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JP4033136B2 - Overcurrent protection system - Google Patents
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JP4033136B2 JP2004011538A JP2004011538A JP4033136B2 JP 4033136 B2 JP4033136 B2 JP 4033136B2 JP 2004011538 A JP2004011538 A JP 2004011538A JP 2004011538 A JP2004011538 A JP 2004011538A JP 4033136 B2 JP4033136 B2 JP 4033136B2
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Description

本発明は、特に連系系統に適用される過電流保護システムに関し、詳しくは、系統電流の位相判定に基づいて連系用保護リレーの動作出力をロックする機能を備えた過電流保護システムに関する。   More particularly, the present invention relates to an overcurrent protection system having a function of locking an operation output of a connection protection relay based on phase determination of a system current.

図3は、一般的な配電系統の構成図を示している。図3において、100は配電用変電所、101は電源(図示されていない上位系統に接続される電力用変圧器を示す)、102は母線、Ry1は保護リレー、CB1は遮断器、200は配電線(フィーダ)、201は需要家300の受電点近くの母線、Ry2は過電流保護リレー、CB2は遮断器、300は需要家、301は需要家300内の自家用発電設備である。   FIG. 3 shows a configuration diagram of a general power distribution system. In FIG. 3, 100 is a distribution substation, 101 is a power source (showing a power transformer connected to a host system not shown), 102 is a bus, Ry1 is a protection relay, CB1 is a circuit breaker, and 200 is a distribution. An electric wire (feeder), 201 is a bus near the power receiving point of the consumer 300, Ry2 is an overcurrent protection relay, CB2 is a circuit breaker, 300 is a consumer, and 301 is a private power generation facility in the consumer 300.

配電用変電所100では、上位系統(66[kV]〜110[kV])から受電し、変電所100内の電源101としての電力用変圧器により降圧して配電線200に供給している。電力用変圧器は複数台あり、母線102を介して変圧器1台当たり4〜12の配電線200に配電しているが、図3ではこれらをまとめて一つのインピーダンスとして表してある。   The distribution substation 100 receives power from the upper system (66 [kV] to 110 [kV]), and steps down the voltage by the power transformer as the power source 101 in the substation 100 and supplies it to the distribution line 200. There are a plurality of power transformers, and power is distributed to 4 to 12 distribution lines 200 per transformer via the bus 102. In FIG. 3, these are collectively shown as one impedance.

典型的な例では、配電用変電所100内の電力用変圧器の1次側の電圧は66[kV](77[kV]のこともあり、地域によって異なる)であり、2次側は6.6[kV]系統となっている。なお、通常、6.6[kV]以下の系統を、配電系統と呼んでいる。
この配電系統は非接地系統であり、地絡を検出するためだけに図示されていない接地トランス(GPT)の2次側に零相抵抗を挿入し、地絡時に発生する零相電圧及び零相電流を検出して地絡保護リレーにより保護動作を行うようになっている。
In a typical example, the voltage on the primary side of the power transformer in the distribution substation 100 is 66 [kV] (may be 77 [kV] depending on the region), and the secondary side is 6 .6 [kV] system. Normally, a system of 6.6 [kV] or less is called a power distribution system.
This power distribution system is a non-grounded system, and a zero-phase resistor and a zero-phase voltage generated at the time of a ground fault are inserted by inserting a zero-phase resistor on the secondary side of a grounding transformer (GPT) not shown in order to detect a ground fault. The current is detected and the protective operation is performed by the ground fault protection relay.

このような配電系統は、需要家300に配電するのが目的であり、通常、需要家側には大きな電源(短絡電源)は設けられていない。仮に電源を備えていたとしても、図3に示す如く自家用発電設備301があるだけであり、需要家300から配電系統側に電流が供給されることはなく、また、形態としては放射状系統であって末端で配電線に連系されることはない。すなわち、需要家300内の自家用発電設備301は、配電線200に連系可能な系統構成になっているが、この種の発電設備301は保守や異常事態の時に使用するべく設けられている。   Such a power distribution system is intended to distribute power to the customer 300, and usually a large power source (short-circuit power source) is not provided on the customer side. Even if a power source is provided, there is only a private power generation facility 301 as shown in FIG. 3, and no current is supplied from the customer 300 to the distribution system side, and the configuration is a radial system. Therefore, it is not connected to the distribution line at the end. That is, the private power generation equipment 301 in the customer 300 has a system configuration that can be connected to the distribution line 200, but this type of power generation equipment 301 is provided for use during maintenance and abnormal situations.

配電系統の保護や制御システムはこのような系統条件を考慮した上で設計されており、需要家300の構内の電気設備も含めて以下のような保護システムになっている。   The protection and control system for the power distribution system is designed in consideration of such system conditions, and includes the following protection system including the electric equipment in the customer 300.

(1)短絡事故時の保護
3相の配電線において、3相のうち2線または3線が接触した場合を短絡事故という。通常、このような短絡事故には、反限時特性の過電流保護リレーが使用される。周知のように、反限時特性の過電流保護リレーは、配電線に定格電流以上の大きさの電流が流れた時に、その電流値と動作するまでの時間とが反比例するような特性を持った保護リレーである。
(1) Protection in the event of a short-circuit accident In a three-phase distribution line, the case where two or three of the three phases come into contact is called a short-circuit accident. Normally, an overcurrent protection relay with inverse time characteristics is used for such a short-circuit accident. As is well known, overcurrent protection relays with inverse time characteristics have characteristics such that when a current greater than the rated current flows through the distribution line, the current value and the time until operation are inversely proportional. It is a protection relay.

いま、図3において、需要家300の構内の地点F3で短絡事故が発生した場合、配電用変電所100から短絡電流が流れる。図示例では、途中で分岐等がないため、リレーRy1,Ry2には同じ値の短絡電流が流れる。配電用変電所100と需要家300との間には、通常、別の需要家も接続されているので、この事故のように特定の需要家300内での事故では当該需要家300近傍の遮断器CB2のみを遮断することが望ましく、そうすれば他の需要家は停電することがないため影響は少なくなる。   In FIG. 3, when a short circuit accident occurs at a point F <b> 3 in the customer 300, a short circuit current flows from the distribution substation 100. In the illustrated example, since there is no branching in the middle, short-circuit currents of the same value flow through the relays Ry1 and Ry2. Usually, another customer is also connected between the distribution substation 100 and the customer 300. Therefore, in the case of an accident in a specific customer 300 such as this accident, the vicinity of the customer 300 is blocked. It is desirable to shut off only the container CB2, and this will reduce the influence because other customers will not be interrupted.

このため、配電用変電所100内のリレーRy1と需要家300側のリレーRy2との間には、その動作時間に意図的に差が設けられており、リレーRy1はRy2に比べて0.2〜0.5秒程度遅れて動作するように設定されている。この時間は、地点F3における短絡事故が発生した時に、これをリレーRy2が検出して遮断器CB2を動作させ、短絡電流が流れなくなるまでの時間に多少余裕を見た数値となっている(なお、リレーが動作して遮断器が開放されるまでには、少なくとも150[ms]程度必要とする)。   For this reason, a difference is intentionally provided in the operation time between the relay Ry1 in the distribution substation 100 and the relay Ry2 on the customer 300 side, and the relay Ry1 is 0.2 in comparison with Ry2. It is set to operate with a delay of about 0.5 seconds. This time is a numerical value with some allowance in the time until the short circuit current stops when the relay Ry2 detects this when the short circuit accident occurs at the point F3 and operates the circuit breaker CB2. It takes at least about 150 [ms] before the relay operates to open the circuit breaker).

