JPH06335149A - 保護継電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、各端相互で各種データをパルス符号
変調により送受信していることに着目し、これを利用し
て運用形態によって自動的に最適な再閉路方式を選択で
きる保護継電装置を提供することにある。 【構成】本発明は、送電線の各端子に設けられ，各種デ
ータをパルス符号変調により相互に送受信する継電装置
と、複数の再閉路方式とを備えた保護継電装置におい
て、前記各端子からの各種データより当該送電線の運用
形態を判別すると共に、該運用形態に最適な再閉路方式
を自動的に選択する論理回路を設けているので、従来運
用形態に拘らず送電線の各端の再閉路方式は同じ方式に
合せざるを得なかったものを、各端の運用状態を各端の
遮断器情報より判別することにより再閉路方式を運用形
態に最適なものに自動的に選択できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数の再閉路方式を備え
た保護継電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、重要な送電線を保護する保護継電
装置にはＰＣＭ（Pulse Codo Modulation ）電流差動継
電装置が数多く使用されている。これは各端子の電流情
報と遮断器情報および各種制御条件を相互に送受信し、
これらを使用し、内外部事故判定や再閉路を行ってい
る。このような保護継電装置では内部事故時に送電線各
端の遮断器を引外すことで事故除去を行うとともに、一
定時間後に系統維持のため遮断器を投入させる再閉路機
能を備えている。

【０００３】通常、再閉路方式は次のような系統条件お
よび発電機に及ぼす影響を考慮して決定される。すなわ
ち、（１）系統の過渡安定度維持、（２）再閉路による
過渡トルクに対して発電機等にかかる応力、（３）再閉
路無電圧時間中の欠相状態における逆相電流による回転
子の温度上昇、等を考慮して決定される。

【０００４】現状では、これらの影響を全て回避できる
万能な再閉路方式は見当らない。このため優先度によっ
て決めている。例えば系統の過渡安定度維持を優先する
ときは多相再閉路方式を適用し、また発電機の過渡トル
クおよび逆相電流による温度上昇の防止を優先するとき
は３相再閉路方式を適用するのが一般的である。

【０００５】次に、従来の再閉路回路を図６を参照して
説明する。同図において、１は再閉路起動条件で内部事
故時に遮断器の引外し指令により条件が成立し，出力が
“１”となる。再閉路起動条件１は一旦出力“１”とな
ると後述する投入指令または最終遮断指令が出るまで出
力が保持される。２は単相および多相再閉路の無電圧確
認用タイマ、３は３相再閉路の無電圧確認用タイマ、４
は再閉路あきらめ用タイマである。

【０００６】１０は単相再閉路条件で自回線２相連系有
のとき条件が成立し，出力“１”となる。１１は多相再
閉路条件で、１Ｌ，２Ｌ回線合計で異各相の２相連系有
のとき条件が成立し，出力“１”となる。２４は切換ス
イッチで多相再閉路使用を選択のとき出力“１”とな
る。１５は３相再閉路条件で隣回線（１Ｌ回線から見て
２Ｌ回線側、またはその逆）３相連系有のとき条件が成
立し，出力“１”となる。２５は切換スイッチで３相再
閉路使用を選択のとき出力“１”となる。

【０００７】５，６，１３，１７はＡＮＤ回路、７，１
４はＯＲ回路、８は投入指令であり、この条件が“１”
のとき、遮断器へ投入指令を出す。９は最終遮断指令で
条件成立時で残相遮断指令（例えば、先にＳ，Ｔ相を遮
断しているときは残ったＲ相を遮断させる）を出すとと
もに、再閉路起動条件を解列させる。

【０００８】次に、図６に示す従来の再閉路回路の動作
について説明する。再閉路起動条件１の出力“１”でタ
イマ２〜４が同時に起動され、一定時間後にタイマ２が
タイムアップしたとき単相再閉路条件１０の出力が
“１”となるか、または切換スイッチ２４が多相再閉路
使用を選択し、且つ多相再閉路条件１１が出力“１”の
とき、ＡＮＤ回路１３の出力が“１”になる。このた
め、ＯＲ回路１４の出力が“１”、ＡＮＤ回路５の出力
が“１”となり、ＯＲ回路７を介して投入指令８で遮断
器へ投入指令を出す。

【０００９】また、タイマ３がタイムアップしたとき、
切換スイッチ２５が３相再閉路使用を選択し、且つ３相
再閉路条件１５が出力“１”のとき、ＡＮＤ回路１７の
出力が“１”、ＡＮＤ回路６の出力が“１”となるた
め、ＯＲ回路７を介して投入指令８で遮断器へ投入指令
を出す。

