JP5504082B2 - 保護継電装置 - Google Patents

Description

本発明は再閉路機能を備えた保護継電装置に関する。

従来の保護継電装置を備えた２端子電力系統の構成を図１４に示す。保護継電装置１には、計器用変成器（以下、ＣＴと言う。）２により検出された電流値と、遮断器（以下、ＣＢと言う。）４電極の開閉状態が入力されており、事故５が発生した場合は、ＣＴ２により検出された電流値に基づいて、保護継電装置１が事故を検出し、ＣＢ４に遮断信号を出力し、ＣＢ４電極が開極することで、遮断が完了する。

遮断が完了した後、再度ＣＢ４に投入信号を出力して閉路することを再閉路といい、再閉路することで電力供給の遮断時間を短くでき、系統の安定運用に寄与している。

非特許文献１に示す再閉路の方式は、回線数及び事故様相等によって異なり、通常３相のうち１相に事故が発生した単相事故の場合に事故相のみを遮断して再投入する単相再閉路方式、２相以上の事故の場合に３相遮断した後に再投入する３相再閉路方式が採用されている。また、平行２回線の送電線系統においては、事故相を遮断した後、事故が発生していない健全相が２相以上残存しており、連係がとれていることを条件に、事故相だけを選択して高速度にＣＢを再投入する多相再閉路方式が採用されている。

ここで、事故遮断時からＣＢを再投入するまでの時間を再閉路無電圧時間と呼び、一般的には、単相再閉路方式及び多相再閉路方式では約１秒程度、３相再閉路方式では約2秒程度と設定されている。

中山敬造著、「保護継電システム」、第１版、電気書院、昭和４９年２月２５日、P．１３７−Ｐ．１４０

事故発生からＣＢ投入までの、ＣＢと保護継電装置の動作タイミングを示すタイムチャートを図１５に示す。事故発生により送電線の保護継電装置が動作し、ＣＢへ遮断信号を出力してＣＢ電極が開極するが、開極したＣＢ電極間は絶縁破壊を起こしており、アークが発生するため事故電流は通電し続けるが、交流系統の場合は電流が０値となる点で電極間アークが消弧されて遮断が完了する。

アーク事故では、遮断が完了した後、事故点での２次アークが消弧され、アークイオンが除去されるのを待って、ＣＢを再投入することで送電を再開できる。アークイオンが除去されるまでの時間（消イオン時間）は、アーク電流、系統電圧、線路恒長、事故点での風速などに依存し、上述した再閉路無電圧時間は、消イオン時間より長く設定されている。

しかし、樹木接触、断線等の永久事故の場合は、設定された再閉路無電圧時間経過後にＣＢを再投入した場合、再度事故が発生するため、系統機器(CB, 変圧器、送電線等)へダメージを与え、更に電力系統の安定度に影響を与える等の課題があった。

本発明は、上記課題を解決するものであり、再閉路無電圧時間経過後に遮断器を再投入する時点で、事故が継続しているか否かを判断し、事故が継続していると判断された場合は、遮断器を再投入しないことで、電力系統の安定度向上と遮断器電極の磨耗及び遮断器内に充填された油の劣化を防ぐことができる保護継電装置を提供することを目的とする。

本発明の保護継電装置は、電力系統の送電線に設置され、事故が発生した事故相に設置された遮断器を開極した後、前記遮断器を再閉路させる機能を有する保護継電装置において、送電線に設置された遮断器に対して再閉路させる再閉路信号を出力する再閉路手段と、送電線の遮断器間に設置された線路用変圧器により測定された電圧測定値が、前記遮断器の開極時から無電圧確認時間経過後に、事前に設定された範囲内に有るか否かを判断する遮断相電圧判定手段とを備え、前記再閉路手段は、前記遮断相電圧判定手段により、前記電圧測定値が事前に設定された範囲内に有ると判断された場合に、前記再閉路信号を出力することを特徴とする。

本発明によれば、事故発生に伴う遮断器の遮断の後、再閉路無電圧時間経過後に遮断器を再投入する時点で、事故が継続しているか否かを判断し、事故が継続していると判断された場合に、遮断器を再投入しないことで、電力系統の安定度向上と遮断器電極の磨耗及び系統機器(CB, 変圧器、送電線等)へダメージを与えるのを防ぐ保護継電装置を提供することができる。

