JP7218497B2

JP7218497B2 - 地絡保護継電システム

Info

Publication number: JP7218497B2
Application number: JP2017192770A
Authority: JP
Inventors: 一幸浦野; 浩景由; 毅松永; 徹上田
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2017-10-02
Filing date: 2017-10-02
Publication date: 2023-02-07
Anticipated expiration: 2037-10-02
Also published as: JP2019068645A

Description

この発明は、送電線や配電線の故障区間が加圧された場合に、地絡故障が発生したとき、地絡故障による電流を短時間で遮断する地絡保護継電システムに関する。

従来の地絡保護継電システム、つまり、地絡方向継電装置と地絡過電圧装置とを備えるシステムでは、加圧（充電）時の時限整定は、予め決められた整定値で運用されている。このため、設備故障後や設備取替等による加圧時は、極力動作時限を短縮するため、整定変更を現地で都度実施したり、予め加圧時用の別の時限回路を設定し、人間が介することで切り替えるシステムとなっている。

地絡保護継電システムは、送電線や配電線などの電力線で幅広く地絡保護として使用されることが多い。通常、地絡保護継電システムでは、次区間との時限協調を考慮した整定となっている。このために、地絡故障による電流（以下、「地絡故障電流」という）を遮断するまでに相当の時間を要することがある。この結果、故障が継続する時間（故障継続時間）が長引くことで、電磁誘導障害の発生や地絡故障電流による設備損壊等を引き起こす可能性が高くなる。また、地絡故障継続により、発電機の解列等を引き起こし、系統全体に対して様々な悪影響を起こすことにも繋がる。

地絡故障継続の対策として、特許文献１～３に示すような技術がある。特許文献１、２のシステムは、片端電源の平衡２回線送電線を地絡事故から保護する。また、特許文献３のシステムは、平衡２回線送電線に発生した地絡事故の事故除去時間を短縮するためのものである。これらのシステムは、いずれも２回線平衡送電線における常時運用状態での保護方法であり、相手端の故障電流遮断後の変化を検出して保護するものである。

特開２０１０－１１５０８０号公報特開２００９－１７１７４２号公報特開２００８－１６０９１０号公報

先に述べたシステムには、それぞれ以下のような課題が残されている。
ａ．連系接続されている系統が多いケースでは、電流変化を検出する保護装置の整定が難しい。また、分岐が多い箇所については、取り込む遮断器条件が多くなり、遮断回路が複雑化する恐れがある。
ｂ．従来の地絡保護継電システムは、加圧時の遮断回路に予め決められた整定値で運用されており、加圧時用の瞬時遮断回路は設けられていない。
ｃ．課題ａのような、先行技術を導入していない地絡保護継電システムでは、系統分離箇所または系統末端までの時限協調をとった時限まで地絡故障電流が流れ続けることとなる。このために、発電機の系統解列や中性点接地装置の故障等、設備への影響が懸念される。

