JPH03212124A - 系統分離装置 - Google Patents

系統分離装置

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JPH03212124A
JPH03212124A JP2006932A JP693290A JPH03212124A JP H03212124 A JPH03212124 A JP H03212124A JP 2006932 A JP2006932 A JP 2006932A JP 693290 A JP693290 A JP 693290A JP H03212124 A JPH03212124 A JP H03212124A
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宮崎 正義
Katsuhiko Kochi
胡内 勝彦
Kazuo Sonohara
園原 和夫
Kazuya Komata
和也 小俣
Masahiro Sato
正弘 佐藤
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Kansai Electric Power Co Inc
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Kansai Electric Power Co Inc
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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】 [発明の目的] 〈産業上の利用分野) 本発明は送電線事故などによる系統間脱調を早期に検出
し、対象となる連系線をしゃ断して脱調波及を防止する
系統分離装置に関する。
(従来の技術) 従来の連系系統間の脱調を判定する手段とじては、電圧
位相比較リレーやインピーダンスリレーを用いて対象送
電線に脱調の中心が入るか否かにより判断するものが主
体であった。
第7図は電圧位相比較リレーを脱調判定手段として用い
ている系統分離装置の一例である。図示するように従来
の系統分離装置は、連系線1の両端の母線電圧V、V、
を検出したり、連系線オ^ の両端のCBを開極したりする端末部1a、 1bと、
VA、V、をもとに母線Aと母線Bの電圧位相角差Δθ
を求める位相角差検出部2と、前記検出した電圧位相角
差Δθをもとに第8図に示すようにその値が例えば電気
角にして180度をよぎったか否かを判定し、180度
をよぎっていた場合脱調と判断して、端末部1a、 1
bにCBの開極指令を送る脱詞判定部3とから構成され
ている。
(発明が解決しようとする課題) 上記した従来の系統分離装置では、系統構成の変化等、
何らかの理由で脱調の中心が対象連系線からずれてしま
うと、結果として脱調を検出することができず、系統分
離装置の機能をはなせないことになる。また、たとえ脱
調の中心が対象連系線に入ったとしても、a調判定が脱
調後となってしまい、連系線の分離が遅れ、脱調現象が
波及してしまう可能性がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、脱調中
心の位置に左右されず、かつ系統間脱調を事前に予測す
ることの可能な、信頼性の高い系統分離装置を提供する
ことを目的としている。
[発明の構成J (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明では2つの系統が一点
で連系されている電力系統において、各々の系統に連な
る発電機の内の少なくとも1台ずつ以上の位相角を検出
する手段と、前記検出値をもとに短時間先の位相角の推
定値を予測計算する手段と、前記予測された推定値をも
とに両系統間の脱調を判定する手段と、前記判定結果に
したがって連系線をしゃ断する手段とから構成した。
(作 用) まず、本発明による脱調判定の考え方について説明する
電力系統の脱調現象は、系統事故などにより発電機の角
速度偏差にアンバランスが生じ、相対的な位相角差が拡
大して発生するものである。従って、脱調現象をより正
確に捉えるためには、発電機間の相対位相角差を監視し
、その推移により脱調と判定するのが有効である。第3
図は系統間脱調が発生した場合の両系統に並列する発電
機間の相対位相角差Δδの動きを示したものである。同
図から明らかなように脱調発生時の相対位相角差の動き
は、時間とともに発散する傾向を示す。従って、このよ
うな相対位相角差の動きを予測手段により早期に捉える
ことができれば、迅速で適切な脱調判定を行なうことが
できる。具体的には、第4図に示すように、相対位相角
差の短時間先の推定値ΔδXが発散傾向を示し、かつ、
予め設定したしきい値δ 以上になった場合に脱調と判
定する。なお、実際には、信頼性を考え、両系統よりそ
れぞれ複数台の発電機を選定し、両系統の代表発電機間
の全ての組合わせが第4図に示すような条件を満足した
時に、系統間の脱調であると判定する。
