JPH069428B2 - デジタル形母線保護継電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電力系統の二重母線を保護するデジタル形地
絡母線保護継電装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は例えば特公昭４３−２９８６号公報に示された
従来の分割保護方式と称される二重母線保護装置の原理
構成図であり、図において(1-1)(1-2)は母線、(1-3)は
母線連絡線（以下母連と称す）、(101),(201)…(1n)(2
n)は断路器、(3-1)…(3-n)(3-A)(3B)はＣＴ、(4)はギヤ
ツプ付入力トランス、(101×)（２０１×），(1n×)
（２ｎ×）は各々断路器(101)（２０１），(1n)（２
ｎ）が閉成時に接点ＯＮする補助リレー接点、(26)は入
力装置、(27)は整流回路、(28-1)（２８−２）は母線保
護リレーである。

次に動作について説明する。母線１(1-1)又は母線２(1-
2)に接続される各回線に設置されたＣＴ(3-1)〜(3-n)及
び母線（１−３）に設置さたＣＴ(3-A)，(3-B)の二次電
流は各々入力装置(26)に内蔵されたギヤツプ付入力トラ
ンス(4)で電圧変換される。ギヤツプ付入力トランス(4)
には２次コイルと３次コイルを有し、２次コイル出力電
圧は動作量、３次コイル出力電圧は整流回路(27)を介し
て抑制量であり、これら出力は、断路器(101)，(201)…
(1n)，(2n)の動作状態に応じて開閉する接点(101×)，
(201×)…(1n×)，(2n×)により、母線１(1-1)を保護す
る母線保護リレー（以下分割リレーＡと称す）(28-1)又
は母線２(1-2)を保護する母線保護リレー（以下分割リ
レーＢと称す）に選択される。すなわち、分割リレーＡ
(28-1)の動作量Ｖ_DAは母線１(1-1)に接続される全回線
のＣＴ２次電流のベクトル和に比例し、抑制量｜Ｖ_RA｜
は母線１(1-1)に接続される全回線のＣＴ２次電流中最
大の電流に比例したものとなる。同様に分割リレーＢ(2
8-2)の動作量Ｖ_DBは母線２(1-2)に接続される全回線の
ＣＴ２次電流のベクトル和に比例し、抑制量｜Ｖ_RB｜は
母線２(1-2)に接続された全回線のＣＴ２次電流中最大
の電流に比例したものとなる。分割リレーＡ(28-1)及び
分割リレーＢ(28-2)は比率差動原理により動作するもの
であり、｜Ｖ_DA｜−η｜Ｖ_RA｜Ｋ又は｜Ｖ_DB｜−η｜
Ｖ_RB｜ｃｍＫ（但しη，Ｋは定数）の条件で動作する
ものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の母線保護継電装置は以上のように構成されている
ので、第４図に示すような母線運用時に送電線の零相循
環電流Iothが母線連絡に集中する為内部一線地絡事故が
発生しても母線連絡を通過する各回線の零相循環電流和
ΣIothが不要抑制として効果し分割リレーが不動作又は
検出感度低下となるなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、零相循環電流の影響をまったく受けない分割
リレー方式を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明によれば、母線の内外部事故を判別する一括リ
レーと、各母線単位の分割差動を動作量とし母線一括差
動量に比例した量を抑制量とする分割リレーとを備え、
一括リレー出力と分割リレー出力の論理積により各母線
のトリツプ出力を発生するようにしたものである。

〔作用〕 この発明による分割リレーは抑制量として母線一括差動
量に比例した量を使用した比率差動リレーとした為、母
線内部１線地絡事故時に母連を通過する零相循環電流に
よる不要抑制が生じることなく、確実に事故母線を選択
することができる。又外部事故に対しては母線一括差動
量を動作量とし、各回線電流の絶対値に基づいた演算量
を抑制量とする一括リレーにより誤動作を防止すること
ができるものである。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において(4-1)〜(4-n)（４−Ａ）（４−Ｂ）はギヤツ
プ付入力トランス、(5)はデジタルリレー、(6)はフイル
ター、(7)はサンプルホールド器（以下Ｓ／Ｈと称
す）、(8)はマルチプレクサー（以下ＭＰ×と称す）、
(9)はアナログ／デジタル変換器（以下A／Dと称す）(1
0)はデジタル入力回路（以下ＤＩと称す）、(11)はデジ
タル出力回路（以下ＤＯと称す）、(12)はメモリー、(1
3)はマイクロプロセッサ（以下ＣＰＵと称す）である。
ＣＴ(3-1)〜(3-n)，(3-A)(3B)の２次電流はギャップ付
入力トランス(4-1)〜(4-n)(4-A)(4-B)で電圧変換し、デ
ジタルリレー(5)に導入する。

