(57)【要約】【課題】リレー専用伝送路を持たない電気所において、保護区間内事故を高速に精度よく判別する。【解決手段】電気所の保護装置３１，３２間に９．６ｋｂｐｓあるいは６４ｋｂｐｓ等の汎用伝送路２４を設ける。保護装置３１（３２）は電圧変成器４１や電流変成器４３、４４により母線電圧や電流を検出し、通常は正相電流を相手端と送受し、保護区間の短絡事故の有無を判定する。地絡事故時は正相電流を地絡電流に代えて伝送する。区間判別能力の高い差電流保護方式の適用が可能で、送電線事故時に高速かつ精度良く保護できる。【選択図】  図１
2005184956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
差電流保護方式によって送電線の事故を検出し、該当保護区間を保護する送電線保護方法において、
自端の保護装置は相手端の保護装置との間で、常時は正相電流の隣接する２瞬時値による伝送データを送受し、前記正相電流に基いて該当保護区間の短絡を判定した場合にその遮断器を開放することを特徴とする送電線保護方法。
【請求項２】
請求項１において、地絡を検出した場合は前記正相電流に代えて零相電流を送受し、該当保護区間の遮断器を開放することを特徴とする送電線保護方法。
【請求項３】
請求項１または２において、前記２瞬時値の伝送データはａ−Ｌａｗ方式で圧縮される送電線保護方法。
【請求項４】
請求項１または２において、前記伝送データはＣＲＣ検定方式により検定される送電線保護方法。
【請求項５】
送電系統の保護区間毎に遮断器と保護装置を設け、差電流保護方式によって送電系統の事故を検出して送電線を保護する送電線保護装置において、
自端と他端の保護装置間に汎用伝送路と、前記保護装置に常時は正相電流による伝送データを送受する通信手段を設け、短絡差電流演算を実施することを特徴とする送電線保護装置。
【請求項６】
請求項５において、前記正相電流は隣接する６０度間隔の２瞬時値であることを特徴とする送電線保護装置。
【請求項７】
請求項５または６において、前記保護装置は地絡事故を検出した場合、前記正相電流を零相電流に切り替えて伝送するための切替手段を設けることを特徴とする送電線保護装置。
【請求項８】
請求項７において、前記保護装置は地絡過渡応答時限を満足するための過渡応答タイマーを設けることを特徴とする送電線保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電線の保護装置に関し、送電線路の故障時に汎用伝送路を用いて正規応動可能となる保護方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の送電線保護リレーは、リレー専用伝送路（例：５４ｋｂｐｓ）を用いて、自端の各相電流及び零相電流と相手端の各相電流及び零相電流により差電流演算を行う。差電流が一定の値（整定値）以上になると、区間内事故を検出し当該送電線の遮断器を遮断する差電流保護方式を実施している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、最近ではリレー専用伝送路を持たない送電系統が増加し、また、通信装置の設備投資の抑制などから、上記差電流保護方式を適用する為の伝送路の整備が滞っており、保護区間判別能力の高い保護方式であるにもかかわらず適用が困難になっている。
【０００４】
本発明の目的は、リレー専用の通信設備の無い電気所間において９.６ｋｂｐｓや６４ｋｂｐｓなどの汎用伝送路を用いて、保護区間内事故を高速に精度よく判別する送電線保護装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明は、差電流保護方式によって送電線の事故を検出し、該当保護区間を保護する送電線保護方法において、自端の保護装置は相手端の保護装置との間で、常時、正相電流の隣接する２瞬時値による伝送データを送受し、該当保護区間の短絡を判定した場合にその遮断器を開放することを特徴とする。前記データの伝送は９．６kbpsや６４kbpsなどの汎用伝送路による。
【０００６】
また、地絡を検出した場合は前記正相電流に代えて零相電流を送受し、該当保護区間の遮断器を開放することを特徴とする。
【０００７】
前記２瞬時値の伝送データはａ−Ｌａｗ方式で圧縮される。また前記伝送データはＣＲＣ検定方式により検定される。
【０００８】
本発明の送電線保護装置は、送電系統の保護区間毎に遮断器と保護装置を設け、差電流保護方式によって送電系統の事故を検出して送電線を保護するものであって、自端と他端の保護装置間に汎用伝送路と、前記保護装置に常時は正相電流による伝送データを送受する通信手段を設け、短絡差電流演算を実施することを特徴とする。前記正相電流は隣合せの６０度間隔の２瞬時値である。
【０００９】
前記保護装置は地絡事故を検出した場合、前記正相電流を零相電流に切り替えて伝送するための切替手段を設ける。この際、地絡過渡応答時限を満足するための過渡応答タイマーを設ける。
【００１０】
