JPS6242448B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 技術分野の説明 本発明は電力系統の事故時に系統に流れる電流
が電流零点または零点近傍に達せづ正または負の
片極性に偏移したままの状態（以下電流偏移と称
す）になつた場合、これを解消し、しや断器によ
り故障しや断を可能ならしめる方式に関する。

(b) 従来技術 電力系統に短絡、地絡などの事故が発生する場
合に故障点および系統内各線路に流れる各相の故
障電流は一般に交流電流の他に直流電流の重畳と
なる。

系統の地区間で事故が発生した場合に線路端子
に流れる典形的な故障電流波形を第１図に示す。
図において時間t₀にて事故が発生し、t₁にて保護
継電装置から引はづしの指令がしや断器に出さ
れ、t₂にてしや断器のしや断が完了する。

しかしながら発電機、送電系統その他の運転状
態や系統事故の様相いかんによつては系統事故直
後の端子電流波形が電流零点に達することなく、
片極性に偏したまゝ数サイクル程度継続すること
がありうる。この様相を第２図に示す。

一方しや断器は接点開極後、電流が零点に達し
たところでしや断を完了する。ところでしや断器
はその種類により定まる所定の有効消弧時間があ
るので電流をしや断するためには前記電流零点が
有効消弧時間のなかに少くとも１回は存在する必
要がある。

従つて前述第２図に示すような電流偏移現象が
発生する場合、この状態ではしや断不能であり、
そのまゝでは電流零点に達する直前までしや断器
の引はづし指令を引きのばす必要が生じる。しか
し場合によつては零点近傍に達するまで可成の時
間がかゝる事もあり系統安定度に及ぼす影響など
により、長時間のしや断引きのばしもむずかしい
場合もある。

本発明は短絡、接地などの事故により送電線電
流に極端な電流の片極性偏移現象が発生した場
合、送電線の各相のうち電流偏移が少なくしや断
可能な相のなかで、その相の電流をしや断する事
により、極端な電流偏移を生じている残りの相の
電流偏移が効果的に減少する相を選択して先行し
や断することにより、残りの相の電流偏移を抑制
し、しや断器のしや断を容易ならしめる方式を提
供するものである。

本現象は最近発電機の大型化と運転の特殊条件
によりクローズアツプしたもので従来技術として
の対策はあまり知られていない。一般的な方法と
しては例えば電流偏移が発生し易い発電機の進相
弱め励磁運転を避け、強め励磁運転にすることが
採用されているが、系統構成、故障種類によつて
は強め励磁運転でも極端な電流偏移を生じる可能
性のあることが最近判明した。

また極端な電流偏移を生じた相にリアクトルを
投入して強制的に電流偏移を抑える方法（53年特
願156325）もあるが、大系統ではリアクトルの容
量も大きくなり経済的でない。

(c) 発明の目的 本発明は送電線の或相の電流をしや断した後の
残りの相の電流は、しや断前の各相電流から予測
できることに着目し、その相のしや断により他の
相の電流偏移を効果的に抑えることのできる相を
選び先行しや断するものである。

すなわち短絡・地絡などの故障により線路電流
に極端な電流偏移が発生した場合、比較的電流偏
移が少なくしや断可能な相のうち、その相のしや
断により、極端な電流偏移が発生している相の電
流偏移をより効果的に抑えることのできる相を選
択し、この相を先行しや断することにより、電流
偏移がひどくしや断が困難な相の電流偏移を急速
に抑え、すみやかなしや断を可能ならしめるもの
である。特に簡単な装置で予測選択することので
きる経済的な方式を提供するものである。

