JPH0210655B2 - - Google Patents
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- JPH0210655B2 JPH0210655B2 JP57144414A JP14441482A JPH0210655B2 JP H0210655 B2 JPH0210655 B2 JP H0210655B2 JP 57144414 A JP57144414 A JP 57144414A JP 14441482 A JP14441482 A JP 14441482A JP H0210655 B2 JPH0210655 B2 JP H0210655B2
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Description
本発明は電力系統の母線等を保護する比率差動
継電器に関する。 従来この種の比率差動継電器としては第１図に
示す回路方式が知られている。この第１図におい
て１は電力系統の母線、２−１〜２−ｎは分岐系
統の電流検出用変流器（以下CTと略称）、３−１
〜３−ｎは入力装置で以下の要素より構成されて
いる。４，５はトランス、６は抵抗、７は全波整
流回路である。また、８は比率差動継電器で次の
回路要素より構成されている。９はトランス、１
０は全波整流回路、１１，１２は抵抗、１３は入
力信号のレベル検出回路、１４は出力リレーであ
る。 次に第１図の従来回路について以下動作を説明
する。まず、入力装置３−１〜３−ｎに内蔵のト
ランス４は電流検出用CT２−１〜２−ｎの２次
電流を各々変換し、トランス４の２次出力は全て
並列接続している。今、CT２−１の２次出力を
検出入力とする入力装置３−１内のトランス４の
合成変流比と他の回線のCT２−２〜２−ｎ及び
各々の入力装置のトランス４の合成変流比とが全
回線とも同一である場合にはキルヒホツフの第１
法則により入力装置３−１〜３−ｎのトランス４
の２次電流合成値（以下差動電流と称する）IDは
平常時には零となり、又母線１の外部事故に対し
ても故障電流は母線１を貫通するため零となる。
一方母線１の内部事故時は電源端より母線１の事
故点に向つて電流が流入するのみであるため差動
電流は零ではなくなる。このように母線の内部事
故時と平常時、あるいは外部事故時の差動電流の
相違を検出する方法を一般に差動方式と称してい
る。すなわち、この差動方式の原理が成立するの
はCT２−１〜２−ｎ、又は入力装置のトランス
４の変流比が誤差を生じない領域においてであ
り、大電流域ではCT２−１〜２−ｎ、又はトラ
ンス４が飽和し誤差電流を生じ、適用に問題があ
る。つまり、この場合は外部事故でありながら誤
差差動電流が生じ、リレーが誤差動作するため、
大電流域においてはリレーの検出感度を低下させ
ておき、誤差々動電流を容易に検出しないような
対策を施している。この方法としてCT２−１〜
２−ｎの２次電流に比例した電圧をトランス５及
び出力抵抗６で導出し、全波整流回路７を介して
各回線の出力電圧を並列合成して得られる出力電
圧（以下抑制電圧と称する）でリレーの検出値を
抑制する。この回路方式を比率差動方式と称し、
原理構成の例は第１図の比率差動継電器８に図示
の如き回路構成をとつている。すなわちトランス
９は差動電流IDを受け全波整流回路１０を介して
抵抗１１に出力電圧｜EO｜を発生させる。一方
各入力装置３−１〜３−ｎより導出された抑制電
圧は抵抗１２の両端に電圧｜ER｜として受け、
差動出力電圧｜EO｜と抑制出力電圧｜ER｜は減
算されるように接続して｜EO｜−｜ER｜Ｋ（Ｋ
は定数）をレベル検出器１３で判定し、内部事故
時のみ出力リレー１４を動作させる。 次に従来方式の動作特性について以下に説明す
る。第２図は第１図に示した従来方式の特性図
で、一般に１端子比率特性と称する。横軸に抑制
量（１端子のCT2次電流に比例した値でITとす
る）、縦軸に差動量IDを取り、抑制量ITを変化さ
せた時のリレー動作の限界差動量IDの軌跡を表わ
し、電流ID、ITはいずれも入力装置の１次入力に
おける値である。直線25はIT＝IDであり母線に電
流端が１回線のみ接続された時の抑制量と差動量
の条件である。すなわち抑制量は各回線のCTの
２次電源に比例し、差動量は各回線のCTの２次