本発明によれば、少ない伝送量（電流情報）で保護区間内事故を検出する。常時には、ＩＡ＋ａＩＢ＋ａ２ＩＣの演算結果である正相電流を伝送する（ａ：ベクトルパラメータ）。短絡事故時は、正相電流の伝送を継続し内外部（自端、他端）の事故判別を実施する。電圧リレー等により短絡事故か地絡事故かを常時判別し、地絡検出時は正相電流伝送を零相電流に切り替えて伝送する。
【００１１】
従来の電流差動リレーと地絡事故時の装置仕上り時間を同じ時間とするために、従来の地絡事故時の過渡応答時限（５０ｍｓ）を満足するようにタイマー（約２０ｍｓ）を設置する。
【００１２】
伝送の監視としては、伝送監視能力の向上のためにエラー検出精度の高いＣＲＣ検定方式を適用する。他に伝送データ（情報）がある場合はＣＲＣ１２でも良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、リレー専用伝送路（５４ｋｂｐｓなど）の無い電気所間においても、前記汎用伝送路を用いて区間判別能力の高い電流差動保護方式を適用できるので、送電線事故を高速かつ精度よく保護可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明が適用される三相交流送電系統を示した単線図で、この例は２端子系統を示している。同図の送電系統は三相交流電源１１、１２を有し、端子Ａ、Ｂが電源端で、送電線２１によって端子Ａと端子Ｂを接続している。遮断器２２、２３が「入」の時、送電線２１は電源系統と接続される。
【００１５】
本発明の送電線保護装置は、送電線２１の両端に接続されている電圧変成器４１、４２により母線の電圧を、変流器４３、４４により各相電流をそれぞれ取り込み、送電線内の事故が短絡か地絡かを判別する演算を実施する。
【００１６】
送電線２１の内部で事故が発生した場合、保護装置３１、３２は差電流保護方式により、Ａ端から流れる電流とＢ端から流れる電流のベクトル和を算出し、ＩＡ−ＩＢ＝０でなければ送電線故障と判断し、遮断器２２、２３を「切」とする。
【００１７】
また、送電線２１により接続されるＡ端子及びＢ端子間には、汎用の９.６ｋｂｐｓや６４ｋｂｐｓなどの汎用伝送路２４が接続されている。ここでは、２端子系統を示しているが、複数端子の系統であってもよい。
【００１８】
図２は保護装置の構成を示すブロック図である。保護装置３１（保護装置３２も同一構成）は、常時はＣＴ４３、ＣＴ４４により計測した各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃから正相電流Ｉ１を算出する。この正相電流は、汎用伝送路２４により相手端子に電流データとして送信し、また相手端子から電流データを受信し、８７Ｓリレーにより差電流演算を実施し、送電線２１の短絡事故を検出する。
【００１９】
正相電流算出手段５１は、各相の電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃから（１）式により正相電流Ｉ１を算出する。ここで、ａ及びａ２はベクトルオペレータであり、ａ：１２０度、ａ２：２４０度進めることを表している。
Ｉ１＝Ｉａ＋ａＩｂ＋ａ２Ｉｃ        （１）
伝送する正相電流は、電気角６０度の隣り合わせの２瞬時値、つまり（ｔ−1）と（ｔ０）の瞬時値の正相電流を伝送する。これは正弦波の１２０度分のデータを１回に伝送することである。なお、正弦波の１８０°を超えるとリレーとしての位相演算が１周期を超えて誤った演算を実施する可能性があるため、正弦波の１２０°とした。
【００２０】
電圧変成器４１による地絡事故検出時は、正相電流を零相電流に切り替えて伝送する。零相電圧Ｖ０は、（２）式のように各相電圧のベクトル和で通常は０乃至その近傍であるが、地絡時は地絡相の電圧が低下するので不平衡となり、地絡電圧Ｖ０は所定電圧を超える。
Ｖ０＝Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ        （２）
事故判別手段５３で地絡事故が検出されると、切替手段５４を切り替えて、正相電流I1に代えて零相電流I０が伝送される。
【００２１】
零相電流Ｉ０は、（３）式のように各相電流のベクトル和である。通常は０乃至その近傍であるが、地絡時は地絡相の電流が増加するので不平衡となり、地絡電流Ｉ０は一定値を超える。
Ｉ０＝Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ        （３）
なお、ケーブル系統等、短絡事故の発生の惧れの無い系統では常時、零相電流を伝送しても良い。
【００２２】
一方、相手端から伝送データを受信すると、図２の８７Ｓリレーや８７Ｇリレーは次のように動作する。８７Ｓリレーは自端と他端の正相電流の差電流を検出し、差電流が所定値を超えていれば該当する遮断器に引き外し指令を出力する。８７Ｇリレーは自他の零相電流の差電流を検出し、所定値を超えていれば遮断器に引き外し指令を出力する。
【００２３】
