JPH08275381A - 配電線の事故区間切離装置 - Google Patents

配電線の事故区間切離装置

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JPH08275381A
JPH08275381A JP7782495A JP7782495A JPH08275381A JP H08275381 A JPH08275381 A JP H08275381A JP 7782495 A JP7782495 A JP 7782495A JP 7782495 A JP7782495 A JP 7782495A JP H08275381 A JPH08275381 A JP H08275381A
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Mitsuru Nakamura
満 中村
Kazuo Nishijima
一夫 西島
Minoru Kawase
実 川瀬
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 回復性の事故では停電区間を生じず、永久事
故の場合には事故区間のみを停電とすることができるよ
うにした事故区間切離装置において、保護継電器が事故
検出したときのみ起動して不必要な区分開閉器操作を防
止することのできる事故区間切離装置を提供すること。 【構成】 配電線の区間L3で事故Fが発生すると、親
局Mは、区分開閉器SW2の子局K2からの事故検出信
号と保護継電器RY1からの事故検出信号J1を受信し
たときのみ、遮断器FCB1の開放出力信号が出力され
る前に、突き合わせ開閉器SW6の投入、区分開閉器S
W2の開放、および事故継続を条件に区分開閉器SW3
の開放の各操作指令を出力するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は配電線の事故区間切離装
置に係り、特に配電線に発生した回復性の事故の場合に
配電線を極力切り離すことなく運転を継続することので
きる配電線の事故区間切離装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、配電線に発生した事故は時限順送
保護方式により除去されるように運用されている。この
一例としては、平成3年11月30日オーム社発行の
「配電技術総合マニュアル」464頁乃至465頁に紹
介されたものがある。
【0003】この方式は事故発生時に変電所に設置され
た保護継電装置が作動して配電母線に接続された遮断器
を遮断して配電線を停電状態とし、配電線に接続された
開閉器を配電線の無電圧をもって開放する。その後、遮
断器の再投入を行い停電区間の復旧動作に入るが、具体
的にはまず遮断器に最も近い位置の配電線の開閉器が遮
断器の再投入により電圧印加されて再投入され、この開
閉器の投入により次の開閉器が電圧印加されて再投入す
るというように以下、順次末端の開閉器まで順番に投入
される。この結果、配電線に発生した事故が回復性の事
故の場合、遮断器の開放により事故が除去され、再閉路
により以後運転が継続される。なお、事故が永久事故の
場合には再度遮断器が開放され、事故発生地点の開閉器
まで給電して、以降の配電線部分は停電となる。
【0004】時限順送保護方式は概略以上のようなもの
であるが、この場合の問題は遮断器の開放に伴い30乃
至60秒程度の停電を生じることである。近年の計算機
システムの普及は配電線における停電の発生自体を許容
できないものとなっており、できるかぎり無停電とする
ことのできる配電線の事故区間切離方式が望まれてい
る。
【0005】ところで、配電線の事故は短絡と地絡に大
別することができ、その割合は2:8程度である。さら
に、地絡事故の8乃至9割は、配電線が樹木等に接触す
ることにより生じる回復性の地絡事故である。
【0006】従来の時限順送保護方式は、このような回
復性の地絡事故であっても、上記したステップでの保護
シーケンスが進行し停電を発生してしまう。
【0007】そこで、回復性の事故では停電区間を生じ
ることなく、永久事故の場合には事故区間のみを停電と
することのできる配電線の事故区間切離方式が、近時本
発明者等により特開平6−253444号として提案さ
れた。
【0008】以下、この方式を図7乃至図10について