この発明の目的は、前記の課題を解決し、加圧時の瞬時の遮断を可能にする地絡保護継電システムを提供することにある。

前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、母線に電力線が接続されていると共にこの電力線に遮断器が設けられている電気所に設置されて用いられ、切動作を行うための遮断信号をこの遮断器に送る地絡保護継電システムにおいて、地絡故障による地絡保護継電システム動作後、地絡方向継電器が前記電気所の自回線側の電力線に発生継続した地絡故障を再検出すると共に地絡過電圧継電器が前記母線の零相電圧の過電圧を再検出した場合に、前記遮断器が入状態にあり、かつ、前記自回線側の電力線の電圧不足を不足電圧継電器が事前に検出すると遮断信号を生成し、この遮断信号を前記遮断器に出力する時間短縮回路を備え、前記時間短縮回路が、前記不足電圧継電器から出力される動作信号がＮＯＴ回路および第１のタイマを介してリセット端子へと入力されるとともに前記遮断器に内蔵されているパレットスイッチから出力されるパレット信号がセット端子へと入力されるフリップフロップ回路である第１のセットリセット回路と、前記不足電圧継電器から出力される前記動作信号が前記ＮＯＴ回路および前記第１のタイマを介してリセット端子へと入力されるとともに前記不足電圧継電器から出力される前記動作信号が第２のタイマを介してセット端子へと入力されるフリップフロップ回路である第２のセットリセット回路と、前記第１のセットリセット回路から出力されるパレット信号と前記第２のセットリセット回路から出力される動作信号との論理積の演算をして論理積信号を生成して出力するＡＮＤ回路と、を備え、前記不足電圧継電器は、前記電力線の電圧が整定値以下になると前記動作信号としてハイレベルの動作信号を出力し、前記ＮＯＴ回路は、前記不足電圧継電器から出力される前記動作信号に対して否定の演算を行って変換した動作信号を出力し、前記第１のタイマは前記ＮＯＴ回路から出力される前記変換した動作信号を整定された時限後に前記第１のセットリセット回路の前記リセット端子および前記第２のセットリセット回路の前記リセット端子へと出力し、前記パレットスイッチは、前記遮断器が切状態であるとハイレベルのパレット信号を前記第１のセットリセット回路の前記セット端子へと出力し、前記第１のセットリセット回路は、前記リセット端子にハイレベルの動作信号が加えられているとともに前記セット端子にハイレベルのパレット信号が入力されると前記遮断器が入を示すローレベルのパレット信号を出力し、前記第２のタイマは、前記不足電圧継電器から出力される前記動作信号を整定された時限後に前記第２のセットリセット回路の前記セット端子へと出力し、前記第２のセットリセット回路は、前記リセット端子にローレベルの動作信号が加えられているとともに前記セット端子にハイレベルの動作信号が入力されるとハイレベルの動作信号を出力し、前記自回線の地絡故障を検出するとハイレベルの動作信号を出力する前記地絡方向継電器から出力される動作信号と前記母線の零相電圧が整定値より大きくなるとハイレベルの動作信号を出力する前記地絡過電圧継電器から出力される動作信号との論理積の演算をして得られる論理積信号と、前記ＡＮＤ回路によって生成されて出力される前記論理積信号と、の論理積の演算をして得られる論理積信号がハイレベルの信号であると前記遮断信号を出力する、ことを特徴とする地絡保護継電システムである。

請求項１の発明では、母線に電力線が接続されていると共にこの電力線に遮断器が設けられている電気所に、地絡保護継電システムが設置されて用いられる。地絡保護継電システムは、切動作を行うための遮断信号をこの遮断器に送る。こうした地絡保護継電システムでは、時間短縮回路は、地絡故障による地絡保護継電システム動作後、地絡方向継電器が電気所の自回線側の電力線に発生継続した地絡故障を再検出すると共に地絡過電圧継電器が母線の零相電圧の過電圧を再検出した場合に、遮断器が入状態にあり、かつ、自回線側の電力線の電圧不足を不足電圧継電器が事前に検出すると遮断信号を生成する。そして、時間短縮回路は、この遮断信号を遮断器に出力する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の地絡保護継電システムにおいて、前記時間短縮回路は、前記ＡＮＤ回路の後段に、前記電気所とは離れた場所に設置される監視装置に備えられて遠隔操作または現地切り替え操作をされて当該の時間短縮回路の使用時にはハイレベルの操作信号を出力するとともに不使用時には操作信号をローレベルにするスイッチから出力される操作信号と、ピンが差し込まれていると前記ＡＮＤ回路によって生成されて出力される前記論理積信号を出力して当該の時間短縮回路を使用可能にするロックピン設定回路から出力される前記論理積信号と、の論理積の演算をして論理積信号を出力するＡＮＤ回路を備える、ことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、自回線側の地絡事故検出、母線の零相電圧の過電圧検出、自回線側の遮断器が入状態、自回線側の電力線の電圧不足検出、つまり、自回線側のみの条件を時間短縮回路が使用することで、系統の運用状態に関わることなく、簡易な回路で加圧時に、瞬時の確実な遮断動作を可能にする。請求項１の発明によれば、また、遮断器のパレットスイッチを利用して、この遮断器の入切状態を検出するので、汎用品を用いた安価で優れた回路を形成することができる。

請求項２の発明によれば、スイッチの操作を検出したときには、地絡故障発生により生成した遮断信号の出力を停止するので、遠隔操作で時間短縮回路をロックすることを可能にする。

