(57)【要約】【課題】以上のことから本発明においては、自端の情報のみで正しく系統事故判断することを可能とする並行２回線送電線の保護継電装置を提供することを目的とする。【解決手段】並行２回線送電線に発生した事故を検出し、遮断器の引き外し信号を与えるための保護継電システムであって、並行２回線送電線の逆相第二回路電流を極性量とする過電流保護継電装置と、並行２回線送電線の逆相第二回路電流を極性量とする演算により動作出力を与える第１の保護継電装置と、並行２回線送電線の逆相電流を極性量とする演算により動作出力を与える第２の保護継電装置とを備え、並行２回線送電線が２回線で運用されているときに、過電流保護継電装置と第１の保護継電装置がともに動作するとき、または過電流保護継電装置が動作せず第２の保護継電装置が動作するときに遮断器の引き外し信号を与えることを特徴とする。【選択図】図１
2014036522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並行２回線送電線に発生した事故を検出し、遮断器の引き外し信号を与えるための保護継電システムであって、
前記並行２回線送電線の逆相第二回路電流を極性量とする過電流保護継電装置と、前記並行２回線送電線の逆相第二回路電流を極性量とする演算により動作出力を与える第１の保護継電装置と、前記並行２回線送電線の逆相電流を極性量とする演算により動作出力を与える第２の保護継電装置とを備え、
前記並行２回線送電線が２回線で運用されているときに、前記過電流保護継電装置と第１の保護継電装置がともに動作するとき、または前記過電流保護継電装置が動作せず第２の保護継電装置が動作するときに前記遮断器の引き外し信号を与えることを特徴とする並行２回線送電線の保護継電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の並行２回線送電線の保護継電システムであって、
前記並行２回線送電線が１回線で運用されているときに、前記第２の保護継電装置の動作により前記遮断器の引き外し信号を与えることを特徴とする並行２回線送電線の保護継電システム。
【請求項３】
並行２回線送電線に発生した事故を検出し、遮断器の引き外し信号を与えるための保護継電システムであって、
前記並行２回線送電線の逆相第二回路電流を極性量とする過電流保護継電装置と、前記並行２回線送電線の逆相第二回路電流を極性量とする演算により動作出力を与える第１の保護継電装置と、前記並行２回線送電線の逆相電流を極性量とする演算により動作出力を与える第２の保護継電装置とを備え、
前記並行２回線送電線が２回線で運用されているときに、前記過電流保護継電装置と第１の保護継電装置がともに動作することをもって１回線での事故を検出し、前記過電流保護継電装置が動作せず第２の保護継電装置が動作することをもって相手端子至近端事故を検出し、
前記並行２回線送電線が１回線で運用されているときに、前記第２の保護継電装置がともに動作することをもって１回線での事故を検出して、前記遮断器の引き外し信号を与えることを特徴とする並行２回線送電線の保護継電システム。
【請求項４】
並行２回線送電線に発生した事故を検出し、遮断器の引き外し信号を与えるための保護継電システムであって、
前記並行２回線送電線の逆相第二回路電流を極性量とする過電流保護継電装置と、前記並行２回線送電線の逆相第二回路電流を極性量とする演算により動作出力を与える第１の保護継電装置と、前記並行２回線送電線の逆相電流を極性量とする演算により動作出力を与える第２の保護継電装置と、
前記並行２回線送電線が２回線で運用されている条件と前記過電流保護継電装置の動作を確認する第３の論理積回路と、該第３の論理積回路と前記第１の保護継電装置の動作を確認する第１の論理積回路と、該第３の論理積回路の不動作と前記第２の保護継電装置の動作を確認する第２の論理積回路とから構成され、
第１の論理積回路と第２の論理積回路のいずれかの成立により、前記遮断器の引き外し信号を与えることを特徴とする並行２回線送電線の保護継電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は並行２回線送電線の保護継電システムに係り、特に逆相第二回路電流を極性量とした保護継電装置により構成する並行２回線送電線の保護継電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
