JPH02214416A

JPH02214416A - 電流差動継電装置

Info

Publication number: JPH02214416A
Application number: JP1032672A
Authority: JP
Inventors: Yoji Honda; 洋二本田; Kazunobu Fukuda; 和宜福田; Yasuhiro Kurosawa; 保広黒沢
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-02-14
Filing date: 1989-02-14
Publication date: 1990-08-27

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）本発明は電力系統を保護する保護継電装置、とりわけ送
電線を電流差動原理に基づき保護する電流差動継電装置
に関する。

（従来の技術）送電線の保護方式として各端子の電流の瞬時値を用いて
送電線の内外部事故を識別する電流差動方式が多用され
、この方式を採用した電流差動リレーが適用されている
。

電流差動リレーを適用する際に問題となるのは、保護区
間内充電容量の影響である。即ち第５図において保護送
電線１の各Ａ、Ｂ端にて変流器２Ａ。

２Ｂを用いて各端の電流量ｉＡ、　ｉＢに対応する電気
量の瞬時値量を送受し合い、電流差動保護を行なう電流
差動リレー３Ａ、　３Ｂは次の判定原理をとる。

（Ｉｄは差動電流であり事故電流に対応する。１＾と１
８は内部方向の電流を同極性となるように導入する。）Ｉｄ＝　ｌ　ｉ＾＋ｉｌｌ　　　　　　　　　　　・・
・・・・■ところが保護区間内充電容量Ｃの影響により
Ｆ点の外部事故時に充電々流ＩＣが流入するためＡ端で
のとり込み量はｉＡ＋　ｉＣとなる。従って差動電流Ｉ
ｄはＩｄ＝　ｌ　ｉＡ＋ｉＢ＋　ｉＣｌ　　　　　　　　　
　　　・・・・・・■０式において外部事故時にはｉＡ
＋ｉＢ＝　０であるから０式は］ｄ＝　ｌ　ｉｃｌとな
り、内部充電容量が大きいと電流差動リレーは誤動作す
る虞れがある。

内部充電容量は送電線がケーブル区間であれば対地間で
大きな値を有するし、１０００ｋＶ級の基幹系送電線な
どではその長距離化により架空系であっても回線間、あ
るいは回線内相間の充電容量が大きいことが知られてい
る。

このため、自端子の電圧値を用いて前記保護区間内充電
容量による電気量をリレー内部で補償し、充電々流によ
る誤動作を防止する対策が行なわれている。

〔文献１；電気協同研究第４１巻第４号「デジタルリレ
ーＪＰ１７８ｒ超高圧系電流差動リレーにおける充電々
流補償」　（昭６１年１月２１日発行）〕第６図は上記
技術を適用した従来装置の一例である。Ａ端の電圧は線
路側電圧変成器（線路ＰＤ）５Ａによりとり込み、入力
処理部６Ａにて、変流器（ＣＴ）２Ａからとり込まれた
電気量と共に同一時刻にサンプリングされ、アナログ−
ディジタル変換される。演算部７八は前記入力処理部６
Ａ出力より次の演算を実施する。

同様にＢ＠においては下記演算を実施する。

こうして得られたｉＡ′、　ｉ８′は送受信部８＾を介
して対向電気所間で送受信される。演算部７＾は送受信
部出力を用いて０式の演算により電流差動判定を行なう
。

Ｉｄ＝　　ｉＡ′＋ｉＢ’ ・・・・・■ 電線の内部充電々流に対応する量となる。

第５図の如く２端子構成においては内部充電々流の１７
２ずつを各々の端子で補償することとなる。

そしてｋｏはリレーの動作感度であり、この値より差動
電流１ｄが大きい時に内部事故と判定するものである。

対向するＢ＠においても上記と同様の構成としている。

（発明が解決しようとする課題）第７図の如く片端子（Ａ端）から送電線１のみを充電す
る場合を考える。第７図ではＡ端子は電源端、Ｂｆ＠子
は負荷端扱いとする。この時Ｂ端は休止端であるため、
Ｂ＠子より伝達される電流データｉＢはＡ端子において
零として扱うのが一般的である。（送電線充電時に内部
事故が発生した場合でも確実に電流差動リレーを動作さ
せるため）電々法補償は両端子のしゃ断器９Ａ、　９Ｂ
が閉路してに設定されている。このため、上記のような
場合充電々流ＩＣの１７２シか補償していないことにな
り、残り１／２が未補償分となって充電々流補償が完全
でない、この未補償分が電流差動リレーの感度ｋ。

