(57)【要約】【課題】電力機器主回路の各相に設けられたＣＴからの３相ＣＴ入力回路を２回路有する電力機器の保護リレーシステムにおいて、前記２回路の何れの回路の何れの相で断線等の異常が発生してもＣＴ回路異常を主回路異常とシステム上区別して検出することができるようにする。【解決手段】電力機器主回路２の各相に設けられたＣＴからの３相ＣＴ入力回路を２回路４１，４２有する電力機器の保護リレーシステムにおいて、前記２回路４１，４２の各相の何れか一つの同一相の電流が異なる場合に当該電流が異なる同一相のうちの電流が小さい方の相の断線と判定する比較部３３を備えていることを特徴とするものである。【選択図】図１
2010068550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力機器主回路の各相に設けられたＣＴからの３相ＣＴ入力回路を２回路有する電力機器の保護リレーシステムにおいて、前記２回路の各相の何れか一つの同一相の電流が異なる場合に当該電流が異なる同一相のうちの電流が小さい方の相の断線と判定する比較部を備えていることを特徴とする電力機器の保護リレーシステム。
【請求項２】
電力機器主回路の各相に設けられたＣＴからの３相ＣＴ入力回路を２回路有する電力機器の保護リレーシステムにおいて、前記２回路のうちの一方の回路の不平衡を検出する第１の逆相リレー、前記２回路のうちの他方の回路の不平衡を検出する第２の逆相リレー、および前記第１の逆相リレーおよび前記第２の逆相リレーの一方が前記不平衡を検出し、他方が不平衡を検出しない場合に主回路の断線でなくＣＴ回路の断線と判定する比較部を備えていることを特徴とする電力機器の保護リレーシステム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電力機器の保護リレーシステムにおいて、前記断線と判定された相の前記回路の回路構成を、当該断線と判定された相以外の相によるＶ結線に切り替える切り替え手段を備えていることを特徴とする電力機器の保護リレーシステム。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一に記載の電力機器の保護リレーシステムにおいて、ＣＴ断線相を表示することを特徴とする電力機器の保護リレーシステム。
【請求項５】
請求項３に記載の電力機器の保護リレーシステムにおいて、ＣＴ断線個所を表示すると共に、前記回路の回路構成が、定常結線およびＶ結線の何れであるか表示することを特徴とする電力機器の保護リレーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発電機などの電力機器の主回路の各相に設けられたＣＴからの３相ＣＴ入力回路を２回路有する電力機器の保護リレーシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特開平１−１２２３１９号公報（特許文献１）に、３相交流の各相の電圧，電流のバランスをチェックしてＣＴ回路の断線を検出する監視装置として、一つの３相ＣＴ入力回路における各相の電流を監視する方式があり、また、同特許文献１に記載の他の方式として、異なる２相のＣＴからの電流が入力される第１の電力変換器と、この第１の電力変換器へのＣＴからの入力の何れか一方と、３相交流の残りの１相とからの電流が入力される第２の電力変換器と、これら両電力変換器の出力値の差と予め設定された許容値とを比較するＣＴ回路断線検出回路とにより断線を検出するものがある。
【０００３】
ところで、タービン発電機等の商用電力供給用の発電機の保護リレーシステムは、例えば図７に示すように構成されている。
同図に例示のように、従来においては、発電機主回路の各相に設けられたＣＴからの３相ＣＴ入力回路を２回路有する発電機の保護リレーシステムが通例であり、発電機１をその主回路２における断線ほかの異常状態から保護する発電機の保護ディジタルリレー３が設けられている。発電機の保護ディジタルリレー３の入力信号は、主回路２の、発電機１の片方の側（片端側）の各相に設けられたＣＴ（変流器）（CTa1，CTb1，CTc1）を含む第１の３相ＣＴ入力回路４１、及び主回路２の、発電機１の他方の側（他端側）の各相に設けられたＣＴ（CTa2，CTb2，CTc2）を含む第２の３相ＣＴ入力回路４２の夫々から入力される。発電機保護ディジタルリレー３には、一方の例えば第１の３相ＣＴ入力回路４１からの３相分のＣＴ出力が入力される逆相リレー３１が含まれている。逆相リレー３１はＣＴ（CTa1，CTb1，CTc1）を介して発電機主回路の３相アンバランス（不平衡）を検出して主回路遮断器をトリップする機能を有している。そして、発電機の保護リレーシステムでは、発電機保護ディジタルリレー３には、当該保護リレーのリレー要素に、逆相リレー３１とＣＴ（CTa1，CTb1，CTc1）を共用する比率差動リレーが含まれていない場合があり、その場合には、逆相リレー３１の３相ＣＴ入力回路４１にそのＣＴ端子の緩みや断線等のＣＴ回路の異常が発生すると逆相リレー３１は作動して警報を出力する。