説明する。
【0009】図7は、この方式の全体構成を示してお
り、配電線Lは変電所SSの母線BUSに配電線引出口
遮断器FCBを介して接続され、配電線Lの適宜の個所
に区分開閉器SWが設けられる。区分開閉器SWのうち
SW6以外の全ての区分開閉器は投入状態に有り、従っ
て配電線L1乃至L6の区間は母線BUS1から給電さ
れ、配電線L7の区間は母線BUS2から給電されてい
る。以後母線BUS1から給電される部分を第1の配電
線、母線BUS2から給電される部分を第2の配電線と
言い、常時開放状態に有る区分開閉器SW6を突き合わ
せ開閉器、その位置を突き合わせ点と言うことにする。
なお、ここでは説明の都合上、区分開閉器SW6を突き
合わせ開閉器としているが、その他の区分開閉器、例え
ばSW4が突き合わせ開閉器となる場合もある。
【0010】遮断器FCBには保護継電器RYが設けら
れ、配電線の事故を検出すると例えば0.7秒後に遮断
器FCBを開放する。各区分開閉器SWには子局Kが設
置され、子局K間が信号線Cで接続されるとともに、中
継局Tを介して親局Mに接続される。各子局Kの検出し
た信号等は親局Mに送られ、また、親局からの指令が子
局Kに伝えられる。
【0011】図8は、子局Kと区分開閉器SWの一例を
示している。このうち、区分開閉器SWの部分は接点C
Bと、事故検出のための各種の検出器(零相変流器ZC
T,零相電圧検出器PD)と、接点CBの駆動部Dとを
備える。子局Kは、検出器からの各種信号に基づいて事
故検出する地絡方向継電器17と、論理判断部CPU,
通信部Sとから構成される。
【0012】図9は、子局Kの論理判断部CPUの論理
を示している。図7において、配電線の区間L3に事故
Fが発生したものとすると、子局K1,K2の地絡方向
継電器17がこれを検出し、その出力31が通信部Sか
ら信号線Cを介して上位子局(母線BUS1に近い側の
子局)K1に送られる。従って、上位子局K1にはその
通信部Sを介して子局K2の信号31が信号11として
送られ、この信号11は論理積回路13の否定入力部に
印加されるために、結果的には上位子局K1の論理積回
路13は出力しない。
【0013】他方、事故区間L3より遠方の子局K3,
K4,K5,K6では、地絡方向継電器17が動作せ
ず、従って信号31を子局K2に送ってこないので、区
間L3が事故Fの時には、これに最も近い上位の子局K
2のみが、論理積回路13に信号を得る。論理積回路1
3の信号は、いわゆる引外し信号であり、タイマー14
で所定時間(例えば0.6秒)の継続を持って、論理積
回路16から駆動部Dを介して当該区分開閉器SW2を
開放することになる。
【0014】また、論理積回路13の出力信号は子局名
を付与した信号41として親局Mに送られる。今までの
説明から明らかなように、区分開閉器SWの開放動作に
入る子局は事故点に直近の母線側の子局のみであり、従
って親局が信号41を受信したときにはその子局名から
事故区間を標定できる。
【0015】図10は、親局機能のうち当該事故対策の
機能のみを示している。まず、子局から前記の信号41
を受信するとその子局名から事故点を標定し、次に現在
突き合わせ点となっている子局K6に対して突き合わせ
開閉器SW6の投入指令信号23を送る。子局K6の論
理判断部CPU(図9参照)は、投入指令信号23を受
信すると駆動部Dを介して、突き合わせ開閉器SW6を
投入する。事故発生から、この突き合わせ開閉器SW6
の投入までは、約0.4秒で完了し、この状態では配電
線引出口遮断器FCB及び全ての区分開閉器SWが投入
されており、停電区間は生じない。この期間は全ての配
電線は両方の母線から給電されている。
【0016】また、親局は事故信号41を伝送してきた
子局K2に対して開放指令21を送る。子局K2論理判
断部CPU(図9参照)は、開放指令21を受信する
と、論理和回路16から駆動部Dを介して、区分開閉器
SW2の開放を行う。区分開閉器SW2の開放は、上記
の突き合わせ開閉器SW6の投入直後に行われ、事故発
生から約0.6秒以内に行われる。区分開閉器SW2は
開放されるが、これに先行して突き合わせ開閉器SW6
が投入されているため、区分開閉器SW2の開放により
停電区間が生じるわけではない。以後は、区分開閉器S
W2が突き合わせ開閉器となり、その位置が突き合わせ
点になる。
【0017】この状態では、区間L1,L2が母線BU