電流ベクトル和であるが、１端電源であるため結
局抑制入力量と同一になる。従つて比率差動継電
器８の動作特性としては必ず直線25よりは傾斜の
小さい特性にする必要がある。尚、ここでは特に
詳細に説明はしないが、母線の内部事故でありな
がら流出電流の生じる母線構成もあり、一般に流
入２に対し流出１の比率の事故まで検出できるよ
うになつていなければならない場合もあり、この
条件下では直線25の傾きはID／IT＝0.5となる。よ
つてリレーの動作特性２６としては傾きID／IT
0.5でなければならず抑制効果としては弱められ
る方向になる。 従来の比率差動継電器は以上のように構成され
ていたので、流出電流のある母線内部事故を検出
させるための抑制力はID／IT0.5とする必要があ
り、あまり抑制力を強大にする事はできず母線外
部事故時の電流検出用CTの飽和による誤差対策
としては性能が劣つている。したがつて極端な
CTの飽和を生じさせないように、CTの容量を充
分大きくとつておく必要があつた。しかし最近の
超々高圧系統においては系統容量の増大で、送電
線容量が大幅に増大し事故時の過渡直流分電流減
衰時間が大きくなり、又リレーの動作も高速を要
求されているため事故発生後１サイクル程度で動
作できるようなものが必要となつている。直流分
を含んだ電流をCTに印加すればCTは極端に飽和
し易すくなる事は周知の通りであり、外部事故時
の送電線保護リレーの後備しや断時間以上の間、
CTを無飽和にして置くとすればCT容量は膨大な
大きさとなるを免れない。又CTに残留磁束があ
りその残留磁束に加えられる方向の事故電流が流
れた場合には、直流分電流の影響とは別の問題と
してCTは事故電流第１波においてすぐ飽和する
ので高速動作形であれば、これで誤動作してしま
うという大きな欠点があつた。 本発明は上記の欠点を除去するためになされた
もので、近年益々比率差動継電器に対する性能要
求がきびしくなつてきている折から、従来形継電
器では性能的に対処の限界に来ていることに鑑
み、超高速でかつ電流検出用CTの飽和に対する
性能を大幅に向上させ、かつCT容量の増大を極
力抑えた高性能、安価な比率差動継電器を提供す
ることを目的とする。 以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。第１図と同一の部分は同一の符号をもつて示
した第３図において、１５は本発明の比率差動継
電器で第１図に示す従来の比率差動継電器８に相
当する。１６はトランス、１７は全波整流回路、
１８は全波整流回路１７の出力を受けこの入力値
が一定値以上の場合にスイツチングするレベル検
出回路でこれらの構成を総称して以下差動要素と
称する。１９は抵抗１２の出力電圧｜ER｜が抵
抗１１の出力電圧｜EO｜より一定値以上大きい
場合にスイツチングするレベル検出回路、２０は
レベル検出器１９が出力を出した場合その信号が
消滅してから時間T1の間信号を継続させるOFF
デイレー回路、２１はNOT回路、２２はAND回
路でありこれらを総称して以下比率要素と称す
る。尚トランス１６の入力IDは従来と同じく差動
量抵抗１２の入力｜ER｜は従来と同じく抑制量
である。 以下、本発明の動作について説明する。トラン
ス１６の入力である差動量と抵抗１２の入力であ
る抑制量の導出方法は従来と同一であるためここ
では省略する。まず、CT飽和のない単純な正弦
波形電流における母線の内、外部事故について
各々説明する。まず母線の外部事故の場合は従来
方式の動作原理で述べたように差動電流IDは零で
あり、抑制電圧｜ER｜は事故電流に比例したも
のが発生する。この時比率差動継電器１５は差動
電流IDが零のためトランス１６の出力はなく、レ
ベル検出器１８はスイツチングしないため差動要
素出力２３は信号なしの状態である。又、抵抗１
１の出力電圧｜EO｜も零で抵抗１２の出力｜ER
｜のみが発生しているため｜ER｜−｜EO｜＞Ｋ
（Ｋは定数）を検出するレベル検出器１９はスイ
ツチングしてOFFデイレー回路２０の出力は継
続しているが、NOT回路２１で信号を反転させ
ているためNOT回路２１の出力信号（比率要素
の信号）２４は零の状態である。従つて差動要素
信号２３、及び比率要素信号２４共に零であるた
めAND要素２２の出力も零レベルで出力リレー
