JPH07110103B2 - 多重母線保護継電装置 - Google Patents

多重母線保護継電装置

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JPH07110103B2
JPH07110103B2 JP30443289A JP30443289A JPH07110103B2 JP H07110103 B2 JPH07110103 B2 JP H07110103B2 JP 30443289 A JP30443289 A JP 30443289A JP 30443289 A JP30443289 A JP 30443289A JP H07110103 B2 JPH07110103 B2 JP H07110103B2
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剛 浜鍜
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電力系統の保護継電装置に関し、特に変電所
等における多重母線配電網の母線保護継電装置に関す
る。
[従来の技術] 一般に商用の配電網では、送電の信頼性の向上のために
『ループ配電網』、『2重(多重)母線配電網』等が採
用されている。
ループ配電網は、送電系をループ化しており、その保護
の方式としては、2つのZCT(CT3次;零相検出変流器)
に共通に設けた地絡方向継電器により、ループ内で地絡
事故が発生したことを検出すると、まず回路の一箇所を
切り離してオープン回路とし、次に各点に設けたZCTと
地絡方向継電器とにより地絡地点を推定し、その事故発
生地点のみを両側で切り離し、その他の部分は生かして
送電を続けられるようにしている。
このようなループ配電網においては、零相検出用のZCT
で地絡事故検出は可能であるが、相間の短絡事故は検出
できなかった。
これに対し2重母線配電網は、階層的な分電線路の母線
保守性を考慮して、2本の母線を並行に設け、切り替え
スイッチを給電線及び負荷線であるフィーダと母線との
間にそれぞれ設けることにより、電源及び負荷をどちら
の母線とも選択的に接続できるようにしている。そして
負荷バランスをとるために通常の操業時は2本の母線同
志を接続して使用し、例えば工場の休止日等のように大
負荷の休止時に合わせて一方の母線をすべて切り離し、
保守点検を行うことができるように構成されているもの
である。
例えば、大製鉄所の変電所においては買電系(外部から
の商用配電系)を10個程度の変圧器でそれぞれ降圧分電
し、該それぞれの電圧を2重母線配電網で各工場別に送
り出しているが、特に負荷変動の激しい工場に対して
は、局部的な過負荷が1つの母線に発生するのを防ぐた
めに、母線の多重化が是非とも必要であり、多重母線配
電系が多く用いられている。
そしてこのような2重母線配電網において、事故の検出
及び事故電流遮断のためには母線同士の連絡部にも母線
変流器と母線遮断器からなる保護継電器を設け、甲、乙
母線の両者それぞれについて流入電流と流出電流とを上
記母線変流器からの電流をも考慮して比較し、その差が
所定以上の場合は事故が発生したものと判断していた。
第5図には従来の2重母線の保護継電装置における配電
部の構成がが示されている。図において、11、12は甲、
乙母線、21、22はそれぞれ甲及び乙母線に接続された電
源、311〜31Mは甲母線に接続された負荷、321〜32Nは乙
母線に接続された負荷である。各電源と母線を接続する
フィーダ及び母線と負荷を接続するフィーダには、フィ
ーダ変流器CTS1及びCTS2(電源側)、CTL11〜CTL1M及び
CTL21〜CTL2N(負荷側)、フィーダ電流遮断器CBS1及び
CBS2(電源側)、CBL11〜CBL1M及びCBL21〜CBL2N(負荷
側)からなる保護継電器が挿入されている。そして母線
の結合部である母線連絡部にも母線変流器CTBT及び母線
電流遮断器CBBTが挿入されている。ただし、母線とフィ
ーダとの接続部に設けられた切り替えスイッチは省略し
て表示されている。
それぞれの変流器からの検出電流IS1、IS2、IL11、〜I
