JPS5818866B2 - デンリヨクケイトウ ノ ジコハキユウボウシソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はループ構成された電力系統が事故によりしゃ
断されループ解ダルたとき、系統間同期外れなどの重大
事故に波及するのを未然に防止する事故波及未然防止装
置を提供することを目的とする。

これまで電源、負荷が比較的密集した放射状系統におい
て、重大事故発生時、事故前の発電力と負荷の大きさを
記憶しておき、事故による電源負荷の脱落量に応じて電
源負荷を制限する電力系統安定化装置が実用に供されて
いる。

この発明は広い地域にわたって電源、負荷が分布し、こ
れらが相互に連系されループ系統を構成している系統に
適用し、ループ解列に至る重大事故発生時、事故発生地
点において連系線の事故前の汐流の方向とその大きさを
比較的簡易な電力汐流検出リレーと限時回路よりなる装
置により記憶して電源、負荷制限を行なうことによって
系統間同期外れなどの波及事故に至るのを未然に防止し
、電力系統の安定運転を連続させようとするものである
。

この発明は別の言い方をすれば電力系統の過渡安定度を
考慮した安定運転確保のための事故波及防止装置を提供
しようとするものである。

即ち、本発明の適用が意図されている電力系統は、ルー
プ構成であるから、定態的に見れば電力の需給状態はル
ープ解列の場合と言えどもバランスしており、その面か
ら見ただけでは何の対策もとる必要はないと言える。

しかしながら、ループ系統を構成する送電ルートの一つ
が解列されると、そのルートの汐流は他のルートを迂回
して流れることになる。

従って、単に定態的には需給はバランスしていると言え
るが、このことだけで放置しておくと、この電力系統の
過渡安定度は極めて悪いものとなる。

そのため、解列したルートの汐流が大きいときは、系統
全体に擾乱が拡大し、電力系統の各所の電源が次々と脱
調し、系統がかいめつすることにもなりかねない。

従って、解列したルートの事故前の汐流に見合った負荷
制限又は電源制限を行って、解列されたときは直ちに、
その解列状態においてそのルートの接続された隣接電気
所が安定運転できるようにすることが必要となる。

この発明はこの要請に応えることができる。第１図はこ
の発明が適用される電力系統図であり、１１〜１９は送
電線、０１〜Ｇ５は発電機、Ｌ１〜Ｌ１０は負荷、Ｔｒ
ｌ 〜Ｔｒ１４は変圧器、ＣＴＩ〜ＣＴ６は電流変成器
、ＰＤ１〜ＰＤ５は電圧変成器、ＣＢ１〜ＣＢ４はしゃ
断器、ＲＹＩ〜ＲＹ６はこの発明の事故波及未然防止装
置を示す。

電源、負荷が広範囲に分布している電力系統においては
、隣接変電所間で自由に電力融通ができ、末端負荷変電
所においても電圧低下が少なく、事故によって送電線が
停止しても変電所が全停することがないようにするため
第１図に示すループ系統構成が広く採用されている。

ところが第１図に示すループ構成さｄ大系統で、例えば
送電線１１に２回線故障が発生してＣＢ１〜４が開放さ
れ２回線しゃ断されれば、故障発生前１１により送電さ
れていた電力Ｐが１９→１７→１８または１９→１７→
１６→１５→１４→１３→１２のようにう回して送電さ
れるため、１部の送電線が過負荷したり、末端の負荷変
電所で系統電圧が低下したり、発電機Ｇｌ、Ｇ４．Ｇ５
と発電機Ｇ２ 、Ｇ３の間の相差角が開いて、はなはだ
しいときは系統間同期外れに移行する惧れがある。

この発明は上述の２回線故障に至る重大事故を検出して
過負荷、電圧低下、系統間同期外れなどに至るのを防止
する簡易にして確実な装置を提供するもので、第１図の
ＲＹ１〜ＲＹ６はその配置を示す。

第２図および第３図は第１図のＲＹ１〜ＲＹ５に示すこ
の発明の事故波及未然防止装置の原理と構成を示すブロ
ック図である。

同図においてＣＢ１−ｂ、ＣＢ２−ｂは第１図のしゃ断
器ＣＢＩ、ＣＢ２の補助す接点（しゃ断器開放時閉路す
る接点）、２７は不足電圧検出リレー、６４Ｖは地絡過
電圧検出リレー、１３７〜２３７は不足電流検出リレー
、ＴＬＯ〜ＴＬ３は限時回路、ＯＲはオア回路、ＡＮＤ
はアンド回路、ＲＴは２回線しゃ断検出信号、ＦＤは故
障検出信号、９１は電力汐流検出リレー、ＩＮＨはイン
ヒビット回路、Ｆ１〜Ｆ３はしゃ断負荷選択回路を示す
。

