JPS5831814B2 - スポットネットワ−ク受電設備におけるプロテクタヒュ−ズとプロテクタしゃ断器との間の３相短絡保護方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複数回線の配電線よりそれぞれネットワーク
変圧器、プロテクタヒユーズおよびプロテクタしゃ断器
を介してネットワーク母線に電力を供給するようなスポ
ットネットワーク受電システムに関し、特にプロテクタ
ヒユーズとプロテクタしゃ断器との間の３和室全短絡時
の保護方式を提供せんとするものである。

第１図は公知のスポットネットワーク受電設備の一結線
例を単線結線図にて示すもので、１で暗示した電力会社
の変電所より複数回線、たとえばＡ Ｉ 、Ａ ２．１
６．３で示す３回線の配電線で受電し、各回線よりたと
えば１つの需要家向けに１００゜２００．３００で示す
フィーダを引出す。

各フィーダには順に断路器１０１，２０１，３０１、ネ
ットワーク変圧器１０２，２０２，３０２、プロテクタ
ヒユーズ１０３，２０３，３０３ よびプロテクタし
ゃ断器１０４，２０４，３０４が接続され、ネットワー
ク母線４に共通接続される。

５はティクオフしゃ断器、Ｌは当該需要家の負荷を一括
して示したものである。

プロテクタしゃ断器１０４，２０４，３０４の開閉を司
るものはネットワークリレー１０５゜２０５．３０５で
ある。

これらば＝般に構造的に同−構成のもので良いので、以
下ネットワークリレー１０５のみについて説明すると、
１０６はフィーダの電流を検出するＣＴ（変流器）、１
０７はプロテクタしゃ断器１０４の極間電圧を検出する
ためのＰＴ（計器用変圧器）、１０８はフィーダ捷たは
ネットワーク母線４の電圧を検出するＰＴ（計器用変圧
器）、１０９は方向継電器、１１０は位相継電器である
。

プロテクタヒユーズ、プロテクタしゃ断器およびネット
ワークリレーの三者で構成されるネットワークプロテク
タには上述したもののほかに種々の形式のものがあるが
、いずれも逆電力しゃ断特性、差電圧投入特性釦よび無
電圧投入特性を備えていなければならないことは周知の
通りである。

これらの特性のうち、逆電力しゃ断特性はプロテクタヒ
ユーズとプロテクタしゃ断器との保護協調との関係で、
事故点に応じて一般に次のように設計されている。

即ち、第１図に■で示すように配電線Ａｌｔたはフィー
ダ１００のうち変圧器１０２より電源側にむいて事故が
発生した場合には、順方向電流に対しては電力会社のし
ゃ断器がトリップし、他の配電線釦よび他のフィーダか
らフィーダ１００を通して流れる逆方向電流に対しては
、方向継電器１０９の作用により逆電力を検出してプロ
テクタしゃ断器１０４をしゃ断する。

■で示すようにネットワーク母線４またはこれとプロテ
クタしゃ断器との間で事故が発生した場合には、各フィ
ーダのプロテクタヒユーズ１０３゜２０３．３０３が溶
断する。

■で示すように負荷側で事故が発生した場合は、ティク
オフしゃ断器５または図示しないヒユーズにより保護が
行なわれる。

■で示すようにネットワーク変圧器１０２とプロテクタ
ヒユーズ１０３との間で事故が発生した場合には、順方
向は電力会社のしゃ断器が、逆方向は主としてプロテク
タヒユーズ１０３がしゃ断責務を負う。

問題は■で示すようにプロテクタヒユーズ１０３とプロ
テクタしゃ断器１０４との間（厳密にいうとプロテクタ
ヒユーズ１０３とＣＴ１０６との間）で事故が発生した
場合であるが、１線昔たは２線地絡のようにいずれかの
相に電圧が残っている場合には方向継電器１０９が逆電
力を検出してプロテクタしゃ断器１０４をトリップさせ
ることができる。

ところが、３相完全短絡のように方向継電器の電圧入力
が１つたく無くなってし１うと、方向継電器は動作をす
ることができず、故障電流がプロテクタしゃ断器１０４
のしゃ断能力範囲のものであったとしても、プロテクタ
しゃ断器１０４にてはしゃ断ができなくなる。

