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公開番号2025011736
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023114017
出願日2023-07-11
発明の名称一括保護システム
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H02H 3/28 20060101AFI20250117BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】交流ケーブルを使用した長距離送電において、コストを抑えた一括保護システムを提供する。
【解決手段】一つの実施形態によれば、一括保護システムは、第1の昇圧変圧器における二次側及び所内負荷設備側の電流値と、第2の昇圧変圧器における一次側、二次側及び所内負荷設備側の電流値とを取得する第2の取得部と、第2の取得部が取得した電流値に基づいて電気事故の発生を検知する第2の検知部と、第2の検知部が電気事故を検知した際に、遮断指令を出力する第2の制御部とを備える第2の一括保護装置を含む。さらに、第2の検知部は、第1の昇圧変圧器と、第2の昇圧変圧器との間の送電線路へ流入する電流と、流出する電流との差分によって送電線路における電気事故を検知する。さらに、第2の検知部は、第2の昇圧変圧器における一次側巻線を通過する電流と、二次側巻線を通過する電流との比率によって第2の昇圧変圧器における電気事故を検知する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の昇圧変圧器における二次側及び所内負荷設備側の電流値と、第２の昇圧変圧器における一次側、二次側及び所内負荷設備側の電流値とを取得する第２の取得部と、
前記第２の取得部が取得した電流値に基づいて電気事故の発生を検知する第２の検知部と、
前記第２の検知部が電気事故を検知した際に、遮断指令を出力する第２の制御部とを備える、
第２の一括保護装置を含み、
前記第２の検知部は、
前記第１の昇圧変圧器と、前記第２の昇圧変圧器との間の送電線路へ流入する電流値と流出する電流値との差分によって、前記第１の昇圧変圧器と、前記第２の昇圧変圧器との間の前記送電線路における電気事故を検知し、
前記第２の昇圧変圧器における一次側巻線を通過する電流値及び二次側巻線を通過する電流値の比率によって、前記第２の昇圧変圧器における電気事故を検知する、
一括保護システム。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第１の昇圧変圧器における二次側及び所内負荷設備側の電流値と、前記第２の昇圧変圧器における一次側、二次側及び所内負荷設備側の電流値とを取得する第１の取得部と、
前記第１の取得部が取得した電流値に基づいて、電気事故の発生を検知する第１の検知部と、
前記第１の検知部が電気事故を検知した際に、遮断指令を出力する第１の制御部とを備える、
第１の一括保護装置をさらに含み、
前記第１の検知部は、
前記第１の昇圧変圧器と、前記第２の昇圧変圧器との間の送電線路へ流入する電流値と流出する電流値との差分によって、前記第１の昇圧変圧器と、前記第２の昇圧変圧器との間の前記送電線路における電気事故を検知する、
請求項１に記載の一括保護システム。
【請求項３】
前記一括保護システムは、
前記第２の昇圧変圧器における二次側及び所内負荷設備側の電流値と、第３の昇圧変圧器における一次側、二次側及び所内負荷設備側の電流値とを取得する第３の取得部と、
前記第３の取得部が取得した電流値に基づいて電気事故の発生を検知する第３の検知部と、
前記第３の検知部が電気事故を検知した際に、遮断指令を出力する第３の制御部とを備える、
第３の一括保護装置をさらに含み、
前記第３の検知部は、
前記第２の昇圧変圧器と、前記第３の昇圧変圧器との間の送電線路へ流入する電流値と流出する電流値との差分によって、前記第２の昇圧変圧器と、前記第３の昇圧変圧器との間の前記送電線路における電気事故を検知し、
前記第３の昇圧変圧器における一次側巻線を通過する電流値及び二次側巻線を通過する電流値の比率によって、前記第３の昇圧変圧器における電気事故を検知する、
請求項２に記載の一括保護システム。
【請求項４】
前記第２の制御部は、前記第２の昇圧変圧器における二次側の遮断器を開放する遮断指令を出力する、請求項１に記載の一括保護システム。
【請求項５】
前記第１の制御部は、前記第１の昇圧変圧器における二次側の遮断器を開放する遮断指令を出力する、請求項２に記載の一括保護システム。
【請求項６】
前記第３の制御部は、前記第３の昇圧変圧器における二次側の遮断器を開放する遮断指令を出力する、請求項３に記載の一括保護システム。
