JPH0480613B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高電圧線路等の地絡事故時の地絡電流
を検出して保護動作を行う継電装置に係わり、特
にこの地絡電流を３変流器により検出するものに
関する。

従来の技術 地絡継電装置は、線路に地絡事故が発生した場
合に地絡電流を検出してこの地絡電流が一定値以
上流れたときに警報を発したり事故回線をしや断
するなどの一定の保護動作を行わせる継電装置で
ある。

この地絡電流の検出には貫通形の零相変流器が
広く使われている。貫通形の零相変流器は３相の
１次導体を通す貫通孔を有する鉄心に２次巻線を
分布して巻回し、貫通孔に１次導体を貫通して１
次回路に地絡事故が発生したとき、２次巻線に地
絡電流に比例した出力を取り出すようにしてい
る。

発明が決しようとする問題点 零相変流器を高圧配電盤内に設置する場合、零
相変流器の貫通孔は比較的小径であるため、この
貫通孔に３相の高圧１次導体を貫通させる場合
は、各導体間および導体と鉄心や２次巻線間を厳
重に絶縁する必要があり、また貫通前後において
は３相の各導体間を一定間隔引き離す必要があ
り、これらの工事は容易ではなく、またスペース
が必要となる。

そこで各相の高圧１次導体にそれぞれ別個の変
流器を設け、その２次側を並列に接続して両端か
ら零相電流出力を得る方法（以下、3CT方式と称
す）も試みられているが、負荷電流の急激な増
加、例えば開閉器等の投入時に残留電流出力（定
格電流以上の電流が流れた場合、鉄心が飽和し、
その飽和点が各変流器とも同じでないため２次出
力に不平衡を生じ見掛上の零相電流が流れる。）
が出力され、この出力は地絡事故による零相電流
との区別ができないため地絡継電器が誤動作をす
るという欠点を有し、実用に供されていない。

本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、配
電盤の設置面積が少なくて済み、且つ取付工事も
簡単な3CT方式において、検出電流が、負荷電流
の急激な増加によるものか、地絡電流によるもの
かを判別して誤動作のない地絡継電装置を提供し
ようとするものである。

問題を解決するための手段 ３相の各相に夫々設けた変流器を並列接続して
零相電流を検出し、該零相電流が設定レベルに達
したとき零相電流出力信号を出してリレーを動作
させるようにした地絡継電装置において、前記各
変流器の浮遊静電容量を利用して零相電圧を検出
する検出手段と、この零相電圧をあらかじめ各相
の浮遊静電容量の不平衡に基づく残留電圧信号を
記憶する記憶手段と、該記憶した信号と地絡事故
時に発生する零相電圧信号とを合成する合成手段
と、その合成信号が設定レベルに達したときに零
相電圧出力信号を出すレベル検出手段と、該零相
電圧出力信号と前記零相電流出力信号とが同時に
出力されたときに前記リレーを動作させる手段を
備える。

作 用 地絡事故が無い正常時においては、零相電流は
流れず、また各相に設けられた変流器の浮遊静電
容量がアンバランスの場合で残留電圧が発生して
も、零相電圧が発生していないのでその合成出力
信号も出ないので、リレーは動作しない。

地絡事故が発生し、零相電流が設定レベル以上
となり、また零相電圧の方も記憶された正常時の
残留電圧と地絡事故により発生した零相電圧との
合成電圧が設定レベルに達すると、零相電流と零
相電圧の出力信号が出てアンド条件が成立し、リ
レーが動作する。また負荷開閉器の投入により負
荷電流が急激に変化して見掛上の零相電流が流れ
設定レベルに達した場合は、零相電流信号は出力
されるが、零相電圧は発生せず、従つてアンド条
件は成立しないのでリレーは動作しない。

以上のように、地絡事故による零相電流が設定
レベル以上流れた場合以外は動作せず、誤動作の
無い此種継電装置が得られる。

実施例 以下本発明の一実施例を第１図乃至第４図によ
つて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク結線
図で、I₀は零相電流、１は零相電流を増巾するた
めの増巾器、２は整流器で増巾された零相電流を
整流する。３はレベル検出回路で、整流器２の出
力が設定レベル以上となつたときに後述アンドゲ
ート９に零相電流出力信号を出す。V₀は零相電
圧、４，５は互に並列に設けられ零相電圧を増巾
するための増巾器、６は記憶回路（例えば遅延回
路等）で正常時における増巾器５の出力を記憶す
る。７は差動増巾器で、増巾器４と記憶回路６の
出力を合成して残留出力電圧から地絡事故時の変
化量を取り出しこれを増巾してレベル検出回路８
に出力する。レベル検出回路８は差動増巾器７の
出力が設定値以上となつたときアンドゲーート９
に出力信号を出す。アンドゲート９は、レベル検
出回路３と８から出力信号が同時に入つたときに
タイマー１０に出力信号を出す。タイマー１０は
アンドゲート９からの信号を受けたとき、設定時
間後リレー１１に出力を出し、該リレーを動作さ
せ、しや断器（図示省略）等をしや断する。

