JPH06165365A - 距離継電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 距離継電装置において、後備第２段時限延長
制御が必要な端子にのみ制御指令を行なう。 【構成】 送電線の電圧と電流により系統事故を検出す
る手段と、遠方の事故に対して時限遮断を行なう後備保
護手段と、当該変電所と対向する他の変電所に設置され
た同一方向の遠方保護機能を有する継電器に対して後備
保護時限を変更制御する判断手段を備えた距離継電装置
において、自母線の母線連絡遮断器の開閉状態に応じ、
前記後備保護機能を有する継電器の時限変更制御指令を
行なうものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電力系統の送電線で起こ
る短絡や地絡事故を検出し、遮断器に遮断指令を与えて
事故を系統から除去するための距離継電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】典型的な並行２回線送電系統を示した図
４を用いて従来の保護方式を説明する。図４においてＡ
変電所における母線31a 及び31b は母線連絡用遮断器32
によって分割された母線であり、夫々に並行２回線送電
線が２ルートずつ接続されており、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ変電
所との間で連系されていることを示している。勿論、送
電線の接続状態は任意であり、各送電線がＡ変電所の何
れの母線に接続されてもよく、図４はその一例を表した
ものである。33は送電線34用のＡ変電所設置の保護継電
器（以下、保護リレー）であり、送電線電流を測定する
ための計器用変流器35、送電線電圧を測定するための計
器用変圧器36の信号が与えられている。なお、計器用変
圧器は母線設置であっても本質的には差はない。更に保
護リレー33は事故を検出し、動作すべきと判断した場合
には遮断器37に対して遮断指令（トリップ指令）38を与
え、事故区間を孤立化して系統から事故を除去する。通
常、送電線保護リレーは主保護と後備保護とを備えてお
り、前者は主に送電線自区間内で起こった事故に対する
瞬時保護用として設けられ、後者は主保護リレーの不動
作等で瞬時に事故が除去されなかったような場合にバッ
クアップするために設けられている。後備保護リレーは
次の変電所までの送電線事故に対するバックアップであ
るのみならず、遠方事故に対してもバックアップするよ
う考慮される。このため、後備保護リレーとして通常は
距離リレーが採用される。この距離リレーは設置端子の
系統電圧，電流より次のような演算を行なう事故点まで
のインピーダンスを測定する原理によっている。

【０００３】 Ｖ_R ：Ａ変電所Ｒ相系統電圧。 Ｖ_S ：Ａ変電所Ｓ相系統電圧。 Ｉ_R ：Ａ変電所送電線Ｒ相電流。 Ｉ_S ：Ａ変電所送電線Ｓ相電流。 Ｉ_O ：Ａ変電所送電線（自回線）零相電流。 Ｉ_O ′：Ａ変電所送電線（隣回線）零相電流。

【０００４】(1) ，(2) 式よりわかるように距離リレー
は相手変電所側の電流情報を用いず、自端のみの情報よ
り遠方の事故を検出する。これは距離リレーを主保護リ
レーとは原理，装置構成の面でわざわざ異なった方式と
しているものであって、目的の違いによるものである。
このため相手変電所以遠の事故に対しては距離リレーは
原理上の測距演算誤差を生じることになる。これは相手
変電所母線につながる自回線以外の送電線から流入する
電流の影響によるものであり、図４でいえばＢ変電所の
Ａ変電所向け送電線保護リレーに対するＡ変電所のＣ，
Ｄ，Ｅ変電所向けの送電線からの流入電流がこれにあた
る。同様のことが図５のような３端子送電線においても
起こる。これはＡ変電所リレー33に対するＣ変電所背後
からの流入電流による、いわゆる分流効果による。

【０００５】次に後備保護用として距離リレーの整定の
考え方の一例を、図６，図７を用いて説明する。距離リ
レーは通常図６に示すようにＸ₁ ，Ｘ₂ ，Ｘ₃ ，
（Ｘ₄ ）のように３（〜４）段の保護特性を有してお
り、保護シーケンスは図７に概要を示すように第２段以
降の要素については、夫々に時限Ｔ₂ ，Ｔ₃ ，（Ｔ₄ ）
をもって保護している。これは相手以遠の送電線保護リ
レーとの時間協調をとるためのもので、事故点に近い端
子ほど短時間で遮断指令を出して必要最小限の遮断で済
むように考慮しているものである。図８にこの時間協調
の例を示す。横軸は距離（インピーダンス），縦軸は時
間を表しており、第１段は送電線自区間の約80％の距離
整定とし、第１段動作による瞬時遮断、第２段ではＴ₂
時限遮断、第３段ではＴ₃ 時限遮断としている。これが
図のようにリレー整定値と時限整定とが各変電所間で交
わることなく設定されている状態が協調がとれている状
態である。ところが現実には図８のように理想的な協調
を実現できることはかなり困難である。これは送電線が
長短様々あることや、又、距離リレーの性能的な限界か
らくるものである。前述のように距離リレーの測距性能
は相手変電所の別送電線から流入する電流に影響される
ため、第２段以降の距離整定は相手変電所母線事故に対
して確実に動作できるよう、更に遠方事故に対するバッ
クアップが可能であることも考慮してなされる。このた
め次区間に短距離送電線と長距離送電線があるような場
合には、次区間の距離リレー第２段との協調をとること
が難しくなる。このことが第２段を含む遠方後備保護リ
レーの協調の困難性を引き起こしている。

