同一母線に２つ以上のGPTを接続

質問

タイトルの通り、同一高圧母線に２つのＧＰＴが存在した場合、何か不具合があるのでしょうか？
前に、重電メーカーと立ち話をしたときに、検出感度が低下する？と聞いたのですがその場では詳細に理論までは話さなかったので良くわかりませんでした。　
なお、ＧＰＴの仕様は以下の通りです。
・３３００／１１０／(１９０／３)
・制限抵抗：１００Ω

以上、ご教示下さい。

回答No.9

sou_tarou · ベストアンサー

６４リレーの整定値を出すのに人工接地試験と言うのがあります。
人為的に地絡事故を起こして、どれくらい地絡電流、地絡電圧が発生するか見るものです。
参考ＵＲＬに一つ目に人工接地試験に関するもの
二つ目に人工接地（地絡）試験を請負いしている会社（例）を乗せておきます。
↓ここも人工地絡試験を請け負う会社
http://www.ces.or.jp/annai/jigyou/jishi.htm

質問者様の会社の前任者とか６４リレー整定検討の前回履歴などはないのでしょうか？

参考URL：

http://homepage2.nifty.com/kim12037/report3-2.htm,http://www.kyokuto.co.jp/WebIndex.nsf/WEB/Company_Products&Services

お礼

64どころか、継電器系一切の資料は見当たりません(T_T)
いろいろとご教示頂き、助かりました。
本当にありがとうございます。

回答No.8

bungosuidou

地絡整定値の決定ということであれば、線路の対地静電容量を配電線恒長と使用線種、および機器の対地静電容量を合算して算出し、ここで求めたCと地絡抵抗６ｋΩの条件から電圧整定値を新たに計算するほうが現実的だと考えます

補足

ご指摘ありがとうございます。
確かに、No8様が仰る事は正論であり的を得ていると思います。
しかしながら、弊社では昔から特変からのフィーダーのみ管理しており、サブ変から子サブ変へのフィーダーについては一切情報管理できてませんでした・・・(T_T)
特変からサブ変へは２７フィーダーあり、さらにそれ以降の子サブ変フィーダーは６０～７０フィーダーあります。それを今更正確に情報を割り出すのは現実的には困難なのです・・・敷設ルートもわかりませんし・・・
まぁ、サイズはいけそうですが、恒長は・・・抵抗測ってサイズから逆算すれば・・・？
ただ、その調査の時間もありません。
従いまして、しょうがなく逆算によって対地容量を求めた次第です。

回答No.7

bungosuidou

中性点非接地方式の配電線路において地絡が発生した場合の事故電流Iｏと零相電圧Voは対地電圧Ｅに対しておおざっぱに次の関係があります。
ただし、地絡抵抗　Ｒｇ、ＧＰＴ接地抵抗Ｒｎ、対地静電容量Ｃ
Ｖｏ＝Ｅ・Ｚ／（Ｚ＋Ｒｇ）、ただしＺはＲｎとＣの並列インピーダンス
線路のＣ分による電流は地絡抵抗Ｒｇを通して流れるから無視は出来ないと思いますよ。
ＧＰＴの接地抵抗Ｒｎは約１０ｋΩということですから対地静電容量に対して充分小さいと判断できれば無視して構わないと考えます
なお、もともとの質問の主旨はＧＰＴの並列接続ですから、線路の並列接続によるＣの容量増加は持ち出さないほうが論点が明確になると思います。
結論としてはある地絡抵抗Ｒｇを仮定した時、ＧＰＴを並列接続した場合はＩｇが増加し、Ｖｏが低下する。
ただし、ＧＰＴによる制限抵抗値Ｒｎは対地静電容量Ｃに対して充分大きい値である場合は無視できる
なお、一線完全地絡の場合はＶｏ＝Ｅとなる
ということで如何でしょうか？

お礼

再度の御回答及び要点をまとめて頂き、ありがとうございます。

ただ、私の質問の仕方が悪かった為に、ご迷惑おかけしましたが、質問の主旨は「ＧＰＴの並列接続による不具合はあるか？特に感度低下等」との事で、結果的にはGPT自体あまり影響なかったものの、バンク並列で対地容量増によりV0感度低下するという、本質的？なものがわかってきました。
従いまして、申し訳御座いませんが、今しばらく「感度低下」につきまして引き続きご教示頂きます様、お願い申し上げます。

