JPH0833193A - 受変電設備の変圧器用保護継電システム及び受変電設備の変圧器保護方法 - Google Patents
受変電設備の変圧器用保護継電システム及び受変電設備の変圧器保護方法Info
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- JPH0833193A JPH0833193A JP16668294A JP16668294A JPH0833193A JP H0833193 A JPH0833193 A JP H0833193A JP 16668294 A JP16668294 A JP 16668294A JP 16668294 A JP16668294 A JP 16668294A JP H0833193 A JPH0833193 A JP H0833193A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】負荷起動時の突入電流や変圧器外部における事
故時の電流により、保護リレーが誤動作することがな
く、不要な停電を防止して電力供給の信頼性の向上を図
ることが可能な保護リレーの誤動作防止装置を提供す
る。 【構成】保護継電システムに、変流器３，５の磁心の磁
気飽和を検出する磁気飽和検出装置Ａ１，Ａ２と、変流
器の差電流の発生から変流器磁心の飽和までの時間を計
測する飽和時間計時装置と、計測時間値が所定値を越え
たときに遮断器２，６への開放指令を発する判定装置Ａ
７とを設けた。
故時の電流により、保護リレーが誤動作することがな
く、不要な停電を防止して電力供給の信頼性の向上を図
ることが可能な保護リレーの誤動作防止装置を提供す
る。 【構成】保護継電システムに、変流器３，５の磁心の磁
気飽和を検出する磁気飽和検出装置Ａ１，Ａ２と、変流
器の差電流の発生から変流器磁心の飽和までの時間を計
測する飽和時間計時装置と、計測時間値が所定値を越え
たときに遮断器２，６への開放指令を発する判定装置Ａ
７とを設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は受変電設備の変圧器用保
護継電システム及び受変電設備の変圧器保護方法の改良
に係り、特に変圧器の１次側と２次側に流れる差電流を
捕らえて変圧器の内部異常を検出するように形成されて
いる受変電設備の変圧器用保護継電システムに関するも
のである。
護継電システム及び受変電設備の変圧器保護方法の改良
に係り、特に変圧器の１次側と２次側に流れる差電流を
捕らえて変圧器の内部異常を検出するように形成されて
いる受変電設備の変圧器用保護継電システムに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来一般に採用されているこの種変圧器
用保護継電システムにおいては、変圧器の一次側および
二次側に夫々変流器を備え、そしてこの変流器を介して
変圧器の１次側を流れる電流と２次側を流れる電流の差
を検出し、この検出値から変圧器内部の異常を検知し保
護リレーを介して受変電設備に設けられた遮断器を開放
するようにしているのが普通である。
用保護継電システムにおいては、変圧器の一次側および
二次側に夫々変流器を備え、そしてこの変流器を介して
変圧器の１次側を流れる電流と２次側を流れる電流の差
を検出し、この検出値から変圧器内部の異常を検知し保
護リレーを介して受変電設備に設けられた遮断器を開放
するようにしているのが普通である。
【０００３】通常状態においては、この保護継電システ
ムで特に問題になることはないのであるが、しかしなが
らこの保護継電システムで、例えば電気炉等のように突
入電流の大きな負荷を起動しようとすると、その突入電
流の影響により、直流の重畳した交流電流が流れ、変流
器の磁心が飽和し、変流器の一次と二次が不一致となる
現象があり、保護リレーが誤動作する場合がある。
ムで特に問題になることはないのであるが、しかしなが
らこの保護継電システムで、例えば電気炉等のように突
入電流の大きな負荷を起動しようとすると、その突入電
流の影響により、直流の重畳した交流電流が流れ、変流
器の磁心が飽和し、変流器の一次と二次が不一致となる
現象があり、保護リレーが誤動作する場合がある。
【０００４】従来、この誤動作を防止するために負荷の
起動状態をトリガーとし、タイマーにより時限を持たせ
る方法や外部からの信号により保護リレーの動作をロッ
クする方法などが考えられ、一部採用はされている。
起動状態をトリガーとし、タイマーにより時限を持たせ
る方法や外部からの信号により保護リレーの動作をロッ
クする方法などが考えられ、一部採用はされている。
【０００５】なお、これに関連するものとしては、特開
昭５５−８６３２１号公報、特開昭６２−２９３９２８
号公報、特開平５−２２８３９号公報などが挙げられ
る。
昭５５−８６３２１号公報、特開昭６２−２９３９２８
号公報、特開平５−２２８３９号公報などが挙げられ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】たしかに、この従来採
用されていたタイマーにより時限を持たせる方法、また
外部からの信号により保護リレーの動作をロックする方
法などは、そのときの運転条件によっては有効である
が、しかしながら、一般には負荷の起動装置が遠方に設
置されていることから状態を取り込めない場合があり、
