JP2757230B2 - 母線保護継電装置 - Google Patents
母線保護継電装置Info
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Description
線保護継電装置に関する。
母線保護継電装置を設けた単線結線図である。この図に
おいて、遮断器21,22,23,24で区分されたそれぞれの母
線が環状に接続された環状母線100を構成しており、そ
のうちの遮断器21と22との間の母線を図示のようにA母
線とし、このA母線を保護するための母線保護継電器を
A母線保護継電器4Aとする。A母線からは端子32A,33A
が接続されていて、これら端子32A,33Aにそれぞれ計器
用変流器12A,13Aが、遮断器21,22の近くにそれぞれ計器
用変流器11A,14Aが設けられていて、これら4つの計器
用変流器11A,12A,13A,14Aの二次側電流がA母線保護継
電器4Aに入力されている。
いられている。A母線を例にとると、計器用変流器11A,
12A,13A,14Aによって計測された4つの電流IK(K=1,
2,3,4)のベクトル和Idを動作量とし、同じくスカラ和I
Sに比例する値を抑制量とすることにより、流入する電
流と流出電流との比が1からある程度以上離れたときに
動作するようにしたものである。これを式で表せば次の
ようになる。
母線外部の事故が生じた場合、事故電流が1端子に集中
して流出するために、計器用変流器相互間に債務の著し
い差が生じ、このため流出端の計器用変流器の誤差電流
の増大により、動作量が0でなくなってくるので、これ
による誤動作を避けるためであって、流入する電流の大
きさに対応して比例する抑制量を付加することによって
得られる。外部事故時の計器用変流器の誤差の点からは
なるべく比率の抑制の大きいものほど誤動作に対して望
ましいものとなる。
変流器から入力される電流値などはディジタル量に変換
して内蔵コンピュータの記憶部に記憶され、必要に応じ
てCPUでの演算処理に利用され適宜出力装置でコンピュ
ータ外部に出力される。前述の(1)式もCPUに演算処
理されるものである。
線内の内部事故の場合にも時には電流が流出する端子が
生ずることがあげられる。
した場合、計器用変流器11Aから環状母線を循環して計
器用変流器14Aを通ってA母線に戻ってきて地絡電流と
なるような場合である。このようなとき、抑制の比率が
大きいと流出電流の値によっては抑制がききすぎて内部
事故であるにもかかわらず母線保護継電装置内の比率差
動継電器が動作しないという恐れも生ずる。したがっ
て、このような場合に対しては抑制比率は余り大きくな
い方が望ましいこととなり、前記と相反するという問題
がある。
号公報により提案にされたものがある。この既提案によ
る技術の概要は次のとおりである。
端子31,32,33からなる母線保護範囲110において、端子3
3に設けられた計器用変流器13の反母線側で地絡事故X
が発生した場合を示す要部単線結線図である。この図に
おいて、端子31に設けられた計器用変流器11が計測した
電流をi1、端子32に設けられた計器用変流器12が計測し
た電流をi2、端子33に設けられた計器用変流器13が計測
した電流をi3とし、この母線101の保護対象範囲110の外
である端子33で地絡Xが生じたものとする。
電流i3の波形が鉄心の飽和によって変形した場合の波形
図である。
次電流i1、i2、i3の総ベクトル和をId、母線101への流
入電流である電流(i1+i2)の瞬時値をIIS、流出電流
(ここでは単にi3)の瞬時値をIOSとし、これらIISとI
OSの大きい方を電流和最大値IMAとする。
判定値Icとすると、これらの波形は第10図に示すように
なる。図の期間T1は計器用変流器13の鉄心が飽和してい
ない期間で流入電流と流出電流とは等しくしたがって動
作電流Idは0になっているのでId<Icが成立しており、
この状態を第1の状態と称する。期間T2は計器用変流器
13の鉄心が飽和したために動作電流Idは図示のように0
にならずId>Icが成立している状態であり、この状態を
