JPS62207123A - 並列バンクの地絡保護装置 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、電力系統における並列バンクの地絡保護装置
に関する。

Ｂ９発明の概要 本発明は、バンク並列運転を行う電力系統において、 各フィーダ及び母線の地絡を検出して各フィーダのしゃ
断器を各フィーダ毎及び順次にトリップさせる地絡保護
手段に加えて、母線の零相電圧から地絡を検出して各バ
ンクの母線間に介装するブスタイしゃ断器をトリップさ
せることにより、既設の保護継電器を改造することなく
バンク並列運転時の地絡フィーダを確実に選択除去でき
るようにしたものである。

Ｃ３従来の技術 第２図は２回線受電変電所の電力系統図を示し、変圧器
二次側の母線を並列して給電可能にする並列バンク構成
を示す。図中、ＣＢｒ＋、　ＣＢｒｔは受電用しゃ断器
であり、何れか一方のしゃ断器のみがオン状態で運転さ
れる。ＣＢｔ＋〜ＣＢｔｓはブスタイしゃ断器であり、
各バンクＢ、−８３の母線を連係するためのしゃ断器で
ある。ＤＳ、、　Ｄｓｔは断路器であり、通常時には共
にオン状態で運転され、受電回線から全バンクの主変圧
器Ｔｒ＋、　Ｔｒｙ、　Ｔｒ＊に電力供給する。Ｆ１〜
Ｆ、は各バンクのフィーダであり、各バンクとも夫々複
数のフィーダを備えて各需要家に電力を供給し、各フィ
ーダにはフィーダしゃ断器ＣＢｚ、　ＣＢ＋ｎ−ＣＢ５
１．　ＣＢ３ｎで母線と結合される。

ここで、しゃ断器ＣＢｔ＋〜ＣＢｔ＊は通常オフ状態で
運転される。すなわち、通常時には各バンクＢ＋〜Ｂ３
の独立運転が行われる。この理由は、（１）　しゃ断器
ＣＢｔ＋−ＣＢｔｓをオン状態で運転するバンク並列運
転の場合、例えば第１バンクＢ１のしゃ断器ＣＢ、、の
負荷側で完全短絡を起すと当該バンクの主変圧器Ｔｒ、
からだけでなく他バンクのＴｒ、。

Ｔｒ３からも短絡電流が流れる。このためフィーダしゃ
断器ＣＢ、、のしや断容量を極端に大きくする必要があ
るという経済的な問題がでてくる。

（２）バンク並列運転によって系統保護が複雑になり、
保護継電システムが高価になる。特に、バンク単独運転
を前提とした既設の系統でバンク並列運転を可能にしよ
うとすると、保護制御システムを全面的に改造する必要
がでてくる。

このような理由から、従来の系統運転方式はバンク単独
運転が行われ、その保護制御システムもバンク単独運転
を前提として構築されるものであった。

Ｄ１発明が解決しようとする問題点 並列にバンクを備える電力系統において、バンク並列運
転を可能にすることには種々の利点もある。例えば、バ
ンク間の負荷配分に不均衡がある場合にも各主変圧器の
負担が平均化され、これによって総合的な電力供給設備
効率を上げることができる。また、一部の主変圧器の停
止にも他変圧器から電力供給でき（負荷制限はある）、
これによって電力供給の信頼度が上る。

こうした利点があるにも拘らず、前記の（１）。

（２）項の問題がバンク並列運転の妨げとなるものであ
った。ここで、前記（１）項についてはブスタイしゃ断
器ＣＢｔ＋−ＣＢｔｓに直列に各々限流素子を設けるこ
とによって短絡電流を制御し、フィーダしゃ断器をバン
ク単独運転と同様のしゃ断容量で済ますことが可能とな
る。しかし、前記（２）項の問題解決方法は未だ知られ
ていないもので、本発明の目的はバンク並列運転にも保
護制御システムが複雑になることなく、また既設のシス
テムの大幅な改造を不要にした地絡保護装置を提供する
ことにある。

Ｅ１問題点を解決するための手段と作用本発明は、母線
から複数のフィーダに至る電流と該母線の零相電圧から
各フィーダの地絡を検出して当該フィーダのフィーダし
ゃ断器をトリップさせる複数の地絡方向リレーと、前記
零相電圧からバンク内各フィーダの地絡を検出し前記フ
ィーダしゃ断器を順次トリップさせる微地絡選択リレー
と、前記地絡方向リレー及び微地絡選択リレーのうち最
小の零相電圧検出値以下の零相電圧検出値を有して前記
各母線の零相電圧から地絡を検出する各バンク毎に設け
られた地絡過電圧検出リレーと、このリレーの検出が設
定時限以上継続したときに当該バンクの前記ブスタイし
ゃ断器をトリップさせるタイマとを備え、バンク単独運
転中に地絡故障に地絡方向リレー又は微地絡選択リレー
での地絡保護がなされないときに地絡過電圧リレーによ
るバンク並列を解除し、その後に地絡方向リレー又は微
地絡選択リレーによる地絡故障フ、イータのしゃ断器に
しゃ断動作を得る。