このようにリレーRy1,Ry2の動作時間にある程度の差を設けておけば、変電所100側の遮断器CB1よりも需要家300側の遮断器CB2が必ず先に動作して短絡事故が解消するため、遮断器CB1が動作するには至らない。このことは、配電線200や母線201に接続されているどの需要家内で短絡事故が発生した場合も同様である。   Thus, if a certain difference is provided in the operation time of the relays Ry1 and Ry2, the breaker CB2 on the customer 300 side always operates before the breaker CB1 on the substation 100 side, and the short-circuit accident is solved. For this reason, the circuit breaker CB1 does not operate. This is the same when a short-circuit accident occurs in any customer connected to the distribution line 200 or the bus 201.

ここで、図4は、反限時特性の過電流保護リレーの動作時間特性及び動作時間精度の一例を示す図である。動作時間と入力電流値(一般には定格電流との比)との関係は相似形であるが、動作時間の絶対値は標準値を1として10まで0.1ステップ(程度)で設定できるようになっており、これをレバーと称している。   Here, FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the operation time characteristic and the operation time accuracy of the overcurrent protection relay having the inverse time characteristic. The relationship between the operating time and the input current value (generally the ratio to the rated current) is similar, but the absolute value of the operating time can be set in 0.1 steps (about) up to 10 with a standard value of 1. This is called a lever.

図3に示したリレーRy1,Ry2は同じ特性のリレーであり、上記レバーの設定を変えることで動作時間を調整している。すなわち、図3の配電系統において完全短絡時(短絡点での抵抗が零の時)の入力電流を500%とすると、この電流値でリレーRy1,Ry2の動作時間差が0.5秒程度になるようにレバーの設定を変えている。
なお、図4の動作時間特性における右側の縦軸nは、動作時間の整定値を示している。
Relays Ry1 and Ry2 shown in FIG. 3 are relays having the same characteristics, and the operation time is adjusted by changing the setting of the lever. That is, assuming that the input current at the time of complete short-circuiting (when the resistance at the short-circuiting point is zero) in the power distribution system of FIG. 3 is 500%, the operating time difference between the relays Ry1 and Ry2 is about 0.5 seconds at this current value. The lever settings have been changed.
Note that the vertical axis n on the right side of the operating time characteristic in FIG. 4 indicates the settling value of the operating time.

(2)電圧制御
近年、電力自由化の動向、環境問題への意識の高まりから再生可能エネルギーによる分散電源が普及している。現状の配電系統で大きな容量の分散電源が連系された場合、その発電電力量によって配電線に流れる電流(以下、潮流という)が大きく変化した場合は、特定の地点の電圧を規定値内に入れることは可能であるが、配電系統全般にわたって電圧値を規定の101±6[V]に維持することは困難になりつつある。
(2) Voltage control In recent years, distributed power sources based on renewable energy have become widespread due to trends in the liberalization of power and increased awareness of environmental issues. When a large-capacity distributed power source is connected in the current distribution system, if the current flowing through the distribution line (hereinafter referred to as tidal current) greatly changes depending on the amount of generated power, the voltage at a specific point falls within the specified value. However, it is becoming difficult to maintain the voltage value at the prescribed 101 ± 6 [V] throughout the distribution system.

亘長の長い配電線では、負荷だけが接続されている時でも配電線のインピーダンスによる電圧降下で末端の電圧を規定の101±6[V]に維持することは困難なため、配電線の途中にSVRと称する自動電圧調整器が設置されており、変圧器のタップ制御により負荷側の電圧を上昇させて電圧値を規定範囲内に維持している。この電圧調整器は、電源側(配電用変電所側)の電圧を検出して負荷側の電圧を制御するものであり、逆側すなわち電源側の電圧を制御する機能はない。   In a long distribution line, even when only the load is connected, it is difficult to maintain the terminal voltage at the specified 101 ± 6 [V] due to the voltage drop due to the impedance of the distribution line. An automatic voltage regulator referred to as SVR is installed, and the voltage on the load side is increased by tap control of the transformer to maintain the voltage value within a specified range. This voltage regulator detects the voltage on the power supply side (distribution substation side) and controls the voltage on the load side, and has no function of controlling the voltage on the reverse side, that is, the power supply side.

例えば、電圧が目標値よりも高くなった場合、変圧器のタップを制御して電圧値を変えようとするが、電圧はほとんど変化しないため下限値になったままになる。逆に電圧が目標電圧より低くなると電圧を上昇させる方に制御して上限値になったままとなる。
このような電圧制御システムのもとで、上記のような分散電源が負荷側に接続されると、配電系統全般にわたって適正な電圧値を維持するのは困難になってきている。
For example, when the voltage becomes higher than the target value, the voltage value is changed by controlling the tap of the transformer, but the voltage hardly changes and remains at the lower limit value. On the contrary, when the voltage becomes lower than the target voltage, the voltage is controlled to increase and remains at the upper limit value.
Under such a voltage control system, when such a distributed power source is connected to the load side, it has become difficult to maintain an appropriate voltage value over the entire distribution system.

上記の経緯により配電系統における電圧値の維持が困難になっているが、その対応策として、配電線の容量を増加させて分散電源の影響を低減するべく、2つの配電線を末端で連系する運用が検討されている。
図5は、この種の連系系統(ループ系統)の例を示しており、需要家の受電点にある母線を経由して2つの配電線を連系させる構成となっている。
Due to the above circumstances, it is difficult to maintain the voltage value in the distribution system. As a countermeasure, the two distribution lines are connected at the end in order to increase the capacity of the distribution line and reduce the influence of the distributed power supply. Operation to do is considered.
FIG. 5 shows an example of this type of interconnected system (loop system), which has a configuration in which two distribution lines are interconnected via a bus at a power receiving point of a consumer.

図5において、図3と異なる部分を中心に説明すると、120は配電用変電所、121は電源(電力用変圧器)、122は母線、Ry3は過電流保護リレー、CB3は遮断器、220は配電線、221は母線、Ry4は連系用の過電流保護リレー(連系用保護リレー)、CB4は遮断器であり、配電線200側の母線201と配電線220側の母線221とは前記遮断器CB4を介して連系されている。なお、501は連系線を示す。
このような連系系統では、配電線1本当たりの電流が減るため、線路の電圧降下が小さくなり、配電線における電圧の維持が容易になる。
In FIG. 5, the description will focus on the differences from FIG. 3. 120 is a distribution substation, 121 is a power source (power transformer), 122 is a bus, Ry3 is an overcurrent protection relay, CB3 is a circuit breaker, and 220 is The distribution line, 221 is a bus, Ry4 is an overcurrent protection relay for connection (connection protection relay), CB4 is a circuit breaker, and the bus 201 on the distribution line 200 side and the bus 221 on the distribution line 220 side It is connected via the circuit breaker CB4. Reference numeral 501 denotes a connection line.
In such an interconnection system, the current per distribution line is reduced, so that the voltage drop in the line is reduced and the voltage in the distribution line can be easily maintained.

