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発明の名称 ガス絶縁開閉装置の事故点標定方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−79966
公開日 平成8年(1996)3月22日
出願番号 特願平6−211325
出願日 平成6年(1994)9月5日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】松本 英俊 (外1名)
発明者 金万 直弘 / 中井 仁志
要約 目的
送電線で地絡から短絡に移行する事故が生じたときの事故点の標定を適確に行うことができるガス絶縁開閉装置の事故点標定方法を提供する。

構成
地絡事故が検出されたときに各ガス区分での圧力上昇の有無を高感度で検出する地絡検出モードを行わせ、短絡事故が検出されたときに各ガス区分での圧力上昇の有無を低感度で行わせる短絡検出モードを行わせる。地絡検出モードが行われているときに、母線BUSの線間電圧Vとガス絶縁開閉装置GIS内で短絡事故が生じたときに発生するアークのアーク電圧Varc とを比較し、V≧Varc であることが検出されたときに検出モードを地絡検出モードから短絡検出モードに切り換え、V<Varc であることが検出されたときには検出モードを地絡検出モードのままに保持する。
特許請求の範囲
【請求項1】 母線を構成する導体と、送電線と前記母線との間を開閉する遮断器を含む開閉回路の構成機器とを複数の容器内に振り分けて収納し、該複数の容器を複数のガス区分を構成するように接続したガス絶縁開閉装置において、地絡事故の発生が検出されたときには各ガス区分の所定の圧力上昇の有無を高感度で検出して所定の圧力上昇が生じたガス区分を地絡事故点と標定する地絡検出モードを行わせ、短絡事故の発生が検出されたときには、前記地絡検出モードにおける検出感度よりも低い検出感度で各ガス区分の所定の圧力上昇の有無を検出して所定の圧力上昇が生じたガス区分を短絡事故点と標定する短絡検出モードを行わせて、事故点を標定するガス絶縁開閉装置の事故点標定方法であって、前記地絡検出モードを行っているときに前記母線の線間電圧Vと前記ガス絶縁開閉装置内で短絡事故が発生したときに生じるアークのアーク電圧Varc とを比較して、V≧Varc であることが検出されたときに検出モードを地絡検出モードから短絡検出モードに切り換え、V<Varc であるときには前記検出モードを地絡検出モードに保持することを特徴とするガス絶縁開閉装置の事故点標定方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、受変電設備などで用いられているガス絶縁開閉装置の事故点を標定する事故点標定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】複数のガス区分を有するガス絶縁開閉装置において事故が生じたときには、いずれの区間で事故が生じたのかを速やかに標定して、機器の早期復旧に努める必要がある。
【0003】複数のガス区分を有するガス絶縁開閉装置において、いずれかのガス区分で地絡事故または短絡事故が生じると、その事故に伴って生じるアークによりそのガス区分の圧力が上昇する。従って、地絡事故または短絡事故の発生が検知されたときに、各ガス区分の圧力上昇の有無を見ることにより、事故が生じたガス区分を特定することができる。
【0004】従来の事故点標定方法において、地絡事故の事故点を標定する場合には、地絡事故時に生じる母線の零相電圧の上昇を地絡過電圧継電器により検出して、該地絡過電圧継電器が検出動作を行なったときに各ガス区分のガス圧力の演算を開始し、地絡によるガス圧力の上昇が検出されたガス区分を事故点として標定するようにしている。
【0005】また短絡事故の事故点を標定する場合には、常時の圧力演算による圧力上昇が検出されたときに、同時に母線電圧の低下を検出する不足電圧継電器が検出動作を行なったときに、ガス圧力の上昇が検出されたガス区分を事故点として標定するようにしている。
