(57)【要約】【課題】母線保護リレーが不動作の場合に停電範囲を抑えつつ安全に電力供給すること。【解決手段】電源側のＢ変電所と負荷側のＡ変電所との間で送電を行う送電システム１００における、Ａ変電所の母線１Ａ内の事故に対する母線保護リレー不動作時の事故対処方法であって、Ａ変電所の母線保護リレー不動作時にＢ変電所側のＤＺ２段保護リレーを用いて事故を検知する第１工程と、事故の検知をＰＣＭ伝送を用いてＡ変電所に通知する第２工程と、Ｂ変電所から、通知があり、かつ、ＰＣＭ保護リレー４１Ａが事故を検知していないことを条件に、送電線２ＬａのＡ端側の遮断器２１ａを遮断する第３工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】図４
2015035860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源側変電所と負荷側変電所との間で送電を行う送電システムにおける、負荷側変電所の母線事故に対する母線保護リレー不動作時の事故対処方法であって、
前記電源側変電所は、両変電所間を接続する送電線、及び、前記負荷側変電所の母線を保護範囲とする第１保護リレーと、前記負荷側変電所との間で通信を行う通信部と、を備え、
前記負荷側変電所は、前記送電線を保護範囲とする第２保護リレーと、前記電源側変電所との間で通信を行う通信部と、を備え、
前記電源側変電所による、
前記負荷側変電所の母線保護リレー不動作時に前記第１保護リレーを用いて事故を検知する第１工程と、
前記第１保護リレーが事故を検知したことを、前記負荷側変電所に通知する第２工程と、
前記負荷側変電所による、
前記電源側変電所から、前記通知があり、かつ、前記第２保護リレーが事故を検知していないことを条件に、前記送電線の負荷側変電所側の遮断器を遮断する第３工程と、
を含むことを特徴とする事故対処方法。
【請求項２】
前記電源側変電所による、
前記負荷側変電所の母線保護リレー不動作時に、前記送電線の電源側変電所側の遮断器を遮断する第４工程と、
第４工程の後に所定時間経過すると、遮断した前記電源側変電所側の遮断器を復旧させる第５工程と、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の事故対処方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、母線保護リレー不動作時の事故対処方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
送電システムを構成する母線に事故が発生した場合には、母線保護リレー（主保護）が動作し、遮断器が遮断されることで、事故箇所が電力網から切り離される。ここで、電力供給の安定性の観点から、母線保護リレーが不動作の場合には、他の保護リレー（後備保護）が動作し、事故が発生した母線よりも上流の遮断器が遮断される。
【０００３】
この点、図５を参照して具体的に説明する。
図５（１）に示すように、Ａ変電所（負荷側）の母線で事故が発生した場合、主保護としての母線保護リレーが動作する。即ち、事故による異常電流を所定の変流器が検知し、Ａ変電所（負荷側）とＢ変電所（電源側）とを接続する送電線に設けられた遮断器のうち、Ａ変電所側の遮断器を遮断する。これにより、Ａ変電所（負荷側）よりも下流が電力網から切り離され、停電することになる。
【０００４】
図５（２）を参照して、主保護としての母線保護リレーが不動作である場合、後備保護としての保護リレーが動作する。このような保護リレーとして、例えば、Ａ変電所（負荷側）よりも上流のＢ変電所（電源側）の方向距離第２段（ＤＺ２段）の保護リレーが知られている。ＤＺ２段の保護リレーは、リレー設置点から保護対象送電線全長（保護区間）の１２０％〜１５０％程度を保護範囲とする保護リレーであり、送電線内の事故だけでなく、相手母線内の事故も検知する。このＤＺ２段の動作により、Ａ変電所（負荷側）とＢ変電所（電源側）とを接続する送電線に設けられた遮断器のうち、Ｂ変電所側の遮断器を遮断する。これにより、Ｂ変電所（電源側）よりも下流が電力網から切り離され、停電することになる。
【０００５】