図３は伝送データのフォーマットを示す。先頭はフレーム同期ビット、その後６ビット毎に区切りを示す１ビットを挟んで電流ビットが２量分続いている。常時は正相電流の電気角６０°間隔の２量データを送信し、地絡事故判定時はこの正相電流部に零相電流の電気角６０°間隔の２量データを載せ、相手端子に伝送する。また、相手端に対し正相電流を伝送しているか零相電流を伝送しているかの判定情報（図では「地絡」）を併せて伝送する。「地絡」の後の（１）、（４）はサブコミデータ（複数のデータを何回かに１回の割合で伝送する）であり、ＣＢ情報（「切」or「入」）や装置健全条件等を伝送するフォーマットとしている。
【００２４】
なお、電流データ１量は１２ビット（２の１２乗ビットのディジタル量）である。しかし、電気量の正弦波１２０°の範囲（ビット総数：５３ビット）でデータを送るには、ＣＲＣ検定も考慮すると、電流データ１量を８ビットで送る必要がある。本実施例ではａ−Ｌｏｗ方式やμ−Ｌｏｗ方式により圧縮し、電流データ１量を８ビットデータにして伝送する。この圧縮により地絡相の検出は困難になるが、地絡の有無は判定できる。もちろん、より高速の汎用伝送路（たとえば、６４kbps）であれば、このようなデータ圧縮の必要もなくなる。
【００２５】
ＣＲＣ検定は１６ビットが必要なため、伝送フォーマットをＣＲＣ１〜ＣＲＣ４に分割して伝送する。ＣＲＣ１６の場合、ＣＲＣ検定式はＸ１６＋Ｘ１２＋Ｘ５＋１となる。ＣＲＣ検定では、送受信データ（伝送データ）をＣＲＣ検定式で割り、その余りを伝送する。これにより、エラー検出精度の高い伝送監視が可能になる。
【００２６】
図４に地絡事故検出時の過渡応答対策回路を示す。従来、地絡事故では検出から５０ｍｓ後に遮断器を引き外しする。本実施例でも、従来の電流差動リレーの装置仕上り時間と同じ時間とするため、地絡事故時の過渡応答時限タイマーの値を変更設置する。
【００２７】
（ａ）は従来の過渡応答対策回路で、地絡リレーである８７Ｇリレーや６４リレーなどは、事故発生時に不要動作する可能性が高い為、一旦動作後５０ｍｓの遅延時間後に事故検出信号（遮断器の引き外し）を出力する。又、８７Ｇリレーの入力は伝送情報であり伝送側の異常で不要動作した場合、誤って遮断器を遮断し停電を起こす可能性がある為、自短のＰＴ情報により算出する６４リレーとのＡＮＤ処理とした。更に２線以上の地絡事故（短絡）時に事故種別判別が短絡及び地絡の両表示が出るのを防止する目的で不足電圧リレーである２７リレーにより地絡遮断をロックしている。（ｂ）は本実施例による今回の過渡応答対策回路で、論理回路の入力に相手端からの地絡受信が含まれる。この地絡受信は、短絡・地絡判定後に正相電流を零相電流に切り替えて伝送するため、従来より３０ｍｓ程度遅れる。そこで、過渡応答時限を２０ｍｓ（５０−３０）として、短絡・地絡事故判別による仕上り時間遅れが発生しないように対策している。
【００２８】
図５は、本発明の処理手順の実施例を示すフローチャートである。保護装置３１（３２）が供えるコンピュータによって処理される。
【００２９】
ステップ５１は送電線の状態監視であり、事故無しの時はステップ５７により正相電流の伝送を継続する。ステップ５２は、送電線に短絡事故が発生した場合で、正相電流により区間内事故の判別が可能であるので、正相電流の伝送は継続される。ステップ５３では、送電線区間内短絡事故を判別し、ステップ５４で該当遮断器を遮断する。
【００３０】
ステップ５５では電圧要素により地絡事故を判別し、地絡事故時は伝送する電気量を正相電流から零相電流に切替え伝送する。ステップ５６では送電線区間内地絡事故を判別し、当該遮断器を遮断する。
【００３１】
本処理は、各端子で差電流リレー演算を実施しても、代表端で差電流演算を実施して演算結果を他の端子に伝送しても良い。
【００３２】
以上、本発明によれば、リレー専用の通信設備を持たない電気所間においても、９．６ｋｂｐｓや６４ｋｂｐｓ等の汎用伝送路を用いる送電線保護が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態ある送電線保護装置の全体構成図。
【図２】保護装置の一実施例を示す構成図。
【図３】伝送データのフォーマットと正相電流／零相電流の切替を示す説明図。
【図４】地絡過渡応答回路を模式的に示す説明図。
【図５】送電線保護装置の処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３４】
１１，１２…電源端、２１…送電線、２２，２３…遮断器（ＣＢ）、２４…汎用伝送路、３１，３２…送電線保護リレー、４１，４２…電圧変成器、４３，４４…変流器、５１…正相電流演算部、５２…零相電流演算部、５３…事故判別部、５４…切替手段。
【図１】
2005184956.tif 000003
【図２】
2005184956.tif 000004
【図３】
2005184956.tif 000005
【図４】
2005184956.tif 000006
【図５】
2005184956.tif 000007