Ｆ、実施例 第１図は本発明の一実施例を示す装置構成図であり、第
２図と同じものは同一符号を付してその説明は省略する
。第１図において、各バンクＢ、〜Ｂ３の各フィーダし
ゃ断器（第１のバンクのみについて示し、以後当該バン
クで代表させて説明する）ＣＢ＋＋、　ＣＢ＋ｎは、夫
々専用の地絡方向リレー６７Ｇ、、。

６７Ｇ　Ｉｎによるしゃ断制御と、バンク毎に共用の微
地絡選択リレー１０Ｇ１によるしゃ断制御がなされるよ
う構成される。地絡方向リレー６７Ｇ１１．６７ＧＩｎ
は、夫々保護対象フィーダの零相電流を検出する変流器
ＺＣＴ、、、　ＺＣＴ；ｎからの検出電流と、母線零相
電圧を検出する変成器ＧＰＴ、の検出零相電圧ｖＯとか
ら保護対象フィーダの地絡故障を判定して当該フィーダ
のトリップ出力を得るように構成され、微地絡選択リレ
ー１０Ｇ、は変成器ＧＰＴ、からの零相電圧Ｖｏからバ
ンク内フィーダ系統での地絡故障の所定時間以上継続を
判定して各フィーダしゃ断器ＣＢ、、〜ＣＢ＋ｎの順次
トリップ出力によって微地絡を検出除去するように構成
される。

これら地絡方向リレー６７Ｇ、、〜６７Ｇ＋ｎ及び微地
絡選択リレー１０Ｇ、は従来のバンク単独運転を前提と
する電力系統の保護継電システムの地絡保護要素として
知られ、また既設電力系統にも採用されている。

ここで、本実施例では、バンク並列運転にも地絡保護機
能を持たせる手段として、各バンク毎の地絡過電圧検出
リレーＯＶＧ　、〜０ＶＧ３と時限要素としてのタイマ
ＴＩ−Ｔ、を備える。リレーＯＶＧ　、〜０ｖＧ３は夫
々バンク内母線の零相電圧Ｖｏを変成器ＧＰＴ、〜ＧＰ
Ｔ３から取込み、その電圧レベル上昇を判定し、タイマ
Ｔ１〜Ｔ、は夫々リレーＯＶａ　、〜ＯＶＧ、の判定出
力が設定時限以上継続するときにブスタイしゃ断器ＣＢ
ｔｌ〜ＣＢｔｓをトリップさせる出力を得るようにされ
ろ。

また、地絡過電圧検出リレーＯＶＧ、−０ＶＧ、の零相
電圧Ｖｏの検出感度は、リレー６７０１１〜６７ＧＩｎ
及びＩＯＣ。

の零相電圧Ｖｏに対する両整定値のうち低い方（通常リ
レー１０Ｇ、の整定値）の整定値以下で、並列されたバ
ンクに地絡が発生した時に確実に検出できる値に設定さ
れる。

こうしたリレー　ＯＶＧ　、　〜０ＶＧ３とタイ？Ｔｌ
−７３とを蒲えること、あるいは既設の並列バンク構成
の電力系統の保護システムに増設することによって、バ
ンク並列運転時のフィーダ地絡故障にも確実な保護動作
を得る。以下、保護動作を詳細に説明する。

前述の地絡方向リレー６７Ｇ、、〜６７Ｇ　、ｎと微地
絡選択リレー１０Ｇ１のみによる地絡保護は、バンクの
単独運転を前提とするもので、バンク並列運転では地絡
故障を検出できないことがある。すなわち、バンク並列
運転では主変圧器Ｔｒ＋−Ｔｒ１の二次側が直接連係さ
れることになり、連係系統の対地静電容量がバンク単独
運転時の約３倍（３つのバンク並列運転の場合）になる
。故に、この連係系統のフィーダの１箇所に地絡故障が
発生したときには地絡点抵抗が同じとすれば零相電圧１
１０がバンク単独運転時の約１／３になってしまう。と
ころが、地絡方向リレー６７Ｇ、、〜６７（、ｎ及び微
地絡選択リレー１０Ｇ、はバンク単独運転を前提として
整定値等が設定されているため、これらリレーの感度で
はバンク並列運転時の地絡故障にら零相電圧Ｖｏが低い
ため判定不能になることがある。

