(57)【要約】【課題】２回線送電線において電流値が非常に小さい状態でも従来方式より感度良く断線検出できるようにする。【解決手段】２回線送電系の各送電線１，２に設けられた変流器７，８の２次回路に、自回線である一方の送電線の相電流の減少方向の変化分を検出する第１の検出要素３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃと、他方の送電線の相電流の増加方向の変化分を検出する第２の検出要素３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃとを設け、前記第１の検出要素の動作と前記第２の検出要素の動作とを条件に、送電線の断線であると判定する送電線断線検出方式。【選択図】図２
2007325350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２回線送電系の各送電線に設けられた変流器の２次回路に、自回線である一方の送電線の相電流の減少方向の変化分を検出する第１の検出要素と、他方の送電線の相電流の増加方向の変化分を検出する第２の検出要素とを設け、前記第１の検出要素の動作と前記第２の検出要素の動作とを条件に、送電線の断線であると判定する送電線断線検出方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、２回線送電線により母線間送電を行う２回線送電系におけるの断線検出方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の２回線送電系における保護継電装置の送電線断線検出方式は、各送電線に設けられた変流器の２次回路に、各送電線毎に３相電流の少なくとも１相の電流が所定値以上であることを検出する第１の要素と、各送電線毎に最大の相間電流に対する相間電流の比が所定値以下であることを各相毎に検出する第２の要素を備えた電流継電器を各送電線毎に設け、前記第１の要素の動作と第２の要素の２相の動作を条件に、各送電線毎に送配電線の断線であると判定する。（例えば、特許文献１を参照）
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２５３４４６号公報（図２、段落番号［００１０］〜［００１７］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図７及び図８は従来の保護継電装置における断線検出回路を示す。図７において、第１の電気所の母線３と第２の電気所の母線４は、２回線送電線、即ち第１の送電線１と第２の送電線２とで接続される。ここで、第２の電気所に注目すると、送電線１の電流は変流器７を介して保護継電装置に導入される。変流器７の２次回路に電流継電器９を設けた後、２次残留回路を構成する。また、送電線２についても同様に、その電流は変流器８を介して保護継電装置に導入され、変流器の２次回路に電流継電器１０を設けた後、２次残留回路を構成する。
【０００５】
図８において、変流器７の２次回路に、３相の電流の少なくとも１相の電流が所定値以上であることを検出する第１の要素１１と最大の相間電流に対する相間電流の比が所定値以下であることを各相毎に検出する第２の要素１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを備えた電流継電器９を設けている。
前記電流継電器９の第１の要素１１の出力１１ＯＲと第２の要素１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの出力１５Ａ１、１５Ｂ１、１５Ｃ１とはアンド回路１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃを介して２相アンド回路１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃに接続して送電線１の１線断線検出を行う。
【０００６】
また、送電線２についても同様に、電流継電器１０の第１の要素１２の出力１２ＯＲと第２の要素１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃの出力１６Ａ１、１６Ｂ１、１６Ｃ１は、アンド回路１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃを介して２相アンド回路２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃに接続して１線断線検出を行う。
【０００７】
以上のような構成の断線検出方式は、送電線の負荷電流値が非常に小さい状態で、図７のＰ点で断線事故が発生した場合、変流器７及電流継電器９の電流導入部分にて重畳される誤差の影響で、第２の要素１５Ａ、１５Ｃが最大の相間電流に対する相間電流の比を正しく算出できずに誤不動作するという問題点があった。
【０００８】
