JP2005192352A - Total protection system and total protection method having own end determining function for power system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力系統を広域に亘って保護する電力系統の自端判定機能付トータル保護システムおよび自端判定機能付トータル保護方法に係り、特に主保護装置による事故除去ができない場合に必要な後備保護装置を備えた電力系統に適用するに好適な電力系統の自端判定機能付トータル保護システムおよび自端判定機能付トータル保護方法に関する。 The present invention relates to a total protection system with a self-end determination function and a total protection method with a self-end determination function for a power system that protects a power system over a wide area, and is particularly necessary when an accident cannot be removed by a main protection device. The present invention relates to a total protection system with a self-end determination function and a total protection method with a self-end determination function suitable for application to a power system including a protection device.
電力を安定供給すべく電力系統に提供される保護装置は、一般に主保護装置および後備保護装置の二段構成がとられている。すなわち電力系統には、主保護装置（主保護継電器）がロック中の事故や何らかの不都合により主保護継電器が動作することができないときに生じた事故、或いは保護装置（保護継電器）関連機器である遮断器、計器用変圧器（ＰＤ）、計器用変流器（ＣＴ）等が故障したときの事故等、主保護継電装置による事故除去ができない場合に、当該事故を除去する目的で後備保護装置（後備保護継電器）が設けられている。 In general, a protection device provided to an electric power system to stably supply electric power has a two-stage configuration of a main protection device and a rear protection device. In other words, the power system has an accident that occurs when the main protection relay (main protection relay) is locked, or when the main protection relay cannot be operated due to some inconvenience, or an interruption that is related to the protection device (protection relay). Protective equipment for the purpose of removing the accident when the main protection relay device cannot be removed, such as an accident when a transformer, instrument transformer (PD), instrument current transformer (CT), etc. fails (Rear protection relay) is provided.
このような電力系統に適用される後備保護装置としては、例えば電気共同研究第３７巻第１号Ｐ−１２によれば、短絡後備保護のうち約９０％が距離継電器であり、地絡後備保護のうち直接接地系では９９％が距離継電器を適用していることが示されている。 For example, according to Electric Joint Research Vol. 37, No. 1, P-12, about 90% of the short-circuit afterglow protection is a distance relay, Among them, 99% of the direct grounding systems are applied with the distance relay.
一方、マイクロプロセッサ技術や情報通信技術の進歩はめざましく、上述した電力系統の広域保護システムへの適用が行われている（例えば、特許文献１および２を参照）。 On the other hand, progress in microprocessor technology and information communication technology is remarkable, and application to the above-described wide-area protection system for electric power systems is performed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
特許文献１に記載の電力系統の広域後備保護装置は、被電力保護系統に流れる電流値を検出して演算処理部に入力すると共に、事故検出した電流値を定数倍に制御することによって、正常遮断された遮断器の処理を使用する隣接の事故検出手段を動作させないようにする一方、遮断されない遮断器に流れる電流を使用する隣接の事故検出手段により該遮断器の不良を検出すると共に、この隣接する事故検出手段により必要な遮断器を遮断するものである。 The wide-area backup protection device of the power system described in Patent Document 1 detects the current value flowing through the power-protected system and inputs the current value to the arithmetic processing unit, and controls the current value detected in the accident to be a multiple of the normal. While the adjacent accident detection means using the interrupted circuit breaker process is not operated, the adjacent fault detection means using the current flowing through the uninterrupted circuit breaker detects the fault of the breaker and Necessary circuit breakers are interrupted by the adjacent accident detection means.
また、特許文献２に記載の電力系統の広域保護システムは、遮断器で区分された保護区間の送電線各端子、母線区分、母線連絡、変圧器各端子に関して所定の基準で個別に設けられた各端末装置（ＲＴＥ）の入力電気量を、各ＲＴＥのデータとして中央処理装置（ＣＴＥ）へ送出し、ＣＴＥ側において各ＲＴＥのデータを用いて事故区間と事故様相を判定し、その判定結果に基づいて遮断器を開放して事故除去を行うことにより、広域の電力系統の保護を行うものである。
上述した従来の電力系統の自端判定機能付トータル保護システムにおいては、演算処理装置に集められた所定の複数端子の電気量を用いて各送電線の事故区間を判別するため、これらの電気量を取り込むデータ入力部を備えた情報端末が必要であった。このため例えば電力系統の上位系となる連系変電所およびこの連系変電所に連系される下位系の配電用変電所のそれぞれに上記所定の複数端子の電気量を取り込み、演算処理装置に伝送する情報端末が必要であった。ちなみに、この種の演算処理装置は、一般に上位系の変電所に設置される。 In the above-described conventional total protection system with a self-determination function of the electric power system, the amount of electricity is determined in order to determine the fault section of each transmission line using the amount of electricity of a predetermined plurality of terminals collected in the arithmetic processing unit. An information terminal equipped with a data input unit for importing was required. For this reason, for example, the amount of electricity of the predetermined plurality of terminals is taken into each of the interconnection substation that is the upper system of the power system and the subordinate distribution substation connected to the interconnection substation, and the calculation processing device An information terminal to transmit was necessary. By the way, this type of arithmetic processing device is generally installed in a subordinate substation.
この演算処理装置は、一般に各回線の演算処理部をユニット単位で一つの筐体に収納する方式を取るため、設備面でのコストが増大するという問題を有していた。更に演算処理部の不具合対応や保護装置の取り替えも個々に行う必要があり、その運用回線へ影響が及ぶという懸念があった。 This arithmetic processing apparatus generally has a problem that the cost in terms of equipment increases because the arithmetic processing unit for each line is stored in a single casing in units. Furthermore, it is necessary to individually deal with malfunctions in the arithmetic processing unit and to replace the protection device, and there is a concern that the operation line may be affected.
また、従来の電力系統の広域保護システムにおいては、基本的にタイマによる時限強調をとる必要があるため、遮断時間の短縮に限界があり、送電線に過電流が流れると、電力系統安定度の低下や瞬時電圧低下の影響が拡大するという問題を有していた。 In addition, in conventional power system wide area protection systems, it is basically necessary to take time enhancement with a timer, so there is a limit to shortening the cut-off time, and if overcurrent flows in the transmission line, the stability of the power system There was a problem that the influence of voltage drop and instantaneous voltage drop was enlarged.
