[发明专利]接地电流抑制装置和接地电流抑制方法

说明书

本发明涉及从发电站向用户等的负载供电的电力系统的保护系统，特别是极适合于特高电压系系统电力线的接地故障中的中性点接地装置的消弧扼流圈和配电系统的补偿扼流圈的补偿的接地电流抑制装置和接地电流抑制方法。

在提供电力时，通常总是存在接地故障的问题。特别是，如迄今所作的那样，随着都市配电系统的地下电缆化和每个配电系统的配电线总长度的增大，或者随着将来配电用变压器的并联运转而引起总容量的增大，存在单线接地电流增大的倾向，因此，期望有对该倾向的对应措施。

为了抑制接地电流，熟知的方式是在电力线中设置可变扼流圈。例如，22KV-77KV的特高电压系统的消弧扼流圈连接在主变压器的中性点与对地之间，利用感抗可以抵消占输电线发生故障时的接地电流的大部分地对地电容。使用消弧扼流圈时，以完全补偿系统的对地电容为目标作为常时补偿方式。由于补偿值是根据输电线的长度而设定的，所以，当系统结构变化时，目前采用的方法是进行手动切换而使扼流圈停止。

但是，利用手动切换很麻烦，同时，不能与变化适时地对应，所以，有人提案了使抽头选择实现自动化的装置。例如，特开昭57-193936号公报所公开的预先设定与同系统结构对应的对地电容一致的抽头切换器的抽头位置，根据断路器的开闭器信息选择最佳抽头位置的方式。

另外，适用于6.6KV系统的配电线的补偿扼流圈，以不完全补偿为前提作为常时补偿方式。目前，对地充电电流的最大值约为20A，基于这种考虑，在日本进行电气设备技术基准中所规定的第2种接地工程。通过设置接地保护装置以求确保安全，所以，根据确保接地时的零相电压的目的出发，增大限流电阻。

这样，先有的适用于电力线例如特高压系统的电力线或配电系统的补偿扼流圈，以不完全补偿为前提作为常时补偿方式。但是，配电系统由于自动化等，系统总是在变化的，对此，补偿值不跟随该变，从而，实际上就不能使配电系统的电容补偿达到最佳状态。即，扼流圈的最佳值随配电线而异，另外，也随每天系统运转引起系统结构的变化而变化。因此，考虑接地电流补偿的最佳状态时，期望有能适时地改变扼流圈的方式。

作为调整对地电容的补偿度的方法，熟知的有切换补偿用扼流圈的抽头的方式。但是，机械式的切换方式的响应速度为分钟的数量级，并且，切换频度也不能太多。因此，使用这种机械式进行的补偿扼流圈的调整，在发生接地故障时不能立刻对应地响应，需要一定的响应时间。换言之，不能跟踪接地故障进行调整。所以，与接地故障对应时，实际上和将补偿扼流圈固定的情况相同。

另外，如上所述，随着都市的配电系统实现地下电缆化和每个配电系统的配电线总长度的增大或者将来配电用变压器的并联运转引起总容量的增大，存在单线接地电流增加的倾向。如果单线接地电流增加，为了使第2种接地工程进一步低电阻化，必须设置多个并联连接的接地电阻，从而，出现保持接地保护继电器的检测灵敏度的问题。

本发明就是鉴于上述先有技术的问题而提案的，其目的旨在提高电力系统的保护系统的可靠性。另外，本发明的另一个目的旨在提供可以在接地故障发生后迅速地进行接地电流抑制控制的接地电流抑制装置和抑制方法。本发明的第3个目的旨在提供可以保持接地保护继电器的检测灵敏度的接地电流抑制装置。此外，本发明的第4个目的在于提供不必使第2种接地工程进一步低电阻化的接地电流抑制装置和抑制方法。

上述目的，可以通过在可以改变电力系统的对地电容补偿用中性点接地扼流圈和感抗量的接地电流抑制装置中设置如下装置而达到。即，设置检测电力线的电流的电流检测器、根据由该电流检测器检测的检测值检测有无接地故障发生的接地故障检测器和当该接地故障检测器检测到已发生了接地故障时根据上述检测值改变上述感抗量的感抗量变更器。

这时，对地电容也可以根据变更后的感抗量进行补偿。希望这种补偿对于预先设定的比常时进行完全补偿的值小的数值，在确定感抗量之后可以预先大致地进行补偿，作为其补偿元件可以使用例如固定扼流圈。

另外，感抗量变更器包括当接地故障检测器检测到接地故障时可以迅速改变感抗量的控制装置。该控制装置设定为在改变感抗量时根据零相电流和零相电压计算位相差，然后根据该位差计算应补偿的感抗量。并且，作为接地感抗，是将多个扼流圈串联连接而构成，作为感抗量变更器，可以由与各扼流圈并联地设置的使各扼流圈通断的开关和控制该开关通断的控制装置构成。作为开关，可以使用可控硅整流器、控制极可关断可控硅整流器等半导体开关元件。