JPS5972932A - 環線系統の保護継電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、環線系統（ループ状送電系統）の保護を司る
保護継電装置に関するものである。

従来のｉ線系統の保護継電装置の構成を第１図に示す。

図示例は４需要家の場合であって、電源変電所Ｔと４個
所の需要家Ｄ１〜Ｄ４の母線１を送電線２によりループ
状に結んだ系統を６区間に分けて表示線（パイロットワ
イヤ）継電器（短絡用。

地絡用）′３により像画する構成としている。この場合
、変電所Ｔには事故検出のための継電器（不足電圧継電
器及び地絡過電圧継電器）４を設置している。なお、５
は各需要家Ｄ１〜Ｄ４の変圧器である。

第２図は上記構成の保護継電装置のトリップシーケンス
を示すもので、短絡事故時には事故検出た地絡事故時に
は事故検出継事器４の地絡過電圧継電器の接点４Ｇと表
示線継１器３の地絡保護出力接点３Ｇが共に閉路したと
きに引外しコイルＴＯが励磁さ几るようになっている、 この表示線継電器方式での整定は、保護区間の最遠端故
障で確実に動作トリップを行い、需要家２次側故障（Ｃ
Ｔの交差接続により表示ＩＷ継電器の採暖範囲内となる
）では絶対圧動作トリップをしないことが必要であり、
その整定条件は次の通りである。

条件１．　（表示線継電器（短絡用）に関して）像映区
間内の最小短絡電流〉整定値〉冊要家２次側の最大短絡
を流 条件２．（不足電圧継電器に関して） 一端魂源で最遠端故障時の電源変電所ｆ１１線電圧〈整
定値く需要家２次側故障時の電源変電所母線電圧 と仁ろで、需要家設備の容量増加・大形化に伴う特高需
要家の２次側故障電流の増大（変圧器の％インピーダン
スが小さくなるため）により条件ｌの右側の不等号の関
係（これを条件１−１とする）Ｖ満足させることが難し
くなり１表示線継電器（短絡用）を不要動作させる恐れ
がある。このため、表示線継電器（短絡用）と組合せ℃
いる不足電圧継電器は必ず条件２の右側の不等号の関係
（こ几を条件２−２とし、左側の不等号の関係を条件２
−１とする）Ｖ満足させる必要がある。

しかし、条件２−１を満足させるためにはループ亘長に
、また条件２−２′ｌＬ−満足させるためには変圧器の
％インピーダンスに起因する設備限界な生じる。第３図
（ａ）ｔｂ）はこの関係を示すもので、電源変電、所の
短絡容量とループ亘長１％インピーダンスとの関係！示
しており、斜線側であれば条件２７５を満足できるが、
図から明らかなように短絡容量とループ亘長の関係（第
３図（ａ）　）　、短絡容量と％インピーダンスの関係
（第３図（ｂ））は相反しており、不足電圧継電器の整
定値を大とすると、斜線範囲は一方では広くなり、他方
では狭くなる。

即ち、第１図に示すように保護区間の′を流検出を行う
ＣＴ（変流器）が交差接続されているので、第４図に示
す線路ｌ故Ｆ１．母線事故Ｆ２及び変圧器５より負荷側
の事故Ｆ、の区別をすることは原理的に難しく、従来は
保護継電器の動作感度（条件１゜条件２）の整定゛によ
り事故Ｆｌ　ａ　Ｆ２と事故ＦｉＹ区別していたが、線
路区長や変圧器５の容量、　ｉｉ、源の帰路容量などに
太き（影響さ扛るため、適用に大幅な制限が必要であっ
た。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、保護区間の
１流検出を行’５ＣＴを非交差接続として線路保護と需
要家母線保護を区別して行う一方、母線保護要素として
市、流補償付の不足電圧継電器を電源変電所に設置する
ことにより、保護感度の向上と設備限界の引上げが図れ
る環線系統の保護継電製電を提供することを目的とする
。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。

第５図〜第７図（ａ）　（ｂ）は本発明の一実施例を示
すもので、１−１〜１−４は需要家Ｄ１〜Ｄ４の母線、
２−１〜２−５は送電線であり、これらと電源変電所Ｔ
Ｖｃよりループ状の送電系統が構成さｎ、ｆＥ線１−１
〜１−４には該当する需要家の変圧器５−１〜５−４が
接続さｎでいる。

６−１〜６−５は線路保護用の表示線継電器（短絡用、
地絡用）、７−１〜７−４は需要家ｆｆｌ線保咳用の表
示線継電器（短絡用、地絡用）であり、線路保護用の継
電器６−１〜６−５は送電線２−１〜２−８の両端部に
各々設置したＣＴ８−１〜８−１０の中の保嫂担当区間
のものから入力を受ける。また、母線保護用の継電器７
−１〜７−４は保護すべき母線の両側のＣＴから入力を
受ける。