第２図は、零相電流I₀と零相電圧V₀を検出する
ための回路図で、Ｒ，Ｓ，Ｔは３相各相の高圧１
次導体、CT１，CT２，CT３は各高圧１次導体
に個々に設けられた変流器で、その２次巻線は互
いに並列接続され、抵抗ｒに接続される。この抵
抗ｒの両端から零相電流信号I₀を検出する。ZPC
は零相電圧検出装置で、各変流器CT１，CT２，
CT３の共通接続線の一方とアースＥ間に設けら
れる。CPその分圧コンデンサ、Ｔは変成器を示
し、この変成器Ｔの２次巻線側から零相電圧信号
V₀を検出する。LSは負荷開閉器をを示している。
第３図はこの零相電圧を検出する等価回路を示
し、C₁，C₂，C₃は各変流器と高圧１次導体間の
浮遊静電容量を示し、第４図は各変流器の浮遊静
電容量がアンバランスのときの残留電圧出力を説
明するためのもので、アンバランスがあると本来
の中性点Ｎが浮遊静電容量による中性点N′とな
り、Ｎ−N′の残留電圧が常に出る。

次に以上の構成による動作を説明する。

各相に設けられた変流器CT１，CT２，CT３
の浮遊静電容量C₁，C₂，C₃は、各変流器の形状，
取付方法等の差により同じとはならず、従つて正
常時においても単にこれら静電容量を合成しただ
けでは第４図に示すようにＮ−N′に相当する残
留電圧V_xが常に出力されている。この残留電圧
V_xは、第１図の零相電圧信号V₀として入力され
る。この残留電圧V_xは増巾器４，５で増巾され
一方は記憶回路６を介して、他方はそのまま差動
増巾器７に入力される。従つて正常時には、増巾
器４の入力もV_xであるから差動増巾器７の入力
信号はV_x同志が比較されることになり、その差
の出力信号は無いので、レベル検出回路８からの
零相電圧出力信号は出ない。また零相電流も正常
時には流れないので、レベル検出回路３からの零
相電流出力信号も出ないため、アンドゲート９か
ら出力信号は出ず、リレー１１は不動作の状態に
ある。

このような正常状態において例えば負荷開閉器
Lsを投入して１次導体Ｒ，Ｓ，Ｔに瞬時的に定
格電流より大きい突入電流が流れたとすると、変
流器CT１，CT２，CT３の出力電流に不平衡を
生じ、抵抗ｒの両端には見掛上の零相電流I₀が発
生し、レベル検出回路３の設定レベル以上になつ
て、アンドゲート９に零相電流出力信号を出すこ
とがある。しかしこの場合は零相電圧V₀は残留
電圧V_xのみで正常時と変らないので、レベル検
出回路８からは出力信号が出ないため、アンドゲ
ート９のアンド条件が成立せず、リレー１１側に
出力信号を出すことはない。

次に導体Ｒ，Ｓ，Ｔの１線のｇ点に地絡事故が
発生し、その零相電流I₀が、レベル検出回路３の
設定レベルに達した場合は、アンドゲート９に出
力信号を出し、同時に零相電圧も発生して第４図
のN′→ｇの電圧が現われ、差動増巾器７に入力
される。差動増巾器７には、N′→ｇとN′−Ｎ相
当する電圧が入力されて該差動増巾器７で本来求
むべき零相電圧信号NN→ｇが求められレベル検
出回路８に入力される。このレベル検出回路８の
出力信号が設定レベル以上になつたときレベル検
出回路８から出力信号が出されアンドゲート９に
入力される。このときはアンド条件が成立してタ
イマー１０に出力信号を出し、設定時間後リレー
１１に信号を与えて該リレー１１によりしや断器
をしや断又は警報を発して保護動作を行う。

発明の効果 以上の通り、従来は3CT方式による零相電流の
検出には残留電流が大きいため、地絡継電に利用
すると誤動差を生じ実用化が困難であるとされて
いたが、本発明においては3CTの各変流器と高圧
１次導体間の浮遊静電容量を利用して零相電圧を
検出し、この零相電圧信号と前記の零相電流信号
のアンド条件によりリレーを動作させるようにし
て残留電流による誤動作の無い地絡継電器が得ら
れると共に、各変流器は各相別に高圧１次導体取
付ければよいので配電盤内の設置面積が大巾に減
少して配電盤の小形化ができ、また取付，配線工
事が極めて簡単となる。また、零相電圧信号を得
るため従来は別個に零相電圧検出用の高電圧コン
デンサを配電盤内の電路に設ける必要があつた
が、本発明では、変流器の本来有している浮遊静
電容量を利用しているので、新に設ける必要がな
い等此種継電装置のトータル価格が安価にできる
等優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク結線
図、第２図は零相電流と零相電圧を検出するため
の回路図、第３図は第２図の等価回路図、第４図
は残留電圧の説明図。 １，４，５……増巾器、２……整流器、３，８
……レベル検出回路、６……記憶回路、７………
差動増巾器、ZPC……零相電圧検出装置、CT１，
CT２，CT３……変流器、C₁，C₂，C₃……浮遊
静電容量。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ３相の各相に夫々設けた変流器を並列接続し
   て零相電流を検出し、該零相電流が設定レベルに
   達したとき出力信号を出してリレーを動作させる
   ようにした地絡継電装置において、前記各変流器
   の浮遊静電量を利用して零相電圧を検出し、この
   零相電圧をあらかじめ各相の浮遊静電容量の不平
   衡に基づく残留電圧信号を記憶してこの記憶した
   信号と地絡事故時に発生する零相電圧信号とを合
   成してその合成信号が設定レベルに達したときに
   零相電圧出力信号を出し、該零相電圧出力信号と
   前記零相電流出力信号とが同時に出力されたとき
   に前記リレーを動作させるようにしたことを特徴
   とした地絡継電装置。