JPH06343231A - 系統連系保護装置 - Google Patents
系統連系保護装置Info
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- JPH06343231A JPH06343231A JP5129216A JP12921693A JPH06343231A JP H06343231 A JPH06343231 A JP H06343231A JP 5129216 A JP5129216 A JP 5129216A JP 12921693 A JP12921693 A JP 12921693A JP H06343231 A JPH06343231 A JP H06343231A
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- JP
- Japan
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- impedance
- power generation
- harmonic
- power
- relay
- Prior art date
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、配電系統連系において、逆潮流あり
の場合に高価な転送遮断装置を設けることなく、また構
内自家発電設備内にて系統側の事故時における発電機単
独運転を検出することができる系統連系保護装置を提供
することにある。 【構成】本発明は、複数の自家発電設備を配電系統に逆
潮流ありで系統連系する系統連系システムにおいて、そ
れぞれの構内系統母線に系統電圧と同期した高調波を注
入する高調波発生器と、受電側の高調波電流を検出する
変流器と、前記変流器の出力により受電側のインピーダ
ンスを演算するインピーダンス演算回路とを備え、前記
インピーダンス演算回路から得られるインピーダンスの
変化により系統側の停電を検出するように構成している
ので、系統インピーダンスを常に監視し、停電が発生す
るとその検出インピーダンスが予め系統インピーダンス
マップにより設定された値に変化することで系統に停電
が発生したことを速やかに検出することができる。
の場合に高価な転送遮断装置を設けることなく、また構
内自家発電設備内にて系統側の事故時における発電機単
独運転を検出することができる系統連系保護装置を提供
することにある。 【構成】本発明は、複数の自家発電設備を配電系統に逆
潮流ありで系統連系する系統連系システムにおいて、そ
れぞれの構内系統母線に系統電圧と同期した高調波を注
入する高調波発生器と、受電側の高調波電流を検出する
変流器と、前記変流器の出力により受電側のインピーダ
ンスを演算するインピーダンス演算回路とを備え、前記
インピーダンス演算回路から得られるインピーダンスの
変化により系統側の停電を検出するように構成している
ので、系統インピーダンスを常に監視し、停電が発生す
るとその検出インピーダンスが予め系統インピーダンス
マップにより設定された値に変化することで系統に停電
が発生したことを速やかに検出することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、系統連系方式（商用電
力線連系方式）における系統事故時の系統連系保護装置
に関する。
力線連系方式）における系統事故時の系統連系保護装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、高圧需要家がコージェネレーシ
ョン等の自家用発電設備（以下自家発電設備という）を
系統連系するために、図５に示すような系統連系システ
ムが用いられている。すなわち、図５の系統連系システ
ムにおいて、１ａは自家発電設備、２は系統母線、３は
配電用変電所、４は変圧器、５は遮断器、６は転送受信
装置である。この転送受信装置６は逆潮流ありの場合の
系統事故時の変電所３からの信号により構内自家発電設
備１ａの遮断器１４ａを解除するものである。また、上
記自家発電設備１ａは、エンジン（図示せず）により駆
動される発電機１１ａと、発電機１１ａの電圧を制御す
る自動電圧調整装置（以下ＡＶＲという）１２ａと、発
電機１１ａを構内系統に接続する遮断器１３ａと、系統
母線２と構内系統１０とを接続する遮断器１４ａと、構
内負荷１５ａと、構内負荷用の遮断器１６ａとを備えて
おり、さらに保護装置として不足電圧継電器２１ａ、周
波数低下継電器２２ａ、過電圧継電器２３ａ、過電流継
電器２４ａ、方向地絡継電器２５ａ、逆電力継電器２６
ａ、発電機異常検出用継電器２７ａを備えている。ま
た、１ｂは上記した自家発電設備１ａと同様の構成の自
家発電設備を備えた需要家であり、１ｃは自家発電設備
を有しない受電設備（遮断器１４ｃと構内負荷１５ｃ）
のみを備えた需要家である。
ョン等の自家用発電設備（以下自家発電設備という）を
系統連系するために、図５に示すような系統連系システ
ムが用いられている。すなわち、図５の系統連系システ
ムにおいて、１ａは自家発電設備、２は系統母線、３は
配電用変電所、４は変圧器、５は遮断器、６は転送受信
装置である。この転送受信装置６は逆潮流ありの場合の
系統事故時の変電所３からの信号により構内自家発電設
備１ａの遮断器１４ａを解除するものである。また、上
記自家発電設備１ａは、エンジン（図示せず）により駆
動される発電機１１ａと、発電機１１ａの電圧を制御す
る自動電圧調整装置（以下ＡＶＲという）１２ａと、発
電機１１ａを構内系統に接続する遮断器１３ａと、系統
母線２と構内系統１０とを接続する遮断器１４ａと、構
内負荷１５ａと、構内負荷用の遮断器１６ａとを備えて
おり、さらに保護装置として不足電圧継電器２１ａ、周
波数低下継電器２２ａ、過電圧継電器２３ａ、過電流継
電器２４ａ、方向地絡継電器２５ａ、逆電力継電器２６
ａ、発電機異常検出用継電器２７ａを備えている。ま
た、１ｂは上記した自家発電設備１ａと同様の構成の自
家発電設備を備えた需要家であり、１ｃは自家発電設備
