JPH04325825A - ディジタル形距離継電器 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電力系統の相電圧から
線間電圧を演算により合成して保護演算を行うディジタ
ル形距離継電器に関する。

【０００２】

【従来の技術】距離継電器は、電力系統の線間電圧と線
間電流を検出し、その比になるインピーダンスが保護動
作範囲内にあるか否かを判定して保護動作を行い、ディ
ジタル形のものでは図３に示す構成にされる。

【０００３】電力系統の送電線１の各相電圧と電流が主
変成器２（１相分のみを示す）と主変流器３によって夫
々変成され、さらに補助変成器４と補助変流器５によっ
て所定範囲の電圧，電流の大きさに変成される。これら
電圧，電流はフィルタ６，７による高調波成分除去とサ
ンプルホールド回路８，９によるサンプリングがなされ
、マルチプレクサ１０による各サンプリング値の時分割
による取り込みとＡ／Ｄ変換器１１によるディジタル値
への変換がなされる。ＣＰＵ１２は各相電圧，電流のサ
ンプリングデータから線間電圧，電流のベクトル値を求
め、これらベクトル値から距離継電器演算を行い、動作
域内になるときに引き外し回路１３を介してしゃ断器１
４のしゃ断を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】保護対象の相電圧から
線間電圧を合成するのに、ディジタル形距離継電器では
相電圧のサンプリングデータからプログラム合成を行う
。このため入力回路部になる主変成器２，補助変成器４
及びフィルタ６で相電圧に位相誤差を発生させ、合成し
た相間電圧にも誤差分が含まれる。

【０００５】この誤差の発生は、系統の至近端故障等で
相電圧が著しく小さくなる場合に誤動作及び誤不動作を
起こす恐れがあった。

【０００６】例えば、ａ−ｂ相の線間電圧Ｖａｂを合成
するのに、ａ相電圧Ｖａが入力回路部で−０．５度の位
相ずれを起こし、ｂ相電圧Ｖｂが入力回路部で＋０．５
度の位相ずれを起こした場合総合的にＶａは１．５度の
遅れ、Ｖｂは１．５度の進みとして認識される。この誤
差の存在により、至近端故障での相電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖ
ｃが図４の（ａ）に示す状態になるとき、電圧Ｖａ，Ｖ
ｂが夫々入力回路部で位相ずれεを起こして同図（ｂ）
に示す電圧Ｖａｉｎ，Ｖｂｉｎになり、線間電圧Ｖａｂ
とＶａｂｉｎとは１８０度の位相反転になる。

【０００７】ここで、主変成器２の二次側演算で電圧Ｖ
ａ，Ｖｂの絶対値が３１．８Ｖとなり、線間電圧方向の
誤差がＶａ，Ｖｂ夫々１．５度の遅れ、進みのときでは
３１．８×ｓｉｎ（３度）±１．６６Ｖ発生する。従っ
て、線間電圧Ｖａｂが１．６Ｖ以下になった場合に電圧
Ｖａ，Ｖｂの位相が逆転し、Ｖａｂの位相が１８０度反
転することになる。

【０００８】上述のような位相反転は、ＣＰＵ１２によ
る距離継電器演算において図５に示すモー特性に対して
、真の線間電圧Ｖａｂが内部故障のＰ１点から誤った外
部故障のＰ２点として判定されて誤不動作になるし、逆
に真の電圧ＶａｂがＰ２点で誤ったＰ１点として判定さ
れて誤動作になる可能性がある。

【０００９】上述の問題を解消するには、各入力回路部
に精度の高いものを採用したり、精密な調整を行う必要
があり、コスト高になると共に経年変化には対応できな
い。

【００１０】本発明の目的は、入力回路部の位相誤差に
よる誤動作，誤不動作の防止を確実，容易にしたディジ
タル形距離継電器を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、電力系統の各相電圧と電流を入力回路部
を通してサンプリングデータとして取り込み、該データ
から線間電圧を演算により合成し、この線間電圧データ
と電流のデータから距離継電器演算をするディジタル形
距離継電器において、前記線間電圧の合成に進み相電圧
と遅れ相電圧との間の位相反転の有無を検出する位相反
転検出部と、この検出部の検出結果に応じて進み相電圧
と遅れ相電圧の合成方向を切り換える切換手段とを備え
たことを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記構成になる本発明によれば、線間電圧の合
成に電力系統の進み相電圧と遅れ相電圧の相関係から入
力回路部による位相反転の発生の有無を検出し、位相反
転の発生を検出したときに合成方向を切り換えることに
より入力回路部による位相反転を元の正常位相関係に戻
す。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す回路図であり
、ディジタル演算機能として示す。線間電圧演算部２１
はディジタルデータになる相電圧ＶａとＶｂの差演算Ｖ
ａ−Ｖｂによる線間電圧Ｖａｂを求め、線間電圧演算部
２２は相電圧Ｖａ，Ｖｂの差演算Ｖｂ−Ｖａによる線間
電圧Ｖｂａを求める。