【請求項７】
前記第２の昇圧変圧器における一次側の電流値は、直接接地方式により接地された前記第２の昇圧変圧器の接地点における電流値を含む、請求項１に記載の一括保護システム。
【請求項８】
前記第３の昇圧変圧器における一次側の電流値は、直接接地方式により接地された前記第３の昇圧変圧器の接地点における電流値を含む、請求項３に記載の一括保護システム。
【請求項９】
前記第２の昇圧変圧器と前記送電線路との間には、遮断器が設けられていない、請求項１に記載の一括保護システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一括保護システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
洋上風力発電における送変電設備の特徴は、洋上風車から系統連系点までの送電距離が長いことが挙げられる。特に、風車の容量が大容量になる場合は、例えば、超高圧（２７５ｋＶ等）での系統接続となり、陸上での送電距離も長距離になるケースが多い。
【０００３】
また、近年は、景観維持等の観点から、架空送電ではなく、地中送電が行われる場合があり、この場合、送電には裸線ではなく被覆により絶縁された送電ケーブルが用いられる。
【０００４】
超高圧による系統接続において送電距離が長距離となる場合、送電ケーブルは、１５４ｋＶケーブルが選択されることがある。送電ケーブルの充電電流は、距離及び電圧に比例して大きくなるため、これによる電圧変動や無効電力の影響を考慮する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１９－１５４３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
送電ケーブルの距離が長距離になるほど充電電流の影響は大きくなり、保護装置の設置等、対策を講じるためのコスト増が想定される。一方、再生エネルギー発電の普及には、設備コストの低減化が望まれており、洋上風力発電においても各事業者は設備コストの低減化に取り組んでいる。
【０００７】
そこで、本発明の実施形態は、交流ケーブルを使用した長距離送電において、コストを抑えた一括保護システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの実施形態によれば、一括保護システムは、第１の昇圧変圧器における二次側及び所内負荷設備側の電流値と、第２の昇圧変圧器における一次側、二次側及び所内負荷設備側の電流値とを取得する第２の取得部と、第２の取得部が取得した電流値に基づいて電気事故の発生を検知する第２の検知部と、第２の検知部が電気事故を検知した際に、遮断指令を出力する第２の制御部とを備える第２の一括保護装置を含む。さらに、第２の検知部は、第１の昇圧変圧器と、第２の昇圧変圧器との間の送電線路へ流入する電流と、流出する電流との差分によって送電線路における電気事故を検知する。さらに、第２の検知部は、第２の昇圧変圧器における一次側巻線を通過する電流と、二次側巻線を通過する電流との比率によって第２の昇圧変圧器における電気事故を検知する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態における発変電系統の概略構成図である。
比較例における発変電系統の概略構成図である。
電気事故発生時における遮断器開放箇所の例である。
第１実施形態における第１の一括保護装置のブロック図の例である。
第１実施形態における第２の一括保護装置のブロック図の例である。
第１実施形態における第２の一括保護装置の電気事故検知時のフローチャートの例である。
第２実施形態における発変電系統の概略構成図である。
第２実施形態における第３の一括保護装置のブロック図の例である。
第３実施形態における発変電系統の概略構成図である。
第４実施形態における第１の一括保護装置のハードウェア構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率等は、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。また、以下の説明では、３巻変圧器において、変圧器の低圧側となる一次巻線側を一次側と呼び、高圧側となる二次巻線側を二次側と呼ぶ。また、所内負荷設備側に電力を供給する三次巻線側については、所内負荷設備側と呼ぶ。また、以下では、昇圧変圧器について、変圧比を６６ｋＶ／１５４ｋＶのように表す。この場合、昇圧変圧器の一次側巻線の電圧は、６６ｋＶであることを表し、二次側巻線の電圧は、１５４ｋＶであることを表す。
（【００１１】以降は省略されています）

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