(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相交流電路の各相の電路を夫々一次導体とする複数個の変流器の出力回路に共通接続された共通回路に流れる電流に基づいて動作する保護継電器に対する誤動作防止装置であって、
前記各相の電路は、送電停止時に接地開閉器を介して接地されるように構成されており、
前記接地開閉器が前記接地を行う動作に基づいて駆動され、前記複数個の変流器の出力回路を短絡すると共に前記複数個の変流器の夫々の出力回路と前記共通回路とのうちの少なくとも一方を遮断するスイッチ手段を備えた、
ことを特徴とする保護継電器の誤動作防止装置。
【請求項２】
前記スイッチ手段は、前記接地開閉器の前記動作の少なくとも途中に於いて前記駆動されることを特徴とする請求項１に記載の保護継電器の誤動作防止装置。
【請求項３】
前記スイッチ手段は、
前記接地開閉器が前記接地を行う動作に基づいて動作し、前記複数個の変流器の出力回路を夫々短絡する第１のスイッチ手段と、
前記接地開閉器が前記接地を行う動作に基づいて動作し、複数個の変流器の出力回路を夫々遮断すると共に前記共通回路を遮断する第２のスイッチ手段と、
により構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の保護継電器の誤動作防止装置。
【請求項４】
三相交流電路の各相の電路を夫々一次導体とする複数個の変流器の出力回路を共通に接続した共通回路に流れる電流に基づいて動作する保護継電器に対する誤動作防止装置であって、
前記各相の電路は、送電停止時に接地開閉器を介して接地されるように構成されており、
前記接地開閉器が前記接地を行う動作の途中に連動して閉じる第１の接地開閉器連動接点と、
前記接地開閉器が前記接地を行う動作の完了に連動して閉じる第２の接地開閉器連動接点と、
前記第１の接地開閉器連動接点と前記第２の接地開閉器連動接点とのうちの少なくとも一方が閉じたときに動作し、前記複数個の変流器の夫々の出力回路を短絡すると共に前記複数個の変流器の夫々の出力回路と前記共通回路とのうちの少なくとも一方を遮断するスイッチ手段と、
を備えたことを特徴とする保護継電器の誤動作防止装置。
【請求項５】
前記スイッチ手段は、
前記第１の接地開閉器連動接点と前記第２の接地開閉器連動接点とのうちの少なくとも一方が閉じたときに動作して、前記複数個の変流器の夫々の出力回路を短絡する第１のスイッチ手段と、
前記第１の接地開閉器連動接点と前記第２の接地開閉器連動接点とのうちの少なくとも一方が閉じたときに動作して、前記複数個の変流器の夫々の出力回路を遮断すると共に前記共通回路を遮断する第２のスイッチ手段と、
により構成されていることを特徴とする請求項４に記載の保護継電器の誤動作防止装置。
【請求項６】
前記第１のスイッチ手段は、ａ接点により構成され、
前記第２のスイッチ手段は、ｂ接点により構成されている、
ことを特徴とする請求項３又は５に記載の保護継電器の誤動作防止装置。
【請求項７】
前記三相交流電路は、三相の受電線によりにより構成され、
前記受電線の少なくとも一部と、前記複数個の変流器と、前記接地開閉器とが同一の配電盤内に収納されていることを特徴とする請求項１乃至６のうちの何れか一項に記載の保護継電器の誤動作防止装置。
【請求項８】
前記保護継電器と前記スイッチ手段は、前記配電盤内に収納されていることを特徴とする請求項７に記載の保護継電器の誤動作防止装置。
【請求項９】
前記保護継電器は、地絡過電流継電器により構成され、
前記複数個の変流器の出力回路の夫々に、過電流継電器からなる保護継電器が接続されており、
前記地絡過電流継電器からなる保護継電器及び前記過電流継電器からなる保護継電器の誤動作を、夫々防止することを特徴とする請求項１乃至８のうちの何れか一項に記載の保護継電器の誤動作防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、送電を停止している送電線における保護継電器の誤動作を防止する保護継電器の誤動作防止装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力系統が、２回線送電などの複数回線送電システムとして構成されている場合、送電が停止されている送電線（以下、停止回線と称する）に、送電中の送電線（以下、運用回線と称する）からの電磁誘導による誘導電流が流れる。この場合、停止回線におけるＵ相、Ｖ相、Ｗ相（以下、各相と称する）の送電線の各々と運用回線の各相の送電線の各々との線間の距離が異なるため、停止回線の各相の送電線に流れる誘導電流は同じにはならず、三相不平衡電流となる。
【０００３】
夫々の回線の送電線には受電線が接続されているが、夫々の回線に接続された受電線を選択的に運転、若しくは停止させるための遮断器は、一般的に配電盤、金属閉鎖形スイッチギア、ガス絶縁開閉装置など（以下、これらを総称して、配電盤と総称する）に内蔵される。また、この配電盤内には、夫々の回線の受電線毎に、接地開閉器、地絡過電流継電器などの保護継電器が設けられている。また、配電盤内の受電線を構成する各相の受電ケーブルには、その受電ケーブルを一次導体とする変流器が夫々設けられており、それらの変流器の出力回路の電流が合成されて保護継電器に動作電流として入力される。
【０００４】
