JPH05122831A - 地絡方向検出装置 - Google Patents
地絡方向検出装置Info
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- JPH05122831A JPH05122831A JP11105592A JP11105592A JPH05122831A JP H05122831 A JPH05122831 A JP H05122831A JP 11105592 A JP11105592 A JP 11105592A JP 11105592 A JP11105592 A JP 11105592A JP H05122831 A JPH05122831 A JP H05122831A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、非接地系配電線の地絡事故方向を
判定するための検出方法を提供する。 【構成】 単相変圧器の接地線電流を検出する変流器、
零相変流器及び地絡方向継電器により構成し、接地線電
流の位相とレベルによりＶ0位相及びレベルを特定す
る。 【効果】 零相電圧検出器を設けることなく簡単な構成
により目的を達成。
判定するための検出方法を提供する。 【構成】 単相変圧器の接地線電流を検出する変流器、
零相変流器及び地絡方向継電器により構成し、接地線電
流の位相とレベルによりＶ0位相及びレベルを特定す
る。 【効果】 零相電圧検出器を設けることなく簡単な構成
により目的を達成。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非接地系の三相高圧配
電線路における地絡事故方向の検出装置に関するもので
ある。
電線路における地絡事故方向の検出装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】配電線の地絡事故を事故方向まで判別す
る方式としては、図９に示すように零相変流器（ＺＣ
Ｔ）４と、三相配電線Ｒ，Ｓ，Ｔの各相にその一端を接
続し、他の一端を共通に接続したコンデンサＣ1，Ｃ2，
Ｃ3に零相電圧検出用コンデンサの一端を、他端を大地
間に接続し、さらに同Ｃ0に並列に高圧から低圧に降圧
し出力する絶縁変圧器Ｔrにて構成された零相電圧検出
器（ＺＰＤ）９と、前記２つの検出部の出力を入力し
て、そのレベルと位相角から地絡事故レベルと事故方向
を判定する地絡方向継電器（ＤＧＲ）５にて構成するの
が一般的である。
る方式としては、図９に示すように零相変流器（ＺＣ
Ｔ）４と、三相配電線Ｒ，Ｓ，Ｔの各相にその一端を接
続し、他の一端を共通に接続したコンデンサＣ1，Ｃ2，
Ｃ3に零相電圧検出用コンデンサの一端を、他端を大地
間に接続し、さらに同Ｃ0に並列に高圧から低圧に降圧
し出力する絶縁変圧器Ｔrにて構成された零相電圧検出
器（ＺＰＤ）９と、前記２つの検出部の出力を入力し
て、そのレベルと位相角から地絡事故レベルと事故方向
を判定する地絡方向継電器（ＤＧＲ）５にて構成するの
が一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】配電線路の停電区間を
できる限り少なくするためには、配電線路上に多くの地
絡方向継電装置を設置しなければならなくなり、従って
前記従来技術にて説明した零相電圧検出要素であるＺＰ
Ｄも多く設置されることになって、高圧配電線路の信頼
性を低下させることになる。また経済的にも相当高価な
ものになるが、本発明の方式では、新たに高圧配電線路
に零相電圧を検出するための機器を設置することを要し
ない方式を提供するものである。
できる限り少なくするためには、配電線路上に多くの地
絡方向継電装置を設置しなければならなくなり、従って
前記従来技術にて説明した零相電圧検出要素であるＺＰ
Ｄも多く設置されることになって、高圧配電線路の信頼
性を低下させることになる。また経済的にも相当高価な
ものになるが、本発明の方式では、新たに高圧配電線路
に零相電圧を検出するための機器を設置することを要し