この発明の一実施の形態による地絡保護継電システムを示す構成図である。遮断信号発生回路の一例を示す構成図である。信号生成回路の一例を示す構成図である。

次に、この発明の一実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。

この実施の形態による地絡保護継電システムを図１に示す。図１の地絡保護継電システム１は、電気所として例えば変電所に設置されて用いられる。地絡保護継電システム１は、遮断信号発生回路１０と、地絡方向継電器（６７Ｇ）２０と、地絡過電圧継電器（６４Ｖ）３０と、リレー動作確認タイマ（６４ＶＴ）４０と、不足電圧継電器（２７）５０とを備えている。そして、地絡保護継電システム１は、計器用変圧器（ＰＴ）１２１と、計器用変流器（ＣＴ）１２２と、計器用変圧器（ＰＴ）１２３と、遮断器１３０とからの出力を利用して遮断信号を生成し、この遮断信号を遮断器１３０に送る。また、地絡保護継電システム１は、監視装置２００からの信号を利用して遮断信号を瞬時に出力するかどうかを制御している。

先ず、地絡保護継電システム１が利用する計器用変圧器（ＰＴ）１２１と、計器用変流器（ＣＴ）１２２と、計器用変圧器（ＰＴ）１２３と、遮断器１３０と、監視装置２００とについて、順に説明する。

計器用変圧器（ＰＴ）１２１は、例えば変電所の母線１００に接続されている。計器用変圧器（ＰＴ）１２１は、母線１００の電圧に対応する計測用の電圧信号を地絡保護継電システム１に出力する。計器用変流器（ＣＴ）１２２は電力線１１０に設けられている。計器用変流器（ＣＴ）１２２は、電力線１１０を流れる電流に対応する計測用の電流信号を地絡保護継電システム１に出力する。

遮断器１３０は、地絡保護継電システム１からの遮断信号により「切」になり、自回線の電力線１１０を流れる電流を遮断する。通常、遮断器１３０は、「入」状態で電力線１１０に電流を流す。この遮断器１３０には、パレットスイッチが内蔵されている。そして、パレットスイッチは、遮断器の「入切」の動作状態を表すパレット信号を地絡保護継電システム１に送る。この実施の形態では、パレットスイッチは遮断器「入」でハイレベルのパレット信号を出力する。

計器用変圧器（ＰＴ）１２３は、電力線１１０の線路側に設けられている。計器用変圧器（ＰＴ）１２３は、電力線１１０の線路側の電圧に対応する計測用の電圧信号を地絡保護継電システム１に出力する。

監視装置２００は系統を監視するコンピュータシステムである。監視装置２００は、地絡保護継電システム１の設置点つまり変電所とは離れた場所、例えば送電系統を監視する部門に設置されている。そして、この実施の形態では、監視装置２００は、担当者の操作により、地絡保護継電システム１に対して使用切替信号を送信する。

次に、地絡保護継電システム１について説明する。

地絡保護継電システム１の地絡方向継電器（６７Ｇ）２０は、地絡故障の発生方向つまり地絡故障が他回線の故障か自回線の故障かを検出する。そして、地絡方向継電器（６７Ｇ）２０は、計器用変流器（ＣＴ）１２２からの電流信号を基にして自回線の地絡故障を検出すると、ハイレベルの動作信号を出力する。地絡過電圧継電器（６４Ｖ）３０は、地絡故障等が発生した場合に、計器用変圧器（ＰＴ）１２１からの電圧信号を基にして母線１００の零相電圧を調べる。そして、地絡過電圧継電器（６４Ｖ）３０は、零相電圧が整定値より大きくなると動作して、ハイレベルの動作信号を出力する。リレー動作確認タイマ（６４ＶＴ）４０は、故障が発生した場合に、整定した時限以上に故障が継続すると動作して、ハイレベルの動作信号を出力する。不足電圧継電器（２７）５０は、計器用変圧器（ＰＴ）１２３からの電圧信号を基にして電力線１１０の電圧が整定値以下になると動作し、ハイレベルの動作信号を出力する。不足電圧継電器（２７）５０は、今までの地絡継電保護システムには使用されていなかったことから、地絡保護継電システム１に新たに具備するか、外部からの不足電圧条件を取り込むようにする。

