JP3968660B2 - 短絡電流供給装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力供給システムにおいて電力系統上に短絡事故が発生した場合の短絡電流を供給する短絡電流供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電力供給システムの一例を特許文献１を参照して説明する。
この特許文献１には図５に示すような電力供給システムが開示されている。この図５において、電力供給装置１は遮断器２を介して図示しない負荷が接続された電力系統３に電力を供給している。ここで短絡事故が系統の地点４で発生したとすると、電力供給装置１は、その短絡点４に大きな短絡電流を供給することにより遮断器２を遮断させることになる。したがって、従来の電力供給装置１は、負荷の容量だけでなくこの大きな短絡電流を供給するだけの容量を持った大型の電力供給装置を準備せねばならないので、電力供給装置自体も非常に大がかりとなり、外形的にもコスト的にも問題があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６０−１３４９９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の電力供給装置は、電力系統に短絡事故が起こった場合に、遮断器が自ら遮断できる大きな短絡電流を供給せねばならない。一般的に電力供給装置は過負荷耐量が低く、かつ、過負荷時の時間制限も遮断器に比べて短時間であるので、電力供給装置より先に遮断器が遮断するという保護協調、つまり、遮断器が電力供給装置を保護できるシステムの構成には限界がある。さらに、電力供給装置は過負荷に対しては弱いので、あらかじめ短絡容量に見合った選定をせねばならず、このため電力供給装置が非常に大がかりとなり、外形的には大型となり、コスト的にも高くなり、その改善が望まれていた。
本発明は、上記状況に対処するためになされたもので、その課題は小型でかつ効果的な短絡電流供給装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、電力系統に電力供給装置が接続され、当該電力系統上に短絡事故が発生した時に、電力供給装置から遮断器を遮断するための必要な短絡電流を供給する短絡電流供給装置において、電力供給装置の出力側に２次側電圧の低い変圧器を接続し、短絡事故が発生した時にこの変圧器の２次側出力から短絡電流を流すことによって、電力供給装置を通して、かつ負担をかけずに遮断器を遮断するための必要な短絡電流を供給することを特徴とする。
【０００６】
本発明の請求項２は、請求項１に記載の短絡電流供給装置において、短絡事故が発生した時に変圧器を介して遮断器を遮断するための必要な短絡電流を流すとともに、電力供給装置とこの変圧器１次側との間に電流検出器を備え、この電力供給装置が過負荷にならないように電流検出器で電力供給装置の出力を調節することで前記変圧器の２次側から必要な短絡電流を供給することを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項３は、請求項１に記載の短絡電流供給装置において、短絡事故が発生した時に変圧器を介して遮断器を遮断するための必要な短絡電流を流すとともに、この変圧器２次側に電流検出器を備え、この変圧器２次側出力からの電流が必要な短絡電流値となるように電力供給装置の出力を制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項４は、請求項１に記載の短絡電流供給装置において、短絡事故が発生した時に変圧器を介して遮断器を遮断するための必要な短絡電流を流すとともに、この変圧器２次側にこの短絡電流供給用の電力調整器と電流検出器とを備え、この電力調節器からの電流が必要な短絡電流値となるように電力調整器の出力を制御することを特徴とする。
【０００９】
請求項１ないし請求項４に記載の発明によると、電力供給システムにおいて、短絡容量まで考慮した非常に高価で重量や外形が過大な電力供給装置を用いなくとも、経済的な短絡電流供給装置の装備でもって信頼性の向上にも大きな効果を発揮するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１は本発明の第１実施形態（請求項１対応）の短絡電流供給装置の構成図であり、既に説明した図５の従来の電力供給システムと異なる構成は、電力系統に短絡状態を検出する短絡状態検出回路７とスイッチ５、６を装備している点と、電力供給装置には、変圧器９が接続されており、この変圧器の変圧比を利用して変圧器の２次側から大きな電流を供給させることによって、電力供給装置を過負荷にすることなく短絡電流を取り出すことができる点にあり、その他の構成は図５と同一であるので、同一構成要素には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００１１】
図１において、電力系統３に短絡が発生すると線間電圧は極端に低下するので、その電圧低下でもって短絡状態を検出することができる。すなわち、短絡状態検出回路７により短絡状態を系統電圧から検出する。電力系統や電力供給装置内のリアクタンス成分により短絡電流の立ち上がりは少し遅れるので、この短絡電流が電力供給装置に影響を与える前にスイッチ６を接続することにより、短絡電流が変圧器の２次側より供給され、故障点４の上位の遮断器２を確実に遮断するように構成されている。また、短絡状態検出回路７は短絡状態を系統電圧から検出するだけでなく、他の検出方法として本回路内に電流検出器を装備することで電流の急増を監視することによっても短絡状態を検出できるのはもちろんのことである。