母線保護リレーが不動作である場合の工夫は、これまでいくつか知られており、特許文献１では、母線保護リレーが不動作である場合に、デジタル電流動作（ＰＣＭ）保護リレーを用いた伝送で遮断信号を相手端に送信することで、相手端の遮断器を瞬時に遮断することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１２５１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、母線保護リレーが不動作時の後備保護では、母線保護リレーが動作した場合に比べて停電範囲が拡大してしまう。即ち、図５（１）に示すように母線保護リレーが動作した場合であればＡ変電所（負荷側）よりも下流が停電すれば足りるところ、図５（２）に示すように後備保護の保護リレーが動作した場合にはＢ変電所（電源側）よりも下流が停電することになり、結果、Ａ変電所とは関係のないＣ変電所の範囲も停電することになる。
この点、特許文献１のように相手端の遮断器を瞬時に遮断したとしても、停電範囲が拡大してしまうことは同じであり、更なる工夫が求められる。
【０００８】
なお、遮断器を遮断した後、自動的に復旧させる自動復旧装置（ＡＲＥ）も知られているが、母線保護リレーが不動作の場合の後備保護に対しては不使用に設定され、使用することができない。これは、復旧させた際に母線事故が継続している場合に、再度事故母線を充電してしまうことになり、設備破損の拡大及び停電時間の長期化のおそれがあるためである。そのため、母線保護リレーが不動作の場合の復旧は、全て人間による手動操作とならざるを得ず、停電解消に時間がかかってしまっていた。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、母線保護リレーが不動作の場合に停電範囲を抑えつつ安全に電力供給することが可能な事故対処方法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】
【００１０】
本発明は、電源側変電所と負荷側変電所との間で送電を行う送電システムにおける、負荷側変電所の母線事故に対する母線保護リレー不動作時の事故対処方法であって、前記電源側変電所は、両変電所間を接続する送電線、及び、前記負荷側変電所の母線を保護範囲とする第１保護リレーと、前記負荷側変電所との間で通信を行う通信部と、を備え、前記負荷側変電所は、前記送電線を保護範囲とする第２保護リレーと、前記電源側変電所との間で通信を行う通信部と、を備え、前記電源側変電所による、前記負荷側変電所の母線保護リレー不動作時に前記第１保護リレーを用いて事故を検知する第１工程と、前記第１保護リレーが事故を検知したことを、前記負荷側変電所に通知する第２工程と、前記負荷側変電所による、前記電源側変電所から、前記通知があり、かつ、前記第２保護リレーが事故を検知していないことを条件に、前記送電線の負荷側変電所側の遮断器を遮断する第３工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、前記電源側変電所による、前記負荷側変電所の母線保護リレー不動作時に、前記送電線の電源側変電所側の遮断器を遮断する第４工程と、第４工程の後に所定時間経過すると、遮断した前記電源側変電所側の遮断器を復旧させる第５工程と、を更に含むこととしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、母線保護リレーが不動作の場合に停電範囲を抑えつつ安全に電力供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の事故対処方法が適用される送電システムの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の事故対処方法が適用される送電システムの概略構成を示す図である。
【図３】本発明の事故対処方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の事故対処方法の動作の流れを示す説明図である。
【図５】母線事故に対する従来の事故対処方法の流れを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１及び図２は、本発明の事故対処方法が適用される送電システム１００の概略構成を示す図である。
【００１５】
