ブスプロダクトリレーとは

概要

ブスプロダクトリレーとは、母線に接続されている全ての回路の電流を合成(差動計算)し、内部故障のみを高速遮断する保護装置である。母線は系統の基幹ノードであり、故障時の影響が非常に大きいため、確実かつ高速な保護が求められる。

動作原理

母線に接続される回路電流 I_k の合成値を用いて差動動作を行う。

差動電流: I_diff = |Σ I_k|

拘束電流: I_restraint = 1/2 × Σ|I_k|

動作条件: I_diff > K × I_restraint + I_min

記号意味
I_diff差動電流
I_restraint拘束電流(安定化要素)
K拘束係数(例:0.2〜0.6)
I_min微小動作防止しきい値

CT要件と課題

母線差動は CT の比率、極性、位相特性に強く依存する。外部故障時に CT が飽和すると差動電流が誤って発生し、誤動作を引き起こす可能性がある。これを防ぐため拘束電流要素を使用し、安定度を確保する。

母線構成と保護方式

母線構成推奨保護方式特徴
単母線単一差動ゾーン構成簡単、コスト低、冗長性なし
二母線切替方式バスクーハウス式 / CT切替方式運用切替時の誤動作防止が課題
二重母線母線連絡形トランスファバス差動 + 各母線差動大型変電所で一般的、信頼性高い

デジタル変電所における母線差動(IEC 61850)

最新の母線差動はサンプリング値(SV)およびGOOSE通信を利用し、光ネットワーク上で差動演算を行う方式が普及している。これにより二次導体削減、ノイズ影響低減、柔軟な構成変更が可能となる。

動作時間

内部短絡検出: 約1〜2 ms
遮断器トリップ含む系統遮断時間: 約40〜80 ms

代表的国内メーカー

メーカー製品例備考
富士電機MICREX 87Bシリーズ公共・産業用で実績多い
日立ABBREL511 / 670シリーズIEC61850親和性が高い
三菱電機MPR / MELPRO-S国内特高で普及
東芝GRB / GRDシリーズ発電所・変電所向け

試験項目

– CT極性確認
– 二次導体の導通・絶縁試験
– 外部故障模擬(安定度試験)
– 内部故障模擬(差動動作試験 + トリップ確認)

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