JP2640628B2 - 系統連系保護装置 - Google Patents
系統連系保護装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、系統連系方式（商用電
力線連系方式）における系統事故時の系統連系保護装置
に関する。
力線連系方式）における系統事故時の系統連系保護装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、高圧需要家がコージェネレーシ
ョン等の自家用発電設備（以下自家発電設備という）を
系統連系するために、図４に示すような系統連系システ
ムが用いられている。
ョン等の自家用発電設備（以下自家発電設備という）を
系統連系するために、図４に示すような系統連系システ
ムが用いられている。
【０００３】すなわち、図４の系統連系システムにおい
て、１ａは自家発電設備、２は系統母線、３は配電用変
電所、４は変圧器、５は受電線送り出し遮断器、６は転
送受信装置である。この転送受信装置６は逆潮流ありの
場合の系統事故時の変電所３からの信号により構内自家
発電設備１ａの自家発電設備需要家受電点遮断器１６ａ
を解除するものである。また、自家発電設備１ａは、発
電機１１ａと、発電機１１ａの電圧を制御する自動電圧
調整装置１２ａと、発電機１１ａを駆動するエンジン１
３ａと、エンジン１３ａの回転速度を調整する調速機１
４ａと、発電機１１ａを構内系統に接続する遮断器１５
ａと、系統母線２と構内系統１０とを接続する遮断器１
６ａと、構内負荷１７ａと、構内負荷用遮断器１８ａを
備えており、さらに保護装置として不足電圧継電器２１
ａ、周波数低下継電器２２ａ、過電圧継電器２３ａ、過
電流継電器２４ａ、方向地絡継電器２５ａ、逆電力継電
器２６ａ、発電機異常検出用継電器２７ａを備えてい
る。また、１ｂは上記した自家発電設備１ａと同様の構
成の自家発電設備を備えた需要家であり、１ｃは自家発
電設備を有しない受電設備（遮断器１６ｃと構内負荷１
７ｃ）のみを備えた需要家である。
て、１ａは自家発電設備、２は系統母線、３は配電用変
電所、４は変圧器、５は受電線送り出し遮断器、６は転
送受信装置である。この転送受信装置６は逆潮流ありの
場合の系統事故時の変電所３からの信号により構内自家
発電設備１ａの自家発電設備需要家受電点遮断器１６ａ
を解除するものである。また、自家発電設備１ａは、発
電機１１ａと、発電機１１ａの電圧を制御する自動電圧
調整装置１２ａと、発電機１１ａを駆動するエンジン１
３ａと、エンジン１３ａの回転速度を調整する調速機１
４ａと、発電機１１ａを構内系統に接続する遮断器１５
ａと、系統母線２と構内系統１０とを接続する遮断器１
６ａと、構内負荷１７ａと、構内負荷用遮断器１８ａを
備えており、さらに保護装置として不足電圧継電器２１
ａ、周波数低下継電器２２ａ、過電圧継電器２３ａ、過
電流継電器２４ａ、方向地絡継電器２５ａ、逆電力継電
器２６ａ、発電機異常検出用継電器２７ａを備えてい
る。また、１ｂは上記した自家発電設備１ａと同様の構
成の自家発電設備を備えた需要家であり、１ｃは自家発
電設備を有しない受電設備（遮断器１６ｃと構内負荷１
７ｃ）のみを備えた需要家である。
【０００４】この様に構成された自家発電設備の系統連
系システムにおいて、次のような異常が発生したときに
は即時に自家発電設備１ａ，１ｂを電力系統から解列す
る必要がある。 （１）コージュネ設置需要家の構内事故時 （２）電力系統事故時
系システムにおいて、次のような異常が発生したときに
は即時に自家発電設備１ａ，１ｂを電力系統から解列す
る必要がある。 （１）コージュネ設置需要家の構内事故時 （２）電力系統事故時
【０００５】これらの事故時の事故状態を検出する方法
として、通常図４に示す如く保護装置により検出されて
いる。すなわち、逆潮流なしの場合は過電流継電器２４
ａ、方向地絡継電器２５ａ、発電機異常検出用継電器２
７ａ、逆電力継電器２６ａ、周波数低下継電器２２ａ等
で自家発電設備あるいは系統の事故時の異常を検出し、
遮断器１６ａを開路し、系統から解列するようにしてい
る。一方、逆潮流ありの場合、需要家構内で自家発電設
備と負荷がほぼバランスして系統と電力の需給がほとん
どないときは、前述した継電器等では系統の異常時の変
電所遮断器５の解列の検出は困難である。そのため転送
