JPH114533A - ディジタル形保護継電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変圧器励磁突入電流では確実に不動作にな
り、変圧器内部事故に対しては確実に動作するようにす
る。 【解決手段】 被保護対象からの交流電流を入力し、こ
れをサンプリングしてデイジタル量に変換して差動電流
を求め、この差動電流に基づく電気量が所定値以上であ
るとき内部事故であると判定する第１の判定手段を備え
たディジタル形保護継電器であって、前記求められた差
動電流の内、電気角Ｔ度間隔のＫ個の瞬時値のディジタ
ル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，ｉ_m-3 ，…，
ｉ_m-(K-1) ）を導入し、下記の振幅値演算式（イ）に
て、差動電流の一定区間における振幅値を求め、ここで
求められた振幅値が一定値以下か否かを判定して一定値
以下の時に出力する第２の判定手段、および前記第２の
判定手段の出力を所定時間復帰遅延する第１の復帰遅延
手段を有する励磁突入電流対策要素を備えた。 【数７１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力系統の例えば
変圧器保護に用いられるディジタル形保護継電器に係
り、特に変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、
変圧器内部事故に対しては確実に動作するようにしたデ
ィジタル形保護継電器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３０は、この種の変圧器保護用のディ
ジタル形差動継電器（以下、差動リレーと称する）を電
力用変圧器に適用した場合の構成例を示す回路図であ
る。図３０において、電力系統電源Ｇには、遮断器ＣＢ
を介して、被保護対象である電力用変圧器（以下、単に
変圧器と称する）Ｔｒが接続されている。

【０００３】また、変圧器Ｔｒを挟んで、各相毎の交流
電流を抽出する主変流器ＣＴ１，ＣＴ２が設けられてお
り、これら主変流器ＣＴ１，ＣＴ２により抽出された交
流電流Ｉ₁ ，Ｉ₂ は差動リレー１に導入され、変圧器Ｔ
ｒの内部事故時に動作して遮断器ＣＢを遮断して変圧器
Ｔｒが保護されるようになっている。

【０００４】図３１は、従来の差動リレー１の内部構成
例を示す機能ブロック図である。なお、ここでは、ディ
ジタルリレーの中央演算処理部（ＣＰＵ）において実行
される演算処理を機能ブロック図として示している。図
３１において、差動リレー１は、入力変成器２と、アナ
ログ／ディジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と称す
る）３と、中央演算処理部（以下、ＣＰＵと称する）４
とからなっている。

【０００５】入力変成器２は、主変流器ＣＴ１，ＣＴ２
により抽出された交流電流Ｉ₁ ，Ｉ₂ を、適当な大きさ
に変換するものである。また、Ａ／Ｄ変換器３は、入力
変成器２により変換された交流電流Ｉ₁ ，Ｉ₂ を一定時
間間隔でサンプリング（一般に、定格周波数５０ｋＨｚ
で４．８ｋＨｚの高速サンプリング）し、ディジタル量
に変換するものである。

【０００６】さらに、ＣＰＵ４は、Ａ／Ｄ変換器３によ
り変換されたディジタル量を用いてディジタル演算処理
を行ない、変圧器Ｔｒの保護指令を遮断器ＣＢに出力す
るものである。すなわち、ＣＰＵ４では、ディジタル量
に変換された電気量Ｉ₁ ，Ｉ₂ を用いて、以下のような
ディジタル演算処理を行なう。

【０００７】５はＣＰＵ４でディジタル演算処理される
差動保護要素（以下、単に差動要素と称する）、６はＣ
ＰＵ４でディジタル演算処理される第２調波検出要素
（以下、単に２ｆ要素と称する）である。まず、差動要
素５において、振幅値演算部１１，１２は、電気量
Ｉ₁ ，Ｉ₂ の各々から基本波分１ｆを抽出して、振幅値
｜Ｉ₁ ｜，｜Ｉ₂ ｜を求める。

【０００８】また、スカラー和（以下、抑制電流と称す
る）演算部１３は、振幅値｜Ｉ₁ ｜，｜Ｉ₂ ｜のスカラ
ー和（抑制電流＝抑制量）Σ｜Ｉ｜を求める。一方、ベ
クトル和（以下、差動電流と称する）演算部１４は、電
気量Ｉ₁ とＩ₂ のベクトル和（差動電流＝動作量）Ｉｄ
を求める。

【０００９】また、振幅値演算部１５は、差動電流Ｉｄ
から基本波電流１ｆを抽出して、振幅値｜Ｉｄ_1f｜を求
める。さらに、差動判定演算部１６は、抑制電流Σ｜Ｉ
｜と差動電流｜Ｉｄ_1f｜との関係が所定値以上になった
時に、内部事故と判定して出力を生じる。

【００１０】一方、２ｆ要素６において、振幅値演算部
１７は、差動電流Ｉｄから第２調波電流２ｆを抽出し
て、振幅値｜Ｉｄ_2f｜を求める。また、２ｆ判定演算部
１８は、差動電流Ｉｄに含有される基本波電流１ｆと第
２調波電流２ｆとの関係が所定値以上になった時に、励
磁突入電流と判定して出力を生じる。

【００１１】一方、２ｆ要素６の２ｆ判定演算部１８の
出力をＮＯＴ演算回路１９により反転させた出力と、差
動要素５の差動判定演算部１６の出力との論理積（ＡＮ
Ｄ）演算を論理積演算回路２０で行ない、この論理積演
算回路２０の出力を差動リレー１の出力として送出す
る。

【００１２】かかる構成の差動リレー１において、交流
電流Ｉ₁ ，Ｉ₂ は、入力変成器２を通して、Ａ／Ｄ変換
器３によりディジタル量に変換された後、差動要素５に
導入される。差動要素５に導入された電気量Ｉ₁ ，Ｉ₂
は、振幅値演算部１１，１２を通して、抑制電流演算部
１３により抑制電流Σ｜Ｉ｜を導出すると共に、差動電
流演算部１４により差動電流Ｉｄ＝Ｉ₁ ＋Ｉ₂ を導出す
る。

【００１３】この差動電流Ｉｄは、１ｆが振幅値演算部
１５および２ｆ要素６に各々導入される。この場合、負
荷電流および外部事故時の通過電流による差動電流Ｉｄ
は零となり、電力用変圧器Ｔｒの内部事故時には事故電
流に応じた差動電流Ｉｄが発生する。

【００１４】振幅値演算部１５から出力された差動電流
Ｉｄの１ｆの振幅値｜Ｉｄ_1f｜と、抑制電流Σ｜Ｉ｜
は、各々差動判定演算部１６に導入され、｜Ｉｄ_1f｜−
ＡΣ｜Ｉ｜≧Ｂ（Ａ、Ｂは定数）の関係となった時に、
変圧器内部事故と判定して差動要素５が出力を生じる。
一方、２ｆ要素６に導入された差動電流Ｉｄは、振幅値
演算部１７に導入され、差動電流Ｉｄから第２調波電流
２ｆを抽出して２ｆ振幅値｜Ｉｄ_2f｜を出力し、２ｆ判
定演算部１８に導入される。

【００１５】また、この２ｆ判定演算部１８には、差動
要素５にて演算された１ｆ振幅値｜Ｉｄ_1f｜も導入さ
れ、差動電流Ｉｄに含有される基本波電流１ｆに対する
第２調波電流２ｆの度合（｜Ｉｄ_2f｜／｜Ｉｄ_1f｜）が
所定値以上になった時に、励磁突入電流と判定して２ｆ
要素６が出力を生じる。

【００１６】そして、この２ｆ要素６が動作すると、そ
の出力はＮＯＴ演算回路１９を通して差動要素５の出力
を阻止（ロック）するため、差動リレー１としての動作
を防止することができる。次に、変圧器励磁突入電流対
策の必要性について簡単に説明する。

【００１７】いま、図３０における遮断器ＣＢを閉路す
ることにより、変圧器Ｔｒに電圧が印加されて、変圧器
鉄心の磁化特性に基づく励磁突入電流が流れる。この励
磁突入電流は、見掛け上、変圧器Ｔｒの内部事故のよう
に、電力系統電源Ｇ側より流入し、差動リレー１の動作
量（差動電流Ｉｄ）となるため、差動リレー１の誤動作
（事故でないのに動作する）の原因となる。

【００１８】従って、励磁突入電流と実際の事故による
電流とを区別する必要があり、その方法として、励磁突
入電流に第２調波電流２ｆが多く含まれる特徴から、差
動電流Ｉｄに含まれる基本波電流Ｉｆに対する第２調波
電流２ｆの割合が所定値（一般には１５％程度が良く用
いられる）以上の時には、励磁突入電流と判定して出力
する２ｆ要素６により、差動要素５の出力をロックし
て、差動リレー１の誤動作を防止するようにしている。

【００１９】前述したように、従来の変圧器保護におい
ては、差動電流により変圧器の事故を検出する差動リレ
ーが用いられており、変圧器励磁突入電流によって差動
リレー１が誤動作しないように、励磁突入電流に含まれ
る第２調波電流を検出し、その含有率が所定値以上とな
った時に、リレー動作を阻止する２ｆ要素６を備えたも
のが採用されている。

【００２０】しかしながら、近年では、１０００ｋＶ送
電や５００ｋＶ長距離地中ケーブルの導入計画が進んで
おり、このため、電力系統の静電容量が大きくなって共
振周波数が低下し、事故電流に含まれる第２調波近傍の
高調波電流が増加することが予想されている。

【００２１】その結果、従来の第２調波電流検出方式を
採用した差動リレー１では、変圧器内部事故時において
も、２ｆ要素６が動作して、差動リレー１が誤不動作
（過剰ロックにより事故があるのに動作できない）とな
る可能性がある。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
差動リレーにおいては、内部事故電流に第２調波近傍の
高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対して、そ
の内部事故時に確実に動作することができない可能性が
あるという問題があった。本発明は上記課題を解決する
ためになされたものであり、変圧器励磁突入電流では確
実に不動作となり、変圧器内部事故に対して確実に動作
することが可能なディジタル形保護継電器を提供するこ
とを目的にしている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】複数の端子を有する被保
護対象を挟んで各相毎の交流電流を導入し、当該導入さ
れた交流電流を各々一定時間間隔でサンプリングして交
流電流の瞬時値のディジタル量に変換し、前記変換され
たディジタル量を用いて各相毎の差動電流を求め、ここ
で求められた差動電流に基づく電気量が所定の値以上で
ある時に内部事故と判定して出力を生じる第１の判定手
段を有する差動保護要素を備えたディジタル形保護継電
器において、

【００２４】本発明の請求項１に係るディジタル保護継
電器は、前記求められた差動電流の内、電気角Ｔ度間隔
のＫ個の瞬間値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，
ｉ_m-2 ，ｉ_m-3 ，…，ｉ_m-(K-1) ）を導入し、下記振幅
値演算式（イ）にて、差動電流の一定区間における振幅
値を求め、ここで求められた振幅値が一定値以下か否か
を判定して一定値以下の時に出力する第２の判定手段、
および前記第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅延す
る第１の復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を
備え、前記励磁突入電流対策要素の出力により、前記差
動保護要素の出力を阻止するようにした。

