JP2011030301A - 事故電流検出回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】事故電流検出回路1において、補助変流器ST1及びST2は、配線L1及びL3の各変流器2次電流を変換し、抵抗R0に供給する。抵抗R0は、受けた電流を電圧に変換し、出力する。ダイオードDi1及びDi3は、出力電圧を整流し、抵抗R1経由により、正極電圧をキャパシタCpに充電し、負極電圧をキャパシタCnに充電する。キャパシタCp及びCnは、正極電圧及び負極電圧を合成した電圧を元に放電する。抵抗R2は、キャパシタCp及びCnから放電を受け、合成電圧を両端電圧とする。マイクロコントローラは、累積遮断量カウンタとして事故電流に相当する抵抗R2の電圧を検知する。抵抗R1及びR2の抵抗値、キャパシタCp及びCnの容量値を調整することにより、主回路2に事故発生後、遮断器B1〜B3が遮断した時にキャパシタCp及びCnの電圧を安定させることができる。
【選択図】図1
Description
(1)自動オシロ装置の記録から事故電流を把握する方法では、送電線に自動オシロ装置が設置されていることが必要なので、適用できる遮断器が限定されるとともに、人手により計算する必要がある。
(2)継電器情報から事故電流を計算する方法では、運用している系統の構成や事故の様相により事故電流が異なることから、事故電流を正確に把握することが困難であり、過剰評価することとなる。従って、実際に遮断器の内部点検を実施しても、接点の消耗が少ないケースがある。
この構成によれば、第2の抵抗は、各キャパシタからの放電を並列に受電し、当該受電による2の直流電圧のうち、より高い方を両端電圧とする。これによれば、3相の事故電流のうち、最大となる相の事故電流を計測することができる。
この構成によれば、設定した時間によるタイミングに事故電流を計測することにより、その計測誤差を平均で95%にすることができる。
この構成によれば、遮断器が遮断するタイミングに第2の抵抗の電圧を計測することにより、事故電流を把握することができる。
この構成によれば、変流器が出力した正負両側の電流をそれぞれ別のキャパシタに充電し、2つのキャパシタの電圧を合成した電圧を第2の抵抗に出力するので、全波高電圧を検知することができる。
図1は、事故電流検出回路1の構成を示す図である。事故電流検出回路1は、主回路2に流れる事故電流に相当する電圧を所定時間保持した状態でマイクロコントローラに出力する回路であり、主回路2、遮断器B1〜B3、変流器CT1〜CT3、配線L1〜L3、補助変流器ST1、ST2及びリレーRyを備えるとともに、補助変流器ST1及びST2には、それぞれ抵抗R0及びR1、キャパシタCp及びCn、ダイオードDi1、Di2及びDi3が接続される。そして、2個のダイオードDi2は、抵抗R2に並列接続される。この回路は、補助変流器ST1及びST2の出力を正極側・負極側に分けて整流し、各出力を合成する倍電圧整流回路を含む。
次に、事故電流検出回路1の動作原理を説明する。
主回路2に電流が流れると、変流器CT1〜CT3に電流が流れ、そこで変換された電流がリレーRyに流れる。変流器CT1からの配線L1及び変流器CT3からの配線L3にそれぞれ設けられた補助変流器ST1及びST2により電流がさらに変換され、その変換された電流は抵抗R0を含む閉回路を流れる。そして、抵抗R0のインピーダンスを比較的大きな値に設定することにより、主回路2の電流に比例した電圧出力を得ることができる。なお、抵抗R0のインピーダンス値は、補助変流器ST1及びST2の仕様や必要とする電圧レシオに応じて調整される。
次に、事故電流検出回路1におけるRC定数の設定手法について説明する。まず、RC定数によるキャパシタ電圧の変化について説明する。