また、タイマーや信号によるロックでは正常時と事故時
の区別が付かない場合もあり、本来遮断しなければなら
ない事故が発生した時であっても保護リレーの動作をロ
ックしてしまう可能性がある。また逆に、負荷起動時の
突入電流や変圧器外部における事故時の電流により、保
護リレーが動作し不要な停電を生じるなど正常な制御が
できないきらいがあった。
用されていたタイマーにより時限を持たせる方法、また
外部からの信号により保護リレーの動作をロックする方
法などは、そのときの運転条件によっては有効である
が、しかしながら、一般には負荷の起動装置が遠方に設
置されていることから状態を取り込めない場合があり、
また、タイマーや信号によるロックでは正常時と事故時
の区別が付かない場合もあり、本来遮断しなければなら
ない事故が発生した時であっても保護リレーの動作をロ
ックしてしまう可能性がある。また逆に、負荷起動時の
突入電流や変圧器外部における事故時の電流により、保
護リレーが動作し不要な停電を生じるなど正常な制御が
できないきらいがあった。
【０００７】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、負荷起動時の突入電流や変圧器外
部における事故時の電流により、保護リレーが誤動作す
ることがなく、不要な停電を防止して電力供給の信頼性
の向上を図ることが可能なこの種変圧器用保護継電シス
テムを提供するにある。
目的とするところは、負荷起動時の突入電流や変圧器外
部における事故時の電流により、保護リレーが誤動作す
ることがなく、不要な停電を防止して電力供給の信頼性
の向上を図ることが可能なこの種変圧器用保護継電シス
テムを提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、保護
継電システムに、変流器の磁心の磁気飽和を検出する磁
気飽和検出装置と、変流器の差電流の発生から変流器磁
心の飽和までの時間を計測する飽和時間計時装置と、そ
れに計測時間値が所定値を越えたときに遮断器への開放
指令を発する判定装置とを設け、変圧器の１次と２次の
差電流の発生から、変流器の磁心の飽和までの時間を検
出してその値が規準時間以下である場合には、遮断器へ
の開放指令はロックされるようになし所期の目的を達成
するようにしたものである。
継電システムに、変流器の磁心の磁気飽和を検出する磁
気飽和検出装置と、変流器の差電流の発生から変流器磁
心の飽和までの時間を計測する飽和時間計時装置と、そ
れに計測時間値が所定値を越えたときに遮断器への開放
指令を発する判定装置とを設け、変圧器の１次と２次の
差電流の発生から、変流器の磁心の飽和までの時間を検
出してその値が規準時間以下である場合には、遮断器へ
の開放指令はロックされるようになし所期の目的を達成
するようにしたものである。
【０００９】
【作用】すなわちこのように形成された保護リレーの誤
動作防止装置であると、負荷の起動信号を使用しないこ
とから、負荷起動装置が遠方にあり信号の取り込みが不
可能な場合であっても、変圧器内部の事故とそれ以外の
負荷起動及び変圧器外部事故を区別することができ、し
たがって負荷起動時の突入電流や変圧器外部における事
故時の電流による保護リレーの誤動作はなく、不要な停
電を防止して電力供給の信頼性の向上を図ることが可能
となる。
動作防止装置であると、負荷の起動信号を使用しないこ
とから、負荷起動装置が遠方にあり信号の取り込みが不
可能な場合であっても、変圧器内部の事故とそれ以外の
負荷起動及び変圧器外部事故を区別することができ、し
たがって負荷起動時の突入電流や変圧器外部における事
故時の電流による保護リレーの誤動作はなく、不要な停
電を防止して電力供給の信頼性の向上を図ることが可能
となる。
【００１０】
【実施例】以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細
に説明する。図１には、その変圧器用保護継電システム
が適用された受変電設備が線図示されている。１が電源
であり、４が変圧器、８が負荷である。なお、二転鎖線
枠で示す９は保護リレー、１０は誤動作防止装置、すな
わち保護装置を示している。
に説明する。図１には、その変圧器用保護継電システム
が適用された受変電設備が線図示されている。１が電源
であり、４が変圧器、８が負荷である。なお、二転鎖線
枠で示す９は保護リレー、１０は誤動作防止装置、すな
わち保護装置を示している。
【００１１】電源１は遮断器２を介して変圧器４の１次
側端子に接続され、変圧器４の２次側端子は、遮断器６
および７（７１〜７５）を介して負荷群８に接続されて
いる。さらに、電源１から変圧器４に流入する電流を検
出するために、変圧器４の１次側端子には変流器３を配
され、また変圧器４から流出する電流を検出するため
に、変圧器４の２次側端子には変流器５が配されてい
る。
側端子に接続され、変圧器４の２次側端子は、遮断器６
および７（７１〜７５）を介して負荷群８に接続されて
いる。さらに、電源１から変圧器４に流入する電流を検
出するために、変圧器４の１次側端子には変流器３を配
され、また変圧器４から流出する電流を検出するため
に、変圧器４の２次側端子には変流器５が配されてい
る。
【００１２】変流器３および変流器５の２次側端子３
ａ，５ａは保護リレー９に接続され、３次側端子３ｂ，
５ｂは変流器の磁心の飽和を検出する誤動作防止装置１
