JPH02184221A - 継電器 - 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） 本発明は入力電気量の変化分に応動する継電器に係り、
特に周波数特性を改良した非接地系または高抵抗接地系
地絡保護用の継電器の動作信頼度向上に関する。

（従来の技術） 従来、入力電気量をディジタル量に変換し、変化分を導
出する継電器では入力を一定の時間間隔でサンプリング
し、現時点のサンプリング値と数回前のサンプリング値
との差を求めることにより変化分を導出していた。しか
し、この方法では入力電気量の周波数が変化した場合、
誤差成分が発生し、入力電気量が変化したように見誤る
という不具合があった。

この欠点を除去するなめに、特開昭６１−１０６０２１
号では電力系統の線間電圧、正相電圧などの１線地絡事
故時に変動の少ない電圧ｖｓを基準電圧とし、この特定
位相瞬時をサンプリングの基準とすることで周波数変化
が発生しても差分の発生が少ない継電器が提案されてい
る。

前記従来技術の一実施例の構成図を第６図に示す。図に
おいてＢは母線、ＣＴは変流器、ＣＢはしゃ断器、しは
配電線、ＰＴｌとＰＴ２は計器用変圧器、１ないし３は
入力変換器、４は特定位相判別器、５はサンプリング装
置であり、マルチブレフサを内蔵している。そして６は
Ａ／Ｄ変換器（アナログディジタル変換器）、７はマイ
クロプロセッサ等のディジタル演算装置で構成された保
護演算装置、８はトリップ装置である。

配電線りの零相電流１．に比例する電気量Ｉ。

が、変流器ＣＴ及び入力変換器１を経てサンプリング装
置５に供給される。また配電線端子の零相電圧Ｖｏに比
例する電気量Ｖ□’が、母線Ｂに設けられた計器用変圧
器ＰＴＩ及び入力変換器２を経てサンプリング装置５に
供給される。なお、計器用変圧器ＰＴ１は、母線Ｂに設
ける代りに配電線りの端子部分に設ける場合もある。各
入力変換器１及び２は電気量Ｉｏ’を通常電圧に変換し
て、サンプリング装置５に供給する。

この電気量Ｉｏ’及びＶｏ’の瞬時値はサンプリング装
置５でサンプリングされ、そのサンプル値１１がＡＤ変
換器６でディジタル値１２に変換される。

保護演算装置７はディジタル値１２を用いて差（和）分
を算出し、これらを用いて、保護演算を行ない内部事故
と判定すれば出力１コを生ずる。トリップ装置８はｉ３
を受けると出カムを生じ、しゃ断器ＣＢをしゃ断する。

更に、母線Ｂより得られる線間電圧、正相電圧などの１
線地絡事故時に変動の少ない基準電圧■Ｓに比例する電
気量Ｖｓ’は、計器用変圧器ＰＴ２及び入力変換器３を
経て特定位相判別器４に入力され、この特定位相判別器
４は入力電気量ｖｓ’の特定位相を判別・して出力パル
スＶＳＳを保護演算装置７へ送出するとともに、ここか
らの信号を受けたサンプリング装置５では信号ＶＳＳを
基準とじて零相電圧に比例した電気量Ｖ□’と零相電流
に比例した電気量ＩＯ’をサンプリングする。

（発明が解決しようとする課題） しかし、この方法では系統操作や外部短絡事故等により
基準電圧波形に位相急変が発生した場合、誤差成分が発
生して、入力電気量が変化したように見誤るという不具
合がある。この点について第７図により、舅に具体的に
説明する。

−例として、基準電圧波形が電気角でＯｏとなる点を基
準として、零相電圧Ｖｏをサンプリングし、１サンプリ
ング間隔における差分をとることにより変化分を導出す
る方式において、基準電圧波形が１０°位相急変（遅れ
）したと仮定し、その時の誤差成分を求める。ｔ、の時
点を電気角でθとし、その時点のサンプル値をぴ１，１
サンプリング間隔経過後のサンプル値をカとじ、零相電
圧のピーク値をＥ丁？１０とすると、サンプル値Ｖ１．
Ｖｘは各々下記となる。

