JPS6243021A - 断路器自動操作装置 - 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】 本発明は、断路器の高速開操作における断路器自動操作
装置に関するものである。

断路器を開操作する場合、断路器のしゃ断能力に注意す
る必要がある。一般に断路器は変圧器励磁電流、短い線
路の充電電流をしゃ断する能力を持つが、負荷電流をし
ゃ断する能力はない。しｆ二がって、当該断路器に負荷
電流が無いことを、接続状態、例えば断路器の両端に電
隙、負荷が接続されていないこと等を十分チェックした
後開操作を行なう。断路器無電圧の状態、即ち電源が接
続されていない状態では、一般に開操作可能であるが、
電源から切り離された直後には、送電線の浮遊静電容量
に蓄積された電荷が断路器を通って変圧器、負荷等によ
り放電される場合、この過′ｆ！ｔｉｔ流が十分減衰す
るまで、断路器開操作を禁止しなければならない。

これを第１図の電力系統を例にとり説明する。

第１図において、ｌ〜３はしゃ断器、４〜１１は断路器
、１２．１３は電源系統もしくは発電機、１４は負荷、
１５．１６は地中ケーブル送電線、１７は変圧器である
。

今、断路器７が開放され、電１１２から負荷１４へ電力
が供給されている状態で、ケーブル１５に事故か起こり
、しゃ断器１．２が保護リレーによりトリップしたとす
る。負荷１４は直ちに電源１３から電力供給を受けるべ
く一連の系統切替操作を行なうが、まず第１に事故箇所
を系統から切り離すべく、断路器６は開放されねばなら
ない。接続状態から判断すれば、断路器に事故電流や負
荷電流がないので、新路器開操作可の条件は揃っている
。しかし、しゃ断器１．２がトリップした後しばらくの
間第２図のようにケーブルの浮遊静電容！２１と、ケー
ブルのインダクタンス２２および抵抗２３と、トランス
の零相インダクタンス２４および抵抗２５の共振現象で
、新路器６に減衰性の過渡電流１１が流れる。この放電
電流ｉ、は断路器のしゃ断能力を大きく上回る場合があ
り、しゃ断器トリップ後、即事に断路器を開操作できず
、この過渡電流が十分小さくなった後始めて開操作可と
なる。この電流は通常数秒〜敗十秒で消滅し、従来の手
動または手起動（電動であっても人手により起動する）
場合には、人間の判断や他変電所、給電所との電話連絡
をともなうため、きわめてゆっくり行なわれ、過渡電流
に対して注意を払う必要がなかった。

しかし、自動復旧装置等、系統自動操作装置より断路器
開操作を行なう場合、一連の系統操作がきわめて迅速に
行なわれるため、以上のような電流の過渡現象に注意す
る必要が生じてきた。また、系統自動操作装置よりの断
路器開操作指令を一定時間保留する機能が無い場合、系
統自動操作装置に断路器開操作信号を出した後、一定時
間たった後断路器が開状態にならなければ、再び断路器
開操作信号を出し、断路器か開の状態になるまで、これ
を繰り返すので好ましくない。

本発明の目的は過渡電流により断路器開操作時に、その
断路器接触部を損傷しないよう、断路器電流を測定し、
これが断路器しゃ断能力以−Ｌの場合、断路器開操作指
令を一旦送出し、断路器が開操作しないとき再び指令を
出すのを防止するようにしたｔ）のである。

以下、本発明について詳述する。

第３図は本発明による断路器自動操作装置の一実慣例で
、同図において、６１は断路器自動操作回路であって、
この断路器自動操作回路６１としては第４図から第７図
に示す各回路が用いられる。６２はＲ−Ｓフリップフロ
ップであって、セット端子Ｓに系統自動操作装置よりの
断路器開操作指令Ｑが入力されると直ちに断路器自動操
作回路６１に断路器開操作指令ｍを出す。この断路器開
操作指令ｌは後述する第４図、第６図においてはＣに、
第５図、第７図においてはｉに相当する。６３はオアゲ
ート、６４は系統自動操作装置よりの断路器開操作指令
Ｑより起動され、一定時間Ｔ後に出力ｎを送出するタイ
マ回路である。

次に動作について説明すると、系統自動操作装置よりの
断路器開操作指令ＱはＲ−Ｓフリップフロップ６２に入
力されると同時にタイマ回路６４を起動する。Ｒ−Ｓフ
リップフロップ６２は直ちに断路器自動操作回路６１に
断路器開操作指令ｍを出す。

断路器自動操作回路６１は所定の条件成立に上り断路器
開操作信号０を出力する。この断路器開操作信号０は後
述する第４図、第６図においてはｄに、第５図、第７図
においてはｋに相当するものである。

