JP2005312180A - ディジタル保護リレーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 少なくとも１個所の差動電流リレーが動作不良になっても、他の正常な差動電流リレーにその本来の高速性を発揮させ、送電系統を迅速かつ確実に保護する手段を備えたディジタル保護リレーシステムを提供する。
【解決手段】 電源変電所１と負荷電気所６(Ａ〜Ｅ)とを環状に接続し遮断器２と変流器３を各負荷電気所６への送電線にそれぞれ設置し変流器３からの電流の差に基づき遮断器２を遮断させる電流差動リレー５を各負荷電気所６に対応させて設置し各電流差動リレー５からの電流と開閉器情報に基づき事故の有無を判定する(図示しない)演算手段を電源変電所１に設置したディジタル保護リレーシステムで、電源変電所１の演算手段が、動作不良となった電流差動リレー５(Ｂ)の最も近い両隣の正常な電流差動リレー５(Ａ)，５(Ｃ)からの電流の差に基づき動作不良となった電流差動リレー５(Ｂ)に対応する遮断器２を遮断させる信号生成手段を含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ディジタル保護リレーシステムに係り、特に、それぞれに電流差動リレーを設置した複数の負荷電気所と前記各電流差動リレーからの情報に基づき事故の有無を判定する演算手段を設置した電源変電所とを環状に接続して構成される環状系統(ループ系統)において、少なくとも１個所の電流差動リレーが動作不良になっても、送電系統を迅速かつ確実に保護する手段に関する。

従来は、１個所の電流差動リレーが動作不良になっても保護機能を喪失しないように、動作不良が発生した電流差動リレーからの電流データをゼロとし、本来は高速に動作する差動電流リレーに代えて、限時的に動作する過電流リレーを機能させていた。

したがって、過電流リレーではトリップ動作に時間がかかる上に、他の電流差動リレーには誤った制御条件が伝送され、他の電流差動リレーの本来は不要な誤動作を招いてしまうこともあった。

そこで、動作不良となる直前の制御条件を互いに伝送し合い、他の電流差動リレーの不要な動作を招かないようにするディジタル保護リレーが提案されている(例えば、特許文献１参照)。
特開平９−２０５７２３号公報 (第２頁，第４頁 図４，図１)

しかし、動作不良になる直前の制御条件を伝送し合い、その制御条件に基づき保護動作を決定しているので、真の意味でのリアルタイム制御にはなっていない。すなわち、ある差動電流保護リレーが動作不良になった後に生じた事象に対しては、他の正常な差動電流リレーがその本来の高速性を確実には発揮できないという問題があった。

本発明の目的は、少なくとも１個所の差動電流リレーが動作不良になっても、他の正常な差動電流リレーにその本来の高速性を発揮させ、送電系統を迅速かつ確実に保護する手段を備えたディジタル保護リレーシステムを提供することである。

本発明は、上記目的を達成するために、電源変電所と複数の負荷電気所とを環状に接続し遮断器および変流器を各負荷電気所への送電線にそれぞれ設置し変流器からの電流の差に基づき遮断器を遮断させる電流差動リレーを各負荷電気所に対応させて設置し各電流差動リレーからの少なくとも電流および開閉器情報に基づき事故の有無を判定する演算手段を電源変電所に設置して構成されるディジタル保護リレーシステムにおいて、前記電源変電所の演算手段が、動作不良となった電流差動リレーの最も近い両隣の正常な電流差動リレーからの電流の差に基づき動作不良となった電流差動リレーに対応する遮断器を遮断させる信号を生成する手段を含むディジタル保護リレーシステムを提案する。

主保護機能としての電流差動リレーに対する後備保護機能として、環状に接続された電源変電所と両隣の負荷電気所との間にそれぞれ遮断器を設けて、当該負荷電気所と遮断器とのそれぞれの間に限時的に動作する過電流保護リレーを設ける。