一方断路器(101)(201)…(1n)(2n)の開閉状態はそれの補
助リレー接点(101×)（２０１×）…(1n×)(2n×)を介
してデジタルリレー(5)に導入されている。

尚ギヤツプ付入力トランス(4-1)〜(4n)には各々２次コ
イルと３次コイルを有し、２次コイルは分割用出力とし
て、そのまゝデジタルリレー(5)に導入し、３次コイル
は、全回線分をペクトル合成した一括用出力としてデジ
タルリレー(5)に導入するもので、第３図に示す従来例
では一括用出力を有していない。

ギャップ付入力トランス(4-1)(4-n)(4-A)(4-B)の各２次
出力及び一括用出力は各々フイルター(6)を介し、Ｓ／
Ｈ(7)で同一時刻，一定間隔のアナログ量瞬時値をサン
プリングする。ＭＰ×(8)は各Ｓ／Ｈ(7)の出力を順次切
替え、A／D（９）にてアナログ量をデジタル量に変換の
上メモリー(12)に記憶させる。一方断路器の開閉状態は
ＤＩ(10)より取り込みメモリー(12)に状態を記憶させ、
ＣＰＵ(13)で電流デジタル量の選択演算、リレー演算等
を行ないＤＯ(11)で動作出力を外部に出すものである。

以上の構成から成るデジタル形地絡母線保護継電装置に
おいて演算原理を第２図に示す。

第２図において入力Ｉ_１〜Ｉ_ｎは各々第１図のＣＴ(3-
1)〜(3n)の２次電流瞬時値に比例したデジタル量、入力
Ｉ_Ａ，Ｉ_Ｂは第１図のＣＴ(3-A)，(3-B)の２次電流瞬時
値に比例したデジタル量、入力Ｉ_Ｄは第１図の入力トラ
ンス(4-1)〜(4-N)の３次コイルベクトル合成値、すなわ
ち母線１(1-1)及び母線２(1-2)に接続された全回線のＣ
Ｔ２次電流を一括した差動電流（以下一括差動電流と称
す）の瞬時値に比例したデジタル量、入力101×,201×
〜(1n×)(2n×)は第１図の断路器(101)(201)〜(1n)(2n)
の開閉状態を表わすデジタル量であり、電流入力はA/D
(9)、断路器開閉状態信号はＤＩ(10)より各々メモリー
(12)に一時記憶されている。以上の入力データを使用し
て、メモリー(12)に永久保持されたプログラムに従って
ＣＰＵ(13)で演算処理するものである。選択ブロツク(1
4)は断路器開閉状態に応じて電流入力データを選択する
ものであり、例えば第１図のＣＴ(3-1)の回線が断路器
(101)閉、(201)開の状態であれば電流データＩ_１は母線
(1-1)用分割リレー87A（第３図に示す従来の87A(28-1)
に相当）演算を行う入力として選択され、断路器(101)
開(201)閉の状態であれば電流データＩ_１は母線２(1-2)
用分割リレー87B（第３図に示す従来の87B(28-2)に相
当）演算を行なう入力として選択される。同様に電流デ
ータＩ_２〜_ｎを選択した結果の分割リレー87A用電流デ
ータ群Ｉ_nAをブロツク(15-1)に示し分割リレー87B用電
流データ群Ｉ_nBをブロツク(15-2)に示す。

尚母連(1-3)は母線選択をする必要がないため電流デー
タＩ_Ａはブロック(15-1)，Ｉ_Ｂはブロツク(15-2)にその
まま導入している。演算ブロツク(16-1),(16-2)は分割
リレー用差動量Ｉ_DA，Ｉ_DBを得る為のもので母線１(1-
1)に接続さ れた全回線ＣＴ２次電流のベクトル和に比例した分割リ
レー87A用差動量 はブロツク(15-1)の電流データ群Ｉ_nAをすべて加算演算
して得られ、同様に分割リレー87B用差動量 はブロック(15-2)の電流データ群Ｉ_nBをすべて加算演算
して得られる。

