JPH07108057B2 - 配電線路の事故区間検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は配電線路の複数の区間のうち、どの区間に事故
が発生したかを検出して事故区間の切り離しができる配
電線路の事故区間検出装置に関するものである。

（従来の技術） 電線路においては、迅速な事故区間の発見と健全区間の
再送電が望まれるが、従来の配電線の事故区間検出装置
は、第７図に示すように母線Ｌに接地用変圧器GPTを、
又、配電線1a〜1cには零相変流器ZCTをそれぞれ装着
し、接地用変圧器GPT及び零相変流器ZCTには地絡方向継
電器DGRを接続してあり、地絡事故が発生して事故電流
が流れると、この地絡方向継電器DGRにより零相変流器Z
CTの出力した事故電流と、接地用変圧器GPTの出力した
零相電圧Voとにより事故回線を選択判別し、さらに、二
次母線地絡過電圧継電器OVGRの動作により事故配電線の
遮断器CBが開路するとともに全区間の区分開閉器SSも自
動的に開路するようになっていた。

事故区間を検出するには、まず遮断器CBを投入して、区
間ごとに設けた区分開閉器SSを順次閉路していき、事故
区間前後の区分開閉器SSが閉路されたときの前記零相変
流器ZCTの出力の変動を判別装置（図示略）により判別
して事故区間を検出していた。

（発明が解決しようとする課題） ところが、前記従来の配電線路の事故区間検出装置で
は、区分開閉器SSを事故区間前後で閉路すると、事故区
間には再び事故電流が流れるので、再度、遮断器が開路
して全区間が停電し、電力需要家に不便を強いていた。

又、母線に設置される接地用変圧器（GPT），零相変流
器（ZCT）とその地絡方向継電器（DGR）を各子局に設置
してその子局毎に地絡事故の有無を検出し、その情報か
ら地絡事故区間を検出する方法も考えられるが、この方
式は各子局毎にGPT,ZCT,DGRを設置する必要があり、子
局側の装置が高価なものとなってしまう。

本発明の目的は、上記問題点を解消して、地絡事故等が
生じた場合に、事故区間を迅速に判別して切り離し、事
故区間以外では停電を無くするか、もしくは事故発生時
のみの短時間停電にとどめることができ、さらに各子局
毎にGPT,ZCT、DGRを設置する必要をなくして子局側の装
置を安価にできる配電線における事故区間検出装置を提
供することにある。

（課題を解決するための手段） この発明は前記目的を達成するため、親局における零相
電圧（Vo）と相成分（Va又はIa）との位相差（θvo−ia
又はθvo−va）と、通信装置（5,11）を介して入力した
子局における零相電流（Io）と相成分（Va′又はIa′）
との位相差（θio−va′又はθio−ia′）とを位相比較
演算して、零相電圧（Vo）と零相電流（Io）との位相差
（θvo−io）を求め、一方の親局において地絡事故区間
を検出するとともに、事故区間となった区間の子局に指
令して該子局において区分開閉機（SS）を開閉路し事故
区間を分離するように構成している。

（作用） 本発明は前記手段を採ったことにより、次のように作用
する。

各子局側の検出手段により検出された零相電流及び電流
又は電圧の相成分は子局側の位相差検出回路に入力さ
れ、ここで零相電流と相成分との位相差が検出されて演
算装置に入力され、各子局側のそれぞれの通信装置から
親局側の通信装置に発信される。一方、親局側の検出手
段により検出された零相電圧及び電流又は電圧の相成分
は同じく親局側の位相差検出回路に入力され、ここで位
相差が検出されて親局側の演算装置に入力される。この
親局側では演算装置により子局側から発信された前記位
相差と前記親局側の位相差とを比較演算して、基準とな
る相成分から各子局の零相電圧と零相電流との位相差が
検出され、地絡事故が生じると、その事故区間前後の子
局側において前記位相差が変化するため、この変化した
区間を親局側の演算装置により判別して、検出する。

そして、親局側の演算回路により所定時間（たとえば１
秒間）以内に事故区間が検出された場合には、親局側の
指令によりループ点開閉器を投入するとともに事故区間
両端の開閉器を開放して、該事故区間を停電し、事故区
間以外の健全区間の配電線に送電する。