【００２５】

【数８】

【００２６】次に作用について説明する。励磁突入電流
には、１サイクル中に変圧器鉄心の磁束飽和によって電
流が流れる区間と被保護対象である変圧器鉄心の飽和が
解けて電流が流れない区間（無電流期間）が必ず存在す
るのに対し、事故電流には、基本波電流もしくは不特定
高調波電流の重畳のため無電流期間が生じることはな
い。

【００２７】なお、励磁突入電流の１サイクル中に存在
する無電流期間は本来電流零であるが、変流器による直
流分喪失等により、必ずしも保護継電器の見る励磁突入
電流（＝差動電流）の無電流期間は単純に電流零の期間
とはならず、前記の変流器の直流分喪失等の分だけ電流
瞬時値を有するが電流瞬時値の変化は少ない平坦な電流
期間であるといえる。

【００２８】このため、電流の１サイクル中の一定区間
における電流瞬時値の変化が小さいことを、電流の１サ
イクル中の一定区間における基本波成分の振幅値が小さ
いことで検出し、これによる振幅値が所定値以下の時に
電流瞬時値の変化が少ないすなわち励磁突入電流と判定
して、励磁突入電流による保護継電器の誤動作を防止す
ることができる。

【００２９】上記を実現するためには、交流器の直流分
喪失等の影響を受けずに、かつ差動電流の一定区間にお
ける基本波成分の振幅値を算出することが可能である振
幅値演算式が必要となるが、この振幅値演算式は、「Ｋ
個の電流瞬間値（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，…，ｉ_m-K-1 ）を、直
流成分＋基本波成分にカーブフィットさせた式に最小二
乗法を適用して得られる解の内の基本波成分の振幅値の
条件式」で得ることができる。かかる点について以下に
詳しく説明する。

【００３０】まず、得られたＫ個の電流瞬時値（ｉ_m ，
ｉ_m-1 ，…，ｉ_m-K-1 ）を、直流分＋基本波カーブフィ
ットさせる。 ｉ_m-k ＝Ｄ＋Ｉｓｉｎ（ｔ＋Φ−ｋＴ） …（０） ただし、Ｄ：ＤＣ分の振幅値、 Ｉ：基本波成分の振幅
値 Ｔ：サンプリング間隔（任意の電気角。例えば１５°な
ど） Ｋ：サンプリング数 （自然数。例えば５など） ｋ＝０〜Ｋ−１ Φ＝（Ｋ−１）・Ｔ／２

【００３１】ここで、Ｘ＝Ｉｓｉｎ（ｔ）、Ｙ＝Ｉｃｏ
ｓ（ｔ）とすると、式（０）は式（０′）に置き換えら
れる。さらに、カーブフィット誤差の二乗和をｆとおく
と、ｆは式（１）で表される。

【００３２】

【数９】

【００３３】ここで、最小二乗法を適用する。すなわ
ち、式（１）のｆが最小となる解（Ｄ，Ｘ，Ｙ）を求め
る。ｆが最小となる解は、以下の式（２），（３），
（４）を満たすので、これら３つの連立方程式の解を求
めれば良い。以下に、解の導出過程を示す。

【００３４】

【数１０】

【００３５】まず、式（１）をＤで偏微分すると、
（５）式が得られる。ここで（５）式のアンダーライン
部は０となる。その根拠を以下に証明する。

【００３６】

【数１１】

【００３７】

【数１２】

【００３８】

【数１３】 等の比数例の和の公式より、

【００３９】

【数１４】

【００４０】

【数１５】 よって、式（５）は以下のようになる。

【００４１】

【数１６】

【００４２】次に、式（１）をＸで偏微分して、

【数１７】

【００４３】また、式（１）をＹで偏微分して、

【数１８】

【００４４】にて、差動電流の一定区間における振幅値
を求め、当該求められた振幅値が一定値以下か否かを判
定して一定値以下の時に出力する第７の判定手段と、当
該第７の判定手段の出力と前記第２の判定手段乃至第６
の判定手段の出力との論理和を演算する第１の論理和演
算手段とを励磁突入電流対策要素に新たに付加するよう
にしている。

【００４５】一方、請求項７に対応する発明では、請求
項１乃至請求項５に記載のディジタル形保護継電器にお
いて、第２の判定手段乃至第６の判定手段の出力を所定
時間動作遅延する第１の動作遅延手段を励磁突入電流対
策要素に新たに付加し、当該第１の動作遅延手段の出力
を前記第１の復帰遅延手段乃至第５の復帰遅延手段の入
力とするようにしている。また、請求項８に対応する発
明では、請求項１乃至請求項５に記載のディジタル形保
護継電器において、ここでｆが最小となる条件（式
（４））より式（８）を得る。

【００４６】

【数１９】

【００４７】式（９）の左辺は、式（１０）の左辺に等
しいから、

【数２０】

【００４８】Ｘについて解くと、式（１１）となり、ま
た式（８）をＹについて解くと式（１２）となる。

【数２１】

【００４９】ここで、Ｘ＝Ｉｓｉｎ（ｔ）、Ｙ＝Ｉｃｏ
ｓ（ｔ）の関係より、基本波成分の振幅値Ｉを以下のよ
うに得る。すなわち、変流器の直流分喪失等の影響を受
けずにかつ差動電流の一定区間における基本波成分の振
幅値を算出することが可能である振幅値演算式は式
（イ）で得ることができる。

【００５０】

【数２２】

【００５１】従って、まず、請求項１に対応する発明の
ディジタル形保護継電器においては、差動電流の内、電
気角Ｔ度間隔のＫ個の瞬間値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ
_m-1，ｉ_m-2 ，ｉ_m-3 ，…，ｉ_m-(K-1) ）を導入し、下
記振幅値演算式（イ）にて、差動電流の一定区間におけ
る振幅値を求め、当該求められた振幅値が一定値以下か
否かを判定して一定値以下の時に出力する第２の判定手
段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅
延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備
え、前記励磁突入電流対策要素の出力により、前記差動
保護要素の出力を阻止することにより、差動電流の平坦
性を検出して、励磁突入電流と事故電流を確実に区別す
ることが可能となる。

【００５２】これにより、従来では適用が困難であった
内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような
電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流では確実に
不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作するこ
とができる。

【００５３】

【数２３】

【００５４】本発明の請求項２に係るディジタル形保護
継電器は、前記求められた差動電流の内、電気角Ｔ度間
隔の３個の瞬間値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ
_m-2 ）を導入し、下記振幅値演算式（ロ）にて、差動電
流の一定区間における振幅値を求め、ここで求められた
振幅値が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に
出力する第３の判定手段、および前記第３の判定手段の
出力を所定時間復帰遅延する第２の復帰遅延手段を有す
る励磁突入電流対策要素を備え、前記励磁突入電流対策
要素の出力により、前記差動保護要素の出力を阻止する
よう構成した。

【００５５】

【数２４】

【００５６】請求項２に対応する発明のディジタル形保
護継電器においては、差動電流の内、電器角Ｔ度（例え
ば１２００Ｈｚサンプリングでは電気角１５度）間隔の
３個の瞬時値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ）
を導入し、「３個の電流瞬時値（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，
ｉ_m-2 ）を、直流成分＋基本波成分にカーブフィットさ
せた式に最小二乗法を適用して得られる解の内の基本波
成分の振幅値の条件式」すなわち、式（イ）にＫ＝３を
代入して下記のように得られる振幅値演算式（ロ）に
て、差動電流の一定区間における振幅値を求め、ここで
求められた振幅値が一定値以下か否かを判定して一定値
以下の時に出力する第３の判定手段、および当該第３の
判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を
有する励磁突入電流対策要素を備え、前記励磁突入電流
対策要素の出力により、前記差動保護要素の出力を阻止
することにより、差動電流の平坦性を検出して、励磁突
入電流と事故電流を確実に区別することが可能となる。

【００５７】次に振幅値演算式（ロ）の導出について説
明する。式（イ）にＫ＝３を代入して、

【数２５】

【００５８】

【数２６】

【００５９】本発明の請求項３に係るディジタル保継電
器は、前記求められた差動電流の内、電気角Ｔ度間隔の
４個の瞬間値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，
ｉ_m-3 ）を導入し、下記振幅値演算式（ハ）にて、差動
電流の一定区間における振幅値を求め、ここで求められ
た振幅値が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時
に出力する第４の判定手段、および前記第４の判定手段
の出力を所定時間復帰遅延する第３の復帰遅延手段を有
する励磁突入電流対策要素を備え、前記励磁突入電流対
策要素の出力により、前記差動保護要素の出力を阻止す
るように構成した。

【００６０】

【数２７】

【００６１】請求項３に対応する発明のディジタル形保
護継電器においては、差動電流の内、電気角Ｔ度（例え
ば１２００Ｈｚサンプリングでは電気角１５度）間隔の
４個の瞬間値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，
ｉ_m-3 ）を導入し、「４個の電流瞬時値（ｉ_m ，
ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，ｉ_m-3 ）を、直流成分＋基本波成分に
カーブフィットさせた式に最小二乗法を適用して得られ
る解の内の基本波成分の振幅値の条件式」すなわち、式
（ロ）にＫ＝４を代入して下記のように得られる振幅値
演算式（ハ）にて、差動電流の一定区間における振幅値
を求め、当該求められた振幅値が一定値以下か否かを判
定して一定値以下の時に出力する第４の判定手段、およ
び当該第４の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復
帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、前記
励磁突入電流対策要素の出力により、前記差動保護要素
の出力を阻止することにより、差動電流の平坦性を検出
して、励磁突入電流と事故電流を確実に区別することが
可能となる。

【００６２】これにより、従来では適用が困難であった
内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような
電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流では確実に
不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作するこ
とができる。

【００６３】次に振幅値演算式（ハ）の導出について説
明する。式（イ）にＫ＝４を代入して、

【数２８】

【００６４】

【数２９】

【００６５】本発明の請求項４に係るディジタル保継電
器は、前記求められた差動電流の内、電気角Ｔ度間隔の
５個の瞬間値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，
ｉ_m-3 ，ｉ_m-4 ）を導入し、下記振幅値演算式（ニ）に
て、差動電流の一定区間における振幅値を求め、ここで
求められた振幅値が一定値以下か否かを判定して一定値
以下の時に出力する第５の判定手段、および前記第５の
判定手段の出力を所定時間復帰遅延する第４の復帰遅延
手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、前記励磁突
入電流対策要素の出力により、前記差動保護要素の出力
を阻止するよう構成した。

【００６６】

【数３０】

【００６７】請求項４に対応する発明のディジタル形保
護継電器においては、差動電流の内、電気角Ｔ度（例え
ば１２００Ｈｚサンプリングでは電気角１５度）間隔の
５個の瞬間値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，
ｉ_m-3 ，ｉ_m-4 ）を導入し、「５個の電流瞬時値
（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，ｉ_m-3 ，ｉ_m-4 ）を、直流成
分＋基本波成分にカーブフィットさせた式に最小二乗法
を適用して得られる解の内の基本波成分の振幅値の条件
式」すなわち、式（イ）にＫ＝５を代入して下記のよう
に得られる振幅値演算式（ニ）にて、差動電流の一定区
間における振幅値を求め、当該求められた振幅値が一定
値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力する第５
の判定手段、および当該第５の判定手段の出力を所定時
間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策
要素を備え、前記励磁突入電流対策要素の出力により、
前記差動保護要素の出力を阻止することにより、差動電
流の平坦性を検出して、励磁突入電流と事故電流を確実
に区別することが可能となる。

