JPS5815419A - 保護継電システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電力設備を制御するために必要な各種の情報のうち、基
本的情報は、電流・電圧の瞬時値情報や、しゃ断器、断
路器などの開閉状態表示である。これらの情報を基にし
て、発電所、変電所、送電線などの設備から成る電力系
統の保護や、調整、操作などの制御が行なわれている。

既存の電力系統の制御システムは、保護や制御に用いる
装置は、■えば変電所などでは、ユニット室と呼ばれる
建屋に収容されており、これらに対する系統の電圧、電
流情報の導入は、現場設置ＯＣＴ、ＰＴから、その２次
出力を配線によって導く方法がとられてきた。まだ、保
護装置や制御装置の出力であるしゃ断器へのトリップ指
令等は、ユニット室の各装置から、現場の当該しゃ断器
まで同じく配線により信号線を介して力えられている。

これらの各配線は、夫々の系統保護、制御装置ごとに別
個のものが用いられているだめ、変電所全体では極めて
膨大なものとなっている。

しだがって、将来１すまず巨大化、複雑化していく電力
系統に上記した現行の如く、コルニット室に保守装置等
を設置していく方式を踏襲する場合には、より一層配線
が混雑するため、配線に要する費用が増大の一途をたど
ること、保守の困難さが増えること、及び増設時の空間
的スペース、−１−も対応不能なケースが生じているな
ど、多くの問題点が顕在化しつつある。

ところで、本来、系統保護装置乞１１、前述のごとくＣ
Ｔ、ＰＴを介して系統からの電流、電圧の瞬時値等を入
力し、しゃ断器などに指令を力えて、系統に突発的に生
ずる事故や異常現象を検出し、系統の正常部分と異常”
ｉｌ’ｊ分を分前１〜、正常部分が異常部分の影響を受
け々いようにする「ｊ的を果す。

このことは、保護継電システムが、電力系統、ＣＴ、Ｐ
Ｔ及びしゃ断器、保護リレー装置によって構成される閉
ループ制御７ステムをなしていることを意味し、保護リ
レーは、常にしゃ断器と行動を共にする装置であること
を示している。

見方を変えれば、保護リレーシステムは、ユニット室な
どに集合しておくよりは、変電所の現場ＯＣＴ、ＰＴや
しゃ断器の近傍に置くのが本来の自然々姿であるとも云
える。

しかしながら、単に、従来の保護リレー装置そのものを
現場設置形するというだけでは、次のような５つの大き
な問題点があり、即実用的なものとすることはできない
。

（１）強烈な開閉ザ−／の影響や、大電流が通過する場
所に設置するので、面１ザージ、耐誘導雑音の問題を克
服する必要がある。

（２）装置自身の機能を果すに幻、装置の駆動エネルギ
ーである□□□源供給の問題がある。いつ起るかわから
ない系統事故に備え、絶えず系統の電圧、電流から所定
の動作原理に従って事故判定動作を続けるには電源も不
断に供給できるもので斥けれはならないが、現行方式の
踏襲では、変電所のステー７ヨンバソテリーから電源供
給用配線をヤードの現場に設置した保護リレー装置まで
布設する必要があり、配線、耐ノイズ性の点でも問題が
多く、非実用的である。

（３）装置の健否が、常に把握できるようにし、誤動作
、誤不動作をレノ止できる」；うにすると共に、装置に
不具合が発生した場合には、当直者の居る本館へ自動的
に表示、警報できるようにしておく必要がある。

（４）装置の応動状況の管理の為には、系統事故を検知
し応動した場合に、これを人間のいる本館へ自動的に表
示、警報し、当直者による様々の事故処置の便を取れる
ような方策を講じておく必要がある。

（５）整定変更等が必要な場合、わざわざ現場に出かけ
て行かなくとも本館で当直者が、整定伝票に従って、整
定が行なえかつ、確実に整定か生されたことを確認でき
るようにする必要がある。

これら５つの問題点のうち、 （１）に関しては、公知の対ノイズ対策を装置の筐体レ
ベル、ユニットレベル、布線レベルテ実行スれば、■Ｃ
レベルの信号を扱う場合にも而１えうることか、実系統
下で全シーズンを通して実施された長期間のフィールド
テストの実績により確認されているので、その手法を用
いることで解決でき（５） る。