ｔｔ１＝　ｒ丁ｙ６ｓｉｎθ ｖ２＝ｒ丁ｖｏｓｉｎ（θ＋１０°） よって差分は ？／２−Ｚｒ１＝　ＪＮ　２１０１　　ｓｉｎ　（θ＋
１０°　）−ｓｉｎθ）となり誤差の最大はθ＝０゛付
近である。θ０°としてぬ基準での差分を求めると ａｒ”Ｉ？／１ｌ）（５ｉｎ１０°−５ｉｎＯ°’　ｘ
ｌｏｏ　＝２４．６カ ［％］ つより基準電圧波形に１０°位相急変が発生すると約２
４．６　［％］誤差分となる。位相急変角が大きくなる
と、この誤差分は更に増加し、場合によっては系統操作
や外部事故時に継電器が不要動作する可能性がある。

本発明は以上の欠点を除去するためになされたもので、
基準電圧波形に位相急変が発生して誤差分が発生した場
合にも、不要動作することのない信顆性の高い継電器を
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なめ、本発明では電力系統の電圧を
基準電圧とし、この基準電圧波形の特定位相瞬時を判別
する第１の手段と、前記電力系統の零相電圧または零相
電流の少なくとも一方を前記基準電圧周期内に所定の複
数回サンプルする第２の手段と、前記第２の手段で得ら
れたサンプル値とそのサンプル値のに周期（ｋ＝正整数
）前のル値との和）の値を算出する第３の手段と、第３
の手段により得られた値を用いて保護演算を行なう第４
の手段と、前記基準電圧の位相の変化が所定値以上か否
かを判別する第５の手段とを有し、前記第２の手段の第
１回目のサンプル時点は前記第１の手段で判定された特
定瞬時またはその予定時間後であり、第２の手段の第２
回目（以降）のサンプル時点は第１回目（その前回）の
サンプル時点の予定時間後であるとともに、基準電圧の
位相変化が所定値以上となった時には、所定周期経過す
る期間は動作を阻止するよう構成した。

（作　用） 電力系統の線間電圧、正相電圧などの１線地絡事故時に
変動の少ない電圧Ｖｓを基準電圧とし、この基準電圧波
形の特定位相瞬時を第１の手段で判別し、電力系統の零
相電圧Ｖｏまたは零相電流１、の少なくとも一方を前記
基準電圧Ｖｓの周期内に所定の複数回数筒２の手段によ
りサンブリングし、この第２の手段で得られたサンプル
値とそのサンプル値のに周期（ｋ：正整数）前のサンプ
の和）の値を第３の手段により算出し、この第３の手段
により得られた値を用いて第４の手段によって保護演算
を行ない、更に前記基準電圧波形の位相変化を第５の手
段で検出し、位相変化が所定値以上となった時には、所
定周期経過する期間は動作を阻止する。

（実施例） 本発明の一実施例の構成を第１図に示す。第１図におい
て、第６図と同じ記号のものは同じものを示す。加えて
９は基準電圧Ｖｓに比例する電気量Ｖｓ’の位相変化を
検出するための装置で、例えば周期カウンタで構成され
ている。７′はこの周期カウンタのカウント結果も導入
可能にした保護演算装置である。

第２図には基準電圧ＶＢに比例する電気量Ｖｓ’が位相
急変した場合の周期変化の例として、１０゜位相急変（
遅れ）が発生した場合を示す、この時、電力系統の定格
周波数を５０［）１２］、周期カウンタのクロック周波
数を１　［ＭＨｚ　］とすると、通常の周期Ｔは コυ 位相急変１０°　（遅れ）が発生した場合の周期ではと
なり周期の変化分ΔＴは ΔＴ二で−Ｔ＝　５５５ となる０以上のように基準電圧Ｖｓに位相急変が発生し
たことは、周期カウンタのカウント結果を保護演算装置
に順次取り込み、その差分演算をすることで検出するこ
とができる。

次に本発明の（作用）について第３図のフローチャート
及び第４図のタイムチャートを参照して説明する。ステ
ップ５１０１は−ｇ＃線Ｂがら得られる基準電気量Ｖｓ
の特定位相（例えば零点）を判別し、信号ＶＳ９を発生
する。次のステップ５１０２ではＣ１後１０をサンプル
しサンプル値を１．とする。５１０３では５１０１から
ｔｉ後にＶｏをサンプルし、サンプル値をｔｒ、）とす
る。５１０４はｔ、より更に電気角で９０’に相当する
時間の後ＩＯをサンプルし、サンプル値を４２０とする
。　５ｉｏｓはｔｉより更に電気角で９０”に相当する
時間の後Ｖｏをサンプルし、サンプル値をυ２ｏとする
。ステラ７８１０６は基準電気量ＶＢの周期変化１ΔＴ
１が所定値に以上であるが否かを判定するステップであ
り、もし、所定値に以上であったならばステップ８１０
７で継電器出力を復帰させるとともに、ステップ５１０
８へ進み記憶内容を１周期毎に更新する。　５１０９は
１ΔＴ１かに以下となってｎ＋１サイクル経過したか否
かを判定するステップであり、もし、経過していなけれ
ばステップ８１０８へ進み、ｎ＋１サイクルが経過する
と次のステ・ツブ３１１０へ進む、　８１１０は各サン
プル値を用いて変化分サンプル値を算出するステップで
あり、ｎ周期前の記ＩＩＩｉｇＮと新値を用いて零相電
流と零相電圧の変化分を下式により算出する。