１４は動作しない。 次に母線の内部に事故がある場合には、事故電
流に比例した差動電流IDと抑制電圧｜ER｜が発生
する事になり差動電流IDが規定値以上あればレベ
ル検出器１８はスイツチングして差動要素出力２
３を出力する。又比率要素信号２４は抵抗１２に
発生する抑制電圧｜ER｜と、差動動電圧｜EO｜
の演算｜ER｜−｜EO｜Ｋを検出する事になり
電圧｜ER｜と｜EO｜の導出条件に一定の比率を
持たせておくことにより内部事故時は｜EO｜＞
｜ER｜となる。従つてレベル検出器１９はスイ
ツチングすることもなく、NOT要素２１の出力
信号２４はハイレベルとなるためAND要素２２
の入力信号条件が成立して出力リレーは動作す
る。以上の動作を特性図で図示すると第４図の如
く表わされる。すなわち第４図はすでに説明した
従来の特性図第２図と同様の表現方法で示した１
端子比率特性図であり、直線25は１端子電源にお
ける母線の内部事故時の軌跡であり、流出電流の
ある内部事故時では傾きID／IT＝0.5までを考慮し
ておく必要がある事は前述の通りである。動作特
性２７は差動要素の特性であり、第３図のレベル
検出器１８が差動電流IDを規定値以上で検出する
ことを表わしている。また、動作特性２８は比率
要素の特性であり、第３図のレベル検出器１９が
抑制電圧｜ER｜∝ITと差動電圧｜EO｜∝ηID（ηは
定数）の演算において｜ER｜−｜E0｜＝IT−ηID
≧Ｋを示すものである。尚、動作特性２８は原点
を起点に傾斜η≒IT／IDとなるものであるが、レ
ベル検出器１９の最小検出値条件によりITが規定
値IT1以上で動作するようにしているが、本発明
の範囲ではないので詳述は避ける。母線の内部事
故時は直線25の線上、又はこれより傾きの大きい
方向の範囲の直線上に抑制電流ITと差動電流の関
係はあるため、母線内部事故時における差動要素
の特性２７及び比率要素の特性２８は直線25の傾
き以下にして置けばよい事になる。尚外部事故時
において電流検出器CTの飽和を生じ誤差の差動
電流を生じた場合には、その飽和の状況によつて
は差動要素の動作特性２７の限界以上になり第３
図のレベル検出器８がスイツチングする可能性が
ある。この場合における出力リレー１４を誤動作
させない方策が比率要素の動作特性２８で、抑制
電流IDの関係を第４図の動作特性２８の斜線内に
保持する限りは比率特性が作動しAND要素２２
の出力をロツクするようにしている。 次に本発明の目的である電流検出器CT飽和の
著しい外部事故時について第５図を用いて動作原
理を説明する。波形IFは事故点に流れる電流流出
波形の一例で実際の事故電流波形はCTの飽和に
対して最も過酷な条件下にある。すなわち、事故
発生時に過渡直流分電流が交流分電流ピーク値に
対し100％重畳したケースであり交流分電流を
IFP、直流分電流の減衰時定数をＴとすれば、事
故電流
継電器に関する。 従来この種の比率差動継電器としては第１図に
示す回路方式が知られている。この第１図におい
て１は電力系統の母線、２−１〜２−ｎは分岐系
統の電流検出用変流器（以下CTと略称）、３−１
〜３−ｎは入力装置で以下の要素より構成されて
いる。４，５はトランス、６は抵抗、７は全波整
流回路である。また、８は比率差動継電器で次の
回路要素より構成されている。９はトランス、１
０は全波整流回路、１１，１２は抵抗、１３は入
力信号のレベル検出回路、１４は出力リレーであ
る。 次に第１図の従来回路について以下動作を説明
する。まず、入力装置３−１〜３−ｎに内蔵のト
ランス４は電流検出用CT２−１〜２−ｎの２次
電流を各々変換し、トランス４の２次出力は全て
並列接続している。今、CT２−１の２次出力を
検出入力とする入力装置３−１内のトランス４の
合成変流比と他の回線のCT２−２〜２−ｎ及び
各々の入力装置のトランス４の合成変流比とが全
回線とも同一である場合にはキルヒホツフの第１
法則により入力装置３−１〜３−ｎのトランス４
の２次電流合成値（以下差動電流と称する）IDは
平常時には零となり、又母線１の外部事故に対し
ても故障電流は母線１を貫通するため零となる。
一方母線１の内部事故時は電源端より母線１の事
故点に向つて電流が流入するのみであるため差動
電流は零ではなくなる。このように母線の内部事
故時と平常時、あるいは外部事故時の差動電流の
