(57)【要約】【課題】母線連絡遮断器の設置目的の使用条件を維持しつつ長時間に亘って全停電となることを防止できるスポットネットワーク受電設備の自動復電システムを提供することである。【解決手段】母線地絡保護継電器１８がネットワーク母線１５の地絡を検出したときは、制御装置１９は、受電回線に接続された複数のネットワーク変圧器１３ａ、１３ｂ、１３ｃの二次側に接続されたすべてのプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃを開放して全停電とした後に、母線連絡遮断器１６ａ、１６ｂを開放してネットワーク母線１５を分割し、複数のプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃを一つずつ地絡が発生していない分割母線が見出せるまで順次投入して地絡が発生していない分割母線を自動復電する。【選択図】  図１
2009055731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受電回線に接続された複数のネットワーク変圧器の二次側に接続された複数のプロテクタ遮断器と、
複数のネットワーク変圧器及び複数のプロテクタ遮断器を介して前記受電回路から電力が供給されるネットワーク母線に接続された母線連絡遮断器と、
前記ネットワーク母線の地絡を検出する母線地絡保護継電器と、
前記母線地絡保護継電器が動作したときすべての前記プロテクタ遮断器を開放して全停電とする制御装置とを備え、
前記制御装置は、すべての前記プロテクタ遮断器を開放して全停電とした後に前記母線連絡遮断器を開放してネットワーク母線を分割し、複数のプロテクタ遮断器を一つずつ順次投入して地絡が発生していない分割母線が復電した時点でプロテクタ遮断器の順次投入を停止して自動復電することを特徴とするスポットネットワーク受電設備の自動復電システム。
【請求項２】
前記制御装置は、投入したプロテクタ遮断器に接続される分割母線に再度地絡が検出されたときは、再度そのプロテクタ遮断器を開放して投入ロックとし、未投入の他のプロテクタ遮断器があるときは、他のプロテクタ遮断器を地絡が発生していない母線まで順次投入することを特徴とする請求項１記載のスポットネットワーク受電設備の自動復電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポットネットワーク母線に母線連絡遮断器を備えたスポットネットワーク受電設備の自動復電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、スポットネットワーク受電設備は複数の特別高圧配電線からそれぞれネットワーク変圧器を介して電力を受電し、各々のネットワーク変圧器の二次側を連系して並列運転するものであり、特別高圧配電線の一回線が停止しても支障なく受電できるようにした信頼性を高めた配電方式である。ネットワーク受電設備は、ビルディングや工場などの特定の高負荷電力需要家への配電に用いられる。
【０００３】
例えば、２２ｋＶのスポットネットワーク受電設備では、図３に示すように、三回線の２２ｋＶ配電線１１ａ、１１ｂ、１１ｃで受電し、各々の受電回線は、断路器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、ネットワーク変圧器１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及びプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃを有し、ネットワーク母線１５に接続されている。ネットワーク変圧器１３ａ、１３ｂ、１３ｃの二次側のネットワーク母線１５は単一母線が標準である。そして、ネットワーク母線１５から遮断器１７を介して各々の送り出しフィーダの負荷に電力が供給される。
【０００４】
ネットワーク母線１５には母線連絡遮断器１６ａ、１６ｂが設けられ、母線連絡遮断器１６ａ、１６ｂにより分割母線１５ａ、１５ｂに分割されている。この母線連絡遮断器１６ａ、１６ｂの設置目的は、電気設備点検時の全停電を防止するためのものであり、スポットネットワークの保護システム上から母線遮断器の非通電（無負荷状態）下において手動開閉操作がなされる。  また、ネットワーク母線１５の地絡を検出する母線地絡保護継電器１８が設けられ、ネットワーク母線１５に地絡が発生すると、母線地絡検出保護装置１８が動作し、ネットワーク変圧器１３ａ、１３ｂ、１３ｃの二次側のプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃをすべて開放する。従って、ネットワーク母線１５に地絡が発生すると需要家側は全停電となる。スポットネットワーク受電設備においては、絶縁強化策の実施によりネットワーク母線１５に地絡は発生しない、または、発生する可能性は非常に低いということを前提にしているので、ネットワーク母線１５に地絡が発生した場合には全停電となるようにしている。
【０００５】
