JPH06253448A - 調相設備分路リアクトル保護リレー - Google Patents

調相設備分路リアクトル保護リレー

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JPH06253448A
JPH06253448A JP3960993A JP3960993A JPH06253448A JP H06253448 A JPH06253448 A JP H06253448A JP 3960993 A JP3960993 A JP 3960993A JP 3960993 A JP3960993 A JP 3960993A JP H06253448 A JPH06253448 A JP H06253448A
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JP
Japan
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reactor
impedance
shunt reactor
phase
current
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Pending
Application number
JP3960993A
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English (en)
Inventor
Tokuo Emura
徳男 江村
Masayasu Takeuchi
雅靖 竹内
Yasuhiro Yamamoto
康弘 山本
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】電力系統に適用される調相設備分路リアクトル
の保護方式である電流差動継電方式によれば、各相リア
クトルにはそれぞれ製作誤差(アンバランス)があるの
で、常時差電流が現れる。このため高感度整定ができな
かった。 【構成】リアクトル自体のインピーダンスZa ,Zb ,
Zc を検出し、初期時のリアクトル素子のインピーダン
ス|Za0|,|Zb0|,|Zc0|を記憶しておき、前記
インピーダンス|Za |,|Zb |,|Zc |にそれぞ
れ、|Za0|/|Zb0|,|Zb0|/|Zc0|,|Zc0
|/|Za0|をかけることにより、インピーダンスの初
期変動分を補正する。 【効果】調相設備分路リアクトルの異常に対して確実に
動作するようになり、リレー1の信頼性を高めることが
でき、また、高感度整定をすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、調相設備分路リアクト
ルの電圧及び電流を検出してリアクトル素子を保護する
リレーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】電力系統に適用される調相設備分路リア
クトルの保護方式として、電流差動継電方式、又は電流
比率差動継電方式が一般的に使用されている。この電流
差動継電方式は、例えば図3に示すように、遮断器CB
を通して母線11に接続された分路リアクトルLa ,L
b ,Lc に流れる電流Ia ,Ib ,I c を変流器C
Ta ,CTb ,CTc によって検出し、検出された電流
Ia ,Ib,Ic の大きさを求め、差電流 |Ia |−|Ib |, |Ib |−|Ic |, |Ic |−|Ia | を算出し、整定値との比較レベル判定をそれぞれ行い、
いずれかの差が整定値を超えた場合に分路リアクトルの
故障を判断し遮断器CBの遮断信号を出す方式である。
【0003】また、電流比率差動継電方式は、比 (|Ia |−|Ib |)/|Ib |, (|Ib |−|Ic |)/|Ic |, (|Ic |−|Ia |)/|Ia | を算出し、与えられた整定値とのレベル判定をそれぞれ
行い、いずれかの比が整定値を超えた場合に分路リアク
トルの故障を判断し遮断器CBの遮断信号を出す方式で
ある。
【0004】これらの方式によれば、リアクトル故障
(例えば素子の短絡)時には故障リアクトルのインピー
ダンスに変化が生じるので、差電流が検出されて、遮断
指令を出すことができる。よって、分路リアクトルの保