第2の状態と称する。前述の公報では期間T1での抑制量
としてIcに第10図(A)の左下がりの斜線の部分を加え
た値を採用することにより、計器用変流器の鉄心が飽和
による誤動作を起こりにくくしている。すなわち、抑制
量として第10図(A)の左下がり斜線部と左上がり斜線
部のIcとの和をとっている。
示す波形図である。この図の(a)は鉄心が飽和寸前で
電流和Idがまだ0のとき、(b)以降は順次下に下がる
にしたがって鉄心の飽和の割合が大きくなる場合を表し
ている。左側の図(a)〜(f)は電流i3、右側の図
(g)〜(l)は動作量Idのそれぞれ波形であり、両側
の波形を加えると、計器用変流器13の一次電流と一致す
る。
合が増すと第10図の期間T1での左下がりの部分の面積が
小さくなり、抑制がかかりにくくなるという問題が生ず
る。
(g)〜(l)の波形とのそれぞれの面積の和に対する
同図(a)〜(f)の最初の山の面積の比率を%表示し
て飽和率を定義すると、前述の方式では、飽和率が60〜
70%程度が限界になる。しかし、設備容量の増加、保護
能力の向上要求などから、飽和率80%程度まで有効な方
式が求められていて、前述の方式ではこの要求を満足す
ることができないという問題がある。
て、前述の飽和率80%程度まで誤動作することのない母
線保護継電装置を提供することを目的とする。
各端子に設けられた計器用変流器の二次電流を入力信号
とし、これら各端子電流のベクトル和の絶対値を動作量
Idとし、動作量Idに対して継電器動作を抑制する抑制量
IREを前記各端子電流から演算により求める比率差動保
護継電器からなる母線保護継電装置において、各端子電
流の瞬時値の正波のみの和IPと負波のみの和INとの大き
い方の値を電流和最大値IMAとし、値が0を越え1未満
の範囲内にある判定係数Kcと前記電流和最大値IMAとの
積を状態判定値Icとし、値が0.4以上0.5未満の範囲内に
ある第1の演算係数KR1と前記電流和最大値IMAとの積を
第1の抑制量IR1、値が0.8以上1未満の範囲内にある第
2の演算係数KR2と前記動作量Idとの積を第2の抑制量I
R2として、前記動作量Idが前記状態判定値Icよりも小さ
いときを第1の状態とし、この第1の状態が満足されて
いる期間T1における抑制量IREを前記第1の抑制量IR1に
等しくし、前記動作量Idが前記状態判定値Icよりも大き
いときを第2の状態とし、この第2の状態が満足されて
いる期間T2における抑制量IREを前記第2の抑制量IR2に
等しくするものとし、更に、母線の各端子に設けられた
計器用変流器の二次電流を入力信号とし、これら各端子
電流のベクトル和の絶対値を動作量Idとし、動作量Idに
対して継電器動作を抑制する抑制量IREを前記各端子電
流から演算により求める比率差動保護継電器からなる母
線保護継電装置において、各端子電流の瞬時値の正波の
みの和IPと負波のみの和INとの大きい方の値を電流和最
大値IMAとし、各端子電流の瞬時値の正波のみの和IPと
負波のみの和INとの小さい方の値を電流和最小値IMIと
し、値が0を越え1未満の範囲内にある判定係数Kcと前
記電流和最大値IMAとの積を状態判定値Icとし、値が0.4
以上0.5未満の範囲内にある第1の演算係数KR1と前記電
流和最大値IMAとの積を第1の抑制量IR1、第1の抑制量
IR1と動作量Idとの和を第3の抑制量IR3とし、前記動作
量Idが前記状態判定値Icよりも小さいときを第1の状態
とし、この第1の状態が満足されている期間T1における
抑制量IREを前記第1の抑制量IR1に等しく、前記動作量
Idが前記状態判定値Icよりも大きいときを第2の状態と
し、期間T1において電流和最大値IMAの2分の1が前記
電流和最小値IMIよりも小さいか等しい状態が位相角に
して90゜以上継続するという条件が満足されたかどうか
を判別条件として、この判別条件が満足された場合に、
第1の状態から第2の状態へ変化した時点から、交流電
流入力の電気角が180゜から270゜の間は抑制量IREを第
3の抑制量IR3とするものとし、また、前記判別条件を
満足する場合に、前記第1の状態から第2の状態へ変化
