JPS60183927A - 地絡検出保護装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は′電力系統の地絡検出保護装置に係り、特ｖ
ｃ　電子計算機等によりディジタル的に地絡事故を検出
し送電系統を保護する地絡検出装置装置皓に関する。

〔発明の技術的背景〕

第１図は従来の地絡検出系統を示す。

同図によれば、電源Ｐを含む送出側１００及び受電側１
１０が示されておυ、こルらの間を送電線ＬＩＬ２が結
んでいる。電源Ｐは母線Ｂｕｓｌよシ送出１１（１１１
００の各しゃ断器Ｃｌ３１１．　ＣＢ２１．送′Ｉ４Ｌ
線１，１，１，２及び受電側１１０のしゃ断器ＣＢ１２
．　ＣＢ２２を介して母線Ｂｕｓ２に接続されている。

送出側１００の送電縁Ｌｌ、Ｌ２端部には零相変流器Ｚ
ＣＴ１１．　ＺＣＴ２１がそれぞれ設けられ、その２次
側には地絡方向検出継電器６７Ｇ１１　、６７０２１が
それぞれ接続されている。

一方、送出側１００の母線ｒＪｕｓｌには接地変圧器Ｇ
Ｔ　Ｉｔが接続されている。この変圧器ＧＴＩＮの２次
側はオープンデルタ接続されており、地絡時に電圧Ｖ。

金地緒方向検出継電器６７Ｇ１１．６７０２１に供給す
る。また、この変圧器ＧＴＲの２次側には重圧制限抵抗
ＣＬＲが接続されており、地絡事故時におけるこの変圧
器ＧＴＲの１次側に流入する有効地絡電流■。の値を設
定する。

同様に、各送電線Ｌｌ、Ｌ２の受電側１１０１Ｃも、零
相変流器ＺＣＴ１２．　ＺＣＴ２２．及び地絡方向検出
継電器６７Ｇ１２．６７Ｇ２２が設けられており、継電
器６７Ｇ１２　、６７Ｇ２２には零相電圧■。が供給さ
れる。

尚、図面中の矢印Ｄ１．Ｄ２．Ｄ３．Ｄ４はそれぞれ地
絡検出継電器６７Ｇ１１．６７Ｇ２１．６７Ｇ１２．６
７Ｇ２２の検出方向を示すものである。

この様１工系統例において、しゃ断器ＣＢＩＩ、　ＣＢ
２１゜ＣＢ１２．　ＣＢ２２を地絡検出によって駆動す
るいわゆるしゃ断器トリップ回路は第２図に示す様であ
る。

同図によれは、接点６７Ｇ１１ａ　、　６７Ｇ１２ａ　
、　６７０２１ａ　。

６７Ｇ２２ａ　、遅延回路Ｔｌ、Ｔ２．Ｔ３．Ｔ４，７
ｙド回路ＡＩ　、Ａ２　、Ａ３　、Ａ４　、及びオア回
路ＯＲＩ　、　０１ｔ２　、０１？３　、０１１４が示
されている。接点６７Ｇ１１　、Ｊ　、　（’１７ＧＩ
２ａ　、　６７Ｇ２１　ａ　、　６７Ｇ２２ａは第１図
の地絡方向検出継電器６７Ｇｌ　ｌ　、　（ｉ７Ｇ１２
　、６７Ｇ２１　、６７０２２の動作時にそれぞれ閉じ
る常開接点である。

この様な構成によれば、第１図の送出側１００と受電側
１］０の両端に設けた地絡方向検出継電器（ｉ７Ｇ１１
　、６７Ｇ１２　の双方が作動し接点６７０１１ａ　、
６７Ｇ１２ａが閉じることによりアンド回路Ａｌ、Ａ３
はこのことを検出し、オア回路ＯＲ１，ＯＲ３を介して
しゃ断器Ｃｌ３１１．　ＣＢ１２を瞬時にトリップする
。

同様に、地絡方向検出綿′屯器６７Ｇ２１．６７Ｇ２２
が共に作動したことｆ：条件にアンド回路Ａ２．Ａ４が
出力を送出しオア回路ＯＲ２，ＯＲ４を介して−しや断
器ＣＢ２１．　ＣＢ２２をトリップする。

また、以上の動作のバックアップとして、送出側１００
又は受電ｌ１１１１１１０の一方のみが動作している様
な場合、例えば送出側１００の地絡方向検出継電器６７
Ｇ１１のみが動作している場合には、遅延回路Ｔ］によ
シ一定時間信号を遅らせてオア回路ＯＲＩを介して送出
側１００のしゃ断器ＣＢＩＩ　をトリップする。他の地
絡方向検出綿′屯器が単独で動作した場合も同様である
。