遮断装置６を設けて保護を行っている。
として、通常図４に示す如く保護装置により検出されて
いる。すなわち、逆潮流なしの場合は過電流継電器２４
ａ、方向地絡継電器２５ａ、発電機異常検出用継電器２
７ａ、逆電力継電器２６ａ、周波数低下継電器２２ａ等
で自家発電設備あるいは系統の事故時の異常を検出し、
遮断器１６ａを開路し、系統から解列するようにしてい
る。一方、逆潮流ありの場合、需要家構内で自家発電設
備と負荷がほぼバランスして系統と電力の需給がほとん
どないときは、前述した継電器等では系統の異常時の変
電所遮断器５の解列の検出は困難である。そのため転送
遮断装置６を設けて保護を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたもので、その目的は逆潮流ありの場合にお
いて高価な転送遮断装置を設けることなく、配電系統連
系において、構内自家発電設備内にて系統側の事故時に
おける発電機単独運転を検出することができる系統連系
保護装置を提供することにある。
みてなされたもので、その目的は逆潮流ありの場合にお
いて高価な転送遮断装置を設けることなく、配電系統連
系において、構内自家発電設備内にて系統側の事故時に
おける発電機単独運転を検出することができる系統連系
保護装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の系統連系保護装置は、回転型発
電機による自家用発電設備を配電系統に逆潮流ありで連
系する系統連系システムにおいて、前記発電機の周波数
を検出し、周波数の微小変動に対して大きな出力信号を
出力する関数発生器と、前記関数発生器の出力により前
記発電機の周波数を制御する調速機と、前記発電機の周
波数の異常を感知する保護リレーとを備え、系統側の停
電時には前記関数発生器の関数特性により前記発電機の
周波数を保護リレーが感知するレベルにシフトすること
で系統側の停電を検出することを特徴とする。
に、本発明の請求項１の系統連系保護装置は、回転型発
電機による自家用発電設備を配電系統に逆潮流ありで連
系する系統連系システムにおいて、前記発電機の周波数
を検出し、周波数の微小変動に対して大きな出力信号を
出力する関数発生器と、前記関数発生器の出力により前
記発電機の周波数を制御する調速機と、前記発電機の周
波数の異常を感知する保護リレーとを備え、系統側の停
電時には前記関数発生器の関数特性により前記発電機の
周波数を保護リレーが感知するレベルにシフトすること
で系統側の停電を検出することを特徴とする。
【０００８】本発明の請求項２は、請求項１記載の系統
連系保護装置において、前記発電機の有効電力を検出
し、その検出信号に応じた信号を出力する有効電力調整
装置を設け、前記関数発生器の出力と前記有効電力調整
装置の出力を加算して前記発電機の周波数を制御する前
記調速機の指令信号とすることを特徴とする。
連系保護装置において、前記発電機の有効電力を検出
し、その検出信号に応じた信号を出力する有効電力調整
装置を設け、前記関数発生器の出力と前記有効電力調整
装置の出力を加算して前記発電機の周波数を制御する前
記調速機の指令信号とすることを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明の系統連系保護装置は、発電機周波数が
系統連系中は系統周波数に支配されているが、単独運転
時には発電機に接続されているエンジンの調速機により
支配されることに着目してなされたもので、関数発生器
が有する周波数指令の関数の特性により単独運転になる
と、発電機周波数の微小変動を増大させるように働き、
保護リレーが感知するレベルにシフトすることになり、
系統の停電を検出することができる。
系統連系中は系統周波数に支配されているが、単独運転
時には発電機に接続されているエンジンの調速機により
支配されることに着目してなされたもので、関数発生器
が有する周波数指令の関数の特性により単独運転になる
と、発電機周波数の微小変動を増大させるように働き、
保護リレーが感知するレベルにシフトすることになり、
系統の停電を検出することができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例（請求項１対応）である自
家発電設備の系統連系保護装置の構成図であり、既に説
