JPS6035889B2 - 事故検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は位相比較搬送保叢継電装暦を設置した系統を片
端のみから線絡充電しているときの内部事故発生時の事
故検出方法に関する。

電力系統のいわゆる主幹送電線とよばれるような重要な
送電線の保護継電装層としては、保護性能の優れた高速
度動作、高信頼度形の搬送保護継電装層が一般に採用さ
れる。

とくに超高圧、超々高圧送電線には、事故相だけを選択
しや断し、高速度再閉路する多相再閉路方式が適用でき
る各相位相比較搬送保護継電装直が設置される。ところ
で、位相比較搬送保護継電装層が設置される両端電源端
扱いの系統で、片端のみから送電線を充電していて、内
部事故が発生しても、従来方式の事故検出回路では休止
端側の電気所で内部事故が検出されず、したがって例え
ば事故点の把握やオシロ起動が不可能となり事故現象の
解析に甚だ不具合を生じさせることになる。本発明はこ
のような問題点に鑑みなされたもので、片端のみから充
電されている送電線の休止端側でも充電端からの位相信
号の性質を判別することにより、内部事故発生のみをと
らえ、必要個所に表示したり、オシロを起動したりして
確実に事故現象を記録する等して把握しようとするもの
である。

以下に従来の事故検出回路を第３図で述べ、その後本発
明の一実施例を第４図及び第５図により説明するが、そ
れに先立って第１図及び第２図により位相比較搬送保護
総雷方式の動作原理を説明する。

第１図は位相比鮫継電器７を設置する電力系統を示した
ものであり、位相比鮫継電器をＡ電気所、Ｂ電気所に設
置する。

両電気所に共通なものは同一符号を付して表わす。１は
母線、２はその電気所の背後の発電機を総合したもので
あり、送電線等に事故が発生したときは、この発電機か
ら事故電流が供給される。

電気所Ａ，Ｂの母線１はそれぞれしや断器４を介して送
電線５で連系される。送電線５で事故が発生すると両電
気所に設置された電流変成器３によって、送電線５に流
れる事故電流に比例した２次電流６が位相比鮫継電器７
に導かれ、７の出力回路１１によってしや断器４が開放
される。位相比鮫継電器７に導かれた２次電流６は位相
比鮫継電器内部の矩形波整形回路８で正弦波の交流電流
が矩形波に変換される。

矩形波整形回路８で作られた矩形波は自端位相比鮫継電
器７の一致回路９へ導かれる（実際は相手端から送信さ
れる信号が自端の一致回路９に到達するまでの伝送遅れ
時間を補償する回路を経由するが、ここでは説明を簡単
にするため省略する）と同時に情報伝送装置１２の送信
器１３に伝達され、さらに一般にはマイクロ波回線１５
を介して相手端情報伝送装置１２の受信器１４に伝送さ
れる。一方同様にして相手端情報伝送装置１２の送信器
１３によってマイクロ波回線１５を通して送られて来た
相手端矩形波は、自端の情報伝送装置１２の受信器１４
を経て、位相比鮫継電器７の一致回路９のもう一つの入
力へ導入される。一致回路９では両端の矩組形波信号の
アンド信号が作られ、この大きさが、次の積分回路１０
で測定され保護すべき内部事故と判定できる大きさ（一
般には６０ｏ）以上であれば出力回路１１よりしや断器
４の引外し指令を発することになる。第１図では１組の
位相比鮫継電器のみしか図示していないが、実際にはＡ
，Ｂ，Ｃ相各相ごとに設置され上述の動作が各相独立に
行なわれる。次に第２図により、第１図の装置の系統事
故時の応動を説明する。

