JPH02223334A - 変電所の故障区間検出システム - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は送電用変電所又は配電用変電所の内部で地絡ま
たは短絡事故等が発生した際に、故障区間を自動的に検
出することができる変電所の故障区間検出システムに関
するものである。

（従来の技術） 送電用変電所や配電用変電所においては、単数又は複数
の母線に対して複数の電ｍ線または変圧器バンク（以下
バンクという）と複数の負荷線路とが断路器を介して接
続・されている。そして各電ｉｌＩ線またはバンク及び
負荷線路にはそれぞれＣＴが取付けられているので、変
電所の外部で起きた事故はそれらのＣＴによって直ちに
知ることができ、事故の生じた部分を切離すことによっ
て他の部分には送電を続けることができる。しかし変電
所の母線、バンク側人形部（電源線またはバンクと母線
との接続部）、線路側人形部（負荷線路と母線との接続
部）等の変電所内部において事故が生じた場合には、故
障区間を外部から知ることは容易ではなく、作業員が現
場まで出向いて故障箇所を発見するまで全部の線路を停
電させておかねばならなかった。特に母線上に多数の電
源線またはバンクが接続されている場合には、故障点に
向かって多数の電源線またはバンクから電流が流れるこ
ととなるため、単にＣＴを設けて事故電流を検出しても
故障点の発見は不可能であった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記した従来の欠点を解決し、変電所内部にお
いて地絡事故等が生じた場合にもその故障区間を外部か
ら直ちに検出し、その故障区間の切離しによって健全区
間への送電を続けることができるようにした変電所の故
障区間検出システムを目的として完成されたものである
。

（課題を解決するための手段） 本発明は単一の母線に複数の電源線と複数のバンクとを
接続した変電所の各バンク間の母線上に、母線断路器と
光ＣＴと電流の方向を検出できる継電器とをそれぞれ取
付け、事故発生時に光ＣＴ及び継電器によって検出され
る事故電流及びその方向を演算器に入力して事故が発生
した区間を自動的に検出することを特徴とする第１の発
明と、複数の母線に複数のバンクと複数の負荷線路とを
接続した変電所の各バンク側人形部及び各線路側人形部
に、母線断路器と光ＣＴと電流の方向を検出できる継電
器とをそれぞれ取付け、事故発生時に光ＣＴ及び継電器
によって検出される事故電流及びその方向を演算器に入
力して事故が発生した区間を自動的に検出することを特
徴とする第２の発明とからなるものである。

（実施例） 以下に本発明を配電用変電所についての第１の実施例と
、送電用変電所についての第２の実施例とによって詳細
に説明する。

第１図は配電用変電所の実施例を示す回路図であり、（
１）は単一の母線、（２）と（３）はこの母線（１）に
接続された電源線であり、（２）を電源線ｌ、（３）を
電源線２と呼ぶものとする。また（４）、（５）、（６
）は母線（１１に接続されたバンクである。各電源線（
２）、（３）と母線（１）との間には従来のＣＴ　（７
）、（８）が設けられており、この部分を流れる電流を
検出して取出すことができる。また母線（１）上の各バ
ンク（４）、（５）、（６）間には母線断路器（９）、
０ωと、光ＣＴ　（Ｉｌｌ、θりと、電流の方向を検出
できる継電器０ω、Ｏａとが取付けられている。継電器
面、Ｏａとしては地絡方向継電器、短絡方向継電器など
が用いられ、母線（１）の端部のＰＴ（変成器）θωと
協働して母線（１）に流れる電流の方向を検出できるよ
うになっている。

このような故障区間検出システムは、電源線（２）、（
３）において事故が生じた場合にはＣＴ　（７）、（８
）がその異常を直ちに検出できることは従来と同様であ
る。また第１図中のＡ点で地絡事故が生じた場合には、
Ａ点に向って両方の電源線（２）、（３）から大きい事
故電流が矢印のように流れるので、光ＣＴ（１］）、０
２）と継電器０■、θ４とによってこれらの部分に流れ
る事故電流の方向を検出すれば、母線断路器（９）、０
０）間の部分で事故が生じたことを判別することができ
る。また母線（１）上のＢ点で事故が生じた場合には母
線断路器（９）、０■の部分を流れる事故電流は共に左
向きとなり、０点で事故が生じた場合には事故電流は共
に右向きとなるから、電流の方向を図示を略した演算器
に入力することによって故障区間を自動的に検出するこ
とができる。そして母線断路器（９）、００）の開放に
よって故障区間の自動切離しを行い、健全区間への送電
を行うことができる。

