JPH04210727A - 配電系統の保護装置 - 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】

［０００１１

【産業上の利用分野］本発明は配電系統の保護装置に関
するものである。 ［０００２］ 【従来の技術】例えば配電用の変圧器が２台以上ある配
電変電所では、各変圧器は数フィーダを独立して担当し
、各変圧器の二次側の母線間は常時は開放状態にあるブ
スタイ用遮断器で連系されているのが普通である。 ［０００３］ところが例えば夏期のような電力需要増大
時には各変圧器の負荷がアンバランスとなって設備の利
用効率が悪くなることがある。そこでこのような場合に
は各変圧器の負荷の均等化を図るためにブスタイ用遮断
器を投入し、複数台の変圧器による並行運転を行うこと
が考えられる。 ［０００４］ところが、このような変圧器の並行運転を
行う配電系統においては、フィーダの一つで短絡事故が
発生したときに、複数台の変圧器から変圧器を単独で運
転する場合よりもはるかに大きい事故電流が事故点に向
かって流れることとなるため、各フィーダに設置されて
いるフィーダ用遮断器の遮断能力を越えてしまうことが
ある。そしてこのような状況下においてフィーダ用遮断
器を動作させると、フィーダ用遮断器が破損するおそれ
がある。そのため、ある電流以上ではフィーダ用遮断器
を動作させない方式も考えられるが、そうすると母線と
変圧器との間に設けられた変圧器保護用遮断器を動作さ
せて事故電流を抑えることとなり、多数のフィーダへの
給電が停止して停電区間が広範囲にわたるという問題が
あった。 ［０００５］そこで配電変電所の母線あるいは各フィー
ダ毎にサイリスタ装置のような半導体装置を取り付け、
事故電流が検出されたときに配電系統を高速度で短絡あ
るいは地絡させて系統を保護する配電系統の保護装置が
開発されている。ところが従来のような機械的な遮断器
とは異なり、もしこの半導体装置に異常が生じた場合に
は配電系統全体が停止するおそれがあるので、実用化の
ためには半導体装置の異常にも適切に対応することがで
きる技術が望まれていた。 ［０００６］

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した問題
点を解決して、事故発生時に配電系統を確実に保護する
ことができ、しかも半導体装置の異常にも適切に対応す
ることができる配電系統の保護装置を提供するためにな
されたものである。 ［０００７］

【課題を解決するための手段】上記の課題は、配電線に
事故発生時に配電系統を短絡あるいは地絡させて系統を
保護する半導体装置を取り付けるとともに、この半導体
装置にはこの半導体装置に流れる電流または電圧を検出
する検出部と、この検出部の出力をトリガーのオン、オ
フと関連させて監視することにより半導体装置の異常の
有無を判断する判定部とを接続したことを特徴とする配
電系統の保護装置によって解決することができる。 ［０００８］

【作用】本発明の配電系統の保護装置は、事故発生時に
は配電線に取り付けた半導体装置を高速作動させ、配電
系統を短絡あるいは地絡させることにより配電系統を保
護することができる。また半導体装置に流れる電流また
は電圧を検出部により取り出し、判定部においてトリガ
ーのオン、オフと関連させて監視しているので、半導体
装置の異常を正確に検出することができ、異常発生時に
は適切な対策を講することが可能となる。以下に本発明
を実施例とともに更に詳細に説明する。 ［０００９］

