ推論手段と、前記評価値より対応する給電線の遮
断器を動作させるための限時を生成する限時生成手段と
から構成されている。

この障害領域区分検出装置では、第１の地絡電流検出手
段で検出される母線の地絡電流値と第２の地絡電流検出
手段で検出される各領域の給電線毎の地絡電流値がファ
ジィ推論手段に入力される。

そして、ファジィ推論手段では所定のファジィルールに
したがい推論を行い、各区分毎の障害のもっともらしさ
と重要度（いやらしさ）の評価を行う。この評価値を切
分は優先順位として、遮断器の動作（引外し）限時とし
て出力される。

（ポ）実施例以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第１図は、この発明が実施される受電設備系統を示す回
路図である。同図において、主変圧器１の２次側巻線１
ｂが主遮断器２を介して、三相の低圧母線３に接続され
ている。主変圧器１の二次巻線ｌｂの中間点４は、図示
しない補助電源母線（３相線間電圧の１／２の電灯、制
御用等の電源）用の端子であり、接地導体５により、接
地点６に接地されている。接地導体５には、地絡電流検
出用の零相変流器７が結合されている。この零相変流器
７としては、設置導体５を貫通させる環状鉄心を有する
ものを使用する。ネットワーク給電方式の場合は、同一
母線に接続される複数変圧器の接地導体に結合される。

低圧母線３には、複数の給電線８−１．８−２、・・８
−、、が接続され、各給電線８．．１．８−２、・・・
、８−、。

にば、それぞれ遮断器９．□ｌ、９−２、・・・、９−
、、が接続され、また零相変流器１０−１．１０−２、
・・・　１０−７が結合されている。各遮断器９−０．
９−２、・・・９−ｎは、この発明で重要な選択地絡過
電流継電器の作動の他、自系校内短絡電流に対し、バッ
クアンプ機能を有する。また、各遮断器９−１．９−２
、・・・、９−、、には、引外しコイル９　ａ−１，９
ａ−２、・・・９　ａ−ｎを備えている。

選択地絡過電流継電流器１１は、地絡過電流演算部１２
と、ファジィ推論部１３と、限時生成部１４と、制御部
１５とから構成されている。零相変流器７及び零相変流
器１０−１．１０−２、・・・、１０−７は地絡過電流
演算部１２に接続され、引外しコイル９　ａ−１，９ａ
−２、・・・９　ａ−ｎは限時生成計時部１４に接続さ
れている。

選択地絡過電流継電器１１は、零相変流器７の検出した
地絡電流と零相変流器１０−３．１０−２、・・・　１
０−ｏの検出した地絡電流を入力として、ファジィルー
ルに基づきファジィ推論を行い、引外しコイル９　ａ−
＋　、９ａ−２、・・・９ａ−７に適切な限時を割当て
、結果として地絡の生じた給電線を選択的に遮断する。

地絡する過電流演算部１２は、地絡電流を整流し、変化
分を抽出し、ファジィ推論部１３へ出力する。この地絡
過電流演算部１２は、第２図に示すように、零相変流器
７からの信号を受ける乗算回路２１−６、整流回路２２
−ｏ、低域濾波回路２３−ｏ、さらに各零相変流器１０
−．　１０−２、・・・１０−、、からの信号をそれぞ
れ受ける乗算回路２１−１　・・・、２１−ｏ、整流回
路２２−１．２２−２、・・・２２−ｏ、低域濾波回路
２３−１　・・・、２３−７、帯域濾波回路２４−１、
・・・、２４−、、、及び走査回路２５．２６から構成
されている。２０は、電源電圧の第３高調波のクロック
を入力する同期線であり、このクロックは各相電圧の位
相クロックを再生するために用いられる。

