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JP3101736B2 - 配電線保護装置 - Google Patents

配電線保護装置

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Publication number
JP3101736B2
JP3101736B2 JP01024426A JP2442689A JP3101736B2 JP 3101736 B2 JP3101736 B2 JP 3101736B2 JP 01024426 A JP01024426 A JP 01024426A JP 2442689 A JP2442689 A JP 2442689A JP 3101736 B2 JP3101736 B2 JP 3101736B2
Authority
JP
Japan
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switch
ground fault
circuit
power
relay
Prior art date
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JP01024426A
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JPH02206325A (ja
Inventor
知治 中村
照信 宮崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は配電線の保護装置に係り、特に配電線路に分
散配置された区分開閉器に設置して、且つ、時限順送方
式を使用する発電系統に好適な配電線保護装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】
従来の装置は、特願昭61−162224号公報に記載のよう
に保護方式は、当該区分開閉器を投入した時に零相電圧
か、零相電流のいずれかを検出し、整定値を越えた時に
当該区分開閉器に開放指令を与え、再停電を防止してい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、零相電圧制御の場合当該開閉器投入
時に、同一バンクの他フィーダで地絡故障が発生する
と、零相電圧が発生し、当該開閉器を不要に開放する点
について配慮がされておらず、また、零相電流制御の場
合でも、当該開閉器の負荷側に調相コンデンサ等容量性
の負荷や、ケーブル系が存在すると、前記同様に、同一
バンクの他フィーダーで地絡故障が発生すると、第5図
に示す如く負荷側の対地容量からも地絡電流が流出し、
当該開閉器を不要に開放するという点についても配慮が
されておらず、このような不要動作をおこすと、本来健
全である系統(区間)が停電する事になり電力供給上の
問題があった。
【0004】 以上のような、同一バンク他フィーダーでの地絡故障
(以後、このような故障を外部故障という)事に、不要
動作を防止する方式として、方向性を持った地絡検出リ
レーがある。
【0005】 一般に配電系統は、樹支状の運用をされているが、第
6図に示す如く、常時開放で運用される区分開閉器を工
事上あるいは、負荷容量の関係や、事故復旧の必要性か
ら別の区分開閉器に移動して運用する事がある。この
時、第6図に示した区間2〜区間4の間に存在する区分
開閉器にとっては、電源側の方向が逆になる。このよう
な状態で運用されている時に、地絡事故が発生し、再閉
路動作を行う時には、前記区間2〜区間4の間の区分開
閉器に設置された地絡方向リレーは、樹脂が逆向きとな
るので、もし、当該区分開閉器の次区間に地絡故障が発
生しても検出する事が出来ないという問題があった。
【0006】 また、常時開放の区分開閉器を投入し、異バンクをル
ープ運用する場合、両バンクの電圧差等により、見掛け
上零相電流が流れることがあり、この時、地絡方向継電
器の不要動作による当該区分開閉器が開放動作すること
がある。
【0007】 本発明の目的は、区分開閉器を投入して異バンクをル
ープ運用するときに、両バンクの電圧のアンバランスに
伴って区分開閉器が開放動作するのを防止することがで
きる配電線保護装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、配電線路中に
分散配置されて前記配電線路を開閉する区分開閉器と、
前記配電線路の零相電圧及び零相電流をそれぞれ検出し
