JPS62225131A

JPS62225131A - 高抵抗接地系の母線保護装置

Info

Publication number: JPS62225131A
Application number: JP61067077A
Authority: JP
Inventors: 貞神　高通; 阿部　道春
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-03-27
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1987-10-03

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は高抵抗接地系の２重母線を保護するため電流差
動方式を適用した母線保護装置に係り、特に両日線内の
事故を検出する一括保護回路と片ｆｆｌ線側のみの事故
を検出する分割保護回路とで構成された高抵抗接地系の
母線保護装置に閏するものである。

（従来の技術）電流差動方式は複数の入力電流の差を動作岳とする方式
であり、母線保護、変圧器保護、発電澄保護及び送電線
保護等に広く適用されている有用な方式である。

母線保護袋には送電線保護装置に比べ誤動作、誤不動作
詩、電力系統に与える影響が非常に大きく、停電等の被
害も広範囲にわたることが多い。

このため、特に信頼性の高い保護装置が適用される傾向
にある。例えば、通常の送？ｌｆａ保護装置では、内部
事故検出リレーと、事故検出リレーの２つのＡｌ４０条
件で引外し回路を構成しているが、２ｍ母線を保護り゛
る母線保護装置では、両母線の内部事故を保護範囲とす
る一括保護用リレーと、片母線の内部事故を保護範囲と
する分割保護用リレーと、更に事故検出リレーの３つの
ＡＮＤ条件で引外回路を構成する方式が用いられること
が多い。

第４図は高抵抗接地系のｆＩＪＩ！ｉｌ保護装置におけ
る問題点を説明づるための電力系統の概念図で、母線に
は接地抵抗ＮＧＲと、電力系統と大地間に発生するキャ
パシタンスＸｃと、Ｘｃを補償するためのりアクタンス
ＮＧＬが設けられている。ここで図の１点に１線地絡事
故が発生すると、１点にはＮＧＲ、Ｘｃ及びＮＧＬを通
って事故Ｔｉ流ＩＲ，ＩＣ及びＩＬが流れ込む。第５図
はこの時の事故電流のベクトル図で、事故時の零相電圧
Ｖｏを基準量として表わすと、ｌＲ１，ｔＶｏと同相と
なり、１ｃはＶｏより９０°位相が進／ｖだものとなり
、ＩＬは９０°位相が遅れたものとなる。この時、１１ｃ　ｌ＝ｌ　ＩＬ　　ｌであれば、ベクトル合成後の電流は、ＩＲ分のみとなる
。ここでＶｏと同相な事故電流１ｇを有効分電流と呼び
、９０°位相のずれたＩＣ，ｌＬを無効分電流と呼ぶも
のとする。

例えば、第４図の電力系統に電流差動方式を適用した場
合、Ｆ点事故時の差電流は、有効分電流ＩＲのみとなる
。このため、？’［Ｔ流差動リレーの動作感度は、有効
分電流の大きざにより決めるのが酋通である。ところが
、ｌ　Ｉｃ　　１＝１１Ｌ　　ｌとなるのは、ＸｃとＮ
ＧＬが完全補償されている場合で、通常は不足補償（ｌ
　Ｉｃ　ｌ＞ｌ　ＩＬ　　ｔ）のケースが多い。

第６図は１ｃがＩＬより大きい場合のベタ１−ルたもの
となる。このことは無効分電流の大きさにＪ：つでは、
差電流の大きさが変わることを示している。

第７図は単純差動特性の電流差動リレーの動作範囲を示
した図で、差電流の絶対値が一定値以上ある場合に動作
するものである。ところが第７図の特性では、外部事故
時無効分子ｉ流が大きいと、ＣＴ誤差等により発生する
差電流により誤動作するのを防止するため、この誤差電
流以上に動作感度を大きくしなければならない。これに
対し、位相特性を持った電流差動リレーの動作範囲を示
した第８図は、零相電圧Ｖｏと同相の有効分電流が一定
値以上ある場合に動作するもので、無効分電流にＪ：り
発生する誤差電流が動作過として影響を与えるのは、第
７図の特性より小さく、検出感度をその分良くするのが
可能である。

