自動再閉鎖モード: 単相、三相および複合

自動再閉鎖モードの一般的な概要

通常、自動再閉鎖装置は単相再閉鎖、三相再閉鎖、複合再閉鎖、および無効化再閉鎖の4つのモードに分類されます。適切なモードは、負荷要件とシステム状況に基づいて選択できます。

1. 単相再閉鎖

多くの110kV以上の送電線では、三相一回再閉鎖が採用されています。運用経験によると、接地系（110kV以上）の高圧架空線路における短絡故障の70%以上が単相接地故障です。220kV以上の線路では、位相反間隔が大きいため、単相接地故障が全故障の90%を占めることがあります。このような場合、故障した相のみを切断し、単相再閉鎖を行うことで、再閉鎖周期中に他の2つの健全な相を供給し続けることで、供給信頼性が大幅に向上し、並列システム運転の安定性が増します。したがって、単相再閉鎖は220kV以上の接地系で広く使用されています。

これは一般的に以下の場面で適用されます：

• 220kV以下の単回路連絡線；

• 2つの電源間の弱い接続（低電圧線路を介して弱く接続された電磁ループ網を含む）；

• 大型蒸気タービン発電機からの高圧出力線。

2. 複合再閉鎖

複合再閉鎖は、単相接地故障に対して単相再閉鎖を行い、相間故障に対して三相再閉鎖を行います。

これは、三相再閉鎖が許可されている線路で、単相再閉鎖がシステムの安定性維持や供給復旧においてより優れた性能を発揮する場合に典型的に使用されます。

3. 三相再閉鎖

三相再閉鎖とは、送電または配電線路上で単相または相間故障が発生しても、保護リレーがブレーカーの三相を同時にトリップし、その後自動再閉鎖装置が三相を一度に再閉鎖する方法です。

このモードは、電源と負荷の間に強固な接続がある線路、または2つの堅牢な電力システム間に一般的に使用されます。

自動再閉鎖を開始する主な方法は以下の2つです：

I. 非一致起動（位置不一致起動）

非一致起動は、ブレーカーの制御状態と実際の位置が一致しない場合に発生します。

保護装置は、ブレーカーの位置入力（通常は「トリップ位置」接点）を使用してブレーカーの状態を決定します。この入力が閉じている場合、ブレーカーは開いていることを示します。制御スイッチが「閉」位置にある場合、ブレーカーは以前に閉じていたことを意味します。制御と実際の位置の不一致が再閉鎖機能をトリガーします—これを「位置不一致起動」と呼びます。

この方法は、保護リレーによるトリップと予期せぬブレーカーのトリップ（「ステルストリップ」）の両方で再閉鎖を開始できます。

利点：シンプルで信頼性が高い。
欠点：位置リレーの接点が故障している場合や補助ブレーカーの接点が不良の場合、動作しない可能性がある。

II. 保護ベースの起動

保護ベースの起動とは、保護リレーがトリップコマンドを発行した後に再閉鎖プロセスを開始することを指します。

保護トリップ後、装置はライン電流の消失を検出し、再閉鎖を開始します。通常、保護装置には「外部トリップによる再閉鎖開始」というデジタル入力があり、二重冗長構成の第2の保護セットが第1のセットでの再閉鎖をトリガーすることができます。

この方法は、保護ソフトウェアが固定の再閉鎖モードを決定することで、再閉鎖設定を簡素化し、シンプルで信頼性が高いです。

これは保護誤動作による誤トリップを効果的に修正できますが、ブレーカー自体による予期せぬ「ステルストリップ」は修正できません。

III. まとめ

保護ベースの起動と非一致起動は互いに補完する方法です。現代のマイクロプロセッサベースの保護リレーは通常、両方の方法を組み込んでいます。一部の高度な設計では、外部の不一致接点を省略し、外部トリップコマンド（例えば手動または遠隔トリップ）がない場合、装置が「閉」から「開」への位置変化を検出したときに直接再閉鎖を開始します。