例えば、フィーダＦｌｌに地絡故障が発生したとき、地
絡点抵抗が大きいと零相電圧Ｖｏが小さく、これに加え
てバンク並列運転状態では一層低い零相電圧Ｖｏでしか
表われなくなり、地絡方向リレー６７Ｇ、、がバンク単
独運転時に上記零相電圧Ｖｏを検出できる整定とする場
合にはバンク並列運転では検出できなくなる。この低い
零相電圧Ｖｏにら地絡方向リレー６７Ｇ、、が応動する
ようその感度を上げるには既設のフィーダ用地絡方向リ
レーを全数改造することになり数も多くコストと時間が
かかる。

こうした問題は、低い零相電圧Ｖｏと微地絡選択リレー
１０Ｇ、の零相電圧検出感度との関係についても起り得
る。

さらに、微地絡選択リレー１０Ｇ１については、それが
バンク単独運転を前提としてその後備保護機能が成り立
つもので、各フィーダの地絡故障について夫々の地絡方
向リレー６７Ｇ、、〜６７Ｇ＋ｎでは地絡点を除去でき
ないときに、この地絡が所定時間以上かつ所定の零相電
圧以上発生しつづけるときに各しゃ断器ＣＢ、〜ＣＢ＋
ｎを順次しゃ断して行くことで微地絡を検出除去しよう
とする。ところが、バンク並列運転にした場合にはどの
バンクの微地絡発生に対しても上記条件が成立すると、
全バンクで一斉にフィーダの順次開放を行うことになり
、結果的にフィーダの誤しゃ断や不要しゃ断を行うこと
になる。また、低い零相電圧で微地絡選択リレー１０Ｇ
、の零相電圧検出感度に至らない場合には、微地絡選択
リレーの後備保護機能も果せなくなり、地絡故障が永久
に除去できないという大きな問題になる。

こうした問題を解消するために、本実施例では地絡方向
リレー６７Ｇｚ、　１ｓ７Ｇｔｎ及び微地絡選択リレー
ＩＯＧ、は従来そのままに各バンク共にバンク単独運転
を前提とした整定値等の設定としておき、ブスタイしゃ
断器ＣＢｔ　１−ＣＢｔａを夫々トリップできる地絡過
電圧検出リレーＯＶＧ、〜ＯＶＧ、とタイマＴ、−Ｔ３
からなる地絡保護手段を備える。こうした構成において
、何れかのバンクに地絡故障が発生すれば、既設）ｖＡ
ｉ！Ｉ！器（６７ＧＩ、、　ｌＯＧ＋等）で保護できる
地絡故障には、地絡過電圧検出リレーＯＶＧ　、〜０Ｖ
Ｇ３の零相電圧Ｖｏの感度が既設の継電器の零相電圧Ｖ
ｏ感度よりも同等以下になることから該リレーＯＶＧ　
、〜０ＶＧ３にも検出され、この検出にはタイマ１１〜
Ｔ３の時限後にブスタイしゃ断器ＣＢｔ＋〜ＣＢｔａを
トリップできる。このとき、タイマＴ１〜Ｔ、の時限の
ばらつきによって各ブスタイしゃ断器ＣＢｔ、〜ＣＢｔ
ｓのしゃ断までの時間に差がでる。この時限のばらつき
について、（／１１１−ば、フィーダＦ１１の地絡発生
に、ブスタイＣＢｔｔ、　ＣＢｔａが先にしゃ断された
場合にも零相電圧Ｖｏは残っているため、地絡過電圧検
出リレーＯＶＧ。

で検出こＩしてブスタイしゃ断器ＣＢｔ＋のしゃ断を得
ることができる。逆に、しゃ断器ＣＢｔ　＋がＣＢｔｔ
、ＣＢｈよりも先にしゃ断されたときにはバンクＢ１の
みが単独運転となり、バンクＢ、、　Ｂｎ側では地絡に
よる零相電圧Ｖｏの消滅によってバンクＢ２と８３の並
列運転が続行される。これは最も理想的な場合であり、
ブスタイしゃ断器ＣＢｔ＋のしゃ断器にはバンクＢ、の
みが単独運転になって既設の継電器６７Ｇ、、〜５７Ｇ
Ｉｎ又ハ１０Ｇｌによって地絡フィーダを系統から除去
することができ、バンクＢ、、　Ｂ３側は並列運転のま
まになる。