尚第２図で第１図と同一のものは同一符号で示す。第２
図ａは保護区間外部事故時の応動であり、図示の如く電
気所Ｂの外部に事故点Ｆがある。

したがって変成器３の２次側Ａ端電流６ＡとＢ端電流６
Ｂでは図示のように大きさも位相も同一となる。ここで
、前記矩形波整形回路８における矩形波への変換の約束
について説明すると、電源端扱いのＡ端電流は同図８Ａ
に示す通りスライスレベルＬＨにより矩形波に変換され
正の半波でトリップ許容信号（以下Ｆ２信号という）に
、それ以外の区間はトリツプロック信号（以下Ｆ，信号
という）になる。可変電源端扱いのＢ端電流は低スライ
スレベルＬしにより矩形波に変換され、電源端扱いのＡ
電気所とは逆に同図８Ｂに示す通り負の半波でＦ２信号
にそれ以外の区間はＦ．信号になる。一致回路９では夫
々の端子の矩形波整形回路の出力８Ａと８ＢのＦ２信号
のアンドをとるが第２図の出力波形９Ａ，Ｂに示す通り
、アンド出力は得られず、したがって１０の積分回路、
１１の出力回路には、それぞれ１０Ａ，Ｂ，１１Ａ，Ｂ
に示す通り全く信号がないので、しや断器引外し信号が
出ることはない。ここで電源端のスライスレベルＬＨと
可変電源端のスライスレベルＬＬとは外部事故で両端の
Ｆ２信号が重なることがないようにＬＨ＞ＬＬになるよ
うに構成することは、周知の事実である。第２図ｂは、
両端電源時の内部事故の場合であり、図示の如く電気所
Ａと電気所Ｂを結ぶ送電線５に事故点Ｆがある。

区間内部事故のため第２図ａとは逆に、変成器３のＡ機
２次電流６ＡとＢ端２次電流６Ｂとではほぼ逆位相にな
り矩形波整形回路の出力８Ａ，８Ｂに示す如如くそれぞ
れの端局で矩形波が作られ、Ｆ，信号，Ｆ２信号ができ
るので、両端の一致回路９には、第２図ｂに図示の如き
一致出力９Ａ，Ｂが現われ、これを積分回路１０で測定
（積分）すれば、積分回路出力１０Ａ，Ｂに示すように
積分回路のスライスレベルＳしに達し、出力回路１１よ
り出力１１Ａ，Ｂを出じ、この信号によりしや断器が開
放され事故Ｆが除去されることになる。第２図ｃは、事
故点は第２図ｂと同じく保護区間内部であるが、ｂとは
異なり、可変電源端の電気所Ｂの背後に電源がない（発
電機２がない）ので、Ｂ端からは事故電流が供給されな
い場合である。

したがってＡ端の２次側電流６ＡとＡ端の矩形波整形回
路出力８Ａとはｂ図と全く同一になる。しかしＢ端２次
側電流は６Ｂに示すように全然ないので、常にＬＬレベ
ル以下となりＢ端の矩形波整形回路出力８８に示す如く
全区間に亘つてＦ２則ち連続トリップ許容信号となる。
よって両端一致回路９の出力９Ａ，ＢにはＡ端の矩形波
整形回路出力８ＡのＦ２信号がそのまま現われ、積分回
路出力１０Ａ，Ｂ出力回路出力１１Ａ，Ｂから明白なよ
うにしや断器引外し信号が発せられる。つまり一方端（
ここではＢ端）をその矩形波整形回路８のスライスレベ
ルＬＬレベル動作としておけば負半波でＦ２信号を作る
ため、事故電流が流れなくてもしや断器を引外すことが
可能となる。以上の説明のように一般には片端は電気所
ＡのようにＬＨレベル動作形（このようにすることを電
源端扱いするという）、もう片端は電気所ＢのようにＬ
Ｌレベル動作形（このようにすることを可変電源端扱い
するという）とする。

しかし系統によっては両端とも常に背後に大きな電源が
あり、非電源となり得ない場合、両端ともＬＨレベル動
作形の両端電源端扱いとする場合があるのは周知の通り
である。この時第２図での説明図は両端電気所ＡもＢも
ＬＨレベル動作となり、電気所Ｂ！こおける位相比鮫継
電器への入力電流樋性が図示はしないが反転される。

