(57)【要約】【課題】  保護協調が取りやすく、保護動作を早くする距離継電装置を提供すること。【解決手段】  系統の事故を検出し、遮断器に対して所定の時限後に遮断指令を出力する距離継電装置であって、事故点までの距離に基づいて前記時限を可変に設定する時限可変手段を備え、この時限可変手段は、第２段以降の保護範囲のうち最初の範囲の一部または全部の時限を、事故箇所の距離に応じて前段の時限から当該時限よりも大きな所定時限に達するまで漸増させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統の事故を検出し、遮断器に対して所定の時限後に遮断指令を出力する距離継電装置であって、
事故点までの距離に基づいて前記時限を可変に設定する時限可変手段を備えたことを特徴とする距離継電装置。
【請求項２】
前記時限可変手段は、第２段以降の保護範囲のうち最初の範囲の一部または全部の時限を、事故箇所の距離に応じて前段の時限から当該時限よりも大きな所定時限に達するまで漸増させていることを特徴とする距離継電装置。
【請求項３】
前記時限可変手段は、保護範囲ごとに設定した各時限に対して、次区間の保護継電装置が有する時限よりも大きい範囲であり、かつ電源側の保護継電装置が有する時限よりも小さい範囲で前記各時限を略直線的に変化させることを特徴とする請求項２記載の距離継電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電線の保護において、ある変電所内や、送電線が繋がる相手端やそれ以降の変電所に設置の保護継電装置間の保護協調を容易にし、また迅速な保護動作を可能にする距離継電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力系統の保護に使用される距離継電装置（以降ＤＺリレーと略す）は、事故を検出する距離に応じて階段的に固定の動作時限で動作するよう整定されている。図７は、従来の距離継電装置１Ｘの装置構成図であり、電流および電圧の交流量を入力して事故点までの距離を検出する事故点距離検出手段１１と、この出力により後述するどの段の保護範囲なのかを判定する保護範囲判定手段１２Ｘと、この出力により前記階段的な固定の時限で遮断信号を出す固定時限手段１３Ｘと、前記保護範囲と時限の整定値を整定する整定手段１４から主に構成されている。従来の時限動作を図８の処理フローチャートと図３、図４、図５、図６の上段の図で説明する。図８のフローチャートでは、事故の発生Ｓ１により事故点距離検出手段１１内の距離算出処理Ｓ２がなされ、事故点までの距離Ｚが算出される。この距離Ｚを次の保護範囲判定手段１２Ｘで距離Ｘ１以下、または距離Ｘ２以下、または、最大保護範囲ＳＭ以下なのかが判定され、それぞれの判定結果により、次の固定時限手段１３Ｘで時限ｔにＴ１，Ｔ２，Ｔ３が選ばれる。この各保護範囲を第1段、第２段、第３段の保護範囲と呼んでいる。
【０００３】
図３、図４では、直列に送電線で接続された４つの変電所Ａ変、Ｂ変、Ｃ変、Ｄ変があり、Ａ，Ｂ，Ｃ変の送電線保護に、それぞれＤＺリレーが設備されている。なお、図中、時限Ｔｎｍ，保護範囲Ｘｎｍにおけるｎ＝ａ，ｂ，ｃ，・・・は、それぞれ変電所記号Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・に対応し当該変電所における整定値であることを表している。また、ｍ＝１，２，３，・・・は段数を表している。以降の説明において各変電所に共通する説明の場合は、ｎを省略して表す場合がある。
【０００４】
一般的に送電線保護用のＤＺリレーは、図３のＡ変の例で説明すると、自身と隣接変電所間の事故時に時限Ｔａ１で即時遮断する保護区間の第１段の保護範囲Ｘａ１は、送電線の電圧や電流を測定する変成器やＤＺリレーの検出精度を考慮して、一般的に相手端（Ｂ変）までの正相リアクタンスの８０％程度にする。次に、相手端（Ｂ変）までの正相リアクタンスの１５０％程度に第２段の保護範囲Ｘａ２を設定し、しかも即時遮断の時限Ｔｂ１より時限協調ΔＴ遅く動作させる動作時限Ｔａ２（>Ｔｂ１+ΔＴ）を持たす。そして検出限界までを相手端（Ｂ変）までの正相インピーダンスの３００％程度に第３段の保護範囲ＳＭを設定し、隣接変電所Ｂ変の第２段の動作時限Ｔｂ２より大きな時限Ｔａ３（>Ｔｂ２＋ΔＴ）を持たす。次の変電所のＢ変やその次のＣ変も各段の動作時限も最大保護範囲ＳＭ内で時限協調ΔＴ以上大きい動作時限と保護範囲が重なるまたは近寄り過ぎないよう変電所のＤＺリレーは、相互に協調した整定値に設定される。この保護協調の前者保護範囲の協調をリーチ協調、後者を時限協調と一般的に呼ぶ。また、時限協調ΔＴは０．４秒程度が必要とされる。
【０００５】
