JPH01264531A - 距離継電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は距離継電器、特に電力系統に接続された変圧器
を事故から保護すると同時にその後備保護動作を安定に
行い得るようにした距離継電器に関するものである。

（従来の技術） 電力系統、特に変圧器を事故から保護する距離継電器と
しては、種々のものが用いられているが、変圧器保護に
おける信頼性を向上させるため、第１６図（ａ）に示す
ような特性を有する距離継電器が変圧器保護継電装置と
して多く用いられている。

よく知られているように、第１段は変圧器の事故を検出
し、変圧器２次側母線までの事故をも遮断するようにし
た第１段用限時遮断を、第２段、第３段はこれより更に
遠方の送電線の事故及び更に遠方のトランス事故の限時
遮断を行うことをその保護責務としている。そして第１
６図（ｂ）に示す如く、第１段、第２段、第３段のいず
れかが動作した場合に限時時間を有して遮断器を引き外
すよう構成されている。このた場合、第１〜３段の限時
遮断時間を夫々Ｔ、、　Ｔ、、、　Ｔ３で表すと、Ｔ２
−Ｔ１＋α　・・（１） Ｔ３＝Ｔ□＋β　・・■ となる。但し、α、βは協調時間、又Ｔ１〜Ｔ３はいず
れも数１００ｍ５ｅｃ程度の時間としているのが普通で
ある。

第１７図は第１６図で示した特性を有する距離継電器Ｄ
Ｚを変圧器保護に適用した場合の系統構成例を示すもの
で、図はへ端子側（変圧器１次側）に適用した場合であ
る。図においてＴｒ□は変圧器を表し、端子旦（変圧器
２次側）には送電線ＴＬが接続され、更に他の変圧器Ｔ
ｒ２　が接続されている。

ＣＢＴＩ、ＣＢＴ２は夫々変圧器Ｔｒ１　に設けられた
Ａ端子（変圧器Ｔｒ工１次側）長端子（変圧器Ｔｒ２２
次側）の遮断器、Ｃ８４、Ｃ８４は夫々送電線ＴＬに設
けられた基端子側、−ｇ一端子側遮断器である。又ＣＢ
Ｔ５は他の変圧器Ｔｒ２側、長端子（変圧器Ｔｒ２１次
側）の遮断器である。

（発明が解決しようとする課題） このような系統において、遮断器ＣＢＴ２が開放状態で
、遮断器ＣＢＴＩが投入されると、無励磁状態にあった
変圧器Ｔｒ１が励磁され、その結果第１８図に示すよう
な正負不揃いな励磁突入電流が生じることは良く知られ
ている。この励磁突入電流は、その大きさが大きくなる
と、上記距離継電器の第２段、第３段領域に入って来る
ことがあり、しかも変圧暴動励磁突入電流の減衰時定数
は、長いものでは数ｓｅｃに達するため、上記のような
時限Ｔ２１Ｔ３が設定されていても、第２段、第３段は
この励磁突入電流の影響によって誤動作し、不必要な遮
断器引き外しを行うことが懸念され、抜本的な対策の出
現が強く要望されている。

よって、本発明は上記問題点を解決することを目的とし
てなされたものであり、変圧器投入時発生する励磁突入
電流による距離継電器の不要応動を防止し、信頼性の高
い距離継電器を提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 電力系統から取り入れた電圧及び電流を導入し、事故点
までの距離に応じて動作する距離継電器にであって、し
ゃ断器の制御信号またはしゃ断器の開閉状態に対応した
信号を用い、しゃ断器が投入された状態に変化した後、
所定の時間内のみ継電器の動作域を阻止する。

（作　用） 本発明の距離継電器はしゃ断器の投入指令が出たことを
条件に、しゃ断器の投指令で距離継電器出力をロックす
るものである。

（実施例） 以下図面を参照して本発明一実施例を説明する。

第１図は本発明一実施例のモー形距離継電器を示す図で
ある。第１図において、入力電圧！及び入力電流ｉは、
補助変”成器１及び補助変流器２に印加される。補助変
成器１の出力端は、メモリー回路３に接続し、その出力
に３Ｖは、方形波変換回路４に接続する。

一方、補助変流器２の出力端は、その出力を送電線の線
路アングルψだけ進める移送回路５を介し、ベクトル合
成回路６に接続され、更にベクトル合成回路６には、前
記補助変成器１に接続した整定回路７の出力端も接続さ
れる。又前記ベクトル合成回路６の出力端は方形波変換
回路８に接続し、その出力はＡＮ’Ｄ回路９に接続する
。ＡＮＤ回路９においては、前記方形波変換回路４の出
力も接続し、前記二つの交流信号に３ＶとＫｔＩ　　Ｋ
２Ｖとの位相関係を比較するオンデイレイ回路１０を介
＝４− し、オンデイレイ回路１０の出端にあるインヒビット回
路１１に印加する。以上第１図の破線部分１０１は公知
のモー形距離継電器判定部を示すものである。