従って、地絡過電圧検出リレーＯＶＧ　、〜ＯＶＧ、と
タイマＴ、〜Ｔ、によってブスタイしゃ断器ＣＢｔ　＋
〜ＣＢｔ３のしゃ断可能にする構成にすることで、バン
ク並列運転にも地絡フィーダを除去することができる。

ここで、タイマＴ、〜Ｔ３の時限について、時限なし即
ちタイマＴ１〜Ｔ、を設けないとき、地絡過電圧検出リ
レーＯＶａ　、〜ＯＶＧ　３の応動によって即時にバン
ク並列運転が解除され、地絡故障の発生したバンクの既
設リレー（６７Ｇｌｌ、　ＬＯＧ、）によって従来の故
障除去時間と大差なく地絡故障を除去できる。この方法
では全ての地絡に対してバンク並列が解かれる短所があ
る。

一方、タイマＴ、−Ｔ、を設け、このタイマの時限を地
絡方向リレー６７Ｇ、、〜６７Ｇ　Ｉｎの時限よりも長
くかつ微地絡選択リレー１０Ｇ、に時限よりも短く設定
するとき、この場合には地絡方向リレー６７Ｇ、、〜６
７Ｇ　、　ｎの感度で検出できるフィーダ地絡故障には
該地絡方向リレーで故障除去できるため、バンク並列解
除の頻度を下げることができる。さらに微地絡選択リレ
ー１０Ｇ１の動作までにはバンク並列解除になるため、
該リレー１０Ｇ、によるフィーダ誤しゃ断が無くなる。

この方法ではバンク単独運転時の既設リレーによる故障
除去に較べて設定時限だけ故障フィーダ除去が遅れると
いう短所がある。

こうしたタイマＴＩ””Ｔ３の時限設定による長所。

短所は適用される電力系統構成に応じて適宜考慮され、
時限設定はバンクの系統構成に応じて決定される。

なお、実施例において、地絡故障手段としてリレーＯＶ
Ｃ、〜ＯＶａ、とタイマＴ１〜Ｔ３のほかに、ブスタイ
しゃ断器ＣＢｔ＋−ＣＢｔ３のしゃ断をタイマＴ、〜Ｔ
３のトリップ出力等から記憶し、微地絡選択リレー１０
Ｇ。

の処置時間後に当該ブスタイしゃ断器ＣＢｔ＋−ＣＢｔ
ａを再閉路する手段を備えることにより、バンク並列運
転を再開することができる。

Ｇ１発明の効果 以上のとおり、本発明によれば、母線零相電圧からブス
タイしゃ断器をトリップさせる地絡過電圧リレーとタイ
マを備えることによって、従来からの又は既設の地絡保
護装置に変更を加えることなく比較的簡単な地絡過電圧
リレーの追加のみでバンク並列運転時の地絡を確実に検
出し、地絡フィーダを確実に除去できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置構成図、第２図は
２回線受電変電所の系統図である。 Ｔｒ、、　Ｔｒ、・・・主変圧器、ＣＢｔ＋、　ＣＢｔ
３−ブスタイしゃ断器、ＣＢ、、、　ＣＢ、ｎ−＝フィ
ーダしゃ断器、６７Ｇ、　、　。 ６７Ｇ＋ｎ・・・地絡方向リレー、＋、ｏＧ＋・・・微
地絡選択リレー、ｏｖｃ、、　ｏｖｃ、＝−地絡過電圧
リレー、Ｔ、、　Ｔ３−＝タイマ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数バンクの各主変圧器二次側母線間がブスタイしゃ断
   器を介して並列接続されてバンク並列運転が行われる電
   力系統において、前記母線から複数のフィーダに至る零
   相電流と該母線の零相電圧から各フィーダの地絡を検出
   して当該フィーダのフィーダしゃ断器をトリップさせる
   複数の地絡方向リレーと、前記零相電圧からバンク内各
   フィーダの地絡を検出し前記フィーダしゃ断器を順次ト
   リップさせる微地絡選択リレーと、前記地絡方向リレー
   及び微地絡選択リレーのうち最小の零相電圧検出値以下
   の零相電圧検出値を有して前記各母線の零相電圧から地
   絡を検出する各バンク毎に設けられた地絡過電圧検出リ
   レーと、このリレーの検出が設定時限以上継続したとき
   に当該バンクの前記ブスタイしゃ断器をトリップさせる
   タイマとを備えたことを特徴とする並列バンクの地絡保
   護装置。