JPH035129B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、しや断器の近傍に保護継電装置を
分散配置する母線保護継電装置に関する。

〔従来技術〕

第１図は、二重母線４ブスタイの母線構成をも
つ超高圧変電所の単線結線図の一例を示す。

この構成によれば、高圧母線B₁₁，B₁₂，B₂₁，
B₂₂と同じく低圧母線B₃₁，B₃₂，B₄₁，B₄₂は夫々
隣接する母線と母線連結用しや断器CB₁〜CB₄、
同じく母線連絡用しや断器CB₅〜CB₈により接続
可能とされており、これらの母線連絡用しや断器
のうちCB₁，CB₂，CB₅，CB₆は通常開放して運
用される。また接続して運用される母線間（B₁₁
とB₂₁，B₁₂とB₂₂，B₃₁とB₄₁，B₃₂とB₄₂）には断
路器Ｄが少なくとも２個直列に設けられ、断路器
Ｄ間から送電線用しや断器CB₁₁〜CB₁₆，CB₃₁〜
CB₃₆を介して送電線L₁₁〜L₁₆，L₃₁〜L₃₆が接続さ
れる。また高圧母線と低圧母線間にはしや断器
CB₂₁〜CB₂₈を介して変圧器T₁〜T₄が設置され
る。

この図において、CT，PDは夫々電流・電圧検
出用の変流器、電圧変成器であり、第１図に図示
の送電線Ｌ、母線Ｂ、変圧器Ｔに発生した事故を
検出し当該のしや断器CBに開放指令が与える保
護継電装置に対して検出した電流、電圧信号を提
供する。第２図は母線B₁₁の一部と送電線L₁₁の変
圧器T₁に関連し保護継電装置に入力されると電
流・電圧信号線を示したものであり、複数の保護
継電装置（送電線保護継電装置（Ａ系、Ｂ系、後
備）、母線保護継電装置、変圧器保護継電装置
（主保護、後備保護）ごとに独立して信号線を設
け信頼性向上を図つていることから、多数の信号
線を必要とする。これらの信号線は保護継電装置
の設置されるユニツト室UR₁〜UR₄へ導びかれ
る。また、このほかにも、図示は省略している
が、この保護継電装置からトリツプ指令を当該の
しや断器CBへ導くためのケーブル群や各送電線
Ｌを２つの母線のうちいずれに接続しているかを
示す断路器Ｄの開閉状態を表わすためのケーブル
群、ならびに該装置の動作情報をユニツト室UR
の監視盤等へ導くためのケーブル群などが多数設
置される。

このように変電所における保護継電装置をユニ
ツト室URへ収納する従来の方式では、ユニツト
室と各検出器やしや断器との間の配線が膨大とな
ることから、特開昭58−43115号においては、保
護継電装置を個々のしや断器の近傍に分散して設
置することを提案している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記公知例は保護継電装置をしや断器ごとに分
散配置するものであるが、前記の複数の保護継電
装置のうち母線保護継電装置をいかに構成するか
について何らの示唆もない。

以上のことから本発明においては、保護継電装
置をしや断器の近傍に設置するシステムに好適な
母線保護継電装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の母線保護継電装置は母線連絡用しや断
器を介して結合された複数の母線と、複数の母線
間に直列に設けられた開閉器と、開閉器間からし
や断器を介して結合された複数の線路とから構成
される変電所母線に適用され、線路のしや断器毎
に設けられて線路に流れる電流を検出して入力
し、このしや断器に対して引外し指令を与える保
護継電装置と、線路のしや断器毎に設けられた複
数の保護継電装置間に設置された信号伝送路とか
ら構成され、保護継電装置は、信号伝送路上の伝
送信号を受信する信号受信手段、伝送信号に含ま
れる同期信号を受けて、全ての保護継電装置が同
期して線路電流をサンプリング入力するサンプリ
ング手段、サンプリング手段によつて入力した電
流値を同期信号受信時刻から夫々所定の一定時間
後に信号伝送路に送出する信号送出手段、自己の
サンプリング手段によつて入力した電流値と信号
受信手段を介して入力した電流値をその極性に考
慮して加算する加算手段、加算手段の出力に応じ
て自己の線路しや断器に対して引外し指令を与え
る引外し手段を含むように構成される。

〔作用〕

本発明によれば、しや断器ごとに設けられた各
保護継電装置において電流を同時刻にサンプリン
グし、これを信号伝送路上の重畳しているので、
全ての保護継電装置が母線保護を行なうに必要な
全電流を入力することができる。このため各保護
継電装置は自己の入力した全ての電流に基づく差
動演算を実行し自己の対応するしや断器に引外し
指令を与えることで母線保護を行ないうる。

