JPH0636649B2 - 変化幅過電流継電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は電力系統の保護を行なう例えば距離継電装置と
組合わせて使用される変化幅過電流継電装置の改良に関
する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 従来から、電力系統を保護する保護継電装置としては種
々のものがあるが、信頼性の点から例えば距離継電装置
が多く用いられている。この距離継電装置は周知のよう
に、保護対象である電力系統の電圧に対応する電気量
（以下、電圧電気量と称する）および電流に対応する電
気量（以下、電流電気量と称する）を入力として、これ
らに基づくインピーダンスの大きさが整定値以下である
ことを判定して電力系統の保護を行なうものである。ま
た、この距離継電装置はその信頼性を高めるために、フ
ェイルセーフリレーと組合わせて使用されることが多
い。そしてこのフェイルセーフリレーとしては従来から
電力系統の電流電気量を入力としこの電流電気量の大き
さが一定値以上であることを検出したことにより動作出
力を得る過電流検出装置が主に用いられてきている。

ところで、上記のような距離継電装置と組合わせて使用
される過電流検出装置においては、重負荷送電線系統の
保護を行なう場合に次のような問題がある。すなわち、
第４図は重負荷送電線内部故障時の電流ベクトル図を示
すものである。いま、常時の負荷電流（潮流）を、故
障電流を_Ｆとすると、故障後の総電流｜＋_Ｆ｜は
図示の如くほぼ｜｜と差がなく、過電流検出装置でか
かる故障を検出することが難しいケースが存在し、距離
継電装置からみて内部故障であるにもかかわらず正常な
保護を行なうことができなくなる。

そこで近年その対策として、故障前の電流を記憶しこれ
と故障後の電流との変化分を検出することで故障電流
_Ｆをとり出し、この故障電流_Ｆの大きさが所定値以上
あれば故障と判定して動作出力を得る変化幅過電流継電
装置が使用されてきている。

以下に、この種の変化幅過電流継電装置の構成例を第５
図に示す。第５図において、電流Ｉは変流器１１を介し
Ｉ′として帯域通過回路１２に導かれる。上記帯域通過
回路１２の入力及び出力信号は、加算回路１３で加算さ
れた後、全波整流回路１４Ａを介してレベル検出回路１
５Ａに導かれる。一方、このレベル検出回路１５Ａには
直流電圧Ｋ_０が入力され、全波整流回路１４Ａからの入
力信号が上記直流電圧Ｋ_０よりも大振幅となれば動作出
力であるトリップ出力が得られる。

次に、変化幅過電流検出の原理について第６図を用いて
説明する。帯域通過回路１２は、出力として入力信号の
極性を反転させた信号で且つ振幅は入力信号と同じ電気
量が得られるものを採用すれば、帯域通過回路１２の入
力信号と出力信号を加算した場合、電流Ｉが変化せず一
定であれば加算した値は零となる。

一方、電流Ｉが変化した場合、（第６図Ｔ_０点以後）帯
域通過回路１２の入力信号の大きさは、瞬時に電流Ｉに
追従するが、帯域通過回路１２には応答遅れがあるので
第６図のイの示すように出力信号の大きさは一定時間遅
れて入力信号に追従することになる。よって、帯域通過
回路１２の入力信号と出力信号を加算した場合、第６図
のロに示す様な加算出力が現われる。この加算出力信号
の大きさは、変化分電流の大きさに比例する。従って、
加算出力が直流電圧Ｋ_０を超える様な変化が電流Ｉに発
生した時トリップ出力が得られる。従って、かかる変化
幅過電流継電装置を距離継電装置と組み合わせることに
より、上記第４図のような内部故障から系統を正常に保
護することが可能となる。

しかしながら、重負荷送電線外部故障時にはその電流ベ
クトル図を第７図に示すように、故障時の系統電圧は大
きく低下し負荷電流は故障後_１まで減少する。よっ
て、故障後の総電流は｜_１＋_Ｆ｜となり、結果的に
変化幅過電流継電装置が動作することになる。一方、こ
のような外部故障により系統電圧が低下しかつ系統電流
が減少すると、上記距離継電装置として例えばメカニカ
ル形のものを使用した場合には、その抑制量が急激に減
少して外部故障で不要動作する可能性がある。従って、
このような第７図の如き外部故障の場合には距離継電装
置およびそのフェイルセーフとしての変化幅過電流継電
装置の両方が動作して、結果的に電力系統がミストリッ
プされることとなる。