並行２回線送電線の保護継電システムとして、従来から種々の原理、動作方式のものが使用されている。これに対し近年では、例えば抵抗接地系における故障点抵抗などの影響の少ない方式として、逆相第二回路電流を極性量とした保護継電装置を用いることが検討されている。
【０００３】
特許文献１と特許文献２は、係る逆相第二回路電流を極性量とした保護継電装置の具体的な回路構成を提案したものである。このうち特許文献１は、並行２回線送電線の回線間差電流から極性量として逆相第二回路電流を求め測距演算を実施する時にフェザー量を使用し、実用に供しうる具体的な装置構成を提案している。特許文献１以外に特許文献２も逆相第二回路電流を極性量とした保護継電装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−４５２１５号公報
【特許文献２】特開２００８−２９５１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
逆相第二回路電流を極性量とした保護継電装置は、系統の影響が少ない新しい保護方式として注目されているが、上記の特許文献などその具体的な回路構成を提案したに止まる。
【０００６】
実際に並行２回線送電線の保護継電システムとして運用するには、並行２回線送電線の各運用あるいは各事象において正しく動作するシステム構成を提案する必要がある。例えば、２回線送電線での正常運転時、１回線事故時、１回線・相手端至近事故時などにおいて正しく保護動作を行え、かつ同様に並行２回線送電線を１回線運用した時の正常運転時、１回線事故時においても正しく保護動作を行える保護システム構成を得る必要がある。
【０００７】
以上のことから本発明においては、並行２回線送電線の各運用あるいは各事象において正しく動作することができる、逆相第二回路電流を極性量とした保護継電装置を主体に構成した並行２回線送電線の保護継電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
並行２回線送電線に発生した事故を検出し、遮断器の引き外し信号を与えるための保護継電システムであって、
並行２回線送電線の逆相第二回路電流を極性量とする過電流保護継電装置と、並行２回線送電線の逆相第二回路電流を極性量とする演算により動作出力を与える第１の保護継電装置と、並行２回線送電線の逆相電流を極性量とする演算により動作出力を与える第２の保護継電装置とを備え、
並行２回線送電線が２回線で運用されているときに、過電流保護継電装置と第１の保護継電装置がともに動作するとき、または過電流保護継電装置が動作せず第２の保護継電装置が動作するときに遮断器の引き外し信号を与えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の並行２回線送電線の保護継電システムによれば、並行２回線送電線の１回線、２回線運用時の事故事例に対して正しく遮断器の引き外し信号を与えることが可能であり、これを逆相第二回路電流を極性量とした保護継電装置により構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る並行２回線送電線の保護継電装置の構成を示す図。
【図２】正常時における並行２回線送電線の状態及びこの時の各部電流の様子を示す図。
【図３】事故時（１回線事故時）における並行２回線送電線の状態及びこの時の各部電流の様子を示す図。
【図４】事故時（１回線・相手端至近事故時）における並行２回線送電線の状態及びこの時の各部電流の様子を示す図。
【図５】保護継電装置の入力と出力の関係を、想定事象ごとに整理した図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１２】