ない方式を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、三相配電線の二相に一次側を接続した単相電
源変圧器と同変圧器の接地線電流を検出する変流器と、
地絡事故電流を検出する零相変流器と、同各検出出力を
入力とする地絡方向継電器部とで構成したものである。
するため、三相配電線の二相に一次側を接続した単相電
源変圧器と同変圧器の接地線電流を検出する変流器と、
地絡事故電流を検出する零相変流器と、同各検出出力を
入力とする地絡方向継電器部とで構成したものである。
【０００５】
【作用】上記した手段によれば、単相変圧器の接地線電
流が、同変圧器の一次側コイルと鉄心間の分布静電容量
によるものであり、且つ地絡事故時の接地線電流が地絡
事故がない時の接地線電流に地絡事故時の零相電圧によ
って前記変圧器の分布静電容量に流れる電流が合成され
たものであることから、常時地絡事故のない時の接地線
電流を減算することで、その合成された電流の位相及び
レベルが零相電圧に対応したものとして、零相電流との
位相比較から地絡事故方向を判定することができる。
流が、同変圧器の一次側コイルと鉄心間の分布静電容量
によるものであり、且つ地絡事故時の接地線電流が地絡
事故がない時の接地線電流に地絡事故時の零相電圧によ
って前記変圧器の分布静電容量に流れる電流が合成され
たものであることから、常時地絡事故のない時の接地線
電流を減算することで、その合成された電流の位相及び
レベルが零相電圧に対応したものとして、零相電流との
位相比較から地絡事故方向を判定することができる。
【０００６】
【実施例】（実施例１）以下本発明の実施例について、
図面を参照しながら説明する。図１は全体構成を示すも
ので、Ｒ，Ｓ，Ｔは三相配電線、１は三相配電線の二相
Ｒ〜Ｔに接続された単相変圧器、２は前記変圧器の凾体
を接地するための接地線、３は同接地線電流を検出する
ための変流器（ＣＴG）、４は配電線の地絡事故時の零
相電流を検出するための零相変流器（ＺＣＴ）である。
尚地絡事故電流の検出は零相変流器によらなく、各相電
流を検出する変流器の三相合成零相電流成分による方法
であってもよい。５は地絡方向継電器部で前記検出の接
地線電流と零相電流を入力して地絡事故方向を判定す
る。
図面を参照しながら説明する。図１は全体構成を示すも
ので、Ｒ，Ｓ，Ｔは三相配電線、１は三相配電線の二相
Ｒ〜Ｔに接続された単相変圧器、２は前記変圧器の凾体
を接地するための接地線、３は同接地線電流を検出する
ための変流器（ＣＴG）、４は配電線の地絡事故時の零
相電流を検出するための零相変流器（ＺＣＴ）である。
尚地絡事故電流の検出は零相変流器によらなく、各相電
流を検出する変流器の三相合成零相電流成分による方法
であってもよい。５は地絡方向継電器部で前記検出の接
地線電流と零相電流を入力して地絡事故方向を判定す
る。
【０００７】次に以上の構成に於ける単相変圧器１の接
地線電流について説明する。図２は単相変圧器の一次側
コイルと鉄心間の分布静電容量とコイルの誘導リアクタ
ンスの等価回路であるが、一般的に各分布静電容量（Ｃ
4，Ｃ5，Ｃ6，Ｃ7）による容量リアクタンスＸCはコイ
ル間誘導リアクタンスＸLに比べ、ＸC≫ＸLの関係にあ
り、従ってＸLを無視すると三相配電線と単相変圧器の
一次側コイルの分布静電容量、同配電線と大地間静電容
量との関係は、等価的に図３として考えてもよい。ここ
で単相変圧器を三相配電線のＳ〜Ｔ間に接続したとし
て、Ｃaは同変圧器のＴ側分布静電容量で、ＣbはＳ側分
布静電容量である。又ＣR，ＣS，ＣTは三相配電線の大
地間分布静電容量であり一般的にＣa，Ｃbの容量に比べ
ＣR，ＣS，ＣTの容量が大きく、従って接地線電流ｉgは
ほとんどＣa，Ｃbの容量により決まってくる。
地線電流について説明する。図２は単相変圧器の一次側
コイルと鉄心間の分布静電容量とコイルの誘導リアクタ
ンスの等価回路であるが、一般的に各分布静電容量（Ｃ
4，Ｃ5，Ｃ6，Ｃ7）による容量リアクタンスＸCはコイ