上述したように、従来の変化幅過電流継電装置は、第７
図に示すように、保護継電システムのメインリレー（例
えば距離継電装置）が不要応動する状態、すなわち外部
故障（当該継電装置の受け持つ保護対象範囲外の電力系
統の事故）により系統電圧が低下し、かつ系統電流が減
少すると不要応動する可能性があり、この同じ状態でフ
ェイルセーフリレーとしての変化幅過電流継電装置の変
化分検出要素も不要応動し、ミストリップしていた。

［発明の目的］ 発明の目的は、距離継電装置等のメインリレーと組み合
わせて使用し、メインリレーが不要応動する状態、すな
わち外部故障（当該継電装置の受け持つ保護対象範囲外
の電力系統の事故）により系統電圧が低下し、かつ系統
電流が減少する系統状態となった場合でも不要応動する
のを確実に防止して、ミストリップしないようにするこ
とが可能な極めて信頼性の高い変化幅過電流継電装置を
提供することにある。

［発明の概要］ 上記の目的を達成するために、本発明の変化幅過電流継
電装置は、電力系統の電流に対応する電気量を入力と
し、この電流電気量が一定値以上変化したことを検出す
ると動作し出力を生じる変化分検出要素と、電力系統の
電流に対応する電気量を入力とし、この電流電気量の大
きさが一定値以上であることを検出すると動作し出力を
生じる過電流検出要素と、変化分検出要素および過電流
検出要素からの各動作出力を入力とし、これらの論理積
出力をトリップ出力として送出する論理積手段とを備え
て構成している。

［発明の実施例］ 以下、本発明の図面に示す一実施例について説明する。
第１図は、本発明による変化幅過電流継電装置の構成例
をブロック的に示したもので、第５図と同一部分には同
一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分
についてのみ述べる。

図において、前記変流器１１の出力Ｉ′は全波整流回路
１４Ｂを介してレベル検出回路１５Ｂに導かれる。一
方、このレベル検出回路１５Ｂには直流電圧Ｋ_１が入力
され、全波整流回路１４Ｂからの入力信号が上記直流電
圧Ｋ_１よりも大振幅となった場合に動作出力を得る。さ
らに、このレベル検出回路１５Ｂの出力は復帰時遅延回
路１６を介し、前記レベル検出回路１５Ａの出力と共に
アンド回路１７に入力され、このアンド回路１７の出力
を本変化幅過電流継電装置の動作出力として得る。な
お、この復帰時遅延回路１６はレベル検出回路１５Ｂの
出力を連続信号化するためのものである。

すなわち本実施例の変化幅過電流継電装置は、電力系統
の電流電気量Ｉを入力としこの電流電気量Ｉが一定値Ｋ
_０以上変化したことを検出したことにより動作出力を得
る変化分検出要素が１８Ａと、上記電力系統の電流電気
量Ｉを入力としこの電流電気量Ｉの大きさが一定値Ｋ_１
以上であることを検出したことにより動作出力を得る過
電流検出要素１８Ｂと、上記変化分検出要素１８Ａおよ
び過電流検出要素１８Ｂが両者とも動作したことにより
最終的な出力であるトリップ出力を送出するアンド回路
１７とから構成するようにしたものである。なお、上記
で直流電圧Ｋ_１は前述した外部故障後の電流｜_１＋
_Ｆ｜との関係を、併用の距離継電装置が外部故障時に不
要応動する可能性のない値｜_１＋_Ｆ｜＜Ｋ_１となる
ようにしている。

次に、第１図の様に構成した変化幅過電流継電装置の作
用について説明する。

まず、第７図の如くの距離継電装置にとって外部故障の
場合の電流入力時、変化分検出要素18Ａの応動は前述し
たように第２図のイ〜ニとなり動作出力ニが得られる。

一方、整流器１１の出力は全波整流回路１４Ｂにより整
流されて第２図のホに示す波形となり、レベル検出回路
１５Ｂの出力は第２図のヘの如く整流出力が直流電圧Ｋ
_１を越えたとき動作する波形が得られる。そして、この
レベル検出回路15Ｂの出力は復帰時遅延回路１６によ
り、第２図のヘのような断続的な出力がトの如き連続信
号に変換される。