このような課題を解決すべく発明者は、特願２００２−２２３９６１において電力系統単位のトータル保護方法およびそのトータル保護装置を提唱した。これは発電所の電気が送電される変電所等の各電気所および送電線に発生する事故等を監視し、その保護処置を行う電力系統単位のトータル保護方法であって、各電気所および送電線を保護する際に必要な情報を制御局に集中させ、該制御局における共通の演算処理により、制御局と被制御局の間の送電線で発生する事故等を一括管理し、かつその一括保護を行うことを特徴とするものである。この電力系統単位のトータル保護方法およびそのトータル保護装置は、図３に示すように複数の被制御局１（配電用変電所Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）と制御局２（連系変電所Ａ）との間に保護情報ネットワーク４Ａを形成し、各被制御局１（配電用変電所Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）並びに送電線に発生した事故情報等を各配電用変電所Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの情報端末７から保護情報ネットワーク４Ａへ送信するように構成したものである。即ち、演算処理装置３は、各被制御局１（配電用変電所Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）並びに送電線において事故が発生したときは、保護情報ネットワーク４Ａを介して事故情報を受け取ると共に、この事故情報から事故の発生した被制御局１へ遮断指令を出力して電力系統を保護するようになっている。 In order to solve such a problem, the inventor proposed a total protection method and a total protection device for each power system in Japanese Patent Application No. 2002-223916. This is a total protection method for each power system that monitors accidents, etc. occurring at each power station and transmission line, such as a substation where electricity from the power station is transmitted, and protects them. Concentrate information necessary to protect the wires in the control station, and manage the accidents that occur on the power transmission line between the control station and the controlled station in a batch by the common calculation process in the control station. It is characterized by providing protection. As shown in FIG. 3, the total protection method and the total protection device for each power system include a plurality of controlled stations 1 (distribution substations B, C, D, E) and a control station 2 (interconnection substation A). ) To form a protection information network 4A between each controlled station 1 (distribution substations B, C, D, E) and information on accidents occurring in the transmission lines. The information is transmitted from the D and E information terminals 7 to the protection information network 4A. That is, the arithmetic processing unit 3 receives the accident information via the protection information network 4A when an accident occurs in each controlled station 1 (distribution substations B, C, D, E) and the transmission line. From this accident information, a cutoff command is output to the controlled station 1 where the accident occurred to protect the power system.
発明者は、上述した電力系統単位のトータル保護方法およびそのトータル保護装置に関し、更に装置二重化のコストを軽減しつつ通信故障による全系統停止を防止することが可能なより好ましい方法を見いだすに至った。 The inventor has found a more preferable method that can prevent the entire system from being stopped due to a communication failure while reducing the cost of duplicating the apparatus, in addition to the total protection method and the total protection apparatus for each power system described above. .
本発明は、上述したような従来の事情に対処してなされたものであり、その目的は、電力系統の自端判定機能付トータル保護システムを構築するにあたり、各送電線を保護するうえで必要な情報を一箇所に集めて、共通の演算処理装置等によって一括保護することで、保護情報の一本化を図ると共に、複数端子の電気量を伝送するために要する情報制御端末を多重化することなく通信故障による全系停止を防止することが可能な簡易な構成の電力系統の自端判定機能付トータル保護システムを提供することにある。 The present invention has been made in response to the above-described conventional circumstances, and its purpose is necessary to protect each transmission line in constructing a total protection system with a self-end determination function of a power system. Information is collected in one place and is collectively protected by a common arithmetic processing unit, etc., thereby consolidating protection information and multiplexing information control terminals required to transmit the electrical quantity of multiple terminals It is an object of the present invention to provide a total protection system with a self-determining function for a power system having a simple configuration that can prevent the entire system from being stopped due to a communication failure.
上述した目的を達成するため、本発明に係る電力系統の自端判定機能付トータル保護システムは、電力系統における複数の電気所間を連系する複数の送電線両端から得た所定の複数端子の電気量を用いて各送電線の事故区間を判別する演算処理装置と、この演算処理装置が判別した上記事故区間に応じた遮断器を遮断する遮断指令を受けて上記送電線に生じた事故を除去する主保護装置と、この主保護装置のバックアップを行う後備保護装置とを具備した電力系統の自端判定機能付トータル保護システムであって、 In order to achieve the above-described object, a total protection system with a self-end determination function for a power system according to the present invention includes a plurality of predetermined terminals obtained from both ends of a plurality of transmission lines interconnecting a plurality of electric stations in the power system. An arithmetic processing device that determines the accident section of each power transmission line using the amount of electricity, and an accident that has occurred in the transmission line in response to a shut-off command that shuts off the circuit breaker according to the accident section determined by the arithmetic processing device. A total protection system with a self-determining function of a power system comprising a main protection device to be removed and a backup protection device for backing up the main protection device,
前記後備保護装置は、前記送電線の両端にそれぞれ設けられて該送電線の前記複数の端子の電気量を検出して前記演算処理装置に伝送する伝送手段と、 The backup protection device is provided at both ends of the power transmission line, and detects the amount of electricity of the plurality of terminals of the power transmission line and transmits it to the arithmetic processing unit,
前記複数端子の電気量に基づいて事故区間を判別して前記主保護装置が動作しないときこの事故区間に応じた遮断器を遮断する遮断指令、または前記伝送手段により伝送された前記複数端子の電気量から前記演算処理装置が当該保護区間に事故があると判定したとき該演算処理装置から出される遮断指令を受けて該遮断器を遮断する遮断手段とを備えることを特徴としている。 A fault command is determined based on the amount of electricity at the plurality of terminals and the main protection device does not operate, and a shut-off command for shutting off the circuit breaker according to the fault section, or the power at the plurality of terminals transmitted by the transmission means. When the arithmetic processing unit determines from the quantity that there is an accident in the protection section, the arithmetic processing unit includes a shut-off means that shuts off the circuit breaker in response to a shut-off command issued from the arithmetic processing unit.