【００１２】
短絡状態検出回路７は多相のうちどの相が短絡しているかの検出が可能であり、さらに、スイッチ６の内部は各相ごとの開閉ができるように構成されている。つまり、スイッチ６内の各相の接続においては、この電力供給装置だけが系統に電力を供給している単独運転の場合では、すべての相分とも接続してもよいが、電力系統に他の発電機が接続されている並列運転時の場合では、各相のうち短絡している相分だけを短絡状態検出装置７によって検出し、スイッチ６内にてその短絡相だけを接続するものである。
【００１３】
このように、本実施形態では短絡電流を本来の電力供給装置から供給させるように構成したものである。つまり、変圧器の２次側の電圧を小さくすると、多くの電流を取り出せることを利用して短絡電流の供給を行うものである。また、短絡時の系統インピーダンスは小さな値であるので電力系統に対して低い電圧を印加しても十分に短絡電流を流すことができる。
【００１４】
図２は本発明の第２実施形態（請求項２対応）の短絡電流供給装置の構成図である。
図に示すように、本実施形態が既に説明した図１と異なる構成は、電力供給装置の出力に電流検出器１０を備え、短絡電流を供給しながら、なおかつ、電力供給装置の出力を過負荷にならないように制御する点にあり、その他の構成は図１と同一であるので、同一構成要素には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００１５】
上述したように、本実施形態では短絡電流を本来の電力供給装置から供給させるものである。すなわち、電力供給装置には、変圧器が接続されており、この変圧器の変圧比を利用して変圧器の２次側に大きな短絡電流を供給することができる。
【００１６】
図３は本発明の第３実施形態（請求項３対応）の短絡電流供給装置の構成図である。
図に示すように、本実施形態が既に説明した図１と異なる構成は、変圧器の２次側の出力に電流検出器１１を備え、必要な短絡電流の供給を電力供給装置にて制御することで、電力供給装置の過負荷を防止する点にあり、その他の構成は図１と同一であるので、同一構成要素には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００１７】
上述したように、本実施形態では短絡電流を本来の電力供給装置から供給させるものである。電力供給装置には、変圧器が接続されており、この変圧比を利用して変圧器の２次側に大きな短絡電流を供給することができる。
【００１８】
図４は本発明の第４実施形態（請求項４対応）の短絡電流供給装置の構成図である。
図に示すように、本実施形態が既に説明した図１と異なる構成は、変圧器の２次側の出力に電力調整器１２を備え、その電力調整器の出力に電流検出器１３により、必要な短絡電流を制御することで、電力供給装置の過負荷を防止する点にあり、その他の構成は図１と同一であるので、同一構成要素には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００１９】
上述したように、本実施形態では短絡電流を本来の電力供給装置から供給させるものである。電力供給装置には、変圧器が接続されており、この変圧比を利用して変圧器の２次側に大きな短絡電流を供給することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明（請求項１乃至請求項４対応）によると、電力供給装置は、系統の短絡時において、電力供給装置を通して、かつ大きな負担をかけることなしに、遮断器を遮断するための大きな短絡電流を流すことができるので、確実な短絡電流の供給が実現可能であり、また、高価な電力供給装置の容量増加の必要もなく、設置スペースも縮小することが可能となる。さらに、電力供給装置からの過電流を防止できるので、電力供給装置にダメージを与えることもなく、電力供給装置に対し信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態の短絡電流供給装置の構成図。
【図２】 本発明の第２実施形態の短絡電流供給装置の構成図。
【図３】 本発明の第３実施形態の短絡電流供給装置の構成図。
【図４】 本発明の第４実施形態の短絡電流供給装置の構成図。
【図５】 従来の電力供給システムの回路図。
【符号の説明】
１…電力供給装置、２…遮断器、３…電力系統、４…短絡点、５，６…スイッチ、７…短絡状態検出回路、８…短絡電流の供給系統、９…変圧器、１０，１１…電流検出器、１２…電力調整器、１３…電流検出器。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力供給システムにおいて電力系統上に短絡事故が発生した場合の短絡電流を供給する短絡電流供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電力供給システムの一例を特許文献１を参照して説明する。
