JPH0532972B2 - - Google Patents

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JPH0532972B2
JPH0532972B2 JP58040095A JP4009583A JPH0532972B2 JP H0532972 B2 JPH0532972 B2 JP H0532972B2 JP 58040095 A JP58040095 A JP 58040095A JP 4009583 A JP4009583 A JP 4009583A JP H0532972 B2 JPH0532972 B2 JP H0532972B2
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JP
Japan
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zero
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ground fault
current
line
Prior art date
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JP58040095A
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JPS59165909A (ja
Inventor
Yoshito Fujita
Takaaki Kai
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高抵抗接地系平行多回線の地絡保護
方式に係り、特に3端子系統に対して優れた方式
を提供するものである。
平行多回線系統、例えば2回線、4回線におい
て、系統構成によつては系統の各相間の相互イン
ダクタンスが不平衡となり負荷電流によつて回線
間を循環する誘導電流(以下循環電流と称する)
が発生する。特に、1回線停止、2回線停止や1
端子開放時で発生する循環電流は著しく、これは
1線地絡時に中性点抵抗器から供給される故障電
流に較べて無視できない。このため、循環電流の
零相分(以下零相循環電流と称する)で地絡保護
リレーが誤動作しないようリレータツプ値を上げ
ている。従つて、零相循環電流の増加に伴ない高
感度の保護ができないという問題がある。また、
1端子を開放することによる電力供給の信頼度の
低下を招いたり、禁止系統を設置することによる
保守の面倒さなど、多数の問題をかかえている。
これまで、前述の問題解決のため、常時の零相
電流を記憶しておき、故障時の零相電流の変化分
によつて故障回線の判別を行う方法がある。とこ
ろが、この方式は原理上、故障前後の零相電流の
変化分で応動するために、相手端近傍の内部故障
で相手端が先行してしや断(シリーストリツプ)
した場合は、零相循環電流が変化するので故障回
線の判別が難かしい。このために、2端子系統で
は故障発生後一定時間(相手端先行しや断以前の
時間)経過すると従来の回線選択継電器に切り換
えて故障回線の判別を行う方式がとられている。
3端子系統では、相手端先行しや断を2回経験す
る3段階シリーストリツプで故障が除去されるた
めに上記の方式では充分な効果が期待できない。
共架多回線において発生する循環電流は、理論
的には、それを誘導する負荷電流に比例する。そ
の性質を要約すると次の通りである。
性質1 a,b,c相の各循環電流および零相循
環電流I・ac,I・bc,I・cc,I・pcはそれを誘導
する負荷電流に比例する。
性質2 その比例定数は、系統の運用状態、電線
配置、負荷電流の分布によつて決まる。
性質3 性質1,2より次に定義する零相循環電
流I・pcと2つの相電流から正相分を除外し
た量とのベクトル比は、運用状態、電線配
置および負荷電流分布によつて決まる。
但しa=exp(j2/3π) 本発明は上記性質(1)〜(3)に基づいてなされたも
のである。
a相に1線地絡事故が発生した場合、健全相で
あるb相、c相差電流I・bd,I・cdは故障電流成分
は含まれず次のようになる。
I・bd=I・bc+I・bL ……(2) I・cd=I・cc+I・cL ……(3) 但しI・bL,I・cLは分岐負荷、先行しや断などに
より差電流にあらわれる負荷電流、I・bc,I・ccは
誘導電流によるb相、c相循環電流である。
c相差電流を120゜進めて、b相差電流とのベク
トル差をとると、 I・bd−aI・cd=I・bc−aI・cc+(I・bL−a
I・cL)
……(4) 但し、a=exp(j2/3π) 負荷電流はほとんど正相成分のみであるので、
(4)式の演算で負荷電流は消去される。したがつ
て、 I・bd−aI・cd=I・bc−aI・cc ……(5) (2)〜(5)式で示したように、2相の健全差電流か
ら負荷電流の影響を取除いた量を求めることがで
きる。さらに(1)式で定義した定数K・aと健全相差