回答No.6

sou_tarou

蛇足ですが
読み返していて気がついたので
＞Ｒｇ：地絡抵抗(+接地抵抗？)

地絡抵抗Ｒｇを持って地絡した後は線路のＣ分を通して帰還するので接地抵抗は考えなくても良いです。
また、ＧＰＴからの帰還のほうも接地抵抗とＲｎがあまりにちがうので接地抵抗は省略で良いと思います。

回答No.5

sou_tarou

＞１つのＴｒで２バンク送電する事になりました

ということだったら１／Ｒｎは無視して下さい。

＞結論は、(４)の式で言えば、分母にあるRnが小さくなる(単純計算１／２)為に、分母が増大し、結果Ｖ０が小さくなる。ということでしょうか？
惜しい。負荷の並列により（４）の式でＣ分が大きくなるのでＶｏが小さくなるのです。
（６４整定が１３Ｖと１５Ｖということは同じ程度のＣ分がある→負荷を並列したらＣ分はほぼ倍になる。→６４整定を見直したほうが良いと思います。）

式については参考ＵＲＬの零相電圧の理論の部分を見てください。１／Ｒｎの省略した形で示されています。普通はこちらの式で十分です。

用語の定義　＞対地容量インピーダンスの逆数
と、とらえるよりＣを対地静電容量（３相分）と思ってください。

参考URL：

http://homepage2.nifty.com/kim12037/frame1.htm

補足

度々の御回答ありがとうございます。
結論についてはご指摘の通り、系統対地容量の増加によりV0が小さくなると言う事は後で計算してみてわかりました(^_^;
そこで、以下の基準で計算してみましたのでお手数おかけ致しますがご確認お願いできますでしょうか？

・算出基準
　各バンクの対地容量が並列前後で変わりのないこと
　Rgを非接地系で一般的に言われる6KΩとすること
　弊社の公称電圧は3,150Vである

・計算
　F3バンクのjωcを求める。
　F3の64整定が15Vであることから、
　jωc={V/(V0・√3)-1}/Rg-1/Rn
　　 =19.94^-3乗

　F4バンクのjωcを求める。
　F4の64整定が13Vであることから、
　jωc={V/(V0・√3)-1}/Rg-1/Rn
　　 =23.05^-3乗

※↑この計算でもRnは考慮すべき値ではなかったのですが、一応計算しました。

　従って、並列後の合成jωcは、
　19.94^-3乗+23.05^-3乗≒43^-3乗

　次に、上式で算出したjωcを使って、V0を算出
　尚、GPT一次換算抵抗が対地容量に比べて十分に
　大きい事から計算からは除外する。

　V0=(V/√3)・{1/(1+jωc・Rg)}=7.05V

　となりました・・・
　従って、Rgを6KΩにした事などの「条件があっていれば」64整定を7V以下にする必要がある。

　と、言う事でどうでしょうか？

　以上、申し訳御座いませんが宜しくお願い致します。

回答No.4

sou_tarou

＃３さま
参考ＵＲＬの情報交換掲示板に
「非接地系の」
というとタイトルで数式を書き込んでおきました。
普通（１／Ｒｎ）は小さくなるので無視します。
今回は無視せずに考えると
Ｖ０の式だと３次制限抵抗が二個になるので分母が大きくなり、Ｖ０が小さくなる。（といってもｊｗＣ分が大きいためにほとんど影響はありまえせん、が理論的には小さくなる）

＃３さまの言われるとおり仮に１００％地絡すると事故点のＶｏ式中の抵抗値Ｒｇが０になるために、Ｖ／√３の相電圧が発生することになります。

電力の配電系だと６０００Ω程度の地絡検出できるようにしているそうです。
６０００Ω検出だと６４の整定は数ボルトくらいです。
質問者様のところではどの程度の検出感度にされているのでしょう？

回答者間でのやりとりはどうか　とおもいましたが、誤解されたままというのもまずいかなと書き込ませてもらいました。

参考URL：

http://denkou.eek.jp/index.html

お礼

御回答頂き、助かります。
ＧＰＴの一次換算抵抗値は、１０，０５５Ωです。
参考ＵＲＬを見させて頂きましたが、ご質問がございます。

１．用語の定義ですが、
　Ｉｇ：地絡電流
　Ｒｇ：地絡抵抗(+接地抵抗？)
　Ｒｎ：ＧＰＴ一次換算抵抗
　ｊωｃ：対地容量インピーダンスの逆数
　　で、宜しいでしょうか？

