JPH0479737A

JPH0479737A - 電気所の事故時自動復旧装置

Info

Publication number: JPH0479737A
Application number: JP2190464A
Authority: JP
Inventors: Yuji Haishi; 羽石　裕治
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1990-07-20
Publication date: 1992-03-13
Anticipated expiration: 2014-02-10
Also published as: JP2856517B2

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、開閉機器（しゃ断器、断路器等）及び母線で
構成された変電所、開閉所等の電気所における機器の事
故発生時の自動復旧装置に関するものである。

（従来の技術）近年、電力系統の信頼性については、益々高信頼性が要
求されてきている。又省スペース効果の大きいガス絶縁
開閉装置（以下ＧＩＳとする）も多く採用され、事故時
の判定が難しくなってきている。

現在、万一電気所構内に事故が発生すると、母線保護リ
レー等が作動し、比較的大きな区分での事故判定及び事
故設備の切離ししか行なわれていない。

第８図を用いて、従来の事故判定を説明する。

第８図は変電所における送電線３回線ブスタイ。

二重母線構成を示したもので、ＩＬ〜３Ｌは送電線、Ｃ
ＢＩ　〜ＣＢ４はしゃ断器、ＣＴＩＩ、　ＣＴ１２．　
ＣＴ２１．　ＣＴ２２゜ＣＴ３１．　ＣＴ３２．　ＣＴ
４１．　ＣＴ４２は変流器（ＣＴ）　、　ＤＳＩＩ。

ＤＳ１２．０５２１．　ＤＳ２２．０５３１．　ＤＳ３
２．０５４１．　ＤＳ４２は断路器、ＤＳＩＩＸ、　Ｄ
Ｓ１２Ｘ、　ＤＳ２１Ｘ、　ＤＳ２２Ｘ、　ＤＳ３１Ｘ
。

ＤＳ３２Ｘは０５１１〜ＤＳ３２断路器パレット条件に
よる補助リレー接点、ＢＰＫは甲母線保護リレー、ＢＰ
Ｏは乙母線保護リレー、ＬＰＩ〜ＬＰ３は送電線保護リ
レーである。今、母線切替断路器条件はＩＬはＤｓｌｌ
−ｒＯＮＪ、　ＤＳ１２−ｒＯＦＦＪ、　２Ｌは０８２
１−ｒＯＦＦＪ、　ＤＳ２２−ｒＯＮＪ。

３１、はＤＳ３．１−ｒＯＮＪ、　ＤＳ３２−ｒＯＦＦ
Ｊ、　そしてブスタイはＤＳ４１−ｒＯＮＪ、　ＤＳ４
２−ｒＯＮＪとする。ここで母線事故Ｆｌｌ、　Ｆ１２
．　Ｆ１３のケースを各々考える。

■　Ｆｉｌ母線事故時事故電流は送電線１Ｌからしゃ断器ＣＢＩ、断路器ＤＳ
ＩＩを介し甲母線の事故点Ｆｉｌに流れ、　これを検出
するＣＴ１１の検出電流がＤＳＩＩＸを通り甲母線保護
リレーＢＰＫに入力される。これと同様に、ＣＴ３］の
検出電流がＤＳ３１Ｘを通り、　ブスタイ電流はＣＴ４
１から甲母線保護リレーＢＰＫに収集される。

そして、第９図のＡ領域が保護範囲であるＢＰＫ動作に
よりしゃ断器ＣＢＩ、　Ｃａ３．　Ｃａ４が開路される
。

■　Ｆ１２母線事故時ＣＴ２１の電流がＤＳ２２Ｘを通り、　ブスタイ電流は
ＣＴ４２から乙母線保護リレーＢＰ○に収集され第９図
のＢ領域が保護範囲であるＢＰＯが動作する。

