JPH0382325A - 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２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、ｌは配電用変圧器、２
はこの配電用変圧器ｌに接続された配電用変電所の母線
、Ｌ、、Ｌ、、・・・Ｌ、は配電用変電所の母線２に接
続された配電線、ＣＢ、。

ＣＢ　ｔ　、・・・ＣＢ、は各配電線り、、Ｌ、、・・
・Ｌ７と配電用変電所の母線２との間に接続されたしゃ
断器、　Ｚ　ＣＴ’＋　、　　Ｚ　ＣＴ！　、・・・Ｚ
ＣＴ、は零相変流器で、これらが各配電線り、、Ｌ工、
・・・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＋、６７Ｇｔ
。

・・・６７Ｇ、に入力するようになっている。ＧＰＴは
配電線用変電所の母線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　＋　
＋　１−Ｎ　＊　・・・Ｌ、の地絡方向選択を行う上記
地絡方向リレー６１Ｇ＋　、６１Ｇｔ　、・・・６７Ｇ
７とが接続されている。また、Ａ　Ｎ　Ｄ　Ｉ。

ＡＮＤ、・・・ＡＮＤ、はｎ個のアンドゲートＡＮＤ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６７　　Ｇ、
、６７Ｇ！　、・・・６７Ｇ７の動作信号Ｐ、、Ｐ□　
・・・Ｐ、、との論理積をとる。Ｔ＋　、Ｔｘ　。

・・・Ｔ１１はアンドゲートＡＮＤ＋　、ＡＮＤｇ　、
・・・ＡＮＤ、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０．Ｌｘ　、・・・Ｌ、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＋　、ＣＢｚ、・・・ＣＢ、のしや新月に利用され
る。Ｓ　Ｉ　＋　　Ｓｔ　＊　・・・Ｓゎは各配電線り
８、Ｌｚ＋　・・・Ｌ１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、・・・Ｌ、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３図は上記地絡方向リレー６７Ｇ、、６７Ｇ！。

・・・６７Ｇａの具体的回路であり、各零相変流器ＺＣ
Ｔ、、ｚｃ’ｒｚ　、−ＺＣＴｎからの零相電流■。Ｉ
＋　　’６２＋　・・・■。７を取込む基本波フィルタ
回路ＦＩＬ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の出力レベルを検出するレベル検
出器ＬＤ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、
このアントゲ−）ＡＮＤは上記の動作信号Ｐ、、Ｐ、、
・・・Ｐ７を出力する。

第４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−１−ＡＮＤに出力する。

次に動作について説明する。まず、各配電線り、、Ｌ、
、・・・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Ｌ＋　、Ｌｘ　、・・・Ｌ、のいずれか
、例えば配電線Ｌ２の故障点Ｆ。

で地線事故が発生すると、この故障点ＦＩ、大地および
零相変流器ＺＣＴ、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６７Ｇ２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ｖ０を得て、これを動作させ
る。つまり、この地絡方向リレー６７Ｇ８は、基本波フ
ィルタＦＩＬを通して入力された零相電流■。と、上記
零相電圧Ｖ、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４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Ｐ２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Ａ　
Ｎ　Ｄ　ｔに入力する。このため、アントゲ−）ＡＮＤ
、は地絡検出信号を出力し、所定時間後しゃ断器ＣＢ　
ｚを開放する。なお、このほかの配電線Ｌ１．Ｌｉ、・
・・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、上記各配電線り、、Ｌ、、・・・Ｌ７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ＣＢｔとループ開閉器ＳＩとの間の配
電線Ｌｔ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ＣＢ。

を開放し、このしゃ断器ＣＢ、の開放後も、引続き配電
線Ｌ！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１点検活動において、ループ
開閉器Ｓ１を閉じた場合には、２つの配電線り、、Ｌ、
、配電用変電所の母線２およびループ開閉器Ｓ、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６７Ｇ
＋　、６１Ｇｚは、いずれも誤動作することはない。

しかしながら、ループ開閉器を閉じている期間中に、他
の配電線り、などに故障点Ｆ、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６１Ｇ＋　、６７
Ｇｇのいずれかが誤動作し、アンドゲートＡＮＤ、もし
くはＡＮＤ２に動作信号ＱおよびＰ、またはＰ８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自動的に検知し、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にすることにより
、ループ回路の有無を検出　し、ループ回路有りの信号
が出力された際には、この信号によって地絡検出要の動
作信号の出力を禁止し、さらに、この禁止出力にもとづ
いて、しゃ断制御装置により上記しゃ断器のしゃ断動作
をロックするようにしたものである。

〔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
る信号を出力させる。一方、ループ回路有りの信号が出
力された場合には、地絡事故によって出力される地絡検
出用の動作信号をインヒビットゲートで出力禁止し、こ
の出力禁止結果に従って、しゃ断制御装置によりしゃ断
器が不用意に開くことがないようにする。

