(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
続流遮断形アークホーンを装着した送電線の電流差動継電装置において、
電流差動リレーの内部事故を判定する内部事故判定手段と、
電流差動リレーの差電流を検出する差電流検出手段と、
前記続流遮断形アークホーンの動作を判定するアークホーン動作判定手段と、
前記続流遮断形アークホーンの消弧失敗相を検出する事故相検出手段と、
前記差電流検出手段、アークホーン動作判定手段及び事故相検出手段の結果に基づいて前記内部事故判定手段の出力をロックするか否かを判定する電流差動リレーロック判定手段と、
前記内部事故判定手段の出力のロックを解除する電流差動リレー出力有効制御手段を備えたことを特徴とする電流差動継電装置。
【請求項２】
前記アークホーン動作判定手段が、電流差動リレーの差電流の減少を検出する手段によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電流差動継電装置。
【請求項３】
前記アークホーン動作判定手段が、電流差動リレーの各相の差電流の減少を検出する手段によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電流差動継電装置。
【請求項４】
前記アークホーン動作判定手段が、零相差電流の減少を検出する手段によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電流差動継電装置。
【請求項５】
前記事故相検出手段が、各相電圧低下検出手段、各相過電流検出手段あるいは距離リレー手段の少なくともいずれかによって構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電流差動継電装置。
【請求項６】
前記電流差動リレー出力有効制御手段は、前記内部事故判定手段が動作してから所定時間後に前記内部事故判定手段の出力のロックを解除することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電流差動継電装置。
【請求項７】
前記電流差動リレー出力有効制御手段は、前記事故相検出手段が動作してから所定時間後に前記内部事故判定手段の出力のロックを解除することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電流差動継電装置。
【請求項８】
前記電流差動リレー出力有効制御手段は、前記電流差動リレーの差電流値が前記続流遮断形アークホーンの消弧定格電流以上の場合に前記内部事故判定手段の出力のロックを解除するとしたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電流差動継電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統の送電線保護に用いられる電流差動継電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
送電線保護継電装置は、電力系統の電気量情報を計器用変成器より得て、送電線での事故を検出し、遮断器へ遮断指令を出力して事故除去を行うものである。一方、最近、送電線での事故を半サイクル程度の短時間で復旧させることが可能な続流遮断形アークホーンが開発された。この続流遮断形アークホーンが使用された送電線では、これが動作し消弧に成功した場合は、送電線保護継電装置からの遮断指令をロックする制御を行い、消弧に失敗した時には、速やかに送電線を遮断することが求められる。
【０００３】
送電線保護継電装置はこの対策として、タイマーによる動作遅延や、特許文献１に示すように、送電線保護継電装置に予め取込まれている電気量・合成電気量より続流遮断形アークホーンの動作を検出して、送電線保護継電装置が不要に制御を行わないようにする手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７４８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示されるような続流遮断形アークホーンの動作検出回路では、送電線に流れる負荷電流の影響が考慮されていないため、重負荷送電線の場合、続流遮断形アークホーンの動作識別が困難となるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであって、その目的は、続流遮断形アークホーンの動作を確実に判定すると共に、続流遮断形アークホーンの消弧失敗による送電線遮断を、従来のタイマーを用いた遮断回路による制御よりも高速に行うことのできる精度の高い電流差動継電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明は、続流遮断形アークホーンを装着した送電線の電流差動継電装置において、電流差動リレーの内部事故を判定する内部事故判定手段と、電流差動リレーの差電流を検出する差電流検出手段と、前記続流遮断形アークホーンの動作を判定するアークホーン動作判定手段と、前記続流遮断形アークホーンの消弧失敗相を検出する事故相検出手段と、前記差電流検出手段、アークホーン動作判定手段及び事故相検出手段の結果に基づいて前記内部事故判定手段の出力をロックするか否かを判定する電流差動リレーロック判定手段と、前記内部事故判定手段の出力のロックを解除する電流差動リレー出力有効制御手段を備えたことを特徴とするものである。また、前記アークホーン動作判定手段として、電流差動リレーの差電流の減少を検出する手段を用いることを特徴とするものである。
【０００８】
上記のような構成を有する本発明によれば、続流遮断形アークホーンが装着された送電線において事故が発生した場合、電流差動リレーロック判定手段において、内部事故判定手段よりも高速に検出を行う差電流検出手段の出力に基づいて、内部事故判定手段を所定時間分ロックするように制御することができる。
【０００９】
また、負荷電流の影響を受けない差電流を使用して続流遮断形アークホーンの動作判定を行うため、従来では続流遮断形アークホーンの動作判定が難しかった重負荷送電線でも、高速に動作判定を行うことが可能となる。その結果、続流遮断形アークホーンの動作失敗時の遮断動作を高速にできるようになる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のような本発明によれば、続流遮断形アークホーンの動作を確実に判定すると共に、続流遮断形アークホーンの消弧失敗による送電線遮断を、従来のタイマーを用いた遮断回路による制御よりも高速に行うことのできる精度の高い電流差動継電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る電流差動継電装置の構成を示す図であって、（Ａ）は基本構成を示す図、（Ｂ）は実施例１におけるアークホーン動作判定手段の具体例を示す図である。
【図２】本発明に係る電流差動継電装置の実施例１における電流差動リレーロック判定手段の具体例を示す図である。
【図３】実施例１の電流差動リレーロック判定手段の動作を示すタイムチャートである。
【図４】本発明に係る電流差動継電装置の実施例２におけるアークホーン動作判定手段の具体例を示す図である。
【図５】本発明に係る電流差動継電装置の実施例２における電流差動リレーロック判定手段の具体例を示す図である。
【図６】本発明に係る電流差動継電装置の実施例３におけるアークホーン動作判定手段の具体例を示す図である。
【図７】本発明に係る電流差動継電装置の実施例４における事故相検出手段の具体例を示す図である。
【図８】本発明に係る電流差動継電装置の実施例４における事故相検出手段の他の具体例を示す図である。
【図９】本発明に係る電流差動継電装置の実施例４における事故相検出手段の他の具体例を示す図である。
【図１０】本発明に係る電流差動継電装置の実施例５における電流差動リレー出力有効制御手段の具体例を示す図である。
【図１１】本発明に係る電流差動継電装置の実施例６における電流差動リレー出力有効制御手段の具体例を示す図である。
【図１２】本発明に係る電流差動継電装置の実施例７における電流差動リレー出力有効制御手段の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る電流差動継電装置の実施例について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１３】
（１−１）実施例１の構成
本実施例は、本発明に係る電流差動継電装置の基本構成及びその一具体例を示すものである。すなわち、本実施例の電流差動継電装置は、図１（Ａ）に示すように、電流差動リレーの内部事故を判定する内部事故判定手段１と、電流差動リレーの差電流を検出する差電流検出手段２と、続流遮断形アークホーンの動作を判定するアークホーン動作判定手段３と、続流遮断形アークホーンの消弧失敗相（事故相）を検出する事故相検出手段４を備えている。