このため、主保護装置が検出する前記複数の端子の電気量に加えて、後備保護装置によって検出した前記複数の端子の電気量を前記演算処理装置に伝送することができる。 For this reason, in addition to the electrical quantities of the plurality of terminals detected by the main protection device, the electrical quantities of the plurality of terminals detected by the backup protection device can be transmitted to the arithmetic processing unit.
上述した複数の端子の電気量を伝送する後備保護装置は、距離継電器から構成されている。すなわち本発明によれば、電力系統の自端判定機能付トータル保護システムの後備保護装置として主として用いられる距離継電器を適用することが可能となる。ここで、直接接地系系統で適用される距離継電器と抵抗接地系系統で適用される地絡方向継電器（地絡過電圧継電器を含む。）を簡約して距離継電器という。 The above-mentioned protection device that transmits the amount of electricity of the plurality of terminals is composed of a distance relay. That is, according to the present invention, it is possible to apply a distance relay that is mainly used as a back-up protection device for a total protection system with a self-end determination function of a power system. Here, the distance relay applied in the direct grounding system and the ground fault direction relay (including the ground fault overvoltage relay) applied in the resistance grounding system are simply referred to as the distance relay.
また前記電気量は、送電線の電圧値および該送電線に流れる電流値からなり、これら電気量を前記演算装置に主保護装置および後備保護装置のそれぞれから伝送する二重化構成をとることができ、電力系統の自端判定機能付トータル保護システムの信頼性向上の点から望ましい。 Further, the amount of electricity consists of a voltage value of a transmission line and a current value flowing through the transmission line, and can take a duplex configuration in which these amounts of electricity are transmitted from the main protection device and the rear protection device to the arithmetic device, It is desirable from the viewpoint of improving the reliability of the total protection system with self-end judgment function of the power system.
さらに、この電気量は、電力系統の計器用変圧器より得られる電圧データであって、該電圧データを前記後備保護装置の距離継電器と自端判定機能付トータル保護リレー用通信網の基本電気情報として共用することによって、設備の削減を図ることができる。 Further, the amount of electricity is voltage data obtained from an instrument transformer of the power system, and the voltage data is used as the basic electrical information of the distance relay of the backup protection device and the communication network for the total protection relay with a self-end determination function. It is possible to reduce the number of facilities by sharing as
電力系統における系統構成は、送配電線、母線、変圧器、コンデンサ、リアクトル、抵抗器等の機器が様々に組合わさって接続されたものである。保護対象機器は計器用変流器で囲まれるもので、キルヒホッフの原理より適用されている。しかし、これだけでは現在でも保護システム信頼度が維持できないため、誤動作の可能性がある。そのため計器用変圧器をフェールセーフとして現在使用しているが、この計器用変圧器より得られる電圧情報を自端判定機能付トータル保護リレー用通信網（保護情報ネットワーク）に基本電気情報としてブロードキャストするのである。一方、電力系統保護用自端判定機能付情報制御端末（ＤＺ付情報制御端末）には、最低限の保護機能として距離継電器機能を具備することから、これら距離継電器機能の基本となる電圧データは、電力系統保護用自端判定機能付情報制御端末の通信網の基本電気情報として共用するようにする。変圧器のように変圧する電圧階級を複数持つものは、それぞれの電圧情報を共用する。 The system configuration in the power system is a combination of various devices such as transmission / distribution wires, buses, transformers, capacitors, reactors, resistors, and the like. The device to be protected is surrounded by a current transformer for the instrument and is applied according to Kirchhoff's principle. However, even with this alone, the protection system reliability cannot be maintained even today, and there is a possibility of malfunction. For this reason, the instrument transformer is currently used as a fail-safe, but the voltage information obtained from this instrument transformer is broadcast as basic electrical information to the total protection relay communication network (protection information network) with a self-determining function. It is. On the other hand, since the information control terminal with self-end determination function for power system protection (information control terminal with DZ) has a distance relay function as a minimum protection function, the voltage data that is the basis of these distance relay functions is It is made to share as basic electric information of the communication network of the information control terminal with a self-end determination function for power system protection. Those having a plurality of voltage classes to be transformed, such as transformers, share the respective voltage information.
好ましくは、前記演算処理装置は、発電所の電気を変成する連系変電所に設けられるものとして構成される。さらに、本発明に係る自端判定機能付トータル保護システムよって収集する電気量を電力系統の監視制御を行うための制御所へ送られるテレメータ情報として使用することにより、設備の削減を図ることができる。 Preferably, the arithmetic processing unit is configured to be provided in an interconnection substation that transforms electricity of the power plant. Furthermore, the amount of electricity collected by the total protection system with a self-determination function according to the present invention can be used as telemeter information to be sent to a control station for monitoring and controlling the power system, thereby reducing the number of facilities. .
前記演算処理装置は、事故区間を挟むＣＴ端末の通過電流をもとに、当該通過電流の最大となる区間の遮断器に対して遮断指令を送信し、該遮断器が不応動のときは次に大きな通過電流の区間の遮断器に遮断指令を送信するという工程を所定回数繰り返すことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一に記載の電力系統の自端判定機能付トータル保護システム。 Based on the passing current of the CT terminal across the accident section, the arithmetic processing unit transmits a breaking command to the circuit breaker in the section where the passing current is maximum, and when the breaker is refractory, The total protection system with a self-end-determining function for a power system according to any one of claims 1 to 6, wherein the step of transmitting a break command to a breaker in a section with a large passing current is repeated a predetermined number of times.
また、新たな継電方式（各相最大通過電流検出方式）として、前記演算処理装置は、事故区間を挟むＣＴ端末の通過電流をもとに、同一時刻に当該通過電流の最大となる区間の遮断器に対して遮断指令を送信し、該遮断器が不応動のときは次に大きな通過電流の区間の遮断器に遮断指令を送信するという工程を所定回数繰り返すようにしてもよい。 In addition, as a new relaying method (each phase maximum passing current detection method), the arithmetic processing unit uses the passing current of the CT terminal sandwiching the accident section to determine the section of the section where the passing current becomes maximum at the same time. A step of transmitting a break command to the breaker, and when the breaker is refractory, may be repeated a predetermined number of times.