又、親局側の演算回路により前記所定時間以内に事故区
間が検出されなかった場合には、地絡方向継電器で遮断
器を開放して、前記親局側の指令により遮断器、各区分
開閉器及びループ点開閉器を投入して前記事故区間以外
の健全区間に送電する。

（実施例） 以下、本発明を具体化した一実施例を第１図〜第３図に
基づいて説明する。

第１図左側に示すように、親局としての変電所側では三
相の配電線1a,1b,1cに対し、零相電圧Voを検出するため
の零相成分の検出手段としての接地用変圧器GPTと、零
相電流Ioを検出するための零相変流器（ZCT）とが接続
されている。又、前記三相の配電線1a,1b,1cには、それ
ぞれ各相の親局側の相成分の検出手段としての変流器CT
a,CTb,CTcが装着され、各配電線の相電流Ia,Ib,Icを検
出し得るようになっている。なお、この実施例では1a相
の電流Iaを後述の位相差検出回路２へ入力するようにし
ている。

前記接地用変圧器GPTと、変流器CTaには、前述した零相
電圧Voと前記1a相の相電流Iaとの位相差θvo−iaを検出
するための親局側の位相差検出回路２が接続されてい
る。又、前記接地変圧器GPTと零相変流器ZCTには地絡方
向継電器DGRが接続され、事故発生信号を次に述べる親
局側の演算装置４に出力し得るようにしている。

前記演算装置４は第２図に示すように中央演算処理装置
CPUと、メモリRAMと、デイジダルインプットDIと、デイ
ジタルアウトプットDOとアドレス・データバスBUSとに
より構成されている。そして、前記デイジタルインプッ
トDIには前記位相差検出回路２からの信号と、地絡方向
継電器DGRからの地絡事故が発生したかいなかを伝達す
るON・OFF信号と、さらに、遮断器CBのON・OFF状態が入
力され、又、遮断器CBはデイジタルアウトプットDOの出
力信号によってON・OFF動作する。

さらに、前記アドレス・データバスBUSには、次に述べ
る子局側の通信装置11からの信号を受信する親局側の通
信装置５が接続されている。なお、この通信装置５は、
例えば光ファイバやリード線等の通信線12あるいは無線
により営業所の制御装置６と交信が行えるようになって
いる。

一方、第１図右側に示すように配電線1a〜1cの各区間の
三相の配電線1a,1b,1cには、それぞれ各相の相成分の検
出手段としての変流器CTa,CTb,CTcが装着され、各配電
線の相電流Ia′,Ib′,Ic′を検出し得るようになってい
る。

前記各変流器CTa,CTb,CTcは、零相電流検出回路７に接
続され、ここで零相電流Ioを算出するようになってい
る。なお、この実施例では前記変流器CTa〜CTcと零相電
流検出回路７により零相成分の検出手段Ｍを構成してい
る。

前記零相電流検出回路７と、三相のうち一相、例えば配
電線1aの変流器CTaには、零相電流Ioと、1a相の電流I
a′との位相差θio−ia′を検出するための子局側の位
相差検出回路８が接続されている。又、前記零相電流検
出回路７には零相電流のレベルを検出するためのIoレベ
ル検出器９が接続され、零相電流Ioの大きさによりON,O
FFするIoレベル信号を次に述べる子局側の演算装置10に
入力するようにしている。

前記演算装置10は、第３図に示すように、前述した親局
側の演算装置４と同様に構成されており、デイジタルイ
ンプットDIには前記位相差検出回路８が接続され、か
つ、零相電流検出回路７に接続されたIoレベル検出器９
から出力されたON・OFF信号と、さらに、区分開閉器SS
のON・OFF状態が入力され、又、区分開閉器SSはデイジ
タルアウトプットDOの出力信号によってON・OFF動作す
る。

又、アドレス・データバスBUSには子局側の通信装置11
が接続され、例えば光ファイバやリード線等の通信線12
により前記親局側の通信装置５に接続されている。

次に、前記のように構成した事故区間検出装置につい
て、その作用を説明する。

まず、親局側においては、接地用変圧器GPTにより零相
電圧Voが検出され、変流器CTaにより1a相の相電流Iaが
検出され、この零相電圧Vo及び相電流Iaは位相差検出回
路２に入力されて、ここで位相差θvo−iaが算出される
とともに、該位相差θvo−iaと地絡方向継電器DGRによ
り事故発生信号が次の演算装置４に入力される。