を有しない受電設備（遮断器１４ｃと構内負荷１５ｃ）
のみを備えた需要家である。
【０００３】このように構成された系統連系システムに
おいて次のような異常が発生したときには即時に自家発
電設備１ａ，１ｂを電力系統から解列する必要がある。 （１）コージェネ設置需要家の構内事故時 （２）電力系統事故時
おいて次のような異常が発生したときには即時に自家発
電設備１ａ，１ｂを電力系統から解列する必要がある。 （１）コージェネ設置需要家の構内事故時 （２）電力系統事故時
【０００４】これらの事故時の事故状態を検出する方法
として、通常図５に示す如く保護継電装置により検出さ
れている。すなわち、逆潮流なしの場合は過電流継電器
２４ａ、地絡継電器２５ａ、発電機異常検出用継電器２
７ａ、逆電力継電器２６ａ、周波数低下継電器２２ａ等
で自家発電設備あるいは系統の事故時の異常を検出し、
遮断器１４ａを開路し、系統から解列するようにしてい
る。一方、逆潮流ありの場合は、前述した継電器等では
系統の異常時の変電所遮断器１４ａの解列は検出できな
い場合があり、そのために専用線連系において転送遮断
装置６を設けて保護を行っている。
として、通常図５に示す如く保護継電装置により検出さ
れている。すなわち、逆潮流なしの場合は過電流継電器
２４ａ、地絡継電器２５ａ、発電機異常検出用継電器２
７ａ、逆電力継電器２６ａ、周波数低下継電器２２ａ等
で自家発電設備あるいは系統の事故時の異常を検出し、
遮断器１４ａを開路し、系統から解列するようにしてい
る。一方、逆潮流ありの場合は、前述した継電器等では
系統の異常時の変電所遮断器１４ａの解列は検出できな
い場合があり、そのために専用線連系において転送遮断
装置６を設けて保護を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたもので、その目的は高圧配電系統連系にお
いて、逆潮流ありの場合の専用線連系に高価な転送遮断
装置を設けることなく、また構内自家発電設備内にて系
統側の事故時における発電機単独運転を検出することが
できる系統連系保護装置を提供することにある。
みてなされたもので、その目的は高圧配電系統連系にお
いて、逆潮流ありの場合の専用線連系に高価な転送遮断
装置を設けることなく、また構内自家発電設備内にて系
統側の事故時における発電機単独運転を検出することが
できる系統連系保護装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の系統連系保護装置は、複数の自家発電設備
を高圧配電系統に逆潮流ありで系統連系する系統連系シ
ステムにおいて、それぞれの構内系統母線に対し系統電
圧と同期し、それぞれの位相、周波数、電圧が等しい高
調波を注入する高調波発生器と、受電側の高調波電流を
検出する変流器と、前記変流器の出力により受電側のイ
ンピーダンスを演算するインピーダンス演算回路とを備
え、前記インピーダンス演算回路から得られるインピー
ダンスの変化により系統側の停電を検出するように構成
したことを特徴とするものである。
に、本発明の系統連系保護装置は、複数の自家発電設備
を高圧配電系統に逆潮流ありで系統連系する系統連系シ
ステムにおいて、それぞれの構内系統母線に対し系統電
圧と同期し、それぞれの位相、周波数、電圧が等しい高
調波を注入する高調波発生器と、受電側の高調波電流を
検出する変流器と、前記変流器の出力により受電側のイ
ンピーダンスを演算するインピーダンス演算回路とを備
え、前記インピーダンス演算回路から得られるインピー
ダンスの変化により系統側の停電を検出するように構成
したことを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】本発明の系統連系保護装置は、複数の自家発電
設備を有する系統母線に停電が発生すると、系統インピ
ーダンスが大きく変化することに着目してなされたもの
で、系統インピーダンスを常に監視し、停電が発生する
とその検出インピーダンスが予め系統インピーダンスマ
ップにより設定された値に変化することで系統に停電が
発生したことを速やかに検出することができる。この
時、他の自家発電設備を有する他の需要家にも系統電圧
と同期した同一周波数の高調波発生器を有していると、
他の需要家の発電機、負荷の状態は受電点の高調波イン
ピーダンスには無関係になるため、ほとんどが系統側の
インピーダンスとなるため精度よく系統側の停電を検出
することができる。
設備を有する系統母線に停電が発生すると、系統インピ
ーダンスが大きく変化することに着目してなされたもの
で、系統インピーダンスを常に監視し、停電が発生する
とその検出インピーダンスが予め系統インピーダンスマ
ップにより設定された値に変化することで系統に停電が
発生したことを速やかに検出することができる。この
時、他の自家発電設備を有する他の需要家にも系統電圧
と同期した同一周波数の高調波発生器を有していると、
他の需要家の発電機、負荷の状態は受電点の高調波イン
ピーダンスには無関係になるため、ほとんどが系統側の
インピーダンスとなるため精度よく系統側の停電を検出
することができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例である自家発電設備の系統
連系保護装置の構成図であり、図５の従来の系統連系シ
ステムと相違する構成は各自家発電設備１ａ，１ｂにそ
れぞれ高調波発生器１７ａ，１７ｂとインピーダンス検
出回路１８ａ，１８ｂを設けて転送遮断装置６を廃止し
た点のみであるので、従来の系統連系システムと同一構
成部分には同一符号を付してその説明は省略する。
る。図１は本発明の一実施例である自家発電設備の系統
連系保護装置の構成図であり、図５の従来の系統連系シ
ステムと相違する構成は各自家発電設備１ａ，１ｂにそ
れぞれ高調波発生器１７ａ，１７ｂとインピーダンス検
出回路１８ａ，１８ｂを設けて転送遮断装置６を廃止し
た点のみであるので、従来の系統連系システムと同一構
成部分には同一符号を付してその説明は省略する。