本発明においては、電流差動リレーが動作不良になっても、電源変電所の演算手段が、動作不良となった電流差動リレーの動作をロックし、その最も近い両隣の正常な電流差動リレーからの電流の差に基づき動作不良となった電流差動リレーに対応する遮断器を遮断させる信号を生成するので、両隣の電流差動リレーからの電流により、環状の送電系統を迅速かつ確実に保護できる。

また、過電流保護リレーによる後備保護機能も備えており、電流差動リレーによる保護が万一差動しなかった場合にも対応できる冗長性を確保している。

次に、図１を参照して、本発明によるディジタル保護リレーシステムの実施形態を説明する。図１は、本発明によるディジタル保護リレーシステムの一実施形態の系統構成を示すブロック図である。

本実施形態のディジタル保護リレーシステムは、それぞれに電流差動リレー５を設置した複数の負荷電気所６(Ａ〜Ｅ)と、各電流差動リレー５からの情報に基づき事故の有無を判定する(図示しない)演算手段を設置した電源変電所１とを環状に接続し、環状系統(ループ系統)を構成してある。

各負荷電気所６(Ａ〜Ｅ)への上り下りの送電線には、遮断器２と変流器３とが対になってそれぞれ設置されている。各電流差動リレー５は、対になった変流器３の流入／流出電流の差が所定値に達したときは、対応する遮断器２を遮断させる。

電源変電所１と負荷電気所６(Ａ)との間および負荷電気所６(Ｅ)と電源変電所１との間には、遮断器２がそれぞれ設置されている。遮断器２と負荷電気所６(Ａ)との間および負荷電気所６(Ｅ)と遮断器２との間には、変流器とその電流に応じて限時的に動作する過電流リレー４をそれぞれ設けてある。

過電流リレー４は、主保護機能としての電流差動リレー５が差動しないときのいわゆる後備保護機能であり、異常電流が発生し所定時間経過しても電流差動リレー５が対応する遮断器２を遮断しないときは、電源変電所１との間の各遮断器２を遮断させ、環状系統を保護する。

電源変電所１の演算手段は、少なくとも電流および開閉器情報を収集し、事故等の有無を判定する。

送電系統においては、落雷，地絡などによって送電線，負荷電気所６(Ａ〜Ｅ)に事故が生じる場合のほかに、電流差動リレー５自体が動作不良になる場合もあることを想定し、対策をしておく必要がある。

図１において、負荷電気所６(Ｂ)の電流差動リレー５が動作不良になった場合、従来は、保護機能を喪失しないように、動作不良が発生した負荷電気所６(Ｂ)の電流差動リレー５からの電流データをゼロとし、本来は高速に動作する差動電流リレー５に代えて、限時的に動作する過電流リレー４を機能させていた。

過電流リレー４では、遮断器２を遮断させるトリップ動作に時間がかかる上に、他の電流差動リレー５には誤った制御条件が伝送され、他の電流差動リレー５の本来は不要な誤動作を招いてしまうこともあった。

一方、動作不良となる直前の制御条件を互いに伝送し合い、他の電流差動リレー５の不要な動作を招かないようにする方式では、動作不良になる直前の制御条件を伝送し合い、その制御条件に基づき保護動作を決定しているので、真の意味でのリアルタイム制御ではなく、負荷電気所６(Ｂ)の電流差動リレー５が動作不良になった後に生じた事象に対しては、他の負荷電気所６(Ａ，Ｃ，Ｄ，Ｅ)の正常な差動電流リレー５がその本来の高速性を確実には発揮できないという問題があった。

それぞれの負荷電気所６(Ａ〜Ｅ)と電流差動リレー５との組合せにおいては、負荷電気所６のみの動作不良，電流差動リレー５のみの動作不良，負荷電気所６および電流差動リレー５の動作不良の３つの故障モードが考えられる。このうち、負荷電気所６のみが動作不良の場合は、正常な電流差動リレー５が保護機能を発揮する。

これに対して、電流差動リレー５のみが動作不良，負荷電気所６および電流差動リレー５が動作不良の場合は、他の迅速かつ確実に動作する保護機能が必要となる。

複数の負荷電気所６(Ａ〜Ｅ)と電源変電所１とを環状に接続した環状系統(ループ系統)においては、負荷電気所６(Ｂ)が動作不良になると、少なくとも両隣の負荷電気所６(Ａ)，６(Ｃ)の変流器３にも電流の変化として捕捉される現象が生ずる。

