JPH0124016B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、零相循環電流の存在する並行２回線
系統に適用するのに好適な回線選択継電装置に関
する。

並行多回線の電力系統においては、系統の各相
自己インピーダンスの不平衡により、事故時以外
でも常時、零相循環電流が存在する。この零相循
環電流が事故電流に比べて無視できない場合、特
に高抵抗接地系統においては、保護リレーの検出
感度に影響が及び、事故方向に誤認等により、高
感度・高速度の保護が不可能になりかねないとい
う問題がある。

並行２回線送電線を地絡事故から保護する回線
選択継電装置においては、これまで、前述の問題
を解決するため、零相差電流の事故発生前後の変
化分を検出し、並行２回線内の事故であれば、事
故回線側へその変化分が現われることを利用し
て、事故回線の判別を行う方式（差電流変化分検
出方式）が採用されている。

一般に並行２回線用の保護リレー方式における
主保護リレーとして使用される回線選択継電装置
では、零相循環電流が存在しない限り、並行２回
線送電線の対向端電気所母線近傍で発生する事故
の際は両回線の零相電流はほぼ平衡しているので
自端の回線選択リレーは動作し得ず、対向端事故
回線の遮断により事故電流が事故回線側に偏るこ
とによつて初めて事故を検知し自端を遮断するよ
うに、つまりシーケンシヤル遮断が行われるよう
に構成されている。

以上のことを図を参照しながら説明する。

第１図ａ，ｂ，ｃは並行２回線の系統構成例を
示すものである。図示の系統においては、自端電
気所母線１ａと対向端電気所母線１ｂとの間に、
両端に遮断器２ａ，２ｃを有する第１の送電線４
ａと、両端に遮断器２ｂ，２ｄを有する第２の送
電線４ｂとが並行２回線を構成するうように設け
られている。自端電気所母線１ａ側において両送
電線４ａ，４ｂを流れる零相電流がそれぞれ電流
変成器（以下、CTという）３ａ，３ｂによつて
得られる相電流に基づいて検出され、その差電流
（零相差電流）Isが回線選択リレー５に導入され
る。

第１図ａは事故前の定常状態を示しており、両
回線間に零相循環電流が存在せず、また系統電流
が平衡していれば、零相差電流Isもゼロであり、
回線選択リレー５は動作しない。

第１図ｂは第１の送電線４ａにおいて対向端電
気所母線１ｂの近傍のＦ点で１線地絡事故が発生
した場合を示すものである。この場合、自端電気
所母線１ａから見たＦ点までの回路インピーダン
スが送電線４ａ側と送電線４ｂ側とでほぼ等しい
ため、両回線の事故電流ないし零相電流もほぼ等
しくなり、したがつて回線選択リレー５の入力電
流Isもまたほぼゼロであつて、自端の回線選択リ
レー５は動作しない。

第１図ｃは対向端側で遮断器２ｃにより事故回
線（送電線４ａ）を遮断した状態を示すものであ
る。この場合、事故電流は健全回線（送電線４
ｂ）には流れずに事故回線（送電線４ａ）のみを
流れ、負荷電流は逆に事故回線（送電線４ａ）に
は流れずに健全回線（送電線４ｂ）のみを流れ
る。回線選択リレー５には、事故電流に対応する
零相電流が流れ、それが所定値を超えると回線選
択リレー５が動作し、遮断器２ａの遮断を可能と
する。

このように、非事故側である自端の保護リレー
が事故側である対向端のそれよりも遅れて動作
し、自端の遮断器が対向端の遮断器の引外し後に
引外されるようにすることをシーケンシヤル遮断
と言つている。この回線選択リレーによるシーケ
ンシヤル遮断が行われたときは保護区間内の事故
発生であることが明らかであるため、再閉路を行
わせるようにしているのが一般的である。

前述の差電流変化分検出方式の回線選択リレー
においては、事故発生前の両回線間の零相差電流
を記憶しておき、事故発生と同時に事故発生時の
零相差電流から、すでに記憶されている事故発生
前の零相差電流を差引き、その差を零相差電流変
化分とし、その方向（正負の符号）を見て事故回
線の判定を行なつている。ところが、両回線間に
常時零相循環電流が流れている場合には、事故前
に流れていた零相循環電流が対向端遮断により零
になることによつて生ずる零相電流変化分が、地
絡事故によつて生ずる零相電流（事故前には零）
の変化分を正または負の方向に増加させるように
作用し、その変化分が方向誤認の原因となつて健
全回線側の自己端遮断器を誤動作させてしまうこ
とがあるため、地絡事故確認用零相過電圧リレー
の動作により、その一定時間後、対向端遮断器の
開路前に、自己端の回線選択リレーをロツクして
しまう方式が採用されている。このため、零相循
環電流が事故電流相当の零相電流に対し無視でき
ない系統では、第１図を参照して説明したシーケ
ンシヤル遮断を回線選択リレーに期待することが
できないので、動作に時限を持たせた後備保護の
地絡方向リレーによる最終遮断となることが多
い。ところが、この方式は特に重負荷系統の場合
に健全回線側の過負荷を招来する原因となる。

