JP2684317B2 - 系統連系保護装置 - Google Patents

系統連系保護装置

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JP2684317B2
JP2684317B2 JP5222346A JP22234693A JP2684317B2 JP 2684317 B2 JP2684317 B2 JP 2684317B2 JP 5222346 A JP5222346 A JP 5222346A JP 22234693 A JP22234693 A JP 22234693A JP 2684317 B2 JP2684317 B2 JP 2684317B2
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健郎 片岡
尚子 糟谷
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西芝電機株式会社
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]

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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、商用電力線連系方式
(系統連系方式)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。即ち、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は遮断器、6は転送遮断装
置である。この転送遮断装置6は逆潮流有りの場合の系
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の遮断器14aを解除するものである。この転送遮
断装置は、主に専用線連系時に用いられている。
【0003】また、自家発電設備1aは、エンジン(図
示せず)により駆動される発電機11aと、発電機11
aの電圧を制御する自動電圧調整器(以下、AVRとい
う)12aと、発電機11aを構内系統に接続する遮断
器13aと、系統母線2と構内系統10とを接続する遮
断器14aと、構内負荷15aと、構内負荷用の遮断器
16aとを備えており、さらに保護装置として不足電圧
継電器21a、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14cと構
内負荷15c)のみを備えた需要家である。
【0004】このように構成された系統連系システムに
おいて、次のような異常が発生した時には即時に自家発
電設備1a,1bを電力系統から解列する必要がある。 (1)コージェネ設置需要家の構内事故時 (2)電力系統事故時 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に示す如く保護継電装置により検出されている。即
ち、逆潮流無しの場合は過電流継電器24a、方向地絡
継電器25a、発電機異常検出用継電器27a、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14a
を開路し、系統から解列するようにしている。一方、逆
潮流有りの場合は、前述した継電器等では系統の異常時
の変電所遮断器14aの解列は検出できない場合があ
り、そのために専用線連系において転送遮断装置6を設
けて保護を行っている。
【0005】
【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、その目的は電力系統に逆潮流あ
りと逆潮流なしで連系される自家発電設備を備えた系統
連系システムにおいて、電力系統の停止時に配電用変電
所からの信号を受けなくても構内の電力情報を基に電力
系統の停止を検出して速やかに受電点遮断器を切り離す
ことができる系統連系保護装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的と達成するため
に、本発明の請求項1は、高圧配電系統に逆潮流あり
逆潮流なしで系統連系する複数の自家発電設備を備えた
系統連系システムにおいて、前記逆潮流ありで系統と連
系する自家発電設備には、系統から発電機へ常時無効電
力を流し続けるように発電機の自動電圧調整装置を制御
する自動無効電力調整器を設け、系統の故障時に系統か
ら発電機へ無効電力を流し続けようと作用する自動無効
電力調整器と自動電圧調整装置の制御により生じる構内
系統電圧の低下を検出し連系遮断器を開路する不足電圧