０の飽和検出装置Ａ１，Ａ２に接続されている。また、
保護リレー９の動作コイル９ａは、誤動作防止装置１０
の差電流発生検出装置Ａ３に接続されている。
ａ，５ａは保護リレー９に接続され、３次側端子３ｂ，
５ｂは変流器の磁心の飽和を検出する誤動作防止装置１
０の飽和検出装置Ａ１，Ａ２に接続されている。また、
保護リレー９の動作コイル９ａは、誤動作防止装置１０
の差電流発生検出装置Ａ３に接続されている。
【００１３】保護リレー９は、前記２つの変流器の２次
側端子から出力される電流信号を比較処理し変圧器内部
において発生した事故を検出して、必要に応じ接点９ｂ
を閉じ、遮断器２および６に開放指令９ｃ，９ｄを送出
する。
側端子から出力される電流信号を比較処理し変圧器内部
において発生した事故を検出して、必要に応じ接点９ｂ
を閉じ、遮断器２および６に開放指令９ｃ，９ｄを送出
する。
【００１４】ところが前述もしたように、負荷８が起動
した場合に、通常の交流電流に直流電流が重畳した電流
が変流器３，５の１次側に流れ、変流器３および５に使
用されている磁心が、飽和現象を起こす場合がある。す
なわち変流器の磁心が飽和すると、変流器２次側端子か
ら出力される電流信号は、変流器の１次側の電流を忠実
に再現できず、歪が発生する。負荷８の起動時には、遮
断器の開放は不要であるにも拘らず、電流信号の歪によ
り、保護リレー９の動作コイル９ａに差電流が流れ、変
圧器４内部において、事故が発生したと誤判断し遮断器
２および６を開放して負荷が全停電するケースがあると
云うことである。
した場合に、通常の交流電流に直流電流が重畳した電流
が変流器３，５の１次側に流れ、変流器３および５に使
用されている磁心が、飽和現象を起こす場合がある。す
なわち変流器の磁心が飽和すると、変流器２次側端子か
ら出力される電流信号は、変流器の１次側の電流を忠実
に再現できず、歪が発生する。負荷８の起動時には、遮
断器の開放は不要であるにも拘らず、電流信号の歪によ
り、保護リレー９の動作コイル９ａに差電流が流れ、変
圧器４内部において、事故が発生したと誤判断し遮断器
２および６を開放して負荷が全停電するケースがあると
云うことである。
【００１５】この保護リレー９の誤判断による不必要な
全停電を防止するため次のようにするのである。すなわ
ち、誤動作防止装置１０において、保護リレー９の動作
コイル９ａに差電流が発生してから変流器３または５の
磁心が飽和するまでの時間を計測しておき、この時間が
規準時間内の場合には負荷の突入電流または変圧器外部
の事故と判断し、保護リレー９から誤送出された遮断器
２および６への開放指令９ｃ，９ｄを、無効とするよう
に接点１０ａにより遮断する。
全停電を防止するため次のようにするのである。すなわ
ち、誤動作防止装置１０において、保護リレー９の動作
コイル９ａに差電流が発生してから変流器３または５の
磁心が飽和するまでの時間を計測しておき、この時間が
規準時間内の場合には負荷の突入電流または変圧器外部
の事故と判断し、保護リレー９から誤送出された遮断器
２および６への開放指令９ｃ，９ｄを、無効とするよう
に接点１０ａにより遮断する。
【００１６】ここで、誤動作防止装置の構成および判定
方法についてもう少し詳しく図２から図４に基づき説明
すると、飽和検出装置Ａ１およびＡ２と差電流検出装置
Ａ３は、それぞれカウンタＡ４の入力端に接続され、差
電流発生から飽和発生までの時間差Ｔ１が計測され、判
定装置Ａ７の１つの入力端に接続される。
方法についてもう少し詳しく図２から図４に基づき説明
すると、飽和検出装置Ａ１およびＡ２と差電流検出装置
Ａ３は、それぞれカウンタＡ４の入力端に接続され、差
電流発生から飽和発生までの時間差Ｔ１が計測され、判
定装置Ａ７の１つの入力端に接続される。
【００１７】判定装置Ａ７のもう１つの入力端には、可
変の規準時間入力器Ａ５と規準時間記憶装置Ａ６が接続
される。判定装置Ａ７では、差電流発生から飽和発生ま
での時間差Ｔ１と規準時間Ｔ２を比較し、前者が後者の
時間以下の場合に、変圧器４の外部事故電流または負荷
８の突入電流による変流器３または５の飽和と判断し、
無効信号ｄが出力され接点１０ａを開き、保護リレー９
が誤動作しても開放指令９ｃ，９ｄは遮断器２および６
に到達しない。
変の規準時間入力器Ａ５と規準時間記憶装置Ａ６が接続
される。判定装置Ａ７では、差電流発生から飽和発生ま
での時間差Ｔ１と規準時間Ｔ２を比較し、前者が後者の
時間以下の場合に、変圧器４の外部事故電流または負荷
８の突入電流による変流器３または５の飽和と判断し、
無効信号ｄが出力され接点１０ａを開き、保護リレー９
が誤動作しても開放指令９ｃ，９ｄは遮断器２および６
に到達しない。
【００１８】また、前者が後者の時間以上の場合には、
変圧器４の内部事故と判断し、無効信号ｄが出力され
ず、接点１０ａは閉じたままとなり開放指令９ｃ，９ｄ
は遮断器２および６に到達する。
変圧器４の内部事故と判断し、無効信号ｄが出力され
ず、接点１０ａは閉じたままとなり開放指令９ｃ，９ｄ
は遮断器２および６に到達する。
【００１９】次に飽和と電流の関係について説明する。
直流電流の重畳と、磁心の飽和および変流器２次側の出
力の歪との関係を波形により示すと図５から図７に示す
ような波形となる。すなわち交流電流に直流電流が重畳
した場合には、残留磁気により磁心中の磁束密度が図５
