JPH0226448B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、配電用リレー等に適用される欠相
検出回路に関するものである。

配電線等の地絡故障は、一般に地絡故障時に零
相電圧が発生することを利用して検出されている
が、断線等に伴う欠相故障でも同様に零相電圧が
発生する。このため、欠相が発生した場合も地絡
故障と判定するなどの誤検出をする恐れがあつ
た。

この発明は、この点に鑑みてなされたものであ
り、この発明の欠相検出回路を配電用リレー等に
適用することにより、欠相の発生によるリレーの
誤動作等を防止することを目的としている。

以下、この発明の一実施例を添付図面について
説明する。

第１図において、１ａ，１ｂ，１ｃは星形結線
された３相平衡電源、２ａ，２ｂ，２ｃはこの３
相平衡電源に接続された３相配電線、３は電源中
性点の接地抵抗である。４は３相移相変圧器であ
り、３相配電線２ａ，２ｂ，２ｃに接続されて相
電圧v_a，v_b，v_cで付勢される例えば三角結線の１
次巻線４ａおよび相電圧e_a，e_b，e_cを発生する例
えば星形結線の２次巻線４ｂを持つている。５
ａ，５ｂ，５ｃはそれぞれ相電圧e_a，e_b，e_cの絶
対値をとる絶対値回路、６は絶対値回路５ａ，５
ｂ，５ｃの出力の和をとる加算器、そして７は加
算器６の出力をあらかじめ設定しておいた閾値
Vthと比較する電圧比較器である。

次に動作について説明する。今考えている系統
の３相平衡電源１ａ，１ｂ，１ｃの各相電圧は次
の様に表わすことができる。

v_a＝Ｅ・sinωt v_b＝Ｅ・sin（ωt−２／3π） v_c＝Ｅ・sin（ωt−４／3π） 但し、6.6KV配電系統ではＥ＝6600×√２／√
３の様に表わすことができる。

３相平衡電圧を得るために第１図に示した３相
移相変圧器４を使用でき、この１次巻線４ａが三
角結線であるため１次巻線４ａの各巻線には以下
の様な線間電圧が加わる。

v_ac＝v_a−v_c ＝√３Ｅ・sin（ωt−π／６） v_ba＝v_b−v_a ＝√３Ｅ・sin（ωt−π／６−２／３π） ＝√３Ｅ・sin（ωt−５／６π） v_cb＝v_c−v_b ＝√３Ｅ・sin（ωt−５／６π−２／３π） ＝√３Ｅ・sin（ωt−３／２π） ３相移相変圧器４の巻線比をａとした時、欠相
が発生していない場合は、この３相移相変圧器４
により、１次側の線間電圧v_ac，v_ba，v_cbに対応し
て次に示す様な３相相電圧e_a，e_b，e_cが３相移相
変圧器４の２次巻線４ｂにそれぞれ発生される。

e_a＝E1・sin（ωt−π／６） e_b＝E1・sin（ωt−５／６π） e_c＝E1・sin（ωt−３／２π） 但し、E1＝√３Ｅ／ａである。

これらの各相電圧がそれぞれ絶対値回路５ａ，
５ｂ，５ｃを通つた後加算器６に入力された時の
出力の様子を第２図に波形８で示す。この各相電
圧絶対値の和は、位相により変化するが、最小値
は√３E1である。

これに対して、欠相が発生している場合を考え
る。まず、１相（例えばＡ相）欠相の場合、３相
移相変圧器４の１次巻線４ａには、以下の様な系
統の線間電圧が加わる。

v_ac＝v_a−v_c ＝−Ｅ・sin（ωt−４／３π） ＝Ｅ・sin（ωt−π／３） v_ba＝v_b−v_a ＝Ｅ・sin（ωt−２／３π） v_cb＝v_c−v_b ＝√３Ｅ・sin（ωt−３／２π） これらの１次側線間電圧に対応して３相移相変
圧器４の２次巻線４ｂから出力される各相電圧は
次の様になる。

以上の各相電圧が絶対値回路５ａ，５ｂ，５ｃ
および加算器６を通つた後の出力を第２図に波形
９で示す。

次に、２相（例えばＡ相およびＢ相）欠相の場
合、３相移相変圧器４の１次巻線４ａには、以下
の様な、系統の線間電圧が加わる。

v_ac＝v_a−v_c ＝−Ｅ・sin（ωt−４／３π） ＝Ｅ・sin（ωt−π／３） v_ba＝v_b−v_a ＝０ v_cb＝v_c−v_b ＝Ｅ・sin（ωt−４／３π） これらの１次側線間電圧に対応して３相移相変
圧器４の２次巻線４ｂから出力される各相電圧は
次の様になる。

