JPH1141794A - 比率差動継電器 - Google Patents

比率差動継電器

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JPH1141794A
JPH1141794A JP9192156A JP19215697A JPH1141794A JP H1141794 A JPH1141794 A JP H1141794A JP 9192156 A JP9192156 A JP 9192156A JP 19215697 A JP19215697 A JP 19215697A JP H1141794 A JPH1141794 A JP H1141794A
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JP
Japan
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transformer
current
differential relay
ratio
power system
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JP9192156A
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English (en)
Inventor
Kazuma Mito
一磨 水戸
Hitoshi Kato
等 加藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】炉用変圧器の電力系統編入時における励磁突入
電流の発生に伴う比率差動継電器の不要動作を回避する
こと。 【解決手段】系統電圧降圧または昇圧用変圧器の内部故
障を検出する比率差動継電装置において、変圧器の一次
側及び二次側に設けられた変流器を介して入力される電
流データを一定周期でサンプリング演算してそれぞれの
電流の差と比率から事故の検出判定を行う事故判定検出
手段と、変圧器の下位系統に設けられた変流器を介して
入力される電流データを一定周期でサンプリングして波
形演算処理して下位系統の変流器が飽和したことを検出
する検出手段とを備え、下位系統の変流器が飽和したこ
とを条件に、事故判定検出手段の事故検出特性感度を低
下させているので、炉用変圧器の電力系統編入時におけ
る励磁突入電流の発生に伴う比率差動継電器の不要動作
を回避できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電力系統上における
短絡等の事故を検出する比率差動継電器に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】比率差動継電器を用いた従来の電力系統
の保護方式の一例を図6に示す。同図において、発電所
で発生した電力は、主変圧器一次側遮断器1、主変圧器
3、主変圧器二次側遮断器2、さらに炉用遮断器7、炉
用変圧器8を経て炉9に供給される。4は比率差動継電
器であり、主変圧器一次側変流器5と主変圧器二次側変
流器6より流入する電流の差電流から主変圧器3の内部
事故を検出するように構成されている。
【0003】このような構成の保護方式において、主変
圧器二次側遮断器2及び炉用遮断器7が開状態で主変圧
器一次側遮断器1を投入すると、主変圧器3が急激に励
磁され、励磁突入電流が主変圧器一次側に流入する。こ
の励磁突入電流には少ない基本波と第2高調波と直流成
分が含まれており、主変圧器一次側変流器5からのみ比
率差動継電器4へ流入する。これによる比率差動継電器
4の誤動作を防止するため、主変圧器一次側変流器5と
主変圧器二次側変流器6より比率差動継電器4に流入す
る電流i1 ,i2 の差電流と、さきの流入電流の基本波
に含有される第2高調波を検出することで、この継電器
の動作抑制を行っている。
【0004】一方、主変圧器一次側遮断器1及び主変圧
器二次側遮断器2が投入されている状態で炉用遮断器7
が投入されると、炉用変圧器8が急激に励磁され、励磁
突入電流が炉用変圧器8へ流入する。それと同時に励磁
突入電流は主変圧器3へも流入する。この時の比率差動
継電器4の誤動作対策も前述と同様の方法で行ってい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、主変圧器3
と炉用変圧器8の容量が同程度の場合、炉用変圧器8の
系統編入に伴い励磁突入電流が炉用変圧器8へ流入す
る。同時に主変圧器3へも流入した時、主変圧器一次側
変流器5の二次側電流i1 と主変圧器二次側変流器6の
二次側電流i2 は若干位相ずれがあり、波高値は両変流
器5,6の変流比や主変圧器3の変圧比で異なるもの
の、ほぼ等しい電流波形となるため差電流に含まれる第
2高調波成分が著しく低下することから、差電流が発生
する一方で第2高調波含有率による動作抑制が効かな
い、という問題があった。
【0006】さらに、炉用変圧器8の系統編入で流れる
励磁突入電流に含まれる直流分で主変圧器3の一次側変
流器5と二次側変流器6の一方、或いは両方が直流偏磁
して飽和することにより電流i1 と電流i2 に差電流が
発生して、比率差動継電器4が誤動作することがあっ
た。
【0007】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、その目的は、電力系統において炉用変圧器の系統編
入時に、炉用変圧器へ流入する励磁突入電流を炉用変圧
器一次側変流器を介して検出し、励磁突入電流が減衰す
るまでの間、比率特性の感度を低下させる機能を備えた
