JP2581553B2 - 配電系統保護システム - Google Patents

配電系統保護システム

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JP2581553B2
JP2581553B2 JP62073423A JP7342387A JP2581553B2 JP 2581553 B2 JP2581553 B2 JP 2581553B2 JP 62073423 A JP62073423 A JP 62073423A JP 7342387 A JP7342387 A JP 7342387A JP 2581553 B2 JP2581553 B2 JP 2581553B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は配電系統保護システムに係り、特に、配電線
に負荷と共に需要家用補助電源が接続された配電系の保
護を図るに好適な配電系統保護システムに関する。
〔従来の技術〕
配電線事故には、大別すると線路事故と機器事故とが
あるが、その過半は線路事故である。線路事故の原因の
多くは落雷や強風による樹木接触及び鳥獣接触である。
このため、線路事故が発生しても一旦配電線を無電圧と
すれば自然消弧し、異常なく再送電することができる。
このような線路事故によつて配電系統を保護する方式
としては、保護継電工学(電気学会昭和56年7月発行)
に記載されている方式が知られている。例えば、6KV又
は20KVの配電線の保護方式としては、第7図に示される
ように、遮断器CBを介して母線に接続された高圧配電線
に、電流変成器CT,零相電流変成器ZCTを配設し、かつ母
線に接地電圧変成器GPTを配設し、過電流継電器OC,地絡
方向継電器DG,地絡過電流継電器OCG,地絡過電圧継電器O
VGの作動により地絡及び地絡事故を検出したとき遮断器
CBを開放する過電流方式に、地絡方向継電方式、地絡過
電流方式を組み合わせたものが知られている。これらい
ずれの方式の場合にも、事故回線遮断後には、第8図に
示すように、配電線の要所あるいは分岐線出口などに設
置してある事故区間分離装置DM−1〜DM−4(Delayed
Magnetic Switch)により一定時間後に再投入する再閉
路方式が一般に採用されている。
例えば、第8図において、事故区間分離装置DM−3と
DM−4間で地絡事故Fが発生すると、変電所の地絡保護
リレーによつて事故を検出し、第9図に示されるよう
に、遮断器CBが開かれると共に、遅延開放時間Z後に事
故区間分離装置DM−1〜DM−4が開放される。そして一
定の再閉路時間(例えば30秒)後に遮断器CBを再閉路す
ると、配電線に電力が供給されるので、変電所に近い事
故区間分離装置DM−1から順番に動作遅延時間X後に再
投入される。そのとき事故点直前の事故区間分離装置DM
−3まで投入されたとき事故が継続していれば、各事故
区間分離装置内の開閉器に含まれる地絡過電流継電器、
過電流継電器などによつて地絡が検出され、再閉路ロツ
ク時間Y以内に各事故区間分離装置が再遮断される。さ
らに再閉路時間後遮断器CBが再々閉路され、今度は事故
区間分離装置DM−2までが投入され、事故区間分離装置
DM−3,DM−4は遮断されたままになり、事故区間を除く
健全区間のみが再送電される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術は、配電線上に負荷のみが接続され、需
要家用補助電源が存在しないという系統構成を前提に成
り立つ方式であり、今後太陽光発電や風力発電などの新
エネルギ源や燃料電池,電力,ガス複合発電装置などに
よる需要家用補助電源が配電系統に接続される点につい
ては全く配慮されていない。
このような新しい電源は、家庭やオフイス内にこれま
での電力会社からの供給系統に並入して設置されること
が考えられ、このような需要家用補助電源が設置された
ときには、これらのものを単純な負荷とはみなせなくな
る。又補助電源の設備容量が数KWから2000KW未満の比較
的小容量のものであつても、需要家用補助電源が配電系
統に負荷と共に混在して設置された場合、事故時の電流
の大きさや方向が変化するため、事故区間の判別に支障
をきたすことが予測される。又事故区間の電圧が遮断後
に必ずしも無電圧にならなくなり、従来の保護方式では
系統を確実に保護できない恐れがある。
本発明の目的は、負荷と共に電源が混在する配電系統
に事故が発生したとき電源を配電系統から一旦切り離す
ことができる配電系統保護システムを提供することにあ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
前記目的を達成するために、本発明は、配変母線から
配電変電所の遮断器を介して分岐した配電線に、負荷と
共に需要家用補助電源が接続された配電系統において、
前記配電変電所の遮断器の開放動作に応動して前記配電
系統を接地する接地手段と、該接地手段の接地作動に伴
なう配電線の電気信号に応動して前記補助電源を配電線
から切り離す電源分離手段と、を設けた配電系統保護シ
ステムを構成したものである。