ＢＰＯ動作により、しゃ断器ＣＢ２．　Ｃａ４が開路さ
れる。

■　Ｆ１３母線事故時Ｆ１３は甲母線保護リレーＢＰＫと、母線保護リレーＢ
ＰＯ両方の保護範囲となるため、ＢＰＫとＢＰＯの両方
が動作する。

従って、Ｃａｌ、　ＣＢ２．　Ｃａ３．　Ｃａ４全しゃ
断器がしゃ断される。

以上■〜■の如く、母線保護リレーにより事故除去はさ
れる。

（発明が解決しようとする課題）上述のとおり従来の電気所構内の事故除去は、事故区間
の区分ができず自動復旧できなかった。

従って電気所構内事故の場合、系統信頼性面で大きな影
響を与え、またＧＩＳ内部の場合は事故点を巡視等によ
り発見することが難しく、そのため系統復旧に時間を要
していた。

又、事故範囲の区分手段としては、母線保護リレーが主
であるため母線及び母線近傍の事故即ち、電気所構内事
故では片母線停止又は両母線停止をよぎなくされていた
。

よって、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり
、電気所構内の事故が発生した場合、事故区間を細部に
切離し、健全設備への切換により事故区間切離しの極小
化及び系統復旧範囲の拡大、さらに自動制御による復旧
時間の短縮により、系統信頼性を向上させる事故時自動
復旧装置を提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明の事故時自動復旧装置について説明する。

電気所内の事故発生を検出し、自動復旧させるための情
報入手、及び復旧のための制御指令を送出するために、
電気所内系統の複数箇所に設置された電流検出器（電流
センサ）と、電流検出器から得られた電流情報を取り込
む入力手段（伝送装置）と、入力手段から得られた電流
情報により事故区間を判定する判定手段と、断路器の切
離し投入、及びしゃ断器の投入指令を出す復旧手段とで
構成される。

又、事故区間判断時間の短縮の手段として、母線保護リ
レーの動作条件を使用する。

（作用）本装置構成により電気所構内で事故が発生した場合、電
気所の複数箇所に設置された電流センサにより事故時の
電流情報を得る。

電流センサにより得られた事故時の電流情報は、伝送装
置を経由しで、中央（親）の伝送装置に送られる。親の
伝送装置に集められた事故時の電流情報は、演算制御装
置に送られる。

演算制御装置では、電気所各所の電流情報により事故点
を判定し、復旧アルゴリズムに従って電気所内の断路器
に切離し、あるいは投入指令を出力する。最後の健全設
備のしゃ断器の投入を行い一連の制御を終了する。

なお本発明と直接関係はないが、電気所構内の事故クリ
アーは母線保護リレーが動作し、複数箇所のしゃ断器を
しゃ断することにより実施される。

又、各所の電流情報により事故区間の判定をするアルゴ
リズムは、母線保護リレー等で使用されている電流ベル
トル和を算出し、結果が一定値以上の値になった時に、
その区間内に事故点があると判定する。

（実施例）次に本発明の一実施例を第１図を用い説明する。

第１図は、送電線（又は変圧器への接続）がｎ回線あり
、母線構成は甲乙二重母線の系統に本発明を適用した例
である。

第１図において、ＩＬは送電線、ＬＳＩはラインスイッ
チ、ＣＢＩはしゃ断器、ＣＴＩＩ及びＣＴ１．２は電流
変成器（ＣＴ）　、　０５１１及びＤＳ１２は断路器、
ＢＵＳＩ及びＢＩＪＳ２は甲乙母線、ＳＬ１〜５１４は
電流センサ、ｉｌｌ〜ｉ１４は電流センサＳｌｌ〜Ｓ１
４から得られた電流情報、Ｄｌは又１１〜ｉ１４の情報
を親局へ伝送するＩＬの伝送装置、１ｎｌ−Ｌｎ４はｎ
Ｌｎ回線電流情報、Ｄｎはえ「１１〜ｉｎ４を親局へ送
信する伝送装置、ＤＭはＤｉ−Ｄｎからの電流情報を受
ける親局伝送装置、ｃｐｕは演算制御装置で各所の電流
情報から事故点を判定し、所定のアルゴリズムにより復
旧制御指令を出力する。

