JPH01291630A - 配電線区分開閉器制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業１−７の利用分野） 本発明は電力送電用配電線路ヒの地絡事故に伴う停電が
他の健全区間に及ばないようにした配電線区分開閉器制
御方法に関する。

（従来の技術） 送電線にの短絡、地絡μ故等の発生に伴う停電時間を極
力短時間にとどめ、安定した電力供給を行うための対策
が各種試みられ、　１１つ実用に供されている。

従来、この方法としては、例えば配電線路を区分開閉器
によっていくつかに区分し、故障発生時に区分開閉器を
制御して故障区間を健全区間から分離することが行われ
ている。

区分開閉器の制御方法には、順送方式と、搬送お制御方
式とが自るが、常用されているのは、配電線路を電源端
より端末へ向かって順次所定の時限をおいて給電を行っ
てゆく時限順送方式である。

第２図（ａｔ　　（ｂ）はこの時限順送方式の−・例を
示す構成説明図であり、第２図（ａｌは正常時における
配電線路の各開閉器の作動、また（ｂｌは第４区間に故
障が発生した場合の前記開閉器の動作状態を示したもの
である。

この方法は、変電所に設けたサーキットブレーカ３０と
、各配電区間３１３３．３５、・・・の分離点毎に設け
た開閉器３２．３４．３６・・・とを備え、ｒｉつ該開
閉器はトリップ機能を杓し、地絡電流を検知後衛定時間
後電源が投入された際、所定時限以内にｔ１４び地絡電
流を検出すると自動的に開放ロックされる。

この構成を有する配電線路において第２図（ｂ）に、Ｙ
（ず如くその第４区間３７に地絡゛バ故が発生した場合
を考える。

地絡状態では過大な電流が大地に流れ、各開閉器の地絡
リレーが作動すると同時に前記変電所サーキットブレー
カが開放され送電が停＋Ｉｚする。

この後１５秒が経過すると、変電所サーキットブレーカ
は１り閉され、第１区間３１に給電され、その７秒後に
は第１区間３１と第１区間３：３との間の開閉器３２が
自動的に閉成されて次区間に給電される。

この動作を繰返しつつ順次各区間に電力が供給されるが
、前記′バ故区間に給電されると、再び変電所サーキッ
トブレーカが開放され、全区間停電となるが、この時′
μ故区間の開閉器３６は開放ロックされる。この６０秒
後には］り度送電が行われ、さらに７秒おきに順次各区
間の開閉器が閉じて１４秒後には第：３区間３５までが
復電する。しかし、開閉器３６は］−述のごとく開路状
態でロックされているため、故障が発’ＩＩＥＬだ第４
区間には通電が行われず、健全な第１．第２．第３区間
が復電し、１１つ故障の存する第４区間以降が切離され
た状態となる。

しかしながら、ト記従来の時限順送方式の配電線区分開
閉器制御方法にあっては、　°ｌＳ故発生から健全区間
への給電までに短時間とはいえ２度の停電が発生−４゛
る。

しかし、近年のＯＡ、ＦＡ化等コンピュータシスデムを
多用した設備の１１及に湿みれば、電源が瞬時とはいえ
途切れると、コンピュータの記憶内容専ソフト情報の破
壊発生にとどまらず、９↓だしくけＩＣ等ハード而を損
傷する虞れがあって好ましくない。

このためより高品質の電力供給が要望されており２その
対策の・つとして配電＆Ｑ１を故時の健全区間の無停電
化の試みがなされている。

このような無停電化の手段として、近年、前記区間毎に
設けた区分開閉器に史に通信線等を付加し、変電所等に
設けた親局コンピュータ装置と連結して、瞬時に事故区
間を検出するとともに、別ルートの電力供給用開閉器を
制御し、事故区間より末端部分への電力供給を確保した
うえで、当該］メ間ｍ＋段部の開閉器を断とする方法が
提案されている。この方法によれば、健全区間への供給
を全く瞬断することなく、ｉ＜故区間のみを切離すこと
が０Ｉ能であり、実用化へ向けての研究が進められてい
る。

（発明の目的） 本発明はこれと目的を同じくするものであるが、より簡
単な装置によって健全区間の無停電化をｔ＋７能とする
ためになされたものである。

即ち、後述するごとく、既に提案されている方法ｆ・段
では各区間開閉器に付加すべき装置が極めて複雑になる
欠点があり、既存の施設に大幅な変更改造を施す必要性
から完全実施に至るまでにはかなりの年月を要する。

本発明はこのよりな”ｌｔ情に鑑みてなされたものであ
って、親局装置に主たる機能をもたせることによって、
多数配置すべき子局装置（区間開閉器付加分）の構成な
ｉＩ丁能な限り簡単にし、既存の設備を最大限利用し得
る配電線区分開閉器制御方法を提供することを１−１的
としている。