継電器を設け、逆潮流なしで系統と連系する自家発電設
備には、系統の故障時に逆潮流ありで系統と連系してい
る構内系統電圧の低下により生じる進み無効電力を検出
して連系遮断器を開路する無効電力継電器を設けたこと
を特徴とする。
【0007】
【作用】本発明は、系統に連系される複数の自家発電設
備の内、逆潮流なしで連系される自家発電設備に進み無
効電力で動作する無効電力継電器を設け、系統が停電す
ると、これと並列運転している逆潮流ありで連系してい
る自家発電設備に生じる電圧低下によって生じる進み無
効電力を検出する無効電力継電器により系統から切り離
す。また系統に連系されている残りの逆潮流ありで連系
される自家発電設備は、系統から発電機へ無効電力を流
し続けるようとする自動無効電力調整器と自動電圧調整
装置の作用により生ずる構内系統の電圧低下を不足電圧
継電器で監視することにより、系統側の停電を速やかに
検出して系統から切り離す。
【0008】
【実施例】以下、本発明を図を参照して説明する。図1
は逆潮流ありで系統と連携している自家発電設備を転送
遮断装置によって変電所から信号を受けなくても電力系
統の停止を検出して受電点遮断器を切り離しできること
を説明するための構成図である。同図に示す如く本構成
例は系統に自家発電設備が単独で接続された系統連系シ
ステムであり、図4の構成例と異なる点は発電機の無効
電力を検出する無効電力検出器30a、自動無効電力調
整器(以下、AQRという)32a、無効電力を設定す
るAQR設定器31aを設けた点と他の自家発電設備を
有しない点のみであり、他の構成は同一であるので、同
一機能を有するものには同一符号を記し、その説明は省
略する。
【0009】次に、図1の系統連系システムの動作につ
いて説明する。図1の如く構成した系統連系システムに
おいて、構内負荷が大きい場合は発電機11a並びに系
統母線2より負荷に電力が供給され、また構内負荷が軽
い場合は発電機11aの出力は系統母線2へ電力を供給
するいわゆる逆潮流が行われる。発電機11aからの無
効電力は無効電力検出器30aで検出され、AQR32
aに入力される。AQR32aには系統母線2から供給
する無効電力を設定するAQR設定器31aの信号も入
力されている。これら無効電力値及び設定値はAQRで
演算され、その出力は発電機11aの励磁用AVR12
aに入力され、AVR12aにて発電機11aの励磁を
制御し、系統からの無効電力が設定された値になるよう
に調整される。
【0010】このように無効電力制御されている系統連
系システムにおいて、電力系統に事故が発生し電力系統
に停電が発生した場合には系統母線2から供給されてい
た無効電力は供給できなくなる。系統母線2からの無効
電力が供給されないと、構内負荷15aが要求する無効
電力は全て発電機11aから供給することになり、AQ
R32aは系統母線2からの無効電力を増加させるよう
に、即ち発電機11aの電圧を減少させるように動作す
るが、系統母線2からの無効電力は供給されないため、
AQR32aは発電機電圧を減少させるようにAVR1
2aに信号を出力する。その結果、構内系統の電圧は低
下し、不足電圧継電器21aで検出できる。従って、不
足電圧継電器21aより系統母線と構内系統を接続する
遮断器14aを切り離すことになる。
【0011】図2は逆潮流ありで複数の自家発電設備を
系統に適用した構成図である。図2では自家発電設備1
aと同様な自家発電設備1bが同一系統に接続され、何
れの自家発電設備も逆潮流有りで系統連系されているシ
ステムであり、系統停電時には双方の自家発電設備の動
作はそれぞれAQR制御により電圧を低下させるように
動作するため、図1で説明したのと同様に、不足電圧継
電器21a,21b(図示せず)で検出することができ
る。従って、不足電圧継電器21a,21bより系統母
線と構内系統を接続する遮断器14a,14b(図示せ
ず)を切り離すことになる。
【0012】図3は本発明の実施例の構成図である。同
図において、1aは逆潮流有りで系統連系される自家発
電設備、1bは逆潮流無しで系統連系される自家発電設
備である。逆潮流無しで系統連系される自家発電設備1
bにも従来の各種保護継電器(21b〜27b)を備え
ると共に、無効電力継電器41bを設けている。即ち、
逆潮流連系される自家発電設備1aはAQR制御されて
いるため、常に系統より無効電力を供給するように制御
される。一方、逆潮流無しで系統連系される自家発電設
備1bは通常は逆電力継電器(RPR)あるいは不足周
波数継電器(UFR)等で系統の停電を検出するように
しているが、自家発電設備1aが逆潮流有りで連系され