この様なπＬ力糸系統送電線ＬＪ上の点Ｆ　１で地絡事
故が発生した場合、４を故検出の様子は次の様である。

地絡事故により接地変圧器Ｇｉ’Ｈの２仄１則に零相電
圧Ｖ。が発生し、この２次巻線に接続した制限抵抗ＣＬ
Ｒにより一零相電圧■。と同位相の地絡電流■。が地絡
点Ｆ１にｂｉすれ、この電流■。は各送畦緋Ｌｌ、Ｌ２
にそれぞれ零相電流１゜１゜■０２となって分流する。

この電流Ｉ。１１Ｉ。２は各送′ｉ４ｉ、線Ｌｌ、Ｌ２
の両端に設けた零相変流器ＺＣＴ１ｉ、　ＺＣＴ１２．
　ｚｃＴｚｌ、　ＺＣＴ２２　（７）各２次電流１ｇ１
　Ｈ’ｏ２ｔ　’ｏｌ’　＋　ｉｏ２’　となってそれ
ぞれ地絡方向検出継電器（ｉ７Ｇ１１．６７Ｇ１２．６
７Ｇ２１．６７０２２に供給される。

ここで、地絡方向検出継電器６７Ｇ］　１　、６７Ｇ１
２は入力される零相１Ｅ流ｉ。ｌ＋　’Ｏ□′　と前述
の零相′電圧■。とが同位相であるためそれぞれ動作す
る。従って、第２図の対応する接点６７０１１ａ、　６
７０１２ａが閉じ、事故発生側の送電線Ｌｌの両端のし
ゃ断器ＣＢＩＩ、　ＣＢ１２をトリップして、ｉ力系統
を地絡事故から保護する。送電線Ｌ２に地絡事故が発生
した場合も同様である。

〔背景技術の問題点〕

以上の様に、地絡事故によって流れる零相電流■ｏ　は
母Ｉ＃Ｂｕｓｌからしゃ断器ＣＢＩＩ　を介して流れる
零相電流Ｉ。１と、母線Ｂｕｓ　１からしゃ断器ＣＢ２
１．　ＣＢ２２を介して流れる零相電流Ｉ。２に分流す
る。

この分流零相電流Ｉ。□、■。２０分流比は母線１３ｕ
ｓｌから事故点Ｆｌまでのそれぞれの分流路の系統イン
ピーダンスの比によって定まり、またこのインピーダン
ス比は送電線Ｌｌ　、Ｌ２のインピ−ダンスが一定であ
るから地絡事故の発生湯所によって変化する。このため
、次の様な不都合が生ずる。

例えば、事故点Ｆ１が零相変流器ＺＣＴＩＩに極めて近
い場合、送Ｘ１ｌｉＪＩＬ１．Ｌ２のインピーダンスは
全て母線Ｂｕｓ　］からしゃ断器ＣＢ２１．　ＣＢ２２
゜Ｃｌ３１２を介した事故点Ｆ１までの分流路のインピ
ーダンスとなる。一方、母線Ｂｕｓｌからしゃ断器ＣＢ
　１１を介した事故点）１までのインピーダンスには送
電線Ｌｌ、Ｌ２のインピーダンスは含まれ１ｊい。丁な
わち、母線Ｂｕｓｌからしゃ断器Ｃ１３１１を介して流
れる電流■。、が事故点Ｆ１に流れる地絡電流工。と同
等となシ、分流零相電流工。２はほとんど流れない。

このため、地絡方向検出継電器６７Ｇ１１　は動作する
が継電器６７Ｇ１２は動作しないこととなる。

従って、第２図の地絡検出回路のアンド回路ＡＩの出力
信号が形成されず送電線Ｌｌ側の地絡事故にもかかわら
ず事故が瞬時にしゃ断できない。

すなわち、遅延回路Ｔ１にまり地絡方向検出継電器６７
Ｇ１１の動作から一定時間後にのみしゃ断器ＣＢＩＩが
しゃ断状態となる。

また、しゃ断器ＣＢＩＩのしゃ断によっても地絡電流Ｉ
。は引続ぎ流れ、母線Ｂｕｓｌからしゃ断器ＣＢ２］、
　ＣＢ２２．　ＣＴ３１２を介して■。＝１゜２　とな
り、継電器６７Ｇ２］、　、　６７Ｇ１２が動作し、遅
延回路Ｔ２゜Ｔ３を介して一定時間後にしゃ断器ＣＢ２
１．　ＣＢ２２がそれぞれトリップし、ここで初めて母
線ＢｕｓＺ側への電源供給が停止される。

