WO1999053590A1 - Systeme de mise a la masse directe, capable de limiter le courant de defaut de mise a la terre - Google Patents

Systeme de mise a la masse directe, capable de limiter le courant de defaut de mise a la terre Download PDF

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WO1999053590A1
WO1999053590A1 PCT/JP1999/001925 JP9901925W WO9953590A1 WO 1999053590 A1 WO1999053590 A1 WO 1999053590A1 JP 9901925 W JP9901925 W JP 9901925W WO 9953590 A1 WO9953590 A1 WO 9953590A1
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grounding system
direct grounding
direct
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PCT/JP1999/001925
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Inventor
Toshiaki Yoshiura
Kazuya Shigemizu
Yasuo Takemoto
Muneo Yuya
Original Assignee
Kyushu Electric Power Co., Inc.
Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki
Togami Electric Mfg., Co., Ltd.
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02—Details
    • H02H3/025—Disconnection after limiting, e.g. when limiting is not sufficient or for facilitating disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • H02H9/023—Current limitation using superconducting elements
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    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Definitions

  • the present invention relates to a direct grounding system capable of suppressing a fault current. • Background technology
  • the grounding method for distribution lines can be roughly classified into a direct grounding method and a low resistance grounding method.
  • the neutral point of the power supply is directly grounded, so the protection device is simple, and even if an accident current occurs, abnormal voltage rise does not occur in the system and the equipment is inexpensive.
  • the current ground fault protection of the direct grounding method is to blow the fuse by the ground fault current-to isolate the fault point, but in the low resistance grounding method, the low resistance is always inserted into the fault circuit. Fuse does not blow during an accident. Therefore, this method cannot be applied if there is only one long-distance distribution line in the bank.
  • the problem to be solved by the present invention is to take advantage of the advantages of the conventional direct grounding method, -To provide a direct grounding system that can prevent instantaneous voltage drop, which is a problem of the existing direct grounding system.
  • the direct grounding system of the present invention is one in which a current limiter for suppressing a fault current is installed on a downstream side of a circuit breaker in a direct-grounding distribution system.
  • the current limiter is a parallel circuit of a normally closed commutator and a current limiting impedance. When the current flowing through the distribution line exceeds a set value, the current limiter is opened to open the current limiting impedance. It can be a superconducting element in which the current is commutated to dance, or the resistance value is zero during normal power transmission and the resistance value increases due to the fault current.
  • FIG. 1 is a system diagram of the direct grounding system of the present invention.
  • Fig. 2 is an explanatory diagram showing the outline of the current limiter according to the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a fast-moving mechanism for high-speed opening operation.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the basic specifications of the current limiter according to the present invention.
  • FIG. 1 shows a configuration diagram of the direct grounding system of the present invention.
  • the current limiting device employs a suppression (current limiting) method using a high-speed mechanical commutation method.
  • the current limiter 3 is constructed by connecting a commutator 1 and a current limiting impedance 2 in parallel to each phase of the distribution line.
  • Fig. 2 (a) shows a normal time and (b) shows an accident.
  • Figure 3 shows the waveform when the current limiter is activated during an accident with an accident current of 6 kA or more.
  • Figure 3 (a) shows the short-circuit current without the suppression device, and (b) shows the short-circuit current with the suppression device.
  • the electrodes were directly moved by the electromagnetic force of the short-circuit current itself to cut off the electrodes.
  • the electrode 5 is arranged in the U-shaped magnetic yoke 4 so that it can be opened and closed, and an electromagnetic force f is generated in the magnetic yoke 4 by a short-circuit current i flowing through the electrode when a short circuit occurs. Then, the electrode 5 is separated at a high speed, and the circuit breaker is opened.
  • the fixed electrode 6 and the movable electrode 7 constitute a contact point, so that the movable electrode 7 can move in and out of the center of the fixed plate 8, and the movable plate 9 and the movable electrode 7 are fixed.
  • the electromagnetic force that acts on the movable platen 9 and the fixed platen 8 due to the short-circuit current repels them and moves them.
  • the electrode 7 is opened.
  • the fixed platen 8 and the movable platen 9 are compact as spiral parallel conductors. With these mechanisms, high-speed disconnection was made possible without the intervention of relays or trip mechanisms.
  • Table 1 shows the basic specifications of device A and device B in Fig. 4.
  • FIG. 5 shows the skeleton of the equipment.
  • a disconnecting switch was added to the power supply side of the suppression device section to increase the reliability of the device by having an integrated structure.
  • a series of operations are used in combination with a control device used externally to the device.
  • 10 is a disconnecting switch that is the main circuit breaker
  • 11 is a CT (current transformer) that detects current
  • 12 is control that controls the opening and closing of the commutator 1 and the main circuit breaker 10 Device.
  • the commutator 1 is directly opened by electromagnetic force when the current is large, and detected by CT 11 when the current is small. Sink 1 simultaneously • open. As a result, a current flows through the current limiting impedance 2 and the accident current can be suppressed.
  • the current limiter is composed of a parallel circuit of a commutator and a current limiting impedance.
  • the resistance value is zero, and the resistance is affected by a fault current. It can be a superconducting element whose value increases.

