JPH0158733B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は電力系統を保護する電流差動保護継電
装置等の保護継電装置に係り、特に自動監視制御
の改良に関するものである。

〔発明の技術的背景〕

近年、超高圧系統の重要幹線においても多端子
送電系統が計画され、それらを保護する保護継電
装置も電流差動原理を主体とし、各端子の電流情
報の伝送方式が異なるだけのデイジタル電流差動
保護継電装置（PCM保護継電装置）、FM電流差
動保護継電装置が開発されてきている。これらの
電流差動保護継電装置を使用して電力系統の送電
線を保護する場合、当該端子のしや断器“開”条
件が一定時間継続したことを条件に、その端子が
休止状態であると判定してその端子の電流を
“０”の値に制御する方式が採用されている。こ
のような電流差動保護継電装置は、そのいずれも
原理上各端子間の電流量を伝送し合う必要があ
り、且つ点検機能具を具備しているのが一般的で
あることから、点検時の点検電流の相手端子への
影響を考慮する必要があることは言うまでもな
い。即ち、点検を実施しようとする端子から点点
検電流を入力した場合、上述したように相手端子
にも電流が送信され、相手端子のリレーに影響を
及ぼして誤動作を招くことがあり得る。以下、こ
の点について詳述する。

第１図は、かかる電流差動保護継電装置により
２端子系統を保護する場合の構成を示すものであ
る。図において送電線１の両端子Ａ，Ｂの電流変
成器２Ａ，２Ｂより、送電線に流れる電流i_A，i_B
が各端子の電流差動継電装置（以下、電流差動リ
レー装置と称する）３Ａ，３Ｂに取込まれる。い
ま、点検端子をＡ端子とした場合、点検電流i_TS
は上記電流i_Aに重畳して得られる電流（i_A＋i_TS）
が、相手端子Ｂに伝送装置４Ａ，４Ｂを介して伝
送される。同時に、相手端子Ｂからは上記電流i_B
が伝送装置４Ｂ，４Ａを介して電流差動リレー装
置３Ａに伝送されて取込まれる。各々の端子Ａ，
Ｂで検出される差動電流idは、 id＝i_A＋i_TS＋i_B ……(1) である。従つて、常時の負荷状態にある時は（i_A
＋i_B＝０）であるから、点検電流が差電流分とな
り、点検時に不要な動作を招くことがわかる。

そこで、このような不要応動を防止するため、
従来第２図で示すような処置が行なわれている。
なお、図では第１図と同様に点検を行なう端子を
Ａ端子としている。図において、Ａ端子の電流差
動リレー装置３Ａから点検指令信号が、伝送装置
４Ａ，４Ｂを介してＢ端子の電流差動リレー装置
３Ｂに送信される。相手Ｂ端子の電流差動リレー
装置３Ｂでは、Ａ端子の点検電流i_TSによつて影
響を受けるリレー装置を、不動作側に処理するか
もしくはしや断器引外し回路をロツクするかし
て、その処理が確認されたことをＡ端子に返送す
る。Ａ端子では、上記返送された信号が届いたこ
とを条件に点検電流を入力するように制御してい
る。

しかし、第１図に示すようにＡ端子のしや断器
５Ａを“開”として休止状態を作り、Ａ端子の電
流差動リレー装置３Ａの点検を行なつている間
に、図中のＡ，Ｂ端子間のＦ点に事故が発生した
場合、Ａ端子はしや断器５Ａが開いているため、
事故電流i_Fが流れず事故を検出することができな
い。さらに、Ｂ端子でもＡ端子からの点検指令に
より電流差動リレー装置３Ｂは不動作側に処理さ
れているため、Ａ端子からの点検指令が除去され
る迄事故を検出することが出来ないので、しや断
器５Ｂを引外す指令を出すタイミングが遅れるこ
とになる。以上のタイミングを示すと、第３図の
タイムチヤート図の如くとなる。同図において、 ａ…Ａ端子から点検指令をＢ端子へ送出する。

ｂ…Ａ端子からの点検指令を送出する前に、しや
断器３相開状態がＢ端子へ送出され、Ｂ端子で
はＡ端子を休止状態とみている。

ｃ…Ｂ端子はＡ端子からの点検指令を図中のts時
点で受信し、且つ点検によつて影響を受けるリ
レー装置を不動作側に処理して、Ａ端子へ点検
確認指令を送り返す。

ｄ…Ａ端子ではＢ端子からの確認信号を受信し
て、点検電流i_TSを電流差動リレー装置３Ａに
入力する。なお、Ａ端子休止前は負荷電流i_Lが
流れている。

ｅ…リレー装置に点検電流が入力されている間の
図中のtF時点で事故が発生した場合、Ａ端子
では点検電流印加対象の点検ステツプがt_A時点
で終了して、次のステツプに点検が移行してＢ
端子からの受信電流（事故電流i_F）によつて電
流差動リレー装置が動作し、その後にａの点検
指令信号が解除される。

