JPS649816B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はネツトワーク受電設備に関し、特に回
生電力を発生する負荷（以下回生電力発生負荷と
いう。）から回生電力が発生した時のプロテクタ
しや断器の誤しや断を防止するネツトワーク受電
設備に関するものである。

最近はビル等の高負荷密度の集中負荷に対して
信頼性の高いスポツトネツトワーク受電設備が採
用されている。第１図はこのようなネツトワーク
受電設備の回路例を示したもので、同図において
１は変電所、２_A〜２_Cは配電線しや断器、３_A〜
３_Cは配電線、４_A〜４_Cは変圧器１次側断路器、
５_A〜５_Cはフイーダ、６_A〜６_Cはネツトワーク変
圧器、７_A〜７_Cはプロテクタしや断器、８_A〜８_C
はプロテクタヒユーズ、９_A〜９_Cはネツトワーク
継電器、１０はネツトワーク母線、１１は負荷で
ある。尚第１図に示した回路例は、フイーダが５
_Ａ〜５_Cからなる３回線のものであるが、２回線以
上であればネツトワーク回路を形成できるもので
あり、種々の回線数のものがあることはいうまで
もない。

第１図のネツトワーク回路において系統が正常
に運転されているときは、変電所１からの電力は
配電線３_A〜３_Cからフイーダ５_A〜５_C及びネツト
ワーク変圧器６_A〜６_Cを経て負荷１１に供給され
る。しかるに、例えば配電線３_BのＡ点またはフ
イーダ５_BのＢ点に事故が発生した場合には、変
電所１で配電線しや断器２_Bが自動的にしや断動
作をして配電線３_B及びフイーダ５_Bは他の配電線
３_A及び３_Cからフイーダ５_A，５_C及びネツトワー
ク変圧器６_A及び６_C並びにネツトワーク変圧器６
_Ｂを通じてネツトワーク母線１０側から逆送電さ
れる。ネツトワーク継電器９_A〜９_Cはいずれも電
力の方向を検出する機能を有し、逆電力を検出し
たときには出力を発してプロテクタしや断器７_A
〜７_Cをしや断動作させるようになつている。従
つて、前述の如く配電線３_Bまたはフイーダ５_Bに
事故が発生してネツトワーク変圧器６_Bにネツト
ワーク母線１０側から逆送電された場合には、プ
ロテクタしや断器７_Bがしや断して事故点への事
故電流の流れ込みを阻止する。Ａ点またはＢ点の
事故が短絡事故のときにプロテクタしや断器を通
過する逆電力は充分大きな電力であるが、この事
故が地絡事故である場合、プロテクタしや断器を
通過する電力は当該回線の変圧器逆励磁電流およ
びフイーダ逆充電電流並びにネツトワーク母線側
から逆供給される地絡電流を加えた比較的小さな
電力となる。ネツトワーク継電器は短絡事故時等
に生じる大きな逆電力だけでなく地絡事故等に生
じる小さな逆電力をも検出する機能を有してい
る。