この特許文献１には図５に示すような電力供給システムが開示されている。この図５において、電力供給装置１は遮断器２を介して図示しない負荷が接続された電力系統３に電力を供給している。ここで短絡事故が系統の地点４で発生したとすると、電力供給装置１は、その短絡点４に大きな短絡電流を供給することにより遮断器２を遮断させることになる。したがって、従来の電力供給装置１は、負荷の容量だけでなくこの大きな短絡電流を供給するだけの容量を持った大型の電力供給装置を準備せねばならないので、電力供給装置自体も非常に大がかりとなり、外形的にもコスト的にも問題があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６０−１３４９９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の電力供給装置は、電力系統に短絡事故が起こった場合に、遮断器が自ら遮断できる大きな短絡電流を供給せねばならない。一般的に電力供給装置は過負荷耐量が低く、かつ、過負荷時の時間制限も遮断器に比べて短時間であるので、電力供給装置より先に遮断器が遮断するという保護協調、つまり、遮断器が電力供給装置を保護できるシステムの構成には限界がある。さらに、電力供給装置は過負荷に対しては弱いので、あらかじめ短絡容量に見合った選定をせねばならず、このため電力供給装置が非常に大がかりとなり、外形的には大型となり、コスト的にも高くなり、その改善が望まれていた。
本発明は、上記状況に対処するためになされたもので、その課題は小型でかつ効果的な短絡電流供給装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、電力系統に電力供給装置が接続され、当該電力系統上に短絡事故が発生した時に、電力供給装置から遮断器を遮断するための必要な短絡電流を供給する短絡電流供給装置において、電力供給装置の出力側に２次側電圧の低い変圧器を接続し、短絡事故が発生した時にこの変圧器の２次側出力から短絡電流を流すことによって、電力供給装置を通して、かつ負担をかけずに遮断器を遮断するための必要な短絡電流を供給することを特徴とする。
【０００６】
本発明の請求項２は、請求項１に記載の短絡電流供給装置において、短絡事故が発生した時に変圧器を介して遮断器を遮断するための必要な短絡電流を流すとともに、電力供給装置とこの変圧器１次側との間に電流検出器を備え、この電力供給装置が過負荷にならないように電流検出器で電力供給装置の出力を調節することで前記変圧器の２次側から必要な短絡電流を供給することを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項３は、請求項１に記載の短絡電流供給装置において、短絡事故が発生した時に変圧器を介して遮断器を遮断するための必要な短絡電流を流すとともに、この変圧器２次側に電流検出器を備え、この変圧器２次側出力からの電流が必要な短絡電流値となるように電力供給装置の出力を制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項４は、請求項１に記載の短絡電流供給装置において、短絡事故が発生した時に変圧器を介して遮断器を遮断するための必要な短絡電流を流すとともに、この変圧器２次側にこの短絡電流供給用の電力調整器と電流検出器とを備え、この電力調節器からの電流が必要な短絡電流値となるように電力調整器の出力を制御することを特徴とする。
【０００９】
請求項１ないし請求項４に記載の発明によると、電力供給システムにおいて、短絡容量まで考慮した非常に高価で重量や外形が過大な電力供給装置を用いなくとも、経済的な短絡電流供給装置の装備でもって信頼性の向上にも大きな効果を発揮するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１は本発明の第１実施形態（請求項１対応）の短絡電流供給装置の構成図であり、既に説明した図５の従来の電力供給システムと異なる構成は、電力系統に短絡状態を検出する短絡状態検出回路７とスイッチ５、６を装備している点と、電力供給装置には、変圧器９が接続されており、この変圧器の変圧比を利用して変圧器の２次側から大きな電流を供給させることによって、電力供給装置を過負荷にすることなく短絡電流を取り出すことができる点にあり、その他の構成は図５と同一であるので、同一構成要素には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００１１】
図１において、電力系統３に短絡が発生すると線間電圧は極端に低下するので、その電圧低下でもって短絡状態を検出することができる。すなわち、短絡状態検出回路７により短絡状態を系統電圧から検出する。電力系統や電力供給装置内のリアクタンス成分により短絡電流の立ち上がりは少し遅れるので、この短絡電流が電力供給装置に影響を与える前にスイッチ６を接続することにより、短絡電流が変圧器の２次側より供給され、故障点４の上位の遮断器２を確実に遮断するように構成されている。また、短絡状態検出回路７は短絡状態を系統電圧から検出するだけでなく、他の検出方法として本回路内に電流検出器を装備することで電流の急増を監視することによっても短絡状態を検出できるのはもちろんのことである。
【００１２】
短絡状態検出回路７は多相のうちどの相が短絡しているかの検出が可能であり、さらに、スイッチ６の内部は各相ごとの開閉ができるように構成されている。つまり、スイッチ６内の各相の接続においては、この電力供給装置だけが系統に電力を供給している単独運転の場合では、すべての相分とも接続してもよいが、電力系統に他の発電機が接続されている並列運転時の場合では、各相のうち短絡している相分だけを短絡状態検出装置７によって検出し、スイッチ６内にてその短絡相だけを接続するものである。
【００１３】
このように、本実施形態では短絡電流を本来の電力供給装置から供給させるように構成したものである。つまり、変圧器の２次側の電圧を小さくすると、多くの電流を取り出せることを利用して短絡電流の供給を行うものである。また、短絡時の系統インピーダンスは小さな値であるので電力系統に対して低い電圧を印加しても十分に短絡電流を流すことができる。