（発明の概要） １−記］１的を達成するため、本発明の配電線区分開閉
器制御方法は、配電線路の区間分離点毎に自動開閉器（
Ｌ　Ｓ　）と地絡リレー（１′）及び短絡検出リレー（
Ｘ）とを含む子局装置を備えるとともにこれらを変電所
等に設置した親局制御装置（１１）と通４３Ｉｉ＋にて
接続し、各ｒ局装Ｗ？、ｎ個を所定のポーリング手段に
より常時監視してその状態情報を収集する。

゛１１故発生に際しては５その°１シ故の種類（地絡か
短絡か）に応じて１を故区間以Ｉ）；１の前記地絡リレ
ーと短絡リレーが人々作動するから、ｉ故の種類と発生
区間を検出することができる。

そこで、親局からはこの情報に基いて事故区間以降を切
離すべく所要の開閉器を制御する信号を送イパする。

この−・連の操作を所定時間内１例えば変電所内のサー
キットブレーカが作動する以前（例として８００＋ｍｓ
以内）に行うが、このとき地絡か短絡か或は地絡におい
ても微地絡であるか若しくは−・時的な地絡であるか否
かを判定して、夫々に最適な対応を行うよう制御するこ
とを特徴とするものである。

（実施例） 以下１本発明の配電線区分開閉器制御方法について詳細
に説明するが、それに先立って本発明の理解を助けるた
めに、既に提案されている上記従来技術について詳細に
説明する。

なお、現在進められている研究の最終目的は“１！故区
間より前段部のみならず末端部への停電防＋）−をも複
数の電力電力供給ルートによって行うようにした所謂異
相給電を含んだものであるが、説明を簡単にするため、
川−・ルート−ヒにおいて゛ト故区ｆｌｉｔ　＋ｉｉｉ
段区間部のみを無停電化する場合、史には地絡ｉｆ故へ
の対応についてのみ説明する。

第３図（ａ）は近年既に提案されている配電線°１１１
区間検出方法を説明するための系統図であって、送電線
４Ｉの区間毎に設けた自動開閉器ＤＭ。

、ＤＭ、　　・・・に、史に地絡リレーＴ、、Ｔ、。

・−−−トリレーｊ局Ｒ１，、、Ｒｔ、　、　Ｒ１，２
・・・とが備えられ、該リレー子局は全て通信ケーブル
４２によって変電所等に設置した親局装置と接続されて
いる。

この構成における各ブロックの機能を簡単に説明すると
、開閉器１）　Ｍは白子局内の処理演算結果及び親局か
らの制御信号によって開閉するもので、該開閉器に付加
された地絡リレー］゛は当該開閉器より末端（以遠）側
における地絡に対して作動する。

また、リレー子局ＲＬは各区間開閉器ＤＭを制御すると
ともに地絡リレーＴの状態信号を監視し、夫々の状態に
対応したデータを作出し、前記通信ケーブル４２を介し
て親局装置４３に送致するものである。

また、更に各開閉器の地絡・短絡リレーの動作は前記通
４′ｓ線とは別個の・対の直結ケーブルによって全て接
続されており、地絡／短絡検出によって発生せしめた直
流電流／電圧を他のリレー子局に伝達するものである。

親局装置４３では、各リレー子局から送付されたデータ
に基き地絡事故区間を判定すると同時に開放すべき区間
開閉器に対し所定信号を送出する。

これら一連の動作は変電所等のサーキット・ブレーカＣ
Ｉ３が作動する６ｉＪに処理されるから事故地点よりｎ
１手段部分は−・度も停電することなく事故区間以遠が
切離される。

なお、この説明では゛１１１区間以遠の健全区間救済措
置については述べなかったが、前記配電線系統が複数ル
ートにより互いに接続されたものであれば、これらルー
ト間を接続する開閉器を適宜選択して事故区間以遠部分
について前記別ルートより給電するよう構成しても良い
。

前記リレー子局ＲＬの構成としては１例えば第３図（ｂ
ｌ　に示すものが提案されている。

この装置については昭和６１年度電力中央研究所研究発
表会電力部門寄稿集に詳細に述べられているから、ここ
での説明は省略するが、同図から明らかな如く、該リレ
ー子局おいて電路に流れる零相変流成分（Ｚ　Ｃ１’の
出力）と大地に流れる無効電流成分（７，Ｐ　Ｉ）出力
）とを検出し、１つ開閉器を挟んで設置した３ケの変流
器（ＣＴ）出力とを監視することによって、各開閉器部
分に流れる電流値及びその方向、史には実行／無効成分
を検出している。このことは、各開閉器に付したリレー
子局人々において１Ｓ故の種別及び開閉すべき開閉器を
リレー子局自ら識別させるためである。

