JPH08242528A - Ground fault protection system - Google Patents

Ground fault protection system

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Publication number
JPH08242528A
JPH08242528A JP7043209A JP4320995A JPH08242528A JP H08242528 A JPH08242528 A JP H08242528A JP 7043209 A JP7043209 A JP 7043209A JP 4320995 A JP4320995 A JP 4320995A JP H08242528 A JPH08242528 A JP H08242528A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ground fault
zero
fault protection
optical
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP7043209A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Taira
正明 平
Eiji Okada
英二 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
Priority to JP7043209A priority Critical patent/JPH08242528A/en
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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE: To make it possible to eliminate noises in signal transmission lines, the reduction of the amount of signals, and the influence of signal reflection. CONSTITUTION: A ground fault protection relay 1 and a plurality of directional ground relays 2a, 2b, ... are connected through an optical star coupler 3 using optical fibers 5 to a high-voltage distribution system composed of buses and a plurality of distribution lines Fa, Fb, .... Fed with zero-phase voltage detected at the buses, the ground fault protection relay 1 produces pulse signal output if the zero-phase voltage is equal to or above a setting value. The directional ground relays 2a, 2b, ... are fed with the pulse signal, and placed in the distribution lines Fa, Fb, ....

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、母線と、母線に連なる
複数の配電線で構成された高圧配電系統において、地絡
保護リレーと複数の地絡方向リレーとの接続形態に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a connection form of a ground fault protection relay and a plurality of ground fault direction relays in a high voltage distribution system composed of a bus bar and a plurality of distribution lines connected to the bus bar.

【0002】[0002]

【従来の技術】送配電設備において、系統状況を常時監
視し地絡または短絡故障などが起これば、直ちにこれを
検出して故障区間を特定し、すみやかに系統から異常の
原因を除去するようにしゃ断命令を送ることは、重要な
責務である。これらの責務には、通常、保護リレーが用
いられる。
2. Description of the Related Art In power transmission and distribution equipment, system conditions are constantly monitored, and if a ground fault or a short-circuit fault occurs, it is immediately detected to identify the fault section and promptly eliminate the cause of the fault from the system. Sending a shutdown command to is an important responsibility. Protective relays are typically used for these responsibilities.

【0003】一つの母線から複数の配電線が接続される
高電圧配電系統の場合、一般に図5に示す地絡保護の接
続系統が広く用いられている。本配電系統の構成及び動
作を、図5を参照して簡単に説明すると、母線には、母
線の零相電圧V0 を測定する零相電圧検出器(以下、Z
PDという。)が接続される。このZPDで検出される
零相電圧V0 は、ZPDにつながれた地絡保護リレー1
に送られる。地絡保護リレー1では、入力された零相電
圧V0 が予め設定された整定値以上の場合、その電圧値
を一定レベルのパルス波形に変換し、後述する複数の地
絡方向リレーに送信する。
In the case of a high-voltage distribution system in which a plurality of distribution lines are connected from one bus bar, the ground fault protection connection system shown in FIG. 5 is generally widely used. The configuration and operation of this power distribution system will be briefly described with reference to FIG. 5. A zero-phase voltage detector (hereinafter, Z) for measuring the zero-phase voltage V 0 of the bus is provided on the bus.
It is called PD. ) Is connected. The zero-phase voltage V 0 detected by this ZPD is the ground fault protection relay 1 connected to the ZPD.
Sent to In the ground fault protection relay 1, when the input zero-phase voltage V 0 is equal to or higher than a preset set value, the voltage value is converted into a pulse waveform of a constant level and transmitted to a plurality of ground fault direction relays described later. .

