JPS6236453B2 - - Google Patents
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- JPS6236453B2 JPS6236453B2 JP8423779A JP8423779A JPS6236453B2 JP S6236453 B2 JPS6236453 B2 JP S6236453B2 JP 8423779 A JP8423779 A JP 8423779A JP 8423779 A JP8423779 A JP 8423779A JP S6236453 B2 JPS6236453 B2 JP S6236453B2
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- ground fault
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- relay
- ground
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、非接地系配電線の地絡事故検出用の
地絡継電装置に関するものである。
地絡継電装置に関するものである。
第１図は非接地系配電線を保護する従来の地絡
継電装置の接続の一例を示す接続図である。第１
図においてMTは主変圧器、Ｂは母線、GPTは母
線Ｂに接続され、零相電圧を導出する接地変成
器、F1，F2，F3は上記母線につながる配電線、
ZCT1，ZCT2，ZCT3はこれら配電線を流れる零
相電流を導出する零相変流器、６７―１，６７―
２，６７―３は各配電線に付属し、各配電線に流
れる零相電流と上記接地変成器からの零相電圧に
応動する地絡方向リレー、CB1，CB2，CB3はこ
れら各地絡方向リレーの動作時にトリツプする各
配電線のしや断器、Rnは接地変成器GPTの２次
制限抵抗、６４は零相電圧に応動する地絡過電圧
リレー、CB4は主変圧器MTの２次側のしや断
器、C1，C2，C3は各配電線の対地容量である。
接地変成器GPTから導出される零相電圧は地絡
過電圧リレー６４と地絡方向リレー６７―１，６
７―２，６７―３に与えられる。地絡過電圧リレ
ー６４は零相過電圧が一定時間以上継続するとし
や断器CB4をトリツプするリレーである。接地変
成器GPTの中性点は接地されているが、２次制
限抵抗Rnを１次側に換算した抵抗値は非常に高
くなるようにされているから、第１図の系統は非
接地系統として取り扱うことができる。
継電装置の接続の一例を示す接続図である。第１
図においてMTは主変圧器、Ｂは母線、GPTは母
線Ｂに接続され、零相電圧を導出する接地変成
器、F1，F2，F3は上記母線につながる配電線、
ZCT1，ZCT2，ZCT3はこれら配電線を流れる零
相電流を導出する零相変流器、６７―１，６７―
２，６７―３は各配電線に付属し、各配電線に流
れる零相電流と上記接地変成器からの零相電圧に
応動する地絡方向リレー、CB1，CB2，CB3はこ
れら各地絡方向リレーの動作時にトリツプする各
配電線のしや断器、Rnは接地変成器GPTの２次
制限抵抗、６４は零相電圧に応動する地絡過電圧
リレー、CB4は主変圧器MTの２次側のしや断
器、C1，C2，C3は各配電線の対地容量である。
接地変成器GPTから導出される零相電圧は地絡
過電圧リレー６４と地絡方向リレー６７―１，６
７―２，６７―３に与えられる。地絡過電圧リレ
ー６４は零相過電圧が一定時間以上継続するとし
や断器CB4をトリツプするリレーである。接地変
成器GPTの中性点は接地されているが、２次制
限抵抗Rnを１次側に換算した抵抗値は非常に高
くなるようにされているから、第１図の系統は非
接地系統として取り扱うことができる。
従来、非接地系の配電線保護においては、第２
図に示す様な、入力電圧―入力電流特性をもつ、
方向地絡継電器に零相電圧Voと零相電流Ioを入
力していた。この方向地絡継電器には、地絡事故
時における、対人間への影響を避ける為に、でき
るだけ高感度に事故を検出したいという要求とサ
ービス向上という見地から電力系統への影響の少
ない事故例えば配電線への樹木接触等にはできる
だけ応動しない様にというあい反する要求がなさ
れている。この為、地絡点抵抗値Rgがある値
Rgs以下の時のみ、地絡事故と判定するという運
用がなされている。
図に示す様な、入力電圧―入力電流特性をもつ、
方向地絡継電器に零相電圧Voと零相電流Ioを入
力していた。この方向地絡継電器には、地絡事故
時における、対人間への影響を避ける為に、でき
るだけ高感度に事故を検出したいという要求とサ
ービス向上という見地から電力系統への影響の少