【0006】図1は受電設備に用いられているガス絶縁開閉装置の構成の一例を示したもので、この例では、負荷側につながる送電線Lを構成するケーブルを接続するケーブルヘッドCHdと線路側断路器DS1 とが共通の容器1内に収納されてケーブルヘッド断路器ユニットU1 が構成され、遮断器CBが容器2内に収納されて遮断器ユニットU2 が構成されている。また母線BUSを構成する導体bs1 と断路器DS2 とが容器3内に収納されて母線断路器ユニットU3 が構成され、母線BUSを構成する導体bs2及びbs3がそれぞれ容器4及び5内に収納されて母線ユニットU4 及びU5 が構成されている。容器1ないし5内にはSF6 ガスが所定の圧力で封入され、ユニットU1 〜U5 がそれぞれ独立のガス区分を構成している。
【0007】P1 〜P5 はそれぞれ容器1〜5内のガス圧力を検出する圧力センサで、これらの圧力センサの出力は、事故点標定部10に入力されている。また母線BUSに母線側計器用変圧器GPTが接続され、この計器用変圧器の出力が地絡過電圧継電器(OVG)6及び不足電圧継電器(UV)7に入力されている。これらの継電器の出力も事故点標定部10に入力されている。
【0008】事故点標定部10は、ガス圧力センサP1 〜P5 の出力を入力として、容器1ないし5内のガス圧力の規定時間前の圧力からの上昇分を圧力上昇ΔPとして演算するガス圧力演算部と、演算された圧力上昇ΔPが所定の判定基準に合致しているか否かを判定して事故点を判定する事故点判定部とを備えている。
【0009】図1のガス絶縁開閉装置GIS内で地絡事故が生じたとすると、母線BUSの零相電圧が上昇する。この母線零相電圧の上昇は、母線側計器用変圧器GPTの出力を入力とする地絡過電圧継電器(OVG)6により検出される。事故点標定部10に設けられたガス圧力演算部は、母線零相電圧の上昇の検出を起動条件として、圧力センサP1 〜P5 の出力から容器1ないし5内の圧力上昇ΔPを演算する。事故点判定部は、地絡判定用の判定基準に適合する圧力上昇ΔPが生じている(圧力上昇が所定の判定基準を超えている)ガス区分があるときに、そのガス区分を地絡事故点として標定する。
【0010】GISの内部で短絡事故が発生したときには、母線電圧の低下を不足電圧継電器7により検出してその発生を検知する。ガス圧力演算部では、圧力センサP1〜P5 の出力から容器1ないし5内の圧力上昇ΔPを演算する。事故点判定部では、短絡判定用の判定基準に適合する圧力上昇ΔPが生じたガス区分があるときにそのガス区分を短絡事故点として標定する。
【0011】地絡事故が生じた場合のアーク電流は比較的小さいため、地絡事故が生じたガス区分で生じるガス圧力の上昇は僅かである。これに対し、短絡事故が生じたときには大きなアーク電流が流れるため、短絡事故が生じたガス区分ではガス圧力が大きく上昇する。
【0012】従って、ガス絶縁開閉装置の事故点を標定する場合には、地絡事故が生じた場合と、短絡事故が生じた場合とで圧力上昇の検出感度(判定基準)を異ならせる必要がある。そのため、従来のガス絶縁開閉装置の事故点標定方法では、地絡事故が生じたことが検出されたときに、各ガス区分での圧力上昇の有無を高感度で検出して(圧力上昇の判定基準を低く設定して)、判定基準を超える圧力上昇が生じたことが検出されたガス区分を地絡事故点とする地絡検出モードを行なわせ、短絡事故の発生が検出されたときには、各ガス区分での圧力上昇の有無を地絡検出モードにおける検出感度よりも低い検出感度で検出して所定の圧力上昇が生じたことが検出されたガス区分を短絡事故点とする短絡検出モードを行なわせるようにしている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】従来の事故点標定方法では、送電線で地絡から短絡に移行する事故が生じた場合に、短絡電流を正常に遮断した遮断器が配置されているガス区分での圧力上昇を誤って地絡事故による圧力上昇であると誤判定するおそれがあった。