第１の実施形態の保護継電装置を設置した２端子電力系統の構成図。 第１の実施形態の保護継電装置の構成を示す図。 第１の実施形態の静電結合電圧と電磁結合電圧を説明する図。 第１の実施形態の電圧測定値を示す図。 第１の実施形態の作用を示すフローチャート。 第２の実施形態の保護継電装置の構成を示す図。 第２の実施形態の作用を示すフローチャート。 第２の実施形態の電圧位相差要素を示す図。 第３の実施形態の保護継電装置を設置した２端子電力系統の構成図。 第３の実施形態の保護継電装置の構成を示す図。 第３の実施形態の作用を示すフローチャート。 第４の実施形態の保護継電装置の構成を示す図。 第４の実施形態の作用を示すフローチャート。 従来の保護継電装置を設置した２端子電力系統の構成図。 従来の保護継電装置の動作タイミングを示すタイムチャート。

本発明を用いた保護継電装置の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は本実施形態の保護継電装置を設置した２端子電力系統の構成を示し、図１４と同一の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。

図１４と異なる点は、自端ＣＢ４と対向端ＣＢ４´との間に線路用変圧器（以下、ＶＴ）３を設置し、ＶＴ３によって検出された電圧値を保護継電装置１に導入している点である。

この保護継電装置１の構成を示す図を図２に示す。再閉路回路１００は、タイマ１０４、１０６と、ＡＮＤゲート１０５、１０８と、ＮＯＴゲート１２０から構成され、事故発生後にＣＢ電極の開極を指令する事故遮断信号１０１と、事故遮断後の送電線に事故が発生していない健全相が２相以上存在することで連係が取れていることを示す連係確認信号１０２と、ＣＢが開極した遮断相の測定電圧値Ｖ_Ｌが事前に設定された範囲内に有ると遮断相電圧判定部１１０によって判断された場合に出力される遮断相電圧確認信号１０３とが入力され、これらの信号に基づいて、ＣＢの投入を指令する再閉路信号１０７及びＣＢが開極していない残相を遮断する残相遮断信号１０９を出力する。

遮断相電圧判定部１１０において事前に設定する電圧範囲は、（１）式のように表され、ここでkは計測誤差、計算上の誤差及びVTの機器誤差などを考慮した許容率を示し、V_ｋは事故が発生していない健全時に予め測定した事故相に設置されたＣＢの開放時の電圧値を示し、V_Lは事故が発生した事故相に設置されたVTにより測定された電圧値を示す。

また、ここで測定されるV_L及びV_kは、静電結合電圧と電磁結合電圧の合計値を示しており、１回線送電線の単相（ａ相）事故の場合を説明する。ａ相に事故が発生し、ＣＢ電極が開局した後、ａ相が健全相（ｂ相、ｃ相）から誘導される電圧について図３を参照して説明する。

図３（ａ）はａ相の静電結合関係を示しており、静電結合による電線間に生じる相間静電容量をＣ_ｍ、対地静電容量をＣ_ｓとすると、ａ相の静電結合電圧Ｖ_Ｃａは（２）式で表される。

図３（ｂ）はａ相の電磁結合関係を示しており、電力系統の周波数に依存する角周波数をω、電磁結合による電線間に生じる相互インピーダンスをＭ、ｂ相に通電されている電流をＩｂ、ｃ相に通電されている電流をＩｃとすると、ａ相の電磁結合電圧Ｖ_Ｍａは虚数単位ｊを用いて（３）式で表される。

（２）式及び（３）式により欠相状態の相にＶ_Ｃａ＋Ｖ_Ｍａの誘導電圧が誘起されることが分かる。ここでＶ_ＬとＶ_ｋの関係について図４を参照して説明する。Ｖ_Ｌは事故相の遮断が完了した時から上昇し、Ｖ_ｋ付近で一定値となるため、無電圧確認時間ｔ_ｈはＶ_ＬがＶ_ｋ付近で一定となる時間より長く設定されている。

次に、上記のように構成された保護継電装置に設置された再閉路回路１００及び遮断相電圧判定部１１０の作用について図５を参照して説明する。ここでは、機器誤差の許容範囲ｋとして１０％（ｋ＝０．１）を適用した場合の例を示している。

