JPH0336929A - 配電系統の保護制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電源側から負荷側へ多層Ｅこ分岐しつつ延
びるそれぞれの線路に挿入された複数の低圧開閉器と、
該複数の低圧開閉器を一括制御する？ＩｔｌＪ御装置と
管装置た配電系統の負荷に、該配電系統に生じた異常を
除去しつつ安定に電力を供給させる配電系統の保護制御
装置の構成４こ関する。

〔従来の技術〕

従来の配電系統の保護制御には、例えば、高圧引込み受
電設備の低圧側母線の電源側や、母線から分岐する複数
のき電線のそれぞれ母線側や、これらのき電線を介して
き電される下位母線の電源側や、この下位母線から分岐
する複数のきｉ線の負荷側など、ｒｊＬ源側から負荷側
へ多層に分岐しつつ延びるそれぞれの電路に挿入された
複数の低圧開閉器にそれぞれ、その挿入地点に相当した
選択遮断の機能すなわち、開閉器を通過する電流が、短
絡電流領域もしくは重負荷領域ｆこおける最小動作電流
あるいは過負荷領域における最小動作電流など、各領域
において設定された最小動作電流を超えたときＩこ、第
４図番こ示されるような、各領域ごと（こ設定された開
閉器通過を流−引外し時間特性に従って開閉器が引き外
され、開閉器を通過する４流を遮断する機能を持たせる
ことにより個々ｌこ保護制御を行う場合と、変圧器と複
数の低圧開閉器と力）らなる開閉設備内に電流、電圧な
どの電気ムを計測もしくは検知する手段を配し、１ｍま
たは複数組の開閉設備で計測、検知された電気量を一括
監祝して必要な開閉指令を開閉設備内の開閉器に与える
一括保護？！ＩＩ御とがある。−括保護制御の場合、送
電系統におけるキャリアリレーシスデムに見られるよう
ζこ、装置が大規模化するのが普通である。γよお、第
４図において、破線は各領域における設定値範囲の幅を
示す。設定値に幅があるのは、被保護対象に熱耐量の差
があること、上位開閉器と下位開閉器とで引外し時間に
差を持たせ、停電の範囲をできる限り小さくする必要が
あること、などの理由によるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の保護制御における問題点は次の通りである。

すなわち、 α）配電系統に用いられている低圧開閉器では、配電系
統の保護制御を低圧開閉器のみで個別に行う場合には、
選択遮断の動作条件（第４図参照）として、長限時用ピ
ックアップ値すなわち低圧開閉器（以下単ｌこ開閉器と
も記す）により保護される負荷に流れる電流が過負荷領
域に入ったときに表 開閉器を引外し動作させる昔小過負荷電流として設定さ
れる電流値と、この、遮断までの継続通電許容時間が比
較的長い過負荷領域において過負荷電流がピックアップ
値を超過した後開閉器が引き外されるまでの引外し時間
を過負荷電流との関係で指示する曲線すなわち長限時用
タイマ特性と、短限時用ピックアップ値すなわち短絡電
流領域の大電流あるいは重負荷状態の大電流が開閉器を
通過したときＩこ開閉器を引外し動作させる最小通過電
流として設定されるＩＥ電流値、この、遮断までの継続
通電許容時間が短い大を流領域において開閉姦通ｉｔ流
がピックアップ値を超過したのち開閉器が引き外される
までの引外し時間を通過ｔＲとの関係で指示する曲線す
なわち短限時用タイマ特性と、瞬時動作用ピンクアップ
値すなわち開閉器を瞬時に引外し動作させるべき最小開
閉器通過電流として設定される電流値と、過負荷電流の
発生を予告するアラームを発するための開閉器通過電流
の設定値であるブレｌ−ＩＪツブアラーム用ピックアッ
プ値と、地絡遮断動作用ピックアップ値すなわち地絡遮
断を行わせる最小地絡電流として設定される電流値と、
などのうち、低圧開閉器の挿入地点に相当して必要な設
定値が選択遮断！’制御回路すなわちこれらの設定値と
開閉器通過電流とを比較して開閉器の動作を決める回路
内に設定されているが、これらの設定値は予め設定され
ているだけで、系統状態の変化ｉこ即応できないという
問題がある。すなわち、例えば、母線から分岐した複数
のき電線の１つｌこ事故が生じ、事故が生じたき電線を
介して電力を供給されていた負荷への電力供給を別のき
電線を介して行おうとするとき、このきｔ線を通過する
電流がこの負荷の分増加して低圧開閉器が開放されてし
まい、両方の負荷への電力供給が停止する。

