JPH0452695B2

JPH0452695B2 -

Info

Publication number: JPH0452695B2
Application number: JP2034383A
Authority: JP
Inventors: Junichi Inagaki; Fumio Ando
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1983-02-08
Filing date: 1983-02-08
Publication date: 1992-08-24
Also published as: JPS59149721A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、地絡回線選択継電器、特に併架多回
線の１相地絡保護に用いられる地絡回線選択継電
器に関するものである。

〔発明の技術的背景〕

高抵抗接地系の平行２回線送電線（以下被保護
送電線と云う）が他の送電線（以下起誘導送電線
と云う）と同一鉄塔に併架されている場合には、
起誘導送電線の電流による誘導のために被保護送
電線の２回線間を循環する零相電流が流れる。一
般の地絡回線選択継電器は被保護平行送電線の零
相差電流を演算電流として地絡事故回線を識別す
るものであるが、前記の循環零相電流が大きい場
合には、この影響のために正常な保護が不可能と
なる。

この対策として、１相地絡事故時における健
全相の循環電流から誘導による循環零相電流を求
め、この求められた循環零相電流により平行送電
線の零相差電流を補償した電流を演算電流とする
方法（方法１）及び、特開昭58−46832号で開
示されているように、事故相差電流（又は事故相
差電流を含む同一相差電流の合成電流）から得た
検出電流の事故変化分を同一相差電流（又は同一
相差電流の合成電流）から得た補償電流の事故変
化分によつて補償した電流を演算電流とする方法
（方法２）等を用いた補償形地絡回線選択継電器
が既に提案されている。これによつて循環零相電
流がある場合であつても１相地絡事故の保護が可
能となつた。

第１図は従来技術及び本発明に共通して用いら
れる一般的なデイジタル保護継電装置の構成例を
示す図である。図において１は母線であつてａ，
ｂ，ｃは各相を示す。２及び３は平行送電線、４
及び５はしや断器、６及び７は変流器、８は計器
用変圧器、９は入力変換器、１０はサンプルホー
ルド回路、１１はマルチプレクサ、１２はＡ／Ｄ
変換器である。１３はデイジタル計算機であり内
部にCPU、メモリＭ、入力回路Ｉ、出力回路Ｏ
を有している。変流器６及び７により送電線２及
び３の電流に対応した電流を得、図示の接続によ
り両送電線のａ，ｂ，ｃ各相の差電流i_as，i_bs及
びi_csと、３×（零相差電流）＝3i_psが得られる。又、
計器用変圧器８により母線を通じて送電線２及び
３の端子のａ，ｂ，ｃ各相電圧及び零相電圧に対
応した電圧v_a，v_b，v_c及びv_pが得られる。これら
の電流、電圧は入力変換器９に加えられ、次のサ
ンプルホールド回路１０に適した値の電圧に変換
される。入力変換器９にはフイルタが内蔵されて
おり、各電圧、電流の基本波分のみが出力として
得られる。サンプルホールド回路１０では同一時
刻に一定周期（例えば電圧、電流の１周期の1/12
の周期）で入力値をサンプルしホールドする。こ
のホールド値はマルチプレクサ１１により遂次
Ａ／Ｄ変換器１２に供給されてデイジタル値に変
換される。このデイジタル値によりデイジタル計
算機１３が所要の演算を行ない、所定条件のとき
しや断器４又は５のしや断を指令する。

第２図はデイジタル計算機１３が行なう演算フ
ローの一例を示し、前記した従来方法１を用いた
場合が示される。先ずステツプS₁で開始指令を受
けると次のステツプS₂において１相地絡事故検出
を行なう。前記ステツプS₂において１相地絡事故
が検出されるとステツプS₃に進み地絡相選別演算
を行なう。ステツプS₃ではS_3-1，S_3-2，S_3-3の順
に各々ａ，ｂ及びｃ相地絡検出演算を行ない、
ａ，ｂ又はｃ相地絡が各々検出されると、各々判
定3Y_a，3Y_b又は3Y_cが得られ、又、ステツプS₃
において地絡相が検出されなければ判定3Nが得
られて他の演算へ移る。

ステツプS₃において判定3Y_a，3Y_b又は3Y_cの
いずれかが得られたときは、前記各判定のうちの
どの判定が得られたか、即ち、地絡相がいずれの
相であるかに応じ、ステツプS₄において演算電流
i_ea，i_eb又はi_ecと極性量e_pa，e_pb又はe_pcを求める。
これが求められるとステツプS₅において回線選択
演算を行なう。ステツプS₅ではステツプS_5-1，
S_5-2の順に送電線２及び３の事故検出演算を行な
い、前記どちらかの事故が検出されれば各各判定
5Y₁又は5Y₂が得られて、事故送電線に対応した
しや断器４又は５をしや断する。いずれの送電線
の事故も検出されなければ判定5Nが得られて他
の演算に移る。

前記したステツプS₂の１相地絡検出演算として
は、例えば零相電圧v_pが一定値以上で且つ各相間
電圧v_a−v_b，v_b−v_c及びv_c−v_aがいずれも一定値
以上のとき１相地絡事故と判断するものがあり、
ステツプS₃の地絡相選別演算としては、例えば零
相電圧v_pが各相間電圧v_b−v_c，v_c−v_a及びv_a−v_b
に対して一定位相範囲内にあるとき、夫々ａ，ｂ
又はｃ相地絡と判断するもの、更にステツプS₅の
回線選択演算としては、例えば演算電流i_eの極性
量e_pに対する有効成分が正の一定値以上のとき送
電線２の事故を検出し、負の一定値以下のとき送
電線３の事故を検出するもの等があり、これらは
いずれも公知である。なお、i_ea，i_eb，i_ec，e_pa，
e_pb及びe_pcのうち求められたものを各々i_e，i_pで示
す。