この場合、第３図の如く直流電圧Ｋ_１は外部故障後の電
流｜_１＋_Ｆ｜との関係を、併用の距離継電装置が外
部故障時に不要動作する可能性のない値｜_１＋_Ｆ｜
＜Ｋ_１としているので、過電流検出要素１８Ｂは不動作
となりアンド回路17の出力は送出されず、すなわち第２
図のチに示す如くトリップ出力は得られず誤動作を阻止
することができる。

一方、変化分検出要素１８Ａおよび過電流検出要素１８
Ｂは両方とも動作し、アンド回路１７の出力に正常トリ
ップ出力が得られることになる。

上述したように本実施例により変化幅過電流継電装置
は、電力系統の電流電気量Ｉを入力としこの電流電気量
Ｉが一定値Ｋ_０以上変化したことを検出したことにより
動作出力を得る帯域通過回路１２，加算回路１３，全波
整流回路１４Ａ，レベル検出回路１５ａからなる変化分
検出要素１８Ａと、上記電力系統の電流電気量Ｉを入力
としこの電流電気量Ｉの大きさが一定値Ｋ_１以上である
ことを検出したことにより動作出力を得る全波整流回路
１４Ｂ，レベル検出回路１５Ｂ，復帰時遅延回路１６か
らなる過電流検出要素１８Ｂと、上記変化分検出要素１
８Ａおよび過電流検出要素18Ｂが両者とも動作したこと
により最終的な出力であるトリップ出力を送出するアン
ド回路１７とから構成するようにしたものである。

従って、例えば併用の距離継電装置が不要応動する可能
性のある低電流域での動作を過電流検出要素 １８Ｂに
より阻止し、もって距離継電装置と組合わせて使用した
場合でも電力系統の保護を確実にしかも正常に行なうこ
とが可能となる。すなわち、いま仮に例えば入力電流が
小さい時の動作を考えてみると、本実施例の変化幅過電
流継電装置では、過電流検出要素１８Ｂが動作しないの
で、例え変化分検出要素１８Ａが動作したとしても、そ
の出力をアンド回路１７によって確実に阻止することが
可能となる。また、本装置は従来の回路に全波整流回路
１４Ｂ，レベル検出回路１５Ｂ，復帰時遅延回路１６か
らなる過電流検出要素１８Ｂを付加したのみであること
から構成も簡単であり、極めて信頼性の高い変化幅過電
流継電装置とすることができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨を変更しない範囲で種々に変形して実施すること
ができるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、電力系統の電流に
対応する電気量を入力とし、この電流電気量が一定値以
上変化したことを検出すると動作し出力を生じる変化分
検出要素と、電力系統の電流に対応する電気量を入力と
し、この電流電気量の大きさが一定値以上であることを
検出すると動作し出力を生じる過電流検出要素と、変化
分検出要素および過電流検出要素からの各動作出力を入
力とし、これらの論理積出力をトリップ出力として送出
する論理積手段とを備えて構成したので、距離継電装置
等のメインリレーと組み合わせて使用し、メインリレー
が不要応動する状態、すなわち外部故障（当該継電装置
の受け持つ保護対象範囲外の電力系統の事故）により系
統電圧が低下し、かつ系統電流が減少する系統状態とな
った場合でも不要応動するのを確実に防止して、ミスト
リップしないようにすることが可能な極めて信頼性の高
い変化幅過電流継電装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図および第３図は同実施例における作用を説明するため
のタイムチャートおよび特性図、第４図は重負荷送電線
内部故障時の電流ベクトル図、第５図は従来の変化幅電
流継電装置を示す構成ブロック図、第６図は第５図にお
ける原理を説明するためのタイムチャート図、第７図は
重負荷送電線外部故障時の電流ベクトル図を示すもので
ある。 １１……変流器、１２……帯域通過回路、１３……加算
回路、１４Ａ，１４Ｂ……全波整流回路、１５Ａ，１５
Ｂ……レベル検出回路、１６……復帰時遅延回路、１７
……アンド回路、１８Ａ……変化分検出要素、１８Ｂ…
…過電流検出要素。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力系統の電流に対応する電気量を入力と
   し、この電流電気量が一定値以上変化したことを検出す
   ると動作し出力を生じる変化分検出要素と、 前記電力系統の電流に対応する電気量を入力とし、この
   電流電気量の大きさが一定値以上であることを検出する
   と動作し出力を生じる過電流検出要素と、 前記変化分検出要素および過電流検出要素からの各動作
   出力を入力とし、これらの論理積出力をトリップ出力と
   して送出する論理積手段と、 を備えて成ることを特徴とする変化幅過電流継電装置。