JPS6027259B2 - 負荷選択遮断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は負荷選択遮断装置に係り、特に電子計算機等の
演算装置を用いて確実で信頼度の高い負荷選択遮断を行
うに好適な負荷選択遮断装置に関する。

第１図は一般的な電力系統の系統図で、同図中１は発電
機Ｇ，主遮断器Ｍ旧，区分遮断器２，３から成る電力会
社の大電源容量の変電設備、４は需要家の受配電設備、
ＣＭは他の需要家である。

また、５は前記受配電設備４に於ける受電用遮断器、６
は自家用発電機、７は前記自家用発電機６の出力側の遮
断器、Ｌ１，Ｌ２〜Ｌｎは負荷、Ｆ１，Ｆ２〜Ｌｎは前
記各員荷Ｌ１，Ｌ２〜Ｌｎの入力側遮断器、８は受電電
力を検出するアナログ変換器、９，１０，１１は前記各
負荷Ｌ１，Ｌ２〜Ｌｎの電力を検出するアナログ変換器
である。かかる構成に於いて、発電機Ｇからの電力は各
需要家につながる送電線の区分遮断器２，３を介して配
電されるが、区分遮断器２からの電力は受配電設備４に
供聯合される。前記受配電設備４に於いては、受電用遮
断器５を介して前記変電設備１からの商用電源の受電を
行い、同時に自家用発電機６を並列運転して、この自家
発電々力を遮断器７を介して給電し、遮断器ＦＩ．Ｆ２
〜Ｆｎを介して負荷Ｌ１，Ｌ２〜Ｌｎを運転する如き電
力運用が行なわれる。この様な電力運用を行う場合、大
容量電源を有した変電所１からの送電停止が発生すると
、受配電設備４の全運転負荷量を自家用発電機６でまか
なう事となり、この時自家用発電機６の容量や出力より
も負荷量が多い場合は過負荷となる。

この時に、何ら対策を行なわなければ、遮断器７が引き
外されて受配電設備４の全停に至る事となる。かかる不
具合を解消する為に、従来から電子計算機等の演算装置
を用いた負荷選択遮断装置が用いられて来た。これは、
第１図に示したアナログ変換器８，９，１０，１ １を
通じて電力検出を行し、、検出データから遮断すべき負
荷Ｌ１，Ｌ２〜Ｌｎを演算に依って求め、変電設備１か
らの送電停止時には演算結果に塞く負荷選択遮断を行っ
て自家用発電機６の出力にバランスする重要負荷の転を
継続しようとするものである。第２図は従来の負荷選択
遮断装置のブロック図を示すもので、同図中２１は演算
装置、２３は実行タイミングコントロール装置、２３は
遮断電力判定用演算装置、２４は遮断フィーダー判定用
の電力比較演算装贋、２５は選択遮断フィーダーセツト
出力装置、２６はアナログデータスキャン装置、２７は
負荷の遮断順位を決定するディジタルデータメモリ、２
８は前記ディジタルデータメモリ２７に負荷の遮断順位
を設定するディジタル入力装置である。

かかる藤成に於いて、前記アナログデータスキャン装置
２６はアナログ変換器８，９，１０，１１から各系統の
電力に応じた信号入力が行なわれる。

一方、前記ディジタルデータメモリ２７に対しては負荷
の重要度に基き、ディジタル入力装置２８から遮断順位
が入力設定される。前記実行タイミングコントロール装
置２２ぱタイミング信号をサンプリング周期毎に出力し
、仮に系統電力が変化してもサンプリング周期毎に電力
のアナログデータの読み込み演算を行なわせ、選択遮断
フィーダ−のセットと遮断すべき電力値のバランスを行
なわせるものである。アナログデータスキャン装置２６
に依って読み込まれたデータは演算装置２３に与えられ
、遮断電力値の判定の為に用いられる。この様にして得
られた判定データは電力比較演算装置２４に与えられる
が、ここで前記アナログデータスキャン装置２６からの
各フィーダの電力データとディジタルデータメモリ２７
からの遮断順位データに従って、フィーダ電力の和の比
較演算が行なわれ、遮断電力とバランスするフィーダ数
に対応するまでの負荷選択が行なわれる。選択遮断フィ
ーダーセット出力装置２５に於いては、前記電力比較演
算装置２４の出力に基いて、遮断選択フィーダセツトを
行い、それ以外のフィーダをリセツトして選択選択出力
２９としている。そして、第２図に示す如き負荷選択遮
断装置を有する受配電設備４に於いては、変軍設備１か
らの送電が停止した場合、遮断選択出力２９に基いて遮
断選択フィーダを瞬時に遮断して自家用発電機６の出力
と運転負荷量のバランスを保ち、重要負荷の運転を継続
する事が出釆るものである。しかしながら、かかる負荷
選択遮断装置に於いては、電力系統の故障発生中に電力
のアナログ変換信号のサンプリングが行なわれると、故
障中の乱れた電力アナログデータが取り込まれる事とな
る為、時として誤まった選択遮断が行なわれ、電源出力
と負荷量のアンバランスに依り過負荷を生じて、設備の
全停に至る危険があった。この事を、第３図のタイムチ
ャートに従って更に詳細に説明する。