以上の地絡方向継電器（６７Ｇ）２０～不足電圧継電器（２７）５０は、計器用変圧器（ＰＴ）１２１、１２３からの電圧信号や計器用変流器（ＣＴ）１２２からの電流信号を利用して動作している。

地絡保護継電システム１の遮断信号発生回路１０は、図２に示すように、タイマ（６４ＶＴ１１）１１ａ、タイマ（６４ＶＴ１２）１１ｂ、タイマ（６４ＶＴ２１）１１ｃ、タイマ（６４ＶＴ２２）１１ｄ、タイマ（６７ＧＴ０）１１ｅ、タイマ（６７ＧＴ１１）１１ｆ、タイマ（６７ＧＴ１２）１１ｇを備えている。また、遮断信号発生回路１０は、ＯＲ（論理和）回路１２ａ～１２ｃと、ＡＮＤ（論理積）回路１３ａ～１３ｃと、スイッチ１４ａ～１４ｄとを備えている。さらに、地絡保護継電システム１は信号生成回路１５を備えている。

タイマ（６４ＶＴ１１）１１ａとタイマ（６４ＶＴ２１）１１ｃとは、整定された時限後に動作して、入力された信号、つまり地絡過電圧継電器（６４Ｖ）３０からスイッチ１４ａを経たハイレベルの動作信号を出力する。例えば、タイマ（６４ＶＴ１１）１１ａの整定時限が０．５秒であり、タイマ（６４ＶＴ２１）１１ｃの整定時限が３．０秒である。そして、これらの時限後にハイレベルの動作信号が継続していると、タイマ（６４ＶＴ１１）１１ａとタイマ（６４ＶＴ２１）１１ｃとはこの動作信号を出力する。

ＯＲ回路１２ａは、タイマ（６４ＶＴ１１）１１ａとタイマ（６４ＶＴ２１）１１ｃとから出力される動作信号の論理和の演算をして論理和信号を出力する。ＡＮＤ回路１３ａは、地絡方向継電器（６７Ｇ）２０からの動作信号と、ＯＲ回路１２ａからの論理和信号との論理積の演算をして論理積信号を出力する。

タイマ（６７ＧＴ１１）１１ｆは、整定された時限後に動作して、スイッチ１４ｃを経たＡＮＤ回路１３ａからの論理積信号を、論理積信号ｒ１としてＯＲ回路１２ｃに出力する。例えば、タイマ（６７ＧＴ１１）１１ｆの整定時限が０．１秒である。

以上のタイマ（６４ＶＴ１１）１１ａ～タイマ（６７ＧＴ１１）１１ｆは第１の回路を形成する。そして、第１の回路は、スイッチ１４ａ、１４ｃの切り替えにより常時に動作するように、時限整定をされている。なお、図２ではスイッチ１４ａ～１４ｄは常時の運用状態を示している。

タイマ（６４ＶＴ１２）１１ｂとタイマ（６４ＶＴ２２）１１ｄとは、整定された時限後に動作して、地絡過電圧継電器（６４Ｖ）３０からスイッチ１４ｂを経たハイレベルの動作信号を出力する。例えば、タイマ（６４ＶＴ１２）１１ｂの整定時限が０．０秒であり、タイマ（６４ＶＴ２２）１１ｄの整定時限が３．０秒である。

ＯＲ回路１２ｂは、タイマ（６４ＶＴ１２）１１ｂとタイマ（６４ＶＴ２２）１１ｄとから出力される動作信号の論理和の演算をして論理和信号を出力する。

タイマ（６７ＧＴ１２）１１ｇは、整定された時限後に動作して、スイッチ１４ｄを経たＯＲ回路１２ｂからの論理和信号を論理和信号ｒ２としてＯＲ回路１２ｃに出力する。例えば、タイマ（６７ＧＴ１２）１１ｇの整定時限が０．１秒である。

以上のタイマ（６４ＶＴ１２）１１ｂ～タイマ（６７ＧＴ１２）１１ｇは第２の回路を形成する。そして、第２の回路は、スイッチ１４ｂ、１４ｄの切り替えにより臨時に動作するように、時限整定をされている。

