JPS63190514A - 地絡方向継電装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は非接地系に適用される地絡方向！ｉｌ電装置に
関する。

（従来の技術） 地絡検出用継電器の一例として非接地系に適用される誘
導円板型地絡方向継電器（以下、継電器と略称する）が
ある。これは、第７図に示すように、非接地系主回路母
線１に接続された二次開放Δ結線の接地型計器用変圧器
（以下、ＧＰＴと称する）２の二次側開放端に継電器３
の電圧コイル４を接続し、選択地絡検出の対象となる主
回路６（主回路母線１から分岐されている）の遮断器７
の負荷側に接続された零相変流器（以下、ＺＣＴと称す
る）８の二次回路に継電器３の電流コイル５を接続する
ことにより、主回路６の地絡時、電圧コイル４への電圧
入力と、電流コイル５への電流入力の各大きさ及び位相
関係を判定し、主回路６の地絡を検出するものである。

ここで、地絡時における電流入力は次のように決定され
る。すなわち、ＧＰＴ２の二次回路に接続された負担の
インピーダンスにより大きさ、及び地絡電圧に対する位
相が決まる零相電流成分と、地絡電圧に対し９０°位相
の進んだ、主回路６以外のキャパシタンスにより大きさ
が決まる充電電流成分とがベクトル合成されたものが、
継電器３の電流入力となる。

なお、非接地系回路における地絡電流はなるべく小さく
しなければならないことから、！！電器３の動作特性は
、第８図に示すように充電電流依存型となっている。す
なわち第８図において、２０は継電器３の動作域を示し
ている。ＧＰＴ２の二次回路に接続される負担の抵抗骨
による電流成分２２およびインダクタンスによる電流成
分２３からなり、主回路６の（つまり主回路母線１の）
零相電圧ｔ。に対して所定の位相差を有する零相電流２
１と、主回路母線１に接続される主回路６以外の主回路
のキャパシタンスによる充電電流２４とのベクトル和に
相当する合成電流２５が継電器３の電流コイル５への流
入電流となるのであり、この流入電流つまり合成電流２
５が充電電流２４の影響を大きく受けることは明らかで
ある。

第７図の装置においては地絡電流を制限するために、Ｇ
ＰＴ２の二次開放端に制限抵抗９を接続しているが、こ
れはＧＰＴ２の二次開放端に接続された負担のインピー
ダンスを調整することにより、継電器３の電流入力に対
する位相補正をも行なっている。

（発明が解決しようとする問題点） 近年、非接地系回路のシステム設計において、一つの主
回路母線から分岐した選択地絡検出を行なう主回路の数
が増大している。これに伴って一つのＧＰＴの二次開放
端に接続される継電器の数も増大するため、それらの電
圧コイルのインダクタンス分により、地絡時にＧＰＴに
流入する零相電流は遅れ方向の位相となり、継電器が動
作しにくくなる。

この不都合を改善するための一手段として、制限抵抗９
の抵抗値を小さくする方式がある。この方式の場合、遅
れ電流が多少緩和されるので継電器は動作しやすくなる
。しかし、ＧＰＴ２の二次開放端に接続される負担のイ
ンピーダンスが小さくなるため、零相電流の増加を招く
ことになり、ＧＰＴ容量を大きくしなければならないば
かりでなく、地絡電流をも増加させるため、人体や機器
に悪影響を及ぼすおそれがある。

他の改善策として、継電器側で対応する等の方式もある
が、増設時の対応が困難であるとともに、装置が高価な
ものとなる。

本発明は、地絡電流を大して増加させることなく、また
、継電器やＺＣＴを変更したりすることもなく、常に、
継電器が任意の回路状態において確実に優先地絡検出を
行うことができる地絡方向継電装置を提供することを目
的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、−次側が保護すべき主回路に接続された二次
側開放Δ結線の接地型計器用変圧器と、主回路の零相電
流を検出する零相変流器と、接地型計器用変圧器の二次
側開放端に生ずる零相電圧および零相変流器によって検
出される零相電流に基づいて主回路の選択地絡検出を行
う地絡方向継電器とを備えた地絡方向継電装置において
、接地型計器用変圧器の二次側開放端に位相改善用のコ
ンデンサを接続したことを特徴とするものである。

（作　用） 本発明によれば、零相電流の遅れ方向の位相をコンデン
サにより積極的に改善するので、制限抵抗は、継電器が
確実に地絡電流を検出できる程度に零相電流を確保する
ように設定できることになる。したがって、主回路のあ
らゆる運用状態における地絡事故を継電器により確実に
検出することが可能になる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示すものである。

コンデンサ群１０を零相電流位相改善用としてＧＰＴ２
の二次開放端間にスイッチ１１を介して接続する。スイ
ッチ１１は主回路母線１から給電される主回路６，６・
・・の遮断器７，７・・・の開閉に応じて開閉操作され
、本発明の主旨に従い、主回路６，６・・・の充電電流
の増減分を補償するようにキャパシタンスが調整される
。ここでは簡単のため、各コンデンサが等キャパシタン
スであり、１個当りのキャパシタンスが、主回路母線１
から給電される主回路１個当りの充電電流に見合ってい
るものとすると、継電器３は、自己の回路以外の充電電
流で動作するから、遮断器７が０台投入された場合に（
ｎ−１）個のコンデンサを開放するような指令をスイッ
チ１１に与えれば良い。したがって、コンデンサ群１６
の全キャパシタンスは、遮断器の総数をＮとすれば主回
路母線１から給電される回路（Ｎ−１）個の充電電流に
見合った値である。

