JPS60148321A - 電気系統の故障検出方式 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電気系統の故障検出方式に係シ、特に分岐式
直流多端子送電等の電気系統の故障検出に好適な故障検
出方式に関する。

〔発明の背景〕

従来性われている２端子直流送シにおける送電線等の電
気系統の故障検出の一方式を第１図にょシ説明する。第
１図において、１０は直流送１線、２１．２２は交流を
直流に、または直流を交流に変換する交直変換装置で、
この場日、説明を簡単にするために交直変換装置２１は
交流を直流に変換する順変換装置とし−Ｃ１また２２は
直流を交流に変換するインバータ（逆変換装置）として
運転するものとする。３１．３２は直流−流を平滑する
ための平滑リアクトルである。

このような２端子直流送電において送電線１０の例えば
１点で地絡事故が発生すると、送電１深の順変換装置２
１の出力端側に設けられた直流電流検出器ＣＴＩの電流
Ｉｒは増〃口し、送電線１ｏのインバータ２２の入力端
側に設けられた直流−流検出器ＣＴ２の′ε流■４は減
少する。従って、電流Ｉｉの減少時に動作する電流減少
検出器４１と電流１ｒの増加時に動作する電流増加検出
器５１とを設けて、これが同時に動作したことをアンド
回路６１で検出して故障検出を行う。この概略動作を第
２図のタイミングチャートに示す。送電方向が逆となっ
た場合は、以上とは逆に゛１Ｅ流■ｒが減少し、電流■
ｒが増加するので、直流電流検出器ＣＴ　１の出力端に
は゛電流減少検出器を直流電流検出器ＣＴ２の出力端に
はｉｉｆ　１７１を増加検出器を設けて、これらの出力
の論理和をとることにより送電方向が逆となった場合も
検出が行える。

しかし、このような検出方式を第３図に示すような直流
多ｙ１Ｍ子送′成の送電線に適用すると多数の１θ流屯
流検出器を必要とし、また送電線が長い場合には検出信
号を送る高速の進１ｄ装置が必要不可欠となるので好ま
しくない。

〔発明の目的〕 本発明の目的は上述した従来技術の問題点を解消し、簡
単な構成で高速な応答がえられ、かつ経済的な眠気系統
の故障検出装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

分岐式直流多端子送電等において送電線等の電気系統の
故障検出を行う場合、従来のように送電線等の電気系統
の両端に電流検出器を設けて電流の増減を調べなくても
、それぞれの送電線等の一気系統の分岐点端にのみ電流
検出器を設け、この電流検出値の増減から送電線等の一
気系統の故障検出ができることが計算及びアナログシミ
ュレータによるシミュレーション結果から判った。即ち
、送電線等の電気系統事故時の１ａ流検出値の増加。

減少は運用系体（潮流方向）が決まると故障が生じた送
電線等の一気系統と１対１に対応する。

本発明は上記知見に基づいてなされたものであシ、送電
線等の一気系統の途中に分岐点をもつ直流多端子系統に
おいて°、分岐点における各送電線等の電気系統の分岐
点端の電流を検出し、これらの個々の送′ｒ４Ｌ＃等の
一気系統の電流の増加、減少状態から送電線等の眠気系
統の故障１′ｕ別を行うことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

本発明の実施例を第３図乃至第７図に基づいて説明する
。第３図には分岐式直流多端子送電系統の構成が示され
ておシ、同図において１１，１２゜１３は送電線、２１
，２２．２３は交直変換装置、３１．３２．３３は平滑
リアクトル、ＣＴＩ〜ＣＴ３は分岐点Ｂにおける各送電
線１１〜１３の分岐点端における電、流を検出する直流
ｅｔ電流検出器１００は直流電流検出器１１〜１３の検
出出力及び交直変換器２１〜２３からの運転状態（順変
換器運転まだはインバータ運転）を示す指令Ｃ１〜Ｃ３
を取シ込み各送′屯線の故障を検出し、故障判別信号ｆ
１〜ｆ３を出力する故障検出回路である。

交直変換装置２１．２３が順変換装置、２２がインバー
タとして動作するときのｓ’ｉＸ　’ＥＷ線１１゜１２
．１．３の各点ｆｌｙ’２ｐ　Ｉ３で地絡事故が生じた
場合の送電線の分岐点Ｂ端に設けた直流電流検出器ＣＴ
Ｉ〜ＣＴ３の検出値１１　、　Ｉ２　。