蛇）変圧器と複数の開閉器とからなる開閉設備あるいは
各所にある開閉器からの情報を集め、これらの開閉器に
対して開閉指令や動作条件設定などを行う制御装置にお
いても、制御装置が情報を集めるのに時間がかかり、例
えば情報量として、開閉器の挿入地点を示すアドレスに
ＩＢ（Ｂはバイト、１バイトは８ビツトであるがスター
トビットとストップビットを竹刀ｎして１０ビツトとす
る）、プレトリップアラーム用に２Ｂ、長限時用ピック
アップ値に２Ｂ、長限時用タイマ時性にＩＢ、短限時用
ピックアップ値に２Ｂ、短限時用タイマ特性にＩＢ、　
Ｗ４時動作用ピックアップ値に２Ｂ、地絡遮断動作用ピ
ックアップ値にＩＢ、情報データの異常の有無をチェク
クするためのチェプクデータ用としてＩＢ、金形１３Ｂ
の情報ｉを毎秒１２００ビツトの速さで伝送したとして
も、 １３バイト×１０ビット÷１２００ビット／秒＝　１１
０　ｍｓの正味伝送時間を必要とし、このほかの伝送制
御時間を考慮するとさらに時間を必要とする。同様に各
所の開閉器に対する開閉の指示や設定値データの伝送に
も時間がかかり、系統状態の変化に即応できないという
問題点がある。

（３）これらの通信時間を短縮するためには、データ伝
送を高速化すればよいが、低圧開閉器自体が小形でかつ
安価であり、低圧開閉器に組み合わせて使用されるデー
タ伝送システムとしては小形で安価なものが要求される
。しカ）し、−数的ｌこは、データ伝送速度を高速化す
れば高価となり、かつ消費電力などの関係から装置が大
形化してしまうという問題がある。

この発明の目的は、小形、安価にして系統状態の変化に
即応しつる保ＩＩ　Ｉ制御装置の構成を提供することで
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発明（こおいては、電
源側から負荷側へ多層に分岐しつつ延びるそれぞれの線
路に挿入された複数の低圧開閉器と、該複数の低圧開閉
器を一括制御する制御装置とを備えた配電系統の負荷ｉ
こ、該配電系統に生じた異常を除去しつつ安定に電力を
供給させる配電系統の保護制御装置の構成を、前記それ
ぞれの低圧開閉器に内蔵され低圧開閉器を通過する電流
を検知する手段、低圧遮断器が挿入されている電路の電
圧を検知する手段、低圧開閉器の開閉状態を検知する手
ｆ９．などの検知手段および低圧開閉器の挿入地点に対
応して選択遮断の動作条件を設定されるとともに該設定
された動作条件を当該低圧開閉器を通過するＩＢ流と比
較して該当該低圧開閉器の動作を決める選択遮断制御回
路と、前記それぞれの低圧開閉器と制御装置との間でデ
ータを送受信するための通信手段と、前記制御装置に内
蔵され前記通信手段を介してそれぞれの低圧開閉器力）
ら送信された選択遮断の動作条件設定値ならびに現在の
開閉状態２通過２流、電路電圧などの情報Ｉこ基づいて
それぞれの低圧開閉器のあるべき開閉状態と動作条件設
定値とを決める状態設定回路とからなり、該制御装置か
ら前記通信手段を介して前記それぞれの低圧開閉器に該
それぞれの低圧開閉器のあるべき開閉状態と新た７、１
″動作条件８足値への変更とが指令される構成とし、さ
らにこの構成の好ましい構成として、！ＩＪ御装置から
の指令Ｉこよる新たな動作条件設定値への変更が％制御
装置力）ら変更データがコード情報として送信され、こ
のコード情報の受信により低８Ｅ開閉器の選択遮断制御
回路に設定された動作条件設定値が変更データの指示す
る一定の割合で変更され、または別の動作条件設定値の
組に切り換えられること（こより行われる構成とするも
のとする。