【0014】例えば、図1のガス絶縁開閉装置において、送電線LのA点で地絡から短絡に進展する事故が生じたとする。このとき事故点標定部10は、地絡事故が発生したことが検出された時点で検出モードを地絡検出モードとして、各ガス区分での事故の有無を判定するためのデータ処理を開始する。その後A点での事故が短絡事故に移行しても、事故点標定部10は、地絡検出モードでデータの処理を続けるため、遮断器CBが短絡電流を正常に遮断したときに該遮断器CBから生じる発熱により容器2内で僅かな圧力上昇が生じると、その圧力上昇を事故による圧力上昇であると判定してしまい、容器2内で地絡事故が生じたと誤標定するおそれがある。
【0015】上記のような誤標定を防止するため、送電線で生じた地絡事故が短絡事故に進展した際の母線の線間電圧の低下を不足電圧継電器7により検出して、該継電器7が検出動作を行なったときに検出モードを短絡検出モードに切り換えるようにすることが考えられる。
【0016】しかしながら、このような方法をとった場合には、母線BUSが配置されているガス区分で生じた地絡事故を適確に標定することができなくなる。例えば、図1のB点で地絡事故が生じると、図示しない母線保護用継電器が検出動作を行なって遮断器CBを開くため、母線BUS全体が停電し、母線BUSの線間電圧が零になる。これを受けて、事故点標定部10での検出モードは低感度の短絡検出モードに切り換わるため、B点での地絡事故を標定することができなくなる。
【0017】本発明の目的は、送電線で地絡から短絡に進展する事故が生じた場合に、遮断器が配置されたガス区分を地絡事故点として誤標定するおそれをなくし、また母線部分での地絡事故点の標定を確実に行なわせることができるようにして、信頼性を向上させたガス絶縁開閉装置の事故点標定方法を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は、母線を構成する導体と、送電線と母線との間を開閉する遮断器を含む開閉回路の構成機器とを複数の容器内に振り分けて収納し、該複数の容器を複数のガス区分を構成するように接続したガス絶縁開閉装置において、地絡事故の発生が検出されたときには各ガス区分の所定の圧力上昇の有無を高感度で検出して所定の圧力上昇が生じたガス区分を地絡事故点と標定する地絡検出モードを行わせ、短絡事故の発生が検出されたときには、前記地絡検出モードにおける検出感度よりも低い検出感度で各ガス区分の所定の圧力上昇の有無を検出して所定の圧力上昇が生じたガス区分を短絡事故点と標定する短絡検出モードを行わせて、事故点を標定するガス絶縁開閉装置の事故点標定方法に係わるものである。
【0019】本発明においては、地絡検出モードを行っているときに、母線の線間電圧Vとガス絶縁開閉装置内で短絡事故が発生したときに生じるアークのアーク電圧Varc とを比較して、V≧Varc であることが検出されたときに検出モードを地絡検出モードから短絡検出モードに切り換え、V<Varc であるときには検出モードを地絡検出モードに保持するようにした。
【0020】本発明を適用するガス絶縁開閉装置において、ガス区分の数と容器の数とは一致していなくても良い。即ち、隣り合う一部の容器が共通のガス区分を構成するように接続されていても良い。
【0021】
【作用】本発明の事故点標定方法を適用するガス絶縁開閉装置において、送電線で地絡事故から短絡事故に移行する事故が発生すると、先ず地絡事故が発生したことが検出されるため、検出モードは地絡検出モードになる。地絡検出モードでは、各ガス区分の圧力上昇ΔPの有無を判定する判定基準を低く設定して、圧力上昇の有無の検出を高感度で行う。この地絡検出モードを行っている間に、送電線の地絡事故が短絡事故(2相短絡事故または3相短絡事故)に進展すると、母線の線間電圧Vはガス絶縁開閉装置内で短絡事故が発生したときに生じるアークのアーク電圧Varc 以上になる。