(57)【要約】【課題】リレー専用通信設備の有無にかかわらず、保護区間内の地絡事故を高速に精度良く判別する。【解決手段】送電線にケーブル４９を用いる送電系統の保護区間に遮断器４８，５０と保護装置（Ｃ８７リレー）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。Ｃ８７リレーは零相電流と伝送異常の有無を判定するための正負のＯＮ−ＯＦＦデータを送受する通信装置を設け、前記零相電流の差電流演算を行うと共に、前記正負のＯＮ−ＯＦＦデータの合理判定を行う。差電流が所定値を超え、かつ正負のＯＮ−ＯＦＦデータの合理性が得られるときに、遮断器に引き外し指令を送る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
差電流保護法式によって送電線の事故を検出し、該当保護区間の遮断器を引き外しする送電線保護方法において、
前記送電線がケーブルの場合に、自端と相手端の保護装置の間で常時、伝送情報に零相電流を載せて送受し、自端と相手端の零相電流の差電流を検出し、前記差電流が所定値を超えるときに該当保護区間を地絡と判定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、前記伝送情報の空ビットに正及び負のＯＮ−ＯＦＦデータを載せ、受信側で伝送異常の有無を判定することを特徴とする送電線保護方法。
【請求項３】
請求項２において、前記ＯＮ−ＯＦＦデータは母線保護装置、変圧器保護装置等の装置動作情報からなる送電線保護方法。
【請求項４】
送電線にケーブルを用いる送電系統の保護区間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、
前記保護装置は零相電流と伝送異常の有無を判定するための正負のＯＮ−ＯＦＦデータを送受する通信装置を設け、前記零相電流の差電流演算を行うと共に、前記正負のＯＮ−ＯＦＦデータの合理判定を行う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、特に高速伝送方式を用いた地絡保護リレーに関する。
【背景技術】
【０００２】
送電線保護装置は、電流の伝送情報として伝送速度５４kbpsのリレー専用伝送路で各相電流データを伝送し、差電流保護方式により保護区間内事故を精度よく判別している。しかし、高速伝送データのビット数が４ｂｉｔであることから、各相電流データを伝送する為には分割伝送が必要であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
最近、設備投資の抑制から、送電線保護のための専用伝送路や通信設備を持たない系統が多く、送電線保護方式を適用する為の整備が滞っている。このため、差電流保護方式は保護区間判断能力の高い方式であるにもかかわらず、実際には適用できない系統が増えている。
【０００４】
本発明の目的は、かかる現状に鑑み、専用の通信設備の有る無しに拘らず、保護区間内の地絡事故を高速に精度よく判別できる送電線保護方法及び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、差電流保護法式によって送電線の事故を検出し、該当保護区間の遮断器を引き外しする送電線保護方法において、前記送電線がケーブルの場合に、自端と相手端の保護装置の間で常時、伝送情報に零相電流を載せて送受し、自端と相手端の零相電流の差電流を検出し、前記差電流が所定値を超えるときに該当保護区間を地絡と判定することを特徴とする。
【０００６】
また、前記伝送情報の空ビットに正及び負のＯＮ−ＯＦＦデータを載せ、受信側で伝送異常の有無を判定することを特徴とする。
【０００７】
本発明の送電線保護装置は、送電線にケーブルを用いる送電系統の保護区間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、前記保護装置は零相電流と伝送異常の有無を判定するための正負のＯＮ−ＯＦＦデータとを送受する通信装置を設け、前記零相電流の差電流演算を行うと共に、前記正負のＯＮ−ＯＦＦデータの合理判定を行うことを特徴とする。
【０００８】
これにより、常時、零相電流を伝送し、ケーブル事故時は零相電流の差動演算を実施する。差電流有りの場合、ケーブル両端のＣＢを「切」するので、少ない伝送量(電流情報)で保護区間内事故を検出可能にする。
【０００９】
