WO2010032682A1 - 送電線路の再閉路方式 - Google Patents

送電線路の再閉路方式 Download PDF

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reclosing
phase
accident
voltage
transmission line
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繁雄 飯沼
政夫 堀
敏 新庄
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株式会社 東芝
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    • 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
    • H02H3/06—Details with automatic reconnection
    • H02H3/066—Reconnection being a consequence of eliminating the fault which caused disconnection
    • 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
    • H02H3/40—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 responsive to ratio of voltage and current

Definitions

  • the present invention relates to a power transmission line reclosing system in which a simple method is used to detect the extinction phase of arc ions in an accident phase and perform reclosing.
  • the single phase reclosing system that shuts off and re-injects only the accident phase when the accident phase is one phase, or the three-phase interruption in the case of accidents of two or more phases.
  • a three-phase reclosing system for recharging is adopted.
  • a multi-phase reclosing system is adopted in which the accident phase is interrupted and the healthy phase is re-injected under the condition of the remaining two phases or the remaining three phases, which contributes to stable operation of the system.
  • no-voltage time the time from when the circuit breaker is shut off until it is turned on again.
  • the length of this no-voltage time is the time from when the circuit breaker interrupts the fault current until the arc ion at the fault point is extinguished. Decided assuming time.
  • the no-voltage time varies depending on the aspect of the accident, and about 1 second is selected for single-phase reclosing and multiphase reclosing, and about 0.5 to 0.8 seconds is selected for three-phase reclosing.
  • FIG. 19 shows a time chart from the interruption of the circuit breaker CB by the transmission line protection relay RY to the CB reclosing after the no-voltage time when an accident F occurs due to a lightning strike or the like on the one-line transmission line TL.
  • a) is a power system diagram
  • (b) is a response diagram of the circuit breaker CB
  • (c) is a response diagram of the protection relay RY.
  • the time t 4 (t 4) is considered in consideration of the operation delay time of the circuit breaker CB so that the circuit breaker CB can be turned on again at time t 5 after the elapse of time when it is assumed that arc ions are completely extinguished.
  • An input command is issued at ⁇ t 5 ).
  • the time from when the accident current is interrupted until the arc ions disappear depends on the primary arc current, system voltage, line length (line distributed capacity depends on line length), wind speed, etc. In any case, the no-voltage time until reclosing needs to be slightly longer than the deionization time.
  • the insulation recovery time and the deionization time tend to be longer as the accident current is larger and in proportion to the system voltage, and the re-closing no-voltage time is about 1.0 seconds in the case of a 500 kV system, In the case of the 187 kV to 275 kV system, the time is set to about 0.5 to 0.8 seconds.
  • FIG. 20 is a graph showing the relationship between the time required for ion erasure after the accident interruption and the nominal voltage when the accident current is about 20 kA.
  • the deionization time has a deep relationship with the system voltage, and becomes longer as the system voltage becomes higher.
  • the non-voltage time of the reclosing is as short as possible because it has a large influence on the stability. Therefore, a method for adaptively (freely) changing the no-voltage time by detecting that the content of harmonics contained in the line voltage of the accident interruption phase is in the decay direction is the timing at which arc ions disappear. (For example, refer to Japanese Patent No. 3710771).
  • the method disclosed in the above-mentioned document needs to detect a change in the line voltage at the time of the accident from almost zero to a voltage caused by induction after arc ion extinction, and requires extremely high voltage detection accuracy.
  • high-precision voltage detection is necessary to detect and determine this change. is necessary.
  • the timing of arc ion disappearance can be detected, and if a re-injection command is issued at that time, an accident due to reclosing does not occur and it can greatly contribute to the stability of the system.
  • the timing of the time requires voltage detection with extremely high accuracy, and it is difficult to put the method disclosed in the above literature into practical use at present.
  • an object of the present invention is that a transmission line that does not require so much accuracy of line voltage detection, can easily detect the extinction timing of the arc ion of the accident phase, and prevents the occurrence of an accident at the time of reclosing. It is to provide a reclosing method.
  • a power transmission line is installed by inputting a voltage signal and a current signal, which are installed at each terminal of the power transmission line and detected by an instrument transformer and a current transformer, and performing a predetermined protection operation.
  • a high-speed reclosing is performed by a protective relay equipped with a protective operation function that shuts off the accident phase of the accident and a reclosing function that outputs a reclosing command to the circuit breaker of its own terminal when the reclosing condition is satisfied in the accident interruption phase.
  • the line voltage value of the accident phase after the accident interruption detected by the transformer for detecting the line voltage of the own terminal is the line voltage value when the accident phase is open and healthy
  • a transmission line reclosing system includes means for sending a closing command to the accident phase circuit breaker when it is within the allowable range defined in.
  • power is transmitted by inputting a voltage signal and a current signal that are installed at each terminal of a transmission line and detected by an instrument transformer and an instrument current transformer, and performing a predetermined protection operation.
  • High-speed reclosing is performed by a protective relay equipped with a protection operation function that shuts off the accident phase of the track and a reclosing function that outputs a reclosing command to the circuit breaker of its own terminal when the reclosing condition is satisfied in the accident interruption phase.
  • the value of the fault phase line voltage detected by the transformer for detecting the line voltage of the self-terminal is the current and voltage of the healthy phase of the transmission line.
  • a re-closing system for a transmission line with means to send an input command to the accident phase breaker when the accident phase is within the allowable range determined by the line voltage value obtained when the accident phase is opened and sound by calculation from Is provided.
  • FIG. 1 is a power system diagram in which a protection relay with a reclosing function common to the first and second embodiments of the present invention is installed.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a protective relay with a reclosing function common to the first and second embodiments of the present invention.
  • 3A and 3B are diagrams showing an induced voltage (an example of an a-phase missing phase) during single-phase reclosing, where FIG. 3A is a diagram showing an electrostatic coupling voltage, and FIG. 3B is a diagram showing an electromagnetic coupling voltage. .
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which the line voltage in the first embodiment of the present invention is detected by absolute value comparison.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a power system diagram in which a protection relay with a reclosing function common to the first and second embodiments of the present invention is installed.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a protective relay with
  • FIG. 6 is a diagram showing the concept of the reclosing allowable range in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of detecting the line voltage based on the ratio in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the operation in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a power system diagram in which a protective relay with a reclosing function common to the third to fifth embodiments of the present invention is installed.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of a protective relay with a reclosing function common to the third to sixth embodiments of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the operation in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the operation in the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the operation in the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a flowchart showing the operation in the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a block diagram of the protection relay with a reclosing function regarding the 7th Embodiment of this invention.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram in which the allowable range of the phase is added to the induced voltage.
  • FIG. 17 is a flowchart showing the operation in the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a flowchart showing the operation in the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining a conventional reclosing system for a transmission line, where (a) is a power system diagram to be reclosed, (b) is a circuit breaker operation time chart for explaining no-voltage time, and (c). Is a time chart of protection relay operation.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating the relationship between the system voltage and the insulation recovery time.
  • FIG. 1 shows the power installed in the A terminal and the B terminal facing each other with the protective relay RY having a reclosing function for determining whether or not reclosing can be performed using only the line voltage signal V L detected by the instrument transformer VT L.
  • FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an example of a protective relay RY with a reclosing function.
  • the power system shown in FIG. 1 has a line current on the bus BUS side of each circuit breaker CB-A, CB-B connecting the buses BUS-A, BUS-B and the power transmission line TL at the A terminal and the B terminal.
  • An instrument current transformer CT for detecting i is installed, and instrument transformers VT L -A and VT L -B for detecting the line voltage VL are installed on the transmission line TL side.
  • protection relays RY-A and RY-B with a reclosing function have the same configuration and the same function, the following description will be made on behalf of the protection relay RY-A with a reclosing function.
  • the protective relay RY-A with a reclosing function always receives the line current I from the instrument current transformer CT-A and the line voltage V L from the instrument transformer VT L -A.