図１を参照して、送電システム１００は、電源側のＢ変電所に対して、負荷側のＡ変電所及びＣ変電所により構成される。Ａ変電所、Ｂ変電所、Ｃ変電所には、夫々、母線１Ａ、１Ｂ、１Ｃが設けられる。Ｂ変電所の母線１ＢとＡ変電所の母線１Ａとは、送電線２Ｌａ，２Ｌｂで接続され、Ｂ変電所の母線１ＢとＣ変電所の母線１Ｃとは、送電線３Ｌａ，３Ｌｂにより接続される。
これら送電線２Ｌａ，２ＬｂのＡ変電所側には遮断器１１ａ、１１ｂが設置され、Ｂ変電所側には遮断器２１ａ、２１ｂが設置される。また、送電線３Ｌａ，３ＬｂのＣ変電所側には、遮断器３１ａ、３１ｂが設置される。また、送電システム１００には、遮断器１１ａ、１１ｂを自動的に復旧させる自動復旧装置１２（ＡＲＥ）と、遮断器２１ａ、２１ｂを自動的に復旧させる自動復旧装置２２（ＡＲＥ）と、遮断器３１ａ、３１ｂを自動的に復旧させる自動復旧装置３２（ＡＲＥ）とが設けられる。
【００１６】
図２を参照して、送電システム１００に設けられる保護リレーについて説明する。なお、以下では、Ａ変電所−Ｂ変電所を接続する送電線２Ｌａに設けられた保護リレーの一部のみについて説明し、送電線２Ｌａに設けられる他の保護リレーについての説明を省略する。また、送電線２Ｌａ以外の他の送電線は、送電線２Ｌａに設けられた保護リレーと同一の保護リレーが設けられているため、説明を省略する。
【００１７】
送電線２Ｌａには、ＰＣＭ保護リレー４１Ａ，４１Ｂ（第２保護リレー）と、ＤＺ２段保護リレー５１Ａ，５１Ｂ（第１保護リレー）とが設けられる。
【００１８】
ＰＣＭ保護リレー４１Ａは、送電線２ＬａのＡ変電所側の所定位置（Ａ端）に設置された変流器に接続され、ＰＣＭ保護リレー４１Ｂは、送電線２ＬａのＢ変電所側の所定位置（Ｂ端）に設置された変流器に接続される。ＰＣＭ保護リレー４１Ａ，４１Ｂは、自端における送電線電流を一定周期でサンプリングするとともに、ＰＣＭ伝送路を使用して相手端のデータを取得する。また、ＰＣＭ保護リレー４１Ａ，４１Ｂは、自端のデータと相手端のデータと比較することで、保護範囲内の事故を検知する。なお、ＰＣＭ保護リレー４１Ａ，４１Ｂの保護範囲は、リレー設置点間であり、送電線２Ｌａの略全長である。
Ａ端側のＰＣＭ保護リレー４１Ａが事故を検知すると、ＰＣＭ保護リレー４１Ａは、送電線２ＬａのＡ端側の遮断器１１ａ（図１）を遮断する。また、Ｂ端側のＰＣＭ保護リレー４１Ｂが事故を検知すると、ＰＣＭ保護リレー４１Ｂは、送電線２ＬａのＢ端側の遮断器２１ａ（図１）を遮断する。
【００１９】
ＤＺ２段保護リレー５１Ａは、送電線２ＬａのＡ変電所側の所定位置（Ａ端）に設置された変流器に接続され、ＤＺ２段保護リレー５１Ａは、送電線２ＬａのＢ変電所側の所定位置（Ｂ端）に設定された変流器に接続される。ＤＺ２段保護リレー５１Ａ，５１Ｂは、自端の電流、電圧を用いて事故点の方向や事故点までの距離を測定する方式であり、リレー設置点から送電線２Ｌａの全長の１２０％〜１５０％の範囲を保護範囲とする。なお、ＤＺ２段保護リレー５１Ａ，５１Ｂは、送電線２Ｌａ内の事故と、相手母線内の事故とを区別することができない。
Ａ端側のＤＺ２段保護リレー５１Ａが事故を検知すると、ＤＺ２段保護リレー５１Ａは、送電線２ＬａのＡ端側の遮断器１１ａ（図１）を遮断する。また、ＤＺ２段保護リレー５１Ｂが事故を検知すると、ＤＺ２段保護リレー５１Ｂは、送電線２ＬａのＡ端側の遮断器２１ａ（図１）を遮断する。
【００２０】
続いて、本発明の事故対処方法について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、事故対処方法の処理の流れを示すフローチャートであり、図４は、事故対処方法の動作の流れを示す説明図である。
本発明の事故対処方法は、母線に事故が発生したにも関わらず、母線保護リレーが不動作の場合の対処方法である。図３及び図４では、電源側の変電所Ｂに対して負荷側の変電所Ａ，Ｃが存在し、変電所Ａの母線１Ａで事故が発生したにも関わらず、母線保護リレーが動作しなかった場合について説明する。
【００２１】
図３を参照して、母線保護リレー（主保護）が不動作であるため、ステップＳ１において、事故があった母線１Ａよりも上流のＢ変電所において後備保護リレーが動作する。一例として、送電線２Ｌａだけでなく事故のあった母線１Ａも保護範囲とするＤＺ２段保護リレー５１Ｂが動作する。その結果、送電線２ＬａのＢ端側の遮断器２１ａが遮断される。