演算ブロツク(17-1)は母線１(1-1)の事故を検出する分
割リレー87−Ａの動作判別演算であり演算ブロツク(17-
2)は母線２(1-2)の事故を検出する分割リレー87Bの動作
判別演算である。演算ブロツク(17-1)，(17-2)に示す原
理式は、本発明の目的である零相循環電流の影響を受け
ない分割リレーを得る手段を示しており、通常の比率差
動リレーと相違する点は、抑制量のとり方にある。すな
わち、通常の比率差動リレーでは前記従来の実施例に示
すように、各回線電流絶対値の内最大値又はスカラー和
に比例した量を抑制としているが、本発明では一括差動
量に比例した量を抑制量としている。このように一括差
動量に比例した量を抑制量とすれば、多回線並架送電線
に発生する零相循環電流の影響がまったくないことは明
らかであり、前記第４図で説明したような問題点は解消
される。尚、一括差動量は母線外部事故時には零とな
り、抑制効果がなくなるが、この対策として後述の一括
リレーを設けるようにする。本発明の分割リレーは複母
線構成における母線内部事故時に、どの母線事故かを確
実に選択することを目的としており、例えば第１図の母
線(1-1)の事故であれば分割リレー87A（１７−１）の分
割差動量Ｉ_DAと一括差動量Ｉ_Ｄが同一値となる為、定数
η_１，Ｋを適当に設定しておけば|I_DA｜−η_１｜Ｉ_Ｄ｜
＞Ｋが成立し、分割リレー87A（１７−１）は動作す
る。一方分割リレー87B（１７−２）の分割差動量Ｉ_DB
は零又はＣＴ誤差分であるのに対し、抑制量は一括差動
量Ｉ_Ｄに比例したものとなり、充分な抑制効果を生じ分
割リレー87B（１７−２）は動作しない。

次に演算ブロツク(18)は母連(1-3)を通過する電流
Ｉ_Ａ，Ｉ_Ｂを除く各回線の電流絶対値を導出する演算ブ
ロツク、演算ブロツク(19)は抑制量を得る演算ブロツク
であり、第２図の例では最大値抑制方式と称されるもの
で各回線電流中最大値に比例した量Ｉ_Ｒを抑制として導
出するものである。演算ブロック(20)は一括リレーの判
別原理式を演算するブロツクであり、一括差動量｜Ｉ_Ｄ
｜と前記抑制量Ｉ_Ｒとで比率差動リレー演算を行なう。
(21-1)，(21-2)は論理積演算であり、一括リレー(20)と
分割リレー(17-1)又は(17-2)とのＡＮＤ条件を作り最終
の動作判定とするものである。

尚一括リレー用抑制量には母連(1-3)の電流Ｉ_Ａ，Ｉ_Ｂ
を導入しなくても良い為、第４図に示すような母連を通
過する零相循環電流和ΣＩothの影響を受けることはな
い。

なお、上記実施例では一括リレーと分割リレー用のＣＴ
２次電流及び構成ハードウェアーを共用しているが、こ
れを完全分離した一括＋分割二重保護方式における一括
リレー用差動量を第２図の演算(17-1)(17-2)に利用して
もよく第２図の抑制演算(19)を加算演算としてスカラー
和抑制方式としても良い。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、複母線全体を保護す
る一括リレーで母線内外部事故を判別し、一括差動量に
比例した量を抑制量とする各母線単位に設けた分割リレ
ーのＡＮＤ条件とするよう構成したので、母連を通過す
る零相循環電流和による分割リレーの不動作又は感度低
下等の問題が解消され又デジタルリレー構成とすればす
べてソフトウェアーで処理できる為、コストアップとな
ることなく高信頼度な装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるデジタル形地絡母線保
護継電装置の構成図、第２図は同じく演算ブロック図、
第３図は従来の分割保護方式を示す構成図、第４図は従
来方式の問題点を説明するための補足図である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二重母線に接続された各回線及び母線間連
   絡線に設置された変流器の２次電流を各々同一時刻、同
   一間隔でサンプリングし、デジタル量に変換して得る第
   １の電流データと、前記各回線の変流器２次電流に比例
   したアナログ量をベクトル合成した後、前記サンプリン
   グと同一時刻、同一間隔でサンプリングしデジタル量に
   変換して得る第２の電流データと、前記各回線を母線選
   択する断路器開閉状態を各々デジタル量に変換して得る
   開閉状態データとを入力するデジタル形母線保護継電装
   置において、前記第１の電流データを前記開閉状態デー
   タに応じて各母線単位に選択した結果を加算演算して得
   る各母線単位の分割差動量を動作量とし、前記第２の電
   流データに所定の定数を乗算して得る量を抑制量とした
   比率差動リレーを各母線単位の分割リレーとし、前記第
   ２の電流データを動作量とし、前記第１の電流データ群
   の内母線連絡線の電流データを除く全回線電流の各々を
   絶対値演算し、その各絶対値電流中最大値又は各絶対値
   電流の加算値に所定の定数を乗算して得る量を抑制量と
   した比率差動リレーを母線一括の一括リレーとし、前記
   母線単位毎の分割リレー出力と一括リレー出力との論理
   積により各母線のトリツプ出力を発生するようにしたこ
   とを特徴とするデジタル形母線保護継電装置。