ところで、このようなネツトワーク受電設備を
ビル用受電設備に適用した場合には、エレベータ
の発停時に回生電力を発生するエレベータのモー
タ等の負荷がネツトワーク母線に接続されること
になり、この受電設備が軽負荷時にエレベータが
運転されるとネツトワーク継電器に対して比較的
小さな入力となるエレベータモータの回生電力が
ネツトワーク母線からフイーダ５_A〜５_Cに向つて
流出し、このためそれぞれのネツトワーク継電器
９_A〜９_Cが一斉に動作してプロテクタしや断器７
_Ａ〜７_Cをしや断させ、ネツトワーク母線１０を全
面的に停電させる虞れがある。このような回生電
力に起因するプロテクタしや断器の誤つたしや動
作を防止するべく、従来は回生電力を吸収する擬
似負荷を一時的又は永久的にネツトワーク母線等
に接続し、フイーダへの流出を防止する方法が考
えられているが、この方法では無駄な電力損失を
増す欠点がある。また回生電力の如き比較的小電
力の逆電力が発生した場合にはネツトワーク継電
器の出力を遅延させて、回生電力が継続している
間はプロテクタしや断器をしや断させない方法も
ある。この方法では、地絡事故の如く比較的小電
力の逆流しか流れないが明らかに事故であつて、
保安上はすみやかに処理すべき場合であつても、
ネツトワーク継電器への入力が小さいためプロテ
クタしや断器は即時にしや断せず、事故処理完了
までに時間を要する欠点がある。更に、夫々のネ
ツトワーク継電器の出力を論理回路で照合して、
回生電力発生時のように全てのネツトワーク継電
器が回生電力を検出したときには、プロテクタし
や断器のしや断動作を阻止させる方法もあるが、
この方法では回生電力が略均一に夫々のプロテク
タしや断器を通過することが前提であり、各回線
のインピーダンス不揃いがあつた場合には回生電
力の逆電力量が不均一になり、ネツトワーク継電
器の動作感度に満たない回路もあつて、プロテク
タしや断器の誤動作を確実に防止し得ない問題が
ある。

本発明は回生電力による逆電力が発生している
時にプロテクタしや断器のしや断動作を阻止して
負荷の全面停電を防止するとともに、事故に起因
した逆電力が発生した時は小電流であつてもプロ
テクタしや断器を即時にしや断させる信頼性の高
いネツトワーク受電設備を提案したものである。

以下本発明のネツトワーク受電設備を実施例を
示す図面によつて詳述する。

第２図は本発明に係るネツトワーク受電設備の
単線結線図であり、第３図は本発明に係るネツト
ワーク受電設備に使用するネツトワーク継電器の
構成を示したブロツク図である。

第２図において、５_A〜５_Cはフイーダ、６_A〜
６_Cはフイーダ５_A〜５_Cに夫々接続されているネ
ツトワーク変圧器、７_A〜７_Cはネツトワーク変圧
器６_A〜６_Cの夫々の低圧側とネツトワーク母線１
０との間に接続されたプロテクタしや断器、１１
はネツトワーク母線１０に接続された一般負荷、
９０_A〜９０_Cはプロテクタしや断器７_A〜７_Cとネ
ツトワーク変圧器６_A〜６_Cとの間の線路と、ネツ
トワーク母線及びプロテクタしや断器７_A〜７_Cの
両端間の電圧とを変流器CT_A〜CT_Cと変成器PT_o
及びPT_A〜PT_Cで検出して電力方向を判断して出
力を発し、プロテクタしや断器７_A〜７_Cを開閉制
御するネツトワーク継電器、Ｍはネツトワーク母
線１０に接続されたエレベータモータ又は誘導電
動機等の回生電力を発生する回生電力発生負荷、
１３は回生電力発生負荷が接続されている負荷線
路１４の電流と電圧（または負荷線路１４の電流
と母線１０の電圧）を変流器CT_L、変成器PT_oで
検出して負荷からの逆電力の有無を判断して逆電
力が検出されたときに第１の逆電力検出信号を発
生する逆電力継電器であり、これらによりネツト
ワーク受電設備が構成されている。前記逆電力継
電器１３の出力はネツトワーク継電器９０_A〜９
０_Cに加えられ、ネツトワーク継電器９０_A〜９０
_Ｃのそれぞれの出力によりプロテクタしや断器７_A
〜７_Cの投入又はしや断動作を行なわせるように
なつている。