（発明が解決しようとする問題点）第９図は、第８図の位相特性付電流着初リレーを２１ｆ
！ｌ線の一括保護用に適用した図で、簡単のため入力変
換器等を省略しである。図は送電線Ｌ１．Ｌ２　カＩＩ
Ｉ線Ｂｕｓ−Ａ　１．−１送７ｆｊ　Ｉｉｌ　Ｆ３　、
　Ｆ４がＢｕｓ−Ｂ　１．：接続され、Ｂｕｓ−八、Ｂ
ｕｓ−８は母線連絡用しゃ断器ＣＢ（以降ブスタイと呼
ぶ）により連系されている。

電流差動リレーＩｔＹ１には、変流器Ｃ丁１．Ｃ丁２．
Ｃ丁３及びＣＴ４を介して、差ｍ　ＦＩ　Ｉ　ａが入力
され、ＢＵＳ−＾、Ｂｕｓ−８に接続された電圧変成器
ＰＴＩ、　ＰＴ２を介してｖｏｌ、ＶＯ２が入力されて
いる。図においてブスタイが開放され、ＢｕＳ−八とＢ
ｕｓ−８の連系がな（Ｘ状態でＢｕｓ−Ａの１１点と送
電線１．３のＦ２点に同時に事故が発生すると、１１点
に流れる事故電流が差電流としてＲＹｌに入力されるが
、１２点の事故電流はＣＴ３、　ＣＴ４を通るので通過
電流となって差電流を生じない。この時、基準電圧■０
はＶＯＩとＶＯ２のベクトル合成されたものとなるが、
ＢｕＳ−八とＢｕｓ−８が連系されていない状態では必
ずしし同位相とはならないので、第１０図の如（、ＶＯ
ｌとＶＯ２０位相差により基準ｍ　Ｖ　ｏの位相がずれ
、有効分電流１ｄが動作値以上あっても不動作と判定づ
゛る可能性がある。

上記の如く、第８図の位相特性を持ったＴｉ電流差動リ
レー、無効分電流の影響を受けないので動作感庶を第５
図の単純差動特性に比べてよくすることが可能であるが
、２兎母線を連系するブスタイが開放された状態で両母
線に跨る多相事故が発生した時には誤不動作となる可能
性があるため、何らかの改善が必要であった。

本発明は、上記問題点を解決すべく考えだされたらので
、高抵抗接地系の２重母線を保護するため誤動作及び誤
不動作のない高信頼性の高抵抗接地系の母線保護装置を
提供することを目的としている。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するだめの構成を、実施例に対応する第
１図及び第２図を用いて説明すると、両母線に接続する
回線の零相７ｒｉ流分を導入して母線事故を検出する一
括保護用電流差動リレー１１と、両母線を連系するブス
タイＢＴＣＢを境にして、いずれか一方の母線に接続す
る回線の零相電流分を導入して母線事故を検出する分割
保護用Ｔｉ電流差動リレー２．１３との論理積回路を備
え、ブスタイ「入」で両母線連系時には、前記−清保護
用電流差動リレー１１及び分割保護用電流差動リレー１
２．１３共母線の零相電流を基準■として導入ジると共
に、各回線の零相電流のベクトル和電流の有効分電流を
検出し、ブスタイ「切」で両母線が連系していない時は
、前記ブスタイ「切」条件を用いて（１線の零相電圧の
導入を阻止すると共に、各回線の零相電流のベクトル和
電流の絶対ＩＣを検出する構成としている。

（作用）従って、ブスタイＢＴＣＢによって両１１１線が連系さ
れている時には、一括保護用電流差動リレー１１及び分
割保護用電流差動リレー１２．１３共に、位相特性を持
った電流差動リレーにより保護し、ブスタイが開放され
て２重母線が連系されていない時には、ブスタイの条件
によって一括保護回路のみを単純差動特性に切換え、こ
れと位相特性を持った分割保護回路による位相特性の組
合Ｖにより、保護するようになっている。

