JPH0398430A - 地絡トリップ付負荷開閉器のバイパス回路 - 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】 Ａ．産業上の利用分野 この発明は地絡トリップ付負荷開閉器のバイパス回路に
関する。

Ｂ．発明の概要 この発明は地絡トリップ付負荷開閉器のバイパス回路に
おいて、 交流３相３線式の高圧配電線または引込線の線路中に設
けられた地絡トリップ付負荷開閉器を挟んでバイパス回
路を形成した際に、その負荷開閉器とバイパス回路とに
よる循環回路に流れる循環零相電流を抑制する零相抑制
インピーダンスをバイパス回路に設けたことにより、 循環零相電流により地絡トリップ付負荷開閉器が不必要
動作しないようにしたものである。

Ｃ、従来の技術 無停電負荷群に高圧配電線から電力を供給しているとき
、高圧配電線の電源側を工事等のため停電させる必要が
生じることがある。このようなとき、高圧配電線と負荷
との間に介在されている負荷開閉器を挟んで、第２図に
示すような、例えば無停電送電形高圧移動電源車１１（
図示一点鎖線んで囲んだ部分）を高圧配電線Ｉ２に活線
状態にて並列接続並びに解列させるバイパス回路ｌ３（
図示点線で囲んだ部分）を設けることが行われる。移動
電源車！１を高圧配電線Ｉ２に活線接続するには通常、
第２図に示すように、移動電源車１１に付属されている
電源ケーブル■４を高圧配電線Ｉ２の負荷開閉器１５の
電源側に、また負荷ケーブルｌ６を負荷開閉器Ｉ５の負
荷側に相を合わせて活線接続部１７．１８にてそれぞれ
接続する。なお、移動電源車Ｉｔ内の三相交流同期発電
機■９を負荷側に接続させるときは相類を合わせて行う
。図中、２０は原動機、５２Ｃは常用バイパス側遮断器
、５２Ｇは発電機側遮断器である。

次に第２図の動作について説明する。第２図のように電
源ケーブルｌ４と負荷ケーブル１６を図示のように接続
した後、移動電源車ＩＩの常用バイパス側遮断器５２Ｃ
を投入し、バイパス回路Ｉ３を形成する。バイパス回路
１３の形成後、負荷開閉器１５を開放して、バイパス回
路１３に全ての無停電負荷群の電気量をバイパスさせて
給電さ仕ることになる。これら電気量を計測することに
より、これから発電機に切り替えて送電可能かどうかの
確認らできる。確認後、三相交流同期発電機ｌ９を始動
させ、バイパス回路Ｉ３に対して発電機側遮断器５２Ｇ
を同期投入する。その後、発電機ｌ９に負荷移行したの
ち、常用バイパス側遮断器５２Ｃを開放させる。これに
より、無停電負荷群は発電機側遮断器５２Ｇを介して発
電機ｌ９の出力によってのみ給電されたことになる。こ
れによって常用電源側は停電工事が可能となるととにも
、無停電負荷群側は発電機ｌ９により無停電給電される
。常用電源側の停電工事が終了すると、常用電源側は復
電される。復電後、常用バイパス側遮断器５２Ｇを負荷
運転中の発電機ｌ９に対して同期投入する。投入後、発
電機負荷をバイパス回路ｌ３に移行させて発電機側遮断
器５２Ｇを開放させ、発電機Ｉ９の運転を停止させる。

次に負荷開閉４１５を投入し、しかる後、常用バイパス
側遮断器５２Ｃを開放させてから、電源ケーブルｌ４、
負荷ケーブルＩ６を配電線■２から外すことによって一
連の作業が終了する。

なお、第２図において、安全確認、確保のために必要な
断路器回路や計測回路は省略して説明した。

Ｄ．発明が解決しようとする課題 上述した第２図に示す構成において、負荷開閉器ｌ５に
第３図に示すような例えば過電流ロック蓄勢トリップ形
地格トリップ付負荷開閉器（以下ＳＯＧ形負荷開閉器と
称す）３０を使用した場合には以下に述べるような問題
が発生する。なお、ＳＯＣ形負荷開閉器３０は地絡事故
時には自動的に電路を開放し、地絡、過電流事故同時発
生または過電流事故時には電力会社配電用変電所の遮断
器が作動し、無電圧になったことを条件に負荷開閉器が
自動的に開放するもので、地絡継電器および過電流ロッ
ク蓄勢制御などの制御箱３！が付属しているものである
。また、第３図において、制御箱３１の地絡継電器はＺ
ＣＴに接続され、３２．３３は活線接続器、３４．３５
は断路器、３６は計器用変圧器ＰＴ、３７は計器用変流
器ＣＴである。