つまり、両端電源端扱いにるということは、内部事故時
の流入電流のときに各端で検出する電流を同一極性のも
のとすると、各端ではその正の半波の一定値ＬＨ以上の
ときにトリップ許容信号とし、他のときにトリツプ阻止
信号とするということである。従って、第２図ａの外部
事故では各端２次電流６Ａ，６Ｂの正弦波は逆位相にな
り、両端のＬＨレベル以上でできるＦ２信号は重なるこ
とはない。また第２図ｂの内部事故の場合各端２次電流
６Ａ，６Ｂの正弦波は同位相となりＬＨレベル以上の電
流範囲でＦ２信号を作りこれが一致するため出力回路１
１の出力が出る。しかし第２図ｃのように、片端負荷端
ケースで両端電源扱いのＬＨレベル動作にすると電気所
Ｂでは電流○で常にＬＨレベル下のためＦ２信号は出来
ず内部事故にも拘らず動作出力１１は出ることはない。
つまり両端とも電源端扱いとする場合第２図ｃの如きケ
ースは存在してはならない訳けである。つまり両端とも
電源端扱いと出来るのは、必ず両端背後に充分な事故電
流を供給できる電源が存在することが大前提となる。と
ころが、この前提を満足するときでも、系統の運用によ
っては電源が無くなることがある。これが後述する片端
充電運転であり、内部事故が発生したときに、しや断器
投入端子の開放は可能であるが、開放している端子では
内部事故の発生を検知できないことが判明した。第３図
は従来の内部事故検出回路を説明する図面であり、図に
表わす構成要素のうち第１図と同一なものは同一符号を
付して表わし、以下に出てくる図面においても、この考
え方を踏襲することをここに明記しておく。

第３図ａは位相比較搬送保護継電装贋のしや断回路の概
念を示すもので７一１ａ、は位相比鮫継電器７の出力接
点、１６は図示しないが、不足電圧継電器の出力接点で
系統電圧を入力としており系統に事故が発生したとき、
系統電圧が低下するため、これを検出して動作し接点１
６を閉成する。１７は補助継電器のコイルであり、この
コイルが励磁されると図示しない１７の接点が閉成し、
この接点により図示しないしや断器の引外しコイルを励
磁し、しや断器４を開放する。

１８一１ａはしや断器４のパレットスイッチであり、し
や断器が投入されていれば閉略し、開放されれば関路す
る。

Ｐ・Ｎは直流操作母線のそれぞれ正、負母線である。第
３図ｂは従釆の内部事故検出回路で１７一ａは補助継電
器１７の常開接点、７一２ａは７一１ａと同様位相比鮫
継電器７の別の出力接点である。第３図の従来の内部事
故検出回路の動作は次の通りである。

第１図系統で電気所Ａの７はＬＨレベル動作の電源端扱
いの位相比鮫継電器電気所Ｂの７はＬＬレベル動作の可
変電源端扱いの位相比鮫継電器である。今両電気所のし
や断器４が投入されて平常の運転状態にあるとき、送電
線５に内部事故が発生すると第２図の説明から両端の位
相比鮫継電器７は動作し７−ｌａ，７−２ａの接点は閉
成する。また系統事故のため系統電圧は低下をきたし１
６も閉成する。しかるにしや断器が投入状態にあるため
パレットスイッチ１８−ｌａは閉路されているので補助
継電器１７は励磁され、そのａ接点１７−ａは閉成する
。即ち１７一ａも７−２ａも閉路するため内部事故検出
回路（第３図ｂ）は成立し例えば表示盤やオシロの起動
回路への起動信号が供給される。次にＡ電気所からのみ
送電線５を充電し、Ｂ電気所のしや断器４が開放状態に
ある運転状態を考える。

電源条件は先と同様Ａ電気所ＬＨレベル動作、Ｂ電気所
ＬＬレベル動作とする。この時送電線５に内部事故が発
生するとＢ電気所は電流○で連続Ｆ２信号を作るから第
２図ｃと同一動作になり、Ａ電気所の内部事故検出回路
は１７−ａ，７一２ａともに開路し、確実に内部事故を
検出する。Ｂ電気所はしや断器が開放されているためパ
レット接点１８−ｌａが開いており補助リレー１７が励
磁されずこのため１７一ａは閉成しないが事故発生と同
時にＡ電気所からの位相信号は約１８０ｏのＦ２信号が
送信されてくることになるのでＢ電気所の位相比鮫継電
器７は動作し７−２ａが閉成するのでＢ電気所でも内部
事故は検出できることになる。今度はＡ電気所、Ｂ電気
所ともＬＨレベル動作つまり両端電源扱いの場合を考え
る。