（実施例）以下図面を参照して実施例を説明する。

第１図は本発明による一括保護リレーの内部回路概略の
ブロック図である。−指保護回路の差電流１ｄを、感度
検出回路１により一定値以上差電流があることを検出し
、方形波変換回路２により方形波に変換する。又、ｆＩ
ｉ線電圧ＶＯ１は方形波変換回路３により方形波に変換
され、ＯＲ回路４を通って位相比較回路５に入力される
。位相比較回路５では方形波変換回路２及び３で夫々方
形波に変換されたＩａ及びｖｏｌの位相の重なりを比較
し、その重なりが限時動作回路６の整定時限以上の時、
出力を生ずるように構成されている。この時の特性は、
前述した第８図の位相特性となる。

次に、ブスタイが開放され、ブスタイ条件が成立Ｊると
、ＯＲ回路４の出力が常にルベルに制御されるため、位
相比較回路５の位相の重なりは、方形波変換口′ｔ８２
の出力によって決まることになる。このことは、Ｉａの
大きさが感度検出回路１の検出レベル以上あれば、？１
！流差動リレーの出力を生ずることとなり、前述のＭ７
図の単純差動特性となる。このように本発明による一括
保護リレーは、ブスタイ条件により位相特性と単純差動
特性に切換わる電流差動リレーとなっている。

第２図は２重７１１１に本発明による母線保護装置を適
用したもので、図では簡単とするため、２つの送電ｉ１
１．Ｌ２と２重母線８υＳ−八、８υＳ−８がブスタイ
ＢＴＣＢにより連系されている系統を示しており、送電
ＩＬ１は断路器ＬＳ１＾及びＬＳＩＢにより、送電線Ｌ
２は断路Ｉ　ＬＳ２Ａ及びＬＳ２Ｂニより母線Ｂｕｓ−
Ａ　、　Ｂ（Ｉｓ−８のいずれにも任意に接続し得る構
成となっている。

図において、７．９は一括保護用入力変換器、８．１０
は分割保護用入力変換器、１１は一括保護用電流差動リ
レー、１２．１３は分割保護用電流差動リレー、１４．
１５．１６．１７は夫々断路器ＬＳ１＾、ＬＳＩＢ、Ｌ
Ｓ２八、ＬＳ２Ｂに連動し、断路器「入」の時閉路する
常開接点である。

第２図において、断路器ＬＳＩ＾及びＬＳ２Ａが「入」
、叩ら、送電線１．１，１．２がＢｕｓ−Ａに接続され
ている場合、系統電流は夫々変流器ＣＴ１．Ｃｒ２を介
して入力変換器７．８．９及び１０に導入される。更に
入力変換Ｎ７．９で所定の電気量に変換された後、１１
の一括保護用電流差動リレーへ導入され、又、８．１０
で電気量に変換されたものは断路器ＬＳ１Ａ、　ＬＳ２
八に連動する常開接点１４及び１Ｇを介して分割保護用
電流差動リレー１２に導入される。この時、ＢｕＳ−＾
の零相電圧【よ電圧変成器ＰＴ１を介して、一括保護用
電流差動リレー１１及び分割保護用電流差動リレー１２
に導入される。

一方、送電線Ｌ１．Ｌ２がＢｕｓ−８に接続されている
場合は、入力変換器８．１０の出力は、ＬＳ１Ｂ１ＬＳ
２Ｂに連動する常開接点１５及び１１を介して分割保護
用電流差Ｏ」リレー１３に導入される。この時、リレー
１３にはＢｕｓ−８の電圧変成器ＰＴ２を介した零相電
圧が導入される。

このように分割保護用電流差動リレー１２及び１３は、
断路器の接続する送電線の系統電流を導入することで、
ｆｆ１ｌｉＢυＳ−八及びＢｔｌＳ−Ｂを夫々保護する
ことが出来る。又、ブスタイＢＴＣＢが開放された場合
に、前述第１図で説明した如く、一括保護用電流差動リ
レー１１の零相電圧の方形波変換回路は、ブスタイの開
放した条件により制御されて単純差りｊ特性に切換ねる
。