【０００９】図１において、自家発電設備１ａの高調波
発生器１７ａ及びインピーダンス検出回路１８ａは構内
系統母線のＡ点に接続してあり、また自家発電設備１ｂ
の高調波発生器１７ｂ及びインピーダンス検出回路１８
ｂは構内系統母線のＢ点に接続してある。１９ａ，１９
ｂは受電側の電流を測定するための電流検出用の変流器
であり、インピーダンス検出回路１８ａ，１８ｂの出力
で構内受電用の遮断器１４ａ，１４ｂに遮断指令を出力
するように構成している。なお、自家発電設備１ａと同
様に、保護装置として不足電圧継電器２１ｂ、周波数低
下継電器２２ｂ、過電圧継電器２３ｂ、過電流継電器２
４ｂ、方向地絡継電器２５ｂ、逆電力継電器２６ｂ、発
電機異常検出用継電器２７ｂを備えている。
発生器１７ａ及びインピーダンス検出回路１８ａは構内
系統母線のＡ点に接続してあり、また自家発電設備１ｂ
の高調波発生器１７ｂ及びインピーダンス検出回路１８
ｂは構内系統母線のＢ点に接続してある。１９ａ，１９
ｂは受電側の電流を測定するための電流検出用の変流器
であり、インピーダンス検出回路１８ａ，１８ｂの出力
で構内受電用の遮断器１４ａ，１４ｂに遮断指令を出力
するように構成している。なお、自家発電設備１ａと同
様に、保護装置として不足電圧継電器２１ｂ、周波数低
下継電器２２ｂ、過電圧継電器２３ｂ、過電流継電器２
４ｂ、方向地絡継電器２５ｂ、逆電力継電器２６ｂ、発
電機異常検出用継電器２７ｂを備えている。
【００１０】図２は前記高調波発生器１７ａの回路図で
あり、同図において１７１は高調波発生源としてのイン
バータ装置で、三相ブリッジのトランジスタインバータ
で構成している。１７２は高調波電圧の供給源であるコ
ンデンサ、１７３は高調波注入用の変圧器、１７４は高
調波電圧検出用の変圧器で高調波電圧発生器の帰還用で
ある。１７５は高調波電圧の周波数および電圧、位相を
制御する高調波電圧制御回路である。
あり、同図において１７１は高調波発生源としてのイン
バータ装置で、三相ブリッジのトランジスタインバータ
で構成している。１７２は高調波電圧の供給源であるコ
ンデンサ、１７３は高調波注入用の変圧器、１７４は高
調波電圧検出用の変圧器で高調波電圧発生器の帰還用で
ある。１７５は高調波電圧の周波数および電圧、位相を
制御する高調波電圧制御回路である。
【００１１】図３は前記インピーダンス検出回路１８ａ
の回路図であり、同図において１８１は高調波電圧検出
用の変圧器、１８２は変圧器１８１の高調波電圧成分の
みを検出する第１のフィルタ回路、１８３は変流器の出
力を電圧に変換しその電圧の高調波成分のみを検出する
第２のフィルタ回路である。１８４，１８５は前記電
圧，電流の高調波成分を直流電圧に変換する直流電圧変
換回路、１８６は前記電圧成分と電流成分から高調波成
分のインピーダンスを演算するインピーダンス演算回
路、１８７は前記演算回路の出力レベルを予め設定した
インピーダンス値と比較し設定値を超すことにより出力
リレーを動作させる出力回路である。
の回路図であり、同図において１８１は高調波電圧検出
用の変圧器、１８２は変圧器１８１の高調波電圧成分の
みを検出する第１のフィルタ回路、１８３は変流器の出
力を電圧に変換しその電圧の高調波成分のみを検出する
第２のフィルタ回路である。１８４，１８５は前記電
圧，電流の高調波成分を直流電圧に変換する直流電圧変
換回路、１８６は前記電圧成分と電流成分から高調波成
分のインピーダンスを演算するインピーダンス演算回
路、１８７は前記演算回路の出力レベルを予め設定した
インピーダンス値と比較し設定値を超すことにより出力
リレーを動作させる出力回路である。
【００１２】ところで、図１の需要家の高調波電圧の注
入点のＡ点から見た受電点側のインピーダンスは、図４
（ａ）に示す如く他の需要家の発電機および負荷と系統
のインピーダンスの並列接続となる。ここで一般に他の
需要家の総合インピーダンスＸｂｃ（ＸＧｂとＸＬｂと
ＸＬｃの並列インピーダンス）と系統インピーダンスＸ
Ｂでは、ＸＢ≪Ｘｂｃの関係にある。しかし、高調波電
圧を注入する点は構内自家発電設備の受電点Ａ点であ
り、他の自家発電を有する他の需要家においても同様に
受電点Ｂであり、しかも位相、周波数、電圧を全く等し
くしておくと、それぞれの構内の発電機および負荷には
高調波電流は流れないため、他の自家発電設備を有する
需要家のインピーダンスの影響は無視できるので、図４
（ｂ）に示すインピーダンス回路図となる。
入点のＡ点から見た受電点側のインピーダンスは、図４
（ａ）に示す如く他の需要家の発電機および負荷と系統
のインピーダンスの並列接続となる。ここで一般に他の
需要家の総合インピーダンスＸｂｃ（ＸＧｂとＸＬｂと
ＸＬｃの並列インピーダンス）と系統インピーダンスＸ
Ｂでは、ＸＢ≪Ｘｂｃの関係にある。しかし、高調波電
圧を注入する点は構内自家発電設備の受電点Ａ点であ
り、他の自家発電を有する他の需要家においても同様に
受電点Ｂであり、しかも位相、周波数、電圧を全く等し
くしておくと、それぞれの構内の発電機および負荷には
高調波電流は流れないため、他の自家発電設備を有する
需要家のインピーダンスの影響は無視できるので、図４
（ｂ）に示すインピーダンス回路図となる。
【００１３】次に、本実施例の作用について説明する。
図１の本実施例である自家発電設備の系統連系システム
において、構内自家発電設備１ａおよび他の需要家の構
内自家発電設備１ｂは各々発電機１１ａおよび１１ｂで
発電する。そして、負荷１５ａおよび１５ｂには発電機
１１ａ，１１ｂおよび系統側から電力を供給するか、ま
たは発電機１１ａ，１１ｂから負荷および系統側に電力
を供給するいわゆる逆潮流運転している場合がある。後
者の逆潮流運転している場合に、高調波電圧をそれぞれ
の自家発電設備のＡ点およびＢ点に注入すると、Ａ点か
ら受電側への高調波電圧、高調波電流を図３のインピー
ダンス検出回路１８ａ，１８ｂに入力し、インピーダン
スを演算するが、この値は当然予め設定した値以下であ
る。しかしこの状態で何らかの原因で系統側の遮断器５
