JP2022084949A - Ior ground point current detection soft integrated ground current inhibition system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地絡電流を抑制するIor地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システムに関する。 The present invention relates to an Ior ground fault point current detection software built-in ground fault current suppression system that suppresses ground fault current.
電気設備の負荷機器を含む電気系統の絶縁性能は、感電、火災等の防止上、非常に重要であるが、電気設備の経年劣化や工事等により絶縁性能が損なわれ、電路に漏洩電流(以下、「Io」という。)が発生することがある。Ioの発生を予兆したり、または、実際に発生しているIoを検知して、事故を未然に、または、早い段階で防止することが重要である。 The insulation performance of the electrical system including the load equipment of the electrical equipment is very important for the prevention of electric shock, fire, etc., but the insulation performance is impaired due to aging deterioration of the electrical equipment and construction work, etc. , "Io") may occur. It is important to predict the occurrence of Io or detect the actual occurrence of Io to prevent accidents in advance or at an early stage.
このため、受電変圧器には、二次側の回路の接地線にIoを監視する絶縁監視装置を設けるようにしている。ここで、Ioには、対地静電容量に起因する漏洩電流(以下、「Ioc」という。)と、絶縁抵抗に直接関与している対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流(以下、「Ior」という。)とが含まれている。 Therefore, the power receiving transformer is provided with an insulation monitoring device for monitoring Io on the ground wire of the circuit on the secondary side. Here, Io refers to a leakage current due to the capacitance to ground (hereinafter referred to as “Ioc”) and a leakage current due to the insulation resistance to ground that is directly related to the insulation resistance (hereinafter referred to as “Ior”). .) And is included.
例えば、特許文献1では、B種接地線に抑制抵抗を介置し、漏電電流を検出する絶縁監視装置の構成が開示されている。具体的には、当該絶縁監視装置では、変圧器の二次側回路に漏電が発生して二次側電線の地絡抵抗が閾値抵抗よりも小さくなった場合には、切替スイッチを開放することにより、B種接地線に抑制抵抗が介置された状態とし、二次側電線に一線地絡が生じたものと判断し、かつ、各二次側電線とグランドとの間の静電容量が同一であると仮定して、一線地絡による漏電電流を算出する。
For example,
しかしながら、特許文献1では、B種接地線に絶縁監視用の信号として商用周波数(50Hz、60Hz)とは異なる特定周波数(例えば、20Hz)を注入することによりIoを測定する構成であり、この特定周波数と、負荷に使用する電動機によるVVVF(Variable Voltage Variable Frequency)インバータ制御によって発生する周波数や、電路の対地静電容量が増加することにより発生する低次高調波とが同程度になると、Ioの測定が困難になる。
However,
本開示では、VVVFインバータ制御により発生する周波数や電路の対地静電容量が増加することにより発生する低次高調波に影響されずにIorを検出することができるIor地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システムを提供することを目的とする。 In the present disclosure, Ior ground fault point current detection software that can detect Ior without being affected by low-order harmonics generated by increasing the frequency generated by VVVF inverter control and the capacitance to ground of the electric circuit is incorporated. It is an object of the present invention to provide a type ground fault current suppression system.
上記目的を達成するために、本発明の一態様におけるIor地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システムは、変圧器のB種接地線に設けられ、抑制抵抗と、当該抑制抵抗の両端を開放または閉塞を切り替える切替スイッチとが並列接続されて構成される地絡電流抑制部と、前記B種接地線に流れる漏洩電流を検出する漏洩電流検出部と、前記漏洩電流検出部で検出した漏洩電流に基づいて、対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流を算出する算出部と、前記算出部により算出した対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流が所定時間継続して第1閾値を超えているかどうかを判断し、対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流が所定時間継続して第1閾値を超えていると判断した場合、前記切替スイッチを開放して地絡抑制状態に制御する制御部とを備え、前記算出部は、前記切替スイッチが開放されて地絡抑制状態になった場合、前記切替スイッチが閉塞されている状態を想定して、想定漏洩電流と、対地絶縁抵抗に起因する想定漏洩電流を算出し、前記制御部は、前記算出部により算出した対地絶縁抵抗に起因する想定漏洩電流が所定時間継続して第2閾値を下まわっているかどうかを判断し、対地絶縁抵抗に起因する想定漏洩電流が所定時間継続して第2閾値を下まわっていると判断した場合、前記切替スイッチを閉塞して地絡抑制状態を解除する。 In order to achieve the above object, the Ior ground fault point current detection software built-in type ground fault current suppression system according to one aspect of the present invention is provided on the class B ground wire of the transformer, and has a suppression resistance and the suppression resistance. A ground fault current suppression unit configured by connecting a changeover switch that switches between open and closed ends in parallel, a leakage current detection unit that detects the leakage current flowing through the class B ground wire, and a leakage current detection unit that detects the leakage current. Whether or not the calculation unit that calculates the leakage current due to the insulation resistance to ground based on the leakage current and the leakage current due to the insulation resistance to ground calculated by the calculation unit continuously exceeds the first threshold value for a predetermined time. When it is determined that the leakage current due to the insulation resistance to the ground continuously exceeds the first threshold value for a predetermined time, the changeover switch is opened to provide a control unit for controlling the ground fault suppression state. When the changeover switch is opened and the ground fault is suppressed, the calculation unit calculates the assumed leakage current and the assumed leakage current due to the insulation resistance to the ground, assuming that the changeover switch is closed. The control unit determines whether or not the assumed leakage current due to the ground insulation resistance calculated by the calculation unit continues to fall below the second threshold value for a predetermined time, and the control unit determines whether or not the assumed leakage current due to the ground insulation resistance continues to fall below the second threshold value. When it is determined that the current continues to fall below the second threshold value for a predetermined time, the changeover switch is closed to release the ground fault suppression state.
