JPH02136027A - 差動継電装置 - 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） 本発明は電力用変圧器の保護に用いられる差動継電装置
に関する。

（従来の技術） 第６図に比率差動継電器１を電力用変圧器２に適用した
例を示す、同図の３は変圧器２の各端子の電流ｒ’ｔ　
、　　Ｉ’２に応じた電流１１　、Ｉ２を導入するため
の主変流器、４Ａ、　４Ｂはしゃ断器で、２２は系統電
源である。

第７図に比率差動継電器１の比率特性例を示し、第８図
には第２調波ロック特性例を示す。この第２１ｉＩ波ロ
ツク特性の必要性について簡単に説明すると、変圧器励
磁突入電流は見掛は上置圧器内部事故の如く、変圧器へ
電源を投入した時、電源側より流入する。そのため、比
率差動継電器は誤動作（事故でないのに動作する）の可
能性がある。

従って、励磁突入電流と実際の事故による電流とを区別
する必要がある。

励磁突入電流には、第２調波分が多く含まれる特徴があ
るため、一般に基本波分に対する第２調波分の比がある
設定値（一般には１５％程度が良く用いられる）以上の
時には、比率差動継電器出力をロックし、継電器の誤動
作を防止することが良く用いられている。

第５図に従来の変圧器保護用比率差動継電器の回路の一
例を示す。第５図において、５は入力変成器、６は第６
図の比率特性を持つ比率差動要素、７は第７図の第２調
波ロツク特性を持つ第２調波含有率検出要素、８は第２
調波含有率検出要素出力を反転させる８０７回路、９は
比率差動要素６と８０７回路８との論理積をとるＡＮＤ
回路である。

第９図において入力電流１．、Ｉ２は、入力変成器５を
通して比率差動要素６及び第２調波含有率検出要素７に
各々に導入される。比率差動要素６に導入された入力電
流１１　、Ｉ２は、比率差動要素６において差動量Ｉｄ
＝Ｉ１１＋Ｉ２　１及び抑制量１ｒ＝ｋ　（ｌ　Ｉｔ　
　ｌ＋ｌ　Ｉ２　　ｌ　）　　［ここてｋは定数］を導
出する。更に差動量Ｉｄと抑制量Ｉｒは加算され動作量
（Ｉａ　　Ｉｒ）を導出する。

動作量（Ｉｄ　Ｉｒ）が一定値に４　［ここでに１は定
数］より大の時比率差動要素６は出力する。

以上の如く比率差動要素６の動作式は Ｉｆ　＋Ｉ２　　ｌ　　ｋ　（ｌ　１１１＋ｌ　Ｉ２　
　ｉ）≧に１となり、第７図の比率特性となる。

一方、第２調波含有率検出要素７に導入された入力電流
１１　、Ｉ２は第２調波含有率検出要素７において差動
量Ｔｄ＝　ｌ　ＩＩ　＋１２　１を導出し、更に差動量
Ｉｄより基本波ｆｆ１ｋ２１１ｆ１及び第２調波量１２
ｆ１を導出する。この基本汲置に２１１ｆｌと第２調波
量１２ｆ１は加算され、動作量（ｌ　２ｆｌ−に２１１
ｆｌ　）を導出する。動ｆｅ量（ｌ　２ｆｌ−に２１１
ｆｌ　）が零より大のとき第２調波含有率検出要素７は
出力する。

前述内容は変形するとｌ　２ｆｌ　／　ｌ　０１≧に２
となり第２調波の含有率を意味し、その特性は第８図の
ロック特性となる。第２調波含有率検出要素７の出力「
１」はＮＯＴ回ｇ＠８にて「０」となる。比率差動要素
６の出力と８０７回路８の出力はＡＮＤＮ０回路導入さ
れるため、第２調波含有率検出要素７が動作することに
より比率差動継電器１出力をロックすることになる。

変圧器励磁突入電流が流れたときの比率差動継電器１の
応動を第１０図に示す。電源投入時の変圧器励磁突入電
流により比率差動要素６か動作した場合でも、変圧器励
磁突入電流に含有される第２調波電流により第２調波含
有率検出要素７がそれよりも速く動作するため、比率差
動要素６の出力は第２調波含有率検出要素７の出力によ
りロックされるため比率差動継電器１が励磁突入電流に
よって誤出力することはない。