本発明は、上記構成に加えてしゃ断器の投入指令により
応動する投入指令印加回路１２を設け、前記インヒビッ
１〜回路１１のインヒビット端子に入力する様に構成し
たものである。第２図は投入指令印加回路１２の詳細を
示す図で第２図において１３は各しゃ断器投入指令を入
力するＯＲ回路で各しゃ断器投入指令のＯＲ取り、その
出力端は変圧器突入電流の影響が懸念される時間より少
し長い時間から従来技術に示す第２段限時トリップ用タ
イマの時間を引いた時間に整定したオンデイレイ回路１
６の入力端に接続され、このオンデイレイ回路１６の出
力端は次段のインヒビット回路１７のインヒビット入力
端子に接続される。又インヒビット回路１７の他の一方
の入力端子には、前記ＯＲ回路１３出力端が接続され、
インヒビット回路１７の投入指令印加回路１２（第１図
参照）の出力とした構成としている。

以上のように構成されたモー形距離継電器の作用につい
て説明する。第１図に示すモー形距離継電器に印加され
た電圧Ｍは、補助変成器１を介して継電器内部に印加さ
れる。又電流ｔは、補助変流器２にて継電器内部に導入
する。継電器内部に導入された電圧信号はメモリー回路
３を経て電圧信号に３Ｑとし、方形波変換回路４の入力
とする。

一方電流信号は、補助変流器２を介し、移相回路５によ
り送電線の線路アングルψだけ進められた信号に１１に
し、ベクトル合成回路６に印加する。

ベクトル合成回路６においては、前記補助変成器１より
の電圧信号を整定回路７を介し、電圧信号に２Ｖとして
印加し、合成信号ＪＩ　　Ｋ２Ｖとして方形波変換回路
８に印加する。方形波変換回路４及び８の出力は、次段
のＡＮＤ回路９を介してオンデイレイ回路１０に印加す
る。そこでＡＮＤ回路９の出力が、前記方形波変換回路
４及び８が共に「１」出力である時出力を生じ、前記オ
ンデイレイ回路１０の時間（第４図の位相特性を得るに
はθ。

＝９０°の時間）以上前記出力「１」が接続すれば継電
器はインヒビッ１へ回路１１の条件によりトリップ出力
を出す。

以上のように動作する前記モー形距離継電器において変
圧器投入による変圧器の励磁突入電流Ｌｕｓ＋で誤動作
しないようにしたものが第１図のブロック図で示す投入
指令印加回路Ｕとインヒビット回路１１である。以下投
入指令印加回路Ｕの作用を述べる。

しゃ断器投入指令が投入指令印加回路に印加された場合
、前記印加回路１２のオンデイレイ回路１６においては
、概念的に第３図に示す如く整定時間をしゃ断器が投入
（イ）された時から前記突入電流ｔ　ＲＵＳＨの影響が
懸念される時間（イ）のＴＸより少し長い時間（ロ）の
Ｔ４から従来技術に示した第２段限時トリップ用タイマ
Ｔ２を引いた時間Ｔ。に整定するため、（ハ）に示す如
く時間Ｔ。で出力を出し、次段のインデイレイ回路１７
のインヒビット端子に印加される。インヒビット回路１
７のもう一方の端子は各しゃ断器投入指令のＯＲ出力用
ＯＲ回路１３に接続されているため、出力は（ニ）に示
す如く前記オフデイレイ回路１６の整定時間Ｔ。たけ出
ることになる。即ち、投入指令印加回路−Ｕの出力１２
、記前突入電流Ｉ　ｙｔｕｓｏの影響が懸念される時間
より少し長い時間Ｔ４から第２段トリップ用タイマＴ２
を引いただけ出力を出すことになる。

この投入指令印加回路Ｕの出力をインヒビッ１〜回路１
１に印加することにより無電圧状態からの変圧器投入に
おいては、前記変圧器投入による励磁電流の影響が懸念
される時間より少し長い時間Ｔ４から第２段限時タイマ
時間Ｔ２を引いた時間Ｔ。たけ、前記第５図に示す動作
域はなくなり、第５図に示す如く、変圧器励磁突入電流
Ｉ　ＲＵＳＨでのインピーダンス軌跡Ｚ□Ｒｕ５ｔ（（
ｈ　）は、破線の動作域（第５図に示す特性）がないた
め検出されず、更に第２段限時タイマ時間だけ１−リッ
プロックされるため、前記モー形距離継電器は、不要応
動することはない。以上詳細に説明したように、第１図
のような構成を有するモー形距離継電器により、無電圧
状態からの変圧器投入時の励磁突入電流による前記距離
継電器の不要動作は、確実に防止できる。以上の説明は
、モー形距離継電器の出力回路に設けたインヒビット回
路を作用させることにより継電器の動作域をなくす例を
記述した。しかし、本発明は、前記実施例に限定される
ものではない。