【００６８】これにより、従来では適用が困難であった
内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような
電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流では確実に
不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作するこ
とができる。

【００６９】次に振幅値演算式（ニ）の導出について説
明する。式（イ）にＫ＝５を代入して、

【数３１】

【００７０】

【数３２】

【００７１】本発明の請求項５に係るディジタル保継電
器は、前記求められた差動電流の内、電気角Ｔ度間隔の
６個の瞬間値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，
ｉ_m-3 ，ｉ_m-4 ，ｉ_m-5 ）を導入し、下記振幅値演算式
（ホ）にて、差動電流の一定区間における振幅値を求
め、ここで求められた振幅値が一定値以下か否かを判定
して一定値以下の時に出力する第６の判定手段、および
前記第６の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する第５
の復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、
前記励磁突入電流対策要素の出力により、前記差動保護
要素の出力を阻止するよう構成した。

【００７２】

【数３３】

【００７３】請求項５に対応する発明のディジタル形保
護継電器においては、差動電流の内、電気角Ｔ度（例え
ば１２００Ｈｚサンプリングでは電気角１５度）間隔の
６個の瞬間値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，
ｉ_m-3 ，ｉ_m-4 ，ｉ_m-5 ）を導入し、「６個の電流瞬時
値（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，ｉ_m-3 ，ｉ_m-4 ，ｉ_m-5）
を、直流成分＋基本波成分にカーブフィットさせた式に
最小二乗法を適用して得られる解の内の基本波成分の振
幅値の条件式」すなわち、式（イ）にＫ＝６を代入して
下記のように得られる振幅値演算式（ホ）にて、差動電
流の一定区間における振幅値を求め、当該求められた振
幅値が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出
力する第６の判定手段、および当該第６の判定手段の出
力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突
入電流対策要素を備え、前記励磁突入電流対策要素の出
力により、前記差動保護要素の出力を阻止することによ
り、差動電流の平坦性を検出して、励磁突入電流と事故
電流を確実に区別することが可能となる。

【００７４】これにより、従来では適用が困難であった
内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような
電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流では確実に
不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作するこ
とができる。

【００７５】次に振幅値演算式（ホ）の導出について説
明する。式（イ）にＫ＝６を代入して、

【数３４】

【００７６】

【数３５】

【００７７】本発明の請求項６に係るディジタル保継電
器は、前記求められた差動電流の内、前記の電気角Ｔと
同じまたは異なる電気角Ｔ′度間隔の、前記の個数Ｋと
同じまたは異なるＫ′個の瞬時値のディジタル量
（ｉ_m ′，ｉ_m-1 ′，ｉ_m-2 ′，ｉ_m-3 ′，…，ｉ
_m-(K′-1) ′）を導入し、下記振幅値演算式（ヘ）に
て、差動電流の一定区間における振幅値を求め、ここで
求められた振幅値が一定値以下か否かを判定して一定値
以下の時に出力する第７の判定手段と、前記第７の判定
手段の出力と前記第２の判定手段乃至第６の判定手段の
出力との論理和を演算する第１の論理和演算手段とを励
磁突入電流対策要素に新たに付加した。

【００７８】

【数３６】

【００７９】通常、励磁突入電流は変圧器に電圧を印加
したときに発生するが、保護範囲外部での事故が除去さ
れた時（＝事故回復時）の電圧上昇によっても、励磁突
入電流が発生することがある。この時は、通常の変圧器
電圧印加時とは異なり、励磁突入電流に加えて変圧器を
通過する電流も発生する。このような場合、保護継電器
の見る励磁突入電流（＝差動電流）の無電流期間は、変
圧器のタップ位置の影響を受ける構成などにより、変圧
器を通過する電流の影響を受けた電流期間となる。

【００８０】一般的に、事故回復時に発生する励磁突入
電流の大きさは、通常の変圧器電圧印加時に発生する励
磁突入電流よりも小さく、その無電流期間は、通常の変
圧器電圧印加時に発生する励磁突入電流の無電流期間よ
りも長い。一方、請求項１乃至請求項５に記載の振幅値
演算式には、その演算区間が広いほど高調波の影響を低
減する特徴があり、演算区間が広い振幅値演算式を併用
することで、変圧器を通過する電流の影響を小さくし、
事故回復時の励磁突入電流の無電流期間をより一層確実
に検出することが可能であり、励磁突入電流による保護
継電器の誤動作を防止することができる。

【００８１】従って、まず、請求項６に対応する発明の
ディジタル形保護継電器においては、請求項１に記載の
ディジタル形保護継電器において、前記求められた差動
電流の内、電気角Ｔ′度間隔のＫ′個の瞬時値のディジ
タル量（ｉ_m ′，ｉ_m-1 ′，ｉ_m-2 ′，ｉ_m-3 ′，…，
ｉ_m-(K′-1) ′）を導入し、振幅値演算式（ヘ）へ、

【００８２】

【数３７】

【００８３】にて、差動電流の一定区間における振幅値
を、広い演算区間にて求め、当該求められた振幅値が一
定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力する第
７の判定手段を付加し、第７の判定手段で事故回復時の
励磁突入電流の平坦性をより確実に検出し、さらに当該
第７の判定手段の出力と前記第２の判定手段の出力との
論理和を演算する第１の論理和演算手段とを励磁突入電
流対策要素に付加することで、励磁突入電流と事故電流
をより確実に格別することが可能となる。

【００８４】これにより、従来では適用が困難であった
内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような
電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流では確実に
不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作するこ
とができる。

【００８５】本発明の請求項７に係るディジタル保継電
器は、請求項１乃至請求項５記載のディジタル形保護継
電器において、第２の判定手段乃至第６の判定手段の出
力を所定時間動作遅延する第１の動作遅延手段を励磁突
入電流対策要素に新たに付加し、前記第１の動作遅延手
段の出力を前記第１の復帰遅延手段乃至第５の復帰遅延
手段の入力とするようにした。

【００８６】請求項７に対応する発明のディジタル形保
継電器においては、請求項１乃至請求項５に記載のディ
ジタル形保護継電器において、第２の判定手段乃至第６
の判定手段の出力を所定時間動作遅延する第１の動作遅
延手段を励磁突入電流対策要素に付加するようにして、
偶発的に事故電流に短期間の平坦部分が生じても、励磁
突入電流対策要素の不要出力がなく、保護継電器は正常
動作することができ、励磁突入電流と事故電流をより確
実に区別することが可能となる。

【００８７】これにより、従来では適用が困難であった
内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような
電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流では確実に
不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作するこ
とができる。

【００８８】本発明の請求項８に係るディジタル保継電
器は、請求項１乃至請求項５記載のディジタル形保護継
電器において、第２の判定手段乃至第６の判定手段の現
時点の出力と第２の判定手段乃至第６の判定手段の１サ
イクルまたは複数サイクル前の出力との論理積を演算す
る第１の論理積演算手段を新たに付加し、前記第１の論
理積演算手段の出力を前記第１の復帰遅延手段乃至第５
の復帰遅延手段の入力とするようにした。

【００８９】請求項８に対応する発明のディジタル形保
継電器においては、請求項１乃至請求項５に記載のディ
ジタル形保護継電器において、第２の判定手段乃至第６
の判定手段の出力と第２の判定手段乃至第６の判定手段
の１サイクルまたは複数サイクル前の出力との論理積を
演算する第１の論理積演算手段を新たに付加し、前記論
理積演算手段の出力を前記第１の復帰遅延手段乃至第５
の復帰遅延手段の入力とするようにして、過渡的に事故
電流に短期間の平坦部分が生じても、励磁突入電流対策
要素の不要出力がなく、保護継電器は正常動作すること
ができ、励磁突入電流と事故電流をより確実に区別する
ことが可能となる。

【００９０】これにより、従来では適用が困難であった
内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような
電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流では確実に
不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作するこ
とができる。

【００９１】本発明の請求項９に係るディジタル保継電
器は、請求項１乃至請求項５記載のディジタル形保護継
電器において、前記求められた振幅値の現時点の値と１
サイクルまたは複数サイクル前の値または１サンプリン
グ以前の値とを比較していずれか大きい方の値を求め、
かつ当該大きい方の値が一定値以下か否かを判定して一
定値以下の時に出力を生じる第８の判定手段を新たに付
加し、前記第８の判定手段の出力を前記第１の復帰遅延
手段乃至第５の復帰遅延手段の入力とするようにした。

【００９２】請求項９に対応する発明のディジタル形保
継電器においては、請求項１乃至請求項５に記載のディ
ジタル形保護継電器において、前記求められた振幅値の
現時点の値と１サイクルまたは複数サイクル前の値とを
比較していずれかの大きい方の値を求め、かつ当該大き
い方の値が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時
に出力を生じる第８の判定手段を新たに付加し、当該第
８の判定手段の出力を前記第１の復帰遅延手段乃至第５
の復帰遅延手段の入力とするようにして、過渡的に事故
電流に短期間の平坦部分が生じても、励磁突入電流対策
要素の不要出力がなく、保護継電器は正常動作すること
ができ、励磁突入電流と事故電流をより確実に区別する
ことが可能となる。

【００９３】これにより、従来では適用が困難であった
内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような
電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流では確実に
不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作するこ
とができる。

【００９４】本発明の請求項１０に係るディジタル保継
電器は、請求項１乃至請求項９記載のディジタル形保護
継電器において、複数の端子を有する被保護対象のいず
れか１つの端子又は複数端子の各相毎の交流電圧を導入
し、当該導入された交流電圧を各々一定時間間隔でサン
プリングして交流電圧の瞬時値のディジタル量に変換
し、ここで変換されたディジタル量を用いて各相毎の電
圧の振幅値を求め、当該求められた電圧の振幅値が所定
の値以上である時に出力を生じる第９の判定手段と、前
記第９の判定手段の出力と前記第２の復帰遅延手段乃至
第５の復帰遅延手段の出力との論理積を演算する第２の
論理積演算手段とを励磁突入電流対策要素に新たに付加
した。

【００９５】また、変圧器の端子電圧に着目した場合、
励磁突入電流が発生するような電圧印加時の変圧器端子
電圧は大きく、変圧器内部事故時の端子電圧は小さい、
という違いがある。そこで、電圧の振幅値の大きさを判
定する手段を併用することで、励磁突入電流と内部事故
電流との識別をより一層確実に行うことが可能であり、
励磁突入電流による保護継電器の誤動作を防止すること
ができる。

【００９６】従って、まず、請求項１０に対応する発明
のディジタル形保護継電器においては、請求項１乃至請
求項９に記載のディジタル形保護継電器において、複数
の端子を有する被保護対象のいずれか１つの端子の各相
毎の交流電圧を導入し、当該導入された交流電圧を各々
一定時間間隔でサンプリングして交流電圧の瞬時値のデ
ィジタル量に変換し、当該変換されたディジタル量を用
いて各相毎の電圧の振幅値を求め、当該求められた電圧
の振幅値が所定の値以上である時に出力を生じる第９の
判定手段と、当該第９の判定手段の出力と前記第２の復
帰遅延手段乃至第５の復帰遅延手段の出力との論理積を
演算する第２の論理積演算手段とを励磁突入電流対策要
素に新たに付加するようにして、電圧の大きさを検出し
て、励磁突入電流と事故電流をより確実に区別すること
が可能となる。

