JP2017118622A

JP2017118622A - Ground fault protection relay

Info

Publication number: JP2017118622A
Application number: JP2015249558A
Authority: JP
Inventors: 志朗窪田; Shiro Kubota
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2017-06-29

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ground fault protection relay capable of exhibiting high reliability, with the prevention of a malfunction if a cross current occurs at the execution of an overlap switchover.SOLUTION: A ground fault protection relay includes: switch contact input units 1-4 which capture each state signal of switches 31-34 lying in a parallel power supply state; an interlock release signal input unit 5 which fetches an interlock release signal from the outside; a ground fault detector unit 6 which detects a ground fault; and a fault signal output unit 8 which outputs a fault signal when the ground fault detector unit 6 detects a ground fault. A malfunction prevention circuit unit 7 locks the output of the fault signal from the fault signal output unit 8, if the state signal of the switches is an input state signal or the interlock release signal is in an ON state.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、分電盤にてオーバーラップ切換を実施する場合の地絡保護継電器に関する。 Embodiments of the present invention relate to a ground fault protection relay when performing overlap switching on a distribution board.

電力系統には地絡事故が発生することがあるため、その対策として、地絡過電流継電器などの地絡保護継電器が設けられている。地絡保護継電器は通常、地絡事故検出部と、故障信号出力部を有している。地絡事故検出部は保護対象設備の零相電圧と零相電流に基づいて地絡事故を検出する。 Since a ground fault may occur in the power system, a ground fault protective relay such as a ground fault overcurrent relay is provided as a countermeasure. The ground fault protection relay usually has a ground fault detection unit and a fault signal output unit. The ground fault detection unit detects a ground fault based on the zero phase voltage and the zero phase current of the equipment to be protected.

地絡事故検出部が地絡事故を検出すると、故障信号出力部は故障信号を遮断器に出力する。この故障信号を受けて遮断器がトリップ動作を行い、系統から事故設備を切り離すことができる。以上のような地絡保護継電器によれば、事故の波及防止に寄与することが可能である。 When the ground fault detection unit detects a ground fault, the fault signal output unit outputs a fault signal to the circuit breaker. In response to this failure signal, the circuit breaker performs a trip operation, and the accident equipment can be disconnected from the system. According to the ground fault protective relay as described above, it is possible to contribute to prevention of the spread of accidents.

一般に、地絡保護継電器は分電盤に設けられている。分電盤が２系統から受電している場合、安全性の観点からインタロックを設定しているが、オーバーラップ切換を実施する場合には、インタロックを解除する必要がある。オーバーラップ切換とは、電源Ａと電源Ｂがある場合、電源Ａの遮断前に電源Ｂをオーバーラップさせて投入し、その後、電源Ａを遮断することである。インタロックの解除に際しては、外部から分電盤にインタロック解除信号を取り込むことで、これを実施している。 In general, the ground fault protection relay is provided on the distribution board. When the distribution board receives power from two systems, the interlock is set from the viewpoint of safety. However, when the overlap switching is performed, the interlock needs to be released. Overlap switching is to turn on power supply B in an overlapping manner before power supply A is shut off, and then shut off power supply A when power supply A and power supply B are present. When releasing the interlock, this is implemented by taking an interlock release signal from the outside into the distribution board.

特開２００４−１８７４２５号公報JP 2004-187425 A

分電盤にてオーバーラップ切換を実施した場合、分電盤に組み込まれた複数の開閉器は平行給電状態にあり、２つの回線間のインピーダンスには違いが生じる。また、電圧降下に伴って２つの回線間には電位差が存在する。そのため、インピーダンスの違いや電位差の影響を受けて、オーバーラップ切換を実施する分電盤では横流が発生することがある。分電盤に横流が発生すると、地絡保護継電器はこの横流の発生を地絡事故であると誤判定してしまうおそれがある。 When overlap switching is performed on the distribution board, a plurality of switches incorporated in the distribution board are in a parallel feeding state, and a difference occurs in impedance between the two lines. Further, there is a potential difference between the two lines due to the voltage drop. For this reason, a cross current may be generated in a distribution board that performs overlap switching under the influence of a difference in impedance or a potential difference. If a cross current occurs in the distribution board, the ground fault protection relay may erroneously determine that the cross current is a ground fault.