L1M、IL21〜IL2N、及びIBTは、マイクロコンピュータ等
の母線事故検出装置(図示せず)に入力され、電流遮断
器CBS1、CBS2、CBL11〜CBL1M、CBL21〜CBL2N、及びCBBT
は事故検出装置からの遮断指令により遮断されるように
接続されている。
事故検出装置では、各母線毎に給電電流である流入電流
と流出電源(負荷電流及び母線変流器)との差を演算
し、その差と流出電流との比が所定値以上になった場合
にその母線に事故が発生したと判定し、母線電流遮断器
CBBT及びフィーダ電流遮断器CBS1又はCBS2に遮断指令を
出力する。それにより、事故母線が電源から切り放さ
れ、かつ事故母線ではない正常状態の母線に総てのフィ
ーダが接続されるよう切り替えスイッチが切り替えら
れ、負荷に対して送電を続けられるようにしている。な
お、フィーダ事故と判断した場合にはそのフィーダに接
続された電流遮断器に遮断指令を出力する。
そして変流器として、零相電流を検出する変流器CT3次
(ZCT)及び正相電流を検出する変流器CT2次を用いるこ
とにより、地絡事故の検出も短絡事故の検出もできるも
のである。
[解決しようとする課題] 上記のように多重母線配電系の母線保護継電装置は構成
されていたので、地絡事故及び短絡事故の生じた母線の
検出及びその切り放しは可能であるが、各負荷及び電源
と母線を接続するフィーダのみならず、母線同士を接続
する連絡部にも母線保護継電器を設置する必要がある。
しかしながら、一般に母線連絡部には電流検出用の母線
変流器が設置されていない場合があり、従来このような
場合に保護継電器を設置するためには母線変流器を後付
けて設置しなければならなくなり、取り付けのための工
事タイミング、取り付けスペース及び母線の改造等を十
分に考慮して行わなければならないという問題が発生
し、母線連絡部への母線変流器の設置が困難となる場合
もあった。更には取り付けのための費用もかなりのもの
となるという問題も生じていた。
本発明は上記問題点を解決して、母線連絡部に変流器を
設けなくても、多重母線のそれぞれの事故判定が可能な
母線保護継電装置を提供することを目的としている。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明においては、電源と
母線、及び母線と負荷とを接続する各フィーダの電流を
検出判定して、生じた事故はフィーダ事故か母線事故か
を判別し、母線事故である場合には母線連絡部に設けた
母線遮断器を遮断して例えば甲、乙のグループに分割
し、その後、甲、乙グループいずれに事故母線か含まれ
るかを判別し、それを反復することにより事故母線を特
定し、該特性された事故母線と電源との間に接続された
遮断器を遮断するように母線保護継電装置を構成した事
を特徴としている。
[実施例] 第1図は、本発明における多重母線保護継電装置の2重
母線の場合の配電部の実施例を示しており、図におい
て、第5図に示された従来例の配電部と同一の構成要素
には同一の符号を付してある。そして第5図の従来例と
相違する点は、母線の結合部である母線連絡部には母線
電流遮断器CBBTのみが挿入されており、母線変流器が挿
入されていない点である。
第2図には、上記第1図に示されたそれぞれの変流器か
らの電流が入力され、それを演算処理して最終的に事故
母線(または事故フィーダ)を判定し、その母線を切り
放すための遮断信号を発生する事故検出装置4の内部の
機能的構成を示すブロック図が記載されている。図にお
いて41、42、43はそれぞれ演算部、判定部、母線事故検
出制御部である。これらの各機能部を有する事故検出装
置として、マイクロコンピュータを用いることができ
る。
したがって、変流器CTS1、CTS2、CTL11〜CTL1M、CTL22
〜CTL2Nからの検出電流IS1、IS2、IL11〜IL1M、IL21〜I
L2Nは事故検出装置4に入力され、電流遮断器CBS1、CB
S2、CBL11〜CBL1M、CBL21〜CBL2N、CBBTは事故検出装置
4からの指令に応じて遮断されるように接続されてい
る。