【０００６】図９ではＡ変電所Ｂ変電所間及びＢ変電所
Ｅ変電所間の送電線が長く、Ｂ変電所Ｃ変電所間の距離
が極端に短いため、Ａ変電所設置の距離リレー第２段の
リーチがＢ変電所設置の距離リレー第２段リーチと交錯
し、図９のように遠方のｆ点で事故が起こりＣ変電所で
主保護リレー（後備第１段を含む）が不動作の場合には
Ａ変電所，Ｂ変電所，Ｅ変電所ともに遮断器がトリップ
する。この場合、Ａ，Ｅ変電所における遮断器トリップ
は本来不要である。なお、区間内事故の場合の主保護，
後備第１段の不動作は確立的には小さいと考えられる
が、後備第１段が常時使用されていないシステムやロッ
クされている場合が現実には多く、又、変流器等の共通
部での不良による原因が想定される。これに対する対策
として、例えば特公昭５２−２０９６号による方法があ
る。これは主保護不動作で後備保護リレーが事故検出し
た場合にこの端子より近隣変電所の同一方向を保護する
後備第２段時限を延長するよう制御するものである。図
10を用いてこの様相を説明する。遠方のｆ点で事故があ
り、Ｃ端の主保護リレーが不動作である場合、Ｂ変電所
にて後備保護リレーが動作し、Ａ変電所及びＥ変電所に
対して第２段保護用時限をＴ₂ からＴ₂ ′に延長するた
めの制御信号39を送信する。これによりＡ，Ｅ変電所の
後備第２段リレーが一斉に遮断器にトリップ指令を出す
ことが回避される。この状態を図11に示す。なお、前記
事故検出端子より後記被制御端子への制御指令は何らか
の通信回線を介して行なわれる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来手法は有効な
手段であるが、これを通常採用されている二重母線系統
に適用する場合には、更に改良が必要となる。図12に示
すように図10と同様の条件で送電線40のｆ点において事
故が起こり、Ｃ変電所のリレーが不動作であった場合、
Ｂ変電所では２回線ともに主保護リレー33a ，33b 不動
作、後備リレー動作を条件にＡ変電所，Ｅ変電所のリレ
ー33c ，33d ，33e ，33f 夫々に対し、後備第２段の時
限延長制御信号を伝送する。ところがＢ変電所において
系統運用上の理由により母線分離運用されている場合が
あり、このような場合には図12においてリレー33d ，33
f への制御は不要である。なぜなら二重母線系統ではＣ
変電所設置の母線分離リレー41が送電線40側の事故を検
出し、後備第２段の動作時間よりも先に母線連絡遮断器
をトリップさせることにより、Ａ変電所リレー33d ，Ｅ
変電所リレー33f が復帰するためである。仮に別の地点
で事故があり、本来リレー33b がＴ₂ 時限でバックアッ
プしなければならない場合、不都合が生じることにな
る。本来別系統であるリレーに対して時限延長の制御を
行なうことは目的から外れている。本発明は上記欠点を
解決するためになされたものであり、後備第２段の時限
延長制御が必要な端子にのみ制御指令を与えるようにし
た距離継電装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は送電線の電圧と電流により系統事故を検出
する手段と、遠方の事故に対して時限遮断を行なう後備
保護手段と、当該変電所と対向する他の変電所に設置さ
れた同一方向の遠方保護機能を有する継電器に対して後
備保護時限を変更制御する判断手段を備えた距離継電装
置であって、自母線の母線連絡遮断器の開閉状態に応
じ、前記後備保護機能を有する継電器の時限変更制御指
令を行なうよう構成した。

【作用】信号送信端の母線連絡遮断器が閉路されている
条件が成立する場合には主保護リレー不動作条件と、後
備リレー動作条件のアンドで構成される時限延長制御条
件は無条件に対向変電所同一方向保護のリレーに対して
制御指令として伝送する。又、母線連絡遮断器が閉路し
ている条件が不成立の場合には、当該の対向リレーに対
してのみ伝送される。