上記ネツトワーク継電器９０_A〜９０_Cはいずれ
も第３図に示す如く構成されており、第３図にお
いて第２図における構成部分と同一の部分には同
一符号を付してある。尚第３図はフイーダ５_Aに
設けられているネツトワーク継電器９０_Aを例に
とつてその構成を示している。第３図において、
ネツトワーク継電器９０_Aは継電器基本部９０１
と継電器抑制部９０２とからなつている。そして
継電器基本部９０１は、差電圧・位相差検出回路
２０と、無電圧検出回路２１と、逆電力検出回路
２２およびオア回路２３とからなつている。差電
圧・位相差検出回路２０の入力端子２０ａ，２０
ｂは変成器PT_AおよびPT_oの出力側を接続した電
圧入力端子２４，２４′に接続されている。また
電圧入力端子２４′は無電圧検出回路２１の入力
端子２１ａに接続され、この無電圧検出回路２１
の出力端子２１ｂ及び差電圧・位相差検出回路２
０の出力端子２０ｃはそれぞれオア回路２３の入
力端子２３ｂ及び２３ａに接続され、オア回路２
３の出力端子２３ｃはプロテクタしや断器の投入
指令端子２５に接続されている。更に電圧入力端
子２４′はまたネツトワーク母線側からの逆電力
が検出されたときに第２の逆電力検出信号を出力
する逆電力検出回路２２の一方の入力端子２２ａ
に接続され、他方の入力端子２２ｂは第１の接続
用端子２６に接続されている。そして逆電力検出
回路２２の出力端子２２ｃは第２の接続用端子２
７と第２の逆電力検出信号を出力する出力端子２
８とに接続されている。

継電器抑制部９０２は過電流を検出したときに
過電流検出信号を出力する過電流検出回路２９
と、アンド回路３０，３１、ノツト回路３２及び
オア回路３３とからなつている。過電流検出回路
２９の入力端子２９ａは、変流器CT_Aの出力側を
接続した電流入力端子３４に接続され、また前記
第１の接続用端子２６に接続された第１の中継用
端子３４′に接続されている。

過電流検出回路２９の出力端子２９ｂはアンド
回路３０の一方の入力端子３０ａに接続され、ア
ンド回路３０の他方の入力端子３０ｂは前記第２
の接続用端子２７に接続された第２の中継用端子
３５に接続されている。アンド回路３０の出力端
子３０ｃはしや断指令信号出力端子３６に接続さ
れ、またオア回路３３の一方の入力端子３３ａに
接続されている。前記第２の逆電力検出信号を出
力する出力端子２８に接続された第３の中継用端
子３７はアンド回路３１の一方の入力端子３１ａ
に接続され、アンド回路３１の他方の入力端子３
１ｂはノツト回路３２を経てしや断阻止入力端子
３８に接続されている。そしてこのしや断阻止入
力端子３８には逆電力継電器１３からの第１の逆
電力検出信号が加えられる。またアンド回路３１
の出力端子３１ｃはオア回路３３の他方の入力端
子３３ｂに接続されており、オア回路３３の出力
端子３３ｃはプロテクタしや断器のしや断指令出
力端子３９に接続されている。そしてこの出力端
子３９からの出力によりプロテクタしや断器７_A
をしや断動作させることができる。なお前記第
１、第２の接続用端子２６，２７及び第２の逆電
力検出信号を出力する出力端子２８と、１乃至第
３の中継用端子３４′，３５及び３７とは、接続
及び切離しが自在のコネクタあるいは適宜の接続
線による渡り接続等適宜の手段で接続されるもの
であり、これらによりネツトワーク継電器が構成
されている。そして第２図に示した他のフイーダ
５_B，５_Cに設けられたネツトワーク継電器９０_B，
９０_Cも上記ネツトワーク継電器９０_Aと同一構造
である。

本実施例においては、アンド回路３１及びノツ
ト回路３２により第１の逆電力検出信号（逆電力
継電器１３からの信号）と第２の逆電力検出信号
（逆電力検出器２２からの信号）とを入力として
第１の逆電力検出信号が発生していない状態で第
２の逆電力検出信号が発生したときにプロテクタ
しや断器を即時にしや断させることを指令し第１
及び第２の逆電力検出信号が同時に発生している
ときにはプロテクタしや断器のしや断を阻止する
ことを指令する第１の指令回路が構成されてい
る。またアンド回路３０とオア回路３３とにより
第２の逆電力検出信号及び過電流検出信号を入力
として両信号が同時に発生したときに上記第１の
指令回路による指令とは無関係にプロテクタしや
断器を即時にしや断することを指令する第２の指
令回路が構成されている。