ル間誘導リアクタンスＸLに比べ、ＸC≫ＸLの関係にあ
り、従ってＸLを無視すると三相配電線と単相変圧器の
一次側コイルの分布静電容量、同配電線と大地間静電容
量との関係は、等価的に図３として考えてもよい。ここ
で単相変圧器を三相配電線のＳ〜Ｔ間に接続したとし
て、Ｃaは同変圧器のＴ側分布静電容量で、ＣbはＳ側分
布静電容量である。又ＣR，ＣS，ＣTは三相配電線の大
地間分布静電容量であり一般的にＣa，Ｃbの容量に比べ
ＣR，ＣS，ＣTの容量が大きく、従って接地線電流ｉgは
ほとんどＣa，Ｃbの容量により決まってくる。
【０００８】尚ｉgはＴ相側分布静電容量Ｃaを通るｉa
とＳ側分布静電容量Ｃbを通るｉbなる電流とが合成され
たものであり、大地を介して各相の配電線分布静電容量
ＣR，ＣS，ＣTを通って配電線に返される。
とＳ側分布静電容量Ｃbを通るｉbなる電流とが合成され
たものであり、大地を介して各相の配電線分布静電容量
ＣR，ＣS，ＣTを通って配電線に返される。
【０００９】ところで上記ｉgは、地絡事故がない時は
常に一定であるが、地絡事故が発生すると、同地絡事故
による零相電圧により新たに生ずる電流ｉg0が加算さ
れ、地絡事故時の接地線電流ｉg′は、 ｉg′＝ｉg1＋ｉg0 となる。
常に一定であるが、地絡事故が発生すると、同地絡事故
による零相電圧により新たに生ずる電流ｉg0が加算さ
れ、地絡事故時の接地線電流ｉg′は、 ｉg′＝ｉg1＋ｉg0 となる。
【００１０】この関係をベクトル図で表わしたのが図４
である。但し、ｉg1は地絡事故がないときの接地線電流
である。これより地絡事故がない時の接地線電流を図５
のベクトル図のように同一レベルの反転位相電流で打消
して、常時零となるようにしておけば、 ｉg″＝ｉg1−ｉg1＋ｉg0＝ｉg0 となる。ｉg0は地絡事故時の零相電圧によって発生する
電流であることから、ｉ g″は零相電流に対応した位相
とレベルの出力とすることができ、従ってｉg″とｉ0の
位相比較をすることで地絡事故方向を判定可能とするも
のである。
である。但し、ｉg1は地絡事故がないときの接地線電流
である。これより地絡事故がない時の接地線電流を図５
のベクトル図のように同一レベルの反転位相電流で打消
して、常時零となるようにしておけば、 ｉg″＝ｉg1−ｉg1＋ｉg0＝ｉg0 となる。ｉg0は地絡事故時の零相電圧によって発生する
電流であることから、ｉ g″は零相電流に対応した位相
とレベルの出力とすることができ、従ってｉg″とｉ0の
位相比較をすることで地絡事故方向を判定可能とするも
のである。
【００１１】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
ついて、図面を参照しながら説明する。
【００１２】図６は上記地絡事故方向判定方法による地
絡方向継電器の実施例の一つで、ブロック構成図として
記載したものである。図６において、３は変流器（ＣＴ
G）、４は零相変流器、５Ａは地絡方向継電器である。
次に５Ａは５２の接地線電流減算部と５１の地絡レベル
・地絡事故方向判定部より構成されるが、ここで５２の
接地線電流減算部は、５２Ａの接地線電流計測部と、５
２Ｂの反転出力部と、５２Ｃのｉg″部を備えている。
絡方向継電器の実施例の一つで、ブロック構成図として
記載したものである。図６において、３は変流器（ＣＴ
G）、４は零相変流器、５Ａは地絡方向継電器である。
次に５Ａは５２の接地線電流減算部と５１の地絡レベル
・地絡事故方向判定部より構成されるが、ここで５２の
接地線電流減算部は、５２Ａの接地線電流計測部と、５
２Ｂの反転出力部と、５２Ｃのｉg″部を備えている。
【００１３】以上のように構成された地絡方向継電器５
Ａは、前記実施例１における図１の地絡方向継電器部５
について、地絡事故方向の判定を行う具体的な方法を記
載したものである。つまり３の変流器で検出された接地
線電流は、接地線電流減算部５２の接地線電流計測部５
２Ａに取込まれ、同５２Ａ部の計測結果はｉg1反転出力
部５２Ｂとｉg″部に与えられる。そしてｉg1反転出力
