JPH03251028A - 配電系統の地絡保護装置 - Google Patents

配電系統の地絡保護装置

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JPH03251028A
JPH03251028A JP4749590A JP4749590A JPH03251028A JP H03251028 A JPH03251028 A JP H03251028A JP 4749590 A JP4749590 A JP 4749590A JP 4749590 A JP4749590 A JP 4749590A JP H03251028 A JPH03251028 A JP H03251028A
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ground
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Akira Kaneda
明 金田
Koji Maeda
耕二 前田
Toshinobu Ebizaka
敏信 海老坂
Keiji Isahaya
諫早 啓司
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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】 【産業上の利用分野】
この発明は配電線の微地絡段階の現象を検出して不測の
停電を発生させないようにする配電系統の地絡保護装置
に関するものである。
【従来の技術】
非接地系の配電系統は停電区間の極小化と配電線故障時
の故障箇所の早期発見を行うために所定区間毎に配電線
を分割する故障検出センサ付区分開閉器(以下、開閉器
という)を備えている。その配電線に機器劣化等が原因
で地絡電流が流れたり、鳥獣接触などによる地絡現象が
発生すると配電線故障を検出して配電用変電所の保護装
置を作動し、しゃ断器をトリップして停電にしている。 第4図は、従来の配電系統の地絡保護回路であり、図に
おいてAS/Sは配電用変電所、1は前記配電用変電所
AS/Sの母線、CBは母線1に接続された配電線用の
しゃ断器、Fは前記配電線用のしゃ断器CBに接続され
需要家に電力を供給する配電線、SSI〜SS3は配電
線Fを適当な間隔に区分するための開閉器、11〜13
は開閉器5SI−3S3用の子局である。また、20は
地絡故障を除去する配電用変電所の保護装置、ZCTは
零相電流を検出する零相変流器、CAA。 CT、は3相中の2相に設けた電流変成器、51は、短
絡故障を検出する例えば、既存の高速過電流継電器、6
7Gは零相電流I0と後述の零相電圧■。を取込んで地
絡故障を検出する例えば、既存の地絡方向継電器、また
、GPT、は母線1に設けた接地用変圧器で、その3次
巻線に限流抵抗R7を接続している。64は前記3次巻
線の限流抵抗R7に発生する零相電圧v0を検出する例
えば、既存の地絡過電圧継電器、Tはオンデイレ−タイ
マ、Aは論理積(アンド)回路、0は論理和(オア)回
路である。 次に動作について説明する。例えば、配電線FのP点に
おいて微地絡が発生すると接地用変圧器GPT、の3次
巻線、母線1、しゃ断器CB、配電線F地絡点Pのルー
トで地絡電流が流れる。保護継電器20の地絡方向継電
器67Gは、零相電流I0と零相電圧■。から配電線に
地絡故障のあることを検出し、直ちに地絡検出信号をア
ンド回路Aに出力する。又、地絡電圧継電器64は接地
用変圧器GPT、の3次巻線に接続している限流抵抗R
,,に発生する零相電圧■。を取込みタイマTに地絡過
電圧検出信号を出力する。タイマTはオンデイレ−機能
を有しているので前記地絡過電圧信号が一定時間以上持
続すると前記アンド回路Aに出力信号を与え、該アンド
回路Aはオア回路0を経てしゃ断器CBのしゃ断信号を
出力し配電線Fを母線1から切り離す。
【発明が解決しようとする課題】
従来の配電系統の地絡保護装置は、以上のように構成さ
れているので、配電線故障の故障検出や故障の除去には
配電用変電所の保護継電器が動作して必ずしゃ断器をト
リップすることとなり配電線が停電するという課題があ
った。又、配電用変電所の保護装置で検出出来ない微地
絡故障に対しては、検出が出来ないため、後日配電線故
障に発展し、不用意に停電となっていた。 この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、鳥獣害等による瞬時故障をしゃ断器がトリップ
する前に除去すると共に、機器の劣化や塩害などは、故