相違を検出する方法を一般に差動方式と称してい
る。すなわち、この差動方式の原理が成立するの
はCT２−１〜２−ｎ、又は入力装置のトランス
４の変流比が誤差を生じない領域においてであ
り、大電流域ではCT２−１〜２−ｎ、又はトラ
ンス４が飽和し誤差電流を生じ、適用に問題があ
る。つまり、この場合は外部事故でありながら誤
差差動電流が生じ、リレーが誤差動作するため、
大電流域においてはリレーの検出感度を低下させ
ておき、誤差々動電流を容易に検出しないような
対策を施している。この方法としてCT２−１〜
２−ｎの２次電流に比例した電圧をトランス５及
び出力抵抗６で導出し、全波整流回路７を介して
各回線の出力電圧を並列合成して得られる出力電
圧（以下抑制電圧と称する）でリレーの検出値を
抑制する。この回路方式を比率差動方式と称し、
原理構成の例は第１図の比率差動継電器８に図示
の如き回路構成をとつている。すなわちトランス
９は差動電流IDを受け全波整流回路１０を介して
抵抗１１に出力電圧｜EO｜を発生させる。一方
各入力装置３−１〜３−ｎより導出された抑制電
圧は抵抗１２の両端に電圧｜ER｜として受け、
差動出力電圧｜EO｜と抑制出力電圧｜ER｜は減
算されるように接続して｜EO｜−｜ER｜Ｋ（Ｋ
は定数）をレベル検出器１３で判定し、内部事故
時のみ出力リレー１４を動作させる。 次に従来方式の動作特性について以下に説明す
る。第２図は第１図に示した従来方式の特性図
で、一般に１端子比率特性と称する。横軸に抑制
量（１端子のCT2次電流に比例した値でITとす
る）、縦軸に差動量IDを取り、抑制量ITを変化さ
せた時のリレー動作の限界差動量IDの軌跡を表わ
し、電流ID、ITはいずれも入力装置の１次入力に
おける値である。直線25はIT＝IDであり母線に電
流端が１回線のみ接続された時の抑制量と差動量
の条件である。すなわち抑制量は各回線のCTの
２次電源に比例し、差動量は各回線のCTの２次
電流ベクトル和であるが、１端電源であるため結
局抑制入力量と同一になる。従つて比率差動継電
器８の動作特性としては必ず直線25よりは傾斜の
小さい特性にする必要がある。尚、ここでは特に
詳細に説明はしないが、母線の内部事故でありな
がら流出電流の生じる母線構成もあり、一般に流
入２に対し流出１の比率の事故まで検出できるよ
うになつていなければならない場合もあり、この
条件下では直線25の傾きはID／IT＝0.5となる。よ
つてリレーの動作特性２６としては傾きID／IT
0.5でなければならず抑制効果としては弱められ
る方向になる。 従来の比率差動継電器は以上のように構成され
ていたので、流出電流のある母線内部事故を検出
させるための抑制力はID／IT0.5とする必要があ
り、あまり抑制力を強大にする事はできず母線外
部事故時の電流検出用CTの飽和による誤差対策
としては性能が劣つている。したがつて極端な
CTの飽和を生じさせないように、CTの容量を充
分大きくとつておく必要があつた。しかし最近の
超々高圧系統においては系統容量の増大で、送電
線容量が大幅に増大し事故時の過渡直流分電流減
衰時間が大きくなり、又リレーの動作も高速を要
求されているため事故発生後１サイクル程度で動
作できるようなものが必要となつている。直流分
を含んだ電流をCTに印加すればCTは極端に飽和
し易すくなる事は周知の通りであり、外部事故時
の送電線保護リレーの後備しや断時間以上の間、
CTを無飽和にして置くとすればCT容量は膨大な
大きさとなるを免れない。又CTに残留磁束があ
りその残留磁束に加えられる方向の事故電流が流
れた場合には、直流分電流の影響とは別の問題と
してCTは事故電流第１波においてすぐ飽和する
ので高速動作形であれば、これで誤動作してしま
うという大きな欠点があつた。 本発明は上記の欠点を除去するためになされた
もので、近年益々比率差動継電器に対する性能要
求がきびしくなつてきている折から、従来形継電
器では性能的に対処の限界に来ていることに鑑
み、超高速でかつ電流検出用CTの飽和に対する
性能を大幅に向上させ、かつCT容量の増大を極
力抑えた高性能、安価な比率差動継電器を提供す
ることを目的とする。 以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。第１図と同一の部分は同一の符号をもつて示