例えば、継電器出力回路にバイパス回路を設けたオンデ
イレイ回路を設けてもよい。そのブロック図が第６図で
ある。第６図において第１図と同じ記号は、同様の構成
とし得ることを示している。

第６図に示すモー形距離継電器は、第１図に示す一実施
例とほぼ同一の構成であるが、第１図のインヒビッ１〜
回路１１は、除去され新たに投入指令印加回路Ｈの出力
を反転回路１９で反転した出力にて駆動され詳細を後述
するバイパス回路を設けたインデイレイ回路１８（以下
バイパス形オンデイレイ回路と称す）が前記オンデイレ
イ回路１０に接続した構成である。

第７図は前記バイパス形オンデイレイ回路の詳細を示す
もので、トランジスタを数段カスケードに接続し、その
中にオンデイレイ時間を定める抵抗器及びコンデンサを
組み合わせた構成である。

つまり第７図のＲ１−Ｒ１３は抵抗器、Ｃはコンデンサ
、ＴＲ２〜ＴＲ６はスイッチング用１−ランジスタ、Ｔ
ＲＩは、本発明一実施例で前述した電流検出要素耳の反
転出力で開路するＦＥＴ等の電子スイッチである。以上
のように構成されたモー形距離継電器において、投入指
令印加回路用の出力の反転出力により第６図に示すオン
デイレイ回路１８を駆動（第７図ＴＲＩを開路）すると
、前記オンデイレイ回路１８の整定を変圧器投入よる励
磁突入電流が懸念される時間より少し長い時間Ｔ４から
第２段限時タイマ時間Ｔ２を引いた時間Ｔ。にしである
ため、時間Ｔ１１の開維電器の動作域はなくなり、更に
第２段限時タイマでタイマ時間分だけトリップロックさ
れる。そのため変圧器突入電流による前記モー形距離継
電器の不要応動は防止でき、本発明一実施例と同一の作
用効果が得られることは言うまでもない。以上の説明は
、モー形距離継電器の出力端に投入指令印加にて駆動さ
れるインヒビット回路及びオンデイレイ回路を有し、距
離継電器の動作域をなくす例を記述した。

しかし、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
い。例えば従来技術に示す第２段限時タイマを、前記モ
ー形距離継電器内に設け、そのタイマを、本発明一実施
例で示したしゃ断器投入出力で制御し、タイマ時間を励
磁突入電流ｔＲｕｓｏが流れている時間より少し長く制
御しても、前記突入電流ｔａｕｓＨによるモー形距離継
電器の不要応動は防止でき、本発明一実施例と同一の作
用効果が得られることは、言うまでもない。

又、本発明は、他に後方オフセラ！・モー形距離継電器
、前方オフセラ１−モー形継電器、リアクタンス継電器
等の一般に電圧と電流を用いる距離継電器にも適用でき
ることは言うまでもない。

以上、詳細に説明した本発明の技術を第１２図に示す距
離継電器に適用した全体構成を第８図を用いて説明する
。

第８図において、前記第１図及び第２図に示す記号と同
一の記号は同一の作用をすることは言うまでもない。第
８図に示す如く、入力電圧ぐは補助変成器１で適当な電
圧に変換し、入力電流ｉは補助変流器２で適当な電□圧
に変換する。それらの電圧は、公知の第１段リアクタン
ス形距離継電器判定部１０３、前記モー形距離継電器判
定部１０１、公知の第３段前方オフセットモー形判定部
１０４及び電流検出部１０２へは電流ｉからの電圧のみ
を夫々印加する。前記第１段リアクタンス判定部１０３
の出力はＯ’Ｒ回路１１０を介し、直接トリップ信号と
する。第２段モー形距離継電器判定部１０１の出力は前
記インヒビッ斥回路１７と、第２段限時タイマ１０１と
、前記ＯＲ回路１１０を介して１〜リップ信号とする。

