JPS649688B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、断路器の高速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、断路器のしや断能力
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や断する能力を
持つが、負荷電流をしや断する能力はない。した
がつて、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源，負荷が接続
されていないこと等を十分チエツクした後開操作
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つて変
圧器、負荷等により放電される場合、この過渡電
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、１〜３はしや断器、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、電源１２から負荷１
４へ電力が供給されている状態で、ケーブル１５
に事故が起こり、しや断器１，２が保護リレーに
よりトリツプしたとする。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、断路器開操作可の条件は揃つ
ている。しかし、しや断器１，２がトリツプした
後しばらくの間第２図のようにケーブルの浮遊静
電容量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、断路器６に減
衰性の過渡電流i₁が流れる。この放電電流i₁は断
路器のしや断能力を大きく上回る場合があり、し
や断器トリツプ後、即座に断路器を開操作でき
ず、この過渡電流が十分小さくなつた後始めて開
操作可となる。この電流は通常数秒〜数十秒で消
滅し、従来の手動または手起動（電動であつても
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
わめてゆつくり行なわれ、過渡電流に対して注意
を払う必要がなかつた。

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
つ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、断路器が開の状態になるま
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、これが断路器しや断能力以下の場
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
にしたものである。

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
実施例で、同図において、６１は断路器自動操作
回路であつて、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フリツプフロツプであつて、セ
ツト端子Ｓに系統自動操作装置よりの断路器開操
作指令ｌ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ｍ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ｌ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ｌはＲ―Ｓフリツプフ
ロツプ６２に入力されると同時にタイマ回路６４
を起動する。Ｒ―Ｓフリツプフロツプ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
立により断路器開操作信号ｏを出力する。この断
路器開操作信号ｏ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ｏが出力されるか、前記
断路器開操作指令ｌが出され、一定時間Ｔ後にタ
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フリツプフロツプ６２のリセ
ツト端子Ｒに入力され、その出力をリセツトす
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、一定時間たつた
後、断路器が開状態にならないときにはＲ―Ｓフ
リツプフロツプ６２がリセツトされるため、以後
断路器開操作信号は送出されない。従つて断路器
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
器であつて、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や断能力以下であ
るか否かを判定するコンパレータである。従つ
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や断能力以上であ
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や断能力以下である）ならば
“Ｈ”レベルの信号ｂ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
３５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、断路器しや断能力
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。

次に当該断路器電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機能を有する
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３６の設定出力ｆは
コンパレータ４１により比較され、ｆ＜ｇのとき
コンパレータ４１の出力ｈは“Ｈ”レベル、ｆ＞
ｇのとき“Ｌ”レベルとなる。この信号ｈは、当
該断路器電流が断路器しや断能力以下のときには
常に“Ｌ”レベルであるが、断路器しや断能力以
上のときは前記放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ｈ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
器電流が断路器しや断能力以上の時は常に“Ｈ”
レベル、断路器しや断能力以下の時は常“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や断能
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ｋは出力されない。当該断路器電流が
断路器しや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ｋ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前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前提として
述べたが、センサを設置する代わりに、既設の変
流器から電流情報をもらうこともできる。この場
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器５１の一端に設置さ
れた変流器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悪いの
で、小電流域を増巾する目的で設けられている。
増巾器５５の具備条件は利得が大きく、かつノイ
ズに強いことであり、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は一般には飽和増巾器となる。増巾器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ｃ、
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。

上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、複数の断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断路器の
しや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や断能力以下の時、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、断路器の故障等があつたときでも繰り返
し送出することが防止できる。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図においてしや断器１，２、断路器
７が開のときのケーブルチヤ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つ
て、図中１〜３はしや断器、４〜１１，３１，５
１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、３
６は定電圧回路、４２はホールド回路、４３は反
転回路、５２は変流器、５３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フリツプフロ
ツプ、６３はオアゲート、６４はタイマ回路、
ｃ，ｉ，ｌ，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 (1)

1. 【特許請求の範囲】 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下の時、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 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 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 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 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。