した第３図において、１５は本発明の比率差動継
電器で第１図に示す従来の比率差動継電器８に相
当する。１６はトランス、１７は全波整流回路、
１８は全波整流回路１７の出力を受けこの入力値
が一定値以上の場合にスイツチングするレベル検
出回路でこれらの構成を総称して以下差動要素と
称する。１９は抵抗１２の出力電圧｜ER｜が抵
抗１１の出力電圧｜EO｜より一定値以上大きい
場合にスイツチングするレベル検出回路、２０は
レベル検出器１９が出力を出した場合その信号が
消滅してから時間T1の間信号を継続させるOFF
デイレー回路、２１はNOT回路、２２はAND回
路でありこれらを総称して以下比率要素と称す
る。尚トランス１６の入力IDは従来と同じく差動
量抵抗１２の入力｜ER｜は従来と同じく抑制量
である。 以下、本発明の動作について説明する。トラン
ス１６の入力である差動量と抵抗１２の入力であ
る抑制量の導出方法は従来と同一であるためここ
では省略する。まず、CT飽和のない単純な正弦
波形電流における母線の内、外部事故について
各々説明する。まず母線の外部事故の場合は従来
方式の動作原理で述べたように差動電流IDは零で
あり、抑制電圧｜ER｜は事故電流に比例したも
のが発生する。この時比率差動継電器１５は差動
電流IDが零のためトランス１６の出力はなく、レ
ベル検出器１８はスイツチングしないため差動要
素出力２３は信号なしの状態である。又、抵抗１
１の出力電圧｜EO｜も零で抵抗１２の出力｜ER
｜のみが発生しているため｜ER｜−｜EO｜＞Ｋ
（Ｋは定数）を検出するレベル検出器１９はスイ
ツチングしてOFFデイレー回路２０の出力は継
続しているが、NOT回路２１で信号を反転させ
ているためNOT回路２１の出力信号（比率要素
の信号）２４は零の状態である。従つて差動要素
信号２３、及び比率要素信号２４共に零であるた
めAND要素２２の出力も零レベルで出力リレー
１４は動作しない。 次に母線の内部に事故がある場合には、事故電
流に比例した差動電流IDと抑制電圧｜ER｜が発生
する事になり差動電流IDが規定値以上あればレベ
ル検出器１８はスイツチングして差動要素出力２
３を出力する。又比率要素信号２４は抵抗１２に
発生する抑制電圧｜ER｜と、差動動電圧｜EO｜
の演算｜ER｜−｜EO｜Ｋを検出する事になり
電圧｜ER｜と｜EO｜の導出条件に一定の比率を
持たせておくことにより内部事故時は｜EO｜＞
｜ER｜となる。従つてレベル検出器１９はスイ
ツチングすることもなく、NOT要素２１の出力
信号２４はハイレベルとなるためAND要素２２
の入力信号条件が成立して出力リレーは動作す
る。以上の動作を特性図で図示すると第４図の如
く表わされる。すなわち第４図はすでに説明した
従来の特性図第２図と同様の表現方法で示した１
端子比率特性図であり、直線25は１端子電源にお
ける母線の内部事故時の軌跡であり、流出電流の
ある内部事故時では傾きID／IT＝0.5までを考慮し
ておく必要がある事は前述の通りである。動作特
性２７は差動要素の特性であり、第３図のレベル
検出器１８が差動電流IDを規定値以上で検出する
ことを表わしている。また、動作特性２８は比率
要素の特性であり、第３図のレベル検出器１９が
抑制電圧｜ER｜∝ITと差動電圧｜EO｜∝ηID（ηは
定数）の演算において｜ER｜−｜E0｜＝IT−ηID
≧Ｋを示すものである。尚、動作特性２８は原点
を起点に傾斜η≒IT／IDとなるものであるが、レ
ベル検出器１９の最小検出値条件によりITが規定
値IT1以上で動作するようにしているが、本発明
の範囲ではないので詳述は避ける。母線の内部事
故時は直線25の線上、又はこれより傾きの大きい
方向の範囲の直線上に抑制電流ITと差動電流の関
係はあるため、母線内部事故時における差動要素
の特性２７及び比率要素の特性２８は直線25の傾
き以下にして置けばよい事になる。尚外部事故時
において電流検出器CTの飽和を生じ誤差の差動
電流を生じた場合には、その飽和の状況によつて
は差動要素の動作特性２７の限界以上になり第３
図のレベル検出器８がスイツチングする可能性が
ある。この場合における出力リレー１４を誤動作
させない方策が比率要素の動作特性２８で、抑制
電流IDの関係を第４図の動作特性２８の斜線内に