図５において、事故遮断信号確認ステップＳ１は、事故遮断信号１０１が入力されているか否かを判断するステップである。再閉路条件成立確認ステップＳ２は、事故遮断信号１０１が入力されているか否かを判断するステップである。事故相選択ステップＳ３は、事故が生じた相を選択するステップである。Ｖ_ｋ取得ステップＳ４ａは、事故相選択ステップＳ３にて選択された相の開放健全時の電圧データＶ_ｋを取得するステップである。ｔ_ｈタイマステップＳ５ａは、自端に設置されたＣＢ開極時点からの時間ｔが無電圧確認時間ｔ_ｈ経過したか否かを判断するステップである。線路電圧測定ステップＳ６ａは、VTにより測定された事故相の電圧値Ｖ_Ｌを取得するステップである。遮断相電圧判定ステップＳ７ａは、電圧測定値Ｖ_Ｌの値が事前に設定された範囲内（０．９Ｖ_ｋ＜Ｖ_Ｌ＜１．１Ｖ_ｋ）に有るか否か判断し、電圧測定値Ｖ_Ｌの値が事前に設定された範囲内に有ると判断した場合、再閉路回路１００に遮断相電圧確認信号１０３を出力するステップである。再閉路信号出力ステップＳ８ａは、事故相に設置されたＣＢに対して再閉路信号１０７を出力し、事故相に設置されたＣＢを再閉路（再投入）するステップである。残相遮断信号出力ステップＳ９ａは、事故相以外の相に設置されたＣＢに対して残相遮断信号を出力し、事故相以外の相に設置されたＣＢを遮断するステップである。

ここで、先ず、無電圧確認時間内ｔ_ｈに消弧されるアーク事故が１相に発生し、健全相が２相以上残存しており、連係が取れている場合の動作を説明する。アーク事故が１相に発生したことに伴い再閉路回路１００に事故遮断信号１０１が入力されているので、再閉路回路１００は、事故遮断信号１０１が入力されていると判断する（Ｓ１のＹｅｓ）。また、事故が発生していない健全相が２相以上残存しており、連係がとれていることをしめす連係確認信号１０２が再閉路回路１００に入力されているので、再閉路回路１００は、連係確認信号１０２が入力されていると判断する（Ｓ２のＹｅｓ）。

遮断相電圧判定部１１０は、事故が生じた相を選択し（Ｓ３）、選択した相の開放健全時の電圧データＶ_ｋを取得し（Ｓ４ａ）、自端に設置されたＣＢ開極時点からの時間ｔが無電圧確認時間ｔ_ｈ経過した後（Ｓ５ａのＹｅｓ）にVTにより測定された事故相の電圧測定値Ｖ_Ｌを取得し（Ｓ６ａ）、取得した電圧測定値Ｖ_Ｌが事前に設定された範囲内に有るか否かを判断する（Ｓ７ａ）。ここで、アーク事故は無電圧確認時間ｔ_ｈ内に消弧され、アーク事故の発生した事故相は事故から復旧しているので、無電圧確認時間ｔ_ｈ経過後に測定される事故相の電圧測定値Ｖ_Ｌは、アーク事故が発生する前の事前に設定された範囲内に戻っている。このため、遮断相電圧判定部１１０は、電圧測定値Ｖ_Ｌの値が事前に設定された範囲内に有ると判断し（Ｓ７ａのＹｅｓ）、再閉路回路１００に遮断相電圧確認信号１０３を出力する。

再閉路回路１００は、事故遮断信号１０１の入力（Ｓ１のＹｅｓ）、連係確認信号１０２の入力（Ｓ２のＹｅｓ）、遮断相電圧確認信号１０３の入力（Ｓ７ａのＹｅｓ）がある場合、事故相に設置されたＣＢに対して再閉路信号１０７を出力し（Ｓ８ａ）、事故相に設置されたＣＢの再閉路を指示する。

