JPH0432618B2 - - Google Patents
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- JPH0432618B2 JPH0432618B2 JP426683A JP426683A JPH0432618B2 JP H0432618 B2 JPH0432618 B2 JP H0432618B2 JP 426683 A JP426683 A JP 426683A JP 426683 A JP426683 A JP 426683A JP H0432618 B2 JPH0432618 B2 JP H0432618B2
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- Protection Of Transformers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は電力系統に設置された変圧器を保護す
る差動継電器に関するものである。
る差動継電器に関するものである。
変圧器の保護手段として従来から第１図に示す
ような比率差動継電方式が広く用いられている。
第１図ａは３巻線の変圧器に適用した場合の一相
分の回路について示しており、第１図ｂは比率差
動継電器のブロツク図を示している。変圧器１の
各端子電流I1，I2，I3はそれぞれ変圧器２，３，
４により変圧器の変圧比に見合つた比で変換され
てI1′，I2′，I3′となり、差動継電器５に導入され
る。この比率差動継電器５において、６は電流ベ
クトル和作成回路（以下ベクトル和作成回路）、
７は電流スカラー和作成回路（以下スカラー和作
成回路）、８は平滑回路、９は前記ベクトル和作
成回路６、平滑回路８の出力および定数K0を図
示の極性で入力し加算を行う加算回路である。そ
して１０は加算回路９の出力が例えばゼロ値以上
のとき「１」なる論理値を出力するような、波形
整形のためのレベル検出回路である。尚、２１，
２２および２３は後述するように本発明の差動継
電器に変圧器端子電圧を導入するための計器用変
圧器である。しかして比率差動継電器５の動作量
Idは各端子電流のベクトル和（I1′＋I2′＋I3′）に
比例した電気量Ｋ（I1′＋I2′＋I3′）としてある
（但しＫは比例定数）。さらに抑制量Irは各端子電
流I1′，I2′，I3′に基く関数の電気量Io（I1′，I2′
，
I3′）とするが第１図ｂではその１例として各端
子電流のスカラー和（｜I1′｜＋｜I2′｜＋｜I3′
｜）に比例した電気量K1（｜I1′｜＋｜I2′｜＋｜
I3′｜）としてある（但しK1は比例定数）。この結
果、比率差動継電器５の動作条件式はＫ（I1′＋
I2′＋I3′）−K1（｜I1′｜＋｜I2′｜＋｜I3′｜）−
K0
≧０となり、（但しK0は比例定数）、その特性は
第２図の如くなり、変圧器の内部事故、外部事故
を判別し、内部事故時動作して変圧器を保護す
る。
ような比率差動継電方式が広く用いられている。
第１図ａは３巻線の変圧器に適用した場合の一相
分の回路について示しており、第１図ｂは比率差
動継電器のブロツク図を示している。変圧器１の
各端子電流I1，I2，I3はそれぞれ変圧器２，３，
４により変圧器の変圧比に見合つた比で変換され
てI1′，I2′，I3′となり、差動継電器５に導入され
る。この比率差動継電器５において、６は電流ベ
クトル和作成回路（以下ベクトル和作成回路）、
７は電流スカラー和作成回路（以下スカラー和作
成回路）、８は平滑回路、９は前記ベクトル和作
成回路６、平滑回路８の出力および定数K0を図
示の極性で入力し加算を行う加算回路である。そ
して１０は加算回路９の出力が例えばゼロ値以上
のとき「１」なる論理値を出力するような、波形
整形のためのレベル検出回路である。尚、２１，
２２および２３は後述するように本発明の差動継
電器に変圧器端子電圧を導入するための計器用変
圧器である。しかして比率差動継電器５の動作量
Idは各端子電流のベクトル和（I1′＋I2′＋I3′）に
比例した電気量Ｋ（I1′＋I2′＋I3′）としてある
