JPH0213221A - ディジタル電流差動保護継電装置の点検方式 - 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） 本発明は点検精度の向上を図ったディジタル電流差動保
護継電装置の点検方式に関するっ（従来の技術） 電流差動保護継電方式は、送電線保護として高感度に事
故を検出する最も漬れた保護方式であり、広範囲に適用
されている。

その基本原理は、送電線の各端子の電流波形を互いに伝
送し合い、各端子間の電流ベクトル和、即ち、差電流が
所定のレベル以上か否かで内部事故と外部事故とを判別
し、内部事故区間の場合は健全系統から切り離すようし
ゃ断器に指令を出すようにしたものである。

ディジタル電流差動保護継電装置の１例を第３図に示す
。第３図において、各電気所Ａ、Ｂはそれぞれの母線１
を端子しゃ断器２、送電線３を介して連けいしている。

Ａ電気所の電流ＩＡは　各端子に設けられた変流器４を
介して収込み入力変換器５により、ディジタル演算に逃
したレベルＩＡ′に変換される。ｉＡ′は高調波除去フ
ィルタ８を通じサンプルホールド回路９にて一定周期で
サンズリングし、更にＡ／Ｄ変換器１０でアナログ／デ
ィジタル変換後、ディジタル員ｉ　″を得る。ｊ　″は
通信装置１１、通信回路１２を介してＢ電気所へ伝送さ
れる。一方、Ｂ電気所の電流１８も前述と同様にしてデ
ィジタル変換されたＩＢ″がＡ電気所へ伝送される。自
電気所側のｉ　″と受信信号ＩＢは、系統の電流と同一
位相関係となるよう補償する補償回路１３を経由したの
ち、ＣＰＵ６内のリレー判定部７に導入される。リレー
判定部７ではＡ、Ｂ両電気所に流れろ電流に比例しなｉ
　　、１　″なる量のベクトル和（ｌ、＝Ｂ ｉ、″十ｉ　″）、即ち、差電流に相当する量を算出し
、この量がある所定のレベルを超えたことをもって内部
事故と判断し、事故区間と判定された各々の端子のしゃ
断器に対してしゃ断指令を出し、速やかに故障を除去す
る。リレー判定部７で演算及び判定する方法は種々の方
式があるが、いずれも公知の内容であるためその説明は
省略する。

このようなディジタル電流差動保護継電装置ににおいて
は、電力系統の事故時に装置が正確に応動することが責
務であるため、その装置に不良があってはならない。そ
のため、このようなディジタル電流差動保護＠１電装置
の装置不良、特にその入力変換器５以降、高調波除去フ
ィルタ８．サンプルホールド回路９．Ａ／Ｄ変換器１０
などから成るアナログ入力部を対象とした不良の点検を
行なうことが是非とも必要である。

アナログ入力部の不良点検を行なう方法は、点検用電源
によって既知の電流を入力変換器５より装置内に与え、
装置を通して最終的に得られる各相の電流の振幅値をＣ
ＰＵ６にて演算し、その結果値が所定の範囲内にあるこ
とを確認するようにすれば容易に点検を行なうことがで
きる。

以下、従来の点検方式について具体的に述べる。

第４図は従来のディジタル電流差動保護継電装置の点検
方式をフローチャートで示したものであり、図において
ステ・７グ■、０は目端装置に点検指令が与えられると
、相手端及び目端をトリラグロックするための処理であ
る。トリラグロックされていることを確認の上、第５図
に示す点検電流入力回路により入力変換器５には系統か
ら変流器４を介して自端の各相電流Ｉ、Ｉ、１１が導ｔ
ｓ 入され、かつ、前述の点検用電源から点検電流Ｉ工、が
印加される。入力変換器５の２次側出力は各相Ｔ　　、
Ｉ　　、Ｉ　　に点検電流Ｉ□、が重畳されＳＴ な出力となる。この重畳点検電流は高調波除去フィルタ
８．サングルホールド回路９．Ａ／Ｄ変換部１０ｆ：遡
してディジタル変換された点検電流データヒなｒ〕、所
定の振幅値演算によって目端の各相等のへ＠電流振幅値
が算出される。以上はステップ・Ｄ、１ツにて実施され
る。

