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JP2963294B2 - 電力系統の脱調分離装置 - Google Patents
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JP2963294B2 - 電力系統の脱調分離装置 - Google Patents

電力系統の脱調分離装置

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JP2963294B2
JP2963294B2 JP5013117A JP1311793A JP2963294B2 JP 2963294 B2 JP2963294 B2 JP 2963294B2 JP 5013117 A JP5013117 A JP 5013117A JP 1311793 A JP1311793 A JP 1311793A JP 2963294 B2 JP2963294 B2 JP 2963294B2
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俊樹 服部
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Mitsubishi Electric Corp
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Shikoku Research Institute Inc
Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電力系統を保護する
ために脱調を検出して電力系統を分離する電力系統の脱
調分離装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は例えば「保護継電工学」(昭和5
6年7月20日 社団法人電気学会発行)第231頁に
示された従来の電力系統の脱調分離装置の動作原理を示
す特性図であり、図において、1は距離継電器のモー特
性、2・3は距離継電器のブラインダー特性、4はモー
特性1とブラインダー特性2に囲まれた領域、5はモー
特性1とブラインダー特性2・3に囲まれた領域、6は
モー特性1とブラインダー特性3に囲まれた領域、R軸
は潮流インピーダンスの抵抗分方向、X軸は潮流インピ
ーダンスのリアクタンス分方向である。
【0003】次に動作について説明する。電力系統にお
いては、その時々の負荷の状態に応じて潮流が流れる
が、送り潮流の場合、電力系統の潮流インピーダンスは
R軸のプラス側に存在(例えば、P点に存在)し、受け
潮流の場合、電力系統の潮流インピーダンスはR軸のマ
イナス側に存在(例えば、Q点に存在)する。
【0004】しかし、脱調現象が発生すると潮流インピ
ーダンスは徐々にX軸に近づき、ついにはX軸を横切り
反対側へ移動する特性がある。図6で説明すると、潮流
インピーダンスは領域4→5→6、または6→5→4と
移動する。従って、従来のものにおいては、この移動を
検知することによって脱調を検出し、脱調を検出した場
合には電力系統を分離して電力系統の保護を図ってい
る。
【0005】また、脱調を検出して電力系統を分離する
他の方法として下記のようなものがある。即ち、脱調の
電気的中心点(電圧が零になる点)は、図7に示すよう
に、脱調している電力系統の潮流インピーダンスの中心
点(Z1 =Z2 の点)にあり、また、その中心点までの
距離は、その中心点で3相短絡現象が発生した場合と同
一であるので、それを利用して脱調の中心点までの距離
を求め、その距離に基づいて電力系統を分離するか否か
を判断し、分離するものがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の電力系統の脱調
分離装置は以上のように構成されているので、ローカル
発電機が脱調していない場合でも、ある大きな系統どう
しが脱調(本系統脱調)した場合、ローカル発電機が脱
調したものと判断してしまうので、分離する必要のない
ローカル発電機を分離してしまうなどの問題点があっ
た。
【0007】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、明らかにローカル発電機が脱調
した場合とローカル発電機が脱調した可能性のある場合
とを区別し、不必要にローカル発電機を分離することの
ない電力系統の脱調分離装置を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電力系統
の脱調分離装置は、距離継電器のブラインダー特性とリ
アクタンス特性に囲まれた領域を第1の領域と定めると
ともに、リアクタンス分がその第1の領域のリアクタン
ス分より大きいリアクタンス特性と上記ブラインダー特
性と同じブラインダー特性に囲まれた領域を第2の領域
と定め、インピーダンス軌跡が第1の領域を通過した場