ステツプS₄の演算電流i_e及び極性量e_pとしては
種々のものが提案されている。即ち、極性量e_pと
しては零相電圧の符号を変えた電圧−v_pのほか、 e_pa＝（v_b−v_c）∠90° e_pb＝（v_c−v_a）∠90° e_pc＝（v_a−v_b）∠90° 等種々のものが提案されている。又、演算電流i_e
はいずれも検出電流i_dを補償電流i_hで補償した電
流であつて次式で表わされる。

i_e＝i_d−i_h ……(1) これらのうちで最も一般的なものは、検出電流i_d
を零相差電流i_psとし、補償電流i_h健全相中の１相
の差電流とするもので、演算電流i_eが次式で表わ
され、又、極性量はe_pa，e_pb及びe_pcとも零相電圧
−v_pとするものである。

i_ea＝i_ps−K_1bi_bs ……(2) i_eb＝i_ps−K_1ci_cs ……(3) i_ec＝i_ps−K_1ai_as ……(4) 但しK_1a，K_1b及びK_1cは定数上記した(2)〜(4)式より常時の循環零相電流を補
償した事故時の零相差電流を求めることができる
ことは特開昭58−46834号で開示した通りである。
即ち、多回線併架送電線において、被保護送電線
の各相及び零相の循環電流の関係比は被保護送電
線の運転状態によらずほぼ一定になる原理による
ものである。

上記した原理にもとづき、(1)式にて示す方式に
て演算電流i_eを求める他の例が提案されている。
これらの代表例を以下に示す。

i_ea＝i_ps−K_1bi_bs ……(5)（(2)式に同じ） i_eb＝i_ps−K_1ca（i_ps＋i_as） ……(6) i_ec＝i_ps−K_1bi_bs ……(7) 但しK_1caは定数即ち、(5)，(6)，(7)式のものは補償電流として健
全相差電流のみを用いて演算するものである。更
に次式で示されるものもある。

i_ea＝（i_cs＋i_as）−K_2bi_bs ……(8) i_eb＝i_bs−K_2ca（i_cs＋i_as） ……(9) i_ec＝（i_cs＋i_as）−K_2bi_bs ……(10) （(7)式に同じ） (8)，(9)，(10)式のものは被保護送電線の配列にお
いて、ａ相を上相、ｂ相を中相、ｃ相を下相とす
るとき、上相（ａ相）と下相（ｃ相）の地絡事故
の場合は検出電流i_dに上相（ａ相）と下相（ｃ
相）の差電流の和を用い、補償電流i_hに中相（ｂ
相）差電流を用いている。又、中相（ｂ相）の地
絡事故の場合は検出電流i_dに中相（ｂ相）差電流
を用い、補償電流i_hに上相（ａ相）と下相（ｃ
相）の和を用いたものである。この例の場合、起
誘導回線が上下にあつても誤差を小さくすること
ができるものであり、これは交流回路に流れる事
故電流が事故相のみに流れることによる。

更に特開昭58−46832号では次の内容が開示さ
れている。

i_ea＝3i_a2s−3K₃i_ps ……(11) i_eb＝3i_a2s−3aK₃i_ps ……(12) i_ec＝3i_a2s−3a²K₃i_ps ……(13) 但しi_a2sはａ相差電流の逆相分ａはベクトルを120°進めるパラメータ K₃常数上記した(11)〜(13)式は事故相の対称分に関し
てａ相の例を示し、 i_a2s＝i_ps＝１／３i_asの関係があることから、 i_ea＝３（１−K₃）i_ps ……(11)′ i_eb＝３（１−aK₃）i_ps ……(12)′ i_ec＝３（１−a²K₃）i_ps ……(13)′ となり、零相事故分差電流を求めることができ
る。

以上に説明した(1)式で示される種々の例におい
て、補償電流i_hの係数は固定（予め設定）のもの
を挙げているが、例えば特開昭55−106028号で開
示されているように、健全時の回線間循環電流の
間に一定の比率関係のあることを用いて常時演算
して求める方法もある。

上記従来技術の例としては第２図で示した処理
による方法１について説明してきたが、方法２の
場合は、演算電流が(1)式とは異なり、 i′_e＝（i_d−i_dM）−（i_h−i_hM） ……(14) とするものである。ここでi_d，i_dMは夫々事故相差
電流（又は事故相差電流を含む同一相差電流の合
成電流）の事故後及び事故前電流、i_h，i_hMは夫々
同一相差電流（又は同一相差電流の合成電流）の
事故後及び事故前の電流である。なおi_dとi_h，i_dM
とi_hMについて方法１で述べた種々の方法により、
検出電流と補償電流を夫々事故前及び事故後に求
めればよい。そして演算フローは第２図を変形
し、ステツプS₂にて１相地絡検出でないとき(1)式
の値を記憶し、ステツプS₄の処理の代りに、事故
後の(1)式の算出及び(14)式の値の算出を行なうよ
うにすればよい。(14)式は(1)式と比べたとき、補
償電流i_hによる補償誤差を（i_dM−i_hM）の演算に
よる補償誤差を差し引くこととなり、より誤差を
抑えることができる。

〔背景技術の問題点〕

上記詳細に述べたことからわかるように、補償
形地絡回線選択継電器の動作判定においては、少
なくとも１相の各相差電流を入力し、この各相差
電流から(1)式における検出電流i_dと補償電流i_hの
うちの少なくとも一方を算出する必要がある。こ
のような従来技術の欠点を以下に説明する。

第３図ａ，ｂは被保護送電線２，３における事
故前及び事故後の系統状態を示す図である。第３
図ａにおいて、送電線２，３は母線1A，1Bに接
続されると共に抵抗R₁によつて接地され、又、
負荷Ｌを有している。又、送電線２，３は充電容
量C₁を有する。RY1はＢ端に設置されて送電線
２，３の地絡回線選択保護を行なう継電器であ
り、変流器６，７により送電線２，３の差電流に
対応した電流を入力し動作判定を行なう。この入
力電流として少なくとも各相差電流を用いる。こ
の系統構成のもとで、常時、送電線２，３には
夫々負荷電流I_L1，I_L2が各相に流れ、更に循環電
流I_thが図の向きにあるものとする。

第３図ａにおいてはRY−１の各相差電流及び
零相差電流の入力の大きさは、ほぼ夫々の循環電
流の２倍である。この状態では、従来の補償形地
絡選択方式を採用しても、RY−１は正常な応動
を行なうことができる。

第３図ｂはＡ端近傍Ｆ点の100％１線地絡事故
により、Ａ端設置の補償形地絡回線選択継電器
（図示せず）により、しや断器CB1が先行しや断
した状態を示す。このときCB1の「開」により循
環電流は消滅し、送電線２における各相電流は次
のようになる。