この点検電流振＠値は、系統からの潮流分と、点検電源
からの点検電流との和となっており、次のような式にて
表現できる。

Ｉ＝Ｉ　　　十Ｉ　　＋ΔＩ　÷ε ＲＴＳＲＣＲＴＳ １＝ｔｆＩ　　＋ΔＩ　＋ε Ｓ　　　ＴＳＳ　　　Ｃ８ＴＳ Ｉ＝Ｉ　　　＋Ｉ　　＋Δ工　＋ε Ｔ　　　　　ＴＳＴ　　　　　ＣＴ　　　　　　ＴＳこ
こでＩ、Ｉ、Ｉ　　は夫々算出された点検電Ｓ　　　Ｃ 流振幅値１点検用電源からの点検電流、系統からの潮流
分を示し、これらに添字としてついているＲ、Ｓ、Ｔは
Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相に対応する。ス、。

Δ■ＴＳは点検用電源の変動分１．εはハード的に発生
する誤差を示す、このＩ　　、Ｉ　　、Ｉ　　がステＳ
Ｔ ラグ■、ｏ、■に示す条件を満足すると振幅値Ｉ、Ｉ、
Ｉ、は正常と判定される。ス、逆にＳ 条件不成立時には振幅値Ｉ　　、１　　、Ｉ　　に不良
ＳＴ があると判定し、第３図の出力インターフェイス部１４
を通してＶ＠指令等が出力され、このようにしてアナロ
グ入力部の点検が行なわれる。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の点検方式においては、ステップＯｏ１■に記
載のＫの値は点検用電源の変動分（ΔＩ□、）や′ａ流
分く■ｏ）及びハード的誤差（ε）を考慮し、これらの
総和よりも大きな値に設定する必要がある。このため、
潮流分や点検電流の変動の影響を受け、高い点検精度が
得られない。この対策として潮流分の影響をなくすため
、点検時に系統からの入力電流をロックしたり、第６図
に示す潮流分をキャンセルするようなハード構成として
いる。図において点検時には接点１５Ｒ〜１５Ｔが閉路
、または接点１６Ｒ〜１６Ｔが大々開路することにより
、各変流器１７Ｒ〜１７Ｔによって検出される電力系統
の各相電流１　　、Ｉ　　、Ｉ　　はＳＴ 潮流キャンセルされることになる。この場合は潮流キャ
ンセルのために接点追加等のハード追加が必要となる。

又、従来の点検方式では自端の点検精度の確認はできる
が、全端子でのアナログ入力精度が良好か否かを判別す
ることはできない。

以上述べたように従来の点検方式によれば■　潮流分点
検用電源の変動で点検精度が制約される。

■　潮流分キャンセルのためハードの追加が必要である
。

■　全端子を総合的にみたアナログ入力精度が良好か否
かを判定できない。

という問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ディジ
タル電流差動保護継電装置の点検を行なうにあたり、現
地受は入れ試験時に全端子で同一時刻に試験入力を装置
に印加するのに用いられる同時故障発生信号を点検入力
印加信号に適用し２．全端子に点検入力を与えるように
して、高精度な点検を可能としたディジタル電流差動保
護継電装置の点検方式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） 上記目的を達成するための構成を説明すると、本発明で
は電力系統の電気量を各電気所において同一時刻、一定
周期でサンプリングし、このサングル値をアナログ／デ
ィジタル変換した後、各電気所相互間にて伝送装置を介
して送受し合い、各電気所では受信データと自端データ
とをリレー判定部へ導入し、これら両データから演算し
て求めた動作電気量が抑制電気量以上であるか否かを判
定処理するディジタル電流差動保護＃１電装薗において
、前記保護継電装置の点検に際し、各端子に大々備える
保護１１零装置の各相に対応して設けた入力回路に、大
きさと位相の相等しい点検入力を同時に印加し、前記動
作電気量の各相間の差分量の大きさが所定値以下である
か否かを判定するようにした。

