JPH0729699Y2

JPH0729699Y2 - 方向短絡継電器

Info

Publication number: JPH0729699Y2
Application number: JP10928088U
Authority: JP
Inventors: 和徳西村
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1988-08-20
Filing date: 1988-08-20
Publication date: 1995-07-05
Anticipated expiration: 2003-08-20
Also published as: JPH0230235U

Description

【考案の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この考案は、電力会社から供給される電力系統と、需要
家が自家発電により供給する自家発電系統とを共用する
電力線連係系統における保護用に使用される方向短絡継
電器に関する。

（ロ）従来の技術近年、ガスエンジンやガスタービン等の原動機より発電
機を駆動し、電力を構内負荷に供給するとともに、原動
機の排熱を利用して暖房、給湯あるいは冷房を行うCGS
（Co−Generation System）が普及しつつある。このCGS
の発電容量は需要家の総消費電力をまかなうものではな
く、電力会社から供給される電力量と併用しており、電
力系統と自家発電系統の電力線が連係されている。この
電力供給システムでは、電力の供給信頼度、電力品質、
公衆及び作業者の安全、電気設備の保全確保のため、需
要家構内事故（短絡・停電）で受電端のしゃ断器を動作
させるのみならず、電力系統、停電においても、これを
検出し、発電機を系統から解列する必要がある。本願出
願人はこれらの機能を果たす保護システムを開発中であ
る。方向短絡継電器は、この保護システムに採用される
機器の１つである。

方向短絡継電器は、電力供給ラインの電圧を検出し、検
出電圧が整定値以下である場合に出力を出す不足電圧検
出部と、電力供給ラインの電流を検出し、検出電流が整
定値以上である場合に出力を出す過電流検出部と、前記
検出電圧と前記検出電流の位相判別により、前記電力供
給ラインを流れる電流の方向が所定の方向である場合に
出力を出す位相判別部と、前記過電流検出部、不足電圧
検出部及び位相判別部の各出力の論理積出力に応答し、
電力供給ラインのしゃ断器を断するリレーを駆動する出
力回路とからなるものであり、例えば、電力系統側で短
絡事故が生じた場合、発電機側から電力系統に向けて、
過大電流が流れ、電圧が降下するので、この方向短絡継
電器では、不足電圧検出回部で、電圧が低下したことを
検出し、過電流検出回部で短絡電流が流れたことを検出
し、さらに位相判別回路で発電機から電力系統に向けて
の電流であることを判別し、これらの論理積条件の成立
で、電力系統の短絡事故発生を知り、出力回路を動作さ
せてリレーをオンし、しゃ断器を断して、発電機から電
力系統に電力が供給されるのを停止する。

（ハ）考案が解決しようとする課題電力会社と需要家との距離はまちまちである。したがっ
て、電力系統での短絡事故の発生場所は、時には受電端
から近距離である場合もあれば、遠距離である場合もあ
る。事故発生場所が近距離の場合は、過大電流が流れる
とともに、電圧も比較的大きく降下するので、過大電
流、不足電圧及び位相の条件成立で動作する上記方向継
電器でも動作する。しかし、事故発生場所が遠距離の場
合、電圧がそれほど降下しないか、あるいは瞬間的に降
下して、その後すぐに通常値近くに復帰するので、上記
三条件を満たさず、動作しないことがある。すなわち、
上記方向短絡継電器では、遠距離の短絡発生を検出し得
ず、保護しきれない場合があり、電力会社側から需要家
側に、遠距離の短絡発生でもこれを検出して発電機の開
閉器を断し、逆流の防止を要請された場合に、この要請
に応じ得ないという問題がある。

そこで、不足電圧検出部を設置せず、検出された電圧
は、位相判別用にのみ使用し、過電流検出と位相判別の
みで動作させることも考え得るが、もっとも不足電圧検
出を条件に加えたのは、需要家の電源によっては、力率
改善のための進相コンデンサを設けているものがあり、
このような電源で負荷が軽くなると、電流が進み側とな
り、あたかも、発電機側から電力系統に電流が流れてい
るのと同様の位相関係になり、継電器が動作してしまう
おそれがある。この場合、不足電圧検出を条件にしてい
ると、電圧はむしろ負荷が軽くなると上がり気味になる
ので、誤動作が回避できるためである。したがって、一
般的には、不足電圧検出を動作条件にしておく方が望ま
しい。