第２図は事故波及未然防止装置ＲＹのうちの故障検出回
路を示しており、故障発生前には端子ＦＤ、ＲＴは出力
無しである。

第３図はＲＹのうちの故障前電力汐流検出回路を示して
おり、第２図回路の端子ＦＤ１ＲＴの出力により制御さ
れる。

第５図は横軸に時間の経過を示し縦軸に第３図回路各部
の出力状況を示しており、この図は第４図のように時間
の経過とともに汐流電力変化したときの様子を表わして
いる。

第４図のように受電電力変化するとき、第３図の電力汐
流検出リレー９１の出力端子１が、ついで２が出力有り
となり、限時回路ＴＬ１．ＴＬ？の動作時間Ｔ１後に端
子４，５に出力有りとなる。

故障発生前に端子ＦＤに出力無しのため、端子４゜５の
出力はインヒビット回路■ＮＨ１，１ＮＨ２を介して端
子９，１０の出力となり、限時回路ＴＬ４．ＴＬ５の動
作時間Ｔ３後に端子１２゜１３に出力有りとなる。

第４図の電力変化例によれば、電力Ｐの大きさは３段目
以上のときに端子３に出力有りとなる（２段目以上のと
きに端子２に出力有りとなり１段目以上のとき端子１に
出力有りとなる。

）ので、端子３，６，１１．１４は終始出力無しである
。

尚、第５図において斜線部Ｔ、、Ｔ３は限時回路の動作
時間、斜線部Ｔ。

。Ｔ２．Ｔ４は限時回路の復帰時間である。

端子ＦＤ、ＲＴに出力無しのため、アンド回路ＡＮＤ４
、ＡＮＤ５ 、ＡＮＤ５は出力無しである。

第３図回路は通常は以上のような出力状況となっており
、例えば第１図送電線１１の故障が発生し、これが短絡
であるとき第２図の不足電圧検出リレー２７が動作して
出力し、地絡のとき地絡過電圧検出リレー６４Ｖが出力
する。

この出力は」−子回路ＯＲ１、限時回路ＴＬＯを介して
端子ＦＤを出力有りとする。

この結果、第３図インヒビット回路ＩＮＨＩ〜１． Ｎ
Ｈ３の出力は出力無しとなり、限時回路ＴＬ４．ＴＬ
、５は復帰時間Ｔ４．後に出力無しとなる。

このことは限時回路ＴＬ４ 。ＴＬ５ 、ＴＬ５によっ
て、故障発生より１３時間前の電力の大きさＰが１．故
障発生後Ｔ４時間記憶されたことを意味する。

一方、図示せぬ保護継電装置によって故障区間のしゃ断
器が開放されると、系統電圧が正常値に復し不足電圧検
出リレー２７もしくは地絡電圧検出リレー６４Ｖが復帰
する。

この結果、限時回路ＴＬＯも復帰しＴ。

時間後に端子ＦＤを出力無しとする。

以上の動作説明は、故障検出した第１図の全ての事故波
及未然防止装置ＲＹに共通に生じほぼ同時に進行するが
、以下の説明はＲＹｌとＲＹ２〜Ｒ’Ｙ６とで相違する
。

事故波未然防止装置ＲＹ１（以下単にＲＹｌという）は
、しゃ断器の開放された送電線から各種の入力を得て作
動するものであり、しゃ断器ＣＢ１．ＣＢ２の開放によ
り接点ＣＢ１−ｂ。

ＣＢ２−ｂが閉じるためアンド回路ＡＮＩ）２がＴｏ時
間だけ出力し端子ＲＴを出力有りとする。

ＲＹ２〜ＲＹ６の入力とする対象しゃ断器は開放されな
いので、これらの端子ＲＴは出力無しである。

ＲＹｌのアンド回路ＡＮＤ４ 、ＡＮＤ５はＴｏ時間だ
け全入力端子が入力有りとなり、出力端子１５．１６を
出力有りとしてしゃ断負荷選択回路Ｆ１．．Ｆ２を駆動
する。

Ｆｌ、Ｆ２が駆動されるのは、端子ＦＤに出力有り（電
力系統故障発生）かつ端子ＲＴに出力有り（二回線故障
）のときであり、しゃ断器の開放された電気所（変電所
あるいは発電所）において故障前電力に見合った電力の
負荷もしくは電源をしゃ断する。

ＲＹ２〜ＲＹ６では限時回路ＴＬＱの復帰により端子Ｆ
Ｄが出力無しとなり、インヒビット回路ＩＮＩｊ１〜Ｉ
ＮＨ，，３は端子４，５，６の出力状態を端子９゜１０
．１１に伝える。

このため限時回路ＴＬ４〜ＴＬ６はＴ３時間後に入力に
対応した出力状態となり、故障発生前と同様の状態とな
る。

以上の説明は、第１図の送電線１１に故障発生ししゃ断
器ＣＢ１〜ＣＢ４を開放したときのものであるが、送電
線１９の故障の際の誤操作によりＣＢ３ 、ＣＢ４をも
開放してしまったときの動作を以下に説明する。

