JPH1042463A - 電流差動保護継電方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の変電所間を保護対象区間とする電流差
動リレーにおいて、保護区間内に系統を分離する分割遮
断器が設置され、分割遮断器「切」の状態時には、系統
は２つのに分離されるが、一方の系統で事故が発生した
場合でも、全変電所の電流差動リレーが動作して遮断器
をトリップする。事故と無関係な系統まで遮断され安定
した電力供給上好ましくない。 【解決手段】 図１の休止端判定回路に、保護区間変更
回路５を設ける。保護区間変更回路５は、Ａ変電所から
みて分割遮断器より以遠の変電所（Ｃ，Ｂ）に、分割遮
断器「切」信号が入力したとき、１６Ｃ，１６Ｄの休止
信号を他の変電所に送出する作用をなし、この信号を受
けた他の変電所は、Ｃ，Ｄ変電所を休止変電所と判定し
て送られてきた電流データを強制的に零とすることによ
り、分割遮断器以遠の事故に影響されないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の変電所間を
保護対象区間とする電流差動保護継電方式に関し、特
に、保護区間内の運用形態によって保護区間を自動的に
切り換える機能を持つようにした継電方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の変電所間を保護の対象区間とする
電流差動保護継電方式においては、各変電所に電流差動
継電装置（以下、電流差動リレーと称す）を設け、各々
の変電所で取り込まれた電流情報をメタル又は光ファイ
バーケーブル等の伝送路で相手方の変電所に送り出し、
相手側（自分側も該当）の変電所に設置されている電流
差動リレーでは、自分が取り込んだ電流情報と相手変電
所から送られてきた電流情報の総和を演算し、差電流の
有無を検出する。

【０００３】通常は、保護対象区間に流入する電流と流
出する電流は等しいので、差電流は零となるが、保護対
象区間内で事故が発生している場合には差電流が発生す
るため、差電流の有無はそのまま事故の有無と関連づけ
ることができる。

【０００４】図５はこの従来の電流差動保護継電方式の
系統図で、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つの変電所間の送電線路
が保護対象区間とした例を示し、Ａ〜Ｄの各変電所には
夫々電流差動リレー１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄが設置され
ており、各電流差動リレーは、光ファイバー等の伝送路
２によって接続されている。

【０００５】Ａ〜Ｄの各変電所内には、電流差動リレー
によって入，切作動されるＡ端〜Ｄ端遮断器３Ａ，３
Ｂ，３Ｃ，３Ｄが設けられており、保護対象区間内、例
えばア点で事故が起きると、電流差動リレー１Ａ〜１Ｄ
は通常すべて動作し、全変電所の遮断器３Ａ〜３Ｄがト
リップされるようになっている。

【０００６】また、各電流差動リレー１Ａ〜１Ｄ内に
は、図６に示すような休止端判定回路が設けられてい
る。この休止端判定回路は、自変電所（図６ではＡ変電
所）以外の各変電所の遮断器の入，切信号（情報）と伝
送不良信号（情報）とを取り込み、抑止回路１１とＮＯ
Ｒ回路１３に並列に入力し、抑止回路１１の出力はタイ
マ１２を介してフリップフロップ回路１５のセット端子
Ｓに、またＮＯＲ回路１３の出力はタイマ１４を介して
フリップフロップ回路１５のリセット端子Ｒに入力し、
フリップフロップ回路１５から、自端伝送不良および自
端遮断器「切」のときに自端休止信号を出力する。１０
はこの休止信号発生部を示す。なお、各数字に付したＢ
〜Ｄの符号は、各Ｂ変電所〜Ｄ変電所用の回路を示し、
タイマ１２，１４に付してある数値は、オンタイムを示
している。