本実施形態は、上記の課題を解決するために提案されたものであり、その目的は、オーバーラップ切換の実施に際して横流が発生しても誤動作を防ぐことができ、高い信頼性を発揮可能な地絡保護継電器を提供することにある。 The present embodiment has been proposed to solve the above-described problems, and its purpose is to prevent malfunction even when a cross current occurs during the execution of overlap switching, and to exhibit high reliability. It is to provide a ground fault protection relay.

上記目的を達成するために、本発明の実施形態は、次の構成要素（１）〜（５）を有している。
（１）平行給電状態にある複数の開閉器から当該開閉器の状態信号を取り込む開閉器接点入力部。
（２）インタロックを設定可能な分電盤にてオーバーラップ切換を実施する際に、外部からインタロック解除信号を取り込むインタロック解除信号入力部。
（３）地絡事故を検出する地絡事故検出部。
（４）前記地絡事故検出部が地絡事故を検出すると故障信号を出力する故障信号出力部。
（５）前記開閉器接点入力部が取り込んだ全ての前記開閉器の状態信号が入状態信号である場合、もしくは前記インタロック解除信号入力部が前記インタロック解除信号を取り込んだ場合には、前記故障信号出力部による前記故障信号の出力をロックする誤動作防止回路部。 In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention includes the following components (1) to (5).
(1) A switch contact input unit that takes in a state signal of the switch from a plurality of switches in a parallel power supply state.
(2) An interlock release signal input unit for fetching an interlock release signal from the outside when performing overlap switching on a distribution board capable of setting an interlock.
(3) A ground fault detector for detecting a ground fault.
(4) A failure signal output unit that outputs a failure signal when the ground fault detection unit detects a ground fault.
(5) When the state signals of all the switches taken in by the switch contact input unit are on state signals, or when the interlock release signal input unit takes in the interlock release signal, A malfunction prevention circuit unit that locks the output of the failure signal by the failure signal output unit.

本実施形態のブロック図。The block diagram of this embodiment. 本実施形態の単線結線図。The single wire connection diagram of this embodiment. 本実施形態の要部ブロック図。The principal part block diagram of this embodiment.

（１）実施形態
（構成）
以下、本発明に係る地絡保護継電器の実施形態について、図１のブロック図および図２の単線結線図、図３の要部ブロック図を用いて具体的に説明する。 (1) Embodiment (configuration)
Hereinafter, an embodiment of the ground fault protection relay according to the present invention will be specifically described with reference to the block diagram of FIG. 1, the single wire connection diagram of FIG. 2, and the main part block diagram of FIG. 3.

図２を用いて、地絡保護継電器の単結構成について説明する。図２に示すように、４００Ｖ回路などの分電盤は２系統から受電されている。２系統の各回線には地絡保護継電器２０、２１が配置されている。地絡保護継電器２０、２１にはそれぞれ、４台の開閉器３１〜３４が接続されている。具体的には開閉器３１、３２は受電用交流遮断器、３３、３４は母線連絡遮断器などである。既に述べたように、２系統から受電される分電盤では、インタロックを設定しているが、インタロックを解除してオーバーラップ切換を実施することがある。オーバーラップ切換時には開閉器３１〜３４は平行給電状態となる。 The single connection structure of a ground fault protection relay is demonstrated using FIG. As shown in FIG. 2, a distribution board such as a 400 V circuit receives power from two systems. Ground fault protection relays 20 and 21 are arranged in each of the two systems. Four switches 31 to 34 are connected to the ground fault protection relays 20 and 21, respectively. Specifically, the switches 31 and 32 are power receiving AC circuit breakers, and 33 and 34 are bus bar communication circuit breakers. As already described, in the distribution board that receives power from the two systems, the interlock is set, but the interlock may be released and the overlap switching may be performed. At the time of overlap switching, the switches 31 to 34 are in a parallel feeding state.

各回線の任意の点で地絡事故が発生すると、地絡電流が地絡保護継電器２０、２１に流れる。地絡保護継電器２０、２１は、この地絡電流に基づいて地絡事故を判定する。地絡事故の判定は、地絡保護継電器２０、２１にて検出した零相電流の大きさが所定のレベルを上回った状態が一定期間続いた場合になされる。 When a ground fault occurs at an arbitrary point on each line, a ground fault current flows to the ground fault protection relays 20 and 21. The ground fault protection relays 20 and 21 determine a ground fault based on the ground fault current. The determination of a ground fault is made when a state where the magnitude of the zero-phase current detected by the ground fault protection relays 20 and 21 exceeds a predetermined level continues for a certain period.