この考案は、上記問題点に着目してなされたもので、渦
電流検出、位相判別、不足電圧検出を三条件成立で動作
するものにおいて、短絡事故が遠距離であるため、電圧
降下が瞬間的であり、すぐに比較的大なる電圧に復帰す
る場合でも、短絡事故を検出し、動作して、電力系統ラ
インのしゃ断器を断し得る方向短絡継電器を提供するこ
とを目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用この考案の方向短絡継電器は、電力供給ラインの電圧を
検出し、検出電圧が整定値以下である場合に出力を出す
不足電圧検出部と、電力供給ラインの電流を検出し、検
出電流が整定値以上である場合に出力を出す過電流検出
部と、前記検出電圧と前記検出電流の位相判別により、
前記電力供給ラインを流れる電流の方向が所定の方向で
ある場合に出力を出す位相判別部と、前記過電流検出
部、不足電圧検出部及び位相判別部の各出力の論理積出
力に応答し、電力供給ラインのしゃ断器を断するリレー
を駆動する出力回路とを備えるものにおいて、前記不足
電圧検出部の不足電圧検出出力を記憶する不足電圧検出
記憶回路と、この不足電圧検出記憶回路の出力と前記不
足電圧検出部の出力を入力として受ける論理和回路とを
備え、この論理和回路出力と、前記過電流検出部の出力
及び前記位相判別部の出力との論理積出力で前記出力回
路を動作させるようにしている。

この方向短絡継電器では、受電端から遠距離の地点で短
絡事故が発生し、瞬間的に電圧が整定値以下に低下し、
不足電圧検出部がこれを検出すると、この不足電圧検出
が不足電圧検出記憶回路に記憶される。そのため、電力
供給ラインの電圧がすぐに通常レベル近くに復帰して
も、論理和回路を通じて不足電圧検出記憶回路の出力
と、過電流検出回路の出力と位相判別回路の出力の論理
積が取れ、これにより出力回路が動作し、リレーをオン
して、電力供給ラインのしゃ断器を断する。

（ホ）実施例以下、実施例により、この考案をさらに詳細に説明す
る。

図面は、この考案の一実施例を示す方向短絡継電器の回
路ブロック図である。この方向短絡継電器１は、三相の
電力供給ライン２から、電源トランスPT及び変流器CTを
介して、三相の電圧分及び電流分を取込むようになって
おり、不足電圧検出部、過電流検出回路部及び位相判別
回路は、相毎に個別に備えている。

Ｒ相の不足電圧検出部4_Rは、入力トランス11_R、過入力
保護回路12_R、電圧増幅回路13_R、遅延回路14_R、絶対値
増幅回路15_R、不動作電圧を整定し、整定不動作電圧以
上の場合に論理“0"を出力し、整定不動作電圧より小さ
い場合に論理“1"を出力する不動作電圧整定回路16_R、
波形整形回路17_R、この波形整形回路17_Rが出力される不
足電圧検出信号を記憶する不足電圧検出記憶回路18_R、
波形整形回路17_Rと不足電圧検出記憶回路18_Rの出力を入
力に受けるOR回路19_Rから構成されている。

Ｒ相の過電流検出部5_Rは、入力トランス21_R、過入力保
護回路22_R、検出された電流が整定動作電流以上の場合
に論理“1"の状態信号を出力する動作電流整定回路2
3_R、電流増幅回路24_R、波形整形回路25_R、絶対値増幅回
路26_R及び波形整形回路27_Rから構成されている。