S1から給電され、区間L3〜L7が母線BUS2から
給電されるため、事故Fの位置は第1の配電線(母線B
US1から給電される部分)から、第2の配電線(母線
BUS2から給電される部分)に移っている。このた
め、第1の配電線の事故は除去されたことになり、配電
線引出口遮断器FCB1の保護継電器RYは復旧する。
【0018】なお、子局K2は上記したように既に内部
で事故検出しており、そのタイマー14は作動中である
が、タイムアップ前に親局からの開放指令により区分開
閉器SW2が開放される。この保護は、子局内部での開
放指令と、親局からの開放指令との二重に行われてお
り、信頼性を高めたものとなる。そのうえ、これらの対
策を施しても、事故除去が不首尾に終わったときには、
0.7秒後に配電線引出口遮断器FCB1が開放される
ことになり、この意味では三重に後備保護されているこ
とになる。
【0019】ところで、区分開閉器2が開放された時点
で、事故点Fは第1の配電線から第2の配電線に移って
いるため、配電線引出口遮断器FCB2の保護継電器R
Y2が動作開始しており、このままでは0.7秒後に第
2の配電線の遮断器FCB2が開放されてしまい、停電
区間を生じてしまう。この対策のために、第2の配電線
に対して以下の処理を施す。
【0020】第2の配電線に対する処理は、親局Mから
実施される。まず、図10において、親局Mは当初事故
報告してきた子局K2の反母線側子局K3に対して、事
故区間除去のための開放指令22を与える。開放指令2
2は論理積回路15において、地絡方向継電器17の動
作を条件として駆動回路Dを介して区分開閉器SW3を
開放する。
【0021】第2の配電線に対する処理をこのようにし
たことにより、事故Fが回復性のものであり、この時点
で事故が解除されているときには地絡方向継電器17は
動作しておらず、論理積回路15の出力が成立しないの
で区分開閉器SW3は開放されない。このケースでは、
区分開閉器SW2が開放したのみで事故発生の前後を通
じて停電区間を生じない。
【0022】事故Fが永久事故の場合、事故は第2の配
電線で継続している。このため、子局K3の地絡方向継
電器17は動作しており、論理積回路15の出力が成立
して区分開閉器SW3を開放する。この永久事故のケー
スでは、区分開閉器SW2とSW3が開放され、区間L
3に停電区間を生じることにはなるが、この停電範囲を
極小とすることができる。なお、この停電区間におい
て、適宜の時期にこの区間に限定した再閉路操作を行う
ことは、放電性地絡事故の短時間復旧を可能とする。
【0023】以上述べたように、この方式によれば、回
復性の事故では停電区間を生じず、永久事故の場合には
事故区間のみを停電とすることができる。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
式では、保護継電器RYとその他の事故区間切離装置、
すなわち区分開閉器SW、その子局K、中継局Tおよび
親局Mが互に独立しているため、同じ配電線事故に対し
て区分開閉器SWの事故検出は、保護継電器RYの事故
検出に比べ、検出時間および検出レベルを同一かそれ以
下にしなければならない、という問題がある。すなわ
ち、区分開閉器の有する事故検出機能は、保護継電器の
事故検出機能に比べ、高速動作、高感度にする必要があ
り、本来、保護継電器が動作しない配電線事故に対して
も事故区間切離方式が起動し、上記したような区分開閉
器の投入、開放操作が実行されてしまう場合がある、こ
とが判った。
【0025】配電線の事故には、微地絡事故や間欠事故
等の回復性の事故が多いため、保護継電器の動作しない
ような配電線事故に対しては起動しない上記事故区間切
離方式が望ましい。
【0026】したがって、本発明の目的は、保護継電器
が事故検出したときのみ起動して不必要な区分開閉器操
作を防止することのできる上記方式の事故区間切離装置
を提供することにある。
【0027】
【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、上記方式の事故区間切離装置、すなわ
ち、それぞれ遮断器を介して母線に接続された第1およ
び第2の配電線と、これらの各配電線の適宜の位置に設
けられた配電線の事故検出機能を有する複数の区分開閉
器と、各配電線の事故を検出し、事故検出時点から所定