次に、永久事故が１相に発生し、健全相が２相以上残存しており、連係が取れている場合を説明する。上記した場合と同様に、再閉路回路１００は、事故遮断信号が入力されていると判断し（Ｓ１のＹｅｓ）、また連係確認信号が入力されていると判断する（Ｓ２のＹｅｓ）。遮断相電圧判定部１１０は、事故が生じた相を選択し（Ｓ３）、選択した相の開放健全時の電圧値Ｖ_ｋを取得し（Ｓ４ａ）、無電圧確認時間経過した時点（Ｓ５ａのＹｅｓ）でVTにより測定された事故相の電圧測定値Ｖ_Ｌを取得し（Ｓ６ａ）、取得した電圧測定値Ｖ_Ｌが事前に設定された範囲内に有るか否かを判断する（Ｓ７ａ）。ここで、事故相には永久事故が発生していることから、無電圧確認時間ｔ_ｈを経過しても事故相の事故は復旧しておらず事故が継続しており、無電圧確認時間経過後に測定された事故相の電圧測定値Ｖ_Ｌの値は、事故が発生する前の事前に設定された範囲内に戻っていない。このため、遮断相電圧判定部１１０は、電圧測定値Ｖ_Ｌが事前に設定された範囲内に無いと判断し（すなわち、事故が継続していると判断し）（Ｓ７ａのＮｏ）、再閉路回路１００に遮断相電圧確認信号１０３を出力しない。

再閉路回路１００は、事故遮断信号１０１の入力（Ｓ１のＹｅｓ）、連係確認信号１０２の入力（Ｓ２のＹｅｓ）はあるが、遮断相電圧確認信号１０３が入力されない場合（Ｓ７ａのＮｏ）、事故相以外の相に設置されたＣＢに対して残相遮断信号１０９を出力し（Ｓ９ａ）、事故相以外の相に設置されたＣＢの遮断（開極）を指示する。

次に、アーク事故や永久事故などの事故の種類にかかわらず、健全相が２相以上残存しておらず、連係が取れていない場合を説明する。

この場合、再閉路回路１００は、事故遮断信号確認ステップＳ１により事故遮断信号が入力されていると判断する（Ｓ１のＹｅｓ）が、再閉路条件成立確認ステップＳ２により連係確認信号が出力されていないと判断する（Ｓ２のＮｏ）ため、残相遮断信号出力ステップＳ９ａにより事故相以外の相に設置されたＣＢに対して残相遮断信号を出力し（Ｓ９ａ）、事故相以外の相に設置されたＣＢの遮断を指示する。

本実施形態によれば、事故発生に伴うＣＢ遮断の後、再閉路無電圧時間経過後にＣＢを再投入する時点で、事故が継続しているか否かを判断し、事故が継続していると判断された場合はＣＢを再投入しないため、電力系統の安定度向上と系統機器等へのダメージを減少させることが出来る。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態の構成について、図６を参照して説明する。図６は、本実施形態の保護継電装置の構成を示す図であり、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。

本実施形態は、第１の実施形態の構成に対して、位相差判定部１１１を追加し、また、再閉路回路１００内にＡＮＤゲート１１２を追加した。位相差判定部１１１は、Ｖ_ＬとＶ_ｋの電圧位相差が事前に設定された範囲内に有るか否かを判断し、位相差が事前に設定された範囲内に有ると判断した場合、ＡＮＤゲート１１２に対して位相差確認信号１１７を出力する。

上記のように構成された本実施形態の作用について図７を参照して説明する。図７が第１の実施形態と異なる点は、遮断相電圧判定ステップＳ７ａを遮断相電圧判定ステップＳ７ｂに代えた点である。すなわち、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様にステップＳ１〜Ｓ６ａを行った後、遮断相電圧判定ステップＳ７ｂにおいてＶ_Ｌが０．９Ｖ_ｋ＜Ｖ_Ｌ＜１．１Ｖ_ｋで示す事前に設定された範囲内にあり、Ｖ_ＬとＶ_ｋの位相差θが（Ｖ_Ｌ ∧ Ｖ_ｋ）≦θ_ｋで示す事前に設定された範囲内（値θ_ｋ以下）にあるか否かを判断する。この遮断相電圧判定ステップＳ７ｂでは、遮断相電圧判定部１１０が、ステップＳ６ａで取得した電圧測定値Ｖ_Ｌが事前に設定された範囲内に有るか否かを判断し、電圧測定値Ｖ_Ｌが事前に設定された範囲内に有ると判断した場合、再閉路回路１００に対して遮断相電圧確認信号１０３を出力する。また、位相差判定部１１１が、電圧測定値Ｖ_Ｌと事故相選択ステップＳ３にて選択された相の開放健全時の電圧データＶ_ｋとの位相差θが事前に設定された範囲内（値θ_ｋ以下）にあるか否かを判断し、位相差θが事前に設定された範囲内にあると判断した場合、再閉路回路１００に対して位相差確認信号１１７を出力する。ここで、位相差判定部１１は、遮断相電圧判定部１１０と同様にステップＳ６ａで電圧測定値Ｖ_Ｌを取得するものとする。