るため、自家発電設備1aから電力が供給される。従っ
て、自家発電設備1bに設けてある逆電力継電器26b
あるいは不足周波数継電器22b等では系統の停電は検
出できない。
【0013】本実施例では逆潮流無しで連系される自家
発電設備1bの受電点に無効電力継電器41bを設け、
系統が停電したときは、逆潮流有りで連系される自家発
電設備1aはAQR制御により発電機電圧を下げるよう
に動作する。従って逆潮流無しで連系される自家発電設
備1bから自家発電設備1aに無効電力を供給すること
になる。系統が正常な時は自家発電設備1bは系統から
無効電力を供給するようにされているため、自家発電設
備1bの受電点に設けた無効電力継電器41bが進み無
効電力になると動作するように設定しておくことによ
り、系統が停電するとまず逆潮流有りで連系される自家
発電設備1aの発電機電圧はAQR制御により低下する
ように動作し、逆潮流無しで連系される自家発電設備1
bから自家発電設備1aに無効電力が供給されるため、
逆潮流なしで連系される自家発電設備1bの無効電力継
電器41bが動作し、自家発電設備1bの連系遮断器1
4bが開路する。そして、自家発電設備1bが切り離さ
れると、自家発電設備1aは図1の例で説明したと同様
にAQR制御により電圧が低下し、不足電圧継電器21
aで検出され、遮断器14aを開路し系統から切り離す
ことになる。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、電力系
統に逆潮流ありと逆潮流なしで連系される自家発電設備
を備えた系統連系システムにおいて、逆潮流ありで連携
されている自家発電設備には、系統から発電機に常時無
効電力を流し続けようとする自動無効電力調整器を設け
て系統の故障時に生じる電圧低下を不足電圧継電器で検
出することにより系統の故障を検出し、逆潮流なしで連
携されている自家発電設備には、進み無効電力で動作す
る無効電力継電器を設け、系統故障時に逆潮流ありで系
統と連携している自家発電設備に生じる電圧低下によっ
て生じる進み無効電力を検出して系統の故障を検出する
ように構成したので、電力系統に逆潮流ありと逆潮流な
しで自家発電設備が連携されていても、系統の故障を確
実に検出でき、しかも、電力系統の停止時に配電用変電
所からの信号を受けなくても構内の電力情報を基に電力
系統の停止を検出することができるため、変電所送り出
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】逆潮流ありで自家発電設備を系統に適用した
成図。
【図2】逆潮流ありで自家発電設備を系統に適用した他
構成図。
【図3】本発明の実施例の構成図。
【図4】従来の自家発電設備の系統連系システムの構成
図。
【符号の説明】
1a,1b,1c…自家発電設備、2…系統母線、3…
配電用変電所、4…変圧器、5,13a,13b,14
a,14b,14c,16a,16b…遮断器、6…転
送遮断装置、10…構内系統、11a,11b…発電
機、12a,12b…自動電圧調整器(AVR)、15
a,15b,15c…構内負荷、21a,21b…不足
電圧継電器、22a,22b…周波数低下継電器、23
a,23b…過電圧継電器、24a,24b…過電流継
電器、25a,25b…方向地絡継電器、26a,26
b…逆電力継電器、27a,27b…発電機異常検出用
継電器、30a…無効電力検出器、31a…無効電力設
定器、32a…自動無効電力調整器(AQR)、41b
…無効電力継電器。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高圧配電系統に逆潮流ありと逆潮流なし
    系統連系する複数の自家発電設備を備えた系統連系シ
    ステムにおいて、前記逆潮流ありで系統と連系する自家
    発電設備には、系統から発電機へ常時無効電力を流し続
    けるように発電機の自動電圧調整装置を制御する自動無
    効電力調整器を設け、系統の故障時に系統から発電機へ
    無効電力を流し続けようと作用する自動無効電力調整器
    と自動電圧調整装置の制御により生じる構内系統電圧の
    低下を検出し連系遮断器を開路する不足電圧継電器を設
    け、逆潮流なしで系統と連系する自家発電設備には、系
    統の故障時に逆潮流ありで系統と連系している構内系統
    電圧の低下により生じる進み無効電力を検出して連系遮
    断器を開路する無効電力継電器を設けたことを特徴とす
    る系統連系保護装置。
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