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

- 明 細 書
• 事故電流を抑制可能な直接接地システム
• 技術分野
5 本発明は、 事故電流を抑制可能な直接接地システムに関する。 • 背景技術
. 配電線の接地方式には、大きく分けて直接接地方式と低抵抗接地方式がある。 - 直接接地方式は、 電源の中性点を直接接地する構成であるため、 保護装置が簡0 単であり、 事故電流が発生しても系統に異常電圧上昇が起きず、 機器が安価に
- できるという利点がある反面、 配電線の短絡 ·地絡事故発生時、 その事故大電 - 流のため、 熱、 電磁力による機器及び碍子類の破損、 短絡点でのアークによる - 電線断線のほか、 当該バンク （同一配電用変圧器） から送電される他の配電線
- に瞬時電圧低下が発生する。 そのため、 工場の生産ラインの停止、 または O A5 機器のデータ喪失など、 電力供給信頼度に問題がある。
• 瞬時電圧低下に対する暫定対応策として、 現在、 一部の変電所に図 7に示す - 低抵抗接地方式が導入されているが、 次のような問題点がある。
- ( 1 ) 地絡事故時の瞬時電圧低下は防止できるが、 短絡事故時の瞬時電圧低下 - を防止することができない （全事故の 2割程度）。
0 ( 2 ) 現状の直接接地方式の地絡保護は地絡電流によりヒューズを溶断させ事 - 故点を切り離す方式であるが、 低抵抗接地方式では低抵抗が常に事故回路に挿 - 入されているため事故時にヒューズが溶断しない。 このため、 当該バンクに長 - 距離配電線が 1配電線でもあるとこの方式が適用できない。
- ( 3 ) 事故発生時に大事故電流地域の保護方式にもヒューズ方式が適用できな5 いため、 受電設備側の保護装置が高価になる。
- 発明の開示
- 本発明が解決しょうとする課題は、従来の直接接地方式の利点を活かしつつ、 - 既存の直接接地方式の問題である瞬時電圧低下を防止できる直接接地システム • を提供することにある。
• 前記課題を解決するため、 本発明の直接接地システムは、 直接接地方式の配 - 電線系統において、 遮断器の下流側に事故電流を抑制する限流器を設置したも のである。
. 限流器を、 常閉の転流器と限流インピーダンスの並列回路とし、 配電線に流 • れる電流が設定値以上になったときに前記転流器を開放して前記限流インピー . ダンスに電流を転流する構成、 または通常の送電時は抵抗値が零で、 事故電流 - によつて抵抗値が上昇する超電導素子とすることができる。
0 また、 転流器を、 半導体または電流ヒューズとすることができる。
- 前記限流器は、 配電線の主遮断器が既設のものであれば配電線の第 1番目の
• 電柱に取り付け、 主遮断器を新たに設置する場合は主遮断器内に設置すること • ができる。
- 本発明によれば、 下記の効果がある。
5 ( 1 ) 短絡，地絡事故とも瞬時電圧低下を防止できる。
- ( 2 ) 事故電流が大きい場合のみ動作するため、 長距離配電線では従来通りの - ヒューズによる保護方式が適用可能である。
- ( 3 ) 本装置動作時でも事故電流が半波流れるため、 事故発生時に大事故電流 • が流れる地域でも、従来の安価なヒューズによる保護方式の適用が可能である。
0 ( 4 ) 誘導障害防止が可能である。
- ( 5 ) 大事故電流抑制による設備費抑制が可能である。
• ( 6 ) 事故点のダメージが抑制可能である。
• 図面の簡単な説明
5 図 1は本発明の直接接地システムの系統図である。
• 図 2は本発明による限流器の概要を示す説明図である。
. 図 3は本発明装置の動作時の短絡電流波形図である。
• 図 4は高速開極動作のための速動機構の例を示す説明図である。 図 5は本発明に係る限流器の基本仕様を示すプロック図である。
図 6は本発明による限流器の動作シーケンスを示すタイムチヤ一トである。 図 7は従来の低抵抗接地方式を示す系統図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明の直接接地システムの構成図を図 1に示す。
本発明においては、 直接接地方式の配電線系統において、 変電所母線から分 岐される各回線主遮断器 1 0の下流側に事故電流を抑制する限流器 3を設置し た構成としている。
本実施例においては、 限流器として、 高速度機械転流式による抑制 （限流） 方式を採用した。 その構成は図 2のように、 配電線各相に転流器 1と限流イン ピーダンス 2を並列接続して限流器 3を構成している。 図 2 ( a ) は通常時、 ( b ) は事故時である。
図 2において、 転流器 1に大電流が流れると大電流を高速に遮断し、 限流ィ ンピーダンス 2 へ電流を流して事故時の大電流を抑制するものである。
どの時点で転流器 1を開くかについては色々なやり方があるが、 本例は、 実 用性を重視し、第 1半波は非限流とし、 1 Z 2サイクルで遮断する方式とした。 事故電流 6 k A以上の場合の事故時に限流器が動作したときの波形を図 3に示 す。 図 3 ( a ) は抑制装置なしの場合の短絡電流、 （b ) は抑制装置ありの場 合の短絡電流を示している。
高速度開極の方式として、 図 4に示すように 2種類の方式を採用し、 短絡電 流そのものの電磁力で直接電極を動かし、 遮断する方式を採った。 図 4 ( a ) の A装置では、 U字型の磁気ヨーク 4の中に電極 5が開閉できるように配置さ れ、 短絡時に電極に流れる短絡電流 iにより、 磁気ヨーク 4に電磁力 f が発生 し、 電極 5は高速で引き離され、 遮断器は開状態となる。 また図 4 ( b ) の B 装置では、 固定電極 6と可動電極 7で接点を構成するもので、 固定盤 8の中心 に可動電極 7が出入りできるようにし、 可動盤 9と可動電極 7を固定し、 短絡 電流による可動盤 9と固定盤 8に作用する電磁力により両者を反発させて可動 電極 7を開くようにしたものである。 固定盤 8と可動盤 9とは、 渦巻き状の並 行導体としてコンパク ト化を図っている。 これらの機構により、 リレーやトリ ップ機構を介さないため、 高速での遮断が可能となった。
図 4の A装置と B装置の基本仕様は表 1の通りである。
0
Figure imgf000006_0001
5
• また、 装置のスケルトンを図 5に示す。 本実施例では、 抑制装置部の電源側 • に切離開閉器を付加し、 一体型構造とすることにより装置の高信頼度化を図つ • た。 一連の動作は、 装置に外付けで使用する制御装置と組み合わせ使用する。 - 図中 1 0は主遮断器である切離開閉器、 1 1は電流を検出する C T (電流変0 成器）、 1 2は転流器 1及び主遮断器 1 0を開閉制御する制御装置である。 配 • 電線に事故電流が流れると、 大電流時は転流器 1を電磁力で直接開放し、 小電 - 流時は C T 1 1でそれを検出し、 制御装置 1 2により各相の転流器 1を同時に • 開放する。 それにより、 限流インピーダンス 2に電流が流れ、 事故電流を抑制 • することができる。
5 限流器の動作シーケンスを図 6に示す。 動作時間は表 2に示す通りである。 表 2
動作時間 （目安） 〔単位： m s J
Figure imgf000007_0001
• なお、 上述した実施例では限流器を転流器と限流ィンピーダンスの並列回路 - で構成した例を示したが、 通常の送電時は抵抗値が零で、 事故電流によって抵 • 抗値が上昇する超電導素子とすることができる。
0 また、 転流器は開閉器のほか、 半導体または電流ヒューズとすることができ
• る。
- 産業上の利用可能性
- 本発明は、 直接接地方式の配電線系統において利用することができる。
5
0