しかし、上記連系系統では、保護システム上、以下に示すような問題がある。
まず、この種の系統を従来の保護システムによって保護する場合、リレーRy2の動作時間は通常0.2秒程度である(需要家300構内の系統構成に応じた時間協調のため、動作時間は概ね0.5〜0.2秒程度であるが、以下では0.2秒と仮定する)。
これに対して、配電用変電所100,120内のリレーRy1,Ry3の動作時間は0.5〜1秒程度(以下では0.5秒と仮定する)に設定されていると共に、リレーRy4は負荷側にあるためリレーRy2と同様に0.2秒に設定されているとする。
However, the above interconnection system has the following problems on the protection system.
First, when this type of system is protected by a conventional protection system, the operation time of the relay Ry2 is normally about 0.2 seconds (due to time coordination according to the system configuration in the customer 300 premises, the operation time is roughly It is about 0.5 to 0.2 seconds, but is assumed to be 0.2 seconds below).
In contrast, the operation time of the relays Ry1 and Ry3 in the distribution substations 100 and 120 is set to about 0.5 to 1 second (hereinafter assumed to be 0.5 seconds), and the relay Ry4 is Since it is on the load side, it is assumed that it is set to 0.2 seconds like the relay Ry2.

いま、需要家300構内の地点F3における短絡事故時には、近傍の遮断器CB2が動作して他の遮断器は不動作であることが要求される。この時、リレーRy2は0.2秒程度で動作し、遮断器CB2がOFFした時点で事故は消滅する。また、リレーRy1,Ry3は前述のように動作時間が長いため(0.5秒)、遮断器CB1,CB3が動作することはない。   Now, at the time of a short circuit accident at the point F3 in the customer 300 premises, it is required that the nearby circuit breaker CB2 operates and the other circuit breakers do not operate. At this time, the relay Ry2 operates in about 0.2 seconds, and the accident disappears when the circuit breaker CB2 is turned off. Further, since the relays Ry1 and Ry3 have a long operation time as described above (0.5 seconds), the circuit breakers CB1 and CB3 do not operate.

更に、連系用保護リレーRy4の動作時間は0.2秒であるため、リレーRy2と時間的には余り差がなく動作する(リレーRy2を流れる電流値はRy4よりも大きいため、反限時特性のリレーであれば、リレーRy4はRy2より遅れて動作する可能性が高い)。
このリレーRy4を確実に動作させないようにするには、事故電流値などを考慮して、リレーRy2に対して確実に0.2秒程度の時間差を確保できるようにしなければならない。また、このリレーRy4と他のリレーRy1,Ry3との間でも時間協調をとる必要があり、結果的にリレーRy1,Ry3の動作時間は現状より長くなる。
Further, since the operation time of the interconnection protection relay Ry4 is 0.2 seconds, it operates with no time difference from the relay Ry2 (the current value flowing through the relay Ry2 is larger than Ry4, so that the time-limited characteristics) Relay Ry4 is likely to operate later than Ry2).
In order to prevent the relay Ry4 from operating reliably, it is necessary to ensure a time difference of about 0.2 seconds with respect to the relay Ry2 in consideration of an accident current value or the like. In addition, it is necessary to coordinate the time between the relay Ry4 and the other relays Ry1 and Ry3. As a result, the operation time of the relays Ry1 and Ry3 becomes longer than the present time.

一方、配電線220上の地点F2で短絡事故が発生した場合には、リレーRy3,Ry4及び遮断器CB3,CB4が動作し、その他のリレーは不動作であるべきである。しかし、現状の時間設定では、まずリレーRy4,Ry2の動作後、約0.2秒で遮断器CB4,2が動作(OFF)し、その後(約0.5秒後)にリレーRy3及び遮断器CB3が動作(OFF)する。従って、遮断器CB2は不要に動作することになる。
これを避けるためには、遮断器CB4をCB2よりも早く動作させる必要があるが、前述したように需要家300構内の地点F3における事故では、遮断器CB2をCB4よりも優先的に動作させることとしているため、何れの事故点F2,F3に対しても最適となるような動作時間の整定は困難である。
On the other hand, when a short circuit accident occurs at the point F2 on the distribution line 220, the relays Ry3, Ry4 and the circuit breakers CB3, CB4 should operate, and the other relays should not operate. However, in the current time setting, first, after the operation of the relays Ry4 and Ry2, the circuit breakers CB4 and 2 are operated (OFF) in about 0.2 seconds, and thereafter (about 0.5 seconds later), the relays Ry3 and circuit breakers are operated. CB3 operates (OFF). Therefore, the circuit breaker CB2 operates unnecessarily.
In order to avoid this, it is necessary to operate the circuit breaker CB4 earlier than CB2. However, as described above, in an accident at the point F3 in the customer 300 premises, the circuit breaker CB2 should be operated with priority over CB4. Therefore, it is difficult to set the operation time that is optimal for any of the accident points F2 and F3.

ここで、従来の反限時特性の過電流保護リレーは電磁型であり、コイルに通流される電流値が大きい時は可動子が早く回転し、電流値が小さい時はゆっくり回転する原理に基づいており、可動子の回転時間を機構的に調整して様々な特性を実現している。
これに対し、最近の保護リレー技術では、電流入力をA/D(アナログ/ディジタル)変換して得たディジタルデータをマイクロコンピュータ等のデータ処理装置により加工し、所望の機能を実現するためのプログラムを組んで所定の性能を得るようしたディジタルリレーがかなり普及してきており、量産化によって次第に安価に供給されつつある。
Here, the conventional overcurrent protection relay with inverse time characteristics is an electromagnetic type, based on the principle that the mover rotates faster when the current value flowing through the coil is large, and rotates slowly when the current value is small. In addition, various characteristics are realized by mechanically adjusting the rotation time of the mover.
On the other hand, in recent protection relay technology, a digital data obtained by A / D (analog / digital) conversion of current input is processed by a data processing device such as a microcomputer to realize a desired function. Digital relays that achieve a predetermined performance by combining these are becoming widespread, and are gradually being supplied at low cost by mass production.

図5において、事故点によっては適切な保護協調が図れないという課題は、保護リレーの動作時間を変えられないことにあり、これを解決するには、事故の発生地点に応じて動作時間の整定値を柔軟に変更できる機能があれば良く、この機能をディジタルリレーによって実現すればよい。
このため、例えば、需要家300近傍のリレーRy2については、電流の大きさが設定値を超えて事故が発生したと判断された場合、事故発生前の電流に対して事故発生後の電流が同位相の時は需要家300構内の事故(事故点F3)と判断して0.2秒程度の短時限で瞬時に動作させ、逆位相の時(事故点F2)は外部の事故と判断して0.7秒程度の長時限で動作させるようにすると共に、配電線200と他方の配電線220との間に設けられた連系用保護リレーRy4(遮断器CB4)の動作時間は、上記短時限と長時限との中間(0.4〜0.5秒程度)に設定することが考えられる。
In FIG. 5, the problem that appropriate protection coordination cannot be achieved depending on the accident point is that the operation time of the protection relay cannot be changed. To solve this problem, the operation time is set according to the accident occurrence point. It is sufficient if there is a function that can change the value flexibly, and this function may be realized by a digital relay.
Therefore, for example, for the relay Ry2 in the vicinity of the customer 300, when it is determined that the accident has occurred because the current exceeds the set value, the current after the accident is the same as the current before the accident. When it is in phase, it is judged as an accident in customer 300 (accident point F3), and it is operated instantaneously in a short time of about 0.2 seconds, and when it is in reverse phase (accident point F2), it is judged as an external accident. The operation time of the connection protection relay Ry4 (breaker CB4) provided between the distribution line 200 and the other distribution line 220 is set to be short as described above while being operated in a long time period of about 0.7 seconds. It is conceivable to set the time between the long time and the long time (about 0.4 to 0.5 seconds).

