JPH0550208B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本発明は小容量発電システムの連系装置に関す
る。

Ｂ 発明の概要 本発明は、小容量発電装置と配電系統を連系さ
せて負荷に電力を供給するように構成された小容
量発電システムの連系装置において、 小容量発電装置と連系用の遮断器を結ぶ電路に
配電系統に設けられる過電流継電器よりも速く動
作する過電流継電器を設けるとともに、該過電流
継電器の動作時に連系用の遮断器を遮断し、且つ
前記遮断器が遮断されてから所定の設定時間経過
後に、前記配電系統電圧と小容量発電装置の出力
電圧とのベクトル差が設定値以下であるとき前記
遮断器に投入指令を与える自動再閉路継電器を設
けることにより、 既設の配電系統の設備を変更すること無く小容
量発電設備を既設の配電系統に連系することがで
き、しかも短絡事故が発生しても小容量発電設備
や系統に悪影響を与え無いようにしたものであ
る。

Ｃ 従来の技術 近年、電力の需要はますます増加の傾向にある
が、現在主流をなしている原子力や火力による発
電システムは資源や設置場所等の面で制約を受け
る。この為電力消費地に分散配置でき、しかも無
公害で発電効率の良い燃料電池発電システムが注
目されている。分散配置のためには小規模発電シ
ステムとして、既設の配電系統の負荷端に接続す
る方式が最も経済的である。

Ｄ 発明が解決しようとする問題点 しかしながら既設の配電系統の保護方式や制御
方式との関連があるため、従来の発電設備と配電
系統との並列運転制御方式や、自家用発電システ
ムの保護制御方式をそのまま適用することができ
なかつた。

すなわち、例えば従来の大規模な発電設備間の
並列運転システムは、配電系統ではなくほぼ専用
に近い送電系統によつて結ばれた構成になつてい
る。このような並列運転システムでは各発電所毎
に並列運転に必要な保護制御機能（同期検出、同
期投入、同期外れ検出等）を備えた設備を持つて
おり、また送電系統にも同期外れや周波数変動等
に対応できる保護制御設備が設置されている。と
ころが小規模な発電システムを既設の配電系統に
連系する場合は、配電系統側に同期確認の機能が
無いばかりでなく、自動再閉路装置や事故区間表
示器等の配電系統特有の制御装置が存在するた
め、従来の発電所間の連系方式をそのまま適用す
ることはできなかつた。

ここで配電系統と小容量発電設備を連系したシ
ステムにおいて、過電流継電器によつて短絡保護
を行なう場合の問題点を第４図の回路図とともに
説明する。第４図において、変圧器Ｔの１次側は
図示しない交流電源に接続されているものとす
る。変圧器Ｔの２次側は遮断器CB₀を介して交流
母線１に接続されている。CB₁〜CB_oは、並設さ
れた配電線路（以下、フイーダと称す）F₁〜F_o
と前記交流母線１を結ぶ電路に各々介挿された遮
断器である。前記交流電源（図示省略）の交流出
力電力は、変圧器Ｔ、遮断器CB₀、交流母線１、
遮断器CB₁〜CB_oおよびフイーダF₁〜F_oを介して
図示しない負荷に供給される。２は小容量発電装
置であり、例えば燃料電池発電装置とその直流出
力電力を交流変換するインバータ（図示省略）と
で構成されている。この小容量発電装置２の交流
出力電力は、過電流リレー５１の動作時に遮断さ
れる遮断器CBIおよび前記フイーダF₁をして負荷
（図示省略）に供給される。過電流リレー５１は、
小容量発電装置２と遮断器CBIを結ぶ電路に介挿
された変流器CT₀の出力電圧によつて動作する。
フイーダF₁〜F_oには変流器CT₁〜CT_oが各々設け
られている。過電流リレー５１F₁〜F_oは変流器
CT₁〜CT_oの各出力電流によつて動作し、遮断器
CB₁〜CB_oを各々遮断する。７９F₁〜７９F_oは前
記遮断器CB₁〜CB_oを各々再閉路させるための再
閉路リレーである。

上記のように構成された装置において、並列運
転中にフイーダF₁上のＡ点、交流母線１上のＢ
点、フイーダF₂上のＣ点および小容量発電装置
２と遮断器CBIを結ぶ電路上のＤ点で各々短絡事
故が発生すると、次のような事態が生じる。