（作　用） 先ず、点検指令によって各端子に設けた保護継電装置の
入力回路に対して、全端子で同期のとれた大きさ、位相
ともに同一の点検入力を印加する。

そして各相等の動作電気量を求め、これらの各相間の差
分量を比較し、これらの差分量が所定値以下であるとき
正常、それ以外では異常と判断する。

（実施例） 以下に図面と参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明による継電装置の点検方式の処理内容を
示すフローチャートであり、ディジタル電流差動保護継
電器内のＣＰＵ６内で判定している。３＠子構成を例に
とると、第１図において■。

■、■で装置に点検指令が与えられると前述の同時故障
発生信号が発生し、各端子に設けた同−構成の保護継電
装置に対して、全端子同時に点検用電源から全端子で同
期のとれた大きさ、位相とも同一の点検電流が導入され
る。

全端子の点検電流は前述の通信装置１１７通信凹線１２
を介して相互に伝送され、端子毎に下式のような点検電
流が得られる。

Ａ端子 Ｒ相 Ｓ相 Ｔ相 Ｂ端子 Ｒ相 Ｓ相 Ｔ相 Ｃ端子 Ｒ相 Ｓ相 Ｔ相 ここで、 ・’　ＡＲ”　’　ＡＲＬ １Ａｓ”　”　ＡＳＬ ’　ＡＴ＝’　ＡＴｔ ＋　ｉ ”　ＢＲ＝１ＢＲＬ　　　　ＢＲＴＳ ｌ　　＝ｉ＋ｉ ＢＳ　　　　ＢＳＬ　　　　　ＢＳＴＳｉ−ｉ＋ｉ ＢＴ　　　　ＢＴＬ　　　　　ＢＴＴＳ＋１＾ＲＴＳ ＋１＾ＳＴＳ ＋’　ＡＴＴＳ ｘ＝ｉ＋ｉ ＣＲＣＲＬ　　　　　ＣＲＴＳ ＋　１ １Ｃ８＝”　Ｃ８Ｌ　　　　Ｃ３ＴＳ ｉ＝ｉ　　　十ｉ ＣＴ　　　　ＣＴＬ　　　　　ＣＴＴＳ上式は全て瞬時
電流データを意味し、 添字の第７文字目はＡ〜Ｃ端子、第２文字目は各相を、
そして第３文字目以降のしは潮流分とその他の誤差分、
Ｔ、は点検用電源からの点検電流を意味している。最＠
尾にある添字のｍは各端子の各相が同一時刻、一定周期
でサンスソングかれた最新のデータであることを示す。

ステツブ■では、上式で表現できる点検電流データを用
いて各相のベクトル和、即ち、差電流を算出する。ステ
ツブ■で得られるＲ相の差電流値ｉ　　は次式となる。

Ｒｎ ｆｉ　　　−１−ｉ ｉ　ｄＲｎ　　＝　　’　　ＡＲｎ　　　　　　ＢＲＩ
　　　　　ＣＲａ＝（ｉ　　　ｆｉ　　　＋ｔ　　　） ＡＲＬｎ　　　ＢＲＬｎ　　　ＣＲＬｌ＋（ｉＡＲＴＳ
ＩＢＲＴＳＩＣＲＴＳｎ＋ｉ　　　　ｆｉ　　　　） 系統が健全でかつ装置に不良がない時は、ｉ　　　ｆｉ
　　　ｆｉ　　　中０ ＡＲＬｎ　　　　　８ＲＬｌｌ　　　　ＣＲＬｎｉ　　
　　ｆｉ　　　　ｆｉ　　　　中３ｉＡＲＴＳ１　　　
　ＢＲＴＳｎ　　　　　ＣＲＴＳｎ　　　　　　　ＴＳ
ｎ（余端同位相、同−振幅値の点検入力値１ＴＳＩゆえ
３１　　となる、） Ｓｎ よって、装置に不良がない場合、各相の差電流値は、 ｉ　　　　中３ｉ ｄＲｌｌ　　　　　　ＴＳｎ ｉ　　中３１ ｄｓｎ　　　　　　　ＴＳＩｉ ｉ　　　　中３ｉ ｄＴ１１■ＳＩＩ 異常がある場合は、 ｉ　　　　　＝＝３ｉ　　　　　＋ε ｄｌｌｎ　　　　　　　ＴＳｎ＋　　　　　Ｒｉ　　　
　　＝３ｉ　　　　　＋ε ｄＳＩ　　　　　　ＴＳｉ　　　　　Ｓｉ　　　　　＝
３ｉ　　　　　＋ε ｄＴＩ　　　　　　ＴＳｎ　　　　　Ｔとして得られる
。ここで、εＲ１εＳ、ε■は各相ごとに発生する誤差
分を示す。