【００１４】
また、前記差電流検出手段２、アークホーン動作判定手段３及び事故相検出手段４の結果に基づいて電流差動リレーの出力を制限（ロック）するか否かを判定する電流差動リレーロック判定手段５と、所定用件を満たした場合に電流差動リレーの出力を有効とする電流差動リレー出力有効制御手段６とを備え、これらがＯＲ回路７及びＡＮＤ回路８によって図に示すように接続されている。
【００１５】
なお、図１においては、電流差動継電装置として構成されているフェールセーフやその他必要な回路は本発明の説明には関与しないため省略している。また、本実施例においては、図１（Ｂ）に示すように、アークホーン動作判定手段３の具体例として、電流差動リレーの差電流の減少を検出する差電流減少検出手段２００を用いることとする。差電流減少の検出方法としては、例えば、１サイクル前の差電流から現時点の差電流の差分を求め、それが予め設定した所定値以上の場合は“減少”と判定する。この所定値Ｋとは１サイクル前の差電流の値のα％とする（０＜α＜１００％）。
【００１６】
また、図２は、前記電流差動リレーロック判定手段５の具体例を示したものである。すなわち、前記差電流検出手段２が、ＮＯＴ回路１０１を介してオフディレータイマー１０２に接続され、さらにＮＯＴ回路１０３を介してＯＲ回路１０６に接続されている。また、前記差電流減少検出手段２００がＮＯＴ回路１０４を介してＡＮＤ回路１０５に接続されると共に、前記事故相検出手段４が前記ＡＮＤ回路１０５に接続され、このＡＮＤ回路１０５が前記ＯＲ回路１０６に接続されている。
【００１７】
（１−２）実施例１の作用
上記のような構成を有する本実施例は、図３のタイムチャートに示すように作用する。すなわち、続流遮断形アークホーンが装着された送電線において事故が発生した場合、続流遮断形アークホーンによる消弧成功を期待して、前記電流差動リレーロック判定手段５において、内部事故判定手段１よりも高速に検出を行う差電流検出手段２の出力に基づいて、ＮＯＴ回路１０１、オフディレータイマー１０２、ＮＯＴ回路１０３及びＯＲ回路１０６により、前記内部事故判定手段１をオフディレータイマー１０２の所定時間（ｔｍＳ）分ロックする。
【００１８】
また、図２に示すように、差電流減少検出手段２００と事故相検出手段４がＡＮＤ回路１０５で成立する場合は、続流遮断形アークホーンで事故消弧できたと判定し、オフディレータイマー１０２の所定時間は、不要な遮断指令を出力させない。
【００１９】
なお、オフディレータイマー１０２の所定時間後に、差電流減少検出手段２００と事故相検出手段４がＡＮＤ回路１０５で成立しない場合は、続流遮断形アークホーンで事故消弧できないと判定し、オフディレータイマー１０２の所定時間後に、内部事故判定手段１を動作させ、遮断指令を出力させる。また、前記電流差動リレー出力有効制御手段６の所定用件が成立、例えば事故発生から所定時間が経過したような場合には、内部事故判定手段１のロックを解除させ、事故遮断に備える。
【００２０】
（１−３）実施例１の効果
以上のような本実施例によれば、続流遮断形アークホーンが設置された送電線で使用される電流差動継電装置において、負荷電流の影響を受けない差電流を使用して続流遮断形アークホーンの動作判定を行うため、従来では続流遮断形アークホーンの動作判定が難しかった重負荷送電線でも、高速に動作判定を行うことが可能となる。その結果、続流遮断形アークホーンの動作失敗時の遮断動作を高速にできるようになる。
【実施例２】
【００２１】
（２−１）実施例２の構成
本実施例は上記実施例１の変形例であって、図４に示すように、前記アークホーン動作判定手段３として、各相差電流減少検出手段２０１を用いたものである。続流遮断形アークホーンが動作し、消弧に成功した場合には、事故電流はなくなり、各相の差電流が減少する点に着目したものである。なお、差電流減少の検出方法としては、例えば、１サイクル前の各相差電流から現時点の各相差電流の差分を求め、それが予め設定した所定値以上の場合は“減少”と判定する。この所定値Ｋとは１サイクル前の差電流の値のα％とする（０＜α＜１００％）。
【００２２】