【００１０】タイマ２および３がタイムアップしても、
前述条件が成立せずＡＮＤ回路５と６のいずれも出力
“０”のときは、一定時間後タイマ４がタイムアップす
るため、最終遮断指令９が成立し、残相遮断指令を出す
とともに再閉路起動を解列させる。

【００１１】再閉路あきらめ用タイマ４の時限は、通常
無電圧確認用タイマ２と３の時限に対し遮断器の投入時
間以上に長く設定される。

【００１２】ここで、各再閉路方式の違いについて説明
する。ただし、再閉路方式はユーザーによって種々相違
しているため、ここでは本発明の主旨に合致する例で説
明する。 （１）単相再閉路方式は１線地絡事故の場合に事故相を
遮断した後、事故回線の残り相が２相健全であることを
前提に再閉路する方式。 （２）３相再閉路方式は自回線に２相以上の事故があっ
た場合自回線を３相遮断し、隣回線が３相連系有のとき
再閉路する方式。 ただし、発電機が接続される系統では２回線に跨がる３
相事故では上記（１），（２）のいずれの場合も２回線
とも３相遮断後再閉路を行わない。 （３）多相再閉路方式は事故相が遮断された後２回線合
計で２相以上連系有の場合再閉路する方式。

【００１３】ここで、連系条件について説明する。ＰＣ
Ｍ電流差動継電装置は図５に示す伝送フォーマットによ
り、各端の電流データとともに遮断器情報（ＣＢ，Ｌ
Ｓ）を送受信していることは周知のことである。この遮
断器情報を使い、例えば全端子のＲ相の遮断器情報入の
ときはＲ相の１相連系有と判定させる。同様に、全端の
Ｒ，Ｓ相の遮断器情報が入のときはＲ，Ｓ相の２相連系
有と判定させる。また、全端Ｒ，Ｓ，Ｔ相とも遮断器情
報が入のときはＲ，Ｓ，Ｔ相の３相連系有と判定させて
いる。

【００１４】まず、２端子系統を図４により、多相再閉
路方式と３相再閉路方式の応動について、代表的な事故
様相と遮断器の動作で説明する。図４（Ｉ）(a) 〜(c)
は多相再閉路方式の応動を説明するための図である。同
図（Ｉ）(a) で１ＬＴ相と２ＬＲ，Ｓ，Ｔ相の地絡事故
が発生した場合、同図（Ｉ）(b) では事故相である１Ｌ
Ｔ相と２ＬＲ，Ｓ，Ｔ相の遮断器を引外す。同図（Ｉ）
(c) では２回線合計で２相以上連系があるため一定時間
後再閉路により１ＬＴ相と２ＬＲ，Ｓ，Ｔ相の遮断器を
投入する。このため、同図（Ｉ）(b) 〜（Ｉ）(c) に至
る時間（再閉路無電圧時間）は１Ｌ，２Ｌ合計でＲ，Ｓ
相のみの連系となり、逆相電流が発生する。

【００１５】図４（II）(a) 〜(c) は３相再閉路方式の
応動を説明するための図である。同図（II）(a) で１Ｌ
Ｔ相，２ＬＲ，Ｓ，Ｔ相の地絡事故が発生した場合、同
図（II）(b) で事故相である１ＬＴ相と２ＬＲ，Ｓ，Ｔ
相のみ遮断器を引外す。次に、同図（II）(c) では１
Ｌ，２Ｌいずれも瞬時に残り相の遮断器を引外す。

【００１６】このように、１ＬＴ相と２ＬＲ，Ｓ，Ｔ相
事故の場合、多相再閉路方式では事故除去後、１Ｌ，２
Ｌとも遮断器が投入されるがその過程で２相連系の状態
が生じるため、逆相電流が再閉路無電圧時間のときに発
生する。ところが、３相再閉路方式では瞬時に１Ｌ，２
Ｌとも三相引外しを行うため逆相電流が発生しない。し
かし、１Ｌ，２Ｌとも連系がなくなる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、多相
再閉路方式の場合は系統連系維持の面では優れている
が、その過程で逆相電流が発生する。このため、発電機
の温度上昇を招くため適用できない場合がある。３相再
閉路方式の場合、逆相電流は発生しないが系統の連系維
持ができず、過渡安定度の面からは好ましくない。この
ように２つの再閉路方式は相反する方式となっている。

【００１８】例えば、図３（ａ）のように、３端子系統
でＣ端だけ発電機が接続されていた場合、Ｃ端の発電機
が逆相電流による温度上昇が許容できないときは、全端
子を３相再閉路方式に合せざるを得なかった。しかし、
図３（ｂ）のようにＣ端が休止の場合は発電機へ影響を
与えない。このとき、Ａ，Ｂ端子間で多相再閉路方式の
適用ができるが、そのためにはＣ端休止を確認し、人間
系で再閉路方式を切換える必要がある。