(d) 発明の構成の説明 第３図は発電機１が昇圧変圧器２を介し、高圧
送電線３を通じて大きな電力網４に電力を供給す
る一般の系統図である。ここで送電線３に時刻t₀
にて故障が発生した場合しや断器５に流れる電流
の波形の例を第４図ａに示す。電流波形は故障種
類、故障発生位相などにより異り、電流偏移の大
きさも条件により異る。しかし第４図ａに示すよ
うにたとえ極端な電流偏移が発生しても、すべて
の相に発生するわけではなく、電流偏移が比較的
少ない相が存在する。この相は先行しや断するこ
とが出来るが、これを切ることにより残りの相の
電流分布が変り残り相の電流偏移が減少すること
が期待できる。例えば第４図ｂのように時刻t₁に
てｂ相を先行しや断すればその後のａ，ｃ相の電
流は第４図ｂに示すように変化し、最も苛酷な条
件のａ相の電流偏移は減少しているが減少量はあ
まり大きくない。

これに対し第４図ｃのようにｃ相電流を時刻t₂
にてしや断すればその後のａ，ｂ相電流は第４図
ｃに示すように変化し、最も苛酷な条件のａ相の
電流偏移は可成減少し、より早いしや断が可能と
なる。この場合ｂ相よりｃ相を先行しや断した方
が良い事がわかる。

ここで問題はしや断して見なければしや断によ
る他相への影響が判らぬことである。

しかし例えばｂ相電流をしや断することは重畳
の理により、ｂ相しや断器にしや断前の電流ibを
第５図に示すように電流源として逆向きに注入す
ることに相当する。この電流は残り相ａ相、ｃ相
のリアクタンスに応じ分流するから、ｂ相しや断
後のａ相、ｃ相の電流ia₊，ic₊はしや断前のａ，
ｂ，ｃ相電流ia_-，ib_-，ic_-からほゞ(1)式で計算で
きる。

同様にｃ相電流を先行しや断した後のａ相、ｂ
相の電流は(2)式、またａ相電流を先行しや断した
後のｂ相、ｃ相の電流は(3)式となる。

このようにしてある相をしや断した後の残りの
相の電流はしや断前の電流値から予測する事が出
来る。

送電系統が第３図のように一回線の簡単な送電
線でなく、変圧器２に他の送電線が接続されてい
る場合は電流しや断による逆方向の注入電流は他
の送電線にも分流し、事故回線の残り相へ分流す
る割合Ｋが1/2より少くなる。しかし系統構成に
より分流比Ｋは容易に計算できるので、この場合
(1)〜(3)式の最右項の係数1/2をＫで置換えれば、
しや断後の残り相電流は容易に予測できる。した
がつてまづ自相の電流から零点偏移が比較的少な
くしや断可能な事を確認し、かつ(1)〜(3)式により
その相がしや断された後の他相電流を予測し、苛
酷な電流偏移を生じている相の電流偏移を効果的
に抑制できる相を選択し先行しや断することがで
きる。

第６図はこの発明の一実施例の構成図である。
ここで、しや断器５の通過電流は例えば電流変成
器６により通過電流に比例する信号に変換され、
先行しや断選別装置７の入力となる。第６図はａ
相の先行しや断選別装置７のみ詳しく示すが同様
な選別装置がｂ相、ｃ相にも設備される。先行し
や断選別装置は自相電流偏移検出器８と他相電流
偏移抑制検出器９から成る。自相電流偏移検出器
８は自相の電流を入力とし、その相が電流偏移を
起して居ない事を検出し、起していなければ接点
１１を閉路する。他相電流偏移抑制検出器９の入
力は、残り相の電流（自相がａ相の場合はｂ相お
よびｃ相）に自相の電流に分流比Ｋをかけ加える
ことにより得られる自相しや断による残りの相の
電流の予測値である。残りの相の電流予測値から
自相しや断により残り相の電流偏移が減少し零点
を切るか、或は零点に近くなる事を検出して残り
相（この場合ｂ相およびｃ相）に対応する接点１
２および１３を閉路する。故障検出器（図示せ
ず）によるしや断指令接点１０は上記接点１１，
１２，１３を介しその相のしや断器に先行しや断
のトリツプ指令を与える。ｂ相ｃ相の先行しや断
選別装置７も入力となる相が対応してづれるだけ
で構成は変らない。