が開路すると、Ａ点から見た受電点インピーダンスは自
家発電設備を有しない他の需要家の負荷のみとなり、図
３のインピーダンス検出回路１８ａにおけるインピーダ
ンスの検出値が変化し、系統側の停電を知ることとな
る。したがって、速やかに受電点遮断器１４ａを切り離
すことができる。
図１の本実施例である自家発電設備の系統連系システム
において、構内自家発電設備１ａおよび他の需要家の構
内自家発電設備１ｂは各々発電機１１ａおよび１１ｂで
発電する。そして、負荷１５ａおよび１５ｂには発電機
１１ａ，１１ｂおよび系統側から電力を供給するか、ま
たは発電機１１ａ，１１ｂから負荷および系統側に電力
を供給するいわゆる逆潮流運転している場合がある。後
者の逆潮流運転している場合に、高調波電圧をそれぞれ
の自家発電設備のＡ点およびＢ点に注入すると、Ａ点か
ら受電側への高調波電圧、高調波電流を図３のインピー
ダンス検出回路１８ａ，１８ｂに入力し、インピーダン
スを演算するが、この値は当然予め設定した値以下であ
る。しかしこの状態で何らかの原因で系統側の遮断器５
が開路すると、Ａ点から見た受電点インピーダンスは自
家発電設備を有しない他の需要家の負荷のみとなり、図
３のインピーダンス検出回路１８ａにおけるインピーダ
ンスの検出値が変化し、系統側の停電を知ることとな
る。したがって、速やかに受電点遮断器１４ａを切り離
すことができる。
【００１４】なお、自家発電設備を有しない需要家にも
同様な高調波発生器を設けると、その負荷もインピーダ
ンスの影響を無視することができ、その場合は系統イン
ピーダンスの有無のみとなり、図３のインピーダンス検
出回路も極めて簡単な高調波電流の有無のみの検出で可
能となる。
同様な高調波発生器を設けると、その負荷もインピーダ
ンスの影響を無視することができ、その場合は系統イン
ピーダンスの有無のみとなり、図３のインピーダンス検
出回路も極めて簡単な高調波電流の有無のみの検出で可
能となる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の系統連系
保護装置によると、複数の自家発電設備が高圧配電系統
に連系される逆潮流ありの系統連系システムにおいて、
電力系統停電時に配電用変電所からの信号を受けること
なくそれぞれの構内に高調波電源を設け、系統側の高調
波インピーダンスを常に監視することで電力系統の停電
を検出することができるため、受電線送り出し遮断器と
自家発電設備需要家受電点遮断器との間に高価な転送遮
断装置を設けることなく、速やかに受電点遮断器を切り
離すことができる。
保護装置によると、複数の自家発電設備が高圧配電系統
に連系される逆潮流ありの系統連系システムにおいて、
電力系統停電時に配電用変電所からの信号を受けること
なくそれぞれの構内に高調波電源を設け、系統側の高調
波インピーダンスを常に監視することで電力系統の停電
を検出することができるため、受電線送り出し遮断器と
自家発電設備需要家受電点遮断器との間に高価な転送遮
断装置を設けることなく、速やかに受電点遮断器を切り
離すことができる。
【図１】本発明の一実施例である自家発電設備の系統連
系保護装置の構成図。
系保護装置の構成図。
【図２】図１の高調波発生器の回路図。
【図３】図１のインピーダンス検出回路図。
【図４】図１のインピーダンス回路図。
【図５】従来の自家発電設備の系統連系保護装置の回路
図。
図。
１ａ，１ｂ…自家発電設備、２…系統母線、３…配電用
変電所、４…変圧器、５…遮断器、６…転送受信装置、
１０…構内系統母線、１１ａ，１１ｂ…交流発電機、１
２ａ，１２ｂ…自動電圧調整装置、１３ａ，１３ｂ，１
４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１６ａ，１６ｂ…遮断器、１５
ａ，１５ｂ，１５ｃ…構内負荷、１７ａ，１７ｂ…高調
波発生回路、１８ａ，１８ｂ…インピーダンス検出回
路、１９ａ，１９ｂ…変流器、２１ａ，２１ｂ…不足電
圧継電器、２２ａ，２２ｂ…周波数低下継電器、２３
ａ，２３ｂ…過電圧継電器、２４ａ，２４ｂ…過電流継
電器、２５ａ，２５ｂ…方向地絡継電器、２６ａ，２６
ｂ…逆電力継電器、２７ａ，２７ｂ…発電機異常検出用
継電器。
変電所、４…変圧器、５…遮断器、６…転送受信装置、
１０…構内系統母線、１１ａ，１１ｂ…交流発電機、１
２ａ，１２ｂ…自動電圧調整装置、１３ａ，１３ｂ，１
４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１６ａ，１６ｂ…遮断器、１５
ａ，１５ｂ，１５ｃ…構内負荷、１７ａ，１７ｂ…高調
波発生回路、１８ａ，１８ｂ…インピーダンス検出回
路、１９ａ，１９ｂ…変流器、２１ａ，２１ｂ…不足電
圧継電器、２２ａ，２２ｂ…周波数低下継電器、２３
ａ，２３ｂ…過電圧継電器、２４ａ，２４ｂ…過電流継
電器、２５ａ，２５ｂ…方向地絡継電器、２６ａ，２６
ｂ…逆電力継電器、２７ａ，２７ｂ…発電機異常検出用
継電器。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年８月３１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 系統連系保護装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、系統連系方式（商用電
力線連系方式）における系統事故時の系統連系保護装置
に関する。
力線連系方式）における系統事故時の系統連系保護装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、需要家がコージェネレーション
等の自家用発電設備（以下自家発電設備という）を系統
連系するために、図５に示すような系統連系システムが
用いられている。すなわち、図５の系統連系システムに
おいて、１ａは自家発電設備、２は系統母線、３は配電
用変電所、４は変圧器、５は受電線送り出し遮断器、６