図１に本発明に係る並行２回線送電線の保護継電装置の構成を示している。本発明では、逆相第二回路電流を極性量とした保護継電装置４４ＧＮ（例えば地絡距離保護継電装置）をメインとして、これに逆相電流を極性量とする保護継電装置４４Ｇ（例えば地絡距離継電装置）と，逆相第二回路電流を極性量とする過電流保護継電装置５０Ｉ２２と，２回線使用条件１００を組み合わせて最終の保護継電システム出力（トリップ出力）とする。ＡＮＤは論理積回路である。
【００１３】
なお、ここで逆相第二回路電流とは、各回線の相電流から求めた各回線の逆相電流について、第１回線の逆相電流から第２回線の逆相電流を差し引いて求めたものである。
【００１４】
図１の論理によれば、論理積回路ＡＮＤ１は、２回線運用時に逆相第二回路電流の過電流保護継電装置５０Ｉ２２と、逆相第二回路電流を極性量とした保護継電装置４４ＧＮがともに動作することをもって遮断器の引き外し信号となす。
【００１５】
また、論理積回路ＡＮＤ２は、２回線運用時に逆相第二回路電流の過電流保護継電装置５０Ｉ２２が動作せず逆相電流を極性量とする保護継電装置４４Ｇが動作することをもって遮断器の引き外し信号となす。
【００１６】
また、論理積回路ＡＮＤ２は、１回線運用時に逆相電流を極性量とする保護継電装置４４Ｇが動作することをもって遮断器の引き外し信号となす。
【００１７】
図１の保護継電装置及び出力論理回路構成により、正しい動作が行えることを以下図２、図３、図４を用いて説明する。図２は、正常時、図３は事故時（１回線事故時）、図４は事故時（１回線・相手端至近事故時）における並行２回線送電線の状態及びこの時の各部電流の様子を示している。また、図５には、これらの各事例において図１回路各部の動作状態、信号の有無を表している。
【００１８】
図２、図３、図４において、Ｇは背後電源、背後電源Ｇ側の保護継電装置を設置している電気所が自端電気所（以下単に自端という）、並行２回線送電線ＬＡ、ＬＢを介して接続された電気所が相手端電気所（以下単に相手端という）、Ｆは事故点である。なお送電線ＬＡ、ＬＢを第１回線、第２回線ということがある。
【００１９】
またこれらの図において、Ｉ２は逆相電流、ＩＡ２は第１回線ＬＡの逆相電流、ＩＢ２は第２回線ＬＢの逆相電流、Ｉ２Ｘは逆相第二回路の電流である。また、第１回線ＬＡの電流をＩＡ、第２回線ＬＢの電流をＩＢとして表記する。
【００２０】
図２の並行２回線送電線正常運転時には、逆相電流Ｉ２、第１回線ＬＡの逆相電流ＩＡ２、第２回線ＬＢの逆相電流ＩＢ２、逆相第二回路の電流Ｉ２Ｘは、いずれもほぼ零である。また、第１回線ＬＡの電流ＩＡと第２回線ＬＢの電流ＩＢは、ほぼ同じ電流値となっている。
【００２１】
従って第１回線ＬＡの電流ＩＡと第２回線ＬＢの電流ＩＢの差電流（逆相第二回路電流Ｉ２Ｘ）を極性量とする逆相第二回路電流の過電流保護継電装置５０Ｉ２２は動作せずその出力は「０」である。
【００２２】
また逆相第二回路電流Ｉ２Ｘを極性量とする保護継電装置４４ＧＮも動作せずその出力は「０」である。逆相電流Ｉ２を極性量とする地絡距離継電装置４４Ｇも動作せずその出力は「０」である。
【００２３】
なお、２回線運用状態では２回線使用条件回路１００は「１」を出力しているので、論理積回路ＡＮＤ３の出力は逆相第二回路電流の過電流保護継電装置５０Ｉ２２の出力をそのまま反映している、このため、以下の２回線運用時の説明では、直接過電流保護継電装置５０Ｉ２２の出力と対比して説明することにする。
【００２４】
この場合、逆相第二回路電流の過電流保護継電装置５０Ｉ２２と逆相第二回路電流を極性量とした保護継電装置４４ＧＮがともに動作することをもって遮断器の引き外し信号とする論理積回路ＡＮＤ１は出力しない。
【００２５】
逆相第二回路電流の過電流保護継電装置５０Ｉ２２が動作せず地絡距離継電装置４４Ｇが動作することをもって遮断器の引き外し信号となす論理積回路ＡＮＤ２も出力を与えない。
【００２６】
以上により、正常時に図１回路が引き外し信号を与えることはなく、正しい保護動作を実行できる。
【００２７】
図３の並行２回線送電線事故時（１回線事故時）の事例では、第１回線ＬＡの事故を想定している。この場合には、逆相電流Ｉ２、第１回線ＬＡの逆相電流ＩＡ２、第２回線ＬＢの逆相電流ＩＢ２、逆相第二回路の電流Ｉ２Ｘのいずれもが発生し、その大きさは零ではない。但し、１回線事故時を生じた第１回線ＬＡの逆相電流ＩＡ２は、事故を発生していない第２回線ＬＢの逆相電流ＩＢ２に対して十分に大きい。