本発明によれば、VVVFインバータ制御により発生する周波数や電路の対地静電容量が増加することにより発生する低次高調波に影響されずにIorを検出することができる。 According to the present invention, Ior can be detected without being affected by low-order harmonics generated by increasing the frequency generated by VVVF inverter control and the capacitance to ground of the electric circuit.
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。 Hereinafter, the present embodiment will be described. It should be noted that the present embodiment described below does not unreasonably limit the content of the present invention described in the claims. Moreover, not all of the configurations described in the present embodiment are essential constituent requirements of the present invention.
<第1実施形態>
Ior地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム1は、Ior地絡点の電流を検出するソフトにより地絡電流を抑制する機能を有しており、図1に示すように、変圧器10と、地絡電流抑制部11と、漏洩電流検出部12と、絶縁監視装置13とを備える。図1には、変圧器10の二次側が示されている。第1実施形態においては、変圧器10の二次側は、R相、S相、T相の3相デルタ結線であり、このうち1つの相(S相)に接続される電線をB種接地線とし、他の2つの相(R相とT相)に接続される電線を活線である場合を例示して説明する。
<First Embodiment>
Ior ground fault current detection software The built-in ground fault
また、Rrは、R相に地絡が生じた場合における対地絶縁抵抗(地絡抵抗)を示し、Ior(r)は、R相の対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流を示し、Crは、R相の配線浮遊容量を示し、Ioc(r)は、R相の対地静電容量に起因する漏洩電流を示している。また、図1中のRtは、T相に地絡が生じた場合における対地絶縁抵抗(地絡抵抗)を示し、Ior(t)は、対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流を示し、Ctは、T相の配線浮遊容量を示し、Ioc(t)は、T相の対地静電容量に起因する漏洩電流を示している。 Further, Rr indicates the ground insulation resistance (ground fault resistance) when a ground fault occurs in the R phase, Ior (r) indicates the leakage current due to the ground insulation resistance of the R phase, and Cr indicates R. The phase wiring stray capacitance is shown, and Ioc (r) shows the leakage current due to the ground capacitance of the R phase. Further, Rt in FIG. 1 indicates the ground insulation resistance (ground fault resistance) when a ground fault occurs in the T phase, Ior (t) indicates the leakage current due to the ground insulation resistance, and Ct indicates the leakage current. The wiring stray capacitance of the T phase is shown, and Ioc (t) shows the leakage current due to the capacitance to ground of the T phase.
<地絡電流抑制部の構成について>
地絡電流抑制部11は、変圧器10のB種接地線に設けられ、抑制抵抗11aと、切替スイッチ11bと、保護回路11cとが並列接続されて構成される。
<About the configuration of the ground fault current suppression unit>
The ground fault
抑制抵抗11aは、所定の抵抗値(例えば、2kΩなど)であり、B種接地線に流れる電流を抑制する機能を有する。
The
切替スイッチ11bは、詳細は後述するが、制御部15による制御に応じて、抑制抵抗11aの両端を開放または閉塞を切り替える機能を有している。切替スイッチ11bが閉塞している場合には、B種接地線を流れる電流は、切替スイッチ11bを流れ、抑制抵抗11aを流れない。一方、切替スイッチ11bが開放している場合には、B種接地線を流れる電流は、抑制抵抗11aを流れ、抑制される。
Although the details of the
保護回路11cは、落雷等に起因して変圧器に過大な電圧が加えられ、両端電圧が所定の電圧(例えば、600Vなど)を超えた場合に、両端を短絡して電流を流す機能を有する。
The
地絡電流抑制部11は、通常時は、図1に示すように、切替スイッチ11bが閉塞(ノーマリークローズ)しており、抑制抵抗11aに電流が流れない構成になっている。
As shown in FIG. 1, the ground fault current suppressing
漏洩電流検出部12は、例えば、零相変流器(ZCT)により構成されており、B種接地線に流れる漏洩電流を検出する。
The leakage
絶縁監視装置13は、変圧器10の二次側における絶縁監視を行う装置である。特に、絶縁監視装置13は、絶縁監視を行うために電線路及び負荷を停電状態にすることなく、かつ、絶縁監視用の信号として商用周波数(50Hz、60Hz)とは異なる特定周波数(例えば、20Hz)を注入することなく、監視情報を検出し、検出した監視情報を外部に通知する機能などを有している。
The
監視情報には、漏洩電流(以下、「Io」という。)や、対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流(以下、「Ior」という。)や、対地静電容量に起因する漏洩電流(以下、「Ioc」という。)や、位相角度(θ)や、基準電圧や、絶縁抵抗値(Gr)や、温度などが含まれている。 The monitoring information includes leakage current (hereinafter referred to as "Io"), leakage current due to insulation resistance to ground (hereinafter referred to as "Ior"), and leakage current due to capacitance to ground (hereinafter referred to as "" It is called "Ioc"), the phase angle (θ), the reference voltage, the insulation resistance value (Gr), the temperature, and the like.