ない事故例えば配電線への樹木接触等にはできる
だけ応動しない様にというあい反する要求がなさ
れている。この為、地絡点抵抗値Rgがある値
Rgs以下の時のみ、地絡事故と判定するという運
用がなされている。
一方、配電線には対地静電容量があり、これに
よる充電々流が地絡事故時に第３図のように流れ
る。
よる充電々流が地絡事故時に第３図のように流れ
る。
第３図においてIc1，Ic2は健全な他回線の対地
静電容量による充電々流、Ic3は故障回線のリレ
ー設置点と地絡地点との間の対地静電容量による
充電々流、ＩFは接地変成器GPTを流れる故障電
流、Igは地絡電流である。零相変流器ZCTで零相
電流Ioとして検出される電流はＩF＋Ic1＋Ic2＋
Ic3である。Ic3は他回線からの電流Ic1，Ic2に比し
微少であるので無視できる。従つてIo＝Ig＝ＩF
＋Ic1＋Ic2と考えて良い。
静電容量による充電々流、Ic3は故障回線のリレ
ー設置点と地絡地点との間の対地静電容量による
充電々流、ＩFは接地変成器GPTを流れる故障電
流、Igは地絡電流である。零相変流器ZCTで零相
電流Ioとして検出される電流はＩF＋Ic1＋Ic2＋
Ic3である。Ic3は他回線からの電流Ic1，Ic2に比し
微少であるので無視できる。従つてIo＝Ig＝ＩF
＋Ic1＋Ic2と考えて良い。
配電線の対地静電容量による充電電流の影響に
よつて、接地抵抗値RgがRgsの時の動作点は、
充電電流の変化に対応し各々第４図のVo―Ig平
面上でA1，A2，A3の様になるが、この対地静電
容量は、配電線の線路の延長及び増設によりひん
ぱんに変わる上に、配電線の途中から２相分を引
き出して使用する事もある為相毎に違うという特
性を有する。
よつて、接地抵抗値RgがRgsの時の動作点は、
充電電流の変化に対応し各々第４図のVo―Ig平
面上でA1，A2，A3の様になるが、この対地静電
容量は、配電線の線路の延長及び増設によりひん
ぱんに変わる上に、配電線の途中から２相分を引
き出して使用する事もある為相毎に違うという特
性を有する。
同一の規定された接地抵抗値Rgsに対して、対
地静電容量がC4、であるときは動作境界が曲線
G4となるように対静電容量がC5であるときは動
作境界が曲線G5となるように、方向地絡継電器
を整定する必要がある。
地静電容量がC4、であるときは動作境界が曲線
G4となるように対静電容量がC5であるときは動
作境界が曲線G5となるように、方向地絡継電器
を整定する必要がある。
この結果、従来の方向地絡継電器の使用にあた
つては人工接地試験により相毎の対地静電容量を
測定し、前述の規定された地絡点抵抗値Rgs以下
の時事故と判定する様に整定値を整定している
が、この作業を配電線が増設又は線路延長される
毎に、実施しなければならないという欠点を持つ
ていた。
つては人工接地試験により相毎の対地静電容量を
測定し、前述の規定された地絡点抵抗値Rgs以下
の時事故と判定する様に整定値を整定している
が、この作業を配電線が増設又は線路延長される
毎に、実施しなければならないという欠点を持つ
ていた。
本発明は、以下の点にかんがみなされたもので
実系統の対地静電容量による充電電流には関係な
く、規定された地絡抵抗値以下の地絡事故が検出
可能な地絡継電装置を提案するものである。
実系統の対地静電容量による充電電流には関係な
く、規定された地絡抵抗値以下の地絡事故が検出
可能な地絡継電装置を提案するものである。
以下に本発明を説明する。
第５図は、よく知られた非接地系配電線１線地
絡時の等価回路図である。これにより地絡電流
Ig、零相電圧Voの間には、下記(1)、(2)式が成立
する。
絡時の等価回路図である。これにより地絡電流
Ig、零相電圧Voの間には、下記(1)、(2)式が成立
する。
Rgは接地抵抗、γは接地変成器GPTの制限抵
抗Rnの一次側への換算抵抗である。
抗Rnの一次側への換算抵抗である。
ここにおいて、Ｅ／√３、１／γは既知量であり、
容量Ｃは実測によりわかる値でありRgは、未知
量である。
量である。
故に今、Rgは定数とすると任意のＣ値に対
し、Ig，Voは一意的に決まり、Ｃを変化させる
と第６図に示す様な曲線を描く。ここで第７図に
示す様にRgを小くすれば線(1)、(2)式からわかる
様に上方へ移動しRgを大きくすれば下方へ移動
する。領域ではRg＜Rg1、領域ではRg1＜Rg
＜Rgs、領域ではRgs＜Rg＜Rg2、領域では
Rg2＜Rgとなつている。故に規定した地絡点抵抗
値Rgsより小さい地絡点抵抗を有する事故の範囲
は第８図のごとくなる。
し、Ig，Voは一意的に決まり、Ｃを変化させる
と第６図に示す様な曲線を描く。ここで第７図に