遮断相電圧判定部１１０が、電圧測定値Ｖ_Ｌが事前に設定された範囲内に有ると判断し、且つ、位相差判定部１１１が、電圧測定値Ｖ_Ｌと電圧データＶ_ｋとの位相差θが事前に設定された範囲内にあると判断した場合、遮断相電圧判定ステップＳ７ｂでの判断がＹｅｓとなる。

遮断相電圧判定ステップＳ７ｂでの判断がＹｅｓの場合、すなわち、事故遮断信号１０１の入力、連係確認信号１０２の入力、遮断相電圧確認信号１０３の入力に加え、位相差確認信号１１７の入力がある場合、再閉路回路１００は、事故相に設置されたＣＢに対して再閉路信号１０７を出力し（Ｓ８ａ）、事故相に設置されたＣＢの再閉路を指示する。

一方、遮断相電圧判定ステップＳ７ｂでの判断がＮｏの場合、すなわち、事故遮断信号１０１の入力、連係確認信号１０２の入力、遮断相電圧確認信号１０３の入力があっても、位相差確認信号１１７の入力がない場合、再閉路回路１００は、事故が継続していると判断して、事故相以外の相に設置されたＣＢに対して残相遮断信号１０９を出力し（Ｓ９ａ）、事故相以外の相に設置されたＣＢの遮断（開極）を指示する。

本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、位相差によって事故が継続しているか否かを判断するため、再閉路実施判断の信頼度を向上させることが出来る。

なお、上述では遮断相電圧判定ステップＳ７ｂにおいて、Ｖ_Ｌが事前に設定された範囲内にあるか否かの判断は遮断相電圧判定部１１０が行い、Ｖ_ＬとＶ_ｋの位相差θが事前に設定された範囲内にあるか否かの判断は位相差判定部１１１が行った。これに替えて、図８のような電圧差と位相差の許容範囲を示す要素を遮断相電圧判定部１１０に記憶しておき、遮断相電圧判定部１１０が、Ｖ_Ｌが事前に設定された範囲内にあるか否かの判断と、Ｖ_ＬとＶ_ｋの位相差θが事前に設定された範囲内にあるか否かの判断の両方を行うようにしても良い。図８に示す要素は、ベクトルの大きさが電圧値を示し、Ｖ_ｋとＶ_Ｌの角度差が両者の位相差θを示しており、Ｖ_Ｌのベクトルが斜線部の範囲に入る場合、Ｖ_Ｌが事前に設定された範囲内であり且つＶ_ＬとＶ_ｋの位相差θが事前に設定された範囲内であると判断される。例えば、Ｖ_Ｌ１は斜線部の範囲に入っているため、Ｖ_Ｌ１の電圧値は事前に設定された範囲内であり且つＶ_Ｌ１とＶ_ｋの位相差θ_Ｌ１が事前に設定された範囲内であると判断される。一方、Ｖ_Ｌ２は、Ｖ_Ｌ２の電圧値は事前に設定された範囲内であるが、Ｖ_Ｌ２とＶ_ｋの位相差θが事前に設定された範囲内であると判断される。斜線部の範囲に入っておらず、位相差θ_Ｌ２が事前に設定された範囲内でないと判断される。なお、この場合、保護継電装置の構成は、図２と同様となり、遮断相電圧判定部１１０が、Ｖ_Ｌが事前に設定された範囲内で且つＶ_ＬとＶ_ｋの位相差θが事前に設定された範囲内にある判断した場合、再閉路回路１００に対して遮断相電圧確認信号１０３を出力する。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態の構成について、図９、図１０を参照して説明する。図９は本実施形態の保護継電装置が設置された２端子電力系統の構成図であり、図１０は本実施形態の保護継電装置の構成を示す図である。図１、図２と同一の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。