【0004】一方、前記の母線からは、複数の配電線F
a,Fb,…が分岐され、それには系統をしゃ断するし
ゃ断器CB、故障電流を検出する零相変流器(以下、Z
CTという。)がそれぞれ接続される。地絡方向リレー
は、通常、複数の配電線Fa,Fb,…にZCTを介し
て接続される。各ZCTは、各配電線で地絡故障などに
よって発生する零相電流I0 を検出し、接続された各地
絡方向リレーにその電流値を、二芯の、シールドされた
ツイスト・ペア線4を介して送信する。なお、そのツイ
スト・ペア線4は、地絡保護リレー1から地絡方向リレ
ー2aへ、地絡方向リレー2aから地絡方向リレー2b
へというようにじゅづつなぎに配線される。
On the other hand, from the above-mentioned bus bar, a plurality of distribution lines F
a, Fb, ... are branched, and there are a circuit breaker CB for breaking the system, a zero-phase current transformer (hereinafter, Z) for detecting a fault current.
It is called CT. ) Are connected respectively. The ground fault direction relay is normally connected to a plurality of distribution lines Fa, Fb, ... Through ZCT. Each ZCT detects a zero-phase current I 0 generated in each distribution line due to a ground fault or the like, and outputs the current value to a connected local fault direction relay to a two-core, shielded twisted pair wire 4. To send over. The twisted pair wire 4 is connected from the ground fault protection relay 1 to the ground fault direction relay 2a, and from the ground fault direction relay 2a to the ground fault direction relay 2b.
The wires are connected in a continuous fashion.

【0005】地絡方向リレーは、二つの異なった電気量
を入力してその位相関係を識別することで、故障点がい
ずれの向きにあるかを検出するリレーである。したがっ
て、地絡方向リレー2aは、地絡保護リレー1から入力
される零相電圧V0 のパルス信号の位相と、ZCTで検
出される零相電流I0 の位相とを比較する。そして、地
絡方向リレー2aは、予め設定された動作域を越えてい
れば、トリップコイル(図示せず)に位相判定出力を出
力し、しゃ断器CBを開放し、配電線Faを母線より切
り離す。
The ground fault direction relay is a relay which detects in which direction the fault point is by inputting two different amounts of electricity and identifying the phase relationship between them. Therefore, the ground fault direction relay 2a compares the phase of the pulse signal of the zero phase voltage V 0 input from the ground fault protection relay 1 with the phase of the zero phase current I 0 detected by ZCT. Then, the ground fault direction relay 2a outputs a phase determination output to a trip coil (not shown), opens the circuit breaker CB, and disconnects the distribution line Fa from the bus bar if it exceeds the preset operation range. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、零相電圧V
0 のパルス信号が送られる地絡保護リレー1と地絡方向
リレー2aとの間、各地絡方向リレー同士の間の接続線
は、前述したように二芯の、シールドされたツイスト・
ペア線4であって、この電線に流れるパルス信号の電圧
レベルは、通常DC12Vである。したがって、ツイス
ト・ペア線4で結ばれた各装置間の距離が長くなると、
外来ノイズ、信号量の減衰、信号の反射などの影響でパ
ルス信号にひずみをおこし、これらは、地絡方向リレー
2aの誤動作の原因となるものであった。
By the way, the zero-phase voltage V
The connection line between the ground fault protection relay 1 to which the 0 pulse signal is sent and the ground fault direction relay 2a and between the ground fault direction relays is a two-core, shielded twist.
The voltage level of the pulse signal flowing through the wire pair 4 is normally DC 12V. Therefore, if the distance between the devices connected by the twisted pair wire 4 becomes long,
The pulse signal is distorted due to the influence of external noise, attenuation of the signal amount, reflection of the signal, etc., which causes malfunction of the ground fault direction relay 2a.