ここで、ネットワーク母線内の地絡時に母線連絡遮断器を用いて、ネットワーク母線間を開放し、プロテクタ遮断器の一斉開放によるネットワーク受変電設備の全停電を防止するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特許第３４８０６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のものでは、母線連絡遮断器で分割された母線ごとに地絡保護継電器を設置し、母線地絡を検出すると母線連絡遮断器を開放して地絡を検出した母線を切り離し、その後に地絡が発生した母線のプロテクタ遮断器を開放するので、全停電することなく短時間で事故点を切り離すことを可能としているが、母線が通電状態（負荷状態）で母線連絡遮断器を開放するので、母線連絡遮断器の設置目的の使用条件から逸脱するものである。
【０００７】
すなわち、母線連絡遮断器は、電気設備点検時にネットワーク母線１５を分割し全停電を防止するものであり、非通電下という条件で操作することによりスポットネットワークの保護システムの信頼性の保持を図っている。よって、通電（有負荷）状態での開閉操作は好ましいことではない。
【０００８】
一方、ネットワーク母線に地絡が発生して全停電となると、例えば、スポットネットワーク受電設備の需要家が熱供給（ＤＨＣ）事業者である場合、全停電の間は熱供給をすることができなくなる。電力会社の送電事故の伴う停電であれば、熱供給事業者だけでなくお客様も停電となるので、熱供給の停止も理解を得ることができると思われるが、全停電が熱供給事業者の所内事故に起因するもので、長時間に亘って熱の供給が停止することは、お客様の理解を得ることは困難であり様々な問題が発生することが想定される。
【０００９】
ここで、母線地絡保護継電器１８が動作するのはネットワーク母線１５に地絡が発生したときだけでなく、送り出しフィーダでの地絡発生時に遮断器１７が開放されなかった場合にも動作することがある。これは、母線地絡保護継電器１８は、送り出しフィーダでの地絡発生時の各フィーダ用地絡保護継電器の不動作時の後備保護の役目も持ち合わせているからである。従って、各フィーダ用地絡保護継電器の不動作時にも母線地絡保護継電器１８が動作して全停電となることがある。
【００１０】
本発明の目的は、母線連絡遮断器の設置目的の使用条件を維持しつつ長時間に亘って全停電となることを防止できるスポットネットワーク受電設備の自動復電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明に係わるスポットネットワーク受電設備の自動復電システムは、受電回線に接続された複数のネットワーク変圧器の二次側に接続された複数のプロテクタ遮断器と、複数のネットワーク変圧器及び複数のプロテクタ遮断器を介して前記受電回路から電力が供給されるネットワーク母線に接続された母線連絡遮断器と、前記ネットワーク母線の地絡を検出する母線地絡保護継電器と、前記母線地絡保護継電器が動作したときすべての前記プロテクタ遮断器を開放して全停電とする制御装置とを備え、前記制御装置は、すべての前記プロテクタ遮断器を開放して全停電とした後に前記母線連絡遮断器を開放してネットワーク母線を分割し、複数のプロテクタ遮断器を一つずつ順次投入して地絡が発生していない分割母線を自動復電することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明に係わるスポットネットワーク受電設備の自動復電システムは、請求項１の発明において、前記制御装置は、投入したプロテクタ遮断器に接続される分割母線に再度地絡が検出されたときは、再度そのプロテクタ遮断器を開放して投入ロックとし、未投入の他のプロテクタ遮断器があるときは、他のプロテクタ遮断器を順次投入することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、母線地絡保護継電器が動作したとき、すべてのプロテクタ遮断器を開放して全停電とした後に、母線連絡遮断器を開放してネットワーク母線を分割するので、無負荷状態でネットワーク母線を開放するという母線連絡遮断器の設置目的の使用条件を維持できる。そして、ネットワーク母線を分割した後に、複数のプロテクタ遮断器を一つずつ順次投入して地絡が発生していない分割母線を自動復電するので、地絡が発生していない分割母線の早期復電が可能となる。
【００１４】
また、投入したプロテクタ遮断器に接続される分割母線に再度地絡が検出されたときは、再度そのプロテクタ遮断器を開放して投入ロックとするので、地絡が発生している分割母線を分離できる。そして、未投入の他のプロテクタ遮断器があるときは、他のプロテクタ遮断器を順次投入するので、地絡が発生していない分割母線すべてを復電できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明の実施の形態に係わるスポットネットワーク受電設備の自動復電システムの構成図である。図３に示した従来例に対し、母線地絡保護継電器１８が動作したときすべてのプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃを開放して全停電とした後に母線連絡遮断器１６ａ、１６ｂを開放してネットワーク母線１５を分割し、複数のプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃを一つずつ順次投入して地絡が発生していない分割母線を自動復電する制御装置１９を設けたものである。図３と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００１６】