第３図のように構成されたバイパス回路ｌ３をＳＯＧ形
負荷開閉器３０を挟んで接続し、常用バイパス側遮断＠
５２Ｃを投入すると、Ｒ相の電流ＩＲ＝ＩＲ　　＋ＴＲ
　　、Ｓ相の電流１ｓ＝Ｉｓ　　＋ＩｓＴ相の電流ｒＴ
＝Ｉｔ’＋１丁″は図示のように分流ずる。

従って１／３　−　（Ｉ＊＋Ｉｓ＋Ｌ）＝Ｑ、すなわち
電源側及び負荷側電流に零相電流が含まれていなくても
各相の分流回路に着目すると、活線接続器３２，３３、
断路器３４．３５等の接触抵抗や各種ＣＴドロップ分の
有無や違い、その他各配線ドロップ分や接続条件等の違
いにもとすく各相各枝路インピーダンスの違いにより、
ｉＲ′　とＩＲ　　　Ｉｓ　　とＩ　ｓ　　　ｉｔ’　
とＩＴ″との分担比は一般にはそれぞれ異なり、１／３
・（ＩＲ′＋ｉ・”＋ｉ・″）＝一−Ｌ（ｉ・′＋ｉ・
’＋１・′）３ ＝１０なる循環零相電流が流れることになる。この循環
零相電流はＳＯＣ形負荷開閉器３０に流れるため、負荷
開閉器３０内のＺＣＴがこの循環零相電流を検出して制
御箱３ｌの地絡継電器が不必要動作するおそれがある。

また、バイパス回路１３側から負荷側に給電している状
態のとき、ＳＯＧ形負荷開閉器３０を投入した場合も、
ＳＯＧ形負荷開閉器３０内のＺＣＴが前記と同様に循環
零相電流を検出して上記地絡継電器が不必要動作すると
、ＳＯＧ形負荷開閉器３０はトリップし、無停電源切り
替えができなくなってしまう。

そこで、従来は常用回路のＳＯＧ形負荷開閉器３０を挟
んでバイパス回路ｌ３を形成また解列する場合は前述の
循環零相電流による地絡継電器の不必要動作をさけるた
め、例えばＳＯＧ形負荷開閉器３０とバイパス回路Ｉ３
が同時に投入される期間中は、地絡Ｉ！電器の制御電源
を開放して地絡継電器が動作しないようにする等の対策
が必要であった。しかし、第２図に示した移動電源車１
ｌは普通、電力会社の所有物であり、かつ電力会社側配
電線路の改修のための工事であるにもかかわらず、ＳＯ
Ｇ形負荷開閉器３０は自家用需要家の構内第１柱に設け
られている場合が多い。この場合はＳＯＧ形負荷開閉器
３０は需要家の財産（あるいは負担金範囲）であるため
、負荷開閉器の地絡動作ロック等の操作に関しては自家
用需要家の許可が必要となり、その連絡、調整に時間が
かかったり緊急の場合には連絡が間に合わない等の不都
合があった。

Ｅ．課題を解決するための手段 この発明は交流３相３線式の高圧配電線または引込線の
線路中に設けられた地絡トリップ付負荷開閉器を挟んで
バイパス回路を形成し、無停電で前記負荷開閉器側から
バイパス回路側へ、あるいはバイパス回路ｆｆｌｌ＋か
ら負荷開閉器側へ電路を切り替えるように構成したバイ
パス回路において、切り替え途中で前記負荷開閉器側と
バイパス回路側からなる循環回路ができたときに、この
循環回路のバイパス回路側の線路の各相に計器用変流器
を設け、この変流器の中性点残留回路に零相抑制インピ
ーダンスを接続するとともに、このインピーダンスに並
列にスイッチを接続して地絡トリップ付負荷開閉器の不
必要動作が行われないようにしたものである。

Ｆ．作用 バイパス回路側に零相抑制インピーダンスを設けて、こ
の抑制インピーダンスにより循環零相電流を抑制する。

この抑制作用によって常用回路から常用バイパス回路側
への無停電切替、または常用バイパス回路から常用回路
側への無停電切替時、循環零相電流による地絡トリップ
付負荷開閉器の不必要動作を防止する。

Ｇ．実施例 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明するに
、第２図及び第３図と同一部分は同一符号を付して示す
。

第１図において、バイパス回路１３の線路の３相分各相
に設けた計器用変流器３７の２次劃中性点残留回路（Ｃ
ｌ間）に零相抑制インピーダンス２とスイッチ３を接続
する。なお本回路は通常の計測回路用と兼用できるが、
説明の都合上計測回路を省略して示す。ここでＳＯＧ形
負荷開閉器３０，常用バイパス側遮断器５２Ｃとも閉，
すなわちＳＯＧ形負荷開閉器３ｏを挟んで常用バイパス
側遮断器で閉ループが構成されている状態を考える。こ
の場合、配電系統は３相３線式であるから、常用電源側
の各相電流は通常正相分及び逆相分からのみ構成される
が、図のようなバイパス回路１３に分流した場合は、前
述した通り閉ループを構成ずる各相，各枝路のインピー
ダンスのアンバランスにより、閉ループ内を括環する零
相電流が生じる。この場合第１図の計器用変流器３７の
１次側，２次側各相に流れる正相．逆相，零相電流の関
係を第４図に示す。ただし第４図ではスイッチ３は閉じ
ている場合を示し、又説明を判り易くするため変流器の
変流比はｌ：１と仮定する。