また、伝送フォーマット上に、正と負のＯＮ／ＯＦＦビット（他の母線保護装置、変圧器保護装置等の装置動作情報）情報を載せて伝送して、受信側で正負の合理性を判定するので、伝送異常による不要動作の信頼性を向上させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば区間判別能力の高い差電流保護方式が適用可能であり、当該送電線の地絡事故時に高速に精度良く保護できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図２は本発明が適用される電力線保護区間と電力線保護システムの構成を示す。（ａ）は外観図で、主として地下の電力ケーブル２６（３０）が電力線保護区間となる。（ｂ）はシステムの単線図で、地下に設置されているシステム構成は発電電動機１５，１８、遮断器１９〜２２、始動装置１６、始動用変圧器１７、主要変圧器２３，２４、Ｃ８７リレー（電力線保護リレー）２８，３２である。また、地上側のシステム構成は、長距離の電力ケーブル２６，３０より図の右側の遮断器３５，３６、断路器４４、Ｃ８７リレー３９，４２で、更に５００ｋＶ送電線へと接続されている。
【００１２】
電力ケーブル２６，３０は地下と地上間に布設されている。このため、対地静電容量の増加により、装置が不要動作する恐れがある。本実施例では、各電気所のＣ８７リレー２８，２９とＣ８７リレー３２，４２間に、それぞれ信頼性の高い光ケーブル３３，３４を布設することにより、対地静電容量増加による装置不要動作を防止している。また、光直結方式を採用することで、専用伝送路の無い電気所間でも区間判別能力の高い差電流保護方式の適用が可能になる。
【００１３】
Ｃ８７リレーは内部に差電流保護方式の判定部（８７Ｐ）を有し、相手端との電流の差を演算し、差電流が所定値（整定値）を超えていると事故と判定する。
【００１４】
図１はＣ８７リレー内の標準ブロック図を示す。Ｃ８７リレーは光ケーブルが地下（以下自端とする）と地上（以下相手端とする）に接続されていることより、８７Ｐリレー（零相電流差動継電器）５３が変流器４６、５１の電流をそれぞれ取込み、零相電流を算出する。そして、光ケーブル５６によって、常時自端の零相電流データを相手端に送信し、同様に相手端の零相電流データを受信することにより、自端と相手端の電流の差を８７Ｐリレー５３内にて比較し、事故判定を実施する。
【００１５】
また、２７Ｇリレー（１相地絡検出用各相不足電圧継電器）５５は、１相地絡事故時の検出は可能であるが、３相地絡事故時は零相電圧（Ｖ０）を検出できない為、２７Ｓリレー（２相以上地絡検出用各相不足電圧継電器）５４が必要となる。なお、遮断器４８、５０の投入条件は誤出力が無いように、動作原理の異なる継電器要素（８７Ｐと２７Ｓもしくは８７Ｐと２７Ｇ）のＡＮＤ条件により構成されている。条件が成立すれば（差電流有りの場合）、事故の波及を防止する為に、自端の場合は遮断器４８（自端）を、相手端の場合は遮断器５０を引き外す。
【００１６】
図４は本装置の伝送システムの構成を示す。地上から地下、あるいはその逆の伝送情報は、零相電流情報、本実施例で追加した高速伝送ＯＮ／ＯＦＦビット（他の母線保護装置、変圧器保護装置等の装置動作情報）である。地上のＣ８７リレーにてフォトカプラ６１を介して取込み、伝送処理を実施する。電気光信号変換器６２にて光信号に変換し、光ケーブルによって地下へ送信する。地下のＣ８７リレーは地上から送信されてきた光信号を光電気信号変換器６３で電気信号に変換し、地上のＣ８７リレーの処理と同様に伝送処理を実施し、補助リレー６４を動作させて遮断器の引き外しを実施する。地下から地上への伝送も同様に実施し、送電線ケーブルの事故を検出する。
【００１７】
図３Ａ、ＢはＣ８７リレーの伝送フォーマットを示す。図３は伝送速度５４kbps（リレー専用伝送路）の場合のフォーマットで、従来通り電気角３０°で行うサンプリングデータが１フレームとなる。１フレームは７５ビットで、１サイクル当りのデータは１フレームの１２倍の１スーパーフレーム（９００ビット）として構成する。
【００１８】
フレーム同期信号１は６ビットの「０」信号である。区切り５は固定ビットであり、ワードの区切りを分かり易くする為「１」としている。フレーム識別ビット７はフレームＮｏを識別する為のビットである。サブコミワード８、９はＣＢ（遮断器）、ＬＳ（線路開閉器）の「ＯＮ」「ＯＦＦ」状態を繰り返し伝送する。サンプリング同期制御用のビット１０は装置正常時、フォーマット１１に「１」をセットする。ＣＲＣ検定１２は、送受信データをＣＲＣ検定式で割りその余りを伝送する。
【００１９】
伝送速度５４kbpsによる電流データは、従来はａ相電流、ｂ相電流、ｃ相電流の分割伝送方式のため伝送時間が遅く、伝送フォーマット上に伝送予備ビットが設けられなかった。本実施例では、ケーブル系の事故が地絡のみに限定されることから、零相電流データ２のみの伝送フォーマットとしている。なお、零相電流データのビットは伝送フォーマットの制約からフルスケールで２の１２乗ビットのディジタル量として送信する。