（発明が解決しようとする課題） 第１１図に内部事故時の比率差動継電器１の応動を示す
。前述したように、第２調波含有率検出要素７は、電源
投入時の変圧器励磁突入電流に含有される第２調波電流
を検出し比率差動継電器１の誤動作を防止するためのも
のであるが、第２調波電流が含有されない内部事故電流
の急激な変化に対して、第８図に示すような選択性か高
い第２調波量１２ｆ１を抽出するフィルタの過渡的な応
答により第２調波含有率検出要素７の出力が出る。この
ため内部事故時比率差動要素６はｃ２の時間にて出力す
るが、第２調波含有率検出要素７の過渡的な出力Ｃ１に
よりロックがかかるためその過渡的なロックが解除され
るまでの時間Ｃ３だけ継電器１の出力は遅れ、継電器１
の動作時間ｔ４が比較的長くなるという問題があった。

本発明は上記事留に鑑みてなされたちのてあり、動作時
間の迷い差動継電装置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、本発明では変圧器の各端子に
流れる電流に応じた電気量を入力し、各端子入力電気量
から得られる差動量が所定値以上であるとき出力する差
動要素と、入力電気量中に含まれる基本波分に対する第
２調波分の割合が所定値以上となったときに前記差動要
素の出力をロックする第２調波含有率検出要素を有する
差動継電装置において、変圧器端子電圧の無電圧を検出
する要素を付加し、前記無電圧検出要素が復帰したこと
を条件に、一定時間後に前記第２調波含有率検出要素出
力をロックするよう構成しな。

（作　用） 変圧器２へ電源が投入された後、一定時間後に復・帰す
る不足電圧継電器１１を備えているため、不足電圧継電
器１１か動作しているときには、第２調波含有率検出要
素７の出力を生がし、不動作のときには、ロックするこ
とができる。したがって変圧器２へ電源が投入されたと
きに発生する励磁突入電流に対しては従来と同様に確実
に誤動作を防止し、内部事故検出時には第２調波含有率
検出要素７の過渡的な出力による動作時間の遅れがなく
、したがって動作時間の速い差動１１１！電装置を提供
できる。

（実８ａ例〉 以下図面を参照して実施例を説明する。

第１図は、本発明による比率差動継電器１Ａを電力用変
圧器２に適用した例であり、新たに不足電圧継電器１１
を追加し、この不足電圧継電器１１の出力を比率差動継
電器に導入する構成とした。

第２図は、本発明の差動継電装置であり、比率差動継電
器１八と不足電圧継電器１１を組み合わせた機能ブロッ
ク構成である。第４図及び第５図と同−ｔｉ能部分は同
一符号を付している。

第２図において、不足電圧継電器１１内の１２は入力変
成器、１３は変圧器２へ電源が印加されていないときに
動作し、変圧器２へ電源が投入されたときに復帰する不
足電圧検出要素、１４は内部事故又は外部事故時に事故
が除去され系統電圧が安定するまでの時間以上の時間を
持った動作遅延回路、１５は変圧器２へ電源を投入した
時に流れる励磁突入電流が減衰する時間以上の時間を持
った復帰遅延回路てあり、比率差動継電器１Ａの１０は
不足電圧継電２８１１の出力と第２調波含有率検出要素
７の出力の論理積をとるＡＮＤ回路、８はＡＮＤＮ０回
路１出力を反転させるＮＯＴ回路であり、その他の構成
は第５図と同じである。

第２図の構成図により本発明の作用について説明する。

比率差動要素６及び第２調波含有率検出要素７の作用は
従来技術と同じである。

変圧器２に電源が投入されていない時、不足電圧継電器
１１は動作であり、比率差動継電器１ＡのＡＮＤＮ０回
路１は「ＩＪ信号が入っている。この状態で変圧器２へ
電源を投入すると、励磁突入電流が流れて比率差動要素
６が動作するとともに、第２調波含有率検出要素７が動
作し、「１」信号か＾ＮＤ回路１０のもう一方の入力に
入ってくる。このとき不足電圧継電器１１の出力は復帰
遅延回路１５によって決饋る時間だけｒｌ、を出力して
いるため、へＮＯ回路１０の入力はどちらも「１」とな
り、出力も「１」となる。この出力はＮＯＴ回路８で反
転され、ＡＮＤＮ０回路は「０」信号が入る。ＡＮＤＮ
０回路出力はＮＯＴ回路８の出力が「０」の間は比率差
動要素６の出力が「１」であっても「０」である。この
結果、励磁突入電流が流れたときは第１０図に示す従来
の比率差動！ｌ！電器１の応動と同じとなり、第２調波
含有率検出要素７の出力によって比率差動要素６の出力
を口２ツクでき、励磁突入電流による誤動作を確実に防
止できる。

復帰遅延回＃１１５で決まる時間（励磁突入電流が減衰
する時間以上）の後に不足電圧継電器１１が復帰すると
、ＡＮＤＮ０回路１導入される信号は「ｏ」となる。そ
こで、不足電圧継電器１１が復帰した後に内部事故が発
生すると、比率差動要素６が動作するとともに過渡的に
第２＃Ａ波含有率検出要素７も動作するが、不足電圧継
電器１１は動作してないため、ＡＮＤＮ０回路１出力は
「ｏ」のままである。