続いて、ステップＳ２において、Ｂ変電所においてＤＺ２段保護リレー５１Ｂの動作をＡ，Ｃ変電所に対して通知する。この通知は、例えば、ＰＣＭ伝送路を用いて行うことができる。即ち、Ｂ端側のＰＣＭ保護リレー４１ＡからＡ端側のＰＣＭ保護リレー４１Ａ及びＣ端側のＰＣＭ保護リレー（図示せず）に対して、所定の通信を行うことで、ＤＺ２段保護リレー５１Ｂの動作を通知する。
【００２２】
Ｂ変電所からＤＺ２段保護リレー５１Ｂの動作の通知を受けると、ステップＳ１１において、Ａ，Ｃ変電所ではＰＣＭ保護リレーが動作したか否かを判定する。ここで、ＤＺ２段保護リレーは、相手母線内の事故も検知できるものの、送電線内の事故と相手母線内の事故とを区別することができない。一方、ＰＣＭ保護リレーは、送電線内の事故を検知するため、ＤＺ２段保護リレーが動作したにも関わらずＰＣＭ保護リレーが動作していない場合には、送電線内の事故ではなく、母線内の事故であると特定できる。ステップＳ１１は、Ｂ端側で検知した事故が送電線内のものであるか、母線内の事故であるかを判定する処理である。
【００２３】
ステップＳ１１においてＹＥＳの場合、処理をステップＳ１２に移し、ＮＯの場合、適宜必要な処理を行った上で、処理を終了する。なお、本実施形態では、Ａ変電所の母線１Ａ内で事故が起きており、送電線内の事故ではないため、Ａ，Ｃ変電所において、ＹＥＳと判定される。
【００２４】
続いて、ステップＳ１２において、Ａ，Ｃ変電所では母線保護リレーが不動作であるか否かを判定する。なお、母線保護リレーが不動作であるとは、本来動作する必要があるにも関わらず動作していないことをいう。即ち、母線１Ａで事故が起きているため、Ａ変電所では母線保護リレーが動作する必要がある一方で、母線１Ｃ内に事故が起きていないため、Ｃ変電所では母線保護リレーが動作する必要がない。そのため、Ａ変電所では、ステップＳ１２の判定はＹＥＳとなり、Ｃ変電所では、ステップＳ１２の判定はＮＯとなる。
ステップＳ１２においてＹＥＳの場合、処理をステップＳ１３に移し、ＮＯの場合、適宜必要な処理を行った上で、処理を終了する。
【００２５】
続いて、ステップＳ１３において、Ａ変電所では、自端側の遮断器１１ａを遮断し、処理を終了する。
この処理により、事故のあった母線１Ａが電力網から切り離される。ここで、ステップＳ１において、送電線２ＬａのＢ端側の遮断器２１ａも遮断されているが、ステップＳ１３において、事故のあった母線１Ａが切り離されているため、遮断器２１ａを復旧することが好ましい。そこで、Ｂ変電所では、ステップＳ２の後、所定時間経過するまで待機し（ステップＳ３）、ステップＳ４において後備保護リレーの動作に伴う遮断器２１ａの遮断を復旧させ、処理を終了する。なお、遮断器２１ａの復旧は、自動復旧装置２２の動作により行うことができる。即ち、本実施形態では、母線保護リレーの後備保護としてのＤＺ２段保護リレー５１Ｂの動作の後、直ぐにＡ端側の遮断器１１ａを遮断するため、母線保護リレーが不動作であっても電源側の自動復旧装置２２を不使用にする必要がなく、Ｂ端側の遮断器２１ａを直ぐに復旧させることができる。
【００２６】
以上、事故対処方法の処理の流れについて説明した。続いて、図４を参照して、本発明の事故対処方法を具体的に説明する。
図４（１）は、図３のステップＳ１〜Ｓ２に対応する説明図であり、図４（２）は、図３のステップＳ１１〜Ｓ１２に対応する説明図であり、図４（３）は、図３のステップＳ１３，Ｓ３〜Ｓ４に対応する説明図である。
【００２７】
図４（１）を参照して、負荷側のＡ変電所の母線１Ａで事故が発生している。このとき、母線保護リレーが不動作である場合、後備保護としてのＤＺ２段保護リレー５１Ｂが動作し、事故のあった母線１Ａよりも上流側のＢ端の遮断器２１ａが遮断される（ステップＳ１）。ＤＺ２段保護リレー５１Ｂの動作は、ＰＣＭ保護リレー４１Ｂ，４１Ａ間のＰＣＭ伝送により瞬時にＡ変電所（及びＣ変電所（図示せず、以下同じ））に通知される（ステップＳ２）。
なお、ＤＺ２段保護リレー５１Ｂの性質上、事故範囲には、送電線２Ｌａ内だけでなく、相手母線１Ａ内も含まれることになる。
【００２８】