【０００４】
【特許文献１】特開平１−１２２３１９号公報（第２図、第２ページ第４欄の記載、第１図、及び第３ページ第１欄の記載）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、従来の保護リレーシステムにおいては、保護リレー３のリレー要素に比率差動リレーが含まれていない場合があり、その場合には、一つの３相ＣＴ入力回路４２に対応して設けられた逆相リレー３１の３相ＣＴ入力回路４２にそのＣＴ端子の緩みや断線等のＣＴ回路の異常が発生すると当該逆相リレーが作動して警報が出力される。従って、当該警報発生時には、発電プラント等の運転員は、当該警報と他の監視要素の状態とから、真に発電機の内部異常や発電機主回路の断線等の主回路の異常かどうかを判断し、発電機の運転を継続するか停止するか判断している。従って、発電機などの電力機器の保護リレーシステムにおいては、発電機などの電力機器の内部異常や発電機等電力機器主回路の断線等の主回路の異常と、ＣＴ回路断線等のＣＴ回路の異常とを、システム上区別できるようなシステム構成とするのが好ましい。
【０００６】
この発明は、前述のような実情に鑑みてなされたもので、電力機器主回路の各相に設けられたＣＴからの３相ＣＴ入力回路を２回路有する電力機器の保護リレーシステムにおいて、前記２回路の何れの回路の何れの相で断線等の異常が発生してもＣＴ回路異常を主回路異常とシステム上区別して検出することができるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る電力機器の保護リレーシステムは、電力機器主回路の各相に設けられたＣＴからの３相ＣＴ入力回路を２回路有する電力機器の保護リレーシステムにおいて、前記２回路の各相の何れか一つの同一相の電流が異なる場合に当該電流が異なる同一相のうちの電流が小さい方の相の断線と判定する比較部を備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、電力機器の主回路の各相に設けられたＣＴからの３相ＣＴ入力回路を２回路有する電力機器の保護リレーシステムにおいて、前記２回路の各相の何れか一つの同一相の電流が異なる場合に当該電流が異なる同一相のうちの電流が小さい方の相の断線と判定する比較部を備えているので、電力機器主回路の各相に設けられたＣＴからの３相ＣＴ入力回路を２回路有する電力機器の保護リレーシステムにおいて、前記２回路の何れの回路の何れの相で断線等の異常が発生してもＣＴ回路異常をシステム上で検出することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１および図２により説明する。図１は発電機を電力機器の事例としてその保護リレーシステムのシステム構成の一例およびＣＴ（変流器）断線等のＣＴ異常時のシステム出力を例示する図で、（ａ）はシステム構成を、（ｂ）（ｃ）はシステム出力の態様を説明する図である。図２は図１の動作をフローチャートで例示する図である。
【００１０】
図１（ａ）は、発電機主回路の各相に設けられたＣＴからの３相ＣＴ入力回路を２回路有する発電機保護リレーシステムを例示してあり、同図において、発電機１をその主回路２における断線ほかの異常状態から保護する発電機保護ディジタルリレー３が設けられている。
【００１１】
発電機保護ディジタルリレー３の入力信号は、主回路２の、発電機１の片方の側（片端側）の各相に設けられたＣＴ（変流器）（CTa1，CTb1，CTc1）を含む第１の３相ＣＴ入力回路４１、及び主回路２の、発電機１の他方の側（他端側）の各相に設けられたＣＴ（CTa2，CTb2，CTc2）を含む第２の３相ＣＴ入力回路４２の夫々から入力される。
【００１２】