は転送受信装置である。この転送受信装置６は逆潮流あ
りの場合の系統事故時の変電所３からの信号により構内
自家発電設備１ａの自家発電設備需要家受電点遮断器１
４ａを解除するものである。また、上記自家発電設備１
ａは、エンジン（図示せず）により駆動される発電機１
１ａと、発電機１１ａの電圧を制御する自動電圧調整装
置（以下ＡＶＲという）１２ａと、発電機１１ａを構内
系統に接続する遮断器１３ａと、系統母線２と構内系統
１０とを接続する遮断器１４ａと、構内負荷１５ａと、
構内負荷用の遮断器１６ａとを備えており、さらに保護
装置として不足電圧継電器２１ａ、周波数低下継電器２
２ａ、過電圧継電器２３ａ、過電流継電器２４ａ、方向
地絡継電器２５ａ、逆電力継電器２６ａ、発電機異常検
出用継電器２７ａを備えている。また、１ｂは上記した
自家発電設備１ａと同様の構成の自家発電設備を備えた
需要家であり、１ｃは自家発電設備を有しない受電設備
（遮断器１４ｃと構内負荷１５ｃ）のみを備えた需要家
である。
等の自家用発電設備（以下自家発電設備という）を系統
連系するために、図５に示すような系統連系システムが
用いられている。すなわち、図５の系統連系システムに
おいて、１ａは自家発電設備、２は系統母線、３は配電
用変電所、４は変圧器、５は受電線送り出し遮断器、６
は転送受信装置である。この転送受信装置６は逆潮流あ
りの場合の系統事故時の変電所３からの信号により構内
自家発電設備１ａの自家発電設備需要家受電点遮断器１
４ａを解除するものである。また、上記自家発電設備１
ａは、エンジン（図示せず）により駆動される発電機１
１ａと、発電機１１ａの電圧を制御する自動電圧調整装
置（以下ＡＶＲという）１２ａと、発電機１１ａを構内
系統に接続する遮断器１３ａと、系統母線２と構内系統
１０とを接続する遮断器１４ａと、構内負荷１５ａと、
構内負荷用の遮断器１６ａとを備えており、さらに保護
装置として不足電圧継電器２１ａ、周波数低下継電器２
２ａ、過電圧継電器２３ａ、過電流継電器２４ａ、方向
地絡継電器２５ａ、逆電力継電器２６ａ、発電機異常検
出用継電器２７ａを備えている。また、１ｂは上記した
自家発電設備１ａと同様の構成の自家発電設備を備えた
需要家であり、１ｃは自家発電設備を有しない受電設備
（遮断器１４ｃと構内負荷１５ｃ）のみを備えた需要家
である。
【０００３】このように構成された系統連系システムに
おいて次のような異常が発生したときには即時に自家発
電設備１ａ，１ｂを電力系統から解列する必要がある。 （１）コージェネ設置需要家の構内事故時 （２）電力系統事故時
おいて次のような異常が発生したときには即時に自家発
電設備１ａ，１ｂを電力系統から解列する必要がある。 （１）コージェネ設置需要家の構内事故時 （２）電力系統事故時
【０００４】これらの事故時の事故状態を検出する方法
として、通常図５に示す如く保護継電装置により検出さ
れている。すなわち、逆潮流なしの場合は過電流継電器
２４ａ、地絡継電器２５ａ、発電機異常検出用継電器２
７ａ、逆電力継電器２６ａ、周波数低下継電器２２ａ等
で自家発電設備あるいは系統の事故時の異常を検出し、
遮断器１４ａを開路し、系統から解列するようにしてい
る。一方、逆潮流ありの場合は、前述した継電器等では
系統の異常時の変電所遮断器５の解列は検出できない場
合があり、そのために転送遮断装置６を設けて保護を行
っている。
として、通常図５に示す如く保護継電装置により検出さ
れている。すなわち、逆潮流なしの場合は過電流継電器
２４ａ、地絡継電器２５ａ、発電機異常検出用継電器２
７ａ、逆電力継電器２６ａ、周波数低下継電器２２ａ等
で自家発電設備あるいは系統の事故時の異常を検出し、
遮断器１４ａを開路し、系統から解列するようにしてい
る。一方、逆潮流ありの場合は、前述した継電器等では
系統の異常時の変電所遮断器５の解列は検出できない場
合があり、そのために転送遮断装置６を設けて保護を行
っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたもので、その目的は配電系統連系におい
て、逆潮流ありの場合に高価な転送遮断装置を設けるこ
となく、また構内自家発電設備内にて系統側の事故時に
おける発電機単独運転を検出することができる系統連系
保護装置を提供することにある。
みてなされたもので、その目的は配電系統連系におい
て、逆潮流ありの場合に高価な転送遮断装置を設けるこ
となく、また構内自家発電設備内にて系統側の事故時に
おける発電機単独運転を検出することができる系統連系
保護装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の系統連系保護装置は、複数の自家発電設備
を配電系統に逆潮流ありで連系する系統連系システムに
おいて、それぞれの構内系統母線に対し系統電圧と同期
し、それぞれの位相、周波数、電圧が等しい高調波を注
入する高調波発生器と、受電側の高調波電流を検出する
変流器と、前記変流器の出力により受電側のインピーダ
ンスを演算するインピーダンス演算回路とを備え、前記
インピーダンス演算回路から得られるインピーダンスの
変化により系統側の停電を検出するように構成したこと
を特徴とするものである。
に、本発明の系統連系保護装置は、複数の自家発電設備
を配電系統に逆潮流ありで連系する系統連系システムに
おいて、それぞれの構内系統母線に対し系統電圧と同期
し、それぞれの位相、周波数、電圧が等しい高調波を注
入する高調波発生器と、受電側の高調波電流を検出する
変流器と、前記変流器の出力により受電側のインピーダ
ンスを演算するインピーダンス演算回路とを備え、前記
インピーダンス演算回路から得られるインピーダンスの
変化により系統側の停電を検出するように構成したこと
を特徴とするものである。
【０００７】
【作用】本発明の系統連系保護装置は、複数の自家発電
設備を有する系統母線に停電が発生すると、系統インピ
ーダンスが大きく変化することに着目してなされたもの
で、系統インピーダンスを常に監視し、停電が発生する
とその検出インピーダンスが予め系統インピーダンスマ