護を行うことができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記電流差動継電方式
又は電流比率差動継電方式によれば各相の差電流を算出
するので、リアクトルが健全であれば、各相電圧に相違
が生じない限り、電圧変動の影響は差電流に現れないこ
とになる。しかし、3相リアクトルにはそれぞれ製作誤
差(アンバランス)があるので、常時差電流が現れる。
この初期の差電流は検出差電流に重畳されるので、この
ため単に差電流を検出しているだけでは、場合によって
は調相設備分路リアクトル自体に故障がないのに、遮断
器CBをトリップさせてしまうという誤動作を引き起こ
すおそれがある。
【0006】このため、高感度整定ができないという問
題があった。そこで、本発明の目的は、Δ結線リアクト
ル素子の故障時にのみ遮断器CBをトリップさせること
のできる高感度の調相設備分路リアクトル保護リレーを
提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの請求項1記載の調相設備分路リアクトル保護リレー
は、各相電流Ia ,Ib ,Ic を検出する電流検出手段
と、線間電圧Vab,Vbc,Vcaを検出する電圧検出手段
と、検出された各相電流Ia ,Ib ,Ic 及び線間電圧
Vab,Vbc,Vcaを用いて各リアクトル素子のインピー
ダンスZa ,Zb ,Zc の大きさを、式 |Za |=Im〔VabVca * 〕/Re〔Ia Vca * 〕, |Zb |=Im〔VbcVab * 〕/Re〔Ib Vab * 〕, |Zc |=Im〔VcaVbc * 〕/Re〔Ic Vbc * 〕 によって算出する演算手段と、正常時のリアクトル素子
のインピーダンスの大きさ|Za0|,|Zb0|,|Z c0
|を記憶する記憶手段と、算出された各リアクトル素子
のインピーダンスの大きさ|Za |,|Zb |,|Zc
|に基づいて |Za |−|Za0||Zb |/|Zb0| |Zb |−|Zb0||Zc |/|Zc0| |Zc |−|Zc0||Za |/|Za0| を計算しそれぞれ検出感度整定値と比較する比較手段と
を有し、比較手段による比較結果が検出感度整定値を超
えたときに動作するものである。
【0008】
【作用】図2は、調相設備分路リアクトルの回路図であ
って、Δ接続されたリアクトルのインピーダンスをZa
=jωLa ,Zb =jωLb ,Zc =jωLc 、各相電
流をIa ,Ib ,Ic 、各リアクトルに流れる電流をI
ab,Ibc,Ica、線間電圧をVab,Vbc,Vcaとする。
キルヒホフの電流則を適用すれば、 Ia =Iab−Ica, Ib =Ibc−Iab, Ic =Ica−Ibc, Vab=IabjωLa , Vbc=IbcjωLb , Vca=IcajωLc となり、電流Iab,Ibc,Icaを消去すると、 Ia =Vab/jωLa −Vca/jωLc , (1) Ib =Vbc/jωLb −Vab/jωLa , (2) Ic =Vca/jωLc −Vbc/jωLb (3) が導かれる。(1) 式の両辺にVca * (* は複素共役を表
わす)をかけると、 Ia Vca * =j|Vca|2 /ωLc −jVabVca * /ωLa , (4) (2) 式の両辺にVab * をかけると、 Ib Vab * =j|Vab|2 /ωLa −jVbcVab * /ωLb , (5) (3) 式の両辺にVbc * をかけると、 Ic Vbc * =j|Vbc|2 /ωLb −jVcaVbc * /ωLc (6) となる。(4),(5),(6) 式の実部をとると、 Re〔Ia Vca * 〕=Im〔VabVca * 〕/ωLa , (7) Re〔Ib Vab * 〕=Im〔VbcVab * 〕/ωLb , (8) Re〔Ic Vbc * 〕=Im〔VcaVbc * 〕/ωLc (9) となる。よって、各リアクトルのインピーダンスの絶対
値は、 |Za |=ωLa =Im〔VabVca * 〕/Re〔Ia Vca * 〕, (10) |Zb |=ωLb =Im〔VbcVab * 〕/Re〔Ib Vab * 〕, (11) |Zc |=ωLc =Im〔VcaVbc * 〕/Re〔Ic Vbc * 〕 (12) により求められる。つまり、(10),(11),(12)式の右辺
を計算することにより分路リアクトルのリアクタンス値
を求めることができる。