したがってＮＯＴ回路８の出力は１」のままであり、比
率差動要素６の出力はそのままＡＮＤ回路９の出力（比
率差動継電器１Ａの出力）となる。この結果、内部事故
時の比率差動継電器１＾の動作時間は比率差動要素６の
動作時間（第１１図６３）と等しくなり、従来のような
第２調波含有率検出要素７の圧力でロックされる時間（
第１１図６３）がない分だけ速く動作する比率差動、ａ
電器が得られる。なお、不足電圧継電器１１の動作遅延
回路１４は内部事故時又は外部事故時の系統電圧低下に
より不足電圧継電器１１が不要出力しないためのもので
ある。

第３図は本発明による他の実施例の構成図であり、第２
図と同一機能は同一符号を付している。

本実施例では第２図の不足電圧ｍ電器１１の出力条件に
代えて、変圧器２の電源側しゃ断器４への接点１６を用
いたものであり、動作遅延回路１４．復帰遅延回路１５
は第２図と同じ目的て備えているものである。

しゃ断器の接点１６は電源側しゃ断器４八か開路してい
るとき閉路する接点であり、一方を電源に接続すること
によりしゃ断器開路時のロジック信号「１」相当となる
よう構成したものである。

本実施例の作用は、前述した第２図の実施例と同一とな
る。しゃ断器４Ａが閉路することにより、変圧器２へ電
源が投入されて励磁突入電流が発生するが、この励磁電
流に対しては従来と同様に確実に誤動作を防止し、内部
事故検出時には第２調波含有率検出要素７に影響されな
い、動作時間の速い差動継電器を提供てきる。

第４図は本発明の更に他の実施例の構成図である。

本実施例では不足電圧継電器による出力を用いて比率差
動要素出力を制御するようにしたものであり、図中の符
号は第２図及び第３図に対応する。

１７は８０７回路、１８はＮＯ’ｒ回路１７と比率差動
要素６との論理積をとるＡＮＤ回路、１９は比率差動要
素に接続された遅延回路であり、２０はＡＮＤ回路１８
と遅延回路１９との論理和をとるＯＲ回路、２１は第２
調波含有率検出要素に接続された８０７回路、１０はＯ
Ｒ回路２０とＮＯＴ回ＦＲｔ２１を入力して論理積をと
るＡＮＤ回路である。その他の構成は第９図と同様であ
る。

次に実施例の作用について説明する。

比率差動要素６及び第２調波含有率検出要素７の作用は
従来技術と同じである。

変圧器２に電源が印加されていない時、不足電圧継電器
１１は動作てあり、比率差動継電器１ＡのＮＯＴ回ＩＹ
８１７へは「１」信号が入ってくる。この信号ハＮＯＴ
　Ｑｌｊ１？４１７ｌ及１？れ、ＡＮＤ　１ｍ］路１８
ヘハ「ｏ」信号として入ってくる。この状態で変圧器２
へ電源を投入すると、励磁突入電流が流れ、比率差動要
素６が動作するとともに、第２調波含有率検出要素７が
動作する。比率差動要素６の出力は、第２調波含有率検
出要素７出力とのｔ８調川用作遅延回路１９へ導入され
るとともに、ＡＮＤ回路１８へも導入されるが、ＡＮＤ
回路１８には不足電圧継電器１１の動作信号がＮＯＴ回
路１７にて反転されたｒ□、信号を、復帰遅延回路１５
によって決まる時間だけ導入しているために出力として
は出ない。このため、動作遅延回路１９の出力がＯＲ回
路２０の出力となり、ＡＮＤ回１％１０へ導入される。

この結果、励磁突入電流が流れたときは、第１０図に示
す従来の比率差動継電器１の応動と同じとなり、確実に
比率差動継電器１Ａの誤動作を防止することができる。

変圧器２への電源投入から復帰遅延用回路１５で決まる
時間（励磁突入電流が減衰する時間以上）後に不足電圧
継電器１１が復帰すると、ＮＯＴ回路１７の出力は「１
」となる、不足電圧継電器１１が復帰した後に内部事故
が発生すると、比率差動要素６は動作しその出力は動作
遅延回路１９へ導入されるとともに、へＮＤ回路１８へ
導入される。この時ＮＯＴ回路１７の出力が［１」のた
めにＡＮＤ回路１８は出力して叶回路２０へ導入される
。