しかしながら、これにより、リレーRy2と、リレーRy4と、配電用変電所100,120構内のリレーRy1,Ry3という3段階で時限協調が必要になるため、リレーRy1,Ry3の動作時間はやや長くなり、0.5秒から0.7秒程度にまで遅延する。また、系統定数や構成によっては動作時間を遅らせただけでは対処できない場合もあり、動作を遅延させるにも限度がある。
このような場合には、現状のように2段階で時間協調をとることで、協調に要する遅れ時間を短くする手段が必要になる。
However, this requires a timed coordination in three stages: relay Ry2, relay Ry4, and relays Ry1 and Ry3 in distribution substations 100 and 120, so the operating time of relays Ry1 and Ry3 is slightly longer, Delay from 0.5 seconds to 0.7 seconds. Further, depending on the system constants and configuration, there are cases where it is not possible to cope only by delaying the operation time, and there is a limit to delaying the operation.
In such a case, a means for shortening the delay time required for cooperation is required by taking time cooperation in two stages as in the present situation.

なお、不要な保護動作を防止して多段の過電流保護協調をとることを目的として、自己より下位の系統における過電流検出に基づく信号を受信した場合に、判定手段の動作によって自己の保護動作指令の出力動作をロックするようにした過電流保護装置が、下記の特許文献1に記載されている。
また、上位継電器、下位継電器との間で動作特性データを送受信可能とし、それぞれの動作特性を自由に設定可能とした保護継電システムが下記の特許文献2に記載されている。
For the purpose of preventing multi-stage overcurrent protection coordination by preventing unnecessary protection operations, when a signal based on overcurrent detection in a system lower than the self is received, the self-protection operation is performed by the operation of the determination means. An overcurrent protection device that locks the command output operation is described in Patent Document 1 below.
Further, Patent Document 2 below discloses a protective relay system in which operation characteristic data can be transmitted and received between the upper relay and the lower relay, and the respective operation characteristics can be freely set.

特開平11−206008号公報(請求項1〜3、図2等)Japanese Patent Laid-Open No. 11-206008 (Claims 1-3, FIG. 2, etc.) 特開平7−87658号公報(請求項1〜3、図1等)JP-A-7-87658 (Claims 1 to 3, FIG. 1 etc.)

前述した如く、時間協調のためにリレーの動作時間を遅延させるにも限界があり、事故発生地点に応じて整定値を調整する方法では適切な保護協調が図れないという問題がある。
また、特許文献1,2に記載された保護システムは、電源のない負荷側の下位系統と電源のある上位系統との間での送受信により上位系統のリレー動作をロックしたり、上位または下位系統のリレーの動作特性を変更可能としたものであるが、この場合、下位系統の1箇所でリレーが動作すると事故点は必ず当該リレーの下位側にあるため、ロックするべき上位系統のリレーは自ずと決まってくる。
しかし、下位系統にも電源(分散電源)がある場合には、その分散電源の運転状態によってロックするべき上位のリレーも変わる可能性があると共に、図5に示したような連系系統では、下位のリレーRy2に対して上位系統に2台のリレーRy1,Ry3があり、事故点によってどちらのリレーをロックすべきかを下位のリレーRy2では判断できない。何れにしても、下位のリレーが動作したという情報だけでロックするべき上位のリレーを特定するのは困難である。
更に、特許文献1の従来技術では、遠く離れた上位リレーと下位リレーとの間でロック信号を受け渡すことから、信号の伝送距離が長く、大掛かりな伝送装置が必要になってコストも上昇する。
As described above, there is a limit to delaying the operation time of the relay for time coordination, and there is a problem that appropriate protection coordination cannot be achieved by the method of adjusting the set value according to the accident occurrence point.
In addition, the protection systems described in Patent Documents 1 and 2 lock the relay operation of the upper system by transmission / reception between the load-side lower system without power supply and the upper system with power supply, or the upper or lower system. However, in this case, if the relay operates at one location of the lower system, the fault point is always on the lower side of the relay, so the upper system relay that should be locked is naturally It will be decided.
However, if there is a power supply (distributed power supply) in the lower system, the upper relay to be locked may change depending on the operating state of the distributed power supply. In the interconnection system as shown in FIG. There are two relays Ry1 and Ry3 in the upper system with respect to the lower relay Ry2, and the lower relay Ry2 cannot determine which relay should be locked depending on the accident point. In any case, it is difficult to specify the upper relay to be locked only by the information that the lower relay is operated.
Furthermore, in the prior art of Patent Document 1, since a lock signal is passed between a higher-order relay and a lower-order relay that are far away from each other, the signal transmission distance is long, and a large-scale transmission device is required, resulting in an increase in cost. .

そこで本発明は、需要家300の構内事故では需要家300近傍のリレーRy2を流れる電流が事故発生前の電流と同位相である点に着目し、これを利用して、通常は需要家300の受電設備の中にある連系用保護リレーRy4の動作をロックすることによりリレーRy4の不要な動作を防止し、また、リレーRy2(及びリレーRy4)と、配電用変電所100,120構内のリレーRy1,Ry3という2段階での時間協調をとるようにしたものである。   Therefore, the present invention pays attention to the fact that the current flowing through the relay Ry2 in the vicinity of the customer 300 is in phase with the current before the occurrence of the accident in the premises accident of the customer 300. Unnecessary operation of the relay Ry4 is prevented by locking the operation of the connection protection relay Ry4 in the power receiving facility. Also, the relay Ry2 (and the relay Ry4) and relays in the distribution substations 100 and 120 The time coordination in two stages of Ry1 and Ry3 is taken.

図5の連系系統において、需要家300の構内事故以外では、配電線200,220の何れで事故が発生してもリレーRy4は動作する。このため、需要家300近傍のリレーRy2を流れる電流の位相が事故発生前後で同位相か逆位相かを判断することで需要家300の構内事故か否かを判断できることになり、同位相の場合(すなわち需要家構内の事故の場合)にはリレーRy4の動作をロックすることでリレーRy4の不要動作防止が可能である。   In the interconnection system of FIG. 5, the relay Ry <b> 4 operates even if an accident occurs in any of the distribution lines 200 and 220 except for a premises accident of the customer 300. For this reason, it is possible to determine whether the current state of the current flowing through the relay Ry2 in the vicinity of the customer 300 is the same or opposite before and after the occurrence of the accident. In other words, in the case of a customer premises accident, unnecessary operation of the relay Ry4 can be prevented by locking the operation of the relay Ry4.