Ioは、IorとIocとのベクトル和である。Iocは、電線路の長さに応じて容量が増大するだけでなく、負荷に使用されているインバータやノイズフィルター等に起因する高調波歪み電流によっても容量が増大する成分である。Iorは、電気火災等を引き起こす原因となる成分である。絶縁監視装置13は、IorをIoから正確に算出することができる。また、絶縁監視装置13は、所定時間間隔(例えば、250msec)で絶縁監視を行う。
Io is the vector sum of Ior and Ioc. Ioc is a component that not only increases the capacitance according to the length of the electric line, but also increases the capacitance due to the harmonic distortion current caused by the inverter or noise filter used for the load. Ior is a component that causes an electric fire or the like. The
<絶縁監視装置の構成について>
絶縁監視装置13は、図2に示すように、算出部14と、制御部15とを備える。
<About the configuration of the insulation monitoring device>
As shown in FIG. 2, the
算出部14は、漏洩電流検出部12で検出したIoに基づいて、位相角度(θ)、Ior、Iocなどを算出する。
The
制御部15は、算出部14により算出したIorが所定時間(例えば、60秒間)継続して第1閾値(例えば、50mA)を超えているかどうかを判断し、Iorが所定時間継続して第1閾値を超えていると判断した場合、切替スイッチ11bを開放して地絡抑制状態に制御する。
The
また、算出部14は、切替スイッチ11bが開放されて地絡抑制状態になった場合、切替スイッチ11bが閉塞されている状態を想定して、想定される漏洩電流(以下、「想定Io」という。)と、対地絶縁抵抗に起因する想定される漏洩電流(以下、「想定Ior」という。)を算出する。
Further, the
制御部15は、算出部14により算出した想定Iorが所定時間(例えば、60秒間)継続して第2閾値(例えば、20mA)を下まわっているかどうかを判断し、想定Iorが所定時間継続して第2閾値を下まわっていると判断した場合、切替スイッチ11bを閉塞して地絡抑制状態を解除する。
The
このようにして、本開示のIor地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム1は、切替スイッチ11bが閉塞している状態において、Iorが所定時間継続して第1閾値を超えていると判断した場合、切替スイッチ11bを開放して地絡抑制状態に制御し、その後、切替スイッチ11bが閉塞されている状態を想定して、想定Iorが所定時間継続して第2閾値を下まわっていると判断した場合、切替スイッチ11bを閉塞して地絡抑制状態を解除するので、Iorが所定時間継続して第1閾値を超えた場合に、切替スイッチ11bを開放して抑制抵抗11aによりB種接地線を流れる電流を抑制し、その後、想定Iorが所定時間継続して第2閾値を下まわった場合に、切替スイッチ11bを閉塞して通常状態に素早く戻すことができる。
In this way, in the Ior ground fault current detection software embedded type ground fault
よって、本開示のIor地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム1は、絶縁監視用の信号として商用周波数とは異なる特定周波数を注入する構成ではないため、VVVFインバータ制御により発生する周波数や電路の対地静電容量が増加することにより発生する低次高調波に影響されずにIorを検出することができる。
Therefore, the Ior ground fault point current detection software built-in type ground fault
また、ビルや工場で漏洩電流が検出されると、保守管理を行っている業者に対してアラームが通知されるシステムがある。ところが、休日や深夜などにおいて、漏洩電流が検出され、業者が現場に行っても、担当者が不在のために確認作業を行うことができず、無駄な出動になる場合がある。 In addition, when a leakage current is detected in a building or factory, there is a system that notifies a maintenance company of an alarm. However, on holidays and midnight, leakage current is detected, and even if the contractor goes to the site, the person in charge cannot perform the confirmation work due to the absence of the person in charge, which may result in useless dispatch.