に示すように増加し、図６の磁心のＢ−Ｈ特性曲線に示
される飽和磁束密度を超過すると、変流器１次側の電流
が変化しても、磁心中の磁束密度が増加できないため、
変流器２次側から出力される信号は、変流器の１次側の
電流を忠実に再現できず、歪が発生する。
直流電流の重畳と、磁心の飽和および変流器２次側の出
力の歪との関係を波形により示すと図５から図７に示す
ような波形となる。すなわち交流電流に直流電流が重畳
した場合には、残留磁気により磁心中の磁束密度が図５
に示すように増加し、図６の磁心のＢ−Ｈ特性曲線に示
される飽和磁束密度を超過すると、変流器１次側の電流
が変化しても、磁心中の磁束密度が増加できないため、
変流器２次側から出力される信号は、変流器の１次側の
電流を忠実に再現できず、歪が発生する。
【００２０】次に、上記現象を変圧器用保護継電システ
ムについて考えると、図８から図１１のようになる。す
なわち正常運転中、磁心が飽和していない場合には、変
流器３および５の１次電流Ｉ１，Ｉ２と２次電流ｉ１，
ｉ２は、同じ大きさで同方向の電流が流れるため、差電
流ｉ３は流れない。しかし、変圧器４の内部で事故が発
生した場合Ｉ２はＩ１と逆方向に流れ、更に、事故電流
により変流器５の磁心が飽和しｉ２に歪が生じる。
ムについて考えると、図８から図１１のようになる。す
なわち正常運転中、磁心が飽和していない場合には、変
流器３および５の１次電流Ｉ１，Ｉ２と２次電流ｉ１，
ｉ２は、同じ大きさで同方向の電流が流れるため、差電
流ｉ３は流れない。しかし、変圧器４の内部で事故が発
生した場合Ｉ２はＩ１と逆方向に流れ、更に、事故電流
により変流器５の磁心が飽和しｉ２に歪が生じる。
【００２１】事故発生時にｉ１とｉ２は逆方向に流れる
ため、差電流ｉ３が同時に流れ始めるが、飽和は遅れて
発生するため、そこに時間差が生じてくる。一方、負荷
の突入電流や変圧器外部で事故が発生した場合は、Ｉ１
とＩ２は同方向に流れているが、突入電流や事故電流に
より磁心が飽和しｉ２に歪が生じる。よって、ｉ１とｉ
２には差が生じ、差電流ｉ３が流れ始める。つまり、飽
和発生と同時に差電流ｉ３が流れ始めるので、ほとんど
時間差が生じない。よって、この時間差を検出すること
により、変圧器４の内部事故、外部事故等の判断が可能
となる。
ため、差電流ｉ３が同時に流れ始めるが、飽和は遅れて
発生するため、そこに時間差が生じてくる。一方、負荷
の突入電流や変圧器外部で事故が発生した場合は、Ｉ１
とＩ２は同方向に流れているが、突入電流や事故電流に
より磁心が飽和しｉ２に歪が生じる。よって、ｉ１とｉ
２には差が生じ、差電流ｉ３が流れ始める。つまり、飽
和発生と同時に差電流ｉ３が流れ始めるので、ほとんど
時間差が生じない。よって、この時間差を検出すること
により、変圧器４の内部事故、外部事故等の判断が可能
となる。
【００２２】次に、誤動作防止装置１０の飽和検出装置
Ａ１およびＡ２の詳細な構成を、図１２により説明す
る。ここでは、図１中の変流器５と飽和検出装置Ａ２の
１相分を取り出して説明を行う。この図において、変流
器５は、磁心１２，２次巻線５ａ，３次巻線５ｂにより
構成され、リング状の磁心１２の中心を１次電流、すな
わち変圧器４の２次側電流が流れる導体１１が貫通す
る。
Ａ１およびＡ２の詳細な構成を、図１２により説明す
る。ここでは、図１中の変流器５と飽和検出装置Ａ２の
１相分を取り出して説明を行う。この図において、変流
器５は、磁心１２，２次巻線５ａ，３次巻線５ｂにより
構成され、リング状の磁心１２の中心を１次電流、すな
わち変圧器４の２次側電流が流れる導体１１が貫通す
る。
【００２３】３次巻線５ｂは、飽和検出装置Ａ２に接続
される。飽和検出装置Ａ２の内部は次のように構成され
る。３次巻線５ｂが接続された端子には、交流定電流源
装置Ａ２ａおよび、上記定電流源装置Ａ２ａの使用周波
数を選択的に通過させるバンドパスフィルターを備えた
電圧検出器Ａ２ｂが接続される。
される。飽和検出装置Ａ２の内部は次のように構成され
る。３次巻線５ｂが接続された端子には、交流定電流源
装置Ａ２ａおよび、上記定電流源装置Ａ２ａの使用周波
数を選択的に通過させるバンドパスフィルターを備えた
電圧検出器Ａ２ｂが接続される。
【００２４】電圧検出器Ａ２ｂは、その両端に接続され
た３次巻線５ｂ両端の電圧に比例した直流電圧を出力
し、その出力は比較器Ａ２ｄの１つの入力端に接続され
る。比較器Ａ２ｄの、もう１つの入力端には、可変の規
準電圧発生器Ａ２ｃが接続される。比較器Ａ２ｄでは、
電圧検出器Ａ２ｂの出力と、規準電圧発生器Ａ２ｃの出
力を比較し、前者が後者よりも小さい場合に信号Ａ２ｅ
が出力される。
た３次巻線５ｂ両端の電圧に比例した直流電圧を出力
し、その出力は比較器Ａ２ｄの１つの入力端に接続され
る。比較器Ａ２ｄの、もう１つの入力端には、可変の規
準電圧発生器Ａ２ｃが接続される。比較器Ａ２ｄでは、
電圧検出器Ａ２ｂの出力と、規準電圧発生器Ａ２ｃの出
力を比較し、前者が後者よりも小さい場合に信号Ａ２ｅ
が出力される。
【００２５】次に、上記装置により変流器の磁心の飽和
を検出する原理およびその方法について図１３から図１
５に基づき説明する。
を検出する原理およびその方法について図１３から図１
５に基づき説明する。
【００２６】磁心が飽和していない場合には、変流器の
１次電流Ｉ１と、誤動作防止装置Ａ２内部の交流定電流
源装置Ａ２ａから変流器の３次巻線１２ｂに流される高