図４（２）を参照して、Ｂ変電所からＤＺ２段保護リレー５１Ｂの動作の通知を受けると、Ａ変電所では、ＰＣＭ保護リレー４１Ａが動作したか否かを判定する（ステップＳ１１）。このＰＣＭ保護リレー４１Ａは送電線２Ｌａ内の事故を検知するため、ＰＭＣ保護リレー４１Ａが動作していない場合には、事故範囲が母線１Ａ内であることを特定できる。続いて、Ａ変電所では、母線保護リレーが不動作であるか否かを判定し、遮断器１１ａが適切に遮断できているか否かを判定する（ステップＳ１２）。なお、本実施形態では、母線保護リレーが不動作である場合を想定しているため、遮断器１１ａを遮断できていない。
【００２９】
図４（３）を参照して、そこで、Ａ変電所では、Ｂ変電所からＤＺ２段保護リレー５１Ｂの動作の通知があること、ＰＣＭ保護リレー４１Ａが動作していないこと、及び母線保護リレーが不動作であることを条件に、遮断器１１ａを遮断する（ステップＳ１３）。これにより、事故が発生した母線１Ａが切り離されることになるため、Ｂ変電所では、自動復旧装置２２が遮断器２１ａを復旧させる（ステップＳ３，Ｓ４）。
その結果、遮断器２１ａの下流が電力網に接続され、停電範囲を抑制することができる。即ち、事故が発生した母線１Ａのみが電力網から切り離され、事故とは関係のないＢ変電所の管轄やＣ変電所の管轄に電力を供給することができる。
【００３０】
以上説明した本実施形態の事故対処方法によれば、例えば、次の効果が奏される。
（１）母線事故時に母線保護リレーが不動作である場合、後備保護としてのＤＺ２段保護リレー５１Ｂが動作し、この動作通知を事故が発生したＡ変電所に通知する。このとき、ＤＺ２段保護リレー５１Ｂの動作だけでは、Ａ変電所は、母線１Ａ内の事故であるのか、Ａ変電所−Ｂ変電所間の送電線２Ｌａの事故であるのかを特定できないため、Ａ変電所は、ＰＣＭ保護リレー４１Ａが動作したか否かを判定する。即ち、ＰＣＭ保護リレー４１Ａが動作していれば、送電線２Ｌａの事故であると特定できる一方で、ＰＣＭ保護リレー４１Ａが動作していなければ、母線１Ａの事故であると特定できる。そして、Ａ変電所では、母線１Ａの事故であると特定すると、送電線２ＬａのＡ端側の遮断器１１ａを遮断し、事故箇所を電力網から切り離す。
これにより、母線保護リレーが不動作の場合であっても、事故が発生した母線１Ａのみを切り離すことができるため、停電範囲を抑えることができ、母線事故の速やかな復旧が可能になる。
【００３１】
（２）また、ＤＺ２段保護リレー５１Ｂが動作した場合には、送電線２ＬａのＢ端側の遮断器２１ａを遮断するため、母線保護リレーの後備保護としての機能を発揮することができ、安全性を確保できる。この場合において、従来では、母線保護リレーの後備保護が動作し、電源側（Ｂ端側）の遮断器２１ａが遮断された場合、自動復旧装置２２を不使用にせざるを得なかった。これは、復旧させた際に母線事故が継続している場合に、再度事故母線を充電してしまうことになり、設備破損の拡大及び停電時間の長期化のおそれがあるためである。
この点、本実施形態の事故対処方法では、遮断器２１ａが遮断された後、上述のように事故端側（Ａ端側）の遮断器１１ａが遮断されるため、自動復旧装置２２を不使用にする必要がない。これにより、本来、停電させる必要のない区間を早急に復旧させることができ、母線事故の速やかな復旧が可能になる。
【００３２】
以上、好適な実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、上記実施形態では、Ａ変電所内の母線間（二重母線）の関係については説明を省略している。これは、上記実施形態では、負荷側のＡ変電所と電源側のＢ変電所との関係に着目しているためであり、母線間の遮断器などは、必要に応じて適宜遮断されるものである。
【符号の説明】
【００３３】
１００  送電システム
１Ａ  母線
２Ｌａ  送電線
１１ａ  遮断器（Ａ端）
１２  自動復旧装置
２１ａ  遮断器（Ｂ端）
２２  自動復旧装置
４１Ａ  ＰＣＭ保護リレー（Ａ端、第２保護リレー、通信部）
４１Ｂ  ＰＣＭ保護リレー（Ｂ端、通信部）
５１Ａ  ＤＺ２段保護リレー（Ａ端）
５１Ｂ  ＣＺ２段保護リレー（Ｂ端、第１保護リレー）
【図１】
2015035860.tif 000003
【図２】
2015035860.tif 000004
【図３】
2015035860.tif 000005
【図４】
2015035860.tif 000006
【図５】
2015035860.tif 000007