一方、配電線の子局側においては、各変流器CTa〜CTcに
より各相の相電流Ia′〜Ic′が検出され、この相電流は
零相電流検出回路７に入力されて零相電流Ioが算出され
る。そして、この零相電流Ioと1a相の相電流Ia′が位相
差検出回路８に入力され、ここで位相差θio−ia′が算
出される。そして、この位相差θio−ia′とIoレベル検
出器９から出力されたIoレベル信号は、演算装置10に入
力され、ここから通信装置11により通信線12を経て親局
側の通信装置５へ送信され、該通信装置５から親局側の
演算装置４に入力される。このようにして該演算装置４
には、前述した親局側で検出した位相差θvo−iaと子局
側で検出した位相差θio−ia′が入力されるが、配電線
1a〜1cが健全状態では、親局側の地絡方向継電器DGRか
らOFF信号が、デイジタルインプットDIに入力されてい
るので、親局側の演算装置４は動作しない。

一方、子局側においては地絡事故が発生していないと、
Ioレベル検出器９からOFF信号が、デイジタルインプッ
トDIに入力されているので、子局側の演算装置10も動作
しない。

今、配電線のある区間で例えば地絡事故が発生すると、
親局側では地絡方向継電器DGRからデジタルインプットD
Iに事故発生信号が入力されるとともに、各子局側のIo
レベル検出器９からON信号がデイジタルインプットDIに
入力されるので、親局側の演算装置４により前述した親
局の位相差θvo−iaと各子局の位相差θio−ia′から基
準となる電流成分の位相θia及びθia′を除去するよう
に減算演算を行って、零相電圧Voと零相電流Ioを求め、
両者の位相差θvo−ioを算出する。そして、事故区間の
前後において、該位相差θvo−ioが変化するので、親局
側において各子局の前記位相差を順次検出し、位相差が
変化した子局があれば、該子局とその上流側の子局との
間の区間で事故が発生していることを確認することがで
きる。

又、前記実施例では母線側の親局の零相電圧Voと電流の
相成分Iaとを前述した位相差θvo−ioの演算に用いてい
るので、各子局には相電流検出手段としての変流器（C
T）のみを設置すれば良く、従って、子局側の装置を安
価にできる。

上述した演算処理時間が所定時間（例えば１秒）以上に
なる場合には、親局側の演算装置４から遮断器CBにOFF
信号又は、DGRの遅延信号であるOFF信号が出力され、配
電線が停電状態となる。その後、親局の指令により遮断
器CB及び区分開閉器SSが操作され、事故区間以外の健全
区間に送電される。

上述した演算処理時間が所定時間（例えば１秒）以下に
なる場合には、親局の指令により、前記ループ点開閉器
（図示せず）が閉路され、事故区間をはさむ区分開閉器
SSがOFFされて事故区間のみが停電状態となる。なお、
この場合事故区間は所定時間以内に切り離されるので、
遮断器CBは開路しない。

なお、前記実施例では変電所の建物内に設置されている
接地用変圧器GPTを親局における零相成分の検出手段と
して使用することにより、子局側で、屋外に絶縁信頼性
の点で難点のあるGPTを配設する場合に比較して、信頼
性を向上することができる。

なお、本発明は次のように具体化することも可能であ
る。

（１）前記実施例では親局側において地絡方向継電器DG
RからのON・OFF信号を演算装置４に入力するようにした
が、これに代えて第１図に示すように親局側に別途設け
た零相変流器ZCTからの零相電流Ioを第４図に示すIoレ
ベル検出器15に入力し、この検出器15から出力されるON
・OFF信号を演算装置４に入力するように構成し、子局
側の装置は第３図と同様に構成すること。

（２）第５図に示すように、親局側の基準となる相電流
Iaに代えて、相成分の検出手段としての計器用変圧器PT
aにより検出された相電圧Va′を位相差検出回路２に入
力し、該検出回路２から位相差θvo−vaを出力するよう
に構成する。一方、子局側において、前記変流器CTaに
代えて、第６図に示すように、各区分に設けた計器用変
圧器PTaからの相電圧Va′を位相差検出回路８に入力
し、該検出回路８から位相差θio−va′を出力するよう
にすること。

