JPH0159819B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、非接地式高圧配電系統の地絡事故を
検出する装置に関するものである。

非接地式高圧配電線には、対地静電容量がある
ため、いずれかの１フイーダに発生した地絡事故
であつても、他のフイーダに取り付けた零相変流
器にも零相電流が流れる。この電流は交流である
ので、零相変流器より負荷側にある事故、すなわ
ち自己のフイーダに発生したものか、零相変流器
より電源側の事故、すなわち他のフイーダに発生
したものか単独では判別し得ない。

このため、現状は、第１図の現行配電用変電所
の地絡保護方式の概要に示すようにバンクに１個
所接地変圧器１を設置するとともに、各フイーダ
２……ごとに設置されたしや断器３……の近くに
零相変流器４……を設置し、接地変圧器１が検出
した零相電圧と、各零相変流器４……が検出した
零相電流を、各フイーダ２……ごとに取り付けた
地絡方向継電器５……に入力するようにし、地絡
事故が発生すると、あらかじめ整定された零相電
流および零相電圧のしきい値ならびに零相電流と
零相電圧の位相の比較のアンド条件によつて事故
発生フイーダ２を判別している。

近年都市化がすゝむにつれて高圧配電線に高圧
ケーブルが多く使用されるようになり、配電線と
大地間の静電容量も次第に増加しつつある。

そのため、高圧配電線に地絡事故が発生した場
合に、同一地絡事故に対して発生する零相電圧の
値が小さくなり、検出しうる地絡事故インピーダ
ンスの下限値が高くなり、地絡方向継電器の感度
を鈍くする方向に働き、低抵抗の事故、すなわち
地絡電流の大きい事故、したがつて被害の比較的
大きくなるような事故しか検出しえなくなるとい
う問題点が発生している。

そこで、実開昭54−74230号公報記載の考案な
どの如く、地絡事故が発生した場合、事故電流の
方向は、事故発生フイーダでは負荷側に向けて、
他のフイーダでは電源側に向けて流れるというよ
うに電流位相がπ〔rad〕異なることを利用し、
その電流位相の比較によつて事故発生フイーダを
検出するようにすれば、一応解決される。

しかしながら、上記位相比較のみによる地絡検
出装置においては、零相変流器の出力に大きな影
響を与える残留電流がほとんど高調波であり、ま
た地絡事故が高圧間欠地絡のような場合は、針状
電流等多次数の高調波成分が含まれており、誤動
作の危険性が多くなり、このための補償回路を付
加する必要があり、電子回路も複雑となつて、装
置が比較的に高価になる。また異相地絡の場合に
は、位相比較だけでは、事故を検出できないなど
の欠点がある。

この欠点を解決する案として、第２図において
事故地絡電流I´_gは I´_g＝I´_g1＋I´_g′₁ I´_g1≒I´_g2＋I´_g3＋……＋I´_go であるので、I´_g1とI´_g2、I´_g3、……I´_goは位相差
がπ
〔rad〕異なるほか、常に ｜I_g1｜＞｜I_g2｜ ｜I_g1｜＞｜I_g3｜ 〓 ｜I_g1｜＞｜I_go｜ であること、すなわち事故フイーダと他のフイー
ダに流れる零相電流の値が相異であることを用
し、零相変圧器を使用せず、高感度、高性能な零
相変流器で零相電流を検出し、一定レベル以上の
絶対値を比較することにより、事故発生フイーダ
を判別する案がある。

その１つは、第３図示のように高圧母線６に接
続した各フイーダ７にしや断器８をそれぞれ設置
するとともに、各しや断器８の近くに高感度、高
性能な零相変流器９を設置し、各零相変流器９ご
とに検出された零相電流をバイナリートリー回路
などから成る比較器１０及び表示部１１に入力し
て、零相電流の最大値を発生している回路を判別
するものであるが、上記回路のハードウエアはか
なり複雑なものとなり、価格も高価になる。

他の１つは、各フイーダ７の零相変流器９から
の検出電流を第４図示のように対応する各表示器
１１に入力して、それぞれデイジタル表示させ、
各表示器１１において事故電流の最低レベルに設
定した接点回路１２を並列に接続してあるブザー
などの警報器１３が動作したとき、各デイジタル
表示を目視して最大値を判別するもの、あるいは
各フイーダ７ごとに設置した零相変流器９の出力
を、例えば第５図示のように８個のリレーR₁〜
R₈を介して30A以上を表示するランプL₁、10A以
上を表示するランプL₂、3A以上を表示するラン
プL₃、1A以上を表示するランプL₄、300mA以上
を表示するランプL₅、100mA以上を表示するラ
ンプL₆、60mA以上を表示するランプL₇、ブザー
１４、警報接点１５を接続して成る１フイーダ分
の表示器１６を第６図示のように数フイーダ分一
括して成る表示器１７に入力し、最も多くのラン
プが点灯しているフイーダを事故発生フイーダと
判別するものであるが、これらは、価格的には安
価であるが、最終的な事故フイーダの選定は人間
が目視で行わなければならず、したがつて事故フ
イーダを自動的にしや断することはできない。