した時点での第3の抑制量IR3と、その時点より複数の
異なる所定の位相角だけ遅延された複数の遅延抑制量I
RRとの中で、最大の抑制量を期間T2における抑制量IRE
とするものとし、また、判別条件を、期間1において動
作量Idが電流和最小値IMIよりも小さいか等しい状態が
位相角にして90゜以上継続するという条件が満足された
かどうかとするものとし,また、判別条件を満足した後
の期間T2では継電装置を不動作状態にするものとする。
しての各端子電流のうち、母線への流入電流の和IP、流
出電流の和INの2つの電流和のうちの大きい方の値とし
ての電流和最大値IMAを求め、0を越え1未満の範囲内
にある値の判定係数Kcとこの電流和最大値IMAとの積を
状態判定値Icとし、動作量Idがこの状態判定値Icより大
きい状態を第1の状態、小さい状態を第2の状態とし、
0.4以上0.5未満の範囲内にある値の第1の演算係数K1と
電流和最大値IMAとの積を第1の抑制量IR1として前述の
第1の状態における抑制量IREとし、0超過0.8未満の範
囲内にある値の第2の演算係数K2と動作量Idとの積を第
2の抑制量IR2として前述の第2の状態における抑制量I
REとするにより、母線保護の範囲内で地絡事故が起こっ
た内部事故の場合、動作量Idは常に抑制量IREよりも大
きな値になって抑制量IREは過大にならず適性な値とな
り、保護範囲外で地絡事故が起こった外部事故の場合、
電流が地絡事故を起こした1つの端子に集中しその端子
の計器用変流器の鉄心が飽和した状態になっても、鉄心
が飽和したことによる二次電流の欠損分によって動作量
Idが増大してもこれを第2の状態と判定してこの状態が
満足される期間T2の抑制量IREに前述の第2の抑制量IR2
を採用して飽和度が大きくなるのに応じて抑制量IREも
大きくすることにより誤動作が生じにくくなる。第1と
第2の演算係数K1,K2を前述の範囲に設定して抑制量IRE
を演算することにより飽和度が80%以下に対して正常な
動作を行うことができる。なお、流入電流IPとして各二
次電流の正波のみの和を、流出電流INとして各二次電流
の負波のみの和をとるのが実際的な演算方法である。
流和最小値IMIとし、第1の抑制量IR1と動作量Idとの和
を第3の抑制量IR3とし、期間T1において電流和最大値I
MAの2分の1が前記電流和最小値IMIよりも小さいか等
しい状態が位相角にして90゜以上継続するという条件が
満足されたかどうかを判別条件として、この判別条件を
満足した後の期間T2における抑制量IREを第3の抑制量I
R3とすることによって、母線保護継電装置の各計器用変
流器の二次電流が通るローパスフィルタの影響によって
計器用変流器が飽和した場合の誤動作に至る飽和率が80
%以下になるのを改善することができるとともに、流入
電流IPと流出電流INとの位相差があって定常時でも動作
量Idが零にならないような場合にも誤動作することが回
避できる。
における抑制量IREを、第1の状態から第2の状態へ変
化した時点での第3の抑制量IR3に一致する抑制量I
Rtと、その時点より複数の異なる位相角ΘRだけ遅延さ
れた第3の抑制量IR3である複数の遅延抑制量IRRとの中
で最大値の抑制量をその時点での抑制量IREとすること
によって、更に抑制量を増大させることができて確実に
誤動作を防止することができるとともに、動作すべき時
の動作遅延期間を余り大きくならないようにすることが
できる。
が電流和最小値IMIよりも小さいか等しい状態が位相角
にして90゜以上継続するという条件が満足されたかどう
かとすることでも前述の判別条件と同じ効果が得られる
ので、他の要因を考慮した総合的な判断に基づいて最適
の判別条件を採用すればよい。
電装置を不動作状態にすることでも同様の効果を上げる
ことができる。
ディジタル形の母線保護継電器のデータ処理部の構成を
示すブロック図である。この図において、複数のサンプ
ルホールド回路5、マルチプレクサ6、A−D変換器7
によってn個の電流入力信号I1〜Inがディジタル信号に
変換されて内蔵のコンピュータ9に入力されデータバス