（３）第５図に示す親局側の地絡方向継電器DGRに代え
て、前記Ioレベル検出器15からON・OFF信号を演算装置
４に入力するようにすること。

前述した第１〜３図に示す実施例及び第４図に示す別例
と、第5,6図に示す別例から明らかなように、前記親局
側の位相差検出回路２には、零相電圧Vo及び相電流Ia又
は相電圧Vaが入力され、それらの位相差θvo−ia、θvo
−vaが出力されることになる。

又、子局側の位相差検出回路８には、零相電流Io及び相
電流Ia又は相電圧Va′が入力され、それらの位相差θio
−ia′又はθio−va′が出力されることになる。これら
の位相差情報をもとに子局毎の位相差θvo−ioを求め、
地絡事故区間が前述したように検出される。

発明の効果 以上詳述したように、本発明は配電線のどの区間に地絡
事故等が生じたかを迅速に検出して、事故区間以外の配
電の停電をなくするか、又は、最少回数にとどめること
ができ、さらに各子局毎にGPT,ZCT、DGRを設置する必要
をなくして子局側の装置を安価にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の事故区間検出装置の一実施例を示す電
気ブロック回路図、第２図は親局側の演算装置及びその
接続機器の電気ブロック回路図、第３図は子局側の演算
装置及びその接続機器の電気ブロック回路図、第４図は
本発明の別の実施例を示す親局側のみの電気ブロック回
路図、第５図及び第６図はさらに本発明の別の実施例を
示す親局側及び子局側の電気ブロック回路図、第７図は
従来の事故区間検出装置を示す電気回路図である。 1a,1b,1c……配電線、２……親局側の位相差検出回路、
４……親局側の演算装置、５……親局側の通信装置、７
……子局側の零相電流検出回路、８……子局側の位相差
検出回路、９……Ioレベル検出器、10……子局側の演算
装置、11……子局側の通信装置、Vo……零相電圧（成
分）、Io……零相電流（成分）、Ia,Ia′……相電流
（成分）、Va,Va′……相電圧（成分）、θvo−ia,θvo
−va、θio−va′，θio−ia′……位相差、SS……区分
開閉器、GPT……接地用変圧器、DGR……地絡方向継電
器、ZCT……零相変流器、CTa〜CTc……相電流（成分）
検出手段としての変流器、PTa〜PTc……相電圧（成分）
検出手段としての計器用変圧器、Ｍ……変流器CTa〜CTc
と零相電流検出回路７とからなる零相電流（成分）検出
手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】三相配電線（1a,1b,1c）の系統を区分した
   複数の区間において、親局とする一つの区間には、前記
   三相配電線（1a,1b,1c）の零相電圧（Vo）と、任意の一
   相の電圧あるいは電流の相成分（Va又はIa）の検出手段
   （GPT,PTa,CTa）と、前記零相電圧（Vo）と相成分（Va
   又はIa）の位相差検出回路（２）とを設け、一方、子局
   とする他の区間にはそれぞれ前記三相配電線（1a,1b,1
   c）の零相電流（Io）と、前記の任意の一相と同相の電
   圧あるいは電流の相成分（Va′又はIa′）の検出手段
   （Ｍ、CTa,PTa）と，前記零相電流（Io）と相成分（V
   a′又はIa′）の位相差検出回路（８）とを設け、か
   つ、両位相差検出回路（2,8）にはそれぞれ演算装置
   （4,10）と該演算装置（4,10）に接続した区間相互の通
   信装置（5,11）とを設けてなり、 親局における零相電圧（Vo）と相成分（Va又はIa）との
   位相差（θvo−ia又はθvo−va）と、前記通信装置（5,
   11）を介して入力した子局における零相電流（Io）と相
   成分（Va′又はIa′）との位相差（θio−va′又はθio
   −ia′）とを位相比較演算して、零相電圧（Vo）と零相
   電流（Io）との位相差（θvo−io）を求め、一方の親局
   において地絡事故区間を検出するとともに、事故区間と
   なった区間の子局に指令して該子局において区分開閉器
   （SS）を開閉路し事故区間を分離するように構成したこ
   とを特徴とした配電線路の事故区間検出装置。