以上となると不要動作となる。

一方、内部事故の判定は一般的に主検出リレーである電
流差動リレー３Ａの出力と事故検出リレーとして系統の
電圧が一定値以下になることを検出する不足電圧リレー
１３Ａの出力とのＡＮＤ条件で行なう。

この不足電圧リレー１３Ａとしては、−ｍに電流補償付
不足電圧リレーを用いている。この電流補償付不足電圧
リレーは既に公知のリレーであるため、詳述はしないが
、第８図に示す概略特性の如く、電流ｌに比例しなｉ之
（之は設定されたインピーダンス）の分だけ、電圧Ｍの
動作域が送電線インピーダンス角ψ方向に伸びる特性の
リレーで、高感度に不足電圧を検出するためのものであ
る。

第９図は、前述した第７図による電流差動継電装置の機
能をロジック図で示したもので、電流差動リレー３＾と
電流補償付不足電圧リレー１３Ａの八ＮＤ　ｇｋ件にて
しゃ断器をトリップさせることを示している。

ところが、この電流補償付不足電圧リレーは電流補償を
行なわない、いわゆる単純不足電圧リレ−に比べ、動作
時間、復帰時間とも遅いことが知られている。これは、
前述した電流補償分１之のリレー内部における過渡応動
遅れの影響によるものであり、既に周知の内容であるた
め詳述はしないが、この復帰時間の遅れにより、次に説
明する不具合が生じることになる。

前述した片端子（Ａ端）から送電線１のみを充電するケ
ースをタイムチャートで表わすと第１０図となる。電流
差動リレー３Ａから第７図には図示しないしゃ断器投入
指令が出力されて、しゃ断器９Ａを投入してから送電線
に電圧が印加され、電流補償付不足電圧リレー１３＾が
復帰するまでの時間をＣ１、電流差動リレー３＾が前記
充電々流の未補償分により不要動作するまでの時間をｔ
２とすると、前述したように電流補償付不足電圧リレー
１３Ａの復帰時間Ｃ１が遅く、亡、〉ｔ２どなる場合が
ある。このｔ、　＞　ｔ２の条件が成立するｅ、　−ｔ
２時間の間誤って内部事故と判定し、トリップする可能
性がある。

この不都合を生じさせないために、復帰時間が高速であ
る前述の単純不足電圧リレーを用いる方法もあるが、そ
の場合は系統事故を高感度に検出することができなくな
り、解決策とはならない。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、系統の電圧量をとり込み保護送電線の内部充電々流
を補償する電流差動リレーを使用した場合、片端子から
の系統充電時でも投入端子のしゃ断器を不要しゃ断させ
ることなく、送電線保護を行なうことの可能な電流差動
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、本発明では電力系統の相手電
気所から伝送される相手端子電流と相手端子電圧から得
られる充電々流補償量とを合成して得た電気量と、自端
電気所にて自端子電流と自端子電圧から得られる充電々
流補償量とを合成して得た電気量とから差動電流を得、
この差動電流を動作量とした電流差動継電装置において
、自端しゃ断器投入指令の発生を条件に電流差動リレー
の動作感度を所定時間低感度に切替えるよう構成した。

（作　用）上記構成をとることにより片端から系統充電時、充電々
流の未補償分により、差電流１ｄが動作感度ｋｏに対し
てＩｄ＞ｋｏとなる場合であっても、しゃ断器投入条件
によりトリップ出力は差電流１ｄと動作感度ｋｏ′との
Ｉｄ＜ｋｏ’判定に基づくため不要トリップを防止でき
る。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明による電流差動継電装置の一実施例を示
す図である。電流差動リレー３Ａでは、Ａ端の電圧は線
路ＰＤ５Ａより取込まれ、入力処理部６ＡにてＣＴ２Ａ
から取込まれた電流と共に同一時にサンプリングされ、
アナログ−ディジタル変換される。