以上の様に、従来装置によれば、地絡事故の発生湯所に
よっては地絡事故が直ちに検出されず迅速なイχ護か図
れない欠点があった。

〔発明の目的〕

この発明は、以上の従来技術の欠点を除去しようとして
成されたものであシ、事故発生箇所が送電線のいずれで
あろうとも確実に事故を検出ししゃ断指令を送出するこ
とのできる地絡検出保護装置を提供することを目的とす
る。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、この発明によれば、電源電力
を母線及びしゃ断器を介して並列運用する送電線に送出
し受電側でもしゃ断器を介してこれを母線に送り込む様
にした送電線の送出側及び受電側で各々、地絡事故に際
して生ずる零相電圧及び各送電線に流れる零相電流を検
出し、この電圧と電流を比較することによシ事故方向を
判断し、１４ｉＪ記零相電圧並びに前記零相電流に基づ
く信号、前記事故方向全判別した信号、及び前記しゃ断
器の接点を電力の送出側並びに受電側で各々直列に接続
して得られる接点信号に基づいて予め定めた入力条件に
合致するか否かを判断し合致した場合に前記しゃ断器の
トリップ指令を送出する様にする。

〔発明の実施例〕

以下、添付図面に従ってこの発明の詳細な説明する。尚
、各図において同一の符号は同様の対象を示すものとす
る。

第３図はこの発明の実施例を示すものであシ、第４図の
従来装置における地絡方向検出継電器６７Ｇ１１．６７
Ｇ１２．６７Ｇ２１．６７Ｇ２２は用いず地絡検出装置
１，２を設けて、４相変流器ＺＣＴＩＩ、　ＺＣＴ１２
゜ＺＣＴ２１．　ＺＣＴ２２ノ２次出力テアル零相’ａ
ｔ流’０１１’０２１１０１’　ｌ　’０２’と前記接
地変圧器ＧＴＲの２次出力である零相電圧■。を入力す
る様に構成する。

ｂａ’ｃ　４図は上記地絡検出装置１０４１４成を示し
たものである。地絡検出装置２もまたこれと同様に構成
される。

同図によれば、４つの変換回路３，４，５，６．２つの
位相比較回路７，８、スタート制御回路９、事故方向判
定回路１０　、１１、電流値検出回路１２、及び地絡判
定出力回路１３並びに並行運用されている送電線Ｌｌ、
Ｌ２の送出側１００のしゃ断器ＣＢＩＩ。

ＣＢ２１の接点ＣＢ１１ａ、ＣＢ２１ａが示されている
。

各変換回路３〜５はそれぞれ零相電圧■。、零相電流ｉ
。□ｌ’ｌ＋２を入力としてそれぞれ変換データ３１　
、４１　、５１を出力するものであり、例えばｍ５図の
様に変換する。

合成変換回路６は２つの零相電流ｉ。１１　’０２を入
力として、これらの合成変換データ６１を出力するもの
であり、例えば第６図の様に変換する。

スタート制御回路９は変換回路３の出力データ信号３１
により地絡事故の発生を検出し各回路７〜Ｊ３に起動信
号９１を送出する。

位相比較回路７，８はそれぞれ信号■。と信号ｉｏ１及
び信号Ｖ。と信号ｉ。２の位相をデータ信号；３１　、
４１　、５１　Ｋ基づいて比較しそれぞれ位相比較デー
タ７１　、８１を出力する。例えば、第７図に示す様に
、零相ｉ１１．圧■。の変換データ３１と零相電流１゜
の変換データ４１（又は５１）を比較して、双方のデー
タのＭａ′１″る範囲の信号を位相差信号φとして送出
する。この信号φば、■ｏとｉ。が同位相ならばφ＝π
、逆位相ならばφ＝０となる。

事故方向判定回路１０　、１１は位相比較回路７，８の
出カフ１　、８］によって事故先生の方向を判定する。

例えば、事故方向判定回路１０は、位相比較回路７の出
力φかｉπ〈φくπであるとぎ、送電線Ｌ１方向の事故
と判定しこれに対応する判定信号１０１を送出する。ま
た、０≦φ〈丁であるとぎ、母ＩＩＩ＋ｊＩＩＪｕｓ１
方向の事故と判定しこれに対応する判定信号１０２を送
出１−る。