地絡保護継電器２０、２１の構成について、図１を用いて説明する。図１に示すように、地絡保護継電器２０、２１にはそれぞれ、４つの開閉器接点入力部１〜４と、インタロック解除信号入力部５と、地絡事故検出部６と、誤動作防止回路部７と、故障信号出力部８が設けられている。このうち、開閉器接点入力部１〜４は、平行給電状態にある４台の開閉器３１〜３４から、各開閉器３１〜３４の状態信号を取り込む部分である。 The configuration of the ground fault protection relays 20 and 21 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, each of the ground fault protection relays 20 and 21 includes four switch contact input parts 1 to 4, an interlock release signal input part 5, a ground fault detection part 6, and a malfunction prevention circuit. A unit 7 and a failure signal output unit 8 are provided. Among these, the switch contact input units 1 to 4 are portions that take in state signals of the respective switches 31 to 34 from the four switches 31 to 34 in the parallel power feeding state.

インタロック解除信号入力部５は、インタロックを設定した分電盤にてオーバーラップ切換を実施する際に外部からインタロック解除信号を取り込む部分である。インタロック解除信号入力部５がインタロック解除信号を取り込んだ状態を、インタロック解除信号のＯＮ状態とし、インタロック解除信号を取り込んでいない状態を、インタロック解除信号のＯＦＦ状態とする。 The interlock release signal input unit 5 is a part that captures an interlock release signal from the outside when the overlap switching is performed on the distribution board set with the interlock. The state in which the interlock release signal input unit 5 captures the interlock release signal is the ON state of the interlock release signal, and the state in which the interlock release signal is not captured is the OFF state of the interlock release signal.

地絡事故検出部６は、地絡電流に基づき地絡事故を検出する部分であり、上述した地絡事故の判定を行っている。故障信号出力部８は、地絡事故検出部が地絡事故を検出すると、故障信号を出力する。ただし、故障信号出力部８による故障信号の出力は、誤動作防止回路部７からの規制を受ける。 The ground fault detection unit 6 is a part that detects a ground fault based on the ground fault current, and determines the ground fault described above. The failure signal output unit 8 outputs a failure signal when the ground fault detection unit detects a ground fault. However, the failure signal output by the failure signal output unit 8 is regulated by the malfunction prevention circuit unit 7.

誤動作防止回路部７には、開閉器接点入力部１〜４の接点入力Ｘ１〜Ｘ４が直列に接続されると共に、直列に接続された開閉器接点入力部１〜４に対してインタロック解除信号入力部５の信号入力Ｉ１が並列に接続されている。また、誤動作防止回路部７には、故障信号出力部８からの故障信号の出力を、ロックあるいは許容するための接点Ｙが設けられている。 The malfunction prevention circuit unit 7 is connected in series with the contact inputs X1 to X4 of the switch contact input units 1 to 4, and the interlock release signal to the switch contact input units 1 to 4 connected in series. The signal input I1 of the input unit 5 is connected in parallel. In addition, the malfunction prevention circuit unit 7 is provided with a contact Y for locking or allowing the output of the failure signal from the failure signal output unit 8.

誤動作防止回路部７では、接点ＹがＯＮ状態のとき、故障信号出力部８による故障信号の出力をロックし、接点ＹがＯＦＦ状態のとき、故障信号出力部８による故障信号の出力を許容する。誤動作防止回路部７の接点ＹがＯＮ状態となるのは、全ての開閉器３１〜３４の状態信号が入状態信号である場合、もしくはインタロック解除信号がＯＮ状態の場合である。また、誤動作防止回路部７の接点ＹがＯＦＦ状態となるのは、開閉器３１〜３４の状態信号が一つでも切状態信号である場合、もしくはインタロック解除信号がＯＦＦ状態の場合である。 The malfunction prevention circuit unit 7 locks the output of the failure signal from the failure signal output unit 8 when the contact Y is in the ON state, and allows the failure signal output unit 8 to output the failure signal when the contact Y is in the OFF state. . The contact Y of the malfunction prevention circuit unit 7 is turned on when the status signals of all the switches 31 to 34 are on signals or when the interlock release signals are on. Further, the contact Y of the malfunction prevention circuit unit 7 is turned off when one of the state signals of the switches 31 to 34 is a cut-off signal or when the interlock release signal is turned off.

