報告書番号

H11015

タイトル（和文）

低圧制御回路の開閉サージ特性－GIS断路器開閉による急峻波サージの影響－

タイトル（英文）

Switching surge characteristics of low-voltage control circuits -Influence of very fast transients in a GIS-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

近年，発変電所の低圧制御回路の適切な保護対策を確立するためには，回路に誘導されるサージ電圧の把握とその予測計算プログラムの開発が必要である。これまでに，低圧制御回路が永久故障に至った主要因である雷サージを対象として，サージ電圧の特性を明らかとしてきた。一方，低圧制御回路が一過性故障に至った主要因は，主回路で発生する開閉サージであるが，そのサージ電圧の特性は十分に分かっていない。このため，本報告では，66 kV級の計器用変成器（VT，CT）とディジタル型保護継電装置の実機を用いて低圧制御回路を模擬し，GIS開閉サージを模擬した急峻波サージを発生させて，サージ電圧を測定した。その結果，以下の点を明らかとした。(1) ガス絶縁母線のシース接地方式，制御線とガス絶縁母線との間の距離は，サージ電圧にほとんど影響を与えない。(2)制御線の線種（CVV線／CVV-S線）によって移行サージの特性が異なるが，金属シース付制御線（CVV-S線）のシース接地方式はサージ電圧にほとんど影響を与えない。(3) サージ吸収コンデンサによる制御線のサージ電圧の低減効果は，サージ吸収コンデンサによる保護継電装置の入力インピーダンスの周波数特性と，サージ電圧の周波数特性に依存する。また，サージ吸収コンデンサによる 5～6 MHz よりも高い周波数の成分の低減効果はない。

概要 （英文）

The operating voltages of low-voltage control circuits used in power stations and substations have decreased owing to the installation of digital-type control equipment. As a result, the circuits are more susceptible to malfunctions and faults due to abnormal surge voltages generated in the control circuits by lightning and switching overvoltages. Therefore, the evaluation of the characteristics of such surge voltages is strongly required to protect the circuits from the abnormal voltages. In this report, to study the characteristics of such surge voltages in a low-voltage control circuit, we set up a test system of a low-voltage control circuit, which is composed of a grounding grid with the size of 30 m x 60 m, a GIS (gas insulated switchgear) model composed of a 66-kV VT (voltage transformer), CT (current Transformer), and a digital-type protection relay equipment. The VT or CT is connected with the relay equipment via a control cable. Using this test system, we generate a very fast transient inside the GIS model simulating the switching overvoltage in the GIS, and measure surge voltages in the low-voltage control circuit. The summaries of the measured results are as follows; (i) the surge voltages are to some extent suppressed by a surge absorbing capacitance installed at the protection-relay equipment, however, high-frequency components, which are more important for designing the immunity of equipment, are not fully reduced, (ii) the grounding position of the CVV-S cable with a metal sheath, the grounding pattern of the sheath of the GIS model and the position of the control cable have little influence on the surge voltages, and (iii) the surge voltages mainly arise due to the surge transition from the primary circuit to the secondary circuit at the VT or CT.

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