ライン保護リレーマイクロコンピュータベースのライン保護ソリューション

要約と背景
電力網構造の複雑化、特に超高圧直流（UHVDC）送電、再生可能エネルギーの大規模導入、並行送電線路の増加に伴い、送電線保護の性能要求は前例のないレベルに達しています。その核心的な課題は、故障時の保護装置の極めて高速な動作を確保してシステムの安定性を維持する一方で、選択性を強化して不要なトリップや故障の拡大を防ぐことのバランスを取ることです。この矛盾は並行二重回路線のような複雑な電力網構成において特に顕著であり、従来の単端保護原理には大きな制限があります。

本ソリューションは高度なマイクロコンピュータベースの保護技術を利用し、周波数変動距離保護、二端走行波故障位置特定、適応型自動再閉合戦略という三つのコアモジュールを統合しています。これにより、ライン保護の信頼性、速度、知能化を総合的に向上させ、堅牢でスマートな電力網の構築に重要な支援を提供します。

2. 核心的課題分析

速度と選択性の間の矛盾: 従来の保護方式では、選択性を確保するために遅延動作が必要となることが多く、これがシステムの安定性を維持するために必要な迅速な故障排除と矛盾します。
並行二重回路線での正確な故障位置特定: 二重回路線間の相互誘導が故障特性を複雑にし、従来の故障位置特定方法の精度を大幅に低下させ、故障識別と電力復旧を妨げます。
再生可能エネルギー導入による不確実性: 風力発電所や太陽光発電所の導入により、短絡電流のレベルと特性が変化し、保護の誤動作や失敗の可能性が高まります。また、出力の変動は自動再閉合戦略の成功率にも挑戦します。

3. ソリューションの核心技术

3.1 周波数変動距離保護 (ΔZ 保護)

技術原理: この技術は通常のシステム運転中には負荷電流の影響を受けません。故障発生時の瞬間の周波数変動に基づいて故障インピーダンスを計算します。高い起動閾値を持つため、方向性があり、選択性が高く、システム振動や過渡抵抗に対して感受性が低いです。
性能上の利点:

適用事例: ±800kV UHVDC 送電線路において、この技術を使用することで近端故障の全故障処理時間（保護動作 + 回路遮断器のトリップ）を80ms以内に削減し、UHVDCシステムの暫定安定性を大幅に向上させました。

3.2 二端走行波故障位置特定

技術原理: 故障時に生成された走行波が線路の両端に向かって伝搬します。高精度のGPS/BDS同期時計を使用して、両端の保護装置が初期電流走行波の到達時間を正確に記録します（t1とt2）。故障位置は公式 L = (v * Δt) / 2 を使用して計算されます。ここで v は波の速度、Δt = |t1 - t2| です。
性能上の利点:

適用事例: 同一塔上の500kV二重回路線への導入により、故障位置の誤差を200m未満に削減し、従来の単端インピーダンスベースの方法と比較して80%以上の精度向上を達成しました。これにより、迅速な故障識別とメンテナンスが大幅に容易になります。

3.3 適応型自動再閉合戦略

一時的故障: トリップ後、線路の絶縁強度が自己復元します。装置は絶縁回復を検出し、即座に再閉合命令を発します。
永久的故障: 装置は持続的な故障を検出し、二次トリップを防ぐために再閉合をブロックし、設備の安全性を確保します。
さらに、戦略はリアルタイムのシステム状況（例えば、再生可能エネルギー出力のシェア）に基づいて自動再閉合の死時間（デッドタイム）を動的に調整し、システムの復旧特性に合わせます。

適用事例: 重要な風力発電所の出力線への導入により、自動再閉合の成功率を72%から93%へと向上させ、一時的な線路故障による風力タービンの切断を大幅に減少させました。

4. ソリューションの価値要約
この統合マイクロコンピュータベースの保護ソリューションは、その三つの主要技術のシナジーを通じて顧客に核心的な価値を提供します：

システムの安定性の向上: 超高速保護により故障を迅速に隔離し、電力網の安定性を維持するための重要な時間を確保します。
電力供給の信頼性の向上: 知能的な適応型自動再閉合により、電力復旧を最大化し、停電期間と損失を削減します。
運用効率の向上: 高精度の故障位置特定により、「線路巡回」から「ポイント検査」へのメンテナンスの転換が可能になり、調査コストと時間を大幅に削減します。
新しい電力システムへの適合性: その卓越した性能により、UHVDC、再生可能エネルギーの導入、並行多回路線を含む複雑な現代の電力網シナリオに非常に適しています。

09/24/2025

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