JPH0159815B2 - - Google Patents

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JPH0159815B2
JPH0159815B2 JP57115988A JP11598882A JPH0159815B2 JP H0159815 B2 JPH0159815 B2 JP H0159815B2 JP 57115988 A JP57115988 A JP 57115988A JP 11598882 A JP11598882 A JP 11598882A JP H0159815 B2 JPH0159815 B2 JP H0159815B2
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Mitsubishi Electric Corp
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/28—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus
    • H02H3/283—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus and taking into account saturation of current transformers

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  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電力系統における保護対象線路、又は
機器を、保護区間の各端に設けた変流器からの導
出電流の差動をとることにより保護する差動保護
継電装置に関するものである。
説明に際し、変流器飽和の影響を最も受けやす
い母線保護について内外部の多重事故時でも応動
できる差動保護継電装置を例にとつて行うものと
する。従来の母線保護構成を第１図に示す。
図中、１は保護対象母線、１１……１ｎは母線
に接続される線路、１１１……１１ｎは各線路に
設置された変流器で、保護区間への流入電流を正
方向として２次電流を導出する。２１……２ｎは
母線保護装置内の入力トランス、３１……３ｎ
は、変流器１１１……１１ｎの導出電流波形のう
ち正の半波形を電流合成するためのダイオード、
４１……４ｎは負の半波形を電流合成するための
ダイオード、５１は正の半波形を電圧V1に変換
するための抵抗器、５２は負の半波形を電圧V2
に変換するための抵抗器、５３は正、負の合成
波、すなわち、差動電圧V0を得るための抵抗器、
６は保護区間に流入する電流の合成値と流出する
電流の合成値との和に対応する電圧を抑制力｜
V1｜＋｜V2｜として、保護区間に流入する電流
の合成値と流出する電流の合成値との差に対応す
る電圧を動作力V0として、内・外事故判定を最
終的に行う判定部である。
次に動作原理を説明する。常時、又は外部故障
時で変流器１１１……１１ｎに飽和現象の無い時
は母線１に入つてくる電流の合成値と母線１から
出て行く電流の合成値はキルヒホツフの法則から
等しくなり、図のV0＝０、｜V1｜＋｜V2｜≠０
｜V1｜＝｜V2｜が成立し、動作力が働かないた
め判定部６は不動作判定をする。
一方、外部故障を含む内部故障時は母線１に入
つてくる電流の合成値と母線１から出て行く電流
の合成値は、アンバランスとなり、V0≠０、｜V1
｜＋｜V2｜≠０（｜V1｜≠｜V2｜）が成立し、
判定部６は動作力と抑制力とが一定の比率を越え
ると動作判定を行う。ここでの一定の比率につい
ては第２図に根拠を示している。図の実線の大き
い波イは母線内部事故時、母線に向つて入つて来
る電流、小さい波ロは母線から出て行く電流を示
す。一般に母線保護では、内−外部の多重事故時
も応動できることを期待し、流入電流イに対し流
出電流ロが1/2程度以下ならば応動し得る比率を
持たせており、第２図では1/2程度の場合を示し
ており、破線の波形ハは差動電流を示すことにな
る。すなわち、第２図の各波形が入つた場合、第
１図の判定部６にはV0：｜V1｜＋｜V2｜＝１：
３の割合で入力が入り、この入力状態が動作限界
となる比率特性を有している。
第３図は外部故障で、故障電流中に直流分が重
畳されてるケースであり、外部故障発生時、当該
端子の変流器の飽和現象で斜線部の時間帯しか変
流器２次電流を出せないことを示している。すな
わち、斜線部の時間帯は完全に差動入力は零とな
るが、それ以外の部分ではV0：｜V1｜＋｜V2｜
＝１：１となる区間が生じ、当然のことながら動
作力に対して抑制力が小さくなり動作側に判定し
てしまう。
従つて、故障電流中に直流分が重畳される外部
事故では、第３図に示す故障発生から変流器飽和
に至る数msの斜線の時間帯で内外部事故を判定
し、外部事故と判定した後は判定機能をロツクす
るという方法を採る必要があつた。
従来の差動保護継電装置は以上のように高速で
判定させる必要があるので、系統からのノイズ侵
入等に対する過渡応動が避けられないという欠点
があつた。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去することを目的になされたもので、保護区間に
流入する電流の合成値と流出する電流の合成値と
の大きさを比較して内外部事故を区別することに
より、変流器飽和の影響に強く過渡応動の心配が
いらない差動保護継電装置を提供するものであ
る。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第４図はこの発明の一実施例の全体構成図
で、第５図は第４図の判定部の内部構成を示す。
第４図において、第１図と同一部分には同一符号
を付して重複説明を省略する。第４図中、７は判
定部を示し、第５図中、７１，７２……７８は抵
抗器、７９は定電圧ダイオード、８０は整流器、
８１は｜V1｜＝｜V2｜が成立した時に出力を出
す演算器、８２は１／２｜V1｜＞｜V2｜の時に出力 を出す演算器、８３は１／２｜V2｜＞｜V1｜の時に 出力を出す演算器、８４はV0≠０の時に出力を
出す演算器、８５は演算器８１からの出力が一定
時間出ると抑制パルス発生器８６のゲートを開く