第5図は両系統を系統A、糸系統と称した時の代表発電
機間の同期、脱調関係を示している。第5図において、
×は脱調を、○は同期をそれぞれ示している。第5図(
a)は系統間脱調時の例であり、系統分離が必要である
。本例は、系統Bに対して系統Aが脱調している現象で
あり、系統Bの各代表発電機を基準とすれば系統Aの代
表発電機は全て脱調すると判定される。一方、同図(b
)は系統Aの代表発電11GA1の単機脱調モードであ
り、系統Bの各代表発電機から見れば、系統A中の代表
発電機GA1のみが脱調すると判定され、系統分離は必
要ない。最終的な脱調判定は、このような関係を捉えて
出力することになる。
次に位相角の検出と短時間先の位相角の推定方法につい
て述べる。
まず、事故発生前の定常状態において、代表発電機の回
転数を電磁ピックアップにより検出し、その値を定常回
転数ω(0)とする。次に系統に事故が発生した時、Δ
t rWIVaで検出した代表発電機の回転数ω(1)
をもとに、(1)式より角速度偏差Δω(1)を計算し
、(2)式に示す運動方程式より位相角δを求める。
Δω(1) = (ω(1)−ωto))/ω(o)・
・・(1)δ(t)=δ(を−Δt) +1(Δωft)+Δω(七〜Δ1))Δt     
          ・・・・・・(2)次に位相角の
短時間先の推定は、第6図に示すように、過去数点の位
相角δの演算結果をもとに、最小二乗法によって2次の
推定式の係数を計算し、その延長上の点として位相角の
推定値δXを求める。推定時間は精度とのかねあいによ
り、現時点から200〜300ミリ秒が妥当である。
上記した考え方をもとに作用の説明をする。まず2つの
系統が一点で連系されている電力系統に事故が発生する
と、各々の系統に連系している少なくとも1台以上の代
表発電機の位相角が位相角検出手段により検出され、伝
送系を介して位相角の予測計算手段に入力される。この
位相角の予測計算手段では、系統事故が除去されると、
各代表発電機の現時点まで検出された位相角をもとに、
短時間先の位相角の推定値を求める。次に、脱調判定手
段では、位相角の予測計算手段により求められた各代表
発電機の短時間先の位相角の推定値をもとに脱調判定を
行なう。脱調判定は、両系統の代表発電機間の位相角差
の大きさを用いて行ない、全ての組合わせが予め設定し
たしきい値を超えたときに、系統間脱調と判定する。そ
して脱調判定手段により系統間脱調であると判定される
と、連系線両端のCBを開極し、両系統を分離して脱調
の波及を防止し系統の安定化を図る。
(実施例) 以下図面を参照して実施例を説明する。
第1図は本発明の系統分離装置を適用した電力系統の構
成例を示すものである。第1図において、G^1 、 
GA2はA系統の代表発電機、GBl 、 CB2はB
系統の代表発電機、CB1 、 CB2はA系統とB系
統を結ぶ連系線のしゃ断器である。
一方、41a〜41dは電磁ピックアップなどを介して
各代表発電機の回転数をそれぞれ検出する回転数検出部
、42a〜42dは前記検出された発電機の回転数をも
とに各代表発電機の位相角を演算する位相角演算部であ
り、これらによって位相角検出手段4a〜4dを構成し
ている。また、5a〜5dは位相角検出手段4a〜4d
から各代表発電機の位相角をそれぞれ伝送する位相角伝
送手段である。さらに6は、位相角伝送手段5a〜5d
を介して伝送される各代表発電機の位相角を入力し、こ
れらをもとに短時間先の位相角の推定値を演算する位相
角の予測計算手段、7はこの位相角の予測計算手段6に
より演算された各代表発電機の短時間先の位相角の推定
値をもとに、A系統とB系統の代表発電機間の全ての組
合わせに対して、推定位相角の差分の絶対値が拡大し、
かつ、予め設定されたしきい値を超えたことを条件に系
統間脱調であると判定する脱調判定手段、8a、 8b
は脱調判定手段7で系統間脱調であると判定した場合に
、連系線のしゃ断指令をそれぞれ伝送するしゃ断指令伝
送手段、9a、 9bはしゃ断指令伝送手段8a、 8
bを介して伝送される連系線のしゃ断指令に従って連系
線のしゃ断器Ca1. CB2を開極する連系線しゃ断
手段である。
次に、以上のように構成した系統分離装置の作用につい
て、第2図のフローチャートをもとに説明する6 まず、定常時には、A系統の代表発電機GA1 。
GA2 、B系統の代表発電機GB1 、 CB2の回
転数が、位相角検出手段4a〜4dの回転数検出部41
a〜41dで検出され、その結果は位相角演算部42a
〜42dに送られ、各代表発電機の定常回転数ωA、(
0) 。
ωBH(0)  (+=1.2 )として記憶される(
ステップSl)  。
次に、このような状態で系統に事故が発生すると、定常
時の場合と同様に、A系統の代表発電機GAI 、 G
A2 、B系統の代表発電機G81 、0B2の回転数
ω 、(1) 、ω8.(t)  (i=1.2 >が
、位相力積^1 山手段48〜4dの回転数検出部41a〜41dによっ
てΔを間隔で検出され、その結果は、位相角演算部42
a〜42dに送られる0位相角演算部42a〜42dで
