JPH0382324A - 配電線地絡保護装置 - 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〕 この発明は、地絡故障時に、配電線の零相電流により動
作する地絡方向リレーによって配電線を配電用変電所の
母線から切り離す配電線地絡保護装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第３図は、例えば従来の配電線地絡保護装置を示すブロ
ック接続図であり、図において、１は配電用変圧器、２
はこの配電用変圧器１に接続された配電用変電所の母線
、Ｌ＋、Ｌｔ、・・・Ｌ７は配電用変電所の母線２に接
続された配電線、ＣＢ、。

ＣＢｔ、・・・ＣＢＲは各配電線り、、Ｌｔ、・・・Ｌ
、ｌと配電用変電所の母線２との間に接続されたしゃ断
器、ＺＣＴ、、ＺＣＴ、、・・・ＺＣＴ、、は零相変流
器で、これらが各配電線ＬＩ　＋　　Ｌｆｆｉ＋・・・
Ｌ７の零相電流を検出して、その出力を２次側に接続し
た各配電線の地絡方向リレー６７Ｇ＋　、６７Ｃ；ｚ　
。

・・・６７Ｇ７に入力するようになっている。ＧＰＴは
配電用変電所の母線２に接続された接地用変圧器で、こ
れには地絡故障の際に発生する零相電圧を検出して動作
する地絡過電圧リレー６４と、上記配電線　Ｌ＋　、Ｌ
ｘ　、・・・Ｌ、の地絡方向選択を行う上記地絡方向リ
レー６７Ｇ＋　、６１Ｇｔ　、・・・６７Ｇ、とが接続
されている。また、ＡＮＤ、。

ＡＮＤ□・・・ＡＮＤ、はｎ個のアンドゲートで、これ
らが地絡過電圧リレー６４が検出する零相電圧に対応す
る動作信号Ｑと、各地絡方向リレー６７Ｇ、、６７Ｇ！
、・・・６７Ｇ、、の動作信号ＰＬ＋Ｐ。

・・・Ｐ７との論理積をとる。Ｔ、、Ｔ、、・・・Ｔ７
はアンドゲートＡＮＤ＋　、ＡＮＤｚ　、・・・ＡＮＤ
、ｌの出力時間（継続時間）をカウントするタイマＴで
、所定時間経過後にタイムアツプ信号、つまり、各配電
線り、、Ｌ、、・・・Ｌ７の地絡検出信号を出力する。

なお、この地絡検出信号は上記しゃ断器ＣＢ、、ＣＢ、
、・・・ＣＢ、のしゃ所用に利用される。Ｓ、、Ｓ、、
・・・Ｓ、、は各配電線Ｌ＋　、Ｌｘ　。

・・・１１間に、これらの所定区間ごとに接続された常
時は開放状態のループ開閉器で、これの閉成時には配電
用変電所の母線２とともにループ回路を形成する。なお
、各配電線Ｌ＋、Ｌｚ、・・・Ｌｌには所定区間ごとに
区分開閉器（図示しない）が設けられている。

第４図は上記地絡方向リレー６７Ｇ＋、６７Ｃ；□・・
・６７Ｇ１の具体的回路であり、各零相変流器ＺＣＴ、
、ＺＣＴ、、・・・ＺＣＴｌｌからの零相電流１−＋、
１゜２．・・・ＩＯ＋＋を取込む基本波フィルタ回路Ｆ
ＩＬと、この基本波フィルタＦＩＬの出力（零相電流）
および接地用変圧器ＧＰＴを介して入力される零相電圧
■。の位相差を検出する位相比較器ＰＣと、基本波フィ
ルタ回路ＦＩＬの出力レヘルを検出するレベル検出器Ｌ
Ｄと、その出力レベルと位相比較器ＰＣの出力との論理
性をとるアンドゲートＡＮＤとからなる。また、このア
ンドゲートＡＮＤは上記の動作信号Ｐ、、Ｐ、、・・・
Ｐ７を出力する。