保持する限りは比率特性が作動しAND要素２２
の出力をロツクするようにしている。 次に本発明の目的である電流検出器CT飽和の
著しい外部事故時について第５図を用いて動作原
理を説明する。波形IFは事故点に流れる電流流出
波形の一例で実際の事故電流波形はCTの飽和に
対して最も過酷な条件下にある。すなわち、事故
発生時に過渡直流分電流が交流分電流ピーク値に
対し100％重畳したケースであり交流分電流を
IFP、直流分電流の減衰時定数をＴとすれば、事
故電流
【式】で表わされ
る。波形I1は外部事故端のCT2次電流の波形例で
あり、この外部事故端（流出端）CTの１次電流
としては波形IFで、大きさは事故電流の大きさと
同一になるため最も飽和しやすい条件にある。波
形の斜線部がCT2次電流波形であり、点線はCT
が飽和してない時を表わしている。波形I2は誤差
の差動電流であり、きびしい条件として流入端
CTが不飽和で、流出端（事故端）CTのみが波形
I1のように飽和したとすれば、誤差差動電流I2と
しては波形IFと波形I1の差が発生することになる
ので斜線に示すような波形となる。この時第３図
の比率差動継電器１５の入力としては動作入力ID
は第５図の波形I2が印加され、又抑制入力｜ER｜
としては波形｜I1｜が印加されるので第３図の抵
抗１１，１２に発生する電圧｜EO｜、及び｜ER
｜は結局｜EO｜∝｜I2｜、｜ER｜∝｜I1｜となる
ため、電圧｜ER｜−｜EO｜の波形はK1｜I1｜−
K2｜I2｜の波形と同一になる。尚、レベル検出器
１９は｜ER｜−｜E0｜≧Ｋの時のみスイツチン
グするようになつており、｜EO｜＞｜ER｜では定
常時の出力形態となるようにしているため、レベ
ル検出器１９の入力としては｜ER｜−｜EO｜
０の範囲の入力波形と大きさのみが問題となる。
この｜ER｜−｜EO｜＝K1｜I1｜−K2｜I2｜の波
形は第５図に示す如く、CTが飽和して差動電流
I2が発生しだすと消滅するがCT飽和に達するま
では電流I1に比例して出力が発生する。すなわ
ち、事故発生後、第１波においてはCTの残留磁
束と事故電流により発生する磁束の和がCTの飽
和磁束に達するまでの時間t1間はCT無飽和であ
り、CT2次電流I1は１次電流IFに比例して発生
し、誤差々動電流I2は生じないためK1｜I1｜−K2
｜I2｜は電流I1に比例している。次に第２波は事
故電流IFの直流分電流の減衰時定数Ｔに大きく左
右されるが、負波側に時間t2分だけ生じたとすれ
ば、負波分電流の大きさ（面積に比例）した値が
第２波の正弦分として時間t3の間発生することに
なり、CTはt2＋t3の間無飽和期間として波形I1の
t2＋t3間のものがK1｜I1｜−K2｜I2｜に生じるこ
とになる。レベル検出器１９の入力はK1｜I1｜−
K2｜I2｜であるため、レベル検出器１９の出力信
号２５は第５図に示す如く第１波の時間t1及び第
２波の時間t2＋t3において、K1｜I1｜−K2｜I2｜
の大きさが規定値以上に達した範囲においてスイ
ツチングして出力パルスを発生し、これをOFF
デイレー回路２０でT1時間信号を引延すため
NOT回路２１の信号２４は第５図の如く連続信
号となる。この引延し時間T1は直流分電流の減
衰時間Ｔが長く、第２波において電流I1のt2＋t3
が短かく、K1｜I1｜−K2｜I2｜の大きさが小さい
ため第３図の信号２５の第２パルスが発生しない
場合は時間T1を長くして第３波、又は第４波に
よるパルスまで引延せばよい。 以上のようにCTの残留磁束によりCT2次電流
が第１波で著しく飽和し、又直流分電流により第
２波以降も引続き飽和が大きく生じても、比率要
素のレベル検出器１９の検出値及びOFFデイレ
ー回路２０の信号引延し時間T1を適宜設定する
事により対策は充分可能となる。 尚、第５図は外部事故時における波形であるが
内部事故時についてもCTが著しく飽和した場合
には差動電流が事故発生と同時に生じ、かつ差動
電流が各電源端CTの２次電流和であるため、必
ず各端CT2次電流よりは大きくなるため｜EO｜
＞｜ER｜となりレベル検出器１９が検出する事
はあり得ない。 以上のように本発明は内部事故時と外部事故時
におけるCT飽和による２次電流波形と誤差差動
電流波形の相違に着目し、極端なCT飽和に対し
ても確実に内・外部事故の判別が可能な比率要素