周知のように、夫々の回線の送電線は、両端に設けられた遮断器をオンとすることで運用回線とされ、両端の遮断器をオフとすることで停止回線とされるが、停止回線とされた送電線の両端に設けられている接地開閉器は、安全上、接地側へ切り換えられる。従って、前述の誘導電流は、停止回線の各相の送電線から配電盤内の受電線に設けられた各相の接地開閉器を介してアースへ流れる。その結果、受電線を構成する各相の受電ケーブルを流れる誘導電流は、その受電ケーブルの各々を一次導体とする前述の各相の変流器の出力回路にも三相不平衡電流として現れる。
【０００５】
一方、運用回線を停止回線へ切り換える際、当該回線の両端の遮断器を開放した後、当該回線の両端の接地開閉器を接地側に切り換えるが、その切り換え時に瞬時的に、対地静電容量から接地側に切り換えた接地開閉器を介してアースへの放電電流が流れる。当該回線の両端の遮断器を開放する際、遮断器の裁断電流により対地静電容量に充電される電荷は三相不平衡であるため、前述の放電電流もまた三相不平衡電流となる。
【０００６】
前述の対地静電容量の放電電流は、配電盤内では受電線の各相の受電ケーブルから配電盤内の接地開閉器を介してアースへ流れる。従って、受電線の各相の受電ケーブルを流れる放電電流は、前述の各相の変流器の二次電流にも三相不平衡電流として現れる。
【０００７】
このように、送電を停止した受電線の各相の受電ケーブルを流れる三相不平衡電流である誘導電流または放電電流により、各相の変流器の出力回路に流れる二次電流もまた三相不平衡電流となり、各相の変流器の二次電流が合成されて入力される保護継電器は、不要な動作、あるいは誤動作をする可能性がある。
【０００８】
従来、前述のような三相不平衡誘導電流または三相不平衡放電電流に基づく保護継電器の誤作動を防止するため、三相各相の接地開閉器の相別接地線を、周囲から絶縁された短絡板により短絡し、この短絡板に接続された一本の短絡接地線を零相変流器の一次導体貫通孔に貫通させ、この短絡接地線に一次導体とは逆極性の電流を通電するようにした装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
また、従来、三相不平衡誘導電流または三相不平衡放電電流に基づく保護継電器の誤作動を防止するようにした従来の装置として、以下に示す装置がある。即ち、図１３は、従来の保護継電器の誤動作防止装置を示す構成図、図１４は、従来の保護継電器の誤動作防止装置を適用した電力系統の構成図である。
【００１０】
図１４に示す電力系統は、２回線送電システムとして構成されており、運用回線Ｌ１は、オン状態の遮断器ＣＢ１１を介して変電所Ｓ／Ｓから２２［ＫＶ］の高電圧で送電中である。停止回線Ｌ２は、オフ状態の遮断器ＣＢ２１により変電所Ｓ／Ｓから遮断され、送電を停止している。運用回線Ｌ１および停止回線Ｌ２は、夫々Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相から成る三相の送電線により構成され、鉄塔ＴＴにより周知のように支持されている。運用回線Ｌ１および停止回線Ｌ２は、夫々、接地開閉器ＥＳが設けられており、接地開閉器ＥＳの接地側は接地抵抗ＲＥを介して接地されている。
【００１１】
運用回線Ｌ１に接続された受電線ＲＬ１と、停止回線Ｌ２に接続された受電線ＲＬ２は、夫々遮断器ＣＢ１２、ＣＢ２２を介して給電線ＦＬ１、ＦＬ２に接続される。図１４では、運用回線Ｌ１に接続されている受電線ＲＬ１の遮断器ＣＢ１２はオン状態、停止回線Ｌ２に接続されている受電線ＲＬ２の遮断器ＣＢ２２はオフ状態にある。
【００１２】
また、受電線ＲＬ１、ＲＬ２は、夫々接地開閉器ＥＳを介して接地抵抗ＲＥにより接地可能な構造とされている。変圧器Ｔｒ１、Ｔｒ２は、運用回線Ｌ１から受電線ＲＬ１、遮断器ＣＢ１２、および給電線ＦＬ１を介して供給された２２［ＫＶ］の高電圧を例えば１００［Ｖ］若しくは２００［Ｖ］の電圧に降圧し、負荷Ｌに供給する。受電線ＲＬ１、ＲＬ２、および給電線ＦＬ１、ＦＬ２は、夫々Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の受電ケーブル、および給電ケーブルにより構成されている。
【００１３】
受電線ＲＬ１、ＲＬ２に夫々設けられた保護継電器としての地絡過電流継電器５１Ｇは、後述するように、受電線ＲＬ１、ＲＬ２を構成する各相の受電ケーブルを夫々一次導体とする各相の変流器ＣＴの出力回路に共通接続された共通回路としての残留回路が接続されており、その残留回路に流れる電流に基づいて動作する。更に、受電線ＲＬ１、ＲＬ２の各相の受電ケーブルには接地開閉器ＥＳを介して接地抵抗ＲＥにより接地可能な構造とされており、その接地開閉器ＥＳと接地箇所との間を接続する接地回路が各相の変流器ＣＴの一次導体貫通孔内を貫通している。
【００１４】
配電盤ＤＳＢは、受電線ＲＬ１、ＲＬ２の各相の受電ケーブルと、給電線ＦＬ１、ＦＬ２を構成する各相の給電ケーブルの一部と、遮断器ＣＢ１２、ＣＢ２２と、接地開閉器ＥＳと、接地抵抗器ＲＥと、変流器ＣＴ、および地絡過電流継電器５１Ｇを収納している。
【００１５】
図１３に示す保護継電器の誤動作防止装置は、図１４に示す受電線ＲＬ１、ＲＬ２に夫々設けられている保護継電器としての地絡過電流継電器５１Ｇの誤動作防止装置のうち、停止回線Ｌ２に接続されている受電線ＲＬ２に設けられた地絡過電流継電器の誤動作防止装置をより詳細に示したものである。なお、受電線ＲＬ１に夫々設けられている保護継電器としての地絡過電流継電器５１Ｇの誤動作防止装置は、受電線ＲＬ２に設けられている保護継電器の誤動作防止装置と同一の構成である。