次に第２図以下に示される二重母線方式の送電用変電所
の実施例について詳細に説明する。

第２図において（２１）、（２２）は甲、乙の母線、（
２３）、（２４）、（２５）、（２６）は１〜４番のバ
ンク、イ〜りの記号で示したものが負荷線路である。こ
れらの各バンク（２３）〜（２６）及び負荷線路イ〜り
にはそれぞれ断路器（２７）、（２８）とＣＴ　（２９
）、（３０）とが取付けられている。また各バンク（２
３）〜（２６）　及び負荷線路は母線（２１）、（２２
）の中央の人形部と呼ばれる部分から甲、乙の母線（２
１）、（２２）の両方に接続できる構造となっているが
、これらの人形部には母線断路器（３１）、（３２）が
取付けられており、そのいずれかを閉じ他方を開くこと
によって甲、乙いずれかの母線（２１）、（２２）と選
択的に接続されている。第２図はその標準的な接続を示
し、甲の母線（２１）には１番のバンク（２３）と３番
のバンク（２５）から給電され、乙の母線（２２）には
２番と４番のバンク（２４）、（２６）から給電される
ようになっている。

またイ、への負荷線路は甲の母線（２１）に接続され、
口、二の負荷線路は乙の母線（２２）に接続され、以下
同一のパターンが３回繰返されている。これらのバンク
側人形部と線路側人形部には、母線断路器（３１）、（
３２）のほかに光ＣＴ　（３３）、（３４）と電流の方
向を検出できる継電器（３５）、（３６）がそれぞれ取
付けられている。なお継電器（３５）、（３６）は第１
の実施例のものと同様であり、また第２図では左端の１
個のみが図示されているが、全部の人形部に付設されて
いるものである。

第２図の送電用変電所において平常時には矢印の方向に
平常電流が流れ、イ〜りの各負荷線路に送電が行われて
いる。しかし第３図〜第８図に示すように変電所内部の
種々の位置で事故が生じた場合には、それに応じて事故
点に向って矢印のように事故電流が流れる。即ち、第３
図に示すように甲の母線（２１）上で事故が発生した場
合には、第１と第３のバンク（２３）、（２５）のバン
ク側人形部の光ＣＴ　（３３）及び継電器（３５）が矢
印で示される上向きの事故電流を検出する１次に第４図
に示すようにハの負荷線路の線路側人形部で事故が生じ
た場合には第１、第３のバンク（２３）、（２５）のバ
ンク側人形部の光ＣＴが第３図と同様の方向の事故電流
を検出するほか、ハの線路側人形部の光ＣＴ　（３３）
と継電器（３５）が下向きの矢印で示す方向の事故電流
を検出する。次に第５図のように第１のバンク（２３）
の人形部で事故が発生すると、第１のバンク（２３）の
バンク側人形部には下向き、第３のバンク（２５）のバ
ンク側人形部には上向きの事故電流が流れる。以下同様
に第６図は第３のバンク（２５）の人形部の事故、第７
図は甲の母線（２１）が停止中の乙の母線（２２）での
事故、第８図は同じく甲の母線（２１）が停止中のハの
負荷線路の線路側人形部の事故を示している。各場合の
事故電流の方向をまとめると次頁の表のとおりである。

上記のように本発明によれば各点を流れる事故電流の方
向を検出することによりどの区間で事故が生じたのかを
知ることができ、各点の光ＣＴ及び継電器の出力をマイ
クロコンピュータのような演算器に入力して事故が発生
した区間を自動的に検出させることが可能である。また
継電器を省略し全てマイクロコンピュータで処理するこ
とも可能である。なお実施例ではハの負荷線路を代表的
に取り上げたが、イ〜りのどの負荷線路についても同様
に検出ができることは言うまでもないことである。この
ように本発明によれば二重母線を持つ送電用変電所の内
部で事故が生じた場合にもその故障区間を直ちに検出し
、その区間の切離しにより健全区間への送電を続けるこ
とができる。