比率差動継電器を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1は、電力系統に設けられた系統電
圧の降圧用または昇圧用の電力系統変圧器の内部故障を
検出する比率差動継電装置において、前記電力系統変圧
器の一次側及び二次側のそれぞれに設けられた変流器を
介して入力されるそれぞれの電流データを一定周期でサ
ンプリング演算してそれぞれの電流の差と比率から事故
の検出判定を行う事故判定検出手段と、前記電力系統変
圧器の下位系統に設けられた変流器を介して入力される
電流データを一定周期でサンプリングして波形演算処理
を行って当該下位系統に設けられた変流器が飽和したこ
とを検出する検出手段とを備え、前記下位系統の変流器
が飽和したことを条件に、前記事故判定検出手段の事故
検出特性感度を低下させるように構成したことを特徴と
する。
【0009】本発明の請求項2は、電力系統に設けられ
た系統電圧の降圧用または昇圧用の電力系統変圧器の内
部故障を検出する比率差動継電装置において、前記電力
系統変圧器の一次側及び二次側のそれぞれに設けられた
変流器を介して入力されるそれぞれの電流データを一定
周期でサンプリング演算してそれぞれの電流の差と比率
から事故の検出判定を行う事故判定検出手段と、前記電
力系統変圧器の下位系統に設けられた変流器を介して入
力される電流データを一定周期でサンプリング演算して
基本波と第2高調波を求め、前記第2高調波の含有率が
一定値以上含まれていることを検出する検出手段とを備
え、前記下位系統の変流器を介して入力される電流に一
定値以上の第2高調波が含まれていることを条件に、前
記事故判定検出手段の事故検出特性を低下、或いは事故
検出を抑制させるように構成したことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図1は本発明の一実施例である比率
差動継電器を適用した電力系統の保護装置の構成図であ
り、既に説明した図6の従来例と相違する点は、炉用変
圧器一次側変流器10を設け、その二次側電流i3 を比
率差動継電器4Aへ入力した点のみであり、その他の点
は同一であるので、同一部分には同一符号を付して説明
する。
【0011】図において、主変圧器一次側遮断器1,二
次側遮断器2を投入し、下位に位置する炉9へ電力を供
給する時、主変圧器3の一次側電流は主変圧器一次側変
流器5を介してi1 に変流され、また、主変圧器3の二
次側電流も、主変圧器二次側変流器6を介してi2 に変
流される。これらの電流i1 ,i2 は比率差動継電器4
Aに入力される。
【0012】一方、変圧器一次側遮断器1及び二次側遮
断器2が投入されている状態で、炉用遮断器7を投入す
ると、炉用変圧器8へ励磁突入電流が流入するが、この
励磁突入電流にて飽和してしまう励磁特性を持つ変流器
をあらかじめ選定し、炉用変圧器8の一次側に接続して
おく。そして、この炉用変圧器一次側変流器10の二次
側電流を比率差動継電器4Aへ入力する。
【0013】このような図1の電力系統に適用される本
実施例の比率差動継電装置(請求項1対応)を図2の構
成図及び図3の動作を示すフローチャートを用いて説明
する。
【0014】まず、図2において、主変圧器一次側変流
器及び二次側変流器を介して比率差動継電器へ流入する
電流i1 及びi2 並に炉用変圧器一次側変流器を介して
流入する電流i3 は、入力変換モジュール11及びアナ
ログ/ディジタル変換モジュール12にてデータ処理さ
れデータバス17へ導かれる。電流i1 ,i2 のデータ
は、通常の比率差動継電器機能モジュール16にて処理
され、比率差動継電器として必要な事故判定、トリップ
出力を行う。
【0015】一方、炉用変圧器一次側変流器飽和検出モ
ジュール13では、電流i3 のサンプリングを常時行
い、炉用変圧器の励磁突入電流に含まれる直流分による
炉用変圧器一次側変流器の飽和を検出する。そして、炉
用変圧器一次側変流器飽和検出時には、比率特性感度低
下モジュール15にて即時に比率特性を感度低下方向へ
変化させる。また記憶モジュール14は流入する電流i
1 ,i2 ,i3 の各データを記憶しておいて飽和検出の
際比較データとして用い、さらに外部からの要請入力が
あった場合にはデータを出力するものである。
【0016】次に、本実施例の動作を図3のフローチャ
ートを参照して説明する。同図において、入力電流i1
,i2 ,i3 のそれぞれがサンプリングされ、それぞ
れ波形演算される(ステップS1)。次に、波形演算さ
れた電流i3 のデータから炉用変圧器一次側変流器の飽
和判定処理を行って(ステップS2)、飽和なら(YE
S;ステップS3)動作比率特性感度を低下させる(ス
テップS4)。また、飽和していないなら(NO;ステ
ップS3)、定常時の値として設定された動作比率特性
に戻す(ステップS5)。このようにして選択された動
作比率特性角度と入力電流i1 ,i2 のデータから入力
電流i1 とi2 の差と比率の演算処理(ステップS6)
を行った後、同様処理を繰り返し実行する。また、トリ
ップ信号(ステップS8)は電流差と比率の演算処理
(ステップS7)で故障検出判定された時出力される。
【0017】上記図1の如き電力系統に適用される本発
明の他の本実施例の比率差動継電装置(請求項2対応)
を図4の構成図及び図5の動作を示すフローチャートを
用いて説明する。
【0018】まず、図4において、主変圧器一次側変流
器及び二次側変流器を介して比率差動継電装置4Bへ流
入する電流i1 及び電流i2 並に炉用変圧器一次側変流
器を介して流入する電流i3 は、入力変換モジュール1
