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公開番号2020137172
公報種別公開特許公報(A)
公開日20200831
出願番号2019024094
出願日20190214
発明の名称距離継電器
出願人中国電力株式会社
代理人個人
主分類H02H 3/40 20060101AFI20200803BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】試充電作業時間の短縮化を図ることができる距離継電器を提供する。
【解決手段】距離継電器10の動作時限を瞬時に切り替えるための試充電対策回路として、2個の論理積回路21,22を備える。論理積回路21は43TR使用/不使用切替信号SSWと遮断器入り信号SCBとの論理積をとり、論理積回路22は論理積回路21の出力信号と論理積回路132の出力信号との論理積をとる。ここで、論理積回路132は、距離継電処理部120の2段出力信号および3段出力信号の論理積をとる。これにより、試充電試験時に43TR手動切替スイッチを切り替えるだけで、試充電試験の対象線路に短絡事故が発生した場合にトリップ信号STを遮断器に瞬時に出力できる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
距離継電処理部(120)を備えた3段階距離リレー方式による距離継電器(10)であって、
動作時限を瞬時に切り替えるための試充電対策回路を具備し、
前記試充電対策回路が、前記距離継電処理部によって線路(1L,2L)の前記距離継電器の2段動作領域における短絡事故が検出され、前記試充電対策回路の使用を示す43TR使用/不使用切替信号(S
SW
)が入力されるとともに、前記距離継電器に接続された遮断器(3
1
〜3
4
)の投入を示す遮断器入り信号(S
CB
)が入力されると、動作時限を瞬時に切り替える、
ことを特徴とする、距離継電器。
続きを表示(約 390 文字)【請求項2】
前記距離継電処理部が、前記2段動作領域における短絡事故を検出すると、ハイレベルの2段出力信号および3段出力信号を出力し、
前記距離継電器が、前記2段出力信号と前記3段出力信号との論理積をとる論理積回路(132)をさらに具備し、
前記試充電対策回路が、前記43TR使用/不使用切替信号と前記遮断器入り信号と前記論理積回路との論理積をとる論理積手段(21,22)を備える、
ことを特徴とする、請求項1記載の距離継電器。
【請求項3】
前記43TR使用/不使用切替信号が、遠方に設置された43TR手動切替スイッチが「43TR使用」に切り替えられるとハイレベルになるとともに、前記43TR手動切替スイッチが「43TR不使用」に切り替えられるとロウレベルになる信号であることを特徴とする、請求項1または2記載の距離継電器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、後備保護継電器として使用するのに好適な距離継電器に関する。
続きを表示(約 8,300 文字)【背景技術】
【0002】
線路(送電線)には、自然災害などによって短絡事故が発生した場合に事故区間を除去して停電範囲を最小限にするための保護継電システムが設置されている。
このような保護継電システムは、一般的に、主保護継電器(図4に示す主保護継電器210
1
,210
2
参照)と、主保護継電器の不動作時などに動作させるための後備保護継電器(図4に示す後備保護継電器220
1
〜220
4
参照)とによって構成されている。
【0003】
主保護継電器としては、たとえば、短絡事故を高感度で検出して事故区間を正確に算出できる回線選択保護継電器が用いられている。
また、後備保護継電器としては、たとえば、図3に示す距離継電器110が用いられている。
【0004】
距離継電装置110は、母線電圧および線路電流に基づいて短絡事故を3段階で検出する3段階距離リレー方式によるものであり、保護区間の送電線である自回線の85%までの1段動作域(第1の保護区間)の短絡事故に対しては自回線の自端側に設置された遮断器(以下、「自端側遮断器」と称する。)を第1の時限協調時間経過後に遮断するように整定され、自回線の150%までの2段動作域(第2の保護区間)の短絡事故に対しては自端側遮断器を第2の時限協調時間経過後に遮断するように整定され、自回線の350%までの3段動作域(第3の保護区間)の短絡事故に対しては自端側遮断器を第3の時限協調時間経過後に遮断するように整定されることにより、次区間の送電線を保護するための距離継電装置との距離整定および時間整定の協調を図っている。
【0005】
距離継電器110は、距離継電処理部(44S)120と、5個の論理積回路131〜135と、4個の動作協調用時限タイマT
ST1
,T
ST21
,T
ST22
,T
ST3
と、2個の論理和回路141,142とを具備する。
【0006】