ップにより設定された値に変化することで系統に停電が
発生したことを速やかに検出することができる。この
時、他の自家発電設備を有する他の需要家にも系統電圧
と同期した同一周波数の高調波発生器を有していると、
他の需要家の発電機、負荷の状態は受電点の高調波イン
ピーダンスには無関係になるため、ほとんどが系統側の
インピーダンスとなるため精度よく系統側の停電を検出
することができる。
設備を有する系統母線に停電が発生すると、系統インピ
ーダンスが大きく変化することに着目してなされたもの
で、系統インピーダンスを常に監視し、停電が発生する
とその検出インピーダンスが予め系統インピーダンスマ
ップにより設定された値に変化することで系統に停電が
発生したことを速やかに検出することができる。この
時、他の自家発電設備を有する他の需要家にも系統電圧
と同期した同一周波数の高調波発生器を有していると、
他の需要家の発電機、負荷の状態は受電点の高調波イン
ピーダンスには無関係になるため、ほとんどが系統側の
インピーダンスとなるため精度よく系統側の停電を検出
することができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例である自家発電設備の系統
連系保護装置の構成図であり、図５の従来の系統連系シ
ステムと相違する構成は各自家発電設備１ａ，１ｂにそ
れぞれ高調波発生器１７ａ，１７ｂとインピーダンス検
出回路１８ａ，１８ｂを設けて転送遮断装置６を廃止し
た点と、逆潮流ありなので逆電力継電器２６ａを廃止し
た点であるので、従来の系統連系システムと同一構成部
分には同一符号を付してその説明は省略する。
る。図１は本発明の一実施例である自家発電設備の系統
連系保護装置の構成図であり、図５の従来の系統連系シ
ステムと相違する構成は各自家発電設備１ａ，１ｂにそ
れぞれ高調波発生器１７ａ，１７ｂとインピーダンス検
出回路１８ａ，１８ｂを設けて転送遮断装置６を廃止し
た点と、逆潮流ありなので逆電力継電器２６ａを廃止し
た点であるので、従来の系統連系システムと同一構成部
分には同一符号を付してその説明は省略する。
【０００９】図１において、自家発電設備１ａの高調波
発生器１７ａ及びインピーダンス検出回路１８ａは構内
系統母線のＡ点に接続してあり、また自家発電設備１ｂ
の高調波発生器１７ｂ及びインピーダンス検出回路１８
ｂは構内系統母線のＢ点に接続してある。１９ａ，１９
ｂは受電側の電流を測定するための電流検出用の変流器
であり、インピーダンス検出回路１８ａ，１８ｂの出力
で構内受電用の遮断器１４ａ，１４ｂに遮断指令を出力
するように構成している。なお、自家発電設備１ｂは、
自家発電設備１ａと同様に、保護装置として不足電圧継
電器２１ｂ、周波数低下継電器２２ｂ、過電圧継電器２
３ｂ、過電流継電器２４ｂ、方向地絡継電器２５ｂ、発
電機異常検出用継電器２７ｂを備えている。
発生器１７ａ及びインピーダンス検出回路１８ａは構内
系統母線のＡ点に接続してあり、また自家発電設備１ｂ
の高調波発生器１７ｂ及びインピーダンス検出回路１８
ｂは構内系統母線のＢ点に接続してある。１９ａ，１９
ｂは受電側の電流を測定するための電流検出用の変流器
であり、インピーダンス検出回路１８ａ，１８ｂの出力
で構内受電用の遮断器１４ａ，１４ｂに遮断指令を出力
するように構成している。なお、自家発電設備１ｂは、
自家発電設備１ａと同様に、保護装置として不足電圧継
電器２１ｂ、周波数低下継電器２２ｂ、過電圧継電器２
３ｂ、過電流継電器２４ｂ、方向地絡継電器２５ｂ、発
電機異常検出用継電器２７ｂを備えている。
【００１０】図２は前記高調波発生器１７ａの回路図で
あり、同図において１７１は高調波発生源としてのイン
バータ装置で、三相ブリッジのトランジスタインバータ
で構成している。１７２は高調波電圧の供給源であるコ
ンデンサ、１７３は高調波注入用の変圧器、１７４は高
調波電圧検出用の変圧器で高調波電圧発生器の帰還用で
ある。１７５は高調波電圧の周波数および電圧、位相を
制御する高調波電圧制御回路である。
あり、同図において１７１は高調波発生源としてのイン
バータ装置で、三相ブリッジのトランジスタインバータ
で構成している。１７２は高調波電圧の供給源であるコ
ンデンサ、１７３は高調波注入用の変圧器、１７４は高
調波電圧検出用の変圧器で高調波電圧発生器の帰還用で
ある。１７５は高調波電圧の周波数および電圧、位相を
制御する高調波電圧制御回路である。
【００１１】図３は前記インピーダンス検出回路１８ａ
の回路図であり、同図において１８１は高調波電圧検出
用の変圧器、１８２は変圧器１８１の高調波電圧成分の
みを検出する第１のフィルタ回路、１８３は変流器の出
力を電圧に変換しその電圧の高調波成分のみを検出する
第２のフィルタ回路である。１８４，１８５は前記電
圧，電流の高調波成分を直流電圧に変換する直流電圧変
換回路、１８６は前記電圧成分と電流成分から高調波成
分のインピーダンスを演算するインピーダンス演算回
路、１８７は前記演算回路の出力レベルを予め設定した
インピーダンス値と比較し設定値を超すことにより出力
リレーを動作させる出力回路である。
の回路図であり、同図において１８１は高調波電圧検出
用の変圧器、１８２は変圧器１８１の高調波電圧成分の
みを検出する第１のフィルタ回路、１８３は変流器の出
力を電圧に変換しその電圧の高調波成分のみを検出する
第２のフィルタ回路である。１８４，１８５は前記電
圧，電流の高調波成分を直流電圧に変換する直流電圧変
換回路、１８６は前記電圧成分と電流成分から高調波成
分のインピーダンスを演算するインピーダンス演算回
路、１８７は前記演算回路の出力レベルを予め設定した
インピーダンス値と比較し設定値を超すことにより出力
リレーを動作させる出力回路である。
【００１２】ところで、図１の需要家の高調波電圧の注
入点のＡ点から見た受電点側のインピーダンスは、図４
（ａ）に示す如く他の需要家の発電機および負荷と系統
のインピーダンスの並列接続となる。ここで一般に他の