不足電圧検出部4_RのOR回路19_Rの出力と、過電流検出部5
_Rの波形整形回路27_Rの出力がAND回路31_Rに入力されてい
る。

また、不足電圧検出部4_Rの遅延回路14_Rより、電圧分を
導出し、過電流検出部5_Rの波形整形回路25_Rから電流分
を導出し、電圧分に対する電流分の位相を判別する位相
判別回路32_Rを備えている。電力供給ライン２におい
て、発電機側から電力系統側に電流が流れている場合に
は、この位相判別回路32_Rの判別結果に応じ、位相判別
回路32_Rより発電機側から電力系統側への電流であるこ
とを示す論理“1"の信号を出力する。AND回路31_Rの出力
と位相判別回路32_Rの出力がAND回路33_Rに入力されてい
る。したがって、これらのAND回路31_R、33_Rで不足電圧
検出、過電流検出、逆方向電流の三条件の論理積をと
り、一致をチェックしている。説明は省略するが、他の
Ｓ相、Ｔ相に関する回路構成も同様となっている。

AND回路33_Rの出力は、OR回路35を経て動作時間整定回路
36に入力されている。他の相のAND回路33_S、33_T（図示
せず）の出力も同様にOR回路35に入力されている。動作
時間整定回路36は、上記三条件に一致する信号が、OR回
路35から入力されると、整定時間後に、その信号を出力
する回路である。この動作時間整定回路36の後段に、こ
の動作時間整定回路36からの動作信号を受ける出力回路
37、この出力回路37によって駆動される出力リレー38及
び動作表示灯39を備えている。

また、この方向短絡継電器１は、バッテリ３より入力さ
れるバッテリ電圧のノイズを除去するノイズ除去回路5
1、バッテリ電圧を定電圧化し、各回路に供給する定電
圧回路52を備えている。

なお、出力リレー38の接点接続端子X_a、X_b、X_cは、図示
していないが、バッテリで駆動されるトリップコイルが
接続される。また、接点接続端子ａ、ａには、警報器が
接続される。端子M₁、M₂は不足電圧検出部4_R、4_S、4_Tの
機能除外端子であり、この端子M₁、M₂が押しボタンスイ
ッチ、あるいはリード線で短絡されると、電圧増幅回路
13_R、13_S、13_Tが内部短絡され、波形整形回路17_R、1
7_S、17_Tから不足電圧検出を示す信号が強制的に出力さ
れる。つまり、端子M₁、M₂の短絡で不足電圧検出部の機
能が除外され、動作条件から無視されるようになってい
る。

上記方向短絡継電器１において、電力供給ライン２に通
常の電力が供給されている場合、取り込まれる電圧は整
定不動作電圧以上であり、電流は整定動作電流以下であ
る。そのため、不足電圧検出部4_Rの波形整形回路17_R及
び過電流検出部5_Rの波形整形回路27_Rの出力はいずれも
論理“0"であり、したがって、AND回路31_R、33_Rの出力
も論理“0"となる。つまり、動作信号が出力されない。
したがって、出力回路37が動作せず、動作表示灯39も点
灯しないし、出力リレー38もオンしない。この場合、リ
レー接点38aは、常閉接点X_bのままなので、トリップコ
イルには電流が流れない。

電力供給ライン２の電力系統側で短絡事故が生じると、
発電機側から短絡事故地点に向けて、短絡電流が流れ、
電圧も低下する。そのため、不足電圧検出部4_Rでは整定
不動作電圧以下の電圧を検出し、波形整形回路17_Rより
論理“1"を出力する。また、過電流検出部5_Rでは、整定
動作電流以上の過電流を検出するため、波形整形回路27
_Rより論理“1"を出力する。さらに、遅延回路14_Rからの
電圧分と波形整形回路25_Rからの電流分の位相を比較す
る位相判別回路32_Rは、発電機側から電力系統向けの電
流なので、論理“1"を出力する。そのため、不足電圧検
出、過電流検出及び方向判別の三条件が一致し、AND回
路31_R、33_Rは論理“1"を出力する。つまり動作信号を出
力。この場合、この動作信号が動作時間整定回路36を経
て、出力回路37に入力され、出力回路37が動作して、出
力リレー38をオンし、動作表示灯39を点灯する。出力リ
レー38のオンで、リレー接点38aは常開接点X_aに投入さ
れ、トリップコイルに電流が流れ、これにより電力供給
ライン２のしゃ断器を断する。また、リレー接点38bの
常開接点も投入されるので警報器も動作する。