また、図５は、本実施例におけるアークホーン動作判定手段３、事故相検出手段４及び電流差動リレーロック判定手段５の具体例を示したものである。すなわち、実施例１と同様に、前記差電流検出手段２は、ＮＯＴ回路１０１を介してオフディレータイマー１０２に接続され、さらにＮＯＴ回路１０３を介してＯＲ回路１０６に接続されている。また、アークホーン動作判定手段３である各相差電流減少検出手段２０２〜２０４が、それぞれＮＯＴ回路２１１〜２１３を介してＡＮＤ回路２１４〜２１６に接続されると共に、事故相検出手段４である各相事故検出手段２０５〜２０７が、前記ＡＮＤ回路２１４〜２１６に接続され、これらのＡＮＤ回路２１４〜２１６が前記ＯＲ回路２１７に接続されている。さらに、このＯＲ回路２１７は前記ＯＲ回路１０６に接続されている。
【００２３】
（２−２）実施例２の作用
上記のような構成を有する本実施例においては、続流遮断形アークホーンが装着された送電線において事故が発生した場合、実施例１と同様に、前記電流差動リレーロック判定手段５において、内部事故判定手段１よりも高速に検出を行う差電流検出手段２の出力に基づいて、ＮＯＴ回路１０１、オフディレータイマー１０２、ＮＯＴ回路１０３及びＯＲ回路１０６により、前記内部事故判定手段１をオフディレータイマー１０２の所定時間分ロックする。
【００２４】
また、各相差電流減少検出手段２０２〜２０４及び各相事故検出手段２０５〜２０７の動作条件により、ＮＯＴ回路２１１〜２１３、ＡＮＤ回路２１４〜２１６及びＯＲ回路２１７によって、各相の続流遮断形アークホーンの動作結果が検出される。そして、事故相のうち１相でも続流遮断形アークホーンの不動作が検出された場合は、ＡＮＤ回路８によりロックを解除し、内部事故判定手段１により速やかに遮断させる。一方、事故相のすべてで続流遮断形アークホーンの動作が検出される場合は、ＡＮＤ回路８により内部事故判定手段１をロックし、不要な遮断を行わない。
【００２５】
（２−３）実施例２の効果
以上のような本実施例によれば、上記実施例１の効果に加え、電流差動リレーで一般的に求められている各相差電流で続流遮断形アークホーンの動作判定を行うため、続流遮断形アークホーンの動作判定リレーを専用に設置することが不要となる。
【実施例３】
【００２６】
（３−１）実施例３の構成
本実施例は上記実施例１の変形例であって、図６に示すように、前記アークホーン動作判定手段３として、零相差電流減少検出手段３０１を用いたものである。続流遮断形アークホーンが動作し、消弧に成功した場合には、事故電流はなくなり、零相差電流が減少する点に着目したものである。なお、高抵抗接地系統の電流差動リレーでは、１線地絡事故の時、事故検出感度の関係から各相差電流による事故判定が困難であるため、零相差電流による判定方式を採用したものである。
【００２７】
なお、零相差電流減少の検出方法としては、例えば、１サイクル前の零相差電流から現時点の零相差電流の差分を求め、それが予め設定した所定値以上の場合は“減少”と判定する。この所定値Ｋとは１サイクル前の零相差電流の値のα％とする（０＜α＜１００％）。
【００２８】
（３−２）実施例３の作用・効果
上記のような構成を有する本実施例は、上記第２実施例と同様に作用し、電流差動リレーで一般的に求められている零相差電流で続流遮断形アークホーンの動作判定を行うため、続流遮断形アークホーンの動作判定リレーを専用に設置することが不要となる。
【実施例４】
【００２９】
（４−１）実施例４の構成
本実施例は上記実施例１の変形例であって、図７〜図９に示すように、続流遮断形アークホーンの消弧失敗相を検出するための事故相検出手段４として、各相電圧低下検出手段４０１〜４０３、各相過電流検出手段４１１〜４１３、または、距離リレー手段４２１〜４２３を用いたものである。なお、上記各手段の単独構成でも良いが、複数の組合せによる構成でも良い。
【００３０】
（４−２）実施例４の作用
上記のような構成を有する本実施例は、以下のように作用する。まず、図７に示すように、事故相検出手段４として各相電圧低下検出手段４０１〜４０３を用いた場合、例えば、Ａ相電圧低下検出手段４０１の電圧値Ｖａが、予め設定された所定値Ｖｋ以下である場合、Ａ相を事故相であると判定する。なお、前記所定値Ｖｋとは、定格電圧のα％とする（０＜α＜１００％）。
【００３１】
また、図８に示すように、事故相検出手段４として各相過電流検出手段４１１〜４１３を用いた場合、例えば、Ａ相過電流検出手段４１１の電流値Ｉａが、予め設定された所定値Ｉｋ以上である場合、Ａ相を事故相であると判定する。なお、所定値Ｉｋとは、定格電流のα％とする（α＞１００％）。