以上に本発明のシステムの作動を説明したが、次に具体
的な機器の構成について説明する。

第９図は本発明の検出システムを示す図であり、（４０
）は断路器を支持する碍子であり、その内部には光ファ
イバ（４１）が埋込まれており、碍子（４０）の頭部に
は電流を検出する光電流センサ（４２）が取付けられて
いる。第１０図は碍子頭部を拡大して示したもので、碍
子（４０）の頭部金具（４３）の上部に断路器金具（４
４）、導体（４５）、接触器（４６）が取付けられ、こ
の導体（４５）の側面にセンサーケース（４７）に収納
された光電流センサ（４２）が絶縁スペーサー（４８）
を介して取付けられている。碍子（４０）の内部に埋設
されている光ファイバ（４１）はパイプ（４９）の内部
を通って光電流センサ（４２）に結合されている。

光電流センサ（４２）としては’！ＩＧ、　ＢＳＯなど
のファラディ素子を用いることができる。なお第１１図
、第１２図は光電流センサ（４２）のほかに光電圧セン
サ（５０）を組込んだ例を示す。この場合には絶縁カバ
ー（５１）の内部に中間電極（５２）が設けられ、導体
（４５）と中間電極（５２）との間に誘起される電圧を
ＢＳＯやＬｉＮｂ、０などのボッケル素子からなる光電
圧センサ（５０）が検出する。碍子（４０）はその中心
部に光ファイバを複数本内蔵した碍子でシリコーンゴム
等の絶縁性の優れた樹脂で封着されている。

再び第９図に戻って説明すると、これらのセンサには検
出器（５３）内の発光素子（５４）から光ファイバ（４
１）を通じて光線が導入され、電２流又は電圧が光信号
として受光素子（５５）へ導かれ、ここで電気信号に変
換され演算器（５６）に入る。またＰ　Ｔ　（５７）か
らの信号も演算器（５６）内の方向継電器（５８）に入
り、事故電流の方向が判別される。そしてこれらの出力
は故障点判別器（５９）に入力されて前述したとおり故
障区間の判別が行われることとなる。なお第９図は３個
所の検出点のみを示しているが、実際の検出点の数は第
２図等に示されるとおり多数にのぼるものである。

（発明の効果） 本発明は以上に説明したとおり、変電所内部において事
故が生じた場合にもその故障区間を直ちに判別し、故障
区間の切離しによって健全区間への送電を続けることが
できるものであるから、従来の問題点を一掃した変電所
の故障区間検出システムとして、産業の発展に寄与する
ところは極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の実施例を示す回路図、第２図〜第
８図は第２の発明の実施例を示す回路図、第９図は第２
の発明のシステム構成を示すブロック図、第１Ｏ図と第
１１図は碍子頭部の一部切欠正面図、第１２図は第１１
図の一部切欠平面図である。 （１）：母線、（２）、（３）：電源線、（４）、（５
）、（６）：バンク、（９）、０ω：母線断路器、０１
１、Ｏｚ：光ＣＴ、Ｑ３）、圓：継電器、（２１）、（
２２）　：母線、（２３）〜（２６）：バンク、（３１
）、（３２）　：母線断路器、（３３）、＜３４）　：
光ＣＴ、（３５）、（３６）　：継電器。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、単一の母線に複数の電源線と複数のバンクとを接続
   した変電所の各バンク間の母線上に、母線断路器と光Ｃ
   Ｔと電流の方向を検出できる継電器とをそれぞれ取付け
   、事故発生時に光ＣＴ及び継電器によって検出される事
   故電流及びその方向を演算器に入力して事故が発生した
   区間を自動的に検出することを特徴とする変電所の故障
   区間検出システム。 ２、複数の母線に複数のバンクと複数の負荷線路とを接
   続した変電所の各バンク側人形部及び各線路側人形部に
   、母線断路器と光ＣＴと電流の方向を検出できる継電器
   とをそれぞれ取付け、事故発生時に光ＣＴ及び継電器に
   よって検出される事故電流及びその方向を演算器に入力
   して事故が発生した区間を自動的に検出することを特徴
   とする変電所の故障区間検出システム。