部５２Ｂでは地絡事故のない時の接地線電流ｉg1の反転
した出力−ｉg′を作りｉg″部に与えられる。従ってｉ
g″部の出力は５２Ａの計測結果と５２Ｂ部の反転出力
−ｉg1をベクトル合成したものとするもので、実施例１
において説明した零相電圧に対応した出力として検出さ
れるものである。次に同ｉg″部出力とＺＣＴで検出さ
れた零相電流ｉ0とを５１の地絡レベル・地絡事故方向
判定部に入力され、同部において、ｉ0レベル、ｉg″レ
ベルが、しきい値を越えたときにｉ0とｉg″の位相比較
をし、地絡事故が電源側か負荷側かの判定を行うもので
ある。尚事故方向の判定は、ｉg″に対して±９０°以
内であれば負荷側、それ以外を電源側として判定する。
Ａは、前記実施例１における図１の地絡方向継電器部５
について、地絡事故方向の判定を行う具体的な方法を記
載したものである。つまり３の変流器で検出された接地
線電流は、接地線電流減算部５２の接地線電流計測部５
２Ａに取込まれ、同５２Ａ部の計測結果はｉg1反転出力
部５２Ｂとｉg″部に与えられる。そしてｉg1反転出力
部５２Ｂでは地絡事故のない時の接地線電流ｉg1の反転
した出力−ｉg′を作りｉg″部に与えられる。従ってｉ
g″部の出力は５２Ａの計測結果と５２Ｂ部の反転出力
−ｉg1をベクトル合成したものとするもので、実施例１
において説明した零相電圧に対応した出力として検出さ
れるものである。次に同ｉg″部出力とＺＣＴで検出さ
れた零相電流ｉ0とを５１の地絡レベル・地絡事故方向
判定部に入力され、同部において、ｉ0レベル、ｉg″レ
ベルが、しきい値を越えたときにｉ0とｉg″の位相比較
をし、地絡事故が電源側か負荷側かの判定を行うもので
ある。尚事故方向の判定は、ｉg″に対して±９０°以
内であれば負荷側、それ以外を電源側として判定する。
【００１４】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
ついて、図面を参照しながら説明する。
【００１５】図７は、上記の構成で接地線電流検出用変
流器３と、地絡方向継電器５Ａを１つの金属性凾体７に
収納した実施例である。１の単相変圧器の接地は接地端
子１１から接地線２を介して、同上凾体７に設けられた
同凾体と電気的に絶縁した端子７１を中断して３の変流
器（ＣＴG）の一次側に接続、他の一端は凾体７の接地
端子７２に凾体内部で接続され、そして同接地端子は外
部で大地に接地線２２にて接地されるようにし、一方、
変流器３の二次側は地絡方向継電器５Ａに出力される構
造として、接地線電流の検出における接続上の問題か
ら、同位相が反転しないよう、また同接地線電流が数百
μＡと小さいことから誘導の影響を防ぐようにした。
流器３と、地絡方向継電器５Ａを１つの金属性凾体７に
収納した実施例である。１の単相変圧器の接地は接地端
子１１から接地線２を介して、同上凾体７に設けられた
同凾体と電気的に絶縁した端子７１を中断して３の変流
器（ＣＴG）の一次側に接続、他の一端は凾体７の接地
端子７２に凾体内部で接続され、そして同接地端子は外
部で大地に接地線２２にて接地されるようにし、一方、
変流器３の二次側は地絡方向継電器５Ａに出力される構
造として、接地線電流の検出における接続上の問題か
ら、同位相が反転しないよう、また同接地線電流が数百
μＡと小さいことから誘導の影響を防ぐようにした。
【００１６】（実施例４）以下本発明の第４の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
ついて、図面を参照しながら説明する。
【００１７】図８に示す装置は自己診断機能を付加した
実施例で、具体的には図６に図８の５３及び５４を付加
した構成である。これは本装置が単相変圧器の接地線電
流を検出、計測することで可能としたものであり従っ
て、同変圧器が絶縁劣化による接地線電流の増加や、接
地線の断線によって接地線電流が流れなくなると、本装
置が正常に機能しなくなるので、これを防止する目的で
自己診断機能を図６の５Ａ地絡方向継電器に付加し、図
８の５Ｂとした。