第3図には、事故検出装置4における母線事故検出及び
遮断指令を行うためのフローチャートが示されており、
このフローチャートに基づき事故検出装置4の母線事故
検出動作を説明する。
(a) まず制御部43の指令により電流監視動作がスタ
ートし、総ての変流器からの電流を演算部41に読み込
み、 (b) 流入電流と流出電流の差と、流出電流との比I1
= {(IS1+IS2)−(IL11+IL12+…+IL1M+IL21+IL22
+…+IL2N)}/(IL11+IL12+…+IL1M+LL21+LL22
+…+IL2N) の値が計算され、該I1と制御部43の指令により選択され
た基準値K1とが判定部42において比較され、I1≧K1であ
るかどうか判定される(ブロック1)。もしその結果が
YESであると、母線事故が発生したものと判断され、 (c) 母線遮断器CBBTに判定部42から遮断指令が送出
され、該遮断器が遮断される(ブロック2)。
(d) 該遮断器CBCTの遮断を確認(ブロック3)後、 (e) 甲、乙いずれの母線で事故が生じたかを判定す
るために、制御部43の制御により各母線毎の変流器から
の電流に基づき I2={IS1−(IL11+IL12+…+IL1M)}/ (IL11+IL12+…+IL1M) 及び I3={IS2−(IL21+IL22+…+IL2M)}/ (IL21+IL22+…+IL2M) の値を演算部41で演算し、判定部42で該比の値I2、I3
基準値K2、K3とがそれぞれ比較され、I2≧K2、又I3≧K3
であるかどうかの判定を行う(ブロック4)。
(f) そして前者が成立する場合は甲の母線が事故で
あると判断し、甲母線11と電源21を接続するフィーダに
挿入されている遮断器CBS1に遮断指令を送出し(ブロッ
ク5)、後者が成立する場合は乙の母線が事故であると
判断して、乙母線12と電源22を接続するフィーダに挿入
されている遮断器CBS2に遮断指令を送出する(ブロック
6)。
(e) これにより、事故が発生した母線は電源から遮
断され、母線事故検出動作が終了する。これと共に(従
来例と同様に)切り替えスイッチ(図示せず)を切り替
えて正常な母線側に総ての負荷が接続されるようにす
る。
上記(b)においてNOと判定された場合、及び(e)に
おいて上記いずれとも判定されなかった場合は、母線事
故がなかったものとして母線事故検出動作が終了する。
上記基準値K1、K2、K3は、変流器等の測定誤差を考慮し
て例えば0.1(=10%)程度の適宜の値に設定される。
上記は、母線が2重である場合について説明したが、3
重、4重等の他の多重母線配電系においても同様にして
事故母線を検出できるものであり、第4図に基づいて、
4重母線の場合の事故母線検出について簡単に説明す
る。なお、母線事故は上記2重母線の場合に準じて演
算、判定される。
総ての流入電流及び流出電流を検出して母線事故である
と判断された場合は、母線連絡部に配置された母線遮断
器CBB1、CBB2の両者に遮断指令を出して遮断し、次に甲
グループ(甲1、甲2)の母線に事故が発生したか又は
乙グループ(乙1、乙2)の母線に事故が発生したかを
判断する。例えば甲グループの母線であると判定された
場合にはそれらの連絡部にある母線遮断器CBB3に遮断指
令を出して遮断し、更に事故発生地点が甲1母線か甲2
母線かを判定する。そして甲1母線であると判定された
場合には電源21と甲母線11を接続するフィーダに配置さ
れたフィーダ遮断器CBS1に遮断指令を出力する。
なおこの場合、甲1の母線であると判定された後は該母
線のみを切り放せばよいので、母線遮断器CBB2を再投入
する投入指令を出して、母線遮断器CBB4と共に投入状態
とする。
即ち、3重以上の多重母線の事故母線検出においては、
複数母線を複数グループに分けてどのグループに母線事
故が生じたかを判定し、更にそのグループ内で事故母線
がどれであるかを判定し、最終的に1つの事故母線を特
定するよう処理すればよい。なお、上記複数グループの
それぞれにおいて、一グループ中の母線数が多い場合は
さらに必要に応じてグループ分けし、そのグループ毎に
判定できるようにし、それを繰り返す事により、1つの