発電機保護ディジタルリレー３には、第１の３相ＣＴ入力回路４１からの３相分のＣＴ出力が入力される第１の逆相リレー３１、および第２の３相ＣＴ入力回路４２からの３相分のＣＴ出力が入力される第２の逆相リレー３２が設けられている。換言すれば、第１の３相ＣＴ入力回路４１および第２の３相ＣＴ入力回路４２の各々に逆相リレーが接続されている。なお、第１の３相ＣＴ入力回路４１および第２の３相ＣＴ入力回路４２の各々には比率差動リレーは接続されていない。
【００１３】
また、発電機保護ディジタルリレー３には、比較回路などの比較部３３が設けられている。比較部３３には、第１の逆相リレー３１の動作情報、第２の逆相リレー３２の動作情報の信号が入力される。
また、比較部３３には、第１の３相ＣＴ入力回路４１の各相の電流の情報および第２の３相ＣＴ入力回路４２の各相の電流の情報の各信号が入力される。すなわち、第１の３相ＣＴ入力回路４１のＡ１相の電流Ia1の情報、Ｂ１相の電流Ib1の情報、Ｃ１相の電流Ic1の情報、および第２の３相ＣＴ入力回路４２のＡ２相の電流Ia2の情報、Ｂ２相の電流Ib2の情報、Ｃ２相の電流Ic2の情報、の各信号が、比較部３３に入力され、比較部３３は、これら入力信号に基づいて後述の図２におけるステップＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ６、ＳＴ７の各処理を行い、その出力端３３１から、第１および第２の３相ＣＴ入力回路４１，４２の断線が生じた相の断線出力を出す。すなわち、３相ＣＴ入力回路のＡ１相に断線等の異常が発生した場合は出力端３３１からＡ１相断線出力を出し、Ｂ１相に断線等の異常が発生した場合は出力端３３１からＢ１相断線出力を出し、Ｃ１相に断線等の異常が発生した場合は出力端３３１からＣ１相断線出力を出し、Ａ２相に断線等の異常が発生した場合は出力端３３１からＡ２相断線出力を出し、Ｂ２相に断線等の異常が発生した場合は出力端３３１からＢ２相断線出力を出し、Ｃ２相に断線等の異常が発生した場合は出力端３３１からＣ２相断線出力を出す。
【００１４】
なお、第１の３相ＣＴ入力回路４１の各ＣＴ（CTa1，CTb1，CTc1）の出力端子411には、図示のように、各ＣＴ（CTa1，CTb1，CTc1）の一端を中性相（以下「Ｎ相」と称す）Ｎ１に接続する渡り線4111が接続されている。同様に、第２の３相ＣＴ入力回路４２の各ＣＴ（CTa2，CTb2，CTc2）の出力端子421には、図示のように、各ＣＴ（CTa2，CTb2，CTc2）の一端をＮ相Ｎ２に接続する渡り線4211が接続されている。
【００１５】
次に動作について図２により説明する。
【００１６】
前述の通り発電機電流は前記２つの３相ＣＴ入力回路４１，４２を介し発電機ディジタル保護リレー３に入力される。図２に示す通り、第１および第２の逆相リレー３１，３２のいずれかがピックアップ動作（所期の動作）をした場合（ステップＳＴ１）、まず、比較部３３が、Ia1とIa2、Ib1とIb2、Ic1とIc2が同一値であるか否かを比較する（ステップＳＴ２）。
【００１７】
比較部３３で比較した結果、Ia1とIa2、Ib1とIb2、Ic1とIc2が、何れも同一値の場合には、主回路２の断線と識別し（ステップＳＴ３）、通常通り逆相リレー動作とし（ステップＳＴ４）、出力する。なお、主回路２の断線と識別（ステップＳＴ３）した場合、主回路断線表示が、発電機ディジタル保護リレー３および／または発電機監視盤の表示部に表示される（ステップＳＴ５）。
【００１８】
一方、比較部３３で比較した結果、Ia1とIa2、Ib1とIb2、Ic1とIc2が同一値でない場合は、Ia=Ib=Icでない３相ＣＴ入力回路側をＣＴ回路断線と判断し（ステップＳＴ６）、またIaとIbとIcのうち最も低い電流値、例えば０、の相をＣＴ断線相と識別し（ステップＳＴ７）、ＣＴ回路断線の警報を出力し（ステップＳＴ８）、発電機ディジタル保護リレー３および／または発電機監視盤の表示部に表示（ステップＳＴ９）することにより、前記第１および第２の３相ＣＴ入力回路（２回路）の何れの回路の何れの相で断線等の異常が発生しても当該異常をシステム上で検出することができ、発電プラント運転員にＣＴ回路の断線であることを知らせ、かつ断線相を認知させることができる。従って、発電プラントの適正な運転を容易にし、ＣＴ回路異常のメインテナンスも早期に容易に行うことが可能となる。
【００１９】
なお、前述のように、比較部３３では前述のステップＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ６、ＳＴ７の各処理を行う。
