JPH04295221A - 電気所保護リレー方式 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電力機器保護リレー方式
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の保護リレー方式は電気協同研究第
３７巻第１号（昭５６−６）後備保護継電方式に示され
ているように、各々保護対象機器毎に設備された変流器
の信号を用いて、それぞれの保護区間を構成している。

【０００３】また、後備保護は遠方から検出するリモー
トバックアップ、あるいは、自電気所で事故の継続が所
定時間以上になったことで、事故箇所に接続された線路
を開放するローカルバックアップ方式などがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、電力
機器が接続されている母線、あるいは送電線路の短絡容
量が保護対象電力機器の短絡容量に比べて増大する程、
事故点による事故電流の差が大きくなり、事故電流を高
感度で検出する程、電流信号入力回路の直線性を広くと
る必要があり、特性の安定性を維持するのが困難になる
。また、変流器についても、電力機器の定格値を基準に
過電流定数ｎ＞２０程度にすると事故電流が極端に増加
したとき、機気飽和による出力波形のひずみのおそれが
あり、安定な保護性能を満足することが困難となる。

【０００５】さらに、先に示したリモートバックアップ
やローカルバックアップによる保護では、主保護よりも
しゃ断区域の増加、しゃ断時間の延びなど保護性能が一
般に低下することになる。

【０００６】本発明の目的は上記保護性能の低下を防止
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は従来の電力機器保護用に備えた変流器の信
号のほかに、当該電力機器が接続された線路の他の目的
で設置された変流器の信号、および必要により電圧変成
器の信号を電力機器保護用に利用する。

【０００８】

【作用】大容量の短絡容量をもつ系統の母線、あるいは
線路の保護用に設置される変流器は、定格電流も電力機
器単体を対象にした定格電流よりは一般的に大きいもの
になるとなる。従って、電力機器保護用と同じ端子の線
路に定格電流の異なる変流器が存在しこれを用いると、
仮りにどちらも同じ過電流定数ｎ＞２０であるとすると
、定格電流の大，小に相当する比で、高性能で信号を計
測できる範囲が広くなる。

【０００９】本発明は上記の電流計測対象レベルの異な
る複数の変流器の出力信号を利用し、保護リレーの特性
を高めようとするものである。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明する
。

【００１１】図１は本発明にかかる全体説明図である。 図において、１，２は母線に接続された電源端で図示し
ていないが多数の発電所の合成電源である。３は同じく
負荷群であり、母線を介して電力が供給される。４は母
線に接続された変圧器、５は同じく発電機である。本発
明にかかる保護対象は４の変圧器、５の発電機である。

【００１２】電源端１，２，負荷群３，変圧器４，発電
機５などは電線路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５によっ
て、それぞれ、母線に接続されるが、それらの電線路は
それぞれしゃ断器ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ３，ＣＢ４，Ｃ
Ｂ５を介して母線に接続される。１０は母線保護リレー
であり、変流器ＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４，ＣＴ
５により囲まれた母線内のたとえば電流差動信号を検出
し母線の内部事故を検出したとき、しゃ断器ＣＢ１，Ｃ
Ｂ２，ＣＢ３，ＣＢ４，ＣＢ５それぞれに同時にしゃ断
出力を与えるものである。

【００１３】４０は変圧器４の保護リレーであり、変流
器ＣＴ４１，ＣＴ４２により囲まれた回路の事故を検出
したとき、しゃ断器ＣＢ４とＣＢ４１にしゃ断指令を与
える高感度リレー４１と、変流器ＣＴ４、あるいは電圧
変成器ＰＴ４１の信号により電線路Ｌ４，変圧器４の事
故を検出したときしゃ断器ＣＢ４とＣＢ４１にしゃ断指
令を与える低感度リレー４２からなる。

【００１４】高感度リレー４１は変圧器４の定格電流を
基準に１０〜３０％程度の事故電流を検出できる電流差
動リレーであって、変流器ＣＴ４１，ＣＴ４２の定格値
も変圧器４の定格電流相当にほぼ合うものを使用するこ
とによって高感度の事故検出性能を得るものである。