事故母線を特定できる。
[発明の効果] 本発明は以上のように構成されているので、以下のよう
な作用効果を奏する。
母線接続部に後付けで母線変流器を設ける必要があった
従来例の母線保護継電装置においては、電圧が高圧、特
高、超高圧になるに従い、設置機器及び工事費が増大し
ており、また工事のタイミング、変流器の設置スペース
等を考慮して設置工事を行わなければならなかったが、
本発明においては母線接続部に電流検出手段を設ける必
要がないので、変流器設置工事の必要がなく経済的であ
りかつ設置工事のタイミング等を考慮する必要がない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の多重母線保護継電装置にお
ける配電部を示し、2重母線配電網に適応した場合の概
略回路図、第2図は上記第1図に示された配電部からの
信号を処理する母線事故検出装置の構成を示すブロック
図、第3図は上記第1図、第2図に示された実施例の動
作を説明するためのフローチャート、第4図は本発明の
他の実施例を説明するものであって、4重母線配電網に
適用した場合の配電部の概略図、第5図は従来例の多重
母線保護継電装置における配電部を示す概略図である。 11、12……母線 21、22……電源 311〜31M、321〜32M……負荷 4……事故検出装置 CTS1、CTS2、CTL11〜CTL1M、CTL21〜CTL2N……変流器 CBS1、CBS2、CBBT、CBL11〜CBL1M、CBL21〜CBL2N……変
流器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多重に接続された多重母線の事故を検出し
    て事故母線を切り放すための多重母線保護継電装置にお
    いて、 各母線の給電線及び送出線に設けられ、それぞれに流れ
    る電流を検出するフィーダ電流検出手段、 各母線の給電線及び送出線に設けられ、それぞれに流れ
    る電流を遮断するフィーダ電流遮断手段、 母線と母線の接続部に設けられた母線電流遮断手段、 母線事故検出制御手段、 上記制御手段の制御動作に基づき、上記電流検出手段の
    所定のものからの給電電流を合算した流入電流と送出電
    流を合算した流出電流との差を求め、その差と流出電流
    との比の値を求める演算手段、 上記制御手段の制御動作に基づき、複数記憶された基準
    値の中から一つの基準値が選択され、上記演算手段で得
    られた比の値と該選択された基準値とを比較し、比の値
    が該基準値以上になった場合に上記母線電流遮断手段ま
    たはフィーダ電流遮断手段に遮断指令を出力する判定手
    段、 とからなり、 上記制御手段は、 検出動作開始時に、総ての電流検出手段からの電流を読
    み込んで上記比の値を演算するように演算手段を制御
    し、それに応じた基準値を選択するように判定手段に指
    令し、かつ上記差が該選択された基準値以上であると判
    定手段で判定された場合は母線グループ間の接続部に設
    けられた母線電流遮断手段に遮断指令を出力するように
    制御し、 該母線電流遮断手段により母線が切り放された後、各母
    線グループ毎にその流入電流及び流出電流を読み込むと
    共に基準値をそれに応じて選択的に切り替え、再検出動
    作を行い、それにより事故母線を含む母線グループを特
    定するよう制御し、 特定された母線グループ内の下層母線グループ毎に再検
    出動作を行って、最終的に事故母線が特定できるよう制
    御し、 それにより、特定された事故母線の給電側のフィーダ電
    流遮断手段に遮断指令を出力するように、それぞれの演
    算手段及び判定手段を制御することを特徴とする多重母
    線保護継電装置。
JP30443289A 1989-11-22 1989-11-22 多重母線保護継電装置 Expired - Lifetime JPH07110103B2 (ja)

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