比較部３３の機能は、図１（ｂ）に示してあるように、「Ia1≠Ia2 and Ia1=0」であれば「電流Ia1の回路断線」すなわちＡ１相断線、「Ib1≠Ib2 and Ib1=0」であれば「電流Ib1の回路断線」すなわちＢ１相断線、「Ic1≠Ic2 and Ic1=0」であれば「電流Ic1の回路断線」すなわちＣ１相断線、「Ia1≠Ia2 and Ia2=0」であれば「電流Ia2の回路断線」すなわちＡ２相断線、「Ib1≠Ib2 and Ib2=0」であれば「電流Ib2の回路断線」すなわちＢ２相断線、「Ic1≠Ic2 and Ic2=0」であれば「電流Ic2の回路断線」すなわちＣ２相断線、とそれぞれ判定する機能を有している。
【００２０】
例えば、第１の３相ＣＴ入力回路４１のＢ１相に、断線やＣＴ出力端子の緩みや外れ等の異常５１が発生した場合における比較部３３での処理は、図１（ｃ）に示してあるように、「Ia1=Ia2」でありＡ１およびＡ２相は否断線、「Ib1≠Ib2 and Ib1=0」でありＢ１相断線でＢ２相は否断線、「Ic1=Ic2」でありＣ１およびＣ２相は否断線となり、比較部３３の出力端３３１にはＢ１相断線出力だけが生じる。
【００２１】
前述のように、本実施の形態１は、発電機主回路の各相に設けられたＣＴからの３相ＣＴ入力回路を２回路有する発電機保護リレーシステムにおいて、前記２回路の各相の何れか一つの同一相の電流が異なる場合に当該電流が異なる同一相のうちの電流が小さい方の相の断線と判定する比較部を備えているものであり、また、発電機主回路の各相に設けられたＣＴからの３相ＣＴ入力回路を２回路有する発電機保護リレーシステムにおいて、前記２回路のうちの一方の回路の不平衡を検出する第１の逆相リレー、前記２回路のうちの他方の回路の不平衡を検出する第２の逆相リレー、および前記第１の逆相リレーおよび前記第２の逆相リレーの一方が前記不平衡を検出し、他方が不平衡を検出しない場合に主回路の断線でなくＣＴ回路の断線と判定する比較部を備えているものであり、更にまた、発電機主回路の各相に設けられたＣＴからの３相ＣＴ入力回路を２回路有する発電機保護リレーシステムにおいて、前記２回路の各相の電流を入力し前記２回路の各相の何れか一つの同一相の電流が異なる場合に当該電流が異なる同一相のうちの電流が小さい方の相の断線と判定する比較部を備えているものであり、従って、発電機主回路の各相に設けられたＣＴからの３相ＣＴ入力回路を２回路有する発電機保護リレーシステムにおいて、前記２回路の何れの回路の何れの相で断線等の異常が発生してもＣＴ回路（当該（第３実施形態））異常をシステム上で検出することができ、発電プラント運転員にＣＴ回路の断線であることを知らせ、かつ断線相を認知させることが可能となり、従って、発電プラントの適正な運転を容易にし、ＣＴ回路異常のメインテナンスも早期に容易に行うことが可能となる。
【００２２】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を図３および図４により説明する。図３は発電機を電力機器の事例としてその保護リレーシステムのシステム構成の他の例を示す図、図４は図３の動作をフローチャートで例示する図である。
【００２３】
本実施の形態２は、前述のＣＴ回路異常が発生しても、発電機保護ディジタルリレー３の保護機能を継続できるように、前記断線と判定された相の前記３相ＣＴ入力回路の回路構成を、当該断線と判定された相以外の相によるＶ結線に切り替える切り替え手段３１１，３２１を、第１の３相ＣＴ入力回路４１および第２の３相ＣＴ入力回路４２に対応して設けた事例である。
【００２４】
なお、第１の３相ＣＴ入力回路４１および第２の３相ＣＴ入力回路４２の各々の双方に異常状態が並存することは先ず有り得ないが、二つのＶ結線の態様を例示するための便宜上、図３では、第１の３相ＣＴ入力回路４１における電流Ib1の相Ｂ１、および第２の３相ＣＴ入力回路４２の電流Ia2の相Ａ２に断線５１，５２が発生した場合のＶ結線へ切り替えた回路構成を例示してある。
【００２５】
次に、図４も参照して動作を説明する。  
【００２６】
第１の３相ＣＴ入力回路４１における電流Ib1の相Ｂ１に断線等の異常が発生した場合、第１の切り替え手段３１１が作動して、比較部３３の出力に基づいて電流Ib1の相Ｂ１を排除した他の相、すなわちＡ１相、Ｃ１相、Ｎ１相によるＶ結線回路が構築され（ステップＳＴ１０）、発電機保護ディジタルリレー３の保護機能が継続され、発電プラントの運転が継続される。