【００９７】これにより、従来では適用が困難であった
内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような
電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流では確実に
不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作するこ
とができる。

【００９８】本発明の請求項１１に係るディジタル保継
電器は、請求項１乃至請求項９記載のディジタル形保護
継電器において、複数の端子を有する被保護対象のいず
れか１つの端子又は複数端子の各相毎の交流電圧を導入
し、当該導入された交流電圧を各々一定時間間隔でサン
プリングして交流電圧の瞬時値のディジタル量に変換
し、前記求められた交流電圧の内、電気角Ｔ度間隔のＫ
個の瞬間値のディジタル量（Ｖ_m ，Ｖ_m-1 ，Ｖ_m-2 ，Ｖ
_m-3 ，…，Ｖ_m-(K-1) ）を導入し、下記の振幅値演算式
（ト）にて、交流電圧の一定区間における振幅値を求
め、ここで求められた振幅値が一定値以上か否かを判定
して一定値以上の時に出力する第１０の判定手段と、お
よび前記第１０の判定手段の出力と前記第２の判定手段
乃至第８の判定手段の出力との論理積を演算する第３の
論理積演算手段とを励磁突入電流対策要素に新たに付加
した。

【００９９】

【数３８】

【０１００】さらに、短い期間の変圧器の端子電圧に着
目した場合、励磁突入電流が発生するような電圧印加時
の変圧器端子電圧は大きく、変圧器内部事故時の端子電
圧は小さい、という違いに加えて、励磁突入電流の無電
流期間においては、電流が流れないため、電圧降下が全
く生じず、最も大きな電圧の振幅値が得られるので、さ
らに変圧器内部事故時の端子電圧との違いが顕著に現れ
るという特徴がある。

【０１０１】そこで、電圧の振幅値の大きさを、差動電
流の振幅値演算と同じ演算期間で求め、当該得られた振
幅値が一定値以上であるか否かを判定する手段を併用す
ることで、励磁突入電流と内部事故電流との識別をより
一層確実に行うことが可能であり、励磁突入電流による
保護継電器の誤動作を防止することができる。

【０１０２】請求項１１に対応する発明のディジタル形
保護継電器においては、請求項１乃至請求項９記載のデ
ィジタル形保護継電器において、複数の端子を有する被
保護対象のいずれか１つの端子又は複数端子の各相毎の
交流電圧を導入し、当該導入された交流電圧を各々一定
時間間隔でサンプリングして交流電圧の瞬時値のディジ
タル量に変換し、前記求められた交流電圧の内、電気角
Ｔ度間隔のＫ個の瞬間値のディジタル量（Ｖ_m ，
Ｖ_m-1 ，Ｖ_m-2 ，Ｖ_m-3 ，…，Ｖ_m-(K-1) ）を導入し、
下記の振幅値演算式（ト）、

【０１０３】

【数３９】

【０１０４】にて、交流電圧の一定区間における振幅値
を求め、ここで求められた振幅値が一定値以上か否かを
判定して一定値以上の時に出力する第１０の判定手段
と、および前記第１０の判定手段の出力と前記第２の判
定手段乃至第８の判定手段の出力との論理積を演算する
第３の論理積演算手段とを励磁突入電流対策要素に新た
に付加するようにして、差動電流と同じの短い演算期間
の電圧の振幅値を検出して、励磁突入電流と事故電流を
より区別することが可能となる。

【０１０５】これにより、従来では適用が困難であった
内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような
電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流では確実に
不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作するこ
とができる。

【０１０６】さらに、変圧器の端子電圧の変化に着目し
た場合、励磁突入電流が発生するような電圧印加時の変
圧器端子電圧は電圧印加以前に比べて大きく上昇し、変
圧器内部事故時の端子電圧は低下もしくはほとんど上昇
しない、という違いがある。

【０１０７】そこで、電圧の振幅値の上昇幅を判定する
手段を併用することで、励磁突入電流と内部事故電流と
の識別をより一層確実に行うことが可能であり、励磁突
入電流による保護継電器の誤動作を防止することができ
る。

【０１０８】本発明の請求項１２に係るディジタル保護
継電器は、請求項１乃至請求項１１記載のディジタル形
保護継電器において、複数の端子を有する被保護対象の
いずれか１つの端子又は複数端子の各相毎の交流電圧を
導入し、当該導入された交流電圧を各々一定時間間隔で
サンプリングして交流電圧の瞬間値のディジタル量に変
換し、当該変換されたディジタル量を用いて各相毎の電
圧の振幅値を求め、当該求められた電圧の振幅値が所定
の値以上増加した時に出力を生じる第１１の判定手段
と、前記第１１の判定手段の出力を所定時間復帰遅延す
る第６の復帰遅延手段と、前記第６の復帰遅延手段の出
力と前記励磁突入電流対策要素との論理積を演算する第
４の論理積演算手段とを新たに付加し、前記第４の論理
積演算手段の出力により、前記差動保護要素の出力を阻
止するようにした。

【０１０９】これにより、従来では適用が困難であった
内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような
電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流では確実に
不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作するこ
とができる。

【０１１０】本発明の請求項１３に係るディジタル保護
継電器は、請求項１乃至請求項１２記載のディジタル形
保護継電器において、前記差動保護要素の出力を所定時
間動作遅延する第２の動作遅延手段と、前記差動保護要
素の出力と励磁突入電流対策要素の出力との論理積を演
算する第５の論理積演算手段とを新たに付加し、前記第
５の論理積演算手段の出力により、前記第２の動作遅延
手段の出力を阻止するようにした。

【０１１１】これにより、従来では適用が困難であった
内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような
電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流では確実に
不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作するこ
とができる。

【０１１２】図１は請求項１に係るディジタル形保護継
電器である変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機
能ブロック図であり、図１において図３１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
部分についてのみ説明する。

【０１１３】すなわち、本実施形態の差動リレー１は、
図１に示すように、図３１における励磁突入電流対策要
素６を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策
要素６１を備えた構成としている。

【０１１４】この励磁突入電流対策要素６１は、振幅値
演算部２１と、平坦判定演算部２２と、復帰遅延タイマ
ー２３とからなっている。ここで、振幅値演算部２１
は、前記差動要素５の差動電流演算部１４により求めら
れた差動電流Ｉｄの波形の一定区間における振幅値を求
めるものである。

【０１１５】すなわち、本例では、差動電流の内、電気
角Ｔ度間隔のＫ個の瞬時値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ
_m-1 ，ｉ_m-2 ，ｉ_m-3 ，…，ｉ_m-(K-1) ）を導入し、振
幅値演算式（イ）にて差動電流の一定区間における振幅
値を求めるものである。

【０１１６】

【数４０】

【０１１７】また、平坦判定演算部２２は、振幅値演算
部２１により求められた振幅値が一定値以下であるか否
かを判定し、一定値以下の時に励磁突入電流と判定して
出力を生じるものである。さらに、復帰遅延タイマー２
３は、１サイクル程度以上の遅延時間を持ち、平坦判定
演算部２２の出力を連続化するためのものである。これ
により、復帰遅延タイマー２３の出力によって、差動要
素５の出力を阻止するようにしている。

【０１１８】次に、以上のように構成した本実施の形態
の差動リレー１の作用について説明する。なお、差動要
素５の作用については、３１の場合と同様であるため、
ここではその説明を省略する。図１において、差動要素
５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、
励磁突入電流対策要素６１に導入され、振幅演算部２１
にて振幅値を検出するための演算を行って、振幅値Ｊが
求められる。そして、ここで求められた振幅値Ｊが所定
値ｋ以下の時に、平坦判定演算部２２は出力を生じる。

【０１１９】一方、復帰遅延タイマー２３の出力をＮＯ
Ｔ演算回路１９にて反転させ、さらに論理積演算回路２
０で差動要素５の出力との論理積演算を行うことによ
り、励磁突入電流にて動作する差動要素５の出力を阻止
し、差動リレー１としての誤動作を防止することができ
る。

【０１２０】以下に、かかる点についてより具体的に説
明する。まず、変圧器内部事故による事故電流と、励磁
突入電流の電流波形の特徴の違いを説明する。図２は、
事故電流（ａ）と励磁突入電流（ｂ）の電流波形の特徴
の違いを示す波形図であり、励磁突入電流には、１サイ
クル中に変圧器鉄心の飽和が解けて電流が流れない区間
（無電流期間）が必ず存在するのに対し、事故電流に
は、基本波電流もしくは不特定高調波電流の重畳のため
無電流期間が生じることはない。

【０１２１】なお、励磁突入電流の１サイクル中に存在
する無電流期間は本来電流零であるが、変流器ＣＴによ
る直流分喪失等により、必ずしも保護継電器の見る励磁
突入電流（＝差動電流Ｉｄ）の無電流期間は単純に電流
零ではなく、瞬時値の変化が少ない平坦な電流期間であ
ると言える。

【０１２２】このため、電流の１サイクル中の一定区間
における振幅値が小さいこと、すなわち平坦性を見るこ
とで、励磁突入電流と判定することができ、差動リレー
１の誤動作を防止する。すなわち、励磁突入電流対策要
素６１の振幅値演算部２１では、振幅値を求めるための
以下のような演算が行われる。

【０１２３】図３（ａ）は、励磁突入電流を、その瞬時
値のディジタル量に変換したときの値を示すものであ
る。図３（ａ）において、現時点の瞬時値をｉ_m 、１サ
ンプリング（以下、ｓｐと表す）前の瞬時値をｉ_m-1 、
２ｓｐ前の瞬時値をｉ_m-2 、３ｓｐ前の瞬時値を
ｉ_m-3 ，…，（Ｋ−１）ｓｐ前の瞬時値をｉ_{m -(k-1)}と
置く。

【０１２４】図３（ａ）の瞬時値にて振幅値演算を説明
すると、１サイクル中の一定区間のＫ個の瞬時値（例え
ば区間ａのｉ_m 〜ｉ_{m -(k-1)}）から、下記の（イ）式で
求める。なお、一定区間とは最大励磁突入電流での無電
流期間より小さい区間であればよく、特に限定した期間
ではない。

【０１２５】このＪの値を振幅値と称し、差動電流の１
サイクル中の一定区間における振幅値を表すものであ
り、差動電流の１サイクル中の前記一定区間の電流波形
が平坦である場合のみ、振幅値Ｊは零となる。

【０１２６】

【数４１】

【０１２７】区間ａの振幅値Ｊと同様に、ｓｐ毎に過去
Ｋ個のｓｐ数を用いて演算（図３（ａ）では区間ｂ，ｃ
…）することにより、常に一定区間の振幅値を見ること
ができ、図３（ｂ）の振幅値演算部２１での演算結果に
示すような個々の振幅値Ｊａ，Ｊｂ，Ｊｃ…の値とな
る。