（作用と効果）
前述したように、分電盤にてオーバーラップ切換を実施する場合、横流が発生すると地絡保護継電器２０、２１は、この横流を地絡電流として判定し、誤動作してしまうことがある。そこで、本実施形態に係る地絡保護継電器２０、２１では誤動作防止回路７を組み込んでいる。 (Action and effect)
As described above, when the overlap switching is performed on the distribution board, if a cross current is generated, the ground fault protection relays 20 and 21 may determine the cross current as a ground fault current and malfunction. Therefore, the malfunction prevention circuit 7 is incorporated in the ground fault protection relays 20 and 21 according to the present embodiment.

開閉器接点入力部１〜４が取り込んだ全ての開閉器３１〜３４の状態信号が入状態信号である場合、つまり接点入力Ｘ１〜Ｘ４が全て入状態である場合、誤動作防止回路７は、接点ＹがＯＮ状態（図３の（ａ）に示す）となる。このとき、誤動作防止回路７は、故障信号出力部８による故障信号の出力をロックする。また、誤動作防止回路７は、インタロック解除信号がＯＮ状態の場合も、接点ＹがＯＮ状態となって（図３の（ｂ）に示す）、同じく故障信号出力部８による故障信号の出力をロックする。 When the state signals of all the switches 31 to 34 captured by the switch contact input units 1 to 4 are on-state signals, that is, when all the contact inputs X1 to X4 are on-state, the malfunction prevention circuit 7 Y is in the ON state (shown in FIG. 3A). At this time, the malfunction prevention circuit 7 locks the output of the failure signal by the failure signal output unit 8. The malfunction prevention circuit 7 also outputs the failure signal by the failure signal output unit 8 when the contact Y is in the ON state (shown in FIG. 3B) even when the interlock release signal is in the ON state. Lock it.

このような地絡保護継電器２０、２１によれば、平行給電状態となった際の開閉器３１〜３４からの入状態信号と、外部からのインタロック解除信号とを、誤動作防止回路７に取り込む。そして、開閉器３１〜３４の接点およびインタロック解除信号が共にＯＮ状態であれば、誤動作防止回路７は故障信号出力部８による故障信号の出力をロックする。 According to such ground fault protection relays 20 and 21, the malfunction prevention circuit 7 receives the on-state signals from the switches 31 to 34 and the interlock release signal from the outside when the parallel power feeding state is established. . If both the contacts of the switches 31 to 34 and the interlock release signal are ON, the malfunction prevention circuit 7 locks the output of the failure signal by the failure signal output unit 8.

これにより、オーバーラップ切換の実施に際して、たとえ横流が発生したとしても、地絡保護継電器２０、２１は、この横流を地絡電流として判定し誤動作する心配がない。その結果、地絡保護継電器２０、２１が誤動作したかどうかを確認する作業は不要となり、オーバーラップ切換をスムーズに実施することが可能となって作業効率が向上する。 As a result, even when a cross current occurs when the overlap switching is performed, the ground fault protection relays 20 and 21 determine this cross current as a ground fault current and do not worry about malfunction. As a result, it is not necessary to confirm whether or not the ground fault protection relays 20 and 21 have malfunctioned, and it is possible to smoothly perform overlap switching and improve work efficiency.

また、誤動作防止回路７は、開閉器接点入力部１〜４が取り込んだ全ての開閉器３１〜３４の状態信号が一つでも切状態信号である場合、接点ＹはＯＦＦ状態となって、故障信号出力部８による故障信号の出力を許容する。また、誤動作防止回路７は、インタロック解除信号がＯＦＦ状態の場合も接点ＹがＯＦＦ状態となり、同じく故障信号出力部８による故障信号の出力を許容する。 In addition, the malfunction prevention circuit 7 is in a state where the contact Y is in an OFF state when any one of the state signals of all the switches 31 to 34 taken in by the switch contact input units 1 to 4 is in the OFF state, and the failure occurs. The output of the failure signal by the signal output unit 8 is permitted. The malfunction prevention circuit 7 also turns the contact Y OFF when the interlock release signal is OFF, and allows the failure signal output unit 8 to output a failure signal.