【００１９】しかし、切換えを行うため、Ｃ端の遮断器
の入，切の度に再閉路方式の選択と協調をとる必要があ
り、これは系統操作手順の制約となる。また、切換スイ
ッチの選択誤り、あるいは運用面の操作手順の誤り等の
恐れがあり、万一誤った場合には発電機に与える影響が
大きく、通常は行われていない。

【００２０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、各端相互で各種データをパルス符号変
調により送受信していることに着目すると共に、従来運
用形態に拘らず送電線の各端の再閉路方式は同じ方式に
合せざるを得なかったものを、運用形態によって自動的
に最適な再閉路方式を選択できる保護継電装置を提供す
ることにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、送電線の各端子に設けられ，各種データ
をパルス符号変調により相互に送受信する継電装置と、
複数の再閉路方式とを備えた保護継電装置において、前
記各端子からの各種データより当該送電線の運用形態を
判別すると共に、該運用形態に最適な再閉路方式を自動
的に選択する論理回路を設け、内部事故が発生し，再閉
路の過程で少なくとも逆相電流が発生しないようにした
ことを特徴とする。

【００２２】

【作用】本発明によると、従来運用形態に拘らず送電線
の各端の再閉路方式は同じ方式に合せざるを得なかった
ものを、各端の運用状態を各端の遮断器情報より判別す
ることにより再閉路方式を運用形態に最適なものに自動
的に選択できる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例の再閉路回路図であり、既
に説明した従来の再閉路回路である図６と同一部分には
同一符号を付してその説明は省略する。ただ本実施例が
図６の再閉路回路と相違する点は、多相再閉路と３相再
閉路の選択を、図６では切換スイッチ２４，２５で行っ
ていたものを、本実施例では再閉路選択条件１２とＮＯ
Ｔ回路１７で行っている点である。

【００２４】まず、本発明に係る再閉路選択条件１２を
検出する回路である図２の再閉路選択回路について説明
する。図２において、１８はＣ端遮断器情報でＣ端遮断
器が３相切のとき出力“１”で１相でも入のときは出力
“０”となる。１９，２１はＮＯＴ回路、２０，２３は
ＯＲ回路、２２はＦ／Ｆ（フリップフロップ）回路で、
Ｓはセット側入力、Ｒはリセット側入力で、Ｑは出力で
ある。この出力Ｑが再閉路選択条件１２となる。この回
路は入力Ｓが“１”で入力Ｒが“０”のとき出力Ｑは
“１”、入力Ｓが“０”で入力Ｒが“１”のとき出力Ｑ
は“１”、入力Ｓと入力Ｒがともに“１”のときは出力
Ｑは“０”となり、入力Ｓと入力Ｒがともに“０”のと
き出力Ｑは前値保持となる。

【００２５】次に、Ｃ端の運用状態するときの再閉路選
択回路の動作を説明する。平常時、再閉路起動条件１の
出力が“０”で，ＮＯＴ回路２３の出力が“１”の状態
のときにＣ端休止でＣ端遮断器３相切となり、Ｃ端遮断
器情報１８の出力が“１”の場合、ＡＮＤ回路１９の出
力“１”、ＮＯＴ回路２０の出力が“０”のため、ＡＮ
Ｄ回路２１の出力が“０”となる。このため、Ｆ／Ｆ回
路２２の入力Ｓが“１”、入力Ｒが“０”で出力Ｑが
“１”となり、再閉路選択条件１２が“１”となる。ま
た、Ｃ端運用でＣ端遮断器３相入となり、Ｃ端遮断器情
報１８の出力が“０”の場合、ＡＮＤ回路１９の出力が
“０”，ＮＯＴ回路２０の出力が“１”のため，ＡＮＤ
回路２１の出力が“１”となる。このため、Ｆ／Ｆ回路
２２の入力Ｓが“０”，入力Ｒが“１”で，出力Ｑが
“０”となり、再閉路選択条件１２が“０”となる。

【００２６】次に、内部事故が発生し，遮断指令で遮断
器が引外されるとともに、再閉路起動条件１の出力が
“１”でＮＯＴ回路２３の出力が“０”の状態のとき
は、ＡＮＤ回路１９および２１の出力は“０”に制御さ
れるため、Ｆ／Ｆ回路２２の入力ＳとＲはともに０とな
り、出力Ｑは前値保持となる。このため、再閉路起動中
はＣ端休止または運用に拘らず再閉路選択条件１２はそ
のままの状態を保つことになる。