同様にして、事故方向判定回路１１も送電線Ｌ２方向の
事故判定信号１１１並びに母線Ｂｕｓ１方向の事故判定
信号１１２を出力する。

電流値検出回路１２は合成変換回路６の出力信号６１が
一定値以上のとぎ動作指令信号１２１を出力する。

地絡判定出力回路１３Ｆｉ、事故方向判定回路１０の出
力４Ｍ号１０１．１０２．　ｊＪ↓故方同方向判定回路
１１力信号１１１．１１２、電流値検出回路１２、及び
しゃ断器ＣＢＩＩ、　ＣＢ１２の接点１１ａ、　１２ａ
　Ｋよって形成される接点信号１４に基づいてしゃ断器
ＣＢＩＩ、　ＣＢ２１のトリップ信号０１，０２、及び
地絡検出信号０３を送出する。

これらの入力信号に基づぎ出力信号０１，０２゜０３を
送出する判断は、例えは次の表１の様に行う。

すなわち、表１の縦方向の入力信号条件が揃ったとき、
各出力信号が形成される。

地絡検出装ｆ１１２も上記と同様の方法で地絡検出を行
い、送１１５線Ｌｌ、Ｌ２の受゛亀側１１０のしゃ断器
ＣＴ３１２．　Ｃｌ１２２　のトリップ信号及び地絡検
出信号を形成する。

次に、この様な地絡検出装置１，２の第３図における動
作を説明する。

第：（図の送電線Ｌ１の点Ｆ１で地絡事故が生じたとす
ると、第１図で説明したと同様に、接地変圧器ＧＴＲの
２欠側に零ＡＯ電圧■。が発生し、この電圧■。が地絡
検出装置ｉｔ　１　、２に入力される。

一方、苓相′市圧■。と同相の零相′電流１゜□Ｉ　Ｉ
Ｏ２が各送ｔｌｉ線Ｌ　１　、　Ｌ　２に分流するが、
各電流■。１゜’０２は零相変沌器ＺＣＴＩＩ、　ＺＣ
Ｔ２１に介して地絡検出装置ＬＩＣ，零相変流ｇｉＺｃ
Ｔ１２．　ＺＣＴ２２ヲ弁シテ地絡検出装置２に入力さ
れる。

ここで、第４図で説明した通９、零相電圧■。

によってスタート制御回路９が起動信号９１ｆ：送出す
る。このとぎ、電圧■。及び電流！。、は同位相２ であるから位相回路７の出力信号７１はφ〉ｉπに該当
し、事故方向判定回路１０は送電線Ｌ１方向の事故判定
信号１０に「１」を出力する。

また、′１圧Ｖ。及び電流ｉ。２も同位相であるから同
様に、事故判定回路１１は送電線Ｌ２方向の事故判定信
号１１に「１」を出力する。

一方、電流ｉ。□ｌ　’０２の電流値も合成変換回路９
により加算された値となυ電流値検出回路１２は動作信
号１２１＝「１」を出力する。

従って、地絡判定回路１３０入力は信号９１＝ｌ−ＩＪ
、（ｇ刊゛１ＯＬ＝ｒｌＪ、信号１０２＝ｒＯＪ、信号
１］に「１」、イｄ号ｔｔｚ＝ｒＯＪ−信号１２１＝ｒ
ｌＪであり、またしゃ断器接点ＣＢ１１ａ　、　Ｃｌ３
１２ａも共に閉じているため信号１４＝ｒｌＪである。

しかし。

表１によれば、この様な条件でしゃ断器ＣＩＪＩＩ　。

ＣＢ２１　のトリップ信号は送出されない。

次に、地絡検出装置２の動作を検討する。尚、説明の便
宜上第４図の符号を用いて説明する。

地絡点Ｆ１には、零相変流器ＺＣＴ２２．　ＺＣＴ１２
１ｄｉ′して零相電流工。２が分流しているから、地絡
検出装置２へ入力される零相電圧■。と零相電流’Ｏ１
ｌ　’０２において、電圧■。と電流ｉ。□は同相であ
シ、電圧■。と電流ｉ。２は逆相であｐ、共に値は等し
い。