ＢＰＫは甲母線保護リレー、ＢＰ○は乙母線保護リレー
で送電線の電流は断路器条件ＤＳＩＩＸ及びＤＳ１２Ｘ
で制御される。

即ちＩＬがＤＳＩＩ−ｒＯＮＪ、ＤＳ　１２−　ｒＯＦ
Ｆ」であれば、ＣＴ１１の２次電流はＤＳＩＩＸ動作に
より甲母線保護リレーＢＰＫに取り込まれる構成となっ
ている。

次に、第２図を用いて本発明の復旧アルゴリズムを説明
する。

第２図は電気所構内事故が発生したときの、事故区間判
定及び復旧制御のフローを示す。

ＳＴＩは５ＴＡＲＴ、Ｓｒ１は断路器条件確認、Ｓｒ１
はＳｒ１で確認した断路条件により、事故区間判定に使
用する電流組み合せ条件を設定する。Ｓｒ１とＳｒ１は
事故発生前の処理である。

Ｓｒ４で事故発生すると、Ｓｒ５では各所の電流センサ
により、同時刻の電流値を検出し、伝送装置を経由し、
親局伝送装置に伝送し、メモリーする。

そして、Ｓｒ１では母線保護リレーにより広範囲な区分
による（大区間）事故区間判定がされ、Ｓｒ１で必要な
しゃ断器がｒＯＦＦＪされる。即ち甲母線事故時は甲母
線リレー動作、乙母線不動作となり。

甲母線に接続されるしゃ断器がｒＯＦＦＪになる。

乙母線事故の時も同様で、乙母線保護リレーが動作し、
乙母線に接続されるしゃ断器がＳｒ１でｒＯＦＦＪにな
る。

又、ブスタイの甲乙母線保護リレー共通部事故に関して
は、甲乙両方の母線保護リレーが動作となり、Ｓｒ１で
全停しゃ断となる。

Ｓｒ１の判定結果によりＳｒ１の制御が実施される。

Ｓｒ１は母線保護リレーの動作条件をもとに、細部の事
故点判定を実施するステップである。判定手段としては
、お互いに隣接する区間の電流のベクトル和Σｉｍｍ）
αを演算することにより、事故点の有無を判定する。

Ｓｒ１で事故点が判別されるとＳｒ１で必要な断路器を
ｒＯＦＦＪ　Ｌ、事故点の切離しを実施する。

５ＴＩＯは健全回線の断路器をｒＯＮＪ　Ｌ、健全母線
への切替を実施する。

５Ｔ１１では対象回線のＣＢ投入条件を確認し、条件成
立であれば５Ｔ１２で回線のＣＢを第六する。次に５Ｔ
１３で、母線ＣＢの投入条件を確認し、条件成立であれ
ば５Ｔ１４で母連Ｃ８を投入し、自動復旧の制御を終了
する。

次に、第１図のシステム構成及び第２図は事故区間判定
復旧アルゴリズムによる本発明の応動を、系統例第３図
を用いて説明する。

第３図は送電線３回線（ＩＬ〜３Ｌ）、母線連絡線（以
下ブスタイと言う）有、甲乙二重母線構成の電低所で、
母線切替用断路器（ＤＳＩＩ〜ＤＳ４２）のうちＩＩ、
−甲、　２Ｌ−乙、３Ｌ−甲、ブスタイ用断路器ＤＳ４
１及びＤＳ４２ｒＯＮＪの状態を示す。