を設けることにより誤動作防止を図つたので、継
電器の性能を向上させる事により信頼性が大幅に
向上し、併せてCTの小形化と低コスト化に極め
て顕著な効果を奏するものである。
あり、この外部事故端（流出端）CTの１次電流
としては波形IFで、大きさは事故電流の大きさと
同一になるため最も飽和しやすい条件にある。波
形の斜線部がCT2次電流波形であり、点線はCT
が飽和してない時を表わしている。波形I2は誤差
の差動電流であり、きびしい条件として流入端
CTが不飽和で、流出端（事故端）CTのみが波形
I1のように飽和したとすれば、誤差差動電流I2と
しては波形IFと波形I1の差が発生することになる
ので斜線に示すような波形となる。この時第３図
の比率差動継電器１５の入力としては動作入力ID
は第５図の波形I2が印加され、又抑制入力｜ER｜
としては波形｜I1｜が印加されるので第３図の抵
抗１１，１２に発生する電圧｜EO｜、及び｜ER
｜は結局｜EO｜∝｜I2｜、｜ER｜∝｜I1｜となる
ため、電圧｜ER｜−｜EO｜の波形はK1｜I1｜−
K2｜I2｜の波形と同一になる。尚、レベル検出器
１９は｜ER｜−｜E0｜≧Ｋの時のみスイツチン
グするようになつており、｜EO｜＞｜ER｜では定
常時の出力形態となるようにしているため、レベ
ル検出器１９の入力としては｜ER｜−｜EO｜
０の範囲の入力波形と大きさのみが問題となる。
この｜ER｜−｜EO｜＝K1｜I1｜−K2｜I2｜の波
形は第５図に示す如く、CTが飽和して差動電流
I2が発生しだすと消滅するがCT飽和に達するま
では電流I1に比例して出力が発生する。すなわ
ち、事故発生後、第１波においてはCTの残留磁
束と事故電流により発生する磁束の和がCTの飽
和磁束に達するまでの時間t1間はCT無飽和であ
り、CT2次電流I1は１次電流IFに比例して発生
し、誤差々動電流I2は生じないためK1｜I1｜−K2
｜I2｜は電流I1に比例している。次に第２波は事
故電流IFの直流分電流の減衰時定数Ｔに大きく左
右されるが、負波側に時間t2分だけ生じたとすれ
ば、負波分電流の大きさ（面積に比例）した値が
第２波の正弦分として時間t3の間発生することに
なり、CTはt2＋t3の間無飽和期間として波形I1の
t2＋t3間のものがK1｜I1｜−K2｜I2｜に生じるこ
とになる。レベル検出器１９の入力はK1｜I1｜−
K2｜I2｜であるため、レベル検出器１９の出力信
号２５は第５図に示す如く第１波の時間t1及び第
２波の時間t2＋t3において、K1｜I1｜−K2｜I2｜
の大きさが規定値以上に達した範囲においてスイ
ツチングして出力パルスを発生し、これをOFF
デイレー回路２０でT1時間信号を引延すため
NOT回路２１の信号２４は第５図の如く連続信
号となる。この引延し時間T1は直流分電流の減
衰時間Ｔが長く、第２波において電流I1のt2＋t3
が短かく、K1｜I1｜−K2｜I2｜の大きさが小さい
ため第３図の信号２５の第２パルスが発生しない
場合は時間T1を長くして第３波、又は第４波に
よるパルスまで引延せばよい。 以上のようにCTの残留磁束によりCT2次電流
が第１波で著しく飽和し、又直流分電流により第
２波以降も引続き飽和が大きく生じても、比率要
素のレベル検出器１９の検出値及びOFFデイレ
ー回路２０の信号引延し時間T1を適宜設定する
事により対策は充分可能となる。 尚、第５図は外部事故時における波形であるが
内部事故時についてもCTが著しく飽和した場合
には差動電流が事故発生と同時に生じ、かつ差動
電流が各電源端CTの２次電流和であるため、必
ず各端CT2次電流よりは大きくなるため｜EO｜
＞｜ER｜となりレベル検出器１９が検出する事
はあり得ない。 以上のように本発明は内部事故時と外部事故時
におけるCT飽和による２次電流波形と誤差差動
電流波形の相違に着目し、極端なCT飽和に対し
ても確実に内・外部事故の判別が可能な比率要素
を設けることにより誤動作防止を図つたので、継
電器の性能を向上させる事により信頼性が大幅に
向上し、併せてCTの小形化と低コスト化に極め
て顕著な効果を奏するものである。
第１図は従来の比率差動継電器の原理を示すブ
ロツク構成図、第２図は第１図の比率差動継電器
の比率特性図、第３図は本発明の一実施例を示す
比率差動継電器の原理を示すブロツク構成図、第