（但しＫは比例定数）。さらに抑制量Irは各端子電
流I1′，I2′，I3′に基く関数の電気量Io（I1′，I2′
，
I3′）とするが第１図ｂではその１例として各端
子電流のスカラー和（｜I1′｜＋｜I2′｜＋｜I3′
｜）に比例した電気量K1（｜I1′｜＋｜I2′｜＋｜
I3′｜）としてある（但しK1は比例定数）。この結
果、比率差動継電器５の動作条件式はＫ（I1′＋
I2′＋I3′）−K1（｜I1′｜＋｜I2′｜＋｜I3′｜）−
K0
≧０となり、（但しK0は比例定数）、その特性は
第２図の如くなり、変圧器の内部事故、外部事故
を判別し、内部事故時動作して変圧器を保護す
る。
しかしながら、最近の大都市の電力系統では上
位系統（例えば、275KV系あるいは500KV系）
からの電力が送電線の事故などで断たれると下位
系統は大幅な過負荷となる。このような状態に対
して需要、供給のバランスを取る為に負荷を切る
と、前述した大都市の系統のほとんどがケーブル
系の為、全相の電圧が1.4倍以上になる現象が生
じる（この現象はフエランチ効果として知られて
いる）。このような状態になると変圧器の鉄心が
飽和する可能性があり、それにより変圧器励磁電
流が増加し、その結果比率差動継電器５の動作量
Idが内部事故がないにもかかわらず生じることと
なり比率差動継電器５を誤動作させる可能性があ
る。
位系統（例えば、275KV系あるいは500KV系）
からの電力が送電線の事故などで断たれると下位
系統は大幅な過負荷となる。このような状態に対
して需要、供給のバランスを取る為に負荷を切る
と、前述した大都市の系統のほとんどがケーブル
系の為、全相の電圧が1.4倍以上になる現象が生
じる（この現象はフエランチ効果として知られて
いる）。このような状態になると変圧器の鉄心が
飽和する可能性があり、それにより変圧器励磁電
流が増加し、その結果比率差動継電器５の動作量
Idが内部事故がないにもかかわらず生じることと
なり比率差動継電器５を誤動作させる可能性があ
る。
本発明の目的は前述の如き変圧器に印加される
電圧が過電圧状態となつても誤動作しない差動継
電器を提供することにある。
電圧が過電圧状態となつても誤動作しない差動継
電器を提供することにある。
本発明は、変圧器を含む被保護対象を作動保護
するものにおいて、被保護対象の各端子のうち少
なくとも１端子の電圧量が、予定値以上か否かを
判別する電圧判別手段を設け、この電圧判別手段
が予定値以上の入力電圧量と判別したとき、前記
入力電圧に関係する電気量を抑制量として用いる
ことを特徴とする差動継電器に関するものであ
る。
するものにおいて、被保護対象の各端子のうち少
なくとも１端子の電圧量が、予定値以上か否かを
判別する電圧判別手段を設け、この電圧判別手段
が予定値以上の入力電圧量と判別したとき、前記
入力電圧に関係する電気量を抑制量として用いる
ことを特徴とする差動継電器に関するものであ
る。
第３図に示す本発明の１実施例について以下説
明する。尚、第１図と対応する部分については同
一符号を付けて説明は省略する。
明する。尚、第１図と対応する部分については同
一符号を付けて説明は省略する。
変圧器１の各端子に設置した変流器２，３，４
の２次電流I1′，I2′，I3′はそれぞれ比率差動継電
器５ａの図示しない各入力用補助変流器を介して
比率差動継電器５ａの内部へ導入されベクトル和
作成回路６およびスカラー和作成回路７に入力さ
れる。このベクトル和作成回路６の出力は加算回
路（ADD）１１のプラス側入力端子に入力され、
一方スカラー和作成回路７の出力は平滑回路８を
介して加算回路（ADD）１１のマイナス側端子
に入力される。また、変圧器各端子の電圧用変成
器の２次電圧V1′，V2′，V3′は図示しない各入
力用補助電圧変成器を介して比率差動継電器１６
の内部へ導入され、さらに各端子電流V1′，V2′，
V3′の最大値導出回路１２を介して加算回路
（ADD）１３のプラス側に入力される。直流電圧
VKは加算回路（ADD）１３のマイナス側端子に
入力される。VKの大きさはたとえば定格電圧に
相当する大きさとするが、これに限定されるもの