健全相２相の電流＝I_L1＋I_L2 ……(15) 事故相の電流＝I_L1＋I_L2＋I_F ……(16) 上記(16)式におけるI_Fは事故電流であり、抵抗
器電流I_NGRと充電々流I_Cの大きさによつて決まる
ものである。一般にはI_CはI_NGRより大きくなるこ
とがなく、90°の位相差があると考えればよいの
で、I_Fの大きさの最大値は下記となる。

I_F＝√２×I_NGR ……(17) したがつて(16)式は下記となる。

事故相の電流＝I_L1＋I_L2＋√２I_NGR ……(18) しかし、一般に系統の運転状態を考えるとき、
負荷電流I_L1とI_L2の和の大きさは、CT定格×150
％まで考え、I_NGRの大きさは数百Ａである。今、
ＣＴ定格を1200/5、I_NGRを400Aとするとき、(1
５），(17)式の値は下記となる。

健全相２相の電流＝1.2kA×1.5＝1.8kA
……(19) I_OF＝√２×400A≒560A ……(20) したがつて第３図ｂのRY1の入力電気量の最
大値は差回路電流であることから、健全相差電流＝1.8kA ……(21) 事故相差電流＝I_1L＋I_2L＋2I_F ＝1.8kA＋２×560A ≒3.0kA ……(22) 零相差電流＝２×I_F／３≒1.1／３kA ……(23) となる。したがつてRY1はこれらの入力の大き
さに対しても正しく応動しなければならない。

一方、デジタル計算機でRY1を構成するとき、
入力に対して正しく応動するためには、第１図の
AD変換器１２におけるアナログ／デジタル変換
にて入力に正確に比例した大きさに変換する必要
がある。この入力変換において大きな入力まで変
換することを考えるとき、量子化があらくなるた
め小入力に対して誤差が大きくなる。したがつて
感度を良くしようと考えるときは、できるだけ小
さな入力をAD変換器１２のフルスケール入力と
考えねばならない。しかし(21)〜(23)式の試算値
をみると、健全相差電流、事故相差電流の大きさ
は、３×零相差電流の大きさの夫々1.5倍、2.5倍
となり量子化のあらさもこれに比例することにな
る。

したがつて、いま、循環零相電流が無視できる
程小さな場合を考えると、各相差電流を入力する
必要のある補償形地絡回線選択継電器は、各相差
電流を入力する際の量子化誤差のため、零相差電
流のみを演算電流とする一般の地絡回線選択継電
器に比べ事故検出能力が劣ることとなる。

この性能劣化は第４図に示すＴ分岐付の完全２
端子送電線に適用する場合を考えると更にはげし
くなる。第４図は送電線３に負荷L₂を有するＴ
分岐を有する系統であり、他は第３図ｂと同じで
ある。

第４図において、送電線２に流れる負荷電流
（I_L1＋I_L2）のｘ％が負荷L₂に流れ、（１−ｘ）％
が負荷Ｌに流れるものとする。

このとき、RY1の入力電気量は、健全相差電流＝（I_L1＋I_L2）（１＋ｘ）事故相差電流＝（I_L1＋I_L2）（１＋ｘ）＋2I_F
……(24) となる。したがつてＴ分岐を有する系統に補償形
地絡回線選択継電器を適用しようとすると、各相
差電流をかなり大きな範囲まで考えなければなら
ないことになる。そのため事故検出能力を低下し
たまま使用するか、もしくは負荷電流を限定した
系統にのみ適用することを考えざるを得ない。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題点を解決することを目的とし
てなされたものであり、補償形地絡回線選択継電
器の性能を低下することなく、完全２端子送電線
の事故検出を行なうことのできる地絡回線選択継
電器を提供することを目的としている。

〔発明の概要〕

本発明では循環零相電流の流れる２端子平行２
回線送電線の１相地絡事故に対して、循環零相電
流の存在する場合と存在しない場合との２通りに
事故区分を行なうと共に、先ず地絡相判別をした
後に健全相差電流又は相電流の大きさ判別を行な
い、これが所定値より大であれば相手端１回線し
や断と判定し、この場合は循環零相電流が消滅し
ているために循環零相電流による影響がないこと
にかんがみ、演算電流としては電流値の小さい零
相差電流と極正量とによる回線選択演算をし、一
方、健全相差電流又は相電流が所定値より小さい
場合は相手端１回線がしや断されていないため、
循環零相電流の影響を考慮して検出電流としての
零相差電流と補償電流としての健全相差電流又は
相電流とによつて得られた電流との差分からなる
演算電流及び極性量とによつて回線選択演算を
し、できるだけ小さい入力電流とすることにより
デジタル継電器のＡ／Ｄ変換回路のフルスケール
入力に合せるようにして地絡回線選択継電器の感
度向上をはかるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照して実施例を説明する。第５図
は本発明による地絡回線選択継電器の演算フロー
図であり、本発明を実現するための具体的構成は
第１図と同様である。なお第２図と同一部分は同
一記号で示し、詳細部分は省略している。そして
第５図において第２図と異なる点はステツプS₆及
びステツプS₇が追加されたことである。

ステツプS₆においては健全相差電流の大きさが
一定値以上であるか否かを判定する処理であり、
一定値以下（NO）のときステツプS₄の処理に移
り、一定値以上（YES）のときステツプS₇の処
理に移る。ステツプS₆における処理は、事故相に
よつて差電流の大きさを判定する相が異なり、
ａ，ｂ及びｃ相夫々の事故に対し、ステツプS_6-1
ではｂ相差電流を、ステツプS_6-2ではｃ相差電流
を、ステツプS_6-3ではａ相差電流の大きさ判定を
行なう。一方、ステツプS₇では演算電流i_eを零相
差電流i_psに設定すると共に極性量e_pを求める。極
性量e_pは零相電圧−v_pを使用する。しかしステツ
プS₆における事故相判定を記憶することにより従
来のものと同じものを使用できる。前記ステツプ
S₇実行後はステツプS₅の実行に移る。