  • the obtained system voltage V L and current I are constantly calculated based on a predetermined protection calculation algorithm, and when an accident F occurrence of the transmission line TL is detected based on the calculation result, the circuit breaker CB-A of its own terminal
  • the protective circuit function Pro that shuts off the accident point by outputting the shutoff command A reclosing function Rec for sending a reclosing command to -A
  • the protective operation function Pro operates, as described above, the shutoff command is output to the breaker CB-A of its own terminal, and the reclosing function For function Rec And it is configured to deliver a reclosing start signal.
  • the protection operation function Pro is a current differential relay for main protection
  • the reclosing function Rec is
  • a cutoff command is output from the protection calculation function Pro of the protective relay RY-A with a reclosing function to the a phase breaker, and the a phase accident cutoff Is done. Then, after the extinction of the arc ion at the accident point F, as will be described with reference to FIG. 3 below, due to induction from the b-phase power transmission line and the c-phase power transmission line, which are healthy phases, an open phase state (open state) occurs. An induced voltage is generated in the a-phase transmission line.
  • FIGS. 3 (a) and 3 (b) show the voltages induced from the b-phase and c-phase in which the a-phase is a healthy phase during single-phase reclosing in the single-phase transmission line a-phase open phase state.
  • (a) is a diagram showing an example of electrostatic coupling that occurs between the a phase and the healthy phase b phase and c phase
  • (b) is an example of the electromagnetic induction coupling that occurs between the a phase and the healthy phase.
  • the a phase passes through the current shown in Equation (1), that is, the a phase passes through the ground capacitance Cs.
  • the flowing current j ⁇ is a combined current of the current j ⁇ Cm (Vb ⁇ Va) flowing from the b phase through the interphase capacitance Cm and the current j ⁇ Cm (Vc ⁇ Va) flowing from the c phase through the interphase capacitance Cm. is there.
  • mVa j ⁇ M (Ib + Ic) (3) Therefore, a voltage sVa + mVa obtained by synthesizing the electrostatic coupling voltage sVa and the electromagnetic coupling voltage mVa is generated in the phase a in the phase that has been cut off due to the accident interruption.
  • the electrostatic coupling voltage sVa shown in FIG. 3 is satisfied regardless of the accident point, and the following equation (4) is satisfied.
  • Vc CmE / (Cs + 2Cm) (4)
  • E Rated phase voltage of the system
  • an induction voltage is induced in the phase of the open phase of the electromagnetic coupling voltage mVa.
  • the arc current Ic due to the electrostatic coupling voltage is expressed by the equation (5).
  • Table 1 shows the calculation of the induction voltage ⁇ in advance by dividing the magnitude of the current of the healthy line when one phase is opened in one line transmission line into three ranks of large, medium and small.
  • the current large is the rated current of the transmission line 100%, the current is medium: 50%, the current is small, and the small is about 10%.
  • data corresponding to various cutoff phases in the two-line transmission line is also prepared.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of the reclosing function Rec of the protection relay RY with a reclosing function, and the induced voltage detection unit Rec-1 in this example detects the induced line voltage VL by comparing the absolute values. Indicates.
  • the example of the induced voltage detection unit Rec-1 of the reclosing function Rec in FIG. 4 is the absolute value of the measured value of the line voltage VL induced in the a phase, for example, which is opened at the time of the accident as shown by the equation (6).
  • V L the value of the line voltage of the accident phase, Vk; the voltage value calculated in advance from the healthy phase in the transmission line of the accident phase, k1; calculated in advance based on the current flowing through the transmission line
  • the reclosing allowable constant that was set.
  • a voltage condition detector Rec-1 0.9Vk ⁇ 1.1Vk ( 0.9 ⁇ 1.1 times the Vk the magnitude of V L is determined in reclosing allowable constant k1 relative to the size of the Vk ), It is determined that VL has become a magnitude approximate to Vk, and a reclosing command is sent to the circuit breaker CB.
  • the predetermined value is an induced voltage value induced from the healthy phase to the phase opened at the time of the accident after the arc ion generated at the accident point of the transmission line disappears.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation in the high-speed reclosing system of the power transmission line according to the first embodiment.
  • step 3 If an accident occurs in the power transmission line in step 1 and the accident is interrupted by the protective relay (Yes), and then in step 2 the reclosing condition (the reclosing condition detecting unit Rec-2 in FIG. 4) is not established (No), The final interruption is set (step 3).
  • Step 2 the accident phase is selected in Step 4. Then, the voltage data Vk when the accident phase is open and healthy stored in the storage means of the protection relay RY before the accident is extracted (step 5), and then the voltage data Vk when the accident phase is healthy and the line voltage are measured. The value V L is compared (step 6).
  • step 6 when the measured value V L does not satisfy the condition of 0.9Vk ⁇ V L ⁇ 1.1Vk (No), after the reclosing giving time TF by the on-delay timer has elapsed (t> TF ) In step 9, the final shutoff is performed (step 10).
  • FIG. 6 shows a concept of a reclosing allowable range indicating a relationship between the induced voltage V L (measured value) of the equation (6), the predetermined value Vk obtained in advance and the reclosing allowable constant k1 obtained in advance.
  • the value approximating to a predetermined value V L of the induced voltage V L measured at voltage transformer VT L -A is are predetermined, i.e., reclosing determining the upper and lower limits of the predetermined value V L If it is within the upper and lower limit values (0.9 to 1.1) of the allowable constant k1, Expression (6) is established, indicating that reclosing is possible.
  • FIG. 7 is a configuration diagram illustrating a second example of the induced voltage detection unit Rec-1 of the reclosing function Rec.
  • V L is 0.9Vk ⁇ reclosing command if it meets the V L ⁇ 1.1Vk line voltage equation (6)
  • the difference between the absolute value of the measured value V L and the absolute value of the calculated value Vk and the calculation are calculated as shown in the following equation (7). If the ratio of the value Vk to the absolute value is within a certain value k2, reclosing is performed.
  • the difference between the second embodiment and the first embodiment is a method in which the first embodiment obtains the induced voltage in advance. Comparison between the calculated value Vk and the measured value VL of the accident phase obtained from the extinction of the arc ions of the accident phase using the current and voltage introduced from the current transformer CT and instrument transformer VT L If both values are close to each other, a closing command is sent to the accident phase breaker.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the operation in the high-speed reclosing system of the power transmission line according to the second embodiment.
  • step 8 differs from FIG. 5 in that step 5 is replaced with step 5A. That is, in step 5A, which is processed after the accident phase selection in step 4, the voltage (Vk) when the accident phase is open and healthy is calculated from the terminal current and voltage of the healthy phase. Since other arithmetic processing is the same, description thereof is omitted.
  • the line voltage value VL of the accident phase after the accident interruption is calculated from the voltage induced from the healthy phase in the protection relay with a reclosing function. It is possible to easily determine whether to perform reclosing only by confirming whether or not the obtained induced voltage (Vk) is approximate.
  • FIG. 9 is a power system diagram in which a protection relay RY with a reclosing function according to this embodiment is installed
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a protection relay RY with a reclosing function according to this embodiment.
  • the protection relay RY with a reclosing function of the present embodiment is installed at its own terminal (A terminal) with respect to the configuration of the protection relay RY with a reclosing function shown in FIGS.
  • the transmission means S for transmitting the line voltage VL signal detected by the instrument transformer VT L to the opposing terminal and the receiving means R for receiving the line voltage VL signal transmitted from the counterpart terminal are newly provided.
  • a means for determining whether or not reclosing can be performed using the line voltage signal V L of the own terminal and the counterpart terminal is added to the reclosing function Rec.
  • CL is a transmission line that connects between the opposite terminals facing the own terminal.