ではない。加算回路（ADD）１３の出力は正側
電圧検出回路１４（実施例としては半波整流回
路）を介して、平滑回路１５（実施例としては低
域通過フイルタ）に導入され、この平滑回路１５
の出力は加算回路（ADD）１１のマイナス側に
入力される。加算回路（ADD）１１の出力はレ
ベル検出回路１０に導入される。このレベル検出
回路１０は入力が零以上のとき出力を生じる。こ
の出力が比率差動継電器５ａの出力となる。
の２次電流I1′，I2′，I3′はそれぞれ比率差動継電
器５ａの図示しない各入力用補助変流器を介して
比率差動継電器５ａの内部へ導入されベクトル和
作成回路６およびスカラー和作成回路７に入力さ
れる。このベクトル和作成回路６の出力は加算回
路（ADD）１１のプラス側入力端子に入力され、
一方スカラー和作成回路７の出力は平滑回路８を
介して加算回路（ADD）１１のマイナス側端子
に入力される。また、変圧器各端子の電圧用変成
器の２次電圧V1′，V2′，V3′は図示しない各入
力用補助電圧変成器を介して比率差動継電器１６
の内部へ導入され、さらに各端子電流V1′，V2′，
V3′の最大値導出回路１２を介して加算回路
（ADD）１３のプラス側に入力される。直流電圧
VKは加算回路（ADD）１３のマイナス側端子に
入力される。VKの大きさはたとえば定格電圧に
相当する大きさとするが、これに限定されるもの
ではない。加算回路（ADD）１３の出力は正側
電圧検出回路１４（実施例としては半波整流回
路）を介して、平滑回路１５（実施例としては低
域通過フイルタ）に導入され、この平滑回路１５
の出力は加算回路（ADD）１１のマイナス側に
入力される。加算回路（ADD）１１の出力はレ
ベル検出回路１０に導入される。このレベル検出
回路１０は入力が零以上のとき出力を生じる。こ
の出力が比率差動継電器５ａの出力となる。
以上述べた第３図の構成において、変圧器各端
子の変流器の２次電流I1′，I2′，I3′はベクトル和
作成回路６によりベクトル和Ｋ（I1′＋I2′＋I3′）
となり、加算回路（ADD）１１に導入される。
また、変圧器の各端子に設置した変流器２，３，
４の２次電流I1′，I2′，I3′はスカラー和作成回路
７によりスカラー和K1（｜I1′｜＋｜I2′｜＋｜I3′
｜）となり、平滑回路８で平滑され、加算回路
（ADD）１１のマイナス側端子に入力される。さ
らに、変圧器各端子に設置した電圧用変成器２
１，２２および２３の２次電圧V1′，V2′，V3′
のうち最大電圧のものが最大値導出回路１２によ
り導出され、加算器（ADD）１３のプラス側端
子に入力される。この加算器（ADD）１３には
定格時相当の直流電圧VKがマイナス側端子に入
力されるので、加算器（ADD）１３の出力は最
大端子電圧MAX（V1′，V2′，V3′）から定格時
相当の直流電圧VKを引いたものすなわち、定格
時電圧に対する差電圧分MAX（V1′，V2′，V3′）
−VKとなる。この差電圧分MAX（V1′，V2′，
V3′）−VKは正側電圧検出回路１４により差電圧
分MAX（V1′，V2′，V3′）−VKが正の時のみ出力
され平滑回路１５に導入される。そして平滑回路
１５で差電圧分MAX（V1′，V2′，V3′）−VKは平
滑されて差電圧分ΔVとなり加算回路（ADD）１
１のマイナス側端子に入力される。結局、加算器
（ADD）１１の出力はＫ（I1′＋I2′＋I3′）−K1（｜
I1′｜＋｜I2′｜＋｜I3′｜）−K2ΔV−K0となり、
レベル検出回路１０はこの出力がゼロ以上のと
き、すなわちＫ（I1′＋I2′＋I3′）−K1′（｜I1′｜
＋
｜I2′｜＋｜I3′｜）−K2ΔV−K0≧０のとき動作条
件となり動作出力を生ずる。これを特性図として
表わしたものが第４図中の実線イであり、従来の
比率差動継電器の特性（点線ロ）よりも差電圧分
ΔVだけ低感度の特性となつていることがわか
る。このように本実施例によれば、変圧器端子電
圧V1，V2，V3のうちの１つ以上の電圧が定格値
以上になつた場合に増加電圧分すなわち差電圧分
ΔVに基く電流量K2ΔVだけ低感度となるので、