【００１６】
図１３において、各相の受電ケーブルＩＣＵ、ＩＣＶ、ＩＣＷは、図１４に示す受電線ＲＬ２に対応する。各相の変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷは、図１４における受電線ＲＬ２に設けられた変流器ＣＴに対応する。各相の変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷには一次導体貫通孔が設けられており、各相の受電ケーブルＩＣＵ、ＩＣＶ、ＩＣＷが対応する各相の変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷの一次導体貫通孔内を貫通している。各相の変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷの出力回路はＹ結線され、その中性線である残留回路ＲＣＣが地絡過電流継電器５１Ｇの入力側に接続されている。即ち、この残留回路ＲＣＣは、各相の変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ，ＣＴＷの出力回路を共通に接続する共通回路に相当する。
【００１７】
各相の接地開閉器ＥＳＵ、ＥＳＶ、ＥＳＷは、図１４における接地開閉器ＥＳに対応し、それらの接地側接点は、各相の接地回路ＥＣＵ、ＥＣＶ、ＥＣＷを介してＹ結線され、その中性線が接地抵抗ＲＥ（図１３には図示せず）を介して接地される。
【００１８】
Ｕ相の接地開閉器ＥＳＵの接地側接点に接続されたＵ相の接地回路ＥＣＵは、Ｕ相の受電ケーブルＩＣＵに対して逆極性となるようにＵ相の変流器ＣＴＵの一次導体貫通孔を貫通している。Ｖ相の接地開閉器ＥＳＶの接地側接点に接続されたＶ相の接地回路ＥＣＶは、Ｖ相の受電ケーブルＩＣＶに対して逆極性となるようにＶ相の変流器ＣＴＶの一次導体貫通孔を貫通している。Ｗ相の接地開閉器ＥＳＷの接地側接点に接続されたＷ相の接地回路ＥＣＷは、Ｗ相の受電ケーブルＩＣＷに対して逆極性となるようにＷ相の変流器ＣＴＷの一次導体貫通孔を貫通している。
【００１９】
次に、以上のように構成された従来の保護継電器の誤動作防止装置の動作について説明する。図１３、図１４において、送電が停止されている停止回線Ｌ２に、送電中である運用回線Ｌ１に流れる電流に基づく電磁誘導作用により誘導電流が流れる。この場合、停止回線Ｌ２における各相の送電線の各々と運用回線Ｌ１の各相の送電線の各々との線間の距離が異なるため、停止回線Ｌ２の各相の送電線の各々に流れる誘導電流は同じにはならず、従って、各相の誘導電流は三相不平衡電流の状態になる。
【００２０】
停止回線Ｌ２の両端の接地開閉器ＥＳは、安全上、接地側へ切り換えられている。従って、前述の誘導電流は、配電盤ＤＳＢ内では、図１４に矢印で示すように、受電線ＲＬ２の各相の受電ケーブルから、各相の接地開閉器ＥＳＵ、ＥＳＶ、ＥＳＷの接地側接点、接地回路ＥＣＵ、ＥＣＶ、ＥＣＷ、共通接地回路ＣＥＣ、および接地抵抗ＲＥを介してアースへ流れる。
【００２１】
ここで、受電線ＲＬ２の各相の受電ケーブルＩＣＵ、ＩＣＶ、ＩＣＷと、各相の接地回路ＥＣＵ、ＥＣＶ、ＥＣＷとは、互いに逆方向の電流が流れるように、各相の変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷの一次導体貫通孔を貫通しているので、前述の誘導電流が流れても各相の変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷの二次回路からは出力が発生しない。従って、受電線ＲＬ２に流れる誘導電流が三相不平衡電流であっても、地絡過電流継電器５１Ｇに入力される電流は零であり、地絡過電流継電器５１Ｇの誤動作は防止される。
【００２２】
また、運用回線Ｌ１を停止回線に切り換える際、前述したように、瞬時的に対地静電容量から接地側に切り換えた接地開閉器ＥＳを介してアースへ放電電流が流れるが、この放電電流もまた三相不平衡の状態となる。
【００２３】
配電盤ＤＳＢ内では、前述の対地静電容量の放電電流は、受電線ＲＬ２の各相の受電ケーブルから、配電盤ＤＳＢ内の各相の接地開閉器ＥＳＵ、ＥＳＶ、ＥＳＷの接地側接点、接地回路ＥＣＵ、ＥＣＶ、ＥＣＷ、共通接地回路ＣＥＣ、および接地抵抗ＲＥを介してアースへ流れる。
【００２４】
しかし前述したように、受電線ＲＬ２の各相の受電ケーブルＩＣＵ、ＩＣＶ、ＩＣＷと、各相の接地回路ＥＣＵ、ＥＣＶ、ＥＣＷとは、互いに逆方向に電流が流れるように各相の変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷの一次導体貫通孔を貫通しているので、前述の放電電流が流れても各相の変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷの二次回路からは出力が発生しない。従って、受電線ＲＬ２に放電電流が三相不平衡電流であっても、地絡過電流継電器５１Ｇに入力される電流は零であり、地絡過電流継電器５１Ｇの誤動作は防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】特開平９−３２２３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
