(57)【要約】      （修正有）【課題】インタロック解除作業に際して接続する母線間の電流差が大きい状態ではインタロック解除条件が成立してインタロック解除操作ボタンが有効になったとしても、双方の母線電流がバランスしていなければ双方の配電線遮断器の同時投入を禁止する。【解決手段】電力系統保護システムは、インタロック解除操作ボタン３３によるインタロック解除操作信号Ｓ１を入力してインタロック回路３２のインタロックを解除するインタロック解除用コントローラ３４を備え、このインタロック解除用コントローラ３４は、インタロック解除操作ボタンのインタロック解除操作信号Ｓ１が入力された時に２台の電流検出器７，８の検出する電流の差が所定値よりも小さい時に限りインタロック回路３２のインタロックを解除し、母線連絡遮断器投入ボタン３５の投入操作を有効にする。【選択図】図１
2009142037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対をなす２本の幹線それぞれに接続され、特別高電圧を高電圧に変換する２台のトランスと、
前記２台のトランスそれぞれの二次側に接続された主回路の２本１対の母線それぞれに流れる電流を計測する２台の電流検出器と、
前記２本の母線それぞれの上に設置され、前記トランスの二次側から前記２本の母線それぞれに流れる電流の入切を行う２台の母線遮断器と、
前記２台の母線遮断器それぞれよりも下流側において、前記２本の母線の間を接続、開放するための母線連絡遮断器と、
前記母線連絡遮断器を投入操作するための母線連絡遮断器投入ボタンと、
前記２台の母線遮断器と前記母線連絡遮断器との間で全部閉状態を禁止するインタロック回路と、
前記インタロック回路のインタロックを解除操作するためのインタロック解除操作ボタンと、
前記インタロック解除操作ボタンによるインタロック解除操作信号を入力して前記インタロック回路のインタロックを解除するインタロック解除用コントローラとを備え、
前記インタロック解除用コントローラは、前記インタロック解除操作ボタンのインタロック解除操作信号が入力された時に、前記２台の電流検出器の検出する電流の差が所定値よりも小さい時に限り、前記インタロック回路のインタロックを解除し、前記母線連絡遮断器投入ボタンの投入操作を有効にすることを特徴とする電力系統保護システム。
【請求項２】
前記母線連絡遮断器の投入操作許可を示す表示ランプを備え、
前記インタロック解除用コントローラは、前記インタロック解除操作ボタンのインタロック解除操作信号が入力された時に、前記２台の電流検出器の検出する電流の差が所定値よりも小さい時に限り、前記インタロック回路のインタロックを解除し、前記表示ランプを点灯させ、かつ、前記母線連絡遮断器投入ボタンの投入操作を有効にすることを特徴とする請求項１に記載の電力系統保護システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力会社から幹線を通じて送電される特別高電圧を高電圧に変圧し、さらに設備内の適切な電圧まで降圧させて配電する電力配電設備における電力保護システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上位変電設備にて電力会社から幹線を通じて送電される特別高電圧（例えば６６ｋＶ）を高電圧（例えば６．６ｋＶ）に変圧し、さらに下位変電設備にて建物内に適切な電圧（例えば２１０Ｖ）まで降圧させて配電する電力配電設備では、上位変電設備内に２本の母線それぞれの上に設置された母線遮断器と２本の母線間に設置され母線間の接続開放を切り替える母線連絡遮断器との間にインタロック回路を設け、他の２台の遮断器のうちのいずれか１台が開状態になければ残りの１台が投入できないようにして３台の遮断器全部が同時に閉状態になるのを禁止している。また、下位変電設備においても、２本の配電線それぞれの上に設置された配電線遮断器と２本の配電線間に設置され配電線間の接続開放を切り替える配電線連絡遮断器との間にインタロック回路を設け、３台の遮断器全部が同時に閉状態になるのを禁止している。
【０００３】
しかるに定期点検作業などで、下位変電設備への配電は継続しながらも上位変電設備を点検する作業が必要になる場合がある。そのような場合には、一時的に両母線それぞれの上の配電線遮断器を投入した状態のまま配電線連絡遮断器を投入し、その後に点検が必要な側の母線の上の配電線遮断器を開放する作業が必要になる。そしてそのような場合には、一旦インタロックを切り、３台の遮断器全部を閉じた状態にする必要がある。しかしながら、双方の母線に流れている電流の差が大きく異なっている状態でインタロックを解除し３台の遮断器全部を投入した場合、３台の遮断器全部が投入状態になった瞬間に大きな電流が流れている母線の方から配電線連絡遮断器を通じて小さな電流が流れている母線の方に向けて大電流が一時的に流れる。これが過電流となって保護回路を動作させてしまうことがある。
【０００４】