【0007】また、敷設された信号ケーブルの近辺に大
電流を発生させるものがあると、この大電流発生源によ
る交流誘導電圧(ノイズ)が、信号線のパルス信号に混
入する場合がある。この混入を防止するために、信号ケ
ーブルを鉄製の管路にとおすなどの処置が必要となり、
コストの増大をまねいていた。そこで、本発明の目的
は、地絡保護リレー及び複数の地絡方向リレー間を光ス
ターカプラを介して光ファイバを用いて接続し、ノイズ
などの影響を無くした地絡保護システムを提供すること
である。
If there is a device that generates a large current in the vicinity of the laid signal cable, an AC induction voltage (noise) generated by the large current generation source may be mixed in the pulse signal of the signal line. In order to prevent this mixture, it is necessary to take measures such as passing the signal cable through an iron pipe.
It was causing an increase in cost. Therefore, an object of the present invention is to provide a ground fault protection system in which a ground fault protection relay and a plurality of ground fault direction relays are connected using an optical fiber via an optical star coupler to eliminate the influence of noise and the like. Is.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの地絡保護システムは、母線と、前記母線に連なる複
数の配電線で構成された高圧配電系統において、前記母
線で検出された零相電圧を入力し、前記零相電圧が整定
値以上であれば、パルス信号を出力する地絡保護リレー
と、前記パルス信号を入力する、前記配電線に配置され
た複数の地絡方向リレーとの接続が、光スターカプラを
介して光ファイバで構成されることを特徴とするもので
ある。
A ground fault protection system for achieving the above object is a zero-voltage detected on the busbar in a high voltage distribution system composed of a busbar and a plurality of distribution lines connected to the busbar. If a phase voltage is input and the zero-phase voltage is equal to or greater than a set value, a ground fault protection relay that outputs a pulse signal, and a plurality of ground fault direction relays that input the pulse signal and that are arranged in the distribution line Is connected by an optical fiber via an optical star coupler.

【0009】[0009]

【作用】前記の構成によれば、地絡保護リレーと複数の
地絡方向リレー間を、光スターカプラを介して光ファイ
バによって接続する。よって、信号伝送路のノイズ、信
号量の減衰、信号の反射の影響を無くすることができ
る。
According to the above construction, the ground fault protection relay and the plurality of ground fault direction relays are connected by the optical fiber via the optical star coupler. Therefore, the influence of noise on the signal transmission path, attenuation of the signal amount, and reflection of the signal can be eliminated.

【0010】[0010]

【実施例】以下に、本発明の実施例を、添付図面を参照
して詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例にかか
る地絡保護の接続系統図である。本接続系統の機器構成
及び動作を図1によって説明すると、母線には、母線の
零相電圧V0 を測定するZPDが接続され、このZPD
で検出される零相電圧V 0 は、ZPDにつながれた地絡
保護リレー1に送られる。地絡保護リレー1では、入力
された零相電圧V0 が予め設定された整定値以上の場
合、その電圧値を一定レベルのパルス波形に変換する。
さらに、そのパルス出力をE/O変換器(図示せず)に
より電気信号から光信号に変換し、その光信号を光スタ
ーカプラ3に光ファイバ5を介して送信する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
And will be described in detail. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a connection system diagram for ground fault protection. Device configuration of this connection system
The operation will be described with reference to FIG. 1.
Zero-phase voltage V0ZPD for measuring
Zero-phase voltage V detected by 0Is a ground fault connected to ZPD
It is sent to the protection relay 1. In the ground fault protection relay 1, input
Zero-phase voltage V0Is above the preset value
In that case, the voltage value is converted into a constant level pulse waveform.
Furthermore, the pulse output is sent to an E / O converter (not shown).
More electrical signals are converted into optical signals, and the optical signals are converted into optical signals.
To the coupler 3 via the optical fiber 5.