合には直ちにローカル発電機の脱調と判断して電力系統
を分離し、そのインピーダンス軌跡が第2の領域を通過
した場合には所定時間経過後に再度そのインピーダンス
軌跡がその第2の領域を通過した場合のみローカル発電
機の脱調と判断してその電力系統を分離するようにした
ものである。
【0009】
【作用】この発明における系統分離部は、インピーダン
ス軌跡が第2の領域を通過した場合には所定時間経過後
に再度そのインピーダンス軌跡がその第2の領域を通過
した場合のみローカル発電機の脱調と判断するので、ロ
ーカル発電機の脱調であると確信した場合のみ電力系統
を分離する。
【0010】
【実施例】実施例1.以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図1はこの発明の一実施例による電力
系統の脱調分離装置を示す構成図であり、図において、
7は予め、電力系統における潮流インピーダンスの抵抗
分及びリアクタンス分が零近傍にある所定領域を第1の
領域(図2参照、詳細は後述する)と定めるとともに、
リアクタンス分がその第1の領域のリアクタンス分より
大きい所定領域を第2の領域(図2参照)と定める設定
部、8は電力系統における電流・電圧を順次サンプリン
グする入力部である。
【0011】また、9は入力部8によりサンプリングさ
れた電流・電圧から潮流インピーダンスを演算してイン
ピーダンス軌跡を求める演算部、10演算部9により求
められたインピーダンス軌跡が上記第1の領域を通過し
た場合には直ちにローカル発電機の脱調と判断してその
電力系統を分離し、そのインピーダンス軌跡が上記第2
の領域を通過した場合には所定時間経過後に再度そのイ
ンピーダンス軌跡がその第2の領域を通過した場合のみ
ローカル発電機の脱調と判断してその電力系統を分離す
る系統分離部である。
【0012】図2は図1の電力系統の脱調分離装置の動
作原理を示す特性図であり、図において、11・12・
13・14・15は距離継電器のブラインダー特性、1
6・17・18は距離継電器のリアクタンス特性、A1
はブラインダー特性12・13とリアクタンス特性17
・18に囲まれた領域、A2 はブラインダー特性13・
14とリアクタンス特性17・18に囲まれた領域、B
1 はブラインダー特性12・13とリアクタンス特性1
6・17に囲まれた領域、B2 はブラインダー特性13
・14とリアクタンス特性16・17に囲まれた領域、
1 はブラインダー特性11・12とリアクタンス特性
16・18に囲まれた領域、C2 はブラインダー特性1
4・15とリアクタンス特性16・18に囲まれた領域
である。
【0013】ここで、A1 及びA2 はそれぞれ電力系統
における潮流インピーダンスの抵抗分及びリアクタンス
分が零近傍にある所定領域(第1の領域)、B1 及びB
2 はそれぞれリアクタンス分が第1の領域A1 ・A2
リアクタンス分より大きい所定領域(第2の領域)であ
る。
【0014】また、図3は図1の電力系統の脱調分離装
置が適用する電力系統を示す構成図であり、図におい
て、21は脱調検出対象のローカル発電機、22は電流
変換器(CT)、23は電圧変換器(PT)、24はC
T22の信号を変換する入力変換器、25はPT23の
信号を変換する入力変換器、26・27はフィルター
部、28・29はサンプルホールド回路、30はマルチ
プレクサ、31はアナログ/ディジタル変換器(A/D
変換器)、32は図1の電力系統の脱調分離装置、33
は出力回路である。
【0015】さらに、図4は電力系統の脱調時の電圧ベ
クトルと脱調中心点を示すベクトル図(図4(b)は本
系統脱調時のベクトル図、図4(c)はローカル発電機
脱調時のベクトル図である。)であり、図において、3
4・35は本系統の発電機、36は本系統、37はロー
カル系統、Z1 ・Z2 は脱調中心点である。
【0016】次に動作について説明する。上述したよう
に、脱調現象が発生すると潮流インピーダンスは徐々に
X軸に近づき、ついにはX軸を横切り反対側へ移動する
特性がある。従って、脱調現象が発生した場合の潮流イ
ンピーダンスの移動(インピーダンス軌跡)としては下
記のものが考えられる(図2参照)。 (1) 領域C1 →A1 →A2 (2) 領域C2 →A2 →A1 (3) 領域C1 →B1 →B2 (4) 領域C2 →B2 →B1
【0017】ここで、図4(b)(c)に示すように、
ローカル発電機21からみた脱調中心点までの距離はロ
ーカル発電機脱調時より本系統脱調時の方が遠く見える
ので、ローカル発電機脱調時より本系統脱調時の方が潮
流インピーダンスのリアクタンス分が大きくなることが
わかる。従って、インピーダンス軌跡が第1の領域A1
またはA2 を通過した場合に比べて、第2の領域B1
たはB2 を通過した場合の方が本系統脱調の可能性が高
いことになる。
【0018】そこで、予め、リアクタンス特性16・1
7の設定値を適切に設定すれば、インピーダンス軌跡が
第1の領域A1 またはA2 を通過した場合にはローカル
発電機の脱調と断定でき、一方、インピーダンス軌跡が
