保護継電器を理解する
今回の記事では、保護継電器について説明する。電験では１次試験、２次試験共に出題される。出題形式も様々あるため、各保護継電器の特徴と実際にどのように設置されているかを理解しておき、試験本番で対応できるようにしよう。
保護継電器とは
電力系統の電圧、電流等の異常状態を検出して「遮断器を開放させる」信号を出す役割を担う。継電器毎に、「異常検知してから何秒後に信号を出すか」を設定できるので、系統保護では欠かせない設備。
保護継電器の種類
保護継電器は、実に種類が多くて、正直覚えにくい。何度も勉強を繰り返して、覚えるしかない。それぞれの違いを意識すると、覚えやすいのでオススメである。
・過電流継電器
過負荷や短絡事故の際に生じる大きな電流を検知し、遮断器を開放する信号を出す。
※勘違いする人も多いが、継電器はCTから電流を検出している。実際の線路、機器の故障電流が流れる訳ではない。
・地絡過電流継電器
地絡事故が発生したとき、零相電流を検知し、遮断器の開放信号を出す。
※零相電流とは、通常の交流３相の電流ではバランスがとれているので生じない電流。しかし、地絡等でバランスが崩れたとき、零相電流が生じる。
過電圧継電器
系統に発生した過電圧を検知し、遮断器を開放させたり、警報を鳴らす信号を出す。
・地絡過電圧継電器
零相電圧を検知し、遮断器の開放信号を出す。地絡電流の検出が難しい場合等に使用する。
・不足電圧継電器
電圧低下を検知し、遮断器を開放させたり、警報を鳴らす信号を出す。
・比率差動継電器
電流の不平衡を検知し、発電機、変圧器、母線を保護する。ある点Aと点Bの電流を比較することで、その間の異常を発見することができる。
・方向継電器
電圧、電流の大きさ、位相の差から事故の方向を検知する。例として、地絡方向継電器は、零相電圧と零相電流を検出し、相互の位相差を利用して、地絡事故時に遮断器を開放する信号を出力する。
・距離継電器
事故の発生点との電気的距離が、一定値以内であった場合に、遮断器開放信号を出力する。電圧と電流を検出し、インピーダンスを計算することで、故障点までの距離を算出することから、電気的距離という名前がついている。原理の詳細については、別記事で説明しようと思う。
まとめ
以上が、保護継電器の記事になります。
電験の二次試験では、系統保護について記述で説明する問題が多いので、まずは基本を確実におさえておき、肉付けしていく勉強法をオススメする。詳しすぎる説明までは試験においては必要ないものの、知っておいた方がいい知識ではあるので、別記事で詳細を解説したいと思う。
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