このように本発明に係る電力系統の自端判定機能付トータル保護システムおよび自端判定機能付トータル保護方法は、電力系統における複数の電気所間を連系する複数の送電線の両端にそれぞれ設けられた後備保護装置に該送電線の前記複数の端子の電気量を検出して演算処理装置に伝送する伝送手段を備えている。このため、例えば通信回線の不具合等、何らかの原因によって主保護装置が検出する前記複数の端子の電気量が演算処理装置に伝送できなかったとしても、後備保護装置を用いて伝送することが可能である。特に、この後備保護装置には、従来から用いられている距離継電器の機能を備えているので、通信障害による全系停止を防止することができ、電力系統の自端判定機能付トータル保護システムの信頼性を向上させつつ、各端子の電気量を演算処理装置に伝送する専用の伝送路が不要なコストを低減した電力系統の自端判定機能付トータル保護システムおよび自端判定機能付トータル保護方法を実現することが可能となる。 Thus, the total protection system with a self-end determination function and the total protection method with a self-end determination function according to the present invention are respectively provided at both ends of a plurality of transmission lines interconnecting a plurality of electrical stations in the power system. The provided protection device includes transmission means for detecting the amount of electricity at the plurality of terminals of the power transmission line and transmitting it to the arithmetic processing unit. For this reason, for example, even if the electrical quantities of the plurality of terminals detected by the main protection device due to some cause, such as a communication line failure, cannot be transmitted to the arithmetic processing device, it can be transmitted using a backup protection device. is there. In particular, since this back-up protection device has the function of a conventional distance relay, it can prevent the entire system from being stopped due to a communication failure, and the total protection system with the self-end determination function of the power system can be prevented. Total protection system with self-end-determination function and total protection method with self-end-determination function for the power system, which reduces the cost without the need for a dedicated transmission line to transmit the amount of electricity at each terminal to the arithmetic processing unit while improving reliability Can be realized.
以下、本発明の一実施形態に係る電力系統の自端判定機能付トータル保護システムおよび自端判定機能付トータル保護方法に関し、図面を参照しながら説明する。尚、図３に示す電力系統単位のトータル保護方法およびそのトータル保護装置と同様の構成要素には、同符号を付しその説明を略述する。 Hereinafter, a total protection system with a self-end determination function and a total protection method with a self-end determination function according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to the total protection method of the electric power system unit shown in FIG. 3, and its total protection apparatus, and the description is abbreviated.
図１は本発明に係る電力系統の自端判定機能付トータル保護システムおよび自端判定機能付トータル保護法の保護情報ネットワーク構成を示す図の一実施形態を示す概略構成図である。この図は、詳細は後述するが例えば上位系の制御所として連系変電所を、下位系の電気所として配電用変電所からなる電力系統の自端判定機能付トータル保護システムを示すものである。この図において１は、複数の配電用変電所からなる被制御局であり、これら電気所についてその保護に必要な情報を、複数の制御局２となる連系変電所に集中して伝送するように構成したものである。即ち、被制御局１となる各電気所Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅについては、これらの電気所および送電線（電力系統機器を含む）を保護する際に必要な情報を制御局２となる連系変電所Ａに集中させる一方、制御局２（Ａ）、制御局２（Ｂ）における共通の演算処理装置３により、多数の被制御局１，１・・で発生する事故等を一括監視し、かつその一括保護を行うようになっている。そして被制御局１の送電線の保護を代表端判別電流差動方式に一本化し、制御局２の演算処理装置（１：Ｎ形送電線保護）３により各回路を一括保護するよう構成されている。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a diagram illustrating a protection information network configuration of a total protection system with a self-end determination function and a total protection method with a self-end determination function according to the present invention. This figure shows a total protection system with a self-determination function for a power system consisting of, for example, a connected substation as a higher-level control station and a distribution substation as a lower-level electric station. . In this figure, reference numeral 1 denotes a controlled station composed of a plurality of distribution substations, and information necessary for the protection of these electric stations is concentratedly transmitted to a connected substation serving as a plurality of control stations 2. It is configured. That is, for each of the electric stations A, B, C, D, and E to be the controlled station 1, information necessary for protecting these electric stations and transmission lines (including power system equipment) is transmitted to the control station 2. In the meantime, the common processing unit 3 in the control station 2 (A) and the control station 2 (B) collects accidents, etc. occurring in a large number of controlled stations 1, 1. Monitor and perform batch protection. Then, the protection of the transmission line of the controlled station 1 is unified to the representative end discrimination current differential system, and each circuit is collectively protected by the arithmetic processing unit (1: N-type transmission line protection) 3 of the control station 2. ing.
また各被制御局（電気所）１と制御局２との間には電力系統を保護するために必要な情報を相互伝送する保護情報ネットワーク４Ａ，Ｂが設けられて、各被制御局（電気所１）および制御局２のそれぞれが保護情報ネットワーク４Ａ，Ｂにより接続されている。この保護情報ネットワーク４Ａ，Ｂを用いて、発電所の電気が送電される制御局２（連系変電所Ａ）および各被制御局１（電気所Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）並びに送電線に発生する事故等を監視するようになっている。そして事故が発生したとき制御局２は、事故区間を遮断すべくその被制御局１へ例えば遮断器の遮断指令を出力する等の保護処置を行う。同様に、制御局２（連系変電所Ｂ）と各被制御局１（電気所Ｆ，Ｇ，Ｈ）との間も電力系統を保護するために必要な情報を相互伝送する保護情報ネットワーク４Ｂが設けられて、各被制御局（電気所１）および制御局２のそれぞれが保護情報ネットワーク４Ｂにより接続されている。そして制御局２（連系変電所Ｂ）は、上述したようにこの保護情報ネットワーク４Ｂを介して電力系統に発生する事故等を監視し、その保護処置を行うよう構成されている。 Further, protection information networks 4A and 4B for mutually transmitting information necessary for protecting the power system are provided between each controlled station (electric station) 1 and control station 2, and each controlled station (electrical station) 1) and the control station 2 are connected by protected information networks 4A and 4B. Using this protection information network 4A, B, the control station 2 (connected substation A) and the controlled stations 1 (electric stations A, B, C, D, E) to which the power of the power plant is transmitted and the transmission Accidents that occur in electric wires are monitored. When an accident occurs, the control station 2 performs protective measures such as outputting a circuit breaker shut-off command to the controlled station 1 in order to shut off the accident section. Similarly, a protection information network 4B that mutually transmits information necessary for protecting the power system between the control station 2 (interconnection substation B) and each controlled station 1 (electric stations F, G, H). Are provided, and each controlled station (electrical station 1) and each control station 2 are connected by a protection information network 4B. As described above, the control station 2 (interconnection substation B) is configured to monitor accidents and the like occurring in the power system via the protection information network 4B and perform protection measures.