このような不都合を避けるために、通常、熟練した作業者はインタロックの解除ボタンの操作をする前に双方の電流の状態を電流、電圧メータなどを目視し、大きな電流差が無いことを確認してからインタロック解除操作をするようにしている。
【０００５】
ところが、この電流差で操作するのが安全かどうかを判断するにはある程度の経験と知識が必要となるため、この安全を確認しながらのインタロック解除作業は未熟練者にとっては難しいものである。そのため、従来から、インタロック解除作業が正しく、しかも容易に行えるシステムの登場が望まれていた。
【０００６】
例えば、特開２００３-１４３７２３号公報（特許文献１）に記載のように、受配電設備の試験のために模擬遮断器装置を備え、故障時に動作信号を発する保護継電装置の動作信号を、シーケンス回路を介して模擬遮断器装置が受けるように切替回路装置により切り替えてから保護継電装置を動作させ、この保護継電装置の動作信号によって模擬遮断器装置を開閉させ、保護継電装置の動作時間を計測することにより、受配電設備を停電させることなく、保護継電装置やシーケンス回路の動作を確認する技術が知られている。
【０００７】
ところが、このような従来技術には、上述したようにインタロック回路の解除ボタンの操作をする前に自動的に電流値にアンバランスがないか確認する技術は記載されておらず、したがって、自動的に母線電流の状態にアンバランスがないか確認し、バランスがとれた状態でないとインタロック解除させない技術は知られていない。
【特許文献１】特開２００３-１４３７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、インタロック解除作業に際して接続する母線間の電流差が大きい状態ではインタロック解除条件が成立してインタロック解除操作ボタンが有効になったとしても、双方の電流がバランスしていなければ双方の配電線遮断器の同時投入を禁止することで、未熟練者にとってもインタロック解除作業を正確な手順で、かつ容易に行えるようにした電力系統保護システム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】
【０００９】
本発明は、対をなす２本の幹線それぞれに接続され、特別高電圧を高電圧に変換する２台のトランスと、前記２台のトランスそれぞれの二次側に接続された主回路の２本１対の母線それぞれに流れる電流を計測する２台の電流検出器と、前記２本の母線それぞれの上に設置され、２本の母線それぞれに流れる電流の入切を行う２台の母線遮断器と、前記２台の母線遮断器それぞれよりも下流側において、前記２本の母線の間を接続、開放するための母線連絡遮断器と、前記母線連絡遮断器を投入操作するための母線連絡遮断器投入ボタンと、前記２台の母線遮断器と前記母線連絡遮断器との間で全部閉状態を禁止するインタロック回路と、前記インタロック回路のインタロックを解除操作するためのインタロック解除操作ボタンと、前記インタロック解除操作ボタンによるインタロック解除操作信号を入力して前記インタロック回路のインタロックを解除するインタロック解除用コントローラとを備え、前記インタロック解除用コントローラは、前記インタロック解除操作ボタンのインタロック解除操作信号が入力された時に、前記２台の電流検出器の検出する電流の差が所定値よりも小さい時に限り、前記インタロック回路のインタロックを解除し、前記母線連絡遮断器投入ボタンの投入操作を有効にする電力系統保護システムを特徴とする。
【００１０】
上記発明の電力系統保護システムでは、前記母線連絡遮断器の投入操作の許可を示す表示ランプを備え、前記インタロック解除用コントローラは、前記インタロック解除操作ボタンのインタロック解除操作信号が入力された時に、前記２台の電流検出器の検出する電流の差が所定値よりも小さい時に限り、前記インタロック回路のインタロックを解除し、前記表示ランプを点灯させ、かつ、前記母線連絡遮断器投入ボタンの投入操作を有効にするものとすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電力系統保護システムによれば、インタロック解除操作ボタンのインタロック解除操作信号が入力された時には、インタロック解除用コントローラが２台の電流検出器の検出する電流の差が所定値よりも小さい時に限りインタロック回路のインタロックを解除し、かつ、母線連絡遮断器投入ボタンの投入操作を有効にするので、インタロックを解除し３台の遮断器全部を投入した場合に従来のように瞬間的に大きな電流が流れている母線の方から配電線連絡遮断器を通じて小さな電流が流れている母線の方に向けて大電流が一時的に流れて過電流保護回路が動作するなどにより遮断器が強制遮断してしまうことを防止でき、双方の母線電流がバランスしていなければ双方の配電線遮断器の同時投入を禁止することで未熟練者にとってもインタロック解除作業を正確な手順で、かつ容易に行える。
【００１２】