タイマ（６７ＧＴ０）１１ｅは、整定された時限後に、地絡方向継電器（６７Ｇ）２０からのハイレベルの動作信号を出力する。例えば、タイマ（６７ＧＴ０）１１ｅの整定時限が０．０６秒である。ＡＮＤ回路１３ｂは、タイマ（６７ＧＴ０）１１ｅによる整定時限後に、地絡方向継電器（６７Ｇ）２０からの動作信号と地絡過電圧継電器（６４Ｖ）３０からの動作信号との論理積の演算をして論理積信号を出力する。ＡＮＤ回路１３ｃは、ＡＮＤ回路１３ｂから出力される論理積信号と、信号生成回路１５から出力される論理積信号ｒ１０との論理積の演算をして論理積信号ｒ３をＯＲ回路１２ｃに出力する。

ここで、信号生成回路１５について説明する。

信号生成回路１５は、自回線の遮断器「切」条件と、自回線保護範囲側の電圧条件との両方で、ハイレベルの論理積信号ｒ１０を出力する。このために、信号生成回路１５は、図３に示すように、ＮＯＴ（否定）回路１５ａと、タイマ（２７ＴＹ）１５ｂ_１と、タイマ（２７Ｔ）１５ｂ_２と、セットリセット回路１５ｃ_１、１５ｃ_２と、ＡＮＤ（論理積）回路１５ｄ_１、１５ｄ_２と、ロックピン設定回路１５ｅとを備えている。そして、信号生成回路１５は、監視装置２００のスイッチ（４３ＳＷ）６０からの使用切替信号と、遮断器１３０のパレットスイッチ７０からのパレット信号と、不足電圧継電器（２７）５０からの動作信号とを入力とする。

スイッチ（４３ＳＷ）６０は、変電所から離れた監視装置２００に備えられ、担当者に操作される。つまり、スイッチ（４３ＳＷ）６０は遠隔操作をされ、また現地現場で切り替え操作をされる。スイッチ（４３ＳＷ）６０は、信号生成回路１５の使用または不使用を切り替えるためにオン、オフされる。そして、スイッチ（４３ＳＷ）６０は操作状態を出力する。具体的には、スイッチ（４３ＳＷ）６０は、信号生成回路１５の使用時にはハイレベルの操作信号を出力し、信号生成回路１５の不使用時には操作信号をローレベルにする。

パレットスイッチ７０は、遮断器１３０に内蔵されている。そして、パレットスイッチ７０は、遮断器１３０の入切動作に連動して開閉する。この実施の形態では、遮断器１３０が「切」状態でパレットスイッチ７０はハイレベルのパレット信号を出力する。

自回線側の地絡故障で電力線１１０の電圧が整定値以下になり、不足電圧継電器（２７）５０がハイレベルの動作信号を出力すると、信号生成回路１５のＮＯＴ回路１５ａは、不足電圧継電器（２７）５０からの動作信号に対して否定の演算を行う。そして、ＮＯＴ回路１５ａは、ローレベルに変換した動作信号を、タイマ（２７ＴＹ）１５ｂ_１に送る。

タイマ（２７ＴＹ）１５ｂ_１は、整定された時限後に動作し、ＮＯＴ回路１５ａからのローレベルの動作信号を出力する。例えば、タイマ（２７ＴＹ）１５ｂ_１の整定時限が３秒程度である。タイマ（２７ＴＹ）１５ｂ_１は、ローレベルの動作信号を、セットリセット回路１５ｃ_１、１５ｃ_２のＲ（リセット）端子に出力する。

セットリセット回路１５ｃ_１はフリップフロップ回路である。自回線側の地絡故障で電力線１１０の電圧が整定値以下になった場合に自回線の遮断器１３０の「切」条件が遮断器「切」を示すと、つまり、パレットスイッチ７０からのパレット信号がハイレベルであると、セットリセット回路１５ｃ_１は、このパレット信号をＳ（セット）端子の入力とする。最初の地絡故障が発生したときに、セットリセット回路１５ｃ_１のＲ（リセット）端子にはハイレベルの動作信号が加えられている。これにより、セットリセット回路１５ｃ_１は、遮断器１３０の「切」条件が遮断器「入」を示すローレベルのパレット信号を、ＡＮＤ回路１５ｄ_１に確実に出力する。