そして演算７Ａにて前述の充電々流演算、電流差動判定
を行ない、出力部１４Ａより動作出力を出力する。

送受信部８Ａでは対向電気所Ｂ端とこれらの演算。

判定に必要な電流データの送受をし合う０．ｔな、不足
電圧リレー１３Ａにおいては、同様に電圧、電流を入力
処理部１０Ａにてサンプリング、アナログ−ディジタル
変換し、演算部１１Ａにて不足電圧の判定を行ない、出
力部１２Ａより動作出力を出力する０両者の出力のＡＮ
Ｄ条件にてしゃ断器のトリップを行なう、Ｂ端も全く同
じ構成としている。ここまでの構成は従来の電流差動継
電装置と同様であるが、本発明においては電流差動リレ
ー３＾の演算部７Ａにてしゃ断器投入指令を用いて次に
述べる電流差動リレーの感度切替処理を行なう点が異な
る。

第２図は本発明による第１図の電流差動継電装置の機能
をロジック図で示したもので、電流差動リレー県は前述
した従来と同様に高感度に動作する電流差動リレー（以
降、高感度電流差動リレーと称す）１５＾と充電々流未
補償分では動作しない低感度設定の電流差動リレー１６
八から構成されている。シゃ断器投入指令は電流差動リ
レー３Ａに導入後オフデイレイタイマ１８を介して、一
方は低感環電流差動リレー１６八とへＮＯ回路１９を構
成し、他方をＮＯＴ回路２１を介して高感度電流差動リ
レー１５ＡとＡＮＤ回路２２を構成している。へＮＯ回
路１９２２の出力はＯＲ回路２０を介して電流差動リレ
ー３Ａの出力となり、ＡＮＤ回路２３にて電流差動リレ
ー３Ａ出力と電流補償付不足電圧リレー１３八とのＡＮ
Ｄがとられてしゃ断器トリップ出力となる構成である。

前述の電流差動リレー３Ａの動作感度切替は、ＡＮＤ回
路１９．２２とＮ０７回Ｎ２１により行なわれる。

すなわち、通常はしゃ断器投入指令は無いためＮＯＴ回
路２１出力とＡＮＤをとる高感度電流差動リレー１５＾
が用いられ、ＯＲ回路２０を介してＡＮＤ回路２３にて
電流補償付不足電圧リレー１３Ａ出力との八ＮＯがとら
れ、しゃ断器をトリップさせる。一方、しゃ断器投入時
は、しゃ断器投入指令が生じている期間が更にオフデイ
レイタイマ１８によりＣ３だけ引伸ばされ、この期間だ
け高感度電流差動リレー１５Ａから低感度電流差動リレ
ー１６Ａに切替わり、電流補償付不足電圧リレー１３Ａ
との八ＮＯでしゃ断器をトリップさせることになる。

次にこのように構成した本発明の電流差動継電装置の作
用について説明する。第３図は第１図及び第２図の動作
を説明するタイミングチャートであり、まずしゃ断器が
投入される前は電流補償付不足電圧リレー１３＾は動作
状態で、電流差動リレー３Ａは不動作状態である。

次に、しゃ断器投入指令が生じると電流差動リレー３＾
の出力としては、高感度電流差動リレー１５Ａから低感
度電流差動リレー１６＾の出力に切替わる。その後しゃ
断器が投入され電圧が印加されるので、電流補償付不足
電圧リレー１３Ａは復帰し、高感度電流差動リレー１５
＾は前述の充電々流未補償分により動作する。但し、し
ゃ断器投入指令が生じオフデイレイタイマ１８出力が生
じている期間は、ＮＯＴ回路２１出力により高感度電流
差動リレー１５＾出力はＡＮＤ条件不成立であり、電流
差動リレー３Ａの出力は低感度電流差動リレー１６Ａに
依存し、低感度電流差動リレー１６八は前述の充電々流
末補償分に対して動作感度を十分低く設定しているため
不動作となって不要しゃ断を防止することができる。