【実施例】図１は本発明の基本的な構成を示すもので、
１は配電変圧器、２は遮断器、３は母線、４はこの母線
３から分岐した各フィーダである。５はサイリスタ装置
のような半導体装置であるが、イとして示すように母線
３に取り付けても、あるいは口として示すように各フィ
ーダ４に取り付けてもよい。そして事故発生時には半導
体装置５を作動させて配電系統を短絡あるいは地絡させ
、フィーダに流れる電流を限流させたり系統電圧を低下
させてすみやかに事故点のアークを消弧させ配電線を保
護する。 ［００１０１また図２は２台の配電変圧器１を並行運転
する配電系統において、母線３に半導体装置５を取り付
けた例を示している。ここで６はブスタイ用遮断器であ
り、各配電変圧器１の負荷分担がアンバランスとなった
ときにはブスタイ用遮断器６を投入して並行運転を行う
のであるが、もし×で示すようにいずれかのフィーダ４
で事故が生ずると２台の配電変圧器１から事故電流が流
れ、フィーダ４の遮断器７では遮断ができなくなる。そ
こで半導体装置５をオンとして事故電流を一時的に低減
させ、その間に遮断器７で事故フィーダ４を分離したう
え、半導体装置５をオフに戻すことができる。 ［００１１］このように半導体装置５の取付は位置やそ
の作動の態様はさまざまであるが、以下に示す各実施例
は図１の配電系統の保護装置に関するものである。しか
し各実施例の回路とも、図２の配電系統の保護装置にも
適用できることはいうまでもないことである。 ［００１２］実施例１ 図３は第１の実施例を示す回路図であり、３相交流の各
相間に半導体装置５を構成するサイリスタ素子を４直列
、２並列、３相に配置した例を示している。また高圧側
にはそれぞれ保護用スイッチ８を設けてあり、各サイリ
スタ素子間にアレスタのような保護回路９を設けである
。１０は配電線に取り付けられた光ＣＴであり、この先
ＣＴｌ０が事故電流を検出した際には図示を略した制御
装置がトリガー信号を発し、半導体装置５をオンとして
各相間を短絡させて配電経路を保護するようになってい
る。 ［００１３］この実施例では、各相のサイリスタ素子に
各相を流れる電流を検出するためのＣＴのような検出部
１１が設けられている。これらの検出部１１の出力は図
示されない判定部へ送られ、半導体装置５が正常に作動
しているか否かを判定されるのであるが、その具体例は
次の通りである。 ［００１４１図４は判定部の機能を示すもので、まず保
護用スイッチ８がオンであることを確認したうえ、トリ
ガーがオンかオフかを見る。トリガーがオンである場合
には検出部１１を流れる電流が許容値であるか否かを判
断し、許容値の場合には半導体装置５が正常に作動して
いることが分かるので、次にトリガーがオフとなるのを
待って右側のトリガーがオフのフローへと進む。 ［００１５］Ｌかしもしトリガーがオンであるにもかか
わらず電流が許容値よりもはるかに小さい場合には、半
導体装置５の点弧ミスであると判断される。このときに
はトリガーをオフとし、遮断器１２（図３）をオフとし
たうえで保護用スイッチ８をオフとしてその半導体装置
５を配電系統から分離し、通常の事故処理を行うものと
する。 ［００１６］一方、トリガーがオフの場合には漏れ電流
が許容範囲にあるか否かを見る。許容範囲にあれば正常
であるので（Ａ）に戻る。また漏れ電流がやや多い場合
にはサイリスタ素子の絶縁劣化が考えられるので保護用
スイッチ８をオフとし、装置の点検を行うようにする。 また漏れ電流が過大である場合には、サイリスタ素子の
絶縁破壊が考えられるので、−旦遮断器１２（図３）を
オフとしたうえで保護用スイッチ８をオフとし、その半
導体装置５を配電系統から分離する。その後再び遮断器
１２をオンとし、通常の事故処理を行うものとする。 ［００１７１以上に述べた実施例では半導体装置５の各
相に検出部１１としてのＣＴを取り付けたが、図５に示
すように各サイリスタ素子の保護回路９．９間にもＣＴ
を取り付けておけば、更に詳細に故障部を判定すること
が可能となる。 ［００１８］実施例２ 図６はＵ−Ｖ相間とＶ−Ｗ相間にそれぞれ検出部１１と
してのＣＴを取り付けたものである。このようにすれば
検出部１１を２つとすることができ、実施例１と同様に
故障の判定を行うことができる。なおこの場合には故障
部位を特定するにはＩｌ、Ｉ２の電流値を比較する必要
がある。 ［００１９］実施例３ 図７に示す第３の実施例では、検出部１１として各相の
サイリスタユニットの端子間電圧を検出する電圧計が取
り付けられている。この場合の判定部の機能を図８と図
９に示す。なお両図面は＊の部分で接続されるものであ
る。 ［００２０１まず図８に示すように、保護用スイッチ８
がオンであることを確認したうえ、トリガーがオンかオ
フかを見る。トリガーがオンである場合には検出部１１
の電圧が許容範囲内であるか否かを判断し、許容値の場
合には半導体装置５が正常に作動していることが分かる
ので、次にトリガーがオフとなるのを待って右側のトリ
ガーがオフのフローへと進む。 ［００２１］Ｌかしもしトリガーがオンであるにもかか
わらず電圧が許容値よりもはるかに大きい場合には、半
導体装置５の点弧ミスであると判断される。このときに
はトリガーをオフとし、遮断器１２　（図７）をオフと
したうえで保護用スイッチ８をオフとしてその半導体装
置５を配電系統から分離し、通常の事故処理を行うもの
とする。また電圧が許容値よりも小さい場合にはサイリ
スタ素子の絶縁破壊が考えられるので、トリガーをオフ
としたうえ右側のトリガーがオフのフローへと進む。