【００２０】
また、一度に伝送可能な制御情報を多くし、高速伝送を可能とする為に、ポジション３，４に他の母線保護装置、変圧器保護装置等の装置動作情報（オン／オフ）をＯＮ−ＯＦＦデータとして載せるフォーマットとした。ポジション６は従来予備ビットが無かったことから、ＯＮ−ＯＦＦデータの予備ビットとして設けた。
【００２１】
このように、高速ＯＮ−ＯＦＦデータの情報を付加することにより、地上で受信した装置の情報が高速で地下へ伝送可能とし、又、地下情報の地上への高速伝送も可能とすることで、専用の通信装置が無い電気所間でも区間判別能力の高い差電流保護方式を適用可能とした。
【００２２】
さらに、伝送フォーマットに高速ＯＮ−ＯＦＦデータ（他の母線保護装置、変圧器保護装置等の装置動作情報）の正（転送１〜転送１１）と負（転送１〜転送１１の反転）の情報を伝送することにより、伝送異常による不要動作の信頼性を向上させた。
【００２３】
図３Ｂは汎用伝送路９．６kbpsの場合の伝送フォーマットの例である。９．６kbpsの場合、電気角３０°で行う１フレームのサンプリングデータは５３ビットとなる。そこで、零相電流の隣り合う瞬時値の２量データｔ−１，ｔ０を図示のフォーマットで伝送する。もちろん、零相電流は１量データのみとし、他のデータと入れ替えることも可能である。
【００２４】
もちろん、高速の汎用伝送路（１．５Mbps等）の場合は、図３Ａと同様の伝送フォーマットの適用ができるので、ＯＮ−ＯＦＦデータの載置も可能である。
【００２５】
図５に伝送フォーマット上に正と負の高速ＯＮ−ＯＦＦデータの情報を載せた場合の回路図を示す。尚、この回路は本実施例で追加した高速ＯＮ−ＯＦＦデータのみに適用するものであり、零相電流の伝送手法は図３で説明した通りである。他盤の補助リレー６５が動作することにより、端子台６６を経由して地下（地上）のＣ８７リレーへ装置情報が転送される。装置情報はフォトカプラ６７を介し、ＮＯＴ条件６８による負の情報と、ＮＯＴ条件を介さない正の情報に分けられ、光ケーブルによって地上（地下）へ転送される。地上のＣ８７リレーは転送されてきた正、負の情報をＡＮＤ条件６９で判定し、条件が成立した場合は補助リレー７０が動作し、８７Ｐリレー（図１）の動作条件が成立していれば、遮断器の引き外しを実施する。しかし、正、負のＡＮＤ条件が成立していなければ、伝送異常があるとみて遮断器の引き外しは行われない。これにより、伝送異常による不要動作を防止し、信頼性を向上させている。
【００２６】
本実施例によれば、リレー専用伝送路あるいは汎用伝送路の電気所間においても、保護区間判別能力の高い送電線保護リレーが適用可能であり、装置の誤動作が防止でき、安定した電力の供給が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例によるＣ８７リレーの標準ブロック図。
【図２】本発明を適用する送電線保護装置の単線図。
【図３Ａ】Ｃ８７リレーの伝送フォーマットの説明図（５４kbps）。
【図３Ｂ】Ｃ８７リレーの伝送フォーマットの説明図（９．６kbps）。
【図４】Ｃ８７リレーの伝送システムの構成図。
【図５】Ｃ８７リレーによる高速ＯＮ−ＯＦＦデータの送受信回路図。
【符号の説明】
【００２８】
１…フレーム同期ビット、２…零相電流ビット、３…ＯＮ−ＯＦＦデータ（１）ビット、４…ＯＮ−ＯＦＦデータ（２）ビット、６…ＯＮ−ＯＦＦデータ（３）ビット（予備）、
７…ＳＡビット、１０…同期制御ビット、１２…ＣＲＣ検定ビット、１３…ＯＮ−ＯＦＦデータ（１）内の正の転送ビット、１４…ＯＮ−ＯＦＦデータ（２）内の負の転送ビット、１５，１８…発電電動機（ＧＭ）、１６…始動装置、１７…始動用変圧器、１９−２２，３５，３６，４３，４５，４８，５０…ＣＢ（遮断器）、２３，２４…主要変圧器、２５，２９，３７，４０，４６，５１…変流器、２６，３０，４９…送電線ケーブル、２７，３１，３８，４１，４７，５２…電圧変成器、２８，３２，３９，４２…ケーブル保護継電装置（Ｃ８７）、３３，３４，５６…光ケーブル、４４…断路器、５３…８７Ｐリレー（零相電流差動継電器）、５４…２７Ｓリレー（２相地絡検出用各相不足電圧継電器）、５５…２７Ｇリレー（１相地絡検出用各相不足電圧継電器）、５７−５９…ＯＲ条件、６０，６９…ＡＮＤ条件、６１，６７…フォトカプラ（ＰＣ）、６２…Ｅ／Ｏ（電気光信号変換器）、６３…Ｏ／Ｅ（光電気信号変換器）、６４，６５，７０…Ｒｙ（補助リレー）、６８…ＮＯＴ条件。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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