JPH06105438A - 電力系統の母線接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２台直列に接続された母線連絡遮断器自体の
内部事故およびこの遮断器間の内部事故を高速かつ容易
に除去し、全回線の停電を防止することが可能な、電力
系統の母線接続方法を提供する。 【構成】 ２系統の母線１５，１６を結合する母線連絡
回線を有し、この母線連絡回線に直列に２台の母線連絡
遮断器Ｌ_XC ，Ｌ_YCを接続する。２系統の母線１５，１
６に対応し、２台の母線連絡遮断器Ｌ_XC ，Ｌ_YCの内部
故障または母線連絡遮断器Ｌ_XC ，Ｌ_YC間の内部故障を
選択的に検出可能な内部故障検出手段ＣＴ１，ＣＴ２と
２つの母線保護リレー２１，２２を設ける。２台の母線
連絡遮断器Ｌ_XC ，Ｌ_YCのいずれか一方もしくは母線連
絡遮断器Ｌ_XC ，Ｌ_YC間の内部故障を検出した場合に、
２つの母線保護リレー２１，２２の一方のみを高速動作
させ、２台の母線連絡遮断器Ｌ_XC ，Ｌ_YCをともに遮断
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２系統の母線を結合す
る母線連絡回線を有する電力系統の母線接続方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の母線接続方法の一例を図３に示
す。この図３において、２つの母線すなわち第１母線１
５と第２母線１６は母線連絡遮断器Ｌ_XYで結合されてお
り、Ａ１回線１１とＡ２回線１２、およびＢ１回線１３
とＢ２回線１４に給電するように接続されている。この
場合、通常時においては、例えば、図３に示すように断
路器Ｄ_A1X ，Ｄ_A2Y ，Ｄ_B1X ，Ｄ_B2Y が閉路し、断路器
Ｄ_A1Y ，Ｄ_A2X ，Ｄ_B1Y ，Ｄ_B2X が開路しており、第１
母線１５はＡ１回線とＢ１回線に接続され、第２母線１
６はＡ２回線とＢ２回線に接続されている。

【０００３】そして、このような図３の状態において、
例えば、第１母線１５に地絡事故が発生した場合には、
母線連絡遮断器Ｌ_XYおよび回線用遮断器Ｌ_A1 ，Ｌ_B1を
開き、健全な第２母線１６からＡ２回線およびＢ２回線
に給電することにより、１回線運用ながらもＡ回線およ
びＢ回線に対して、停電を生じることなく給電を継続で
きる。また、第１母線１６に地絡事故が発生した場合に
も、同様に、第１母線１５からＡ回線とＢ回線に対し
て、１回線運用による給電を継続することが可能であ
る。

【０００４】しかしながら、図３の母線接続方法におい
て、母線連絡遮断器Ｌ_XY自体に内部事故が発生した場合
には、第１母線１５および第２母線１６が両方とも事故
状態となり、結局Ａ回線及びＢ回線とも停電することに
なる。

【０００５】また、図４は、別の母線接続方法の一例を
示す。この図４においては、第１母線１５と第２母線１
６に加えて、第３母線１７と第４母線１８が示されてい
る。すなわち、第１母線１５と第３母線１７は、母線接
続遮断器Ｌ_X1X2で結合され、第２母線１６と第４母線１
８は、母線接続遮断器Ｌ_Y1Y2で結合されており、第１母
線１５と第２母線１６からＡ１回線１１とＡ２回線１２
に給電し、第３母線１７と第４母線１８からＢ１回線１
３とＢ２回線１４に給電するように接続されている。さ
らに、第１母線１５と第２母線１６は母線連絡遮断器Ｌ
_X1Y1で結合され、第３母線１７と第４母線１８は母線連
絡遮断器Ｌ_X2Y2で結合されている。

【０００６】このような図４の母線接続方法において、
母線連絡遮断器Ｌ_X1Y1またはＬ_X2Y2に内部事故が発生し
た場合には、たとえ、母線接続遮断器Ｌ_X1X2 ，Ｌ_Y1Y2
を開路しても、Ａ回線またはＢ回線の全停電は回避でき
ない。