以上の各相電圧が絶対値回路５ａ，５ｂ，５ｃ
および加算器６を通つた後の出力を第２図に波形
１０で示す。

また、３相全部が欠相の場合は当然e_a＝e_b＝e_c
＝０であるので、加算器６の出力も当然０ある。

この第２図を見てわかる様にE1／√３Vth＜
√３E1なる閾値Vthを適当に設定すれば、欠相故
障時には、３相絶対値の和が少なくとも或る位相
でVthより小さくなるので、比較器７により欠相
が発生しているか否かを検出することができる。
また、１線地絡故障は波形８に一致するので、こ
の発明の欠相検出回路は地絡故障と欠相故障を誤
判定することはない。

上述した実施例では、３相平衡電圧として相電
圧e_a，e_b，e_cを用いているが、これらの代わりに
第１図の３相移相変圧器の２次巻線も１次巻線と
同じ三角結線とし、三角結線の線間電圧e_ab，e_bc，
e_caを３相平衡電圧として用いても上述した実施
例と同様の機能を持つ回路を得ることができる。

また、加算器６の出力は第２図に示す様に正常
時と１相欠相時とで重なる部分があるので、加算
器６に最小値をある一定時間τだけ保持する機能
を持たせることにより、より一層安定な判定をす
ることができる。このことを波形図で示したのが
第３図である。第３図には、τ＝10ｍｓの場合の
各欠相条件での加算器６の出力波形を示してあ
り、11が正常時のもの、12が１相（Ａ相）欠相時
のもの、そして13が２相（Ａ相およびＢ相）欠相
時のものである。また、全相欠相時は当然のこと
ながら０である。尚、図中破線は最小値保持機能
を有していない場合の加算器６の出力を示す。

上述した実施例では、相電圧e_a，e_b，e_cまたは
線間電圧e_ab，e_bc，e_caを算出するのに３相移相変
圧器を利用したが、分圧器例えば容量分圧器や抵
抗分圧器を利用することも可能である。第４図は
複数台例えば３台の容量分圧器を用いた実施例を
示す。この場合は相電圧e_a，e_b，e_cを算出する実
施例であり、容量分圧器１４の各相出力を加算器
１５ａ，１５ｂ，１５ｃに入れて、相電圧e_a，
e_b，e_cを算出している。

以上の様に、この発明によれば、検出した３相
各相出力の絶対値の和を閾値と比較する様にした
ので、地絡故障と欠相故障を明確に区別できるよ
うになつた。また、この場合、定常的な電圧の値
と位相の関係から欠相現象を検出するので、過渡
現象等の影響を受けることなく、安定な判定をす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る欠相検出回路の一実施
例を示す回路図、第２図は加算器６の出力を各欠
相条件について示した波形図、第３図は加算器６
に最小値保持機能を持たせた場合の出力を各欠相
条件について示した波形図、第４図は容量分圧器
を利用して相電圧を算出する他の実施例の一部を
示す回路図である。 ２ａ〜２ｃは３相配電線、４は３相移相変圧
器、４ａは１次巻線、４ｂは２次巻線、５ａ〜５
ｃは絶対値回路、６と１５ａ〜１５ｃは加算器、
７は電圧比較器、１４は容量分圧器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ３相配電線に接続されると共に三角結線され
   た１次巻線およびこの１次巻線に関連した２次巻
   線を有する３相移相変圧器から成り、３相平衡電
   圧を発生するための手段と、前記３相平衡電圧の
   各絶対値の和をとつてその最小値を一定の時間だ
   け保持するための手段と、前記和の瞬時値を所定
   の閾値Vthと比較し、前記瞬時値が前記閾値Vth
   より小さい時に欠相事故と判断して出力するため
   の手段とを備えたことを特徴とする欠相検出回
   路。 ２ ３相配電線に接続された複数台の分圧器およ
   びこれら分圧器の出力側へ接続された加算器から
   なり、上記３相配電線の線間電圧に対応する相電
   圧ea，eb，ecまたは線間電圧eab，ebc，ecaの３
   相平衡電圧を発生するための手段と、前記３相平
   衡電圧の和をとつてその最小値を一定の時間だけ
   保持するための手段と、前記和の瞬時値を所定の
   閾値Vthと比較し、前記瞬時値が前記閾値Vthよ
   り小さい時に欠相事故と判断して出力するための
   手段とを備えたことを特徴とする欠相検出回路。