第３図における主要な構成要素は以下の如くである。Ｉ
Ｌは第１図の構成要素と同じであり、２Ｌ及び３Ｌも同
様である。

即ち、ＣＴｌ１．、　ＣＴ１２．　ＣＴ２１．　ＣＴ２
２．　ＣＴ３１．　ＣＴ３２゜ＣＴ４１．　ＣＴ４２は
電流器ＣＴ、　ＣＢＩ〜ＣＢ４はしゃ断器、ＤＳｌｌ、
　０５１２．０Ｓ２１．　ＤＳ２２．　ＤＳ３１．　Ｄ
Ｓ３２．　ＤＳ４１．　ＤＳ４２は断路器、ＳＬｌ〜Ｓ
１．４．５２１〜Ｓ２４．５３１〜Ｓ３４．５４１〜Ｓ
４２は電流センサ、ＬＬｌ〜ｉ１４．　ｉ２１〜え２４
゜Ｌ３１〜ｉ３４．　ｉ４１〜Ｌ４４は電流センサで検
出された電流情報、ＢＵＳＩは甲母線、ＢＵＳ２は乙母
線、ＢＰＫは甲母線保護リレー、ＢＰＯは乙母線保護リ
レーである。

以下事故点Ｆ１〜Ｆ７における応動について各々説明す
る。

■　Ｆ１事故時Ｆ１事故時は母線保護の範囲外、送電線保護りＬ／−（
ＬＰ］）の保護範囲であるため、ＬＰＩ動作により、し
ゃ断器ＣＢＩがしゃ断され、送電線保護リレーに内蔵さ
れる再閉路機能により、一定時間後ＣＢＩが投入され復
旧される。

（２Ｆ２事故時Ｆ２事故発生時、各所の電流情報ｉｌｌ〜Ｌ１４は電流
センサＳｌｌ〜Ｓ４４で検出され、第１図の伝送装置１
〜ｎ（４）を経由し、伝送装置親局ＤＭにメモリーされ
る。

同時に保護リレーは、送電線ＬＰＩ及び甲母線保護リレ
ーＢＰＫの両方の保護範囲内であるため、１、Ｐｌ及び
ＢＰＫが動作し、ＣＢＩ、　Ｃ８４，Ｃ８４をしゃ断す
る。次に電流センサ情報から演算制御装置ＣＰＩＪにて
事故区間判定を行なう。Ｌ　１１＋　ｉ　１２＞α。

ｉ　１２＋　ｊ−１３＜α、・ｉ４２＋ｉ４３＜αとな
り、事故点ＣＴ１１とＣＴ１２間にあると判定される。

従って事故区間を切離すためにＤＳＩＩを「開」し健全
設備を復旧させるため、Ｃ８４とＣ８４を投入して完了
する。これをまとめると、第２図Ｆ２のケースになる。

■　Ｆ３事故時Ｆ３事故発生時又１１〜丈１４は電流センサＳｌｌ〜Ｓ
４４で検出され、伝送装置を経由し、親局に集められ、
メモリーされる。

一方、保護リレーの動作は甲母線事故と判定し、ＢＰＫ
が動作し、ＣＢＩ、　Ｃ８４，Ｃ８４をしゃ断する。

事故時の電流器１１〜丈４４で事故区間の判定を行う。

λ１ｌ−Ｌ１２＜α、ｉ１２＋ｉ１３＜α　（１１４は
ＤＳ１２切のため除外）、・・・ｉ４２＋ｉ　４３＜α
で、ＣＴ１２とＣＴ１３の区間内に事故点があると判定
される。