【０００７】さらに、図５は、前記図３の母線接続方法
を基礎として、１台の母線連絡遮断器Ｌ_XYの代わりに、
２台の母線連絡遮断器Ｌ_XC ，Ｌ_YCを直列に接続した方
法であり、他の部分の接続構成については、図３と同様
とされている。このような母線接続方法においては、２
台の母線連絡遮断器Ｌ_XC ，Ｌ_YCのいずれかに内部故障
が発生しても、他方の健全な母線連絡遮断器を開路する
ことによって、前記内部故障が他方の健全側の母線に波
及することがなくなり、１回線運用ながら、Ａ回線、Ｂ
回線ともに停電を防止することができる。

【０００８】さらにまた、図６は、前記図４の母線接続
方法を基礎として、前記図５の母線接続方法と同様に、
第１母線１５と第２母線１６とを結合する１台の母線連
絡遮断器Ｌ_X1Y1の代わりに、２台の母線連絡遮断器Ｌ
_X1C1 ，Ｌ_Y1C1を直列に接続するとともに、第３母線１
７と第４母線１８とを結合する母線連絡遮断器Ｌ_X2Y2の
代わりに、２台の母線連絡遮断器Ｌ_X2C2 ，Ｌ_Y2C2を直
列に接続した方法である。この方法においても、前記図
５の方法と同様に、直列に接続された２台の母線連絡遮
断器Ｌ_X1C1 ，Ｌ_Y1C1（または母線連絡遮断器Ｌ
_X2C2 ，Ｌ_Y2C2）のいずれかに内部故障が発生しても、
他方の健全な母線連絡遮断器を開路することによって、
１回線運用ながら、回線の停電を防止することができ
る。

【０００９】一方、図７は、母線連絡回線部の事故発生
位置を検出して前記図５の直列接続の母線連絡遮断器Ｌ
_XC ，Ｌ_YCのいずれかを開路させる保護リレー回路の一
例を示している。この図に示すように、第１母線１５と
第２母線１６とを結合する２台の母線連絡遮断器Ｌ
_XC ，Ｌ_YCが直列接続されてなる母線連絡回線部には、
第１母線保護リレー２１、第２母線保護リレー２２、お
よび母線連絡回線保護リレー２３が接続されて、保護リ
レー回路が形成されている。この保護リレー回路は、事
故発生時において、３つの母線保護リレー２１〜２３か
らそれぞれ出力される検出信号から事故発生位置を求
め、対応する母線連絡遮断器Ｌ_XCまたはＬ_YCを開路させ
る。この点について、以下に説明する。

【００１０】まず、例えば、図７に示すＦ１１点で事故
が発生した場合、すなわち、第２母線１６側の母線連絡
遮断器Ｌ_YCにおいて内部事故が発生した場合には、第２
母線保護リレー２２と母線連絡回線保護リレー２３が動
作し、これによって健全な母線連絡遮断器Ｌ_XCを開路さ
せる。また、図７に示すＦ１２点で事故が発生した場
合、すなわち、２台の母線連絡遮断器Ｌ_XC ，Ｌ_YCの間
で事故が発生した場合には、母線連絡回線保護リレー２
３が動作し、２台の母線連絡遮断器Ｌ_XC ，Ｌ_YCの両方
を開路させる。さらにまた、第２母線１６の点Ｆ１３に
おいて事故が発生した場合には、第２母線保護リレー２
２が動作して、第２母線１６のみの切り離しが行われ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的に、
電力系統の保護リレー回路に対しては、系統の安定度お
よび事故影響を最小化する目的から、数１０〜１５００
ｍｓ程度の短時間により高速で事故を除去する機能が要
求されている。しかしながら、前述のような従来の保護
リレー回路では、３つの母線保護リレー２１〜２３の動
作状態に応じて開路させる遮断器が異なるため、３つの
母線保護リレー２１〜２３の動作状態の組み合わせを判
断する時間と、この判断結果に応じて開路させる遮断器
を選択する時間が必要となり、その分だけ、事故の除去
に要する時間が長くなり、要求されている高速での事故
の除去が難しいという欠点がある。