このため、事故方向判定回路１０は送電線Ｉ、１方向の
判定信号１０１＝ｒｌＪを出力し、事故方向判定回路１
１は母線Ｂｕｓ２方向の判定信号ｕｚ＝ｒｌＪを出力す
る。このとぎ、電流器検出回路１２の出力信号ｔｚｘ＝
ｒＯＪである。スタート制御回路９の出力信号９１及び
しゃ断器接点ＣＢ１２ａ　、　ＣＢ２２ａによる信号１
４は当然Ｋ　ｌ−’　Ｉ　Ｊである。

ここで、地絡判定出力回路１３の出力条件を表ＩＩＣ，
１：　′）　テ判ｖＦｆＴ″Ｘ１″７＋　ト、　Ｕ路１
３　Ｕ　Ｌ　ヤｕ器ＣＢ１２　ＶＣトリップ指令を送出
することか分かる。

しゃ断器ＣＢ１２が動作することにより零相電流１０２
は送電ｗｒ、ｚへ分流不能となり、全て零相変流器ＺＣ
ＴＩＩを介して地絡点Ｆ１へ流れる。

同時に、地絡検出装置１への零相電圧Ｖ。、を相電流ｉ
。１１　’０２が転換し、電圧■。と電流ｉ。、は同位
相に、電流ｉ。２は零となる。このため、装置ｌの事故
方向判定回路１１の送電線Ｌ２方向の事故判定信号１１
１がなくなり、地絡判定回路１３へ入力される信号は信
号Ｇｌ　、　１０１．１２１と７ｃり、表１から分かる
様に、この条件でしゃ断器ＣＤＩＩのトリップ信号０１
が形成される。

以上の様にし”〔、しや１ｌｉｉｒ器Ｃｌ３１２．　Ｃ
ＪＪＩＩが順次トリップされるため、事故の発生した送
電線Ｌ１が保護しゃ断される。

送′１１Ｌ線Ｌ２側で地絡事故が発生した場合も同様で
ある。

〔発明の効果〕

この発明は１以上の様に地路事故に基づく零相１ｉｉ、
ＩＥ及び零相電流を基に予め定めた論理条件で、並行運
用している送電線のしゃ１析器をしゃ断する様にするた
め、地絡事故の位置に暉関係に迅速適確な地絡事故の検
出保護を達成し得る地絡検出保賎装置金提供することが
できる。また、従来の様な地絡検出装置相互間の通信ケ
ーブルか小破となり、しかも装（ａ全体の小型化、省力
化が可能であ

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の地絡検出の系統図、第２図は従来の地絡
検出装置首の系統図、第３図はこの発明による地絡検出
の系統図、第４図はこの発明の実施例の系統図、第５図
、第６図及び第７図は第４図の動作説明図である。 １００・・・送出側、１１０・・・受１Ｌ側、Ｐ・・電
源、Ｂｕｓ　１．１３ｕｓ　２−母線、　ＣＢＩＩ、　
ＣＢ１２．　ＣＢ２１゜ＣＢ２２・・・しゃ断器、Ｌｌ
　、Ｌ２・・・送電線、１゜２・・・地絡検出装置、６
・・・合成変換回路、７，８・・・位相比軟回路、９・
・・スタート制御回路、１０゜１１・・・事故方向判定
回路、１２・・・′電流値検出回路。 ｌ：３・・・地絡判定出力回路。 １街頴人代理人　猪　股　清 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 地絡事故に際し℃生ずる零相電圧を検出し起動指令を送
   出するスタート制御手段と、このスタート制御手段の前
   記起動指令に基づいて前記零相電圧及び地絡事故に際し
   て並列運用している各送電線に流れる零相電流の位相を
   比較し位相差に対応する位相差信号を送出する位相比較
   手段と、前記起動指令によって起動し前記位相差４Ｈ号
   によって事故方向を判定てる事故方向判定手段と、前記
   起動指令によって起動し前記各送電線の零相電流を合成
   して所定値になっている場θに！１１１１作信号を送出
   する電流値検出手段と一前記スタート制御手段、前記事
   故方向判定手段、＃＋Ｊ記電流電流値検出手段出力信号
   、及び並列運用している送′屯紛の一端に設けたしゃ断
   器の接点を直列に接続して得られる接点信号を基に予め
   定めた入力論理条件に従って前記しゃ断器のトリップ指
   令を送出する地絡判定出力手段とを具えた地絡検出装置
   を、電源からの電力を母線及びしゃ断器を介して並列運
   用する送電線に送出し受電側でもしゃ断器を介してこれ
   を母線に送り込む様にした電力系統の前記送′也線の送
   出側及び受電側に各々設ける様にしたことを特徴とする
   地絡検出保護装置。