そこで従来はプロテクタヒユーズとプロテクタしゃ断器
との間の三相完全短絡事故に対しては、健全フィーダの
プロテクタヒユーズ２０３，３０３により保護すること
にしていた。

この場合配電線ｊ！６．１から流れ込む故障電流はプロ
テクタヒユーズ１０３でしゃ断される。

ところで、一方このように■の地点の事故に対して健全
側のプロテクタヒユーズで保護を行なうことは、スポッ
トネットワークシステムの利点を損なうことになる。

即ち、プロテクタしゃ断器１０４でしゃ断ができる。

ならば、負荷りには健全フィーダを介して給電を続行す
ることが可能な筈であるからである。

捷た、■の地点で完全三相短絡事故が発生した場合、プ
ロテクタしゃ断器１０４はヒユーズ２０３，３０３が溶
断する１で大電流に耐えねばならず、従って短時間耐量
の大きなしゃ断器を用いなければならないという欠点を
有する。

そこで、本発明は第１図の■の地点の三相完全短絡事故
時にもプロテクタしゃ断器１０４をトリップさせること
が可能となるようにして、健全側のフィーダのプロテク
タヒユーズのしゃ断を防止し、かつ短時間耐量の小さな
しゃ断器を用いることを可能とすることを目的とするも
のである。

この目的は、本発明によればプロテクタしゃ断器１０４
〜３０４にプロテクタヒユーズ１０３〜３０３とプロテ
クタしゃ断器１０４，３０４との間の金相完全短絡事故
時においても当該プロテクタしゃ断器をトリップさせる
ことのできる機能を持たせることにより遠戚される。

上述の機能を持たせるための手段として、本発明にむい
てはプロテクタしゃ断器に瞬時動作電流要素と短限時動
作形電流要素とを具備させ、前者の動作電流値をプロテ
クタしゃ断器を流れる順方向最大電流値より大きな値に
選び、後者の短限時特性を前記動作電流値より小さな電
流領域において持たせるようにする。

これらの要素は保護継電器技術に釦いて周知の技術をそ
の壕１用いることができる。

たとえば瞬時動作形電流要素としては、プロテクタしゃ
断器を流れる電流寸たはそれに比例する電流を流すコイ
ルと、このコイルを巻装する鉄心と、この鉄心に連なる
ヨークと、コイルおよび鉄心にて惹起される電磁力によ
って吸引される接極子と、との接極子を付勢するばねと
から成るものを用い、接極子の動作に基づいてトリガ用
の爪を外してしゃ断器の電極を開離させるようにすれば
よい。

渣た短限時動作要電流要素としてはこれに公知の時間遅
れ機構を付加すれば足りる。

これらの要素の電流値の決定のしかたについて以下図面
を参照して説明する。

第２図Ａは本発明によりプロテクタしゃ断器に具備させ
られる瞬時訃よび短限時動作要電流要素の電流時間特性
を示すもので、■３は瞬時動作電流値、■４は短限時特
性の下限値である。

この図でイばしゃ断器の不動作領域口は短限時動作領域
、ハは瞬時動作領域である。

■１はプロテクタしゃ断器を流れる順方向最大電流値で
、■３〉■１なる関係が保たれることが必要である。

その理由は、さもないと負荷側の事故時にティクオフし
ゃ断器よりも先にプロテクタしゃ断器がトリップしてし
１う恐れがあるからである。

瞬時動作電流値■３の上限は、プロテクタしゃ断器の仕
様により自ずと決するもので、その短限時しゃ断可能な
最大電流値以下の値である。

第２図Ｂはネットワークリレーの動作特性をきわめて原
理的に示したもので、■２はネットワークリレーが動作
するに足る母線残留電圧の存在する事故状態にむいて予
想される最大事故電流値である。

つ寸りこの電流値よりも大きな電流値ではネットワーク
リレーの正規の動作が保証できない（多くの場合電圧が
きわめて小さいために方向継電要素が正常に働かない）
という値である。