ｆ…なお、Ｂ端子でのＡ端子の電流は、点検中を
含め休止状態中は“０”である。

ｇ…Ｂ端子の電流差動リレーは、Ａ端子の点検中
t_F時点で事故が発生しても、Ａ端子の点検入力
印加対象のステツプ終了時点t_Aから所定時間後
の時点t_B迄動作できない。すなわち、（t_B−t_F）
間だけ事故除去が遅れることになる。

〔背景技術の問題点〕

以上の如く基幹系の多端子保護を目的とした電
流差動保護継電装置においては、休止端子での点
検中に区間内部事故が発生した場合、休止端子の
電流差動リレー装置の点検が終了するまで事故を
検出できず、事故検出時間が非常に遅れて高速に
事故除去を行なうことができない。

〔発明の目的〕

本発明は上記のような問題点に鑑みて成された
もので、その目的は休止端子の点検中に区間内部
事故が発生した場合にも相手端子での事故検出時
間が遅れることがなく高速に事故除去を行なうこ
とができる保護継電装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するために、電力系統の各端
子に継電装置をそれぞれ設置し、各端子の電流情
報を用いて動作判定を行なう、点検機能を備えた
保護継電装置において、 第１の本発明では、自端子の点検指令を相手端
子へ送信する点検指令送信手段と、前記自端子の
点検指令と相手端子からの確認信号とが共に成立
したことを条件に、自端子の継電装置に対する点
検入力印加指令を出力する点検入力印加指令出力
手段と、相手端子からの点検指令を受信したこと
と相手端子が休止状態でないことを条件に、自端
子の継電装置を不動作側に処理する不動作側処理
手段と、相手端子からの点検指令を受信したこと
の前記確認信号を相手端子へ送信する確認信号送
信手段とを備えて構成し、 また第２の本発明では、自端子の点検指令を自
端子が休止状態でないことを条件に相手端子へ送
信する点検指令送信手段と、前記自端子の点検指
令と自端子が休止状態であることあるいは相手端
子からの確認信号とが共に成立したことを条件
に、自端子の継電装置に対する点検入力印加指令
を出力する点検入力印加指令出力手段と、相手端
子からの点検指令を受信したことを条件に、自端
子の継電装置を不動作側に処理する不動作側処理
手段と、自端子の継電装置が不動作側に処理され
たことの確認信号を相手端子へ送信する確認信号
送信手段とを備えて構成している。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図面に示す一実施例について説
明する。

第４図は、本発明によるデイジタル電流差動保
護継電装置の構成例を示すものである。但し、
PCM伝送方式を用いたデイジタル電流差動保護
継電装置の基本的な考え方については、“電気協
同研究第32巻第３号「多端子送電線保護リレー」”
にて周知であるので、ここでは主要点のみについ
て述べる。また、図において第１図と同一部分に
は同一符号を付して示す。

図において、電流差動リレー装置３Ａは電流差
動リレー３０Ａとそのインターフエース部３１Ａ
から成る。電流差動リレー装置３０Ａは下記の回
路で構成される。電流変成器２Ａを介して得られ
る電流i_Aは、所定の変換比で電圧量に変換する入
力変換器３０１Ａを介してフイルター３０２Ａに
入力され、不要な周波数成分を除去してサンプリ
ングホールド回路３０３Ａに取込まれる。サンプ
リングホールド回路３０３Ａの出力は、Ａ／Ｄ変
換器３０４Ａを介してデイジタル信号に変換され
てデータメモリー（RAM）３０６Ａに取込ま
れ、同時に直、並列データを並、直列データに変
換するデータ変換回路３０５Ａを介して得られる
直列送信データS_Aを、伝送装置４Ａに送出して
相手端子Ｂに伝送される。同時に、相手端子Ｂか
らの受信データR_Bをデータ変換回路３０５Ａを
介して、Ｂ端子からのしや断器条件Ｂ、点検確認
信号Ｂおよび電流i_Bがデータメモリ（RAM）３
０６Ａに取込まれる。このデータメモリ３０６Ａ
に取込まれたデータを用いて、プログラムメモリ
ー（ＲＭ）３０８Ａに記憶されている所定の処
理プログラムを中央演算制御部（CPU）３０７
Ａにて実行する。さらに、インターフエース部３
１Ａからの入力情報を取込み、且つ所定の判断結
果に基づいて出力したりするためのインターフエ
ース回路Ｉ／３０９Ａから成る。