リレーRy4は配電用変電所100,120の構内事故でも動作するが、この構内の短絡事故ではリレーRy1またはRy3の瞬時要素により遮断器CB1またはCB3が開路(OFF)するので、0.2秒程度の時間があればリレーRy4が誤判定により不要動作するおそれはない。
なお、このようなシステムではリレーRy2の電流を検出してリレーRy4の動作をロックするために信号を伝送する必要があるが、リレーRy2,Ry4とも通常、需要家300の受電設備の中にあり、一般に配電盤は一箇所に集中して設置されるため、ワイヤリングによる伝送が可能である。仮に、両リレーの場所が離れていても、通信手段は比較的安価に構成可能であるから問題はない。
The relay Ry4 operates even in a local accident at the distribution substations 100 and 120. However, in this internal short-circuit accident, the circuit breaker CB1 or CB3 is opened (OFF) by an instantaneous element of the relay Ry1 or Ry3, so about 0.2 seconds. If there is a period of time, there is no possibility that the relay Ry4 will operate unnecessarily due to erroneous determination.
In such a system, it is necessary to transmit a signal to detect the current of the relay Ry2 and lock the operation of the relay Ry4. However, both of the relays Ry2 and Ry4 are usually in the power receiving facility of the customer 300. In general, the switchboard is centrally installed in one place, so that transmission by wiring is possible. Even if the locations of both relays are separated, there is no problem because the communication means can be configured relatively inexpensively.

よって、請求項1に記載した発明は、二つの配電線が連系用保護リレーを備えた遮断器を介して連系されている連系系統であって、需要家の構内事故発生時に動作する構内事故検出用保護リレー及び遮断器を備えた連系系統において、前記構内事故検出用保護リレーは、
事故発生前後の電流位相が同位相であるか逆位相であるかを検出して需要家構内の内部事故と外部事故とを判定する位相判定機能と、事故発生前後の電流位相が同位相であって過電流検出時に瞬時に動作出力を得るリレー機能と、事故発生前後の電流位相が逆位相であって過電流が所定期間にわたり継続した時に動作出力を得るリレー機能と、事故発生前後の電流位相が同位相であることを示す同位相検出信号を出力する手段と、を備え、
前記連系用保護リレーは、前記同位相検出信号の受信時に、動作出力を所定期間にわたりロックする機能を備えたものである。
Therefore, the invention described in claim 1 is an interconnection system in which two distribution lines are interconnected via a circuit breaker having an interconnection protection relay, and operates when a customer's premises accident occurs. In the interconnection system including a protection relay for detecting a local accident and a circuit breaker, the protective relay for detecting a local accident is:
The phase judgment function that detects whether the current phase before and after the accident is the same phase or the opposite phase to determine internal accidents and external accidents within the customer premises, and the current phase before and after the accident occurrence are the same phase. A relay function that obtains an operation output instantly when an overcurrent is detected, a relay function that obtains an operation output when the current phase before and after the occurrence of the accident is in reverse phase and the overcurrent continues for a predetermined period, and a current phase before and after the occurrence of the accident And means for outputting an in-phase detection signal indicating that they are in phase,
The interconnection protection relay has a function of locking an operation output for a predetermined period when the in-phase detection signal is received.

本発明によれば、需要家の構内事故発生時に連系用保護リレーの動作出力をロックすることにより、このリレーの不要な動作を防止することができると共に、ロック信号の伝送距離を短くして伝送装置等の簡略化、低コスト化を図ることができる。また、配電線上の事故に対しても、需要家近傍のリレー及び連系用保護リレーと、配電用変電所構内のリレーとの2段階の動作時間整定により、連系用保護リレーを最先に動作させ、その後に需要家近傍のリレーを動作させるような時間協調をとることができ、これによって協調に要する時間遅れを最小限にすることが可能である。更に、事故前後の電流の位相を比較することで、下位系統の電源の有無(正確には、下位の電源が保護判定に影響するか否か)も判定できる効果がある。
総じて、分散電源が連系された配電系統において、需要家側のリレーを含めた過電流保護システムの適切な保護協調を図ることができ、その適用範囲を大幅に拡大することができる。特に、最近の電子化技術の進歩により、このような判断機能を備えた保護システムは比較的安価に実現可能である。
According to the present invention, it is possible to prevent unnecessary operation of the relay by locking the operation output of the interconnection protection relay when a customer's premises accident occurs, and to shorten the transmission distance of the lock signal. Simplification and cost reduction of the transmission device and the like can be achieved. In addition, in the event of an accident on the distribution line, the connection protection relay is the first by setting the operation time in two stages: the relay near the customer and the protection relay for the connection, and the relay in the distribution substation. It is possible to perform time cooperation such that the relays in the vicinity of the customer are operated, and then the time delay required for the cooperation can be minimized. Furthermore, by comparing the phase of the current before and after the accident, there is an effect that it is possible to determine whether or not there is a power supply in the lower system (more precisely, whether or not the lower power supply affects the protection determination).
In general, in a distribution system in which distributed power sources are interconnected, appropriate protection coordination of an overcurrent protection system including a relay on the customer side can be achieved, and the applicable range can be greatly expanded. In particular, a protection system having such a determination function can be realized at a relatively low cost due to recent advances in electronic technology.

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図1はこの実施形態が適用される配電系統の構成図であり、系統構成自体は実質的に図5と同一である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a power distribution system to which this embodiment is applied, and the system configuration itself is substantially the same as FIG.

但し、配電線200,220の長さとしては、標準的な日本の配電系統を想定し、その平均値である3[km]程度とした。配電用変電所100,120の電源インピーダンスはほとんどωL(ω=2πf,f:電源周波数、L:インダクタンス)とし、0.33[Ω]とした。また、配電線200,220のインピーダンスはωLのみの値であって1.2[Ω]とし、実際に存在する抵抗分は無視してある。
なお、配電線の短絡事故において完全短絡はまれであり、アーク抵抗を伴うことが多い。また、事故の様相や電流値、気象条件などでインピーダンスは様々な値となり、かつ時間的にも変化する。従って通常の故障計算はωLのみで行い、抵抗の最大値を考慮して設定値を決めている。
However, the length of the distribution lines 200 and 220 is assumed to be about 3 [km] which is an average value assuming a standard Japanese distribution system. The power supply impedance of the distribution substations 100 and 120 is almost ωL (ω = 2πf, f: power supply frequency, L: inductance), and 0.33 [Ω]. In addition, the impedance of the distribution lines 200 and 220 is a value of ωL only and is 1.2 [Ω], and the resistance that actually exists is ignored.
In addition, in the short circuit accident of a distribution line, a complete short circuit is rare and it is often accompanied by arc resistance. In addition, the impedance varies depending on the aspect of the accident, current value, weather conditions, and the like, and also changes with time. Therefore, the normal failure calculation is performed only with ωL, and the set value is determined in consideration of the maximum resistance value.