〔作用〕
配電系統に地絡事故などが発生したときには配電変電
所の遮断器の開放動作に応動して配電系統を接地する。
即ち配電変電所から配電系統に電力の供給が遮断された
あと配電系統に意図的に地絡事故をおこし、補助電源側
の電源分離手段によつて事故を検出し、補助電源を配電
線から切り離す。これにより事故区間と健全区間の区別
が確実に行なえ、配電系統の保護を確実に図ることがで
きる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図に基づいて説明す
る。
第1図において、配変母線から配電変電所の遮断器CB
を介して分岐した配電線には事故区間分離装置DM−1,DM
−2,DM−3,DM−4が接続されている。事故区間分離装置
DM−2には接地電圧変成器GPT−2,リレー(継電器)RY
2,開閉器GSW−2などを含む電源分離手段20を介して需
要家用補助電源G2が接続されている。事故区間分離装置
DM−3とDM−4との間には接地電圧変成器GPT3,開閉器G
SW3を含む電源分離手段30を介して補助電源G3が接続さ
れている。
各電源分離手段20,30は、第3図に示されるように、
接地電圧変成器GPT,地絡電流変成器GCT,線間電流変成器
CT,開閉器GSW,過電流継電器OC,地絡過電流継電器OCG,地
絡不足電圧継電器UVG,タイマTM,ORゲートORから構成さ
れており、ORゲートORからの出力によつて開閉器GSWが
開放するようになつている。過電流継電器OCは線間電流
が設定電流を越えたとき作動し、地絡過電流継電器OCG
は対地間の電流が設定値を越えたとき作動し、地絡不足
電圧継電器UVGは対地間の電圧が設定電圧以下になつた
とき作動するようになつている。又、タイマTMには動作
遅延時間T1と復帰時間T2とが設定されており、復帰時間
T2は遮断器CBの再閉路から再遮断までの時間よりも長く
設定されている。
又、遮断器CBと事故区間分離装置DM−1との間には、
遮断器CBの開放動作に応動して配電線を接地する接地開
閉器ESWが設けられている。即ち接地開閉器ESWは遮断器
CBによつて配電系統への電力が遮断されたとき配電線に
意図的に地絡事故を起こさせるように設けられている。
上記の構成において、事故区間分離装置DM−3とDM−
4との間のF点で地絡事故が発生した場合、変電所の保
護継電器(図示省略)で事故を検出し、保護継電器と遮
断器CBの動作時間により定まる事故除去時間後に遮断器
CBが開放される。このとき遮断器CBの開放動作に応動し
て接地開閉器ESWが投入され、配電線の一端が接地され
る。これにより、各電源分離手段20,30ではF点での地
絡事故と接地開閉器ESWの接地により設定値を越える事
故電流が配電線との連係点を通つて流出することをリレ
ーRY2,RY3が検出し、動作遅延時間T1後に開閉器GSW−2,
GSW−3は開放し、各補助電源G2,G3が各々配電線から分
離され、各配電線の電圧は完全に無電圧状態になる。
この後、一定の再閉路時間経過後、事故区間分離装置
DM−1から順番に各事故区間分離装置が再閉路される
が、配電線の電圧が元の電圧に復帰しても、地絡不足電
圧継電器UVGの作動による開閉器開放指令がタイマTMに
よつて復帰時間T2の間維持されているため、再閉路中は
開閉器GSW−2,GSW−3は共に閉路されない。従つて一旦
電源G2,G3が配電線から切り離されれば、再送電までの
手順は従来と同様に行なうことができる。このため再々
閉路によつて健全な区間は順次再送電され、電源G2の連
係線も事故区間分離装置DM−2の閉路により変電所側か
ら充電される。リレーRY2の過電流継電器OC,地絡過電流
継電器OCGは開閉器GSW−2の開放により復帰しているの
で、地絡不足電圧継電器UVGが配電線の電圧が設定値を
越えたことを検出し、タイマTMの復帰時間T2後に復帰し
たとき開閉器GSW2が閉路され電源G2は再び配電線に接続
される。
一方、事故区間に接続された電源G3は開閉器ESWが遮
断器CBを開放,接地開閉器ESWの閉路と共に開放され、
配電線から切り離される。そして遮断器CBの再閉路時に
事故区間分離装置DM−3が瞬時動作したときにも開閉器
GSW3は閉路されず、又再々閉路時にも事故区間分離装置
DM−3は投入されない。このため電源G3に接続される事
故区間の配電線は無電圧状態に維持され、開閉器GSW3は
閉路されることはない。
このように、本実施例によれば、配電系統に負荷と共
に電源が混在している系統において、事故が発生しても
電源を系統から分離することができるので、事故区間と
健全区間とを確実に区別することができ、配電系統の設
備が損傷するのを防止することができる。又、事故区間
を無電圧化できるため永久事故でも復旧工事の安全性を
確保できる。又さらに、接地開閉器ESWを投入後事故系
統の電源が全て解列された後には従来と同様の再閉路方
式を提供できるので配電系統の保護を確実にかつ安全に
行なうことができる。
前記実施例においては、接地手段として接地開閉器ES
Wを用いたものについて述べたが、第4図に示されるよ
うに、事故区間分離装置DM内にスイツチSW1,SW2を含む