1、アナログ/ディジタル変換モジュール12にてデー
タ処理されデータバス17へ導かれる。
【0019】動作判定処理モジュール16は、従来の動
作値整定機能、事故検出機能、動作出力機能などを備
え、電流i1 ,i2 のデータと炉用変圧器一次側変流器
を介して入力される電流の第2高調波含有率検出モジュ
ール13Aからのデータにより動作出力判定を行う。ま
た、記憶モジュール14に、それぞれの入力電流データ
を格納記憶し、演算データとして用いる。
【0020】次に、本実施例の動作を図5のフローチャ
ートを参照して説明する。同図において、入力電流i1
,i2 ,i3 のそれぞれがサンプリングされ、それぞ
れ波形演算される(ステップS1)。次に、波形演算さ
れた電流i3 のデータから炉用変圧器一次側変流器の第
2高調波含有率検出処理を行って(ステップS2)、含
有率が一定値以上(No;ステップS3)ならば動作を
抑制する(ステップS4)。含有率が一定値以下であれ
ば(Yes;ステップS3)、検出された第2高調波含
有率と入力電流i1 ,i2 のデータから入力電流i1 と
i2 の差と含有率の演算処理(ステップS5)を行った
後、同様処理を繰り返し実行する。また、トリップ信号
(ステップS7)は電流差と含有率の演算処理(ステッ
プS6)で故障検出判定された時出力される。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明(請求項1
及び請求項2対応)によれば、炉用変圧器の電力系統編
入時における直流分を含む励磁突入電流の発生に伴う比
率差動継電器の不要動作を回避することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の比率差動継電器を適用される電力系統
図。
【図2】本発明の一実施例である比率差動継電器のブロ
ック図。
【図3】図2の比率差動継電器の動作を示すフローチャ
ート。
【図4】本発明の他の実施例である比率差動継電器のブ
ロック図。
【図5】図4の比率差動継電器の動作を示すフローチャ
ート。
【図6】従来の比率差動継電器のブロック図。
【符号の説明】
1…主変圧器一次側遮断器、2…主変圧器二次側遮断
器、3…主変圧器、4,4A,4B…比率差動継電器、
5…主変圧器一次側変流器、6…主変圧器二次側変流
器、7…炉用変圧器一次側変流器、8…炉用変圧器、9
…炉、10…炉用変圧器一次側変流器、11…入力変換
モジュール、12…アナログ/ディジタル変換モジュー
ル、13…炉用変圧器一次側変流器飽和検出モジュー
ル、14…入力電流記憶モジュール、15…比率特性感
度低下モジュール、16…通常の比率差動継電器機能モ
ジュール、17…データ・バス、13A…第2高調波含
有率検出モジュール。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力系統に設けられた系統電圧の降圧用
    または昇圧用の電力系統変圧器の内部故障を検出する比
    率差動継電装置において、前記電力系統変圧器の一次側
    及び二次側のそれぞれに設けられた変流器を介して入力
    されるそれぞれの電流データを一定周期でサンプリング
    演算してそれぞれの電流の差と比率から事故の検出判定
    を行う事故判定検出手段と、前記電力系統変圧器の下位
    系統に設けられた変流器を介して入力される電流データ
    を一定周期でサンプリングして波形演算処理を行って当
    該下位系統に設けられた変流器が飽和したことを検出す
    る検出手段とを備え、前記下位系統の変流器が飽和した
    ことを条件に、前記事故判定検出手段の事故検出特性感
    度を低下させるように構成したことを特徴とする比率差
    動継電器。
  2. 【請求項2】 電力系統に設けられた系統電圧の降圧用
    または昇圧用の電力系統変圧器の内部故障を検出する比
    率差動継電装置において、前記電力系統変圧器の一次側
    及び二次側のそれぞれに設けられた変流器を介して入力
    されるそれぞれの電流データを一定周期でサンプリング
    演算してそれぞれの電流の差と比率から事故の検出判定
    を行う事故判定検出手段と、前記電力系統変圧器の下位
    系統に設けられた変流器を介して入力される電流データ
    を一定周期でサンプリング演算して基本波と第2高調波
    を求め、前記第2高調波の含有率が一定値以上含まれて
    いることを検出する検出手段とを備え、前記下位系統の
    変流器を介して入力される電流に一定値以上の第2高調
    波が含まれていることを条件に、前記事故判定検出手段
    の事故検出特性を低下、或いは事故検出を抑制させるよ
    うに構成したことを特徴とする比率差動継電器。
JP9192156A 1997-07-17 1997-07-17 比率差動継電器 Pending JPH1141794A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103777164A (zh) * 2014-01-09 2014-05-07 广西电网公司电力科学研究院 一种电流互感器仿真测试系统及工作方法
CN105021920A (zh) * 2015-06-28 2015-11-04 许继集团有限公司 一种主变励磁涌流多特征识别方法
KR20240060927A (ko) * 2022-10-31 2024-05-08 주식회사 비츠로이엠 변류기 오동작 방지 방법

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