JPH11299081A - 電流差動リレー - Google Patents

電流差動リレー

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JPH11299081A
JPH11299081A JP10108362A JP10836298A JPH11299081A JP H11299081 A JPH11299081 A JP H11299081A JP 10108362 A JP10108362 A JP 10108362A JP 10836298 A JP10836298 A JP 10836298A JP H11299081 A JPH11299081 A JP H11299081A
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JP
Japan
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current
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differential
signal
outputting
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Application number
JP10108362A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuri Totsu
ユリ 戸津
Kenji Ito
健司 伊藤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 変圧器のインラッシュ検出用のロック手段を
有する電流差動リレーの動作時間を短くする。 【解決手段】 電力系統の系統電流を入力とする電流差
動リレーにおいて、差動電流が或るレベル以上のとき信
号を出力する最小動作判定手段1と、差動電流が或る比
率以上のとき信号を出力する比率判定手段2と、最小動
作判定手段と比率判定手段が動作した後、動作照合を行
う照合手段4と、動作照合後の信号出力をロックまたは
非ロックするロック手段3を備えている。そのため、変
圧器のインラッシュではない系統事故時に、誤ロック中
でも差動電流のレベル判定動作照合を始めることがで
き、リレー動作出力までの時間を短くすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は電流差動リレー、
特に電力系統の系統電流を入力として系統事故を検出
し、回路遮断器をトリップする信号を出力する電流差動
リレーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の電流差動リレーとして図
6に示すものがあった。図において、1は電力系統に接
続された被保護変圧器の入力側と出力側の系統電流を取
り出し、その差動電流が或るレベル以上のとき信号を出
力する最小動作判定手段、2は抑制電流に対する差動電
流の比率があるレベル以上のとき信号を出力する比率判
定手段、3は差動電流の第2高調波成分を抽出し、基本
波成分に対する第2高調波成分の含有率が一定レベル以
上のときにロック信号を出力する第2高調波(f2)ロ
ック手段、4は上記最小動作判定信号と比率判定信号の
動作照合を行う照合回路、7は論理積回路である。
【0003】次に動作を説明する。一般に、電流差動リ
レーは、変圧器のインラッシュ電流によって誤動作をす
る場合があるので、インラッシュ時にはトリップ信号が
出ないように電流差動リレーの動作をロックする必要が
ある。従って、f2ロック手段3で第2高調波成分のレ
ベルを検出し、第2高調波含有率が判定レベル以上なら
インラッシュとみなし、f2ロック手段3からロック信
号を論理積回路7に出力し、最小動作判定手段1と比率
判定手段2の動作を抑制し、遮断器の誤トリップを防止
する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
電流差動リレーでは、f2ロック回路3で差動電流中の
第2高調波成分の含有率の低下を検出し、インラッシュ
判定が復帰した後に論理積回路7から信号が出て照合手
段4による動作照合を開始するため、系統事故の場合に
素早い動作が期待できなかった。
【0005】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、系統事故時に素早いリレー動作
を可能にするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電流差動
リレーは、差動電流が或るレベル以上のとき信号を出力
する最小動作判定手段、差動電流が或る比率以上のとき
信号を出力する比率判定手段、上記最小動作判定手段と
比率判定手段の両方が動作した後、動作照合を行う照合
手段、および上記動作照合後の信号出力をロックまたは
非ロックするロック手段を備えたものである。
【0007】また、上記構成において、ロック手段を、
差動電流の第2高調波(f2)成分を抽出し、基本波成
分に対する第2高調波成分の含有率が一定レベル以上の
ときにロック信号を出力する第2高調波(f2)ロック
手段としたものである。
【0008】また、ロック手段を、差動電流の現時点と
半サイクル前の値の和が所定レベルを超えるときロック
信号を出力する波形判別手段としたものである。