特許文献１に示された従来の装置の場合、地絡検出に零相変流器を用いる必要があり、各相に設置される変流器の出力回路の残留回路を利用した地絡検出方法には適していなかった。また、短絡板に接続された一本の短絡接地線を零相変流器の一次導体貫通孔に一次導体と逆極性に通す必要があるため、当該接地線を零相変流器の一次導体貫通孔に通さない場合より長くする必要があるなどの課題があった。
【００２７】
一方、図１３、図１４に示す従来の装置の場合、停止回線を運用回線に切り換える際に、その停止回線に接続されている受電線の接地開閉器を接地側に選択切換した状態のまま、停止回線の変電所側端の遮断器を誤ってオン操作してしまうこともあり得る。この場合、数千〜数万［Ａ］という極めて大きな短絡電流が受電線に接続された各相の接地回路に流れることになる。従って、その接地回路の各導体の線径は、当該短絡電流に耐え得る大きな線径としておく必要がある。
【００２８】
しかし、接地回路の各導体の線径を、前述の短絡電流に耐え得る大きな線径とした場合は、かかる大径の接地回路の導体は変流器の一次導体貫通孔に通すことはできないので、変流器の一次導体貫通孔の径を大きくし外径も大きくした特殊な変流器とする必要があり、変流器自体が高価なものになるだけでなく、変流器の外径も大きくなることから、当該変流器の配電盤内における占有率も大きくなり、配電盤の小型化と逆行するといった課題がある。
【００２９】
この発明は、従来の装置に於ける前述のような課題を解決するためになされたもので、零相変流器を用いずしかも装置の大型化を招くことなく、保護継電器の誤動作を確実に防止できる保護継電器の誤動作防止装置を提供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】
【００３０】
この発明による保護継電器の誤動作防止装置は、三相交流電路の各相の電路を夫々一次導体とする複数個の変流器の出力回路に共通接続された共通回路に流れる電流に基づいて動作する保護継電器に対する誤動作防止装置であって、前記各相の電路は、送電停止時に接地開閉器を介して接地されるように構成されており、前記接地開閉器が前記接地を行う動作に基づいて駆動され、前記複数個の変流器の出力回路を短絡すると共に前記複数個の変流器の夫々の出力回路と前記共通回路とのうちの少なくとも一方を遮断するスイッチ手段を備えたことを特徴とするものである。
【００３１】
また、この発明による保護継電器の誤動作防止装置は、三相交流電路の各相の電路を夫々一次導体とする複数個の変流器の出力回路を共通に接続した共通回路に流れる電流に基づいて動作する保護継電器に対する誤動作防止装置であって、前記各相の電路は、送電停止時に接地開閉器を介して接地されるように構成されており、前記接地開閉器が前記接地を行う動作の途中に連動して閉じる第１の接地開閉器連動接点と、前記接地開閉器が前記接地を行う動作の完了に連動して閉じる第２の接地開閉器連動接点と、前記第１の接地開閉器連動接点と前記第２の接地開閉器連動接点とのうちの少なくとも一方が閉じたときに動作し、前記複数個の変流器の夫々の出力回路を短絡すると共に前記複数個の変流器の夫々の出力回路と前記共通回路とのうちの少なくとも一方を遮断するスイッチ手段とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３２】
この発明による保護継電器の誤動作防止装置は、接地開閉器が接地を行う動作に基づいて駆動され、複数個の変流器の出力回路を短絡すると共に複数個の変流器の夫々の出力回路と共通回路とのうちの少なくとも一方を遮断するスイッチ手段を備えたので、零相変流器を用いずしかも装置の大型化を招くことなく、誘導電流若しくは放電電流による保護継電器の誤動作を防止することができる効果がある。
【００３３】
また、この発明による保護継電器の誤動作防止装置は、接地開閉器が接地を行う動作の途中に連動して閉じる第１の接地開閉器連動接点と、接地開閉器が接地を行う動作の完了に連動して閉じる第２の接地開閉器連動接点と、前記第１の接地開閉器連動接点と前記第２の接地開閉器連動接点とのうちの少なくとも一方が閉じたときに動作し、複数個の変流器の夫々の出力回路を短絡すると共に前記複数個の変流器の夫々の出力回路とその共通回路とのうちの少なくとも一方を遮断するスイッチ手段とを備えたので、零相変流器を用いずしかも装置の大型化を招くことなく、誘導電流若しくは放電電流による保護継電器の誤動作を確実に防止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の実施の形態１による保護継電器の誤動作防止装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による保護継電器の誤動作防止装置を適用した電力系統の構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１による保護継電器の誤動作防止装置における第１のスイッチ手段及び第２のスイッチ手段の動作コイルの接続状態を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１による保護継電器の誤動作防止装置を適用した電力系統の送電用鉄塔における送電線の配置を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１による保護継電器の誤動作防止装置を適用した電力系統における、運用回線と停止回線との電磁結合の視点での等価回路を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１による保護継電器の誤動作防止装置を適用した電力系統における、停止回線のＵ相送電線の相互リアクタンスを示す説明図である。