第４図において各相正相分電流をＩ　Ｒｌ′＋　　Ｉ　
ｓｌ１７１，逆相分電流を■。’　，　　１ｓｔ’　．
　　ＩＴｙ零相分電流を夏。′とする。第４図において
正相分及び逆相分電流は、それぞれ３相分の和が零にな
るため計器用変流器３７の中性点残留回路には流れずス
イッチ３の開閉に無関係になる。

一方、零相分はスイッチ３を閉じていれば３ｔｏ　　と
して中性点残留回路を流れるが、スイッチ３を開放する
と零相抑制インピーダンス２によって限流される。この
零相抑制インピーダンス２による限流効果を説明するた
めに、閉ループ内の零相分にのみに着目した等価回路を
第５図（ａ），（ｂ）に示す。

なお、第５図（ａ）はスイッチ３が開成されている場合
、第５図（ｂ）はスイッチ３か開放されている場合を示
す。

第５図（ａ），（ｂ）において、Ｖｏは閉ル−ブ内に生
じた零相起電力、また、２．，２ｂ，２ｃを閉ループ各
相インピーダンス（ただし、計器用変流器３７による等
価インピーダンス分は除く）とすると、等価零相インピ
ーダンスは 之。＝！／３・（λ．＋２ｂ十之Ｃ）となる。

ここで第５図（ａ）図においては、零相分電流に対して
も計器用変流器２次側が短絡されているため、理想変流
器と仮定すればこの場合計器用変流器３７は閉ループ内
の等価零相インピーダンスＺｏ なる零相電流が流れる。

また、第５図（ｂ）においては、計器用変流器３７の中
性点残留回路に零相抑制インピーダンス２が挿入される
ため、変流器２次側の零相電流は●　Ｉ／　　●　ＩＩ
　　　● １ｏ　（Ｉｏ　＜Ｉｏ’　）抑制され零相抑制インピー
ダンス抵抗２の抵抗値をＲ（Ω）とすると、抑制インピ
ーダンスの両端に３ｒｏ″ＸＲ　（Ｖ）なる電圧降下を
生じる。ただし、正相分．逆相分は中性点残留回路に無
関係に流れ得る。従って、変流器１次側からみると、こ
れは等価零相インピーダンスとして作用し、正相及び逆
相インピーダンスとしては作用しない（ただし、変流器
２次側に接続した計器等による負担を無視した場合）こ
とになる。よって、第５図（ｂ）の場合、閉ループ内の
等価零相インピーダンスはＺ０より増加するため、変流
り減少する。（なお第５図（ｂ）の場合は変流比がｌ：
ｌであっち変流器のｌ次，２次零相分電流の一部が、変
流器２次側中性点残留電圧３ｒｏＸＲ　（Ｖ）にみあう
励磁入力として費やされ、゛残り分が２次電流にみあっ
たＡＴの打消しに費やされる）従って３１ｏ′＃がＳＯ
Ｃ形負荷開閉器３０内のＺＣＴを貫流するため、この３
　ＩｏＩＩＩをＳｏＧ形負荷開閉器の地絡電流検出感度
以下になるように、計器用変流器３７と零相抑制インピ
ーダンス２の組み合わせを決定すれば良い。なお零相抑
制インピーダンス２を無限大すなわち零相抑制インピー
ダンス２を外した状態で、変流器ｌ次測に零相電流が流
れた場合は、変流器２次側中性点残留回路電圧（ｃ−Ｑ
間電圧）も最も大きくなるが、１次側零相電流は全てこ
の電圧にみあう変流器励磁電流として作用するため、等
価零相インピーダンスとしては最も大きくなり、循環零
相電流の抑制効果が著しくなる。従って無限大を含めて
零相インピーダンス値をいくらにするかは、本抑制装置
が無いときの閉ループ内の想定される循環零相電流を、
ＳＯＧ形負荷開閉器の地終電流検出感度以下に抑制する
とともに、抑制時、計器用変流２３３７の２次負担ｂく
規定値以内に入るように選定すればよい。またスイッチ
３は閉ループ回路形成中はスイッチ開とし、常用バイパ
ス回路１３のみによる単独送電時は、必要な場合スイッ
ヂ閉とし抑制を解除出来るようにしたもので、使用条件
如何によっては設けなくてもよい。なお、第４図にてス
イッチ３が閉のとき図に示す通り変流器２次側には正相
、逆相、零相電流とも流れ得るが、スイッチ３を開にす
ると、零相分は抑制されると共に変流器１次側励磁入力
が増えるため、零相分に関しては変流器２次電流は変流
比より減少する。（零相抑制インピーダンス２を外した
場合は、変流器１次電流は全て変流器励磁人力として費
やされ変流器２次電流は零となる）従って、スイッチ３
開の状態では、変流器２次側各相に電流計を挿入し電流
計測した場合一次側電流と特に零相分が異なる結果（変
流比はｌ：１と仮定する）となるが、本電流計は通常常
用側回路にバイパス中のバイパス回路Ｉ３の各相分担電
流を計測するのが目的でなく、常用側ＳＯＧ形負荷開閉
器３０を開にした状態で（閉ループを開放）無停電負荷
群に常用バイバス側より単独送電中の各相電流を計測す
るのが目的でありこのときは通常零相分は存在しないか
ら、たとえスイッチ３が開のままでも問題ない。