【００１５】しかし、電線路Ｌ４または変圧器４の電線
路Ｌ４側の端子事故などでは、母線事故と同様に電源群
１，２からの事故電流が極めて大となり、変圧器４の定
格電流の百倍程度になることも考えられる。

【００１６】このような重大事故では変流器ＣＴ４１，
ＣＴ４２は定格過電流定数をはるかに上廻り正しい波形
の出力が期待できなくなる。たとえばディジタル信号に
変換して保護リレー４１に信号を取り込むときなど、量
子化フルスケールに達して正しい事故の判定が困難にな
ることも考えられる。

【００１７】一方、母線保護用に設置される変流器ＣＴ
１，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４，ＣＴ５は、当然ながら、
母線内部事故電流を確実に検出できる波形の出力変換を
具備したものであるから、電線路Ｌ４の事故時でも波形
の変換性能が十分高いことが期待できる。

【００１８】従って、電線路Ｌ４、電圧器４の端子事故
などの重大事故は変流器ＣＴ４の信号を母線保護リレー
１０と供用した低感度リレー４２によって安定に検出で
きる。

【００１９】低感度リレーと名称をつけたのは、低感度
リレー４２は電流差動特性をもっていないので、変圧器
４の外部事故、すなわち、電線路Ｌ４１以遠の事故で不
要な検出をしないように、上記の外部事故電流に作動し
ない感度とするためである。また、低感度リレー４２に
電圧変成器ＰＴ４１を用いて電圧信号を用いているのは
、電線路Ｌ４の電圧を計測し、事故検出の確実性を増す
ためである。

【００２０】つぎに、母線に接続された発電機５の保護
リレー５０について説明する。

【００２１】基本的には先に説明した変圧器４の保護リ
レー４０と同様であり、変流器ＣＴ５１，ＣＴ５２によ
って囲まれた部分の事故を検出する高感度リレー５１と
変流器ＣＴ５、あるいは、電圧変成器ＰＴ５１の信号を
入力として発電機５の端子事故や電線路Ｌ５の重大事故
を検出する低感度リレー５２より成る。それぞれ事故を
検出したときには、しゃ断器ＣＢ５をしゃ断すべく指令
を与える。

【００２２】つぎに保護リレー４０、および５０の内容
について、さらに詳細を説明する。保護リレー５０は保
護リレー４０と数字記号４を５に置き換えることによっ
て基本的に同様であるので、以下保護リレー４０を代表
例として説明する。

【００２３】図２は保護リレー４０の構成内容を示すも
ので、以下図１と同一記号は先に説明した動作内容とそ
れぞれ同等物である。

【００２４】高感度リレー４０の入力信号は変流器ＣＴ
４１の出力信号Ｉ４１、変流器ＣＴ４２の出力信号Ｉ４
２による電流差動リレーであるが、必要により通過電流
抑制を付加した比率差動リレー、あるいは保護対象物の
励磁突入電流対策などが付加されるものである。

【００２５】低感度リレー４１は、変流器ＣＴ４の出力
信号Ｉ４と電圧変圧器ＰＴ４１の出力信号Ｖ４１を入力
するものである。

【００２６】４２１は出力信号Ｉ４のレベルを判定する
過電流リレーであり、４２２は出力信号Ｉ４のほか、電
線路Ｌ４の電圧信号に相当する出力信号Ｖ４１を入力し
、電線路Ｌ４の電圧低下を検出する不足電圧要素、ある
いは、電線路Ｌ４に接続された変圧器４の方向に事故が
存在することを検出する方向要素を備えた事故検出リレ
ーである。