次に一連の応動について以下に説明する。先
ず、ステツプS₁において開始指令を受けると、ス
テツプS₂へ移つて１相地絡であるか否かを判定す
る。ここで１相地絡であることが検出されるとス
テツプS₃へ移つて地絡相の演算を行ない、各相に
応じた各判定3Y_a，3Y_b，3Y_c及び3Nが得られる。
前記各判定が得られると（3Nの場合は別）、ステ
ツプS₆へ移つて健全相差電流の大小判別を行な
う。即ち、ステツプS₆は１端がしや断か否かを判
定する処理であり、健全相差電流が一定値以上で
あるとき１端しや断と判定する。したがつて事故
発生後、１端しや断と判定するまでは従来と全く
同じ判定を行ない（ステツプ１からステツプ３ま
で）、１端しや断と判定した後はステツプS₇によ
り零相差電流i_psと極性量e_pとによる動作原理に基
づく判定を行なう。即ち、１端しや断後は循環零
相電流が消滅するため、零相差電流を演算電流と
しても誤動作することがないためである。なお、
ステツプS₆において健全相差電流が一定値以下の
ときはステツプS₄へ移つて演算電流及び極性量を
求め、更にステツプS₅において故障線路判定がな
される。そしてステツプS₇の処理後もステツプS₅
に移ることは前記同様である。

ここでステツプS₆における健全相差電流の判定
レベルは以下のように判定することができる。

即ち、１相地絡事故発生時において１端しや断
となる前の健全相の差電流は、第３図ａから明ら
かなように、循環電流I_thによる電流値2I_thに等し
くなる（送電線２，３に関して負荷電流がバラン
スしているとみれば）。この差電流2I_thの大きさ
は、一般的には起誘導送電線が健全である場合
は、その負荷電流の約５％程度（計算の例では
2000Aの負荷電流として約100A程度）であり、
起誘導送電線に事故発生があつた場合はその事故
電流の約10％程度（計算の例では7000Aの１相地
絡電流として約500A程度）である。

健全相の差電流は１端しや断となる前の最大値
は2I_thであり、この2I_th以上流れたときは少なく
とも１端しや断とみなすことができる。したがつ
てステツプS₆における差電流の判定レベルとして
は、起誘導送電線の種々の運転条件下で想定され
る最大の循環電流（上記計算の場合500A）から
判定することができる。この値は(23)式で示した
零相差電流の一計算値と比較しても充分小さな値
である。

したがつて第５図の演算処理方法によれば各相
差電流の入力の最大値を小さくすることができ
る。このことによりアナログ／デジタル変換にお
ける誤差を小さくすることができるので補償形地
絡回線選択継電器の演算電流の演算誤差を小さく
し、事故検出能力を高めることができる。

なお、ステツプS₆における差電流の大きさ判定
において、ａ，ｂ，ｃ相地絡検出に対して夫々
ｂ，ｃ，ａ相を用いているが、これに限定される
ものではなく、例えばａ，ｂ相地絡に対してはｃ
相差電流を、ｃ相地絡に対してはａ相を用いるよ
うに、健全相２相のうちのいずれを用いてもよい
ことは明らかである。更に、健全相２相の絶対値
の和や、健全相２相の夫々の絶対値の平均値等を
用いてもよい。

又、上記方式をＴ分岐付の２端子送電線に適用
する場合は各負荷電流I_L1，I_L2のアンバランス分
（I_L1−I_L2）を考慮して、ステツプS₆における判定
値を決定すればよい。

第６図は本発明による他の実施例演算フロー図
である。

本実施例においては地絡相判別をした後、相手
端１回線しや断を確認するのに、各健全相差電流
の正相分算出によつて行なおうとするものであ
る。即ち、ステツプ３の地絡相判別処理とステツ
プ４の演算電流及び極性量の算出処理の間に、ス
テツプ８として健全相差電流の正相分算出処理を
入れようとするものであり、その他は前記第５図
の場合と同様である。

ステツプ８による正相分の演算は以下のように
行なわれる。

i_a1s＝１／３（i_as＋ai_bs＋a²i_cs） ……(25) ここでi_a1sはi_as基準の正相分である。

そしてステツプS_8-1，S_8-2，S_8-3では前記正相
分i_a1sと所定値との大小関係を判断処理する。こ
の判断結果が所定値以下の場合（相手端１端しや
断でない）であるときはステツプS₄へ移つて常時
の循環零相電流を補償した零相差電流と極性量と
を求め、又、所定値以上の場合（相手端１端しや
断である）はステツプS₇へ移つて零相差電流と極
性量とを求めることは第５図に示したものと同じ
である。

ここで平行回線の各相に流れる循環電流の一例
は下記の通りであり、これは既に提案されている
ものである。

起誘導送電線が平常運転であり各負荷が
1000Aのとき、 2i_ath＝94.4∠25° (A) 2i_bth＝42.8∠27° (A) 2i_cth＝25.6∠27° (A) ……(26) 起誘導送電線が無負荷運転であり、１相地絡
が発生して事故電流が7000Aのとき 2i_ath＝474∠142° (A) 2i_ath＝474∠142° (A) 2i_bth＝232∠143° (A)2i_cth＝150∠144° (A)……(2
7) 但し、i_ath，i_bth，i_cthは夫々ａ，ｂ，ｃ相の循環
電流である。

上記(26)式(27)式から明らかなように、各相に
流れる循環電流は起誘導送電線の運転状況によら
ず、ほぼ同相に流れ、大きさのみ多少異なる。一
方、各相差電流は、送電線２，３の負荷電流I_L1
及びI_L2がほぼバランスしていれば負荷電流の影
響はない。したがつて上記したの場合の条件下
において、(25)式の値を求めると下記となる。

｜i_a1s｜＝｜１／３（2i_ath＋2ai_bth＋2a²i_cth）｜＝｜１／３（474＋２×232∠120°＋２×150∠ 240°）｜＝97 (A)……(28) 正相分の算出はどの相を基準にしても(28)式の
値となる。

上記(28)式の計算例からもわかるように、相手
端１端しや断の有無を判定するために正相分を算
出することにより、ステツプS_8-1，S_8-2，S_8-3に
おける判定レベルは、循環電流の最大値が474A
の場合でも97Aまで落すことができる。

以上(28)式の計算例では負荷電流I_L1，I_L2がバラ
ンスしている場合でも説明したが、Ｔ分岐を有す
る２端子送電線のように、負荷がアンバランスの
場合を以下に説明する。