変圧器の端子電圧が定格値以上になつた場合に想
定される変圧器鉄心飽和による励磁電流の増加に
基く差動電流が生じても比率差動継電器５ａの誤
動作の可能性を解消することができる。
子の変流器の２次電流I1′，I2′，I3′はベクトル和
作成回路６によりベクトル和Ｋ（I1′＋I2′＋I3′）
となり、加算回路（ADD）１１に導入される。
また、変圧器の各端子に設置した変流器２，３，
４の２次電流I1′，I2′，I3′はスカラー和作成回路
７によりスカラー和K1（｜I1′｜＋｜I2′｜＋｜I3′
｜）となり、平滑回路８で平滑され、加算回路
（ADD）１１のマイナス側端子に入力される。さ
らに、変圧器各端子に設置した電圧用変成器２
１，２２および２３の２次電圧V1′，V2′，V3′
のうち最大電圧のものが最大値導出回路１２によ
り導出され、加算器（ADD）１３のプラス側端
子に入力される。この加算器（ADD）１３には
定格時相当の直流電圧VKがマイナス側端子に入
力されるので、加算器（ADD）１３の出力は最
大端子電圧MAX（V1′，V2′，V3′）から定格時
相当の直流電圧VKを引いたものすなわち、定格
時電圧に対する差電圧分MAX（V1′，V2′，V3′）
−VKとなる。この差電圧分MAX（V1′，V2′，
V3′）−VKは正側電圧検出回路１４により差電圧
分MAX（V1′，V2′，V3′）−VKが正の時のみ出力
され平滑回路１５に導入される。そして平滑回路
１５で差電圧分MAX（V1′，V2′，V3′）−VKは平
滑されて差電圧分ΔVとなり加算回路（ADD）１
１のマイナス側端子に入力される。結局、加算器
（ADD）１１の出力はＫ（I1′＋I2′＋I3′）−K1（｜
I1′｜＋｜I2′｜＋｜I3′｜）−K2ΔV−K0となり、
レベル検出回路１０はこの出力がゼロ以上のと
き、すなわちＫ（I1′＋I2′＋I3′）−K1′（｜I1′｜
＋
｜I2′｜＋｜I3′｜）−K2ΔV−K0≧０のとき動作条
件となり動作出力を生ずる。これを特性図として
表わしたものが第４図中の実線イであり、従来の
比率差動継電器の特性（点線ロ）よりも差電圧分
ΔVだけ低感度の特性となつていることがわか
る。このように本実施例によれば、変圧器端子電
圧V1，V2，V3のうちの１つ以上の電圧が定格値
以上になつた場合に増加電圧分すなわち差電圧分
ΔVに基く電流量K2ΔVだけ低感度となるので、
変圧器の端子電圧が定格値以上になつた場合に想
定される変圧器鉄心飽和による励磁電流の増加に
基く差動電流が生じても比率差動継電器５ａの誤
動作の可能性を解消することができる。
（） 以上の説明において電圧から得た抑制電
流量K2ΔVの係数K2は、変圧器の端子電圧が所
定の電圧（たとえば定格電圧）を越えたら励磁
電流はその電圧と所定の電圧との差分電圧ΔV
に比例して増加するとの近似を行ない、その近
似に基づいて決めることになる。しかし本発明
はそれのみに限定されるものではない。たとえ
ば第８図において変圧器の端子電圧対励磁電流
特性が曲線イであつたとする。その時、曲線イ
を二つの折線ロ，ハで近似し、ロの領域では前
記係数をK2′，ハの領域ではK2″（K2″＞K2′）
として電圧上昇に伴い非直線的に増加する励磁
電流に対する抑制をより効果的にかけることも
できる。
流量K2ΔVの係数K2は、変圧器の端子電圧が所
定の電圧（たとえば定格電圧）を越えたら励磁
電流はその電圧と所定の電圧との差分電圧ΔV
に比例して増加するとの近似を行ない、その近
似に基づいて決めることになる。しかし本発明
はそれのみに限定されるものではない。たとえ
ば第８図において変圧器の端子電圧対励磁電流
特性が曲線イであつたとする。その時、曲線イ
を二つの折線ロ，ハで近似し、ロの領域では前
記係数をK2′，ハの領域ではK2″（K2″＞K2′）
として電圧上昇に伴い非直線的に増加する励磁
電流に対する抑制をより効果的にかけることも
できる。
勿論、本発明は二つまでの折線に限定される
ものではなく、もつと正確に第８図の曲線イを
近似して抑制電流量K2ΔVを得ても良い。近似
度をあげればそれだけ抑制電流量を導出する回
路は複雑になるが、正確な抑制がかけられる