94を介して記憶部92に記憶される。サンプルホールド回
路5、マルチプレクサ6及びA−D変換器7は制御回路
8によって制御される。前述の従来技術における動作量
や抑制量の演算は記憶部92に記憶された電流値データを
基にMPU 91で演算されその結果に基づいた動作信号を出
力部93からコンピュータ9の外部に出力する。この後の
増幅器や動作接点などの継電器に当然備えられている構
成の図示は省略してある。この発明もMPU 91で演算され
る技術内容であるので、以下にその内容について説明す
る。
線保護範囲内で地絡事故が起こった場合の流出電流に対
する諸量の変化を示す線図である。この図において、横
軸は流出電流の和IN、縦軸は流入電流の絶対値の和IPで
あり、第9図において、地絡事故がX点ではなく、母線
保護範囲110で生じ計器用変流器11,12,13いずれも鉄心
は飽和していない場合について図示したものである。こ
のときは適性な抑制量のもとに地絡を正しく検出する必
要がある。
きが流出電流0、流入電流3であり、この条件は縦軸上
を表しており、電流i3が流入電流であるときが流出電流
1、流入電流2となり、その中間を表すのが直線IMAで
ある。3つの電流の和の絶対値である動作量Idは流出電
流和INが0のときは3、流出電流和INが1のときは1と
なり、その中間は直線Idで表される。
作が可能な母線保護継電装置とするために、次のように
抑制量を設定することとする。
和IPを求める。
和INを求める。
電流和最大値IMAのKc倍を状態判定値Icとする。
数をKRIとし電流和最大値IMAのKR1倍を第1の抑制量IR1
とする。
R2とし、動作量IdのKR2倍を第2の抑制量IR2とする。
態、この状態が継続する期間を期間T1とし、この期間T1
での抑制量IREに第1の抑制量を採用する。
の状態、この状態が継続する期間を期間T2とし、この期
間T2の抑制量IREに第2の抑制量IR2を採用する。
間積分して動作量積分値Idsを求める。
期間積分して抑制量積分値IRSを求める。
がある場合、これを50%流出と称しこの場合に継電器が
確実に動作するという条件から決定される。すなわち、
KR2=0.5のときは50%流出で限界となり、ハードウェア
誤差±2.5%を考慮すると、KR2の値は次のようにして求
められる。
から、これを(2)式に代入してKR2を求めると次のよ
うになる。
考えられる。しかし、以下のとおりKR2の値は大きい方
が外部事故時の計器用変流器の鉄心飽和に対しては抑制
効果が大きい。
%程度であり、この値を満足させる為には、KR2=0.45
ではKR1≧0.875、KR2=0.4ではKR1≧0.9となる。
の飽和期間と非飽和期間との区別に使用する係数であ
り、典型的な波形での判定係数Kcは0と1の範囲内の値
でよいが、一般には0.3〜0.9の範囲程度の値が妥当であ
る。
45として第2図にそれぞれの量を描いてある。期間T2と
期間T1との境界は動作量Idと状態判定量Icとの交点の位
置になる。
であるが、一般的に前述の方法に基づいて採用された抑
制量IREは常に動作量Idよりも小さい適正な値になるこ
とが分かっている。
の飽和率に対する変化を示す線図である。この図におい
て、横軸は飽和率、縦軸は流入電流和IPであり、第2図
と同じく比率だけが問題なので最大の値1としてある。
飽和率が0%のときは流出電流和INは流入電流和IPと同
じなので、これらの差でもある動作電流Idは0である。
飽和率が100%のときは流出電流INは0になるので動作
電流Idは流入電流和IPと一致し、これらの中間の飽和
率での動作電流Idは一点鎖線の直線に示すグラフにな
る。
IREを表しており、第2の演算係数KR2=0.45として鎖
線はKR1=0.8、実線はKR1=0.9の場合である。動作電流
Idの一点鎖線の直線と抑制量IREの直線との交点が許容
される飽和率になるが、図示のように、KR1=0.8の鎖線
では約70%の飽和率となり、KR1=0.9の実線では約82%
の飽和率となる。したがって、飽和率80%まで誤動作が
生じないよにするためには、KR1=0.45に対してKR2=0.