また、史には］二連した如く、これらリレー子局は前記
通信線の他に配設した直結ケーブルによって、人々の地
絡／短絡リレーの動作に対応して作出した直流電圧／電
流を他の全てのリレー子局に伝達して初めて［１的を達
成するものである。

しかしながら、］−述したような従来の方法では−した
るデータ処理及び各区間開閉器の状態監視をリレー子局
にて行っているため、第３図（ｂｌからも明らかな如く
、多数配置するリレー子局の構成が複雑高価となる欠点
があったことト述した通りである。

第１図は本発明の詳細な説明するための概要構成図であ
る。

同図において符号ｌは変電所等において配電線路２に挿
入設置したサーキットブレーカであって該配電線の区間
分離点に自動開閉器ＬＳ１．ＬＳ８、・・・を備えると
ともに、各々の開閉器には地絡リレー１’、　、　ｌ’
、　、　　・・・と短絡リレーＸ。

、Ｘ、、−−・とを含む子局装置３−１．３−２．３−
３、・・・を付加する。

史に、この子局装置の制御部ｃｏｎ　しは変電所等当該
配電線の統制所に設置された親局装置Ｍ　Ｐ【」と通信
ケーブル４によって接続するよう構成したものである。

この構成においてその動作概要を説明すると。

通常時は親局装置Ｍ　Ｐ　Ｕは通信ケーブルを介して各
区間子局装置コ号−１，３−２，：Ｓ−：Ｓ・・・・を
ポーリングし、各々のｒ局からの情報を収集する。

各子局装置６では、親局からのポーリングのタイミング
に合せてその時の地絡リレー］゛及び短絡リレーＸの状
態変化を符号化して送出するが、該地絡リレーと短絡リ
レーは従来のものと特に異なるところはない。

即ち、地絡リレーは、配電線と大地との間に絶縁不良等
にて流れる数アンペア程度の電流（地絡電ｒＩＬ）を検
出するものであり、他方短絡リレーは配電線間或は配電
線と大地とが低抵抗値にて接続された結果流れる過大電
流に応答するものであって１人々作動電流が異なるよう
に設定されている。

かくして収集された各−ｒ局からのデータは、親局装置
において監視され、異常ないｆｒＪ１間は順次ポーリン
グを続ける。

次に、例えば前記第１図（ａ）における第４区間に地絡
′ｌｉ故が生じた場合の対応について第１図（ｂｌ　に
示したフローチャート図を参照しつつ説明する。

地絡′ド故に対しては、当、該事故地点以前区間の地絡
゛リレーが作動し、その結果は各々のｒ局ポーリングタ
イミングに合せて親局装置において検知される。

１Ｓ故区間が判別されると１表示装置に区間表示すると
同時にその事故が短絡か否かを識別する。

この判断は開閉器に付属した短絡リレーの動作の有無に
よって行うが　ｊ％ｉ絡Ｉｓ故と判断された場合は速や
かに変電所のサーキットブレーカＣＢを開成してこの系
統への電力供給を遮断する。この理由は短絡に伴う過大
電流を区間開閉器で行うと。

接点界１９不足のため焼損する虞れがあるためで。

その後、　−μブレーカを復１１］せしめて、前記短絡
が一時的なものか否かを判断する。尚、短絡′ド故につ
いての対応は省略する。

次に、短絡事故でないと判断されれば地絡検出リレーの
動作の有無を判別し、地絡“μ故の場合はこれが一時的
な地絡か継続的なものかを判定するため所定時間経過後
＋ｔｊＵ地絡現象の有無を検出する。

・時的な地絡’７！故の例としては内部開閉器或は局部
サーキットブレーカを内蔵する電力需要家設備内の地絡
１を故において、当該保護装置が作動して配電系統から
自発的に切離される場合がある。

これによって１故故障が除去された場合には、この制御
１・、開閉器の操作を行わず初期状態に戻る。

引き続き地絡状態にある場合には、史に、短絡リレーの
動作の有無を識別する。この理由は、地絡ｉｓ故から短
絡−１！故に進展する割合が極めて大きいため、＋１１
に開閉器を制御するだけであるとｌ述した理由で開ｖｊ
４器を損なう虞れがあるためで、その可能性が高いのは
地絡事故発生後的５００〜６００　ｍ　ｓ間と一般にい
われている。

従って、この時間内に短絡■故の発生を監視した後、当
該・ド故区間を切離すべく所要の開閉器に対して制御信
号を送出する。

また、この指令信号が誤り無く伝達され、１つ開閉器が
作動したか否かを確認するために、再び地絡リレーの動
作状況を検出し、いづれの地絡リレーも作動していなけ
れば制御が完ｒしたものとして初期状態に移動するが、
依然地絡リレー作動中であれば再度指令信号を送出する
か或は初期状態に移行して再度事故区間の検出を行う。