実施例で、具体的には図６に図８の５３及び５４を付加
した構成である。これは本装置が単相変圧器の接地線電
流を検出、計測することで可能としたものであり従っ
て、同変圧器が絶縁劣化による接地線電流の増加や、接
地線の断線によって接地線電流が流れなくなると、本装
置が正常に機能しなくなるので、これを防止する目的で
自己診断機能を図６の５Ａ地絡方向継電器に付加し、図
８の５Ｂとした。
【００１８】図において、５２′は図６の５２と同じ働
きをする接地線電流減算部であるが、同部の接地線電流
計測部５２Ａからは絶縁劣化判定部５３と接地線断線検
出部５４に、それぞれ出力される。そして５３の絶縁劣
化判定部は、本装置が正常に機能しなくなるレベルと、
単相変圧器が絶縁劣化しているという異常判定レベルよ
り、しきい値が決められる。また５４の接地線断線検出
部のレベルも本装置が正常に動作しなくなるレベルと、
接地線の許容接地抵抗から算出される正常時の最小接地
線電流より少し低く、同しきい値レベルが設定される。
きをする接地線電流減算部であるが、同部の接地線電流
計測部５２Ａからは絶縁劣化判定部５３と接地線断線検
出部５４に、それぞれ出力される。そして５３の絶縁劣
化判定部は、本装置が正常に機能しなくなるレベルと、
単相変圧器が絶縁劣化しているという異常判定レベルよ
り、しきい値が決められる。また５４の接地線断線検出
部のレベルも本装置が正常に動作しなくなるレベルと、
接地線の許容接地抵抗から算出される正常時の最小接地
線電流より少し低く、同しきい値レベルが設定される。
【００１９】
【発明の効果】高圧配電線に零相電圧の検出器を設置す
ることなく、他の目的に設置されている単相変圧器の接
地線電流の検出から零相電圧Ｖ0の位相とレベルが特定
できるため、簡単な構成による地絡方向検出装置を可能
とした。
ることなく、他の目的に設置されている単相変圧器の接
地線電流の検出から零相電圧Ｖ0の位相とレベルが特定
できるため、簡単な構成による地絡方向検出装置を可能
とした。
【００２０】さらに、高圧配電線路での零相電圧の検出
器がないため、配電線路の信頼性を確保できる。また簡
単な構成のため経済的に優れたものである。
器がないため、配電線路の信頼性を確保できる。また簡
単な構成のため経済的に優れたものである。
【００２１】また、変圧器接地線電流の計測を実施する
ため、そのレベルを計測するだけで変圧器自体の高圧絶
縁劣化の検出機能が付加される。
ため、そのレベルを計測するだけで変圧器自体の高圧絶
縁劣化の検出機能が付加される。
【００２２】さらに同上計測により正常状態の電流を監
視することによって、接地端子部等の締付不良が検出で
きる機能も付加され、安全性の面からも優れた効果を発
揮する。
視することによって、接地端子部等の締付不良が検出で
きる機能も付加され、安全性の面からも優れた効果を発
揮する。
【００２３】接地線電流検出用変流器を凾体内に設置す
ることによって、誤接続による位相反転の防止に効果的
であり、尚同凾体によるシールド効果から、変流器単体
でのシールドが不要となる。
ることによって、誤接続による位相反転の防止に効果的
であり、尚同凾体によるシールド効果から、変流器単体
でのシールドが不要となる。
【図１】本発明の一実施例による地絡方向検出装置の全
体構成図
体構成図
【図２】単相変圧器の一次側コイルと鉄心間分布静電容
量の等価回路図
量の等価回路図
【図３】配電線と単相変圧器間を分布静電容量で結合し
た系統の等価回路図
た系統の等価回路図
【図４】図３に示す変圧器接地線電流のベクトル図
【図５】変圧器接地線電流と同反転位相電流のベクトル
図
図
【図６】本発明の一実施例のブロック図
【図７】図１のＣＴGとＤＧＲを一つの金属性凾体に収
納、二接地端子を設けた構成図
納、二接地端子を設けた構成図
【図８】図６に自己診断機能を設けたブロック構成図
【図９】従来の装置の構成図
３ 接地線電流検出用変流器 ４ 零相変流器 ５ 地絡方向継電器
Claims (5)
- 【請求項１】非接地系三相高圧配電線路に設置された単