周波電流Ｉ３の合成として、変流器の２次巻線１２ａに
は図中Ｉ２で示す電流が流れる。Ｉ３の周波数は、フィ
ルタにより、商用電源の周波数と分離することが可能な
周波数、例えば５００Ｈｚ〜１０ｋＨｚ程度が使用され
る。
１次電流Ｉ１と、誤動作防止装置Ａ２内部の交流定電流
源装置Ａ２ａから変流器の３次巻線１２ｂに流される高
周波電流Ｉ３の合成として、変流器の２次巻線１２ａに
は図中Ｉ２で示す電流が流れる。Ｉ３の周波数は、フィ
ルタにより、商用電源の周波数と分離することが可能な
周波数、例えば５００Ｈｚ〜１０ｋＨｚ程度が使用され
る。
【００２７】保護リレー９においては、変流器の２次巻
線５ａに流れる図中Ｉ２で示される電流を入力し、低域
通過フィルターにより、交流定電流源装置Ａ２ａから出
力される高周波電流成分を除去して処理に使用する。一
方、飽和検出器内部においては、電圧検出器Ａ２ｂ両端
には、図中Ｖ３で示される電圧が発生し、バンドパスフ
ィルターにより交流定電流源装置Ａ２ａから出力される
高周波電流成分のみを抽出した電圧に比例した直流電圧
が、電圧検出器Ａ２ｂから出力される。
線５ａに流れる図中Ｉ２で示される電流を入力し、低域
通過フィルターにより、交流定電流源装置Ａ２ａから出
力される高周波電流成分を除去して処理に使用する。一
方、飽和検出器内部においては、電圧検出器Ａ２ｂ両端
には、図中Ｖ３で示される電圧が発生し、バンドパスフ
ィルターにより交流定電流源装置Ａ２ａから出力される
高周波電流成分のみを抽出した電圧に比例した直流電圧
が、電圧検出器Ａ２ｂから出力される。
【００２８】この時、磁心中に発生する磁束密度は、図
中のＢ−Ｈ特性曲線に示すように、高周波電流による部
分的な微小ヒステリシスループを伴った、商用周波数
の、大きなヒステリシスループを描く。電圧検出器Ａ２
ｂから出力される直流電圧は、前記部分的な微小ヒステ
リシスループの磁束密度の変化幅に比例する。
中のＢ−Ｈ特性曲線に示すように、高周波電流による部
分的な微小ヒステリシスループを伴った、商用周波数
の、大きなヒステリシスループを描く。電圧検出器Ａ２
ｂから出力される直流電圧は、前記部分的な微小ヒステ
リシスループの磁束密度の変化幅に比例する。
【００２９】さて、直流が重畳した電流が変流器１次に
流れた場合には、前述のように磁心中の磁束密度が増加
し、Ｂ−Ｈ特性曲線の飽和点に達する。この時、前記部
分的な微小ヒステリシスループの磁束密度の変化幅は、
微小ヒステリシスループがＢ−Ｈ特性曲線の飽和部分で
変化するため、交流定電流源装置Ａ２ａから出力される
高周波電流値が同一であるならば、磁心の飽和が無い場
合に比べ小さな値となり、したがって、電圧検出器Ａ２
ｂから出力される直流電圧も小さくなる。
流れた場合には、前述のように磁心中の磁束密度が増加
し、Ｂ−Ｈ特性曲線の飽和点に達する。この時、前記部
分的な微小ヒステリシスループの磁束密度の変化幅は、
微小ヒステリシスループがＢ−Ｈ特性曲線の飽和部分で
変化するため、交流定電流源装置Ａ２ａから出力される
高周波電流値が同一であるならば、磁心の飽和が無い場
合に比べ小さな値となり、したがって、電圧検出器Ａ２
ｂから出力される直流電圧も小さくなる。
【００３０】したがって、規準電圧発生器Ａ２ｃの出力
を調整し、磁心の飽和がない場合に電圧検出器Ａ２ｂか
ら出力される直流電圧よりも小さく、また、磁心が飽和
した場合に電圧検出器Ａ２ｂから出力される直流電圧よ
りも大きく設定すれば、磁心が飽和した場合のみ、信号
Ａ２ｅが出力されることになる。
を調整し、磁心の飽和がない場合に電圧検出器Ａ２ｂか
ら出力される直流電圧よりも小さく、また、磁心が飽和
した場合に電圧検出器Ａ２ｂから出力される直流電圧よ
りも大きく設定すれば、磁心が飽和した場合のみ、信号
Ａ２ｅが出力されることになる。
【００３１】次に、差電流検出装置の構成およびその作
動を図１６、図１７により説明する。変流器２次電流ｉ
１およびｉ２が保護リレー９に入力され、ｉ１とｉ２に
差が生じると動作コイル９ａに差電流ｉ３が流れる。動
作コイル９ａに発生する交流電圧ｖ１を差電流検出装置
Ａ３に取り込み、整流し直流に変換され、装置内に設け
た抵抗の両端に直流電圧ｖ２が発生し、比較器に１つの
入力端に入力される。もう一つの入力端には、規準電圧
ｖ３が入力される。前者が後者の電圧値以上となった場
合いに、差電流発生信号Ａ３ａが出力される。
動を図１６、図１７により説明する。変流器２次電流ｉ
１およびｉ２が保護リレー９に入力され、ｉ１とｉ２に
差が生じると動作コイル９ａに差電流ｉ３が流れる。動
作コイル９ａに発生する交流電圧ｖ１を差電流検出装置
Ａ３に取り込み、整流し直流に変換され、装置内に設け
た抵抗の両端に直流電圧ｖ２が発生し、比較器に１つの
入力端に入力される。もう一つの入力端には、規準電圧
ｖ３が入力される。前者が後者の電圧値以上となった場
合いに、差電流発生信号Ａ３ａが出力される。
【００３２】よって、保護リレー９から遮断器２および
６に開放指令９ｃ，９ｄが、上記の通り制御される信号
Ａ２ｅおよび、Ａ３ａが誤動作防止装置１０で差電流発
生からの時間差を比較処理された接点１０ａを経由して
出力すれば、保護リレー９の誤った開放指令は、遮断器
２および６に到達しない。したがって、保護リレーの誤
動作による不必要な停電を防止することが出来る。
６に開放指令９ｃ，９ｄが、上記の通り制御される信号