電流から正相分を除外した量とのベクトル積演算
によつてa相地絡時の零相循環電流を演算するこ
とができる。(1),(5)式から、 I・pc(es)=K・a×(I・bd−aI・cd)……(6) が得られる。但しI・pc(es)は零相循環電流の演
算値である。
一方、一般に高抵抗2回線の地絡保護継電方式
として使用されている回線選択継電方式ではI・pd
(差電流の零相分)の零相電圧に対する方向と大
きさにより故障回線を選択するものであるが、共
架多回線系統においては、零相循環電流が発生し
I・pdは中性点抵抗電流成分I・fと零相循環電流I・p
c

との合成値となり次の通りとなる。
I・pd=I・f+I・pc ……(7) このため、従来型のリレーでは不正動作を起し
易く検出感度を犠性にしてタツプ値を上げるなど
の対処が必要であつた。
本発明によれば、(7)式の零相差電流に含まれる
零相循環電流I・pcを上記の方法で求めた零相循環
電流の演算値I・pc(es)を使つて次の通り打消
す。
I・pd(es)=I・pd−I・pc(es)=I・f+I・p
c
−I・pc
(es) ……(8) I・pc(es)による補償が完全であれば、I・oL=
I・oc(es)となり、中性点抵抗器電流成分I・fを得
ることができる。
従つて零相循環電流の影響を受けることなく地
絡保護を行なうことができる。a相1線地絡につ
いて説明したが、b相、c相の1線地絡時にも同
様の考え方で健全2相と(1)式の定数K・b,K・cを用
いることで零相循環電流を補償できる。
定数K・a,K・b,K・cは平行3回線、4回線系統
では系統の運用状態によつて別個の値をとるが、
この値が継電器に設定したK・a,K・b,K・cの値と
異なれば補償誤差となつて地絡保護精度を悪化さ
せる。本発明では、この点を是正するために被保
護系統内のしや断器情報を光フアイバーや通信ケ
ーブル等の伝送手段を用いて入手し、各しや断器
条件により系統状態を判定し、使用すべき定数K・
a,K・b,K・cを選択することを特徴としている。
この場合、全ての運用状態に対して定数K・a,
K・b,K・cを別個に持つ必要はない。すなわち、定
数の似かよつた運用状態を集めて一つのパターン
とすることによつて、数種の定数K・a,K・b,K・c
を持てば良く、この値はシミユレーシヨンによつ
て求めておく。
以下に本発明の実施例に係る平行多回線地絡保
護方式について、第1図〜第2図を参照して説明
する。
第1図は本発明を適用する平行4回線送電系統
を示すものである。簡単化のために送電線は2端
子構成としているが3端子構成でも実施例の違い
はない。本発明による地絡保護リレーは電気所A
端に設置されている。第1図で、1a−1cは3
相電源、2は中性点接地抵抗器NGR、11a−
11c及び12a−12cは母線、21a−24
cは送電線を示し、そのうち21,21a〜21
c、22,22a〜22c、23,23a〜23
c、24,24a〜24cはそれぞれ1号1L、
2号2L、3号3L、4号4L回線とする。ま
た、3は電圧検出用変成器を示し母線のa,b,
c相電圧E1,Ea,Eb,Ecと零相電圧E0を検出す
る。41a−44cおよび61−64はしや断器
を示す。51a−54cは電流検出用変流器を示
し、送電回線1L,2L,3L,4Lのa,b,
c及び零相電流I1L(I1L a,I1L b,I1L c,I1L p)、I2L(
I2L a,
I2L b,I2L c,I2L p)、I3L(I3L a,I3L b,I3L c,I3L p)
、I4L(I4L a,
I4L b,I4L c,I4L p)を検出する。Bは相手端電気所、
7は3相負荷を示す。
第2図は本発明の実施例による平行多回線保護
方式を実行する保護処理部を示すもので、13は
第1のデータ変換部を示し、変流器51a−54
cによつて検出された各回線の各相電流I1L,I2L,
I3L,I4Lを入力し、一定周期でサンプリングを行
ないデイジタル量に変換してそれらの量S1を出力
する。14は第2のデータ変換部を示し、変成器
3によつて検出された母線電圧E1及びE0を入力
して、上記と同様の方式でデイジタル量に変換し
てそれらの量S2を出力する。15は地絡相検出部
で、第2のデータ変換部14の出力である各相電
圧S2を入力しそれらから地絡相を検出し、その信
号S3を出力する。
16は系統運用パターン検出部で、通信ケーブ
ル、光フアイバー等の伝送手段を用いて得た相手
端しや断器61−64の開閉情報を伝送端末部7
0より受け取り、自端しや断器43,43a〜4
3c、44,44a〜44cの情報は直接パレツ
ト接点等から受け、それらのしや断器条件によつ
てあらかじめ分類された系統運用パターンのいづ
れのパターンに属するか検出し、検出されたパタ
ーンを示す信号S4を出力する。17は定数出力部
で、系統パターン運用検出部16の出力である検
出された系統運用パターンS4を入力して、あらか
じめ系統シミユレーシヨンで求められた前記の各
パターンに対して零相循環電流の演算誤差を最小