  • the line voltage of the accident phase introduced from the own terminal and the opposite counterpart terminal is compared with a predetermined value (a value that is determined to permit reclosing) set in advance in the protective relay RY with a reclosing function. As a result of comparison, if close to a predetermined value, a closing command is sent to the circuit breaker of the own terminal and the counterpart terminal.
  • a predetermined value a value that is determined to permit reclosing
  • FIG. 11 is a flowchart showing the operation in the high-speed reclosing system of the transmission line according to the present embodiment.
  • the high-speed reclosing method of the transmission line according to the present embodiment is different from the flowchart (FIG. 5) showing the operation in the high-speed reclosing method according to the first embodiment.
  • the processing step A for transmitting the line voltage from the own terminal to the partner terminal is performed, and then the processing step B for receiving the line voltage from the partner terminal is performed.
  • the line voltages V LA , V LB and Vk are compared (steps 5 1 , 6 and 6), respectively. 1 ) This is the point.
  • Other points are the same as in FIG.
  • the line voltage to be transmitted by terminal A V LA, the line voltage value received is V LB, and the calculated value of the own terminal of the induced voltage generated in open phase in an accident which has been previously determined in step 5 1 Is Vk A , and the calculated value on the counterpart terminal side is Vk B.
  • reclosing permission judgment formula is 0.9Vk A ⁇ V LA ⁇ 1.1Vk A as minute own terminal, the process steps 6 1, 0.9Vk B ⁇ V LB ⁇ 1 as minute counter terminal .1Vk B If both VLA and VLB are established, reclosing is permitted and the circuit breaker is turned on.
  • the line voltage VL detected by the self terminal and the counter terminal is mutually transferred, and both the self terminal and the counter terminal data are used, so that the both terminals are used. Since the determination level can be adjusted to the same level, it is possible to improve the reliability of the determination of whether or not the reclosing can be performed.
  • the protective relay RY with a reclosing function used in this embodiment has means for transmitting and receiving the line voltage to and from the opposite terminal, and the value of the accident phase line voltage at both ends of the line after the accident is interrupted is the current and voltage of the transmission line healthy phase.
  • the accident phase is approximated to the line voltage value obtained when the accident phase is in an open and healthy state by calculation from the above, it functions to send a closing command to the accident phase breaker.
  • the structure of the protection relay RY with a reclosing function used for this embodiment is the same as that of FIG. 9, 10 used in 3rd Embodiment, description is abbreviate
  • the data of the line voltage VL detected at the own terminal and the opposite terminal is transferred to the protection relay RY with a reclosing function between the own terminal and the opposite terminal using the transmission line.
  • the protective relay RY with a reclosing function the induced voltage from the healthy line is obtained by calculation, and the value obtained by this calculation is compared with the line voltage V L of the accident phase. Then, if the calculated value of the own terminal and the opposite terminal and the value of the line voltage VL are approximated, a closing command is sent to the accident phase breaker.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the operation in this embodiment.
  • step 51A the terminal used at the time of accident phase selection is the self-terminal at the point where the voltage at the time of accident phase open is calculated from the healthy phase terminal current / voltage.
  • Vk A and the opposite terminal Vk B are used. Others are the same as those in the flowchart of FIG.
  • the present embodiment is characterized in that the transmission condition of the line side voltage data in the third embodiment or the fourth embodiment is particularly performed under a reclosing start condition.
  • the structure of the protection relay RY with a reclosing function used for this embodiment is the same as that of FIG. 9, 10 used in 3rd Embodiment, description is abbreviate
  • a reclosing start step C is interposed between the line voltage value VLA transmission step A and the opposite terminal. Since the processing steps after step 4 are the same as those in the flowchart shown in FIG.
  • the data to be transmitted can use the area of current data that is not used during the reclosing.
  • the configuration of the protective relay RY with reclosing function and the reclosing function Rec used in the present embodiment is the same as that in the first embodiment shown in FIGS. 1, 2, 4, 7 or FIG. 9 used in the third embodiment. 10 is the same as in FIG.
  • FIG. 14 is a flowchart showing the operation in the sixth embodiment.
  • Step 9 when the line voltage value VL of the accident phase after the accident interruption is not approximated to the predetermined value Vk in Step 6 (No), the predetermined time (T m ; no-voltage time set value) is determined in Step 9
  • T m no-voltage time set value
  • step 7 is passed and the circuit breaker is turned on in step 8.
  • the no-voltage time timer starts at the same time as the breaker CB is shut off. During this time, it is detected whether or not the line voltage is close to a predetermined value. If the line voltage is not approximated, the timer counts up and sends a closing command to the accident phase breaker.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a protection relay RY with a reclosing function used in the present embodiment.
  • This FIG. 15 shows that the induced voltage detector Rec-1 in FIG. 4 or FIG. 7 used in the first embodiment has a measured value VL of a predetermined voltage and phase tolerance based on the calculated line voltage Vk. The description is omitted because the voltage and phase tolerance range detection unit Rec-3 is simply replaced with a voltage for detecting the range.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram in which the phase tolerance is added to the induced voltage, and shows the magnitude and phase of the voltages Vk and VL .
  • This embodiment is different from the first to fifth embodiments in that the voltage induced from the healthy phase to the accident phase and the phase is a three-phase AC voltage.
  • a protection relay with a reclosing function stores a database of relationships between predetermined voltages and phases set in advance. The line voltage value and phase of the accident phase after the accident interruption are compared with a predetermined value associated in advance. As a result of comparison, if close, a closing command is sent to the accident phase breaker.
  • FIG. 17 is a flowchart showing the operation in this embodiment.
  • step 6 the line voltage Vk when the accident phase is open and the line voltage VL are compared, and if they are within a predetermined voltage and phase range associated in advance as shown in the following equation (8): Allow reclosing and turn on the circuit breaker.
  • the difference from the third to fifth embodiments and the seventh embodiment is that when the re-close permission is determined by the self-terminal device, the re-close permission is transmitted to the opposite terminal. Whether or not it is possible is determined and the circuit is reclosed when both conditions match.
  • FIG. 18 is a flowchart showing the operation in this embodiment.
  • Step 71 for transmitting a closing permission signal to the opposite terminal and Step 72 for receiving the permission signal from the opposite terminal are provided, and Step 72 is not established.
  • the no-delay time counting on-delay timer TF in step 9 is started, and the reclosing is permitted and the circuit breaker is turned on only when the reclosing condition is satisfied in the reclosing condition.
  • the circuit breaker can be turned on at the same time by transmitting a closing permission signal to the opposite terminal and receiving the permission signal from the opposite terminal. If a closing permission signal cannot be received from the opposite end, the final interruption is made after a certain time. Since the reclosing is permitted and the circuit breaker is turned on only when the reclosing permission condition is established for both terminals, the reliability of the reclosing execution determination can be further improved.
  • the present invention it is possible to easily detect the extinction timing of the arc ion of the accident phase without requiring much accuracy of the line voltage detection, and to prevent the occurrence of the accident at the time of reclosing. It is possible to provide a reclosing method for the transmission line.