【００２７】低感度リレー４１の出力は上記の過電流リ
レー４２１と事故検出リレー４２２の一致条件（ＡＮＤ
）によって表わされる。

【００２８】保護リレー４０の出力は高感度リレー４１
の出力と低感度リレー４２の出力のオア（ＯＲ）条件に
よって出力される。

【００２９】図２で示した低感度リレー４２の構成にお
いて、図３の変形構成もできる。

【００３０】同図において、４２６は電流差動要素で、
変流器ＣＴ４の出力信号Ｉ４と変流器ＣＴ４２の出力信
号Ｉ４２を入力信号として内部事故を検出する。

【００３１】４２７は方向要素であって、その入力信号
は、変流器ＣＴ４，ＣＴ４２の各々の出力信号Ｉ４，Ｉ
４２と、電圧変圧器ＰＴ４１の出力信号Ｖ４１を用いる
。

【００３２】方向判定は出力信号Ｖ４１を基準に電流信
号として、Ｉ４を単独で用いてもよいが、Ｉ４とＩ４２
の差動出力信号を用いてもよい。

【００３３】変圧器４側に事故が存在するとき、方向要
素４２７が動作するように方向判定の極性を整定する。

【００３４】４２８は不足電圧検出要素であり、電線路
Ｌ４の電圧信号Ｖ４１が低下したことを検出し、動作出
力を発生する。

【００３５】低感度リレー４２の出力は以上の検出要素
、すなわち、電流差動要素４２６，方向要素４２７，不
足電圧要素４２８の一致条件（ＡＮＤ）によって生じる
。

【００３６】もちろん、必要によっては、方向要素４２
７，不足電圧要素４２８を省略してもよい。

【００３７】図３の内容は、図１の発電機５の保護リレ
ー５０の内部に示した低感度リレー５２に適用できるも
ので、数値記号を４０を５０に、４１と５１にと、４を
５に置き換えることによって同様の機能が得られる。

【００３８】また、各信号は全てディジタル化されたデ
ータ伝送路，光データ伝送路などの信号を用い、各保護
リレーがディジタル演算可能なコンピュータで処理する
場合も本発明は適用可能である。また、変流器ＣＴ４の
出力信号Ｉ４は母線保護用変流器ＣＴ４を除くＣＴ１，
ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ５の出力の合成値によっても得ら
れるので、これを用いることもできる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、広範囲の電流計測機能
をもつ変流器の組合せにより、保護性能と動作信頼度が
高められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路図。

【図２】本発明の実施例の詳細説明図。

【図３】本発明の変形応用例を示す説明図。

【符号の説明】

Ｌ４…電線路、ＣＴ４，ＣＴ４１，ＣＴ４２…変流器、
４…変圧器、４０…保護リレー、４１…高感度リレー、
４２…低感度リレー。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力系統の母線あるいは送電線に接続され
   た変圧器，発電機，電動機などの電力機器保護リレーシ
   ステムにおいて、前記電力機器の保護用に設置した変流
   器の信号を用いた第一の保護リレーと、前記母線あるい
   は前記送電線の保護用に設置した変流器の信号を供用す
   る第二の保護リレーを備えたことを特徴とする電気所保
   護リレー方式。
2. 【請求項２】請求項１において、前記第二の保護リレー
   として、過電流リレーを用いる電気所保護リレー方式。
3. 【請求項３】請求項１において、前記第二の保護リレー
   として、方向距離リレーを用いる電気所保護リレー方式
   。
4. 【請求項４】請求項１において、前記第二の保護リレー
   として、過電流リレー，方向距離リレーを用いて両者リ
   レー出力信号のアンド条件、あるいはオア条件により、
   前記第二の保護リレーの出力とする電気所保護リレー方
   式。
5. 【請求項５】請求項１ないし請求項４において、前記第
   二の保護リレーの動作出力条件に不足電圧リレーを用い
   る電気所保護リレー方式。
6. 【請求項６】請求項１において、前記第二の保護リレー
   として、前記母線保護用変流器の出力信号と電力機器保
   護用変流器の出力信号による差動リレー機能をもたせた
   電気所保護リレー方式。