は、前記した(1) 、 (2)式よりA系統、B系統
の代表発電機の位相角へ、(1) 、δBH(t)  
(+=1゜2)が算出される(ステップ82)。この結
果は、位相角伝送手段5a〜5dにより、位相角の予測
計算手段6に入力される。事故が除去される位相角の予
測計算手段6ではステップS3の作用により、A系統、
B系統の代表発電機の短時間先の位相角δ 、δ (i
=1.2 )が推定され、その結果は、Ai   Bi 脱調判定手段7に入力される。脱調判定手段7では、ス
テップS4の作用に従って、A系統の代表発電機とB系
統の代表発電機の同期・脱調関係を調べる。そして、も
しその関係が第5図(a)のようになっていたならば、
系統間脱調であると判定し、連系線の両端のしゃ断器C
al 、 CB2を開極するための指令をしゃ断指令伝
送手段8a、 8bを介して連系線しゃ断手段9a、 
9bに出力する。これにより、連系線し+断手段9a、
 9bはそれぞれ、連系線のしゃ断器CB1. CB2
を開極し、A系統とB系統を分離し、脱調波及を防止す
る(ステップS5)。
なお、脱調判定手段7において、系統間脱調でないと判
定された場合には、ステツブS2に戻って、前述した処
理が一定時間継続して行なわれることになる。
上述したように、本実施例による系統分離装置ては、送
電線事故などによる系統間脱調を脱調に至る前に、かつ
、確実に検出することが可能となり、よって本系統分離
装置を用いて系統分離を実施すれば、脱調の波及を最小
限に食い止めることができる。
なお、本実施例ではA系統、B系統の代表発電機の台数
は、それぞれ2台であったが、3台以上であっても同様
に実施できることは言うまでもない。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば各系統に連系する
発電機の内で、少なくとも1台以上の発電機の位相角の
短時間先の推定値を求め、この推定値の時間推移をもと
に脱調判定するようにしたので、系統間脱調を早期に、
かつ、確実に検出することができ、極めて信頼性の高い
系統分離装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の系統分離装置を適用した電力系統の構
成例を示す図、第2図は本発明の詳細な説明するフロー
チャート、第3図は系統間脱調が発生した場合の両系統
に並列する発電機間の相対位相角差の動きを示す図、第
4図は代表発電機間の脱調判定方法を説明するための図
、第5図は系統Aと系統Bの代表発電機間の同期、脱調
関係を示す図、第6図は現時点までの位相角を基に短時
間先の位相角を推定する方法を説明するための図、第7
図は従来の系統分離装置の一例図、第8図は従来の系統
分離装置の脱調判定条件を説明するための図である。 48〜4d・・・位相角検出手段 5a〜5d・・・位相角伝送手段 6・・・位相角の予測計算手段 7・・・脱調判定手段 8a、 8b・・・しゃ断指令伝送手段9a、 9b・
・・連系線しゃ断手段 1a 2a AI GBI 〜41d 〜42d 、OA2 B2 ・・・回転数検出部 ・・・位相角演算部 、 GBI 、 GB2・・・代表発電機・・・連系線
両端のしゃ断器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 2つの系統が一点で連系されている電力系統において、
    各々の系統に連なる発電機の内の少なくとも1台ずつ以
    上の位相角を検出する手段と、前記検出値をもとに短時
    間先の位相角の推定値を予測計算する手段と、前記予測
    された推定値をもとに両系統間の脱調を判定する手段と
    、前記判定結果にしたがって連系線をしや断する手段と
    を備えたことを特徴とする系統分離装置。
JP2006932A 1990-01-16 1990-01-16 系統分離装置 Expired - Lifetime JP2664791B2 (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57183218A (en) * 1981-05-06 1982-11-11 Tokyo Shibaura Electric Co Method of predicting stepout of power system
JPS6289421A (ja) * 1985-10-14 1987-04-23 東京電力株式会社 脱調検出装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57183218A (en) * 1981-05-06 1982-11-11 Tokyo Shibaura Electric Co Method of predicting stepout of power system
JPS6289421A (ja) * 1985-10-14 1987-04-23 東京電力株式会社 脱調検出装置

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