復旧手順としては、Ｆ４のケースも考えられるため、Ｉ
Ｌ及び甲母線を事故範囲と判定し、ＤＳＩＩ”開″、Ｄ
Ｓ３１”開”とする。

次にＤＳ３３を１′閉”し、Ｃ８４“閉”することによ
り送電線３Ｌを活すことができる。これをまとめると第
４図のＦ３のケースになる。

（４）Ｆ４事故時事故点判定及び復旧手順はＦ３事故時と同様になる。

（ハ）Ｆ５事故時Ｆ５事故発生時兄１１〜ｉ１４は電流センサＳ１１〜Ｓ
４４で検出され伝送装置を経由し、親局にメモリーされ
る。

一方保護リレーの動作は甲母線事故であるため、ＢＰＫ
が動作し、ＣＢＩ、　Ｃ８４，Ｃ８４がしゃ断される。

電流情報による事故点判定は次のようになる。

、Ｌ１１〜１１２〈α、Ｌ１２＋え１３＜α、尤１３＋
え３３＋Ａ４３〉α・ｉ　４２＋　ｉ−４３＜α、とな
り事故区間は電流センサＳ１．３．　Ｓ２３．　Ｓ３３
．　Ｓ４３の区間内事故と判定される。従って甲母線は
事故設備と判定されたため、ＤＳｌｌ“開”、　ＤＳ３
１　”開″としＤＳ１２“閉”ＤＳ３２”閉”後、ＣＢ
Ｉ“閉”、Ｃ８４”閉”　、　Ｃ８４”閉″にすること
により、ＩＬ及び３Ｌは乙母線で運用可能である。

これをまとめると第４図Ｆ５のケースとなる。

■　Ｆ６事故時Ｆ６事故発生時、Ｌ１１〜ｉ１４は電流センサＳｌｌ〜
Ｓ４４で検出され伝送装置を経由し、親局にメモリーさ
れる。

一方保護リレーの動作は、事故点が甲乙丙母線保護リレ
ーの動作範囲であるため、ＢＰＫ、ＢＰＯが両方動作し
、ＣＢＩ、　ＣＢ２．　ＣＢ３．　ＣＢ４の全ＣＢがし
ゃ断され全停になる。

事故点の判定としては、以下の如くなる。

ｉ−１１＋ｊ−１２＜α、Ｌ１２＋父１３〈α、　　ｉ
１３＋ｉ３３十ｉ４３＜α、λ２２＋１４４＜α、え４
１＋Ｌ４２＞α。

・・＾４２＋ｉ４３＜αで事故点はＣＴ１４とＣＴ４２
の間にあると判定される。

復旧方法としては、ＤＳ４１“開″”　、　ＤＳ４２　
”開″によりブスタイを切離し、　その後ＣＢＩ、　Ｃ
Ｂ２．　ＣＢ３を“閉″にすることにより運用可能とな
る。　これをまとめると、第４図はＦ６のケースになる
。

ω　Ｆ７事故時Ｆ７事故発生時、　ｉｌｌ〜ｉ１４は電流センサＳｌｌ
〜Ｓ４４で検出され、　伝送装置を経由し、親局にメモ
リーされる。

一方保護リレーの動作は、甲母線保護リレーの範囲内で
あるため、ＢＰＫが動作し、ＣＢＩ、　ＣＢ３゜ＣＢ４
がしゃ断される。

事故区間判定は、以下の如くなる。

Ｌｌｌ〜に１２〈α、　Ｌ１２＋Ｌ１３＜α・・・・・
、λ４２＋Ｌ４３〉α　となり事故区間はＣＴ４２と電
流センサ５４３の間と判定される。

従って事故設備は甲母線及びブスタイと判定されるため
、Ｏ８１＋、”開”　、　ＤＳ３１　”開”　、　ＤＳ
４１　”開″ＤＳ４２”開″シ、事故設備を切離しする
。

次にＤＳ１２”閉”　、　　ＤＳ３２　”開”　Ｌ　、
　ＣＢ１”閉″ＣＢ３“閉″することにより、　ＬＬ、
　３Ｌが運用可能になる。

これをまとめると、第４図はＦ７のケースになる。

本実施例によれば、母線保護リレーよりも細部の事故点
判定ができ、かつ電気所内の健全設備の復旧が、短時間
にかつ自動的に実施可能となる装置を提供することがで
きる。

第５図は他の実施例を示す。第５図は各センサからの電
流情報の伝送手段として、伝送子局Ｔ１〜Ｔｎの情報を
光ＬＡＮ　（０−ＬＡＮ）を介して、伝送親局に伝送さ
せる構成としたものである。

この構成の場合は、電流情報だけでなく、断路器の開閉
情報等を光ＬＡＮを介して送受信することも可能である
。即ち光ＬＡＮは他の情報伝達と共有することが可能に
なる。