第２の３相ＣＴ入力回路４２における電流Ia2の相Ａ２に断線等の異常が発生した場合、第２の切り替え手段３２１が作動して、電流Ia2の相Ａ２を排除した他の相、すなわちＢ２相、Ｃ２相、Ｎ２相によるＶ結線回路が構築され（ステップＳＴ１０）、発電機保護ディジタルリレー３の保護機能が継続され、発電プラントの運転が継続される。
ステップＳＴ１０においてＶ結線回路が構築されると、発電機保護ディジタルリレー３および／または発電機監視盤の表示部に、Ｖ結線回路が構築されていることを表示する（ステップＳＴ１１）。なお、発電機保護ディジタルリレー３および／または発電機監視盤の表示部には、Ｖ結線回路が構築されていない定常状態の場合もその旨が表示される。すなわち、発電機保護ディジタルリレー３および／または発電機監視盤の表示部には、定常結線およびＶ結線の何れであるかが表示される。従って、発電プラントの適正な運転を容易にし、ＣＴ回路のＶ結線から定常結線への復旧も早期に容易に行うことが可能となる。
【００２７】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を図５および図６により説明する。図５は発電機を電力機器の事例としてその保護リレーシステムのシステム構成の更に他の例を示す図、図６は図５の動作をフローチャートで例示する図である。
【００２８】
図５および図６に本実施の形態３を例示してあるように、第１の３相ＣＴ入力回路４１の各相の電流1a1，1b1，1c1、および第２の３相ＣＴ入力回路４２の各相の電流1a2，1b2，1c2を、比較部３３に常時あるいはサンプリングにより周期的に取り込むことにより、電流1a1と電流1a2とが同じであるかどうか、電流1b1と電流1b2とが同じであるかどうか、電流1c1と電流ca2とが同じであるかどうか、電流1a1，1b1，1c1，1a2，1b2，1c2が０であるかどうかを比較部３３で判定するようにしても前述の実施の実施の形態１および２と同様な効果を奏する。なお、本実施の形態３の場合は、逆相リレーの有無とは無関係に比較部３３は前述の機能を呈する。
【００２９】
なお、前述の図１乃至図７中、同一符合は同一または相当部分を示す。
【００３０】
また、前述のこの発明の実施の形態１〜実施の形態３は何れも発電機を電力機器の事例として説明したが、この発明は発電機に限らず、電力用の変圧器、電動機などの電力機器の保護リレーシステムにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の実施の形態１を示す図で、発電機を電力機器の事例としてその保護リレーシステムのシステム構成の一例およびＣＴ（変流器）断線等のＣＴ異常時のシステム出力を例示する図であり、（ａ）はシステム構成を、（ｂ）（ｃ）はシステム出力の態様を説明する図である。
【図２】この発明の実施の形態１を示す図で、図１の動作をフローチャートで例示する図である。
【図３】この発明の実施の形態２を示す図で、発電機を電力機器の事例としてその保護リレーシステムのシステム構成の他の例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２を示す図で、図３の動作をフローチャートで例示する図である。
【図５】この発明の実施の形態３を示す図で、発電機を電力機器の事例としてその保護リレーシステムのシステム構成の更に他の例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態３を示す図で、図５の動作をフローチャートで例示する図である。
【図７】従来の発電機の保護リレーシステムのシステム構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    発電機、
２    発電機主回路、
３    発電機ディジタル保護リレー、
３１    第１の逆相リレー、
３１１    第１の切り替え手段、
３２    第２の逆相リレー、
３２１    第２の切り替え手段、
３３    比較部、
３３１    比較部の出力端
４１    第１の３相ＣＴ入力回路、
411    ＣＴの出力端子、
4111    渡り線、
４２    第２の３相ＣＴ入力回路、
421    ＣＴの出力端子、
4211    渡り線、
５１，５２    ＣＴ入力回路の異常、
CTa1，CTb1，CTc1，CTa2，CTb2，CTc2    ＣＴ（変流器）。
【図１】
2010068550.tif 000003
【図２】
2010068550.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010068550.tif 000009