〔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＋　、６１Ｇｚ　、・・・６７Ｇ、
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、
ＣＤは上記地絡方向リレー６７（１；、、６７Ｇ、、・
・・６７Ｇ７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、、Ｌ
Ｄ。

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，ＩＨ，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。また、ＩＨ，はアンドゲートＡＮＤとオアゲートＯ
Ｒの各出力を入力とするインヒビットゲート、ｃｃ、、
ｃｃ、。

・・・ＣＣ，ｌはインヒビットゲートＩＨ３の出力に応
じて各しゃ断器ＣＢ、、ＣＢ、、・・・ＣＢ、１のしゃ
断動作を制御するしゃ断制御装置で、必要に応じ地絡方
向リレー６７Ｇ５，６７Ｇｚ　、・・・６７Ｇ。

の外部に設けられる。

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、。

６７Ｇｚ、・・・６７Ｇ１のいずれかから地絡検出にも
とづく動作信号Ｐ、、Ｐ、、・・・Ｐｌを出力する動作
までは、第２図および第３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６７Ｇ、、６７Ｇ、。

・・・６７Ｇ７において、上記配電線り、、Ｌ、、・・
・Ｌ７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故障を生じると、この地絡事故に
かかる配電線Ｌ＋、Ｌｚ、・・・Ｌ７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６７Ｇ＋　、６７Ｇｇ　
、・・・６７Ｇ７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、、ＬＤ２のそれぞれによ
りレベル検出が行われた後、インヒビットゲートＩＨ，
，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、オアゲート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Ｌ　Ｄ
　ｚを介してインヒビットゲート■Ｈ２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人力され
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出
力されない。このように地絡事故の発生時には動作信号
Ｐ、、Ｐ、、　・・・Ｐ７をインヒビットゲートＩＨ。

を通じて出力し、しゃ新制？Ｉ装置ＣＣｒ　、ＣＣｔ　
。

・・・ＣＣ１１を介してしゃ断器ＣＢＩ　、ＣＢｔ　、
・・・ＣＢｆｉを開く。つまり、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
号は出力されない、このようにして、地絡方向リレー６
７Ｇｌ、６１Ｇｚ　、−６７Ｇ−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ｉをオフデイレ−タイマＴ
Ｄを通して、例えば１〜２秒間継続して出力する。

一方、この発明ではアンドゲートＡＮＤの出力およびデ
イレ−タイマＴＤの出力をインヒビットゲートＩＨ，に
入力するようにしている。このため、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、上記アンドゲートＡＮＤから出力され
る動作信号ＰＩ、Ｐｆｆｉ＋　・・・Ｐ、１の出力が禁
止される。この結果、上記動作信号Ｐ、、Ｐ、、Ｐ、に
もとづいてしゃ断制御装置ｃｃ、、ｃｃ、、・・・ＣＣ
，を作動して、正常な配電線り、、Ｌ、、・・・Ｌアの
しゃ断器ＣＢ、、ＣＢｔ、・・・ＣＢ、をロックし、不
用意にこれ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１言号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にすることにより、ルー
プ回路の有無を検出し、ループ回路有りの信号が出力さ
れた際には、この信号によって地絡検出要の動作信号の
出力を禁止し、さらに、この禁止出力にもとづいて、し
ゃ断制御装置により上記しゃ断器のしゃ断動作をロック
するように槽底したので、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図は従来の配電線地
絡保護装置を示すブロック接続図、第３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４図は第３
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、、ＣＢｚ　、・・・Ｃ
Ｂ１．はしゃ断器、Ｌ＋、Ｌｘ、・・・Ｂ７は配電線、
ＺＣＴ、、ＺＣＴ、、・・・ＺＣＴ、は零相電流検出器
、ＰＩ＋Ｐ！＋　・・・Ｐ７は動作信号、６７０１゜６
７０ｇ、・・・６７　Ｇｌｌは地絡方向リレー、ＳＩ。 Ｓｔ、・・・Ｓ、はループ開閉器、ＧＤは地絡事故判別
回路、ＣＣ＋　、　　ＣＣｔ　、・・・ＣＣ，はしゃ断
制御装置。 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、上記地
   絡方向リレー内には、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、零相電圧と零相電流
   の発生時間差で判別する地絡事故判別回路と、上記地絡
   事故判別回路が出力するループ回路有りの信号により上
   記動作信号の出力を禁止するインヒビットゲートと、上
   記インヒビットゲートの出力にもとづき上記しゃ断器が
   開かないようにロックするしゃ断制御装置とを設けたこ
   とを特徴とする配電線地絡保護装置。