時間後にその配電線に所属する遮断器を開放する保護継
電器とを備え、第1および第2の配電線の反母線側端部
間に位置する区分開閉器を常時開放状態にある突き合わ
せ開閉器とし、第1および第2の配電線のいずれか一方
に事故が発生したとき、上記突き合わせ開閉器を投入す
るとともに、各区分開閉器の事故検出信号から事故区間
を標定してこの事故区間の母線側区分開閉器を上記突き
合わせ開閉器の投入後に開放し、さらにこの母線側区分
開閉器の開放後に、事故が継続していることを条件に、
事故区間の反母線側区分開閉器を開放し、この反母線側
区分開閉器の開放までの一連の操作を上記遮断器の上記
所定時間内に行なうようにした配電線の事故区間切離装
置において、保護継電器の事故検出信号と区分開閉器の
事故検出信号の両方が成立したときに、事故区間切離装
置を起動することにより、配電線の事故検出について保
護継電器と区分開閉器の動作協調をとるようにしたこと
を特徴とする。
【0028】
【作用】上記方式の事故区間切離装置において、保護継
電器の事故検出信号と区分開閉器の事故検出信号の両方
が成立したときに、この装置を起動するようにしたの
で、保護継電器が動作するような配電線事故のときにの
み装置が起動され、保護継電器が動作しないような配電
線事故のときには装置が起動されず、不必要な区分開閉
器操作を防止することができる。
【0029】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1乃至図4につ
いて説明する。
【0030】図1は本発明の一実施例に係る配電線の事
故区間切離装置の全体構成を示すブロック図である。こ
の実施例では、遮断器FCB1側に中継局T1が設置さ
れているだけでなく、遮断器FCB2側にも中継局T2
が設置されており、これらの各中継局T1,T2は、保
護継電器RY1,RY2から事故検出信号J1,J2を
入力して親局Mに送るようにしてある。その他の構成は
図7に示した装置と同様であるので、同一構成部分には
同一符号を付してその説明を省略する。
【0031】図2は、遮断器FCB(図ではFCB1)
に設置された地絡事故検出用の保護継電器RY1の構成
を示すブロック図である。保護継電器RY1は、接地変
圧器GPTの3次側出力に接続された限流抵抗器CLR
の両端から得られる零相電圧信号V0と、第1の配電線
の引出口に設けられた零相変流器ZCTから得られる零
相電流信号I0を入力し、地絡過電圧継電器50の出力
と地絡方向継電器60の開放出力との論理積(AND)
出力にて遮断器FCB1を開放するように動作する。ま
た、中継局T1は、地絡方向継電器60から事故検出信
号J1を入力しており、保護継電器RY1が事故検出し
てから所定時間後に遮断器FCB1が動作することを知
る。
【0032】図3は、保護継電器RY1のうちの地絡方
向継電器60の内部構成を示すブロック図である。な
お、地絡過電圧継電器50については、例えば電気書院
発行「保護継電システム」中山敬造編者、昭和49年2
月25日発行の9章279頁〜282頁などに記載され
て良く知られているので、説明は省略する。地絡方向継
電器60は、零相変流器ZCTから零相電流信号I0
接地変圧器GPTからの零相電圧信号V0を入力し、こ
れらの信号をそれぞれ入力変流器61、入力変成器62
を介して事故検出部63(移相回路63A,整流回路6
3B,各レベル検出回路63C〜63E、論理積回路6
3Fおよび位相比較回路63Gから構成されている。)
に取り込み、ここで事故を検出し、この出力信号を限時
回路64(動作時間t1)を介して遮断器開放出力信号
として出力するとともに、この出力信号を事故検出信号
J1として、限時回路64を介することなく、直接中継
局T1を介して親局Mへ出力する。したがって、親局M
では遮断器開放出力信号が出力される以前に保護継電器
RY1の事故検出状態を知ることができる。このため、
親局Mは、図4に示すように、子局、例えばK2から事
故検出信号41を受信すると、保護継電器RY1が事故
検出しているか否かを事故検出信号J1の有無により判
断し、事故検出信号J1が有りのとき、この事故区間切
離装置を起動して、図7〜図10に示した装置と同様
に、突き合わせ開閉器SW6の投入指令23を出力し、
その後、区分開閉器SW2の開放指令21を出力する。
次に保護継電器RY2からの事故検出信号J2を入力