タイマ（２７Ｔ）１５ｂ_２は、整定された自限後に動作して、不足電圧継電器（２７）５０からの動作信号を出力する。例えば、タイマ（２７Ｔ）１５ｂ_２の整定時限が２秒程度である。タイマ（２７Ｔ）１５ｂ_２は、ハイレベルの動作信号を、セットリセット回路１５ｃ_２のＳ（セット）端子に出力する。

セットリセット回路１５ｃ_２はセットリセット回路１５ｃ_１と同様のフリップフロップ回路である。地絡故障が発生したときに、セットリセット回路１５ｃ_２のＲ（リセット）端子にはタイマ（２７ＴＹ）１５ｂ_１からのローレベルの動作信号が加えられている。これにより、セットリセット回路１５ｃ_２は、タイマ（２７Ｔ）１５ｂ_２の整定時限を経た不足電圧継電器（２７）５０からのハイレベルの動作信号を、ＡＮＤ回路１５ｄ_１に確実に出力する。

ＡＮＤ回路１５ｄ_１は、セットリセット回路１５ｃ_１からのパレット信号と、セットリセット回路１５ｃ_２からの動作信号との論理積の演算をして論理積信号を生成する。ＡＮＤ回路１５ｄ_１は生成した論理積信号をロックピン設定回路１５ｅに出力する。

ロックピン設定回路１５ｅは、ピンの抜き差しにより、ＡＮＤ回路１５ｄ_１の出力をＡＮＤ回路１５ｄ_２の入力に接続するかどうかを切り替える。このとき、ピンの抜き差しは人手で行われる。ロックピン設定回路１５ｅは、ＮＯＴ回路１５ａ～ＡＮＤ回路１５ｄ_１つまり信号生成回路１５を使用するかどうかを、人手によるピンの抜き差しで切り替える。このとき、ピンがロックピン設定回路１５ｅに差し込まれていると、ロックピン設定回路１５ｅは、ＡＮＤ回路１５ｄ_１の出力をＡＮＤ回路１５ｄ_１の入力に接続して、信号生成回路１５を使用可能にする。

ＡＮＤ回路１５ｄ_２は、スイッチ（４３ＳＷ）６０からの操作信号と、ロックピン設定回路１５ｅから出力される、ＡＮＤ回路１５ｄ_１の論理積信号との論理積の演算をして論理積信号ｒ１０を出力する。つまり、スイッチ（４３ＳＷ）６０からの操作信号がハイレベルのときに、ＡＮＤ回路１５ｄ_２は、ＡＮＤ回路１５ｄ_１からの論理積信号を出力する。

こうした信号生成回路１５を含むタイマ１１ｅ～ＡＮＤ回路１３ｃは、第３の回路を形成する。この第３の回路は加圧時時間短縮回路である。そして、加圧（充電）時に地絡故障が発生している場合に、地絡方向継電器（６７Ｇ）２０が動作し、かつ、地絡過電圧継電器（６４Ｖ）３０が動作したときに、第３の回路は論理積信号ｒ３をＯＲ回路１２ｃに出力する。

ＯＲ回路１２ｃは、タイマ（６７ＧＴ１１）１１ｆからの論理積信号ｒ１と、タイマ（６７ＧＴ１２）１１ｇからの論理和信号ｒ２と、ＡＮＤ回路１３ｃからの論理積信号ｒ３との論理和の演算をして遮断信号を生成する。つまり、タイマ（６７ＧＴ１１）１１ｆ、タイマ（６７ＧＴ１２）１１ｇ、ＡＮＤ回路１３ｃの中の、少なくとも１つの回路がハイレベルの信号を出力すると、ＯＲ回路１２ｃは遮断信号を遮断器１３０に出力する。