このとき継電器３への流入電流であるが、遮断器７を１
台しか投入しないときは、第２図に示すように、ＧＰＴ
２の開放二次回路にコンデンサ群１０が無いときに流れ
る零相電流２６と、コンデンサ群１０の最大のキャパシ
タンスによる電流２７とのベクトル和に相当する零相電
流２１が継電器３の電流コイル５への流入電流２５とな
名。

これに対して遮断器７，７・・・を全台投入したときは
、第３図に示すように、コンデンサ群１０はほとんど又
は全く投入されず、コンデンサ群１０が無いときの零相
電流２６すなわち本来の零相電流２１と、主回路６以外
の主回路のキャパシタンスによる充電電流２４とのベク
トル和に相当する電流が電流コイル５への流入電流２５
となる。いずれの場合も流入電流２５はほぼ等しくなる
。

このようにするために、スイッチ１１に対する指令は、
回路状態を個々の遮断器の開閉状態に基づいてメモリ１
２に記憶しておき、投入されている遮断器の台数に応じ
て与えられ、スイッチ１１の開閉駆動はモータ１３によ
りケわれる。

以上のようにして、本実施例によれば、任意の回路状態
において、地絡に対して継電器を常に最大感度の状態で
検出させることができるため、地絡事故の早期検出が可
能となる。さらに、制限抵抗の調節に頼る場合よりも、
地絡電流を制約できるため、地絡事故の拡大を抑制でき
、人体・機器への影響も軽減することができる。

さらに主回路数が増加した場合、従来は、任意の回路状
態において、地絡に対して継電器を動作させるためには
、制限抵抗の抵抗値をかなり小さく選定しなければなら
ず、したがって、それが地絡電流を増加させる要因とな
っていたのに加え、あらゆる地絡に最大感度の状態で検
出することがぬかのうであった。これに対し、本実施例
によれば、継電器が最大感度なる近辺で地絡電流を検出
できる程度に零相電流を確保させれば良いから、制限抵
抗の抵抗値を高く選定することができ、従来の方法に比
べ、地絡電流を大幅に減少させることが可能となるため
、制限抵抗が要因でＧＰＴ容量を増加させることがなく
経済的である。

第４図は、スイッチ１１を構成する個々のスイッチ素子
に対する開閉指令を、遮断器の開閉に対して、一対−に
なるように構成した実施例を示すものである。この実施
例は、第１図のようなメモリ１２等を使用せず、遮断器
の開閉指令をそのままスイッチの開閉指令に対応させれ
ば良いため、簡単な構成ですみ実用的である。

第５図はＧＰＴ２の二次開放端間に固定キャパシタンス
のコンデンサ１５を接続した実施例を示すものである。

コンデンサ１５のキャパシタンスは、第６図に示すよう
に、ＧＰＴ２の二次開放端間に接続された負担のインダ
クタンスによる電流成分２３により遅れ方向に働いた零
相電流２８を、充電電流成分２７により継電器３の動作
域２０内に入るまで位相補正するよう選定する。位相補
正後の零相電流は符号２１で示されている。

以上のようにして本実施例によっても任意の回路状態に
おいて、地絡に対して地絡電流を抑制しながら継電器３
を確実に動作させることが可能となる。この実施例は常
に最大感度にするという訳にはいかないが、構成が簡単
で安価になるという特徴がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、非接地系の任意の回路状態において、
地絡電流を抑制しながら確実に優先地絡検出を行なうこ
とが可能となるため、地絡事故の拡大を抑制でき、人体
や機器への悪影響を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路接続図、第２図、
第３図は第１図の実施例における異なる遮断器投入状態
での地絡方向継電器の動作特性図、第４図は本発明の第
二の実施例を示す回路接続図、第５図は本発明の第三の
実施例を示す回路接続図、第６図は第５図の実施例にお
ける地絡方向継電器の動作特性図、第７図は従来の地絡
方向継電装置の回路接続図、第８図は第７図の装置の動
作特性図である。 ２・・・接地型計器用変圧器、３・・・地絡方向継電器
、６・・・主回路、７・・・遮断器、８・・・零相変流
器、９・・・制限抵抗、１０・・・コンデンサ群、１５
・・・コンデンサ。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 匹　Ｉ　図 も２　図　　　　　も３　図 昆４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一次側が保護すべき主回路に接続された二次側開放Δ結
   線の接地型計器用変圧器と、前記主回路の零相電流を検
   出する零相変流器と、前記接地型計器用変圧器の二次側
   開放端に生ずる零相電圧および前記零相変流器によって
   検出される零相電流に基づいて前記主回路の選択地絡検
   出を行う地絡方向継電器とを備えた地絡方向継電装置に
   おいて、前記接地型計器用変圧器の二次側開放端に位相
   改善用のコンデンサを接続したことを特徴とする地絡方
   向継電装置。