【0011】光スターカプラ3は、入力される一つの光
信号を複数の光信号に分岐して、複数の端子から出力さ
せるものである。具体的には、光スターカプラは、図2
のようにミキシングブロック6と呼ばれる直方体構造を
なし、複数の光ファイバ5を入力及び出力用に接続して
いる。同図は、その入出力ポート数が8×8の場合を示
す。図3は、光スターカプラの断面構造を示しており、
複数の入力用光ファイバ5と複数の出力用光ファイバ
5′を中央部でまとめて結合させている。したがって、
地絡保護リレー1からの入力信号が、いずれかの光ファ
イバ5から入力されると、各出力用光ファイバ5′に信
号が分割される。なお、光スターカプラの光信号の挿入
損失は、通常3〜4dBである。
The optical star coupler 3 splits one input optical signal into a plurality of optical signals and outputs them from a plurality of terminals. Specifically, the optical star coupler is shown in FIG.
As described above, a rectangular parallelepiped structure called a mixing block 6 is formed, and a plurality of optical fibers 5 are connected for input and output. The figure shows the case where the number of input / output ports is 8 × 8. FIG. 3 shows a cross-sectional structure of the optical star coupler,
A plurality of input optical fibers 5 and a plurality of output optical fibers 5'are collectively coupled at the central portion. Therefore,
When an input signal from the ground fault protection relay 1 is input from any one of the optical fibers 5, the signal is split into each output optical fiber 5 '. The optical signal insertion loss of the optical star coupler is usually 3 to 4 dB.

【0012】図1にもどり、光スターカプラ3から出力
される光信号は、後述する複数の地絡方向リレー2a,
2b,…に光ファイバ5を介してそれぞれ入力される。
一方、前記の母線からは、複数の配電線Fa,Fb,…
が分岐され、それには、系統をしゃ断するしゃ断器C
B、故障電流を検出するZCTが接続される。各ZCT
は、各配電線に地絡故障などによって発生する零相電流
0 を検出し、接続された各地絡方向リレーにその電流
値を送信する。
Returning to FIG. 1, the optical signal output from the optical star coupler 3 is composed of a plurality of ground fault direction relays 2a, which will be described later.
2b, ... Are input via the optical fiber 5, respectively.
On the other hand, a plurality of distribution lines Fa, Fb, ...
Is branched, and a circuit breaker C that cuts off the system
B, ZCT for detecting the fault current is connected. Each ZCT
Detects a zero-phase current I 0 generated in each distribution line due to a ground fault or the like, and transmits the current value to a connected local fault direction relay.

【0013】各地絡方向リレーは、地絡保護リレー1か
ら光スターカプラ3及び光ファイバ5を介して入力され
る光信号を、E/O変換器(図示せず)により光信号か
ら電気信号に変換する。さらに、各地絡方向リレーは、
変換された零相電圧V0 のパルスの位相と、ZCTで検
出される零相電流I0 の位相とを比較する。地絡方向リ
レーの内部に設けられる位相判定回路(図示せず)で
は、例えば、地絡保護リレー1から入力される零相電圧
0 を基準にしたときに、零相電流I0 の位相が遅れ4
5°から進み135°の範囲にある場合(図4参照)
に、位相判定出力をトリップコイル(図示せず)に出力
する。そして、各地絡方向リレーは、各しゃ断器CBを
開放し、各配電線を母線より切り離す。
The local fault direction relay converts an optical signal input from the ground fault protection relay 1 via the optical star coupler 3 and the optical fiber 5 from an optical signal to an electric signal by an E / O converter (not shown). Convert. In addition, the local relay direction relay,
The phase of the converted zero-phase voltage V 0 pulse is compared with the phase of the zero-phase current I 0 detected by ZCT. In the phase determination circuit (not shown) provided inside the ground fault direction relay, for example, when the zero phase voltage V 0 input from the ground fault protection relay 1 is used as a reference, the phase of the zero phase current I 0 is Delay 4
If it goes from 5 ° and is in the range of 135 ° (see Fig. 4)
Then, the phase determination output is output to a trip coil (not shown). Then, the local fault direction relay opens each breaker CB and disconnects each distribution line from the bus bar.