図７において、母線３の背後電源５と母線４に接続されている負荷６により、送電線１の３相には電流Ｉａ１、Ｉｂ１、Ｉｃ１が流れ、送電線送２の３相には電流Ｉａ２、Ｉｂ２，Ｉｃ２が流れる。また、変流器７の２次回路にはその変流比で変換された電流ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１が流れ、変流器８の２次回路には同様に電流ｉａ2、ｉｂ2、ｉｃ2が流れる。図４に断線事故のない正常な状態での前記電流ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１、ｉａ2、ｉｂ2、ｉｃ2のベクトル関係図を示す。ｉａb１、ｉｂc１、ｉｃd１は送電線１、ｉａb２、ｉｂc２、ｉｃd２は送電線２の相間電流である。送電線１の第１相及び第２相が断線した場合、図４の各部の電流に’（ダッシュ）を付して、断線事故後の同一部分の電流とすると、図６に示すベクトル関係となる。したがって、ｉａｂ１’＜ｉｂｃ１’＝ｉｃａ１’、ｉａｂ２’＞ｉｂｃ２’＝ｉｃａ２’となるため、図８の電流継電器９の第２要素の内、１５Ａの出力１５Ａ１のみ”１”となり、第１要素１１の出力１１ＯＲが”１”となっていても、２相アンド回路１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃの出力が”１”となる条件が成立せず、断線検出できないという問題点がある。
【０００９】
さらに、電流継電器１０の第２要素の検出値ｋ１の値が大きい場合、１６Ｂの出力１６Ｂ１及び１６Ｃの出力１６Ｃ１が”１”となり、第１要素１１の出力１１ＯＲが”１”となるとすると、２相アンド回路２０Ｂの出力が”１”となる条件が成立してしまい、断線事故が発生していない送電線２で断線検出してしまうという問題点がある。
【００１０】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、２回線送電線において電流値が非常に小さい状態でも従来方式より感度良く断線検出できるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る送電線断線検出方式は、２回線送電系の各送電線に設けられた変流器の２次回路に、自回線である一方の送電線の相電流の減少方向の変化分を検出する第１の検出要素と、他方の送電線の相電流の増加方向の変化分を検出する第２の検出要素とを設け、前記第１の検出要素の動作と前記第２の検出要素の動作とを条件に、送電線の断線であると判定するものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、２回線送電系の各送電線に設けられた変流器の２次回路に、自回線である一方の送電線の相電流の減少方向の変化分を検出する第１の検出要素と、他方の送電線の相電流の増加方向の変化分を検出する第２の検出要素とを設け、前記第１の検出要素の動作と前記第２の検出要素の動作とを条件に、送電線の断線であると判定するので、２回線送電線において電流値が非常に小さい状態でも従来方式より感度良く断線検出できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１〜６によって説明する。図１は２回線送電系を例示する２回線送電線系統図、図２は一方の送電回線の断線判定を行う判定回路の事例を示す図、図３は他方の送電回線の断線判定を行う判定回路の事例を示す図、図４は２回線送電線系統の断線事故のない正常な状態での電流ベクトル関係図、図５は２回線送電線系統の一方の送電線１の第１相に断線事故が発生した場合の電流ベクトル関係図、図６は２回線送電線系統の一方の送電線１の第１相及び第２相に断線事故が発生した場合の電流ベクトル関係図である。なお、図１〜図８において、同一符合は同一または相当部分を示す。また、図１において、図７と同一部分については同一符号を付し、説明を省略する。
【００１４】
図１及び図２において、一方の送電線１側の変流器７の２次回路に、一方の送電線１の電流の断線前後の変化分が断線前の一方の送電線１の電流を１８０度反転した量と同等であることを検出する第１の検出要素３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃと、他方の送電線２側の変流器８の２次回路に、他方の送電線２の電流の断線前後の変化分が断線前の送電線１の電流と同等であることを検出する第２の検出要素３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃを備えた電流継電器３１を設ける。
同様に、図１及び図３において、他方の送電線２側の変流器８の２次回路にも他方の送電線２の電流の断線前後の変化分が断線前の他方の送電線２の電流を１８０度反転した量と同等であることを検出する第１の検出要素３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃと、一方の送電線１の断線前後の電流の変化分が断線前の他方の送電線２の電流と同等であることを検出する第２の検出要素３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃを備えた電流継電器３２を設ける。
【００１５】
図２において、前記電流継電器３１の第１の検出要素３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃの各出力３３Ａ１，３３Ｂ１，３３Ｃ１と、第２の検出要素３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃの各出力３５Ａ１，３５Ｂ１，３５Ｃ１とを、アンド回路３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃに図示のように接続して一方の送電線１の断線検出を行う。