【０１２８】図３（ｂ）のような平坦区間を持った励磁
突入電流による差動電流Ｉｄでの振幅値Ｊの値は、演算
区間がすべて差動電流Ｉｄの平坦部分に含まれた時（図
３（ａ）の区間ａ）に、その値は最小となる。また、振
幅値Ｊが一定値ｋよりも小さい値をとった時に、平坦判
定演算部２２は、図３（ｃ）の平坦判定演算部２２での
演算結果のように出力を生じる。

【０１２９】なお、上記一定値ｋは、事故電流と励磁突
入電流の平坦部分との区別を行うための値であり、変流
器ＣＴによる直流分喪失やリレーの演算誤差等による誤
判定とならない値である。

【０１３０】次に、事故電流と励磁突入電流との平坦性
検出の一例について、図４を用いて説明する。まず、励
磁突入電流（ｂ）について述べる。前述したように、差
動リレーの振幅値演算部２１では、一定区間（ここでは
ｔ１の演算区間を持つ）の振幅値Ｊをｓｐ毎に常に演算
しており、平坦区間を持った励磁突入電流による差動電
流Ｉｄでの振幅値Ｊの値は、演算区間（ｔ１）がすべて
平坦部分に含まれた時に最小となり、その値が一定値ｋ
以下の時に平坦判定演算部２２は出力を生じる。

【０１３１】図４のｔ１は、すべて平坦部分に含まれた
ときの演算区間を示すものであり、その後、電流の立ち
上がりと共に演算区間での平坦性がなくなり、振幅値Ｊ
が一定値ｋ以上となるまでの時間ｔ２の間、平坦判定演
算部２２は出力を生じる。また、次のサイクルでも同様
の検出を行うため、１サイクルに１回は必ず平坦判定演
算部２２が出力を生じる。

【０１３２】このため、平坦判定演算部２２の出力は、
１サイクル毎の断続出力となるため、１サイクル程度以
上の時間を持った復帰遅延タイマー２３によって連続化
を行い、この復帰遅延タイマーの出力を励磁突入電流対
策要素６１の出力とする。そして、この復帰遅延タイマ
ー２３の出力をＮＯＴ演算回路１９にて反転させて、差
動要素５の出力との論理積演算を論理積演算回路２０に
て行うことにより、励磁突入電流にて動作する差動要素
５の出力を阻止し、差動リレー１としての誤動作を防止
することができる。

【０１３３】一方、事故電流（ａ）には、基本波電流の
他に高調波電流も多く含まれる場合があり、特に従来の
差動リレーが誤不動作となるような第２調波近傍の高調
波に対しても、ｔ１時間だけの平坦区間が生じないた
め、平坦判定演算部２２の出力はなく、差動判定演算部
１６の出力は、論理積演算回路２０を通してそのまま差
動リレー１の出力となり、正常動作を行うことができ
る。

【０１３４】なお、以上の説明では、平坦性を表す値と
して、振幅値Ｊを基に説明してきたが、下記の一般式
（（イ−１）式）で表される値としてもよい。すなわ
ち、前記演算された差動電流の内、電気角Ｔ度間隔のＫ
個の瞬時値のディジタル量（ｉ_m，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，
…，ｉ_m-(K-1) ）を導入し、一定区間での振幅値をＮ乗
した値を求める。

【０１３５】つまり、（イ−１）式で表れる振幅値のＮ
乗Ｊ^N を振幅値演算として求める。そして、この求めら
れた振幅値のＮ乗Ｊ^N が一定値ｋ以下の時に出力を生じ
る平坦判定演算部２２を備えた励磁突入電流対策要素６
１を備えて、その出力によって前記差動要素５の出力を
阻止することにより、前述した場合と同様の作用を奏す
ることができる。

【０１３６】

【数４２】

【０１３７】一例を挙げると、Ｎ＝２の時は（イ−１）
式の代わりに（イ−２）式を用いてもよいことになる。

【数４３】

【０１３８】上述したように、本実施の形態において
は、変圧器励磁突入電流と変圧器内部事故電流との波形
の違い、すなわち励磁突入電流は１サイクル中に変圧器
鉄心の磁束飽和によって電流が流れる区間と変圧器鉄心
の飽和が解けて電流が流れない一定の平坦部分が必ず存
在するのに対し、事故電流は基本波電流もしくは不特定
多数の高調波電流重畳のため一定区間の平坦部分が生じ
ないことに着目したものである。

【０１３９】そして差動電流Ｉｄの内、電気角Ｔ度間隔
のＫ個の瞬時値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，
ｉ_m-2 ，…，ｉ_m-(K-1) ）を導入し、一定区間での振幅
値をＮ乗した値を求め、この振幅値のＮ乗が一定値以下
であるときに励磁突入電流と判定して出力を生じる励磁
突入電流対策要素６１を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を
検出し、この励磁突入電流対策要素６１の出力によって
前記差動要素５の出力を阻止するようにした。

【０１４０】したがって励磁突入電流と事故電流を確実
に区別することができ、前述した従来では適用が困難で
あった。内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含
むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁
突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時に
は確実に動作することが可能なディジタル形保護継電器
を得ることができる。

【０１４１】図５は請求項２に係るディジタル形保護継
電器である変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機
能ブロック図であり、図１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
み説明する。なお、差動要素５の構成については、図１
と全く同じであるため、図５ではその構成の一部を割愛
している。

【０１４２】即ち、本実施の形態の差動リレー１は、図
５に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６
１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要
素６２を備えた構成としている。この励磁突入電流対策
要素６２は、振幅値演算部２４と、平坦判定演算部２２
と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。

【０１４３】ここで、振幅値演算部２４は、前記差動要
素５の差動電流演算部１４により求められた差動電流Ｉ
ｄの波形の一定区間における振幅値を求めるものであ
る。即ち、本例では、差動電流の内、電気角Ｔ度間隔の
３個の瞬時値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ）
を導入し、下記の振幅値演算式（ロ）にて差動電流の一
定区間における振幅値を求める。

【０１４４】

【数４４】

【０１４５】また、平坦判定演算部２２は、振幅値演算
部２４により求められた振幅値が一定値以下であるか否
かを判定し、一定値以下の時に励磁突入電流と判定して
出力を生じるものである。即ち、本例では、振幅値演算
部２４により求められた振幅値が一定値以下であるか否
かを判定し、一定値以下の時に励磁突入電流と判定して
出力を生じる。

【０１４６】さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイ
クル程度以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部２２の
出力を連続化するためのものである。これにより、復帰
遅延タイマー２３の出力によって、差動要素５の出力を
阻止できる。

【０１４７】次に、本実施の形態の差動リレー１の作用
について説明する。なお、差動要素５の作用について
は、前記図３１の場合と同様であるので、ここではその
説明を省略する。図５において、差動要素５の差動電流
演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流
対策要素６２に導入され、振幅値演算部２４にて平坦性
を検出するための演算を行って振幅値Ｊが求められる。
そして、ここで求められた振幅値Ｊが所定値ｋ以下の時
に、平坦判定演算部２２は出力を生じる。

【０１４８】一方、復帰遅延タイマー２３の出力をＮＯ
Ｔ演算回路１９にて反転させ、さらに論理積演算回路２
０で差動要素５の出力との論理積演算を行うことによ
り、励磁突入電流にて動作する差動要素５の出力を阻止
し、差動リレー１としての誤動作を防止することができ
る。

【０１４９】以下に、かかる点についてより具体的に説
明する。変圧器内部事故による事故電流と、励磁突入電
流の電流波形の特徴の違いについては、前記第１の実施
の形態の場合と全く同じであるため、その説明を割愛す
る。本実施の形態においても、前記第１の実施の形態の
場合と同様に、電流の１サイクル中の一定区間における
振幅値が小さいこと、即ち平坦性を見ることで、励磁突
入電流と判定することができ、差動リレー１の誤動作を
防止する。即ち、励磁突入電流対策要素６２の振幅値演
算部２４では、振幅値を求めるための以下のような演算
が行われる。

【０１５０】図６（ａ）は、励磁突入電流を、その瞬時
値のディジタル量に変換したときの値を示すものであ
る。図６（ａ）において、現時点の瞬時値をｉ_m 、１サ
ンプリング（以下、ｓｐと表す）前の瞬時値をｉ_m-1 、
２ｓｐ前の瞬時値をｉ_m-2 と置く。

【０１５１】図６（ａ）の瞬時値にて振幅値演算を説明
すると、１サイクル中の一定区間の３個の瞬時値（例え
ば区間ａのｉ_m 〜ｉ_m-2 ）から、下記の振幅値演算式
（ロ）で求める。

【０１５２】

【数４５】

【０１５３】なお、一定区間とは最大励磁突入電流での
無電流期間より小さい区間であればよく、特に限定した
期間ではない。このＪの値を振幅値と称し、差動電流の
１サイクル中の一定区間における振幅値を表すものであ
り、差動電流の１サイクル中の前記一定区間の電流波形
が平坦である場合のみ、振幅値Ｊは零となる。

【０１５４】区間ａの振幅値Ｊと同様に、ｓｐ毎に過去
３個のｓｐ数を用いて演算（図６（ａ）では区間ｂ，ｃ
…）することにより、常に一定区間の振幅値を見ること
ができ、図６（ｂ）の振幅値演算部２４での演算結果に
示すような個々の振幅値Ｊａ，Ｊｂ，Ｊｃ…の値とな
る。

【０１５５】図６（ｂ）のような平坦区間を持った励磁
突入電流による差動電流Ｉｄでの振幅値Ｊの値は、演算
区間がすべて差動電流Ｉｄの平坦部分に含まれた時（図
６（ａ）の区間ａ）に、その値は最小となる。また、振
幅値Ｊが一定値ｋよりも小さい値をとった時に、平坦判
定演算部２２は、図６（ｃ）の平坦判定演算部２２での
演算結果のように出力を生じる。

【０１５６】なお、上記一定値ｋは、事故電流と励磁突
入電流の平坦部分との区別を行うための値であり、変流
器ＣＴによる直流分喪失やリレーの演算誤差等による誤
判定とならない値である。なお、以上の説明では、平坦
性を表す値として、振幅値Ｊを基に説明したが、下記の
一般式（（ロ−１）式）で表される値としてもよい。

【０１５７】すなわち、前記演算された差動電流の内、
電気角Ｔ度間隔の３個の瞬時値のディジタル量（ｉ_m ，
ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ）を導入し、一定区間での振幅値をＮ乗
した値を求める。つまり、（ロ−１）式で表される振幅
値のＮ乗Ｊ^N を振幅値演算として求める。

【０１５８】

【数４６】

【０１５９】一例を挙げると、Ｎ＝２の時は（ロ−１）
式の代わりに（ロ−２）式を用いてもよいことになる。

【数４７】

【０１６０】そして、この求められた振幅値のＮ乗Ｊ^N
が一定値ｋ以下の時に出力を生じる平坦判定演算部２２
を備えた励磁突入電流対策要素６２を備えて、その出力
によって前記差動要素５の出力を阻止することにより、
前述した場合と同様の作用を奏する。

【０１６１】なお、本実施の形態においては、３個のｓ
ｐ数を用いて演算しているので、ｓｐ間隔がＴの保護継
電器の場合、その演算区間は３Ｔとなる。この場合、演
算区間３Ｔがすべて差動電流Ｉｄの平坦部分に含まれる
時に振幅値Ｊの値は最小となる。本実施の形態によれ
ば、最大励磁突入電流の平坦部分が３Ｔ以上となるよう
な変圧器に適用すると、事故電流と励磁突入電流の平坦
部分との区別が容易にできる。