ステツブ■〜■では、上式の差電流を各相相互に比較し
、その差が所定のレベル以下で正常、それ以外では異常
と判定する。

判定式は下記となる。

Ｉ　　１≦ε　　　　　　　　・・・・・・（１）ｄＲ
３。

Ｉ　　１≦ε　　　　　　　　・・・・・・（２）ｄｓ
Ｔ　　　　。

■　　１≦ε。

ｄＴＲ・・・・・・　（３） Ｉ　　１−３１．ｓｌ≦ｋＸＩ１１ｓｌ（代表相）ｄＲ ・・・・・（４） ここで、ｊＩ　　　ｌ、ｉｆ　　　ｌ、ｊＩ　　　ｌは
ｄＲ８ｄＳＴ　　　　　ｄＴＲ 夫々 ｉ　　　　　＝ｉ　　　　　−１ ｄｓｉ　　　　　ｄＲｎ　　　　　ｄＳｌｉ　　　　　
＝ｉ　　　　　−ｉ ｄｓＴｍ　　　　ｄＳｌ　　　　ｄＴｉｉ　　　　　＝
ｆ　　　　　−１ ｄＴＲｎ＋　　　　ｄＴＩｌ　　　　ｄｌｔｎなる演算
結果から得られる各相差電流の差の大きさで、ｂる。ス
、ε。は装置のハード的に発生する誤差、例えば±１％
から２％となる。更に、判定式（４）中のｋは、Ｏ＜ｋ
＜１の範囲内にある定数である。装置が正常であれば（
１）〜（４）は全て満♀され、装置は正常と判断される
が、もし例えばＡ１子のＲ相のアナログ入力部に異常が
あれば、判定式（１）と（４）が不成立となって出力イ
ンターフェイス部１４を通して点検不良として警報指令
が出力される。

なお、図中には示さないが充分な点検確認時間を確保す
るため、点検開始を検出するとステツブ■以降の処理は
複数回繰り返される。（例えば時間に換算して数１００
１１３とする。）上記判定式（４）によれば、全端子の
アナログ入力部の過渡状態も高感度に検出できる。即ち
、前述の同時故障発生信号を各端子同一時刻に点検電流
が装置に印加されるはずであるが、これに時間差がある
場合、つまり、第２図のような点検入力が印加された場
合ΔＴの時間内は差電流”ｄＲは、Ｉ　　　Ｉ＝ｌＩ　
　　　ｊＩ　　　　＋１ｄＲＡＲＴＳ　　　　ＢＲＴＳ
　　　　ＣＲＴＳ中２ＩＴｓ となり、結局、 Ｉ　　　−３１中ＩＩＴｓ！＞ｋ ｄＲＴＳ ｘ　ｌ　ＩＴＳＩ　（ｏ＜ｋ＜ｉ　＞ となるため判定式（４）が不成立となって異常を検出す
る。しかしΔＴ以降の時間帯では明らかに判定式（４）
は成立することになり正常と判定される。