【００３５】
【図７】この発明の実施の形態１による保護継電器の誤動作防止装置を適用した電力系統における、停止回線のＶ相送電線の相互リアクタンスを示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１による保護継電器の誤動作防止装置を適用した別の電力系統の構成図である。
【図９】図８に示す電力系統における、対地静電容量を通して流れる充電電流を示す説明図である。
【図１０】図８に示す電力系統における、対地静電容量に充電される電荷を示す説明図である。
【図１１】図８に示す電力系統における、対地静電容量から流れる放電電流を示す説明図である。
【００３６】
【図１２】この発明の実施の形態２による保護継電器の誤動作防止装置を示す構成図である。
【図１３】従来の保護継電器の誤動作防止装置を示す構成図である。
【図１４】従来の保護継電器の誤動作防止装置を適用した電力系統の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による保護継電器の誤動作防止装置を示す構成図、図２は、この発明の実施の形態１による保護継電器の誤動作防止装置を適用した電力系統の構成図である。図２に示す電力系統は、２回線送電システムとして構成されており、運用回線Ｌ１は、オン状態の遮断器ＣＢ１１を介して変電所Ｓ／Ｓから２２［ＫＶ］の高電圧で送電中である。停止回線Ｌ２は、オフ状態の遮断器ＣＢ２１により変電所Ｓ／Ｓから遮断され、送電を停止している。運用回線Ｌ１および停止回線Ｌ２は、夫々、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相（以下、単に、各相と称する）から成る三相送電線により構成され、鉄塔ＴＴにより周知のように支持されている。運用回線Ｌ１および停止回線Ｌ２は、夫々、接地開閉器ＥＳおよび接地抵抗ＲＳが設けられている。
【００３８】
運用回線Ｌ１に接続された受電線ＲＬ１と、停止回線Ｌ２に接続された受電線ＲＬ２は、夫々遮断器ＣＢ１２、ＣＢ２２を介して給電線ＦＬ１、ＦＬ２に接続される。図２では、運用回線Ｌ１に接続されている受電線ＲＬ１の遮断器ＣＢ１２はオン状態、停止回線Ｌ２に接続されている受電線ＲＬ２の遮断器ＣＢ２２はオフ状態にある。受電線ＲＬ１、ＲＬ２は、夫々接地開閉器ＥＳを介して接地抵抗ＲＥにより接地可能な構造とされている。変圧器Ｔｒ１、Ｔｒ２は、運用回線Ｌ１から受電線ＲＬ１、遮断器ＣＢ１２、および給電線ＦＬ１を介して供給された２２［ＫＶ］の高電圧を例えば１００［Ｖ］若しくは２００［Ｖ］の電圧に降圧し、負荷Ｌに供給する。受電線ＲＬ１、ＲＬ２、および給電線ＦＬ１、ＦＬ２は、夫々、各相の受電ケーブル、及び給電ケーブルにより構成されている。
【００３９】
受電線ＲＬ１、ＲＬ２に夫々設けられた保護継電器としての地絡過電流継電器５１Ｇは、後述するように、受電線ＲＬ１、ＲＬ２を構成する各相の受電ケーブルを夫々一次導体とする各相の変流器ＣＴの出力回路に共通接続された共通回路としての残留回路が接続されており、その残留回路に流れる電流に基づいて動作する。更に、受電線ＲＬ１、ＲＬ２の各相の受電ケーブルには接地開閉器ＥＳを介して接地抵抗ＲＥにより接地可能な構造とされている。
【００４０】
配電盤ＤＳＢは、受電線ＲＬ１、ＲＬ２の各相の受電ケーブルと、給電線ＦＬ１、ＦＬ２を構成する各相の給電ケーブルの一部と、遮断器ＣＢ１２、ＣＢ２２と、接地開閉器ＥＳと、接地抵抗器ＲＥと、変流器ＣＴ、および地絡過電流５１Ｇを収納している。
【００４１】
図１に示すこの発明の実施の形態１による保護継電器の誤動作防止装置は、図２に示す受電線ＲＬ１、ＲＬ２に夫々設けられている地絡過電流継電器５１Ｇの誤動作防止装置のうち、停止回線Ｌ２に接続されている受電線ＲＬ２に設けられた保護継電器の誤動作防止装置をより詳細に示したものである。なお、受電線ＲＬ１に夫々設けられている地絡過電流継電器５１Ｇの誤動作防止装置は、受電線ＲＬ２に設けられている保護継電器の誤動作防止装置と同一の構成である。
【００４２】
図１において、受電線の各相の受電ケーブルＩＣＵ、ＩＣＶ、ＩＣＷは、図２に示す受電線ＲＬ２に対応する。各相の変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷは、図２における受電線ＲＬ２に設けられた変流器ＣＴに対応する。変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷには一次導体貫通孔が設けられており、受電線の各相の受電ケーブルＩＣＵ、ＩＣＶ、ＩＣＷが対応する変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷの一次導体貫通孔を貫通している。各相の変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷの二次回路はＹ結線され、その中性線である残留回路ＲＣＣが地絡過電流継電器５１Ｇの入力側に接続されている。即ち、この残留回路ＲＣＣは、各相の変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ，ＣＴＷの出力回路を共通に接続する共通回路に相当する。
【００４３】