本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、図１０に示すとおり、保護継電装置に相手端遮断相電圧判定部１１８、電圧データ受信回路１２１を追加し、また、再閉路回路１００内にＡＮＤゲート１１４を追加した点である。図９に示すように、保護継電装置１は、対向端に設置された保護継電装置１´とＶＴ３、３´により検出された電圧情報を、伝送路６を用いて送受信する。図１０に示す保護継電装置１では、相手端ＶＴ３´により測定され、保護継電装置１´から送信された電圧Ｖ_ＬＢを電圧データ受信回路１２１が受信する。相手端電圧確認部１１３は、受信したＶ_ＬＢが事前に設定された範囲内に有るか否かを判断し、Ｖ_ＬＢが事前に設定された範囲内に有ると判断した場合、相手端遮断相電圧確認信号１１８を再閉路回路１００内のＡＮＤゲート１１４に出力する。

上記のように構成された本実施形態の作用について図１１を参照して説明する。図１１が第１の実施形態と異なる点は、Ｖ_ｋ取得ステップＳ４ａをＶ_ｋ取得ステップＳ４ｂに、線路電圧測定ステップＳ６ａを線路電圧測定ステップＳ６ｂに夫々替えると共に、遮断相電圧判定ステップＳ７ａと再閉路信号出力ステップＳ８ａとの間に相手端遮断相電圧判定ステップＳ７ｃを追加している点である。

すなわち、第３の実施形態では、Ｖ_ｋ取得ステップＳ４ａで、事故相選択ステップＳ３にて選択された相の開放健全時の自端及び対向端での夫々の電圧データＶ_ｋＡ、Ｖ_ＫＢを遮断相電圧判定部１１０及び相手端遮断相電圧判定部１１３が夫々取得する。線路電圧測定ステップＳ６ｂでは自端及び対向端で測定した夫々の電圧Ｖ_ＬＡ、Ｖ_ＬＢを遮断相電圧判定部１１０及び相手端遮断相電圧判定部１１３が夫々取得する。遮断相電圧判定ステップＳ７ａでは、遮断相電圧判定部１１０が、自端電圧測定値Ｖ_ＬＡが事前に設定された範囲内に有るか否か（０．９Ｖ_ｋＡ＜Ｖ_ＬＡ＜１．１Ｖ_ｋＡ）を判断し、自端電圧測定値Ｖ_ＬＡが事前に設定された範囲内に有ると判断した場合（Ｓ７ａのＹｅｓ）、遮断相電圧確認信号１０３を再閉路回路１００のＡＮＤゲート１１４に出力する。相手端遮断相電圧判定ステップＳ７ｃでは、相手端遮断相電圧判定部１１３が、相手端電圧測定値Ｖ_ＬＢが事前に設定された範囲内に有るか否かを判断（０．９Ｖ_ｋＢ＜Ｖ_ＬＢ＜１．１Ｖ_ｋＢ）し、相手端電圧測定値Ｖ_ＬＢが事前に設定された範囲内に有ると判断された場合（Ｓ７ｃのＹｅｓ）は相手端遮断相電圧判定信号１１８を再閉路回路１００のＡＮＤゲート１１４に出力する。

遮断相電圧判定ステップＳ７ｃでの判断がＹｅｓの場合、すなわち、事故遮断信号１０１の入力、連係確認信号１０２の入力、遮断相電圧確認信号１０３の入力に加え、相手端遮断相電圧判定信号１１８の入力がある場合、再閉路回路１００は、事故相に設置されたＣＢに対して再閉路信号１０７を出力し（Ｓ８ａ）、事故相に設置されたＣＢの再閉路を指示する。

一方、遮断相電圧判定ステップＳ７ｃでの判断がＮｏの場合、すなわち、事故遮断信号１０１の入力、連係確認信号１０２の入力、遮断相電圧確認信号１０３の入力はあるが、
相手端遮断相電圧判定信号１１８の入力がない場合、再閉路回路１００は、対向端の電圧Ｖ_ＬＢによって事故が継続していると判断して、事故相以外の相に設置されたＣＢに対して残相遮断信号１０９を出力し、事故相以外の相に設置されたＣＢの遮断（開極）を指示する（Ｓ９ａ）。

本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、対向端の電圧Ｖ_ＬＢによって事故が継続しているか否かを判断するため、再閉路実施判断の信頼度を向上させることが出来る。