【０１６２】本実施形態においては、差動電流Ｉｄの
内、電気角Ｔ度間隔の３個の瞬時値のディジタル量（ｉ
_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ）を導入して一定区間での振幅値を
Ｎ乗した値を求め、この振幅値のＮ乗が一定値以下であ
るときに励磁突入電流と判定して出力を生じる励磁突入
電流対策要素６２を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出
し、この励磁突入電流対策要素６２の出力によって前記
差動要素５の出力を阻止するようにしたので、励磁突入
電流と事故電流を確実に区別することができ、前述した
従来では適用が困難であった。

【０１６３】内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流
を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しも、変圧器励
磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時
には確実に動作することが可能なディジタル形保護継電
器を得ることができる。

【０１６４】図７は請求項３に係るディジタル形保護継
電器である変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機
能ブロック図であり、図１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
み説明する。なお、差動要素５の構成については、図１
と全く同じであるため、図７ではその構成の一部を割愛
している。

【０１６５】即ち、本実施の形態の差動リレー１は、図
７に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６
１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要
素６３を備えた構成としている。この励磁突入電流対策
要素６３は、振幅値演算部２５と、平坦判定演算部２２
と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。

【０１６６】ここで、振幅値演算部２５は、前記差動要
素５の差動電流演算部１４により求められた差動電流Ｉ
ｄの波形の一定区間における振幅値を求めるものであ
る。即ち、本例では、差動電流の内、電気角Ｔ度間隔の
４個の瞬時値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，
ｉ_m-3 ）を導入し、下記の振幅値演算式（ハ）にて差動
電流の一定区間における振幅値を求める。

【０１６７】

【数４８】

【０１６８】また、平坦判定演算部２２は、振幅値演算
部２５により求められた振幅値が一定値以下であるか否
かを判定し、一定値以下の時に励磁突入電流と判定して
出力を生じるものである。即ち、本例では、振幅値演算
部２５により求められた振幅値が一定値以下であるか否
かを判定し、一定値以下の時に励磁突入電流と判定して
出力を生じるものである。

【０１６９】さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイ
クル程度以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部２２の
出力を連続化するためのものである。これにより、復帰
遅延タイマー２３の出力によって、差動要素５の出力を
阻止できる。

【０１７０】次に、本実施の形態の差動リレー１の作用
について説明する。なお、差動要素５の作用について
は、前記図３１の場合と同様であるので、ここではその
説明を省略する。図７において、差動要素５の差動電流
演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流
対策要素６３に導入され、振幅値演算部２５にて平坦性
を検出するための演算を行って振幅値Ｊが求められる。
そして、ここで求められた振幅値Ｊが所定値ｋ以下の時
に、平坦判定演算部２２は出力を生じる。

【０１７１】一方、復帰遅延タイマー２３の出力をＮＯ
Ｔ演算回路１９にて反転させ、さらに論理積演算回路２
０で差動要素５の出力との論理積演算を行うことによ
り、励磁突入電流にて動作する差動要素５の出力を阻止
し、差動リレー１としての誤動作を防止することができ
る。

【０１７２】以下に、かかる点についてより具体的に説
明する。変圧器内部事故による事故電流と、励磁突入電
流の電流波形の特徴の違いについては、前記第１の実施
の形態の場合と全く同じであるため、その説明を割愛す
る。本実施の形態においても、前記第１の実施の形態の
場合と同様に、電流の１サイクル中の一定区間における
振幅値が小さいこと、即ち平坦性を見ることで、励磁突
入電流と判定することができ、差動リレー１の誤動作を
防止する。すなわち、励磁突入電流対策要素６３の振幅
値演算部２５では、振幅値を求めるための以下のような
演算が行われる。

【０１７３】図８（ａ）は、励磁突入電流を、その瞬時
値のディジタル量に変換したときの値を示すものであ
る。図８（ａ）において、現時点の瞬時値をｉ_m 、１サ
ンプリング（以下、ｓｐと表す）前の瞬時値をｉ_m-1 、
２ｓｐ前の瞬時値をｉ_m-2 、３ｓｐ前の瞬時値をｉ_m-3
と置く。

【０１７４】図８（ａ）の瞬時値にて振幅値演算を説明
すると、１サイクル中の一定区間の４個の瞬時値（例え
ば区間ａのｉ_m 〜ｉ_m-3 ）から、下記の振幅値演算式
（ハ）で求める。なお、一定区間とは最大励磁突入電流
での無電流期間より小さい区間であればよく、特に限定
した期間ではない。

【０１７５】

【数４９】

【０１７６】このＪの値を振幅値と称し、差動電流の１
サイクル中の一定区間における振幅値を表すものであ
り、差動電流の１サイクル中の前記一定区間の電流波形
が平坦である場合のみ、振幅値Ｊは零となる。

【０１７７】区間ａの振幅値Ｊと同様に、ｓｐ毎に過去
４個のｓｐ数を用いて演算（図８（ａ）では区間ｂ，ｃ
…）することにより、常に一定区間の振幅値を見ること
ができ、図８（ｂ）の振幅値演算部２５での演算結果に
示すような個々の振幅値Ｊａ，Ｊｂ，Ｊｃ…の値とな
る。

【０１７８】図８（ｂ）のような平坦区間を持った励磁
突入電流による差動電流Ｉｄでの振幅値Ｊの値は、演算
区間がすべて差動電流Ｉｄの平坦部分に含まれた時（図
８（ａ）の区間ａ）に、その値は最小となる。また、振
幅値Ｊが一定値ｋよりも小さい値をとった時に、平坦判
定演算部２２は、図８（ｃ）の平坦判定演算部２２での
演算結果のように出力を生じる。

【０１７９】なお、上記一定値ｋは、事故電流と励磁突
入電流の平坦部分との区別を行うための値であり、変流
器ＣＴによる直流分喪失やリレーの演算誤差等による誤
判定とならない値である。なお、以上の説明では、平坦
性を表す値として、振幅値Ｊを基に説明したが、下記の
一般式（（ハ−１）式）で表される値としてもよい。

【０１８０】すなわち、前記演算された差動電流の内、
電気角Ｔ度間隔の４個の瞬時値のディジタル量（ｉ_m ，
ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，ｉ_m-3 ）を導入し、一定区間での振幅
値をＮ乗した値を求める。つまり、（ハ−１）式で表さ
れる振幅値のＮ乗Ｊ^N を振幅値演算として求める。

【０１８１】

【数５０】

【０１８２】一例を挙げると、Ｎ＝２の時は（ハ−１）
式の代わりに（ハ−２）式を用いてもよいことになる。

【数５１】

【０１８３】そして、この求められた振幅値のＮ乗Ｊ^N
が一定値ｋ以下の時に出力を生じる平坦判定演算部２２
を備えた励磁突入電流対策要素６３を備えて、その出力
によって前記差動要素５の出力を阻止することにより、
前述した場合と同様の作用を奏する。

【０１８４】なお、本実施の形態においては、４個のｓ
ｐ数を用いて演算しているので、ｓｐ間隔がＴの保護継
電器の場合、その演算区間は４Ｔとなる。この場合、演
算区間４Ｔがすべて差動電流１ｄの平坦部分に含まれた
時に振幅値Ｊの値は最小となる。

【０１８５】よって、本実施の形態は、最大励磁突入電
流の平坦部分が４Ｔ以上となるような変圧器に適用する
と、事故電流と励磁突入電流の平坦部分との区別が容易
に行うことができる。

【０１８６】一方、ｓｐ間隔が同じＴの保護継電器の場
合、本実施の形態（演算区間４Ｔ）の方が、前述の第２
の実施の形態（演算区間３Ｔ）に比べて、前述の平坦部
分における変流器ＣＴによる直流分喪失やリレーの演算
誤差を受けにくい特徴がある。よって、最大励磁突入電
流の平坦部分が４Ｔ以上となるような変圧器に本実施の
形態（演算区間４Ｔ）を適用すると、前述の第２の実施
の形態（演算区間３Ｔ）を適用する場合よりも、事故電
流と励磁突入電流の平坦部分との区別がさらに容易に行
える。

【０１８７】本実施の形態においては、差動電流Ｉｄの
内、電気角Ｔ度間隔の４個の瞬時値のディジタル量（ｉ
_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，ｉ_m-3 ）を導入して一定区間での
振幅値をＮ乗した値を求め、この振幅値のＮ乗が一定値
以下であるときに励磁突入電流と判定して出力を生じる
励磁突入電流対策要素６３を備えて差動電流Ｉｄの平坦
性を検出し、この励磁突入電流対策要素６３の出力によ
って前記差動要素５の出力を阻止するようにしたので、
励磁突入電流と事故電流を確実に区別することができ、
前述した従来では適用が困難であった。内部事故電流に
第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧
器Ｔｒに対しも、変圧器励磁突入電流では確実に不動作
となり、変圧器内部事故時には確実に動作することが可
能なディジタル形保護継電器を得ることができる。

【０１８８】図９は請求項４に係るディジタル形保護継
電器である変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機
能ブロック図であり、図１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
み説明する。なお、差動要素５の構成については、図１
と全く同じであるため、図９ではその構成の一部を割愛
している。

【０１８９】すなわち、本実施の形態の差動リレー１
は、図９に示すように、図１における励磁突入電流対策
要素６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流
対策要素６４を備えた構成としている。この励磁突入電
流対策要素６４は、振幅値演算部２６と、平坦判定演算
部２２と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。

【０１９０】ここで、振幅値演算部２６は、前記差動要
素５の差動電流演算部１４により求められた差動電流Ｉ
ｄの波形の一定区間における振幅値を求めるものであ
る。即ち、本例では、差動電流の内、電気角Ｔ度間隔の
５個の瞬時値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，
ｉ_m-3 ，ｉ_m-4 ）を導入し、下記の振幅値演算式（ニ）
にて差動電流の一定区間における振幅値を求める。

【０１９１】

【数５２】

【０１９２】また、平坦判定演算部２２は、振幅値演算
部２６により求められた振幅値が一定値以下であるか否
かを判定し、一定値以下の時に励磁突入電流と判定して
出力を生じるものである。即ち、本例では、振幅値演算
部２６により求められた振幅値が一定値以下であるか否
かを判定し、一定値以下の時に励磁突入電流と判定して
出力を生じるものである。

【０１９３】さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイ
クル程度以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部２２の
出力を連続化するためのものである。これにより、復帰
遅延タイマー２３の出力によって、差動要素５の出力を
阻止する。

【０１９４】次に、本実施の形態の差動リレー１の作用
について説明する。なお、差動要素５の作用について
は、前記図３１の場合と同様であるので、ここではその
説明を省略する。図９において、差動要素５の差動電流
演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流
対策要素６４に導入され、振幅値演算部２６にて平坦性
を検出するための演算を行って、振幅値Ｊが求められ
る。そして、ここで求められた振幅値Ｊが所定値ｋ以下
の時に、平坦判定演算部２２は出力を生じる。