各相の接地開閉器ＥＳＵ、ＥＳＶ、ＥＳＷは、図２における接地開閉器ＥＳに対応する。そして、Ｕ相の接地開閉器ＥＳＵの接地側接点に接続されたＵ相の接地回路ＥＣＵと、Ｖ相の接地開閉器ＥＳＶの接地側接点に接続されたＶ相の接地回路ＥＣＶと、Ｗ相の接地開閉器ＥＳＷの接地側接点に接続されたＷ相の接地回路ＥＣＷとはＹ結線され、その中性線が接地抵抗ＲＥ（図１には図示していない）を介して接地される。なお、Ｕ相の接地回路ＥＣＵとＶ相の接地回路ＥＣＶとＷ相の接地回路ＥＣＷは、各相の変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷの一次導体貫通孔を貫通していない。
【００４４】
第１のスイッチ手段Ｃ１は、後述する図３に示す動作コイルＣＣ１と、この動作コイルＣＣ１が付勢されたとき閉じる３個のａ接点ＵａＣ１、ＶａＣ１、ＷａＣ１とを備える。これらの３個のａ接点ＵａＣ１、ＶａＣ１、ＷａＣ１は、夫々、各相の変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷの出力回路に並列に接続されている。
【００４５】
第２のスイッチ手段Ｃ２は、後述する図３に示す動作コイルＣＣ２と、この動作コイルＣＣ２が付勢されたとき開く４個のｂ接点ＵｂＣ２、ＶｂＣ２、ＷｂＣ２、ＲｂＣ２を備える。これらのｂ接点のうち、３個のｂ接点ＵｂＣ２、ＶｂＣ２、ＷｂＣ２は、夫々、各相の変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷの出力回路に直列に接続され、他の１個のｂ接点ＲｂＣ２は、残留回路ＲＣＣに直列に接続されている。
【００４６】
図３は、この発明の実施の形態１による保護継電器の誤動作防止装置における、第１のスイッチ手段及び第２のスイッチ手段の動作コイルの接続状態を示す説明図である。図３に於いて、前述の第１のスイッチ手段Ｃ１の動作コイルＣＣ１と、第２のスイッチ手段Ｃ２の動作コイルＣＣ２とは互いに並列接続され、第１の接地開閉器連動接点ＥＳＳ１と第２の接地開閉器連動接点ＥＳＳ２との並列接続体を介して、直流電源の正極ｐと負極ｎとの間に接続されている。
【００４７】
第１の接地開閉器連動接点ＥＳＳ１は、図２に示す受電線ＲＬ２に接続された接地開閉器ＥＳが接地側に切り換えられるとその動作に連動して閉じる接点であり、第２の接地開閉器連動接点ＥＳＳ２は、受電線ＲＬ２に接続された接地開閉器ＥＳが接地側に切り換えられる動作の途中に連動して閉じる接点である。第１の接地開閉器連動接点ＥＳＳ１と第２の接地開閉器連動接点ＥＳＳ２は、接地開閉器ＥＳＵ、ＥＳＶ、ＥＳＷの操作機構に、夫々前述のように連動して動作するように構成されている。
【００４８】
第１のスイッチ手段Ｃ１、及び第２のスイッチ手段Ｃ２は、全体としてこの発明の実施の形態１におけるスイッチ手段を構成する。
【００４９】
図４は、この発明の実施の形態１による保護継電器の誤動作防止装置を適用した電力系統の送電用鉄塔における、２回線の送電線の配置を示す説明図である。図４に示すように、停止回線Ｌ２である各相の送電線ｕ１、ｖ２、ｗ３、および運用回線Ｌ１である各相の送電線ｕ４、ｖ５、ｗ６が、互いに送電用鉄塔ＴＴの反対側に懸架されている。
【００５０】
図５は、この発明の実施の形態１による保護継電器の誤動作防止装置を適用した電力系統における、運用回線と停止回線との電磁結合の視点での等価回路を示す説明図である。図５の等価回路に示すように、停止回線Ｌ２は運用回線Ｌ１に相互インダクタンスＭ［ｍＨ／ｍ］で電磁結合され、停止回線Ｌ２には誘導電圧Ｅ［Ｖ］が発生し、この誘導電圧Ｅ［Ｖ］による誘導電流が矢印のように流れる。なお、Ｒ［Ω／ｍ］、Ｌ［ｍＨ／ｍ］、およびＲＥ［Ω］は、夫々、停止回線Ｌ２の線路抵抗値、線路インダクタンス値、および接地抵抗値を示す。
【００５１】
図６は、この発明の実施の形態１による保護継電器の誤動作防止装置を適用した電力系統における、停止回線のＵ相送電線の相互リアクタンスを示す説明図、図７は、この発明の実施の形態１による保護継電器の誤動作防止装置を適用した電力系統における、停止回線のＶ相送電線の相互リアクタンスを示す説明図である。図６に示すように、停止回線Ｌ２のＵ相の送電線ｕ１の、他の相の送電線ｖ２、ｗ３、および運用回線Ｌ１の各相の送電線ｕ４、ｖ５、ｗ６との相互リアクタンスは、夫々、ｘ１２、ｘ１３、ｘ１４、ｘ１５、およびｘ１６となる。
【００５２】
一方、図７に示すように、停止回線Ｌ２のＶ相の送電線ｖ２の、他の相の送電線ｕ１、ｗ３、および運用回線Ｌ１の各相の送電線ｕ４、ｖ５、ｗ６との相互リアクタンスは、夫々、ｘ２１、ｘ２３、ｘ２４、ｘ２５、およびｘ２６となる。ここで、図５に示す相互インダクタンスと図６に示す相互インダクタンスは、各送電線の相互間距離の違いなどにより同じにならないことから、停止回線Ｌ２の各相の送電線ｕ１、ｖ２、ｗ３の各々に流れる誘導電流は同じ大きさにはならず、三相不平衡誘導電流が流れる。
【００５３】
図２に示すように、停止回線Ｌ２のオフ状態の遮断器ＣＢ２１に対応する接地開閉器ＥＳ、および受電線ＲＬ２のオフ状態の遮断器ＣＢ２２に対応する接地開閉器ＥＳは何れも安全上、接地側にオン状態にされているので、前述の三相不平衡誘導電流は、図２に矢印で示すように、停止回線Ｌ２−配電盤ＤＳＢ内の受電線ＲＬ２−配電盤ＤＳＢ内の受電線ＲＬ２に対応する接地開閉器ＥＳ−アース−停止回線Ｌ２の変電所Ｓ／Ｓ側の接地開閉器ＥＳ−停止回線Ｌ２の閉ループを還流する。
【００５４】