需要家の総合インピーダンスＸｂｃ（ＸＧｂとＸＬｂと
ＸＬｃの並列インピーダンス）と系統インピーダンスＸ
Ｂでは、ＸＢ≪Ｘｂｃの関係にある。しかし、高調波電
圧を注入する点は構内自家発電設備の受電点Ａ点であ
り、他の自家発電を有する他の需要家においても同様に
受電点Ｂであり、しかも位相、周波数、電圧を全く等し
くしておくと、それぞれの構内の発電機および負荷には
高調波電流は流れないため、他の自家発電設備を有する
需要家のインピーダンスの影響は無視できるので、図４
（ｂ）に示すインピーダンス回路図となる。
入点のＡ点から見た受電点側のインピーダンスは、図４
（ａ）に示す如く他の需要家の発電機および負荷と系統
のインピーダンスの並列接続となる。ここで一般に他の
需要家の総合インピーダンスＸｂｃ（ＸＧｂとＸＬｂと
ＸＬｃの並列インピーダンス）と系統インピーダンスＸ
Ｂでは、ＸＢ≪Ｘｂｃの関係にある。しかし、高調波電
圧を注入する点は構内自家発電設備の受電点Ａ点であ
り、他の自家発電を有する他の需要家においても同様に
受電点Ｂであり、しかも位相、周波数、電圧を全く等し
くしておくと、それぞれの構内の発電機および負荷には
高調波電流は流れないため、他の自家発電設備を有する
需要家のインピーダンスの影響は無視できるので、図４
（ｂ）に示すインピーダンス回路図となる。
【００１３】次に、本実施例の作用について説明する。
図１の本実施例である自家発電設備の系統連系システム
において、構内自家発電設備１ａおよび他の需要家の構
内自家発電設備１ｂは各々発電機１１ａおよび１１ｂで
発電する。そして、負荷１５ａおよび１５ｂには発電機
１１ａ，１１ｂおよび系統側から電力を供給するか、ま
たは発電機１１ａ，１１ｂから負荷および系統側に電力
を供給するいわゆる逆潮流運転している場合がある。後
者の逆潮流運転している場合に、高調波電圧をそれぞれ
の自家発電設備のＡ点およびＢ点に注入すると、Ａ点か
ら受電側への高調波電圧、高調波電流を図３のインピー
ダンス検出回路１８ａ，１８ｂに入力し、インピーダン
スを演算するが、この値は当然予め設定した値以下であ
る。しかしこの状態で何らかの原因で系統側の遮断器５
が開路すると、Ａ点から見た受電点インピーダンスは自
家発電設備を有しない他の需要家の負荷のみとなり、図
３のインピーダンス検出回路１８ａにおけるインピーダ
ンスの検出値が変化し、系統側の停電を知ることとな
る。したがって、速やかに受電点遮断器１４ａを切り離
すことができる。
図１の本実施例である自家発電設備の系統連系システム
において、構内自家発電設備１ａおよび他の需要家の構
内自家発電設備１ｂは各々発電機１１ａおよび１１ｂで
発電する。そして、負荷１５ａおよび１５ｂには発電機
１１ａ，１１ｂおよび系統側から電力を供給するか、ま
たは発電機１１ａ，１１ｂから負荷および系統側に電力
を供給するいわゆる逆潮流運転している場合がある。後
者の逆潮流運転している場合に、高調波電圧をそれぞれ
の自家発電設備のＡ点およびＢ点に注入すると、Ａ点か
ら受電側への高調波電圧、高調波電流を図３のインピー
ダンス検出回路１８ａ，１８ｂに入力し、インピーダン
スを演算するが、この値は当然予め設定した値以下であ
る。しかしこの状態で何らかの原因で系統側の遮断器５
が開路すると、Ａ点から見た受電点インピーダンスは自
家発電設備を有しない他の需要家の負荷のみとなり、図
３のインピーダンス検出回路１８ａにおけるインピーダ
ンスの検出値が変化し、系統側の停電を知ることとな
る。したがって、速やかに受電点遮断器１４ａを切り離
すことができる。
【００１４】なお、自家発電設備を有しない需要家にも
同様な高調波発生器を設けると、その負荷もインピーダ
ンスの影響を無視することができ、その場合は系統イン
ピーダンスの有無のみとなり、図３のインピーダンス検
出回路も極めて簡単な高調波電流の有無のみの検出で可
能となる。
同様な高調波発生器を設けると、その負荷もインピーダ
ンスの影響を無視することができ、その場合は系統イン
ピーダンスの有無のみとなり、図３のインピーダンス検
出回路も極めて簡単な高調波電流の有無のみの検出で可
能となる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の系統連系
保護装置によると、複数の自家発電設備が配電系統に連
系される逆潮流ありの系統連系システムにおいて、電力
系統停電時に配電用変電所からの信号を受けることなく
それぞれの構内に高調波電源を設け、系統側の高調波イ
ンピーダンスを常に監視することで電力系統の停電を検
出することができるため、受電線送り出し遮断器と自家
発電設備需要家受電点遮断器との間に高価な転送遮断装
置を設けることなく、速やかに受電点遮断器を切り離す
ことができる。
保護装置によると、複数の自家発電設備が配電系統に連
系される逆潮流ありの系統連系システムにおいて、電力
系統停電時に配電用変電所からの信号を受けることなく
それぞれの構内に高調波電源を設け、系統側の高調波イ
ンピーダンスを常に監視することで電力系統の停電を検
出することができるため、受電線送り出し遮断器と自家
発電設備需要家受電点遮断器との間に高価な転送遮断装
置を設けることなく、速やかに受電点遮断器を切り離す
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である自家発電設備の系統連
系保護装置の構成図。
系保護装置の構成図。
【図２】図１の高調波発生器の回路図。
【図３】図１のインピーダンス検出回路図。
【図４】図１のインピーダンス回路図。
【図５】従来の自家発電設備の系統連系保護装置の回路
図。
図。
【符号の説明】 １ａ，１ｂ…自家発電設備、２…系統母線、３…配電用
変電所、４…変圧器、５…受電線送り出し遮断器、６…
転送受信装置、１０…構内系統母線、１１ａ，１１ｂ…
交流発電機、１２ａ，１２ｂ…自動電圧調整装置、１４
ａ，１４ｂ…自家発電設備需要家受電点遮断器、１３
ａ，１３ｂ，１４ｃ，１６ａ，１６ｂ…遮断器、１５
ａ，１５ｂ，１５ｃ…構内負荷、１７ａ，１７ｂ…高調