(1) Ａ点で短絡事故が発生した場合、小容量発電
装置２と電力系統側の両方から短絡電流が流れ
る。この為過電流リレー５１によつて遮断器CBI
が遮断され、過電流リレー５１F₁によつて遮断
器CB₁が遮断される。この場合は何ら問題はな
い。

(2) Ｂ点およびＣ点で短絡事故が発生した場合、
前記(1)項同様に小容量発電装置２と電力系統の両
方から短絡電流が流れる。このとき系統側の過電
流リレー５１F₁が小容量発電装置２側の過電流
リレー５１よりも早く動作すると、遮断器CB₁の
遮断により事故電流が無くなり、フイーダF₁に
接続される負荷（図示省略）が小さいと過電流リ
レー５１は復帰してしまう。この為遮断器CBIは
遮断され無いので、小容量発電装置２からの電力
供給が続行されてしまい、電力系統側の電源電圧
と小容量発電装置２の出力電圧が非同期になつて
しまう。この状態で所定時間経過後に再閉路リレ
ー７９F₁が動作して遮断器CB₁が再閉路される
と、電力系統と小容量発電装置２の間で過大な電
流が流れる。この為小容量発電装置２および電力
系統に悪影響を与えてしまう。

(3) Ｄ点で短絡事故が発生した場合も電力系統か
ら遮断器CB₁およびCBIを通して短絡電流が流れ
るが、このとき過電流リレー５１F₁が過電流リ
レー５１よりも早く動作すると過電流リレー５１
は復帰してしまう。この為前記(2)項と同様の問題
が生じる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、既
設の配電系統の設備を変更すること無く小容量発
電設備を既設の配電系統に連系することができ、
しかも短絡事故が発生しても小容量発電設備や系
統に悪影響を与え無い小容量発電システムの連系
装置を提供することを目的としている。

Ｅ 問題点を解決するための手段 本発明は、小容量発電装置と配電系統を連系さ
せて負荷に電力を供給するように構成された小容
量発電システムの連系装置において、前記配電系
統の配電線路と小容量発電装置を結ぶ電路に介挿
された遮断器と、この遮断器と前記小容量発電装
置を結ぶ電路に介挿された電流検出器と、動作時
間が前記配電系統の配電線路に設けられた過電流
継電器の動作時間より速く整定されているととも
に、前記電流検出器の出力によつて応動して前記
遮断器に遮断指令を与える過電流継電器と、前記
遮断器が遮断されてから所定の設定時間経過後
に、前記配電系統電圧と小容量発電装置の出力電
圧とのベクトル差が設定値以下であるとき前記遮
断器に投入指令を与える自動再閉路継電器とを備
えたことを特徴としている。

Ｆ 作用 上記のように構成された装置において、短絡事
故が発生した場合、小容量発電装置側の過電流継
電器は配電系統側の過電流継電器よりも速く動作
するので、遮断器は確実に遮断される。また、遮
断器が遮断された後所定の設定時間経過後には、
配電系統電圧と小容量発電装置の出力電圧とのベ
クトル差が設定値以下であることを条件に、前記
遮断器が再閉路される。この為小容量発電装置は
電力系統から切離されたままの状態になることは
無く、発電装置の稼動率が向上する。

Ｇ 実施例 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例を
説明する。第１図において第４図と同一部分は同
一符号を持つて示し、その説明は省略する。前記
遮断器CBIと小容量発電装置２を結ぶ電路には電
流検出器、例えば変流器CT₀が介挿されている。
この変流器CT₀の２次側には、遮断器CBIに遮断
指令を与える過電流リレー５１Ｉが接続されてい
る。この過電流リレー５１Ｉの動作時間は、第２
図の特性図に示すようにフイーダF₁側に設けら
れた過電流リレー５１F₁の動作時間より速く設
定しておく。７９Ｉは、前記遮断器CBIが遮断さ
れてから所定の設定時間経過後に、前記配電系統
電圧と小容量発電装置の出力電圧とのベクトル差
が設定値以下であるとき、遮断器CBIに投入指令
を与える自動再閉路リレーである。この自動再閉
路リレー７９Ｉは、例えば第３図に示すように系
統電圧と発電装置側電圧のベクトル差が所定の設
定値以下であるとき出力電圧を発するベクトル差
電圧確認部１１と、遮断器CBIが遮断されてから
所定の設定時間経過後に出力信号を発するタイマ
ー１２と、これらベクトル差電圧確認部１１およ
びタイマー１２の出力信号のアンド条件成立時に
遮断器CBIに投入指令を発するアンド回路１３と
で構成されている。前記タイマー１２の設定時間
は、配電系統側に設けられた再閉路リレー７９
F₁〜７９F_oの１周期時間より大きく設定してお
く。