以上が地絡保護継電システム１の構成である。次に、地絡保護継電システム１の作用について説明する。

電力系統において、加圧（充電）時に地絡故障が発生している場合、地絡過電圧継電器（６４Ｖ）３０と、地絡方向継電器（６７Ｇ）２０がそれぞれ動作し、動作時限後に遮断することとなる。その回路とは別に、地絡過電圧継電器（６４Ｖ）３０と、地絡方向継電器（６７Ｇ）２０とがそれぞれ瞬時動作した条件をＡＮＤ回路１３ｃに取り込む。このとき、ＡＮＤ回路１３ｃに取り込まれる信号生成回路１５では、パレットスイッチ７０を利用して自回線の遮断器「切」条件と、不足電圧継電器（２７）５０を利用して自回線保護範囲側電圧条件をアンド条件としている。そして、信号生成回路１５は不足電圧継電器（２７）５０による不足電圧検出を利用することにより、加圧時時間短縮回路の誤動作防止および確実な遮断条件の検出として使用している。

信号生成回路１５ではパレットスイッチ７０を遮断用条件として使用することから、瞬時電圧低下による誤動作を確実に防止するため、タイマ（２７Ｔ）１５ｂ_２を設け、タイマ（２７Ｔ）１５ｂ_２の時間継続による時限を遮断条件として使用している。

信号生成回路１５でのパレットスイッチ７０による遮断器「切」条件については、「切」条件を確実に取り込むため、セットリセット回路１５ｃ_１を具備する。そして、次区間の遮断器が「入」となる前に、この条件をリセットさせる必要があるため、ＮＯＴ回路１５ａおよび電圧回復確認用のタイマ（２７ＴＹ）１５ｂ_１を具備し、遮断器「切」条件のリセット回路として使用する。また、タイマ（２７ＴＹ）１５ｂ_１の条件を停電検出用回路であるセットリセット回路１５ｃ_２に使用することで、次区間の地絡故障時の誤遮断を確実に防止している。

保護範囲が変圧器や次区間電力線まで及ぶ場合などに、遮断器「切」条件と自回線の保護範囲側電圧条件を使用しない運用を可能にするロックピン設定回路１５ｅを設けるか、または、遠隔制御可能なスイッチ（４３ＳＷ）６０を具備し、ＡＮＤ回路１５ｄ_２の加圧時時間短縮回路条件として取り入れている。外部故障時の誤動作防止のため、６４Ｖ単独遮断回路には、加圧時時間短縮回路を使用しない。

信号生成回路１５のＡＮＤ回路１５ｄ_２の加圧時時間短縮回路条件と、地絡過電圧継電器（６４Ｖ）３０と、地絡方向継電器（６７Ｇ）２０とがそれぞれ瞬時動作した条件をＡＮＤ回路１３ｃでアンド条件として取り込み、その出力信号を遮断信号としている。

以上説明したように、この実施の形態によれば、加圧（充電）時のみに限定し、自回線のみの条件を使用した簡易な保護回路で系統の運用状態に関わることなく、瞬時の確実な遮断動作を可能にする。

さらに、この実施の形態によれば、以下のような効果を達成することが出来る。
ａ．自回線のみの条件を使用するため、外部との通信回線を必要とせず、自回線が加圧（充電）する場合でも、受電する場合でも操作すること無く、最適な遮断回路で保護することができる。
ｂ．加圧（充電）時の故障個所への故障電流供給時間を最小とすることができるため、電力系統や設備に及ぼす影響（発電機の解列、設備の損壊等）を最小限に留めることができる。
ｃ．通常の時限遮断をフェールセーフ回路として使用できるので、１回目の故障遮断後において遮断回路の信頼度向上にも繋がる。また、加圧時にこの瞬時遮断回路をロックしたいケースを考慮し、遮断回路条件を物理的にロックするロックピン設定回路１５ｅまたは遠隔制御可能なスイッチ（４３ＳＷ）６０による加圧時時間短縮回路の使用の設定機能を具備し、ＡＮＤ回路１５ｄ_２の加圧時時間短縮回路の条件として取り入れることにより、あらゆる送電線、配電線に適用可能となる。なお、配電線の場合はパレットスイッチに代わるＣＢまたはＤＭ（区分開閉器）の「切」条件取り込みが必要になる。
ｄ．回路に使用する保護継電器やタイマは汎用品が多く、これらを用いることにより、安価で優れた回路を形成することができる。
ｅ．不足電圧継電器（２７）５０を条件として、線路側の電圧を取り込むことにより、アーク放電等による残電圧が無い状態で再加圧を実施するため、故障継続のリスクが少なく、信頼度の高い確実な保護が期待できる。