波発生回路、１８ａ，１８ｂ…インピーダンス検出回
路、１９ａ，１９ｂ…変流器、２１ａ，２１ｂ…不足電
圧継電器、２２ａ，２２ｂ…周波数低下継電器、２３
ａ，２３ｂ…過電圧継電器、２４ａ，２４ｂ…過電流継
電器、２５ａ，２５ｂ…方向地絡継電器、２６ａ…逆電
力継電器、２７ａ，２７ｂ…発電機異常検出用継電器。
変電所、４…変圧器、５…受電線送り出し遮断器、６…
転送受信装置、１０…構内系統母線、１１ａ，１１ｂ…
交流発電機、１２ａ，１２ｂ…自動電圧調整装置、１４
ａ，１４ｂ…自家発電設備需要家受電点遮断器、１３
ａ，１３ｂ，１４ｃ，１６ａ，１６ｂ…遮断器、１５
ａ，１５ｂ，１５ｃ…構内負荷、１７ａ，１７ｂ…高調
波発生回路、１８ａ，１８ｂ…インピーダンス検出回
路、１９ａ，１９ｂ…変流器、２１ａ，２１ｂ…不足電
圧継電器、２２ａ，２２ｂ…周波数低下継電器、２３
ａ，２３ｂ…過電圧継電器、２４ａ，２４ｂ…過電流継
電器、２５ａ，２５ｂ…方向地絡継電器、２６ａ…逆電
力継電器、２７ａ，２７ｂ…発電機異常検出用継電器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の自家発電設備を高圧配電系統に逆
潮流ありで系統連系する系統連系システムにおいて、そ
れぞれの構内系統母線に対し系統電圧と同期し、それぞ
れの位相、周波数、電圧が等しい高調波を注入する高調
波発生器と、受電側の高調波電流を検出する変流器と、
前記変流器の出力により受電側のインピーダンスを演算
するインピーダンス演算回路とを備え、前記インピーダ
ンス演算回路から得られるインピーダンスの変化により
系統側の停電を検出するように構成したことを特徴とす
る系統連系保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5129216A JPH06343231A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 系統連系保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5129216A JPH06343231A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 系統連系保護装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06343231A true JPH06343231A (ja) | 1994-12-13 |
Family
ID=15004013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5129216A Pending JPH06343231A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 系統連系保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06343231A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100839145B1 (ko) * | 2001-11-22 | 2008-06-19 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 고체 촬상 장치 및 그 제조 방법 |
| JP2014523520A (ja) * | 2011-06-01 | 2014-09-11 | エンフェイズ エナジー インコーポレイテッド | 送電網インピーダンス検出のための方法及び装置 |
| JP2015033311A (ja) * | 2013-08-07 | 2015-02-16 | 日新電機株式会社 | 分散電源装置 |
| JP2024506373A (ja) * | 2021-02-12 | 2024-02-13 | ランディス＋ギア テクノロジー インコーポレイテッド | マルチポートメータを用いたアイランド化制御 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6192130A (ja) * | 1984-10-11 | 1986-05-10 | 関西電力株式会社 | 電源装置 |
| JPS62104433A (ja) * | 1985-10-30 | 1987-05-14 | 株式会社明電舎 | 分散電源の制御方式 |
-
1993
- 1993-05-31 JP JP5129216A patent/JPH06343231A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6192130A (ja) * | 1984-10-11 | 1986-05-10 | 関西電力株式会社 | 電源装置 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2014523520A (ja) * | 2011-06-01 | 2014-09-11 | エンフェイズ エナジー インコーポレイテッド | 送電網インピーダンス検出のための方法及び装置 |
| US9952263B2 (en) | 2011-06-01 | 2018-04-24 | Enphase Energy, Inc. | Method and apparatus for grid impedance detection |
| JP2015033311A (ja) * | 2013-08-07 | 2015-02-16 | 日新電機株式会社 | 分散電源装置 |
| JP2024506373A (ja) * | 2021-02-12 | 2024-02-13 | ランディス＋ギア テクノロジー インコーポレイテッド | マルチポートメータを用いたアイランド化制御 |
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