し、近年実用化されているデイジタル形継電器
では、入力の電圧・電流量は符号化され、その
あとはソフトウエアにより保護演算がなされる
ので上述のような正確な曲線近似もハードウエ
アの規模を増加させずに可能である。正確に第
８図の曲線イに近似した抑制量を発生させるデ
イジタル形継電器の場合のフローチヤートの１
実施例を第１０図に示す。すなわち端子電圧が
何Ｖであるかを読みとりあらかじめ記憶されて
いる記憶装置の記憶内容（端子電圧−励磁電流
特性）と対比してその時の励磁電流を確認し差
動電流から該励磁電流を減算し、該差動電流を
用いて差動特性の演算を行ない動作すべきであ
れば動作、そうでなければ不動作とするもので
ある。
ものではなく、もつと正確に第８図の曲線イを
近似して抑制電流量K2ΔVを得ても良い。近似
度をあげればそれだけ抑制電流量を導出する回
路は複雑になるが、正確な抑制がかけられる
し、近年実用化されているデイジタル形継電器
では、入力の電圧・電流量は符号化され、その
あとはソフトウエアにより保護演算がなされる
ので上述のような正確な曲線近似もハードウエ
アの規模を増加させずに可能である。正確に第
８図の曲線イに近似した抑制量を発生させるデ
イジタル形継電器の場合のフローチヤートの１
実施例を第１０図に示す。すなわち端子電圧が
何Ｖであるかを読みとりあらかじめ記憶されて
いる記憶装置の記憶内容（端子電圧−励磁電流
特性）と対比してその時の励磁電流を確認し差
動電流から該励磁電流を減算し、該差動電流を
用いて差動特性の演算を行ない動作すべきであ
れば動作、そうでなければ不動作とするもので
ある。
（） 第５図で示すように、第３図の最大値導
出回路１２の代りにスカラー和作成回路１７を
設けてもよい。この場合も最大値導出回路を用
いた場合と同様な効果が期待できる。
出回路１２の代りにスカラー和作成回路１７を
設けてもよい。この場合も最大値導出回路を用
いた場合と同様な効果が期待できる。
（） 第６図のように比率差動継電器５ｃの入
力電流がΔ電流I′〓1，I′〓2，I′〓3の場合にも同様
の効果が期待できる。
力電流がΔ電流I′〓1，I′〓2，I′〓3の場合にも同様
の効果が期待できる。
（） 第７図のように、電圧入力V1′，V2′，
V3′の代りに相間電圧V〓1′，V〓2′，V〓3′を用い
た場合にも同様の効果が期待できる。
V3′の代りに相間電圧V〓1′，V〓2′，V〓3′を用い
た場合にも同様の効果が期待できる。
（） 以上の実施例における差動継電器は端子
電流のスカラー和を抑制量として用いる比率差
動継電器を対象として説明したが、抑制量をあ
る一定値に固定したいわゆる比率特性をもたな
い単なる差動継電器に適用してもよい。
電流のスカラー和を抑制量として用いる比率差
動継電器を対象として説明したが、抑制量をあ
る一定値に固定したいわゆる比率特性をもたな
い単なる差動継電器に適用してもよい。
（） 第３図において第９図の如く電圧入力
V1′，V2′，V3′の代りに端子電圧V1′，V2′，
V3′のうちの特定の電圧VX′のみ（例えば高圧
側巻線端子電圧）を用いた場合にも同様の効果
が期待できる。
V1′，V2′，V3′の代りに端子電圧V1′，V2′，
V3′のうちの特定の電圧VX′のみ（例えば高圧
側巻線端子電圧）を用いた場合にも同様の効果
が期待できる。
本発明によれば、電力変圧器が過電圧となつて
も誤動作しない信頼度の高い差動継電器を提供す
ることができる。
も誤動作しない信頼度の高い差動継電器を提供す
ることができる。
第１図ａは従来の変圧器保護用差動継電方式を
示す図、第１図ｂは比率差動継電器のブロツク
図、第２図は第１図ｂに示す継電器の特性図、第
３図は本発明による比率差動継電器の一実施例の
ブロツク図、第４図は第３図に示す継電器の特性
図、第８図は本発明の他の実施例の特性図、第６
図、第７図、第５図および第９図は本発明の更に
他の実施例のブロツク図、第１０図は第８図にお
ける抑制量を発生させるフローチヤートである。 ５〜５ａ……比率差動継電器、６……ベクトル
和作成回路、７……スカラー和作成回路、８……
