JPH071979B2 - 配電線地絡事故区間検出用継電器 - Google Patents

配電線地絡事故区間検出用継電器

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JPH071979B2
JPH071979B2 JP62119866A JP11986687A JPH071979B2 JP H071979 B2 JPH071979 B2 JP H071979B2 JP 62119866 A JP62119866 A JP 62119866A JP 11986687 A JP11986687 A JP 11986687A JP H071979 B2 JPH071979 B2 JP H071979B2
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稔 北川
一弘 佐原
秀人 川副
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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、高圧配電線において、地絡事故検出時にその
事故が保護区間内の事故であるかどうかを検出し、健全
区間を停電させることなく事故区間を他の健全区間と切
り離すために地絡事故発生方向を検出する継電器に関す
る。
〔従来の技術〕
電力供給の信頼性向上のため、従来より、配電線に事故
が生じた時に区分開閉器を順次投入して事故区間を自動
的に検出し、事故区間を切り離し、その後、事故区間以
降の区間については逆送電して他の健全区間に配電を行
うという、いわゆるDM方式が採用されている。
第5図はそのDM方式による配電系統のブロック図であ
る。DM方式の配電系統は、変電所SSの遮断器1−1〜1
−5、常閉区分開閉器2−1〜2−8,3−1,4−1,5−1,5
−2、逆送融通用の常開区分開閉器2−9,2−10,2−1
1、前記遮断器1−1によって送電されている配電線路
a,b,c,d,e,f,g,h,i、事故検出装置9及び前記各区分開
閉器の事故区間検出用制御装置7−1〜7−15により構
成されている。
従来においては、たとえば特公昭57-43021号公報に記載
された制御方法では、配電線路dに事故が発生すると事
故検出信号により変電所SSの遮断器1−1をトリップさ
せ、遮断器1−1の再閉路を待って電源側より順次、区
分開閉器2−1,2−2を投入し、次に区分開閉器2−3
により事故区間を投入した時、再度遮断器1−1がトリ
ップすることによって、事故区間dの判定を行うという
ものである。
これにより、事故停電範囲,時間の縮小,短縮等の電力
供給信頼性が図られるようになった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、この従来の方法の場合は、遮断器1−1
のトリップ後、再度遮断器1−1の再閉路によって事故
区間を検出し、再々閉路により健全区間のみに送電し、
事故区間の電源側の区間a,b,c,iに配電線1−1より送
電し、その後、負荷側の区間e,f,g,hには配電線1−4,1
−5より逆送融通を行う必要があった。前記の方法で
は、事故区間d以外の区間a,b,c,e,f,g,h,iについても
長時間の停電を伴うために電力安定供給に支障を及ぼし
ている。
近年においては、OA,FA化が進展し、高度情報化社会へ
の変貌等から、短時間の停電であっても社会に与える影
響が大となり、より高品質,高信頼度の電力供給が要望
されるようになった。この要望は、事故発生から健全区
間の配電に至るまでに1〜2回の短時間の停電を伴うと
いう従来のDM方式の機能,性能では満足できず、新しい
事故処理方式の開発が要求されている。
本発明は、このような社会的要求に鑑みてなされたもの
であり、事故区間をいち早く検出し、それが保護区間内
であるか否かを判定するための地絡事故発生方向信号を
発生する継電器を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この目的を達成するため、本発明の配電線地絡事故区間
検出用継電器は、配電用変電所母線,配電用遮断器,事
故検出装置,区分開閉器,逆送融通送電を行うための常
開区分開閉器及びそれら相互を接続する電線からなる配
電系統において、前記区分開閉器設置点における高圧配
電線の零相電圧及び零相電流のレベル及び位相に基づい
て、電源側の事故であるときにオン状態となる信号IA
負荷側の事故であるときにオン状態となる信号IB,同じ
く負荷側の事故であるときにオン状態となり、前記信号
IBが動作する前にオンとなる信号OA及び電源側の事故で
あるときにオン状態となり、前記信号IAが動作する前に
オンとなる信号OBという4つの信号を発生する構成とし
たことを特徴とする。
〔実施例〕 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。
第4図は、本発明が適用される配電線事故区間検出シス
テムの構成の一部を示すブロック図である。図におい
て、10A,10Bはそれぞれ別の系統の変電所,20−1,‥‥,2
0−3は常時は変電所10Aからの送電のために投入されて
いる常閉区分開閉器,20−4は常時は開いているが、他
の変電所10Bからの送電,すなわち逆送融通送電が必要
なときに投入する常開区分開閉器である。各区分開閉器
20−1〜20−4にはそれぞれの開閉器を投入制御し、順