乗算回路２１−ｏ、２１−１、・・・、２１−、、、は
、同期綿２０よりの第３高調波クロツクから各相電圧を
再生し、零相変流器７．１０−１、・・・、１０−ｎよ
りの零相電流に対応した入力電圧との間の外積アナログ
演算を行い、出力をアナログ加算する。結果としていず
れかの相電流と同相の地絡電流（発熱による火災の原因
となり、また生物接触である）に対応するスカラ値を出
力する。低域濾波回路２３−ｏ、２３−３　・・・、２
３−７、は、積分回路でもよく、一般的にはスイッチド
キャパシタフィルタ回路である。帯域濾波回路２４−１
．２４−２、・・・２４＝１は微分回路でもよく、一般
的にはスイッチドキャパシタフィルタ回路である。走査
回路２５．２６は制御部１５からのクロック信号にした
がって、低域濾波回路２３−１、・・・、２３−ゎの出
力、帯域濾波回路２４−１、・・・、２４−ｏの出力を
それぞれ走査し、アナログ値としてファジィ推論部１３
に転送する。初期設定テーブルより、またはファジィ推
論部１３の出力（ファジィ推論結果として、遮断優先順
位の高い、すなわに短い限時を持つ）に対し、走査サイ
クルを長くし、又は短くするサブミューチージョンまた
はスーパーミューテーシゴンを行うことができる。２７
．２８．２９はファジィ推論用の人力信号であり、図示
しないインタフェース回路により、ファジィ推論部１３
の基準レベルに正規化されるファジィ推論部１３は、地絡過電流演算部１２よりアナ
ログ信号を受け、母線側地絡電流ＩＭ、給電線側地絡電
流の平滑値ＩＦ、給電側地絡電流の変化率δＩＦ／δｔ
を入力として、内蔵するファジィルール、つまり第５図
に示すルールテーブルを参照して、ファジィ推論を行い
結論を限時生成計時部１４に出力する。このファジィ推
論１３は、専用デバイスあるいはファジィ推論を実行す
くようにプログラムされたプロセッサ等が使用される。

第５図に示すルールテーブルは、例えば次に例示する自
然言語表現のルールをテーブル化したものである。

ルール＊１　ｒＴＦ　（もし）、母線側地絡電流が中く
らいで、かつ給電線側地絡電流の平滑値が中くらいで、かつ給電線側地絡電流の変化率が正で大ならば、ＴＨＥＮ、地絡事故の評価値は中くらいである。」ルール＊２　ｒＴＦ、母線側地絡電流が大きくて、かつ
給電線側地絡電流の平滑値が大きくて、かつ給電線側地絡電流の変化率が正で大ならば、Ｔ　ＨＥ　Ｎ、地絡事故の評価値は小
である。」第５図のルールテーブルで使用される母線側地絡電流Ｔ
Ｍ及び給電線側の地絡電流■、のメンバシップ関数を第
６図に、また、給電線側の地絡電流平滑値の変化率δＴ
Ｆ／δｔのメンバシップ関数を第７図に例示している。

ここで、言語値Ｓは、Ｓｍａｌｌ　（小さい）、ＭはＭ
ｅｄｉｕｍ　　（中くらい）、ＬはＬａｒｇｅ（大きい
）を示している。第５図のテーブルでは、横方向に地絡
電流ＩＮ、ＩＦのＳ、Ｍ、Ｌを配列し、縦方向に地絡電
流ＩＦの変化率δＩＦ／δＬのＳ、Ｍ、Ｌを配列してい
る。そして３者の組合せの交叉する欄に、地絡事故の評
価値を示している。その評価値として、後述するパルス
レートのメンバシップ関数を第８図に示す。

限時生成計時部１４は、ファジィ推論部１３からアナロ
グ値である上記推論の結論である評価値を受け、その給
電線毎に対応した限時を生成し、タイマを始動させ、タ
イムアツプ時に引外しコイル９ａ−、，９□２、・・・
９　ａ−ｎの対応するものに、引外し電流を送出する。

この限時生成計時部１４は、第４図に示すようにＡ／Ｄ
変換部４１、走査部４２、源振部４３、計時用パルス生
成部４４−１．４４−２、・・・、４４．、、、、限時
生成部４５−１．４５−２、・・・、４５−７、及び引
外しコイル駆動部４６−１．４６−２、・・・、４６−
、、から構成されている。Ａ／Ｄ変換部４１は、ファジ
ィ推論部１３からの結論値を２進数値に変換する。この
２進数は限時（地絡事象の検出から遮断器作動までの意
図された遅れ時間）の逆数と線形関係にある。走査部４
２は、地絡過電流演算部１２の走査回路２５．２６に連
動して、Ａ／Ｄ変換部４１の出力を各給電線毎の限時生
成計時部に分配する。源振部４３は、限時生成のための
計時用クロックを供給する。計時用パルス生成部４４−
１．４４−２、・・・、４４−、ｌ、ば、源振部４３か
らのクロックを計数分周し、計時用パルスを生成する。