〔作用〕

配電系統の保護制御装置をこのように構成すること１こ
より、この装置を構成する低圧回路り１１の構成要素ｌ
こは、低圧開閉器が通常備える選択遮断のための各種検
知手段や選択遮断制御回路などを充当することができ、
また制御装置側の状態設定回路も制御装置を大形化する
ことなく構成が可能であるから、安価に保護制御装置を
構成することができる。また、ｐ；１１御装置から指示
される新たｆ；動作条件設定値への変更（シフト）が、
このシフトのためのシフトデータが制御装置力）らコー
ド？７￥報として送信され、このコード情報を受信する
ことにより、個々の設定値を個別にシフトさせるのでは
なく、プラグラムを介し、−括してシフトデータが指示
する割合でシフトさせるが、別の設定値の組ｌこ切り換
える方法をとることにより高速に行われ、系統状態の変
化に迅速に対応することが可能になる。

〔実施例〕

第１図１こ本発明が対象とする配電系統の基本構成と本
発明の一実施例による保護制御装置の構成とを、第２図
に本発明の保護制御装置を構成する低圧開閉器側の構成
要素を含む選択遮断システムの回路１１戒例を示す。

第２図に示す選択遮断制御回路すなわちマイコンシステ
ム７への選択遮断の動作条件設定は、動作条件の種類に
より設定抵抗８およびまたはデジタルスイッチＳＷ１．
・・・、ＳＷｍからなる設定スイプチ９により行われる
。低圧開閉器ｌここのような設定機能を持たせる理由は
、後述するデータ伝送路１４を介してのみ外部から設定
を行うものとすると、上位設定装置すｆよりち配電系統
内の開閉器の開閉状態や系統状態の変化をみながら個々
の開閉器の新たな開閉状態や設定値を指示する装置が無
いと、低圧開閉器はその最小限の機能すなわちほかの開
閉器の開閉状態にかかわりなく果たさなければならない
機能２例えば短絡などの事故連断機能をも果たしえなく
なるからである。

第２図におけるデータ伝送路１４には種々の伝送方式に
よるものがあり、またマイコンシステム７は標準の直列
通信機能すなわち呼出しに応じてデータを送信する機能
を持っているので、外部装置と容易に通信することがで
きる。低圧開閉器側での電路電圧の検知は、変圧器１５
の１次側を低圧開閉器１の相間に接続すること番こより
行われ、変圧器１５の２次側に構成された。ダイオード
１６を用いた全波整流回路と演算増幅器図とを介してマ
イコンシステム７に読み込まれる。このようにして読み
込まれた電圧や、三相変流器２と三相全波整流回路３の
各相ブランチに挿入された抵抗５１　、５２　、５３と
を用いて取り出されマイコンシステム７４こ読み込まれ
た開閉器通過を流は、後述する第４色のようなデータ表
の形でデータ伝送路１４を介して外部の制御装置２０（
第１図）へ伝送される。データ伝送路１４は具体的には
、第１図ξこ示すように、バス形伝送路または放射形伝
送路として形成される。

いずれの伝送路を選ぶかは、配電系統の広がりなど、設
計的な要素を加味して決定する。なお、第１図において
、バス形伝送路の場合、変圧器刃からもデータ伝送が可
能となるように伝送路が形成されているが、このように
伝送路を形成すると、必要Ｅこ応し、変圧器の通過電流
などのデータを伝送することにより、変圧器前後の開閉
器２１　、２２へ制御装置節から必要な指示を与えるこ
とができる。