ちなみに、同図ａは系統故障の影響区間、ｂは故障検出
及び競列信号、ｃは電力のアナログ変換データ、ｄは電
力アナログデー夕のサンプリング時間、ｅは選択遮断フ
ィーダーのセット出力タイミング、ｆは負荷選択タイミ
ング、ｇは系統運転の状態をそれぞれ示すものである。
なお、第３図ｇ中、１は商用、自家用並列運転期間、川
ま自家用単独運転期間である。今、第３図ａのｔぷ寺‘
こ、変電設備１の遮断器１と受配電設備４の受電遮断器
５の間の送電線に於いて、短絡故障が発生した場合を仮
定する。

この故障検出は受配電設備４の保叢継電器（不図示）の
動作に依って行なわれるが、この検出時間は第３図ｂに
示す如く、区間毎の保護協調時間ｔａに依って決まるも
のである。例えば、変電設備１の遮断器３を介して給電
される需要家ＣＭの送電線に於ける故障は変電設備１で
検出して遮断器３を遮断する訳であるが、この場合受配
電設備４側では故障発生から遮断器３の引き外しまでに
要する時間に対応した遮断協調時間が必要とされており
、長い場合は秒単位の時間となる事もある。ところで、
前に仮定した故障区間に於いて、ある時間けこ電力系統
の短絡故障が発生して、第３図ｂの時間に故障検出及び
解列信号が出力されるものとする。演算装置２１に於い
ては、第３図ｄに示す如きサンプリング時間Ａ，Ｂ，Ｃ
毎に電力アナログデータのサンプリングを行い、時間ｔ
ｄ後に選択フィーダーのデータが出力され、選択出力２
９は第３図ｃに示す如く、更新されてゆく。ところが、
サンプリング時間Ｃは故障継続中に対応し、故障発生か
ら時間ｔｂ後に電力データのサンプリングが終了する為
、それからｔｄ時間後には、選択出力２９は故障中の電
力アナログデータＷＦに基〈選択フィーダーのセット出
力に切換わる。なお、故障発生時点ｔｏから時間ｔａ後
には、故障検出回路（不図示）が動作して、故障系統の
解列と負荷選択遮断が行なわれる為、時間ｔａ，ｔｂ，
ｔｄの関係に於いて、ｔａ−ｔｂ＞ｔｄ 【
１１が成立すると、故障中の電力アナログデータＷＦに
基く選択フィーダーセット出力〇に依り負荷選択遮断が
行なわれる事をなり、自家用発電機６の電源出力に対す
る負荷量の遮断不足となる。

即ち、第３図の例に依れば、受電々力ＷＲＬ，発電機出
力をＷＧＬとすれば、停止する受電々力値ＷＲＬ′分の
遮断不足となる。従って、自家発電機６の過負荷保護機
能に依り、受配電設備４の全停に至る可能性がある。従
って、本発明の目的は上記従来技術の欠点を無くし、電
力系統の故障に依り受電々源が解列して負荷選択遮断を
行うに当って、常に故障発生以前の正常電力アナログデ
ータに依る演算出力の選択フィーダセット出力を確保し
て、受配電設備の全停を防止し、重要負荷の運転継続を
可能とした負荷選択遮断装置を提供するにある。

第４図は本発明の一実施例に係る負荷選択遮断装置のブ
ロック図で、同図中１３は電力比較演算装置２４の出力
を一定時間遅延させて選択遮断フィーダーセット出力装
置２５に与えるタイムデレー回路である。

ちなみに、第２図と同一符号で示される部分は、一又は
相当部分を示すものである。かかる構成に於いて、アナ
ログデータスキャン装置２６はアナログ変換器８，９，
１０，１ １から各系統の電力に応じた信号入力が行な
われる。

一方、ディジタルデータメモリ２７に対しては負荷の重
要度に塞き、ディジタル入力装置２８から遮断順位が入
力設定され記憶される。なお、実行タイミングコントロ
ール装置２２はタイミング信号をサプリング周期毎に出
力し、仮に系統電力が変化してもサンプリング周期毎に
電力のアナログデータの読み込み演算を行なわせ、選択
遮断フィーダーのセットと遮断すべき電力値のバランス
を行なわせるものである。アナログデータスキャン装置
２６に依って読み込まれたデータは演算装置２３に与え
られ、遮断電力値の判定の為に用いられる。この様にし
て得られた判定デー外ま電力比鮫演算装置２４に与えら
れるが、ここでは前記アナログデータスキャン装置２６
からの各フィーダの電力データとディジタルデータメモ
リ２７からの遮断順位データに従って、フイーダ電力の
和の比較演算が行なわれ、遮断電力をバランスするフィ
ーダー数に対応するまでの負荷選択が行なわれる。前記
電力比較演算装置２４の出力はタイムデレー回路１３に
入力され、一定時間遅延させられた後に選択遮断フィー
ダーセット出力装置２３に入力される。前記選択遮断フ
ィーダーセット出力装置２５は、その入力に基し、て遮
断フィーダーのセットを行い、それ以外のフィーダーを
リセットして遮断選択出力２９としている。第４図に示
す如き負荷選択遮断装置に於いて前記タイムデレー回路
１３の遅延時間とサンプリングから演算終了までに要す
る時間の和を、電力系統故障の発生から解列遮断までの
時間よりも長い時間に設定しておく事に依り、電力系統
に故障が発生して負荷選択遮を行う場合、負荷選択遮断
時の選択遮断フイーダーセット出力装置２５の出力を故
障発生以前の正常電力データに基く選択出力２９として
おく事が出来る為、謀まった負荷選択遮断を回避する事
が出来るものである。