なお、本実施形態では対向端に設置されたＶＴ３´によって検出された電圧値を、伝送路を用いて受信し、保護継電装置１にて保護演算を行っているが、保護継電装置１´から出力された対向端再閉路信号や、相手端ＣＢの残相遮断を指令する相手端残相遮断信号を伝送路にて保護継電装置１が受信し、これらの信号に基づいてＣＢ４に再閉路信号を出力するとしても良い。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態の構成について図１２を参照して説明する。図１２は本実施形態の保護継電装置の構成を示す図である。図２と同一の構成には同一の符号を付し説明は省略する。

本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、再閉路回路１００に新たにタイマ１１５及びＡＮＤゲート１１６が追加されている点である。タイマ１１５によって無電圧確認時間ｔ_ｈ遅延した残相遮断信号１０９と、遮断相電圧確認信号１０３がＡＮＤゲート１１６にてＡＮＤ条件が成立した場合に低速再閉路信号１１９を出力する。

上記のように構成された本実施形態の作用について図１３を用いて説明する。図１３が第１の実施形態と異なる点は、残相遮断信号出力ステップＳ９ｂ、ｔ_ｈタイマステップＳ５ｂ、線路電圧測定ステップＳ６ｃ、遮断相電圧判定ステップＳ７ｄ、低速度再閉路信号出力ステップＳ８ｂを追加した点である。

すなわち、第４の実施形態では、再閉路回路１００が、遮断相電圧判定ステップＳ７ａによりＶ_Ｌが事前に設定された範囲内に無いと判断した場合（Ｓ７ａのＮｏ）、事故相における事故が継続していると判断し、残相遮断信号出力ステップＳ９ｂにより事故相以外の相に設置されたＣＢに対して残相遮断信号１０９を出力（Ｓ９ｂ）し、事故相以外の相に設置されたＣＢを開極させた後、ｔ_ｈタイマステップＳ５ｂから遮断相電圧判定ステップＳ７ｄまでの動作を行うようにした。ｔ_ｈタイマステップＳ５ｂから遮断相電圧判定ステップＳ７ｄまでの動作は、上述したｔ_ｈタイマステップＳ５ａから遮断相電圧判定ステップＳ７ａまでの動作と同様である。

再閉路回路１００は、遮断相電圧判定ステップＳ７ｄによりＶ_Ｌが事前に設定された範囲内に有ると判断した（Ｓ７ｄのＹｅｓ）場合は、低速度再閉路信号出力ステップＳ８ｂにより自端ＣＢに対して低速度再閉路信号１１９を出力し、自端ＣＢの低速度再閉路の指示を行う。

再閉路回路１００は、遮断相電圧判定ステップＳ７ｄによりＶ_Ｌが事前に設定された範囲内に無いと判断された（Ｓ７ｄのＮｏ）場合は、事故相における事故が継続していると判断し、再閉路信号出力ステップＳ８ｂに移行せず、自端ＣＢは開極されたままとなる。

このように本実施形態では、事故遮断してから無電圧確認時間ｔ_ｈを経過した後にＶ_Ｌが事前に設定された範囲内にあるか否かを判断するが、この最初の判断において、事前に設定された範囲内にないと判断した場合は、事故継続中とみなし、自端ＣＢに対して再閉路信号１０７を出力せず、事故相以外の相に設置されたＣＢに対して残相遮断信号１０９を出力して残相遮断を行う。その後、再度、無電圧確認時間ｔ_ｈを経過した後にＶ_Ｌが事前に設定された範囲内にあるか否かを判断し、この２回目の判断において、事前に設定された範囲内にあると判断した場合に、自端ＣＢに対して低速度再閉路信号１１９を出力し、自端ＣＢの低速度再閉路を行うようにした。

このため、本実施形態によれば、第１の実施形態に加え、低速度再閉路を行うため、停電時間を短縮することが出来る。

なお、第１乃至第４の実施形態では送電線に保護継電装置を設置した場合を示したが、母線の保護を行う母線保護継電装置や変圧器の保護を行う変圧器保護継電装置にも適用可能である。

また、系統設備の配置や設置者の経済的理由によって両端のＣＴの間にＣＢが設置されていない場合にも、本発明は適用可能である。

さらに、第１乃至第４の実施形態では消イオン時間より長く設定した再閉路無電圧時間ｔ_ｈをタイマにて待機してからＶＴによって測定された電圧Ｖ_Ｌを取得し、その測定結果に基づいて再閉路信号を出力するか否かを判断していたが、Ｖ_Ｌをリアルタイムに測定しておき、Ｖ_Ｌが事前に設定された範囲で一定となることを検出した後、再閉路信号を出力しても同様の効果が得られる。