図３では、各送電線の距離がほぼ同じ場合では、前記リーチと時限の協調は、各変電所のＤＺリレーのリーチ協調は同一でよく、最初のＡ変の第３段の動作時限Ｔａ３のみ大きくとれば良いので容易であるが、たとえば、図４に示すＢ変とＣ変間が他の区間より大分短い場合、Ａ変の第２段のリーチＸａ２を決めるとき、Ｂ変の第２段のリーチＸｂ２の時限Ｔｂ２区間の動作範囲と近寄り過ぎまたは重なる恐れがある。このため、時限Ｔａ２をＢ変の第２段の時限Ｔｂ２より大きくして、リーチが重なる又は近寄り過ぎた場合にこの時限協調で不要な動作を防止する。
【０００６】
図５では、Ａ変内の変圧器保護の過電流継電装置(以後ＯＣリレーと略す)と隣接への送電線用の前記のＤＺリレーが設備されている。前記ＯＣリレーは、即時遮断範囲の変圧器を保護する第１段の保護範囲を持ち、それ以降の第２段の保護範囲は、ＯＣリレーが持つ反限時特性による動作時限で動作する。次に送電線に設備されたＤＺリレーは、前記したように第１段、第２段、第３段の保護範囲と時限を設定されている。この階段状の動作線と、前記ＯＣリレーの動作線が重ならないよう又は近寄り過ぎないよう相互にリーチ協調と時限協調がなされる。特にＤＺリレーの階段上に上がった箇所ｐ１，ｐ２とＯＣリレーの曲線の動作線Ｌａｃ時限協調が必要である。
【０００７】
図６は、Ａ変の送電線保護用のＤＺリレーと、Ｂ変の変圧器Ｔｒｂの一次側と二次側保護としてそれぞれＯＣリレーで保護する構成の例を示す。この場合も、Ｂ変においては、変圧器一次側保護のＯＣリレーと二次側保護のＯＣリレーの動作線が重ならないよう又は近寄り過ぎないようリーチ協調と時限協調を行うと同時に、Ａ変の送電線保護用のＤＺリレーの動作線が重ならないよう又は近寄り過ぎないように設定される。特にこのＤＺリレーの第３段の動作線Ｌａ３が、Ｂ変の反限時特性の動作線Ｌｂｃと重ならないよう又は近寄り過ぎないよう時限Ｔａ３を大きく設定する必要がある。
【０００８】
また特許文献１では、距離継電装置の保護協調として、第1段の時限を高速化する方法と装置が提案されている。しかしながら、保護システム全体の第1段以降の第２段、第３段の保護協調の技術ではない。
このように、ＤＺリレーにおいては、時限の変更を段毎に階段状に変化させているため、階段上に変化させた箇所は、電源側の保護継電装置の検出時限と最も近くなるため、階段状の時限を小さくすることができず、迅速な保護ができない問題がある。
【特許文献１】特開２００５−１１７７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上述のかかる事情に鑑みてなされたものであり、前記第２段以降の保護範囲と時限を従来より緻密に設定し、第２段以降の動作を迅速に行う距離継電装置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】
上記目的を達成するため、本発明に係わる距離継電装置は、系統の事故を検出し、遮断器に対して所定の時限後に遮断指令を出力する距離継電装置であって、事故点までの距離に基づいて前記時限を可変に設定する時限可変手段を備えたことを特徴とする。
本発明では、時限可変手段により、距離継電装置の時限を保護範囲に応じて、固定的な時限だけでなく、事故検出箇所の距離に応じた自由な時限を設定でき、保護システム全体の保護協調を容易に取ることができる。
【００１１】
また、本発明に係わる距離継電装置では、前記時限可変手段は、第２段以降の保護範囲のうち最初の範囲の一部または全部の時限を、事故箇所の距離に応じて前段の時限から当該時限よりも大きな所定時限に達するまで漸増させていることを特徴とする。
時限可変手段により可変にすることが有効な保護範囲を定め、その時限設定することによって、保護システム全体の保護協調を容易に取ることができる。
【００１２】
好ましくは、この時限可変手段は、保護範囲ごとに設定した各時限に対して、次区間の保護継電装置が有する時限よりも大きい範囲で、電源側の保護継電装置が有する時限よりも小さい範囲で前記各時限を略直線的に変化させるのが良い。
【００１３】
後段の次区間の保護継電装置が有する時限よりも小さくならない範囲で各段の時限を直線的に漸増させることによって、簡単なパラメータで迅速な保護が実現できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、距離継電装置の時限整定値を可変にすることにより、保護システムの保護協調が容易になり、しかも迅速な保護動作が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は、第１の実施の形態による距離継電装置（ＤＺリレー）の概略の装置構成図である。図７で述べた従来のＤＺリレー１Ｘと同じ構成部は、同じ記号である。  この図で、ＤＺリレー１は、事故点距離検出手段１１と、従来より細かく保護範囲を判定する保護範囲判定手段１２と、この判定出力により各保護範囲の時限を演算する時限可変手段１３と、各保護範囲と、その中の可変時限の範囲と、動作時限の整定値を予め設定する整定手段１４から構成される。
【００１６】