（２）に関しては、従来ユニット室内の一角に設けられ
たステーション・・ツテリーを分散して、各保護リレー
装置の近傍に設置して電源を供給させる方法や、太陽光
電池を各装置に具備し、これによるバッテリー充電方式
として無保守性を実現する方法などの技術が適用できる
。

（４）の問題に関しては、現行の保膿リレーで用いられ
ている自動監視（自動点検及び常時監視）の機能を付加
すれば、少なくとも設置現場では装置の帥否がわかるが
、この−！までは、本館に居る当直員は、もし装置の鯉
否状況を知ろうとしても、わざわざ現場１で出て行って
保護リレー装置の点検関連の表示灯を参照せねばならな
い不便さを伴う。

本発明は、上述の問題点のうち、現行の諸分野の技術で
は、カバーしきれない（５）　、　（４）　（（３）の
一部込み）を克服できる新しい分散設置形の保護リレー
を提供し、従来用いられてきた保護リレー装置設置のた
ゆのユニット室を設ける必要性をなくし、（６）゛ また、変電所ヤード内の膨大量の電気信号配線をなくす
ことによって経済的、かつ信頼性の点で優れた保護継（
５）ノステムｆ：＋、ｉ′−供することにある。

本発明による保護継電／ステノ・の主たる特徴を列挙す
れば次の如くなる。

（１）各保護リレー装置は、”制御対象である当該しゃ
断器及び系統情報センサであるＣＴ、Ｉ）Ｔに近傍の変
電所等現場ヤードに屋夕１設置とする。

（系統・１有報を入力するだめの当該ｃ’ｒ’、ｐ’ｒ
の２次帛力端、及び匍〕」］指令１］４力を１４える当
該しゃ断器の１−　’Ｊノブコイルと保護リレー装置の
夫夫の当該端子とを接続する） （２）各保護リレー装置に対する１１」；源の供給は、
当該装置に内蔵するか、もしくは近接して設置する本装
置が占有の電源装置より１」（給される。この電源装置
は、他の保護リレー装置のものとは、電気的に完全に分
離されるよう構成する。

（３）各保護リレー装置には、自動！ｊｊ＃祝ユニツユ
ニット備される。この自動監視ユニットのうち常時監視
は既存リレ一方式と同様であるが、自動点検ユニットは
、次のような新規の機能を具備している。

■　リレー装置の各リレー要素に対し点検する機能を有
する。

［有］　点倹信刊の発生は当該リレーの整定値を逐次参
照し、その値に適合した点検信号を当該入力端に力える
ようにし、少なくとも整定値近傍の保護・唄域内及び保
護領域外の２点を点検し、要ｇ　ｌ）レ−の正動作、不
動作を確認するステップを含む。

■　点検の起動は、則常の手動、自動のほかに転送指令
モードを有する。

＠　整定変更が生され／ζ場合には、一連の帯定作業が
終了した時点で、新しい督定値でのリレー装置に対する
点検が自動的に実行され、整定値の妥当性を含めた装置
の肺否がｃｈｅｃｋできる。

（４）各保護リレー装置の、系統事故への応動状況、自
動監視結果の不具合情報等を、当直負の居住する本館に
設置の総合監視盤へ転送するため、及び該総合監視の一
部に設ける保護リレー整定機構より力えられるリレー繁
定値を当該の保護リレー装置へ転送するためにいくつか
の保ｉ４　’）レー装置（１タリえばひとつのコーニツ
ト室へ収容されていた全保護リレー）に共有の光フアイ
バ伝送機構を有している。

（５）上記、光フアイバ伝送機構は、次のにうに構成さ
れる。

■　本館側、親装置の送信部と、リレー装置に１つ設け
る子装置とを結ぶために、全リレー装置（これは例えば
従来のユニット室単位の全てのリレー装置をさす）の子
装置に対し共用される１つの光フアイバ伝送路を設ける
。

■　この光フアイバ伝送路は１つのループをなし、−万
端が親装置の送信部と結ばれ、他方端が同じく新装置所
の受信部と結ばれる。

＠　該光フアイバ伝送路と各リレー装面との接続は、夫
々のリレー装置ごとに設けられた光分岐器及び光挿入器
を介して行なう。

■　親装置の送信部では、同期ワードに始捷り、（９） 夫々の子局に対して指令ワードを送るだめのワードスロ
ット群及び後述のリレ一応動等送信用ワードスロット群
から成る信号フレームを編成し、常時、時分割サイクリ
ック方式でこの信号フレームを送出している。