9が妥当な値となる。ちなみにKR1=0.95の場合は図示し
ていないが、飽和率の許容値は約90%となる。
図示してい低域通過フィルタ(一般にローパスフィルタ
と称されている)が挿入されている。その目的は電流信
号I1〜Inに含まれる高周波数成分を除去又は低減するた
めであり、具体的には、外来ノイズの侵入を防止す
る。系統電流の高調波歪の影響を低減する。サンプ
リング定理による折り返し誤差を除去する、などをまと
めて行うためである。このローパスフィルタが挿入され
る回路はアナログ回路であるからローパスフィルタもア
ナログフィルタである。前述のような計器用変流器の飽
和率80%まで誤動作が生じないような条件が設定されて
も実際にはローパスフィルタの挿入によって抑制量が低
下し、その結果飽和率80%以下で誤動作が発生するとい
う現象が生ずる。系統構成、容量、主計器用変流器の容
量などの使用条件から、前述の実施例の方式でも適用可
能な系統は多く存在するが、より過酷な系統条件でも使
用可能な方式に対しては、更に誤動作の発生しにくい改
善された方式の採用が必要になる。
れていない場合との比較を示す動作電流Idの波形図であ
る。この図において、ローパスフィルタが挿入されてい
ないとしたときのコンピュータ9に入力される電流から
演算される動作電流をId1としてその波形を点線で、ロ
ーパスフィルタを挿入してある場合の動作電流Idの波形
を実線で示してある。ローパスフィルタは一種の積分器
なので、出力信号は入力信号に対して時間的に遅れた波
形の信号になる。したがって、複数の電流信号Ij(j=
1,2,…n)のベクトル和の絶対値としての動作電流Idも
ローパスフィルタがあるために、ない場合に比べてこの
図のように時間的に後れた波形となる。その結果、
(a)状態判定値IcとIdとが一致する時点、t2がローパ
スフィルタが無いとしたとの時点t1に比べて後れた位置
になるために第1の条件が継続する期間である期間T1が
長くなり、第2の条件が継続する期間である期間T2が短
くなるとともに、(b)動作量Idが減少する、ことにな
る。期間T1の方が期間T2よりも抑制量IREが小さいから
結果的に抑制量IREが減衰し、また、(b)の動作量Id
の減少との相乗効果もあって誤動作し易くなるという問
題が生ずる。
実施例として次のような方式で抑制量を決めることにす
る。ただし、内部事故時の流出電流がある場合でも誤動
作しないという条件を満足する必要がある。この流出電
流の和は流入電流和の50%を越えることはないので、流
出電流和が流入電流和の50%のときでも誤動作しないよ
うにすることで達成することができる。
において、単に抑制量を増加させると誤不動作になって
しまうこときがある。このため、単にその時の状態の判
別だけでなく計器用変流器の飽和の発生する時間的経過
と時間的前後の状態を基に判別する方式を採用すること
にする。
の状態か第2の状態かの区別は前表の通りになる。
の流入電流IPと流出電流INとを数サイクルにわたって示
した波形図である。この図において、時間軸の原点は外
部事故発生時点である。最初の期間T1は計器用変流器が
飽和していないために流入電流IPと流出電流INとの代数
和(ベクトル和と呼んでいる)は零である。期間T2では
外部事故が発生した系統の計器用変流器が飽和して流出
電流INは計測されず零になり、動作電流Idが流入電流IP
に等しくなる結果、第2の状態となり、この期間は期間
T2となる。図に明らかなようにサイクルごとにこられら
期間T1と期間T2とが交互に繰り返されることになる。こ
のとき、1サイクルに1回は非飽和期間としての期間T1
が存在し、その期間は位相角にして90゜以上になる。そ
の理由は、母線保護装置での主計器用変流器は位相角90
゜間は必ず飽和しないよう仕様上定められているからで
ある。したがって、飽和期間、すなわち期間T2は位相角
270゜よりも長くなることはない。したがって、期間T1
が位相角で90゜の間持続した後、期間T2に移行したとき
には、この期間T2は外部事故によって発生したものであ
るとの判断ができ、その間の抑制量IREとして前述の実
施例と同じ第1の抑制量IR1を採用することによって、
常に動作量Idは抑制量IREより小さくなるために常に不
動作となり誤動作の可能をなくすることができる。
なる。流出電流INが小さい(一定値C0以下)内部事故で
は、無事故状態での第1の状態から第2の状態に変化
し、以降事故継続中は第2の状態を持続する。したがっ
て、内部事故発生と同時に抑制量IREは一旦増加して不
動作となるが、抑制量IREが増加している期間は最大で
も270゜であるためその後は動作状態になる。また、流
出電流がC0以上(但し50%以下)となる内部事故では、
第1の状態のまま動作量Idが増加し、抑制量IREも増大
しないため瞬時に動作状態になる。
が、系統によっては多電流系統からなっていて、それら
の位相が異なる場合がある。この場合、抑制量IREは各