【００２８】
この場合に、第１回線ＬＡの電流ＩＡは第２回線ＬＢの電流ＩＢの大きさに対して十分に大きな値のものであるのでその差電流（ＩＡ−ＩＢ）（逆相第二回路電流Ｉ２Ｘ）は動作判定値ＩＳよりも大きくなり、これを極性量とする逆相第二回路電流の過電流保護継電装置５０Ｉ２２は動作し、その出力は「１」である。
【００２９】
また逆相第二回路の電流Ｉ２Ｘの発生により、これを極性量とする測距演算により保護継電装置４４ＧＮが動作しその出力は「１」である。また逆相電流Ｉ２を極性量とする演算でも動作判定値ＩＳよりも大きくなり、これを極性量とする地絡距離継電装置４４Ｇも動作しその出力は「１」である。
【００３０】
この場合、逆相第二回路電流の過電流保護継電装置５０Ｉ２２と逆相第二回路電流を極性量とした保護継電装置４４ＧＮがともに動作しているので論理積回路ＡＮＤ１は遮断器の引き外し信号を出力する。
【００３１】
これに対し、逆相第二回路電流の過電流保護継電装置５０Ｉ２２が動作せず地絡距離継電装置４４Ｇが動作することをもって遮断器の引き外し信号となす論理積回路ＡＮＤ２側では、逆相第二回路電流の過電流保護継電装置５０Ｉ２２が動作するので論理積回路ＡＮＤ３の出力が「１」となり、遮断器の引き外し信号出力を与えない。
【００３２】
この２回線運用、１回線事故時の場合には、結果的には逆相第二回路電流の過電流保護継電装置５０Ｉ２２と逆相第二回路電流を極性量とした保護継電装置４４ＧＮがともに動作している状態により、並行２回線送電線事故時（１回線事故時）と判断して遮断器の引き外しを実行する。これにより正しい保護動作を実行できる。
【００３３】
図４の並行２回線送電線事故時（１回線・相手端至近端事故時）の事例では、相手端近傍での事故を想定している。この場合には、逆相電流Ｉ２、第１回線ＬＡの逆相電流ＩＡ２、第２回線ＬＢの逆相電流ＩＢ２、逆相第二回路の電流Ｉ２Ｘのいずれもが発生し、その大きさは零ではない。
【００３４】
但し、自端から１回線事故を生じた第１回線ＬＡ上の事故点Ｆまでの距離と、自端から第２回線ＬＢ、相手端を経由して１回線事故を生じた第１回線ＬＡ上の事故点Ｆまでの距離が近いのがこの事例である。この場合には、１回線事故時を生じた第１回線ＬＡの逆相電流ＩＡ２は事故を発生していない第２回線ＬＢの逆相電流ＩＢ２よりも大きくなるが、その電流差が小さいのが特徴である。また同様に、第１回線ＬＡの電流ＩＡと、第２回線ＬＢの電流ＩＢの電流差が小さい。
【００３５】
この結果、第１回線ＬＡの電流ＩＡと第２回線ＬＢの電流ＩＢの大きさがほぼ等しく、その差電流（ＩＡ−ＩＢ）が動作判定値ＩＳよりも小さくなるので逆相第二回路電流の過電流保護継電装置５０Ｉ２２は動作せず、その出力は「０」である。
【００３６】
また逆相第二回路の電流Ｉ２Ｘを極性量とする保護継電装置４４ＧＮも動作することができず、その出力は「０」である。
【００３７】
なお逆相電流Ｉ２は、動作判定値ＩＳよりも大きくなり、これを極性量とする地絡距離継電装置４４Ｇが動作しその出力は「１」である。
【００３８】
この場合、逆相第二回路電流の過電流保護継電装置５０Ｉ２２と逆相第二回路電流を極性量とした保護継電装置４４ＧＮがともに動作していることを条件とする論理積回路ＡＮＤ１は、双方が動作しないので遮断器の引き外し信号を出力しない。
【００３９】
これに対し、逆相第二回路電流の過電流保護継電装置５０Ｉ２２が動作せず地絡距離継電装置４４Ｇが動作することをもって遮断器の引き外し信号となす論理積回路ＡＮＤ２側では、条件が成立して遮断器の引き外し信号出力を与えることができる。
【００４０】
この場合には、結果的には逆相第二回路電流の過電流保護継電装置５０Ｉ２２が動作せず地絡距離継電装置４４Ｇが動作する状態により、並行２回線送電線事故時（１回線・相手端至近端事故時）と判断して遮断器の引き外しを実行する。これにより正しい保護動作を実行できる。
【００４１】