＠　各小装置の受信部は、この信号フレームの同期ワー
ドを受信した後、この時刻を起点に自己に定められた当
該の指令ワードスロット部の信号を受信する。まだ、各
装置の送信部は、−Ｆ記受信部における同期ワード受信
時刻を起点に自己に定められた当該のリレ一応動等送信
用ワ〜トスロット部へ、リレー摺動状況、自動監視結果
等の’ＩＮ　Ｎを挿入するように構成する。

■　親装置の受信部は、光フアイバ伝送路を介して送ら
れてくる信号フレームの同期ワードを・１莢出、この時
刻を起点に、各リレー装置の小装置から送られるリレ一
応動等の情報を、夫々に該当のリレ一応動等送信用ワー
ドスロット部から受信するように構成する。

（１０） 以下、本発明の代表的実施例を図面を参照しながら説明
する。

第１図は、超高圧変電所へ本発明による装置を適用した
場合の実施例を示し、従来１ユニット室へ収容されてき
だと同数の保護リレーを対象に適用したときの例示であ
る。図に於て、単線結線図に示されている各記号−二下
記に列挙するものを示す。

Ｂｌ、Ｂ２け高圧側のＪυ線、ＴＩ（３、Ｂ　４は高圧
側の母線、Ｌ　１　、　Ｌ　２は受信用送電線、ＣＢ　
］、　。

ＣＩ（２，ＣＨ２，ＣＢＩ　］　、ＣＩ’Ｎ　２．］３
２１゜ＣＢ２２．ＣＨ３Ｉ、１．ＣＢ２２１．ＣＢ５１
゜ＣＨ２２，ＣＨ２］　］　、ＣＢ３２　］はしゃ断器
、Ｃ’ｌ’ｌ、ＣＴ２．ＣＴ３．ＣＴ／Ｉ　、（：’１
１１］　。

半浮寸汁〒ＣＴ１２．Ｃ’ｌ”２１．ＣＴ２２゜ＣＴ２
］　１．ＣＴ２２］、Ｃ’ｌｌ”３］、ＣＩ’３２゜Ｃ
Ｔ３１．１．ＣＴ３２１は電流変成器、Ｐ　Ｄ　］−。

ＰＤ２は電圧変成器、Ｔ２１．Ｔ２２．Ｔａ２゜Ｔａ２
は変圧器、寸だ、図中に示された他の記号は、本発明に
よる各装置を意味し、２１，２２が（１１） 夫々Ｌ　］　、　Ｌ　２を保護対象とする送電線保護リ
レー装置、２３，２４，２５．２６は夫々Ｔ３２゜Ｔａ
２．Ｔ２２．’Ｉ”２１を保護対象とする変圧器保護リ
レー装置、２７，２８．２９は夫々Ｉ］１゜Ｂ２を・１
呆護対象とする一括旬線保護リレー装置、分抽母線保護
リレー装置（Ｂｌ　）、仝（Ｂ２）、Ｐ　Ｂ　］は各リ
す−装置と、本館１に設置された系統監視盤のｊ旬を績
ぷ光フアイバ伝送路を示す。

図示の如く各リレー装置２１〜２９は、夫々自己の保護
対象である設備のトリップ用しゃ断器及び系統情報セン
サであるＣＴ、１〕Ｔの近傍の現場ヤード内に設置して
いる。この第１図に於る本発明による各リレー装置２１
〜２９は、リレー機能（内蔵される自動監視機能も当該
リレーに適合した点検、常監機能を有す）が異なる以外
は共通の標準回路構成としている。その具体例は、本発
明に於ける各保護リレー装置２１〜２９と、本館１との
連絡路である光フアイバ伝送路ＦＢＩとの接続部分を明
確にした第２図に示されている。この第２図では、図面
の繁雑さを避けるだめ、保護り（１２） レー装置は２１及び２９のみを明示しである。