即ち、負荷がアンバランスのときは、各相差電
流i_as，i_bs，i_csにおいてアンバランスが発生する。
（２５）式による正相分算出に際してアンバランス分
の大きさが導出されることになる。したがつて前
記(28)式による計算例を考えるとき、(28)式の値
に各相の負荷のアンバランス分を加味した値が、
各ステツプS_8-1，S_8-2，S_8-3における判定レベル
となる。しかし、この場合にもステツプS₈で示し
た相手端しや断の有無の判定が負荷電流の小さな
送電線でも正しく判定できることは明らかであ
る。

第７図は本発明が適用されるデイジタル保護継
電装置の他の構成図である。

一般にデイジタル計算機では多要素の動作判定
が可能であり、地絡回線選択継電器と後備保護用
の継電器を１台に収納する場合がある。この場
合、電流入力は後備保護用にも各回線毎に入力す
る必要があり、差電流は内部で演算して求める方
法がとられる。第７図はこのような場合の適用例
を示すものである。

したがつて第７図においては各送電線２，３の
各相電流及び零相電流に対応した電流、i_a1，i_b1，
i_c1，i_a2，i_b2，i_c2，i_p1，i_p2の夫々が入力変換器９
に入力される構成以外は第１図の構成と同じであ
る。そこで各回線毎に取込んだ各相電流と零相電
流をデイジタル計算機１３による動作判定に先立
つて差を演算する方法を用いれば、第１図の構成
によつて説明した各演算フロー図がそのまま適用
できる。

第８図は本発明による演算フローの一実施例で
ある。第８図においてステツプS₉は補償形地絡回
線選択継電器の演算に先立ち、各相電流及び零相
電流の差電流を算出し記憶する処理である。ステ
ツプS₁₀は各回線の健全相の電流値の大きさを判
定する処理を行ない、両回線の同一相電流が共に
所定値以下のときステツプS₄に実行を移し、いず
れか一方が所定値以上のときステツプS₇へ実行を
移す。ステツプS₁₀において、ａ相地絡が判定さ
れたときは送電線２におけるｂ相電流i_b1の大き
さを判定する処理ステツプS_101-1を実行する。こ
こでi_b1が所定値より小さいとき、次にステツプ
S_102-1を実行する。このステツプS_102-1において
は送電線３におけるｂ相電流i_b2の大きさを判定
する。この大きさ判定レベルはステツプS_101-1に
同じである。そして前記各所定値より小さいと
き、次にステツプS₄を実行する。又、ステツプ
S_101-1，ステツプS_102-1にて所定値より大きいと
判定されたときは、共にステツプS₇へ実行を移
す。同様にしてステツプS_101-2，S_102-2，S_101-3，
S_102-3においては夫々i_c1，i_c2，i_a1，i_a2の大きさ判
定を行なう。以上のステツプS₁₀内における大き
さ判定レベルは等しくすることができ、以下のよ
うに決定することができる。

即ち、１相地絡発生時、１端しや断までの各回
線健全相の電流の大きさの最大値は下記で表わせ
る。

i_p＝i_L＋i_th ……(29) 但し、i_Lは負荷電流、i_thは循環電流である。

ここで負荷電流i_Lは各相バランスしていると考
えることができる。一方、各相の循環電流は(2
６）、(27)式で示した如く、起誘導送電線の状況に
より多少異なるため、想定される最大の循環電流
を(29)式のi_th値をして選べばよい。

一方は、１端しや断後は健全回線側の健全相の
電流値は下記となる。

i_p′＝2i_L ……(30) したがつて、負荷電流i_Lが循環電流i_thより大きい
送電線に対しては、健全相２相が共に(29)式にて
決定される値以下か否かで１端しや断か否かを判
定することができる。よつて、各相入力の大きさ
は(29)式まで考えればよい。

第９図は本発明による演算フローの他の実施例
である。

本実施例では想定される循環電流が負荷電流よ
り大きな場合を説明するためのものである。第９
図においてステツプS₁₁は各回線相電流i_a1，i_a2基
準の正相分を算出する。その他の構成は第８図の
場合と同様である。ステツプS_111-1は１回線ａ相
に関する正相分i_a11の算出を行ない、その値が所
定値以下のとき、次のステツプS_112-1に実行を移
す。ステツプS_112-1では２回線ａ相i_a2に関する正
相分i_a21の算出を行ない、その値が所定値以下の
とき、次のステツプS₄に実行を移す。そしてステ
ツプS_111-1及びステツプS_112-1において夫々所定
値以上のときはステツプS₇に実行を移す。ステツ
プS_111-2，ステツプS_112-2，ステツプS_111-3，ステ
ツプS_112-3においても前記同様i_a1，i_a2に関する正
相分i_a11，i_a21の判定処理を行なう。このステツプ
S₁₁における正相分の算出は(25)式において差電
流の代りに相電流を用いればよい。なお(25)式に
おいては差電流を用いていたため、(28)式に示し
たように循環電流分のみが僅かに算出されるもの
であつたが、ステツプS₁₁における正相分の算出
では負荷電流分も含まれ、 i_q＝i_L＋Δi_th ……(31) となる。ここでΔi_thは相電流に含まれる循環電流
より算出するため、(28)式に示す値の1/2に相当
する。したがつて(29)式と比べたとき、相電流の
正相分の大きさには循環電流の影響は小さくな
る。故に第９図の演算フローを用いれば循環電流
が負荷電流より大きな送電線に対しても相手端し
や断か否かの判定が充分正確に行なえると云え
る。

第１０図は本発明による他の一実施例演算フロ
ー図である。

本実施例では検出電流と補償電流との差分の事
故前後の変化分を演算電流とするものである。即
ち、第５図との違いはステツプS₂における１相地
絡検出処理において、１相地絡が検出されないと
き、ステツプS₁₂、ステツプS₁₃を実行すること、
及びステツプS₄がステツプS₁₄に代つたことであ
る。以下この変更部のみについて説明する。