９は事故検出部であって、不足＊ｆＥ継′α器、地絡過
電圧継電器、′に流補償付不足電圧継′這器を備えてお
り、電源変電所ＴＫ設置して、ＣＴ８−１゜８−１０か
ら電流情報１＋　＋　ｉｔｏ　Ｙ、またＦＴＩＯから電
圧情報Ｖを受けるようにしている。この事故検出部は宿
、流補償付不足電圧継櫂１器を備えたことが従来の事故
検出継電器４（第１図）と異なっており、その部分の概
要を第６図（ａ）　（ｂ）　？参照しながら説明する。

ＩＩ流補償付不足電圧継電器９Ｂは、設置点（変電所Ｔ
）から需要家りまでの線路インピーダンス２とＣＴ、Ｆ
Ｔ（計器用変圧器）より得られや電流、１！圧情報ｉ、
ｖを用いた演算式 １式％ が需要家母線故障を検出する原理式であり、その特性を
第６図（ｂ）に示す。電流基準において、母線事故Ｆ２
では動作域（斜線を施した円内）に入り、需要家２次側
故障Ｆｉｌ＃線路事故Ｆ１では図に示すようになり、動
作域外となる。即ち、需要家母線故障と需要家２次側故
障の区別が可能になる。

前記＋ｎ式ケ第５図の各需要家Ｄ１〜Ｄ４σ）母線１−
１〜１−４に適用すると次のようになる。ただし、５〜
＄Ｂは送電線２−１〜２−５σ〕インピーダンスである
。

母線１−１用：　ｌ　ｖ−ｚｌ・１１１≦Ｋ　あるいは
ｌ　ｖ　−（ｚ２＋ｚＢ＋ｚ４＋ｚｇ　）ｉｔ　ｏ　ｌ
≦に母線１−２用：　ｌ　ｖ　−（ｚ＜＋ｚ２）ｉｔ　
Ｉ≦にあるいはｌ　ｖ　−（ｚｓ＋ｚ４＋ｚ５）１１ｏ
　ｌ≦に母線１−３用；ｌ　ｖ　−（ｚ１＋ｚ２−１−
ｚＢ）１１１≦にあるいはＩ　ｖ　−（ｚａ＋ｚ５）　
１＋　ｏ　ｌ≦に母線１−４用：　ｌ　ｖ　−（ｚ１＋
ｚ２＋ｚｓ＋ｚ４）ｉｔ　Ｉ≦にあるいは１ｖ−ｚ５＊
Ｌ１＠ｌ　≦に 第７図（ａｔ　（ｂ）はトリップシーケンスを示すもの
で、線路保護用では第７図（ａ）に示すように短絡事故
時には事故検出部９の不足電圧継電器の接点９日と線路
保護用の表示線継電、器６−１〜６−５の短絡保護出力
接点６Ｓが共に閉路したとき、まに地絡事故時には事故
検出部９の地絡過′α圧継電、器の接点９Ｇと表示線継
電器６−１〜６−４の地絡保護出力接点６Ｇが共に閉路
したとき引外しコイルＴＣが励磁されるようになってい
る。また、母線係挿用では第７図ｆｂ）に示すように短
絡事故時には事故検出部９のｔ流補償付不足電圧継電器
の接点９Ｂと表示線継電器７−１〜７−４の短絡保護出
力接点７日とが共に閉路したとき、また地絡事故時には
事故検出部９の地絡！’ｉｔ圧継電器の接点９Ｇと表示
線継電器７−１〜７−４の地絡保護出力接点７Ｇか共に
閉路したとき引外しコイルＴＣが励磁さｎるようになっ
ている。

次に、動作について述べる。線路事故の場合には表示線
継電器６−１〜６−５はＣＴａ−１〜８−１０からの１
１￥’、　ｒ＋ｔｕ　１１ツ報１１〜ｉ＋ｏ　　に基づ
いてどσ】区間であるかと、短絡か地絡かとを判定し、
相当する出力接点６Ｓまたは６ＧＹ閉路閉作動せる。ま
た、検出部９においては、短絡事故であわば不足電圧継
電器、地絡事故であｎば地絡過電圧継電器が動作する。

この結果、事故の生じた区間の両端の遮断器の引外しコ
イルＴＣが励磁され、遮断動作が行われる。

一方、母線事故の場合には表示線継電器７−１〜７−４
によって事故点と種類の判定が行われるとともに、検出
部９の電流補償付不足電圧継電、器が動作し、事故母線
の両側の遮断器か動作する。

上記各保護動作は線路保護と需要家母線保護に区別して
行われるので、各々の保護感度が者しく同上する。また
、区別によって条件２−１を調定する整定値の増大が可
能となり、保護するループ亘長を大幅に伸ばすことがで
きる。しかも５条件２−２が需要家母線保護の電流補償
付不足電圧継電器で代用することができるので、需要家
変圧器５−１〜５−５０％インピーダンスを下げること
が可能、つまり需要家の設備容量の増大が可能となり、
設備限界の引上げが図れる。