【００１２】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
２台直列に接続された母線連絡遮断器の内部事故および
この遮断器間の内部事故を高速かつ容易に除去し、全回
線の停電を防止することが可能な、電力系統の母線接続
方法を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の電力系統の母線
接続方法は、２系統の母線を結合する母線連絡回線を有
し、この母線連絡回線に直列に２台の母線連絡遮断器を
接続することにより、全回線の停電を防止する電力系統
の母線接続方法において、前記２系統の母線に対応し、
前記２台の母線連絡遮断器の内部故障または前記２台の
母線連絡遮断器間の内部故障を選択的に検出可能な内部
故障検出手段と２つの母線保護リレーを設け、前記２台
の母線連絡遮断器のいずれか一方の内部故障もしくは前
記２台の母線連絡遮断器間の内部故障を検出した場合
に、前記２つの母線保護リレーの一方のみを高速動作さ
せ、前記２台の母線連絡遮断器をともに遮断させるよう
に構成したことを特徴としている。

【００１４】

【作用】以上のように構成された本発明においては、２
台の母線連絡遮断器のいずれか一方もしくは２台の母線
連絡遮断器間の内部故障を検出した場合に、２つの保護
リレーの一方のみを高速動作させることにより、２台の
母線連絡遮断器を同時に遮断することができる。したが
って、保護リレーの動作状態の組み合わせによって母線
連絡遮断器を選択的に開路させた場合に比べて、保護リ
レーの動作状態の組み合わせを判断する時間や、その判
断結果に応じて開路させる遮断器を選択する時間などが
不要となるため、高速で事故を除去することができる。

【００１５】

【実施例】以下には、本発明による電力系統の母線接続
方法の代表的な一実施例について、図１を参照して具体
的に説明する。この場合、図１は母線連絡回線部を示す
構成図である。なお、図３〜図７に示した従来例と同一
部分には同一符号を付している。

【００１６】本実施例においては、図１に示すように、
接地電位の金属タンク１内に、２台の母線連絡遮断器Ｌ
_XC ，Ｌ_YCとこの間の高電圧導体２部分が収納されてい
る。この金属タンク１は、内部事故電流アークの移動を
制限する複数の区分スペーサ３によって、第１母線１５
側の母線連絡遮断器Ｌ_XCを収納した図中左側の空間Ｓ１
と、高電圧導体２の一部を収納した図中中央の空間Ｓ２
と、第２母線１６側の母線連絡遮断器Ｌ_YCと高電圧導体
２の一部を収納した図中右側の空間Ｓ３とに区分されて
いる。また、金属タンク１は、中央空間Ｓ２と右側空間
Ｓ３とを区分する区分スペーサ３近傍の高電圧導体２側
に設けられた絶縁部４により、電気的・機械的に２分割
されている。

【００１７】そして、金属タンク１の中央空間Ｓ２の高
電圧導体２部分における金属タンク１の外周部には、２
台の外装形変流器ＣＴ１，ＣＴ２が配置されており、各
変流器ＣＴ１，ＣＴ２には、それぞれ、第１母線保護リ
レー２１と第２母線保護リレー２２が接続されている。
この中央空間Ｓ２部分において、金属タンク１は、２台
の変流器ＣＴ１，ＣＴ２の、母線連絡遮断器Ｌ_XC側の外
側１箇所で接地（接地線５）されている。また、金属タ
ンク１は、絶縁部４で分割された残りの部分、すなわ
ち、他方の母線連絡遮断器Ｌ_YCを収納した右側空間Ｓ３
部分においても１箇所で接地（接地線６）されている。

【００１８】以上のように構成された本実施例におい
て、直列接続された２台の母線連絡遮断器Ｌ_XC ，Ｌ_YC
のいずれかで内部事故が発生した場合、もしくは、２台
の母線連絡遮断器Ｌ_XC ，Ｌ_YC間の高電圧導体２部分で
内部事故が発生した場合には、第１母線保護リレー２１
と第２母線保護リレー２２のいずれか一方のみの動作に
より、２台の母線連絡遮断器Ｌ_XC ，Ｌ_YCをともに回路
させることにより、速やかに内部事故を除去することが
できる。