〔実施例〕

第３図は本発明の概略構成を示したものであ
り、母線保護の対象としては、前述のよに母線連
絡用しや断器CB₁，CB₂を開放して運用すること
が多いことから、母線B₁₁，B₁₂を１つの保護単
位とし、保護単位線に流入・流出する全電流のベ
クトル和を求めてこれが零でないことをもつて、
この保護単位母線に接続されて電流を供給しある
いは供給される全ての送電線用しや断器と変圧器
用しや断器を開放するごとく作動せしめる。従つ
て、母線連絡用しや断器CB₁，CB₂が閉成されて
いるときは、母線B₁₂，B₂₂も含めた領域を保護
の対象とすることになる。

本発明においては、各しや断器CB₁₁〜CB₁₄，
CB₂₁，CB₂₂，CB₁，CB₂，CB₃ごとに保護継電装
置２１〜２８，２０１，２０２を設置し、各保護
継電線装置２１〜２８，２０１，２０２は自己の
制御するしや断器に流れる電流を電流変成器CT
により検出し、さらに必要に応じて自己の制御す
るしや断器に接続される線路の電圧を変成器PD
を介して入力する。これらの保護継電器２１〜２
８，２０１，２０２は信号伝送路FB₁により互い
に信号伝送を可能とすべく接続される。図示の信
号伝送路はループ伝送路である例を示したが、こ
れはループ式に限定されるものではない。尚、同
図において、信号伝送路としては例えば光フアイ
バー伝送路を採用でき、この場合２１１−１，２
２１−１，２３１−１，２４１−１，２０２−
１，２０４−１，２５１−１，２６１−１，２７
１−１，２８１−１は信号を保護継電器にとり込
むための光分岐器、２１２−１，２２２−１，２
３２−１，２４２−１，２０３−１，２０５−
１，２５２−１，２６２−１，２７２−１，２８
２−１は信号を信号伝送路FB₁に送出するための
光挿入器を示している。

第４図は、保護継電装置（この例では２１と２
８のみを代表的に示す）の具体構成を示す図あ
り、１は各保護継電装置２１，２８と信号伝送す
るための本館装置である。そして、本館１に設置
された伝送装置の送信部１１は、第５図に示す伝
送信号フオーマツトの信号フレーム（同期信号ワ
ードSYCと各保護継電装置ごとにわりあてられ
た系統情報ワード及びＤ情報のワードスロツトよ
り構成される）を光フアイバ伝送路FB1に送出す
る機能を果す。このようにして送信部１１より送
られた伝送信号フオーマツトは、光フアイバ伝送
路FB１を通り、各保護継電装置２１〜２８に向
けて伝送されるが、光フアイバ伝送路FB１の各
保護継電装置には、光分岐器２１１−１，２８１
が具備されているため、その受信部２１３，２８
３にこの信号フオーマツトが導かれる。以下の説
明を保護継電装置を例にとり行なうと、この受信
部２１３は、導かれた光信号を電気信号に復元す
るために例えばPIN形ホトダイオードＤ１と電気
信号のレベル整形を行うレベル変換器LC１及び
同期信号ワード検出部SYC及び直並列変換回路
SPから構成される。

保護継電装置２１内のリレーユニツト２１５に
は、上記直並列変換回路SPの情報の入力線及び、
当該の変流器CTより電流情報を取込む信号線２
１６、必要に応じて電圧変成器PDより電圧情報
を取込む信号線２１７が備えられ、これらの情報
により、後述する方式により当該母線に事故があ
つたことを検出したとき当該のしや断器へは信号
線２１８によつてトリツプ指令が発せられる。

リレーユニツト２１５から、送信部２１４に対
しては、自端の電流、電圧を受信した同期信号
SYCをもとにして各端で同期サンプリングした
AD変換情報及び関連断路器の開閉情報（Ｄ情
報）が信号線２１９を介して与えらている。この
送信部２１４は、前記受信部２１３の同期信号ワ
ード検出部SYCが親装置１の送信部１１より送
られる伝送信号フオーマツトの同期信号ワードを
検出したとき信号線SYDを介してこの旨を報知
されるので、この時刻をタイムベースとして、自
己の内部に備えた並直変換器PSで、伝送信号フ
レーム中（第５図）の自己に与えられたワードス
ロツトの対応ビツト位置へ挿入して送出するよう
に構成する（第５図示の実施例は、保護継電装置
は最大９台から成る場合の例を示し、例えば母線
保護リレー装置２１のところの系統情報及び関連
する断路器情報LS等はステーシヨン番号Ｓ＃１
の対応ワード位置Ｗ＃１〜Ｗ＃７に図中の如く各
相電流値i_a，i_b，i_c、各相電圧値v_a，v_b，v_c及び開
閉器情報LSワードが適宜挿入され、そののちＷ
＃８には、このＷ＃１〜Ｗ＃７の情報内容によつ
て定まる誤り制御用の冗長ビツトである例えば
CRC検定ワードを挿入する）。