図でば■２のところで真上に立上っている特性線として
示されているが、これは便宜上のもので実際にはある傾
斜をもった非線形曲線として示される。

さて、第２図Ｂでは電流値■２が第２図Ａの電流値■３
よりも大きく示されているが、これは第３図Ａむよ
びＢに示すように、■２がＩ３ よりも小さくても構わ
ない。

因みに第３図Ａは第２図Ａと１つたく同じ曲線を示すも
のである。

しかしながら、この電流値■２は電流値■４ よりも犬
でなければならない。

換言すればネットワークリレーが正常に動作し得る最大
電流値■２は第２図Ａにいう短限時領域口重たは瞬時動
作領域ハにあれば良い。

第２図Ｃおよび第３図Ｃばこれらの二つの一ケースにつ
いての合成動作曲線を示したもので、第２図Ｃについて
みると、プロテクタしゃ断器の瞬時動作電流値Ｉ３以下
ではネットワークリレーによるトリップが行なわれ、■
３以上ではプロテクタしゃ断器自体の瞬時動作形電流要
素の働きでトリップが行なわれることになる。

ここで電流値■２以下に釦いてプロテクタしゃ断器の短
限時領域がネットワークリレーの動作領域と重複してい
るが、これはネットワークリレーの動作領域がずれて、
万が−Ｉ２〈■３のようになった場合でも、プロテクタ
しゃ断器自体による短限時トリップを可能ならしめると
いう利点を生む。

第３図は逆に積極的に■２〈■３とした場合であるが、
この場合の総合動作特性は第３図Ｃに示すようにネット
ワークリレーの動作領域、プロテクタしゃ断器の短限時
領域、およびプロテクタしゃ断器の瞬時動作領域の順に
形成される。

さて、第２回転よび第３図から判ることは、短限時領域
口を設けたために、プロテクタしゃ断器の瞬時動作電流
値とネットワークリレーの正常動作の可能な最大電流値
の選定がきわめて楽になるということである。

即ち、単にプロテクタしゃ断器に瞬時動作形電流要素を
付加したものにおいては、ネットワークリレーの保護領
域とプロテクタしゃ断器自体による瞬時しゃ新領域との
間に非保護領域ができないように、第２図でいえば■３
〈■２が必ず守られるように全体の設計を慎重に行なわ
なければならないが、本発明によれば、たとえ第３図Ａ
、Ｂのような特性を選んだとしても上記非保護領域が形
成されずに短限時領域でカバーされるので、設備の設計
がきわめて容易となる効果が存する。

このように、本発明によれば、プロテクタヒユーズとプ
ロテクタしゃ断器との間の完全三相短絡事故の如く、ネ
ットワークリレーが動作し得ない領域、即ち第２図Ｂ１
第３図Ｂの電流値■２ より右側の領域にち−いても
、プロテクタしゃ断器自体によるトリップが可能となり
、従って健全フィーダのプロテクタヒユーズの無駄な溶
断ないし劣化が避けられると共に、短限時特性を持たせ
ることにより、より一層全体の設備設計を容易ならしめ
る利点があり、実用に供すれば多大の効果が期待できる
ものである。

なか、プロテクタしゃ断器にさらに第４図に示すように
、より低電流領域で長時限特性を加味し。

ていわゆる三元トリップ機能を持たせると、ネットワー
クリレーの後備保護的な役割が期待できるので大変好都
合である。

【図面の簡単な説明】

第１図はスポットネットワーク受電設備の結線図、第２
図ないし第４図は本発明の詳細な説明するための電流時
間特性線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数回線の配電線よりそれぞれ順次ネットワーク変
   圧器、プロテクタヒユーズち−よびプロテクタしゃ断器
   を直列に有してなるフィーダを介してネットワーク母線
   に電力を供給するスポットネットワーク受電設備であっ
   て、フィーダ電流、プロテクタしゃ断器極間電圧釦よび
   フィーダ寸たはネットワーク母線の電圧を入力としてプ
   ロテクタしゃ断器を開閉するネットワークリレーを備え
   たものに釦いて、プロテクタしゃ断器自体に、プロテク
   タしゃ断器を流れる順方向最大電流値より大きな瞬時動
   作電流値を持つ瞬時動作要電流要素と、前記瞬時動作電
   流値以下の電流領域で短絡時動作する短限時動作要電流
   要素とを具備させたことを特徴とするスポットネットワ
   ーク受電設備に釦けるプロテクタヒユーズとプロテクタ
   しゃ断器との間の３和室全短絡保護方式。