このような配電系統と保護制御装置との構成において、
負荷２５Ｂに電力を供給しているき電線上のＡ点で事故
が生じ、開閉器２４Ｂが遮断動作すると、負荷２５Ｂへ
の電力供給が断たれるため、系統切換え器２８を投入し
て負荷２５Ｂへ電力を供給しようとすると、開閉器２４
Ａを通過する電流が増し、開閉器２４Ａがそのタイマ特
性に従って定まる時間後に開放され、２つの負荷２５Ａ
、２５Ｂへの電力供給が停止する。そこで、開閉器２４
Ａからその開放に到るまでの開閉器通過電流情報が制御
装置節に伝達されると、制御装置節では開閉器２４Ｂか
ら伝送されていた開閉器通過ＩＥ流情報や開閉状態情報
と対比して開閉器２４Ａの新たな動作条件設定値を開閉
器Ｚ４Ａに指示する。第３図にこれら制御装置節と各開
閉器との間で伝送されるデータの構成例を示す。

第３図において、（ωでは各開閉器ごとにアドレスが設
定され、このアドレスとともに選択連断り各動作条件ご
とに設定値が指定され、この（１定値が該当する開閉器
へ伝送される。図中のＩＢ、２Ｂはそれぞれ１バイト（
８ビツト）、２バイト（１６ビツトノのデータ長を示し
ており、２Ｂのデータ長であれば○ＯＯ３○というよう
に４桁の設定が可能であり、ＩＢであれば○○というよ
うに２桁の指定が可能である。

第３固め）は開閉器からの返送データの構成例を示し、
開閉器挿入地点での電路電圧、開閉器通過電流のほか、
開閉器の投入状態、開放状態の別、通信異常や低圧開閉
器本体あるいは選択遮断システム内の過熱状態など、種
々の状態を同時に送信することができる。（ａ）　、　
（ｂｌ中の記号ＢＣＣは送信されるデータに異常がない
かどうかをチェツクするためのチエツクデータであるこ
とを意味する。

ここで、（ａｌの構成例によるデータ長は１３バイトで
あり、このデータをそのまま開閉器に送信するとすれば
、伝送速度を１２００ビット／秒としても、１３バイ　
トメ１０ビツト／バイト÷１２００ビフ１フ秒＝　１３
０／１２００幸１１０ｍ５ の正味伝送時間を要し、このほかの伝送制御時間を考慮
すると、データ伝送にかなりの時間がかかることとなり
、系統の状態変化に即応できないという問題が生じる。

同図（Ｃ）はこの問題を解決するためのデータ構成を示
すものであり、データは開閉器ごとのアドレスとシフト
データのみとなっている。このシフトデータを受信した
開閉器は、その内蔵するプログラムを介し、シフトデー
タに応じ、・すでに設定されている値を例えば−律に＋
１０％、＋２０％、・・・というようｉこシフトさせる
ことにより、あるいはすで番こ多数読み込まれている動
作条件設定値の組の中からシフトデータに連動してきま
る組に切り換えることにより、短時間に新たな設定値へ
のシフトが可能になる。

〔発明の効果〕

以上ｆこ述ぺたようｆこ、本発明においては、電源側か
ら負荷側へ多層に分岐しつつ延びるそれぞれの線路に挿
入された複数の低圧開閉器と、該複数の低圧開閉器を一
括制御する制御装置とを備えた配電系統の負荷ｌこ、該
配電系統に生じた異常を除去しつつ安定に電力を供給さ
せる配電系統の保護制御装置の構成を、前記それぞれの
低圧開閉器ｆこ内蔵され低圧開閉器を通過する［流を検
知する手段、低圧遮断器が挿入されている回路の電圧を
検知する手段、低圧開閉器の開閉状態を検知する手段な
どの検知手段および低圧開閉器の挿入地点に対応して選
択遮断の動作条件を設定されるとともに該設定された動
作条件を当該低圧開閉器を通過する電流と比較して核当
核低圧開閉器の動作を決める選択遮断制御回路と、前記
それぞれの低圧開閉器と制ａ装置との間でデータを送受
信するための通信手段と、前記制御装置に内蔵され前記
通信手段を介してそれぞれの低圧開閉器から送信された
選択遮断の動作条件設定値ならびに現在の開閉状態１通
過を流、ｉＥ路電電圧どの情報に基づいてそれぞれの低
圧開閉器のあるべき開閉状態と動作条件設定値とを決め
る状態設定回路とからなり、該１ｔｌｌＪ御装置力）ら
前記通信手段を介して前記それぞれの低圧開閉器に該そ
れぞれの低圧開閉器のあるべき開閉状態と新たな動作条
件設定値への変更とが指令される構成としたので、低圧
回路側の構成要素には、低圧開閉器が通常備える選択遮
断のための各種検知手段や選択遮断ｌ！ｒＩＩｇ４回ｗ
ｔなどを充当することができ、また制御装置側の状態設
定回路も制御装置を大形化することなく構成が可能であ
るから、安価に保護制御装置を構成することができる。