この図に於ける各記号の中で、１．ＦＢＩ。

２１．２９は第１図で示しだものと同一のものであり、
このほかの各記号は次の通りである。

１１一本館１に設置された監視盤に伺設された親装置の
うちのリレー整定機構を示し、ここからは、光フアイバ
伝送路Ｐ　Ｉ’ｌｌ　１に接続された全ての保護リレー
装置（２１〜２９）の全ての要素リレーの慶定が選択設
定動作により実行できる。該リレー整定機構の細部は図
示を省略しであるが、整定変更したい保護リレー装置を
選択する機構、同様にリレー要素を選択する機構、整定
値を設定する機構、これら３つが選択・設定されている
期間に指定されると有効に機能する整定変更指令機構、
ならびに一連の整定変更が終ったことを指示するだめの
整定終了指令機構が具備されており、これらの設定及び
指令内容は送信部１３に遂−伝えるよう構成する。該送
信部１３は、常時第３図に示す伝送信号フォーマットの
信号を光フアイバ伝送路Ｆ　１３　］に送出するが、上
記リレー整定機構１１（１３） から指令、設定内容が伝えられたときには、フォーマッ
ト中の当該指令ワードスロツｌｉｓ＋］〜Ｓ＋−９のう
ちの当該のもの）に挿入して送出するよう動作する。即
ち、整定しだい保護リレーに該当の指令ワードスロット
のうちの、Ｃ＋１には選択されたリレー要素に該当の査
号を、Ｃ＋、２には設定された整定値を、Ｃ＋３には整
定変更指令機構の出力を、そしてＣ＋４には整定終了指
令機構の出力を挿入する。もちろん、選択されていない
指令ワードスロットには、これら選択的とは区別できる
空信号を挿入させる。

この第３図の伝送信号フォーマツＩ・は、時分割サイク
リック伝送方式で伝送されるだめ、」二記の設定が継続
されている間は、当該の指令ワードスロットに設定され
たものをそのまま挿入して送出することは云うまでもな
い。

さて、第２図に戻って、このようにして送信部１３より
送られた伝送信号フォーマットは、光フアイバ伝送路Ｆ
ＢＩを通り、各リレー装置へ伝送されるが、各リレー装
置には、光分岐器２１１〜（１４） ユｑ１ 念士幸が具備されているため、その受信部２１３る光電
変換部と同期信号・炭出部及び指令ワードデコ−１・都
と方ざ鳴克ち。

このようにして光送信部】３より送られた伝送信号フォ
ーマットは、光ファイバ■１゛［目を通り各リレー装置
２１〜２９へ伝送されるが、各リレー装置２１〜２９に
は、光分岐器２１１〜２１９が具備きれているため、そ
の受信部２１３〜２９３にこれが導かれるようになって
いる（第２図）。

との子装装置の受信部２１３〜２］９には、図示はして
いないが、導かれた光信号を電気慴号に復元する光′電
食換部、同ｊυ］ワードの検１１盲ｌＶＳ及び指令ワー
ドデコード部が備えられる。従って、自己に当該の指令
ワードス［」ツトを参照し１ｃ＋１〜Ｃ＋４に伝送情報
があれば、その１１＋１“ｊ朱に応じ、保ｈリレーユニ
ツｌ−２，１５（〜２９５）にこれを与え内部のレジス
タ等に保持させ、整定変更を実施させる（このとき、リ
レー機能をロックさせる機能は（１５） 勿論付〃ばれている）。

もし、整定変更指令があって、幾つがのリレー要素に対
する整定値を全て所定の対応通り内部レジスタ群に格納
した後に、整定終了指令がＣ≠４に与えられたと、きは
、その旨を自動監視部２１６（〜２９６）に伝えるよう
にしている。この伝達により、自動監視部２１６（〜２
９６）の自動点検機能が起動されるので、上記の新しい
整定値を参照した点検信号が発せられることになる。

いま、２１を送電線の後備保護リレー装置と仮想した場
合を例に、本発明に於けるこのときの点検方法を第４図
を用いて説明する。

即ち、リレー要素がリアクタンスリレー１段、（Ｘｌ）
、２段（Ｘ２）及びモーリレー（Ｍ）とで構成されてい
る例の場合には、夫々の新整定値を参照し、例えばそれ
ぞれの値の９０％及び１１−０％に相当するラインアン
グル」二のポイントにｌ事故点が生ずるように（図のＸ
　］、　］→Ｘ　１．２→Ｘ２１→Ｘ　２’　２→ｍ１
→ｍ２と逐次、点検ステップに従って点検信号を発し、
リレーへの系統情報（１６） 路２９７，２９８を点検側へ切替えて実施させるように
している。