次に上記のように構成された装置の動作を述べ
る。

(1) Ｂ点およびＣ点で短絡事故が発生した場合、
過電流リレー５１Ｉが過電流リレー５１F₁より
も早く動作して、遮断器CBIが遮断される。その
後は、Ｂ点短絡事故であれば遮断器CB₀が遮断さ
れてフイーダF₁の再閉路は行なわない。またＣ
点短絡事故であれば、過電流リレー５１F₂によ
つて遮断器CB₂が遮断された後フイーダF₁は正常
状態にもどる。そしてフイーダF₂側では再閉路
リレー７９F₂によつて遮断器CB₂の再閉路が試み
られる。再閉路に成功すると再閉路リレー７９
F₂の１周忌時間経過後に自動再閉路リレー７９
Ｉの動作条件が成立する。この為遮断器CBIが再
投入されて正常状態にもどる。

(2) Ｄ点で短絡事故が発生した場合も過電流リレ
ー５１Ｉが過電流リレー５１F₁よりも早く動作
して遮断器CBIが遮断されるので、フイーダF₁は
何ら影響を受けない。この場合小容量発電装置２
側で、図示しない制御装置によつてインバータ
（図示省略）を停止させた後Ｄ点地絡を除去する。
このように小容量発電装置２の出力は無電圧とな
るため自動再閉路リレー７９Ｉの動作条件は成立
せず、遮断器CBIは再閉路され無い。

Ｈ 発明の効果 以上のように本発明によれば次のような効果が
得られる。すなわち、 (1) 既設の配電系統の設備を変更すること無く小
容量発電装置と既設の配電系統とを連系すること
ができる。

(2) 配電系統の交流母線や小容量発電装置が接続
された配電線路で短絡事故が発生した場合、連系
用の遮断器を確実に遮断することができる。しか
も前記遮断器の再投入は、系統電圧と小容量発電
装置の出力電圧のベクトル差が設定値以下である
ことが確認されてから行なわれるので、電力系統
と小容量発電装置間で過大な電流は流れない。こ
の為電力系統や小容量発電装置の各設備に悪影響
を与えることは無い。

(3) 小容量発電装置と連系接続された配電線路や
系統側の交流母線で短絡事故発生時には連系用の
遮断器は再閉路されないので、系統や小容量発電
装置に悪影響を与えない。

(4) 小容量発電装置と連系装置された配電線路以
外の配電線路で短絡事故が発生した場合も、連系
用の遮断器は遮断されるが、配電線路の再閉路が
完了した後に自動再閉路継電器によつて連系用の
遮断器が再投入される。この為小容量発電装置を
切離したままの状態にはならない。また、自動的
に再投入されるので、人手による煩しい再投入操
作が不要となり、小容量発電装置の稼働率が向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２
図は本発明の要部を説明するためのリレーの動作
時間特性図、第３図は本発明の要部を示すブロツ
ク図、第４図は従来の小容量発電システムの連系
装置の一例を示す回路図である。 CT₀〜CT_o…変流器、２…小容量発電装置、
CBI，CB₀〜CB_o…遮断器、５１Ｉ…過電流リレ
ー、７９Ｉ…自動再閉路リレー、F₁〜F_o…フイ
ーダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 小容量発電装置と配電系統を連系させて負荷
   に電力を供給するように構成された小容量発電シ
   ステムの連系装置において、前記配電系統の配電
   線路と小容量発電装置を結ぶ電路に介挿された遮
   断器と、この遮断器と前記小容量発電装置を結ぶ
   電路に介挿された電流検出器と、動作時間が前記
   配電系統の配電線路に設けられた過電流継電器の
   動作時間より速く整定されているとともに、前記
   電流検出器の出力によつて応動して前記遮断器に
   遮断指令を与える過電流継電器と、前記遮断器が
   遮断されてから所定の設定時間経過後に、前記配
   電系統電圧と小容量発電装置の出力電圧とのベク
   トル差が設定値以下であるとき前記遮断器に投入
   指令を与える自動再閉路継電器とを備えたことを
   特徴とする小容量発電システムの連系装置。