このため、工場や、Ｓｙｊ所、ビルなどの配電系統の保
護制御装置としても簡便に適用することができ、かつ系
統状態の変化に対応しつつ自動的に開閉器の制御が行わ
れるから、負荷の停電時間が短縮され、配電系統の電力
供給信頼性が向上する。さらに、保護制御装置として、
制御装置からの指令による新たな動作条件設定値への変
更が、制御装置から変更データがコード情報として送信
され、このコード情報の受信により低圧開閉器の選択遮
断制御回路に設定された動作条件設定置が変更データの
指示する一定の割合で変更され、または別の動作条件設
定値の組に切り換えられることにより行われる構成とす
ることにより、制御装置から開閉器へ送信されるデータ
量が大幅に減少し、保護制御装置を大形化することなく
高速１こ新たな動作条件設定値へのシフトが可能となり
、系統状態の変化に即応可能な配電系統とするこεがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が対象とする配電系統の基本構成と本発
明の一実施例による保護制御装置の構成とを示す回路図
、第２図は本発明による保護制御装置の低圧開閉器側の
構成を示す選択遮断システムの回路図、第３図は制御装
置と低圧開閉器との間で交信されるデータの構成例を示
す交信データ説明図、第４図は選択遮断の動作条件を説
明する引外し時間−開閉器通過電流特性図である。 １．２１，２２，２３Ａ、Ｚ３Ｂ、Ｚ３Ｃ，Ｚ３Ｄ、別
人、渕Ｂ、別Ｃ２・・・低圧開閉器、７・・・マイコン
システム（選択遮断制御回路）、１４・・・データ伝送
路（通信手段）、加・・・制御装置％加・・・バス形伝
送路（通信手段）、が・・・放射形伝送路（通信手段）
。 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電源側から負荷側へ多層に分岐しつつ延びるそれぞ
   れの線路に挿入された複数の低圧開閉器と、該複数の低
   圧開閉器を一括制御する制御装置とを備えた配電系統の
   負荷に、該配電系統に生じた異常を除去しつつ安定に電
   力を供給させる配電系統の保護制御装置であつて、前記
   それぞれの低圧開閉器に内蔵され低圧開閉器を通過する
   電流を検知する手段、低圧遮断器が挿入されている電路
   の電圧を検知する手段、低圧開閉器の開閉状態を検知す
   る手段などの検知手段および低圧開閉器の挿入地点に対
   応して選択遮断の動作条件を設定されるとともに該設定
   された動作条件を当該低圧開閉器を通過する電流と比較
   して該当該低圧開閉器の動作を決める選択遮断制御回路
   と、前記それぞれの低圧開閉器と制御装置との間でデー
   タを送受信するための通信手段と、前記制御装置に内蔵
   され前記通信手段を介してそれぞれの低圧開閉器から送
   信された選択遮断の動作条件設定値ならびに現在の開閉
   状態、通過電流、電路電圧などの情報に基づいてそれぞ
   れの低圧開閉器のあるべき開閉状態と動作条件設定値と
   を決める状態設定回路とからなり、該制御装置から前記
   通信手段を介して前記それぞれの低圧開閉器に該それぞ
   れの低圧開閉器のあるべき開閉状態と新たな動作条件設
   定値への変更とが指令されることを特徴とする配電系統
   の保護制御装置。 ２）請求項第１項に記載の保護制御装置において、制御
   装置からの指令による新たな動作条件設定値への変更は
   、制御装置から変更データがコード情報として送信され
   、このコード情報の受信により低圧開閉器の選択遮断制
   御回路に設定された動作条件設定値が変更データの指示
   する一定の割合で変更され、または別の動作条件設定値
   の組に切り換えられることにより行われることを特徴と
   する配電系統の保護制御装置。