１地絡保護継電システム
１０遮断信号発生回路
２０地絡方向継電器（６７Ｇ）
３０地絡過電圧継電器（６４Ｖ）
４０リレー動作確認タイマ（６４ＶＴ）
５０不足電圧継電器（２７）
１００母線
１１０電力線
１３０遮断器

Claims

母線に電力線が接続されていると共にこの電力線に遮断器が設けられている電気所に設置されて用いられ、切動作を行うための遮断信号をこの遮断器に送る地絡保護継電システムにおいて、
地絡故障による地絡保護継電システム動作後、地絡方向継電器が前記電気所の自回線側の電力線に発生継続した地絡故障を再検出すると共に地絡過電圧継電器が前記母線の零相電圧の過電圧を再検出した場合に、前記遮断器が入状態にあり、かつ、前記自回線側の電力線の電圧不足を不足電圧継電器が事前に検出すると遮断信号を生成し、この遮断信号を前記遮断器に出力する時間短縮回路を備え、
前記時間短縮回路が、
前記不足電圧継電器から出力される動作信号がＮＯＴ回路および第１のタイマを介してリセット端子へと入力されるとともに前記遮断器に内蔵されているパレットスイッチから出力されるパレット信号がセット端子へと入力されるフリップフロップ回路である第１のセットリセット回路と、
前記不足電圧継電器から出力される前記動作信号が前記ＮＯＴ回路および前記第１のタイマを介してリセット端子へと入力されるとともに前記不足電圧継電器から出力される前記動作信号が第２のタイマを介してセット端子へと入力されるフリップフロップ回路である第２のセットリセット回路と、
前記第１のセットリセット回路から出力されるパレット信号と前記第２のセットリセット回路から出力される動作信号との論理積の演算をして論理積信号を生成して出力するＡＮＤ回路と、を備え、
前記不足電圧継電器は、前記電力線の電圧が整定値以下になると前記動作信号としてハイレベルの動作信号を出力し、
前記ＮＯＴ回路は、前記不足電圧継電器から出力される前記動作信号に対して否定の演算を行って変換した動作信号を出力し、
前記第１のタイマは前記ＮＯＴ回路から出力される前記変換した動作信号を整定された時限後に前記第１のセットリセット回路の前記リセット端子および前記第２のセットリセット回路の前記リセット端子へと出力し、
前記パレットスイッチは、前記遮断器が切状態であるとハイレベルのパレット信号を前記第１のセットリセット回路の前記セット端子へと出力し、
前記第１のセットリセット回路は、前記リセット端子にハイレベルの動作信号が加えられているとともに前記セット端子にハイレベルのパレット信号が入力されると前記遮断器が入を示すローレベルのパレット信号を出力し、
前記第２のタイマは、前記不足電圧継電器から出力される前記動作信号を整定された時限後に前記第２のセットリセット回路の前記セット端子へと出力し、
前記第２のセットリセット回路は、前記リセット端子にローレベルの動作信号が加えられているとともに前記セット端子にハイレベルの動作信号が入力されるとハイレベルの動作信号を出力し、
前記自回線の地絡故障を検出するとハイレベルの動作信号を出力する前記地絡方向継電器から出力される動作信号と前記母線の零相電圧が整定値より大きくなるとハイレベルの動作信号を出力する前記地絡過電圧継電器から出力される動作信号との論理積の演算をして得られる論理積信号と、前記ＡＮＤ回路によって生成されて出力される前記論理積信号と、の論理積の演算をして得られる論理積信号がハイレベルの信号であると前記遮断信号を出力する、
ことを特徴とする地絡保護継電システム。
前記時間短縮回路は、前記ＡＮＤ回路の後段に、前記電気所とは離れた場所に設置される監視装置に備えられて遠隔操作または現地切り替え操作をされて当該の時間短縮回路の使用時にはハイレベルの操作信号を出力するとともに不使用時には操作信号をローレベルにするスイッチから出力される操作信号と、ピンが差し込まれていると前記ＡＮＤ回路によって生成されて出力される前記論理積信号を出力して当該の時間短縮回路を使用可能にするロックピン設定回路から出力される前記論理積信号と、の論理積の演算をして論理積信号を出力するＡＮＤ回路を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の地絡保護継電システム。