【０００７】この休止端判定回路は、自端遮断器が
「切」の状態の時に、遮断器と自変電所の変流器ＣＴ間
で事故が起きた場合の「盲点故障」を検出するもので、
例えば、図５のＡ端遮断器３Ａが故意に遮断されたよう
な場合には、Ａ変電所を休止変電所として取り扱い、他
のＢ〜Ｄ変電所に休止信号１６Ａを送信する。この休止
信号を受けた他のＢ〜Ｄ変電所では、Ａ端遮断器を休止
端として扱い、Ａ変電所から送られてきた電流データを
強制的に零として取り扱うようにする。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のような電流差動
継電方式では、保護対象区間が固定され、保護対象区間
内の事故で、全変電所の遮断器をトリップさせるため、
事故とは無関係の系統まで遮断される。特に、図７に示
すように、保護対象区間内に系統を分離するための分割
遮断器４が設置されている場合、この分割遮断器４が
「切」の状態の時には系統Ａ，Ｂの変電所間と、Ｃ，Ｄ
の変電所間の２つに分離される。この分離されている状
態のときに、例えば、Ｃ変電所とＤ変電所間のイ部に事
故が発生した場合、従来の方式ではＡ〜Ｄの全変電所の
遮断器３Ａ〜３Ｄをトリップさせてしまうので、事故と
無関係な系統（Ａ−Ｂ変電所間）まで切ることになる。

【０００９】より安定した電力供給の観点からこのよう
な事態は極力避けることが望ましい。

【００１０】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たもので、分割遮断器によって系統が分離されている場
合は、故障を生じた系統のみを遮断し、他の健全系統に
は影響をおよぼさないようにするとともに、分割遮断器
が入りの状態で故障が発生した場合は、分割遮断器を遮
断して系統を分離し、故障のある系統のみを遮断して安
定な電力供給に寄与する電流差動保護継電方式を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明において上記の課
題を解決するための手段は、複数の変電所間を保護対象
区間として各変電所間を伝送路で連絡し、各変電所は自
変電所で取り込んだ電流情報を他の変電所に送信すると
ともに、他の変電所からの電流情報を受信して、自変電
所が取り込んだ電流情報と他の変電所から送られてきた
電流情報の総和を演算して差電流によって事故を判断
し、事故時に各変電所の遮断器をトリップし、且つ、自
変電所の遮断器を「切」状態としたときは、休止信号を
他の変電所に送出し、他の変電所はこれを受け「切」状
態の変電所から送られてきた電流データを強制的に零と
する休止判定機能を備えた変電所の保護継電方式におい
て、前記保護対象区間に系統を分離するための分割遮断
器を設け、この分割遮断器の「切」情報で、保護区間が
自動的に切り換わるようにして遮断対象区間を最小限と
するものである。

【００１２】そして、分割遮断器によって分離された系
統の変電所は、分割遮断器の「切」情報で他の系統内の
変電所を休止変電所と判定して保護区間から外し、自保
護区間内の事故に対してのみ動作するようにする。

【００１３】また、分割遮断器「入」状態の時に事故が
発生した時は、分割遮断器を「切」状態として保護対象
区間内の系統を分離し、この「切」の情報で他の系統内
の変電所を休止変電所と判定して保護区間から外し、自
保護区間内の事故に対してのみ動作するようするもので
ある。

【００１４】更に、上記の自保護区間内の事故時に、自
端遮断器トリップ信号出力部にオンタイマを設けて、演
算時間や機構の動作時間等による信号遅れに起因する誤
動作を防止するようにする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
によって説明する。

【００１６】図１は本発明の第１の実施の形態における
休止端判定回路で、図６の従来の休止端判定回路に保護
区間変更回路５を新たに設けたものである。図１は図６
同様、Ａ変電所に設置された電流差動リレー１Ａ内の休
止端判定回路を示し、図６と同一又は相当部分には、こ
れと同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