第３図は引外し回路のブロック図で、図において１１へ
は第２図の一括保護用電流差動リレー５の動作出力、１
２Ａ、　１３Ａは分割保護用電流差動リレー１２．１３
の動作出力である。１８Ａ、　１９＾は電圧変成器ＰＴ
Ｉ、　ＰＴ２を介した零相電圧を検出する事故検出リレ
ー１８．１９の動作出力である。２０．２１はＡＮＤ回
路で、例えば母線Ｂｕｓ−Ａに事故が発生した時は、一
括保護用電流差動リレーの動作出力１１八と分割保護用
電流差動リレーの動作出力１２＾及び事故検出リレーの
動作出力１８ＡのＡＮＤ条信が成立し、ＢＵＳ−への引
外しを企図する。

一方、ＢＵＳ−Ａ　１．：事故が発生した時は、１１Ａ
、　１３Ａ、及び１９へのＡＮＤ条件が成立し、Ｂｕｓ
−８の引外しを企図する。この時、第２図のブスタイＢ
ＴＣＢが開路していれば、一括保護用電流差動リレー１
１は位相特性を持ったものとなり、ブスタイＢＴＣＢが
開放されていれば単ＩＩＶｌ差初特性で事故を検出する
ことになるが、前述で説明した如く、保護機能上問題と
ならない。

［発明の効果］上記で述べたように本発明による母線保護装「Ｊを適用
すれば、２川母線のブスタイの連系又ｔより１１故によ
って保護機能に支障をぎたすことなく保護することか可
能となるため、系統安定上、信頼性の高い母線保１ｉＩ
ＶＬ置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による母線保護装置の一実施例のリレー
内部回路図、第２図は本発明の適用例図、第３図【は引
外し回路のブロック図、第４図は電力系統の概念図、第
５図は事故時の完全補償された電流へりｌ・ル図、第６
図は事故時の不足補償された電流ベタ１−ル図、第７図
は単純差動特性図、第８図は位相特性図、第９図は一括
保護を説明するための母線保護概略図、第１０図は多重
事故時のべ９１−ル図である。ＮＣＲ・・・接地抵抗Ｘｃ・・・・・・キャパシタンスＮＧＬ・・・補償リアクタンスＩＲ、Ｉｃ　、　　ＩＬ　−事故電流ｖｏ　、　ＶＯｌ、　ＶＯ２・・・零相電圧Ｉａ・・・
差電流　　　　Ｌｌ、　Ｌ２、Ｌ３．Ｌ４・・・送電線
Ｂｕｓ−Ａ　、　Ｂｕｓ−８・、−ｌ線ＣＴＩ、　ＣＴ
２．　ＣＴ３．　ＣＴ４・・・変流器ｔ’ＴＩ、ＰＴ２
・・・電圧変成器Ｂ　ｒｃＢ・・・ブスタイＬＳＩＡ、　　ＬＳＩＢ、　　１３２＾、　ＬＳ２Ｂ・
・・断路器１・・・感度検出回路　　２．３・・・方形
波変換回路４・・・ＯＲ回路　　　　　５・・・位相比
較回路６・・・限時動作回路７．８．９．１０・・・入力変換器１１・・・一括保護用？ｔｉ？ｌｉ差動リレー１２．１
３・・・分割保護用電流差動リレー１４．１５．１６．
１７・・・断路器と連！ｅする常開接点１８．１９・・
・事故検出リレー１１＾、　１２Ａ、　１３Ａ・・・電流差動リレーの動
作出力１８＾、１９Ａ・・・事故検出リレーの動作出力
２０．２１・・・へＮＤ回路

Claims

【特許請求の範囲】

高抵抗接地系の２重母線を電流差動方式によって保護す
る母線保護装置において、両母線に接続する回線の零相
電流分を導入して母線事故を検出する一括保護回路と、
両母線を連系するブスタイを境として、いずれか一方の
母線に接続する回線の零相電流分を導入して母線事故を
検出する分割保護回路との論理積回路を備え、ブスタイ
「入」で両母線連系時には、前記一括保護回路及び分割
保護回路共母線の零相電圧を基準量として導入すると共
に、各回線の零相電流のベクトル和電流の有効分電流を
検出し、ブスタイ「切」で両母線が連系していない時は
、前記ブスタイ「切」条件を用いて母線の零相電圧の導
入を阻止すると共に、各回線の零相電流のベクトル和電
流の絶対値を検出することを特徴とする高抵抗接地系の
母線保護装置。