Ior地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム1では、想定Iorが所定時間継続して第2閾値を下まわっていると判断した場合、切替スイッチ11bを閉塞して地絡抑制状態を解除して、通常状態に戻すため、保守管理を行っている業者に対してアラームが通知され続けることがなく、無駄な出動を低減させることができ、効率的な保守管理を行うことができる。
In the Ior ground fault point current detection software built-in type ground fault
<事故点の特定について>
算出部14では、所定の関数(後述する(1)式)に基づいて、Ioと位相角度(θ)からIorを算出する。また、算出部14は、IoとIorからIocを算出している。しかし、Iorが所定時間継続して第1閾値を超え、切替スイッチ11bが開放され、B種接地線を流れる電流が抑制抵抗11aにより抑制されている状態においては、IoとIorが同じ値でも、地絡が発生しているのがT相であるのか、または、R相であるのかによって、Iocの値が異なる。静的な演算では、どちらの相に地絡が発生しているのか判別できない。
<Identification of accident points>
The
本開示のIor地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム1では、Iocの変化を監視して、動的な演算を行うことにより、T相とR相のいずれに地絡が生じているのかを特定することができる。
In the Ior ground fault point current detection software embedded type ground fault
絶縁監視装置13は、図2に示すように、監視部16と、地絡特定部17とを備える。
As shown in FIG. 2, the
監視部16は、切替スイッチ12bが閉塞している状態において、接地相以外の相におけるIocの変化を監視する。
The
ここで、R相とT相に発生するIocについて、図3から図5を用いて説明する。R相のIoc(r)は、R相から90度の位置に発生し、T相のIoc(t)は、T相から90度の位置に発生する。また、Ioc(r)の大きさとIoc(t)の大きさが等しい場合には、ベクトル合成により、Ioc(rt)は、180度の位置に発生する。 Here, Ioc generated in the R phase and the T phase will be described with reference to FIGS. 3 to 5. The R phase Ioc (r) is generated at a position 90 degrees from the R phase, and the T phase Ioc (t) is generated at a position 90 degrees from the T phase. Further, when the magnitude of Ioc (r) and the magnitude of Ioc (t) are equal, Ioc (rt) is generated at the position of 180 degrees by vector synthesis.
また、T相が地絡した場合には、図4に示すように、Ior(t)とIoc(rt)のベクトル合成がIoになる。つまり、T相が地絡した場合には、「Io>Ior(t)」であり、Ioは、θtの範囲で発生する。 Further, when the T phase has a ground fault, as shown in FIG. 4, the vector synthesis of Ior (t) and Ioc (rt) becomes Io. That is, when the T phase has a ground fault, “Io> Ior (t)”, and Io occurs in the range of θt.
また、R相が地絡した場合には、図5に示すように、Ior(r)とIoc(rt)のベクトル合成がIoになる。つまり、R相が地絡した場合には、「Io<Ior(r)」であり、Ioは、θrの範囲で発生する。 Further, when the R phase has a ground fault, as shown in FIG. 5, the vector synthesis of Ior (r) and Ioc (rt) becomes Io. That is, when the R phase has a ground fault, “Io <Ior (r)”, and Io occurs in the range of θr.
本願の発明者らは、Io、Ior(r)、Ior(t)、Iocについて、経験から導き出した妥当な範囲の値を用いて計算することにより、Iocが変動する範囲(以下、「変動範囲」という。)を突き止めた。この変動範囲に基づいて、地絡がR相で発生しているのか、T相で発生しているのかを判定することができる。Ior地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム1では、この結果を利用することにより、R相とT相のどちらに地絡が発生しているのかを特定する。また、Ior(r)またはIor(t)が流れる漏電抵抗(Rx)は、対地静電容量(Cx)から算出することができる。よって、Ior地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム1では、まず、Cxを求め、次に、Cxに基づいて、Rxを算出する。
The inventors of the present application calculate the range of Ioc, Ior (r), Ior (t), and Ioc by using the values in a reasonable range derived from experience (hereinafter, "variable range"). ".) Was found. Based on this fluctuation range, it can be determined whether the ground fault occurs in the R phase or the T phase. The Ior ground fault point current detection software built-in ground fault
地絡特定部17は、監視部16による監視結果に基づいて、地絡が発生している相を特定する。
The ground
例えば、図6(a)に示すように、Ioがθ1の場所に発生した場合において、R相に地絡が生じていれば、ベクトルの合成により、Ioc(rt)1は、180度方向に発生し、T相に地絡が生じていれば、Ioc(rt)2は、0度方向に発生する。ここで、図3に示すように、Ioc(rt)は、180度方向に発生する。よって、地絡特定部17は、180度方向に発生しているIoc(rt)1が正解として、R相に地絡が発生していると特定する。
For example, as shown in FIG. 6 (a), when Io occurs at the location of θ1, if a ground fault occurs in the R phase, the Ioc (rt) 1 is oriented in the 180-degree direction by vector synthesis. If it occurs and a ground fault has occurred in the T phase, Ioc (rt) 2 will occur in the 0 degree direction. Here, as shown in FIG. 3, the Ioc (rt) is generated in the 180-degree direction. Therefore, the ground
また、例えば、図6(b)に示すように、Ioがθ2の場所に発生した場合において、R相に地絡が生じていれば、Ioc(rt)1は、180度方向に発生し、T相に地絡が生じていれば、Ioc(rt)2は、同様に、180度方向に発生する。この場合には、両方とも180度方向に発生しているため、上述した手順では、正解を求めることが困難である。 Further, for example, as shown in FIG. 6 (b), when Io occurs at the location of θ2, if a ground fault occurs in the R phase, Ioc (rt) 1 occurs in the 180-degree direction. If a ground fault has occurred in the T phase, Ioc (rt) 2 will similarly occur in the 180 degree direction. In this case, since both occur in the 180-degree direction, it is difficult to obtain the correct answer by the above-mentioned procedure.