距離継電処理部120は、1段動作域の短絡事故を検出するとハイレベルの1段出力信号を論理積回路131に出力し、2段動作域の短絡事故を検出するとハイレベルの2段出力信号を論理積回路132に出力し、3段動作域の短絡事故を検出するとハイレベルの3段出力信号を動作協調用時限タイマT
ST3
に出力する。
【0007】
論理積回路131は、距離継電処理部120の1段出力信号および3段出力信号の論理積をとる。
論理積回路132は、距離継電処理部120の2段出力信号および3段出力信号の論理積をとる。
論理積回路133は、距離継電処理部120の3段出力信号と制御所(図6(a)参照)から入力される43SVT常時設定信号S
U
との論理積をとる。
論理積回路134は、距離継電処理部120の3段出力信号と制御所から入力される43SVT臨時設定信号S
S
との論理積をとる。
論理積回路135は、論理積回路132の出力信号と論理和回路141の出力信号との論理積をとる。
【0008】
動作協調用時限タイマT
ST1
は、論理積回路131の出力信号を時限ST1だけ遅延させて出力する。
動作協調用時限タイマT
ST21
は、論理積回路133の出力信号を時限ST21だけ遅延させて出力する。
動作協調用時限タイマT
ST22
は、論理積回路134の出力信号を時限ST22だけ遅延させて出力する。
動作協調用時限タイマT
ST3
は、距離継電処理部120の3段出力信号を時限ST3だけ遅延させて出力する。
【0009】
論理和回路141は、動作協調用時限タイマT
ST21
の出力信号と動作協調用時限タイマT
ST22
の出力信号との論理和をとる。
論理和回路142は、動作協調用時限タイマT
ST1
の出力信号と動作協調用時限タイマT
ST3
の出力信号と論理積回路135の出力信号との論理和をとり、少なくとも一つがハイレベルであると、遮断器(図4に示す遮断器3
1
〜3
4
参照)を遮断するためのハイレベルのトリップ信号S
T
を出力する。
【0010】
図4に示すようにA端(電源端)側のA端母線B
A
とB端(対向端)側のB端母線B
B
との間に2本の線路1L,2Lが平行に架設された平行2回線送電線において後備保護継電器220
1
〜220
4
として距離継電器110を用いたとき、動作協調用時限タイマT
ST1
,T
ST21
,T
ST22
,T
ST3
の時限ST1,ST21,ST22,ST3は、たとえば、以下のようにして整定される。
なお,時限ST1を設けるケースは稀であるが、分岐する電気所(不図示)の構内短絡保護用過電流継電器(瞬時動作)との動作協調を設けた場合を想定して説明する。
(常時側整定)
時限ST1=0.25s、時限ST21=0.4sおよび時限ST3=1.5s
(系統変更時の臨時側整定)
時限ST1=0.25s、時限ST22=0.8sおよび時限ST3=1.5s
【0011】
これにより、主保護継電器210
1
,210
2
が使用されている通常運用時(43SVT「常時」)には、43SVT常時設定信号S
U
がハイレベルにされ、43SVT臨時設定信号S
S
がロウレベルにされるとともに、たとえば、後備保護継電器220
1
を構成する距離継電器110の距離継電処理部120がA端母線B
A
に設置された変成器(不図示)から入力される母線電圧および線路1L(自回線)の自端側に設置された変流器から入力される線路電流に基づいて線路1L(自回線)の2段動作域での短絡事故を検出すると、1段出力信号はロウレベルのままとなるが2段出力信号および3段出力信号はハイレベルになる。
【0012】
これにより、図5(a)に太線でハイレベルの信号の経路を示すように、論理積回路132,133の出力信号はハイレベルになるが、論理積回路131,134の出力信号はロウレベルのままになる。
論理積回路133のハイレベルの出力信号は、動作協調用時限タイマT
ST21
によって時限ST21=0.4sだけ遅延されたのち、論理和回路141を介して論理積回路135に入力される。
このとき、論理積回路135には論理積回路132のハイレベルの出力信号が入力されているため、時限ST21=0.4s経過後にハイレベルの出力信号が論理積回路135から論理和回路142に出力される。
その結果、短絡事故発生から時限ST21=0.4s経過後に、トリップ信号S
T
がこの距離継電器110に接続された遮断器3
1
に論理和回路142から出力される。
【0013】
なお、論理和回路142には、同図に一点鎖線で示すように距離継電処理部120のハイレベルの3段出力信号が動作協調用時限タイマT
ST3
によって時限ST3=1.5sだけ遅延されて入力されるが、その前に論理積回路135のハイレベルの出力信号が入力されているため、距離継電処理部120のハイレベルの3段出力信号によってトリップ信号S
T
が論理和回路142から出力されることはない。
【0014】
系統変更時(43SVT「臨時」)には、43SVT常時設定信号S
U
がロウレベルとされ、43SVT臨時設定信号S
S
がハイレベルとされるとともに、たとえば、後備保護継電器220
1
を構成する距離継電器110の距離継電処理部120が線路1L(自回線)の2段動作域での短絡事故を検出すると、1段出力信号はロウレベルのままとなるが2段出力信号および3段出力信号はハイレベルになる