【０１９５】一方、復帰遅延タイマー２３の出力をＮＯ
Ｔ演算回路１９にて反転させ、さらに論理積演算回路２
０で差動要素５の出力との論理積演算を行うことによ
り、励磁突入電流にて動作する差動要素５の出力を阻止
し、差動リレー１としての誤動作を防止することができ
る。

【０１９６】以下に、かかる点についてより具体的に説
明する。変圧器内部事故による事故電流と、励磁突入電
流の電流波形の特徴の違いについては、前記第１の実施
形態の場合と全く同じであるため、その説明を割愛す
る。本実施の形態においても、前記第１の実施形態の場
合と同様に、電流の１サイクル中の一定区間における振
幅値が小さいこと、即ち平坦性を見ることで、励磁突入
電流と判定することができ、差動リレー１の誤動作を防
止する。

【０１９７】即ち、励磁突入電流対策要素６４の振幅値
演算部２６では、振幅値を求めるための以下のような演
算が行われる。図１０（ａ）は、励磁突入電流を、その
瞬時値のディジタル量に変換したときの値を示すもので
ある。図１０（ａ）において、現時点の瞬時値をｉ_m 、
１サンプリング（以下、ｓｐと表す）前の瞬時値をｉ
_m-1 、２ｓｐ前の瞬時値をｉ_m-2 、３ｓｐ前の瞬時値を
ｉ_m-3 、４ｓｐ前の瞬時値をｉ_m-4 と置く。

【０１９８】図１０（ａ）の瞬時値にて振幅値演算を説
明すると、１サイクル中の一定区間の５個の瞬時値（例
えば区間ａのｉ_m 〜ｉ_m-4 ）から、下記の（ニ）式で求
める。なお、一定区間とは最大励磁突入電流での無電流
期間より小さい区間であればよく、特に限定した期間で
はない。

【０１９９】

【数５３】

【０２００】このＪの値を振幅値と称し、差動電流の１
サイクル中の一定区間における振幅値を表すものであ
り、差動電流の１サイクル中の前記一定区間の電流波形
が平坦である場合のみ、振幅値Ｊは零となる。

【０２０１】区間ａの振幅値Ｊと同様に、ｓｐ毎に過去
５個のｓｐ数を用いて演算（図１０（ａ）では区間ｂ、
ｃ…）することにより、常に一定区間の振幅値を見るこ
とができ、図１０（ｂ）の振幅値演算部２６での演算結
果に示すような個々の振幅値Ｊａ、Ｊｂ、Ｊｃ…の値と
なる。

【０２０２】図１０（ｂ）のような平坦区間を持った励
磁突入電流による差動電流Ｉｄでの振幅値Ｊの値は、演
算区間がすべて差動電流Ｉｄの平坦部分に含まれた時
（図１０（ａ）の区間ａ）に、その値は最小となる。ま
た、振幅値Ｊが一定値ｋよりも小さい値をとった時に、
平坦判定演算部２２は、図１０（ｃ）の平坦判定演算部
２２での演算結果のように出力を生じる。

【０２０３】なお、上記一定値ｋは、事故電流と励磁突
入電流の平坦部分との区別を行うための値であり、変流
器ＣＴによる直流分喪失やリレーの演算誤差等による誤
判定とならない値である。なお、以上の説明では、平坦
性を表す値として、振幅値Ｊを基に説明したが、下記の
一般式（（ニ−１）式）で表される値としてもよい。

【０２０４】即ち、前記演算された差動電流の内、電気
角Ｔ度間隔の５個の瞬時値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ
_m-1 ，ｉ_m-2 ，ｉ_m-3 ，ｉ_m-4 ）を導入し、一定区間で
の振幅値をＮ乗した値を求める。つまり、（ニ−１）式
で表される振幅値のＮ乗Ｊ^N を振幅値演算として求め
る。

【０２０５】

【数５４】

【０２０６】一例を挙げると、Ｎ＝２の時は（ニ−１）
式の代わりに（ニ−２）式を用いてもよいことになる。

【数５５】

【０２０７】そして、この求められた振幅値のＮ乗Ｊ^N
が一定値ｋ以下の時に出力を生じる平坦判定演算部２２
を備えた励磁突入電流対策要素６４を備えて、その出力
によって前記差動要素５の出力を阻止することにより、
前述した場合と同様の作用を奏する。

【０２０８】なお、本実施の形態においては、５個のｓ
ｐ数を用いて演算しているので、ｓｐ間隔がＴの保護継
電器の場合、その演算区間は５Ｔとなる。この場合、演
算区間５Ｔがすべて差動電流Ｉｄの平坦部分に含まれた
時に振幅値Ｊの値は最小となる。よって、本実施の形態
は、最大励磁突入電流の平坦部分が５Ｔ以上となるよう
な変圧器に適用すると、事故電流と励磁突入電流の平坦
部分との区別が容易である。

【０２０９】一方、ｓｐ間隔が同じＴの保護継電器の場
合、本実施の形態（演算区間５Ｔ）の方が、前述の第３
の実施の形態（演算区間４Ｔ）に比べて、前述の平坦部
分における変流器ＣＴによる直流分喪失やリレーの演算
誤差を受けにくい特徴がある。よって、最大励磁突入電
流の平坦部分が５Ｔ以上となるような変圧器に本実施の
形態（演算区間５Ｔ）を適用すると、前述の３の実施の
形態（演算区間４Ｔ）を適用する場合よりも、事故電流
と励磁突入電流の平坦部分との区別がさらに容易とな
る。

【０２１０】本実施の形態においては、差動電流Ｉｄの
内、電気角Ｔ度間隔の５個の瞬時値のディジタル量（ｉ
_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，ｉ_m-3 ，ｉ_m-4 ）を導入し、一定
区間での振幅値をＮ乗した値を求め、この振幅値のＮ乗
が一定値以下であるときに励磁突入電流と判定して出力
を生じる励磁突入電流対策要素６４を備えて差動電流Ｉ
ｄの平坦性を検出するものである。

【０２１１】そしてこの励磁突入電流対策要素６４の出
力によって前記差動要素５の出力を阻止するようにした
ので、励磁突入電流と事故電流を確実に区別することが
でき、前述した従来では適用が困難であった、内部事故
電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統
の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実
に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作する
ことが可能なディジタル形保護継電器を得ることができ
る。

【０２１２】図１１は請求項５に係るディジタル形保護
継電器である変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す
機能ブロック図であり、図１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
のみ説明する。なお、差動要素５の構成については、図
１と全く同じであるため、図１１ではその構成の一部を
割愛している。

【０２１３】即ち、本実施の形態の差動リレー１は、図
１１に示すように、図１における励磁突入電流対策要素
６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策
要素６５を備えた構成としている。この励磁突入電流対
策要素６５は、振幅値演算部２７と、平坦判定演算部２
２と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。

【０２１４】ここで、振幅値演算部２７は、前記差動要
素５の差動電流演算部１４により求められた差動電流Ｉ
ｄの波形の一定区間における振幅値を求めるものであ
る。即ち、本例では、差動電流の内、電気角Ｔ度間隔の
６個の瞬時値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，
ｉ_m-3 ，ｉ_m-4 ，ｉ_m-5 ）を導入し、下記の振幅値演算
式（ホ）にて差動電流の一定区間における振幅値を求め
る。

【０２１５】

【数５６】

【０２１６】また、平坦判定演算部２２は、振幅値演算
部２７により求められた振幅値が一定値以下であるか否
かを判定し、一定値以下の時に励磁突入電流と判定して
出力を生じるものである。すなわち、本例では、振幅値
演算部２７により求められた振幅値が一定値以下である
か否かを判定し、一定値以下の時に励磁突入電流と判定
して出力を生じる。

【０２１７】さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイ
クル程度以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部２２の
出力を連続化するためのものである。これにより、復帰
遅延タイマー２３の出力によって、差動要素５の出力を
阻止する。

【０２１８】次に、本実施の形態の差動リレー１の作用
について説明する。なお、差動要素５の作用について
は、前記図３１の場合と同様であるので、ここではその
説明を省略する。

【０２１９】図１１において、差動要素５の差動電流演
算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対
策要素６５に導入され、振幅値演算部２７にて平坦性を
検出するための演算を行って、振幅値Ｊが求められる。
そして、ここで求められた振幅値Ｊが所定値ｋ以下の時
に、平坦判定演算部２２は出力を生じる。

【０２２０】一方、復帰遅延タイマー２３の出力をＮＯ
Ｔ演算回路１９にて反転させ、さらに論理積演算回路２
０で差動要素５の出力との論理積演算を行うことによ
り、励磁突入電流にて動作する差動要素５の出力を阻止
し、差動リレー１としての誤動作を防止する。

【０２２１】以下に、かかる点についてより具体的に説
明する。変圧器内部事故による事故電流と、励磁突入電
流の電流波形の特徴の違いについては、前記第１の実施
の形態の場合と全く同じであるため、その説明を割愛す
る。

【０２２２】本実施の形態においても、前記第１の実施
の形態の場合と同様に、電流の１サイクル中の一定区間
における振幅値が小さいこと、即ち平坦性を見ること
で、励磁突入電流と判定することができ、差動リレー１
の誤動作を防止する。即ち、励磁突入電流対策要素６５
の振幅値演算部２７では、振幅値を求めるための以下の
ような演算が行われる。

【０２２３】図１２（ａ）は、励磁突入電流を、その瞬
時値のディジタル量に変換したときの値を示すものであ
る。図１２（ａ）において、現時点の瞬時値をｉ_m 、１
サンプリング（以下、ｓｐと表す）前の瞬時値を
ｉ_m-1 、２ｓｐ前の瞬時値をｉ_m-2、３ｓｐ前の瞬時値
をｉ_m-3 、４ｓｐ前の瞬時値をｉ_m-4 、５ｓｐ前の瞬時
値をｉ_m-5 と置く。

【０２２４】図１２（ａ）の瞬時値にて振幅値演算を説
明すると、１サイクル中の一定区間の６個の瞬時値（例
えば区間ａのｉ_m 〜ｉ_m-5 ）から、下記の振幅値演算式
（ホ）で求める。なお、一定区間とは最大励磁突入電流
での無電流期間より小さい区間であればよく、特に限定
した期間ではない。

【０２２５】

【数５７】

【０２２６】このＪの値を振幅値と称し、差動電流の１
サイクル中の一定区間における振幅値を表すものであ
り、差動電流の１サイクル中の前記一定区間の電流波形
が平坦である場合のみ、振幅値Ｊは零となる。区間ａの
振幅値Ｊと同様に、ｓｐ毎に過去６個のｓｐ数を用いて
演算（図１２（ａ）では区間ｂ、ｃ…）することによ
り、常に一定区間の振幅値を見ることができ、図１２
（ｂ）の振幅値演算部２７での演算結果に示すような個
々の振幅値Ｊａ、Ｊｂ、Ｊｃ…の値となる。

【０２２７】図１２（ｂ）のような平坦区間を持った励
磁突入電流による差動電流Ｉｄでの振幅値Ｊの値は、演
算区間がすべて差動電流Ｉｄの平坦部分に含まれた時
（図１２（ａ）の区間ａ）に、その値は最小となる。ま
た、振幅値Ｊが一定値ｋよりも小さい値をとった時に、
平坦判定演算部２２は、図１２（ｃ）の平坦判定演算部
２２での演算結果のように出力を生じる。