【0009】また、ロック手段を、差動電流と相電圧か
ら求めたインダクタンスの時間的変化が所定レベルを超
えるときロック信号を出力するインピーダンス軌跡手段
としたものである。
【0010】また、ロック手段を、差動電流の第2高調
波(f2)成分を抽出し、基本波成分に対する第2高調
波成分の含有率が所定レベル以上のときにロック信号を
出力する第2高調波(f2)ロック手段と、差動電流の
現時点と半サイクル前の値の和が所定レベルを超えると
きロック信号を出力する波形判別手段とで構成し、上記
第2高調波(f2)ロック手段および波形判別手段が共
にロック信号を出すときのみ動作照合後の信号出力をロ
ックするようにしたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明の
実施の形態1に係る電流差動リレーを示す構成図、図2
は第2高調波(f2)含有率の変動および差動電流の大
きさの変動と電流差動リレーの動作を示す図である。図
1において、1は被保護変圧器の入力電流と出力電流の
差動電流の最小動作値を設定する最小動作判定手段、2
は抑制電流に対する差動電流の含有比率を判定する比率
判定手段、3はインラッシュ電流の第2高調波(f2)
を検出して、インラッシュ電流により遮断器がトリップ
するのを抑制するf2ロック手段、4は過渡的な入力に
よる不要動作を抑えるための照合手段、7a、7bは論
理積回路である。
【0012】次に、図1および図2を用いて動作を説明
する。図2(a)は第2高調波(f2)含有率の時間的
変化を示すグラフ、図2(b)は差動電流の時間的変化
を示すグラフである。図2(a)の第2高調波含有率に
は判定レベルL1を設け、第2高調波含有率が判定レベ
ルL1以上ならf2ロック手段3はロック信号を出力
し、未満なら非ロック信号を出力する。点Aはf2ロッ
ク手段が動作域から不動作域に復帰する臨界点である。
図2(b)の差動電流には最小動作判定手段1および比
率判定手段2が共に動作する判定レベルL2を設け、判
定レベルL2以上なら最小動作判定手段1および比率判
定手段2が動作し、未満なら不動作となる。点Bはその
臨界点である。
【0013】いま、系統事故により差動電流が図2
(b)に示すように増加した場合、最小動作判定手段1
および比率判定手段2はB点において出力を出し(dま
たはf)、論理積回路7aからの出力の動作照合が照合
手段4で直ちに開始され、図2(d)に示すように、こ
の動作照合T1がC点で終了する。一方、f2ロック手
段3はA点においてインラッシュのロック信号を解除
し、以後非ロック信号を出力するので、論理積回路7b
からはAの時点でトリップ動作出力が出される。もし動
作照合に要する時間が図2(f)に示すT2のように、
B〜Aの時間より長い場合は、動作照合終了時点Dで直
ちにトリップ動作出力が出される。従来の構成では、図
2(c)または(e)に示すように、Aの時点から照合
が始まるため、トリップ動作出力はE点またはF点とな
る。
【0014】以上のように本方式は、f2ロック手段3
のインラッシュ動作ロックからの復帰を待たずに、最小
動作判定手段1と比率動作判定手段2の両方の手段が動
作したときに照合手段4にて動作照合を始めることがで
きる。よって、f2ロック手段のインラッシュ動作ロッ
クからの復帰時またはその後の最短時間で電流差動リレ
ーの動作信号を出力することができる。
【0015】実施の形態2.上記実施の形態1はロック
手段として差動電流中の第2高調波成分の含有率を検出
する手段を用いているが、差動電流の波形認識を行って
インラッシュ動作のロックを行うこともできる。図3は
本実施の形態2に係る電流差動リレーを示す構成図であ
る。5は波形判別手段で、差動電流の現時点と半サイク
ル(180度)前の電流値Iについて下記式の判定を行
う。 |I(t)+I(t−180°)|≧K 上記式の成立時に波形判別手段5はロック信号を出し、
未満なら非ロック信号を出す。その他の構成は図1と同
様なので、相当部分に同一符号を付して説明を省略す
る。
【0016】本実施の形態2に係る電流差動リレーは、
波形判別手段5の復帰を待たずに、最小動作判定手段1
と比率動作判定手段2の両方の手段が動作したときに照
合手段4にて動作照合を始め、半サイクル程度のロック
後にリレーが動作するため、一層素早い保護動作が行わ
れる。
【0017】実施の形態3.上記実施の形態1はロック
手段として第2高調波成分の含有率を検出する手段を用
いているが、インピーダンス軌跡を識別することにより
インラッシュ動作のロックを行うこともできる。図4は
本実施の形態における電流差動リレーを示す構成図であ
る。6は差動電流と相電圧から求めたインダクタンスL
の時間変化に着目し、インラッシュと系統事故を識別す
る手段であるインピーダンス軌跡手段であり、下記式の
判定を行う。 |L(t)−L(t−180°)|≧K 上記式の成立時にインピーダンス軌跡手段6はロック信
号を出し、未満なら非ロック信号を出す。その他の構成
は図1と同様なので、相当部分に同一符号を付して説明
を省略する。
【0018】本電流差動リレーは、インピーダンス軌跡
手段6の復帰を待たずに、最小動作判定手段1と比率動
作判定手段2の両方の手段が動作したときに照合手段4
にて動作照合を始め、低次高調波を含む事故電流に対し
ても素早く系統事故と判断し動作をする。
【0019】実施の形態4.上記実施の形態1はロック
手段として第2高調波成分の含有率を検出する手段を用