むお、この発明はＳＯＧ形負荷開閉器のみならずその他
の全ての地絡トリップ機構付開閉器に適用可能であると
ともに、回路電圧も高圧用以外の重圧であってもよく、
回路電圧如何に拘わらず適用可能である。

Ｈ．発明の効果 以上述べたように、この発明によれば、地絡トリップ付
負荷開閉器を挟んでバイパス回路を形成するとき、ある
いはバイパス回路から地絡トリソブ付負荷開閉器側へ無
停電で回路を切り替えるとき、循環零相電流による地絡
トリップ付負荷開閉器の不必要動作を抑制することがで
きる。また、この発明は上記のように抑制することがで
きるため、地絡トリップ付負荷開閉器の制御電源ロック
等の操作を必要としない。

さらに、高圧配電線の工事に際して、バイパス回路を構
成する必要がある負荷開閉器が地絡トリップ付か、地絡
トリップ機構が無い負荷開閉器かどうか事前調査を要し
ない利点がある。

さらにまた、この発明では零相インピーダンスを循環零
相電流の値に応じて容易に決定できる。

ＺＣＴでは１次側が貫通導体のため零相インピーダンス
は鉄心の断而積を大きくするしかない。このため，ＺＣ
Ｔは極めて大形の特殊品となる。これに比し３ＣＴを用
いるこの発明ではインピーダンスは（ＣＴ　Ｉ次側巻回
数）２×（鉄心の断而積）に比例するため、ＣＴＩ次側
巻回数と鉄心の両方で自由に決定できる。また、通常の
汎用ＣＴでもｌ次測巻回数は３〜５在はあるため、汎用
ＣＴで所要の零相インピーダンスか得られる。ＺＣＴで
は１次側巻線回数が１であるため、鉄心断面積は上記汎
用ＣＴの３２〜５ｆ倍、すなわら１０倍以上のものが必
要となり特殊のＺＣＴが必要となる。

従って、この発明による地絡トリップ付負荷開閉器のバ
イパス回路のみならず、平行２回線配電線の零相循環電
流対策としても使用し得ることができる。

この他、回路構成上、変流器は計測回路用と兼用とする
ことができるため、例えばＺＣＴ，その他の主回路機器
を特別に用意する必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図は従
来例を示す回路図、第３図は発明が解決しようとする課
題を説明する回路図、第４図（上計器用変流器の各相に
流れる電流関係の説明図、第５図（ａ），（ｂ）は零相
抑制インピーダンスによる限流効果説明用の閉ループ内
の零相分にのみに着目した等価回路図である。 ２・・・零相抑制インピーダンス、３・・・スイッチ、
１レ・・無停電送電形高圧移動電源車、１２・・高圧配
電線、Ｉ３・・・バイパス回路、３０・・・ＳＯＧ形負
荷開閉器、３Ｉ・・・制御箱、３７・・・計器用変流器
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流３相３線式の高圧配電線または引込線の線路
   中に設けられた地絡トリップ付負荷開閉器を挟んでバイ
   パス回路を形成し、無停電で前記負荷開閉器側からバイ
   パス回路側へ、あるいはバイパス回路側から負荷開閉器
   側へ電路を切り替えるように構成したバイパス回路にお
   いて、 切り替え途中で前記負荷開閉器側とバイパス回路側から
   なる循環回路ができたときに、この循環回路のバイパス
   回路側の線路の各相に計器用変流器を設け、この変流器
   の中性点残留回路に零相抑制インピーダンスを接続する
   とともにこのインピーダンスに並列にスイッチを接続し
   て地絡トリップ付負荷開閉器の不必要動作が行われない
   ようにしたことを特徴とする地絡トリップ付負荷開閉器
   のバイパス回路。