て各検出値を出力する検出回路と、該検出回路の検出に
よる各検出値を入力するとともに地絡事故時に各検出値
から地絡の方向を判定しこの判定による地絡方向信号を
出力する地絡方向継電器と、前記区分開閉器の両側に接
続された配電線路の課電状態を検出する課電状態検出器
と、前記地絡方向継電器からの地絡方向信号に応答して
前記区分開閉器を開く制御回路と、前記課電状態検出器
により前記区分開閉器両側の配電線路のうちいずれか一
方の配電線路のみが課電状態にあることが検出されたと
きにこの検出状態に応じて前記地絡方向継電器の入力極
性を切り替える極性切り替え回路と、前記課電状態検出
器により閉路前に前記区分開閉器両側の配電線路がいず
れも課電状態にあることが検出されたときに前記地絡方
向信号の発生によらず前記制御回路による前記区分開閉
器の開路を停止し、閉路状態を維持する開路停止回路と
を備えてなる配電線保護装置を構成したものである。
【0009】 本発明によれば,配電線路の零相電圧及び零相電流を
検出してその値を出力する検出回路の何れか一方の出力
の極性を切り換えて地絡方向継電器に入力するので,区
分開閉器の電源側方向が反転しても負荷側方向の地絡事
故を検出して配電線の保護をすることが出来る。
【0010】 次に常開点を移動して系統を運用している時に地絡事
故が発生し,再閉路動作となった場合区分開閉器の一方
が課電されると,一方の電源回路から制御用電力が出力
され検出回路の何れか一方の出力の極性を切り換えて課
電側を電源側と地絡方向継電器はみなし区分開閉器を閉
じた時に,次区間に地絡事故が発生した場合これを検出
できる。これに対し区分開閉器の他の一方が課電される
と他の一方の電源回路から制御用電力が出力され検出回
路の何れか一方の出力の極性を切り換えて他の一方の電
源側と地絡方向継電器はみなすので,地絡方向継電器の
極性は区分開閉器閉路前の課電方向で正しい極性に切り
換えることが出来る。このようにして区分開閉器を閉じ
た時に,反対側次区間に地絡事故が発生した場合これを
検出できる。
【0011】 更に,地絡方向継電器を二つ設け検出回路の何れか一
方の出力を一方の地絡方向継電器には順方向の極性で入
力し,他の一方の地絡方向継電器には逆方向の極性で入
力し,区分開閉器の特定方向を一方の地絡方向継電器が
電源側として接続し,区分開閉器の特定方向の反対側を
他の一方の地絡方向継電器の電源側として接続しておく
と,上記のように,区分開閉器の閉路前の課電方向から
出力される制御用電力により付勢され,課電方向を電源
側とする地絡方向継電器を選択してそれから出力される
地絡信号を区分開閉器の制御回路へ入力することが出来
る。このようにして区分開閉器を閉じた時に,反対側次
区間に地絡事故が発生した場合これを検出できる。
【0012】 そして,常開点をループ運用する為に区分開閉器を閉
じる時には区分開閉器の両側は課電されているので,区
分開閉器の両側から出力される制御用電力により付勢さ
れ,地絡方向継電器が出力する地絡方向信号を断路して
制御回路への入力を阻止する為,区分開閉器を閉じた時
見掛け上の零相電流が流れても区分開閉器を開放する地
絡方向信号は制御回路へ入力されず区分開閉器の無用な
開放を防止することが出来る。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を説明する。
【0014】 第1図に地絡事故を検出して配電線を保護する制御系
の回路図を示す。区分開閉器1の設置されている点の系
統の零相電圧を、零相コンデンサ分圧器(以下ZPDとい
う)2で検出し、又零相電流を零相変流器(以下ZCTと
いう)3により検出する。ZPDとZCTで検出された零相電
圧と零相電流を、地絡方向継電器(以下DGという)6Aに
入力する。DG6Aは、零相電圧と、零相電流の位相比較を
行い、ある方向に地絡事故がある時にのみ動作する極性
を有する。本実施例におけるDG6Aの動作原理は公知のDG
と同様であり、この動作する方向は、ZPDとZCTの入力位
相関係によって決まる。
【0015】 一方、区分開閉器1は投入指令5が閉じ、投入コイル
CC4が励磁されることにより投入される。ここで、電源
7は投入コイル4の動作電源であり、どのような形で供
給されるか、又直流か交流かはいずれでもよく、本発明
においては限定されるものではない。区分開閉器1が閉
じられた時、その次区間に地絡事故があると、DG6Aが動
作し、接点8が開路して、区分開閉器1を開放する。こ
のため、地絡電流は消えるので線路の出発点の変電所に