明した図４の従来の系統連系システムと相違する構成
は、自家発電設備１ａ内の調速機１４ａに周波数検出器
３０ａと周波数指令のための関数発生器３１ａを付加し
た点と、転送遮断装置６を廃止した点と、逆潮流ありな
ので逆電力継電器２６ａと周波数上昇継電器２８ａを取
り替えた点であり、その他の構成は従来の系統連系シス
テムと同一であるので、同一部分には同一符号を付して
その説明は省略する。
る。図１は本発明の一実施例（請求項１対応）である自
家発電設備の系統連系保護装置の構成図であり、既に説
明した図４の従来の系統連系システムと相違する構成
は、自家発電設備１ａ内の調速機１４ａに周波数検出器
３０ａと周波数指令のための関数発生器３１ａを付加し
た点と、転送遮断装置６を廃止した点と、逆潮流ありな
ので逆電力継電器２６ａと周波数上昇継電器２８ａを取
り替えた点であり、その他の構成は従来の系統連系シス
テムと同一であるので、同一部分には同一符号を付して
その説明は省略する。
【００１１】しかして、本実施例の周波数検出器３０ａ
は、発電機端子電圧から発電機周波数を検出し、関数発
生器３１ａは周波数検出器３０ａによる周波数検出値に
対する特殊な関数を発生し、調速機１４ａは、従来一定
速度に調整するための固定値である周波数（回転数）指
令に替わり、関数発生器３１ａの出力を用いる構成にな
っている。
は、発電機端子電圧から発電機周波数を検出し、関数発
生器３１ａは周波数検出器３０ａによる周波数検出値に
対する特殊な関数を発生し、調速機１４ａは、従来一定
速度に調整するための固定値である周波数（回転数）指
令に替わり、関数発生器３１ａの出力を用いる構成にな
っている。
【００１２】次に、本実施例の作用について説明する。
まず、関数発生器３１ａの関数とその働きを示す図２に
おいて、曲線ａ（周波数指令関数）は関数発生器３１ａ
が有する関数の一例であり、検出周波数と周波数指令の
関係を示している。また、点線ｂは検出周波数に対する
発電機周波数の関係（同一）を示している。
まず、関数発生器３１ａの関数とその働きを示す図２に
おいて、曲線ａ（周波数指令関数）は関数発生器３１ａ
が有する関数の一例であり、検出周波数と周波数指令の
関係を示している。また、点線ｂは検出周波数に対する
発電機周波数の関係（同一）を示している。
【００１３】今、縦軸と横軸の交差するポイントを定格
周波数と考え、さらに系統と連系して定格周波数で運転
しており、系統と電力の需給がほとんどないとする。こ
の状態で系統が解列しても周波数変動は微小であり、従
来の周波数低下継電器や周波数上昇継電器では感知でき
ない。関数発生器を用いると、定格周波数よりわずかに
周波数が上昇変動した場合でも、この関数ａ（ｄ点まで
は検出値に対して指令値の方が大きい）の働きで、周波
数変動を増大させ、ｄ点に向かってシフトしていく。ｄ
点は発電機周波数と周波数指令がバランスするポイント
であるので、ここで周波数は落ち着き、周波数上昇継電
器が感知できるレベルとなり、系統側の停電を知ること
になる。よって受電点遮断機１６ａを切り離すことがで
きる。また、わずかに周波数が下がった場合では、ｃ点
にシフトしていき、周波数低下継電器にて感知できる。
周波数と考え、さらに系統と連系して定格周波数で運転
しており、系統と電力の需給がほとんどないとする。こ
の状態で系統が解列しても周波数変動は微小であり、従
来の周波数低下継電器や周波数上昇継電器では感知でき
ない。関数発生器を用いると、定格周波数よりわずかに
周波数が上昇変動した場合でも、この関数ａ（ｄ点まで
は検出値に対して指令値の方が大きい）の働きで、周波
数変動を増大させ、ｄ点に向かってシフトしていく。ｄ
点は発電機周波数と周波数指令がバランスするポイント
であるので、ここで周波数は落ち着き、周波数上昇継電
器が感知できるレベルとなり、系統側の停電を知ること
になる。よって受電点遮断機１６ａを切り離すことがで
きる。また、わずかに周波数が下がった場合では、ｃ点
にシフトしていき、周波数低下継電器にて感知できる。
【００１４】ところで、系統連系中におけるこの関数ａ
の影響を考えてみると、何らかの原因で系統の周波数が
変動し、検出周波数が変動すると、調速機は関数ａによ
り発電機周波数を変化させようとするが、系統連系中は
系統周波数に発電機周波数は支配されているので、発電