このような地絡保護継電器２０、２１によれば、開閉器３１〜３４の接点のいずれかが切状態、あるいはインタロック解除信号がＯＦＦ状態つまりインタロックが設定されている状態では、分電盤にてオーバーラップ切換を実施することはなく、誤動作防止回路７は故障信号出力部８による故障信号の出力ロックを解除している。したがって、地絡事故検出部６が地絡事故を検出すれば、故障信号出力部８は確実に故障信号を出力することができ、地絡保護継電器２０、２１は安定した動作を取ることができる。 According to such ground fault protection relays 20 and 21, in the state where any of the contacts of the switches 31 to 34 is turned off or the interlock release signal is turned off, that is, the interlock is set, the distribution board The malfunction prevention circuit 7 releases the failure signal output lock by the failure signal output unit 8. Therefore, if the ground fault detection unit 6 detects a ground fault, the fault signal output unit 8 can reliably output a fault signal, and the ground fault protection relays 20 and 21 can take stable operations. .

また、本実施形態では、４００Ｖ回路の分電盤に適用したので、オーバーラップ切換時の地絡保護継電器２０、２１の制御に関して、上位のシステムに依存する必要が無い。そのため、全体的なシステム構成の簡略化に貢献することができ、信頼性および経済性をより一層高めることが可能である。 Moreover, in this embodiment, since it applied to the distribution board of a 400V circuit, it is not necessary to depend on a high-order system regarding control of the ground fault protection relays 20 and 21 at the time of overlap switching. Therefore, it is possible to contribute to simplification of the overall system configuration, and it is possible to further improve the reliability and economy.

（２）他の実施形態
上記の本実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。すなわち、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことが可能である。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 (2) Other Embodiments The present embodiment described above is presented as an example in the present specification, and is not intended to limit the scope of the invention. In other words, the present invention can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof in the same manner as included in the scope and gist of the invention.

例えば、開閉器の種類や設置数などは適宜選択可能である。上記本実施形態では開閉器が４台であったが、４台以下の場合、地絡保護継電器側の接点を外部配線にて短絡させるようにしてもよい。 For example, the type and number of switches can be selected as appropriate. In the present embodiment, there are four switches. However, when the number is four or less, the contacts on the ground fault protection relay side may be short-circuited by external wiring.

１〜４…開閉器接点入力部
５…インタロック解除信号入力部
６…地絡事故検出部
７…誤動作防止回路部
８…故障信号出力部
２０、２１…地絡保護継電器
３１〜３４…開閉器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-4 ... Switch contact input part 5 ... Interlock release signal input part 6 ... Ground fault detection part 7 ... Malfunction prevention circuit part 8 ... Fault signal output part 20, 21 ... Ground fault protection relays 31-34 ... Switch

Claims

平行給電状態にある複数の開閉器から当該開閉器の状態信号を取り込む開閉器接点入力部と、
インタロックを設定可能な分電盤にてオーバーラップ切換を実施する際に、外部からインタロック解除信号を取り込むインタロック解除信号入力部と、
地絡事故を検出する地絡事故検出部と、
前記地絡事故検出部が地絡事故を検出すると故障信号を出力する故障信号出力部と、
前記開閉器接点入力部が取り込んだ全ての前記開閉器の状態信号が入状態信号である場合、もしくは前記インタロック解除信号入力部が前記インタロック解除信号を取り込んだ場合には、前記故障信号出力部による前記故障信号の出力をロックする誤動作防止回路部と、
を備えたことを特徴とする地絡保護継電器。 A switch contact input unit that captures a status signal of the switch from a plurality of switches in a parallel power supply state;
An interlock release signal input unit that captures an interlock release signal from the outside when performing overlap switching on a distribution board that can set the interlock, and
A ground fault detection unit for detecting a ground fault,
A fault signal output unit that outputs a fault signal when the ground fault detection unit detects a ground fault;
When the state signal of all the switches taken in by the switch contact input unit is an on state signal, or when the interlock release signal input unit takes in the interlock release signal, the failure signal output A malfunction prevention circuit unit for locking the output of the failure signal by the unit;
A ground fault protective relay characterized by comprising:

４００Ｖ回路の分電盤に設けたことを特徴とする請求項１に記載の地絡保護継電器。 The ground fault protection relay according to claim 1, wherein the ground fault protection relay is provided in a distribution board of a 400 V circuit.