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JPH0550209B2 - - Google Patents
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JPH0550209B2 - - Google Patents

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JPH0550209B2
JPH0550209B2 JP6019285A JP6019285A JPH0550209B2 JP H0550209 B2 JPH0550209 B2 JP H0550209B2 JP 6019285 A JP6019285 A JP 6019285A JP 6019285 A JP6019285 A JP 6019285A JP H0550209 B2 JPH0550209 B2 JP H0550209B2
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JP
Japan
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small
power generation
circuit breaker
ground fault
capacity power
Prior art date
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JP6019285A
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JPS61221524A (ja
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Nobuhiko Shinozaki
Masaharu Emoto
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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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、 前記小容量発電装置の出力端と大地間をコンデ
ンサを接続して、地絡事故時に連系用の遮断器を
遮断させるための継電器に充分な電流が流れるよ
うにするとともに、前記継電器の動作時間を最適
な動作時間に整定し、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。
ところで非接地系の配電系統に接続される電気
設備の地絡保護は、従来地絡方向リレー67Gや
地絡過電流リレー51Gで行なつていた。すなわ
ち配電系統が非接地であるため、該配電系統に接
続される発電設備も非接地となり、対地容量も小
さいので地絡過電流リレー51Gで地絡保護を行
なうのが通常である。
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、地絡方向リレー67Gや地絡過
電流リレー51Gによつて地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〜CBoは、並設された配電線路
(以下、フイーダと称す)F1〜Fo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
CBoおよびフイーダF1〜Fo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、
地絡過電流リレー51Gの動作時に遮断される遮
断器CBIおよび前記フイーダF1を介して負荷(図
示省略)に供給される。地絡過電流リレー51G
は、小容量発電装置2と遮断器CBIを結ぶ電路に
介挿された零相変流器ZCT0の出力電流によつて
動作する。前記交流母線1には零相電圧変成器
GPTが設けられている。フイーダF1〜Foには零
相変流器ZCT1〜ZCToが各々設けられている。地
絡方向リレー67G1〜67Goは、前記零相電圧
変成器GPTの出力電圧と零相変流器ZCT1
ZCToの各出力電流とによつて動作する。零相電
圧変成器GPTの2次側には微地絡選択リレー1
0Gが設けられている。79F1〜79Foは前記
遮断器CB1〜CBo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点で地絡事故が発生した場合、地絡方向リ
レー67G1が動作して遮断器CB1が遮断され、
電力系統側からの電力供給は断たれる。ところが
小容量発電装置2には対地容量がほとんど無いの
で、地絡過電流リレー51Gを動作させるに充分
な零相電流が零相変流器ZCT0に流れ無い。この
為遮断器CBIは遮断され無いので、フイーダF1
接続された負荷(図示省略)が小さい場合、小容
量発電装置2からの電力供給が続行されてしま
う。すなわち、地絡事故を残したままの状態で、
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。
(2) B点で地絡事故が発生すると、地絡過電流リ
レー51Gおよび地絡方向リレー67G1〜67
Goは動作せず、微地絡選択リレー10Gによつ
て遮断器CB1〜CBoが遮断された後、遮断器CB0
が遮断される。この場合遮断器CBIは遮断されな
いので、前記(1)項で述べた事と同様の問題が起つ
てしまう。
(3) C点で地絡事故が発生すると、地絡方向リレ
ー67G2によつて遮断器CB2が遮断されるだけで
あるので、並列運転に支障は無い。
(4) D点で地絡事故が発生した場合、電力系統側
の対地容量を通して地絡点Dに地絡電流が流れる
ので、零相変流器ZCT0には地絡過電流リレー5
1Gを動作させるに充分な零相電流が流れる。こ
の為地絡過電流リレー51Gが動作して遮断器
CBIが遮断されるので、電力系統は正常状態とな
り問題は無い。
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零相変流器と、動作時
間が前記配電系統の配電線路に設けられた地絡方
向継電器の動作時間より遅く且つ前記配電系統に
設けられた微地絡選択継電器の動作時間より速く