Claims

• 請 求 の 範 囲
- 1 . 直接接地方式の配電線系統において、 遮断器の下流側に事故電流を抑制す - る限流器を設置したことを特徴とする事故電流を抑制可能な直接接地システ ム。
- 2 . 限流器を、 常閉の転流器と限流インピーダンスの並列回路とし、 配電線に • 流れる電流が設定値以上になったときに前記転流器を開放して前記限流インピ - 一ダンスに電流を転流する構成としたことを特徴とする請求の範囲 1記載の事 - 故電流を抑制可能な直接接地システム。
0 3 . 限流器を、 通常の送電時は抵抗値が零で、 事故電流によって抵抗値が上昇 - する超電導素子としたことを特徴とする請求の範囲 1記載の事故電流を抑制可 . 能な直接接地システム。
• 4 . 転流器を、 半導体とした請求の範囲 2記載の事故電流を抑制可能な直接接 • 地システム。
5 5 . 転流器を、 電流ヒューズとした請求の範囲 2記載の事故電流を抑制可能な - 直接接地システム。
• 6 . 限流器を配電線の第 1番目の電柱に取り付けたことを特徴とする請求の範 - 囲 1記載の事故電流を抑制可能な直接接地システム。
• 7 . 限流器を配電線の主遮断器内に設置したことを特徴とする請求の範囲 1記0 載の事故電流を抑制可能な直接接地システム。
5
PCT/JP1999/001925 1998-04-10 1999-04-09 Systeme de mise a la masse directe, capable de limiter le courant de defaut de mise a la terre WO1999053590A1 (fr)

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