本発明は、以上の点に鑑み、価格を安価にし、
かつ事故フイーダを自動的に選択判別する装置を
提供しようとするものである。

以下図面第５図と第７図ないし第１８図にもと
ずいて本発明の実施例を説明すると、第５図の回
路における接点素子R₁〜R₈を第７図示のように
２つのａ接点a₁，a₂と、２つのｂ接点b₁，b₂で構
成し、それらのうちa₁接点は、接点素子R₁〜R₈
の動作表示、例えばランプL₁〜L₇のONに用い、
他のa₂接点と、b₁接点、b₂接点とを外部へ引き出
しておく。以下接点素子R₁〜R₈を含むセツト１
組を継電ユニツトと呼び、事故フイーダ選択機能
の説明は接点のみで示す。なお説明を簡明にする
ため、継電ユニツトをＡ，Ｂ，Ｃの３組、接点素
子もR₁，R₂，R₃の３個のみ示すが、これらは何
個増加しても同じである。

第８図において各継電ユニツトＡ，Ｂ，Ｃごと
の接点素子R₁，R₂，R₃は、各フイーダに流れた
零相電流値のレベルに応じて動作し、R₁，R₂，
R₃の順に検出レベルが小さくなる、例えばR₁が
２アンペア、R₂が500ミリアンペア、R₃が200ミ
リアンペアでそれぞれ動作するようにしてある。
すなわち、接点素子R₁が動作するときは、接点
素子R₂以下は全部動作することになる。

上記各継電ユニツトＡ，Ｂ，Ｃのb₂接点は最高
レベルの方から直列に第１段目、第２段目、第３
段目と下りながら全部接続し、a₂接点は各継電ユ
ニツトＡ，Ｂ，Ｃ毎に１つにまとめてアラームま
たはしや断信号、機械的表示器１８（以下アラー
ム１８と略す）に接続し、継電ユニツトＡのb₂接
点と各アラーム１８との間にバツテリー１９を接
続する。

なお、本発明は、各フイーダに高圧ケーブル等
が多く使用され、その静電容量のため、フイーダ
の電源側または他のフイーダの地絡事故において
も、零相電流が逆流し（この逆流する電流値は事
故電流に比較し常に小さい値である。）、健全フイ
ーダを誤動作しや断することを防ごうとするもの
で、第５図の継電ユニツトでは、第６段目以下が
逆流時誤動作するレベル値になるものとしている
が、第８図では第３段目が誤動作レベルの範囲と
する。

次に第８図の回路の動作を次の場合に分けて説
明する。

Ｉ 地絡事故が１フイーダのみで発生した場合 地絡事故が継電ユニツトＢに対応するフイー
ダで、かつレベル１の事故が発生したとする
と、第９図示のように、継電ユニツトＢの接点
素子R₁，R₂，R₃は全部動作し、他のフイーダ
では変電所バンクへ零相電流が逆流し、その零
相電流によつて継電ユニツトＡ，Ｃの３段目の
各接点素子R₃が動作する。アラーム回路は、
バツテリー１９からの電流が継電ユニツトＢの
a₂接点及び継電ユニツトＡのb₂接点を通つてバ
ツテリー１９へ流れて、継電ユニツトＢのアラ
ーム１８をならすが、継電ユニツトＢのアラー
ム１８の出口で分岐した電流のうち第２段目の
接点素子R₂のa₂接点を通つた電流は継電ユニ
ツトＢのb₂接点の入口で止まり、第３段目の接
点素子R₃のa₂接点を通つた電流は継電ユニツ
トＡの第３段目の接点素子R₃のb₂接点の入口
で止まり、他の継電ユニツトＡ，Ｃの各アラー
ム１８には流れない。

これは、継電ユニツトＡ，Ｃ、また第２段目
の接点素子R₂、第３段目の接点素子R₃のいず
れで発生しても同じことで、事故発生フイーダ
のみが選択されることになる。例えば地絡事故
が継電ユニツトＣに対応するフイーダで、かつ
レベル２の事故が発生したとすると、第１０図
示のように、継電ユニツトＣの接点素子R₂と、
継電ユニツトＡ，Ｂ，Ｃの各接点素子R₃の全
部とが動作し、アラーム回路は、バツテリー１
９からの電流が第１０図中の矢印で示すように
継電ユニツトＣのアラーム１８には流れて、同
アラームをならすが、他の継電ユニツトＡ，Ｂ
のアラーム１８には流れず、それらのアラーム
はならさない。第１１図には継電ユニツトＢの
第３段目すなわち誤動作レベルの接点素子R₃
のみが動作した場合の各接点の動作と、アラー
ム回路の動作電流の径路が示してある。この第
１１図の場合は高抵抗地絡であり、各継電ユニ
ツトＡ，Ｃに対応するフイーダの逆流電流はは
るかに小さく、接点素子R₃は動作しない値で
ある。