本発明は、以上の事情を考慮してなされたもの
であつて、零相循環電流の存在する系統において
もシーケンシヤル遮断を行わせることの可能な回
線選択継電装置を提供することを目的とするもの
である。

上記目的を達成するために本発明の回線選択継
電装置は、並行２回線間の差電流を各相ごとに検
出する差電流検出回路と、この差電流検出回路の
出力の変化分を検出する変化分検出手段と、この
変化分検出手段の出力が一定レベル以上になつた
とき動作出力を生ずるレベル検出手段と、並行２
回線の内部地絡を検出する地絡検出手段と、この
地絡検出手段の動作出力が一定時間継続してお
り、かつレベル検出手段の動作出力があるとき動
作出力を生ずる変化分検出出力手段と、並行２回
線の零相差電流の方向と大きさとから地絡回線を
判別する高感度の回線選択リレーと、変化分検出
出力手段および回線選択リレーの両出力をアンド
条件として自端の遮断器を開路させる論理回路手
段とを備えたことを特徴とするものである。

上記構成によれば、変化分検出出力手段の出力
に基づいて地絡事故により回線間に差電流の変化
が一定値以上生じたときに対向電気所母線端の遮
断器が開路されたことを検出し、これを条件とし
て高感度の回線選択リレーにより回線選択を行う
ことになるので、対向電気所母線端の遮断により
自己端の健全回線の遮断が行われないように継電
装置をロツクする必要がなく、したがつてシーケ
ンス遮断を可能とすることができる。

第２図は、本発明を高抵抗接地の電力系統に適
用した場合の実施例を３線結線図で表したもので
ある。なお、この実施例では、地絡リレーの零相
電流をCTの残留回路から得るように表している
が、CTの三次回路を使用してもよいことはもち
ろんである。

第２図の系統においては、自端電気所母線１ａ
から、遮断器２ａを介して第１の送電線４ａが、
また遮断器２ｂを介して第２の送電線４ｂがそれ
ぞれ導出され、両送電線４ａ，４ｂにより並行２
回線が構成されている。対向端電気所母線１ｂ側
は、第１図ａと同様に構成されているものとす
る。両回線の各相電流が遮断器２ａ，２ｂの母線
側でCT３ａ，３ｂにより検出され、その差電流
の変化分が差電流検出装置６によつて検出され
る。差電流変化分検出装置６には、１線地絡事故
を検出するために送電線４ａの各相電圧も導入さ
れている。他方、CT３ａ，３ｂにより検出され
た各相電流に基づいて得られる零相差電流が回線
選択リレー７に導入され、ここで、両回線間の零
相差電流の方向と大きさに基づいて、いずれの側
の回線の事故であるかが判別される。なお、回線
選択リレー７は零相循環電流を考慮することなく
高感度に整定されるものとする。差電流変化分検
出装置６および回線選択リレー７の出力はそれぞ
れ符号６ｌ，７ａで示されている。

第３図は、第２図の差電流変化分検出装置６の
１相分を詳細に示したものである。第３図の装置
は、アナログ型のものとして示されているが、同
一機能を果たす限りデイジタル的に処理するよう
にしてもよいことはもちろんである。第３図にお
いて、両回線の同一相の差電流６ａは入力変成器
６ｂを介して遅延回路６ｃおよび比較器４ｄに入
力される。遅延回路６ｃはフイルタまたはシフト
レジスタ等によつて容易に構成可能であり、場合
によつては記憶回路として構成することもでき
る。比較器６ｄは、入力変成器６ｂから直接入力
される信号と、遅延回路６ｃを介して入力される
信号とを比較し、その差信号を出力する回路であ
る。比較器６ｄの出力レベルはレベル検出器６ｅ
によつて判定され、それが所定値を超えると動作
出力信号“１”が出力され、アンド回路６ｊの第
１の入力端子に入力される。アンド回路６ｊの第
２の入力端子には、各相電圧に基づいて１線地絡
事故を検出する１線地絡事故検出回路６ｈの出力
信号がタイマ回路６ｉを介して入力される。な
お、タイマ回路６ｊは、１線地絡事故が継続して
いることを確認するために設けられているもので
あり、その整定時限は、前述の変化分検出方式等
で行つている従来の回線選択リレーのロツク時間
と同等程度の長さ、例えば0.1秒程度にすればよ
い。アンド回路６ｊの出力信号はタイマ回路６ｋ
を介して装置全体の出力信号６ｌとなる。タイマ
回路９ｋは、レベル検出器６ｅの出力を回線選択
リレー７が動作するのに十分な時間だけ引き延ば
すために設けられる。

第４図は本発明の装置のシーケンスブロツク図
である。第４図において、差電流変化分検出装置
６の出力信号６ｌおよび回線選択リレー７の出力
信号がれぞれアンド回路９に入力され、その出力
信号がオア回路１１を介して自端遮断器３ａまた
は３ｂを開路させるための引外し信号として用い
られる。第４図には、従来から使用されている差
電流変化分検出等による回線選択リレー１０も付
加的に示され、その出力信号１０ａによつてもオ
ア回路１１を介して自端遮断器３ａまたは３ｂを
開路させるように構成されている。