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Abstract

　送電線路の各端子で検出した電圧信号ＶＬおよび電流信号Ｉを入力して所定の保護演算を行うことにより送電線路の事故相を遮断する保護演算機能（Ｐｒｏ）および当該事故遮断相に再閉路条件が整ったときに自端子の遮断器に再閉路指令を出力する再閉路機能（Ｒｅｃ）を備えた保護リレー（ＲＹ）により高速再閉路を行うようにした送電線路の再閉路方式において、自端子で検出された事故遮断後の事故相の線路電圧の値ＶＬが、事故相の開放健全時の線路電圧値Ｖｋで定めた許容範囲（｜｜ＶＬ｜－｜Ｖｋ｜｜＜ｋ１）に存在するとき、事故相遮断器に投入指令を送出する。

Description

送電線路の再閉路方式
　本発明は、簡便な方法で事故相のアークイオンの消滅タイミングを検出して再閉路を行うようにした送電線路の再閉路方式に関する。
　送電線路の再閉路方式には直接接地系統の場合、事故相が１相のときに事故相のみ遮断して再投入する単相再閉路方式、あるいは２相以上の事故の場合３相遮断して再投入する３相再閉路方式が採用されている。また、平行２回線系統の場合事故相を遮断し、健全相が２相残りまたは３相残りを条件に再投入する多相再閉路方式が採用され、系統の安定運用に寄与している。
　一般に遮断器が遮断してから再投入するまでの時間を無電圧時間と呼び、この無電圧時間の長さは、遮断器が事故電流を遮断したあと事故点のアークイオンが消弧するまでの時間を想定して決められる。無電圧時間は事故様相により異なり、単相再閉路および多相再閉路では約１秒程度、３相再閉路では約０．５秒～０．８秒程度が選択される。
　図１９は１回線送電線ＴＬに落雷などで事故Ｆが発生した場合に送電線保護リレーＲＹによる遮断器ＣＢの遮断から無電圧時間後のＣＢ再閉路迄のタイムチャートを示したもので、（ａ）は電力系統図、（ｂ）は遮断器ＣＢの応答図、（ｃ）は保護リレーＲＹの応答図である。
　図１９（ａ）～（ｃ）において、時刻ｔ１で落雷等による事故Ｆが発生し、送電線保護リレーＲＹに故障電流が取り込まれることにより送電線保護リレーＲＹが動作し、時刻ｔ２で遮断器ＣＢに遮断指令が出され、時刻ｔ３で遮断器ＣＢの開放により事故電流が消滅される。
　事故点Ｆではアークによって周囲の空気がイオン化されており、アークイオンが拡散して消滅しないうちに再送電した場合、再びアーク電流が流れて再閉路は失敗する。このため、通常、アークイオンが完全に消滅すると想定される時間経過後の時刻ｔ５で遮断器ＣＢを再投入できるように、遮断器ＣＢの動作遅れ時間を考慮して時刻ｔ４（ｔ４＜ｔ５）に投入指令を出するようにしている。
　事故電流が遮断した後、アークイオンが消滅するまでの時間（消イオン時間）は、一次アーク電流、系統電圧、線路恒長（線間分布容量は線路恒長に依存する）、風速などに依存するが、いずれにせよ、再閉路までの無電圧時間は、消イオン時間より若干長く取る必要がある。
　一般に、絶縁回復時間と消イオン時間は事故電流が大きいほど、また系統電圧に比例して長くなる傾向があり、再閉路の無電圧時間は、５００ｋＶ系統の場合、１．０秒程度、また、１８７ｋＶから２７５ｋＶ系統の場合では、０．５秒～０．８秒程度に設定されている。
　図２０は事故電流が約２０ｋＡの場合で、事故遮断後のイオン消去に要する時間と公称電圧との関係を示したグラフである。事故点Ｆではアークによって空気がイオン化しており、事故電流が遮断された後も残留イオンが存在する。この残留イオンが消滅する時間すなわち、消イオン時間は系統電圧と深い関係があり、系統電圧が高くなるにつれ、長くなるということである。
　電力系統にとっては、再閉路の無電圧時間は安定度に与える影響が大きいためにできるだけ短いほうが好ましい。そこで、アークイオンが消滅するタイミングを、事故遮断相の線路電圧に含まれる高調波の含有率が減衰方向であることを検出して無電圧時間をアダプティブに（自由に）変化させる方法が提案されている（例えば、特許第３７１０７７１号公報を参照）。
　上記文献に開示された方法は、事故時の線路電圧がほぼ零からアークイオン消滅後の誘導によって生じた電圧までの変化を検出する必要があり、電圧の検出精度が極めて高く要求される。特に、送電線の事故点の位置によって自端子の線路側電圧としてアークイオンが消弧する前の電圧の大きさが異なることから、この変化を検出し判定するためには高精度の電圧検出が必要である。
　このようにアークイオン消滅時のタイミングが検出でき、その時点で再投入指令を出せば、再閉路による事故発生が無く系統の安定度に大きく寄与することができるが、前述したようにアークイオン消滅時のタイミングは極めて高精度な電圧検出を必要としており、上記文献に開示された方法を実用化することは現状では困難である。
　したがって、本発明の目的は、線路電圧検出の精度をそれほど必要とせず、簡便に事故相のアークイオンの消滅タイミングを検出でき、併せて再閉路時の事故発生を防止するようにした送電線路の再閉路方式を提供することにある。
　本発明の一態様によれば、送電線路の各端子に設置され、計器用変圧器および計器用変流器で検出した電圧信号および電流信号を入力して所定の保護演算を行うことにより送電線路の事故相を遮断する保護演算機能および当該事故遮断相に再閉路条件が整ったときに自端子の遮断器に再閉路指令を出力する再閉路機能を備えた保護リレーにより高速再閉路を行うようにした送電線路の再閉路方式において、前記自端子の線路電圧検出用の計器用変圧器によって検出された事故遮断後の事故相の線路電圧の値が、事故相の開放健全時の線路電圧値で定めた許容範囲内に存在するとき、事故相遮断器に投入指令を送出する手段を備えた、送電線路の再閉路方式が提供される。
　本発明の他の態様によれば、送電線路の各端子に設置され、計器用変圧器および計器用変流器で検出した電圧信号および電流信号を入力して所定の保護演算を行うことにより送電線路の事故相を遮断する保護演算機能および当該事故遮断相に再閉路条件が整ったときに自端子の遮断器に再閉路指令を出力する再閉路機能を備えた保護リレーにより高速再閉路を行うようにした送電線路の高速再閉路方式において、前記自端子の線路電圧検出用の計器用変圧器によって検出された事故遮断後の事故相の線路電圧の値が、送電線健全相の電流、電圧から演算により事故相が開放健全状態としたときに求めた線路電圧値で定めた許容範囲内に存在するとき、事故相遮断器に投入指令を送出する手段を備えた、送電線路の再閉路方式が提供される。
　本発明によれば、線路電圧検出の精度をそれほど必要とせず、簡便に事故相のアークイオンの消滅タイミングを検出でき、併せて再閉路時の事故発生を防止するようにした送電線路の再閉路方式を提供することができる。