示す様にRgを小くすれば線(1)、(2)式からわかる
様に上方へ移動しRgを大きくすれば下方へ移動
する。領域ではRg＜Rg1、領域ではRg1＜Rg
＜Rgs、領域ではRgs＜Rg＜Rg2、領域では
Rg2＜Rgとなつている。故に規定した地絡点抵抗
値Rgsより小さい地絡点抵抗を有する事故の範囲
は第８図のごとくなる。
以上より任意のRgに対し、Ｃをパラメータと
したVo―Ig曲線を、 Vo＝Ｆ（Ig） …(3) とすれば Vo≧Ｆ（Ig） …(4) が成立する時、地絡点抵抗が既定のRgsより小さ
い事故となる。これにより従来の方向地絡継電器
の方向要素に、第(4)式を判定する回路を付ければ
実系統の対地静電容量の値にかかわらず規定の
Rgs以下の事故を検出する事が可能となる。実際
のVo＝Ｆ（Ig）の選定にあたつては、これを複
数個の直線で近似してもよいし又複数個の曲線で
近似してもよい以上のような特性を有する地絡継
電装置を例えばデジタル計算機を使いVo＝Ｆ
（Ig）を第５式および第９図に示す様な３本の直
線で近似した場合を例にとつて説明する。
したVo―Ig曲線を、 Vo＝Ｆ（Ig） …(3) とすれば Vo≧Ｆ（Ig） …(4) が成立する時、地絡点抵抗が既定のRgsより小さ
い事故となる。これにより従来の方向地絡継電器
の方向要素に、第(4)式を判定する回路を付ければ
実系統の対地静電容量の値にかかわらず規定の
Rgs以下の事故を検出する事が可能となる。実際
のVo＝Ｆ（Ig）の選定にあたつては、これを複
数個の直線で近似してもよいし又複数個の曲線で
近似してもよい以上のような特性を有する地絡継
電装置を例えばデジタル計算機を使いVo＝Ｆ
（Ig）を第５式および第９図に示す様な３本の直
線で近似した場合を例にとつて説明する。
説明を簡単にする為、零相の電流電圧を
Vo（ｔ）＝VoMsinωｔ …(6)
ig（ｔ）＝IgMsin（ωｔ＋θ） …(7)
とする。又ハードウエアの概略構成を第１０図に
示す。第１０図においてまずVo（ｔ），Ig（ｔ）
はＡ／Ｄ変換ブロツク１で規定の周波数によつて
サンプリングされデジタル量に変換された後デジ
タル計算機２に入力される。次にデジタル計算機
で第１１図に例示する様な所定の演算を実施し、
その結果事故が検出されるとしや断器のしや断指
令を出力回路３に出し出力回路で信号増巾された
後、しや断器を“開”状態とする。地絡電流Ig
（ZCTの検出零相電流Io）の波高値IgMが一定値
Igsより小のときトリツプさせない理由は、配電
線の負荷は三相不平衡であることが多く、これに
よる零相電流に動作してはいけないからである。
また接地抵抗Rg大の地絡で動作させないためで
ある。
示す。第１０図においてまずVo（ｔ），Ig（ｔ）
はＡ／Ｄ変換ブロツク１で規定の周波数によつて
サンプリングされデジタル量に変換された後デジ
タル計算機２に入力される。次にデジタル計算機
で第１１図に例示する様な所定の演算を実施し、
その結果事故が検出されるとしや断器のしや断指
令を出力回路３に出し出力回路で信号増巾された
後、しや断器を“開”状態とする。地絡電流Ig
（ZCTの検出零相電流Io）の波高値IgMが一定値
Igsより小のときトリツプさせない理由は、配電
線の負荷は三相不平衡であることが多く、これに
よる零相電流に動作してはいけないからである。
また接地抵抗Rg大の地絡で動作させないためで
ある。
零相電圧Voの波高値VoMが一定値Vos以下のと
き動作させない理由は、検出零相電流Io＝Ig＝Ｉ
F＋Ic1＋Ic2は充電々流Ic1＋Ic2の影響受けるが、
検出零相電圧Voは故障電流ＩFのみに比例し、充
電々流の影響を受けないから、上記条件IgM＜Igs
でトリツプしないことを保証するために用いてい
るのである。
き動作させない理由は、検出零相電流Io＝Ig＝Ｉ
F＋Ic1＋Ic2は充電々流Ic1＋Ic2の影響受けるが、
検出零相電圧Voは故障電流ＩFのみに比例し、充
電々流の影響を受けないから、上記条件IgM＜Igs
でトリツプしないことを保証するために用いてい
るのである。
第１１図のブロツク９でVoとigの位相判定を
しているが、これは第１図の地絡方向リレー６７
―１〜６７―３と同様な位相判定をおこなうもの
である。
しているが、これは第１図の地絡方向リレー６７
―１〜６７―３と同様な位相判定をおこなうもの
である。
以上本原理による発明の概要を示したが、この
原理により系統増設変更によつて対地静電容量が
変化しても、従来の装置が持つていたそのたび毎
に既定のRgsを満足する様に整定値を変更すると
いう欠点を取り除いた地絡継電装置が実現でき
る。
原理により系統増設変更によつて対地静電容量が