作用を図２の本発明の時限演算フローチャートと、図３，４，５，６の下段の図で説明する。従来のＤＺリレー１Ｘの固定時限演算フローチャート図８で前記した第1段、第２段、最大の保護範囲Ｘ１，Ｘ２、ＳＭに、Ｘ１とＸ２の範囲に続く従来なら動作時限がＴ１からＴ２、またはＴ２からＴ３に変わる点から、各Ｘ２Ｔ，Ｘ３Ｔの可変時限保護範囲を設ける。この範囲Ｘ２Ｔ，Ｘ３Ｔでは、前段の時限Ｔ１からＴ２またはＴ２からＴ３への時限の変化を（Ｔ２−Ｔ１）／Ｘ２Ｔまたは（Ｔ３−Ｔ２）／Ｘ３Ｔ  の傾きで直線的に時限を変化させる。この動作チャートを図２のフローチャートで示すと、事故発生Ｓ１で処理を開始する。事故点距離検出手段１１の処理Ｓ２によりで検出した距離Ｚが算出され、次の保護範囲判定手段１２の処理Ｓ３，４，５，６，７により保護範囲を判定する。その結果と事故点距離Ｚにより次の時限可変手段１３の処理Ｓ１０，１１，１２，１３，１４により各時限を算出する。もしも前記保護範囲判定Ｓ３が成立する図３で示す第1段の保護範囲Ｘ１内の場合、次の時限処理Ｓ１０により時限ｔがＴ１（即時遮断時限）に設定され、その時限後、遮断信号が出力される。もしも保護範囲判定処理Ｓ４が成立する図３で示す保護範囲Ｘ２Ｔ内の場合、時限処理Ｓ１１により、
ｔ＝Ｔ１＋（Ｚ−Ｘ１）（Ｔ２−Ｔ１）／Ｘ２Ｔ  ・・・（1式）
で演算した時限後、出力される。保護範囲判定処理Ｓ５が成立する第２段の前記Ｘ２Ｔの範囲以降のＸ２の保護範囲までは、Ｓ１２により従来と同じ時限Ｔ２後出力される。
第３段も第２段と同じで、Ｘ３Ｔの保護範囲は、
ｔ＝Ｔ２＋（Ｚ−Ｘ２）（Ｔ３−Ｔ２）／Ｘ３Ｔ    ・・・（２式）
の時限後出力する。以降ＳＭ範囲までは、時限Ｔ３後に出力される。
【００１７】
この効果として、たとえば、図３の変電所間がほぼ等間隔にシステムにおいては、従来保護範囲の先頭でも、後方と同じ動作時限で動作させていたが、この図に示すように、前記先頭の範囲での事故時は、前段に時限と現在の段の時限内で可能な限り早い時限で動作することができる。また、図４の保護範囲の中間の変電所の距離が他に比べて短い場合、第２段の時限Ｔ２を従来より小さく、前記等間隔での時限と同じ程度にすることができ、迅速な保護ができる。また図５の前段がＯＣリレーで、後段がＤＺリレーの場合、従来後段のＤＺリレーの第２段、第３段の保護範囲の立ち上がりの部分が時限協調のクリティカルな点となり、前段ＯＣリレーの第２段の時限を大きくしなければならないものを、図の３角の部分ａ１，ａ２が無くなるため、前記ＯＣリレーの時限もその分小さくすることができるため動作が速くなる。同様に図６では、前段がＤＺリレーで後段がＯＣリレーの場合、前段のＤＺリレーの第３段の時限Ｌａ３と、後段のＯＣリレーの反限時特性の時限とにおいて、最大保護範囲内で時限協調が必要なため、非常に大きなものにする必要があったが、本発明１の可変時限特性や本発明２に示す特性の時限をすれば、ＤＺリレーの動作を従来より早く動作させることができる。
【００１８】
また、前記１式、２式を二次元の方程式による曲線することでも良い。
以上、本実施の形態によれば、距離継電装置の時限を反限時特性の近い形にすることにより、保護システムにおける保護協調を、各保護継電装置の保護範囲を従来より広く、動作時限を速くすることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は、電力系統における保護システムに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態による距離継電装置の装置構成図である。
【図２】図１の距離継電装置の時限演算フローチャートである。
【図３】従来および本発明の距離継電装置の動作チャートである。（その１）
【図４】従来および本発明の距離継電装置の動作チャートである。（その２）
【図５】従来および本発明の距離継電装置の動作チャートである。（その３）
【図６】従来および本発明の距離継電装置の動作チャートである。（その４）
【図７】従来の距離継電装置の装置構成図である。
【図８】従来の距離継電装置の時限演算フローチャートである。
【符号の説明】
【００２１】
１、１Ｘ  距離継電装置
１１  事故点距離検出手段
１２，１２Ｘ  保護範囲判定手段
１３  時限可変手段
１３Ｘ  固定時限手段
１４  整定値設定手段
Ｓ１，・・・Ｓ１０  各種処理
【図１】
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【図２】
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【図７】
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【図８】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008259342.tif 000009
【図６】
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