ｔ１Δ””ｔｗｏ　　ｔｌｎ Ｖ　２Δ＝υ２０　　　ｔ’２Ａ （１）式に示す９０゛離れた変化分サンプル値から、入
力電気量の変化分力振幅を（２）式によって演算する。

１０６Ｐ　＝　　　ｔｌｈ）　　＋　（ｔ２Δ）　２）
　・・・・・・（２） ＶＱＡＰ　＝　　（ｔ／＋Δ）　２＋（υ２Δ）ここで
ＩＱ６Ｐ、ＶωＰは各々零相電流と零相電圧の変化分の
振幅値である。

次にステップ５１１１では、例えば（３）式に示す演算
式により、リレー演算が行なわれる。

Ｉ　ｋ１ΔＶ　ＯＡ　Ｐ 但し、φはＩｏΔＰがＶωＰより進む角度θは整定角（
一定角度） ｋ、ｋｏ、に４は定数 式でθを＋９０°とすれば第５図のように零相電圧変化
分ベクトル量ＶＯＡＰを基準位相として、零相電流変化
分ベクトル量ｌ０ＡＰが図示動作範囲にあるとき動作す
る地絡方向継電器が得られる。

以上述べた実施例によれば、基準電圧波形に位相急変が
発生した場合、それを検出して、継電器出力を復帰させ
るとともに、サンプル値が、位相急変後の新しい基準位
相でサンプリングされたデータに全て更新されるまでは
、差分演算を行なわないなめに、位相急変による誤差分
で不要応動することのない変化升形地絡方向継電器を得
ることができる。

また、上記実施例の説明では零相電圧と零相電流の両方
の変化分に応動する変化升形地絡方向継電器について述
べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、いず
れか一方を用いてもよい。

例えば零相電圧の変化分に応動する変化升形地絡過電圧
継電器や、零相電流の変化分に応動する変化升形地絡過
電流継電器の場合にも全く同様の効果が期待できる。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば周波数変化があって
も誤差分としての変化分が少なく、しかも基準電圧波形
に位相急変が発生して誤差分が発生するような場合にも
不要動作することのない信頼性の高い継電器を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は位相
急変の検出方法を説明するための波形図、第３図は本発
明の一実施例の処理を示すフローチャート、第４図は第
３図に示したフローチャートのサンプリング時点を示す
波形図、第５図は本発明の一実施例を示す特性図、第６
図は従来技術の構成倒閣、第７図は従来技術の欠点を説
明するための波形図である。 １〜３・・・入力変換器　　４・・・特定位相判別器５
・・・サンプリング装置　６・・・Ａ／Ｄ変換器７・・
・保護演算装置　　　８・・・トリップ装置９・・・周
期カウンタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電力系統の電圧を基準電圧とし、この基準電圧波形の特
   定位相瞬時を判別する第１の手段と、前記電力系統の零
   相電圧または零相電流の少なくとも一方を前記基準電圧
   周期内に所定の複数回サンプルする第２の手段と、前記
   第２の手段で得られたサンプル値とそのサンプル値のｋ
   周期（ｋ＝正整数）前のサンプル値との差（またはｋ−
   ［１／２］周期前のサンプル値との和）の値を算出する
   第３の手段と、第３の手段により得られた値を用いて保
   護演算を行なう第４の手段と、前記基準電圧の位相の変
   化が所定値以上か否かを判別する第５の手段とを有し、
   前記第２の手段の第１回目のサンプル時点は前記第１の
   手段で判定された特定瞬時またはその予定時間後であり
   、第２の手段の第２回目（以降）のサンプル時点は第１
   回目（その前回）のサンプル時点の予定時間後であると
   ともに、基準電圧の位相変化が所定値以上となった時に
   は、所定周期経過する期間は動作を阻止することを特徴
   とする継電器。