機周波数は系統周波数のままである。そうすると、周波
数は、周波数低下継電器や周波数上昇継電器の検出レベ
ルを超えることはなく、運転は継続される。この時、有
効電力が発電機側から系統側に、あるいはその反対方向
に必要以上に流れる可能性がある。このような動作を問
題とする場合には、図３の自家発電設備の系統連系保護
システムを用いるとよい。
の影響を考えてみると、何らかの原因で系統の周波数が
変動し、検出周波数が変動すると、調速機は関数ａによ
り発電機周波数を変化させようとするが、系統連系中は
系統周波数に発電機周波数は支配されているので、発電
機周波数は系統周波数のままである。そうすると、周波
数は、周波数低下継電器や周波数上昇継電器の検出レベ
ルを超えることはなく、運転は継続される。この時、有
効電力が発電機側から系統側に、あるいはその反対方向
に必要以上に流れる可能性がある。このような動作を問
題とする場合には、図３の自家発電設備の系統連系保護
システムを用いるとよい。
【００１５】図３は本発明の他の実施例（請求項２対
応）の構成図である。同図に示すように、本実施例は図
１に示す自家発電設備の系統連系保護システム構成に有
効電力調整装置（以下ＡＰＲとする）３２ａを組み合わ
せて、ＡＰＲ３２ａの出力と関数発生器３１ａの出力を
加算器３３ａで加算した値を調速機の指令値として用い
る。
応）の構成図である。同図に示すように、本実施例は図
１に示す自家発電設備の系統連系保護システム構成に有
効電力調整装置（以下ＡＰＲとする）３２ａを組み合わ
せて、ＡＰＲ３２ａの出力と関数発生器３１ａの出力を
加算器３３ａで加算した値を調速機の指令値として用い
る。
【００１６】この調速機の指令値を用いることで、図２
の周波数指令関数ａに補正を掛けて、系統側との有効電
力の必要以上の潮流を防止する。ここで、ＡＰＲ３２ａ
の応答速度を図２の周波数指令関数ａによる周波数シフ
トの速度よりも低速にしておくことで、単独運転になっ
た場合は、ＡＰＲ３２ａにより図２の周波数指令関数ａ
の働きを抑制することはないので、本実施例の構成でも
単独運転を検出することができる。
の周波数指令関数ａに補正を掛けて、系統側との有効電
力の必要以上の潮流を防止する。ここで、ＡＰＲ３２ａ
の応答速度を図２の周波数指令関数ａによる周波数シフ
トの速度よりも低速にしておくことで、単独運転になっ
た場合は、ＡＰＲ３２ａにより図２の周波数指令関数ａ
の働きを抑制することはないので、本実施例の構成でも
単独運転を検出することができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
自家発電設備が配電系統に連系される逆潮流ありのシス
テムにおいて、需要家構内で自家発電設備と負荷がほぼ
バランスして系統と電力の需給がほとんどない時に系統
解列となっても、微小な周波数変動を周波数低下継電器
や周波数上昇継電器の感知するレベルにシフトさせるこ
とで、受電線送り出し遮断器と自家発電設備需要家受電
点遮断器との間に高価な転送遮断装置を設けることな
く、速やかに受電点遮断器を切り離すことができる。
自家発電設備が配電系統に連系される逆潮流ありのシス
テムにおいて、需要家構内で自家発電設備と負荷がほぼ
バランスして系統と電力の需給がほとんどない時に系統
解列となっても、微小な周波数変動を周波数低下継電器
や周波数上昇継電器の感知するレベルにシフトさせるこ
とで、受電線送り出し遮断器と自家発電設備需要家受電
点遮断器との間に高価な転送遮断装置を設けることな
く、速やかに受電点遮断器を切り離すことができる。
【図１】本発明の一実施例である自家発電設備の系統連
系保護システムの構成図。
系保護システムの構成図。
【図２】図１の関数発生器が有する関数のもつ特性図。
【図３】本発明の他の実施例である自家発電設備の系統
連系保護システムの構成図。
連系保護システムの構成図。
【図４】従来の自家発電設備の系統連系保護システムの
構成図。
構成図。
１ａ，１ｂ…自家発電設備、２…系統母線、３…配電用
変電所、４…変圧器、５…受電線送り出し遮断器、６…
転送受信装置、１０…構内系統母線、１１ａ…交流発電
機、１２ａ…自動電圧調整装置、１３ａ…エンジン、１
４ａ…調速機、１５ａ，１６ｃ，１８ａ…遮断器、１６
ａ…自家発電設備需要家受電点遮断器、１７ａ，１７ｃ