図１は、本発明の第１および第２の実施形態に共通する再閉路機能付き保護リレーを設置した電力系統図である。 図２は、本発明の第１および第２の実施形態に共通する再閉路機能付き保護リレーの構成図である。 図３は、単相再閉路中の誘導電圧（ａ相欠相の例）を示す図であり、（ａ）は静電結合電圧を示す図、（ｂ）は電磁結合電圧を示す図である。 図４は、本発明の第１の実施形態における線路電圧を絶対値比較により検出する例を示す図である。 図５は、本発明の第１の実施形態における動作を示すフローチャートである。 図６は、本発明の第１の実施形態における再閉路許容範囲の概念を示す図である。 図７は、本発明の第１の実施形態における線路電圧を比率により検出する例を示す図である。 図８は、本発明の第２の実施形態における動作を示すフローチャートである。 図９は、本発明の第３乃至第５の実施形態に共通する再閉路機能付き保護リレーを設置した電力系統図である。 図１０は、本発明の第３乃至第６の実施形態に共通する再閉路機能付き保護リレーの構成図である。 図１１は、本発明の第３の実施形態における動作を示すフローチャートである。 図１２は、本発明の第４の実施形態における動作を示すフローチャートである。 図１３は、本発明の第５の実施形態における動作を示すフローチャートである。 図１４は、本発明の第６の実施形態における動作を示すフローチャートである。 図１５は、本発明の第７の実施形態に関する再閉路機能付き保護リレーの構成図である。 図１６は、誘導電圧に位相の許容範囲を加えた説明図である。 図１７は、本発明の第７の実施形態における動作を示すフローチャートである。 図１８は、本発明の第８の実施形態における動作を示すフローチャートである。 図１９は、従来の送電線路の再閉路方式を説明する図であり、（ａ）は再閉路対象の電力系統図、（ｂ）は無電圧時間説明用の遮断器動作タイムチャート、（ｃ）は保護リレー動作のタイムチャートである。 図２０は、系統電圧と絶縁回復時間の関係を示す図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各実施形態を通じて共通する部分には同一番号または関連する符号を付けて重複する説明は適宜省略する。
［第１の実施形態］
　以下、図１乃至図３を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。
　この第１の実施形態は、事故遮断後の事故相の線路電圧値が、隣回線連系条件等が整い、かつ、予め決めてある所定値と近似したときに、事故相遮断器へ投入指令を送出するようにした送電線路の再閉路方式である。
（構成）
　図１は計器用変圧器ＶＴＬで検出した線路電圧信号ＶＬのみを用いて再閉路の実施可否を判定する再閉路機能付き保護リレーＲＹを相対向するＡ端子およびＢ端子にそれぞれ設置した電力系統図であり、図２は再閉路機能付き保護リレーＲＹの一例を示す構成図である。
　図１に示した電力系統は、Ａ端子およびＢ端子において、母線ＢＵＳ－Ａ、ＢＵＳ－Ｂと送電線ＴＬとを接続する各遮断器ＣＢ－Ａ、ＣＢ－Ｂの母線ＢＵＳ側にそれぞれ線路電流ｉを検出する計器用変流器ＣＴを設置するとともに、送電線ＴＬ側に線路電圧ＶＬを検出する計器用変圧器ＶＴＬ－Ａ、ＶＴＬ－Ｂを設置するように構成されている。
　ここで、再閉路機能付き保護リレーＲＹ－ＡおよびＲＹ－Ｂは同一構成、同一機能なので、以下は再閉路機能付き保護リレーＲＹ－Ａを代表して説明する。
　図２で示すように、再閉路機能付き保護リレーＲＹ－Ａは、計器用変流器ＣＴ－Ａから線路電流Ｉを、また、計器用変圧器ＶＴＬ－Ａから線路電圧ＶＬをそれぞれ常時取り込み、この取り込んだ系統電圧ＶＬ、電流Ｉを所定の保護演算アルゴリズムに基づいて常時演算し、演算結果によって送電線ＴＬの事故Ｆ発生を検出したときは、自端子の遮断器ＣＢ－Ａに遮断指令を出力して事故点の遮断を行う保護演算機能Ｐｒｏと、事故遮断後の事故相の線路電圧の計測値が予め決めてある電圧許容範囲に存在するときに、自端子の遮断器ＣＢ－Ａに対して再閉路指令を送出する再閉路機能Ｒｅｃと、を備え、保護演算機能Ｐｒｏは動作すると、前述したように自端子の遮断器ＣＢ－Ａに遮断指令を出力するとともに、再閉路機能Ｒｅｃに対して再閉路起動信号を送出するように構成されている。なお、保護演算機能Ｐｒｏは、一例を挙げれば主保護用の電流差動継電器であり、また、再閉路機能Ｒｅｃは再閉路継電器ともいう。
　図１に戻って、送電線ＴＬのａ相に事故Ｆが生じると、再閉路機能付き保護リレーＲＹ－Ａの保護演算機能Ｐｒｏからａ相遮断器に遮断指令が出力され、ａ相の事故遮断が行われる。すると、事故点Ｆのアークイオン消滅後に以下の図３で説明するように、健全相であるｂ相送電線路およびｃ相送電線路からの誘導により、欠相状態（開放状態）となっているａ相の送電線路に誘導電圧が発生する。
　図３（ａ）、（ｂ）はともに１回線送電線ａ相欠相状態での単相再閉路中にａ相が健全相のｂ相およびｃ相から誘導される電圧について示したものである。特に（ａ）はａ相が健全相のｂ相およびｃ相との間に生じる静電結合の例を示す図で、（ｂ）はａ相が健全相との間に生じる電磁誘導結合の例を示す図である。
　まず、図３（ａ）により、ａ相事故遮断後の欠相中に、健全相であるｂ相およびｃ相からの誘導電圧の求め方について説明する。
　静電結合による送電線路間に生じる相間静電容量をＣｍ、対地静電容量をＣｓとすると、ａ相には、式（１）で示す電流、すなわちａ相から対地静電容量Ｃｓを通って流れる電流ｊωは、ｂ相から相間静電容量Ｃｍを通って流れる電流ｊωＣｍ（Ｖｂ－Ｖａ）と、ｃ相から相間静電容量Ｃｍを通って流れる電流ｊωＣｍ（Ｖｃ－Ｖａ）との合成電流である。
　　　ｊωＣｍ（Ｖｂ－Ｖａ）＋ｊωＣｍ（Ｖｃ－Ｖａ）＝ｊωＣｓＶａ　・・・（１）
この式（１）から式（２）の電圧ｓＶａが導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　一方、図３（ｂ）において、電磁結合による電線間に生じる相互インピーダンスをＭとすると、欠相中のａ相には下記式（３）のｍＶａで表す電圧が生じる。
　　　ｍＶａ＝ｊωＭ（Ｉｂ＋Ｉｃ）　　　　　・・・（３）
　従って、事故遮断されて欠相中のａ相には静電結合電圧ｓＶａと、電磁結合電圧ｍＶａとを合成した電圧ｓＶａ＋ｍＶａが生じることになる。
　なお、Ｃｓ、Ｃｍ、Ｍについてはａ相、ｂ相、ｃ相に関連して表記すべきであるが図および式が煩雑になることから簡略化した。
　図３に示す静電結合電圧ｓＶａは事故点に関係なく、次の式（４）が成立し、送電電圧Ｅが高いほど、対地静電容量をＣｓに比べて線間容量Ｃｍの大きいほど大きくなる。
　　　Ｖｃ＝ＣｍＥ／（Ｃｓ＋２Ｃｍ）　　　・・・（４）
　　　　　但し、Ｅ：系統の定格相電圧
　また、電磁結合電圧ｍＶａは、前記式（３）で示したように、欠相状態の相に誘導電圧が誘起される。
　なお、静電結合電圧によるアーク電流Ｉｃは式（５）で表される。
　　　Ｉｃ＝ｊωＣｍ・Ｌ（Ｖｂ＋Ｖｃ）　　・・・（５）
　　　　　　但し、Ｌ：線路長
　なお、事故遮断により欠相状態となったａ相送電線路が健全状態のときに、遮断器ＣＢ－Ａを開放させて健全相のｂ相およびｃ相送電線路に設置されている計器用変流器ＣＴ－Ａから導入された電流Ｉと計器用変圧器ＶＴＬ－Ａから導入された電圧ＶＬとを用いて前記式（４）により予め求めておいた（計算しておいた）電圧値Ｖｋとして、再閉路機能付き保護リレーＲＹ－Ａの記憶手段に保存しておく。なお、この予め計算しておいた電圧値Ｖｋは、誘導電圧値（ｓＶａ＋ｍＶａ）に相当する。
　表１は１回線送電線における１相開放時の健全回線の電流の大きさを大、中、小の３つのランクに分け、予め誘導電圧αを計算したものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　この表に示した例では、電流；大は送電線の定格電流１００％、電流；中は５０％、電流；小は１０％程度としたものである。これら以外にも２回線送電線における種々の遮断相に応じたデータも用意しておく。