【００１４】
図２は本発明の第２実施形態（請求項２対応）の短絡電流供給装置の構成図である。
図に示すように、本実施形態が既に説明した図１と異なる構成は、電力供給装置の出力に電流検出器１０を備え、短絡電流を供給しながら、なおかつ、電力供給装置の出力を過負荷にならないように制御する点にあり、その他の構成は図１と同一であるので、同一構成要素には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００１５】
上述したように、本実施形態では短絡電流を本来の電力供給装置から供給させるものである。すなわち、電力供給装置には、変圧器が接続されており、この変圧器の変圧比を利用して変圧器の２次側に大きな短絡電流を供給することができる。
【００１６】
図３は本発明の第３実施形態（請求項３対応）の短絡電流供給装置の構成図である。
図に示すように、本実施形態が既に説明した図１と異なる構成は、変圧器の２次側の出力に電流検出器１１を備え、必要な短絡電流の供給を電力供給装置にて制御することで、電力供給装置の過負荷を防止する点にあり、その他の構成は図１と同一であるので、同一構成要素には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００１７】
上述したように、本実施形態では短絡電流を本来の電力供給装置から供給させるものである。電力供給装置には、変圧器が接続されており、この変圧比を利用して変圧器の２次側に大きな短絡電流を供給することができる。
【００１８】
図４は本発明の第４実施形態（請求項４対応）の短絡電流供給装置の構成図である。
図に示すように、本実施形態が既に説明した図１と異なる構成は、変圧器の２次側の出力に電力調整器１２を備え、その電力調整器の出力に電流検出器１３により、必要な短絡電流を制御することで、電力供給装置の過負荷を防止する点にあり、その他の構成は図１と同一であるので、同一構成要素には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００１９】
上述したように、本実施形態では短絡電流を本来の電力供給装置から供給させるものである。電力供給装置には、変圧器が接続されており、この変圧比を利用して変圧器の２次側に大きな短絡電流を供給することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明（請求項１乃至請求項４対応）によると、電力供給装置は、系統の短絡時において、電力供給装置を通して、かつ大きな負担をかけることなしに、遮断器を遮断するための大きな短絡電流を流すことができるので、確実な短絡電流の供給が実現可能であり、また、高価な電力供給装置の容量増加の必要もなく、設置スペースも縮小することが可能となる。さらに、電力供給装置からの過電流を防止できるので、電力供給装置にダメージを与えることもなく、電力供給装置に対し信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態の短絡電流供給装置の構成図。
【図２】 本発明の第２実施形態の短絡電流供給装置の構成図。
【図３】 本発明の第３実施形態の短絡電流供給装置の構成図。
【図４】 本発明の第４実施形態の短絡電流供給装置の構成図。
【図５】 従来の電力供給システムの回路図。
【符号の説明】
１…電力供給装置、２…遮断器、３…電力系統、４…短絡点、５，６…スイッチ、７…短絡状態検出回路、８…短絡電流の供給系統、９…変圧器、１０，１１…電流検出器、１２…電力調整器、１３…電流検出器。
Claims (4)
- 電力系統に電力供給装置が接続され、当該電力系統上に短絡事故が発生した時に、電力供給装置から遮断器を遮断するための必要な短絡電流を供給する短絡電流供給装置において、前記電力供給装置の出力側に２次電圧が低い変圧器を接続し、短絡事故が発生した時にこの変圧器の２次側出力から短絡電流を流すことによって、電力供給装置を通して、かつ負担をかけずに遮断器を遮断するための必要な短絡電流を供給することを特徴とする短絡電流供給装置。
- 請求項１に記載の短絡電流供給装置において、短絡事故が発生した時に変圧器を介して遮断器を遮断するための必要な短絡電流を流すとともに、電力供給装置とこの変圧器１次側との間に電流検出器を備え、この電力供給装置が過負荷にならないように電流検出器で電力供給装置の出力を調節することで前記変圧器の２次側から必要な短絡電流を供給することを特徴とする短絡電流供給装置。
- 請求項１に記載の短絡電流供給装置において、短絡事故が発生した時に変圧器を介して遮断器を遮断するための必要な短絡電流を流すとともに、この変圧器２次側に電流検出器を備え、この変圧器２次側出力からの電流が必要な短絡電流値となるように電力供給装置の出力を制御することを特徴とする短絡電流供給装置。
- 請求項１に記載の短絡電流供給装置において、短絡事故が発生した時に変圧器を介して遮断器を遮断するための必要な短絡電流を流すとともに、この変圧器２次側にこの短絡電流供給用の電力調整器と電流検出器とを備え、この電力調節器からの電流が必要な短絡電流値となるように電力調整器の出力を制御することを特徴とする短絡電流供給装置。
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| JP2005018999A JP2005018999A (ja) | 2005-01-20 |
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