なお、オフデイレイタイマ１８を設けるのは、しゃ断器
が投入された後も一定時間は低感度電流差動リレー１６
Ａの使用を継続しておくためで、これにより確実なしゃ
断防止動作が可能となる。

また、しゃ断器が投入された後、すなわち通常時は高感
度電流差動リレー１５Ａが使用されることになり高感度
に系統事故を検出することができる。

以上のように本発明によれば、しゃ断器投入時には高感
度電流差動リレーから低感度電流差動リレーに切替える
ため、電流補償付不足電圧リレーが復帰するまで、確実
に不要しゃ断を防止することができる。

上記実施例の説明では、高感度電流差動リレー１５Ａと
低感度電流差動リレー１６Ａを、しゃ断器投入指令によ
り切替えて使用し、一方を使用している時は他方を不使
用としていた。

しかし、これに限らず第４図に示すように常時は高感度
電流差動リレー１５Ａと低感度電流差動リレー１６＾の
両方を使用し、しゃ断器投入時のみ高感度電流差動リレ
ー１５Ａをロックする構成としても良い。これによれば
、常時は両者のＯＲで事故検出を行ない、しゃ断器投入
時は低感度電流差動リレー１６＾のみ生かすので全く同
様の効果を得ることができる。

また、これまでの説明では電流差動リレーとして高感度
電流差動リレーと低感度電流差動リレーの２種類を設け
て両者を切替える方法について述べた。しかし、両者を
用いる目的はしゃ断器投入時に電流差動リレーの動作感
度を一時的に低感度にしたいためである。したがって、
これを電流差動リレー３Ａとして高感度電流差動リレー
１５＾のみを用い、しゃ断器投入時のみは動作感度ｋｏ
を低感度ｋｏ′とする処理を行なっても、全く同様な効
果を得ることができることは言うまでもない。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば内部充電電流補償
を各端電流に加え伝送し得られた電気量で電流差動保護
を行なうものにいおいて、系統充電時に相手端が休止端
であるために生じる内部充電々流の未補償分があっても
、電流差動リレーを高感度電流差動リレーから低感度電
流差動リレーに切替えることにより確実に不要しゃ断を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電流差動継電装置の一実施例の構
成図、第２図は第１図の機能を説明する図、第３図は第
１図、第２図の作用を説明するタイミングチャート、第
４図は本発明の他の実施例を示す図、第５図は内部充電
々流の影響を説明する図、第６図は充電々流補償を行な
っている電流差動継電装置の従来構成例、第７図は従来
装置の問題点を説明する構成図、第８図は電流補償付不
足電圧リレーの特性を説明する図、第９図は従来装置の
機能を説明する図、第１０図は従来装置の問題点を説明
するタイミングチャートである。１・・・送電線　　　　　　　２Ａ、　２Ｂ・・・変流
器３＾、　３Ｂ・・・電流差動リレー　４・・・伝送路
Ｃ・・・保護区間内の充電容量６Ａ、　１０＾・・・入力処理部　　７Ａ、　１１Ａ・
・・演算部８＾・・・送受信部１２Ａ　、　１４Ａ・・・出力部１３＾、１３Ｂ・・・不足電圧リレー１５＾・・・高感度電流差動リレー１６Ａ・・・低感度電流差動リレー１８・・・オフデイレイタイマ１９、２２．２３・・・へＮＯ回路２０・・・ＯＲ回路９八。２１・・・Ｎ０Ｔ９Ｂ・・・しゃ断器回路

Claims

【特許請求の範囲】

電力系統の相手電気所から伝送される相手端子電流と相
手端子電圧から得られる充電々流補償量とを合成して得
た電気量と、自端電気所にて自端子電流と自端子電圧か
ら得られる充電々流補償量とを合成して得た電気量とか
ら差動電流を得、この差動電流を動作量とした電流差動
継電装置において、自端しゃ断器投入指令の発生を条件
に電流差動リレーの動作感度を所定時間低感度に切替え
ることを特徴とする電流差動継電装置。