化する定数K・set a,K・set b,K・set cを記憶し、検
出され
たパターンに対する定数S5を出力する。
18は零相循環電流演算部を示し、第1のデー
タ変換部13の出力S1、地絡相検出部15の出力
S3、定数出力部17の出力S5を入力する。1L,
2Lの回線選択継電器に対しては、入力された信
号S3によつて健全相を知り、例えばa相地絡なら
ば1Lと2Lとの健全相であるb相及びc相差電
流1L−2LをS1より演算する。さらに、この健
全相の2相の電流より正相分を除外し、この量に
定数出力部17の出力S5から得た定数(a相地絡
ならばK・set a)を乗じて零相循環電流を演算し、そ
の値S6を出力する。a相地絡で(6)式の演算を行
う。19は補償部を示し、零相循環電流演算部1
8の出力S6、第1のデータ変換部13の出力S1
(零相成分のみ)を入力する。1L,2Lの回線
選択継電器に対して、1Lと2Lとの零相差電流
1L−2LをS1より演算し、この演算値から零相
循環電流演算部18で演算された零相循環電流の
演算値S6を差し引くことによつて地絡による中性
点抵抗器電流成分を導出し、この値S7を出力して
(8)式の演算を行う。20は地絡回線選択部を示
し、補償部19の出力S7及び第2のデータ変換部
14の出力S2(零相電圧のみ)を入力し、零相電
圧を基準として補償部19の出力である中性点抵
抗器電流信号S7の方向をみて地絡回線を選択し、
その回線のしや断器に対してトリツプ指令S8を出
力する。
以上説明したように本発明においては、保護系
統内のしや断器情報を入手することにより、系統
の状態を完全に把握することができ、系統を把握
した場合に比べて精度が著しく高くなる。
また本発明においては、伝送するのはしや断器
の情報だけであるので、伝送は比較的簡単に行う
ことができる。
さらに本発明においては、相手端の情報が得ら
れると、先行しや断も確実に検出することがで
き、保護の信頼性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用する平行多回線送電系統
の電気結線図、第2図は本発明の実施例に係る平
行多回線地絡保護方式を実行する保護処理部のブ
ロツク結線図である。 11a−11c,12a−12c……母線、1
3……第1のデータ変換部、14……第2のデー
タ変換部、15……地絡相検出部、16……系統
運用パターン検出部、17……定数出力部、18
……零相循環電流検出部、19……補償部、20
……地絡回線選択部、41a−44c,61−6
4……しや断器、70……伝送端末部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 平行多回線送電線の電圧変成器、電流変成器
    より得られる電気量を一定周期でサンプリング
    し、デイジタル変換してこのデイジタル量によつ
    て地絡保護する継電器において、被保護区間内の
    しや断器情報を通信ケーブルや光フアイバー等の
    伝送手段を用いて入手し、各しや断器条件により
    系統運用を判定して数種のパターンに分類する系
    統運用パターン検出手段と、あらかじめ系統シミ
    ユレーシヨンでの前記の各パターンに対して零相
    循環電流の演算誤差を最小化する定数を求めて記
    憶し、前記系統運用パターン検出手段によるパタ
    ーン検出信号に応じて定数を出力する定数出力手
    段と、前記系統に1線地絡が発生した場合に地絡
    相を検出する地絡相検出手段と、2相の健全相回
    線間差電流を求めてこれらより正相分を除外し、
    前記の定数出力手段から出力された定数を地絡相
    に応じて選んだ値と前記の正相分を除去した量を
    乗じて零相循環電流を演算する零相循環電流演算
    手段と、回線間差電流の零相分から前記の零相循
    環電流の演算値をさしひいた量を求める補償手段
    と、前記補償手段から演算された量の零相電圧に
    対する方向と大きさから地絡回線を選択する地絡
    回線選択手段とを有し、この地絡回線選択手段の
    出力によつて地絡回線のしや断器を開路すること
    を特徴とする平行多回線地絡保護方式。
JP58040095A 1983-03-11 1983-03-11 平行多回線地絡保護方式 Granted JPS59165909A (ja)

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JPS59165909A JPS59165909A (ja) 1984-09-19
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JP58040095A Granted JPS59165909A (ja) 1983-03-11 1983-03-11 平行多回線地絡保護方式

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