【0009】一方、正常時のリアクトル素子のインピー
ダンスの大きさ|Za0|,|Zb0|,|Zc0|を記憶し
ており、算出されたインピーダンスの大きさ|Za |,
|Z b |,|Zc |にそれぞれ、|Za0|/|Zb0|,
|Zb0|/|Zc0|,|Zc0|/|Za0|をかけること
により、インピーダンスの初期変動分を補正することが
できる。
【0010】したがって、算出された各リアクトル素子
のインピーダンスの大きさ|Za |,|Zb |,|Zc
|と、補正されたインピーダンスとの差 |Za |−|Za0||Zb |/|Zb0| |Zb |−|Zb0||Zc |/|Zc0| |Zc |−|Zc0||Za |/|Za0| を計算すれば、リアクトルの製作誤差による差動量を打
ち消すことができ、リアクトルの故障(例えば短絡)を
直接かつ高感度に検出することができる。
【0011】
【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図1は、調相設備分路リアクトル保護リレーの
具体的構成を示すもので、保護リレー1には、母線a,
b,cに接続された分路リアクトルRに流れる各相電流
Ia ,Ib ,Ic を検出する検流器CTa ,CTb ,C
Tc 、母線の電圧Va ,Vb ,Vc を検出する変圧器P
T、母線の電圧Va ,Vb ,Vc を線間電圧Vab,
Vbc,Vcaに変換する変換回路2、線間電圧Vab,
Vbc,Vca及び各相電流I a ,Ib ,Ic に基づいてリ
アクトルRのインピーダンスの絶対値を算出する演算回
路3、インピーダンスの初期値を記憶している記憶回路
4、算出されたインピーダンスの絶対値と初期変動分が
補正されたインピーダンスの絶対値との差をとる比較回
路5、並びに比較回路5の出力の論理和に基づいて動作
するOR回路6が設けられている。
【0012】前記演算回路3は、各リアクトルRのイン
ピーダンスの絶対値|Za |,|Z b |,|Zc |を、
上の(10)〜(12)式によって求める回路であり、高速マイ
クロコンピュータが使用されている。記憶回路4は、リ
アクトルRの初期のインピーダンスの絶対値|Za0|,
|Z b0|,|Zc0|を記憶する回路である。
【0013】比較回路5は算出された各リアクトルRの
インピーダンスの絶対値と初期変動分が補正されたイン
ピーダンスの絶対値との差が整定値Kを超えているかど
うかを式 |Za |−|Za0||Zb |/|Zb0|>K |Zb |−|Zb0||Zc |/|Zc0|>K |Zc |−|Zc0||Za |/|Za0|>K により判断するものである。
【0014】以上の構成であれば、変流器CTa ,CT
b ,CTc によって遮断器CBを通して母線に接続され
た分路リアクトルRに流れる電流Ia ,Ib ,Ic が求
められる。また、母線の電圧Va ,Vb ,Vc は変圧器
PTによって検出され変換回路2によって線間電圧 Vab=Va −Vb ,Vbc=Vb −Vc ,Vca=Vc −Va に変換される。
【0015】線間電圧Vab,Vbc,Vca及び各相電流I
a ,Ib ,Ic は、演算回路3に供給され、ここにおい
て、インピーダンス |Za |=Im〔VabVca * 〕/Re〔Ia Vca * 〕, |Zb |=Im〔VbcVab * 〕/Re〔Ib Vab * 〕, |Zc |=Im〔VcaVbc * 〕/Re〔Ic Vbc * 〕 の演算が行われる。
【0016】算出された値|Za |,|Zb |,|Zc
|は、比較回路5で,初期変動分が補正されたインピー
ダンスの絶対値|Za0||Zb |/|Zb0|,|Zb0|
|Z c |/|Zc0|,|Zc0||Za |/|Za0|と比
較される。そして、比較された結果、正常値から離れて
いれば、すなわち、 |Zc0|−|Zc |>K |Za0|−|Za |>K 又は |Zb0|−|Zb |>K が成立すれば、OR回路6に信号が送られ、OR回路6
から遮断指令信号が出される。
【0017】OR回路6の出力は遮断器CBのトリップ
に用いられる。このように、実施例によれば、リアクト
ル自体のインピーダンスを算出するという方式を採用
し,しかも初期変動分が補正されたインピーダンスとの
差をとっているために、リアクトルの製作誤差によって
誤動作することのない好適な保護リレーを実現すること
ができる。