端子電流のスカラ和であるため、定常状態でも流入電流
の絶対値の和と流出電流の絶対値の和とは等しくないと
いう不平衡状態が生じており、したがって無事故である
にもかかわらず動作電流Idは零でないことになる。この
不平衡は最大でも「50%流出」までと考えられ、これ以
上は内部事故であるから無事故の場合に継電器が動作し
ないようにする必要がある。
を示す波形図であり、上段の(a)は電流和最大値IMA
とその2分の1の電流の波形を示し、下段の(b)は流
入電流IPと流出電流INのそれぞれの絶対値の小さい方で
ある電流和最小値IMIの波形を示してある。前述の無事
故の場合に継電器が動作しないよう状態判別に次の論理
を追加する。すなわち、第1の状態で、かつ、電流和最
大値IMAの2分の1が電流和最小値IM1に等しいか小さい
状態が位相角で90゜継続したという条件を満足するかど
うかを判別条件として、この判別条件が満足された場合
に、この後の第2の状態における抑制量IREとして交流
電流入力の電気角が80゜から270゜の間は第3の抑制量I
R3を採用する。この第3の抑制量IR3は第1の抑制量IR1
に動作量Idを加えた値とする。
に、外部事故で計器用変流器が飽和が発生した場合で
も、第1の状態から第2の状態への変化に伴って抑制量
が増加する条件に支障を来すものではない。一方、内部
事故発生時には、流出電流INが50%以下であれば判別条
件は満足されないので、内部事故と無事故(定常状態)
とを判別することができる。
める。
値を加算することにより、流入電流IP、流出電流INを求
める。なお、これら2つの値は後述のように大きい方と
小さい方とを求めるためのものであるから、双方が入れ
代わっても支障ない。
最大値IMA、小さい方を電流和最大値IM1とする。
態判定値Icとする。
いとき第1の状態、そうでないとき第2の状態とする。
流和最大値IMIよりも小さいか等しいとき、無事故状態
であると判定する。
とも90゜持続するという条件を満足するか否かを判定結
果として、この判定結果が満足された後第2の状態に以
降した場合に外部事故と判断し、第1の抑制量に動作量
Idを加えた値を第3の抑制量IR3とし、第2の状態へ変
化した時点から交流電流入力の電気角が180゜から270゜
の間の抑制量IREを抑制量IR3とする。
形図である。この図の一点鎖線で示す波形は第2の実施
例によって演算された抑制量の波形でありこの抑制量を
IRtとする。二点鎖線で示す波形はこの抑制量IRtを位相
角で30゜ないし90゜の範囲内にある遅延角ΘRだけ後ろ
にずらした遅延抑制量IRRの波形である。点線で示す電
流和最大値IMAは比較のために参考として図示したもの
である。この図において、前述の判別条件を満足した場
合に、前記第1の状態から第2の状態へ変化した時点の
抑制量IRtと遅延抑制量IRRとを比較して大きい方を抑制
量IREとして採用することにする。このようにすること
により抑制量が増加することになり誤動作をより確実に
防止することができるとともに、内部事故等の動作遅延
期間を最小限に抑えることができる。なお、この実施例
では抑制量IRtと比較する遅延抑制量をIRRだけにした
が、異なる複数の遅延角ΘRに対応する複数の遅延抑制
量IRRを用いて、抑制量IRtとこれら複数の遅延抑制量I
RRから最大のものを第1の状態から第2の状態へ変化し
た時点での抑制量REとすることによってより適切な抑制
量と内部事故時の動作遅延期間の設定が可能になる。
して第3の抑制量IR3や更に遅延抑制量IRRを求めるなど
の方法によって抑制量IREを増大させる代わりに継電装
置を不動作状態(ロック)にしてしまうことでも同じ目
的を達成することができる。勿論、このときでも抑制量
IREを前述のように具体的な値に等しく設定することに
しておけば、不動作状態にするかどうかの違い以外を共
通に処理することができるので実際的である。
と電流和最小値IMIとを比較する代わりに、動作量Idと
電流和最小値IMIとを比較することでも同じ結果が得ら
れる。どちらを採用するかは、全体のアルゴリズムを制
作する際の他の要因も考慮した総合的な判断に基づいて
決定される。
しての各端子電流のうち、母線への流入電流の和IP、流
出電流の和INの2つの電流和のうちの大きい方の値とし
ての電流和最大値IMAを求め、0を越え1未満の範囲内
にある値の判定係数Kcとこの電流和最大値IMAとの積を
状態判定値Icとし、動作量Idがこの状態判定値Icより大
きい状態を第1の状態、小さい状態を第2の状態とし、
0.4以上0.5未満の範囲内にある値の第1の演算係数K1と
電流和最大値IMAとの積を第1の抑制量IR1として前述の
第1の状態における抑制量IREとし、0超過0.8未満の範
囲内にある値の第2の演算係数K2と動作量Idとの積を第
2の抑制量IR2として前述の第2の状態における抑制量I
REとするにより、母線保護の範囲内で地絡事故が起こっ
た内部事故の場合、動作量Idは常に抑制量IREよりも大