ちなみに各被制御局１（電気所Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）には、各被制御局１（電気所Ｆ，Ｇ，Ｈ）を管理・制御する制御局２（連系変電所Ｂ）に保護情報ネットワーク４Ｂを介して電力系統を保護するために必要な情報を相互伝送する保護情報ネットワーク４Ｂ設けられている。一方、各被制御局１（電気所Ｆ，Ｇ，Ｈ）には、各被制御局１（電気所Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）を管理・制御する制御局２（連系変電所Ａ）に保護情報ネットワーク４Ｂを介して電力系統を保護するために必要な情報を相互伝送する保護情報ネットワーク４Ｂが設けられている。このように構成することによって、いずれかの保護情報ネットワーク４Ｂまたは制御局２の不具合が生じた場合でも、電力系統に発生する事故等を監視し、その保護処置を行うことができるようになっている。 Incidentally, each controlled station 1 (electric stations A, B, C, D, E) has a control station 2 (interconnected substation B) that manages and controls each controlled station 1 (electric stations F, G, H). ) Is provided with a protection information network 4B for mutually transmitting information necessary for protecting the power system via the protection information network 4B. On the other hand, each controlled station 1 (electric stations F, G, H) has a control station 2 (interconnected substation) that manages and controls each controlled station 1 (electric stations A, B, C, D, E). A) is provided with a protection information network 4B for mutually transmitting information necessary for protecting the power system via the protection information network 4B. With this configuration, even if any of the protection information network 4B or the control station 2 fails, an accident occurring in the power system can be monitored and the protection measures can be taken. Yes.
尚、図示例では、連系変電所ＡとＢの２グループにそれぞれ制御局２（Ａ）、制御局２（Ｂ）および保護情報ネットワーク４Ａ，Ｂを設けた構成について説明しているが、保護する際に必要な情報を制御局２に集中させる構成であれば、保護情報ネットワーク４を更に複数形成することも可能であるということは言うまでもない。 In the illustrated example, the configuration in which the control station 2 (A), the control station 2 (B), and the protection information networks 4A and B are provided in the two groups of the interconnected substations A and B is described. Needless to say, it is possible to form a plurality of protection information networks 4 as long as the necessary information is concentrated on the control station 2.
また制御局２は、各被制御局１から、各電気所情報を保護情報ネットワーク４Ａを介して受け取り、共通の演算処理装置３により一括保護を行う際に、各電気所間の保護回路を代表した演算処理装置３で保護する。 The control station 2 represents each electrical station information from each controlled station 1 via the protection information network 4A, and represents a protection circuit between the electrical stations when the common arithmetic processing unit 3 performs collective protection. Protected by the arithmetic processing unit 3.
尚、図１に示すように制御局２（Ａ）、制御局２（Ｂ）間には、相互に情報を伝送することが可能な保護情報ネットワーク４Ａ，Ｂが設けられている。この別な保護情報ネットワーク４Ａ，Ｂは、制御局２（Ａ）、制御局２（Ｂ）間で相互に保護情報を伝送することでシステムのバックアップを行う伝送路の役割を担う。 As shown in FIG. 1, between the control station 2 (A) and the control station 2 (B), protection information networks 4A and 4B capable of transmitting information to each other are provided. The other protection information networks 4A and 4B serve as transmission paths for backing up the system by transmitting protection information between the control station 2 (A) and the control station 2 (B).
図２は、連系変電所と配電用変電所の配置を示す図である。この図において、各変電所間を結ぶ実線は、電力を伝送する送電線６を示している。 FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement of the interconnection substation and the distribution substation. In this figure, the solid line connecting the substations indicates the power transmission line 6 that transmits power.
さて、連系変電所Ａと各配電用変電所Ｄ，Ｅとの間には、図示しない主保護装置が設けられて、各送電線における複数端子の電気量（電圧値および電流値）を演算処理装置３へ伝送するように構成されている。ちなみにこの図には送電線に流れる電流値を検出する変流器（ＣＴ）９のみを図示している。そして、演算処理装置３が事故区間を判定して、該事故区間を遮断すべく、該当する図示しない遮断器に対して遮断指令を出すようになっている。ちなみにこの主保護装置は、例えば、各端判定各相電流差動継電方式や代表端判定各相電流差動継電方式，各相最大通過電流検出方式等が用いられる。 Now, a main protection device (not shown) is provided between the interconnection substation A and each of the distribution substations D and E, and calculates the amount of electricity (voltage value and current value) at a plurality of terminals in each transmission line. It is configured to transmit to the processing device 3. Incidentally, this figure shows only the current transformer (CT) 9 that detects the value of the current flowing through the transmission line. And the arithmetic processing unit 3 determines an accident section, and issues a shut-off command to a corresponding circuit breaker (not shown) in order to shut off the accident section. Incidentally, this main protection device uses, for example, each end determination each phase current differential relay system, representative end determination each phase current differential relay system, each phase maximum passing current detection system, and the like.
また、連系変電所Ａおよび複数の配電用変電所Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅには、それぞれの間を連系する送電線の複数端子の電気量（電圧値および電流値）を検出して前述した主保護装置のバックアップを行う距離継電器（ＤＺ）付情報制御端末１０が設けられている。このＤＺ付情報制御端末８は、検出した送電線の複数端子の電気量を保護情報ネットワーク４を介して演算処理装置３へ送出するように構成されている。すなわち、ＤＺ付情報制御端末８は、前述した主保護装置が演算処理装置３に伝送する複数の電気量と同一情報を伝送するバックアップ装置の役割を担うものである。尚、特に図示しないがＤＺ付情報制御端末８には、保護情報ネットワーク４を介して演算処置装置３と通信を行う通信インタフェースが設けられている。この通信インタフェースは、例えば汎用性のある標準のインターネットプロトコルを使用したものとして構成される。 In addition, the interconnection substation A and the distribution substations B, C, D, and E detect the amount of electricity (voltage value and current value) at a plurality of terminals of the transmission line interconnected between them. An information control terminal 10 with a distance relay (DZ) that performs backup of the main protection device described above is provided. The information control terminal with DZ 8 is configured to send the detected electric quantities of a plurality of terminals of the power transmission line to the arithmetic processing device 3 via the protection information network 4. That is, the DZ-added information control terminal 8 serves as a backup device that transmits the same information as a plurality of electric quantities that the main protection device transmits to the arithmetic processing device 3. Although not particularly shown, the information control terminal with DZ 8 is provided with a communication interface for communicating with the arithmetic treatment device 3 via the protection information network 4. This communication interface is configured using, for example, a general-purpose standard Internet protocol.
