系統連系用保護システム

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系統連系を行わない従来の受電保護システムでは、需要家構内の事故(短絡・地絡)のみに対応して受電の遮断器を動作させています。しかし、電力会社系統と自家発電系統が連系されて運用される場合、新しい保護システムが必要となります。
これは、

  1. 供給信頼度・電力品質の面で他の需要家に悪影響を及ぼさないこと
  2. 公衆及び作業者の安全確保と、電力供給設備あるいは他の需要家の設備の保全に悪影響が生じないこと

を目的とし、電力系統事故・停電等においてこれを検出し発電機を系統から解列することです。
具体的には、

  1. 系統側の事故点に発電機から事故電流を供給させない
  2. 系統側に電力を送出させない
  3. 系統連系時、非同期状態で両者の電圧を結合させない

ことですが、これには系統側事故を検出する継電器・逆潮流を検出する継電器が必要となります。

1.短絡方向継電器(DSR)

電力系統側で短絡事故が起こった場合、発電機側から電力系統へ短絡電流が流出します。 この短絡電流は発電機の短絡容量が小さいため、一般の過電流継電器設定感度では検出出来ない場合があります。 逆に過電流継電器の感度を高くすると負荷電流等によって誤動作の原因となりますので、 短絡電流の方向を判定して動作させる継電器が必要となります。
これが短絡方向継電器で、系統側の短絡事故の場合にのみ動作し、発電機を系統から解列させます。

2.不足周波数継電器(UFR)

系統事故時には周波数が低下しますので、これを検出し発電機を解列します。

3.過周波数継電器(OFR)

系統事故時の電圧低下によるマグネットスイッチ開放等により負荷が脱落し、 発電機出力と負荷のアンバランスの状況により周波数が上昇する場合があります。 これを検出し発電機を解列します。

4.逆電力継電器(RPR)

系統側が停電し、発電機が単独運転状態となった場合、発電機の電力が系統側に流出します。 受電端でこれを検出し、発電機を系統から解列します。

5.不足電力継電器(UPR)

系統側で短絡事故が起こると受電点での供給電力が不足状態となります。 また、地絡事故時には電力会社変電所の継電器動作により停電となり、供給電力が断たれます。 このように、受電点にて供給電力を監視することにより系統側事故を検出することができ、 これにより発電機を系統から解列します。