ステツプS₁₂は、ステツプS₂において１相地絡
検出判定がなされないとき、これに続いて短絡事
故の有無を判定する。しかしステツプS₁₂におい
て短絡事故が検出されると、図示されない短絡処
理に移る。又、ステツプS₁₂において短絡事故が
検出されない場合は次のステツプS₁₃に移る。こ
こでステツプS₁₃は後述する諸量の値を記憶する。
そしてこの記憶を行なつた後、ステツプS₁の開始
に戻る。ステツプS₁₄はどの相の地絡であるかに
応じ、各ステツプS_14-1，S_14-2及びS_14-3におい
て、電圧、電流及び前記したステツプS₁₃の記憶
量を用い、演算量e_ea，e_eb又はe_ecを求める。

以下、ステツプS₁₃，S₁₄について説明する。

ステツプS₁₃においては次の演算を行ない、そ
の値を記憶する。

i_psM×v_beM，i_psM×v_caM，i_psM×v_abM， K_4bi_bsM×v_bcM，K_4ea（i_csM＋i_asM）×v_caM， K_4bi_bsM×v_abM ……(31) 但し、i_psM，i_bsM，i_csM，i_asMは夫々零相、ｂ相、
ｃ相及びａ相の各差電流i_ps，i_bs，i_cs及びi_asの記憶
時の値、v_bcM，v_caM，v_abMは夫々bc相、ca相及び
ab相の各相間電圧v_b−v_c，v_c−v_a及びv_a−v_bの記
憶時の値、K_4b，K_4caは定数である。又、上式は
全ての外積であり、以下記号×でその関係を示
す。

Ａ×Ｂ＝｜AB｜sim（θ_A−θ_B） ……(32) 但し、Ａ及びＢはベクトル量、｜AB｜はＡ，
Ｂの積の絶対値、θ_A及びθ_Bは夫々ベクトル量Ａ及
びＢの角度である。

なお、ステツプS₂又はS₁₂において地絡事故及
び短絡事故が検出されるには、事故発生後若干時
間を必要とする。したがつてステツプS₁₃の演算
は事故発生後、事故検出までの間は事故時の値で
行なわれる。しかし、この値が記憶値とされるこ
とは好ましくないので、記憶値の更新にあたつて
記憶値に変化が認められたときは、古い値を若干
時間保持し、一定時間内に事故が検出されないと
き記憶値を更新するようにする。

第１１図はステツプS₁₃で行なわれる演算フロ
ー図である。先ず第１０図のステツプS₁₂におい
て短絡事故が検出されない場合に、ステツプ
S_13-1にて前記した(31)式の値を演算する。次にス
テツプS_13-2においてステツプS_13-1の演算値とス
テツプS_13-4に記憶値とを比較し有意差があるか
否かを判断する。もし差がなければステツプS₁に
戻る。差があればステツプS_13-3に移り差が生じ
てから一定時間継続したことを検出する。一定時
間に達しないときはステツプS₁に戻り、一定時間
継続と判断されるまでこの処理が繰り返される。
一定時間継続と判断されたときはステツプS_13-4
に移り、ステツプS_13-1の演算値を記憶する。な
お、上記した一定時間はステツプS₁₂及びステツ
プS₂の短絡及び地絡検出時間より若干長い時間と
する。これにより短絡又は地絡事故の検出に若干
の遅れがあつても、事故前の値が記憶される。第
１０図のステツプS₁₄においては、ステツプ
S_14-1，S_14-2又はS_14-3で夫々次式で表わされる演
算量e_ea，e_eb及びe_ecの値を算出する。

e_ea＝e_da−e_ha e_eb＝e_db−e_hb e_ec＝e_dc−e_hc ……(33) 但し、e_da，e_db及びe_dcは検出量、e_ha，e_hb及び
e_hcは補償量であり、いずれも次式で表わされる。

e_da＝i_ps×v_bc−i_psM×v_bcM e_db＝i_ps×v_cb−i_psM×v_caM e_dc＝i_ps×v_ab−i_psM×v_abM ……(34) e_ha＝K_4bi_bs×v_bc−K_4bi_bsM×v_bcM e_ha＝K_4bi_bs×v_bc−K_4bi_bsM×v_bcM e_hb＝K_4ca（i_cs＋i_as）×v_ca−K_4ca（i_csM＋i_asM）×v_c
aM e_hc＝K_4bi_bs×v_ab−K_4bi_bsM×v_abM ……(35) 但し、v_bc，v_ca及びv_abは相間電圧v_b−v_c，v_c−
v_a及びv_a−v_bである。

上記した(34)式による検出量は、いずれも零相
差電流i_psと事故相に対する直角位相の電圧（以
後、単に直角電圧と云う）v_bc，v_ca又はv_abの外積
の値の事故検出前に記憶された記憶値に対する事
故検出後の値の変化分（以後、単に事故変化分と
云う）である。又、(35)式の補償量は健全相中の
１相の差電流i_bs又は健全２相の差電流の合成値i_cs
＋i_asと直角電圧の外積の事故変化分である。

以上説明したように検出電流i_dと補償電流i_hの
差分の事故前後の変化分に応動する補償形地絡回
線選択継電器において、１相地絡検出前は健全状
態の電気量を記憶し、１相地絡検出後はステツプ
S₃による地絡相別の結果により健全相の差電流の
大きさを判定する。この健全相の差電流の大きさ
が所定値より小さいときはステツプS₁₄により(3
３）式を算出して補償形の地絡回線選択を行なう
が、所定値より大きいときはステツプS₁₃におけ
る記憶値に関係なく、零相差電流の大きさに応動
する普通の地絡回線選択を行なうものである。

なお、ステツプS₁₃及びS₁₄における演算量は(3
１），(34)及び(35)式に示したものに限る必要はな
く、(13)式にて示す演算量を使用することができ
る。

第１２図は本発明による他の演算フロー図であ
り、デイジタル保護継電器の構成は第１図によ
る。

本実施例では第５図における演算フローのステ
ツプS₆をステツプS₁₅に置き換えたものであり、
その他は第５図に同じであるため変更部のみ説明
する。

ステツプS₁₅は、ステツプS₃において地絡相が
検出された後、各相電流の最大値が所定値以下で
あるか否かを判定し、所定値以下のときステツプ
S₄の実行に移り、所定値以上のときステツプS₇の
実行に移る処理を行なう。そしてステツプS₁₅に
おいては、先ずステツプS_15-1においてステツプ
S₃における地絡相の判定結果を記憶する。ステツ
プS_15-2では各相差電流i_as，i_bs及びi_csの大きさを
算出し、そのうちの最大値を決定する。次にステ
ツプS_15-3ではステツプS_15-2において算出された
最大値の値と所定値との比較を行ない、所定値よ
り大きいときステツプS₇の実行に移る。一方、所
定値より小さいときステツプS_15-4に実行を移す。
ステツプS_15-4においてはステツプS_15-1で記憶し
た内容を読み出して地絡相を判定し、ステツプS₄
における地絡相に応じた演算処理の実行を可能に
する。