絶縁監視装置13は、1秒間に所定のタイミング(例えば、1秒間に4回)でIoやIocを求めている。絶縁監視装置13は、Ioc(rt)1とIoc(rt)2を経時的に監視し、変化の度合を比較する。ここで、Iocは、ほぼ一定であり変化しない性質であることが分かっている。よって、地絡特定部17は、Ioc(rt)1とIoc(rt)2の経時的な変化を監視し、変化の度合が小さい方を正解とする。例えば、Ioc(rt)2の方がIoc(rt)1よりも変化が小さければ、地絡特定部17は、Ioc(rt)2を正解として、T相に地絡が発生していると特定する。
The
算出部14は、地絡特定部17により特定した地絡が発生している相のIorを算出する。
The
制御部15は、地絡が発生している相のIorが所定時間(例えば、60秒間)継続して第1閾値(例えば、50mA)を超えているかどうかを判断し、Iorが所定時間継続して第1閾値を超えていると判断した場合、切替スイッチ11bを開放して地絡抑制状態に制御する。
The
算出部14は、切替スイッチ11bが開放されて地絡抑制状態になった場合、切替スイッチ11bが閉塞されている状態を想定して、想定Ioと、想定Iorを算出する。なお、算出部14では、切替スイッチ11bが閉塞されて、抑制抵抗11aに電流が流れていない場合においてIorなどを算出するときと、切替スイッチ11bが開放されて、抑制抵抗11aに電流が流れている場合においてIorなどを算出するときとでは、異なる関数を用いている。
When the
制御部15は、算出部14により算出した想定Iorが所定時間(例えば、60秒間)継続して第2閾値(例えば、20mA)を下まわっているかどうかを判断し、想定Iorが所定時間継続して第2閾値を下まわっていると判断した場合、切替スイッチ11bを閉塞して地絡抑制状態を解除する。
The
よって、本開示のIor地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム1によれば、切替スイッチ11bが閉塞している状態において、Iorが所定時間継続して第1閾値を超えていると判断した場合、切替スイッチ11bを開放して地絡抑制状態に制御し、その後、地絡が発生している相を特定し、切替スイッチ11bが閉塞されている状態を想定して、想定Iorが所定時間継続して第2閾値を下まわっていると判断した場合、切替スイッチ11bを閉塞して地絡抑制状態を解除するので、Iorが所定時間継続して第1閾値を超えた場合に、切替スイッチ11bを開放して抑制抵抗11aによりB種接地線を流れる電流を抑制し、その後、想定Iorが所定時間継続して第2閾値を下まわった場合に、切替スイッチ11bを閉塞して通常状態に素早く戻すことができる。
Therefore, according to the Ior ground fault current detection software built-in type ground fault
よって、本開示のIor地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム1は、絶縁監視用の信号として商用周波数とは異なる特定周波数を注入する構成ではないため、VVVFインバータ制御により発生する周波数や電路の対地静電容量が増加することにより発生する低次高調波に影響されずにIorを検出することができる。
Therefore, the Ior ground fault point current detection software built-in type ground fault
また、Ior地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム1では、想定Iorが所定時間継続して第2閾値を下まわっていると判断した場合、切替スイッチ11bを閉塞して地絡抑制状態を解除して、通常状態に戻すため、保守管理を行っている業者に対してアラームが通知され続けることがなく、無駄な出動を低減させることができ、効率的な保守管理を行うことができる。
Further, in the Ior ground fault point current detection software built-in type ground fault
さらに、Ior地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム1では、非接地相のどちらにIorが発生しているかを特定することができるので、地絡が発生している相を重点的に検査することができ、効率的な検査を行うことができる。
Furthermore, in the Ior ground fault point current detection software built-in type ground fault
<地絡が発生していない場合における制御方法について>
ここで、地絡が発生していない場合におけるIor地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム1の動作について、図7に示すフローチャートを用いて説明する。なお、切替スイッチ11bは、図1に示すように、閉塞状態になっている。
<Control method when no ground fault has occurred>
Here, the operation of the Ior ground fault point current detection software built-in type ground fault
ステップS1において、絶縁監視装置13は、漏洩電流検出部12により検出したIoと、R相-T相間に印加されている電圧(基準電圧)Vに基づいて、位相角度(θ)を算出する。
In step S1, the
ステップS2において、絶縁監視装置13は、Ioと位相角度(θ)に基づいて、Iorを算出する。例えば、絶縁監視装置13は、(1)式にIoと位相角度(θ)を代入して、Iorを算出する。
Ior=Io×sinθ/cos(π/6) ・・・(1)
In step S2, the
Ior = Io × sinθ / cos (π / 6) ・ ・ ・ (1)
ステップS3において、絶縁監視装置13は、Ioと位相角度(θ)に基づいて、Iocを算出する。
In step S3, the
また、絶縁監視装置13は、切替スイッチ11bが閉塞されている状態(通常状態)におけるIoと位相角度(θ)とに基づいて、配線浮遊容量(Cx)を算出する。図8に解放時の等価回路を示す。漏電が生じていない場合には、図8に示すように、Cxのみが変数となるので、計算によってCxを求めることができる。なお、配線浮遊容量は、対地静電容量ともいい、Cxは、「Cx=Cr」または「Cx=Ct」である。さらに、絶縁監視装置13は、通常状態におけるIorに基づいて、漏電抵抗(Rx)を算出する。なお、Rxは、「Rx=Rr」または「Rx=Rt」である。
Further, the
<地絡が発生している場合における制御方法について>
つぎに、地絡が発生している場合におけるIor地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム1の動作について、図9に示すフローチャートを用いて説明する。
<Control method when a ground fault has occurred>