【００１７】この保護区間変更回路５は、Ａ変電所から
みて分割遮断器４が設置されている変電所、即ち、図７
のＣ変電所およびそれ以遠のＤ変電所用の休止信号発生
部１０Ｃと１０Ｄに設けられ、該休止信号発生部１０
Ｃ，１０Ｄの入力側にＣ端遮断器３Ｃおよび４Ｃの遮断
器操作情報（信号）と分割遮断器４の「切」信号をＯＲ
回路１６および１７を介して入力し、分割遮断器４の
「切」信号Ｄ_Sが伝送路２を介して保護区間変更回路５
に入力されたとき、その信号Ｄ_SはＯＲ回路１６−抑止
回路１１Ｃ−タイマ１２Ｃ−フリップフロップ回路１５
Ｃのセット端子Ｓに、同様にＯＲ回路１７−抑止回路１
１Ｄ−タイマ１２Ｄ−フリップフロップ回路１５Ｄのセ
ット端子Ｓに入力され、フリップフロップ回路１５Ｃお
よび１５ＤからＣ端休止信号１６ＣおよびＤ端休止信号
１６ＤがＡ変電所とＢ変電所に出され、Ａ，Ｂ各変電所
では、これを受けてＣ変電所およびＤ変電所を休止変電
所と判定し、以降Ｃ変電所およびＤ変電所から送られて
くる電流データは零として取り扱う。

【００１８】このように保護区間変更回路５を設けるこ
とで、後述するように、図７の分割遮断器４が「切］の
状態で、同図イ部に事故が発生した場合は、Ｃ変電所と
Ｄ変電所の電流差動リレー１Ｃ，１Ｄが動作して、Ｃ端
とＤ端遮断器３Ｃ，３Ｄのみが遮断され、Ａ変電所，Ｂ
変電所側には何等影響を与えることがなくなる。

【００１９】図７において、分割遮断器の「切」状態の
ときに、イ部に事故が発生したとき、保護区間変更回路
５がある場合と、無い場合のＡ〜Ｄ各変電所の差電流の
演算結果及び電流差動リレーの応動の有無は、表１およ
び表２のようになる。表１は従来の継電方式で保護した
場合、表２は本発明を適用した場合を示している。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】以上の第１の実施の形態は、分割遮断器が
遮断している状態で事故が発生した場合に、遮断対象区
間を最小限に抑える方式であるが、第２の実施の形態は
分割遮断器が「入」の状態の時に事故が発生した場合、
分割遮断器を遮断させて故障区間を最小限に抑える方式
に関するものである。

【００２３】図２は本発明の第２の実施の形態における
差動電流保護方式のシーケンス回路を示し、第１の実施
の形態に更に分割遮断器操作部２０を設けたものであ
る。

【００２４】図２は、図１と同様に、Ａ変電所における
シーケンス回路を示し、分割遮断器操作部２０は、ＡＮ
Ｄ回路２１と抑止回路２２およびオンタイマ２３を有
し、ＡＮＤ回路２１は分割遮断器の「切」信号Ｄ_Sと差
電流演算・リレー判定部６の出力信号ｂを入力し、出力
信号ｄはオンタイマ２３を介して自端遮断器トリップ信
号ｅを出力する。また、抑止回路２２は、差電流演算・
リレー判定部６の出力信号ｂと分割遮断器の「切」信号
Ｄ_Sを抑止端を介して入力し、分割遮断器トリップ信号
ｃを出力する。

【００２５】図７の系統図で分割遮断器４が「入」の状
態の時にウ部で事故が発生した場合の動作について説明
すると、各変電所の電流差動リレーは次の順序で動作、
または不動作に至る。

【００２６】（１）分割遮断器「入」時に図７中のウ部
に事故が発生。

【００２７】（２）差動演算結果が表１に示すように、
全変電所ともＩ_fとなり、事故を検出する。

【００２８】（３）この時点では、分割遮断器「入」の
状態で、まだＤ_S信号はないので、差電流演算・リレー
判定部６から出力された出力信号ｂで図２の抑止回路２
２から分割遮断器トリップ信号ｃが出力される。ＡＮＤ
回路２２の自端遮断器トリップ信号は出力されない。

【００２９】（４）分割遮断器トリップ信号ｃにより分
割遮断器４が遮断される（分割遮断器４が設置されてい
ない変電所では、この出力が無効なものとなる）。

【００３０】（５）分割遮断器が「切」となり、分割遮
断器「切」信号Ｄ_Sが入力し（図２）、Ａ変電所からみ
て分割遮断器以遠の変電所（Ｃ，Ｄ）が休止変電所と判
定される。