ＯＲ回路２０は動作遅延回路１９の出力の有無に関係な
く、比率差動要素６が動作するとともに出力し、ＡＮＤ
回路１０へ導入される。内部事故時は第２調波含有率検
出要素７が動作しておらず、ＮＯＴ回路２１の出力は「
１」となっているためＡＮＤ回路１０は出力し、比率差
動継電器１八は出力する。この結果、第２調波電流が流
れず第２調波含有率検出要素７が動作しない内部事故に
おいては、従来の比率差動継電器の動作時間よりも、動
作遅延回路１９の時間だけ速く動作するａ電器を得るこ
とができる。

なお、不足電圧継電器１１の動作遅延回路１４は内部事
故又は外部事故時の系統電圧低下により不足電圧ｍ電器
１１が不要出力しないためのものである。

第５図は更に他の実施例の構成図である。

本実施例では不足電圧継電器１１の出力条件に代えて、
変圧器２の電源側しゃ断器４＾の接点２３を用いたもの
であり、動作遅延回路１４、復１．ｌｆｉ遅延回路１５
は第２図と同じ目的て備えているものである。

しゃ断器の接点２３は電源側しゃ断器４Ａか開路してい
るときに閉路する接点であり、一方を電源に接続するこ
とによりしゃ断器開路時のロジック信号の「１」相当と
なるよう構成したものであることは前記した通りである
。

本実施例の作用は前述した第２図の実施例と同一となる
。しゃ断器４＾が閉路することにより、変圧器２へ電源
が投入されて励磁突入電流が発生するか、この励磁突入
電流に対しては従来と同様に確実に誤動作を防止し、内
部事故検出時には動作遅延回路１９に影響されない、動
作時間の速い比率差動継電器が得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、差動継電装置に変
圧器へ電源が印加されているか、印加されてないかを検
出する要素あるいは条件を備え、その要素の応動により
変圧器へ電源が印加されていないときは第２調波含有率
検出要素を生かし、変圧器へ電源が投入された後一定時
間をおいて第２調波含有率検出要素をロックするように
構成したのて、変圧器へ電源を投入したときに発生する
励磁突入電流に対しては確実に誤動作を防止し、電源投
入後一定時間の後に発生した内部事故に対しては第２調
波含有率検出要素出力に影響されない動作時間の速い差
動継電装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電力用変圧器への本発明の差動継電装置の適用
例図、第２図は本発明の差動継電装置の実施例の機能ブ
ロック図、第３図は他の実施例の構成図、第４図及び第
５図は更に他の実施例の構成図、第６図は電力用変圧器
への従来の差動継電装置の適用例図、第７図は比率差動
要素の比率特性図、第８図は第２調波ロック特性図、第
９図は従来の比率差動継電器の構成例図、第１０．１１
図は比率差動継電器のタイムチャート図である。 １．１八・・・比率差動継電器 ２・・・電力用変圧器　　　３・・・主変流器４Ａ、　
４Ｂ・・・しゃ断器　　　５．１２・・・入力変成器６
・・・比率差動要素 ７・・・第２調波含有率検出要素 ８　、９　、１０．１７．１８．２０．２１・・・論理
回路１１・・・不足電圧継電器　　１３・・・不足電圧
検出要素１４、１５．１９・・・遅延回路 １６、２３・・・しゃ断器の傍点 ２２・・・系統電源 第１図 特許出りρ人　株式会社　東芝 代理人弁理士　　石　井　　　紀　男 第２図 第 図 第 図 第 図 第 図 第９図 第１０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）変圧器の各端子に流れる電流に応じた電気量を入
   力し、各端子入力電気量から得られる差動量が所定値以
   上であるとき出力する差動要素と、入力電気量中に含ま
   れる基本波分に対する第２調波分の割合が所定値以上と
   なったときに前記差動要素の出力をロックする第２調波
   含有率検出要素を有する差動継電装置において、変圧器
   端子電圧の無電圧を検出する要素を付加し、前記無電圧
   検出要素が復帰したことを条件に、一定時間後に前記第
   ２調波含有率検出要素出力をロックすることを特徴とす
   る差動継電装置。
2. （２）変圧器の各端子に流れる電流に応じた電気量を入
   力し、各端子入力電気量から得られる差動量が所定値以
   上であるとき出力する差動要素と、前記差動要素が動作
   後の一定の時間動作遅延する遅延回路と、入力電気量中
   に含まれる基本波分に対する第２調波分の割合が所定値
   以上となったときに前記遅延回路の出力をロックする第
   ２調波分含有率検出要素出力を有する差動継電装置にお
   いて、変圧器端子電圧の無電圧を検出する要素を付加し
   、前記無電圧検出要素が復帰したことを条件に、前記遅
   延回路をバイパスすることを特徴とする差動継電装置。