JPS6248456B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞ この発明は多段階選択遮断指令装置に関する。 ＜従来の技術＞ 保護継電装置は一般に系統又は機器に事故又は
異常が発生した場合に、これを迅速且つ鋭敏に検
出し、自己の保護すべき範囲（以下保護区間とい
う）の事故乃至異常であることを正確に判断して
故障の発生した区間のみを選択遮断することが必
要である。又、その適用に際しては盲点事故によ
る不動作を避けるために保護区間を互いに重ね合
せ、更に一連の保護方式相互間では、万一の誤動
作に備えて後備保護方式を整備すると共に、確実
な保護協調が保たれなくてはならない。 而して、保護方式には各種があるが、自家用電
気設備に於て最も広く用いられているのは、反限
時又は定限時特性の過電流継電器を用いて、故障
電流の大きさと継電器の動作時限によつて故障点
の選択遮断を行なう限時差選択遮断方式である。
第１図は反限時特性の過電流継電器RY１，RY
２，RY３…RYn，RY_o+1を用いた場合の限時差
選択遮断方式の保護協調の関係を示すものであ
る。即ち、電源Ｅに近い継電器ほど動作時限を長
くし、事故点に最も近い電源側端子の継電器が動
作するようにしてその端子の遮断器を自動遮断す
ることによつて故障点を除去する。この場合の継
電器動作時限整定の原則は次の通りである。 Rn＝Ｒ_o+1＋Ｓ 但しＳ＝Ｂ_o+1＋On＋α ここでBnは第ｎ区間継電器Rynの動作時限整
定値、Ｒ_o+1は第（ｎ＋１）区間継電器Ry_o+1の動
作時限整定値、ＳはRynとRy_o+1の動作時限整定
値の差、Ｂ_o+1は第（ｎ＋１）区間遮断器CB_o+1の
全遮断時間、OnはRynの慣性動作時間、αは余
裕時間である。 ところで、実際の継電器整定に際しては、誘導
円板形継電器と５サイクル遮断の遮断器を使用し
た場合、Ｒ_o+1：0.1秒、On：0.2秒、α：0.05秒
とみて隣接保護区間の継電器間の動作時限整定差
は0.35秒以上に整定することが望ましいとされて
いる。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ しかし、自家用受電設備の受電点継電器の整定
基準については一般的に電力会社側変電所の送り
出し遮断用継電器との協調を考慮して0.1秒から
長くても0.6秒程度までに制約されている。 このため従来の方法によれば、0.1秒の場合に
は構内配電線と受電回路との保護協調を保つこと
は無理であつて、構内配電線の短絡事故時には常
にシリーズトリツプとなつて受電点が遮断開放し
てしまうことはまぬがれ得ないこととなる。一
方、0.6秒の場合においても配電系統の末端に瞬
時動作形過電流継電器を採用したとしても、末端
（0.05秒）＝次段（0.4秒）となり、末端区分点を
除いて受電回路の0.6秒整定との協調を保ち得な
いこととなる。実使用の設備にあつては、最近の
誘導円板形過電流継電器の特性改善を考慮して保
護区間間の継電器動作時限差を0.3秒に短縮する
ことが行なわれており、誘導円筒形や静止形の継
電器を採用することによつて、更に0.2秒程度ま
でに縮めることは可能となる。しかし、0.3秒の
時限差で末端（0.05秒）＝次段（0.35秒）で末端
区分点のみの協調という事態は改善されず、0.2
秒の時限差で末端（0.05秒）＝次段（0.25秒）＝
次々段（0.45秒）となつて、やつと末端と次段の
２段階が受電点の0.6秒と協調を保ち得る状態と
なるに過ぎない。但し配電線インピーダンスによ
つて短絡電流が低減され、上位継電器の反限時特
性部に入るような場合には若干改善される。 このように、多段階の保護区間を有する自家用
電気設備にあつては、構内配電系統の限時差選択
遮断保護協調を得ることは極めて困難であり、一
度事故が発生するとシリーズトリツプ現象は避け
られず、結果広範囲の停電を招来せざるを得ない
といつた問題点を有する。 ＜発明の目的＞ この発明は上記の問題点に鑑みてなされたもの
で、多段階の保護区間を有する自家用構内配電系
統のような多数の区間に区分された配電系統にお
いて電源に最も近い継電器の時限整定が短かい場
合であつても各区間の保護協調を確実かつ簡単に
とり、故障の発生した区間だけの遮断器を選択遮
断させることができる装置を提供することにあ
る。 ＜問題点を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するためにこの発明は多段階
の保護区間を有する配電系統の保護に用いる多段
階選択遮断指令装置（以下選択遮断指令装置とい
う）を、配電線の過電流（故障電流）を検出する
過電流検出装置と、１段階上位の選択遮断指令装