いるものであるが、これに差動電流の波形判別手段を併
設してもよい。図5は本実施の形態における電流差動リ
レーを示す構成図である。7b、7cは論理積回路、9
は論理和回路である。その他の構成は図1と同一符号を
付して相当部分を示し、説明を省略する。
【0020】この構成では、インラッシュ時にはf2ロ
ック手段3および波形判別手段5のいずれもがロック信
号を出すが、これらロックの解除を待たずに、最小動作
判定手段1と比率動作判定手段2の両方の手段が動作し
たときに照合手段4にて動作照合を始める。f2ロック
手段3あるいは波形判別手段5のいずれかが非ロック信
号を出せば、論理積回路7bまたは7cおよび論理和回
路9を経て動作信号を出力する。従って、インラッシュ
動作ロックおよびロック解除ともより確実に行わせるこ
とができる。
【0021】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、系統
事故時に約1サイクル程度の誤ロック中でも、差動電流
のレベル判定動作照合を行うことができ、リレー動作出
力までの時間を少なくすることができる。
【0022】また、ロック手段として差動電流の波形認
識を利用することにより、系統事故時に約半サイクル程
度の誤ロック後、リレー動作出力が可能になるため、一
層素早い動作が期待できる。
【0023】また、ロック手段として差動電流のインピ
ーダンス軌跡を利用することにより、系統事故時に約1
サイクル程度の誤ロック後、リレー動作出力が可能にな
り、しかも検出精度が劣る低次高調波を含む事故電流に
対しても、素早く系統事故と判断し動作することが期待
できる。
【0024】また、ロック手段としてf2ロック手段と
波形判別手段とを併設することにより、大きなインラッ
シュ電流では波形判別手段が、小さなインラッシュ電流
ではf2ロック手段が確実にロックすることができるた
め、誤動作の少ない電流差動リレーを得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1に係る電流差動リレ
ーを示す構成図である。
【図2】 実施の形態1の動作を説明する図である。
【図3】 この発明の実施の形態2に係る電流差動リレ
ーを示す構成図である。
【図4】 この発明の実施の形態3に係る電流差動リレ
ーを示す構成図である。
【図5】 この発明の実施の形態4に係る電流差動リレ
ーを示す構成図である。
【図6】 従来の電流差動リレーを示す構成図である。
【符号の説明】
1 最小動作判定手段、2 比率判定手段、3 f2ロ
ック手段、4 照合手段、5 波形判別手段、6 イン
ピーダンス軌跡手段、7a、7b、7c 論理積回路、
9 論理和回路。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力系統の系統電流を入力とする電流差
    動リレーにおいて、差動電流が或るレベル以上のとき信
    号を出力する最小動作判定手段、差動電流がある比率以
    上のとき信号を出力する比率判定手段、上記最小動作判
    定手段と比率判定手段の両方が動作した後、動作照合を
    行う照合手段、および動作照合後の信号出力をロックま
    たは非ロックするロック手段を備えたことを特徴とする
    電流差動リレー。
  2. 【請求項2】 ロック手段は、差動電流の第2高調波
    (f2)成分を抽出し、基本波成分に対する第2高調波
    成分の含有率が所定レベル以上のときにロック信号を出
    力する第2高調波(f2)ロック手段であることを特徴
    とする請求項1記載の電流差動リレー。
  3. 【請求項3】 ロック手段は、差動電流の現時点と半サ
    イクル前の値の和が所定レベルを超えるときロック信号
    を出力する波形判別手段であることを特徴とする請求項
    1記載の電流差動リレー。
  4. 【請求項4】 ロック手段は、差動電流と相電圧から求
    めたインダクタンスの時間的変化が所定レベルを超える
    ときロック信号を出力するインピーダンス軌跡手段であ
    ることを特徴とする請求項1記載の電流差動リレー。
  5. 【請求項5】 ロック手段は、差動電流の第2高調波
    (f2)成分を抽出し、基本波成分に対する第2高調波
    成分の含有率が所定レベル以上のときにロック信号を出
    力する第2高調波(f2)ロック手段と、差動電流の現
    時点と半サイクル前の値の和が所定レベルを超えるとき
    ロック信号を出力する波形判別手段とで構成され、上記
    第2高調波(f2)ロック手段および波形判別手段が共
    にロック信号を出すときのみ動作照合後の信号出力をロ
    ックするようにしたことを特徴とする請求項1記載の電
    流差動リレー。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011067005A (ja) * 2009-09-17 2011-03-31 Toshiba Corp 電流差動継電装置
CN103001195A (zh) * 2012-11-13 2013-03-27 江苏省电力公司镇江供电公司 快速切除变压器死区故障的继电保护方法
JP6116767B1 (ja) * 2016-02-19 2017-04-19 三菱電機株式会社 事故波形記録装置

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