母線地絡保護継電器１８はネットワーク母線１５の地絡を検出するものであり、地絡電流が微少である場合の微地絡及び地絡電流が所定値以上の重地絡を検出する機能を有し、微地絡を検出したときは警報を出力し、重地絡を検出したときは警報を出力するとともにプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃを開放する。以下、重地絡の場合を単に地絡と言うことにする。
【００１７】
また、母線地絡保護継電器１８はネットワーク母線１５に地絡が発生したときだけでなく、送り出しフィーダでの地絡発生時に遮断器１７が開放されなかった場合にも動作し、各フィーダ用地絡保護継電器の不動作時の後備保護としての役目も有している。
【００１８】
母線地絡保護継電器１８が地絡時を検出して動作したときは、制御装置１９は各々のプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃを開放して全停電とする。そして、プロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃの開放後の所定時限Ｔ１の経過後に、母線連絡遮断器１６ａ、１６ｂを開放してネットワーク母線１５を分割する。各々のプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃを開放し、所定時限Ｔ１経過後においては、ネットワーク母線１５は非通電状態（無負荷状態）となっており、この状態で母線連絡遮断器１６ａ、１６ｂを開放するので、母線連絡遮断器１６ａ、１６ｂは、ネットワーク母線１５が無負荷状態で開閉操作されるべきものという設置目的の使用条件を満たした状態で開放されることになる。
【００１９】
母線連絡遮断器１６ａ、１６ｂが開放されると、ネットワーク母線１５は分割母線１５ａ、１５ｂに分割される。図１ではネットワーク母線１５が２分割される場合を示している。
【００２０】
母線連絡遮断器１６ａ、１６ｂの開放によりネットワーク母線１５が分割された状態で、制御装置１９は、各々のプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃを一つずつ順次投入する。例えば、母線連絡遮断器１６ａ、１６ｂの開放後の所定時限Ｔ２経過後にプロテクタ遮断器１４ａを投入する。これにより分割母線１５ａには配電線１１ａからネットワーク変圧器１３ａを介して電力が供給される。分割母線１５ａに地絡が発生していない場合には、母線地絡保護継電器１８は動作しないので、配電線１１ａからの電力の供給が継続され分割母線１５ａは復電する。この場合には、次のプロテクタ手段器１４ｂを投入しない。これは、分割母線１５ａに地絡が発生していないことから、残りの分割母線１５ｂには地絡が発生していると考えられるからである。
【００２１】
一方、分割母線１５ａに地絡が発生している場合には、母線地絡保護継電器１８が動作するので、制御装置１９はプロテクタ遮断器１４ａを開放する。この場合、制御装置１９はプロテクタ遮断器１４ａが再度遮断されたものであるので、プロテクタ遮断器１４ａの投入ロックを掛けプロテクタ遮断器１４ａが再々投入されるのを阻止する。
【００２２】
次に、最初のプロテクタ遮断器１４ａの投入後の所定時限Ｔ３経過後に次のプロテクタ遮断器１４ｂを投入する。これにより分割母線１５ｂには配電線１１ｂからネットワーク変圧器１３ｂを介して電力が供給される。分割母線１５ｂに地絡が発生していない場合には分割母線１５ｂは復電する。なお、分割母線１５ａ、１５ｂの双方に地絡が発生していることは事実上あり得ないが、万一、分割母線１５ｂに地絡が発生している場合には、母線地絡保護継電器１８が動作するので、制御装置１９はプロテクタ遮断器１４ｂを開放し、プロテクタ遮断器１４ｂの投入ロックを掛けプロテクタ遮断器１４ｂが再々投入されるのを阻止することになる。
【００２３】
プロテクタ遮断器１４ｃについては、プロテクタ遮断器１４ｂの投入によって分割母線１５ｂに地絡が発生していないことが判明したときは、プロテクタ遮断器１４ｂの投入後の所定時限Ｔ４経過後に投入し、分割母線１５ｂに配電線１１ｃからネットワーク変圧器１３ｃを介して電力を供給  する。
【００２４】
なお、最初のプロテクタ遮断器１４ａの投入で分割母線１５ａに地絡が発生している場合には、残りのプロテクタ遮断器１４ｂ、１４ｃを同時に投入するようにしてもよい。これは、分割母線１５ａに地絡が発生していることから、残りの分割母線１５ｂには地絡が発生していないと考えられるからである。
【００２５】
以上の説明では、ネットワーク母線１５が２分割される場合について説明したが、３分割以上に分割してもよい。この場合、制御装置１９は、複数のプロテクタ遮断器を一つずつ順次投入して、地絡が発生していない分割母線が復電した時点で、他のプロテクタ遮断器の順次投入を停止することになる。
【００２６】