【0014】上記のように、この実施例では、光スター
カプラ3及び光ファイバ5を利用した地絡保護リレー1
と各地絡方向リレー間の接続により、機器間の距離が長
くなって外来ノイズが発生しても、光ファイバ5によっ
て電気的に絶縁されるため、ノイズの混入を防止するこ
とができる。また、ケーブルに対するノイズ対策が光フ
ァイバ5を用いるため不要になり、さらに光ファイバケ
ーブルの敷設工事も容易であるため、伝送路構築時のコ
ストの増大をおさえることができる。
As described above, in this embodiment, the ground fault protection relay 1 using the optical star coupler 3 and the optical fiber 5 is used.
Even if the distance between the devices becomes long and external noise is generated due to the connection between the relays and the relays in each direction, the noise is prevented from being mixed because the optical fiber 5 electrically insulates the external noise. In addition, noise countermeasures for the cable are not required because the optical fiber 5 is used, and since the installation work of the optical fiber cable is easy, the cost for constructing the transmission path can be suppressed.

【0015】なお、光スターカプラ3は、信号の入出力
ポート数(例えば、8×8、16×16など)により種
類が分かれ、適用される高電圧系統に応じて使用される
ことが望ましい。
The optical star coupler 3 is preferably classified according to the number of signal input / output ports (for example, 8 × 8, 16 × 16, etc.) and used according to the applied high voltage system.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上のように本発明の地絡保護システム
によれば、地絡保護リレーと複数の地絡方向リレー間
を、光スターカプラを介して光ファイバで接続すること
によって、信号伝送路のノイズ、信号量の減衰、信号の
反射の影響を無くすることができ、良好な信号伝送路を
提供することができる。
As described above, according to the ground fault protection system of the present invention, the ground fault protection relay and the plurality of ground fault direction relays are connected by the optical fiber via the optical star coupler, thereby transmitting the signal. It is possible to eliminate the effects of noise on the path, attenuation of the signal amount, and reflection of the signal, and it is possible to provide a good signal transmission path.

【0017】また、光ファイバを用いると、その敷設工
事は容易であるため、コストを抑えることができる。
Further, when the optical fiber is used, the laying work thereof is easy, so that the cost can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例にかかる地絡保護の接続系統
図である。
FIG. 1 is a connection system diagram of ground fault protection according to an embodiment of the present invention.

【図2】入出力ポート数が8×8の光スターカプラの外
観図である。
FIG. 2 is an external view of an optical star coupler having 8 × 8 input / output ports.

【図3】入出力ポート数が8×8の光スターカプラの断
面構造図である。
FIG. 3 is a cross-sectional structure diagram of an optical star coupler having 8 × 8 input / output ports.

【図4】地絡方向リレーの動作域を図示したベクトル図
である。
FIG. 4 is a vector diagram illustrating an operation range of a ground fault direction relay.

【図5】従来の地絡保護の接続系統図である。FIG. 5 is a connection system diagram of conventional ground fault protection.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 地絡保護リレー 2 地絡方向リレー 3 光スターカプラ 5 光ファイバ ZPD 零相電圧検出器 ZCT 零相変流器 1 Ground fault protection relay 2 Ground fault direction relay 3 Optical star coupler 5 Optical fiber ZPD Zero phase voltage detector ZCT Zero phase current transformer

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】母線と、前記母線に連なる複数の配電線で
構成された高圧配電系統において、 前記母線で検出された零相電圧を入力し、前記零相電圧
が整定値以上であれば、パルス信号を出力する地絡保護
リレーと、前記パルス信号を入力する、前記配電線に配
置された複数の地絡方向リレーとの接続が、光スターカ
プラを介して光ファイバで構成されることを特徴とする
地絡保護システム。
1. In a high-voltage distribution system composed of a bus bar and a plurality of distribution lines connected to the bus bar, a zero-phase voltage detected by the bus bar is input, and if the zero-phase voltage is a set value or more, A ground fault protection relay that outputs a pulse signal, and a connection between a plurality of ground fault direction relays that input the pulse signal and that are arranged in the distribution line are configured by an optical fiber via an optical star coupler. A characteristic ground fault protection system.
JP7043209A 1995-03-02 1995-03-02 Ground fault protection system Pending JPH08242528A (en)

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