更に、需要家300内に設けられて配電線200に連系される自家用発電設備301のインピーダンスXd’は、過渡インピーダンス事故時の数10[ms]から1秒未満における値であり、約7.5[Ω]程度となる。この値は時間と共に大きくなり、定常状態まで時間が経過すると、Xd(80[Ω])程度になる。従って、短絡電流の試算には、Xd’(約7.5[Ω])を使用した。
需要家300構内の系統インピーダンスは、0.1[Ω]とした。
Furthermore, the impedance Xd ′ of the private power generation equipment 301 provided in the consumer 300 and connected to the distribution line 200 is a value in less than 1 second from several tens [ms] at the time of the transient impedance accident. It will be about 5 [Ω]. This value increases with time, and becomes approximately Xd (80 [Ω]) when time elapses until the steady state. Therefore, Xd ′ (about 7.5 [Ω]) was used for the trial calculation of the short-circuit current.
The system impedance of the customer 300 is 0.1 [Ω].

このような前提で故障電流を計算すると、以下のようになる。なお、配電線200,220の定格電流は400[A]、需要家300の引込線は定格電流100[A]で電圧階級は6.6[kV]とする。   When the fault current is calculated based on this assumption, the following is obtained. The rated currents of the distribution lines 200 and 220 are 400 [A], the lead-in wires of the customer 300 are rated current 100 [A], and the voltage class is 6.6 [kV].

(1)需要家構内事故
需要家300の構内における3線短絡事故(事故点F3)では、配電線200,220から短絡電流が流入し、1相分ではおおよそ数式1のような電流が事故点F3に流入する。
[数式1]
(6,600[V]/√3)/{(電源インピーダンス+配電線インピーダンス)/2+(構内系統インピーダンス)}≒4.4[kA]
(1) Accident at the customer's premises In a three-wire short-circuit accident (accident point F3) at the premises of the customer 300, a short-circuit current flows from the distribution lines 200 and 220, and the current shown in Formula 1 is approximately the accident point for one phase. It flows into F3.
[Formula 1]
(6,600 [V] / √3) / {(power source impedance + distribution line impedance) / 2 + (premises system impedance)} ≈4.4 [kA]

このため、保護リレーRy1,Ry3,Ry4の設置地点での電流はいずれも約2.2[kA]であり、定格電流に対する比率では550%となる。また、保護リレーRy2の設置地点での電流は4.4[kA](定格電流の4400%)となる。
通常、定格の20倍を越える領域ではリレーの瞬時要素が数10[ms]で動作する(構内機器の短絡電流に対する過電流強度との関係で決める)。従ってこの場合は、リレーRy2が最先に動作し、他のリレーRy1,Ry3,Ry4については0.5秒程度の動作時間を確保すれば良い。
For this reason, the currents at the installation points of the protection relays Ry1, Ry3, Ry4 are all about 2.2 [kA], and the ratio to the rated current is 550%. The current at the installation point of the protection relay Ry2 is 4.4 [kA] (4400% of the rated current).
Usually, in an area exceeding 20 times the rating, the instantaneous element of the relay operates at several tens [ms] (determined by the relationship with the overcurrent intensity with respect to the short-circuit current of the local equipment). Therefore, in this case, the relay Ry2 operates first, and the other relays Ry1, Ry3, and Ry4 may have an operation time of about 0.5 seconds.

上記の場合、事故電流値が大きいためリレーRy2は瞬時に動作するが、事故点F3に2[Ω]程度の事故点抵抗(アーク抵抗)rが入ると、電流は数式2のようになる。なお、数式2における左辺分母の合成インピーダンスは、約2.18[Ω]である。
[数式2]
(6,600[V]/√3)/{(電源インピーダンス+配電線インピーダンス)/2+(構内系統インピーダンス+r)}≒1.75kA
In the above case, since the fault current value is large, the relay Ry2 operates instantaneously. However, when the fault point resistance (arc resistance) r of about 2 [Ω] enters the fault point F3, the current becomes as shown in Equation 2. Note that the combined impedance of the left-hand side denominator in Equation 2 is about 2.18 [Ω].
[Formula 2]
(6,600 [V] / √3) / {(power source impedance + distribution line impedance) / 2 + (local system impedance + r)} ≈1.75 kA

このとき、リレーRy1,Ry3,Ry4の設置地点における電流はいずれも約0.82[kA]であり、定格電流に対する比率では205%になると共に、リレーRy2の設置点の電流は1750%となり、その瞬時要素は動作しない。
ここで、図4に示した反限時特性のディジタル形過電流保護リレーにおいて整定値n=1の時は、リレーRy1,Ry3,Ry4は約1秒程度で動作し、需要家300側のリレーRy2は0.25秒程度で動作するので、時間協調をとることができる。
At this time, the currents at the installation points of the relays Ry1, Ry3, Ry4 are all about 0.82 [kA], and the ratio to the rated current is 205%, and the current at the installation point of the relay Ry2 is 1750%, That instantaneous element does not work.
Here, when the set value n = 1 in the digital overcurrent protection relay having the inverse time characteristic shown in FIG. 4, the relays Ry1, Ry3, Ry4 operate in about 1 second, and the relay Ry2 on the customer 300 side. Operates in about 0.25 seconds, so time coordination can be achieved.

(2)上記の需要家構内事故を考慮した保護リレーの整定において、配電線220上の地点F2での短絡事故について検討する。この場合の電流値は下記のようになる。
・配電線200,220の電流:(6,600[V]/√3)/(電源インピーダンス+配電線インピーダンス)≒2.49[kA]
・需要家300の自家用発電設備301からの電流:
(6,600V/√3)/(構内系統インピーダンス+電源インピーダンス(自家用発電設備301のインピーダンスXd’))≒0.50[kA]
(2) A short circuit accident at the point F2 on the distribution line 220 will be examined in the setting of the protection relay in consideration of the above-mentioned customer premises accident. The current value in this case is as follows.
Current of distribution lines 200 and 220: (6,600 [V] / √3) / (power supply impedance + distribution line impedance) ≈2.49 [kA]
-Current from private power generation equipment 301 of customer 300:
(6,600V / √3) / (local system impedance + power supply impedance (impedance Xd ′ of private power generation equipment 301)) ≈0.50 [kA]

すなわち、事故点F2(事故点抵抗はなし)では、配電線200,220から流れる短絡電流が何れも約2.49[kA]であり、需要家300の自家用発電機301による短絡電流は約0.5[kA]であるため、これらの合計は約5.48[kA]となる。つまり、リレーRy1,Ry3には何れも約2.49[kA](623%)が流れ、リレーRy4には約2.99(=2.49+0.5)[kA](748%)、リレーRy2には0.5[kA](500%)の電流が流れることになる。   That is, at the fault point F2 (no fault point resistance), the short-circuit current flowing from the distribution lines 200 and 220 is about 2.49 [kA], and the short-circuit current by the personal generator 301 of the customer 300 is about 0.2. Since it is 5 [kA], the total of these is about 5.48 [kA]. That is, approximately 2.49 [kA] (623%) flows through the relays Ry1 and Ry3, and approximately 2.99 (= 2.49 + 0.5) [kA] (748%) and relay Ry2 flows through the relay Ry4. Current of 0.5 [kA] (500%) flows through the current.