上記の如く構成されたネツトワーク継電器９０
_Ａ〜９０_C及び逆電力継電器１３を使用して第２図
のように構成したネツトワーク受電設備におい
て、回生電力発生負荷Ｍから回生電力が発生せず
正常な運転状態にある場合には、逆電力継電器１
３は逆電力を検出せず不動作の状態にある。また
ネツトワーク継電器９０_A〜９０_Cの差電圧・位相
差検出回路２０及び無電圧検出回路２１はいずれ
も所定の入力がないため出力がなくプロテクタし
や断器７_A〜７_Cの投入指令出力はなく、プロテク
タしや断器７_A〜７_Cはいずれも投入されたままで
ある。一方、逆電力検出回路２２及び過電流回路
２９にも所定の入力がなく出力は出ない。また逆
電力継電器１３からの出力も加らないためしや断
指令出力端子３９からも出力がなく、プロテクタ
しや断器７_A〜７_Cは投入された状態を保つてい
る。

しかして、いまネツトワーク変圧器６_Aの高圧
側につながるフイーダ５_Aに事故が発生した場合
には、このフイーダ５_Aに接続された図示しない
配電線の変電所側に設けられている配電線しや断
器がしや断動作をして、変電所側から事故点への
事故電流がしや断される。しかし乍ら、ネツトワ
ーク母線１０及びネツトワーク変圧器６_Aを通し
て、健全なフイーダ５_B，５_C側から事故点に対し
て事故電流が供給されることになる。そのためネ
ツトワーク継電器９０_Aは、変成器PT_oと変流器
CT_Aとの出力信号によつて逆電力検出回路２２が
が逆電力の発生を検出して第２の逆電力検出信号
を発し、アンド回路３０と３１に加えるが、事故
による逆電力であるため逆電力継電器１３は動作
していないためしや断阻止入力端子３８には入力
がなく、従つてノツト回路３２を経たアンド回路
３１の他方の入力端子３１ｂには入力が存在す
る。またアンド回路３１の一方の入力端子３１ａ
には逆電力検出回路２２からの第２の逆電力検出
信号が加つてアンド回路３１は出力を発しオア回
路３３を経て、しや断指令出力端子３９にしや断
指令出力を発する。これによりプロテクタしや断
器７_Aを即時にしや断動作させる。つまり、本発
明においては、事故電流の値が小さい場合であつ
ても事故時には事故点に繋つているプロテクタし
や断器７_Aが即時にしや断する。事故電流が大き
い場合には、アンド回路３０の入力端子３０ｂ，
３０ａには第２の逆電力検出信号と過電流検出回
路２９からの過電流検出信号とが加るためその出
力端子３０ｃから指令信号が発生しオア回路３３
を経てしや断指令出力端子３９にしや断指令出力
を発し、アンド回路３１からの出力とは別のしや
断指令出力でプロテクタしや断器７_Aを即時にし
や断させる。

ところで、ネツトワーク受電設備が正常に運転
されている状態で回生電力発生負荷Ｍから回生電
力が発生した場合には、その逆電力は逆電力継電
器１３により直ちに検出され、その出力は同時に
夫々のネツトワーク継電器９０_A〜９０_Cのしや断
阻止入力端子３８に加わる。これによりネツトワ
ーク継電器９０_A〜９０_Cのそれぞれのアンド回路
３１の入力端子３１ｂに入力がなくなり、アンド
回路３１は出力を出さない状態にロツクされる。