…構内負荷、２１ａ…不足電圧継電器、２２ａ…周波数
低下継電器、２３ａ…過電圧継電器、２４ａ…過電流継
電器、２５ａ…方向地絡継電器、２６ａ…逆電力継電
器、２７ａ…発電機異常検出用継電器、２８ａ…周波数
上昇継電器、３０ａ…周波数検出器、３１ａ…関数発生
器、３２ａ…有効電力調整装置、３３ａ…加算器。
変電所、４…変圧器、５…受電線送り出し遮断器、６…
転送受信装置、１０…構内系統母線、１１ａ…交流発電
機、１２ａ…自動電圧調整装置、１３ａ…エンジン、１
４ａ…調速機、１５ａ，１６ｃ，１８ａ…遮断器、１６
ａ…自家発電設備需要家受電点遮断器、１７ａ，１７ｃ
…構内負荷、２１ａ…不足電圧継電器、２２ａ…周波数
低下継電器、２３ａ…過電圧継電器、２４ａ…過電流継
電器、２５ａ…方向地絡継電器、２６ａ…逆電力継電
器、２７ａ…発電機異常検出用継電器、２８ａ…周波数
上昇継電器、３０ａ…周波数検出器、３１ａ…関数発生
器、３２ａ…有効電力調整装置、３３ａ…加算器。
Claims (2)
- 【請求項１】 回転型発電機による自家用発電設備を配
電系統に逆潮流ありで連系する系統連系システムにおい
て、前記発電機の周波数を検出し、周波数の微小変動に
対して大きな出力信号を出力する関数発生器と、前記関
数発生器の出力により前記発電機の周波数を制御する調
速機と、前記発電機の周波数の異常を感知する保護リレ
ーとを備え、系統側の停電時には前記関数発生器の関数
特性により前記発電機の周波数を保護リレーが感知する
レベルにシフトすることで系統側の停電を検出すること
を特徴とする系統連系保護装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の系統連系保護装置におい
て、前記発電機の有効電力を検出し、その検出信号に応
じた信号を出力する有効電力調整装置を設け、前記関数
発生器の出力と前記有効電力調整装置の出力を加算して
前記発電機の周波数を制御する前記調速機の指令信号と
することを特徴とする系統連系保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6223207A JP2640628B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 系統連系保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6223207A JP2640628B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 系統連系保護装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0898411A JPH0898411A (ja) | 1996-04-12 |
| JP2640628B2 true JP2640628B2 (ja) | 1997-08-13 |
Family
ID=16794477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6223207A Expired - Fee Related JP2640628B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 系統連系保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2640628B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3948487B1 (ja) | 2006-01-13 | 2007-07-25 | オムロン株式会社 | 単独運転検出方法、分散型電源の単独運転検出用制御装置、単独運転検出装置および分散型電源 |
-
1994
- 1994-09-19 JP JP6223207A patent/JP2640628B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0898411A (ja) | 1996-04-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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