走査部４２からのデータを受けて、分Ｐ１値（カウント
アツプ）を設定する。走査部４２から特定の二進コード
（データ通信ＱこおけるＥＯＦに相当し、限時の、すな
わち永久に遮断器を作動させないことを意味する）を受
けた時は、出力を閉塞するとともに限時生成部４５−１
．４５−２、・・・、４５−□をクリアする。限時生成
部４５−１．４５−２、・・・、４５−ｎは計数用パル
ス仕成部４４−１．４４−２、・・・、４１．、の出力
を計数し、カカン（・アップ時に駆動部４Ｇ−１，４６
。、・・・、４６　ｏを介して１、引り（しコイル９ｇ
−＋　、９ａ−２、・・・９３１に引外し電流を送出す
る。計時中にファジィＩＩＩ論の結論が更新される場合
も、連続して、積算計時を行う。限時ωに相当する結論
であるときには、カウントアンプ寸前であってもクリア
される。

制御部１５は、ファジィルールの編集、ファジィ推論の
シュミレーション推論過程の記録筒システＪ、管理に供
する。

この実施例装置において、今例えば給電綿８−２の系統
に関し、例えば母線側の零相変流器７で検出された地絡
電流■。がＬ　（大きい）であり、また、給電線８−２
の零相変流器１０−２で検出される地絡電流■、が■７
（大きい）であり、さらにその地絡型？＊　Ｉ　Ｆの変
化率δＩＦ／δｔがＰＬ（正で大きい）の場合には、第
５図のルールテーブルを適用すると、評価値＆；ｌ：Ｌ
（大きい）となり、ファジィ推論部１３から、その評価
値■７が出力され、限時４を成計時部１４では、この評
価値Ｉ、に対応し短い時間の限時の出力が出され、引外
しコイル９　ａ−２に電流が流れ、遮断器９−２が動作
し、給電線８−２の系統が低圧母線３から切離される。

他の給電線の系統についても全く同様である。要するに
ファジィ推論による評価値の高い給電線系統の遮断器が
動作する。

なお、−ト記実施例では、母線側の地絡電流を検出する
のに、二次巻線ｌｂの中点４に接続される接地導体５に
零相変流器７を結合しているが、第３図に示すように、
主変圧器１の二次巻線１ｂ側の三相導体に結合される零
相変流器３７より導出してもよい。

（へ）発明の効果この発明によれば、母線側の地絡電流と下位の給電線毎
の地絡電流をそれぞ零相変流器等で検出し、これらの検
出地絡電流をファジィ推論部に入力し、経験的な知見を
ルールに組込んだファジィ推論により障害のもっともら
しさ、重要度を評価値として得、それぞれ評価値に基づ
いて限時生成手段を動作させるものであるから、簡単な
構成の障害領域区分検出装置を実現できる。また、母線
を対象しと地絡電流検出は容易かつ高信輔度で実現でき
、これを区分地絡検出の論理積条件としているので、誤
動作を低減することができ、給電信Ｉ！線を向上できる
。また、給電線毎に負荷状況、設（＃環境に起用する地
絡障害モードとその影響度を定性的に記述できるファジ
ィルールに基づいて推論を行い障害領域の分離を行うの
で、複雑障害な数理科学的手法を用いたモデリング形手
法よりも現場条件に合致した保護継電システｌ、が実現
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明が実施される受電設備系統を示す回
路図、第２図は、同系統に使用される選択地絡過電流継
電器の地絡過電流演算部の構成を示すブロック図、第３
図は、母線側の地絡電流検出の他の例を示す回路図、第
４図は、上記選択地絡過電流継電器の限時生成計時部の
構成を示すブロック図、第５図はファジィ推論部で実行
される推論ルールを表すテーブルを示す図、第６図は、
地絡電流のメンバシップ関数の一例を示す図、第７図は
、給電線側の地絡電流の変化率のメンバシップ関数の一
例を示す図、第８図は、限時生成におけるパルスレート
のメンバシップ関数の一例を示す図である。３・低圧母線、　　　　′７二零相変ｔＮ器、８−１・
８〜２・・・・・８−ｏ：給電線、９−１・９−２・・
・・・９−ｏ：遮断器、・１Ｏ−２・・・・・１０−ｏ
：零相変流器、１３：ファジィ推論部、１４：限時生成
計時部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）母線を通過する地絡電流を検出する第１の地絡電
流検出手段と、前記母線に後続する給電線毎に設けられ
、給電線を通過する地絡電流を検出する第２の地絡電流
検出手段と、前記第１及び第２の地絡電流検出手段によ
る検出地絡電流値を入力として、ファジィ推論を行い地
絡事故の評価値を区分毎に出力するファジィ推論手段と
、前記評価値より対応する給電線の遮断器を動作させる
ための限時を生成する限時生成手段とを備えたことを特
徴とする障害領域区分検出装置。