また、史に確実を期すため１１度短絡リレーの動作を確
認して所要の処理をしてもよい。

この−例の動作は、例えば８００ｍ５に完了するように
設計され、変電所のサーキットブレーカが゛ド故発生か
ら作動して断となるまでに要する時間、−・般的に約１
秒以内に所要の処理を完ｒして゛１？１区間を切離すた
めである。

この時間制御は、例えば１Ｍｂｐｓの伝送速度で行えば
子局当りのポーリング時間はｌ０ｍ５程度でｎｌ能であ
り、現在のシーケンサ技術を用いれば複数の速制御装置
を配設しても十分実用に供することができる。

以りの構成によれば、サーキットブレーカが作動する前
に°ｌｉ故区間を判別し、必要な開閉器を開放して゛）
故区間以降を切離すことになるから、°■故より１１？
手段部分の健全区間は・度も停電することがない。

尚、以りの実施例では１を故区間より端末部分の救済方
法について述べていないが、従来の提案と同じく別ルー
トから電力供給を行うよう予め系統間開閉器が設けられ
たものである場合は、この開閉器をも自動的に制御する
ことによって竺ｉ故区間のみを除いた健全区間の全てを
無停電化することも口■能である。

以１−の説明から明らかなように、本発明では各開閉器
からの情報を主として親局装置において処理することが
できる。その理由は、各開閉器に関して抽出すべきデー
タは、地絡リレーまたは短絡リレーの動作状態のみだか
らであり、従って区間開閉器に付加すべきｒ・局装置（
区間開閉器に付加するもの）の構成は、第ご３図に示し
た従来のものに比して大幅に簡１ｉにすることができる
。また、子局から送付すべき信号は地絡／短絡リレーの
ＯＮ　−Ｏｒ：　Ｆ或は電路に流れる電流範囲のみを表
わずもので良いからデータ量は極めて少ない。従って、
極めて高いボーレートにてポーリングが可能であること
容易に理解できよう。

−ｒ局装置は、開閉器に付加して多数用いられるもので
あり、また電柱等に架設されるから構成の簡略化に伴う
子局の小型化は極めて都合が良い。

なお１本発明方法は故障区間を切離するため開閉器に地
絡リレー及び短絡リレーを連設し、制御線を介して故障
内容を制御局（親局）で判断し、地絡及び短絡時に必要
な制御を行うことを要旨としている。従って、変電所の
サーキットブレーカの作動後に、即ち全区間停止１−後
に作動［ｉｊに人手した情報に基いて開閉器の制御を行
う構成も特許請求の範囲に含まれるものである。

（発明の効果） 以１゛のように本発明の配電線区分開閉器制御方法によ
れば、配電線の区間分離点に設けた開閉器とこれに付属
せしめた地絡／短絡リレー等の状態検出手段からの情報
をもとに地絡／短絡或はその他の゛１１１区間を検出し
て、サーキットブレーカ等の電力遮断保護丁−段が作動
する以１１ｉｉに１を故区間を切離すようにしたもので
あるから、健全区間へのｉｆ故綽害の波及を防１トシ、
高品質の電力供給を行うことができる。

また１本発明による方法では、このために各開閉器に関
して収集すべきデータは極めて単純なものであるから、
ｒ局の構成が簡単で済み、これを小型化するにで効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ　は本発明の・実施例によって健全区間を
停電させることなく故障区間以降を切離する構成を模式
的に示したブロック図、第１図（ｂ）は本発明の作動を
示すフローチャート、第２図（ａｌは従来の配電線路の
各開閉器の作動を示す構成図、第２図（ｂｌは第２図（
ａｌの配電線路において第４区間に故障が生じた場合に
おける配電線路の各開閉器の作動を示した構成図、第３
図（ａｌ及び（ｂ）は従来の無停電化システムの系統図
及びその子局装置のブロック図である。 第１図 第２図 （Ｑ） （ｂ） ０　閏状５ ■開状悪 第３に 通値線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）地絡リレーと短絡リレーとを含む区間開閉器を介
   して配設された配電線路において、各開閉器には前記地
   絡リレーと短絡リレーの動作状態を検出する子局装置を
   備え、該子局装置を通信線を介して変電所等に設けた親
   局装置と接続するとともに、該親局装置によって前記各
   子局をポーリングして収集した情報に基いて事故発生区
   間を検出し、変電所等の電力遮断手段が作動する以前に
   当該事故発生区間を切離したことを特徴とする配電線区
   分開閉器制御方法。