地絡事故が２フイーダ以上で発生した場合 この場合は、先ずアラーム回路のバツテリー
１９に近い継電ユニツトＡが動作し、高圧回路
がしや断した時、継電ユニツトＡも復帰するよ
うにしておけば、１つのユニツトが復帰した
時、次の事故フイーダの継電ユニツトが動作す
ることになる。例えば、継電ユニツトＢとＣに
それぞれ対応するフイーダで同時に地絡事故が
発生したとすると、第１２図示のように継電ユ
ニツトＢとＣの接点素子R₁，R₂，R₃の全部が
動作しているが、アラーム回路だけは、継電ユ
ニツトＢのアラーム１８が動作し、継電ユニツ
トＢに対応するフイーダがしや断し、事故電流
が消滅すると、第１３図示のように継電ユニツ
トＣのアラーム１８が動作する。

地絡事故が各フイーダの零相変流器の電源側
で発生した場合 この電源側には、主変圧器・母線の場合と、
他のフイーダの場合が含まれる。

他のフイーダの場合： 同一変圧器バンク内の高圧フイーダが全部
同一電気所内にある場合、すなわちアラー
ム、しや断回路が１回路ですむ場合 この場合は事故回線が必ずあるはずである
から、全部の継電ユニツトＡ，Ｂ，Ｃの誤動
作レベルの接点素子R₃が動作しても前記Ｉ
の場合と同じようにアラームあるいはしや断
するのは事故回線だけである。

同一変圧器バンク内の高圧フイーダが２つ
以上の電気所にまたがり、アラーム、しや断
回路が別個の場合 この場合はさらに次の２つに分けられる。

ａ 事故フイーダがしや断するシステムの場
合 各継電ユニツトＡ，Ｂ，Ｃの誤動作レベ
ルの接点素子R₃に第１４図示のようにタ
イマまたは遅延回路２０を取付け、しや断
信号の開始時間を少しずらせる。他の変電
所のフイーダで地絡事故が発生すると、こ
の変電所の継電ユニツトＡ，Ｂ，Ｃとも第
１５図示のように逆電流で接点素子R₃は
全部動作するのがアラームへ行く回路はタ
イマー２０で止まつており、事故回線がし
や断すれば、逆流分はなくなるので、各接
点素子R₃は自動的に復帰する。

ｂ 事故フイーダは警報のみでしや断させな
い場合 この場合は、第１６図示のように各接点
素子R₃の残りの接点b₁を使用し、アラー
ム１８へ行く接点a₂の出口を一旦隣接の継
電ユニツトのもう１つの接点b₁を通してか
ら出力させ、最終のものは最初の接点b₁を
利用する、すなわちループになるように接
続する。

このようにすれば、電源側（他の電気所
のフイーダ）で事故があり、全部の誤動作
レベルの接点素子R₃が動作したときは、
第１７図示のようにアラーム１８に行く回
路は、隣接の継電ユニツトの接点b₁が全部
開放しているので、アラーム１８はどれも
動作しないことになる。

誤動作レベルの地絡事故の負荷側で同時に発
生した時は、（隣接接点b₁が動作していない）
フイーダの継電ユニツトのアラームが先ず動作
し、これを復帰すれば、他のフイーダのアラー
ムが動作することになる。この回路はしや断す
る場合も応用できる、すなわち第１６図におい
て逆電流でなく、実際に継電ユニツトＢおよび
Ｃに対応する各フイーダに高抵抗地絡が発生し
たとき、第１８図示のように継電ユニツトＢ，
Ｃの各接点素子R₃は動作し、継電ユニツトＡ
の接点素子R₃は動作していないため、その接
点b₁がONしているので、継電ユニツトＣに対
応するフイーダをしや断し、継電ユニツトＣを
復帰させると、継電ユニツトＣの接点素子R₃
の接点b₁がONになり、継電ユニツトに対応す
るフイーダをしや断することになるように回路
を構成する。

全フイーダの負荷側に同時に誤動作レベルの
事故が発生した時は、このシステムは動作しな
いという問題点が残るが、全部のフイーダに同
時に（約１秒程度の間に）ある狭い幅の抵抗値
の高抵抗地絡事故が発生するような確率は非常
に小さいものであり無視してよい。