第８図は本発明の他の実施例を示すもので、保護区間の
電流検出な行うＣＴａ−１〜８−１０を非交差接続とす
ることは前記実施例と同様であるが、各需要家Ｄ４〜Ｄ
４毎に伝送装置１Ｎ−１〜１１−４を設置し、各１！鑞
情報１２〜ｉｏ’Ｙ変電所Ｔに設置した中央処理装置１
２に送り、中央処理装置１２において他の電流情報１＋
　＊　１１ｏ　　やＰＴｌＯからの重圧情報Ｖとともに
一括して保護処理。

トリラフシーケンス処理を行うよ５にしている。

保−処理は第５図に示したことと同様のことを。

トリップシーケンスも第７図（ａ）　ｆｆ１）と同様の
ことを行う。ただし、この場合には、負荷電流１Ｌ、〜
ＬＬａの影曽を考慮して電流補償付不足電圧継１「器の
動作式を次のようにしてもよい１゜ 母線１−１用：Ｉｖ−ｚｌ・ｉｌｌ≦にあルイはｌ　ｖ
　−（ｚ２・ｉ４＋ｚｓ・ｉ４＋ｚ４・ｉＢ＋ｚ５・ｉ
＋ｇｌ≦に母線１−２用：　Ｉ　ｖ　−（ｚｔ　・ｉ＜
＋ｚ２　・ｉｓ）　Ｉ≦Ｋ　あるいはｌ　ｖ　−（ｚｓ
・ｉ４＋ｚ４・ｉＢ＋ｚ３・１１（１）≦に母線１−３
用：　Ｉ　ｖ　−ｈｌ　ｅｉｔ＋ｚｚ　４１ｓ＋Ｚｓ＋
ｉｓ）　Ｉ≦にあ８＾まｌ　ｖ−（ｚ４・ｉ６＋ｚ５・
１ｔｏ）　ｌ≦　Ｋ母線１−４用：　Ｉ　ｖ　−（ｚ＋
・ｉ＜＋ｚ２・ｉｇ＋ｚ３．１５＋ｚ４．１７’）ｌ≦
にあるいは　ＩＶ−Ｚｓ・１１ｇ１≦に なお、各ＣＴの電流情報を伝送装置ｃｙ介して中央処理
装置に送る場合には、ディジタル化し、こｆ′Ｌ、′？
１１′光ファイバーケーブル、同軸ケーブル、対撚通信
ケーブルなどを用いて伝送する。

以上のよ）に本発明によれば、環線系統の保瞠区間の電
流検出を行う保穫区間端のＣＴｖ非交差接続として条件
１の制約をなく１１代わりに母線保護機能を設けてこれ
に電流補償付不足電圧継電器７組込んで条件２の制約を
なくしたので、各々の保障感度の向上が因れるとともに
、設備限界の引上げに大いに寄与できるなど著効な奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の環線系統の保−継１Ｈ埠置の
一例ン示す系統構成図及びトリップシーケンス回路図、
第３図は電源短絡容量とループ亘長。 需要家変圧器の％インピーダンスとの関係Ｖ説明するた
めの特性図、第４図は事故点による保護動作の難易を説
明するための系統図、第５図は本発明に係る環線系統の
保護１１軍装置の一実施例ケ示す系統構成図、第６図（
ａ）　（ｂ）は同実施例における事故検出部の構成要素
としての電流補償付不足電圧継電器の動作原理説明図及
び特性図、第７図は同実施例におけるトリツブシーケノ
スの回路図、第８図は本発明の他の実施例を示す系統構
成図である。 １−Ｉ　Ｎ１−４・・・需要家母線、２−１〜２−５・
・・送電線、５−１〜５−４・・・需要家変圧器、６−
１〜６−１５・・・線路保護用の表示線継電器、７−１
〜１−４・・・需要家母線保護用の表示線継電器、８−
１〜Ｂ−１Ｏ・・・ＣＴ、９・・・事故検出部、ｌＯ・
・・ＰＴ。 １１−１〜１１−４・・・伝送装置、１２・・・中央処
理装置。 第１図 第２図 第３図 （ａ）　　　　　　（ｂ） 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｆｉ＋　　環線系統の各保障区間の端部で電流検出を行
   って表示線継電器の入力とする一方、電源変電所に不足
   電圧継電器、地絡過電圧継電器を事故検出要素として設
   置したｆｆｉ線系統の保護継電装置において、採暖区間
   の電流検出を自区間の両端で行って線路保護、と需要家
   母線保護を分離するとともに、電流補償付の不足電圧ｌ
   ｉｌ！市器Ｖ需要家母線の保護要素として′電源変電所
   に設置したことを特徴とする環線系統の保護継電装置。