なお、ステツプS_15-3における比較対象の所定
値としては、入力の大きさがＡ／Ｄ変換のフルス
ケールを超過しているか否かが判定できるように
設定する。即ち、Ａ／Ｄ変換のフルスケールは、
相手端しや断前の応動を正しく行なうため、当然
想定し得る循環電流値以上に設定される。したが
つて本実施例においては相手端しや断が生じて
も、各相差電流の入力がＡ／Ｄ変換のフルスケー
ル以内であるならば「補償形」による地絡回線選
択を継続して実行し、Ａ／Ｄ変換のフルスケール
を超過する危険があるときのみ、通常の地絡回線
選択に切換えるものである。以上説明した本実施
例によつても入力のフルスケールを最小限に抑え
ることができるため地絡回線選択継電器の感度を
良くすることができる。

本実施例におけるステツプS₁₅の方法は第１２
図に限られるものではなく、各相電流を用いる第
７図の構成においても適用可能である。この場合
には、両回線の各相電流i_a1，i_a2，i_b1，i_b2，i_c1，
i_c2のうちから最大値を検出し、その大きさが所
定値より小さいことを判定する処理を第８図にお
けるステツプS₁₀の代りに行なう演算フローとす
ればよい。

更に本実施例におけるステツプS₁₅を第１０図
におけるステツプS₆に置換えることにより、(13)
式の原理による補償形地絡回線選択継電器に適用
できることは明らかである。

第１３図は本発明による他の演算フロー図であ
り、デイジタル保護継電器の構成は第７図によ
る。

本実施例では第８図における演算フローのステ
ツプS₁₀をステツプS₁₆に置換えたものであり、そ
の他は第８図に同じであるため変更部のみ説明す
る。

ステツプS₁₆は、ステツプS₃において地絡相が
検出された後、２回線の同一相電流の大きさの差
が所定値により大であるか否かを判定し、１相で
も所定値より大きいときステツプS₇に実行を移
し、いずれも所定値より小であるときステツプS₄
の実行に移る処理を行なうものである。そしてス
テツプS₁₆では、先ずステツプS_16-1において、ス
テツプS₃における地絡相の判定結果を記憶する。
ステツプS_16-2では送電線２，３のａ相電流i_a1，
i_a2の大きさを算出する。次にステツプS_16-3では
前記ａ相電流i_a1とi_a2の大きさの差が所定値より
も大きいか否かの判定をし、所定値より大きいと
きステツプS₇の実行に移り、反対に所定値より小
さいときステツプS_16-4の実行に移る。又、ｂ，
ｃ相電流についても全く同じであり、夫々ステツ
プS_16-4，S_16-6において大きさを算出し、ステツ
プS_16-5，S_16-7で所定値との判定を行なう。そし
てステツプS_16-7において所定値より小さいこと
が判定されると、次のステツプS₄の実行に移る。

ところで通常は、負荷はバランスしていて負荷
電流の逆相分と零相分は無視可能な大きさである
が、負荷電流が大きくなつて、その逆相分が大き
くなると下記の問題がある。

即ち、(10)〜(12)で示したように逆相電流を演算
に使用する補償形地絡回線選択継電器の原理は、
逆相分は負荷電流に対して無視できることを前提
として循環電流を演算電流から消去しようとする
ものである。したがつて負荷電流に逆相成分が含
まれていた場合は、その分が演算誤差となつて性
能劣化を招くことになる。即ち、事故発生後も全
端子が「閉」の状態では差電流を用いて演算を行
なうために逆相成分による影響はないが、相手端
しや断後にあつては、差回路による逆相成分のキ
ヤンセルがなく、各相差電流に逆相分が含まれて
リレー入力となることである。

しかし、負荷電流が大きくその逆相分が問題に
なる系統条件においては、I_th≪I_L1，I_L2であるか
ら、第３図ａの常時では、各相電流について、｜
i_a1｜≒｜i_a2｜，｜i_b1｜≒｜i_b2｜及び｜i_c1｜≒｜i_c2
｜が成り立ち、第３図ｂの一端しや断後は、｜i_a1
｜＝｜i_b1｜＝｜i_c1｜＝I_L1＋I_L2となる。但し、事
故相はI_L1＋I_L2＋I_Fとなる。したがつて両回線の
各相電流の大きさの差を考えれば、常時は「０」
に等しく、一端しや断後は（I_L1＋I_L2）となる。
そこでステツプS_16-3，S_16-5，S_16-7における判定
レベルは負荷電流に比べて、ほとんど「０」に近
い値とすることができ、高感度に検出することが
できる。

故に本実施例を使用すれば、負荷電流が大き
く、その逆相分が問題となる系統においても、逆
相分電流を演算に使用する補償形地絡回線選択継
電器の性能向上が可能である。

なお、ステツプS₁₆における判定処理を(13)式
の原理にもとづく補償形回線選択継電器に適用で
きることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば循環零相電
流の流れる２端子平行２回線送電線の１相地絡事
故検出に対して、相手端１回線しや断か否かを検
出することによつて循環零相電流の影響を判別
し、１回線しや断前は補償形地絡回線選択継電器
により循環零相電流に影響されない事故検出を行
ない、相手端１回線しや断後は零相差電流にのみ
応動する従来の地絡回線選択継電器により事故検
出を行なうよう構成したので、補償形地絡回線選
択継電器の演算に用いる各相電流の大きさの範囲
を限定することができ、事故検出の性能を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術及び本発明に共通して用いら
れる一般的なデイジタル保護継電器装置の構成
図、第２図はデイジタル計算機が行なう演算フロ
ーの従来例図、第３図ａ，ｂは２回線からなる被
保護送電線の事故前、事故後の系統状態を示す
図、第４図はＴ分岐を有する２回線送電線におけ
る１相地絡事故発生の状態を示す図、第５図は本
発明による地絡回線選択継電器の演算フロー図、
第６図は他の実施例演算フロー図、第７図は本発
明が適用されるデイジタル保護継電装置の他の構
成図、第８図は他の実施例演算フロー図、第９図
は更に他の実施例演算フロー図、第１０図は更に
他の実施例演算フロー図、第１１図は第１０図の
ステツプS₁₃の詳細演算フロー図、第１２図は更
に他の実施例演算フロー図、第１３図は更に他の
実施例演算フロー図である。１……母線、２，３……平行送電線、４，５…
…しや断器、６，７……変流器、８……計器用変
圧器、９……入力変換器、１０……サンプルホー
ルド回路、１１……マルチプレクサ、１２……
Ａ／Ｄ変換器、１３……デイジタル計算機、１
Ａ，１Ｂ……各端母線、I_L1，I_L2……負荷電流、
I_th……循環零相電流、I_F……事故電流。