Ｉ３の増減を表１に示す。

表１ 表中十は電流の増加、−は減少を示す。例えば送祇勝１
１の地絡故障時は送電線１１の分岐点端に設けられた電
流検出器ＣＴＩの出力′電流■１及び送電線１２の電流
検出ｄｉ　ＣＴ　２の出力電流■２は減少し、送電線１
３の電流検出器ＣＴ３の出力電流Ｉ３は増加する。この
出力電流の増減は直流系統の運用系体（潮流方向）が決
址ると送電線事故とは１対１に対応するので表１に示す
ような電流検出値の増減パターンを用いて、送ｌ線の故
障検出を行うことができる。

表１の場合におけるｆｌ　（送゛亀線１１の故障）。

Ｉ２　（送電線１２の故障）、及びｆｓ　（送電線１３
の故障ンを出力する故障検出装置を第４図に示す。同図
において人力の１１＋１２、及びＩ３は送電ｉｌｌ、１
２，１３の送電線の分岐点端に設けられた電流検出器Ｃ
Ｔ　１〜ＣＴ３の検出値である。４１，４２．４３はそ
れぞれ、電流ＩＩ。

１２　、Ｉｓの減少状態を検出する電流減少検出回路、
５１，５２．５３はそれぞれ電流１１＋Ｉ＊＋Ｉ３の電
流増加状態を検出する電流増加検出回路でいずれも電流
の減少状態または増加状態が検出されたとき適当な幅の
論理１１　、”信号を出力する。

６１．６２．６３はアンド回路で、アンド回路６１は電
流工１及びＩ２が減少し、電流工３が増加したときにア
ンド条件が満たされ、論理″′１″信号を出力する。従
って送電線１１における故障を検出することができる。

同様にアンド回路６２は電流ＩＩ　、Ｉ２及びＩ３が増
加したときアンド条件が満たされ論理６１″信号を出力
する。従って送電線１２における故障が検出できる。ま
たアンド回路６３はＩｔが増加し、且つ電流■２及びＩ
３が減少したときアンド条件が満たされるので、このと
き論理”１’信号を出力し、送４＃１３の故障検出が行
われる。

以上の故障検出装置では各送電線の分岐点端に電流検出
器を設け、この検出値の増減から送ｆＥａの故障を検出
するものであったが、更に簡単に第３図に示した直流送
電系統の場合には２つの送電線の分岐点端に設けられた
゛４流検出器の検出値から送電線の故障を検出できる。

これは１に流の大きさと方向を考えると、 Ｉｔ　十Ｉ２　十ｉａ　”０ となシ、３分岐の場合は二つのｒに流検出直から他の電
流検出値がまることによる。例えば、第３図において送
電線１１０分岐点端に設けられた電流検出器の検出値■
ｌと送電線１２の電流検出値工２とから、送電線の故障
を検出する揚台の故障検出装置を第５図に示す。図中、
第４図と同じ山号のものは同じ回路である。アンド回路
７１はＩｆの減少と工２の減少によシ出カバ１”を出し
、従って送電線１１の故障が検出できる。アンド回路７
２はＩＮの増加と１２の増加によシ出力”１＃を出すた
め送電線１２の故障検出が行える。まだ、アンド回路７
３は■！の増加、１２の減少により出力”′１”金出す
ため送電線１３の故障検出が行える。

このように第４図に比奴して回路構成が簡単であシ、経
通的でるる。

尚、送−線故障時と変換所内の事故、例えば変換器の転
流失敗等とは送電線の′「ａ流の増減状態が異なるので
、変換所内の事故とは区別して送電線の故障を検出する
ことができる。

以上、直流送電線の分岐が３分岐の場合について説明し
たが、分岐数が増加した場合も以上で述べたと同様釦、
各々の送、１腺の分岐点端に電流検出器を設け、送電線
事故によるこの電流検出値の増減が運用系体（Ｉ′１ｌ
）ｊ流の方向）によって一義的に決まるので、前もって
増減のパターンに従って故障・検出装置を構成すること
にｊ：炉検出できる。また、第６図に示すように分岐点
が２ケ所、またはそれ以上から成る揚陸も、各々の分岐
点ＢＩ＋Ｂ２において上述したと同様にして直流電流検
出器Ｃｉ’　１〜Ｃ’Ｉ’　６及び故障検出装置１００
．１０１を構成することにより送電線の故障検出を行う
ことができる。