ちなみに演算処理装置３は、連系変電所Ａに設けられており、連系変電所Ａに設けられたＤＺ付情報制御端末が得た複数端子の電気量は、直接該演算処置装置３に専用回線（例えばローカルエリアネットワーク）を用いて接続するように構成される。もちろん、連系変電所Ａに設けられたＤＺ付情報制御端末８が得た複数端子の電気量を、保護情報ネットワーク４を介して演算処理装置３に伝送するように構成してもかまわない。要は、ＤＺ付情報制御端末８が得た複数端子の電気量を演算処理装置３に伝送可能となるように構成すればよい。 Incidentally, the arithmetic processing unit 3 is provided in the interconnection substation A, and the quantity of electricity obtained by the information control terminal with DZ provided in the interconnection substation A is directly dedicated to the arithmetic treatment unit 3. It is configured to connect using a line (for example, a local area network). Of course, it may be configured to transmit a plurality of terminals of electricity obtained by the information control terminal 8 with DZ provided in the interconnection substation A to the arithmetic processing unit 3 via the protection information network 4. In short, what is necessary is just to comprise so that the electric quantity of the several terminal obtained by the information control terminal 8 with DZ can be transmitted to the arithmetic processing unit 3.
また演算処理装置３は、ハード面でのコストを低減するために、制御局２においてユニット単位で一つの筐体に収容することが好ましい。そして演算処理装置３は、その不具合対応や保護装置をユニット単位で交換し得るように構成すると、運用回線への影響・制約を最小限に抑えることができ望ましい。更に、演算処理装置３は、装置故障時の保護信頼度を確保するため複数台設置することにより、装置故障時の保護信頼度を確保するようになっている。 Further, it is preferable that the arithmetic processing unit 3 is housed in a single housing in units of units in the control station 2 in order to reduce hardware costs. If the arithmetic processing unit 3 is configured so that the failure handling and protection device can be replaced in units, it is desirable that the influence / restriction on the operation line can be minimized. Further, a plurality of arithmetic processing devices 3 are installed in order to ensure the protection reliability in the event of a device failure, thereby ensuring the protection reliability in the event of a device failure.
一方、ＤＺ付情報制御端末８は、主保護装置によって送電線に生じた事故を復旧すべきとき、何らかの不具合によって該主保護装置の動作ができなかったとき、該ＤＺ付情報制御端末が検出した送電線の複数端子の電気量を用いて、該送電線区間に設けられた図示しない遮断器を遮断して事故復旧を行うようになっている。すなわち、ＤＺ付情報制御端末８は、前述したように主保護装置のバックアップを行う後備保護装置として一般に適用されている距離継電器の役割を担っている。 On the other hand, the information control terminal 8 with DZ detected when the accident occurred in the power transmission line by the main protection device and when the main protection device could not be operated due to some trouble, the information control terminal with DZ detected Using the amount of electricity at a plurality of terminals of the power transmission line, the circuit breaker (not shown) provided in the power transmission line section is interrupted to recover the accident. That is, the information control terminal 8 with DZ plays the role of a distance relay that is generally applied as a backup protection device that backs up the main protection device as described above.
概略的には、上述したように構成された本発明に係る電力系統の自端判定機能付トータル保護システムおよび自端判定機能付トータル保護方法が特徴とするところは、送電線を保護する後備保護装置の機能を有するＤＺ付情報制御端末８が検出した該送電線の複数端子の電気量（電圧値および電流値）を演算処理装置３に伝送する点にある。したがって、送電線の複数端子の電気量は、主保護装置およびＤＺ付情報制御端末８のそれぞれから伝送されるため、ネットワークの二重化構成をとらなくても１系統のネットワークとＤＺ機能を用いて、保護機能を発揮することが可能である。即ち、ＤＺ付情報制御端末８が検出した複数端子の電気量を主保護装置とは別に演算処理部３に伝送しているため、通信故障による全系停止を防止することができると共に、装置二重化のコストを低減しつつ信頼性の向上およびコストの低減を図ることが可能となる。 Schematically, the total protection system and the total protection method with a self-determination function of the power system according to the present invention configured as described above are characterized by a rear-end protection for protecting the transmission line. The point is that the electric quantity (voltage value and current value) of the plurality of terminals of the transmission line detected by the information control terminal with DZ 8 having the function of the apparatus is transmitted to the arithmetic processing unit 3. Therefore, since the electric quantity of the plurality of terminals of the transmission line is transmitted from each of the main protection device and the information control terminal 8 with DZ, it is possible to use one network and the DZ function without taking a redundant network configuration. It is possible to exert a protective function. That is, since the electric quantity of the plurality of terminals detected by the information control terminal 8 with DZ is transmitted to the arithmetic processing unit 3 separately from the main protection device, it is possible to prevent the entire system from being stopped due to a communication failure and to duplicate the device. It is possible to improve the reliability and reduce the cost while reducing the cost.
また、送電線の両端に設けられるＤＺ付情報制御端末８には、距離継電器の機能を有しているので、主保護装置が何らかの不具合で動作しなかったときであっても、確実に事故回線を選択遮断することが可能である。 Moreover, since the information control terminal 8 with DZ provided at both ends of the transmission line has a function of a distance relay, even if the main protection device does not operate due to some trouble, the accident line is surely Can be selectively blocked.