【0018】また、リアクトルに異常が発生した旨の表
示を行うこととすれば、ユーザはこの表示を見て速やか
に修理に入ることができる。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明の調相設備分路リア
クトル保護リレーによれば、従来の方式のように3相リ
アクトルそれぞれ製作誤差(アンバランス)の影響を排
除し、リアクトル自体のインピーダンスの変動のみに応
動する。したがって、調相設備分路リアクトルの異常に
対して確実に動作するようになり、リレーの信頼性を高
めることができ、また、高感度整定をすることができる
という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】調相設備分路リアクトル保護リレーの具体的構
成を示すブロック構成図である。
【図2】系統に接続された調相設備分路リアクトルの回
路図である。
【図3】従来の電流差動継電方式を採用した調相設備分
路リアクトルの保護リレーの構成を示すブロック構成図
である。
【符号の説明】
1 調相設備分路リアクトル保護リレー 2 変換回路 3 演算回路 4 記憶回路 5 比較回路 CTa ,CTb ,CTc 変流器 PT 変圧器 R リアクトル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】調相設備分路リアクトルが母線に対してΔ
    結線されている場合に、母線の線間電圧及びリアクトル
    に流れる各相電流に応動してリアクトル素子を保護する
    リレーであって、 各相電流Ia ,Ib ,Ic を検出する電流検出手段と、 線間電圧Vab,Vbc,Vcaを検出する電圧検出手段と、 検出された各相電流Ia ,Ib ,Ic 及び線間電圧
    Vab,Vbc,Vcaを用いて各リアクトル素子のインピー
    ダンスZa ,Zb ,Zc の大きさを、式 |Za |=Im〔VabVca * 〕/Re〔Ia Vca * 〕, |Zb |=Im〔VbcVab * 〕/Re〔Ib Vab * 〕, |Zc |=Im〔VcaVbc * 〕/Re〔Ic Vbc * 〕 によって算出する演算手段と、 正常時のリアクトル素子のインピーダンスの大きさ|Z
    a0|,|Zb0|,|Z c0|を記憶する記憶手段と、 算出された各リアクトル素子のインピーダンスの大きさ
    |Za |,|Zb |,|Zc |に基づいて |Za |−|Za0||Zb |/|Zb0| |Zb |−|Zb0||Zc |/|Zc0| |Zc |−|Zc0||Za |/|Za0| を計算しそれぞれ検出感度整定値と比較する比較手段と
    を有し、 比較手段による比較結果が検出感度整定値を超えたとき
    に動作することを特徴とする調相設備分路リアクトル保
    護リレー。
JP3960993A 1993-03-01 1993-03-01 調相設備分路リアクトル保護リレー Pending JPH06253448A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100362718C (zh) * 2003-12-24 2008-01-16 北京四方继保自动化有限公司 容错复判自适应高压并联电抗器匝间保护方法
CN100399662C (zh) * 2003-12-24 2008-07-02 北京四方继保自动化有限公司 末端制动的数字式高压并联电抗器纵差保护方法
CN100449900C (zh) * 2006-11-22 2009-01-07 北京四方继保自动化股份有限公司 高压交流可控型并联电抗器大差动保护方法
CN105022905A (zh) * 2014-04-16 2015-11-04 国家电网公司 电力系统系统阻抗的更新方法和装置
JP2019506605A (ja) * 2016-02-10 2019-03-07 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 巻線のターンツーターン故障を検出するためのシステムおよび方法
CN114397601A (zh) * 2021-12-23 2022-04-26 广东电网有限责任公司 一种三相并联电抗器系统匝间短路的检测方法及装置

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