【００１９】例えば、図１において、絶縁部４よりも変
流器ＣＴ１，ＣＴ２側で事故が発生した場合、すなわ
ち、金属タンク１の左側空間Ｓ１の母線連絡遮断器Ｌ_XC
におけるＦ１点で内部事故が発生した場合、もしくは、
金属タンク１の中央空間Ｓ２の高電圧導体２におけるＦ
２点で内部事故が発生した場合には、事故電流は、金属
タンク１に流入し、接地線５を介して、図中ｆ１として
示すルートで流れる。そのため、この場合には、第２母
線保護リレー２２は動作せず、第１母線保護リレー２１
のみが動作し、この動作によって、２台の母線連絡遮断
器Ｌ_XC ，Ｌ_YCを開路させるとともに、第１母線１５に
接続されている他の回線の遮断器を開路させる。

【００２０】また、図１において、絶縁部４の反対側で
事故が発生した場合、すなわち、金属タンク１の右側空
間Ｓ３の母線連絡遮断器Ｌ_YCにおけるＦ３点で内部事故
が発生した場合、もしくは、金属タンク１の右側空間Ｓ
３の高電圧導体２におけるＦ４点で内部事故が発生した
場合には、事故電流は、金属タンク１に流入し、接地線
６を介し、図中ｆ２として示すルートで流れる。そのた
め、この場合には、第１母線保護リレー２１は動作せ
ず、第２母線保護リレー２２のみが動作し、この動作に
よって、２台の母線連絡遮断器Ｌ_XC ，Ｌ_YCを開路させ
るとともに、第２母線１６に接続されている他の回線の
遮断器を開路させる。

【００２１】次に、図２は、本発明による電力系統の母
線接続方法の別の実施例を示す構成図である。この図２
において、金属タンク１は、前記実施例とは異なり、内
部事故電流アークの移動を制限する１つの区分スペーサ
３によって、一方の母線連絡遮断器Ｌ_XCと高電圧導体２
を収納した図中左側の空間Ｓ４と、他方の母線連絡遮断
器Ｌ_YCを収納した図中右側の空間Ｓ５とに区分されてお
り、金属タンク１自体は少なくとも電気的には分割され
ていない。

【００２２】そして、金属タンク１の左側空間Ｓ４の高
電圧導体２部分に対向する金属タンク１の内周部には、
２台の内装形変流器ＣＴ３，ＣＴ４が配置されており、
各変流器ＣＴ３，ＣＴ４には、それぞれ、第２母線保護
リレー２２と第１母線保護リレー２１が接続されてい
る。これらの変流器ＣＴ３，ＣＴ４の高電圧導体２側に
は、これらの変流器ＣＴ３，ＣＴ４を覆うようにして、
シールド７が設けられており、このシールド７の一端
は、金属タンク１と電気的・機械的に接続され、シール
ド７の他端は、金属タンク１と絶縁部４を介して電気的
に絶縁されている。この場合、絶縁部４としては、固体
絶縁物を使用することが可能であるが、ガス状または液
体状の絶縁媒体を使用することも可能である。また、こ
の左側空間Ｓ４において、金属タンク１は、２台の変流
器ＣＴ１，ＣＴ２の、母線連絡遮断器Ｌ_XC側の外側１箇
所で接地（接地線８）されている。さらに、金属タンク
１は、右側空間Ｓ５部分において、区分スペーサ３の近
傍の１箇所で接地（接地線９）されている。

【００２３】以上のように構成された本実施例におい
て、直列接続された２台の母線連絡遮断器Ｌ_XC ，Ｌ_YC
のいずれかで内部事故が発生した場合、もしくは、２台
の母線連絡遮断器Ｌ_XC ，Ｌ_YC間の高電圧導体２部分で
内部事故が発生した場合には、前記実施例と同様に、第
１母線保護リレー２１と第２母線保護リレー２２のいず
れか一方のみの動作により、２台の母線連絡遮断器Ｌ_XC
，Ｌ_YCをともに回路させることにより、速やかに内部
事故を除去することができる。