Claims

【特許請求の範囲】１循環零相電流の流れる２端子平行２回線送電
線の１相地絡事故を保護する地絡回線選択継電器
において、各回線中の１相地絡事故を検出する手
段と、前記地絡事故の地絡相を選別する手段と健
全相の電流または正相電流を導出して所定値と比
較しその大小に応じて相手端１回線しや断を検出
する手段と、零相差電流と極性量とを算出して相
手端１回線しや断検出時に地絡回線を演算する第
１の地絡回線選択手段と、常時の循環零相電流を
補償した零相差電流と極性量とを算出して相手端
１回線しや断でない時に地絡回線を演算する第２
の補償形地絡回線選択手段とを夫々そなえ、相手
端１回線のしや断状態に応じて前記第１、第２の
各地絡回線選択手段を切換えることを特徴とする
地絡回線選択継電器。２相手端１回線しや断判定を、健全２相のうち
の少なくとも１相の回線電流値の大きさ、又は差
電流の大きさが所定値より大であることにより行
なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の地絡回線選択継電器。３相手端１回線しや断判定を、差電流の正相分
が所定値より大であることにより行なうことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の地絡回線選
択継電器。４循環零相電流の流れる２端子平行２回線送電
線の１相地絡事故を保護する地絡回線選択継電器
において、各回線各相電流及び零相電流の差電流
を導出し記憶する手段と、各回線中の１相地絡事
故を検出する手段と、前記地絡事故の地絡相を選
別する手段と、各回線同一健全相の電流値の大き
さを夫々導出して所定値と夫々個別に比較しその
大小に応じて相手端１回線しや断を検出する手段
と、零相差電流と極性量とを算出して相手端１回
線しや断検出時に地絡回線を演算する第１の地絡
回線選択手段と、常時の循環零相電流を補償した
零相差電流と極性量とを算出して相手端１回線し
や断でない時に地絡回線を演算する第２の補償形
地絡回線選択手段とを夫々そなえ、相手端１回線
のしや断状態に応じて前記第１、第２の各地絡回
線選択手段を切換えることを特徴とする地絡回線
選択継電器。５相手端１回線しや断判定を、各回線同一相基
準の正相分が所定値より大であることにより行な
うことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
地絡回線選択継電器。６循環零相電流の流れる２端子平行２回線送電
線の１相地絡事故を保護する地絡回線選択継電器
において、各回線中の１相地絡事故を検出する手
段と、前記１相地絡事故でない場合に短絡事故の
有無を検出する手段と、各相電流及び零相電流の
各差電流と極性量とを夫々記憶すると共に前記記
憶値に変化が認められた場合であつて、かつ一定
時間内に事故が検出されない場合に記憶値を更新
する記憶手段と、前記地絡事故の地絡相を検出す
る手段と、健全相差電流を導出して所定値と比較
しその大小に応じて相手端１回線しや断を検出す
る手段と、零相差電流と極性量とを算出して相手
端１回線しや断検出時に地絡回線を演算する第１
の地絡回線選択手段と、常時の循環零相電流を補
償した零相差電流と極性量とを算出して前記記憶
手段の記憶内容を用いて相手端１回線しや断でな
い時に地絡回線を演算する第２の補償形地絡回線
選択手段とを夫々そなえ、相手端１回線のしや断
状態に応じて前記第１、第２の各地絡回線選択手
段を切換えることを特徴とする地絡回線選択継電
器。７循環零相電流の流れる２端子平行２回線送電
線の１相地絡事故を保護する地絡回線選択継電器
において、各回線中の１相地絡事故を検出する手
段と、各回線中の１相地絡相を選別する手段と、
前記地絡相を記憶する手段と、各回線同一相差電
流の大きさを夫々算出して最大値を決定する手段
と、前記最大値と所定値とを比較しその大小に応
じて相手端１回線しや断を検出する手段と、零相
差電流と極性量とを算出して相手端１回線しや断
時に地絡回線を演算する第１の地絡回線選択手段
と、常時の循環零相電流を補償した零相差電流と
極性量とを算出して相手端１回線しや断でない時
に地絡回線を演算する第２の補償形地絡回線選択
手段とを夫々そなえ、相手端１回線のしや断状態
に応じて前記第１、第２の各地絡回線選択手段を
切換えることを特徴とする地絡回線選択継電器。８循環零相電流の流れる２端子平行２回線送電
線の１相地絡事故を保護する地絡回線選択継電器
において、各回線各相電流及び零相電流の差電流
を算出し記憶する手段と、各回線中の１相地絡事
故を検出する手段と、前記地絡事故の地絡相を選
別する手段と、前記地絡相を記憶する手段と、各
回線同一相電流の大きさの差を算出して所定値と
比較し、前記比較結果としての差が少なくとも１
相以上大きい場合に相手端１回線しや断と判定す
る手段と、零相差電流と極性量とを算出して相手
端１回線しや断時に地絡回線を演算する第１の地
絡回線選択手段と、常時の循環零相電流を補償し
た零相差電流と極性量とを算出して相手端１回線
しや断でない時に地絡回線を演算する第２の補償
形地絡回線選択手段とを夫々そなえ、相手端１回
線のしや断状態に応じて前記第１、第２の各地絡
回線選択手段を切換えることを特徴とする地絡回
線選択継電器。