図２は制御装置１９の処理内容を示すフローチャートである。制御装置１９は、母線保護地絡継電器１８が地絡を検出したか否かを常時監視している（Ｓ１）。母線保護地絡継電器１８が地絡を検出したときは、すべてのプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃを開放する（Ｓ２）。これにより、スポットネットワーク受電設備は全停電となる。すべてのプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃを開放してから所定時限Ｔ１後に母線連絡遮断器１６ａ、１６ｂを開放し（Ｓ３）、ネットワーク母線１５を分割する。母線連絡遮断器１６ａ、１６ｂの開放はネットワーク母線１５が無負荷状態で行われるので、母線連絡遮断器１６ａ、１６ｂの設置目的の使用条件に合致した操作である。
【００２７】
そして、変数ｉに「１」をセットし（Ｓ４）、母線連絡遮断器１６ａ、１６ｂの開放後の所定時限Ｔ２経過後に、最初のプロテクタ遮断器１４ａを投入する（Ｓ５）。この状態で分割母線１５ａに地絡が発生したか否かを判定し（Ｓ６）、地絡が発生したときは、そのプロテクタ遮断器１４ａを開放するとともに再投入できないように投入ロックする（Ｓ７）。
【００２８】
次に、変数ｉはｎ（プロテクタ遮断器１４の個数）に等しいか否かを判定する（Ｓ８）。つまり、すべてのプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃに対して投入操作が行われた否かを判定する。一方、ステップＳ６の判定で地絡が発生しないときは、地絡が発生していない分割母線が復電したので処理を終了する。
【００２９】
ステップＳ８の判定で、ｉがｎに等しくないとき、つまり、地絡が発生していない分割母線が見出せない状態で、すべてのプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃに対して投入操作が行われていないときは、変数ｉに「１」をプラスしてステップＳ５に戻る（Ｓ９）。そして、地絡が発生していない分割母線が見出せない状態ですべてのプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃに対して投入操作が行われたときは処理を終了する。
【００３０】
このように、本発明の実施の形態では、地絡に伴うネットワーク変圧器１３ａ、１３ｂ、１３ｃの二次側のプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃの動作による全停電時には、母連用遮断器１６ａ、１６ｂを遮断し、これによって、ネットワーク母線１５を分割した後、強制的にプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃを地絡が発生していない分割母線が見出せるまで順次投入する。そして、投入したプロテクタ遮断器１４に接続される分割母線１５が健全である場合には復電し、地絡がある場合は再遮断する。従って、健全な分割母線１５を短時間で復電できる。
【００３１】
本発明の実施の形態によれば、母線地絡保護継電器１８が動作したとき、すべてのプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃを開放して全停電とした後に、母線連絡遮断器１６ａ、１６ｂを開放してネットワーク母線１５を分割するので、無負荷状態でネットワーク母線１５を開放するという母線連絡遮断器１６ａ、１６ｂの設置目的の使用条件を維持できる。そして、ネットワーク母線１５を分割した後に、複数のプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃを一つずつ地絡が発生していない分割母線が見出せるまで順次投入するので、地絡が発生していない分割母線の早期復電が可能となる。
【００３２】
また、投入したプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃに接続される分割母線に再度地絡が検出されたときは、再度そのプロテクタ遮断器１４ａ、１４ｂ、１４ｃを開放して投入ロックとするので、地絡が発生している分割母線を分離できる。これにより、健全な分割母線を復電できる。
【００３３】
さらに、例えば、スポットネットワーク受電設備の需要家が熱供給（ＤＨＣ）事業者である場合には、分割母線に接続される送り出しフィーダに熱源機器等をバランス良く接続しておくと熱供給停止も発生させずに済む可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係わるスポットネットワーク受電設備の自動復電システムの構成図。
【図２】本発明の実施の形態における制御装置の処理内容を示すフローチャート。
【図３】従来のスポットネットワーク受電設備の構成図。
【符号の説明】
【００３５】
１１…配電線、１２…断路器、１３…ネットワーク変圧器、１４…プロテクタ遮断器、１５…ネットワーク母線、１６…母線連絡遮断器、１７…遮断器、１８…母線地絡保護継電器、１９…制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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