Next, the operation of the Ior ground fault point current detection software built-in type ground fault
ステップS11において、絶縁監視装置13は、正常時のIoに基づいてCxを求める。正常時とは、切替スイッチ11bが閉塞されている状態(通常状態)をいう。
In step S11, the
ステップS12において、絶縁監視装置13は、ステップS2の工程で算出したIorが所定時間(例えば、60秒間)継続して第1閾値(50mA)を超えているかどうかを判断する。所定時間継続して第1閾値を超えている場合(Yes)には、ステップS13に進み、所定時間継続して第1閾値を超えていない場合(No)には、ステップS11の工程に戻る。
In step S12, the
ステップS13において、絶縁監視装置13は、切替スイッチ11bを開放状態にする。切替スイッチ11bが開放状態になると、図10に示すように、B種接地線を流れる電流は、抑制抵抗11aにより抑制される。また、切替スイッチ11bが開放状態になり、抑制抵抗11aが挿入されると、図10に示すように、S相にも配線浮遊容量(Cs)が発生する。なお、「Cx=Cs」である。
In step S13, the
ステップS14において、絶縁監視装置13は、Iocの変化量に基づいて、地絡している相を特定する。具体的には、Rrに流れるIor(r)と、Rtに流れるIor(t)をCxにより算出し、R相地絡かT相地絡かを特定する。
In step S14, the
ステップS15において、絶縁監視装置13は、地絡している相について、切替スイッチ11bが閉塞されている状態を想定して、想定Ioと、想定Ior、想定Iocを算出する。なお、想定Iorとは、Ior(r)またはIor(t)である。また、想定Iorは、Io、Cx、Rx、R相-T相間の基準電圧、基準周波数(F)から算出されるが、地絡している相により用いる関数は異なる。
In step S15, the
ステップS16において、絶縁監視装置13は、想定Iorが所定時間(例えば、60秒間)継続して第2閾値(例えば、20mA)を下まわっているかどうかを判断する。想定Iorが所定時間継続して第2閾値を下まわっていると判断した場合(Yes)には、ステップS17に進む。想定Iorが所定時間継続して第2閾値を下まわっていないと判断した場合(No)には、ステップS15の工程に戻る。
In step S16, the
ステップS17において、絶縁監視装置13は、切替スイッチ11bを閉塞して地絡抑制状態を解除する。
In step S17, the
<第2実施形態>
つぎに、第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一の構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, the second embodiment will be described. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
Ior地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム2は、Ior地絡点の電流を検出するソフトにより地絡電流を抑制する機能を有しており、図11に示すように、変圧器20と、地絡電流抑制部11と、漏洩電流検出部12と、絶縁監視装置21とを備える。図11には、変圧器20の二次側が示されている。第2実施形態においては、変圧器20の二次側は、R相、N相、T相の単相3線結線であり、該単相3線結線の2つの端部に接続される各電線を活線とし、中間点に接続される電線をB種接地線である場合を例示して説明する。
The Ior ground fault current detection software embedded type ground fault
<地絡が発生していない場合における制御方法について>
ここで、地絡が発生していない場合におけるIor地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム2の動作について、図12に示すフローチャートを用いて説明する。なお、切替スイッチ11bは、図11に示すように、閉塞状態になっている。
<Control method when no ground fault has occurred>
Here, the operation of the Ior ground fault point current detection software built-in type ground fault
ステップS21において、絶縁監視装置21は、漏洩電流検出部12により検出したIoと、R相-T相間に印加されている電圧(基準電圧)Vに基づいて、位相角度(θ)を算出する。
In step S21, the
ステップS22において、絶縁監視装置21は、Ioと位相角度(θ)に基づいて、Iorを算出する。例えば、絶縁監視装置21は、(2)式にIoと位相角度(θ)を代入して、Iorを算出する。
Ior=Io×cosθ ・・・(2)
In step S22, the
Ior = Io × cosθ ・ ・ ・ (2)
ステップS23において、絶縁監視装置21は、Ioと位相角度(θ)に基づいて、Iocを算出する。
In step S23, the
Cxは、「Cx=Cr」または「Cx=Ct」である。さらに、絶縁監視装置13は、通常状態におけるIorに基づいて、漏電抵抗(Rx)を算出する。詳細には、絶縁監視装置13は、Rxを求めた後に切替スイッチ11bが開放状態したときに一旦求めたRxをRx1としてCxを求めている。図13に解法時の等価回路を示す。つまり、絶縁監視装置21(算出部)は、地絡直後のRx1に基づいて、未知数であるCxを求める。なお、図13では、R相に地絡が生じた場合を示しており、Rx1は、「Rx1=Rr」である。また、T相に地絡が生じた場合には、「Rx1=Rt」である。
Cx is "Cx = Cr" or "Cx = Ct". Further, the
<地絡が発生している場合における制御方法について>
地絡が発生している場合におけるIor地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム2の動作について、図14に示すフローチャートを用いて説明する。
<Control method when a ground fault has occurred>
The operation of the Ior ground fault point current detection software built-in type ground fault
ステップS31において、絶縁監視装置21は、ステップS22の工程で算出したIorが所定時間(例えば、60秒間)継続して第1閾値(50mA)を超えているかどうかを判断する。所定時間継続して第1閾値を超えている場合(Yes)には、ステップS32に進み、所定時間継続して第1閾値を超えていない場合(No)には、ステップS31の工程を繰り返す。
In step S31, the
ステップS32において、絶縁監視装置21は、切替スイッチ11bを開放状態にする。切替スイッチ11bが開放状態になると、図15に示すように、B種接地線を流れる電流が抑制抵抗11aに流れるようになる。また、切替スイッチ11bが開放状態になり、抑制抵抗11aが挿入されると、図15に示すように、N相にも配線浮遊容量(Cn)が発生する。なお、「Cx=Cn」である。