この断路器開操作信号０が出力されるか、前記断路器開
操作指令Ｑが出され、一定時間Ｔ後タイマ回路６４の出
力ｎが出るか、あるいは系統自動操作装置より保留解除
信号Ｐが出された場合に、信号ｑがＲ−Ｓフリップフロ
ップ６２のリセット端子Ｒに入力され、その出力をリセ
ットする。

上記のように動作すれば、系統自動操作装置に断路器開
操作信号を出した後、一定時間たった後、断路器が開状
態にならないときにはＲ−Ｓフリップフロップ６２がリ
セットされるため、以後断路器間操作信号は送出されな
い。従って断路器が開の状態になるまで、開操作信号が
繰り返し送出されることを避けることができる。

次に断路器自動操作回路６１の具体例を第４図から第７
図を用いて述べる。

第４図は断路器自動操作回路の第１の具体例を示し、同
図において３１は開操作すべき当該断路器であって、前
述の説明では断路器６がこれに相当する。３２は当該断
路器３１の一端に設置された小電流域で高感度なセンサ
、３３はセンサ３２から得られる出力を入力とし、電流
の実効値に比例した直流電圧ａを送出する整流器、３４
は当該断路器電流の大きさが断路器しゃ断能力以下であ
るか否かを判定するコンパレータである。従って、この
コンパレータ３４は直流電圧ａを定電圧回路３６の設定
値出力ｅと比較し、ａ＞ｅ（当該断路器電流の大きさが
断路器しゃ断能力以上である）なら“Ｌ”レベル、ｅ＞
ａ（当該断路器電流の大きさが断路器しゃ断能力以下で
ある）ならば“Ｈ″レベル信号すを出力する。系統自動
操作装置より来る断路器開操作指令Ｃはアンドゲート３
５により、ａ＞ｅの時は阻止され、開操作信号ｄは出力
されない。ｅ＞ａの時は断路器開操作指令Ｃはアンドゲ
ート３５により阻止されず、開操作信号ｄが出力される
。なお、断路器しゃ断能力に関する電流検出は、通常の
潮流に比べ非常に小さい電流領域に関するものであり、
リレーや計測のための電流変成器のような広いレンジを
必要としない代わり、センサとして小電流域での感度が
高いことが要求される。またセンサーの線形性はあまり
重要とはならない。

次に当該断路器下流の大きさを検出するために、センサ
３２の出力のピークを検出してもよく、この場合を第５
図を用いて説明する。

第５図は断路器自動操作回路の第２の具体例を示し、第
４図と同じものあるいは同じ機能を有４−るものには同
符号を用いている。同図において、当該断路器３１を流
れる放電電流が一般に振動性のためこのセンサ３２の出
力ｇは交流量となる。このセンサ出力ｇと定電圧回路３
６の設定出力ｒはコンパレータ４１により比較され、ｒ
〈ｇのときコンパレータ４１の出力りは“Ｈ”レベル、
「〉ｇのとき“Ｌ”レベルとなる。この信号りは、当該
断路器電流が断路器しゃ断能力以下のときには常に“■
７”レベルであるが、断路器しゃ断能力以上のときは的
記枚電電流が振動性であるため方形波状に“Ｌ”レベル
、“Ｈ”レベルを繰り返す。このため、信号りは一定時
間入力をホールドした出力を出すホールド回路４２に通
せば、当該断路器電流が新路器しゃ断能力以上の時は常
に“Ｈ”レベル、新路器しゃ断能力以下の時は常に“Ｌ
”レベルとなる信号ｊがホールド回路４２の出力として
得られる。この信号ｊは反転回路４３を通し、アンドゲ
ート４４に系統自動操作装置からの断路器開操作指令ｉ
と共に入力される。

このアンドゲート４４により当該断路器電流が断路器し
ゃ断能力以上の時、当該断路器開操作指令は阻止され、
開操作信号には出力されない。当該断路器電流が断路器
しゃ断能力以下の時は当該断路器開操作指令はアンドゲ
ート４４を通して開操作信号にとして出力される。なお
、ホールド回路４２のホールド時間は少なくとも肋記放
電電流の周期以上であることが必要である。

以上の各具体例（第４図、第５図）は、小電流域で高感
度なセンサを設置することを面提として述べたが、セン
サを設置ずろ代わりに、既設の変流器から電流情報をも
らうことらできろ。二の場合について第６図、第７図を
用いて説明する。

第６図および第７図は断路器自動操作回路の第３および
第４の具体例を示し、これらの図において、開操作すべ
き当該断路３５１の一端に設置され１こ変流器５２より
の電流情報を補助変流器５３および抵抗５４を用い電圧
信号として増巾器５５に分配する。