障に至る以前に潜在的な微地絡現象を瞬時大電流を流し
て顕在化することによって故障発生時期を明確にし、不
測の停電を発生させないようにする配電系統の地絡保護
装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
この発明に係る配電系統の地絡保護装置は、配電線に流
れる微地絡電流を検出して制御回路に入力する高感度・
高速零相電流検出器と、その配電線を接続した母線に備
えられ零相電圧を出力する接地用変圧器と、その零相電
圧を検出すると制御回路に微地絡検出信号を入力する高
域度・高速零相電圧検出器と、その制御回路が微地絡検
出信号を受信するとON、OFF動作を開始する瞬時投
入リレー及び順次ラッチされるラッチリレーと、前記ラ
ッチリレーの出力接点及び抵抗との直並列回路及び前記
接地用変圧器の巻線とで閉回路を形成し、前記瞬時投入
リレーがONするたびにその出力接点で前記抵抗を順次
短絡する順次短絡回路とをもって構成したので、しゃ断
器がトリップする以前に早期地絡検出と故障除去とが可
能となり停電回避が可能となる。
【作用】
この発明における高感度・高速零相電流検出器及び高域
度・高速零相電圧検出器は、微地絡電流を検出すると、
接地用変圧器の巻線に設けた抵抗と接点との直並列接続
からなる順次短絡回路を制御回路によって制御する。そ
の結果故障点への印加電圧や故障回路インピーダンス抵
抗が変化して故障が進展し微地絡状態を把握しやすくな
ることにより微地絡故障を早期に検出できるようにする
【発明の実施例】
以下、この発明の一実施例を図について説明する。 図中、第4図と同一の部分は同一の符号をもって図示し
た第1図において、ZCT、は零相地絡電流を検出する
(第2の)零相検出器、H3I。 は前記零相検出器ZCT、から出力される零相電流波形
をサンプリングしてサンプルホールドし、ディジタル処
理することによって検出レベルを高感度化し、高速化を
図った高感度・高速零相電流検出器、H3V。は前記高
感度・高速零相電流検出器H3Lと同様の手法により構
成した高感度・高速零相電圧検出器、01は論理和(オ
ア)回路、CNTは制御回路、Ryは微地絡故障継続中
のみ一定周期でON、OFF動作する瞬時投入リレー、
Ry I−R)’nは前記瞬時リレー、Ryと同期して
順次ラッチされるラッチリレー、R1,1〜R0は前記
ラッチリレーR)’+−R)’−のa接点Ry1.〜R
’lnmによって順次短絡して接地インピーダンスを下
げる抵抗、cpTzは第2の接地用変圧器で、O19は
第2の接地用変圧器の2次巻線に接続した後述の接地用
抵抗R0と瞬時投入リレーRyの接点RV+mで接地抵
抗を制御する瞬時接地回路である。瞬時接地回路OSS
の抵抗R0〜R0を短絡して地絡電流を増加するように
動作する。また、AMは制御装置CNTから警報を出力
する表示装置である。 次に、第2図のタイムチャート、及び第3図の等価回路
を参照して動作についで説明する。まず、配電線FOP
点において微地絡が発生すると、その微地絡電流を高感
度・高速零相検出器H3I。、又は高感度・高速零相電
圧検出器H3VOが直ちに検出し、オア回路O1を経て
制御回路CNTに出力する。制御回路CNTは地絡故障
検出の入力条件成立により瞬時投入リレーRyのON、
OFF動作を開始する。同時にラッチリレーRyl〜R
y、が前記瞬時投入リレーRyに同期してラッチされそ
の接点RV+a〜Ry+nに並列に接続された抵抗R0
〜R7□を順次短絡して接地抵抗を下げる。 抵抗が下がる度に制御回路CNTは零相電流■。 及び零相電圧■。を測定して増加傾向を確認する。 その時、計測値が急速に増加する場合には微地絡から故
障に進展する可能性有りと判断して瞬時投入リレーRy
の動作とラッチリレーR)’+−R3’nのこれ以上の
前進を停止し、制御装置CNTから表示装置AMに警報
を出力する。また、ラッチリレーRy+〜R)’11を
全てラッチしても急速な零相電圧■。、又零相電流I0
の変化が現れない場合には地絡故障への進展なしとして
表示装置AMに状況を出力表示する。また、瞬時投入リ
レーRyの付勢時間Tは、第2図に示すタイムチャート
で与えられ、時間Tの決定は、 ■ 瞬時故障の早期除去に必要な時間(例えば、障害物
を焼切るに必要な時間) ■ 機器の絶縁劣化による微地絡を顕在化させるに必要
な時間、 ■ 配電用変電所AS/Sの地絡保護継電器20に影響
を与えない時間等を考慮して成立させる。 ここで、瞬時投入リレーRyが付勢されて瞬時接地回路
O8SのラッチリレーRy+〜Ry7のa接点Ry1.