両電気所ともしや断器４が投入された平常運転時におい
て送電線５に事故が発生すれば前述のように両電気所と
も位相比鮫継電器７が動作するもので１７一ａ，７一２
ａともに開路し、両電気所とも内部事故は検出可能であ
る。そこで両電気所ともＬＨレベル動作の両端電源端扱
いでＡ電気所のしや断器４のみを投入しＢ電気所のしや
断器は開放して、送電線５を一端充電送電線していると
き、送電線５に内部事故が発生した事を考えてみる。

しや断器を開放した端子Ｂは第５図ａで後述するが連続
Ｆ２信号を送信している。したがって事故が発生し電気
所Ａの変成器３に大きな事故電流が流れると矩形波整形
回路８で約１８０ｏのＦ２信号が作られるのでＡ電気所
では位相比鮫継電器７が動作し内部事故検出回路１７一
ａ，７−２ａともに閉路し、内部事故は記録可能となる
。しかしこの時電気所Ｂではしや断器４が開放されてい
て位相比鮫継電器７への入力電流は○のため、Ｆ２信号
は全く出来ず連続Ｆ，信号となっている。したがってＢ
電気所の内部事故検出回路の７−２ａ，１７−ａの接点
は開路されたままで内部事故検出回路は成立せず例えば
この条件を入力とする表示器やオシロは電気所Ｂでは信
号が与えられず事故現象が記録されぬため、あとの事故
現象解析に大きな支障を来たすことになる。そこで第４
図及び第５図で本発明の一実施例を説明し、その有効性
について言及する。第４図及び第５図は本発明による位
相比較搬送保護継電装畳の内部事故検出回路である。

１８一１ｂはしや断器のパレットスイッチのｂ接点であ
りしや断器が投入されているときは開路し、しや断器が
開放されれば閉路する。

２３−ｂ，２４−ｂは後述する補助継電器２３，２４の
常閉接点である。

第５図ａは従来から実施されている周知の搬送制御回路
である。１８−２ｂはしや断器のパレットスイッチ１８
−ｌｂと同じ動作をする別接点である。

１９はオアゲート、ＰＴはトランジスタ回路の電源を表
わす。

そして位相比較総電器７の矩形波整形回路８から情報伝
送装置１２の送信器１３への信号があるときにはＦ２信
号が、１３への信号がないときにはＦ，信号が相手端に
送信される。したがってしや断器へしや断指令が出、し
や断器が開放すると１８−２ｂが閉略するので、１９を
介して１３へ電源ＰＴより連続で信号が供給されるので
、相手端に連続してＦ２信号が送信され相手端へのＦ２
信号は矩形波整形回路８からだけの出力（Ｆ，，Ｆ２信
号の約１８００のくり返し）にたよらず１８−２ｂの接
点動作により一層確実になる。第５図ｂの２０〜２４は
本発明のために設けたもので、２川まノット回路、２１
，２２はタィマ−であり約４肌ｓ程度の限時で動作する
ようにしておく。２３，２４は補助継電器のコイルでそ
れぞれ２１，２２のタイマーの出力がありもこなると励
磁される。

すなわち情報伝送装置１２の受信器１４の出力は一般に
Ｆ，，Ｆ２信号のくり返しになっているが、連続Ｆ２信
号を受信すると２１のタイマーが連続Ｆ２信号受信し始
めてから約４仇ｈｓ程度で出力を発し２３を励磁する。
また連続Ｆ，信号を受信すると、ノット回路２０の入力
は連続して０であるから２０の出力は連続ありとなり、
したがってタイマー２２は連続Ｆ，信号受信し始めてか
ら約４仇ｈｓ程度で出力を出し２４を励磁する。第４図
から本発明は従来の内部事故検出回路に並列に１８一ｂ
，２４−ｂ，２３−ｂの条件をアンドもこ接続したもの
であるからその機能は下記となる。

これを第６図を参照して説明する。Ａ電気所、Ｂ電気所
ともＬＨレベル動作の両端電源端扱いとし、Ａ電気所の
しや断器４を投入、Ｂ電気所のしや断器４を開放し送電
線５をＡ電気所からのみ充電している。