接地開閉器を設け、事故時に遮断器CBの再閉路手段に従
つて事故区間分離装置DMを開閉するとき、スイツチSW1
を事故区間分離装置DMと同じ開閉状態にし、スイツチSW
2を事故区間分離装置DMが開路のときには閉路とし、閉
路のときには開路とするように構成し、スイツチSW2の
一端を接地するようにしても、前記実施例と同様に行な
うことができる。即ち、事故区間分離装置DMで区切られ
る各区間は事故発生後順次遮断されると共に、事故区間
分離装置DMの接地開閉器で確実に接地電位に保持され
る。従つて各電源分離手段20,30のリレーRY2,RY3によつ
て接地が検出され、リレーRY2,RY3によつて開閉器GSW2,
GSW3を開放することによつて電源G2,G3を配電線から切
り離すことができる。
本実施例によれば、配電系統の事故時に事故区間分離
装置DMで区切られる各区間を遮断器CBの動作にかかわら
ず確実に接地すると共に、各区間に接続された電源を配
電系統から遮断することができる。
又、前記実施例によれば、配電系統内の開閉器GSWは
事故系統の開閉路時に系統側電圧が回復したことにより
再閉路することになる。ところが、第5図に示すよう
に、母線に接続した遮断器CB1以下の系統に事故が発生
し、事故区間分離装置DM−1とDM−2の間で事故点Fを
囲む区間が分離された後、遮断器CB−2以下の健全系統
との連絡路にある事故区間分離装置DM−5を投入し、事
故区間分離装置DM−2〜DM−3間に再送電する方法が考
えられる。この場合には、開閉器GSWは系統側電圧が回
復したことを地絡不足電圧継電器UVGにて検出し、第6
図に示す手順にて開閉器GSWを再閉路することができ
る。この場合には事故系統の健全区間を他系統と接続し
て再充電する場合でも、事故系統は確実に無電圧に保持
した状態で健全図間の再閉路を行なうことができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、配電系統に事故が発生したとき配電
系統を母線から遮断し配電系統に強制的に地絡事故を生
じさせ、電源を配電系統から切り離すようにしたため、
事故区間と健全区間との区別を確実に行なうことがで
き、配電系統の保護を確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は第1
図の各部の動作説明図、第3図は電源分離手段の具体的
構成図、第4図は事故区間分離装置の構成図、第5図は
本発明の他の実施例を示す構成図、第6図は第5図に示
す装置の動作説明図、第7図は従来例の構成図、第8図
は従来例の全体構成図、第9図は従来例の動作説明図で
ある。 CB……遮断器、ESW……接地開閉器、DM−1〜DM−5…
…事故区間分離装置、GSW,GSW2,GSW3……開閉器、RY2,R
Y3……リレー、G2,G3……電源。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】配変母線から配電変電所の遮断器を介して
    分岐した配電線に、負荷と共に需要家用補助電源が接続
    された配電系統において、前記配電変電所の遮断器の開
    放動作に応動して前記配電系統を接地する接地手段と、
    該接地手段の接地作動に伴なう配電線の電気信号に応動
    して前記補助電源を配電線から切り離す電源分離手段
    と、を設けたことを特徴とする配電系統保護システム。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載のシステムにお
    いて、接地手段は、配電変電所の遮断器の開放動作に連
    動して該遮断器下位側の配電線を接地する接地開閉器で
    あることを特徴とする配電系統保護システム。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項記載のシステムにお
    いて、接地手段は、配電線の事故区間分離装置に設けら
    れ、該装置の分離作動に連動して配電線を接地する接地
    開閉器であることを特徴とする配電系統保護システム。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第1項記載のシステムにお
    いて、電源分離手段は、配電線の接地を検出して作動す
    る継電器と、該継電器の作動により電源を配電線から切
    り離す開閉器から構成されていることを特徴とする配電
    系統保護システム。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲第4項記載のシステムにお
    いて、継電器は配電線の接地が解除された後一定時間後
    に開閉器を復帰させるタイマを含むことを特徴とする配
    電系統保護システム。
  6. 【請求項6】特許請求の範囲第5項記載のシステムにお
    いて、前記タイマの復帰時間は配電変電所の遮断器の再
    閉路時間よりも長く設定されていることを特徴とする配
    電系統保護システム。
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