第６図は、第１図のＩＬにおける断路器による母線切換
回路部を示したもので、第１図の回路に電流センサＳ１
５及び５１６を追加した構成である。

この構成の場合は、Ｆ８事故時の事故区間判定として、
ｊ−１２＋　ｉ　１３＞αで事故区間判定が可能となり
、第１図の場合と比較すると事故設備として甲母線を含
めなくても良いことになる。従ってＤＳ１１′′開′″
により事故設備の切離しを行ない、甲母線を活すことが
可能になる。

また、第７図は、母線にセクシ゛ヨン用断路器ＤＳＢＫ
　１及びＤＳＢＯＩがあり、その両端に電流センサ５Ｂ
ＫＩＩ及び５ＢＫ１２．５ＢＯ１１及びＳＢＯ１２を設
置した例である。

この構成の場合も第６図と同様に、事故区分の判定がよ
り詳細になり、健全設備と判定できる部分が多くなり、
信頼性をより向上させることができる。

以上説明したことにより、電流センサの設置数を増加さ
せることにより、事故設備の区分をより詳細にすること
が可能となり、復旧範囲を拡大することができる。

本発明によれば、自動復旧が可能になり、人間系による
ミス削減及び復旧の時間短縮が可能となるため、系統信
頼度向上にも役立つ。

又、近年電気所は無人化が進んでおり、無人化対応にも
有効な手段となる。

〔発明の効果〕

したがって、本発明によれば、電気所各所に設置された
電流センサの情報を伝送装置を介して親局に集取し、演
算制御装置にて事故区間判定及びしゃ断器、断路器を開
閉制御することによる健全設備の事故復旧が可能になる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の事故時自動復旧装置のシステム構成図
、第２図は本発明の事故発明前の確認処理から事故区間
判定・事故復旧処理手段のフローチャート、第３図は本
発明を適用する電力系統図、第４図は各種の事故点時の
応動を示す手順図、第５図は伝送手段として光ＬＡＮを
使用する他の実施例の構成図、第６図及び第７図は電流
センサを増加させた電力系統図、第８図は従来技術の電
力系統図、第９図は保護範囲を示す電力系統図である。ＬＬ、　２１．、、３Ｌ−・送電線　　ＢＵＳＩ、　Ｂ
ＩＪＳ２・母線ＣＢＩ〜ＣＢ４・しゃ断器　　０５１１
〜ＤＳ４２・断路器ＤＳＩＩＸ−ＤＳ３２Ｘ−断路器補
助接点ＣＴＩＩ〜ＣＴ４２・変流器ＢＰＫ、ＢＰ○・・・母線保護リレーＬＰＩ〜ＬＰ３・・・送電線保護りＩノーＳＬ１〜Ｓ４
４，５１６．Ｓ］、６，５ＢＫＩＩ〜５ＢＯ１２・・・
電流センサＤ１〜Ｄｎ・・・伝送装置（子局）ＤＭ・・・伝送装置（親局）ｃｐｕ・・・演算制御装置代理人　弁理士　則　近　憲　佑第図第図第図ＬＬ第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）母線にしや断器及び断路器を介して送電線が接続
される電気所の事故時自動復旧装置であって、この電気
所の複数のしや断器及び断路器に流れる電流をそれぞれ
検出する電流検出器からの電流信号を取り込む入力手段
と、前記しや断器及び断路器の開閉状態と前記入力手段
の電流信号とから事故区間を判定する判定手段と、この
判定手段が判定する事故区間に対して予め定められる復
旧手順に従い該当するしや断器もしくは断路器を開閉制
御する復旧手段とを備えることを特徴とする電気所の事
故時自動復旧装置。
（２）前記判定手段に母線保護継電器の動作状態を加え
事故区間判定することを特徴とする請求項第１項記載の
電気所の事故時自動復旧装置。
（３）前記判定手段は、母線保護継電器の動作状態によ
り第１段判定し、電流検出器からの電流信号により第２
段判定することを特徴とする請求項第２項記載の電気所
の事故時自動復旧装置。
（４）前記入力手段を光ＬＡＮ伝送装置とすることを特
徴とする請求項第１項記載の電気所の事故時自動復旧装
置。