【0015】
これにより、図5(b)に太線でハイレベルの信号の経路を示すように、論理積回路132,134の出力信号はハイレベルになるが、論理積回路131,133の出力信号はロウレベルのままになる。
論理積回路134のハイレベルの出力信号は、動作協調用時限タイマT
ST22
によって時限ST22=0.8sだけ遅延されたのち、論理和回路141を介して論理積回路135に入力される。
このとき、論理積回路135には論理積回路132のハイレベルの出力信号が入力されているため、時限ST22=0.8s経過後にハイレベルの出力信号が論理積回路135から論理和回路142に出力される。
その結果、短絡事故発生から時限ST22=0.8s経過後に、トリップ信号S
T
がこの距離継電器110に接続された遮断器3
1
に論理和回路142から出力される。
【0016】
なお、論理和回路142には、同図に一点鎖線で示すように距離継電処理部120のハイレベルの3段出力信号が動作協調用時限タイマT
ST3
によって時限ST3=1.5sだけ遅延されて入力されるが、その前に論理積回路135のハイレベルの出力信号が入力されているため、距離継電処理部120のハイレベルの3段出力信号によってトリップ信号S
T
が論理和回路142から出力されることはない。
【0017】
設備工事などの竣工試験で試充電試験(絶縁耐力試験)を行う際には、線路1L,2LおよびA端母線B
A
(受電端母線)の保護は線路保護で実施しており、距離護継電器110で短絡保護する場合において臨時側整定を試充電整定としているときには、43SVT切替により動作協調用時限タイマT
ST1
,T
ST21
,T
ST22
,T
ST3
の時限ST1,ST21,ST22,ST3を常時側整定から臨時側整定に切り替えている。
しかし、臨時側整定をその他の用途(系統変更時など)にしているときには、常時側整定または臨時側整定で動作時限が最小となる常時側整定(=0.4s)を使用することとなる。
【0018】
このとき、2段動作域での短絡事故が発生した場合には距離継電器110を瞬時に動作させる必要があるが、図5(a)を参照して説明したように常時側整定時における距離継電器110の動作時限は0.4s(常時)とされる。
【0019】
そのため、試充電試験を行う際には、以下の手順で作業を行っている(図6(a)参照)。
(手順1)電力所の送電課の担当者が停電作業要求書を作成して制御所に提出する。
(手順2)制御所で試充電整定用臨時整定票を発行して電力所の変電課(整定実施個所)に送付する。
(手順3)変電課で試充電整定用臨時整定票を受領すると、変電課の運転員2名が、整定変更のために現地(試充電端電気所)まで移動して、共に確認しながら臨時側整定を試充電整定に変更した(動作協調用時限タイマT
ST22
の時限ST22を0.8sから0sに変更した)のち、帰社する。
(手順5)制御所の当直員が43SVT手動切替スイッチを「常時側整定」から「臨時側整定」に切り替えのち、遮断器入/切手動スイッチを「遮断器切り」から「遮断器入り」に切り替えて、試充電試験を実施する。
(手順6)試充電試験が終了すると、制御所の当直員が43SVT手動切替スイッチを「臨時側整定」から「常時側整定」に切り替える。
(手順7)変電課の運転員2名が、整定戻しのために現地(試充電端電気所)まで移動し、共に確認しながら整定戻しを実施した(動作協調用時限タイマT
ST22
の時限ST22を0sから0.8sに戻した)のち、帰社する。
【0020】
なお、本出願人は、下記の特許文献1において、送電線保護装置の動作を検出した場合に試充電用整定へ自動変更することにより送電線全体をカバーして遮断時間を1段整定時間(瞬時)に同一化させるために、トリップ指令を出力した場合に、方向距離が最大になるように方向距離継電処理部を制御するとともに、短絡検出時の所定の待ち時間が零となるように方向距離継電処理部タイマ部を制御し、所定時間(60秒)経過後に送電線への試充電を可能にするようにした送電線保護装置を提案している。
また、本出願人は、下記の特許文献2において、1回線事故後などによる片回線運転時の系統保護の信頼性を向上させるために、地絡方向継電装置および地絡過電圧継電装置からなる後備保護用継電装置の遮断指令遅延用の常用および臨時の2式の遅延手段と、2回線の各遮断器の状態から2回線運用時か1回線運用時かを判定する判定手段と、この判定出力で2式の遅延手段を切り替える切替手段とを備える電力系統保護システムを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0021】
特開2014−192953号公報
特開2008−245482号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0022】
しかしながら、上述した距離継電器110では、臨時側整定が試充電整定とされていないため、電力所の運転員を現地(試充電端電気所)に派遣させて試充電試験前に整定変更を実施するとともに試充電試験後に整定戻しを実施する必要があるため、作業時間を要するという問題があった。