以上図２、図３、図４、図５を示して説明したように、２回線運用時の各ケースにおいて図１に示す論理回路により正しい動作結果を得ることができた。またこの論理回路により１回線運用時にも正しく動作できることを次に説明する。
【００４２】
但し１回線運用の場合には、２回線運用条件回路１００が出力「０」を与えている。このため、逆相第二回路電流の過電流保護継電装置５０Ｉ２２の動作に関わらず、論理積回路ＡＮＤ３の出力は「０」である。この結果、論理回路ＡＮＤ１が「１」となることは１回線運用時には発生しない。従って、論理回路ＡＮＤ２のみを判断すればよい。
【００４３】
このことを前提に、まず第１回線ＬＡのみの１回線運用時の正常状態について説明する。このとき、逆相電流Ｉ２、第１回線ＬＡの逆相電流ＩＡ２は、いずれもほぼ零である。また運用しない第２回線ＬＢの逆相電流ＩＢ２は零であり、１回線運用時には逆相第二回路を形成していないので逆相第二回路電流を検出していない。
【００４４】
従って逆相第二回路電流（差電流）を極性量とした逆相第二回路電流の過電流保護継電装置５０Ｉ２２の場合には、逆相第二回路電流の過電流保護継電装置５０Ｉ２２は動作せず、その出力は「０」である。
【００４５】
また逆相第二回路電流Ｉ２Ｘを極性量とする逆相第二回路電流を極性量とした保護継電装置４４ＧＮも動作せずその出力は「０」である。逆相電流Ｉ２を極性量とする地絡距離継電装置４４Ｇも動作せずその出力は「０」である。
【００４６】
この場合、論理積回路ＡＮＤ３の出力と逆相第二回路電流を極性量とした保護継電装置４４ＧＮがともに動作することをもって遮断器の引き外し信号とする論理積回路ＡＮＤ１は出力しない。論理積回路ＡＮＤ３の出力自体が「０」である。
【００４７】
他方、論理積回路ＡＮＤ３の出力がなく、地絡距離継電装置４４Ｇが動作することをもって遮断器の引き外し信号となす論理積回路ＡＮＤ２も出力を与えない。地絡距離継電装置４４Ｇの不動作により、論理積回路ＡＮＤ２の論理が成立しない。これにより正しい保護動作を実行できる。
【００４８】
次に第１回線ＬＡのみの１回線運用時の事故状態について説明する。このとき、逆相電流Ｉ２、第１回線ＬＡの逆相電流ＩＡ２が発生する。但し運用しない第２回線ＬＢの逆相電流ＩＢ２は零である。
【００４９】
従って第１回線ＬＡの電流ＩＡと第２回線ＬＢの電流ＩＢの差電流を極性量とする逆相第二回路電流の過電流保護継電装置５０Ｉ２２は、その差電流を検知して動作し、その出力は「１」である。
【００５０】
逆相第二回路電流Ｉ２Ｘを極性量とする逆相第二回路電流を極性量とした保護継電装置４４ＧＮも動作しその出力は「１」である。これに対し、逆相電流Ｉ２を極性量とする地絡距離継電装置４４Ｇは、十分な大きさの逆相電流を検出して動作し、その出力を「１」とする。
【００５１】
この場合、論理積回路ＡＮＤ３の出力と逆相第二回路電流を極性量とした保護継電装置４４ＧＮがともに動作することをもって遮断器の引き外し信号とする論理積回路ＡＮＤ１は出力しない。
【００５２】
論理積回路ＡＮＤ３の出力がなく、地絡距離継電装置４４Ｇが動作することをもって遮断器の引き外し信号となす論理積回路ＡＮＤ２は、条件成立し、遮断器の引き外し信号を与える。これにより正しい保護動作を実行できる。
【００５３】
図５は、図１の実施例における保護継電装置の入力と出力の関係を、想定事象ごとに整理したものである。この図５によれば本発明の並行２回線送電線の保護継電装置は、２回線運用時及び１回線運用時の事故事例に対して正しく遮断器の引き外し信号を与えることが可能であり、１回線運用時及び２回線運用の正常時には動作しないものとされていることが明らかに理解できる。
【符号の説明】
【００５４】
４４ＧＮ：逆相第二回路電流を極性量とする保護継電装置
４４Ｇ：逆相電流を極性量とする保護継電装置
５０Ｉ２２：逆相第二回路電流の過電流保護継電装置
ＡＮＤ１、ＡＮＤ２、ＡＮＤ３：論理積回路
ＩＡ、ＩＢ：第１回線ＬＡの電流、第２回線ＬＢの電流
Ｉ２、ＩＡ２、ＩＢ２：逆相電流
Ｉ２Ｘ：逆相第二回路の電流
【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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