し、この信号J2が有りのとき、区分開閉器SW3の開
放指令22を出力する。なお、第2の配電線で事故が継
続しているか否かの判断は、上記した保護継電器RY2
の事故検出信号J2の有無に限らず、図7乃至図10に
示した装置と同様に子局Kの地絡方向継電器17からの
事故検出信号31の有無によっても可能である。
【0033】このようにして、保護継電器が事故検出し
ているときのみ、区分開閉器の入切操作を実行すること
が可能になる。そして、各区分開閉器の入切操作を保護
継電器が事故検出信号を出力してから遮断器開放出力信
号を出力する前に実行することにより、遮断器は開放さ
れることがなく、永久事故が生じた区間を、それ以外の
区間を無停電状態にて切離すことができる。
【0034】次に、地絡方向継電器60が限時回路を内
蔵している場合の実施例を図5について説明する。
【0035】図5に示すように、地絡方向継電器60に
は限時回路65(動作時間t2)を内蔵したものがあ
る。このような地絡方向継電器の場合には事故検出部6
3からの出力信号を、この内蔵限時回路65を通さずに
事故検出信号J1として中継局T1に入力するとともに
内蔵限時回路65を通した出力信号をさらに外部の限時
回路66(動作時間t3)を通して遮断器開放出力信号
として出力するように構成する。この際、内蔵限時回路
65の動作時間t2と外部限時回路66の動作時間t3
の和を前述した実施例の図3に示した限時回路64の動
作時間t1と等しくする(t2+t3=t1)ことにより、
前述した実施例と同様な動作協調をとることができる。
【0036】また、図6は図5に示した実施例におい
て、その外部時限回路の動作時間を切換制御できるよう
にした他の実施例である。
【0037】地絡方向継電器60の外部に設けられた限
時回路67は、その動作時間が中継局T1からの制御に
より、t4からt3(t4<t3)に切換えられるように構
成されている。図1において、区分開閉器SW1より母
線側の配電線、すなわち区間L1において事故が発生し
た場合には、上記した区分開閉器の入切操作を行なうこ
となく、遮断器FCB1を開放することになるが、この
場合にはできるだけ速やかに開放することが望ましい。
いま、限時回路67の動作時間が短い時間のt4に設定
されているときに、区間L1において事故が発生したと
すると、遮断器開放出力信号は事故検出部63で事故検
出してから(t2+t4)時間後に、すなわち比較的速や
かに出力されて、遮断器FCB1を開放することができ
る。一方、例えば区間L3で事故が発生すると、親局M
は、地絡方向継電器60の事故検出部63からの事故検
出信号J1とSW2の子局K2からの事故検出信号41
を受信し、突き合わせ開閉器SW6を投入するととも
に、中継局T1を介して限時回路67を制御し、その動
作時間を短い時間t4から長い時間t3に切換えてそれ以
降の一連の区分開閉器の操作を行なうようにする。した
がって、この実施例によれば、前述した実施例と同様
に、保護継電器が事故を検出してから遮断器を開放する
までの時間を上記親局の制御による区分開閉器の一連の
入切操作が終るまで延長することができるとともに、さ
らに、配電線の区間L1において事故が発生したような
場合には、保護継電器が事故を検出してから遮断器を開
放するまでの時間を短縮し、遮断器を速やかに開放する
ことができる。
【0038】なお、以上の各実施例においては、突き合
わせ開閉器の投入、事故検出した区分開閉器の開放、事
故区間の反母線側区分開閉器の開放といった各操作を親
局からの指令により逐次実施しているが、これらの操作
を親局に頼ることなく、区分開閉器の子局間で実現する
ことも可能である。例えば事故検出した保護継電器がそ
の旨を各区分開閉器の子局に通知するとともに事故検出
した区分開閉器の子局がその旨を他の区分開閉器の子局
に通知し、これを受けて突き合わせ開閉器、事故区間の
両区分開閉器の各子局が所定の時限をもって自己の所属
する区分開閉器の予定の操作を行なうようにすればよ
い。このような操作を行なわせることは、予め親局から
指示されているのがよい。
【0039】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、保護継電
器が動作するような配電線事故時のみ事故区間切離装置
が起動され、保護継電器が動作しないような配電線事故