第５図は位相比較器ＰＣの入出力特性図であり、零相電
流■。および零相電圧器ｖ０が斜線で示す位相領域にあ
るとき出力信号をアントゲ−）ＡＮＤに出力する。

次に動作について説明する。まず、各配電線Ｌｌ　ｒ　
　Ｌｌ　＋　・・・Ｌ、のいずれにも異常がない場合に
は、各区間ごとに接続された負荷に電力を正規に供給す
る。一方、上記各配電線１１＋Ｌｔ＋　・・・Ｌ、のい
ずれか、例えば配電線Ｌ８の故障点Ｆ１で地絡事故が発
生すると、この故障点Ｆｌ、大地および零相変流器ＺＣ
Ｔ、に零相電流■。８が流れる。このため、この零相変
流器ＺＣＴ、の２次側に接続した地絡方向リレー６７Ｇ
ｔに零相２次電流を流し、一方、接地用変圧器ＧＰＴか
ら零相電圧Ｖ、を得て、これを動作させる。つまり、こ
の地絡方向リレー６７Ｇ、は、基本波フィルタＦＩＬを
通して入力された零相電流１．と、上記零相電圧ｖ０と
の位相を位相比較器ＰＣで比較し、その位相差を求める
とともに、レベル検出器ＬＤにより零相電流のレベル検
出を行い、これらの位相差信号およびレベル信号をアン
ドゲートＡＮＤに入力する。このため、このアンドゲー
トＡＮＤでは上記位相差が第５図に示す領域内にあり、
しかも零相電流のレベルが設定値を超えた場合に、動作
信号Ｐ８を出力する。一方、このとき地絡過電圧リレー
６４は事故時に発生する零相電圧を検出し、この検出信
号としての動作信号Ｑを上記地絡方向リレー６７Ｇ２の
動作信号Ｐ２とともにアンドゲートＡＮＤ、に入力する
。このため、アンドゲートＡＮＤｔは地絡検出信号を出
力し、所定時間後しゃ断器ＣＢ、を開放する。なお、こ
のほかの配電線り、、Ｌ、、・・・Ｌ７で生じた地絡事
故の保護動作も、上記同様にして行われる。

ところで、上記各配電線ＬＩ＋Ｌ！＋　・・・Ｌ、ｌの
保守点検を、区間を限って実施する必要が生じる場合が
あり、例えばしゃ断器ＣＢ、とループ開閉器Ｓ、との間
の配電線Ｌ８の点検をする場合には、ループ開閉器Ｓ１
を閉じるとともにしゃ断器ＣＢｔを開放し、このしゃ断
器ＣＢ、の開放後も、引続き配電線り、につながる各種
の負荷にしゃ断器ＣＢ、を通じて電力を供給できるよう
にしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の配電線地絡保護装置は以上のように構成されてい
るので、上記のような保守９点検活動において、例えば
ループ開閉器Ｓ、を閉じた場合には、２つの配電線Ｌ＋
　、Ｌｘ　、配電用変電所の母線２およびループ開閉器
Ｓ１を結ぶループ回路に、配電線撚架のアンバランスな
どによって零相循環電流が矢印のように流れる。そして
、この場合には、通常零相電圧が発生していないので、
零相変流器ＺＣＴ’、、ＺＣＴ、に接続された地絡方向
リレー６７　Ｇ＋　、　　６７０ｇのいずれも誤動作す
ることはない。

しかしながら、ループ開閉器を閉している期間中に、他
の配電線Ｌ７などに故障点Ｆ２で地絡事故が発生すると
、接地用変圧器ＧＰＴには零相電圧が発生するので、こ
の零相電圧と上記零相循環電流とにより、第４図に示す
ような位相特性をもつ地絡方向リレー６７Ｇｌ　、６７
Ｇ、のいずれかが誤動作し、アンドゲートＡＮＤｌもし
くはＡＮＤｔに動作信号ＱおよびＰ、またはＰ２を出力
する。従って、しゃ断器ＣＢ、、ＣＢ、は自回線事故で
はないので、開放不要にも拘らずいずれかが開放してし
まい、配電線の給電能力が下がり、電力供給上のサービ
スを低下してしまうなどの問題点があった。