次投入時に事故区間を自動的に検出して切り離す機能を
有する制御器30−1〜30−4、過電流検出器、地絡方向
継電器及び親局50との通信回路が備えられており、区分
開閉器の設置点の配電線の零相電流及び零相電圧を監視
することにより、地絡事故発生個所が区分開閉器設置点
から見て電源側か負荷側かを検出する機能を有するリレ
ー子局40−1〜40−4が設けられており、制御器30−1
〜30−4及びリレー子局40−1〜40−4からの指令によ
り各区分開閉器20−1〜20−4の投入,開放を行う。親
局50と各リレー子局40−1〜40−4間は通信,転送投入
用ケーブル60で接続されており、また、隣接する区分開
閉器設置個所のリレー子局同士は、地絡区間検出用ケー
ブル70で接続されている。
各区分開閉器20−1〜20−4にそれぞれ設置されている
リレー子局40の構成例を第1図に示す。配電線には、零
相変流器ZCT,零相電圧検出器ZPD及び過電流ロックのた
めの過電流検出用変流器CTが設置されており、その検出
信号は、それぞれ零相電流検出・波形整形回路81,零相
電圧検出・波形整形回路82及び過電流検出・波形整形回
路83に入力される。これらの回路81,82,83の出力信号は
マイクロコンピュータによるディジタル処理のため、デ
ィジタル信号として出力される。各信号は入出力インタ
ーフェース84を通してCPU85に入力される。CPU85では、
零相電流及び零相電圧のレベルを検出するとともに、そ
れら零相電流の位相と零相電圧の位相とから、地絡事故
が各区分開閉器設置個所に対して電源側か負荷側かを判
定し、これを地絡発生方向信号として出力する。以下、
ある区分開閉器に対して電源側をA,負荷側をBと呼ぶこ
ととする。
本実施例においては、地絡発生方向信号として、A側で
あるという方向信号IA,B側であるという方向信号IB,A側
でないという方向信号OA,B側でないという方向信号OB
4つの信号を各リレーの付勢信号として出力することに
している。ここで、IAとOB、IBOAとは、それぞれ同じ条
件のときに出力される信号であるが、それぞれ前者より
も後者の方が作動レベルが低くなるように設定し、且つ
速く作動するように感度設定している。第1図におい
て、86はCPU85の動作プログラムを記憶するROM、87は入
力出力インターフェース、88,89はそれぞれ制御器30に
内蔵された開閉器開放回路及び開閉器投入回路で、それ
ぞれCPU85より入力出力インターフェース87を経て開閉
器開放信号及び開閉器投入信号が与えられる。90は地絡
区間検出用論理回路、91は書き替え可能なROMであり、
零相電流,零相電圧等の動作レベルの設定値等を記憶し
ておく不揮発性の外部メモリ、92は一対の通信線を介し
て親局との通信及び地絡事故時の常開区分開閉器投入指
令信号を出力する通信回路である。前記地絡区間検出用
論理回路90は、自己の地絡方向信号と隣接する区分開閉
器の地絡方向信号との授受を行って地絡区間検出を行
い、地絡区間検出信号を発する。
第2図は、このような地絡発生信号出力機能を備えたリ
レー子局の接続方法を示したものである。ここでは、配
電線の第2区間に接続されている3つの区分開閉器20−
1〜20−3におけるリレー回路の接続を示している。各
リレー子局同士は、一対の信号ケーブル70で接続されて
いる。第2区間の接続に注目すると、区分開閉器20−1
のB側信号、区分開閉器20−2のA側信号及び区分開閉
器20−3のA側信号とが、リレーシーケンス回路で接続
されている。この回路において、PAi,PBi(i=1,2,
3)は、それぞれ直流定電流電源を示している。直流定
電流電源を用いるのは、実際の配電線に設置した場合、
区分開閉器間の距離は1〜2kmに及ぶ。このような長距
離での信号授受は信号線の抵抗分が大きく影響し、一般
の定電圧電源では電圧降下等により不具合が生じる。そ
こで、本実施例では、定電流電源を用いて、信号線の抵
抗分が大きくなっても一定の電流を供給するようにし
て、確実に信号の授受が行われるように考慮している。
いま、配電線の第2区間において地絡事故が発生した場
合、第1図のブロック図において説明したように、区分
開閉器20−1のリレー子局40−1においては、B方向に
おける事故であるので、リレー接点IB1及びOA1が閉じ
る。同時に、区分開閉器20−2については、A方向にお
ける事故であるので、IA2及びOB2が閉じる。さらに、区
分開閉器20−3のリレー子局については、同様にIA3
びOB3が閉じる。接点IB1,IA2及びIA3が閉じると、各区
分開閉器のトリップリレーTB1,TA2及びTA3が各定電圧
電源PB1,PA2及びPA3の電源で励磁され、区分開閉器20
−1,20−2及び20−3を開放させる。この場合、接点I
B1,IA2及びIA3の何れか1つが閉じれば、トリップリレ
ーTB1,TA2及びTA3の全部が励磁され、電源PB1,PA2
びPA3はそれぞれ前記全てのトリップリレーの励磁電流
を供給できるように設定されている。
一般に、電源PBi及びPAiは、それら電源が挿入されてい
るリレー回路内のトリップリレーの励磁電流を一斉に供
給できるように設定される。
次に、配電線の第1区間において地絡事故が発生したと
仮定すると、この場合には、区分開閉器20−1における
A側の事故であるとともに、区分開閉器20−2及び20−
3においてもA側の事故である。したがって、区分開閉