尚、以上の説明では直流系の潮流方向が一定の場合に限
って説明したが、潮１）ｆＵ力方向夏化しても′電流増
減は前もってパターン化できるので、これによシ簡単に
検出できる。例えば第３図において交直変換装置２３が
順変換器、２１．２２がインバータとなった場合は事故
時の屯ｖ’＋ｔ　Ｊ’ｊｌ誠のパターンは表２のように
なる。

表２ 従って、この場合は第５図に示した故障検出装置に入力
される直流電流検出器ＣＴＩの出力電流■！を反転、即
ち電流増加検出回路５１は電流減少検出回路と同様な動
４作をし、−流減少検出回路４１は電流増加検出回路と
同様な動作をするように構成することによシ簡単に検出
できる。

すなわち、Ｍ３図において運用系体が変化しても送′亀
線故障が検出できる装置は第７図のようになる。図にお
いて第５図と同じ番号のものは同じものを示している。

８１．８２は交直変換装置２１．２２の運転状態を示す
指令、即ち順変換器運転か、インバータ運転かの指令Ｃ
Ｉ、Ｃ２に応じて入力の電流Ｉｔ、Ｉｓを反転する切替
回路で、２１が順変換器運転のときは入力Ｉｆはそのま
ま出力され、インバータ運転のときは入力Ｉｔは反転さ
れる。まだ、２２がインバータ運転のときは入力Ｉ２は
そのまま切替回路８２から出力され、順変換器運転のと
きは入カニ２が反転されて出力される。

従って、又直変換装置２１がインバータ運転されている
ときは、アンド回路７１はｌ！の増加、Ｉ２の減少によ
って動作（６１＃を出力する）し、送電線工１の故障を
検出することができる。また、アンド回路７２はＩｌの
減少、Ｉｉの増加によって動作し、送４腺１２の故障を
検出することができ、アンド回路７３　ａ　Ｉ　ｌの減
少Ｉ２の減少によって動作し、送電線１３の故障を検出
することができる。

〔発明の効果〕

本発明では従来における送電線故障検出装置のように、
送電線の両端に一流検出器を設ける必要がないため、信
号やシとシのための通信装置幌は必要なく、低コストで
信頼性の高い電気系統故障検出方式が得られる。

尚、以上の説明では送電線を分岐した電気系統の場合に
ついて説明したが、送電線に限らず直流線が分岐してい
る箇所、例えば周波数変換所にも適用できることは明ら
かである。

【図面の簡単な説明】

第１図は２端子直流送亀系統における送電線の故障検出
の従来方式を示すブロック図、第２図は第１図における
各部の動作状態を示すフローチャー）、第３図は本発明
が適用される分岐式直流多端子送電系統の構成図、第４
図は３図における故障検出回路の構成を示すプ目ツク図
、第５図は故障検出回路の他の構成例を示すブロック図
、第６図は本発明が適用される分岐式直流多端子送電系
統の他の例を示す構成図、第７図は送電系統の潮流方向
の変化を考慮した故障検出回路の構成を示すブロック図
である。 １０〜１４・・・送電線、２１〜２４・・・交直変換装
置、３１〜３４・・・平滑リアクトル、ＣＴＩ〜ＣＴ６
・・・直流電流検出器、４１〜４３・・・電流減少検出
回路、５１〜５３・・・電流増加検出回路、６１〜６３
゜７１〜７３・・・アンド回路、８１．８２・・・切替
回路、ｔｏｏ、ｉ、ｏｉ・・・故障検出回路。 代理人　弁理士　鵜沼辰之 ｓｔ 活？口 ｆ−Ｊ３　口 第１頁の続き ＠発明者　管厚　昭− 日立市幸町３丁目１番１号　株式会社日立製作所日立研
究所内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、を気系統途中に分岐点をもつ直呼多端子系統におい
   て、分岐点における各電気系統の分岐点端の電流を検出
   する手段と、該電流検出手段の検出出力を取シ込み、電
   気系統の潮流方向に応じて定まる分岐点の各電気系統の
   故障時における電流の増減パターンから電気系統の故障
   判別を行い、故障判別信号を出力する故障検出回路とを
   少なくとも具備することを特徴とする電気系統の故障検
   出方式。 ２、前記電流検出手段は分岐点における電気系統の総数
   よ９１本、少ない数の各・−気系統の分岐点端の電流を
   検出することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の電気系統の故障検出方式。