従って、本実施例による点検判定によれは全端子の各相
の差電流の相互間の差を算出することにより、特別なハ
ードの追加を実施することなく、系統からの潮流分の影
響や点検用電源の変動を考慮せずに、高精度に全端子ア
ナログ入力部の点検を実施できる。更に、全端子アナロ
グ入力部の過渡状態の誤差も高精度に検出できる効果が
あるうこれを利用して現地受は入れ試験の軽減化も図れ
る。

即ち、点検開始とともに発生する同時故ｎ発生信号によ
り、試験用電源を駆動し、各端子の入力変換器５に予め
設定しておいた各相同−試験電流を印加するようにすれ
ば、回路構成上過渡的に発生する差電流により、測定ポ
イント以外で動作することを未然に防止できる。つまり
過渡時の差電流では前述のステップ■〜■の条件が不成
立となって異常と判断し、異常と検出している期間リレ
ー判定出力を復帰側にロックするようにすれば誤動作を
防止できる。一方、定常時には各相等の差電流は発生す
るがステップ■〜■を満足するため、リレー判定を実施
し、特性確認できることとなる。

このような試験は、点検開始を手動とすればいつでも可
能である。

上記実施例では、３端子送電線のディジタル電流差動保
護継電装置について記したが、これに限定されるもので
はなく、２＠子送電線や３ｆ４子以上の多端子送電線保
護及び母線保護などにも適用されることは言うまでもな
い。特に多端子送電線保護ｅ電装置においては、本発明
による点検方式により点検を実施することは、特別なハ
ードの追加なしでソフトウェアだけの対応で高精度に全
端子アナログ入力部を同時に点検できるとともに、現地
受は入れ試験の軽減化が図れるため、２端子送電線保護
以上にその効果は大きい。Ｘ、上記実施例では電流デー
タを伝送する電流差動保護継電装置について記したが、
電圧データ、電力データを伝送し合い、リレー判定を行
なう保護継電装置、例えば、特開昭５０−１０４５７１
号に記載されているような脱調検出方式にも適用できる
。

即ち、電力系統両端子電圧Ｖ　Ａ、　Ｖ　Ｂの位相角θ
とＶ　Ａ　、　Ｖ　ａのベクトル和の大きさ■へ十ＶＢ
　ｌｃこより ｙ＝ｃｏｓθ＋ｋｌｖＡ＋ｖＢｌ　　（ｋ：定数）なる
量を得、このｙが整定値を越えたことを条件に区間内脱
調と判定する脱調検出方式にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によればディジタル電流差動
保護継電装置の点検をするに際し、各端子の各相に対応
した回路に大きさと位相の相等しい点検入力を同時に印
加し、その結果として各相間の差分を検出するようにし
たので、高精度の点検が可能なディジタル差動電流保護
点検方式を堤供する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＩｌ！電装匣の点検方式のフロー
チャート、第２図は点検入力印加時の電流波形例図、第
３図は従来装置の回路構成図、第４図は従来の点検方式
のフローチャート、第５図は点検電流印加回路、第６図
は潮流キャンセル時の回路構成図である。 ５・・・入力変換器　　　　６・・・ＣＰＵ７・・・リ
レー判定部　　　８・・・フィルタ９・・−サングルホ
ールド回路 １０・・・Ａ／Ｄ変換器　　　１１・・・通信装置１２
・・・通信回線　　　　　１３・・・補償回路１４・・
・出力インターフェイス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電力系統の電気量を各電気所において同一時刻、一定周
   期でサンプリングし、このサンプリング値をアナログ／
   ディジタル変換した後、各電気所相互間にて伝送装置を
   介して送受し合い、各電気所では受信データと自端デー
   タとをリレー判定部へ導入し、これら両データから演算
   して求めた動作電気量が抑制電気量以上であるか否かを
   判定処理するディジタル電流差動保護継電装置において
   、前記保護継電装置の点検に際し、各端子に夫々備える
   保護継電装置の各相に対応して設けた入力回路に大きさ
   と位相の相等しい点検入力を同時に印加し、前記動作電
   気量の各相間の差分量の大きさが所定値以下であるか否
   かを判定することを特徴とするディジタル電流差動保護
   継電装置の点検方式。