時には事故区間切離装置は起動されないので、不必要な
区分開閉器操作を防ぎ、本当に必要な区分開閉器操作の
みを行なって、回復性の事故では停電区間を生じず、永
久事故の場合には事故区間のみを停電とすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る配電線の事故区間切離
装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示した保護継電器の一例を示すブロック
図である。
【図3】図2に示した地絡方向継電器付近の回路構成の
一例を示すブロック図である。
【図4】図1に示した親局の事故対策機能を示す説明図
である。
【図5】図2に示した地絡方向継電器付近の回路構成の
他例を示すブロック図である。
【図6】図2に示した地楽方向継電器付近の回路構成の
さらに他の例を示すブロック図である。
【図7】近時提案された配電線の事故区間切離装置の全
体構成を示すブロック図である。
【図8】図7に示した区分開閉器と子局の回路構成の一
例を示すブロック図である。
【図9】図8に示した子局のより詳細な回路構成の一例
を示すブロック図である。
【図10】図7に示した親局の事故対策機能を示す説明
図である。
【符号の説明】
BUS 母線 K 子局 L 配電線 M 親局 RY 保護継電器 SW 区分開閉器 SW6 突き合わせ開閉器 T 中継局

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれ遮断器を介して母線に接続され
    た第1および第2の配電線と、これらの各配電線の適宜
    の位置に設けられた配電線の事故検出機能を有する複数
    の区分開閉器と、各配電線の事故を検出し、事故検出時
    点から所定時間後にその配電線に所属する遮断器を開放
    する保護継電器とを備え、第1および第2の配電線の反
    母線側端部間に位置する区分開閉器を常時開放状態にあ
    る突き合わせ開閉器とし、第1および第2の配電線のい
    ずれか一方に事故が発生したとき、上記突き合わせ開閉
    器を投入するとともに、各区分開閉器の事故検出信号か
    ら事故区間を標定してこの事故区間の母線側区分開閉器
    を上記突き合わせ開閉器の投入後に開放し、さらにこの
    母線側区分開閉器の開放後に、事故が継続していること
    を条件に、事故区間の反母線側区分開閉器を開放し、こ
    の反母線側区分開閉器の開放までの一連の操作を上記遮
    断器の上記所定時間内に行なうようにした配電線の事故
    区間切離装置において、上記保護継電器と上記区分開閉
    器の両方から事故検出信号が出力されたことを条件に上
    記突き合わせ開閉器の投入指令、上記事故区間の母線側
    区分開閉器の開放指令および上記事故区間の反母線側区
    分開閉器の開放指令を出力する手段を設けたことを特徴
    とする配電線の事故区間切離装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上記各区分開閉器に
    設置された複数の子局と、これらの各子局および上記保
    護継電器と通信線を介して接続された親局とを備え、上
    記親局は、上記各区分開閉器からの事故検出信号のほか
    に、上記各保護継電器からの事故検出信号を入力して、
    上記両事故検出信号が出力されたか否かを判定するよう
    にしたことを特徴とする配電線の事故区間切離装置。
  3. 【請求項3】 請求項2において、上記保護継電器にそ
    の事故検出信号を所定時間遅延させて上記遮断器に与え
    る開放出力指令の発生を送らせるタイマー手段を備え、
    この遅延前の事故検出信号を親局に入力するようにした
    ことを特徴とする配電線の事故区間切離装置。
  4. 【請求項4】 請求項3において、タイマー手段に設定
    された遅延時間を制御する手段を備え、親局で上記両事
    故検出信号が出力されたと判定したとき、上記遅延時間
    を、上記両事故検出信号が出力されていないと判定した
    ときよりも長くするようにしたことを特徴とする配電線
    の事故区間切離装置。
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