In step S32, the
ステップS33において、絶縁監視装置21は、Iocの変化量に基づいて、地絡している相を特定する。具体的には、Rrに流れるIor(r)と、Rtに流れるIor(t)を算出し、R相地絡かT相地絡かを特定する。
In step S33, the
ステップS34において、絶縁監視装置21は、所定の演算によりRx1を算出する。例えば、R相に地絡が発生している場合には、「Vr/Ior」によりRx1を算出し、T相に地絡が発生している場合には、「Vt/Ior」によりRx1を算出する。
In step S34, the
ステップS35において、絶縁監視装置21は、ステップS34の工程により算出したRx1に基づいて、Cxを算出する。上述したように、図13は、Cxを算出するための等価回路である。図13では、R相に地絡が発生した場合を示している。また、図13では、「Cx=Cn=Cr=Ct」である。
In step S35, the
ステップS36において、絶縁監視装置21は、地絡している相について、切替スイッチ11bが閉塞されている状態を想定して、ステップS35により算出したCxに基づいて、想定Ioと、想定Ior、想定Iocを算出する。本工程では、ステップS35の工程によりCxが算出されている前提でRxを再計算している。これは、時間の経過によりRxが変化するので、変化後のRxをRx2として想定Iorを算出している。図16に解法時の等価回路を示す。未知数であるRx2は、既知であるCxに基づいて算出することができる。なお、想定Iorとは、Ior(r)またはIor(t)である。また、想定Iorは、Io、Cx、Rx、R相-T相間の基準電圧、基準周波数(F)から算出されるが、地絡している相により用いる関数は異なる。
In step S36, the
ステップS37において、絶縁監視装置21は、想定Iorが所定時間(例えば、60秒間)継続して第2閾値(例えば、20mA)を下まわっているかどうかを判断する。想定Iorが所定時間継続して第2閾値を下まわっていると判断した場合(Yes)には、ステップS38に進む。想定Iorが所定時間継続して第2閾値を下まわっていないと判断した場合(No)には、ステップS36の工程に戻る。
In step S37, the
ステップS38において、絶縁監視装置21は、切替スイッチ11bを閉塞して地絡抑制状態を解除する。
In step S38, the
よって、本開示のIor地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム2によれば、切替スイッチ11bが閉塞している状態において、Iorが所定時間継続して第1閾値を超えていると判断した場合、切替スイッチ11bを開放して地絡抑制状態に制御し、その後、切替スイッチ11bが閉塞されている状態を想定して、想定Iorが所定時間継続して第2閾値を下まわっていると判断した場合、切替スイッチ11bを閉塞して地絡抑制状態を解除するので、Iorが所定時間継続して第1閾値を超えた場合に、切替スイッチ11bを開放して抑制抵抗11aによりB種接地線を流れる電流を抑制し、その後、想定Iorが所定時間継続して第2閾値を下まわった場合に、切替スイッチ11bを閉塞して通常状態に素早く戻すことができる。
Therefore, according to the Ior ground fault current detection software built-in type ground fault
よって、本開示のIor地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム2は、絶縁監視用の信号として商用周波数とは異なる特定周波数を注入する構成ではないため、VVVFインバータ制御により発生する周波数や電路の対地静電容量が増加することにより発生する低次高調波に影響されずにIorを検出することができる。
Therefore, the Ior ground fault point current detection software built-in type ground fault
また、Ior地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム2では、想定Iorが所定時間継続して第2閾値を下まわっていると判断した場合、切替スイッチ11bを閉塞して地絡抑制状態を解除して、通常状態に戻すため、保守管理を行っている業者に対してアラームが通知され続けることがなく、無駄な出動を低減させることができ、効率的な保守管理を行うことができる。
Further, in the Ior ground fault point current detection software built-in type ground fault
さらに、Ior地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム2では、非接地相のどちらにIorが発生しているかを特定することができるので、地絡が発生している相を重点的に検査することができ、効率的な検査を行うことができる。
Furthermore, in the Ior ground fault point current detection software built-in type ground fault
<他の実施形態>
また、Ior地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム1,2は、Iorが所定時間継続して第1閾値を超えていると判断し、切替スイッチ11bを開放して地絡抑制状態に制御し、その後、想定Iorが所定時間継続して第2閾値を下まわっていると判断し、切替スイッチ11bを閉塞して地絡抑制状態を解除したことを記録部に記録する構成でもよい。
<Other embodiments>
Further, the Ior ground fault point current detection software built-in type ground fault
当該構成によれば、特に営業時間外の深夜や休日などにおいて、Iorが所定時間継続して第1閾値を超え、その後、想定Iorが所定時間継続して第2閾値を下まわったことが記録された場合には、翌日の営業時間などにおいて、担当者が電線路や負荷などの調査に役立てることができる。 According to this configuration, it is recorded that the Ior continuously exceeds the first threshold value for a predetermined time and then the assumed Ior continues to fall below the second threshold value for a predetermined time, especially at midnight or holidays outside business hours. If so, the person in charge can use it to investigate the electric line and load during the business hours of the next day.