（再閉路機能Ｒｅｃの第１例）
　図４は再閉路機能付き保護リレーＲＹの再閉路機能Ｒｅｃの一例を示す構成図であり、この例の誘導電圧検出部Ｒｅｃ－１は誘導された線路電圧ＶＬを絶対値比較で検出する例を示す。
　すなわち、図４の再閉路機能Ｒｅｃの誘導電圧検出部Ｒｅｃ－１の例は、式（６）で示すように事故時に開放された例えばａ相に誘導された線路電圧ＶＬの計測値の絶対値（｜ＶＬ｜）と、送電線が健全状態のときに予め求めておいた誘導電圧の計算値の絶対値｜Ｖｋ｜とから差分の絶対値（｜｜ＶＬ｜－｜Ｖｋ｜｜）を求め、これと予め計算で求めておいた再閉路の許容定数ｋ１とを（式６）で比較し、所定値との差分が計測値、計算値、計器用変流器ＣＴ、計器用変圧器ＶＴＬなどの誤差を考慮して一定値以内であるという誘導電圧検出部Ｒｅｃ－１と、このときに遮断指令が保持状態であること、隣回線連系がとられていること、等の再閉路条件検出部Ｒｅｃ－２との双方のアンド条件が成立したとき、遮断器ＣＢに対して「再閉路指令」を送出するようにしたものである。
　　　｜｜ＶＬ｜－｜Ｖｋ｜｜＜ｋ１　・・・（６）
　　　ただし、ＶＬ；事故相の線路電圧の値、Ｖｋ；事故相の送電線路に健全相から誘導された電圧を予め算出しておいた電圧値、ｋ１；送電線路に流れる電流に基づいて予め算出しておいた再閉路許容定数．
　電圧条件検出部Ｒｅｃ－１の一例として、ＶＬの大きさがＶｋの大きさに対して再閉路許容定数ｋ１で定めた０．９Ｖｋ～１．１Ｖｋ（Ｖｋの０．９～１．１倍）の範囲に入ったとき、ＶＬがＶｋに近似した大きさになったと判定し、遮断器ＣＢへ再閉路指令を送出する。
　ここで、所定値とは送電線の事故点に生じたアークイオン消滅後に健全相から事故時に開放された相へ誘起される誘導電圧値である。
（作用）
　図５は第１の実施形態による送電線路の高速再閉路方式における動作を示すフローチャートである。
　ステップ１で送電線に事故が発生して保護リレーで事故遮断（Ｙｅｓ）し、その後、ステップ２で再閉路条件（図４の再閉路条件検出部Ｒｅｃ－２）が不成立（Ｎｏ）の場合、最終遮断とする（ステップ３）。
　しかし、ステップ２で再閉路条件（図４の再閉路条件検出部Ｒｅｃ－２）が成立（Ｙｅｓ）していれば、ステップ４で事故相を選択する。そして、事故前に保護リレーＲＹの記憶手段に保存されている事故相の開放健全時の電圧データＶｋを取り出し（ステップ５）、次に事故相の開放健全時の電圧データＶｋと線路電圧の計測値ＶＬとを比較する（ステップ６）。
　その際に計測誤差や計算上の誤差、計器用変流器ＣＴ、計器用変圧器ＶＴＬの機器誤差を考慮して、計測値ＶＬが０．９Ｖｋ＜ＶＬ＜１．１Ｖｋの範囲に入っていれば再閉路を許可し（ステップ７）、遮断器を投入する（ステップ８）。
　ステップ６において、計測値ＶＬが０．９Ｖｋ＜ＶＬ＜１．１Ｖｋの条件を満たさない場合（Ｎｏ）は、オンディレータイマーによる再閉路あきらめ時間ＴＦを経過（ｔ＞ＴＦ）した後にステップ９で最終遮断とする（ステップ１０）。
　図６は、式（６）の誘導電圧ＶＬ（計測値）と、予め求めておいた所定値Ｖｋおよび予め求めておいた再閉路の許容定数ｋ１との関係を示す再閉路許容範囲の概念を示す図である。
　この図によれば、計器用変圧器ＶＴＬ－Ａで測定された誘導電圧ＶＬが予め決めてある所定値ＶＬに近似する値、すなわち、所定値ＶＬの上下限値を決める再閉路許容定数ｋ１の上下限値（０．９～１．１）内にあれば、式（６）が成立し、再閉路が可能であることを示している。
（再閉路機能Ｒｅｃの第２例）
　図７は再閉路機能Ｒｅｃの誘導電圧検出部Ｒｅｃ－１の第２例を示す構成図である。
　前述の図４で示した誘導電圧検出部Ｒｅｃ－１の第１例の場合、線路電圧が式（６）のＶＬが０．９Ｖｋ＜ＶＬ＜１．１Ｖｋを満たしている場合再閉路指令を出力したが、誘導電圧検出部Ｒｅｃ－１の第２例の場合、以下の式（７）で示すように、計測値ＶＬの絶対値と計算値Ｖｋの絶対値との差分と、計算値Ｖｋの絶対値との比率が一定値ｋ２以内に入っていれば再閉路を実施するようにしたものである。
　　　｜｜ＶＬ｜－｜Ｖｋ｜｜／｜Ｖｋ｜＜ｋ２　・・・（７）
　　　ただし、ＶＬ；事故相の線路電圧の値、Ｖｋ；事故相の送電線路に健全相から誘導された電圧を予め算出しておいた電圧値、ｋ２；送電線路に流れる電流に基づいて予め算出しておいた再閉路許容比率．
（効果）
　以上述べたように本発明の第１の実施形態によれば、健全相から誘導される電圧を予め求めておいて再閉路機能付き保護リレーに所定値Ｖｋとして保存しておき、この保存されている所定値と事故時に測定された誘導電圧ＶＬとを比較することにより、容易に再閉路実施の判断を行うことができる。なお、この方式は送電線の電流を取り込んでいない再閉路専用装置の場合も同様である。
［第２の実施形態］
　次に本発明の第２の実施形態について説明する。
（構成）
　この第２の実施形態と前記第１の実施形態との違いは、第１の実施形態が誘導電圧を事前に求めておく方式であるのに対して、本実施形態では、事故遮断後に健全相の計器用変流器ＣＴ、計器用変圧器ＶＴＬから導入する電流と電圧とを用いて事故相のアークイオンが消滅したものとして求めた計算値Ｖｋと事故相の計測値ＶＬとを比較し、両方の値が近似していれば、事故相遮断器へ投入指令を送出するようにしたものである。
　なお、再閉路機能付き保護リレーＲＹの概念構成および再閉路機能Ｒｅｃについては第１の実施形態の図１、２、４、７と同様なので、概念構成図および再閉路機能Ｒｅｃの説明は省略する。また、近似値については第１の実施形態で説明したのでここでは割愛する。
（作用）
　図８は第２の実施形態による送電線路の高速再閉路方式における動作を示すフローチャートである。
　図８が、図５と異なる点は、ステップ５をステップ５Ａに置換えた点にある。すなわち、ステップ４の事故相選択の次に処理するステップ５Ａでは、健全相の端子電流および電圧から、事故相の開放健全時の電圧（Ｖｋ）を演算する。その他の演算処理については同じなので説明を省略する。
（効果）
　以上述べたように本発明の第２の実施形態によれば、事故遮断後の事故相の線路電圧の値ＶＬが、健全相から誘導される電圧から再閉路機能付き保護リレー内で演算により求めた誘導電圧（Ｖｋ）と近似しているかを確認するだけで容易に再閉路実施の判断ができる。
［第３の実施形態］
　次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
　図９は本実施形態による再閉路機能付き保護リレーＲＹを設置した電力系統図であり、図１０は本実施形態による再閉路機能付き保護リレーＲＹの一例を示す図である。
（構成）
　本実施形態の再閉路機能付き保護リレーＲＹは、図９および１０で示すように、図１、２で示した再閉路機能付き保護リレーＲＹの構成に対して、自端子（Ａ端子）に設置した計器用変圧器ＶＴＬで検出した線路電圧ＶＬ信号を対向する相手端子に送信する送信手段Ｓと、相手端子から送信されてきた線路電圧ＶＬ信号を受信する受信手段Ｒとを新たに付加するとともに、これら自端子および相手端子の線路電圧信号ＶＬを用いて再閉路の実施可否を判定する手段を再閉路機能Ｒｅｃに付加するように構成されている。ＣＬは、自端子と対向する相手端子間を結ぶ伝送路である。
（作用）