一方、回生電力による逆電力は変流器CT_A〜
CT_Cにより夫々検出されてネツトワーク継電器９
０_A〜９０_Cの逆電力検出回路２２及び過電流検出
回路２９に加わるが、回生電力による逆電力、即
ち逆向きの電流は僅かであるため過電流検出回路
２９は動作せず出力を発しない。従つてアンド回
路３０の一方の入力端子３０ａには入力がなく、
逆電力検出回路２２からの出力が他方の入力端子
３０ｂに加つてもアンド回路３０は出力を発しな
い。従つて、オア回路３３には全く入力がなくそ
れ故プロテクタしや断指令出力は発せられない。
したがつて回生電力の発生と同時にネツトワーク
継電器９０_A〜９０_Cのそれぞれのしや断指令出力
がロツクされ、回生電力発生によるプロテクタし
や断器の誤つたしや断動作が防止される。

なお第２図においては、逆電力継電器１３を回
生電力負荷Ｍのみを接続している回路の途中に設
けたが、本発明は一般負荷１１と回生電力負荷Ｍ
とを第４図及び第５図に示すように接続した場合
にも適用できる。第４図及び第５図において第２
図に示した構成部分と対応する部分には同一符号
を付している。

第４図においては、複数の一般負荷１１と回生
電力負荷Ｍとが負荷側母線ｌに共通に接続されて
おり、この負荷側母線ｌはネツトワーク母線１０
と負荷接続線l′により接続されている。そして負
荷接続線l′には変流器CT_Lが、母線１０（または
負荷接線l′）には変成器PT_oがそれぞれ設けられ
てこれらの出力が逆電力継電器１３に与えられて
いる。この場合には、一般負荷１１が大きいとき
には回生電力発生負荷Ｍから発生した回生電力は
一般負荷１１に供給されることになり、負荷接続
線l′を通る逆電力は少なくなつて、逆電力継電器
１３の動作頻度を減少させることができる。

第５図においては、ネツトワーク母線１６に複
数の一般負荷１１と複数の回生電力発生負荷Ｍと
が夫々負荷接続線l₁〜l₄によつて直接接続されて
いる。そして各負荷接続線l₁〜l₄には夫々変流器
CT_Lを設けて、各変流器CT_Lの２次巻線を電流合
成変流器TCTの環状鉄心Ｃに巻回された複数の
入力巻線W₁〜W₄に接続し、環状鉄心Ｃに巻回さ
れた出力巻線W₀はその出力が逆電力継電器１３
に加わるように逆電力継電器１３に接続されてい
る。また変成器PT_oはネツトワーク母線１０に設
けられ、その出力は逆電力継電器１３に加わるよ
うに接続されている。この場合には各負荷接続線
l₁〜l₄を通過する電流のベクトル合成された総和
の出力により逆電力継電器１３が制御されるた
め、一般負荷に対する電力と回生電力発生負荷に
よる逆電力とを加味した合理的な制御をすること
ができる。

なお本実施例においてはフイーダ５_A，５_B，５
_Ｃの３回線としたが、２回線以上であればよく回
線数に限定されずに本発明を実施できることは勿
論である。またアンド回路３１とノツト回路３２
とを別々に設けたが、１つのナンド回路としても
よい。更にまた逆電力継電器としては、電力方向
継電器、無効電力方向継電器等の継電器を使用す
ることができる。