ある地絡リレーは動作することなく、当該線路の全区間
が停電するのをまぬがれる。又、当該区分開閉器1の次
区間に地絡事故がなく、次の区分開閉器1が投入する迄
の時限に、DG6Aの動作がなければDG6Aの出力を阻止する
回路を付加する事により、次々区間以降に地絡事故があ
る場合に、当該DG6Aによる当該区分開閉器1の開放は避
けられる。以上の動作及び具体的な方法は、特願昭61−
162224号公報に開示されているので第1図では図示しな
い。
【0016】 さて、当該区分開閉器1が投入した直後に、同一バン
クの他フィーダで地絡事故が発生し、当該区分開閉器1
の次区間の容量性負荷等による故障電流の流出があって
も、DG6Aは逆方向入力となるため動作する事はなく、当
該区分開閉器1が開放することもない。また、雷発生時
等の多重事故時ほど区分開閉器1の投入動作と同一バン
ク他フィーダの地絡事故が同時に発生しても、健全線路
の区分開閉器1の不要開放を防止でき、供給障害の発生
を防止できる。
【0017】 第1実施例を第2図により説明する。区分開閉器1の
両側の配電線から、変圧器10及び11を介して制御用電力
を取り出し、各々コイル12及び13を付勢する。即ち、コ
イル12が動作した時は、第2図A方向から課電された事
を意味し、コイル13が作動した時には、B側から課電さ
れた事を意味する。
【0018】 コイル12及び13の接点で、例えば第2図に示した如く
DG6AのPT入力極性を切替える。コイル12が動作状態で、
コイル13が復帰状態のとき、即A側から課電のときは、
ZPD2次の端子1はDG6AのP1端子へ、又ZPD2次の端子2
は、DG6AのP2端子へ接続される。この時、DG6Aの極性が
A側を電源側とみるように決められていれば、A側から
課電され、続いて、当該区分開閉器1を閉じた時に、次
区間に地絡故障があれば、これを検出する事が出来る。
一方、区分開閉器1を閉じた時に、同一バンクの他フィ
ーダ、即ち、A方向側に地絡事故があった場合、次区間
からの事故電流の流出があっても、DG6Aは動作すること
はなく、区分開閉器1を、不要に開放することもない。
【0019】 一方、B側から課電された場合は、コイル13が動作
し、コイル12が復帰状態であるため、ZPD2の2次回路の
接続は、前記の場合とは逆に、ZPDの端子1がDG6AのP2
端子に、又ZPDの端子2がDG6AのP1端子に接続される。
従って、DG6Aは前記とは逆のB方向を電源側となる極性
を持つことになり、区分開閉器1を投入した場合次区
間、即ちA側の地絡事故を検出する事ができる。以上の
如く、DG6Aの極性は、区分開閉器投入前の課電方向で自
動的に切換えられるので、例え系統運用の変更等によ
り、電源側が逆になっても、DG6Aは、区分開閉投入時
に、自動的に正しい極性を持つことができるという効果
がある。
【0020】 尚、極性の切替は、本実施例では、PT回路の極性切替
で実現しているが、CTオープン時の保護対策を行なえ
ば、ZCT3の極性切替でも実現できる。更に、DG6A内部の
電子回路や、マイクロプロセッサを用いた、デジタルリ
レーの場合には、プログラムでの切替も可能である。こ
こでは、切替の具体的手段を限定する必要はなく、課電
方向を検知してDG6Aの極性を切替える事が発明である。
【0021】 第2実施例を、第3図により説明する。本実施例で
は、あらかじめ、極性を各々逆に接続したDG6AとDG6Bを
もっており、DG6Aは、A方向を電源側とし、DG6BはB方
向を電源側となるよう接続されているものとする。今、
A側から課電されると、コイル12が動作し、区分開閉器
1を閉じた後、B側の次区間に地絡故障が発生するとDG
6Aが動作し、接点8が閉じ、リレー14が動作し、区分開
閉器1を開放して、地絡故障を除去する事ができる。一
方、区分開閉器1を閉じた時に、同時に外部故障が発生
し、且つ、B側区間の容量性負荷等により地絡電流が流
出すると、DG6Bが動作するが、コイル13は復帰状態であ
るので、区分開閉器1を開放する事はない。逆に、B側
から課電された場合は、コイル13が動作し、即ち、B側
を電源側となるような極性で接続されたDG6Bを選択する
ことになる。以上の如く、本実施例によれば、第1の実
施例と同様に、区分開閉器の投入時に自動的に正しい極
性接続されたDGが選択される。
【0022】 第3の実施例を、第4図で説明する。本実施例は、DG
6Aの出力を受けるリレー17をおき、リレー17の動作条件
として、コイル12または13の少なくとも一方が復帰して