変化しても、従来の装置が持つていたそのたび毎
に既定のRgsを満足する様に整定値を変更すると
いう欠点を取り除いた地絡継電装置が実現でき
る。
第１図は配電線の従来の地絡保護継電装置の一
例を示す接続図、第２図は方向地絡継電器の特性
図、第３図は地絡故障時に配電線に流れる電流の
説明図、第４図は接地抵抗の設定値Rgsに対して
動作すべき範囲を示した特性図、第５図は地絡故
障時の等価回路図、第６図は接地抵抗Rgが一定
値で容量Ｃを変化させた場合の特性図、第７図は
接地抵抗Rgを変化させた場合の特性図、第８図
は接地抵抗Rg＞Rgsの領域を示す特性図、第９
図は動作境界を複数の直線で近似した場合の特性
図、第１０図はこの発明に係る地絡保護継電の一
実施例図、第１１図は第９図の動作境界を有する
継電器を用いたこの発明に係る地絡保護継電装置
の保護動作のフローチヤート図である。 図において、６７―１，６７―２，６７―３は
地絡方向継電器、２は故障を判断する計算機であ
る。
例を示す接続図、第２図は方向地絡継電器の特性
図、第３図は地絡故障時に配電線に流れる電流の
説明図、第４図は接地抵抗の設定値Rgsに対して
動作すべき範囲を示した特性図、第５図は地絡故
障時の等価回路図、第６図は接地抵抗Rgが一定
値で容量Ｃを変化させた場合の特性図、第７図は
接地抵抗Rgを変化させた場合の特性図、第８図
は接地抵抗Rg＞Rgsの領域を示す特性図、第９
図は動作境界を複数の直線で近似した場合の特性
図、第１０図はこの発明に係る地絡保護継電の一
実施例図、第１１図は第９図の動作境界を有する
継電器を用いたこの発明に係る地絡保護継電装置
の保護動作のフローチヤート図である。 図において、６７―１，６７―２，６７―３は
地絡方向継電器、２は故障を判断する計算機であ
る。
Claims (1)
- １ 配電線から導出された零相電圧および零相電
流の位相に応動する地絡方向継電器、ならびに上
記配電線において所定の地絡抵抗値に対して一意
的に定められる零相電圧・地絡電流特性と、測定
された地絡電流とから算出される零相電圧より
も、測定された零相電圧の方が大きいとき応動す
る継電器を備え、上記地絡方向継電器および上記
継電器が応動したとき上記配電線を保護する地絡
保護継電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8423779A JPS5610026A (en) | 1979-07-03 | 1979-07-03 | Grounddfault protecting relay |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8423779A JPS5610026A (en) | 1979-07-03 | 1979-07-03 | Grounddfault protecting relay |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5610026A JPS5610026A (en) | 1981-02-02 |
| JPS6236453B2 true JPS6236453B2 (ja) | 1987-08-07 |
Family
ID=13824857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8423779A Granted JPS5610026A (en) | 1979-07-03 | 1979-07-03 | Grounddfault protecting relay |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5610026A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58207820A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-03 | 三菱油化株式会社 | 電線路における早期地絡事故検出システム |
| JP4738288B2 (ja) * | 2006-09-05 | 2011-08-03 | 株式会社東芝 | 配電系統の地絡保護継電装置 |
-
1979
- 1979-07-03 JP JP8423779A patent/JPS5610026A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5610026A (en) | 1981-02-02 |
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