そして、このときの各リレー要素応動結果及び自動監視
結果の情報は、第２図の子装置の送信部２１４（〜２９
４）へ、リレーユニット２１５（〜２９５）から与えら
れるので、該送信部２１４は、既に受信部２１３が同期
ワードを検出したときにその旨を報知されているので、
この同期ワード・演出時点を時間の基準点として自己に
与えられだリレ一応動等送信ワードスロット内のＫ　＋
　１．　。

Ｉ（＋２へ（第３図参照）それらの情報を挿入すること
ができるように構成している。勿論この送信部２１４に
は電光変換部も具備させているので、このようにして光
信号に変換されだＩ（≠１．■（≠２の情報は当該の光
挿入器２１２（〜２９４）を介して光ファイバＦＢＩへ
送出され、これが本館１の親装置受信部１４で受信でき
る。

このようにして、受信された要素リレーの応動結果及び
自動監視結果は、監視盤１２の図示しない表示部へ表示
できるから、当直者は、これらの（１７） 情報を全て杷握できる。

即ち、以上説明した機能により、現場設置した各リレー
装置２１〜２９内のいずれのリレー要素に対しても、本
館から整定変更の指示及びその指示が確実にリレー装置
内で自動的に実施されていることが確認でき、初めに目
的としたねらいを達成できることがわかる。

第５図は、第２図における２１の内部をより詳しく説明
したものであり、これは前述した事項を具体的に示しだ
構成となっている。同図において、Ｄｌは光電変換器、
Ｉ、Ｃはレベルチェンジャ、ＳＥＴは整定変更悄￥に転
送用信号線、ＥＮＤは整定終了情報転送用信号線、ＳＹ
Ｄは同期ワード検出情報転送信号線、Ｒ，ＯＰはリレー
動作情報転送用信号線、ＳｖＳは監視用情報転送用信号
線、Ｄは電光変換器である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を採用する電気所構成図、第２図は光伝
送７ステムを示す図、第３図は伝送情報のフレーム構成
を示す図、第４図は保護リレーの（１８） １つである距離リレーの特性を示す図、第５図は保ＪＩ
Ｊレー装置２１の構成をより詳細に示しだ図である。 １・・・本館、ＦＢＩ・・・光フアイバ伝送路、２１・
・・送電線保護リレー、２２・・・送電線保護リレー、
２３・・・変圧器保護リレー２４・・・変圧器保護リレ
ー、２５・・・変圧器保護リレー、２６・・・変圧器保
護リレー、２７・・・一括母線保護リレー、２８・・・
分括旬線保護リレ〜（Ｂ１）、２９・・・分括ｍ線保護
リレー（Ｂ２）、１．１・・リレー整定機構、１３・・
・親装置送信部、１２・・・監視盤、１４・・・受信部
、Ｆ　Ｉ３１・・・光フアイバ伝送路、２１・・・保ｉ
Φリレー装置、２１１・・・光分岐器、２］２・・・光
挿入器、２１３・・・子装置受信部、２１４・・・子装
置送信部、’ＩＩ”　Ｂ　２１．　］・・・光ファイバ
、Ｉｉ’１３２１．２・・・光ファイバ、２１５・・・
リレーユニット、２１６・・・自動監視部、２１７・・
・電流導入信号線、２１８・・・電圧導入信号線、２１
９（１９） 第　Ｚ　配 −１− ′″′　■′″″ツー ’　　２／３ ノ／　　　３　−− ｊ　　　ｚ１５’、？／、Ｓ’ 消　Ｊｒ ■≠ア≠す２７７ □　　　１１ ３″ 第　４−　１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １゜保護対象ごとに分ガ（しで配置した保５φ継電装置
   を備え、該保護継電装荷のひとつひとつに独立に、整定
   値を所定場所から送料する手段を備え、かつ、個々の保
   ηφ継’Ｉｆｆ装置から独ｔにｑ＋ｙ：定値に対応した
   情報を収集する手段を備えたことを特徴とした保護継電
   システノ、。 ２、第１項記載のシステムに於て、整定変更に対応し、
   当該保護継電装置自身に具１１ｆｉｉ　した点検機構を
   起動させることを特徴とした保ぬ継電システム。 ３、　第１項記載のシステムに於て、整定変更に対応し
   、当該保護継電装置に取込外れた整定値情報を読み出す
   ようにしたことを特徴とする保獲継竜システム。 ４、第１項記載のシステムに於て、所定場所からの整定
   値の送出用及び独立の各継電装置の応動状況収集用のワ
   ードスロツ！・を具備したことを特徴とした保護継電シ
   ステム。