置の動作をロツクするためのロツク信号送出装置
と、下位の選択遮断指令装置からのロツク信号を
受信するためのロツク信号受信装置と、遮断器を
遮断するための遮断信号を送出する装置とで構成
し、上記配電系統において何れかの区間で故障が
発生したとき、故障電流を検出した過電流検出装
置が、１段階上位の選択遮断指令装置に対して動
作ロツク信号を発すると共に、下位の選択遮断指
令装置から動作ロツク信号を受けていない選択遮
断指令装置は自己の受け持つ区間の遮断器にトリ
ツプ信号を発するようにして故障点の除去を行な
うものである。 ＜作用＞ 上記の選択遮断指令装置によれば、自己の選択
遮断指令装置が故障電流を検出したとき、上位の
選択遮断指令装置に動作ロツク信号を発してその
動作をロツクし、下位の選択遮断指令装置からの
動作ロツク信号を受信していなければ、自己の受
け持つ区間の遮断器をトリツプするようにしたの
で上位の選択遮断指令装置との間に限時差を設け
なくても確実に故障の発生した区間のみを選択遮
断することができる。 ＜実施例＞ 以下本発明の一実施例を図と共に詳細に説明す
る。 第２図においてCB１〜CB４及びCT１〜CT４
は多段階保護区間を有する樹枝状配電系統に設け
られるしや断器及び変流器である。SY１〜SY４
は遮断器CB１〜CB４に対応する選択遮断指令装
置である。 今、配電線のF₁点（Ｘ印）において故障が発
生すると、選択遮断指令装置、SY２，SY３，SY
４が同時に故障電流を検出し、それぞれ自己より
１段階上位にある選択遮断指令装置に対しその動
作をロツクするロツク信号LU２，LU３を与える
と共に選択遮断指令装置SY２は下位選択遮断指
令装置SY１よりロツク信号を受けていないの
で、遮断器CB２にトリツプ信号TS２を発し故障
点の除去を行なう。この場合の故障除去時間（Ｔ
_CB2）は次の通りである。 Ｔ_CB2＝Ｔ_R+t 但し、Ｔ_Rは故障電流検出時限（瞬時）と下位
選択遮断指令装置からの動作ロツク信号の有無を
確認するために設けられた極短時限の和、ｔは遮
断器の全遮断時間である。又、F₂点の故障時に
は上記同様選択遮断指令装置SY３，SY４が故障
電流を検出し選択遮断指令装置SY３による遮断
器CB３の遮断が行なわれるが、この場合の故障
除去時間もＴ_CB3＝Ｔ_R+tであつて、故障点のいか
んにかかわらず、常に同一故障除去時間で、その
うえ非常に短いものである。 第３図は本発明に適用する選択遮断指令装置の
一構成を示すもので、PUは過電流検出装置、LO
は下位選択遮断指令装置からのロツク信号LDを
受けて遮断動作をロツクする補助リレー、TL１
は下位選択遮断指令装置からのロツク信号LDの
有無を確認するための極小時限タイマ、TL２は
過電流検出装置PUの動作を受けて上位選択遮断
指令装置へロツク信号LUを送出し、一定時限後
にロツクを解除する速動限時復帰リレー、INV
は、過電流検出装置PUの出力を反転させる否定
回路でPUの復帰信号を出力させる回路、TL３は
上位遮断器のバツクアツプ遮断時限を規制するタ
イマ（CBの全遮断時間＋α）、TXは遮断器トリ
ツプ用補助リレーである。 また、INはタイマTL１の出力によるタイマー
TL３および補助リレーTXの動作をリレーＬ０又
は否定回路INVの出力があつた場合阻止する禁止
回路である。 なお、CB，CTは配電系統の１区間に設けられ
る遮断器及び変流器である。 次に動作を第４図に示すタイムチヤートを参照
して説明する。第２図の配電線において、F₁点
に故障が発生すると区分点を除く〜に於て
それぞれSY２〜SY４の過電流検出装置PUが故
障を検出する。該装置PUの動作によつてリレー
TL２が動作し、SY２はSY３，SY３はSY４にと
いつた形でそれぞれ１段階上位へロツク信号を送
出する。従つて第４図ａに示すように区分点の
SY２のみがタイマTL１の動作によつて、補助リ
レーTXを付勢することができ、これによつて遮
断器CB２をトリツプさせる。その結果故障点F₁
が除去され、各区分におかれる選択遮断指令装置
の過電流検出装置PUが復帰し、全ての装置が平
常状態に戻つて事故発生前の状態となり次の事故
発生に備える。若し、区分点の選択遮断指令装
置SY２の補助リレーTXの不良あるいは遮断器
CB２の不調によつてタイマTL１の時限後にトリ
ツプ信号が発せられているにもかかわらず、故障
除去が行なわれない場合には(b)の如くタイマTL
３の時限後に上位（区分点）へのロツク信号が
解除され、区分点のSY３の補助リレーTXを付
勢して遮断器CB３を遮断し区分点におけるバ
ツクアツプ保護が行なわれる。選択遮断指令装置
内部に異常のあつた場合の動作については種々の
状況が考えられる。選択遮断指令装置SY２全体