インヒビット回路１７のインヒビット端子には各しゃ断
器のＯＲ出力のＯＲ回路１３に出力が生じた後一定時間
だけインヒビッ１〜信号が与えられる。即ち、ＯＲ回路
１３の出力はインヒビタ１−回路１７及びオンデイレイ
回路１６に与えられ、１６の出力はインヒビット回路１
７のインヒビット入力となる。インヒビット回路１７の
出力がインヒビット回路１１の入力となる。又、第３段
前方オフセラ１〜モー形距離継電器判定部１０４の出力
についても前記第２段判定部と同様の制御が行われる。

オンデイレイ回路１０５、インヒビタ１−回路１０６及
び第３段前方オフセラ１〜モー形継電器判定部１０４の
出力を制御するインヒビタ１−回路１０７が設けられ、
第３段限時タイマ１０９を通し、ＯＲ回路１１０を介し
て１−リップ出力とした構成としている。以上のように
構成した距離継電器において、第］段リアクタンス形距
離継量器判蔽部１０３は、整定距離が短いため、変圧器
投入時の励磁″突入電流によるインピーダンス軌跡は継
電器動作域に入らず不動作である。そのため、出力は直
接トリップ出力としている。又、第２段モー形距離継電
器判定部１０１及び第３段前方オフセラ１〜モー形距離
継電器判定部１０４は変圧器投入時の励磁゛突入電流に
よるインピーダンス軌跡が、継電器動作域に入るため、
それらの出力を電流検出部１０２とオンデイレイ回路１
６．１０５．′インヒビット回路１７．１０６、第２段
判定部１０１出力制御用インヒビノ１−回路１１、第３
段判定１０４出力制御用インヒビノ１〜回路１０７で制
御し、継電器の不要動作を防止する。この時の第２段に
かかわるオンデイレイ回路１６の整定時間は、変圧器突
入電流が懸念される時、時間ＴＸから第２段限時タイマ
の時間Ｔ２を引いた時間（Ｔｏ）であり、第３段オンデ
イレイ回路１０５の整定は前記ＴＸから第３段限時タイ
マ時間Ｔ、を引いた時間（Ｔｚ）である。そのため、第
２段、第３段各要素で必要な時間たけ別々に１−リップ
ロックできる。以上のようにすることにより、第１２図
にした距離継電器の励磁突入電流による不要応動を確実
に防止できる。又、第１図に示す一実施例においては、
変圧器投入時のモー形距離継電器の出力ロックは、第２
段限時タイマの前に置いたインヒビッ１〜回路１７で実
施しているが、第９図で示す如く、インヒビッ１〜回路
１１２を第２段限時タイマの後へ持ってきてもよい。そ
の時のオンデイレイ回路１１１　の整定は励磁突入電流
が懸念される時間Ｔｘと同一となる。以上のような構成
でも本発明一実施例と同一の作用効果があることは言う
までもない。

さらに第１０図は本発明による距離継電器の他の実施例
である。本実施例は測距用の電圧信号の増幅度を変化さ
せ、動作リーチを変化（減少）させるものである。図中
の符号は第１財に対応している。１１３は可変増幅回路
であって補助変成器１と整定回路８との間に接続され、
投入指令印加回路によって駆動するよう構成されている
。その他の構成は、第１図よりインヒビツト回路１１を
削り除し、オンデイレイ回路１０の出力をそのまま継電
器出力とした構成である。

一方、第１１図は可変増幅回路１１３の構成図であって
、反転増幅器を２段カスケードに接続しており、Ｌｅな
いしＲａｎば抵抗、ＩＣ３，ＩＣ，は演算増幅器、ＴＲ
，、はＦＥＴスイッチであって投入指令印加回路１２の
信号によって駆動される。

この場合も投入指令印加回路の信号によって前記変圧器
励磁突入電流の継続中は第１１図々示可変増幅回路のＦ
ＥＴスイッチをオンして抵抗Ｌｃ　を側路し、その結果
、可変増幅回路１８の増幅率は、となり、入力電圧ぐに
よる電圧に２りはｎＫ７京となる。換鱈すればに２Ｖ一
定と考えると、電流ｉによる電圧に１１が山スになるこ
とを意味し、動作り一チは第１２図に示す如く十となる
。

以上のような構成でも本発明一実施例と同一の作用効果
があることは、言うまでもない。

以」二本発明−実施例に於いては、しゃ断器投入信号を
用いているがしゃ断器のパレット信号を用いても同一作
用効果があることは言うまでもない。

この時の第２図に示すオンデイレイ回路１６の時間は、
第１図に示す実施例の時間よりパレット信号送出分だけ
短いものとなる。

以上動作判定をアナログ演算にて行う距離継電器につい
て説明したが、系統の電圧及び電流をアナログ／デジタ
ル変換後、デジタル演算により動作判定を行うデジタル
モー形距離継電器においても、前記モー形距離継電器と
同様の適用が可能である。