一方、インターフエース部３１Ａはしや断器５
Ａの３相の開閉状態を示す補助リレーの接点３１
１Ａ，３１２Ａ，３１３Ａを、バツフア回路３１
４Ａを介して所定のロジツク信号レベルに変換し
て電流差動リレー装置３０ＡのＩ／回路３０９
Ａに入力するのと同様に、相手端子Ｂにもデータ
変換回路３０５Ａを介して送られる。また、電流
差動リレー装置からの点検指令信号も、データ変
換回路を介して出力される点検入力印加指令によ
つて、インターフエース部３１Ａの点検電源３１
７Ａの入力制御を行なう補助リレー３１６Ａが駆
動され、点検入力i_TSが入力変換器３０１Ａに上
記電流i_Aと共に取込まれる。

なお、以上と同様の構成回路をＢ端子にも備え
ている。

次に、本発明の骨子となる処理内容を第５図
ａ，ｂに示す論理回路を用いて述べる。同図ａは
点検端子での処理回路を示すもので、点検入力印
加指令の成立条件回路である。即ち、自端子の点
検指令によつて“１”となる信号６０１Ａと、相
手端子からの確認条件成立で“１”となる信号６
０２Ａとを入力とするアンド回路６０Ａの出力を
点検入力印加信号６０３Ａとする。また同図ｂ
は、点検指令を受ける側の処理回路を示すもので
ある。つまり、点検端子からの点検指令受信時
“１”となる信号６０１Ａ，Ａ端子からのしや断
器開閉情報から判定された休止状態時“１”とな
る信号６１２Ｂの反転信号とを入力とするアンド
回路６１Ｂの出力６１３Ｂが“１”の時に、点検
入力信号によつて影響を受けるリレーを不動作側
に処理する。さらに、上記休止状態時“１”とな
る信号６１２Ｂと上記アンド回路６１Ｂの出力６
１３Ｂとを入力とするオア回路３２Ｂの出力と点
検指令６０１Ａとを入力とするアンド回路６３Ｂ
の出力とを、点検端子（Ａ端子）へ確認信号６０
２Ａとして伝送装置を介して送出するように処理
する。

この第５図のｂが本発明の骨子で、同図ａはそ
の説明を容易にするための説明図である。同図ｂ
の基本的考え方は、休止端子からの点検指令は無
条件に無視し且つ確認信号を送出するようにし
て、不要にリレー機能を阻害することのないよう
にしたものである。即ち、非点検端子では点検端
子が休止状態にあればその端子からの電流を
“０”と制御するようにしている故、点検電流の
影響を受けることがない。従つて、リレー装置を
不動作側に処理すること自体が不要な処理である
ことは一目瞭然である。

次に、その作用について第６図に示すタイムチ
ヤート図を用いて述べる。第６図は、点検端子が
休止端子の場合で第３図と同様に点検中に区間内
事故が発生した時の、非点検端子における電流差
動リレー装置の応動を示したものである。以下、
順追つて各信号のタイミングを説明する。同図に
おいて、 ａ…Ａ端子から点検指令をＢ端子へ送出する。

ｂ…Ａ端子からの点検指令を送出する前に、しや
断器３相開状態信号がＢ端子へ送出され、Ｂ端
子ではＡ端子を休止状態と判定している。

ｃ…Ｂ端子はＡ端子からの点検指令を受信し、且
つＡ端子が休止状態にあることから点検確認指
令をＡ端子へ送出する。さらに、Ａ端子が休止
端子であることから電流差動リレー装置を不動
作側に処理することはない。

ｄ…Ａ端子では、Ｂ端子からの確認信号を受信し
て点検電流i_TSを電流差動リレー装置に入力す
る。Ａ端子休止前は、負荷電流i_Lが流れてい
る。

ｅ…ｂでのＡ端子が休止状態にあることから、Ｂ
端子ではＡ端子から送られてくるｄの点検電流
はもちろん電流を零として扱つている。休止検
出前は負荷電流i_Lを受信している。

ｆ…Ｂ端子でのＢ端子電流は、事故が矢印で示さ
れる時点以降の事故電流i_Fとなり、同時にＡ端
子の電流をｅの処理を施していることから差動
電流分もi_Fとなる。

ｇ…ｆで発生した事故電流分により電流差動リレ
ー装置が動作し、且つｃからわかるように不動
作側に処理されることがなく、第３図に比べて
はるかに事故検出時間が速くなつている。