【００２４】例えば、図２において、金属タンク１の左
側空間Ｓ４で事故が発生した場合、すなわち、母線連絡
遮断器Ｌ_XCにおけるＦ５点で内部事故が発生した場合、
もしくは、高電圧導体２におけるＦ６点で内部事故が発
生した場合には、事故電流は金属タンク１もしくはシー
ルド７に流入し、接地線８を介して、図中ｆ３として示
すルートで流れる。そのため、この場合には、第２母線
保護リレー２２は動作せず、第１母線保護リレー２１の
みが動作し、この動作によって、２台の母線連絡遮断器
Ｌ_XC ，Ｌ_YCを開路させるとともに、第１母線１５に接
続されている他の回線の遮断器を開路させる。

【００２５】また、図２において、金属タンク１の右側
空間Ｓ５で事故が発生した場合、すなわち、金属タンク
１の右側空間Ｓ５の母線連絡遮断器Ｌ_YCにおけるＦ７点
で内部事故が発生した場合には、事故電流は、金属タン
ク１に流入し、接地線９を介して、図中ｆ４として示す
ルートで流れる。そのため、この場合には、第１母線保
護リレー２１は動作せず、第２母線保護リレー２２のみ
が動作し、この動作によって、２台の母線連絡遮断器Ｌ
_XC ，Ｌ_YCを開路させるとともに、第２母線１６に接続
されている他の回線の遮断器を開路させる。

【００２６】なお、本発明は、前記２つの実施例に限定
されるものではなく、各部の具体的な構成は適宜選択可
能である。また、本発明は、例えば、図５および図６に
示したような接続構成に適用可能であるが、これらに限
定されるものではなく、２系統の母線を結合する母線連
絡回線を有し、この母線連絡回線に直列に２台の母線連
絡遮断器を接続する構成を有する接続構成一般に広く適
用可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
２台の母線連絡遮断器のいずれか一方もしくは母線連絡
遮断器間の内部故障を検出した場合に、母線保護リレー
の一方のみを高速動作させ、２台の母線連絡遮断器をと
もに遮断するように構成することにより、母線連絡遮断
器自体の内部事故及び２台直列に接続された母線連絡遮
断器間の内部事故を、従来に比べて格段に高速かつ容易
に除去し、全回線の停電を防止することが可能な、優れ
た電力系統の母線接続方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電力系統の母線接続方法の代表的
な一実施例を示す構成図。

【図２】本発明による電力系統の母線接続方法の他の実
施例を示す構成図。

【図３】従来の母線接続方法の一例を示す構成図。

【図４】従来の母線接続方法の別の例を示す構成図。

【図５】図３の母線接続方法を基礎として、２台の母線
連絡遮断器を直列に接続した従来の母線接続方法の別の
例を示す構成図。

【図６】図４の母線接続方法を基礎として、２台の母線
連絡遮断器を直列に接続した従来の母線接続方法の別の
例を示す構成図。

【図７】図５の母線接続方法の母線連絡回線部の事故発
生位置を検出する保護リレー開路の一例を示す構成図。

【符号の説明】

１…金属タンク ２…高電圧導体 ３…区分スペーサ ４…絶縁部 ５，６，８，９…接地線 ７…シールド １１〜１４…回線 １５〜１８…母線 ２１〜２３…母線保護リレー Ｌ_XC ，Ｌ_YC ，Ｌ_X1C1 ，Ｌ_Y1C1 ，Ｌ_X2C2 ，Ｌ
_Y2C2…母線連絡遮断器 ＣＴ１〜ＣＴ４…変流器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井本 泰輔 神奈川県川崎市幸区堀川町66番２ 東芝エ ンジニアリング株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２系統の母線を結合する母線連絡回線を
   有し、この母線連絡回線に直列に２台の母線連絡遮断器
   を接続することにより、全回線の停電を防止する電力系
   統の母線接続方法において、 前記２系統の母線に対応し、前記２台の母線連絡遮断器
   の内部故障または前記２台の母線連絡遮断器間の内部故
   障を選択的に検出可能な内部故障検出手段と２つの母線
   保護リレーを設け、 前記２台の母線連絡遮断器のいずれか一方の内部故障も
   しくは前記２台の母線連絡遮断器間の内部故障を検出し
   た場合に、前記２つの母線保護リレーの一方のみを高速
   動作させ、前記２台の母線連絡遮断器をともに遮断させ
   るように構成したことを特徴とする電力系統の母線接続
   方法。