第2の領域B1 またはB2 を通過した場合にはローカル
発電機21の脱調の可能性が高いと判断できる。
【0019】このように設定した状態で、まず、演算部
9が、入力部8によりサンプリングされた電流・電圧か
ら潮流インピーダンスを演算してインピーダンス軌跡を
求める。
【0020】そして、系統分離部10が、演算部9によ
り求められたインピーダンス軌跡が第1の領域A1 また
はA2 を通過した場合には直ちにローカル発電機21が
脱調したと判断して出力回路33を介して電力系統を分
離する信号を出力する。一方、そのインピーダンス軌跡
が第2の領域B1 またはB2 を通過した場合には本系統
脱調の可能性もあるので、直ちに電力系統を分離する信
号を出力せずに、所定時間経過後に再度そのインピーダ
ンス軌跡が第2の領域B1 またはB2 を通過した場合の
みローカル発電機21が脱調したと判断して出力回路3
3を介して電力系統を分離する信号を出力する。
【0021】即ち、本系統脱調である場合には、インピ
ーダンス軌跡が最初に第2の領域B1 またはB2 を通過
した時点において、本系統における継電器が脱調した系
統を分離するので、所定時間経過後に再度そのインピー
ダンス軌跡が第2の領域B1またはB2 を通過するとい
うことはなくなり、不要にローカル発電機21を分離せ
ずに済むことになる。
【0022】実施例2.なお、上記実施例1では、第1
の領域A1 またはA2 及び第2の領域B1 またはB2
ブラインダー特性12・13・14を用いて形成したも
のについて述べたが、図5に示すように、円特性41・
42を用いて形成してもよく、上記実施例1と同様の効
果を奏する。
【0023】
【発明の効果】以上のように、この発明によればインピ
ーダンス軌跡が第1の領域を通過した場合には直ちにロ
ーカル発電機の脱調と判断して電力系統を分離し、その
インピーダンス軌跡が第2の領域を通過した場合には所
定時間経過後に再度そのインピーダンス軌跡がその第2
の領域を通過した場合のみローカル発電機の脱調と判断
してその電力系統を分離するように構成したので、本系
統脱調時において分離する必要のないローカル発電機を
分離せずに済むなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による電力系統の脱調分離
装置を示す構成図である。
【図2】図1の電力系統の脱調分離装置の動作原理を示
す特性図である。
【図3】図1の電力系統の脱調分離装置が適用する電力
系統を示す構成図である。
【図4】電力系統の脱調時の電圧ベクトルと脱調中心点
を示すベクトル図である。
【図5】この発明の他の実施例による電力系統の脱調分
離装置の動作原理を示す特性図である。
【図6】従来の電力系統の脱調分離装置の動作原理を示
す特性図である。
【図7】電力系統の脱調時の電圧ベクトルと脱調中心点
を示すベクトル図である。
【符号の説明】
7 設定部 8 入力部 9 演算部 10 系統分離部 21 ローカル発電機 A1 、A2 第1の領域 B1 、B2 第2の領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 俊樹 神戸市兵庫区和田崎町1丁目1番2号 三菱電機株式会社 制御製作所内 (56)参考文献 特開 昭52−21637(JP,A) 特開 昭56−141724(JP,A) 特公 昭63−46649(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02H 3/48 H02J 3/24

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 予め、電力系統における潮流インピーダ
    ンスの抵抗分及びリアクタンス分が零近傍にある、距離
    継電器のブラインダー特性とリアクタンス特性に囲まれ
    た領域を第1の領域と定めるとともに、リアクタンス分
    がその第1の領域のリアクタンス分より大きいリアクタ
    ンス特性と上記ブラインダー特性と同じブラインダー特
    性に囲まれた領域を第2の領域と定める設定部と、上記
    電力系統における電流・電圧を順次サンプリングする入
    力部と、上記入力部によりサンプリングされた電流・電
    圧から潮流インピーダンスを演算してインピーダンス軌
    跡を求める演算部と、上記演算部により求められたイン
    ピーダンス軌跡が上記第1の領域を通過した場合には直
    ちにローカル発電機の脱調と判断してその電力系統を分
    離し、そのインピーダンス軌跡が上記第2の領域を通過
    した場合には所定時間経過後に再度そのインピーダンス
    軌跡がその第2の領域を通過した場合のみローカル発電
    機の脱調と判断してその電力系統を分離する系統分離部
    とを備えた電力系統の脱調分離装置。
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