【００１４】位相反転検出部２３は、相電圧Ｖａ，Ｖｂ
について、下記の両条件 ＶａＶｂ　ｃｏｓθ＞０ ＶａＶｂ　ｓｉｎθ＜０ が同時に成立するか否かによって入力回路部での位相誤
差による反転の有無を検出し、位相反転の検出時にはス
イッチ部２４により線間電圧演算部２１の出力から線間
電圧演算部２２の出力に切り換えて距離継電器演算部２
５への演算データとして与える。

【００１５】上述の構成において、電力系統の電圧Ｖａ
はＶｂに対して進み相になり、電圧Ｖａの位相がＶｂに
対して図２に斜線で示す第１象限と第２象限の範囲にし
か存在しない。この範囲に対し、入力回路部による位相
反転の発生には図２の第４象限に入り、この第４象限に
あるか否かを位相反転検出部が前述の条件式から判定す
る。なお、位相誤差により電圧ＶａとＶｂが１８０度近
い誤差範囲にあると、図２の第３象限に入る可能性があ
るが、この場合には継電器の応動に問題がなく、第４象
限についてのみ検出する。

【００１６】位相反転検出部２３による検出結果に位相
反転検出が無いときはスイッチ部２４を図示の状態にし
、線間電圧演算部２１の演算結果Ｖａ−Ｖｂのデータを
距離継電器演算部２５に与えて保護演算を行う。このと
きは入力回路部による位相誤差が進み相Ｖａと遅れ相Ｖ
ｂとで位相反転にならないことを意味し、距離継電器演
算に誤動作，誤不動作を招くことはない。

【００１７】一方、位相反転検出部２３に位相反転検出
が有るとき、スイッチ部２４を切り換え、線間電圧演算
部２２の演算結果Ｖｂ−Ｖａのデータを距離継電器演算
部２５に与えて保護演算を行う。このときは、入力回路
部による位相誤差が位相反転になると判定し、この位相
反転を元に戻すことで距離継電器演算に誤動作，誤不動
作を無くす。このとき、電圧Ｖａは小さい値にあるため
、距離継電器演算は方向判定のみで応動して誤動作にな
らない。

【００１８】なお、線間電圧演算部２１，２２や位相反
転検出部２３及びスイッチ部２４はＣＰＵ１２のプログ
ラムとして構成されるもので、該プログラムを従来の装
置に追加するのみで実現される。

【００１９】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、線間電
圧の合成に際し、系統の相電圧の進み，遅れ関係から位
相反転の発生の有無を検出し、この検出結果によって線
間電圧の合成方向を切り換えるようにしたため、入力回
路部による位相反転発生を線間電圧合成時のソフトウェ
ア処理で元に戻すことができ、入力回路部に位相調整や
高精度回路を用意することなく、また経年変化による影
響を受けることなく、誤動作及び誤不動作を無くした距
離継電器演算を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図。

【図２】系統の相電圧の位相関係図。

【図３】距離継電器の構成図。

【図４】距離継電器における位相ずれのベクトル図。

【図５】距離継電器のモー特性図。

【符号の説明】

２１，２２…線間電圧演算部、２３…位相反転検出部、
２４…スイッチ部、２５…距離継電器演算部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電力系統の各相電圧と電流を入力回路
   部を通してサンプリングデータとして取り込み、該デー
   タから線間電圧を演算により合成し、この線間電圧デー
   タと電流のデータから距離継電器演算をするディジタル
   形距離継電器において、前記線間電圧の合成に進み相電
   圧と遅れ相電圧との間の位相反転の有無を検出する位相
   反転検出部と、この検出部の検出結果に応じて進み相電
   圧と遅れ相電圧の合成方向を切り換える切換手段とを備
   えたことを特徴とするディジタル形距離継電器。