【００２７】次に、図２の再閉路選択回路と図１の再閉
路方式の選択との関連について説明する。前述したよう
に、平常時、再閉路起動していない状態でＣ端休止であ
れば再閉路選択条件１２の出力は“１”となっている。
このため、ＮＯＴ回路１７の出力は“０”となり、ＡＮ
Ｄ回路１６を“０”に制御する。このため、３相再閉路
条件１５の出力の有無に拘らず３相再閉路方式はロック
されることになる。反対に多相再閉路条件１１の出力が
“１”であればＡＮＤ回路１３の出力が“１”となるた
め、多相再閉路方式が使用されることになる。この状態
で内部事故が発生し、遮断指令とともに、再閉路起動中
となっても再閉路選択条件１２はそのままの状態で変わ
らないため多相再閉路を選択したままとなる。

【００２８】さらに、Ｃ端運用であれば再閉路選択条件
１２の出力は“０”となっているため、ＡＮＤ回路１３
を“０”に制御する。したがって、多相再閉路条件１１
の出力の有無に拘らず多相再閉路方式はロックされるこ
とになる。反対にＮＯＴ回路１７の出力は“１”とな
り、３相再閉路条件１５の出力が“１”であれば、ＡＮ
Ｄ回路１６の出力が“１”となるため３相再閉路方式が
使用されることになる。この状態で内部事故が発生し、
遮断指令とともに再閉路起動中となっても再閉路選択条
件１２はそのままの状態で変わらないため、３相再閉路
を選択したままとなる。

【００２９】このように平常時はＣ端の運用形態（すな
わち、遮断器の入，切）によって再閉路方式が切換わる
が、内部事故発生で再閉路起動中にＣ端の運用状態が変
わった場合は切換わらない。このことは平常時の運用形
態によってのみ再閉路方式が選択されることを示す。

【００３０】本発明の適用例として図３の３端子送電線
の場合について説明する。図３（ａ），（ｂ）共、Ａ，
Ｂ端に本発明による再閉路回路を有する保護装置を設置
し、Ｃ端は発電機が接続されているため３相再閉路方式
のみを有する保護装置を設置する。

【００３１】まず、図３（ａ）はＣ端が運用中で発電機
が接続された場合である。この運用形態では平常時はＣ
端運用中のためＡ，Ｂ端は３相再閉路方式を自動的に選
択する。このため内部事故が発生しても再閉路の過程で
逆相電流を発生させない。

【００３２】次に、図３（ｂ）はＣ端が休止中で発電機
がＡ，Ｂ端の系統とは切離されている場合である。この
運用形態では平常時はＣ端休止中のためＡ，Ｂ端は多相
再閉路方式を自動的に選択する。このとき内部事故が発
生し、再閉路の過程で逆相電流が発生しても発電機が接
続されていないため問題はない。また、多相再閉路方式
のため、Ａ，Ｂ端の連系維持の面で優れているため系統
の過渡安定度の向上が図られることになる。

【００３３】なお、本発明による再閉路方式の切換えは
必ずしも遮断器情報に限定されず、潮流の大小によって
切換える方式あるいは遮断器情報に代えて発電機の情報
等でも可能である。また、上記実施例では多相再閉路方
式と３相再閉路方式の２つで説明したが、本発明の主旨
を逸脱しない範囲で種々の組合せも可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
運用形態に最適な再閉路方式を自動的に選択することが
可能であり、従来、系統操作の制約や操作誤りの懸念よ
り行われなかった最適な再閉路方式の選択ができるた
め、再閉路時に発電機等にかかる応力，逆相電流による
発電機の温度上昇を防止し、電力系統の安定化が図られ
る、という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の再閉路回路図。

【図２】図１における再閉路選択回路図。

【図３】従来の３端子送電線の回路図。

【図４】従来の多相再閉路方式の各種事故例を示す図。

【図５】ＰＣＭの伝送フォーマットを示した図。

【図６】従来方式の再閉路回路図。

【符号の説明】

１…再閉路起動条件、２，３…再閉路無電圧確認用タイ
マ、４…再閉路あきらめ用タイマ、５，６，１３，１
６，１９，２１…ＡＮＤ回路、７，１４…ＯＲ回路、８
…投入指令、９…最終遮断指令、１０…単相再閉路条
件、１１…多相再閉路条件、１２…再閉路選択条件、１
５…３相再閉路条件、１７，２０，２３…ＮＯＴ回路、
１８…Ｃ端遮断器情報、２２…フリップフロップ回路、
２４，２５…切換スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送電線の各端子に設けられ，各種データ
   をパルス符号変調により相互に送受信する継電装置と、
   複数の再閉路方式とを備えた保護継電装置において、前
   記各端子からの各種データより当該送電線の運用形態を
   判別すると共に、該運用形態に最適な再閉路方式を自動
   的に選択する論理回路を設け、内部事故が発生し，再閉
   路の過程で少なくとも逆相電流が発生しないようにした
   ことを特徴とする保護継電装置。