特に、演算処理装置の電流差動演算により、主保護装置を電流差動リレーとして機能させ、後備保護として距離継電器を用いることによって、少ない設備で信頼性の高いシステムを構築することができる。なお、演算処理装置の主たる機能は、電流差動リレーによる主保護装置相当である他、以下の装置と一体化することも可能である。 In particular, by making the main protection device function as a current differential relay by using the current differential calculation of the arithmetic processing device and using the distance relay as the back-up protection, it is possible to construct a highly reliable system with less equipment. The main function of the arithmetic processing unit is equivalent to a main protection device using a current differential relay, and can be integrated with the following devices.
たとえば、送電線保護装置、母線保護装置、変圧器保護装置、その他機器保護装置、遮断器不動作対策装置、地絡順序遮断装置、系統安定化装置、過負荷検出継電装置、周波数継電装置、脱調検出装置、故障点標定装置、有効／無効電力・電圧・周波数測定装置、オシロ装置、再閉路装置、遠隔監視制御装置、リモート整定装置、遠隔保守/遠隔診断装置 および これらの機能相当である。 For example, power line protection device, busbar protection device, transformer protection device, other equipment protection device, circuit breaker malfunction prevention device, ground fault sequence interruption device, system stabilization device, overload detection relay device, frequency relay device , Step-out detection device, fault location device, active / reactive power / voltage / frequency measurement device, oscilloscope device, reclosing device, remote monitoring and control device, remote settling device, remote maintenance / remote diagnosis device and equivalent to these functions is there.
また、本実施の形態は、図４に示す現状の保護設備に対して以下に説明する効果を有する。図４において、保護対象範囲である点線と電力系統の交点にCTが設置してあり、現状はこの保護対象範囲によって系統保護を行っている。現状の距離リレ−はＡ部の楕円の点線のように、2段領域で相手端子の母線付近までの事故を保護している。ここで、付近とはインピ−ダンスによって保護している区間(リ−チ)が、どこまで届いているかが明白でないことを意味している。しかしながら、本実施の形態のシステムでは、付近ではなく CTに囲まれた事故区間の正確な検出が可能になるのである。 Moreover, this Embodiment has the effect demonstrated below with respect to the present protection equipment shown in FIG. In FIG. 4, a CT is installed at the intersection of the dotted line, which is the protection target range, and the power system. Currently, the system is protected by this protection target range. The current distance relay protects accidents to the vicinity of the bus of the mating terminal in the two-step area, as indicated by the dotted dotted line in section A. Here, the vicinity means that it is not clear how far the section (reach) protected by the impedance has reached. However, the system according to the present embodiment makes it possible to accurately detect an accident section surrounded by CT, not in the vicinity.
また、本実施の形態のシステムは母線や線路のＰＴ端末、遮断器(CB)の前後にＣＴ端末をそれぞれ設置し、その電圧電流情報を保護ネットワ−クに入れて、保護中央演算装置にて演算処理を行うものである。この演算処理は、既設の保護装置の保護機能のみならず、母線保護、過負荷検出、系統安定化等といった機能を統合することによって、設備のスリム化、電圧電流情報の共有化が図れるという利点がある。 In addition, the system of the present embodiment installs CT terminals before and after the bus terminals and line PT terminals and circuit breakers (CB), puts the voltage and current information in the protection network, and in the protection central processing unit. Performs arithmetic processing. This calculation process has the advantage that the equipment can be slimmed down and voltage / current information can be shared by integrating functions such as busbar protection, overload detection, system stabilization, etc. There is.
たとえば、演算処理として、次のアルゴリズムによる事故検出、事故除去機能を設けるようにしてもよい。
（１） 遮断器(CB)の前後にCT端末をそれぞれ設置することで、無保護区間をなくすことが可能となる。
（２） 遮断器(CB)の前後にCT端末の通過電流を検出することで、事故がその遮断器より前にあるのか、後ろにあるのかが検出できる。
（３） 数カ所の各遮断器(CB)の前後の各CT端末の通過電流を検出して比較した結果、その最大電流が通過するところが、事故区間となる。そのため、それを監視して事故区間を最小化させることことが可能となる。つまり、１番と２番目に大きな通過電流を検出したCTの遮断器に、演算処理装置は遮断信号を送出する。
（４） もし、仮に上記（３）の事故除去が何らかの原因で、事故除去に失敗した場合、その次に大きな通過電流を検出したCTの遮断器を遮断する。
（５） これ以降は、（４）の事故除去に失敗した場合と同様に、その次に大きな通過電流を検出したCTの遮断器を遮断して、事故が消滅するまでこれを繰り返すこととなる。
For example, an accident detection and accident removal function by the following algorithm may be provided as the arithmetic processing.
(1) By installing CT terminals before and after the circuit breaker (CB), it becomes possible to eliminate unprotected sections.
(2) By detecting the current passing through the CT terminal before and after the circuit breaker (CB), it is possible to detect whether the accident is in front of or behind the circuit breaker.
(3) As a result of detecting and comparing the passing current of each CT terminal before and after several circuit breakers (CB), the point where the maximum current passes is the accident section. Therefore, it is possible to minimize the accident section by monitoring it. That is, the arithmetic processing unit sends a cutoff signal to the CT breaker that has detected the first and second largest passing currents.
(4) If the accident removal of the above (3) fails for some reason, the CT breaker that detected the next largest passing current is cut off.
(5) From this point on, as in the case where the accident removal in (4) failed, the CT breaker that detected the next largest passing current was shut off, and this was repeated until the accident disappeared. .
この効果を図５を用いて説明すると、従来の送電線保護装置ではCT[1]、[2]よりの入力で通常は[1]、[2]のCBが遮断する。ここで[1]のCBが不動作で遮断器不動作対策装置（以下CBFと記す。)がなければ、大規模な範囲が停電するが、新システムでは[1],[2],[3],[4]のCBが遮断して適切な範囲を従来の後備保護やCBFといった時限協調を取ることなく遮断できることになる。 This effect will be described with reference to FIG. 5. In the conventional power transmission line protection device, the CBs of [1] and [2] are normally cut off by input from CT [1] and [2]. If the CB in [1] is inoperative and there is no circuit breaker malfunction prevention device (hereinafter referred to as CBF), a large-scale range will be out of power, but the new system will have [1], [2], [3 ], [4] CB can be cut off and the appropriate range can be cut off without taking timed cooperation such as conventional retrofit protection and CBF.