〜R’/+nが順次投入されるとした場合、例えばA相
地絡故障時の等価回路は第3図で示される。 第1段階としてRyがOFFの場合にはA相の大地間電
圧v1は(1)式で示される。 但し、 X c =1 / jω(C,十Ci++Cc)E1〜
Ec ;相電圧 C,〜Cc ;対地静電容量 RN (XC、R,l、Rt  ; (RNはGPT、3次に接続されている限流抵抗Rfi
の1次側換算抵抗) Rf ;故障点抵抗 RNI〜 ;GPT、2次の抵抗R,ll〜R□の1次
側換算抵抗 次に、第2段階として瞬時投入リレーRyが順次ONに
なり抵抗R0〜Rゎ7が短絡されて行くと■、はE、に
序々に近づき相電圧R1近くの電圧が故障点抵抗Rtに
印加されることになる。従って、該R,に次第に大電流
が流れE、”/R,のジュール熱で障害物を焼損する。 又は機器劣化部を顕在化する。この時の電流経路は第3
図の矢印の如くである。尚、上記実施例では、微地絡電
流の検出に高感度・高速零相電流I0(電圧■。)検出
器を適用した例について説明したが、高速地絡方向検出
器67G等、他の検出原理のものを使用してもよく、上
記実施例と同様の効果を奏する。また、第2の接地用変
圧器G P T tの2次巻線側で抵抗Rr+1を接続
するようにしているが、1次側で行ってもよい。狙いは
、各相を順次低インピーダンスで一定時間接地し、零相
電流、零相電圧の増加傾向をチエツクするようにしたも
のについてはこの発明と同様の効果を奏する。更に瞬時
投入リレーやラッチリレーの無接点リレー化、接地用変
圧器cp’r+、cp’rzの共用化、零相電圧■。(
電流Io)検出器の既存設備の流用化、及び接地用変圧
器 GPTz2次の抵抗Rr+1の零オーム化等であっ
てもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、配電線の微地絡電流を
検出して制御回路に入力する高感度・高速零相電流検出
器と、配電線の母線に設けられ、接地用変圧器から零相
電圧を受信して制御回路に微地絡検出信号を入力する高
感度・高速零相電圧検出器と、前記微地絡状態の故障に
対し、故障点への印加電圧、印加インピーダンスを瞬時
投入リレーやラッチリレーを制御して変える順次短絡回
路とをもって地絡保護装置を構成したので、鳥獣害や塩
害等の瞬時故障はしゃ断器トリップ前に故障を除去して
停電を防止できる他、機器劣化による微地絡については
早期発見ができる等、配電系統の電力供給信頼度を向上
することができる効果がある。また、配電用変電所を拠
点として地絡保護システムラムを構成しているので、装
置が安価となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による配電系統の地絡保護
装置の構成図、第2図は地絡保護装置の動作を示すタイ
ムチャート、第3図は動作原理を説明するための等価回
路図、第4図は従来の地絡保護装置の説明用ブロック図
である。 図において、Fは配電線、ZCT、は零相検出器、CN
Tは制御回路、HS I Oは高感度・高速零相電流検
出器、1は母線、GPT、、GPT2は接地用変圧器、
H3V。は高感度・高速零相電圧検出器、Ryは瞬時投
入リレー、Ry +〜Rynはラッチリレー、O3Sは
瞬時接地回路である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 配電線に流れる微地絡電流を零相検出器でとらえ、制御
    回路に微地絡検出信号を入力する高感度・高速零相電流
    検出器と、前記配電線を接続した母線に備えられ、零相
    電圧を出力する接地用変圧器と、前記零相電圧を受信し
    て、微地絡時の零相電圧を検出すると前記制御回路に微
    地絡検出信号を出力する高感度・高速零相電圧検出器と
    、前記制御回路が微地絡検出信号を受信するとオン、オ
    フ動作を開始する瞬時投入リレー及びその瞬時投入リレ
    ーに同期して順次ラッチされるラッチリレーと、前記ラ
    ッチリレーの出力接点及び抵抗との直並列回路及び接地
    用変圧器の巻線とで閉回路を形成し、前記瞬時投入リレ
    ーがオンするたびに、その出力接点で前記抵抗を順次短
    絡し、接地インピーダンスを順次低インピーダンス化す
    る瞬時接地回路とを備えた配電系統の地絡保護装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107666141A (zh) * 2017-10-27 2018-02-06 辽宁清河发电有限责任公司 一种用于直流配电***的交直流串线故障检测与保护装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107666141A (zh) * 2017-10-27 2018-02-06 辽宁清河发电有限责任公司 一种用于直流配电***的交直流串线故障检测与保护装置
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