受電端よりかなり遠距離からの電力供給であり、かつ遠
距離で短絡事故が発生すると、発電機側から電力系統に
向けて比較的大なる電流が流れるため、過電流検出部5_R
は、やはり、論理“1"の信号を出力する。しかし、電力
供給ライン２の電圧分は、短絡事故で瞬間的に整定値よ
り低下するが、すぐに通常レベルに復帰する場合があ
る。この場合、波形整形回路17_Rは不足電圧検出で瞬間
的に論理“1"を出力するが、すぐに論理“0"の出力とな
る。したがって、波形整形回路17_Rの瞬間的に論理“1"
となる出力では、動作時間整定回路36を経て、出力回路
37に動作信号が入力されず、出力回路37は動作しない。
しかし、波形整形回路17_Rの瞬間的な論理“1"出力は不
足電圧検出記憶回路18_Rに記憶され、整定動作時間以上
は保持される。そのため、不足電圧検出記憶回路18_Rの
記憶出力が、OR回路19_RよりAND回路31_Rに入力される。
これにより、過電流検出部5_Rの出力、位相判別回路32_R
の出力及びOR回路19_Rの出力、つまり不足電圧検出部4_R
の出力が揃い、AND回路31_R、33_Rでその論理積が取れ、
動作信号としてOR回路35、動作時間整定回路36を経て、
出力回路37に入力され、出力回路38が動作して出力リレ
ー38をオンし、トリップコイルに電流を流して、電流系
統ライン２の発電機側と電力系統側のしゃ断器を断す
る。

（ヘ）考案の効果この考案によれば、不足電圧検出部の不足電圧検出出力
を記憶する不足電圧検出記憶回路と、この不足電圧検出
記憶回路の出力と、前記不足電圧検出部の出力を入力に
受ける論理和回路を備えて、この論理和回路の出力と、
過電流検出部の出力及び位相判別部の出力との論理積で
動作するようにしているので、短絡事故が遠距離で発生
し、電圧が瞬間的に整定値以下にしか低下しない場合で
も、その瞬間的な検出を記憶保持しているから、出力回
路が確実に動作し、事故を検出でき、正しく電力供給ラ
インのしゃ断器を断し、保護機能を果たし得る。

【図面の簡単な説明】

図面は、この考案の一実施例を示す方向短絡継電器の回
路ブロック図である。 1:方向短絡継電器、2:電力供給ライン、4_R・4_S・4_T：不
足電圧検出部、5_R・5_S・5_T：過電流検出部、18_R・18_S・
18_T：不足電圧検出記憶回路、19_R・…・:OR回路、31_R・
33_R:AND回路、32_R：位相判別回路、37:出力回路、38:出
力リレー、

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】電力供給ラインの電圧を検出し、検出電圧
が整定値以下である場合に出力を出す不足電圧検出部
と、電力供給ラインの電流を検出し、検出電流が整定値
以上である場合に出力を出す過電流検出部と、前記検出
電圧と前記検出電流の位相判別により、前記電力供給ラ
インを流れる電流の方向が所定の方向である場合に出力
を出す位相判別部と、前記過電流検出部、不足電圧検出
部及び位相判別部の各出力の論理積出力に応答し、電力
供給ラインのしゃ断器を断するリレーを駆動する出力回
路とからなる方向短絡継電器において、前記不足電圧検出部の不足電圧検出出力を記憶する不足
電圧検出記憶回路と、この不足電圧検出記憶回路の出力
と前記不足電圧検出部の出力を入力として受ける論理和
回路とを備え、この論理和回路出力と、前記過電流検出
部の出力及び前記位相判別部の出力との論理積出力で前
記出力回路を動作させるようにしたことを特徴とする方
向短絡継電器。