この増巾器５５は、変流器の出力がレンジは広い代わり
、その変流器の感度は憑いので、小電流域を増巾する目
的で設けられている。増巾４５５の具備条件は利得が大
きく、かつノイズに強いことであｌ）、線形性は重要で
なく、レンジは狭くて良いことが特徴であり、このため
増巾器５５は一般には飽和型増巾器となる。増［↑Ｊ器
５５の出力は５６の判定回路を通し、系統自動操作装置
が出す断路器開操作指令（第６図の場合はＣ１第７図の
場合はｉ）を阻止又は許可する。判定回路５６は第６図
において第４図の一部が適用され、第７図においては第
５図の一部が適用され、これらの回路部５６の動作につ
いては夫々前述したと同様である。

Ｌ述した断路器自動操作回路（第４図から第７図）は過
渡電流のみでなく、定常電流に対しても、当該断路器開
操作可否の条件を作ることができるので、複数の新路器
の開操作可否情報により系統自動操作装置はその系統自
動操作手順を決定することができる。

以上述べたように、本発明による断路器自動操作装置に
よれば電力系統に介挿された断路器を開操作するに当り
、開操作すべき当該断路器の断路器電流を検出し、当該
断路器電流が当該新路器のしゃ断能力以上か否かを判定
し、その判定出力により当該断路器電流がしゃ断能力以
上の時、系統自動操作装置からの当該断路器開操作指令
を一旦送出し、断路器が開操作しないとき再び開操作指
令を送出させないようにしたので、断路器開操作信号を
、新路器の故障等があったときでも繰り返し送出するこ
とか防止できる。また、本発明によれば、電力系統に介
挿された断路器の開操作における放電電流の過渡現象の
影響を受けることなく十分に対処できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明するための電力系統図、第２図は
第１図においてしゃ断器１，２、新路器７が開のときの
ケーブルチャージの放電回路を示す等価回路図、第３図
は本発明の一実施例を示す回路図、第４図から第７図は
第３図に適用される断路器自動操作回路の具体例を示す
回路図であって、図中１〜３はしゃ断器、４〜１１．３
１．５１は断路器、１２．１３は電源系統もしくは発電
機、１５．１６は地中ケーブル送電線、１７は変圧器、
３２はセンサ、３３は整流器、３４．４１はコンパレー
タ、３５．４４はアンドゲート、３６は定電圧回路、４
２はホールド回路、４３は反転回路、５２は変流器、５
３は補助変流器、５４は抵抗、５５は増巾器、５６は判
定回路、６１は断路器自動操作回路、６２はＲ−Ｓフリ
ップフロップ、６３はオアゲート、６４はタイマ回路、
ｃ、　ｉ、　Ｑ、　ｍは断路器開操作指令、ｄ、　ｋ、
　ｏは断路器開操作信号、Ｐは保留解除信号である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）電力系統に介挿された断路器を開操作するに当り
   、当該断路器電流を検出し、当該断路器電流がそのしや
   断能力以上か否かを判定し、その判定出力を送出する検
   出・判定回路を備え、当該断路器電流がしや断能力以上
   の時、前記検出・判定回路の出力により系統自動操作装
   置からの当該断路器開操作指令を一旦送出し、断路器が
   開状態にならなければ、その操作指令を一定時間後に送
   出させない回路を備えたことを特徴とする断路器自動操
   作装置。
2. （２）検出・判定回路は、当該断路器の一端に設置され
   た当該断路器電流を検出するための小電流域で高感度で
   あるセンサを用いた検出回路と、この検出回路出力によ
   り当該断路器電流がしや断能力以上か否かを判定し、そ
   の判定出力を送出する判定回路とからなる特許請求の範
   囲第１項記載の断路器自動操作装置。
3. （３）検出・判定回路は、当該断路器の一端に設置され
   た当該断路器電流を検出するための変流器と、この変流
   器出力を小電流域で増巾する非線形増巾器とからなる検
   出回路と、この検出回路出力により当該断路器電流がし
   や断能力以上か否かを判定し、その判定出力を送出する
   判定回路とからなる特許請求の範囲第１項記載の断路器
   自動操作装置。
4. （４）判定回路は、検出回路出力を整流する整流器と、
   この整流器出力を設定値と比較し、断路器電流の大きさ
   が断路器しや断能力以上か否かを判定し、その判定出力
   を送出するレベル検出回路とからなる特許請求の範囲第
   ２項又は第３項記載の断路器自動操作装置。
5. （５）判定回路は、検出回路出力を設定値と比較するレ
   ベル検出回路と、このレベル検出回路の出力を一定時間
   ホールドし、当該断路器電流のピーク値が断路器しや断
   能力以上か否かに対応した出力を送出するホールド回路
   とからなる特許請求の範囲第２項又は第３項記載の断路
   器自動操作装置。