上述したように、本実施例のデイジタル電流差
動保護継電装置は、自端子の点検指令を相手端子
へ送信する点検指令送信手段と、自端子の点検指
令と相手端子からの確認信号とが共に成立したこ
とを条件に、自端子の電流差動リレー装置に対す
る点検入力印加指令を出力する点検入力印加指令
出力手段と、相手端子からの点検指令を受信した
ことと相手端子が休止状態でないことを条件に、
自端子の電流差動リレー装置を不動作側に処理す
る不動作側処理手段と、相手端子からの点検指令
を受信したことの上記確認信号を相手端子へ送信
する確認信号送信手段とを備えて構成するように
したので、休止端子の点検中に区間内部事故が発
生した場合にも、相手端子での事故検出時間が遅
れることなく極めて高速に事故を除去することが
可能となる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。

(1) 以上の説明は非点検端子での処理方法につい
て述べたが、点検端子においても処理すること
ができ、第７図ａ，ｂの論理回路でその骨子を
説明する。同図ａは点検端子での処理回路を示
すもので、相手端子への点検指令送出条件と点
検入力印加指令の成立条件を示すものである。
また、同図ｂは点検指令を受信する側の端子で
の処理内容をブロツク図にて示したものであ
り、相手端子の休止状態如何によつて処理を変
えることはない。

図において、Ａ端子での点検指令によつて
“１”となる信号６０１Ａと、自端子の休止状
態“１”となる信号６１２Ａの反転信号８１２
Ａとを入力とするアンド回路８１Ａの出力を、
相手端子Ｂへ点検指令８１１Ａとして送信す
る。さらに、上記休止状態信号６１２Ａと、Ｂ
端子からの不動作側に処理したという確認信号
６０２Ａとを入力とするオア回路８２Ａの出力
８１３Ａによつて、休止端子時には相手端子か
らの確認信号を受信せずとも入力印加できるよ
うにしている。即ち、上記出力８１３Ａと点検
指令信号６０１Ａとを入力とするアンド回路８
３Ａの出力を、点検入力印加指令とする。ま
た、以上の処置は相手端子では点検端子が休止
であろうとなかろうと全く関係なく、単に、点
検指令を受信した時のみ、点検電流によつて影
響を受けるリレー装置を不動作側に処置すれば
よい。

第８図は、第５図と同様に第７図の処理を施
した場合のタイミングチヤート図を示すもので
ある。同図ｃで示される信号は、Ｂ端子への点
検指令送信信号である。即ち、第７図の８１１
Ａなる信号である。ｂの休止状態信号が“１”
であるので、Ｂ端子への点検指令信号は“０”
で、相手端子Ｂではリレーを不動作側に処置す
ることはない。ｄ〜ｇは、第５図と同じタイミ
ング内容となる。この第８図からわかるよう
に、第３図に比していずれもＡ端子休止時の点
検中にも区間内事故が生じた場合、事故検出時
間が遅れることなく素速く事故除去を行なうこ
とができる。

(2) 上記実施例では２端子構成で説明したが、３
端子以上の多端子送電系統においても本発明を
適用することができることは言う迄もない。第
９図は、３端子の場合の処理回路例を、第５図
の例と同様に論理回路で示したものである。同
図からわかるように、第５図のＢ端子側の処理
と同じ処理をＣ端子でも行なえばよく、点検端
子側ではＢ端子からの確認信号とＣ端子からの
確認信号共に成立して、点検入力印加指令を送
出するように処理すればよい。また、第１０図
は第７図の２端子処理を３端子処理にした例を
示すものであり、同図中の点線で囲んだ部分、
すなわちＣ端子からの確認信号処理を点検入力
印加条件に加えれば３端子処理とすることがで
きる。

(3) 上記実施例では電流差動保護継電装置で説明
したが、電流差動保護継電装置に限定すること
なく位相比較保護継電装置等にも適用でき、そ
の例を第１１図に示す。図において、点検端子
が休止時には同図中の休止状態時“１”なる信
号を相手端子へ許容信号として送出する。休止
状態時には、その反転信号と点検指令信号との
アンド回路出力を相手端子への点検指令、つま
りリレーロツク信号として送出する。即ち、点
検端子が休止時には非点検端子では自端子の位
相比較信号によつてのみ動作判定すればよく、
リレー装置を不要にロツクすることなく高速度
の事故検出が可能となる。第１２図は、かかる
タイムチヤート図を示すものである。図におい
て、 ａ…Ａ端子での点検指令タイミングを示す。