平滑回路、１０……レベル検出回路、１１……加
算器、１２……最大値導出回路、１３……加算
器、１４……正側電圧検出回路、１５……平滑回
路、１７……スカラー和作成回路。
示す図、第１図ｂは比率差動継電器のブロツク
図、第２図は第１図ｂに示す継電器の特性図、第
３図は本発明による比率差動継電器の一実施例の
ブロツク図、第４図は第３図に示す継電器の特性
図、第８図は本発明の他の実施例の特性図、第６
図、第７図、第５図および第９図は本発明の更に
他の実施例のブロツク図、第１０図は第８図にお
ける抑制量を発生させるフローチヤートである。 ５〜５ａ……比率差動継電器、６……ベクトル
和作成回路、７……スカラー和作成回路、８……
平滑回路、１０……レベル検出回路、１１……加
算器、１２……最大値導出回路、１３……加算
器、１４……正側電圧検出回路、１５……平滑回
路、１７……スカラー和作成回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 変圧器を被保護区間内に含む被保護対象の各
端子から端子電流を入力し、この入力した端子電
流から作成した差動電気量が、抑制量以上になる
と動作して前記被保護対象を保護する差動継電器
において、前記被保護対象の各端子のうち少なく
とも１端子の電圧を入力する電圧入力回路を設
け、この電圧入力回路から得られる入力電圧量
が、予定値以上か否かを判別する電圧判別手段を
設け、この電圧判別手段が予定値以上の入力電圧
量と判別したとき、前記入力電圧に関係する電気
量を抑制量として導入することを特徴とする差動
継電器。 ２ 入力電圧量が各相電圧の最大値であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の差動継電
器。 ３ 入力電圧量が各相電圧のスカラー和であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の差動
継電器。 ４ 入力電圧量が前記電圧量状態に変圧器が置か
れたときの電流特性に基く物理量であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の差動継電
器。 ５ 入力電圧量が特定の端子電圧であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の差動継電
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP426683A JPS59132717A (ja) | 1983-01-17 | 1983-01-17 | 差動継電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP426683A JPS59132717A (ja) | 1983-01-17 | 1983-01-17 | 差動継電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59132717A JPS59132717A (ja) | 1984-07-30 |
| JPH0432618B2 true JPH0432618B2 (ja) | 1992-05-29 |
Family
ID=11579732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP426683A Granted JPS59132717A (ja) | 1983-01-17 | 1983-01-17 | 差動継電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59132717A (ja) |
-
1983
- 1983-01-17 JP JP426683A patent/JPS59132717A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59132717A (ja) | 1984-07-30 |
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