きな値になって抑制量IREは過大にならず適正な値とな
り、保護範囲外で地絡事故が起こった外部事故の場合、
電流が地絡事故を起こした1つの端子に集中しその端子
の計器用変流器の鉄心が飽和した状態になっても、鉄心
が飽和したことによる二次電流の欠損分によって動作量
Idが増大してもこれを第2の状態と判定してこの状態が
満足される期間T2の抑制量IREに前述の第2の抑制量IR2
を採用して飽和度が大きくなるのに応じて抑制量IREも
大きくすることにより誤動作が生じにくくなる。第1と
第2の演算係数K1,K2を前述の範囲に設定して抑制量IRE
を演算することにより飽和度が80%以下に対して正常な
動作を行うことができる。なお、流入電流IPとして各二
次電流の正波のみの和を、流出電流INとして各二次電流
の負波のみの和をとるのが実際的な演算方法である。
流和最小値IMIとし、第1の抑制量IR1の動作量Idとの和
を第3の抑制量IR3とし、第1の状態が満足する期間T1
において電流和最大値IMAの2分の1が前記電流和最小
値IMIに等しいか小さい状態が位相角にして90゜以上継
続するという条件が満足されたかどうかを判別条件とし
て、この判別条件を満足した後の期間T2における抑制量
IREを第1の抑制量IR1に等しくし、判別条件を満足しな
い場合の後の期間T2における抑制量IREを第3の抑制量I
R3とすることによって、母線保護継電装置の各計器用変
流器の二次電流が通るローパスフィルタの影響によって
計器用変流器が飽和した場合の誤動作に至る飽和率が80
%以下になるのを改善することができるとともに、流入
電流IPと流出電流INとの位相差があって定常時でも動作
量Idが零にならないような場合にも誤動作することが回
避できる。
における抑制量IREを、その時点での第3の抑制量IR3に
一致する抑制量IRtと、その時点より複数の異なる位相
角ΘRだけ前の時点から遅延された第3の抑制量IR3で
ある複数の遅延抑制量IREとの中で最大値の抑制量をそ
の時点での抑制量IREとすることによって、更に抑制量
を増大させることができて確実に誤動作を防止すること
ができるとともに、動作すべきときの動作遅延期間を余
り大きくならないようにすることができる。また、判別
条件として、期間T1において動作量Idが電流和最小値I
MIに等しいか小さい状態が位相角にして90゜以上継続す
るという条件が満足されたかどうかとすることでも前述
の判別条件と同じ効果が得られるので、他の要因を総合
的に判断して最適の判別条件を採用すればよい。
電装置を不動作状態にすることでも同様の効果を上げる
ことができる。
ブロック図、第2図はこの発明の第1の実施例における
諸量の関係を示す線図、第3図は同じく飽和率と流入電
流の関係を示す線図、第4図は第2の実施例におけるロ
ーパスフィルタの影響を示す動作電流の波形図、第5図
は同じく外部事故時の流入電流と流出電流との波形の例
を示す波形図、第6図は同じく外部事故時の波形を示す
波形図、第7図はこの発明の第3の実施例を説明するた
めの波形図、第8図は環状母線と母線保護継電装置との
単線結線図、第9図は母線保護の範囲外で地絡事故が起
こった場合を示す要部単線結線図、第10図は第9図での
計器用変流器の鉄心が飽和した場合の波形図、第11図は
計器用変流器の鉄心が飽和したときの電流波形を示す波
形図である。 11,12,13,14,11A,12A,13A,14A……計器用変流器、5…
…サンプルホールド回路、 6……マルチプレクサ、7……A−D変換器、 8……制御回路、9……コンビュータ、91……MPU、 92……記憶部、93……出力部、94……データバス、 21,22,23,24……遮断器、 31,32,33,34,32A,33A……端子、 100……環状母線、101……母線、 110……母線保護範囲。
Claims (5)
- 【請求項1】母線の各端子に設けられた計器用変流器の
二次電流を入力信号とし、これら各端子電流のベクトル
和の絶対値を動作量Idとし、動作量Idに対して継電器動
作を抑制する抑制量IREを前記各端子電流から演算によ
り求める比率差動保護継電器からなる母線保護継電装置
において、 各端子電流の瞬時値の正波のみの和Ipと負波のみの和IN
との大きい方の値を電流和最大値IMAとし、値が0を越
え1未満の範囲内にある判定係数KCと前記電流和最大値
IMAとの積を状態判定値ICとし、値が0.4以上0.5未満の
範囲内にある第1の演算係数KR1と前記電流和最大値IMA
との積を第1の抑制量IR1、値が0.8以上1未満の範囲内
にある第2の演算係数KR2と前記動作量Idとの積を第2
の抑制量IR2として、前記動作量Idが前記状態判定値IC
よりも小さいときを第1の状態とし、この第1の状態が
満足されている期間T1における抑制量IREを前記第1の
抑制量IR1に等しくし、前記動作量Idが前記状態判定量I
Cよりも大きいときを第2の状態とし、この第2の状態
が満足されている期間T2における抑制量IREを前記第2