また、本発明によれば、母線連絡遮断器の投入操作の許可を示す表示ランプを備えることにより、インタロック解除操作ボタンのインタロック解除操作信号が入力された時に２台の電流検出器の検出する電流の差が所定値よりも小さい時に限りインタロック回路のインタロックを解除し、表示ランプを点灯させ、かつ、母線連絡遮断器投入ボタンの投入操作を有効にするので、表示ランプの点灯を見て電流バランスを確認してその後に母線遮断器の投入操作ができ、未熟練者でもインタロック解除作業を正しい手順で行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は、本発明の１つの実施の形態の電力系統保護システムの単位構成を示していて、電力会社の送電設備と接続され、例えば６６ｋＶの特別高圧が印加される対をなす２本の幹線１，２それぞれにその特別高圧を例えば６．６ｋＶの高電圧に変換する２台の上位トランス３，４の一次側が接続されている。この上位トランス３，４の二次側それぞれには、例えば工場建物の地下に設置される上位変電設備Ａの主回路それぞれの母線５，６それぞれが接続されている。
【００１４】
そして、この上位変電設備Ａの母線５，６それぞれには、そこに流れる電流を計測する２台の電流検出器７，８それぞれが設置されている。また母線５，６それぞれの上位トランス３，４の二次側に第１母線遮断器９，１０それぞれが設置されている。また１対の母線５，６の間を接続する上位母線連絡線１１がこれらの第１母線遮断器９，１０よりも下流側に設置され、この上位母線連絡線１１の上に母線５，６間を接続しあるいはその接続を開放する上位母線連絡遮断器１２が設置されている。上位母線連絡線１１よりも下流側には、第２母線連絡遮断器１３，１４を介してさらに母線５，６それぞれが延長され、例えば各フロアに設置される下位変電設備Ｂに配線されている。
【００１５】
下位変電設備Ｂにおいて、母線５，６それぞれの入力端に下位母線遮断器１５，１６それぞれが設置されており、下位母線遮断器１５，１６のさらに下流側に下位トランス１７，１８それぞれが設置されていてその一次側に母線５，６の下位端部それぞれが接続されている。下位トランス１７，１８は例えば６．６ｋＶの高圧を２１０Ｖの低圧に変圧するもので、それぞれの二次側に種々のフロア設備に配電するための下位配線１９，２０が接続されている。これらの下位配線１９，２０の上にも、各フロア設備への配線上に遮断器２１，２２が設置されている。また１対の母線５，６の下位部分間を接続する下位母線連絡線２３がこれらの下位母線遮断器１５，１６よりも下流側に設置され、この下位母線連絡線２３の上に母線５，６の下位部分間を接続しあるいはその接続を開放する下位母線連絡遮断器２４が設置されている。
【００１６】
第１母線遮断器９，１０と上位母線連絡遮断器１２の間にはインタロック３１が設けられていて、他の２台のいずれかが開放状態になければ残りの１台の投入操作ができない設定にしている。
【００１７】
同様に、下位母線遮断器１５，１６と下位母線連絡遮断器２４との間にもインタロック３２が設けられていて、他の２台のいずれかが開放状態になければ残りの１台の投入操作ができない設定にしている。これと共に、本実施の形態に関連する部分として、インタロック３２に対してインタロック解除操作ボタン３３が設けられている。これと共に図２に示すアルゴリズムによりインタロック解除制御を行うインタロック解除用コントローラ３４が備えられている。またインタロック解除用コントローラ３４と共に、下位母線連絡遮断器２４に対する投入操作ボタン３５の近傍に投入許可ランプ３６が設置されている。
【００１８】
このインタロック解除用コントローラ３４は、インタロック解除操作ボタン３３のインタロック解除操作信号Ｓ１、電流検出器７，８それぞれの電流検出信号Ｓ２（電流値αとする），Ｓ３(電流値βとする)、下位母線連絡遮断器２４の操作ボタン３５の投入信号Ｓ４を入力し、インタロック解除操作信号Ｓ１が入力された時に、図２のアルゴリズムに基づくインタロック解除可否の判断を実行し、インタロック解除許可と判断した時には、３台の遮断器、つまり、下位母線遮断器１５，１６と下位母線連絡遮断器２４の全部同時投入を許可する働きをする。
【００１９】
次に、上記構成の電力系統保護システムの動作について説明する。通常時には、上位母線連絡遮断器１２、下位母線連絡遮断器２４は開放状態とし、母線５，６上のいずれの遮断器も開放、投入操作が可能な状態にする。そして、各フロア設備への配電のために、第１母線遮断器９，１０、第２母線遮断器１３，１４、下位母線遮断器１５，１６をすべて投入することで、母線５，６それぞれによる各フロア設備等への配電を可能にする。
【００２０】
そして定期点検時などで、各フロア設備への給電は継続しつつも、下位母線遮断器１６を開放して母線６側は下位変電設備Ｂから切り離す必要が生じた場合には、次の動作によってインタロック３２を解除し、両方の母線５，６それぞれの上の下位母線遮断器１５，１６を同時に投入した状態でも下位母線連絡遮断器２４が投入できるようにする。