【０００９】

【実施例】以下図面を参照して実施例を説明する。図１
は本発明による距離継電装置であり、図１(a) は他変電
所に対して母線連絡条件を送信する装置構成を示し、図
１(b) は距離継電器のトリップ指令を与える構成図であ
る。図１(a) において、１は信号送信端の母線連絡遮断
器が閉路している条件、２は主保護リレー不動作条件、
３は後備リレー動作条件、４は主保護リレー不動作条件
２と後備リレー動作条件３のアンドで構成される時限延
長制御条件、５は当該送電線と同一の母線に接続されて
いる他の送電線を検出する条件である。したがって信号
送信端の母線連絡遮断器が閉路されている条件が成立す
る場合には、主保護リレー不動作条件２と、後備リレー
動作条件３のアンドで構成される時限延長制御条件４に
より、無条件に対向変電所同一方向保護のリレーに対し
て制御指令を伝送する。又、条件１が不成立の場合には
条件４を検出している送電線と同一の母線に接続される
他の送電線を検出する条件５とのアンドにより、該当す
る対向リレーに対してのみ制御指令を伝送する。

【００１０】今、制御指令６を受けなければ、図１(b)
に示されるように制御指令伝送受信条件７が存在せず、
第２段のインヒビット条件が成立するため、第２段時限
はＴ₂ 、したがって距離リレー全体としてみればＸ₁ で
は瞬時、Ｘ₂ ではＴ₂ 、Ｘ₃ではＴ₃ の各設定時限でト
リップする。しかし制御指令６を受ければ前記条件が成
立せず、その結果第２段時限はＴ₂ ′となって延長され
る。この場合、時限の大小関係はＴ₂ ＜Ｔ₂ ′＜Ｔ₃ が
適当である。第３段あるいはそれ以上の時限トリップに
ついては特に制御はしない。

【００１１】次に図３を用いて作用を説明する。図３は
既に説明した図９と同様、Ｂ変電所Ｃ変電所間は短距離
送電線とすると、送電線40のｆ点にて事故が発生し、Ｃ
変電所のリレーが不動作である場合、Ｂ変電所リレー33
a ，Ａ変電所リレー33c ，33d の後備第２段リレーはｆ
点事故を検出し、時限トリップ待機中である。ここでＢ
変電所のもう一方の送電線リレーについてはＢ変電所に
おける母線分離リレー41の動作により復帰するため省略
する。なお、前記各リレーでは第２段時限の延長制御条
件４が成立している。ここでＣ変電所母線連絡遮断器が
閉路している場合には、リレー33c ，33d は共にリレー
33a より指令６を受信し、第２段はＴ₂′の時限後動作
する。これはＢ変電所33a リレーの第２段時限Ｔ₂ と協
調がとれている。又、母線連絡遮断器が開路している場
合には、Ｂ変電所リレー33a はＡ変電所リレー33c に対
してのみ制御指令を与える。つまりリレー33d は通常の
第２段トリップ時限のままである。このとき例えば送電
線42にて事故が発生した場合、リレー33d の後備第２段
は通常の時限Ｔ₂ にて対応できる。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば自
端変電所と対向する変電所の同一方向の後備保護機能を
持つ距離継電器に対し、自端母線連絡条件に応じて第２
段後備時限の延長制御を有効あるいは無効とするよう構
成したので、系統状態に合った時限保護を行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による距離継電装置の一実施例の構成
図。

【図２】同母線接続状況を示す図。

【図３】作用を説明する図。

【図４】従来の保護継電方式を示す図。

【図５】３端子送電線の場合を示す図。

【図６】距離継電器の保護特性を示す図。

【図７】距離継電器の保護特性を示す図。

【図８】距離継電器の時間協調を示す図。

【図９】各変電所の保護時間協調を示す図。

【図10】従来装置の不都合を示す図。

【図11】従来装置の不都合を時間協調で示す図。

【図12】従来装置の不都合の点を系統図で示す図。

【符号の説明】

１ 母線連絡“閉”条件 ２ 主保護リレー“不動作”条件 ３ 後備保護リレー“動作”条件 ５ 同一母線“接続”条件 ６ 制御指令伝送指令 ７ 制御指令伝送受信条件

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送電線の電圧と電流により系統事故を検
   出する手段と、遠方の事故に対して時限遮断を行なう後
   備保護手段と、当該電気所と対向する他の電気所に設置
   された同一方向の遠方保護機能を有する継電器に対して
   自母線の母線連絡遮断器の開閉状態に応じ、後備保護時
   限を変更制御する判断手段を備えたことを特徴とする距
   離継電装置。