今この状態で送電線５に時刻らもこ事故が発生すること
を考えると事故発生前は充電のみでＡ端電流ＩＡはほぼ
０であり電気所ＡではＬＨレベル動作ゆえキャリャ信号
ＣａＡは連続Ｆ，信号を送信している。電気所Ｂではし
や断器４８が開放されているため第５図ａの回路により
キャリャ信号ＣａＢは連続Ｆ２信号を送信している。こ
のため、Ｂ端の第４図回路についてみると、４Ｂの開放
によりパレットスイッチ１８一ｂが閉成している。かつ
第５図ｂの回路は連続Ｆ，信号の受信により補助リレー
２４が動作状態にあり、２３が不動作状態にあるため、
接点２４−ｂが開放し、２３一ｂが閉じている。この結
果、Ｂ端の第４図回路は出力せず、内部事故検出しない
。次にちで内部事故発生したことを考えると、Ａ端では
連続餌２信号を受信しているから、事故電流により自己
端子でＦ２信号が作られることで位相比鮫継電器７Ａが
動作し、時刻ｔ２でしや断器４Ａを開放する。

そしてＡ端の発するキャリャ信号ＣａＡを連続Ｆ２信号
とする。Ａ端のキャリャ信号ＣａＡが以上のように変化
するとき、これを入力とするＢ端の第５図ａの回路では
、まず補助継電器２４が時刻らでのＦ２信号の変化に伴
ない、瞬時復帰する。そて時刻らで連続Ｆ２信号に変化
したことに伴ない、その４仇ｈｓ後のｔ３に補助リレー
２３が動作する。一方、Ｂ端のしや断器４Ｂについてみ
ると、事故の有無に拘わらず、開放状態を維持する。従
って接点２３−ｂ，２４一ｂ，１８−ｂについてみると
、これが同時に閉成するのは、キャリャがＦ，，Ｆ２の
繰り返しとなる内部事故時のみであり、正しく事故検出
できる。つまり本発明の回路を適用すれば従来方式では
不可能であった両端電源端扱い時の一端充電運用時の事
故検出も内部事故のみを瞬時にとらえ、事故中のみ必要
とする装置例えばオシロに起動信号を与えることができ
る。

よって本発明の回路を条件に動作する装置は誤動作する
ことはなく、例えばオシロを起動させる場合に内部事故
検出が不可能になり後の事故現象の解析に不都合を生ず
るような不具合は本発明により一挙に解決する。

【図面の簡単な説明】

第１図は位相比較搬送保叢継電方式の原理説明図、第２
図は同方式の各種条件における応動説明図、第３図は従
来の内部事故検出回路、第４図及び第５図は本発明によ
る内部事故検出回路の実施例であり、第６図は本発明の
動作説明図である。 １・・・・・・母線、２・・…・発電機、３・・・・・
・電流変成器、４・・・・・・しや断器、５・・・・・
・送電線、６・・・・・・継電器入力電流、７・・・・
・・位相比鮫継電器、８・・・・・・矩形波整形回路、
９・・・・・・一致回路、１０・・・・・・積分回路、
１１・・・・・・出力回路、１２・・・・・・情報伝送
装置、１３・・・・・・送信器、１４・・・・・・受信
器、１５・・・…マイクロ波回線、１６・・・・・・不
足電圧継電器出力接点、１８−２６……しや断器のパレ
ットスイッチ接点、１９……オアゲート、２０……ノッ
トゲート、２１，２２……タイマー、２３，２４……補
助継電器。 第１図 第２図 第４図 第５図 第３図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 保護すべき送電線の両端に電源を有し、内部事故時
   の流入電流のときに各端で検出する電流を同一極性のも
   のとするとき各端子では自端電流を同一のスライスレベ
   ルで矩形波に整形し、正の半波でトリツプ許容を負の半
   波でトリツプロツクを意味するキヤリヤを互いに伝送し
   合いトリツプ許容信号の一致する時間に応じて自端しや
   断器を開放する位相比較搬送保護継電装置において、各
   端子では自端しや断器開放の際に強制的にキヤリヤを連
   続してトリツプ許容とするとともに、自端しや断器が開
   放されており且他端からキヤリヤが連続トリツプロツク
   、連続トリツプ許容のいずれの状態にもないことを条件
   に前記送電線に事故が発生したことを検出する位相比較
   搬送保護継電装置の事故検出装置。