【００３１】（６）休止変電所と判定された変電所から
送られてきた電流情報は強制的に「零」と書き換えられ
るため、事故が分割遮断器以遠で起きている場合には、
差動演算結果は零となり、リレー動作は出力されなくな
る。事故が分割遮断器よりも手前で起きている場合に
は、差動電流演算結果はＩ_fとなりリレー動作は継続し
て出力される。

【００３２】（７）リレー動作が継続して出力されてい
る場合には、図２の回路により、自端遮断器トリップ信
号ｅが出力される。リレー動作が出力されていない場合
には、自端遮断器トリップ信号は出力されないので、自
端遮断器はトリップしない。

【００３３】このように、図７のウ部で事故が発生して
場合、第２の実施の形態を適用した場合には、実際にト
リップする遮断器は、分割遮断器４，Ａ変電所のＡ端遮
断器３Ａ，Ｂ変電所のＢ端遮断器３Ｂの３箇所となり、
分割遮断器「入」の状態で事故が起きた場合でも、分割
遮断器を遮断して、健全回線を切り離すので、故障分離
区間を最小限に抑えられる。

【００３４】図３は自端遮断器トリップ信号にオンタイ
マ２３を設けて、自端遮断器トリップの誤出力を防止す
る場合のタイムチャートを示す。

【００３５】同図において、ａ〜ｅの信号は図２のａ〜
ｅ端の信号を表し、ａは電流差動リレーが取り込む分割
遮断器４の情報（分割遮断器そのものが動作した後、補
助リレーや伝送路を介して電流差動リレーに情報が取り
込まれるため、この情報は分割遮断器そのものの動作
（次のｂ）に対して若干の時間差を持つ）。

【００３６】ｆは分割遮断器そのものの応動，ｂはリレ
ー動作，ｃは分割遮断器トリップ指令，ｄは自端遮断器
トリップ，ｅは自端遮断器トリップ指令の各信号を示し
ている。

【００３７】なお、この図３は図７のウ部で事故が発生
した場合のＣ変電所に設置されている電流差動リレーの
応動を示したものである。

【００３８】図３に示すように、分割遮断器そのものが
動作したｆから、その情報を電流差動リレーが分割遮断
器切信号ａとして取り込むまでの間にはＴ₂の如く若干
の時間差が生ずる。逆に、電流差動リレーから分割遮断
器に対して分割遮断器トリップ指令信号ｃが出された場
合も、その情報が分割遮断器そのものに伝わるまでには
Ｔ₁の如き若干の時間差がある。従って、事故発生によ
り、リレーが動作した場合（ｂ）、分割遮断器に対して
トリップ指令が出されてから、確実にトリップした、と
いうアンサーが返ってくるまでは、トータルしてＴ₁＋
Ｔ₂の時間差が生じることになる。

【００３９】また、図２のシーケンス回路図において、
分割遮断器「切」の情報Ｄ_Sをもらうことにより、分割
遮断器以遠の変電所は休止変電所と判定されるが、差電
流演算・リレー判定部６の出力は判定のために若干の演
算時間を必要とするため、分割遮断器「切」の情報が取
り込まれた場合、その条件に伴ったリレー動作判定（図
２のＡＮＤ回路２１の出力ｄ）が出力されるまでには、
やはりＴ₃の如き若干の時間差が生じる。従って、分割
遮断器以遠の事故であってもＡＮＤ回路２１の出力ｄに
はＴ₃なる時間分だけＯＮになる時間帯が存在する。こ
のため、ＡＮＤ回路２１の出力側にオンタイマ２３を設
ける。もし、このオンタイマ２３がなかった場合には、
自端遮断器トリップ信号が出力され、誤動作の原因とな
る。これを防止するために、オンタイマ２３のオンタイ
ムＴの値をＴ＞Ｔ₃となるように設定すれば、図３のｅ
の如く誤動作は完全に防止される。

【００４０】図４は、図７のＤ変電所に本発明を適用し
た場合の例のシーケンス回路を示している。

【００４１】以上のように第２の実施の形態において
は、第１の実施の形態に分割遮断器操作部２０を設けた
ものであるから、分割遮断器「入」の場合には、常時の
保護は全変電所間一括で行い、分割遮断器「切」の時は
分離されている系統毎で個別に保護を行うことができ、
分割遮断器の条件によって瞬時にして一括保護か個別保
護のどちらかに切り換えることができ運用形態を変える
ことが可能となる。