信号を発するタイマー、８７は演算器８４の出力
が出て、かつ抑制パルス発生器８６のパルス出力
が一定時間来ない時に出力を出す最終判定タイマ
ー部を示す。また、８は抵抗５３，７７，７８と
定電圧ダイオード７９と整流器８０と演算器８４
とで構成される差動電圧検出器である。
次に実施例の動作について説明する。
演算器８２又は８３からの出力は抑制パルス発
生器８６からの抑制パルスを阻止する。また、タ
イマー８５の出力は演算器８２，８３の出力より
も信号的に優先するものである。（阻止しない条
件時は抑制パルスが常時出る。） つまり、常時、又は外部故障で変流器１１１…
…１１ｎが飽和しない時は母線１に入つて来る電
流の合成値と母線１から出て行く電流の合成値は
等しくなるから、｜V1｜＝｜V2｜が成立するの
で、第６図ｆに示すように演算器８１より出力が
出て、この出力が一定時間継続すると、タイマー
８５から出力が出て、第６図ｊに示すように抑制
パルス発生器８６から最終判定タイマー部８７へ
常時抑制をかける形となるため、装置は動作しな
い。
第２図の外部故障を含む内部故障のケースでは
１／２｜V1｜＝｜V2｜又は１／２｜V2｜＝｜V1｜が成 立し、演算器８２，８３の出力限界、すなわち、
装置の動作限界となる。もし、流入電流イに対し
て流出電流ロが１／２以下になれば、 １／２｜V1｜＞｜V2｜又は｜１／２｜V2｜＞｜V1｜が 成立し、演算器８２又は８３から抑制パルス発生
器８６に対して抑制パルス阻止の信号が第７図
ｆ，ｇに示すように出力される。この状態で、差
動電圧検出器８が出力すると（第７図ｉ参照）、
最終判定タイマー部８７は抑制パルス発生器８６
からの出力が一定時間ないことを確認して動作判
定を行い（第７図ｊ参照）、内部事故が検出され
る。
ここで、タイマー８５の一定時間は、内部事故
時に流入電流と流出電流の位相ズレで、演算器８
１が誤動作するのを防止するためのものであり、
最終判定タイマー部８７の一定時間は、内部事故
時に流入電流と流出電流の位相ズレで、演算器８
２又は８３が誤不動作するのを防止するためのも
のである。
一方、第３図の故障電流中に直流分が重畳され
る外部故障では、第８図に示すように斜線部の区
間で｜V1｜＝｜V2｜が成立して演算器８１が出
力を出し、タイマー８５より出力が出て抑制パル
ス発生器８６から抑制パルスが出る。またこのと
き、演算器８２，８３からは出力が出ない。そこ
で、抑制パルス発生器８６の機能としてタイマー
８５から出力を出した場合、第３図ｔの時間だけ
出力を引き伸ばすようにしておけば、第８図ｋに
示すように斜線部以外の区間でも最終判定タイマ
ー部８７へ抑制パルスが出て第８図ｊに示すよう
に差動電圧検出器８から誤差、差動出力がいくら
出ても動作を阻止し得る。すなわち、本発明によ
る方式では過渡応動の心配が無く、高速で判定で
きる。
以上のように、この発明によれば、保護区間に
流入する電流の合成値と流出する電流の合成値と
の大きさを比較して内外部事故を区別し、且つ両
方の合成値が等しい期間が終了してから一定の期
間が経過するまでは合成値の大小に関係なく継電
器が動作しないように構成したので、変流器飽和
の影響に強く過渡応動の心配がいらない差動保護
継電装置を得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の母線保護構成図、第２図は多重
故障時の電流波形図、第３図は外部直流分重畳故
障時の電流波形図、第４図はこの発明に係る差動
保護継電装置の一実施例を示す母線保護構成図、
第５図はこの発明に係る差動保護継電装置の一実
施例を示す判定部の内部構成図、第６図乃至第９
図はこの発明の動作を説明する図で、第６図は単
純外部故障時の各部の波形図、第７図は単純内部
故障時の各部の波形図、第８図は変流器が飽和し
た時の各部の波形図、第９図は電源位相がある内
部故障時の各部の波形図である。 図において、１は母線、１１……１ｎは線路、
１１１……１１ｎは変流器、２１……２ｎは入力
トランス、３１……３ｎは正半波用ダイオード、
４１……４ｎは負半波用ダイオード、５１，５
２，５３は抵抗器、７は判定部、８は差動電圧検
出器、７１……７８は抵抗器、７９は定電圧ダイ
オード、８０は整流器、８１……８４は演算器、
８５はタイマー、８６は抑制パルス発生器、８７
は最終判定タイマー部である。なお、図中、同一
符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 保護区間の各端に設置された変流器の導出電
    流から上記保護区間に流入する電流の合成値と流
    出する電流の合成値との差を導出する差動電圧検
    出器と、上記各変流器の導出電流から上記保護区
    間に流入する電流の合成値と流出する電流の合成
    値とが等しいことを検出する第１の演算器と、上
    記保護区間に流入する電流の合成値が流出する電
    流の合成値に比し所定の比率以上であることを検
    出する第２の演算器と、上記保護区間から流出す
    る電流の合成値が流入する電流の合成値に比し所
    定の比率以上であることを検出する第３の演算器
    と、上記第１の演算器が出力を出したときは一定
    の期間が経過するまでは第２および第３の演算器
    の応動に無関係に抑制パルスを発生する抑制パル
    ス発生器とを備え、上記抑制パルス発生器が抑制
    パルスを発生せず上記差動電圧検出器が出力して
    いるとき動作する差動保護継電装置。
JP57115988A 1982-07-01 1982-07-01 差動保護継電装置 Granted JPS596715A (ja)

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EP83303690A EP0098721B1 (en) 1982-07-01 1983-06-27 Differential protection relay device
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JPS596715A JPS596715A (ja) 1984-01-13
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