この発明は上記のような従来の実情に鑑みてなされたも
のであり、零相電流により動作する地絡方向リレーによ
って、地絡時にしゃ断器をトリップして配電系統を保護
する配電線地絡保護装置において、各配電線の零相電流
が、上記ループ回路形成にもとづくものであることを変
電所側等の配電線監視所においてき動的に検知し、迅速
に必要な措置をとることができる配電線地絡保護装置を
得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る配電線地絡保護装置は、配電用変電所の
母線にしゃ断器をそれぞれ介して接続された、複数の配
電線の各々に対応して零相電流検出器を設けて、これに
より対応配電線に流れる零相電流を検出し、この零相電
流検出器の出力を受けて、地絡時に地絡方向リレーを作
動することにより、上記対応しゃ断器をトリップさせ、
上記各配電線の所定の配電線間にループ開閉器を接続し
、これの閉成時に上記母線とともにループ回路を形成す
る配電系統において、上記地絡方向リレー内に設けた地
絡事故判別回路によって、上記ループ回路に零相循環電
流が流れているときの地絡事故発生を、上記零相電圧と
零相電流の発生時間差で判別するような構成としたもの
である。

〔作　用〕 この発明における地絡故障判別回路は、ループ回路に零
相循環電流が流れている状態で地絡事故が発生した場合
には、零相電流の発生に遅れて零相電圧が発生したこと
を判別し、一方、ループ回路が形成されない正規の配電
状況下で地絡事故が発生した場合には、零相電圧と零相
電流が同時に発生したことを判別し、これによって地絡
事故が発生する前にループ回路があるか否かを判別でき
る信号を出力する。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、６７Ｇ＋　、６７０ｇ　、・・・６７Ｇい
は地絡方向リレーであり、これには従来と同様の基本波
フィルタ回路ＦＩＬ、位相比較器ＰＣ、レベル検出器Ｌ
ＤおよびアンドゲートＡＮＤが設けられている。また、
ＧＤは上記地絡方向リレーｓ７ｃ＋　、６７Ｇｆｆｉ　
、・・・６１Ｇ、のそれぞれに設けられた地絡事故判別
回路であり、これが基本波フィルタＦＩＬおよび接地用
変圧器ＧＰＴにそれぞれ接続されたレベル検出器ＬＤ、
、ＬＤ。

と、これらの各２つずつの出力信号を受ける２つのイン
ヒビットゲートＩＨ，，ＩＨ，と、これらのインヒビッ
トゲートＩＨ，，ｆＨ，の出力の論理積をとるオアゲー
トＯＲと、オフデイレ−タイマＴＤとから構成されてい
る。

次に動作について説明する。

まず、ループ回路の形成状態において、地絡事故が発生
した際に、地絡方向リレー６７Ｇ、。

６７Ｇｌ、・・・６７Ｇ、のいずれかから地絡検出にも
とづく動作信号Ｐ、、Ｐ、、・・・Ｐ、を出力する動作
までは、第３図および第４図について説明した場合と同
様である。

一方、上記地絡方向リレー６７Ｃ；＋、６７Ｇｔ。

・・・６７Ｇ７において、上記配電線Ｌ＋、Ｌｘ、・・
・Ｌ、、のいずれもが正常に配電を行っている場合に、
いずれかの配電線に地絡事故を生じると、この地絡事故
にかかる配電線り、、Ｌ、、・・・Ｌ、、のいずれかに
零相電流が流れるとともに、接地用変圧器ＧＰＴを介し
て零相電圧が対応する地絡方向リレー６７Ｇ、、６７Ｇ
ｇ　、・・・６７Ｇ、、のいずれかに同時に供給される
。そして、これらの零相電圧。

零相電流はレベル検出器ＬＤ、、ＬＤ、、のそれぞれに
よりレベル検出が行われた後、インヒビットゲ−１−Ｉ
Ｈ，，ＩＨ！にそれぞれ入力される。このため、これら
の零相電圧および零相電流は一方が他方の出力を禁止す
るように動作し、従って、オアゲー）ＯＲおよびオフデ
イレ−タイマＴＤには何の出力も得られない。つまり、
このような通常状態下での地絡事故発生時には、ループ
回路有りの信号出力がなされない。

一方、上記ループ回路を形成することによって、これに
零相循環電流が流れている場合に、レベル検出器ＬＤ、
を介してインヒビットゲートＩＨ。

の入力端子に他の配電線における地絡事故によって零相
電圧が入力されると、地絡事故前には信号を出力してい
たインヒビットゲートＩＨ，は信号出力を停止する。こ
のため、オアゲートＯＲの出力がなくなり、ループ回路
有りの信号はなくなる。つまり、地絡事故の発生時には
動作信号Ｐ＋。