このような事故では、リレーRy1,Ry3よりRy4の方が早く動作する必要があり、この動作時間差も最低で0.2秒は必要となる。また、需要家300近傍のリレーRy2については、その動作時間をリレーRy1,Ry3とRy4との間に設定する必要がある。
その対策として、リレーRy1,Ry3の整定値nを例えばn=2、リレーRy4の整定値nをn=1、リレーRy2の整定値nをn=1.5とすることが考えられるが、かかる3段階の設定では協調に要する時間遅れが大きくなる。
In such an accident, it is necessary for Ry4 to operate earlier than relays Ry1 and Ry3, and this operation time difference is also required to be at least 0.2 seconds. Moreover, about the relay Ry2 of the consumer 300 vicinity, it is necessary to set the operation time between the relays Ry1, Ry3, and Ry4.
As countermeasures, for example, the setting value n of the relays Ry1 and Ry3 is n = 2, the setting value n of the relay Ry4 is n = 1, and the setting value n of the relay Ry2 is n = 1.5. With the three-stage setting, the time delay required for cooperation increases.

そこで本実施形態では、リレーRy1,Ry3の整定値を同一にし(例えばn=2)、かつ、リレーRy2,Ry4の整定値を同一にする(例えばn=1)ことによって2段階の時間協調を可能にすると共に、需要家300の構内事故に対しては、需要家300近傍のリレーRy2から連系用保護リレーRy4に信号を送ってその動作をロックすることにより、リレーRy4の不要動作を防止するようにした。   Therefore, in the present embodiment, by setting the setting values of the relays Ry1 and Ry3 to be the same (for example, n = 2) and setting the setting values of the relays Ry2 and Ry4 to be the same (for example, n = 1), two-step time coordination is achieved. It is possible to prevent unnecessary operation of the relay Ry4 by sending a signal from the relay Ry2 in the vicinity of the customer 300 to the connection protection relay Ry4 and locking the operation in response to a premises accident of the customer 300 I tried to do it.

図2は、需要家300近傍のリレー(需要家構内事故検出用保護リレー)Ry2及び連系用保護リレーRy4の概略的な構成を示す機能ブロック図である。
図2において、需要家300近傍のリレーRy2は、位相判定機能21と、リレー機能22,23と、これらの出力が加えられるAND機能24,25と、パルス発生手段26とを有している。
FIG. 2 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a relay (customer premises accident detection protection relay) Ry2 and a connection protection relay Ry4 in the vicinity of the customer 300.
In FIG. 2, the relay Ry <b> 2 near the customer 300 has a phase determination function 21, relay functions 22 and 23, AND functions 24 and 25 to which these outputs are added, and pulse generation means 26.

位相判定機能21は、変流器から入力される現在の電流波形と数サイクル前の電流波形とを比較して両者の位相が同位相か逆位相かを判定する機能であり、同位相の場合には需要家300の構内事故(内部事故)判定信号を出力し、逆位相の場合には外部事故(例えば図1における配電線120上の地点F2の事故)判定信号を出力する。
また、リレー機能22は、例えば過電流検出時に瞬時に動作出力を発生する過電流保護機能、リレー機能23は、例えば過電流を所定時間継続して検出した時に動作出力を発生する過電流保護機能であり、これらの出力は前記各判定信号と共にAND機能24,25に入力されている。
The phase determination function 21 is a function that compares the current current waveform input from the current transformer with the current waveform several cycles before and determines whether both phases are in phase or in phase. 1 outputs a judgment signal for the premises accident (internal accident) of the customer 300, and outputs a judgment signal for an external accident (for example, an accident at the point F2 on the distribution line 120 in FIG. 1) in the case of reverse phase.
Also, the relay function 22 is an overcurrent protection function that instantaneously generates an operation output when an overcurrent is detected, for example, and the relay function 23 is an overcurrent protection function that generates an operation output when an overcurrent is detected continuously for a predetermined time, for example. These outputs are input to the AND functions 24 and 25 together with the respective determination signals.

これにより、内部事故の判定時には瞬時にAND機能24から事故検出信号が出力され、外部事故の判定時には、事故発生から所定時間経過した後に(連系用保護リレーRy4の動作後に)AND機能25から事故検出信号が出力される。なお、これらの事故検出信号によって図1における遮断器CB2をトリップ動作させるための出力回路については図示を省略してある。   As a result, an accident detection signal is output from the AND function 24 instantly when an internal accident is determined, and from the AND function 25 after a predetermined time has elapsed (after the operation of the interconnection protection relay Ry4) when an external accident is determined. An accident detection signal is output. Note that an output circuit for tripping the circuit breaker CB2 in FIG. 1 by these accident detection signals is not shown.

位相判定機能21の出力信号はパルス発生手段26に入力されており、このパルス発生手段26では、パルス幅が100[ms]程度の1個の内部事故検出パルスを出力する。ここで、パルス幅を100[ms]程度としているのは、受信側で、補助リレーのような接点信号を受信する回路では最低限この程度の時間がないとラッチ動作を行えないためであり、一方、この程度に短い幅のパルスにするのは、進展事故や多重事故のように事故点が複数ある場合や状況変化に対して即座に対応するためである。   The output signal of the phase determination function 21 is input to the pulse generation means 26, which outputs one internal accident detection pulse having a pulse width of about 100 [ms]. Here, the reason why the pulse width is set to about 100 [ms] is that, on the receiving side, a circuit that receives a contact signal such as an auxiliary relay cannot perform a latch operation unless this time is at least. On the other hand, the reason why the pulse has such a short width is to immediately respond to a case where there are a plurality of accident points such as progress accidents and multiple accidents or a change in the situation.

連系用の保護リレーRy4では、前記パルス発生手段26の出力信号がパルス幅拡大手段43に加えられており、この拡大手段43は、内部事故検出パルスのパルス幅を一定時間まで拡大する機能を有している。このパルス幅拡大手段43は、リレーRy2側に設けても良い。
また、変流器から入力される連系線501の電流は過電流検出を行うリレー機能41,42に加えられ、これらの出力はAND機能45,46に入力されている。ここで、リレー機能41は、過電流を所定時間継続して検出した時に動作出力を発生する過電流保護機能を有し、リレー機能42は、過電流検出時に瞬時に動作出力を発生する過電流保護機能を有している。
In the interconnection protection relay Ry4, the output signal of the pulse generating means 26 is applied to the pulse width expanding means 43. The expanding means 43 has a function of expanding the pulse width of the internal accident detection pulse to a certain time. Have. The pulse width expanding means 43 may be provided on the relay Ry2 side.
Further, the current of the interconnection line 501 input from the current transformer is applied to relay functions 41 and 42 that detect overcurrent, and these outputs are input to AND functions 45 and 46. Here, the relay function 41 has an overcurrent protection function that generates an operation output when an overcurrent is detected continuously for a predetermined time, and the relay function 42 is an overcurrent that instantaneously generates an operation output when an overcurrent is detected. Has a protective function.

更に、前記パルス幅拡大手段43の出力はそのままAND機能45に入力されていると共に、NOT機能44により反転されてAND機能46に入力されている。そして、AND機能45,46の出力はOR機能47を介して図1の遮断器CB4をトリップ動作させるように構成されている。
なお、前述の如く、リレーRy2,Ry4の動作時間の整定値は何れもn=1に設定されており、配電用変電所100,120内のリレーRy1,Ry3の整定値は何れもn=2に設定されているものとする。
Further, the output of the pulse width expanding means 43 is input to the AND function 45 as it is, inverted by the NOT function 44 and input to the AND function 46. The outputs of the AND functions 45 and 46 are configured to trip the circuit breaker CB4 of FIG.
As described above, the set values of the operation times of the relays Ry2 and Ry4 are both set to n = 1, and the set values of the relays Ry1 and Ry3 in the distribution substations 100 and 120 are both n = 2. It is assumed that it is set to.