本発明においてはこのとき(V≧Varc であることが検出されたとき)検出モードを地絡検出モードから短絡検出モードに切り換えるため、短絡電流を遮断器が遮断した際に該遮断器が配置されたガス区分で生じる圧力上昇(遮断器の正常な遮断動作に伴って生じる圧力上昇)を地絡事故による圧力上昇であると誤認するおそれをなくすことができる。したがって、送電線で地絡事故から短絡事故に進展する事故が発生したときに、短絡電流を遮断する遮断器が配置されたガス区分を地絡事故点として誤標定するおそれをなくすことができる。この場合には、ガス絶縁開閉装置GIS内に事故点が検出されないため、ガス絶縁開閉装置GISの外部で短絡事故が生じたと判断される。
【0022】また母線で地絡事故が生じたときには、検出モードが地絡検出モードになるとともに、母線保護用継電器の動作により遮断器が開いて母線を停電させるため、母線の線間電圧Vがアーク電圧Varc よりも低くなる。本発明においては、このとき地絡検出モードをそのまま保持するため、母線部分で生じた地絡事故の事故点の標定を支障なく行わせることができる。
【0023】
【実施例】本実施例では、図1に示したガス絶縁開閉装置GISに本発明の事故点標定方法を適用するものとする。同図に示されたガス絶縁開閉装置の構成は既に説明した通りで、同図においてCHdは、負荷側につながる送電線Lを構成するケーブルを引き込む線路引込み手段としてのケーブルヘッド、DS1 はケーブルヘッドCHdに一端が接続された線路側断路器、CBは断路器DS1 の他端に一端が接続されたガス遮断器、BUSは母線側断路器DS2 を介して遮断器CB1 の他端に接続された母線、GPTは母線BUSに接続されたガス絶縁計器用変圧器である。ケーブルヘッドCHdと線路側断路器DS1 とが共通の容器1内に収納されてケーブルヘッド断路器ユニットU1 が構成され、遮断器CBが容器2内に収納されて遮断器ユニットU2 が構成されている。また母線BUSを構成する導体bs1 と断路器DS2 とが容器3内に収納されて母線断路器ユニットU3 が構成され、母線BUSを構成する導体bs2及びbs3がそれぞれ容器4及び5内に収納されて母線ユニットU4 及びU5 が構成されている。
【0024】ユニットU1 〜U5 のそれぞれの容器1ないし5は絶縁スペーサを介して相互に接続され、ユニットU1 〜U5 がそれぞれ独立のガス区分を構成している。
【0025】容器1〜5には、それぞれの内部のガス圧力を検出する圧力センサP1 〜P5が取り付けられ、これらの圧力センサの出力が、事故点標定部10に入力されている。また母線側計器用変圧器GPTの出力が地絡過電圧継電器(OVG)6及び不足電圧継電器(UV)7に入力され、これらの継電器の出力が事故点標定部10に入力されている。
【0026】ガス遮断器CBは、固定接触子及び可動接触子と適宜の消弧機構とを備えた遮断部をSF6 ガスが封入された容器内に収納したもので、この遮断器CBは、送電線Lまたはガス絶縁開閉装置GIS内で地絡事故または短絡事故が生じたとき、及びガス絶縁開閉装置の母線BUSで地絡事故または短絡事故が生じて母線保護用継電器が検出動作を行ったときに遮断指令が与えられて遮断する。
【0027】事故点標定部10は、従来のものと同様に、ガス圧力センサP1 〜P5 の出力を入力として、容器1ないし5内のガス圧力の規定時間前の圧力からの上昇分を圧力上昇ΔPとして演算するガス圧力演算部と、演算された圧力上昇ΔPが所定の判定基準を超えているか否かを判定して事故点を判定する事故点判定部とを備えている。
【0028】本発明の事故点標定方法においても、各ガス区分の圧力上昇の有無の判定基準を低く設定して判定基準を超える圧力上昇が生じたガス区分の有無を高感度で検出する地絡検出モードと、各ガス区分の圧力上昇の有無の判定基準を地絡検出モードにおける判定基準よりも高く設定して判定基準を超える圧力上昇が生じたガス区分の有無を低感度で検出する短絡検出モードとを行い得るようにしておき、母線の零相電圧の上昇により地絡事故の発生が検出されたときには地絡検出モードを行わせ、母線の線間電圧の低下により短絡事故の発生が検出されたときに短絡検出モードを行わせる。