【００２２】トリガーがオフの場合には、検出部１１に
相間電圧が直接かかるので、検出部１１の電圧が規定値
であるか否かを判断する。電圧が規定値であれば正常で
あるので（Ａ）に戻る。電圧が規定値にない場合には（
ここから図９）半導体装置５が故障している場合と配電
系統に故障が発生した場合とが考えられるので、光ＣＴ
ｌ０からの次の電圧信号を待つ。所定の時間内に光ＣＴ
ｌ０から電圧信号が入れば正常であると判断され、（Ｂ
）に戻る。 ［００２３］Ｌかし所定の時間内に光ＣＴｌ０から電圧
信号が入らない場合には、遮断器１２の変圧器側からの
信号を見る。もし遮断器１２の変圧器側からの信号によ
り配電線に正常に給電されていることが確認されれば、
サイリスタ素子の絶縁破壊が考えられるので、−旦遮断
器１２　（図７）をオフとしたうえで保護用スイッチ８
をオフとし、その半導体装置５を配電系統から分離する
。 その後再び遮断器１２をオンとし、通常の事故処理を行
うものとする。 ［００２４］また遮断器１２の変圧器側からの信号がな
い場合には、配電系統で地絡事故等のトラブルが生じて
いるものと考えられる。地絡事故の場合にはそれへの対
応措置を取り、そうでない場合には保護用スイッチ８を
オフとし、装置の点検を行うものとする。 ［００２５］実施例４ 上記の実施例３では各相のサイリスタユニットの端子間
電圧を検出したが、実施例４では図１０に示すように各
サイリスタ素子の分担電圧を測定する。判定方法は実施
例３と同様であるが、より詳細な故障解析を行うことが
できる。 ［００２６］実施例５ 図１１に示す実施例５は実施例１と実施例４とを組み合
わせたものであり、各相の電流と各サイリスタ素子の分
担電圧をともに検出している。判定方法は実施例１．４
と同様であるが、より詳細な故障位置の特定を行うこと
ができ、また故障解析もより行い易くなる。 ［００２７］実施例６ 図１２に示す実施例６は半導体装置５を■結線型とした
例を示す。 ［００２８］実施例７ 図１３に示す実施例７では、半導体装置５を接地型のも
のとしである。 ［００２９］

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の配電系
統の保護装置は、配電線に事故発生時に配電系統を短絡
あるいは地絡させて系統を保護する半導体装置を取り付
け、この半導体装置に半導体装置に流れる電流または電
圧を検出する検出部と、この検出部の出力をトリガーの
オン、オフと関連させて監視することにより半導体装置
の異常の有無を判断する判定部とを接続したものである
から、事故発生時に半導体装置を高速作動させて配電系
統を確実に保護することができ、しかも半導体装置の異
常にも適切に対応することができるものである。 ［００３０１従って本発明によれば、そのメンテナンス
も容易となるうえ、半導体装置の異常により配電系統が
停止するような事態を未然に防止することが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の配電系統の保護装置の基本形態を示す
回路図である。

【図２】本発明の配電系統の保護装置の他の形態を示す
回路図である。

【図３】第１の実施例の回路図である。

【図４】第１の実施例の機能を示すフローシートである
。

【図５】第１の実施例の他の態様を示す回路図である。

【図６】第２の実施例の回路図である。

【図７】第３の実施例の回路図である。

【図８】第３の実施例の機能を示すフローシートである
。

【図９】第３の実施例の機能を示すフローシートである
。

【図１０】第４の実施例の回路図である。

【図１１１第５の実施例の回路図である。 【図１２】第６の実施例の回路図である。

【図１３】第７の実施例の回路図である。

【符号の説明】

５　半導体装置 １１　検出部

【図４】

【図９】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】配電線に事故発生時に配電系統を短絡ある
   いは地絡させて系統を保護する半導体装置（５）を取り
   付けるとともに、この半導体装置（５）にはこの半導体
   装置（５）に流れる電流または電圧を検出する検出部（
   １１）と、この検出部（１１）の出力をトリガーのオン
   、オフと関連させて監視することにより半導体装置（５
   ）の異常の有無を判断する判定部とを接続したことを特
   徴とする配電系統の保護装置。