１、１´…保護継電装置
２…計器用変成器（ＣＴ）
３、３´…線路用変圧器（ＶＴ）
４、４´…遮断器（ＣＢ）
５…事故
１００…再閉路回路
１０１…事故遮断信号
１０２…連係確認信号
１０３…遮断相電圧確認信号
１０４、１０６、１１５…タイマ
１０５、１０８、１１２、１１４、１１６…ＡＮＤゲート
１０７…再閉路信号
１０９…残相遮断信号
１１０…遮断相電圧判定部
１１１…位相差判定部
１１３…相手端遮断相電圧判定部
１１７…位相差確認信号
１１８…相手端遮断相電圧判定信号
１１９…低速度再閉路信号
１２０…ＮＯＴゲート
１２１…電圧データ受信回路
Ｓ１…事故遮断信号確認ステップ
Ｓ２…再閉路条件成立確認ステップ
Ｓ３…事故相選択ステップ
Ｓ４ａ、Ｓ４ｂ…事故相選択ステップ
Ｓ５ａ、Ｓ５ｂ…ｔ_ｈタイマステップ
Ｓ６ａ、Ｓ６ｂ、Ｓ６ｃ…線路電圧測定ステップ
Ｓ７ａ、Ｓ７ｂ、Ｓ７ｃ、Ｓ７ｄ…遮断相電圧判定ステップ
Ｓ８ａ…再閉路信号出力ステップ
Ｓ８ｂ…低速度再閉路信号出力ステップ
Ｓ９ａ、Ｓ９ｂ…残相遮断信号出力ステップ

Claims (5)

1. 電力系統の送電線に設置され、事故が発生した事故相に設置された遮断器を開極した後、前記遮断器を再閉路させる機能を有する保護継電装置において、
   送電線に設置された遮断器に対して再閉路させる再閉路信号を出力する再閉路手段と、
   送電線の遮断器間に設置された線路用変圧器により測定された電圧測定値が、前記遮断器の開極時から無電圧確認時間経過後に、事前に設定された範囲内に有るか否かを判断する遮断相電圧判定手段とを備え、
   前記再閉路手段は、前記遮断相電圧判定手段により、前記電圧測定値が事前に設定された範囲内に有ると判断された場合に、前記再閉路信号を出力することを特徴とする保護継電装置。
2. 前記電圧測定値と事前に設定された電圧との位相差が、事前に設定された範囲内に有るか否かを判断する位相差判定手段を備え、
   前記再閉路手段は、前記遮断相電圧判定手段により、前記電圧測定値が事前に設定された範囲内に有ると判断された場合、又は前記位相差判定手段により前記位相差が事前に設定された範囲内に有ると判断された場合に、前記再閉路信号を出力することを特徴とする請求項１記載の保護継電装置。
3. 送電線の相手端に設置された保護継電装置から、送電線の遮断器間に設置された線路用変圧器により測定された相手端電圧測定値を受信する電圧データ受信手段と、
   前記電圧データ受信手段により受信した前記相手端電圧測定値が事前に設定された範囲内に有ると判断された場合に、前記遮断器の開極時から無電圧確認時間経過後に、事前に設定された範囲内に有るか否かを判断する相手端遮断相電圧判定手段とを備え、
   前記再閉路手段は、前記遮断相電圧判定手段により、前記電圧測定値が事前に設定された範囲内に有ると判断された場合、又は前記相手端遮断相電圧判定手段により前記電圧測定値データが事前に設定された範囲内に有ると判断された場合に、前記再閉路信号を出力することを特徴とする請求項１又は２記載の保護継電装置。
4. 前記再閉路手段は、前記遮断相電圧判定手段により、前記電圧測定値が事前に設定された範囲内に無いと判断された場合に、前記残相遮断信号を出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の保護継電装置。
5. 前記遮断相電圧判定手段は、前記残相遮断信号が出力され、事故相以外の相に設置された遮断器が開極した時から無電圧確認時間経過後に、前記電圧測定値が事前に設定された範囲内に有るか否かを判断し、
   前記再閉路手段は、前記遮断相電圧判定手段により事前に設定された範囲内に有ると判断された場合に、前記遮断器に対して再閉路させる低速度再閉路信号を出力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の保護継電装置。

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