Ａ２ｅおよび、Ａ３ａが誤動作防止装置１０で差電流発
生からの時間差を比較処理された接点１０ａを経由して
出力すれば、保護リレー９の誤った開放指令は、遮断器
２および６に到達しない。したがって、保護リレーの誤
動作による不必要な停電を防止することが出来る。
【００３３】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明は、保護
継電システムに、変流器の磁心の磁気飽和を検出する磁
気飽和検出装置と、変流器の差電流の発生から変流器磁
心の飽和までの時間を計測する飽和時間計時装置、それ
に計測時間値が所定値を越えたときに遮断器への開放指
令を発する判定装置とを設け、変流器の差電流の発生か
ら変流器の磁心の飽和までの時間を検出して、この値が
規準時間以下である場合には遮断器への開放指令をロッ
クするようになしたから、たとえ負荷起動装置が遠方に
あり、信号の取り込みが不可能な場合であっても、変圧
器内部の事故とそれ以外の負荷起動及び変圧器外部事故
を区別することができ、したがって負荷起動時の突入電
流や変圧器外部における事故時の電流による保護リレー
の誤動作はなく、不要な停電を防止して電力供給の信頼
性の向上を図ることができるこの種変圧器用保護継電シ
ステムを得ることができる。
継電システムに、変流器の磁心の磁気飽和を検出する磁
気飽和検出装置と、変流器の差電流の発生から変流器磁
心の飽和までの時間を計測する飽和時間計時装置、それ
に計測時間値が所定値を越えたときに遮断器への開放指
令を発する判定装置とを設け、変流器の差電流の発生か
ら変流器の磁心の飽和までの時間を検出して、この値が
規準時間以下である場合には遮断器への開放指令をロッ
クするようになしたから、たとえ負荷起動装置が遠方に
あり、信号の取り込みが不可能な場合であっても、変圧
器内部の事故とそれ以外の負荷起動及び変圧器外部事故
を区別することができ、したがって負荷起動時の突入電
流や変圧器外部における事故時の電流による保護リレー
の誤動作はなく、不要な停電を防止して電力供給の信頼
性の向上を図ることができるこの種変圧器用保護継電シ
ステムを得ることができる。
【図１】本発明の受変電設備の変圧器用保護継電システ
ムの一実施例を示す系統線図である。
ムの一実施例を示す系統線図である。
【図２】本発明の変圧器用保護継電システムの保護装置
の一実施例を示す線図である。
の一実施例を示す線図である。
【図３】本発明の保護装置の判定方法を説明するための
フローチャートである。
フローチャートである。
【図４】本発明の保護装置の判定方法を説明するための
フローチャートである。
フローチャートである。
【図５】直流電流の重畳と磁心の飽和の関係を示す波形
図である。
図である。
【図６】磁心の飽和の関係を示す特性図である。
【図７】変流器２次側の出力の歪の関係を波形により示
した図である。
した図である。
【図８】受変電設備の変圧器用保護継電システムの一実
施例を示す系統線図である。
施例を示す系統線図である。
【図９】本発明による装置の判定方法を電流波形で示し
た図である。
た図である。
【図１０】本発明による装置の判定方法を電流波形で示
した図である。
した図である。
【図１１】本発明による装置の判定方法を説明するため
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図１２】本発明による保護装置内の飽和検出装置の一
実施例を示した線図である。
実施例を示した線図である。
【図１３】変流器における各部電圧、電流の関係を示す
線図である。
線図である。
【図１４】鉄心が飽和していない場合の各部の電流、電
圧波形を示した図である。
圧波形を示した図である。
【図１５】鉄心が飽和した場合の各部の電流、電圧波形
を示した図である。
を示した図である。
【図１６】本発明による保護装置内の差電流検出装置の
１例を示した線図である。
１例を示した線図である。
【図１７】本発明による保護装置内の差電流検出装置に
おける波形図である。
おける波形図である。
１…電源、２，６，７…遮断器、３，５…変流器、３
ａ，５ａ…変流器２次巻線、３ｂ，５ｂ…変流器３次巻
線、４…変圧器、８…負荷、９…保護リレー、９ａ…動
作コイル、９ｂ…接点、９ｃ，９ｄ…開放指令、１０…
誤動作防止装置、１０ａ…接点、Ａ１，Ａ２…飽和検出
装置、Ａ３…差電流検出装置、Ａ４…カウンタ、Ａ５…
規準時間入力器、Ａ６…規準時間記憶装置、Ａ７…判定
装置、１１…導体、１２…磁心、Ａ２ａ…定電流源装
置、Ａ２ｂ…電圧検出器、Ａ２ｃ…規準電圧発生器、Ａ
２ｄ…比較器、Ａ２ｅ，Ａ３ａ…信号。
ａ，５ａ…変流器２次巻線、３ｂ，５ｂ…変流器３次巻
線、４…変圧器、８…負荷、９…保護リレー、９ａ…動
作コイル、９ｂ…接点、９ｃ，９ｄ…開放指令、１０…
誤動作防止装置、１０ａ…接点、Ａ１，Ａ２…飽和検出
装置、Ａ３…差電流検出装置、Ａ４…カウンタ、Ａ５…
規準時間入力器、Ａ６…規準時間記憶装置、Ａ７…判定
装置、１１…導体、１２…磁心、Ａ２ａ…定電流源装
置、Ａ２ｂ…電圧検出器、Ａ２ｃ…規準電圧発生器、Ａ
２ｄ…比較器、Ａ２ｅ，Ａ３ａ…信号。
Claims (10)
- 【請求項１】 変圧器の１次および２次側に夫々設けら
れた変流器と、該両変流器間の差電流を検知するととも
に、この差電流に基づき作動する保護リレーを有する保