整定されているとともに、前記零相変流器の出力
によつて応動して前記遮断器に遮断指令を与える
地絡過電流継電器と、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、前記零相変流器および小容
量発電装置を結ぶ大地間に接続されたコンデンサ
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、地絡事
故が発生した場合、コンデンサを介して零相変流
器に充分な電流が流れるので、地絡過電流継電器
は確実に動作して遮断器が遮断される。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
零相変流器ZCT0が介挿された電路の小容量発電
装置2側と大地の間にはコンデンサC1が接続さ
れている。このコンデンサC1の容量は系統側地
絡時に地絡過電流リレー51Gが動作するのに充
分な零相電流が流れるような値に設定する。前記
零相変流器ZCT0が介挿された電路の遮断器CBI
側と大地の間にはコンデンサC2が接続されてい
る。このコンデンサC2は、地絡事故時にフイー
ダF1の対地容量を通して流れる零相電流が地絡
過電流リレー51Gを動作させるに不充分な場合
に必要となるコンデンサである。地絡過電流リレ
ー51Gの動作値は、系統側地絡時にコンデンサ
C1を通して流れる零相電流に充分応動できる値
に設定するとともに、発電装置側地絡時にフイー
ダF1側から流入する零相電流(フイーダF1の対
地容量とコンデンサC2の容量和によつて決定さ
れる)に充分応動できる値に設定する。地絡過電
流リレー51Gの動作時間は、第2図の特性図に
示すように地絡方向リレー67G1〜67Goの動
作時間より遅く、且つ微地絡選択リレー10G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信号
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79F1〜79Fo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) A点で地絡事故が発生した場合、第2図の動
作時間特性図から明らかなようにまず最初に地絡
方向リレー67G1が動作して遮断器CB1が遮断さ
れる。次に零相変流器ZCT0にはコンデンサC1
通して充分大きな零相電流が流れるので地絡過電
流リレー51Gは確実に動作する。これによつて
遮断器CBIが遮断されるので、再閉路リレー79
F1によつて遮断器CB1が再閉路されたときに電力
系統と小容量発電装置2の間で過大な電流は流れ
ない。遮断器CB1の再閉路が成功した場合は、再
閉路リレー79F1の1周期時間以上経過し、且
つ系統電圧と小容量発電装置2の出力電圧のベク
トル差が設定値以下であることを条件に遮断器
CBIが再投入されて、回路は元の状態にもどる。
(2) B点で地絡事故が発生した場合、地絡方向リ
レー67G1は不動作で微地絡選択リレー10G
が動作するが、その前にコンデンサC1を通して
流れる零相電流により地絡過電流リレー51Gが
先に動作する。この為遮断器CBIが真先に遮断さ
れ、次に遮断器CB0が遮断されるのでフイーダF1
は無電圧となる。この為自動再閉路リレー79I
の動作条件は満たされなくなり、これによつて遮
断器CBIは再閉路されず、配電系統は悪影響を受
けない。
(3) C点で地絡事故が発生した場合、地絡方向リ
レー67G2が真先に動作するので、遮断器CB2
遮断される。この時点で地絡過電流リレー51G
が復帰するので、遮断器CBIは遮断されることは
ない。この為フイーダF1に接続された小容量発
電装置2は、フイーダF2側で発生した地絡事故
の影響を受けて不要に切離されることはない。
(4) D点で地絡事故が発生した場合、まず最初に
地絡方向リレー67G1が動作して遮断器CB1が遮
断されて小容量発電装置2の単独運転となる。し
かしフイーダF1の対地容量とコンデンサC2の和
による零相電流が零相変流器ZCT0に流れるので、
地絡過電流リレー51Gが動作してCBIも遮断さ
れる。
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
された配電線路で地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以
外の配電線路で地絡事故が発生しても、連系用の
遮断器は遮断されることは無い。この為小容量発
電装置は前記地絡事故の影響を受けて不要に切離
されることは無い。
(4) 小容量発電装置と連系接続された配電線路の
遮断器が再閉路に成功した場合、自動再閉路継電
器の動作によつて連系用の遮断器が自動的に再投
入される。この為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。 C1,C2…コンデンサ、ZCT0〜ZCTo…零相変
流器、CBI,CB0〜CBo…遮断器、67G1〜67
Go…地絡方向リレー、51G…地絡過電流リレ
ー、10G…微地絡選択リレー、2…小容量発電
装置、F1〜Fo…フイーダ、79I…自動再閉路
リレー。

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
    電路に介挿された零相変流器と、動作時間が前記
    配電系統の配電線路に設けられた地絡方向継電器
    の動作時間より遅く且つ前記配電系統に設けられ
    た微地絡選択継電器の動作時間より速く整定され
    ているとともに、前記零相変流器の出力によつて
    応動して前記遮断器に遮断指令を与える地絡過電
    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、前記零相変流器および小容量発電装
    置を結ぶ電路と大地間に接続されたコンデンサと
    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。
JP6019285A 1985-03-25 1985-03-25 小容量発電システムの連系装置 Granted JPS61221524A (ja)

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