【0029】本発明においては、地絡検出モードを行っているときに、母線BUSの線間電圧Vと、ガス絶縁開閉装置内で短絡事故が発生したときに生じるアークのアーク電圧Varc とを比較して、V≧Varc であることが検出されたときに検出モードを地絡検出モードから短絡検出モードに切り換え、V<Varc であることが検出されたときには検出モードを地絡検出モードのままに保持する。
【0030】今図1のガス絶縁開閉装置において、送電線LのA点で地絡から短絡に移行する事故が生じたとする。このとき母線BUSの零相電圧の上昇により地絡事故の発生が検出されるため、検出モードは地絡検出モードとなる。この地絡検出モードでは、各ガス区分の圧力上昇ΔPの判定基準を低く設定して、該判定基準を超える圧力上昇ΔPが生じたガス区分の有無を高感度で検出するためのデータ処理を行う。
【0031】送電線LのA点で発生した地絡事故が、地絡検出モードの処理時間が経過する前に短絡事故に移行した場合には、母線BUSの線間電圧VがVarc 以上になるため、検出モードは短絡検出モードに切り換えられる。従って、遮断器CBが短絡電流を遮断したときに、該遮断器CBが配置されたガス区分で生じる圧力上昇を、地絡事故による圧力上昇であると誤認するおそれをなくすことができる。
【0032】また上記のガス絶縁開閉装置において、母線BUSのB点で地絡事故が発生した場合を考える。このとき母線BUSの零相電圧の上昇により地絡事故の発生が検出されるため、検出モードは地絡検出モードとなる。またこのとき母線保護用継電器が検出動作を行うため、遮断器CBに遮断指令が与えられて該遮断器が開くため、母線BUSが停電するが、このとき母線の線間電圧VはVarc よりも低くなるため、検出モードは地絡検出モードのままに保持される。従って、母線BUSの部分での地絡事故点の標定を支障なく行わせることができる。
【0033】なお母線BUSの部分で短絡事故が発生したときにも遮断器CBが開いて母線BUSが停電させられるため、V<Varc となるが、短絡事故が検出されて短絡検出モードが行われているときには、母線の線間電圧Vとアーク電圧Varc との比較による検出モードの切り替えは行わないため、検出モードが地絡検出モードに切り替わることはない。
【0034】以上の説明では、図1のガス絶縁開閉装置を例にとったが、本発明を適用し得るガス絶縁開閉装置の構成は図1に示したものに限定されない。例えば母線が2系統設けられる2重母線構成のガス絶縁開閉装置にも本発明を適用することができる。
【0035】また図1に示した例では、遮断器CBと母線BUSとの間に断路器DS2 が設けられているが、この断路器は省略される場合もある。
【0036】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、地絡検出モードが行われているときに、母線の線間電圧Vとガス絶縁開閉装置内で短絡事故が生じたときに発生するアークのアーク電圧Varc とを比較して、V≧Varc であることが検出されたときに検出モードを地絡検出モードから短絡検出モードに切り換え、V<Varc であることが検出されたときに検出モードを地絡検出モードのままに保持するようにしたので、送電線で地絡から短絡に移行する事故が発生したときに短絡電流を遮断する遮断器が配置されたガス区分で遮断器の正規の遮断動作に伴って発生する圧力上昇が地絡事故による圧力上昇と誤認されて誤標定が行われるのを防ぐことができる利点がある。
【0037】また本発明によれば、母線で地絡事故が生じた後、母線保護用継電器の動作により遮断器が開き、母線が停電したときに検出モードを地絡検出モードに保持できるため、母線部分で生じた地絡事故点の標定を支障なく行うことができる利点がある。




 

 


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