この事を、第５図のタイムチャートに従って更に詳細に
説明する。

ちなみに、同図ａは系統故障の影響区間、ｂは故障検出
及び解列信号、ｃは電力のアナログ変換データ、ｄは電
力アナログデータのサンプリング時間、ｅは選択遮断フ
イーダーのセット出力タイミング、ｆは負荷選択遮断タ
イミング、ｇは系統運転の状態をそれぞれ示すものであ
る。なお、第３図ｇ中、１は商用、自家用並列運転期間
、Ｄ‘ま自家用単独運転期間である。今、第５図ａのｔ
ぷ寺に電力系統の短絡故障が発生して、故障継続中に電
力アナログＷＦのサンプリング時間Ｃが来た場合、故障
発生ｔｏから時間ｔｂ後にサンプリングが終了する。演
算装置２１に於いては、このサンプリングに基き演算を
行い、その結果をタイムデレー回路１３を介して選択遮
断フィーダセツト出力装置２５に与える為に、負荷選択
遮断セット出力が更新されるのは時間ｔｄ′が経過して
からという事となる。これに対して、故障系統の解列と
負荷選択遮断が実行されるのは、故障発生時点ｔｏから
時間ｔａが経過してからである。従って、時間ｔａ，ｔ
ｂ，ｔｄ′の関係に於いて、ｔａ−ｔｂくｔｄ′
‘２１が成立すると、故障中の電力アナログデ
ータＷＦに基く選択フィーダーセット出力〇は、負荷選
択遮断時には未だ出力されず、負荷選択遮断は故障発生
以前の正常電力デー外こ塞く選択フィーダーセット出力
８に依り行なわれる事となる。

ところで、サンプリング時間から選択フィーダセット出
力の更新が行なわれるまでの時間ｔｄ′は故障発生から
サンプリングまでの時間ｔｂが不定であるから、ｔｂを
無視するのが安全であり、ｔａ＜ｔｄ′
｛３ｌとなる様に設定されるものである。

従って、第４図に示す如き負荷選択遮断装置を有する受
配電設備に於いては、電力系統に故障発生してから負荷
選択遮断までの間に遮断協調時間があっても、常に正常
電力デー外こ塞く負荷選択遮断が行なわれる為、設備の
全停に至る様な電源出力と負荷量のアンバランスの発生
を防止して、重要負荷の運転継続が可能である。

以上述べた如く、本発明に依れば、極めて簡単な回路の
付加のみで、確実で信頼性の高い負荷選択遮断を実現し
得る新規の負荷選択遮断装置を得る事が出釆るもので、
その有荊性極めて大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な電力系統の系統図、第２図は従来の負
荷選択遮断装置のプレック図、第３図ａ〜ｇは第２図の
構成の動作を説明するタイムチャート、第４図は本発明
の一実施例に係る負荷選択遮断装置のブロック図、第５
図ａ〜ｇは第４図の構成を説明するタイムチャートであ
る。 ８，９，１０，１１・・・・・・アナログ変換器、２１
・・・・・・演算装置、２４・・・・・・電力比較演算
装置、２３・・・・・・実行タイミングコントロール装
置、２５・・…・選択遮断フィーダーセット出力装置、
１３・・・・・・タイムデレー回路。 孫グ図 絹ヱ図 第２図 第４図 瀞ク図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の電源から電力の供給を受け、複数の負荷に電
   力を分配している受配電装置と、前記複数の電源中少な
   くとも１つが停止したときそれを検出する故障検出手段
   と、各系統の電力を一定時間毎にサンプリングして、前
   記電線の少なくとも１つが停止したことを前記故障検出
   手段が検出したとき、残りの電源に対応する負荷量を演
   算する第１の演算手段と、負荷の選択遮断の順位を設定
   する設定手段と、前記第１の演算手段の演算出力と前記
   設定手段の設定出力を突き合せて、前記電源の少なくと
   も１つが停止した場合の選択遮断負荷を選定する第２の
   演算手段と、この第２の演算手段の演算出力を前記故障
   検出手段の動作時間より長い一定時間遅延させる遅延手
   段と、この遅延手段によつて遅延された前記第２の演算
   手段の演算出力によつて選択遮断負荷のセツトを行うセ
   ツト手段と、前記電源の少なくとも１つが停止した場合
   に、前記セツト手段のセツト出力に基いて負荷を選択遮
   断する遮断手段とを備えたことを特徴とする負荷選択遮
   断装置。