このような構成において、需要家300の構内で短絡事故が発生した場合、リレーRy2内のパルス発生手段26から内部事故検出パルスが出力されると共に、AND機能24の出力により遮断器CB2が瞬時に(0.25秒程度で)開路される。上記内部事故検出パルスはパルス幅拡大手段43によりパルス幅が拡大されてNOT機能44を介しAND機能46に入力される。従って、リレー機能42の出力にかかわらずAND機能46の出力はLowレベルとなり、リレーRy4の動作出力がロックされる。   In such a configuration, when a short circuit accident occurs in the premises of the customer 300, an internal accident detection pulse is output from the pulse generating means 26 in the relay Ry2, and the breaker CB2 is instantaneously output by the output of the AND function 24. The circuit is opened (in about 0.25 seconds). The internal accident detection pulse has its pulse width expanded by the pulse width expanding means 43 and is input to the AND function 46 via the NOT function 44. Therefore, regardless of the output of the relay function 42, the output of the AND function 46 becomes a low level, and the operation output of the relay Ry4 is locked.

また、パルス幅拡大手段43の出力がHighレベルの間、リレー機能41の出力によってAND機能45を介して動作出力が生じる可能性があるが、前述したように内部事故において事故点抵抗がある場合のリレーRy4の電流は定格電流に対して205%、リレーRy2の電流は定格電流に対して1750%であり、図4の特性図によれば整定値n=1の時にリレーRy2はリレーRy4よりも早く動作して事故が除去されるため、問題はない。
従って、需要家300の構内事故の場合に連系用保護リレーRy4が不要に動作するのを防止することができる。
Further, while the output of the pulse width expanding means 43 is at a high level, an operation output may be generated via the AND function 45 by the output of the relay function 41. However, as described above, there is an accident point resistance in an internal accident. The current of the relay Ry4 is 205% with respect to the rated current and the current of the relay Ry2 is 1750% with respect to the rated current. According to the characteristic diagram of FIG. 4, the relay Ry2 is more than the relay Ry4 when the set value n = 1. Since it operates as soon as possible and the accident is eliminated, there is no problem.
Therefore, it is possible to prevent the interconnection protection relay Ry4 from operating unnecessarily in the case of a premises accident of the customer 300.

また、配電線120上の地点F2における短絡事故(事故点抵抗はなし)では、前述のようにリレーRy1,Ry3には定格電流の623%が流れ、リレーRy4には748%、リレーRy2には500%の電流が流れる。この場合、図4の特性によりリレーRy4がリレーRy1,Ry2,Ry3よりも先に動作することになり、この場合にも2段階の整定によって時間協調を図ることができる。   Further, in the case of a short circuit accident at the point F2 on the distribution line 120 (no accident point resistance), as described above, 623% of the rated current flows through the relays Ry1 and Ry3, 748% through the relay Ry4, and 500 through the relay Ry2. % Current flows. In this case, the relay Ry4 operates before the relays Ry1, Ry2, and Ry3 due to the characteristics shown in FIG. 4, and in this case as well, time coordination can be achieved by two-stage settling.

なお、連系用保護リレーRy4には、リレーRy2以外にも、他の需要家近傍のリレーから電流位相の判定信号(内部事故検出信号)を受信してこれらのOR機能により動作出力をロックする機能を持たせても良い。   In addition to the relay Ry2, the interconnection protection relay Ry4 receives a current phase determination signal (internal accident detection signal) from other relays in the vicinity of the customer and locks the operation output by these OR functions. It may have a function.

本発明の実施形態が適用される配電系統の構成図である。It is a lineblock diagram of a power distribution system to which an embodiment of the present invention is applied. 本発明の実施形態に係る需要家構内事故検出用リレー及び連系用保護リレーの概略的な構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the schematic structure of the relay for a customer premises accident detection and the protection relay for connection which concerns on embodiment of this invention. 一般的な配電系統の構成図である。It is a block diagram of a general power distribution system. 反限時特性の過電流保護リレーの動作時間特性及び動作時間精度を示す図である。It is a figure which shows the operating time characteristic and operating time precision of the overcurrent protection relay of an inverse time characteristic. 2つの配電線の連系系統の構成図である。It is a block diagram of the interconnection system of two distribution lines.

符号の説明Explanation of symbols

21:位相判定機能
22,23:リレー機能
24,25:AND機能
26:パルス発生手段
41,42:リレー機能
43:パルス幅拡大手段
44:NOT機能
45,46:AND機能
47:OR機能
100,120:配電用変電所
101,121:電源
102,122:母線
200,220:配電線
201,221:母線
300:需要家
301:自家用発電設備
501:連系線
Ry1,Ry2,Ry3,Ry4:保護リレー
CB1,CB2,CB3,CB4:遮断器
F1,F2,F3:事故点
21: Phase determination function 22, 23: Relay function 24, 25: AND function 26: Pulse generating means 41, 42: Relay function 43: Pulse width expanding means 44: NOT function 45, 46: AND function 47: OR function 100, 120: Distribution substation 101, 121: Power supply 102, 122: Bus 200, 220: Distribution line 201, 221: Bus 300: Consumer 301: Private power generation facility 501: Interconnection line Ry1, Ry2, Ry3, Ry4: Protection Relay CB1, CB2, CB3, CB4: Breaker F1, F2, F3: Accident point

Claims (1)

二つの配電線が連系用保護リレーを備えた遮断器を介して連系されている連系系統であって、需要家の構内事故発生時に動作する構内事故検出用保護リレー及び遮断器を備えた連系系統において、
前記構内事故検出用保護リレーは、
事故発生前後の電流位相が同位相であるか逆位相であるかを検出して需要家構内の内部事故と外部事故とを判定する位相判定機能と、
事故発生前後の電流位相が同位相であって過電流検出時に瞬時に動作出力を得るリレー機能と、
事故発生前後の電流位相が逆位相であって過電流が所定期間にわたり継続した時に動作出力を得るリレー機能と、
事故発生前後の電流位相が同位相であることを示す同位相検出信号を出力する手段と、を備え、
前記連系用保護リレーは、前記同位相検出信号の受信時に、動作出力を所定期間にわたりロックする機能を備えたことを特徴とする過電流保護システム。
Two distribution lines are connected to each other via a circuit breaker equipped with a connection protection relay, and includes a protection relay and a circuit breaker for detecting an on-site accident that operates when an on-site accident occurs in a consumer. In the interconnected system
The on-site accident detection protection relay is
A phase determination function that detects whether the current phase before and after the accident is the same phase or an opposite phase and determines an internal accident and an external accident on the customer premises,
A relay function that obtains an operation output instantly when an overcurrent is detected when the current phase before and after the accident is the same phase,
A relay function that obtains an operation output when the current phase before and after the accident is in reverse phase and the overcurrent continues for a predetermined period;
Means for outputting an in-phase detection signal indicating that the current phase before and after the occurrence of the accident is the same phase;
The interconnection protection relay has a function of locking an operation output for a predetermined period when the in-phase detection signal is received.
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