次に、三相交流送電線を運用回線から停止回線に移行する場合に発生する対地静電容量からの放電電流について説明する。図８は、この発明の実施の形態１による保護継電器の誤動作防止装置を適用した別の電力系統の構成図である。図８に示す電力系統は、２回線送電システムとして構成されており、運用回線Ｌ１および停止回線Ｌ２を構成する送電線は、夫々、地中ケーブルとして配設されている。運用回線Ｌ１は、オン状態の遮断器ＣＢ１１を介して変電所Ｓ／Ｓから供給され、例えば２２［ｋＶ］で送電する。運用回線Ｌ１および停止回線Ｌ２と大地との間には対地静電容量Ｃが存在する。なお、図８では、停止回線Ｌ２が運用回線から停止回線へと切り換わった直後を示している。
【００５５】
送電線の変電所Ｓ／Ｓ側端には、遮断器ＣＢ１１、ＣＢ２１が設けられ、これ等の遮断器ＣＢ１１またはＣＢ２１がオンとなることにより運用回線となり、遮断器ＣＢ１１又はＣＢ２１がオフとなることにより停止回線となる。図８では、遮断器ＣＢ１１がオン状態となりこれに接続されている送電線が運用回線Ｌ１であり、遮断器ＣＢ２１がオフ状態となりこれに接続されている送電線が停止回線Ｌ２となっている。
【００５６】
運用回線Ｌ１の遮断器ＣＢ１１近傍の負荷側には接地開閉器ＥＳが接続されている。この接地開閉器ＥＳは、遮断器ＣＢ１１がオンの状態ではオフであり、遮断器ＣＢ１１がオフの状態ではオンにされる。同様に停止回線Ｌ２の遮断器ＣＢ２１近傍の負荷側には接地開閉器ＥＳが接続されている。この接地開閉器ＥＳは、遮断器ＣＢ２１がオンの状態ではオフであり、遮断器ＣＢ２１がオフの状態ではオンにされる。図８では、前述したように停止回線Ｌ２が運用回線から停止回線へと切り換わった直後を表しているので、その接地開閉器ＥＳは接地側に切り換わる前の段階を例示している。
【００５７】
配電盤ＤＳＢ内にも２回線の受電線ＲＬ１、ＲＬ２が配設され、受電線ＲＬ１の負荷側端には遮断器ＣＢ１２が、受電線ＲＬ２の負荷側端には遮断器ＣＢ２２が、それぞれ設けられている。受電線ＲＬ１の受電端は運用回線Ｌ１に、受電線ＲＬ２の受電端は停止回線Ｌ２に、夫々接続されている。図８では、運用回線Ｌ１に接続された受電線ＲＬ１の遮断器ＣＢ１２はオン状態にあり、停止回線Ｌ２に接続された受電線ＲＬ２の遮断器ＣＢ２２はオフ状態にある場合を示している。
【００５８】
受電線ＲＬ１、ＲＬ２には、対応する遮断器ＣＢ１２、ＣＢ２２より受電端側に、夫々接地開閉器ＥＳが接続されている。また、図８では、当該接地開閉器ＥＳのうち遮断器ＣＢ１２に対応する接地開閉器ＥＳはオフに、遮断器ＣＢ２２に対応する接地開閉器ＥＳはオンに、夫々切り換わった瞬間を示している。
【００５９】
配電盤ＤＳＢ内の受電線ＲＬ１、ＲＬ２は、三相受電ケーブルにより構成されている。また、受電線ＲＬ１、ＲＬ２には、対応する接地開閉器ＥＳより受電端側に、夫々、地絡過電流継電器５１Ｇが夫々入力変流器ＣＴを介して接続され、回線単位で地絡過電流継電器５１Ｇにより運用回線を地絡から保護する構成としてある。受電線ＲＬ１、ＲＬ２対応の各遮断器ＣＢ１２、ＣＢ２２、受電線ＲＬ１、ＲＬ２に対応する接地開閉器ＥＳ、および地絡過電流継電器５１Ｇは、配電盤ＤＳＢ内に配設されている。負荷Ｌには、受電線ＲＬ１、ＲＬ２に遮断器ＣＢ１２、ＣＢ２２を介して接続された給電線ＦＬ１、ＦＬ２から変圧器Ｔｒ１、Ｔｒ２を介して給電される。
【００６０】
図９は、図８に示す電力系統における、対地静電容量を通して流れる充電電流を示す説明図、図１０は、図８に示す電力系統における、対地静電容量に充電される電荷を示す説明図、図１１は、図８に示す電力系統における、対地静電容量から流れる放電電流を示す説明図である。図９乃至図１１では、送電線が運用回線から停止回線へと移行する段階を例示している。
【００６１】
図９に示すように、運用回線とされていた送電線Ｌ２を停止回線に移行するため、送電線Ｌ２に接続された受電線ＲＬ２の遮断器ＣＢ２２を開放する。送電線Ｌ２の変電所Ｓ／Ｓ側端の遮断器ＣＢ２１は受電線ＲＬ２の遮断器ＣＢ２２より後に開放されるため、変電所Ｓ／Ｓ側から対地静電容量Ｃを通して充電電流が流れる。なお、ここでは、移行後に停止回線Ｌ２となる送電線を説明の便宜上、送電線Ｌ２と称している。
【００６２】
次に、図１０では受電線ＲＬ２の遮断器ＣＢ２２を開放した後に、送電線Ｌ２の変電所Ｓ／Ｓ側端の遮断器ＣＢ２１を開放した状態を示している。この場合、変電所Ｓ／Ｓ側から対地静電容量Ｃを通して流れていた充電電流が遮断器ＣＢ２１の解放により遮断されるため、対地静電容量Ｃは充電された状態を維持する。また遮断器ＣＢ２１の裁断電流の大きさにより各相の充電電流を裁断するタイミングが異なるため、各相の対地静電容量Ｃに充電される電荷の量は三相不平衡の状態となる。
【００６３】
ここで、安全のため送電線Ｌ２に接続された受電線ＲＬ２の接地開閉器ＥＳと送電線Ｌ２の変電所Ｓ／Ｓ側端の接地開閉器ＥＳを接地側に切り換えるが、受電線ＲＬ２の接地開閉器ＥＳが送電線Ｌ２の変電所Ｓ／Ｓ側端の接地開閉器ＥＳが先に接地側に切り換わった場合、図１１に矢印で示す放電電流が、対地静電容量Ｃ−送電線Ｌ２−配電盤ＤＳＢ内の受電線ＲＬ２−配電盤ＤＳＢ内の受電線ＲＬ２に対応する接地開閉器ＥＳ−アースの方向に向かい流れる。前述したように対地静電容量に充電される電荷の量は三相不平衡の状態となるため、充電される電荷の量に基づく放電電流の大きさも三相不平衡の状態となる。
【００６４】