　自端子（Ａ端子）及び対向する相手端子（Ｂ端子）でそれぞれ検出した線路電圧ＶＬデータは送信手段Ｓおよび伝送路ＣＬを使用して相互に再閉路機能付き保護リレーＲＹへ受け渡しする。
　自端子及び対向する相手端子から導入された事故相の線路電圧と再閉路機能付き保護リレーＲＹ内に予め設定された所定値（再閉路許可と判断する値）とを比較する。比較した結果、所定値と近似していれば自端子、相手端子の遮断器へ投入指令を送出する。
　図１１は本実施形態による送電線路の高速再閉路方式における動作を示すフローチャートである。
　本実施形態による送電線路の高速再閉路方式が、第１の実施形態による高速再閉路方式における動作を示すフローチャート（図５）と異なる点は、自端子でステップ１により事故遮断を判定する前に、自端子から相手端子へ線路電圧の送信する処理ステップＡを実施し、次に相手端子からの線路電圧を受信する処理ステップＢを実施する点と、処理ステップ５および６に替えて、事前に保護リレーに保存しておいた事故相の開放健全時の電圧データ（ＶｋＡ、ＶｋＢ）を用いて、それぞれ線路電圧のＶＬＡ，ＶＬＢとＶｋを比較する（ステップ５１、６および６１）ようにした点である。その他の点は図５と同じである。
　なお、Ａ端子で送信する線路電圧値はＶＬＡ、受信する線路電圧値はＶＬＢ、そしてステップ５１に示す予め求めておいた事故時に開放された相に生じる誘導電圧の自端子の計算値をＶｋＡ、相手端子側の計算値をＶｋＢで示す。
　処理ステップ６では、再閉路許可の判定式は自端子の分として０．９ＶｋＡ＜ＶＬＡ＜１．１ＶｋＡ、処理ステップ６１では、対向端子の分として０．９ＶｋＢ＜ＶＬＢ＜１．１ＶｋＢで示す。なお、ＶＬＡとＶＬＢの両方が成立すれば再閉路を許可し、遮断器を投入する。
（効果）
　第３の実施形態によれば、第１の実施形態に比べて自端子と対向端子で検出した線路電圧ＶＬを相互に受け渡し、自端子と対向端子データの両方を使用することで両端子間の判定レベルを同一レベルに合わせられることから、再閉路実施可否の判定の信頼度を向上させることができる。
［第４の実施形態］
　次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
（構成）
　本実施形態に用いられる再閉路機能付き保護リレーＲＹは、線路電圧を対向端子と送受する手段を持ち、事故遮断後の線路両端の事故相線路電圧の値が、送電線健全相の電流、電圧から演算により事故相が開放健全状態としたときに求めた線路電圧値と近似したときに、事故相遮断器へ投入指令を送出するように機能するものである。なお、本実施形態に用いられる再閉路機能付き保護リレーＲＹの構成は第３の実施形態で用いた図９、１０と同様なので説明を省略する。
（作用）
　本実施形態は、自端子及び対向端子で検出した線路電圧ＶＬのデータは伝送路を使用して自端子と対向端子の再閉路機能付き保護リレーＲＹへ受け渡しする。再閉路機能付き保護リレーＲＹでは健全回線からの誘導電圧を演算で求め、この演算で求めた値と事故相の線路電圧ＶＬとを比較する。そして、自端子及び対向端子の演算値と線路電圧ＶＬの値がそれぞれ近似していれば、事故相遮断器へ投入指令を送出する。
　図１２は本実施形態における動作を示すフローチャートである。
　本実施形態が第３の実施形態と違うところは、ステップ５１Ａで、事故相選択後に用いるのは健全相端子電流・電圧から、事故相の開放健全時の電圧を演算で求める箇所で自端子のＶｋＡと対向端子のＶｋＢを用いる点である。その他は図１１のフローチャートと同じなので説明を省略する。
（効果）
　自端子および対向端子で検出したＶＬのデータを相互に受け渡し、そのデータと送電線健全相の電流、電圧から演算により事故相が開放健全状態としたときに求めた線路電圧値と近似していることの確認を自端子と対向端子データの両方で比較するようにしたので、両端子間の判定レベルを同一レベルに合わせられることができ、再閉路実施可否の判定の信頼度を向上させることができる。
［第５の実施形態］
　次に本発明の第５の実施形態について説明する。
（構成）
　本実施形態は、第３の実施形態または第４の実施形態における線路側電圧データの送信条件として、特に、再閉路の起動条件で行うようにしたことを特徴とするものである。なお、本実施形態に用いられる再閉路機能付き保護リレーＲＹの構成は第３の実施形態で用いた図９、１０と同様なので説明を省略する。
（作用）
　第３の実施形態または第４の実施形態に比べ異なる点は、第３の実施形態または第４の実施形態の場合、それぞれの端子の線路電圧情報は常時送受しているが、本実施形態では図１３のフローチャートで示すように、再閉路を必要とするタイミング（再閉路の起動時）に合わせて送信するように、ステップ２の再閉路条件が成立したか否かを判定するステップ２と、対向端子へ線路電圧値ＶＬＡ送信ステップＡとの間に、再閉路起動のステップＣを介在させるようにしたものである。なお、ステップ４以降の処理ステップについては、図１２等の既出のフローチャートと同様であるので図示および説明を省略する。
　本実施形態のように、線路電圧を再閉路時の起動条件で伝送する場合、伝送するデータは再閉路中に使用しない電流データの領域を使用することもできる。
（効果）
　常時、電圧情報を伝送しないことで再閉路機能付き保護リレーＲＹ内の演算負担を軽減することと、伝送量に制限のある伝送路を使用することができる。
［第６の実施形態］
　次に本発明の第６の実施形態について説明する。
（構成）
　本実施形態は、第１の実施形態乃至第５の実施形態において、事故遮断後の事故相の線路電圧の値が所定値と近似しない場合は、所定時間経過で事故相遮断器へ投入指令を送出するようにしたものである。
　本実施形態に用いられる再閉路機能付き保護リレーＲＹ、再閉路機能Ｒｅｃの構成は、第１の実施形態で用いた図１、２、４、７あるいは、第３の実施形態で用いた図９、１０と同様なので説明を省略する。
（作用）
　図１４は第６の実施形態における動作を示すフローチャートである。
　本実施形態は、ステップ６において、事故遮断後の事故相の線路電圧の値ＶＬが所定値Ｖｋと近似しない場合（Ｎｏ）は、ステップ９で所定時間（Ｔｍ；無電圧時間設定値）経過すると、ステップ７をパスしてステップ８で遮断器を投入する。無電圧時間タイマーは遮断器ＣＢの遮断と同時に起動する。この間に線路電圧が所定値と近似の有無を検出し、近似しない場合はタイマーがカウントアップのうえ事故相遮断器へ投入指令を送出する。
（効果）
　線路電圧が所定値と近似しない場合に再閉路できないことを防ぐため、従来から使用されている無電圧時間カウントタイマーによる再閉路方式を併用することでバックアップの効果がある。
［第７の実施形態］
　次に本発明の第７の実施形態について説明する。
（構成）
　本実施形態は、第１乃至第５実施形態における事故遮断後の事故相の線路電圧と健全相との間に生じる電圧と位相（θ）の値が、予め決めてある所定値と近似したときに、事故相遮断器へ投入指令を送出するようにしたものである。
　図１５は、本実施形態に用いられる再閉路機能付き保護リレーＲＹの構成を示す図である。この図１５は、第１の実施形態で用いた図４あるいは図７において、誘導電圧検出部Ｒｅｃ－１を、線路電圧の計算値Ｖｋを基準に計測値ＶＬが所定の電圧と位相の許容範囲であることを検出する電圧と位相の許容範囲検出部Ｒｅｃ－３に置き換えただけなので説明を省略する。