そこで、本発明においては、負荷電気所６(Ｂ)の動作不良の有無にかかわらず、この負荷電気所６(Ｂ)の故障した電流差動リレー５の動作をロックし、両隣の負荷電気所６(Ａ)，６(Ｃ)の変流器３の電流値をそれぞれの電流差動リレー５から電源変電所１の演算手段に取り込み、負荷電気所６(Ｂ)の動作不良の有無を判断し、その遮断器３の動作を制御する。

電流差動リレー５のみが動作不良の場合は、負荷電気所６(Ｂ)の遮断器３は遮断させないで、監視を継続する。

負荷電気所６および電流差動リレー５が動作不良の場合は、負荷電気所６(Ａ)および負荷電気所６(Ｃ）の正常な電流差動リレー５からの検出電流に基づいて、負荷電気所６(Ｂ)を含む電気所Ａと電気所Ｃとの間の送電線を保護するため、高速トリップ信号を出力し、対象個所の遮断器２を遮断させる。

なお、電源変電所１に最も近い負荷電気所６(Ａ)の電流差動リレー５が動作不良の場合は、負荷電気所６(Ｅ)，６(Ｂ)の電流値をそれぞれの電流差動リレー５から電源変電所１の演算手段に取り込む。また、電源変電所１に最も近い負荷電気所６(Ｅ)の電流差動リレー５が動作不良の場合は、負荷電気所６(Ｄ)，６(Ａ)の電流値をそれぞれの電流差動リレー５から電源変電所１の演算手段に取り込む。

さらに、複数の電流差動リレー５が動作不良の場合は、両隣の負荷電気所６の電流値を正常な電流差動リレー５から電源変電所１の演算手段に取り込む。例えば、負荷電気所６(Ｂ)および負荷電気所６(Ｃ)の電流差動リレー５が動作不良の場合は、両隣の負荷電気所６(Ａ)，６(Ｄ)の電流値をそれぞれの正常な電流差動リレー５から電源変電所１の演算手段に取り込む。負荷電気所６(Ｂ)および負荷電気所６(Ｄ)の電流差動リレー５が動作不良の場合は、両隣の負荷電気所６(Ａ)，６(Ｃ)，６(Ｅ)の電流値をそれぞれの正常な電流差動リレー５から電源変電所１の演算手段に取り込む。

本発明によるディジタル保護リレーシステムの一実施形態の系統構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 電源変電所
２ 遮断器（ＣＢ）
３ 変流器（ＣＴ）
４ 過電流リレー(５１Ｒｙ)
５ 電流差動リレー（８７Ｒｙ）
６ 負荷電気所（Ａ〜Ｅ）

Claims (2)

1. 電源変電所と複数の負荷電気所とを環状に接続し遮断器および変流器を前記各負荷電気所への送電線にそれぞれ設置し前記変流器からの電流の差に基づき前記遮断器を遮断させる電流差動リレーを前記各負荷電気所に対応させて設置し前記各電流差動リレーからの少なくとも電流および開閉器情報に基づき事故の有無を判定する演算手段を前記電源変電所に設置して構成されるディジタル保護リレーシステムにおいて、
   前記電源変電所の演算手段が、動作不良となった前記電流差動リレーの最も近い両隣の正常な前記電流差動リレーからの電流の差に基づき動作不良となった前記電流差動リレーに対応する遮断器を遮断させる信号を生成する手段を含むことを特徴とするディジタル保護リレーシステム。
2. 請求項１に記載のディジタル保護リレーシステムにおいて、
   環状に接続された前記電源変電所と両隣の前記負荷電気所との間にそれぞれ遮断器を設け、
   当該負荷電気所と前記遮断器とのそれぞれの間に限時的に動作する過電流保護リレーを設けたことを特徴とするディジタル保護リレーシステム。
   

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