護装置とを備え、変圧器の１次および２次側を流れる電
流差の検出により変圧器内部の異常を検知し遮断するよ
うになした受変電設備の変圧器用保護継電システムにお
いて、 前記システムに、前記変流器磁心の磁気飽和を検出する
磁気飽和検出装置と、前記変流器の差電流の発生から変
流器磁心の飽和までの時間を計測する飽和時間計時装置
と、前記計測時間値が所定値を越えたときに遮断器への
開放指令を発する判定装置とを設けたことを特徴とする
受変電設備の変圧器用保護継電システム。 - 【請求項２】 変圧器の１次および２次側に夫々設けら
れた変流器と、該両変流器間の差電流を検知するととも
に、この差電流に基づき作動する保護リレーを有する保
護装置とを備え、変圧器の１次および２次側を流れる電
流差の検出により変圧器内部の異常を検知し遮断するよ
うになした受変電設備の変圧器用保護継電システムにお
いて、 前記システムに、前記変流器磁心の磁気飽和を検出する
磁気飽和検出装置と、前記変流器の差電流の発生から変
流器磁心の飽和までの時間を計測する飽和時間計時装置
と、該飽和時間計時装置の計測時間値と予め記憶装置に
入力された基準飽和時間値とを比較し、前記計測時間値
が基準飽和時間値を越えたときに遮断器への開放指令を
発する判定装置と、を設けたことを特徴とする受変電設
備の変圧器用保護継電システム。 - 【請求項３】 変圧器の１次および２次側に夫々設けら
れた変流器と、該両変流器間の差電流を検知するととも
に、この差電流に基づき変圧器の内部異常を検知し、か
つその異常時に作動する保護リレーを有する保護装置と
を備え、前記保護リレーの動作出力により、受変電設備
に設けられた遮断器を開放するように形成されている受
変電設備の変圧器用保護継電システムにおいて、 前記システムに、前記変流器磁心の磁気飽和を検出する
磁気飽和検出装置と、前記変流器の差電流の発生から変
流器磁心の飽和までの時間を計測する飽和時間計時装置
と、該飽和時間計時装置の計測時間値と予め記憶装置に
入力された基準飽和時間値とを比較し、基準飽和時間値
内では前記保護リレーから出力される遮断器への開放指
令を無効とさせる判定装置と、を設けたことを特徴とす
る受変電設備の変圧器用保護継電システム。 - 【請求項４】 変圧器の１次および２次側に夫々設けら
れた変流器と、該両変流器間の差電流を検知するととも
に、この差電流に基づき変圧器の内部異常を検知し、か
つその異常時に作動する保護リレーを有する保護装置と
を備え、前記保護リレーの動作出力により、受変電設備
に設けられた遮断器を開放するように形成されている受
変電設備の変圧器用保護継電システムにおいて、 前記システムに、前記変流器磁心の磁気飽和を検出する
磁気飽和検出装置と、前記変流器の差電流の発生から変
流器磁心の飽和までの時間を計測する飽和時間計時装置
と、該飽和時間計時装置の計時時間値と予め記憶装置に
入力された基準飽和時間値とを比較し、飽和時間計時装
置にて計測された時間が基準飽和時間値より短い場合
に、前記保護リレーから遮断器への開放指令を無効とす
る信号を出力する判定装置と、を設けたことを特徴とす
る受変電設備の変圧器用保護継電システム。 - 【請求項５】 前記磁気飽和検出装置が、前記変流器の
３次巻線に高周波定電流を通電する高周波電流源と、前
記変流器の３次巻線に誘起される高周波電圧成分を検出
する電圧検出部と、該電圧検出部の検出電圧と予め設定
された規準電圧値との比較を行ない、検出電圧の方が小
さい場合に磁心飽和信号を出力する比較部とにより構成
されてなる請求項１、２、３若しくは４記載の受変電設
備の変圧器用保護継電システム。 - 【請求項６】 前記磁気飽和検出装置が、前記変流器の
２次巻線に高周波定電流を通電し、この２次巻線に誘起
される高周波電圧成分により変流器磁心の飽和を検出す
るように形成されてなる請求項１、２、３若しくは４記
載の受変電設備の変圧器用保護継電システム。 - 【請求項７】 前記差電流検出装置の差電流検出に際
し、前記保護リレー内部の動作コイルに発生する電圧を
取り込み、この取り込んだ電圧を予め設定された規準電
圧と比較し、動作コイルに発生した電圧が大きい場合
に、差電流発生信号を出力するようにした請求項１、
２、３若しくは４記載の受変電設備の変圧器用保護継電
システム。 - 【請求項８】 変圧器の１次側と２次側に夫々設けられ
た変流器と、該両変流器間の差電流を検知するととも
に、この差電流に基づき作動する保護リレーを有する保
護装置とを備え、変圧器の１次側および２次側を流れる
電流差の検出により変圧器内部の異常を検知するように
なした受変電設備の変圧器保護方法において、 前記両変流器の差電流の発生から変流器磁心の飽和まで
の時間を計測し、この計測時間値と予め準備された基準
飽和時間値とを比較し、この計測時間値が所定値を越え
たときに遮断器への開放指令を発するようにしたことを
特徴とする受変電設備の変圧器の保護方法。 - 【請求項９】 変圧器の１次側に流れる電流と２次側に
流れる電流との差電流を検知し、この差電流に基づき変
圧器内部の異常を検知するようになした受変電設備の変
圧器保護方法において、 前記両変流器の差電流の発生から変流器磁心の飽和まで
の時間を計測し、この計測時間値と予め準備された基準
飽和時間値とを比較し、この計測時間が所定値を越えた
ときに変圧器の内部異常と判断し遮断するようにしたこ