２．Ｖ０を求めている（３）の式で、
　　分子のＩｇ・Ｉは、Ｉに見えますが１でしょうか？(Ig・1/(1/Rn+jωc))

３．結論は、(４)の式で言えば、分母にあるRnが小さくなる(単純計算１／２)為に、分母が増大し、結果Ｖ０が小さくなる。ということでしょうか？

以上、お手数おかけ致しますが再回答頂きたく宜しくお願い申し上げます。

補足

出張中のため返信遅くなりました。申し訳御座いません。御回答ありがとうございます。

さて、弊社の形態ですが、まず、
何故ＧＰＴが２つになるのか？ですが、
現状は、３台の特高Ｔｒがそれぞれのバンクに送電する構成になっています。が、・・・ここ最近の電力減少から低負荷での運用が目立ってきましたので、母連ＣＢを用いてパラランし、１つのＴｒで２バンク送電する事になりました。(年末にシーケンス改造)
その結果、１バンクに１つあったＧＰＴがパラになって存在することになります。
次に、地絡遮断ですが、ご回答者様が仰るように６４＋６７Ｇになっております。詳しくは、
６４動作→６７動作→タイマー→ＴＣとなっており、
６４の整定値は、
※１：６４－１：１５Ｖ：２秒
※２：６４－２：１３Ｖ：２秒
です。ちなみに弊社では、６４＆６７→で６７ＧＴというタイマーがあり、そこで更に２秒カウントします。したがって、地絡から遮断に至るには合計４秒かかります。

回答No.3

bungosuidou

GPTを並列接続するとVoが増えるというのは承服しかねる
というのは一線完全地絡を考えるとVoは６ｋVの場合3810VになるわけでこのときのVoにはGPTの影響はないと考えますが如何でしょうか？

お礼

御回答頂き、誠にありがとうございます。
私の当初の考えでは、
Ｉ０は皆様方が仰るように増えると考えており、そうなるとメーカーが言っているのはＶ０だなぁ？と思っておりました。しかし、ご回答者様が仰るように完全地絡時の考えでいえば３，８１０Ｖになる・・・とも考えておりましたので、ご質問させて頂いた次第です。

回答No.2

sou_tarou

Ｉｏについては＃１さまのおっしゃるとおり増えると思います。
Ｖｏについては逆に減少すると思います。
前置きとして
ＧＰＴを使用されているということで構内の配電を非接地系で行なわれている。
どういういきさつかはわかりませんが、高圧母線に２つＧＰＴがある状態がおこる。

重電メーカーの言いたかったことを推測するに最近はブスリレー方式（６４＋６７Ｇ）が多い。
おそらく御社もそうではないかと推測します。

この場合、地絡電流の大きさはケーブル系が多いと大きくなります。が、地絡電流が大きくなると地絡電圧が小さくなってしまいます。
さて、ＧＰＴを母線に２つ接続するとその分、地絡電流が大きくなってしまうので地絡電圧が小さくなってしまいます。

したがって、地絡電圧の大きさが小さくなり、６４の検出感度が鈍りますよということが言いたかったのではないかと推測します。
ただし、端にＧＰＴをふたつ接続したくらいでは運用に影響しない程度ですよ。
なぜかというと３次の制限抵抗を１次側に換算すると数千Ωから数万Ωになり（すみませんが計算は省略させていただきます。）、Ｃ分で流れる電流の１０％程度以下しかなくしかもＩｃより９０°位相がずれているからです。

たとえば、３バンクあったとして、別々に運用していてそのうちの２バンクを並列したりすると、系統のＣ分が大きく変わり、場合によっては６４の整定を変更しないといけないくらい変わったりします。

回答No.1

bungosuidou

高圧線の地絡事故電流はＧＰＴの制限抵抗値、高圧配電線の対地容量によるインピーダンス、接地抵抗値の合成抵抗値で決定されます。
ＧＰＴを同一母線に並列に接続した場合ＧＰＴの制限抵抗値が並列接続することで減少し地絡電流が増加する方向となります
地絡電流を送り出し側のＺＣＴで検出する場合同一の接地抵抗に対してＧＰＴを並列接続した場合は多くの電流が流れることとなるから、感度は上がるようになります
ただし、電流が流れやすくなるということは人体・器物に対して被害が大きくなる方向ですから、接続に際しては地絡事故電流と地絡抵抗の関係を考慮する必要があると考えます。