の異常で区分点における故障の検出自体が行な
われない場合には、区分点から区分点へのロ
ツク信号が送出されないので、タイムチヤート(a)
の区分点をに、をに移し変えた形となり
区分点における後備保護が区分点における遮
断と同一時限で極めて速やかに行なわれることと
なる。なお、過電流検出要素PUは動作したがリ
レーTL２が不動作の場合、選択遮断指令装置SY
２は正常だが区分点の制御電源不良の場合、ロ
ツク用の連絡線の断線、短絡の場合も同様であ
る。 次に過電流検出装置PUが動作し、リレーTL２
も動作して上位へのロツク信号が出たにもかかわ
らず、タイマTL１以降の動作が不調で遮断器の
トリツプが行なわれないという事態が区分点で
起つた場合には、(c)のタイムチヤートの如くリレ
ーTL２が整定時限後に復帰して区分点に対す
るロツクを解除し、区分点の選択遮断指令装置
SY３の補助リレーTXが動作して遮断器CB３の
遮断による後備保護が行なわれる。この場合、リ
レーTL２の駆動は過電流検出装置PUの出力で行
なわれるため、各区分点におけるリレーTL２の
整定が同一の場合には下位から上位へのロツク解
除が各区分点で一斉に行なわれ、区分点のみな
らずの遮断器CB４も遮断することになる。こ
のような事態は元来各区分点間での動作時間協調
がとれない場合に本発明を適用するのであるか
ら、このような不調の発生確率からみて実用的に
問題になる事柄でない。区分点間の時限整定差が
複数段階得られる場合には適当な区分点グループ
毎にリレーTL２に整定差をつけ、これによるロ
ツク解除、後備保護時の遮断範囲を限定すること
が望ましい。 なお、以上(a)、(b)、(c)各々のケースにおける受
電点遮断器の動作時限整定値は、故障発生から補
助リレーTX動作までの時間と考えればよく、従
つて各々の素子の動作時間を例えば以下の第１表
のようにした場合、動作時間の変動を±10％考慮
したとしてもRnは(a)においては0.15秒以下、(b)
においては0.3秒以下、(c)においては0.5秒以下と
なり最悪条件の(c)においても整定基準の0.6秒以
内に入ることになる。

【表】 以上は樹枝状配電系統に本発明を適用した場合
について説明したが、これに限らず周知の常開ル
ープ及び常閉ループ方式にも適用することがで
き、その適用にあたつては常開ループ方式の場合
はループ配電線の開放がどこで行なわれるかによ
つてロツク信号の発信方向を、常閉ループ方式の
場合は故障電流の方向によつてロツク信号の発信
方向をそれぞれ変更すればよい。 ＜発明の効果＞ 以上詳述したように本発明によれば多段階の保
護区間を有する配電系統において、当該系統で故
障が発生したとき、故障電流を検出した選択遮断
指令装置が１段階上位の選択遮断指令装置に対し
て動作をロツクする信号を発すると共に、下位選
択遮断指令装置からロツク信号を受けていない選
択遮断指令装置は自己の受持つ遮断器に対してト
リツプ信号を発するようにしたので、各区間に設
置された選択遮断指令装置相互間に時限差を設け
なくてもこれら相互間に確実な保護協調をとるこ
とができ、適格な選択遮断が可能となる。従つて
選択遮断指令装置の管理運営を簡素化し、かつ停
電区間を極限できる等電力供給上極めて有用な効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は反限時特性の過電流継電器を用いた場
合の限時差選択遮断方式の保護協調の関係を説明
するための参考図、第２図は本発明を多段選択保
護区間を有する樹枝状配電線に適用したブロツク
線図、第３図は本発明に適用した多段階選択遮断
指令装置の一実施例を示すブロツク線図、第４図
は第３図の動作説明用タイムチヤートである。 CB１〜CB４……遮断器、CT１〜CT４……変
流器、SY１〜SY４……多段階選択遮断指令装
置、PU……過電流検出装置、Ｌ０……補助リレ
ー、INV……否定回路、IN……禁止回路、TL
１，TL３……タイマ、TL２……リレー、TX…
…補助リレー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 配電線を多数の区間に区分し、配電線の過電
   流によつて適切な区間を選択遮断するために遮断
   器に遮断信号を発する目的で各区間に設けられる
   多段階選択遮断指令装置において配電線路の過電
   流を検出する装置と、該装置の動作により、１段
   階上位の多段階選択遮断指令装置に対してその動
   作をロツクするためのロツク信号を送出する装置
   と、下位の多段階選択遮断指令装置からロツク信
   号を受けていないときに自己の区間の遮断器を遮
   断するための遮断信号を送出する装置とからなる
   多段階選択遮断指令装置。