とを特徴とする受変電設備の変圧器保護方法。 - 【請求項１０】 変圧器の１次側に流れる電流と２次側
に流れる電流との差電流を検知し、この差電流に基づき
変圧器内部の異常を検知し遮断するようになした受変電
設備の変圧器保護方法において、 前記両変流器の差電流の発生から変流器磁心の飽和まで
の時間を計測し、この計測時間値と予め準備された基準
飽和時間値とを比較し、この計測時間値が基準飽和時間
値より短い場合に、前記保護リレーから遮断器への開放
指令を無効とする信号を出力するようにしたことを特徴
とする受変電設備の変圧器保護方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16668294A JP3447811B2 (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | 受変電設備の変圧器用保護継電システム及び受変電設備の変圧器保護方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16668294A JP3447811B2 (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | 受変電設備の変圧器用保護継電システム及び受変電設備の変圧器保護方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0833193A true JPH0833193A (ja) | 1996-02-02 |
| JP3447811B2 JP3447811B2 (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=15835785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16668294A Expired - Fee Related JP3447811B2 (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | 受変電設備の変圧器用保護継電システム及び受変電設備の変圧器保護方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3447811B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100987164B1 (ko) * | 2008-07-23 | 2010-10-11 | 한국전력공사 | 폐루프 배전계통시스템 |
| CN102255284A (zh) * | 2011-07-26 | 2011-11-23 | 重庆电力高等专科学校 | 电流故障分量瞬时值极性比较实现变压器保护的方法 |
| CN103683195A (zh) * | 2012-09-11 | 2014-03-26 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 静止变频器系统输出变压器变频差动保护方法 |
| CN104410045A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-03-11 | 国家电网公司 | 一种光电ct混合的隔离变压器差动保护系统和方法 |
| WO2024253068A1 (ja) * | 2023-06-05 | 2024-12-12 | 日本製鉄株式会社 | 磁気飽和検出装置、保護システム、磁気飽和検出方法、および保護方法 |
-
1994
- 1994-07-19 JP JP16668294A patent/JP3447811B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100987164B1 (ko) * | 2008-07-23 | 2010-10-11 | 한국전력공사 | 폐루프 배전계통시스템 |
| CN102255284A (zh) * | 2011-07-26 | 2011-11-23 | 重庆电力高等专科学校 | 电流故障分量瞬时值极性比较实现变压器保护的方法 |
| CN103683195A (zh) * | 2012-09-11 | 2014-03-26 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 静止变频器系统输出变压器变频差动保护方法 |
| CN104410045A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-03-11 | 国家电网公司 | 一种光电ct混合的隔离变压器差动保护系统和方法 |
| CN104410045B (zh) * | 2014-12-05 | 2017-07-14 | 国家电网公司 | 一种光电ct混合的隔离变压器差动保护系统和方法 |
| WO2024253068A1 (ja) * | 2023-06-05 | 2024-12-12 | 日本製鉄株式会社 | 磁気飽和検出装置、保護システム、磁気飽和検出方法、および保護方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3447811B2 (ja) | 2003-09-16 |
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