【００４２】なお、上記の実施の形態は、保護対象区間
内を２系統に分離した場合について説明したが、保護対
象区間が広い場合、又は遮断区間を最小とする場合等に
おいては、分割遮断器を２以上設けて分離系統を２以上
とし、分割遮断器で切り離された系統を休止変電所と判
定して取り扱い、自系統のみを保護対象区間とすれば同
様の作用効果が生ずることは明らかである。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明は、分割遮断器の条
件を休止端判定部に盛り込むことにより、系統が分離さ
れた時でも保護区間を必要最小限に抑え、事故に無関係
な系統まで遮断するようなことがなくなる。

【００４４】また、分割遮断器「入」の場合には、保護
が全変電所間一括で行い、分割遮断器「切」の時は分離
されている系統毎で個別に保護を行う等、分割遮断器の
条件によって瞬時にして一括保護か、個別保護のどちら
かに切り換える事が可能であるから、運用形態を変える
毎に装置を設定し直す手間が一切無くなる。

【００４５】更に、分割遮断器を、装置から遮断する機
能を付加したので、分割遮断器「入」の時に起きた事故
でも、遮断対象区間を全変電所間一括保護の場合よりも
狭められる。

【００４６】また、自端遮断器トリップの信号の出力部
にオンタイマを設けることにより、分割遮断器「入」時
に分割遮断器以遠の事故で自端遮断器が誤動することが
防止される。

【００４７】等の種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の休止端判定回路。

【図２】本発明の第１の実施の形態のシーケンス回路。

【図３】本発明の説明のためのタイムチャート。

【図４】本発明の第２の実施の形態のシーケンス回路。

【図５】従来の電流差動保護継電方式の系統図。

【図６】従来の休止端判定回路。

【図７】電流差動保護継電方式の他の系統図。

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｄ…電流差動保護継電装置（電流差動リレー） ２…伝送路 ３Ａ〜３Ｄ…遮断器 ４…分割遮断器 ５…保護区間変更回路 ６…差電流演算・リレー判定部 １０…休止信号発生部 ２０…分割遮断器操作部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の変電所間を保護対象区間として各
   変電所間を伝送路で連絡し、各変電所は自変電所で取り
   込んだ電流情報を他の変電所に送信するとともに、他の
   変電所からの電流情報を受信して、自変電所が取り込ん
   だ電流情報と他の変電所から送られてきた電流情報の総
   和を演算して差電流によって事故を判断し、事故時に各
   変電所の遮断器をトリップし、且つ、自変電所の遮断器
   を「切」状態としたときは、休止信号を他の変電所に送
   出し、他の変電所はこれを受け「切」状態の変電所から
   送られてきた電流データを強制的に零とする休止判定機
   能を備えた変電所の保護継電方式において、 前記保護対象区間に系統を分離するための分割遮断器を
   設け、この分割遮断器の「切」情報で、保護区間が自動
   的に切り換わるようにしたことを特徴とする電流差動保
   護継電方式。
2. 【請求項２】 分割遮断器によって分離された系統の変
   電所は、分割遮断器の「切」情報で他の系統内の変電所
   を休止変電所と判定して保護区間から外し、自保護区間
   内の事故に対してのみ動作するようにしたことを特徴と
   する請求項１記載の電流差動保護継電方式。
3. 【請求項３】 分割遮断器「入」状態時に事故が発生し
   た時は、分割遮断器を「切」状態として保護対象区間内
   の系統を分離し、この「切」の情報で他の系統内の変電
   所を休止変電所と判定して保護区間から外し、自保護区
   間内の事故に対して自端遮断器トリップ信号を出力して
   自端遮断器を遮断するようにしたことを特徴とする請求
   項１記載の電流差動保護継電方式。
4. 【請求項４】 自保護区間内の事故時に、自端遮断器ト
   リップ信号の出力部にオンタイマを設けて、信号遅れに
   よる誤動作を防止するようにしたことを特徴とする請求
   項２又は３記載の電流差動保護継電方式。