いるという条件を、論理積として入れているものであ
る。即ち、AおよびBの両方が初めから課電状態の時
(区分開閉器1がつき合わせ点で開放状態にあった時)
コイル12と、コイル13は、両方共動作状態でありリレー
16が動作しOFFになっているので、そのため、DG6Aが動
作しても、リレー17は付勢されずに、区分開閉器1は開
放されない。逆にA,Bの片方のみが課電され、他方が、
停電状態の時には、リレー16は動作せず、DG6Aが動作す
れば、リレー17が動作し、区分開閉器投入コイル4が復
帰し、区分開閉器1は、開放される。本実施例によれ
ば、つき合わせ点の開放状態にあった区分開閉器を投入
し、異バンクループ投入する場合に生じる区分開閉器1
の両側の電圧のアンバランスによる見掛け上の零相電流
が流れてDG6Aが動作しても、区分開閉器1を不要に開放
することを防止できる。
【0023】 本実施例によれば、課電方向により、自動的に極性の
切替えを行う地絡方向リレーを備え、又、ループ投入時
は、その出力をロックする事が出来るので、以下の様な
効果がある。 1.開閉器投入時に発生した外部故障で、区分開閉器を不
要に開放する事を防止できる。 2.系統運用等の都合により、常開点を移動し、電源方向
が変わった系統で運用していても、事故が発生し、再閉
路動作を行う時には、自動的にDGの電源方向の切替を行
なう事ができるので、DGの適用に当たって、系統運用の
制約がなくなる。 3.ループ投入時に生じる見掛け上の零相電流によるDGの
動作での区分開閉器の不要な開放を防止する事ができ
る。
【0024】
【発明の効果】
本発明によれば、区分開閉器が投入されたときに、区
分開閉器両側の配電線がともに課電状態にあるときに
は、制御回路による区分開閉器の開路が停止されるた
め、区分開閉器の投入に伴って、区分開閉器両側の電圧
がアンバランスとなって見かけ上の零相電流が流れて
も、区分開閉器が不要に開放するのを防止することがで
きる。
【0025】
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図は、本発明の実施例の回路図、第5図
は、負荷側に容量性負荷や、ケーブル系が存在する系統
で、外部故障が発生した場合の故障電流の流出を説明す
る系統図である。第6図は、系統切替えにより、電源方
向が反転する例を説明する系統図である。
【符号の説明】
1……区分開閉器、 2……零相電圧検出器(ZPD)、 3……零相電流検出器(ZCT)、 4……区分開閉器投入コイル、 5……区分開閉器投入指令接点、 6A……地絡方向継電器A、 6B……地絡方向継電器B、 7……区分開閉器駆動電源、 8……制御回路制御電源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−316646(JP,A) 特開 昭60−133616(JP,A) 実開 昭57−36735(JP,U) 実公 昭51−31945(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 7/26

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】配電線路中に分散配置されて前記配電線路
    を開閉する区分開閉器と、前記配電線路の零相電圧及び
    零相電流をそれぞれ検出して各検出値を出力する検出回
    路と、該検出回路の検出による各検出値を入力するとと
    もに地絡事故時に各検出値から地絡の方向を判定しこの
    判定による地絡方向信号を出力する地絡方向継電器と、
    前記区分開閉器の両側に接続された配電線路の課電状態
    を検出する課電状態検出器と、前記地絡方向継電器から
    の地絡方向信号に応答して前記区分開閉器を開く制御回
    路と、前記課電状態検出器により前記区分開閉器両側の
    配電線路のうちいずれか一方の配電線路のみが課電状態
    にあることが検出されたときにこの検出状態に応じて前
    記地絡方向継電器の入力極性を切り替える極性切り替え
    回路と、前記課電状態検出器により閉路前に前記区分開
    閉器両側の配電線路がいずれも課電状態にあることが検
    出されたときに前記地絡方向信号の発生によらず前記制
    御回路による前記区分開閉器の開路を停止し、閉路状態
    を維持する開路停止回路とを備えてなる配電線保護装
    置。
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