1,2 Ior地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム、10,20 変圧器、11 地絡電流抑制部、11a 抑制抵抗、11b 切替スイッチ、11c 保護回路、12 漏洩電流検出部、13,21 絶縁監視装置、14 算出部、15 制御部、16 監視部、17 地絡特定部 1,2 Ior ground fault current detection software built-in ground fault current suppression system, 10,20 transformer, 11 ground fault current suppression unit, 11a suppression resistance, 11b changeover switch, 11c protection circuit, 12 leakage current detection unit, 13,21 Insulation monitoring device, 14 Calculation unit, 15 Control unit, 16 Monitoring unit, 17 Ground fault identification unit
Claims (8)
前記B種接地線に流れる漏洩電流を検出する漏洩電流検出部と、
前記漏洩電流検出部で検出した漏洩電流に基づいて、対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流を算出する算出部と、
前記算出部により算出した対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流が所定時間継続して第1閾値を超えているかどうかを判断し、対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流が所定時間継続して第1閾値を超えていると判断した場合、前記切替スイッチを開放して地絡抑制状態に制御する制御部とを備え、
前記算出部は、前記切替スイッチが開放されて地絡抑制状態になった場合、前記切替スイッチが閉塞されている状態を想定して、想定漏洩電流と、対地絶縁抵抗に起因する想定漏洩電流を算出し、
前記制御部は、前記算出部により算出した対地絶縁抵抗に起因する想定漏洩電流が所定時間継続して第2閾値を下まわっているかどうかを判断し、対地絶縁抵抗に起因する想定漏洩電流が所定時間継続して第2閾値を下まわっていると判断した場合、前記切替スイッチを閉塞して地絡抑制状態を解除するIor地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム。 A ground fault current suppression unit provided on the B-class grounding wire of a transformer and configured by connecting a suppression resistance and a changeover switch that switches between opening and closing both ends of the suppression resistance in parallel.
A leakage current detection unit that detects the leakage current flowing through the Class B ground wire, and
A calculation unit that calculates the leakage current due to the insulation resistance to the ground based on the leakage current detected by the leakage current detection unit.
It is determined whether or not the leakage current due to the ground insulation resistance calculated by the calculation unit continuously exceeds the first threshold value for a predetermined time, and the leakage current due to the ground insulation resistance continues for a predetermined time to set the first threshold value. If it is determined that the value has been exceeded, a control unit that opens the changeover switch to control the ground fault suppression state is provided.
When the changeover switch is opened and the ground fault is suppressed, the calculation unit calculates the assumed leakage current and the assumed leakage current due to the insulation resistance to the ground, assuming that the changeover switch is closed. Calculate and
The control unit determines whether or not the assumed leakage current due to the ground insulation resistance calculated by the calculation unit continues to fall below the second threshold value for a predetermined time, and the assumed leakage current due to the ground insulation resistance is predetermined. Ior ground fault point current detection software built-in type ground fault current suppression system that closes the changeover switch and releases the ground fault suppression state when it is determined that the value is continuously below the second threshold value for a long time.
前記監視部による監視結果に基づいて、接地相以外の相のいずれに地絡が発生しているのかを特定する地絡特定部とを備え、
前記算出部は、前記地絡特定部により特定した地絡が発生している相の対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流を算出し、
前記制御部は、地絡が発生している相の対地絶縁抵抗に起因する漏洩電流が所定時間継続して第1閾値を超えているかどうかを判断する請求項1記載のIor地絡点電流検出ソフト組込型地絡電流抑制システム。 A monitoring unit that monitors changes in leakage current due to capacitance to ground in phases other than the ground phase when the changeover switch is closed.
Based on the monitoring result by the monitoring unit, the ground fault specifying unit is provided to specify which of the phases other than the grounding phase the ground fault is occurring.
The calculation unit calculates the leakage current due to the ground insulation resistance of the phase in which the ground fault specified by the ground fault identification unit is occurring.
The Ior ground fault point current detection according to claim 1, wherein the control unit determines whether or not the leakage current due to the ground insulation resistance of the phase in which the ground fault is occurring continuously exceeds the first threshold value for a predetermined time. Soft embedded ground fault current suppression system.
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