尚、ステーシヨンナンバーＳ＃１には保護継電
装置２１が自己の検出情報を重畳させるが、同様
にしてＳ＃２には保護継電装置２２，Ｓ＃３には
保護継電装置が割当てられており、母線保護に関
わる全ての部位の電流情報が信号伝送されること
になる。より具体的には、この送信部２１４の並
直変換部PSの出力は送信用レベル整形回路LC２
を経た後、電光変換用の例えば光ダイオードＤ２
によつて光信号に変換された後、ライトガイド
FB２１２を通り光挿入器２１２−１を介して光
フアイバ伝送路FB１へ送出される。

最後に、保護リレーユニツト２１５内での処理
について説明すると、以上述べたように、各保護
継電装置は本館からの同期信号SYCに同期して
各端電流をサンプリングすることで同期サンプリ
ングが実現されており、かつこの電流値は同期信
号SYCを起点とした信号フレームの所定の位置
に重畳されて信号伝送路FB１に送出される。こ
のため、本館の受信部１３並びに各保護継電装置
では、夫々全ての電流計測地点の電流を同時刻に
サンプリングしたデジタル値として入手すること
ができる。このことから、各保護継電装置におい
て、このデジタル値を正負の極性を考慮して加算
すれば、保護対象母線に事故が発生したときのみ
加算値が零にならないことを利用して母線の内部
事故を検出できる。そして夫々の保護継電装置が
自己に割当てられたしや断器CBに対して開放指
令を与えることで、全体として母線に接がる全し
や断器を開放することができ、いわゆる母線保護
を実現することができる。

尚、以上の説明においてワードスロツトＷ＃４
〜Ｗ＃６の電圧信号とＷ＃７と断路器の開閉情報
とは差動原理の母線保護を実現する上で直接の関
係はないが、本館の監視盤に各部の状態を表示す
るための情報として不可欠である。

また、以上の説明では保護の対象とした母線に
接がる全てのしや断器ごとに保護電装置を設置す
るとしたが、母線の差動保護を行なうという観点
から言えば、全てのしや断器に流れる電流を信号
伝送上に集める必要はなく、母線に接がる線路上
の電流を集めればよい。つまり、第３図の例で言
えば、CT₁₁〜CT₁₄，CT₅₁，CT₆₁の電流があれ
ばよく、例えばCB₁，CB₂は常時開放して運用さ
れることからCT₂，CT₄の検出電流は零であるこ
とから差動演算に考慮する必要がなく、CT₅，
CT₆の検出電流は保護対象とした母線に流入しあ
るいは流出する電流ではないことから差動演算で
使用する必要がない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、しや断器ごとに保護継電装置
を配置する変電所に好適な母線保護継電装置を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は二重母線変電所の全体の概略単線結線
図、第２図は同変電所の１つのユニツト室への入
力及び出力信号を示す図、第３図は信号伝送装置
と保護リレー装置との関係を示す図、第４図は保
護リレー装置の詳細を示す図であり第５図は信号
伝送のフレーム構成を示す図である。 ２１〜２８……保護リレー装置、CB……しや
断器、CT……変流器、PD……電圧変成器、Ｌ…
…送電線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 母線連絡用しや断器を介して結合された複数
   の母線、該複数の母線間に直列に設けられた断路
   器、該断路器間からしや断器を介して結合された
   複数の線路とから構成される変電所母線を保護す
   るための母線保護継電装置において、 前記線路のしや断器毎に設けられ、線路に流れ
   る電流を検出して入力し、このしや断器に対して
   引外し指令を与える保護継電装置、線路のしや断
   器毎に設けられた複数の保護継電装置間に設置さ
   れた信号伝送路とから構成され、 前記の保護継電装置は、信号伝送路上の伝送信
   号を受信する信号受信手段、伝送信号に含まれる
   同期信号を受けて、全ての保護継電装置が同期し
   て線路電流をサンプリング入力するサンプリング
   手段、サンプリング手段によつて入力した電流値
   を前記同期信号受信時刻から夫々所定の一定時間
   後に信号伝送路に送出する信号送出手段、自己の
   サンプリング手段によつて入力した電流値と信号
   受信手段を介して入力した電流値をその極性を考
   慮して加算する加算手段、加算手段の出力に応じ
   て自己の線路しや断器に対して引外し指令を与え
   る引外し手段を含むことを特徴とする母線保護継
   電装置。