【0023】
また、臨時側整定を試充電整定とすると、リレー構成によっては線路1L,2Lが連動するため、たとえば試充電対象回線を線路1Lとすると、線路2L側の後備保護継電器220
2
,220
4
を構成する距離継電器110では臨時側整定を試充電整定とならないように整定変更する必要があるという問題がある。
【0024】
さらに、動作協調用時限タイマT
ST22
の時限ST22は相対値チェック(ST1≦ST21,ST22およびST21,ST22≦ST3)により動作協調用時限タイマT
ST1
の時限ST1よりも小さい整定にすることができないため、時限ST1を0.25sに整定している場合には、時限ST22の最小整定は時限ST1と同じ0.25sにする必要がある。
【0025】
本発明の目的は、試充電作業時間の短縮化を図ることができる距離継電器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0026】
本発明の距離継電器は、距離継電処理部(120)を備えた3段階距離リレー方式による距離継電器(10)であって、動作時限を瞬時に切り替えるための試充電対策回路を具備し、前記試充電対策回路が、前記距離継電処理部によって線路(1L,2L)の前記距離継電器の2段動作領域における短絡事故が検出され、前記試充電対策回路の使用を示す43TR使用/不使用切替信号(S
SW
)が入力されるとともに、前記距離継電器に接続された遮断器(3
1
〜3
4
)の投入を示す遮断器入り信号(S
CB
)が入力されると、動作時限を瞬時に切り替えることを特徴とする。
ここで、前記距離継電処理部が、前記2段動作領域における短絡事故を検出すると、ハイレベルの2段出力信号および3段出力信号を出力し、前記距離継電器が、前記2段出力信号と前記3段出力信号との論理積をとる論理積回路(132)をさらに具備し、前記試充電対策回路が、前記43TR使用/不使用切替信号と前記遮断器入り信号と前記論理積回路との論理積をとる論理積手段(21,22)を備えてもよい。
前記43TR使用/不使用切替信号が、遠方に設置された43TR手動切替スイッチが「43TR使用」に切り替えられるとハイレベルになるとともに、前記43TR手動切替スイッチが「43TR不使用」に切り替えられるとロウレベルになる信号であってもよい。
【発明の効果】
【0027】
本発明の距離継電器は、以下に示す効果を奏する。
(1)試充電時における整定変更および整定戻しのための運転員の現地派遣を不要にできるため、試充電作業時間の短縮化を図ることができる。
(2)試充電試験以外で試充電を実施する際にも活用することにより、瞬低継続時間の短縮化を図ることができる。
(3)追加する試充電対策回路がシンプルな構成であるため、既存の距離継電器にも機能を容易に追加することができる。
(4)常時側整定および臨時側整定を本来の運用目的で使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
本発明の一実施例による距離継電器10の構成を示すブロック図である。
試充電試験を行う際の距離継電器10の動作について説明するための図であり、(a)は後備保護継電器220
1
〜220
4
として距離継電器10を使用した平行2回線送電線について説明するための図であり、(b)は線路1Lの2段動作域で短絡事故が発生したときの距離継電器10の動作について説明するための図である。
従来の距離継電器110の構成を示すブロック図である。
後備保護継電器220
1
〜220
4
として従来の距離継電器110を使用した平行2回線送電線について説明するための図である。
従来の距離継電器110の動作について説明するための図であり、(a)は主保護使用時の動作について説明するための図であり、(b)は系統変更時の動作について説明するための図である。
試充電試験を行う際の作業手順について説明するための図であり、(a)は従来の距離継電器110を使用したときの作業手順について説明するための図であり、(b)は本発明による距離継電器10を使用したときの作業手順について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
上記の目的を、シンプルな構成の試充電対策回路を追加して試充電試験時などの動作時限を瞬時に切り替えることにより実現した。
【実施例】
【0030】
以下、本発明の距離継電器の実施例について図面を参照して説明する。
本発明の距離継電器は、試充電対策回路を追加して、試充電試験時の動作時限を瞬時に切り替えるとともに任意のタイミングで常時の動作時限に戻すことにより、通常時の43SVT運用を変更することなく現行整定のまま容易に動作時限を短縮させて確実な試充電試験を行えるようにするとともに運転員の現地対応の省力化を可能とすることを特徴とする。
(【0031】以降は省略されています)

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