以上詳述したように、本発明のネツトワーク受
電設備は、負荷の逆電力を検出して第１の逆電力
検出信号を出力する逆電力継電器とネツトワーク
継電器とを用いて、ネツトワーク継電器の逆電力
検出回路から第２の逆電力検出信号が発生した場
合には直ちにプロテクタしや断器をしや断する指
令を発し、また第１及び第２の逆電力検出信号が
同時に存在した場合にはプロテクタしや断器のし
や断を阻止する指令をし、更に前記第２の逆電力
検出信号と過電流検出回路の出力とが存在した場
合には、無条件にプロテクタしや断器をしや断す
る指令を発するように構成したため、回生電力に
よる逆電力が検出されなければ小電流域の事故で
あつても即時にプロテクタしや断器をしや断する
ことができる。また回生電力発生負荷の逆電力を
検出している場合にはプロテクタしや断器のしや
断動作をロツクして、プロテクタしや断器の不要
のしや断を防止することができる。更に事故によ
る大電流の逆電力の発生に対しては回生電力負荷
からの逆電力の検出に関係なく即時にプロテクタ
しや断器をしや断させることができる。それ故回
生電力の発生と同時に大電流が流れる重大事故が
発生しても、プロテクタしや断器はしや断して事
故点を直ちに切離すことができる。また回生電力
による逆電力の大きさが各回線で不均等である場
合に起るインターロツク条件不揃いに起因するプ
ロテクタしや断器の誤しや断現象を確実に防止す
ることができるほか、回生電力が発生していなけ
れば比較的小電流の事故が発生した場合には直ち
にプロテクタしや断器をしや断動作させて、事故
処理の遅れ等を解消することができる等従来の問
題点を一掃した優れた利点を有するものであり、
ネツトワーク受電の機能を損うことなく信頼性を
より向上させたネツトワーク受電設備を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のネツトワーク受電設備の回路
図、第２図は本発明に係るネツトワーク受電設備
の単線結線図、第３図はネツトワーク継電器の構
成を示すブロツク図、第４図及び第５図はそれぞ
れ負荷の接続状態を異にしたネツトワーク受電設
備の他の実施例を示すブロツク図である。 ５_A〜５_C……フイーダ、１１……一般負荷、１
３……逆電力継電器、７_A〜７_C……プロテクタし
や断器、９０_A〜９０_C……ネツトワーク継電器、
Ｍ……回生電力発生負荷、TCT……電流合成変
流器、６_A〜６_C……ネツトワーク変圧器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ネツトワーク受電回路における負荷の逆電力
   を検出して第１の逆電力検出信号を出す逆電力継
   電器と、ネツトワーク母線側からの逆電力をネツ
   トワーク継電器により検出してプロテクタしや断
   器を制御し負荷への給電を行なうネツトワーク受
   電設備において、前記ネツトワーク継電器は、ネ
   ツトワーク母線側から電力が逆送されたときに第
   ２の逆電力検出信号を発する逆電力検出回路と、
   過電流時に過電流検出信号を発生する過電流検出
   回路と、前記第１及び第２の逆電力検出信号を入
   力として第１の逆電力検出信号が発生していない
   状態で前記第２の逆電力検出信号が発生したとき
   に前記プロテクタしや断器をしや断させることを
   指令し前記第１及び第２の逆電力検出信号が同時
   に発生しているときには前記プロテクタしや断器
   のしや断を阻止することを指令する第１の指令回
   路と、前記第２の逆電力検出信号及び前記過電流
   検出信号を入力として両信号が同時に発生したと
   きに前記第１の指令回路による指令には無関係に
   前記プロテクタしや断器をしや断させる指令を発
   する第２の指令回路とを具備していることを特徴
   とするネツトワーク受電設備。 ２ 前記負荷は一般負荷と回生電力負荷とを有し
   ていてネツトワーク母線に夫々接続され、回生電
   力負荷を接続する負荷接続線に前記逆電力継電器
   を設けてなる特許請求の範囲第１項に記載のネツ
   トワーク受電設備。 ３ 前記負荷は一般負荷と回生電力負荷とを有し
   ていて該一般負荷と回生電力負荷とが負荷側母線
   に共通に接続され該負荷側母線とネツトワーク母
   線とを負荷接続線で接続してこの負荷接続線に前
   記逆電力継電器が設けられている特許請求の範囲
   第１項に記載のネツトワーク受電設備。 ４ 前記負荷は一般負荷と回生電力負荷とを有し
   ていて該一般負荷と回生電力負荷が夫々所定数ず
   つネツトワーク母線に接続して設けられ、夫々の
   負荷を接続する負荷接続線の夫々の電流を合成す
   る合成電流変流器を介して前記逆電力継電器が設
   けられていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載のネツトワーク受電設備。