　図１６は誘導電圧に位相の許容範囲を加えた説明図であり、ＶｋとＶＬの電圧の大きさと位相を示す。
（作用）
　本実施形態が第１乃至第５の実施形態と異なるのは、健全相から事故相に誘導される電圧とその位相は３相交流電圧である。再閉路機能付き保護リレーに予め設定した所定の電圧と位相との関係をデータベース化したものを保存しておく。事故遮断後の事故相の線路電圧の値と位相を予め関連づけた所定値と比較する。比較した結果、近似していれば、事故相遮断器へ投入指令を送出する。
　図１７は本実施形態における動作を示すフローチャートである。
　ステップ６において、事故相の開放健全時の線路電圧Ｖｋと線路電圧のＶＬを比較し、以下の式（８）で示すように、予め関連づけた所定の電圧と位相の範囲に入っていれば再閉路を許可し、遮断器を投入する。
　　　０．９Ｖｋ＜ＶＬ＜１．１Ｖｋ・・・（８）
　　　　（ＶＬ∧Ｖｋ≦θ）
（効果）
　事故相に誘導される電圧とその位相は３相交流電圧であることから容易に判断でき、再閉路実施判定の信頼性をより向上することができる。
［第８の実施形態］
　次に第８の実施形態について説明する。
（構成）
　本実施形態は、前記した第３の実施形態乃至第５の実施形態、および第７の実施形態において、自端子の装置で再閉路の許可判定をしたら対向端子にも送信して双方の条件が一致した時のみ再閉路を実施するようにしたものである。なお、本実施形態に用いられる再閉路機能付き保護リレーＲＹの構成、再閉路機能Ｒｅｃの構成は、第１の実施形態で用いた図１、２、４、７あるいは、第３の実施形態で用いた図９、１０と同様なので説明を省略する。
（作用）
　第３の実施形態乃至第５の実施形態、および第７の実施形態に比べて異なる点は、自端子の装置で再閉路の許可判定をしたら対向端子に送信し、対向端子でも再閉路許可の可否を判定し、双方の条件が一致した時に再閉路するようにしたものである。
　図１８は本実施形態における動作を示すフローチャートである。
　本実施形態では、図１１、１２のフローチャートで説明したステップ７の後に、対向端子へ投入許可信号を送信するステップ７１および対向端子より許可信号を受信するステップ７２を設け、ステップ７２が不成立の場合、ステップ９の無電圧時間カウント用オンディレータイマーＴＦを起動するとともに、再閉路条件に対向端子も再閉路許可条件が成立した時のみ、再閉路を許可し遮断器を投入する。
（効果）
　第８の実施形態では、対向端子へ投入許可信号を送信すると共に、対向端子より許可信号を受信することで両端子同時に遮断器を投入することができる。対向端からの投入許可信号を受信できなかった場合、一定時間後に最終遮断とする。両端子とも再閉路許可条件が成立した時のみ再閉路を許可し遮断器を投入するようにしたので、再閉路実施判定の信頼性をより向上することができる。
　以上詳述したように本発明によれば、線路電圧検出の精度をそれほど必要とせず、簡便に事故相のアークイオンの消滅タイミングを検出でき、併せて再閉路時の事故発生を防止するようにした送電線路の再閉路方式を提供することができる。

Claims (10)

  1. 　送電線路（ＴＬ）の各端子に設置され、計器用変圧器（ＶＴＬ）および計器用変流器（ＣＴ）で検出した電圧信号および電流信号を入力して所定の保護演算を行うことにより送電線路（ＴＬ）の事故相を遮断する保護演算機能（Ｐｒｏ）および当該事故遮断相に再閉路条件が整ったときに自端子の遮断器（ＣＢ）に再閉路指令を出力する再閉路機能（Ｒｅｃ）を備えた保護リレー（ＲＹ）により高速再閉路を行うようにした送電線路の再閉路方式において、
    　前記自端子の線路電圧検出用の計器用変圧器（ＶＴＬ）によって検出された事故遮断後の事故相の線路電圧の値が、事故相の開放健全時の線路電圧値で定めた許容範囲内に存在するとき、事故相遮断器に投入指令を送出する手段を備えたことを特徴とする送電線路の再閉路方式。
  2. 　送電線路（ＴＬ）の各端子に設置され、計器用変圧器（ＶＴＬ）および計器用変流器（ＣＴ）で検出した電圧信号および電流信号を入力して所定の保護演算を行うことにより送電線路（ＴＬ）の事故相を遮断する保護演算機能（Ｐｒｏ）および当該事故遮断相に再閉路条件が整ったときに自端子の遮断器（ＣＢ）に再閉路指令を出力する再閉路機能（Ｒｅｃ）を備えた保護リレー（ＲＹ）により高速再閉路を行うようにした送電線路の高速再閉路方式において、
    　前記自端子の線路電圧検出用の計器用変圧器（ＶＴＬ）によって検出された事故遮断後の事故相の線路電圧の値が、送電線健全相の電流、電圧から演算により事故相が開放健全状態としたときに求めた線路電圧値で定めた許容範囲内に存在するとき、事故相遮断器に投入指令を送出する手段を備えたことを特徴とする送電線路の再閉路方式。
  3. 　線路電圧を対向する相手端子と送受する送信手段（Ｓ）および受信手段（Ｒ）を備え、事故遮断後の送電線路（ＴＬ）の両端子の事故相線路電圧が予め決めてある許容範囲内にあるとき、遮断器へ投入指令を送出することを特徴とする請求項１又は２に記載の送電線路の再閉路方式。
  4. 　線路電圧を対向する相手端子と送受する送信手段（Ｓ）および受信手段（Ｒ）を備え、事故遮断後の線路両端子の事故相線路電圧の値が、送電線健全相の電流、電圧から演算により事故相が開放健全状態としたときに求めた線路電圧値と近似したときに遮断器へ投入指令を送出することを特徴とする請求項１又は２記載の送電線路の再閉路方式。
  5. 　線路側電圧データの送信は、再閉路の起動条件で行うことを特徴とする請求項３又は４に記載の送電線路の再閉路方式。
  6. 　事故遮断後の事故相の線路電圧の値が許容範囲に存在しない場合は、所定時間で遮断器へ投入指令を送出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の送電線路の再閉路方式。
  7. 　事故遮断後の事故相の線路電圧と位相の値が予め決めてある所定値と近似したときに遮断器へ投入指令を送出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の送電線路の再閉路方式。
  8. 　自端子の装置で再閉路の許可判定をしたら対向する相手端子にも送信して双方の再閉路許可条件が一致した時のみ再閉路を実施することを特徴とする請求項３、４、５、７のいずれかに記載の送電線路の再閉路方式。
  9. 　前記許容範囲を、｜｜ＶＬ｜－｜Ｖｋ｜｜＜ｋ１とし、ＶＬが０．９Ｖｋ～１．１Ｖｋの範囲に入っており、
    　ただし、ＶＬ；事故相の線路電圧の値、Ｖｋ；事故相の送電線路に健全相から誘導された電圧を予め算出しておいた電圧値、ｋ１；送電線路に流れる電流に基づいて予め算出しておいた再閉路許容定数
    　であることを特徴とする請求項１又は２に記載の送電線路の再閉路方式。
  10. 　前記許容範囲を、｜｜ＶＬ｜－｜Ｖｋ｜｜／｜Ｖｋ｜＜ｋ２とし、ＶＬが０．９Ｖｋ～１．１Ｖｋの範囲に入っており、
    　ただし、ＶＬ；事故相の線路電圧の値、Ｖｋ；事故相の送電線路に健全相から誘導された電圧を予め算出しておいた電圧値、ｋ２；送電線路に流れる電流に基づいて予め算出しておいた再閉路許容比率
    　であることを特徴とする請求項１又は２に記載の送電線路の再閉路方式。
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