主変圧器・高圧母線の地絡事故の場合： 誤動作レベルについては、前記他のフイーダ
の場合のうち、ｂの場合で防止でき、地絡保護
については本発明に含まれない。

本発明は、叙上のように構成したから、価格を
安価にし、かつ事故フイーダを自動的に選択判別
しうる非接地系統高圧配電線地絡事故フイーダ選
択検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は現行配電用変電所の非接地式電線路の
地絡事故保護方式の概要図、第２図は高圧フイー
ダ１線地絡事故時の事故電流の大きさを示す概念
図、第３図は零相電流絶対値比較方式・地絡保護
回路の説明図、第４図は複数フイーダごとの零相
電流を一個所でデイジタル表示する表示装置の説
明図、第５図は同表示装置の内部接続図、第６図
は上記表示装置を数フイーダ分一括して成る表示
器の略図、第７図は第５図の各リレーの内部接続
図、第８図は第７図における接点素子を３個組み
入れたものを１継電ユニツトとし、これを３セツ
ト組み込んだ場合の各接点ならびにアラーム回路
の接続の説明図、第９図はＢ電路に地絡が発生
し、継電ユニツトＢは各接点素子R₁，R₂，R₃が
動作し、継電ユニツトＡ，Ｃは接点素子R₃のみ
がそれぞれ動作し、アラーム回路は継電ユニツト
Ｂのみが回路を構成する説明図、第１０図はＣ電
路に中程度の地絡が起り、継電ユニツトＣは接点
素子R₂，R₃が動作し、継電ユニツトＡ，Ｂは接
点素子R₃がそれぞれ動作し、アラーム回路は継
電ユニツトＣのみが回路を構成する説明図、第１
１図はＢ電路に微地絡事故が発生し、継電ユニツ
トＢの接点素子R₃のみが動作し、他は全部動作
せず、アラーム回路は継電ユニツトＢのみが回路
を構成する説明図、第１２図はＢ、Ｃ電路に同時
に地絡が起つた場合、継電ユニツトＢ，Ｃは全部
の接点素子が動作し、継電ユニツトＡは接点素子
R₃のみが動作し、アラーム回路はバツテリに近
いアラームが動作している説明図、第１３図は第
１２図において継電ユニツトＢが復帰し、継電ユ
ニツトＣのアラーム回路が動作している説明図、
第１４図は各継電ユニツトの接点素子R₃のアラ
ーム回路への出口にタイマーを取付けた説明図、
第１５図は高圧電路の逆流電流で各継電ユニツト
の接点素子R₃は動作したが、アラームへの電路
はタイマーで阻止している説明図、第１６図は誤
動作範囲の接点素子R₃のみ隣のｂ接点と直列に
結び、継電ユニツトＡとＣについてはループにな
るように接続した説明図、第１７図は第１５図と
同様高圧電路に逆流電流が流れ接点素子は全部動
作したが、隣接のｂ接点によりアラーム回路は阻
止されている説明図、第１８図はＢ、Ｃ電路に微
地絡が起り、継電ユニツトの接点素子R₃は動作
しているが、継電ユニツトＡの接点素子R₃は動
作していないので、即ちこのb₁接点が接している
ので、アラーム電源に近い継電ユニツトＣのアラ
ームが先に動作している説明図である。 Ａ，Ｂ，Ｃ……継電ユニツト、R₁，R₂，R₃…
…接点素子、１８……アラーム、１９……バツテ
リー、２０……タイマー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非接地系統高圧配電線において、同一バンク
   に属する複数回線の全フイーダに設置した高感
   度、高性能零相変流器により検出した零相電流を
   各フイーダごとに入力する継電ユニツトを、事故
   電流の大きさによつて数段に区分して動作する数
   個のスイツチング素子で構成し、この各スイツチ
   ング素子は１つのａ接点と２つのｂ接点とし、ａ
   接点と第1b接点を直列に接続し、その接続点と
   上記第1b接点を経た出力端子を、各継電ユニツ
   トの分全部直列に接続し、この直列回路の一端に
   単相電源の一極を接続し、上記ａ接点の出力端子
   は各継電ユニツトごとに並列に接続してアラー
   ム、しや断信号などの回路を経て上記単相電源の
   他の一極に接続して成る非接地系統高圧配電線地
   絡事故フイーダ選択検出装置。 ２ 相隣る継電ユニツトの一方のａ接点の出力端
   子から他方の第2b接点を経てアラーム、しや断
   信号などの回路へ接続して成る特許請求の範囲第
   １項記載の非接地系統高圧配電線地絡事故フイー
   ダ選択検出装置。