また、他方の送電線２についても同様に、図３において、電流継電器３２の第１の検出要素３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃの各出力３４Ａ１，３４Ｂ１，３４Ｃ１と、第２の検出要素３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃの各出力３６Ａ１，３６Ｂ１，３６Ｃ１とを、アンド回路３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃに接続して断線検出を行う。
【００１６】
変流器７、８及び電流継電器３１、３２の電流導入部分にて重畳される誤差の影響を考慮し、図１の一方の送電線１の断線検出について、図２の電流継電器３１の第１の検出要素３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃの変化分検出閾値は、断線前の一方の送電線１の電流を１８０度反転した量ｉａ１ｄｅｃ、ｉｂ１ｄｅｃ、ｉｃ１ｄｅｃに対して、大きさについて各々±α、±β、±γ、位相について±θ、の検出幅を持たせ、この範囲に断線前後のｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１の変化量Δｉａ１、Δｉｂ１、Δｉｃ１が入った場合に第１の検出要素３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃの出力３３Ａ１、３３Ｂ１、３３Ｃ１を”１”とする。
図２の電流継電器３１の第２の検出要素３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃの変化分検出閾値は、断線前の一方の送電線１の電流量ｉａ２ｉｎｃ、ｉｂ２ｉｎｃ、ｉｃ２ｉｎｃに対して、大きさについて各々±α、±β、±γ、位相について±θ、の検出幅を持たせ、この範囲に断線前後のｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２の変化量Δｉａ２、Δｉｂ２、Δｉｃ２が入った場合に第２要素３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃの出力３５Ａ１、３５Ｂ１、３５Ｃ１を”１”とする。
【００１７】
図１の他方の送電線２の断線検出についても同様に、図３の電流継電器３２の第１の検出要素３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃの変化分検出閾値は、断線前の他方の送電線２の電流を１８０度反転した量ｉａ２ｄｅｃ、ｉｂ２ｄｅｃ、ｉｃ２ｄｅｃに対して、大きさについて各々±α、±β、±γ、位相について±θ、の検出幅を持たせ、この範囲に断線前後のｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２の変化量Δｉａ２、Δｉｂ２、Δｉｃ２が入った場合に第１の検出要素３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃの出力３４Ａ１、３４Ｂ１、３４Ｃ１を”１”とする。
図３の電流継電器３２の第２の検出要素３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃの変化分検出閾値は、断線前の他方の送電線２の電流量ｉａ１ｉｎｃ、ｉｂ１ｉｎｃ、ｉｃ１ｉｎｃに対して、大きさについて各々±α、±β、±γ、位相について±θ、の検出幅を持たせ、この範囲に断線前後のｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１の変化量Δｉａ１、Δｉｂ１、Δｉｃ１が入った場合に第２の検出要素３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃの出力３６Ａ１、３６Ｂ１、３６Ｃ１を”１”とする。
【００１８】
次に動作について説明する。
【００１９】
まず、図１のＰ点で第１相断線事故が発生した場合、変流器７、８の２次回路の電流は図５に示すベクトル関係となる。図４の各部の電流にΔ（デルタ）を付して、同一部分の断線前後の電流の変化量とすると、
Δｉａ１’＝０−Ｉａ１＝−Ｉａ１＝Ｉａ１∠１８０゜            ……… (1)
Δｉｂ１’＝０                                            ……… (2)
ΔＩｃ１’＝０                                            ……… (3)
Δｉａ２’＝＋Ｉａ１＝Ｉａ１∠０゜                          ……… (4)
Δｉｂ２’＝０                                            ……… (5)
ΔＩｃ２’＝０                                            ……… (6)
となるため、図２の電流継電器３１の第１の検出要素３３Ａの出力３３Ａ１と第２の検出要素３５Ａの出力３５Ａ１とが何れも”１”となり、アンド回路３７Ａが成立して出力”１”となり、一方の送電線１の１線断線を検出する。
【００２０】
