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【保護継電器の資料①】保護継電器の種類と機能を整理する

保護継電器を学ぶ

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保護継電器の種類と機能について、今一度、整理した。次の記事以降、自分が躓いた継電器の動作の仕組み等を説明していくが、まずは「目的と機能」を自分も含めておさらいしておこう。

本題に入るが、保護継電器の勉強資料というのは、想像以上に少ない。2週間前より仕事の依頼を受け、継電器の設計・メンテナンスをしているが正直苦戦をしている。

仕事を受注した当初、継電器というのはよくわからないし、正直、嫌な仕事だと感じていた。しかし、色々調べていく中で好きになってきている。
独自で調べた知識は、誰かの役に立てると思うのでブログに今後書いていく。簡潔にまとめた試験方法は、電験でも重宝する知識だと思う。

保護継電器の種類と機能

保護継電器には多くの種類があり、その機能も様々である。電験でも過去の問題で出題されているのできっちり覚えておこう。

過電流継電器 (OCR)(51)

一定値以上の電流が流れたときに動作するように設定しておくことができる。遮断器を開放する等のインターロックと組み合わせている。要素としては「時限要素」「瞬時要素」がある。「時限要素」は過電流の検出、「瞬時要素」は短絡電流の検出の為に設けられるものといった認識だ。
故障・事故等が発生した際には、この要素の動作の確認調査をする。そのため、理解していないと物凄い困るだろう。継電器の整定表は必ず目を通すようにしておこう。

地絡過電流継電器 (OCGR、GR)(51)

一定値以上の地絡電流が流れたときに動作するように設定しておくことができる。地絡事故の検出は、零相電流を零相変流器 (ZCT) にて検出する。注意事項としては、ケーブルが長い場合等、対地静電容量が大きい電路になると、誤動作を起こすことがある。地絡方向継電器 (DGR) を使用すべきか検討をすることもある。

過電圧継電器 (OVR)(59)

一定値以上の電圧が継電器に加わった場合に動作するよう、設定しておくことができる。発電機等の電源側故障による過電圧から機器を保護するために設置する。

不足電圧継電器 (UVR)(27)

電路の電圧が一定値以下に低下した場合に動作するように設定しておくことができる。停電等の電圧低下の警報用、ディーゼル発電機、予備発電機の起動インターロックに使用される。

地絡過電圧継電器 (OVGR)(64)

地絡事故時に発生する零相電圧を検出して動作する。DGRと組み合わせて、保護システムを作ることが多い。

差動継電器 (DFR)

2つの測定ポイントの電流ベクトル差が設定値を超えた場合、動作する。保護範囲外の事故では、CTの二次側電流は平衡し、動作することはないが、範囲内での事故発生時は平衡が崩れ、 差電流が生じることで動作する仕組み。

比率差動継電器 (RDFR)(87)

回路部分に動作コイルと抑制コイルを設けており、動作コイルの電流と抑制コイルの電流の比が設定値を超えた場合に動作する。差動継電器(DFR)では、CTの飽和特性により、誤差電流が流れ、誤動作を起こすことがある。そのため、比率差動継電器が存在している。大型発電機の保護には必ず使用されている。

地絡方向継電器 (DGR)(67)

零相電圧と零相電流とで地絡方向を判定し動作する。
一度、計算問題を解くと一発で理解できるだろう。(簡単な問題を解くこと)

短絡方向継電器 (DSR)

線間電圧と相電流との組み合せで短絡位置の方向を判定する。ループ系統(過電流継電器では検出が困難)や電源を複数有する系統で用いられ、故障区間判断して動作する継電器である。

距離継電器 (DR)(44)

距離継電器は、電圧と電流の比が設定値以下となったとき動作する。Ωの法則の通りでインピーダンスを求めるため、距離継電器と呼ばれる。

不足周波数継電器 (UFR)

商用周波数(50/60Hz)より低下した際に動作する。

過周波数継電器 (OFR)

商用周波数(50/60Hz)を超えた際に動作する。

 

以上、「保護継電器の種類と目的を整理する」の記事となります。発電機保護用の継電器もあるので、別の記事で整理したいと思います。受注している仕事の中で、基礎知識を学び直さなくてはいけなかったので、その内容を次回の記事に入れていこうと思います。