相変圧器の接地線電流を変流器で検出する第１の検出手
段と、三相配電線の零相電流を零相変流器又は各相に設
けた変流器の各相負荷電流を合成した三相合成零相電流
成分による第２の検出手段と、上記２つの検出手段の出
力から地絡事故方向を判定する継電器部とで構成したこ
とを特徴とする地絡方向検出装置。 - 【請求項２】単相変圧器の高圧一次側コイルと鉄心間に
有する分布静電容量と三相配電線の大地間分布静電容量
とで構成した回路系における単相変圧器の接地線電流を
検出し、その位相変化と、レベル変化分を零相電圧に対
応する手段としたことを特徴とする地絡方向検出装置。 - 【請求項３】継電器部を、接地線電流の第１の入力と、
三相合成零相電流成分入力の第２の入力を備え、第１の
入力は地絡事故がない時に同入力を零とする接地線電流
減算部を介して、第２の入力は直接、地絡レベル、地絡
事故方向判定部に出力され、同判定部にて地絡事故方向
を判定するように構成したことを特徴とする請求項１記
載の地絡方向検出装置。 - 【請求項４】接地線電流計測部での接地線電流の検出レ
ベル結果が異常に大きいとき、単相変圧器が絶縁劣化し
ていると見なす絶縁劣化判定部と、逆に検出部での検出
結果が異常に小さいとき、接地線が浮いていると判定す
る接地線断線検出部の２つの自己診断機能を付加した検
出部を用いたことを特徴とする請求項３記載の地絡方向
検出装置。 - 【請求項５】接地線電流検出用変流器と、継電器部を１
つの金属性凾体に収納すると共に、同変流器の一次側の
一端を金属性凾体から絶縁された端子に同凾体内部で接
続し、他の一次側の一端を金属性凾体の同凾体との一体
接地端子に接続し、外側では絶縁された接地端子を変圧
器の接地端子に、同凾体接地端子は大地に接地するよう
に構成して成る請求項１記載の地絡方向検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11105592A JPH05122831A (ja) | 1991-05-02 | 1992-04-30 | 地絡方向検出装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10071791 | 1991-05-02 | ||
| JP3-100717 | 1991-05-02 | ||
| JP11105592A JPH05122831A (ja) | 1991-05-02 | 1992-04-30 | 地絡方向検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05122831A true JPH05122831A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=26441691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11105592A Pending JPH05122831A (ja) | 1991-05-02 | 1992-04-30 | 地絡方向検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05122831A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101372179B1 (ko) * | 2010-03-17 | 2014-03-10 | 엘에스산전 주식회사 | 오결선 보상 기능을 갖는 선택지락 계전기 |
-
1992
- 1992-04-30 JP JP11105592A patent/JPH05122831A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101372179B1 (ko) * | 2010-03-17 | 2014-03-10 | 엘에스산전 주식회사 | 오결선 보상 기능을 갖는 선택지락 계전기 |
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