Ｐ２．・・・Ｐ７を発生し、このときはループ回路の有
無を検出する意味がないので、ループ回路有りの信号出
力はなくなる。このようにして、地絡方向リレー５７Ｇ
＋、６７Ｇｚ、・・・６７Ｇ７のそれぞれに地絡事故判
別回路ＣＤを設けることにより、地絡状態下での地絡事
故の発生と、零相循環電流存在下での地絡事故の発生を
、零相電圧、零相電流の発生時間差で判別し、これによ
ってループ回路有りの信号乏をオフデイレ−タイマＴＤ
を通して、例えば１〜２秒間継続して出力する。

第２図はこの発明の他の実施例を示す。これは第１図に
示すアントゲ−１−ＡＮＤの出力である動作信号Ｐ、、
Ｐ、、・・・Ｐ７およびデイレ−タイマＴＤの出力とを
インヒビットゲートＩＨ，に入力するようにしたもので
ある。・これによれば、地絡事故発生時にオフデイレ−
タイマＴＤから得られるループ回路有りの信号ｌによっ
て、上記アントゲ−）ＡＮＤから出力される動作信号Ｐ
ｌ、Ｐｔ。

・・・Ｐ、の出力を禁止することができる。この結果、
上記動作信号Ｐ、、Ｐ、、Ｐ、にもとづいて不用意に正
常な配電線Ｌｌ　ｒ　　ＬＫ　ｒ　・・・Ｌｌのしゃ断
器ＣＢ、、ＣＢ、、・・・ＣＢ、が開放するのを防止で
き、不必要な停電を回避することができる。

なお、上記各実施例においてループ回路有りの信号ｌを
コンピュータのメモリにストアしておくことにより、後
でループ回路がどの配電線で、いつ何回発生したかを、
端末を介して知るようにすることができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、配電用変電所の母線
にしゃ断器をそれぞれ介して接続された複数の配電線の
各々に対応して零相電流検出器を設けて、これにより対
応配電線に流れる零相電流を検出し、この零相電流検出
器の出力を受けて、地絡時に地絡方向リレーを作動する
ことにより、上記対応しゃ断器をトリップさせ、上記各
配電線の所定の配電線間にループ開閉器を接続し、これ
の閉成時に上記母線とともにループ回路を形成する配電
系統において、上記地絡方向リレー内に地絡事故判別回
路を設けるように構成したので、ループ回路の有無を監
視しながら、配電線の保守管理のタイミングを予測した
り、ループ回路を流れる零相循環電流による地絡方向リ
レーの誤動作を予想したり、ループ回路を形成している
正常な配電線におけるしゃ断器の、不用意な開放を予防
したりすることができるものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例による配電線地絡保護装置
の要部を示すブロック接続図、第２図は他の実施例を示
す要部のブロック接続図、第３図は従来の配電線地絡保
護装置を示すブロック接続図、第４図は従来の地絡方向
リレーの詳細を示すブロック接続図、第５図は第４図に
示す地絡方向リレーにおける零相電圧、零相電流の位相
特性を示す位相特性図である。 ２は配電用変電所の母線、ＣＢ＋　、ＣＢｔ　、・・・
ＣＢ、はしゃ断器、Ｌ、、Ｌ、、・・・Ｌ７は配電線、
ＺＣＴ、、ＺＣＴ、、・・・ＺＣＴ、は零相電流検出器
、Ｐ＋、Ｐｔ、・・・Ｐ７は動作信号、６７Ｇ１６７Ｇ
！、・・・６７Ｇいは地絡方向リレー、Ｓｌ＋Ｓｔ、・
・・Ｓｎはループ開閉器、ＣＤは地絡事故判別回路。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 配電用変電所の母線にしゃ断器をそれぞれ介して接続さ
   れた複数の配電線の各々に対応して設けられ、対応配電
   線に流れる零相電流を検出する零相電流検出器と、この
   零相電流検出器の出力が供給され、地絡時に動作して上
   記対応しゃ断器をトリップさせる地絡方向リレーと、上
   記各配電線の所定の配電線間に接続され、その閉成時に
   上記配電用変電所の母線とともにループ回路を形成する
   複数のループ開閉器を有する配電系統において、上記ル
   ープ回路に零相電流が流れているときの地絡事故発生を
   、零相電圧と零相電流の発生時間差にもとづいて判別す
   る地絡事故判別回路を設けたことを特徴とする配電線地
   絡保護装置。