短絡電流(事故電流)の値を電圧としてRC回路で換算することから、理論上出力される電圧には遅れが生じ、短絡事故直後の電圧値は極めて小さく、時間経過とともに短絡電流に相当する電圧値に近づく。しかし、キャパシタCからの放電に当たる時間帯では、次の充電に当たる時間帯まで放電動作となることから徐々に電圧が低下する。以上のことから、計測のタイミング(キャパシタCの放電動作中か、充電動作中か)により若干の誤差が生じることから、事故電流検出回路1には簡易型の累積遮断カウンタを接続する。
事故電流検出回路1により計測する遮断電流は、事故直後の電流値ではなく、事故の送電線につながる遮断器B1〜B3の遮断時点における電流値が計測できれば問題ないため、充電特性は、事故発生時から65ms経過した時点で電圧が飽和するようなRC(R=R1)の定数によるものとする。また、放電特性は、電圧飽和から17ms後に10%の電圧降下となるような放電抵抗値(R=R2)による。以上の設定により、平均で95%の誤差(最低で90%)となる。図5は、事故電流検出回路1に発生する計測誤差を示す図である。
累積遮断量カウンタ(マイクロコントローラ)を設置する主な対象遮断器は、120kV以下であり、JEC(社団法人電気学会 電気規格調査会:Japanese Electrotechnical Committee)の規格(JEC2300−P35)上、リレー動作時間が15msであり、遮断器遮断時間が3サイクルとなっている。このことから、対象遮断器は、事故発生から65ms(≒15ms+16.7ms×3サイクル)だけ経過すると遮断する。
2 主回路
B1〜B3 遮断器
CT1〜CT3 変流器
L1〜L3 配線
ST1、ST2 補助変流器
Ry リレー
R0 抵抗
R1 抵抗(第1の抵抗)
R2 抵抗(第2の抵抗)
Cp キャパシタ(正極側キャパシタ)
Cn キャパシタ(負極側キャパシタ)
Di1、Di2、Di3 ダイオード
Claims (6)
- 送電線を流れる電流に応じた電流を出力する変流器と、
前記変流器が出力した電流を整流する整流回路と、
前記整流回路が整流した電流が第1の抵抗を通じてキャパシタに充電し、前記キャパシタから第2の抵抗に放電されるように構成されたRC回路と、
を備えることを特徴とする事故電流検出回路。 - 3相の送電線を流れる電流のうち、2相の電流をそれぞれ変換する一対の変流器と、
前記一対の変流器が変換した電流をそれぞれ整流する一対の整流回路と、
前記一対の整流回路が整流した電流をそれぞれに対応して設けられた第1の抵抗を通じて一対のキャパシタに充電し、前記一対のキャパシタから当該キャパシタに共通の第2の抵抗に放電するRC回路と、
を備えることを特徴とする事故電流検出回路。 - 請求項2に記載の事故電流検出回路であって、
前記一対のキャパシタと、前記第2の抵抗とは、並列に接続される
ことを特徴とする事故電流検出回路。 - 請求項2又は請求項3に記載の事故電流検出回路であって、
前記キャパシタの容量値及び前記第1の抵抗の抵抗値により、事故の発生から前記キャパシタの電圧が飽和するまでの時間が設定され、
前記キャパシタの容量値及び前記第2の抵抗の抵抗値により、前記キャパシタの電圧の飽和から10%の電圧降下となるまでの時間が設定される
ことを特徴とする事故電流検出回路。 - 請求項4に記載の事故電流検出回路であって、
前記キャパシタの容量値及び前記第1の抵抗の抵抗値により、事故の発生から前記キャパシタの電圧が飽和するまでの時間が、事故の発生から遮断器が遮断するまでの時間になるように設定される
ことを特徴とする事故電流検出回路。 - 送電線を流れる電流に応じた電流を出力する変流器と、
前記変流器の変換した電流を正極側及び負極側を分けて整流し、分けて整流された電流をそれぞれ第1の抵抗を通じて正極側キャパシタ及び負極側キャパシタに充電し、前記正極側キャパシタ及び前記負極側キャパシタの電圧を合成し、合成した電圧を第2の抵抗に出力する倍電圧整流回路と、
を備えることを特徴とする事故電流検出回路。
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