ｂ…Ａ端子での休止状態信号を示す。

ｃ，ｄ…Ａ端子の電流で、ｂで示す休止前は負
荷電流i_Lが流れており、Ｌレベル以上“１”、
以下“０”なる信号をｄに示すように、Ｂ端
子への位相比較信号として送信する。即ち、
Ａ端子休止検出後は第１１図からわかるよう
に強制許容信号“１”としてＢ端子へ送信さ
れる。

ｅ，ｆ…Ｂ端子の電流は、Ａ端子のしや断器
“開”等の運用操作による休止状態後は負荷
電流i_Lがなくなつている。時刻t_Fの時点で事
故が発生して事故電流i_Fが流れ、Ｈレベル以
上“１”，以下“０”なる位相比較信号がｆ
のタイミングで作成される。

ｇ…ｄ，ｆで得られるＡ端子からの位相比較信
号と、Ｂ端子の位相比較信号との重なり時間
が所定時間以上あれば位相比較リレーが動作
信号を出力する。Ａ端子休止時に点検しても
Ｂ端子リレーを不要にロツクすることがない
ため、点検中に事故が発生しても事故をすみ
やかに検出除去できることがわかる。即ち、
上記実施例で説明した電流差動保護継電装置
の第８図の送信側での処理方法の、位相比較
保護継電装置への適用側である。

(4) 位相比較保護継電装置への適用例として、第
１１図、第１２図で述べたのは点検起動端子に
て制御する方式であるが、相手端子にて休止を
検出させる装置では、非点検端子にて相手端子
からの点検指令を使用するか否かの判定を行な
わせるようにしても良い。３端子系統に用いら
れるいわゆる多段式位相比較保護継電装置で
は、休止端子の電流を零として扱つているの
で、第５図〜第１０図に説明した電流差動保護
継電装置への適用方法と同様に適用可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、休止端子
の点検中に区間内部事故が発生した場合にも相手
端子での事故検出時間が遅れることなく高速度に
事故除去を行なうことができる極めて信頼性の高
い保護継電装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の対象とするシステム構成図、
第２図は本発明の対象とする従来技術の説明図、
第３図は従来技術の欠点を説明するタイムチヤー
ト図、第４図は本発明の実施例構成を示す図、第
５図ａ，ｂおよび第７図ａ，ｂは本発明の骨子を
説明する論理回路図、第６図および第８図は本発
明の作用を説明するためのタイムチヤート図、第
９図および第１０図は本発明の多端子系統への適
用例を示す図、第１１図および第１２図は本発明
の他の実施例とその作用を説明するためのタイム
チヤート図である。 １……送電線、２Ａ，２Ｂ……電流変成器、３
Ａ，３Ｂ……電流差動リレー装置、４Ａ，４Ｂ…
…伝送装置、５Ａ，５Ｂ……しや断器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電力系統の各端子に継電装置をそれぞれ設置
   し、各端子の電流情報を用いて動作判定を行な
   う、点検機能を備えた保護継電装置において、 自端子の点検指令を相手端子へ送信する点検指
   令送信手段と、前記自端子の点検指令と相手端子
   からの確認信号とが共に成立したことを条件に、
   自端子の継電装置に対する点検入力印加指令を出
   力する点検入力印加指令出力手段と、 相手端子からの点検指令を受信したことと相手
   端子が休止状態でないことを条件に、自端子の継
   電装置を不動作側に処理する不動作側処理手段
   と、相手端子からの点検指令を受信したことの前
   記確認信号を相手端子へ送信する確認信号送信手
   段と、 を備えて成ることを特徴とする保護継電装置。 ２ 電力系統の各端子に継電装置をそれぞれ設置
   し、各端子の電流情報を用いて動作判定を行な
   う、点検機能を備えた保護継電装置において、 自端子の点検指令を自端子が休止状態でないこ
   とを条件に相手端子へ送信する点検指令送信手段
   と、前記自端子の点検指令と自端子が休止状態で
   あることあるいは相手端子からの確認信号とが共
   に成立したことを条件に、自端子の継電装置に対
   する点検入力印加指令を出力する点検入力印加指
   令出力手段と、 相手端子からの点検指令を受信したことを条件
   に、自端子の継電装置を不動作側に処理する不動
   作側処理手段と、自端子の継電装置が不動作側に
   処理されたことの確認信号を相手端子へ送信する
   確認信号送信手段と、 を備えて成ることを特徴とする保護継電装置。