第１３図はデジタル形距離ＲＹのブロック図で第１４図
はその演算フローチャー１−である。第１３図に示す如
く、入力変成器２０及び入力変流器２１にて適当な電圧
に変換された入力電圧立及び入力電流１−１６＝ は次段のアナログ／デジタル変換回路２２によりアナロ
グ／デジタル変換され、デジタル演算部２３に導入する
。さらに各しゃ断器の投入指令もデジタル演算部に導入
する。デジタル演算部２３においては、第１４図フロー
チャートに示す如＜、５ｔｅｐｌにて入力電圧夏、入力
電流ｉを読み込み、５ｔｅｐ　２において前記電流ｉに
比例した電圧に、ｉ及び前記入　　。

力電圧夏に比例した電圧に２　Ｖ　、に３　Ｖとから（
Ｋ、　ｔ−に７．Ｑ）とに３りの内積を求める。その後
５ｔｅｐ　３にて各しゃ断器の投入指令が出たと判断し
た場合、５ｔｅｐ４１こで出力をロックするように演算
しても本発明一実施例と同一の作用効果が得られること
は言うまでもない。

第１５図はさらに他の実施例における演算処理を示すフ
ローチャー１−である。５ｔｅｐ　１ては電圧、電流の
読み込み処理が行なわれる。５ｔｅｐ　２においてはし
ゃ断器投入指令が出たかを確認する。もしなければ５ｔ
ｅｐ　３　へ進み、電流ｉに比例した電圧に、ｉ、入力
電圧Ωに比例した電圧に、？及びに３Ｖとから（ＫＩＩ
　　Ｋ２Ω）とに３Ωの内積を求める。この場合は通常
の距離特性が得られる。

一方、５ｔｅｐ　２においてしゃ断器投入指令が出たこ
とを確認した場合、５ｔｅｐ　５においてＫｚＶをｎＫ
２窒にし、前記したように動作域を狭めた距離特性とす
る。

このように演算しても本発明一実施例と同一の作用効果
が得られることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば変圧器励磁突入電流
による影響のある時間だけ継電器の保護範囲をなくすよ
う構成したので変圧器励磁突入電流における距離継電器
の不要応動が簡便かつ確実に防止でき、信頼性の高い距
離継電器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のモー形距離継電器の一実施例を示すブ
ロック図、第２図は、第１図における投入指令印加回路
を示す図、第３図（イ）〜（ニ）は第２図における作用
を示す図、第４図は、第１図における継電器特性を示す
図、第５図は１、第４図に示す継電器特性と変圧器突入
時のインピーダンス軌跡を示す図、第６図は、他の実施
例におけるモー形距離継電器を示す図、第７図は第６図
に示すバイパス形オフデイレイ回路を示す図、第８図は
、他の実施例における距離継電器のブロック図を示す図
、第９図は、更に他の実施例における距離継電器を示す
図、第１０図は本発明による他の実施例のブロック構成
図、第１１図は第１０図に用いられる可変増幅回路図、
第１２図は第１０図の継電器特性図と変圧器投入時のイ
ンピーダンス軌跡を示す同第１３図は、他の実施例にお
けるデジタルモー形距離−ト、第１６図は、変圧器後備
保護に用いられる距離継電器の特性を示す図、第１７図
は、第１６図の距離継電器を適用した系統を示す図、第
１８図は変圧器の励磁突入電流を示す波形図である。　
　　１・・補助変成器　　　　２・・・補助変流器３・
・・メモリ回路　　　　４，８・・・方形波変換回路５
・・・移相回路　　　　１６・・・ベクトル合成回路＝
１９− ７・・・整定回路 １０．１６，１８，１０５，１０８，１０９，１１１・
・・オンデイレイ回路１０１・・・モー形距離継電器判
定部 １０３・・・第１段リアクタンス形距離継電器判定部１
０４・・・前方オフセットモー形距離継電器代理人　弁
理士　則　近　憲　佑 同　　　　第子丸　　　健 −２０＝ ロ　　　　　　ぐ　　　　　　１１ ”Σ、−一一 ゝ（−一〜、−一一一′ αコ トト °）　　　　　　　　　　　　　゛１ 第１３図 第１４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電力系統から取り入れた電圧及び電流を導入し、事故
   点までの距離に応じて動作する距離継電器において、し
   や断器の制御信号またはしや断器の開閉状態に対応した
   信号を用い、しや断器が投入された状態に変化した後、
   所定の時間内のみ前記継電器の動作域を制御することを
   特徴とする距離継電器。