但し、この場合には二回線故障の検出をアンド回路ＡＮ
Ｄ２により行なわすｊこアンド回路ＡＮＤ３で行なうこ
とのみが相違するのでこのことのみを説明すると、ＣＢ
３ 、ＣＢ４の開放により電流変成器ＣＴ１の検出する
電流が零となり不足電流検出リレー１３７．２３７がと
もに出力しアンド回路Ａ、ＮＤ １ 、 Ａ、ＮＤ ３
、オア回路ＯＲ２を介して端子ＲＴを出力有りとする。

尚、ＲＹｌではしゃ断器ＣＢ３ 、ＣＢ４の開閉状態を
監視していないのでアンド回路ＡＮＤ２は出力しない。

以上のようにして記憶された事故前汐流信号に故障検出
信号、２回線しゃ断検出信号を加えてアンド回路ＡＮＤ
４−ＡＮＤ６を動作させ第５図に示すように出力端子１
５〜１７に出力信号を与えてしゃ断負荷選択回路Ｆ１〜
Ｆ３を動作させ、しゃ断すべき負荷を選択する。

ここでしゃ断負荷回線数は轟然のことなからＦｌ＜Ｆ２
＜Ｆ３で故障前汐流の大きさが大きい程しゃ断する負荷
を増加させる必要がある。

Ｔｏ−Ｔ４は、例えばＴ。

−１°０秒、Ｔ１＝１秒、Ｔ２＝１５秒、Ｔ３−１０秒
、Ｔ４＝１５秒程度が良い。

以上は第１図のＰに示すようにＰＹｌが受電汐流を検出
している場合について説明したが、送電汐流を検出して
いる場合はしゃ断負荷選択回路Ｆ１〜Ｆ３がしゃ断電源
選択回路になり、負荷しゃ断をやるかわりに電源しゃ断
をやることになるだけで、その他については全く同様に
なる。

以上のように、本発明では、事故前汐流の時々刻々の変
化を常時監視しながら、電気所間の連絡が断たれたのを
検出して汐流に応じた負荷制限または電源制限を行うか
ら、系統運用上極めて好都合な制御ができ、一つの事故
が全系統に影響を及ぼすというような事態を確実に回避
することができる。

例えば、発電機Ｇ２に接続された電気所が送電線１１よ
り電力Ｐ１を受電していた状態で４１開放されれば、Ｐ
ｌは１．９，１７．ｌ！６．ｌｊ５゜１４．１３３，１
２のルートでこの電気所に受電されることとなり、この
結果一部ルートの過負荷、過電流を生じ、かつ二電源間
の位相差拡大による動揺、脱調が予想されるが、本発明
では受電の際に負荷をしゃ断してしまうので電力Ｐ１の
逆流回り込みを生じないので、これらが問題とならない
。

送電しているときは電源をＰｌだけしや断するので、送
電線１２にＰ１分送電することによる常置を生じず過度
安定度改善される。

尚、これらしゃ断により定態的には電力過不足となるが
、これは発電機側のガバナ機構により吸収される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用されるべき系統の例を示す単線図
、第２図、第３図は本発明の実施例を示すブ七ツク図、
第４図、第５図は本発明を説明するための波形図である
。 符号の説明、ｌ・・・・・・送電線、Ｇ・・・・・・発
電機、Ｌ・・・・・・負荷、Ｔｒ・・・・・・変圧器、
ＣＴ・・・・・・変流器、ＲＹ・・・・・・電力系統の
事故波及防止装置、ＣＢ−ｂ・・・・・・しゃ断器補助
す接点、２７・・・・・・不足電圧検出リレー、６４・
・・・・・地絡過電圧検出リレー、１３７ 、２３７・
・・・・・不足電流検出リレー、ＴＬ・・・・・・限時
回路、Ａ付Ｄ・・・・・・アンド回路、ＯＲ・・・・・
・オア回路、ＲＴ・・・・・・２回線しゃ断検出回路、
ＦＤ・・・・・・故障検出信号、９１・・・・・・電力
汐流検出リレー、ＩＮＨ・・・・・・インヒビット回路
、Ｆ・・・・・・しゃ断負荷選択回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一つの電気所から引出された二つの送電ルートが他
   の電気所と接続されてループ系統を構成する電力系統の
   適宜の電気所に設置される電力系統の事故波及防止装置
   であって、電力系統に故障の発生したことを検出する故
   障検出手段、該故障検出手段が出力した際に前記送電ル
   ートの故障発生前の汐流方向と大きさとを出力する汐流
   検出手段、自己電気所に接続された送電ルートが断され
   たことを検出する分離検出手段、送電ルートの分離が検
   出されたときにこの送電ルートについての前記汐流検出
   手段の汐流方向からこの送電ルートに接続された電気所
   の負荷もしくは電源を選択し、その汐流の大きさから負
   荷もしくは電源のしゃ断量を定めてしゃ断するしゃ断制
   御手段、とから構成されることを特徴とする電力系統の
   事故波及防止装置。