【００３２】
また、図９に示すように、事故相検出手段４として距離リレー手段４２１〜４２３を用いた場合、例えば、ＡＢ相距離リレー手段４２１のインピーダンスＺａｂが、予め設定された所定値Ｚｋ以上である場合、Ａ・Ｂ相を事故相であると判定する。なお、所定値Ｚｋとは、保護対象インピーダンスのα％とする（α＞１００％）。
【００３３】
（４−３）実施例４の効果
上述したように、本実施例によれば、電圧低下検出手段、過電流検出手段あるいは距離リレー手段の少なくともいずれかで事故相検出を行う、言い換えれば、端子電圧或いは端子電流或いは端子電圧と端子電流を用いて得られるインピーダンスの大きさに基づいて事故相を検出することにより、上記実施例１と同じ効果が得られる。
【実施例５】
【００３４】
（５−１）実施例５の構成
本実施例においては、図１０に示すように、電流差動リレー出力有効制御手段６を、電流差動リレーの内部事故判定手段１の動作の所定時間後に、内部事故判定手段１の出力を有効とするように構成したものである。なお、図中５０２はオンディレータイマーである。
【００３５】
（５−２）実施例５の作用・効果
本実施例においては、オンディレータイマー５０２によって、内部事故判定手段１が動作してから所定時間経過後に、内部事故判定手段１の出力が有効とされる。
このように、本実施例においては、内部事故判定手段１の動作信号を使用することによって、事故の継続を電流差動リレー出力制御の結果によらず、遮断することができる。
【実施例６】
【００３６】
（６−１）実施例６の構成
本実施例においては、図１１に示すように、電流差動リレー出力有効制御手段６を、事故相検出手段４の動作の所定時間後に、内部事故判定手段１の出力を有効とするように構成したものである。なお、図中６０２はオンディレータイマーである。また、前記事故相検出手段４としては、実施例４の図７、図８、図９で示した方式としても良い。
【００３７】
（６−２）実施例６の作用・効果
本実施例においては、オンディレータイマー６０２によって、事故相検出手段４が動作してから所定時間経過後に、内部事故判定手段１の出力が有効とされる。
このように、本実施例においては、事故相検出手段４の動作信号を使用することによって、事故の継続をリレー出力制御回路の結果によらず、遮断することができる。
【実施例７】
【００３８】
（７−１）実施例７の構成
本実施例においては、図１２に示すように、電流差動リレー出力有効制御手段６を、電流差動リレーの差電流検出手段２によって検出される差電流値が、続流遮断形アークホーンの消弧定格電流以上である場合に、内部事故判定手段１の出力を有効とするように構成したものである。
【００３９】
（７−２）実施例７の作用・効果
本実施例においては、電流差動リレーの差電流検出手段２で求められる差電流値が、予め設定された所定値（Ｉｄｋ）以上である場合に、内部事故判定手段１の出力が有効とされる。なお、所定値Ｉｄｋとは、続流遮断形アークホーンの消弧定格電流値のα％とする（α＞１００％）。
このように、本実施例においては、電流差動リレーの差電流検出手段２で求められる差電流値が、続流遮断形アークホーンの消弧定格電流以上である場合、リレー出力制御回路の判定結果によらず、遮断することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１…内部事故判定手段
２…差電流検出手段
３…アークホーン動作判定手段
４…事故相検出手段
５…電流差動リレーロック判定手段
６…電流差動リレー出力有効制御手段
７…ＯＲ回路
８…ＡＮＤ回路
２００…差電流減少検出手段
２０１…各相差電流減少検出手段
２０２…Ａ相差電流減少検出手段
２０３…Ｂ相差電流減少検出手段
２０４…Ｃ相差電流減少検出手段
２０５…Ａ相事故検出手段
２０６…Ｂ相事故検出手段
２０７…Ｃ相事故検出手段
３０１…零相差電流減少検出手段
４０１…Ａ相電圧低下検出手段
４０２…Ｂ相電圧低下検出手段
４０３…Ｃ相電圧低下検出手段
４１１…Ａ相過電流検出手段
４１２…Ｂ相過電流検出手段
４１３…Ｃ相過電流検出手段
４２１…ＡＢ相距離リレー手段
４２２…ＢＣ相距離リレー手段
４２３…ＣＡ相距離リレー手段
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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