以上の構成例では、通常併設される高抵抗接地
系であるための短絡優先回路、変化分地絡方向リ
レーの誤動作対策のための両回線の零相電流の和
を使用したトータル地絡方向リレーおよび故障検
出リレーとしての地絡過電圧リレー等は、本発明
の要旨と直接の関係が無いので、すべて図示を省
略している。

差電流変化分検出装置６は、１線地絡事故継続
中に両回線に各差電流に変化を生ずれば応動し、
この変化分の検出により「対向電気所端の遮断器
開」であると判断する。この差電流変化分検出装
置６の検出レベルは１線地絡事故継続中の、負荷
電流の変化分の最大値（ただし、自区間遮断器開
は除く）および零相循環電流の変化分の最大値を
考慮して決定される。

次に第２〜４図の装置の動作について、第５図
ａ〜ｃを参照して説明する。

第５図ａは事故発生前の、ｂは１線地絡事故発
生時の、ｃは対向遮断器開路時の各系統状態を示
すものである。

第５図ａは両回線とも健全な場合であつて、両
回線間には零相循環電流Iocが環流しているので、
回線選択リレー７には２Iocに相当する電流が入
力されている。

第５図ｂは送電線４ａの対向端母線付近のＦ点
で１線地絡事故が発生した場合であつて、この場
合は、自己端母線１ａから事故点Ｆまでの両送電
線４ａ，４ｂ側のインピーダンスがほぼ等しいこ
とから、両送電線４ａ，４ｂの事故相には、事故
による零相電流Iofがほぼ等しい大きさで自己端
電気所母線１ａ側から事故点Ｆに向つて流れると
共に、上述の零相循環電流Iocが逆向きに流れる。
この時点で回線選択リレー７に入力される零相電
流は、（Iof＋Ioc）と（Iof−Ioc）との差、すな
わち、２・Iocである。

第５図ｃは事故発生後、遮断器２ｃが開路され
た場合であつて、この場合、事故電流は送電線４
ａ側のみを流れ、また負荷電流はすべて送電線４
ｂ側のみを流れるようになると共に、零相循環電
流は流れなくなる。したがつて、この時点で回線
選択リレー７に入力される零相電流は、事故回線
（送電線４ａ）側に流れる零相電流に相当する電
流である。

差電流変化分検出装置６は、第５図ｂの状態か
ら同図ｃの状態へと変化したときの相電流変化分
を検出する。その変化分の値をレベル検出器６ｅ
が判断し、それが所定値を超え、かつ１線地絡事
故検出回路６ｈが１線地絡事故を検出しているこ
とによりタイマ回路６ｋを介して動作出力６ｌを
出力することになる。

差電流変化分検出装置６の動作により「対向端
遮断器開」とみなし、これと高感度の回線選択リ
レー７の動作とのアンド条件をアンド回路９によ
つてとり、オア回路１１を介して自端の遮断器２
ａを開路させる。すなわち、高感度の回線選択リ
レー７は、第５図ｃの回路状態のもとで、差電流
変化分検出装置６による「対向端遮断器開」の旨
の判定結果を条件として零相循環電流に無関係に
高感度の回線選択動作を行うことになる。

以上述べたように、本発明によれば、対向端の
１線地絡事故に際して対向端遮断検出を行い、こ
れを条件として高感度の回線選択を行うことによ
り、従来方式では成し得なかつたシーケンシヤル
遮断を可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ，ｃはシーケンシヤル遮断を説明
するための並行２回線送電線の系統接続図、第２
図は本発明による差電流変化分検出装置および回
線選択リレーに対する電流および電圧の入力系統
を示す接続図、第３図は第２図における差電流変
化分検出装置の１相分を示すブロツク図、第４図
は本発明の装置の全体構成を示すブロツク図、第
５図ａ，ｂ，ｃは本発明による装置の動作を説明
するための系統接続図である。 １ａ…自端電気所母線、１ｂ…対向端電気所母
線、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…遮断器、６…差電
流変化分検出装置、６ｃ…遅延回路、６ｄ…比較
器、６ｅ…レベル検出器、６ｈ…１線地絡事故検
出回路、６ｉ，６ｋ…タイマ回路、６ｊ…アンド
回路、７…回線選択リレー、９…アンド回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 並行２回線間の差電流を各相ごとに検出する
   差電流検出回路と、この差電流検出回路の出力の
   変化分を検出する変化分検出手段と、この変化分
   検出手段の出力が一定レベル以上になつたとき動
   作出力を生ずるレベル検出手段と、前記並行２回
   線の内部地絡を検出する地絡検出手段と、この地
   絡検出手段の動作出力が一定時間継続しており、
   かつ前記レベル検出手段の動作出力があるとき動
   作出力を生ずる変化分検出出力手段と、前記並行
   ２回線の零相差電流の方向と大きさとから地絡回
   線を判別する高感度の回線選択リレーと、前記変
   化分検出出力手段および回線選択リレーの両動作
   出力をアンド条件として自端の遮断器を開路させ
   る論理回路手段とを備えた回線選択継電装置。