【００２１】
図２のフローチャートに示すアルゴリズムを参照し、インタロック解除操作ボタン３３が操作されると、インタロック解除用コントローラ３４にはインタロック解除操作信号Ｓ１が入力される（ステップＳＴ１）。コントローラ３４はこの時に、電流検出器７，８の電流検出信号Ｓ２，Ｓ３にて母線５，６それぞれに流れる電流値α，βを計測し、その電流差があらかじめ設定した比較値Ｘよりも小さいか否かを判定する（ステップＳＴ２）。そして電流値α，βの電流差があらかじめ設定した比較値Ｘよりも小さくなるまで待機する（ステップＳＴ２にてＮＯに分岐）。そして、電流値α，βの電流差が比較値Ｘよりも小さくなれば、操作許可状態と判定し（ステップＳＴ３）、操作許可ランプ３６を点灯させて下位母線連絡遮断器２４の投入操作許可を知らせる。ここで、比較値Ｘであるが、これは極端な電流アンバランス状態での下位母線連絡遮断器２４の投入動作を防止するために必要な制限値であり、電力系統の規模に応じて設定されるべきものであるが、例えば、５００Ａに設定することができる。
【００２２】
この状態で、作業者が操作許可ランプ３６の点灯を確認して下位母線連絡遮断器２４の投入操作ボタン３５を投入操作すれば、その投入信号Ｓ４を有効として同遮断器２４の投入動作させる（ステップＳＴ５）。
【００２３】
これにより、インタロック解除されて下位母線遮断器１５，１６と共に下位母線連絡遮断器２４が導通状態になり、両母線５，６間に若干の電流差があれば電流の大きい方から小さい方に差の半分まで流れて同じ電流となってバランスする。この後に一方の下位母線遮断器６を開放操作すれば、以後、他方の母線５を流れる電流が下位母線遮断器１５を通して下位トランス１７に至り、ここで変圧された後、二次側の下位配線１９から各フロア設備に給電され、同時に、他方の母線５を流れる電流が下位母線連絡遮断器２４を通じて他方の下位トランス１８に至り、ここで変圧された後、二次側の下位配線２０から各フロア設備に給電されることになる。こうして、両系統の下位配線１９，２０を通じて各フロア設備への給電を維持しながらも、開放された上位変電設備Ａの母線６側の設備の点検が可能となる。尚、母線５側を開放して点検する場合は、開放する系統が反対になるが、動作手順は上と同様である。
【００２４】
従来であればインタロック解除の確認を作業者が母線５，６の通電状態や電流アンバランスの有無を電流メータ、電圧メータを見ながら目視によって確かめ、確認が取れたところでインタロック解除操作ボタン３３を操作してインタロック３２を解除し、その後に例えば下位母線遮断器１６を開放操作するようにしていた。ところが、このように本実施の形態の電力系統保護システムによれば、システム側で電流アンバランスの発生の有無を自動的に検知し、電流アンバランスが解消しなければインタロック３２が解除されないようにしたので、作業者の操作負担を軽減できる。また、インタロック解除許可ランプ３６を点灯させることでインタロック解除有効を作業者に知らせるようにしているので、作業者がインタロック解除操作をした時にランプ点灯にてインタロック解除有効を確認することができる利便さもある。
【００２５】
尚、上記実施の形態ではインタロック解除操作ボタン３３の解除操作時にインタロック解除許可ランプ３６を点灯させることでインタロック解除有効を作業者に知らせるようにしたが、このインタロック解除許可ランプ３６は必要に応じて設置すればよいものであり、コストの面、用途の面等で必須ではなく、その設置を省略することができる。
【００２６】
また、本実施の形態では単位構成として母線を２系統としたが、実際の電力系統は４線であったり、さらに多数線が配線されたりすることもある。そしてそのような場合にも、対をなす母線系統は２本であり、その対をなす２本の母線の間では上記実施の形態と同様の回路要素が設置されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の１つの実施の形態の電力系統保護システムの回路図。
【図２】上記実施の形態の電力系統保護システムにおけるインタロック解除アルゴリズムのフローチャート。
【符号の説明】
【００２８】
１，２  幹線
３，４  上位トランス
５，６  母線
７，８  電流検出器
９，１０  第１母線遮断器
１１  上位母線連絡線
１２  上位母線連絡遮断器
１３，１４  第２母線遮断器
１５，１６  下位母線遮断器
１７，１８  下位トランス
１９，２０  下位配線
２３  下位母線連絡線
２４  下位母線連絡遮断器
３３  インタロック解除操作ボタン
３４  インタロック解除用コントローラ
３５  下位母線遮断器投入ボタン
３６  インタロック解除許可ランプ
【図１】
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【図２】
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