の抑制量IR2に等しくすることを特徴とする母線保護継
電装置。 - 【請求項2】母線の各端子に設けられた計器用変流器の
二次電流を入力信号とし、これら各端子電流のベクトル
和の絶対値を動作量Idとし、動作量Idに対して継電器動
作を抑制する抑制量IREを前記各端子電流から演算によ
り求める比率差動保護継電器からなる母線保護継電装置
において、 各端子電流の瞬時値の正波のみの和IPと負波のみの和IN
との大きい母の値を電流和最大値IMAとし、各端子電流
の瞬時値の正波のみの和IPと負波のみの和INとの小さい
方の値を電流和最小値IMIとし、値が0を越え1未満の
範囲内にある判定係数Kcと前記電流和最大値IMAとの積
を状態判定値ICとし、値が0.4以上0.5未満の範囲内にあ
る第1の演算係数KR1と前記電流和最大値IMAとの積を第
1の抑制量IR1、第1の抑制量IR1と動作量Idとの和を第
3の抑制量IR3とし、前記動作量Idが前記状態判定値Ic
よりも小さいときを第1の状態とし、この第1の状態が
満足されている期間T1における抑制量IREを前記第1の
抑制量IR1に等しく、前記動作量Idが前記状態判定値Ic
よりも大きいときを第2の状態とし、期間T1において電
流和最大値IMAの2分の1が前記電流和最小値IMIより小
さいか等しい状態が位相角にして90゜以上継続するとい
う条件が満足されたかどうかを判別条件として、この条
件が満足される場合に、第1の状態から第2の状態へ変
化した時点から、交流電流入力の電気角が180゜から270
゜の間は抑制量IREを第3の抑制量IR3とすることを特徴
とする母線保護継電装置。 - 【請求項3】請求項2記載の母線保護継電装置におい
て、前記判別条件を満足する場合に、前記第1の状態か
ら第2の状態へ変化した時点での第3の抑制量IR3と、
その時点より複数の異なる所定の位相角だけ遅延された
複数の遅延抑制量IPRとの中で、最大の抑制量を期間T2
における抑制量IREとすることを特徴とする母線保護継
電装置。 - 【請求項4】請求項2又は3記載の母線保護継電装置に
おいて、 判別条件を、期間1において動作量Idが電流和最小値I
MIより小さいか等しい状態が位相角にして90゜以上継続
するという条件が満足されたかどうかとすることを特徴
とする母線保護継電装置。 - 【請求項5】請求項2ないし4の1つの項に記載の母線
保護継電装置において、 判別条件を満足した後の期間T2では継電装置を不動作状
態にすることを特徴とする母線保護継電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2156138A JP2757230B2 (ja) | 1989-10-19 | 1990-06-14 | 母線保護継電装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27215589 | 1989-10-19 | ||
| JP1-272155 | 1989-10-19 | ||
| JP2156138A JP2757230B2 (ja) | 1989-10-19 | 1990-06-14 | 母線保護継電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03215115A JPH03215115A (ja) | 1991-09-20 |
| JP2757230B2 true JP2757230B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=26483964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2156138A Expired - Lifetime JP2757230B2 (ja) | 1989-10-19 | 1990-06-14 | 母線保護継電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2757230B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4372937A1 (en) * | 2022-11-15 | 2024-05-22 | Hitachi Energy Ltd | A fault discrimination and a current transformer saturation detection for a differential protection system |
-
1990
- 1990-06-14 JP JP2156138A patent/JP2757230B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03215115A (ja) | 1991-09-20 |
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