第２相あるいは第３相に断線事故が発生した場合も、前述の第１相の断線事故の場合と同様にして、アンド回路３７Ｂあるいはアンド回路３７Ｃが成立して出力”１”となり、一方の送電線１の第２相あるいは第３相の１線断線を検出できる。
【００２１】
他の送電線２において、前述の一方の送電線１の断線地点Ｐに相当する地点に、１相断線、２相断線等が発生した場合は、図３において、自回線である一方の送電線の相電流の減少方向の変化分を検出する第１の検出要素３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃと、他方の送電線の相電流の増加方向の変化分を検出する第２の検出要素３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃが、前述の第１の検出要素３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃと第２の検出要素３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃと同様に動作して、他の送電線２の各相の断線を検出できる。
【００２２】
また、図１のＰ点で第１相及び第２相の断線事故が発生した場合、変流器７、８の２次回路の電流は図６に示すベクトル関係となる。各部分の電流の変化量は、
Δｉａ１’＝０−Ｉａ１＝−Ｉａ１＝Ｉａ１∠１８０゜            ……… (7)
Δｉｂ１’＝０−Ｉｂ１＝−Ｉｂ１＝Ｉｂ１∠１８０゜            ……… (8)
ΔＩｃ１’＝０                                            ……… (9)
Δｉａ２’＝＋Ｉａ１＝Ｉａ１∠０゜                          ……… (10)
Δｉｂ２’＝＋Ｉｂ１＝Ｉｂ１∠０゜                          ……… (11)
ΔＩｃ２’＝０                                            ……… (12)
となるため、図２の電流継電器３１の第１の検出要素３３Ａ、３３Ｂの出力３３Ａ１、３３Ｂ１と第２の検出要素３５Ａ、３５Ｂの出力３５Ａ１、３５Ｂ１とが何れも”１”となり、アンド回路３７Ａ、３７Ｂが成立して出力”１”となり、一方の送電線１の２線断線を検出する。
【００２３】
同様にして、図３の回路により、他方の送電線２の２線断線を検出することができる。
【００２４】
このように、この発明の実施の形態１では、保護継電装置等に採用される２回線送電系の断線検出方式においては、送電線に流れる電流の大きさではなく、位相を含めた断線前後の変化量を用いることで、電流値が非常に小さい状態でも、従来方式より感度良く断線検出することができる方式を得るものである。
【００２５】
さらに、２回線送電線において２相以上の断線事故を正しく検出することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の実施の形態１を示す図で、２回線送電系を例示する２回線送電線系統図である。
【図２】この発明の実施の形態１を示す図で、一方の送電回線の断線判定を行う判定回路の事例を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１を示す図で、他方の送電回線の断線判定を行う判定回路の事例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１を示す図で、２回線送電線系統の断線事故のない正常な状態での電流ベクトル関係図である。
【図５】この発明の実施の形態１を示す図で、２回線送電線系統の一方の送電線１の第１相に断線事故が発生した場合の電流ベクトル関係図である。
【図６】この発明の実施の形態１を示す図で、２回線送電線系統の一方の送電線１の第１相及び第２相に断線事故が発生した場合の電流ベクトル関係図である。
【図７】従来の送電線の断線検出回路を示す２回線送電線系統図である。
【図８】従来の方式の断線判定回路例示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１，２    送電線、
３，４    母線、
５    電源、
６    負荷、
７，８    変流器、
３１，３２    電流継電器、
３３Ａ    第１の検出要素、
３３Ｂ    第１の検出要素、
３３Ｃ    第１の検出要素、
３４Ａ    第１の検出要素、
３４Ｂ    第１の検出要素、
３４Ｃ    第１の検出要素、
３５Ａ    第２の検出要素、
３５Ｂ    第２の検出要素、
３５Ｃ    第２の検出要素、
３６Ａ    第２の検出要素、
３６Ｂ    第２の検出要素、
３６Ｃ    第２の検出要素、
３７Ａ    アンド回路、
３７Ｂ    アンド回路、
３７Ｃ    アンド回路、
３８Ａ    アンド回路、
３８Ｂ    アンド回路、
３８Ｃ    アンド回路、
３９    ＯＲ回路、
４０    ＯＲ回路。
【図１】
2007325350.tif 000003
【図２】
2007325350.tif 000004
【図３】
2007325350.tif 000005
【図４】
2007325350.tif 000006
【図５】
2007325350.tif 000007
【図６】
2007325350.tif 000008
【図７】
2007325350.tif 000009
【図８】
2007325350.tif 000010