(e) 発明作用の説明 次に第６図のように構成した本発明による電流
先行しや断方式につき説明する。第４図ａに示す
ような故障電流が流れたとする。まづａ相の先行
しや断選別装置は自相ａ相の電流偏移が大で自相
電流偏移検出器の接点１１が閉じない。したがつ
てａ相しや断器には先行しや断のトリツプ指令は
当然出ない。つぎにｂ相の先行しや断選別装置は
自相ｂ相が電流零を切つているので自相電流偏移
検出器の接点１４は閉じる。しかし第４図ｂに見
られる通り、ｂ相を先行しや断することにより残
りのｃ相、ａ相の電流偏移が可成残るのでこの電
流予測値を入力とする他相電流抑制検出器はその
接点１５，１６を閉じない。従つてｂ相の先行ト
リツプ指令も出ない。

ｃ相の先行しや断選別装置は自相ｃ相の電流が
零を切つているので自相電流偏移検出器の接点１
７は閉じる。第４図ｃに見られる通りｃ相を先行
しや断することにより残りのａ相ｂ相の電流偏移
は問題なく電流零点を切つているので、この電流
予測値を入力とする他相電流抑制検出器はその接
点１８，１９を閉じ、ｃ相に先行トリツプの指令
が出る。

なおｃ相しや断後はａ，ｂ相とも電流が零を切
つており、ａ相先行しや断検出器、ｂ相先行しや
断検出器の接点１１，１２，１３，１４，１５，
１６すべてが閉じるのでａ，ｂ相が引きつづきト
リツプされる。

普通の先行しや断では切れた後を予測せづ、切
れる相から切るので上記の例ではｂ相が先行しや
断されることもあり、この場合ａ相ｃ相の電流偏
移が少くなるまで更にトリツプを遅延する必要が
生ずるが、本発明の方式では他相の電流偏移を抑
制するｃ相を確実に検出し先行しや断することが
できる。

(f) 変形例 ある一相が先行しや断すれば残りの相につい
て、更にもう一相しや断する場合の電流分布の割
合Ｋが変る。これに対応するにはしや断器の補助
接点により開閉に応じてＫを切換えればよい。第
３図のように１回線のみが接続されている場合一
相先行しや断された後Ｋを1/2から１に切換える
と厳密になる。しかしＫをそのまま1/2にしてお
いても特に支障はなく正常の動作は期待できる。

(g) 発明効果の説明 以上説明したように本発明はつぎの効果があ
る。すなわち、電流偏移を起した故障回線をしや
断する場合、電流偏移が少なく、しや断可能な相
のうち、その相を先行しや断したことによる残り
の相への影響を予測計算して、その相のしや断に
よる電流偏移の多い相の電流偏移が効果的に減少
する相を選択している。したがつて先行しや断に
よる残り相の電流偏移減少が最も効率よく発揮さ
れる。先行しや断選別装置の構成も非常に簡単で
経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は故障電流とそのしや断を一般的に示す
図、第２図は電流偏移を起した故障電流の波形
図、第３図は送電系統図、第４図は故障電流と先
行しや断による残り相電流変化を示す図、第５図
は先行しや断による電流分布図、第６図は本発明
を構成する先行しや断方式の一実施例を示す構成
図である。 ７……先行しや断選別装置、８……自相電流偏
移検出器、９……他相電流偏移抑制検出器、１０
……故障検出器によるしや断指令接点、１１……
検出器８の出力接点、１２，１３……検出器９の
出力接点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 送電線の故障電流しや断において、或る相の
   故障電流を先行しや断することによる残りの相え
   の電流偏移えの影響を各相故障電流の値から予測
   し、電流偏移が少なくしや断可能な相のうち、そ
   の相を先行しや断することにより残りの相の電流
   偏移を効果的に抑制することが期待できる相から
   順次しや断することを特徴とする故障電流しや断
   方式。