器20−1のリレー子局においては、リレー接点IA1及びO
B1が閉じ、区分開閉器20−2についてはIA2及びOB2が閉
じ、さらに、区分開閉器20−3のリレー子局について
は、IA3及びOB3が閉じる。このとき、前に説明したよう
に、O接点の方がI接点よりも感度が高く、かつ速く作
動するように設定しているので、接点IA2及びIA3が閉じ
る前に接点OB1が閉じることになる。このため、その後
に接点IA2及びIA3が閉じてもリレー回路の電源回路が短
絡され、したがってトリップリレーTB1,TA2及びTA3
励磁されない。したがって、区分開閉器20−2及び20−
3は開放されないことになる。一方、区分開閉器20−1
については、接点IA1が投入されることにより、開放さ
れる。このようにして、地絡事故が発生した区間に接続
されている区分開閉器のみが開放し、それ以外の区間、
すなわち健全区間には影響を与えない。
以上の動作を論理式で表すと次のようになる。
また、各区間での事故に対する方向信号の動作状態は次
のようになる。
本発明の継電器を使用して、事故区間の切り離しに先立
つ逆送融通送電により健全区間の無停電を達成する配電
システムについて説明する。第2図の説明においては、
第2区間に地絡事故が発生した場合、区分開閉器20−1,
20−2及び20−3が開放し、第3区間には電源側からの
送電が停止されるようであるが、第3区間及び区分開閉
器20−3のB側である第4区間には、事故区間の切り離
しに先立って他の配電系統からの融通送電を行う。
第3図に示すように、区分開閉器20−1のリレー子局に
は、第2区間に地絡事故が発生したときには常開区分開
閉器21−1及び21−2のリレー子局に対し、通信線60
(第4図参照)を通して投入指令信号を発信するように
設定しておく。これにより、常開区分開閉器21−1及び
21−2が投入し、第3区間及び第4区間に対する逆送融
通送電を行う。ついで、前記のように区分開閉器20−1,
20−2及び20−3を開放して第2区間を切り離す。一般
的には、地絡事故が発生すると、その系統の遮断器が遮
断するが、常開区分開閉器の投入及び事故区間の切り離
しを、遮断器の遮断時間、たとえば1秒以内に行うこと
により、遮断器を遮断させることなく事故区間の切り離
しを行うことが可能となる。
したがって、地絡事故が発生した場合においても、健全
区間を停電させることなく、継続した配電を行うことが
可能となる。
統計によると、停電事故の8〜9割は地絡事故であり、
地絡事故は少ないため、本発明のように地絡事故に対す
る無停電対策を施すことにより、ほとんどの事故に対す
る健全区間の停電を解消することができる。
〔発明の効果〕
以上に説明したように、本発明においては、地絡事故が
発生したときに、事故区間を切り離すための4つの地絡
事故発生方向信号を出力するようにしている。この信号
を用いることにより、事故区間の検出が可能となり、事
故発生後の逆送融通送電や事故区間の切り離し等を迅速
に行うことができる。したがって、電力供給の質を向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示すブロック図、第2図は本
発明の継電器を使用した事故区間検出回路の構成を示す
回路図、第3図は本発明の継電器を組み込んだ配電系統
の構成図、第4図は本発明が適用される配電線事故区間
検出システムの構成の一部を示すブロック図、第5図は
従来のDM方式の配電系統のブロック図である。 10A,10B:変電所、20−1〜20−3:区分開閉器 20−4:常開区分開閉器 30−1〜30−4:地絡方向継電器 40−1〜40−4:リレー子局 50:親局 60:地絡区間検出用ケーブル 81:零相電流検出・波形整形回路 82:零相電圧検出・波形整形回路 83:過電流検出・波形整形回路 84,87:入出力インターフェース 85:CPU、86:ROM 88:開閉器開放回路 89:開閉器投入回路 90:地絡区間検出用論理回路 91:ROM
フロントページの続き (72)発明者 川副 秀人 佐賀県佐賀市大財北町1番1号 株式会社 戸上電機製作所内 (72)発明者 池田 龍美 佐賀県佐賀市大財北町1番1号 株式会社 戸上電機製作所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】配電用変電所母線,配電用遮断器,事故検
    出装置,区分開閉器,逆送融通送電を行うための常開区
    分開閉器及びそれら相互を接続する電線からなる配電系
    統において、前記区分開閉器設置点における高圧配電線
    の零相電圧及び零相電流のレベル及び位相に基づいて、
    電源側の事故であるときにオン状態となる信号IA,負荷
    側の事故であるときにオン状態となる信号IB,同じく負
    荷側の事故であるときにオン状態となり、前記信号IB
    動作する前にオンとなる信号OA及び電源側の事故である
    ときにオン状態となり、前記信号IAが動作する前にオン
    となる信号OBという4つの信号を発生する構成としたこ
    とを特徴とする配電線地絡事故区間検出用継電器。
JP62119866A 1987-05-15 1987-05-15 配電線地絡事故区間検出用継電器 Expired - Fee Related JPH071979B2 (ja)

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