つまり、図１のように、Ｕ相の受電ケーブルＩＣＵを一次導体とする変流器ＣＴＵの出力電流ｉｕと、Ｖ相の受電ケーブルＩＣＶを一次導体とする変流器ＣＴＶの出力電流ｉｖと、Ｗ相の受電ケーブルＩＣＷを一次導体とする変流器ＣＴＷの出力電流ｉｗとが、三相不平衡の状態となり、例えばそれらの方向は図示矢印のように出力電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗが同方向となり、それらの合成電流の大きさ［ｉｕ＋ｉｖ＋ｉｗ］は「０」とならず、合成電流［ｉｕ＋ｉｖ＋ｉｗ］が残留回路ＲＣＣに接続された地絡過電流継電器５１の動作電流として流れ、当該合成電流が地絡過電流継電器５１Ｇの動作値を超える場合は、地絡過電流継電器５１Ｇは動作することになる。即ち、保護継電器５１Ｇは地絡事故電流以外の電流により誤動作することになる。
【００６５】
しかし、この発明の実施の形態１による保護継電器の誤動作防止装置は、前述の第１のスイッチ手段Ｃ１、および第２のスイッチ手段Ｃ２により、三相不平衡状態の誘導電流や放電電流による地絡過電流継電器の誤動作が、以下述べるように防止される。
【００６６】
即ち、図１乃至図３に於いて、今、送電線Ｌ２が運用回線から停止回線に切り換えられたとすると、前述のように受電線ＲＬ２に接続された接地開閉器ＥＳＵ、ＥＳＶ、ＥＳＷは接地側に切り換えられるが、その切り換え操作の途中の段階に於いて第２の接地開閉器連動接点ＥＳＳ２はオンとなる。また、接地開閉器ＥＳＵ、ＥＳＶ、ＥＳＷの切り換え操作が完了して接地側に切り換えられると、第１の接地開閉器連動接点ＥＳＳ１がオンとなる。その結果、接地開閉器ＥＳＵ、ＥＳＶ、ＥＳＷが接地側へ切り換えられる操作中の段階から接地完了以降に至り、第１のスイッチ手段Ｃ１の各ａ接点ＵａＣ１、ＶａＣ１、ＷａＣ１はオンとなり、第２のスイッチ手段Ｃ２の各ｂ接点ＵｂＣ２、ＶｂＣ２、ＷｂＣ２、ＲｂＣ２はオフとなる。
【００６７】
これにより、各相の変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷの出力回路が遮断されると同時にその残留回路ＲＣＣが遮断され、且つ各相の変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷの出力回路が三相短絡される。その結果、停止回線Ｌ２における誘導電流及び放電電流に基づく三相不平衡電流による地絡過電流継電器５１Ｇの誤動作は確実に防止されるものである。
【００６８】
実施の形態２．
図１２は、この発明の実施の形態２による保護継電器の誤動作防止装置を示す構成図である。図１２に於いて、保護継電器としての過電流保護継電器５１が、変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷの出力回路に夫々設けられている。この過電流保護継電器５１は、運用回線に接続された受電線の受電ケーブルＩＣＵ、ＩＣＶ、ＩＣＷに、所定値以上の過電流が流れた場合に動作する保護継電器である。その他の構成は、前述の実施の形態１の場合と同様である。
【００６９】
このように構成された実施の形態２による保護継電器の誤動作防止装置に於いて、三相不平衡状態の誘導電流や放電電流が受電線に流れた場合、前述の実施の形態１の場合と同様に、停止回線Ｌ２における誘導電流及び放電電流に基づく三相不平衡電流による地絡過電流継電器５１Ｇの誤動作は確実に防止される。また、過電流保護継電器５１も、前述と同様に、第１のスイッチ手段Ｃ１及び第２のスイッチ手段Ｃ２により、各相の変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷの出力回路が遮断されると同時にその残留回路ＲＣＣが遮断され、且つ各相の変流器ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷの出力回路が三相短絡されることにより、前述の誘導電流や放電電流による誤動作が確実に防止されるものである。
【符号の説明】
【００７０】
ＣＢ１１、ＣＢ１２、ＣＢ２１、ＣＢ２２    遮断器
ＣＴ、ＣＴＵ、ＣＴＶ、ＣＴＷ    変流器
ＲＥ    接地抵抗
ＤＳＢ    配電盤、
ＥＣＵ、ＥＣＶ、ＥＣＷ    接地回路
ＥＳ、ＥＳＵ、ＥＳＶ、ＥＳＷ    接地開閉器、
ＲＬ１、ＲＬ２    受電線
ＩＣＵ、ＩＣＶ、ＩＣＷ    受電ケーブル
ＦＬ１、ＦＬ２    給電線
Ｌ    負荷
Ｌ１    運用回線
Ｌ２    停止回線
ＲＣＣ    残留回路
Ｃ１    第１のスイッチ手段
ＵａＣ１、ＶａＣ１、ＷａＣ１    第１のスイッチ手段のａ接点
Ｃ２    第２のスイッチ手段
ＵｂＣ２、ＶｂＣ２、ＷｂＣ２    第２のスイッチ手段のｂ接点
ＣＣ１    第１のスイッチ手段の動作コイル
ＣＣ２    第２のスイッチ手段の動作コイル
ＥＳＳ１    第１の接地開閉器連動接点
ＥＳＳ２    第２の接地開閉器連動接点
Ｓ／Ｓ    変電所
Ｔｒ１、Ｔｒ２    変圧器、
ＴＴ    鉄塔
ｕ１、ｖ２、ｗ３、ｕ４、ｖ５、ｗ６    送電線
５１    過電流保護継電器
５１Ｇ    地絡過電流継電器
【図１】
0005570360.tif 000002
【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】
0005570360.tif 000008
【図８】
0005570360.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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