演算処理装置のアルゴリズムとしては、事故区間を挟むＣＴ端末の通過電流をもとに、同一時刻に当該通過電流の最大となる区間の遮断器に対して遮断指令を送信して、該遮断器が不応動のときは次に大きな通過電流の区間の遮断器に遮断指令を送信するという工程を所定回数繰り返すことを特徴とする新たな継電方式，各相最大通過電流検出方式といった新たな事故除去方法・方式となる。この他例えば、各端判定各相電流差動継電方式や代表端判定各相電流差動継電方式等でもよい。 As an algorithm of the arithmetic processing unit, based on the passing current of the CT terminal across the accident section, a breaking command is transmitted to the breaker in the section where the passing current is maximum at the same time. New accident elimination such as a new relay system and a maximum passing current detection system for each phase, which repeats the process of sending a breaking command to the circuit breaker in the section with the next largest passing current when refractory. It becomes a method / method. In addition, for example, each end determination each phase current differential relay system, representative end determination each phase current differential relay system, or the like may be used.
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。例えば図２に示す配電用変電所Ｂ、Ｃには、連系変電所Ａより引き出される送電線にＤＺ付情報制御端末を設けることによって、非電源端である配電用変電所Ｂ、ＣにはＤＺ付情報制御端末を省略することが可能となる。また、ＤＺ付情報制御端末８の基本機能として距離継電器を持っていることで、図２に示す配電用変電所Ｃには、後備保護が１系列あることになり、電圧階級や設備の重要性によって、ＤＺ付情報制御端末や演算処理装置を複数系設けなくても信頼度が現状レベルに維持できる。このため、電力系統の自端判定機能付トータル保護システムを構成する上でコスト低減ができ好ましい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the distribution substations B and C shown in FIG. 2 have an information control terminal with DZ provided on the transmission line drawn from the interconnection substation A, so that the distribution substations B and C, which are non-power supply terminals, The information control terminal with DZ can be omitted. In addition, by having a distance relay as the basic function of the information control terminal 8 with DZ, the distribution substation C shown in FIG. 2 has one line of protection, and the importance of voltage class and equipment Therefore, the reliability can be maintained at the current level without providing a plurality of DZ-equipped information control terminals and arithmetic processing devices. For this reason, it is possible to reduce the cost when configuring a total protection system with a self-end determination function of the power system, which is preferable.
１ 被制御局
２ 制御局
３ 演算処理装置
４ 保護情報ネットワーク
５ 変流器（ＣＴ）
６ 送電線（電線路）
７ 情報端末
８ ＤＺ付情報制御端末
９ 電源
１０ 変圧器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Controlled station 2 Control station 3 Processing unit 4 Protection information network 5 Current transformer (CT)
6 Transmission lines (electric lines)
7 Information terminal 8 Information control terminal with DZ 9 Power supply 10 Transformer
Claims (9)
前記後備保護装置は、前記送電線の両端にそれぞれ設けられて該送電線の前記複数の端子の電気量を検出して前記演算処理装置に伝送する伝送手段と、
前記複数端子の電気量に基づいて事故区間を判別してこの事故区間に応じた遮断器を遮断する遮断指令、または前記伝送手段により伝送された前記複数端子の電気量から前記演算処理装置が当該保護区間に事故があると判定したとき該演算処理装置から出される遮断指令を受けて該遮断器を遮断する遮断手段と
を備えることを特徴とする電力系統の自端判定機能付トータル保護システム。 An arithmetic processing unit that determines an accident section of the power system using a predetermined amount of electricity at a plurality of terminals obtained from both ends of a plurality of transmission lines interconnecting a plurality of electric stations in the power system, and the arithmetic processing unit The power system is provided with a main protection device that removes an accident that has occurred in the power system in response to a shut-off command that shuts off the circuit breaker according to the accident section, and a backup protection device that backs up the main protection device. A total protection system with edge judgment function,
The backup protection device is provided at both ends of the power transmission line, and detects the amount of electricity of the plurality of terminals of the power transmission line and transmits it to the arithmetic processing unit,
Based on the amount of electricity of the plurality of terminals, the arithmetic processing unit determines the accident section and shuts off the circuit breaker corresponding to the accident section, or the arithmetic processing unit from the amount of electricity transmitted by the transmission means A total protection system with a self-end-determination function for a power system, comprising: a shut-off means for shutting off the circuit breaker in response to a shut-off command issued from the arithmetic processing unit when it is determined that there is an accident in a protection section.
前記後備保護装置は、前記送電線の両端にそれぞれ設けられて該送電線の前記複数の端子の電気量を検出して前記演算処理装置に伝送する伝送工程と、
前記複数端子の電気量に基づいて事故区間を判別してこの事故区間に応じた遮断器を遮断する遮断指令、または前記伝送手段により伝送された前記複数端子の電気量から前記演算処理装置が当該保護区間に事故があると判定したとき該演算処理装置から出される遮断指令を受けて該遮断器を遮断する遮断工程と、
を含むことを特徴とする電力系統の自端判定機能付トータル保護方法。 An arithmetic processing unit that determines an accident section of the power system using a predetermined amount of electricity at a plurality of terminals obtained from both ends of a plurality of transmission lines interconnecting a plurality of electric stations in the power system, and the arithmetic processing unit The power system is provided with a main protection device that removes an accident that has occurred in the power system in response to a shut-off command that shuts off the circuit breaker according to the accident section, and a backup protection device that backs up the main protection device. A total protection method with edge judgment function,
The retrofit protection device is provided at both ends of the power transmission line, detects a quantity of electricity of the plurality of terminals of the power transmission line, and transmits to the arithmetic processing unit,
Based on the amount of electricity of the plurality of terminals, the arithmetic processing unit determines the accident section and shuts off the circuit breaker corresponding to the accident section, or the arithmetic processing unit from the amount of electricity transmitted by the transmission means A shut-off process for shutting off the circuit breaker in response to a shut-off command issued from the arithmetic processing unit when it is determined that there is an accident in the protection section;
A total protection method with a self-determination function of a power system, characterized by comprising:
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