４図は第３図の比率差動継電器の比率特性図、第
５図は本発明の比率差動継電器の原理を説明する
波形図である。 １……母線、２−１〜２−ｎ……CT、３−１
〜３−ｎ……入力装置、４，５，９，１６……ト
ランス、６，１１，１２……抵抗、７，１０，１
７……全波整流回路、８，１５……比率差動継電
器、１３，１８，１９……レベル検出器、１４…
…出力リレー、２０……OFFデイレー回路、２
１……NOT回路、２２……AND回路、２３……
差動要素の出力信号、２５……比率要素の信号。
なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
ロツク構成図、第２図は第１図の比率差動継電器
の比率特性図、第３図は本発明の一実施例を示す
比率差動継電器の原理を示すブロツク構成図、第
４図は第３図の比率差動継電器の比率特性図、第
５図は本発明の比率差動継電器の原理を説明する
波形図である。 １……母線、２−１〜２−ｎ……CT、３−１
〜３−ｎ……入力装置、４，５，９，１６……ト
ランス、６，１１，１２……抵抗、７，１０，１
７……全波整流回路、８，１５……比率差動継電
器、１３，１８，１９……レベル検出器、１４…
…出力リレー、２０……OFFデイレー回路、２
１……NOT回路、２２……AND回路、２３……
差動要素の出力信号、２５……比率要素の信号。
なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 電力系統の複数の分岐電流を変流器によつて
検出し、前記検出された変流器の２次電流をベク
トル合成して得る差動量を導出する電流差動量導
出回路と、前記複数の変流器２次電流の絶対値の
最大、または絶対値の和に比例した抑制量を導出
する電流抑制量導出回路と、前記電流差動量導出
回路の出力信号を検出する第１レベル検出要素
と、前記電流抑制量導出回路出力の瞬時値と前記
電流差動量導出回路出力の絶対値の瞬時値を比較
し、抑制量の方が大なる時に出力信号を発生する
レベル検出回路と、前記レベル検出回路の出力信
号を所定時間引延ばすOFFデイレー回路とを含
む第２レベル検出要素とを備え、前記第１レベル
検出要素の出力信号を前記第２レベル検出要素の
出力で否定するように構成したことを特徴とする
比率差動継電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57144414A JPS5935526A (ja) | 1982-08-18 | 1982-08-18 | 比率差動継電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57144414A JPS5935526A (ja) | 1982-08-18 | 1982-08-18 | 比率差動継電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5935526A JPS5935526A (ja) | 1984-02-27 |
| JPH0210655B2 true JPH0210655B2 (ja) | 1990-03-09 |
Family
ID=15361614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57144414A Granted JPS5935526A (ja) | 1982-08-18 | 1982-08-18 | 比率差動継電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935526A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2567634B2 (ja) * | 1987-11-17 | 1996-12-25 | 三洋電機株式会社 | Ｒｄｓ受信機 |
-
1982
- 1982-08-18 JP JP57144414A patent/JPS5935526A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5935526A (ja) | 1984-02-27 |
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