【０２２８】なお、上記一定値ｋは、事故電流と励磁突
入電流の平坦部分との区別を行うための値であり、変流
器ＣＴによる直流分喪失やリレーの演算誤差等による誤
判定とならない値である。 なお、以上の説明では、平
坦性を表す値として、振幅値Ｊを基に説明したが、下記
の一般式（（ホ−１）式）で表される値としてもよい。

【０２２９】即ち、前記演算された差動電流の内、電気
角Ｔ度間隔の５個の瞬時値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ
_m-1 ，ｉ_m-2 ，ｉ_m-3 ，ｉ_m-4 ，ｉ_m-5 ）を導入し、一
定区間での振幅値をＮ乗した値を求める。つまり、（ホ
−１）式で表される振幅値のＮ乗Ｊ^N を振幅値演算とし
て求める。

【０２３０】

【数５８】

【０２３１】一例を挙げると、Ｎ＝２の時は（ホ−１）
式の代わりに（ホ−２）式を用いてもよいことになる。

【数５９】

【０２３２】そして、この求められた振幅値のＮ乗Ｊ^N
が一定値ｋ以下の時に出力を生じる平坦判定演算部２２
を備えた励磁突入電流対策要素６５を備えて、その出力
によって前記差動要素５の出力を阻止することにより、
前述した場合と同様の作用を奏する。

【０２３３】なお、本実施の形態においては、６個のｓ
ｐ数を用いて演算しているので、ｓｐ間隔がＴの保護継
電器の場合、その演算区間は６Ｔとなる。この場合、演
算区間６Ｔがすべて差動電流Ｉｄの平坦部分に含まれた
時に振幅値Ｊの値は最小となる。よって、本実施の形態
は、最大励磁突入電流の平坦部分が６Ｔ以上となるよう
な変圧器に適用すると、事故電流と励磁突入電流の平坦
部分との区別が容易にできる。

【０２３４】一方、ｓｐ間隔が同じＴの保護継電器の場
合、本実施の形態（演算区間６Ｔ）の方が、前述の第４
の実施の形態（演算区間５Ｔ）に比べて、前述の平坦部
分における変流器ＣＴによる直流分喪失やリレーの演算
誤差を受けにくい特徴がある。よって、最大励磁突入電
流の平坦部分が６Ｔ以上となるような変圧器に本実施の
形態（演算区間６Ｔ）を適用すると、前述の４の実施の
形態（演算区間５Ｔ）を適用する場合よりも、事故電流
と励磁突入電流の平坦部分との区別がさらに容易に行う
ことができる。

【０２３５】本実施の形態においては、差動電流Ｉｄの
内、電気角Ｔ度間隔の６個の瞬時値のディジタル量（ｉ
_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，ｉ_m-3 ，ｉ_m-4 ，ｉ_m-5 ）を導入
し、一定区間での振幅値をＮ乗した値を求め、この振幅
値のＮ乗が一定値以下であるときに励磁突入電流と判定
して出力を生じる励磁突入電流対策要素６５を備えて差
動電流Ｉｄの平坦性を検出するものである。

【０２３６】そしてこの励磁突入電流対策要素６５の出
力によって前記差動要素５の出力を阻止するようにした
ので、励磁突入電流と事故電流を確実に区別することが
でき、前述した従来では適用が困難であった、内部事故
電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統
の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実
に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作する
ことが可能なディジタル形保護継電器を得ることができ
る。

【０２３７】図１３は請求項６に係るディジタル形保護
継電器である変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す
機能ブロック図であり、図１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
のみ説明する。なお、差動要素５の構成については、図
１と全く同じであるため、図１３ではその構成の一部を
割愛している。

【０２３８】即ち、本実施の形態の差動リレー１は、図
１３に示すように、図１における励磁突入電流対策要素
６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策
要素６６を備えた構成としている。この励磁突入電流対
策要素６６は、振幅値演算部２１，２８と、平坦判定演
算部２２，２９と、論理和演算回路３０と、復帰遅延タ
イマー２３とからなっている。

【０２３９】ここで、振幅値演算部２８は、前記差動要
素５の差動電流演算部１４により求められた差動電流Ｉ
ｄの波形の一定区間における振幅値を求めるものであ
る。即ち、本例では、差動電流の内、電気角Ｔ′度間隔
のＫ′個の瞬時値のディジタル量（ｉ_m ′，ｉ_m-1 ′，
ｉ_m-2 ′，ｉ_m-3 ′，…，ｉ_m-(k`-₁₎′）を導入し、下
記の振幅値演算式（ヘ）にて、差動電流の一定区間にお
ける振幅値を求める。

【０２４０】

【数６０】

【０２４１】また、平坦判定演算部２９は、振幅値演算
部２８により求められた振幅値が一定値以下であるか否
かを判定し、一定値以下の時に励磁突入電流と判定して
出力を生じるものである。一方、振幅値演算部２１と、
平坦判定演算部２２と、復帰遅延タイマー２３の構成は
図１と全く同じであるため、ここではその説明を割愛す
る。

【０２４２】さらに、論理和演算回路３０は、平坦判定
演算部２２の出力と平坦判定演算部２９の出力との論理
和を出力する。即ち、本例では、振幅値演算部２１によ
り求められた振幅値が一定値以下であるか否か、および
振幅値演算部２８により求められた振幅値が一定値以下
であるか否か、を各々判定し、少なくともいずれかの一
方が一定値以下の時に励磁突入電流と判定して出力を生
じるものである。

【０２４３】さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイ
クル程度以上の遅延時間を持ち、論理和演算回路３０の
出力を連続化するためのものである。これにより、復帰
遅延タイマー２３の出力によって、差動要素５の出力を
阻止するようにしている。

【０２４４】次に、本実施の形態の差動リレー１の作用
について説明する。なお、差動要素５の作用について
は、前記図３１の場合と同様であるので、ここではその
説明を省略する。

【０２４５】図１３において、差動要素５の差動電流演
算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対
策要素６６に導入され、振幅値演算部２１にて平坦性を
検出するための演算を行い振幅値Ｊが求められ、同じく
振幅値演算部２８にて平坦性を検出するための演算を行
い振幅値Ｊ′が、各々求められる。

【０２４６】そして、前記振幅値演算部２１にて求めら
れた振幅値Ｊが所定値ｋ以下の時に、平坦判定演算部２
２は出力を生じ、同じく振幅値演算部２８にて求められ
た振幅値Ｊ′が所定値ｋ′以下の時に、平坦判定演算部
２９は出力を生じる。さらに、平坦判定演算部２２の出
力と、平坦判定演算部２９の出力は、論理和演算回路３
０にて論理和される。

【０２４７】一方、復帰遅延タイマー２３の出力をＮＯ
Ｔ演算回路１９にて反転させ、さらに論理積演算回路２
０で差動要素５の出力との論理積演算を行うことによ
り、励磁突入電流にて動作する差動要素５の出力を阻止
し、差動リレー１としての誤動作を防止する。

【０２４８】以下に、かかる点についてより具体的に説
明する。変圧器内部事故による事故電流と、励磁突入電
流の電流波形の特徴の違いについては、前記第１の実施
の形態の場合と全く同じであるため、その説明を割愛す
る。本実施の形態においても、前記第１の実施の形態の
場合と同様に、電流の１サイクル中の一定区間における
振幅値が小さいこと、即ち平坦性を見ることで、励磁突
入電流と判定することができ、差動リレー１の誤動作を
防止する。

【０２４９】次に、変圧器電圧印加時の励磁突入電流の
電流波形と、外部事故回復時の励磁突入電流の電流波形
との特徴の違いを説明する。図１４は、変圧器電圧印加
時の励磁突入電流（ａ）と外部事故回復時の励磁突入電
流（ｂ）の電流波形の特徴の違いを示す波形図である。

【０２５０】通常、励磁突入電流には、１サイクル中に
変圧器鉄心の飽和が解けて電流が流れない区間（無電流
期間）が存在するが、外部事故回復時に保護継電器の見
る励磁突入電流（ｂ）の無電流期間は、変圧器のタップ
位置の影響を受ける保護継電器の構成としている場合、
変圧器を通過する電流の影響を受けた無電流に近い期間
となる。

【０２５１】よって、外部事故回復時に高調波が通過し
た場合、保護継電器の見る励磁突入電流の本来無電流で
あるべき部分がこの通過高調波の影響を受け、その結
果、振幅値演算値も零とはならず、ある程度の値をと
る。図１５は、振幅値演算の周波数対利得特性を表した
ものであり、本方式の振幅値演算は演算区間が広いほ
ど、高調波の影響を受けにくいことを示している。

【０２５２】図１４の波形の特徴として、変圧器電圧印
加時の励磁突入電流（ａ）の場合は、無電流期間が短
く、この無電流期間を検出するためには、演算区間の広
い振幅値演算ではなく、演算区間の短い振幅値演算を用
いる必要がある。一方、外部事故回復時の励磁突入電流
（ｂ）は、変圧器電圧印加時の励磁突入電流（ａ）の場
合よりも無電流期間が広いという特徴があり、この波形
に通過高調波の影響を受ける場合は、演算区間の短い振
幅値演算ではなく、演算区間がより広い（高調波の影響
を受けにくい）振幅値演算を用いることができる。

【０２５３】故に、演算区間の短い振幅値演算と、演算
区間の長い振幅値演算の両方を併用することで、変圧器
電圧印加時の励磁突入電流（ａ）の場合、および外部事
故回復時の励磁突入電流（ｂ）で、かつ通過高調波の影
響を受ける場合、の両方とも考慮する必要がある場合に
おいても、より確実に、全ての励磁突入電流を検出する
ことが可能となる。

【０２５４】このため、電流の１サイクル中の広い一定
区間における振幅値が小さいこと、即ち平坦性を見るこ
とを併用して、事故回復時のような変圧器を通過する電
流の影響を受ける場合においても励磁突入電流と判定す
ることができ、差動リレー１の誤動作を防止する。即
ち、励磁突入電流対策要素６６の振幅値演算部２８で
は、振幅値を求めるための以下のような演算が行われ
る。

【０２５５】図１６（ａ）は、励磁突入電流を、その瞬
時値のディジタル量に変換したときの値を示すものであ
る。図１６（ａ）において、現時点の瞬時値をｉ_m ′、
１サンプリング（以下、ｓｐと表す）前の瞬時値をｉ
_m-1 ′、２ｓｐ前の瞬時値をｉ_m-2 ′、３ｓｐ前の瞬時
値をｉ_m-3 ′…、（Ｋ′−１）ｓｐ前の瞬時値をｉ
_m-(K-1) ′と置く。図１６（ａ）の瞬時値にて振幅値演
算を説明すると、１サイクル中の一定区間のＫ′個の瞬
時値（例えば区間ａのｉ_m ′〜ｉ_m-(K-1) ′）から、下
記の（ヘ）式で振幅値を求める。

【０２５６】

【数６１】

【０２５７】なお、一定区間とは事故回復時の最大励磁
突入電流での無電流期間より小さく、かつ通過高調波の
影響を十分低減できる区間であればよく、特に限定した
期間ではない。このＪ′の値を振幅値と称し、差動電流
の１サイクル中の一定区間における振幅値を表すもので
あり、差動電流の１サイクル中の前記一定区間の電流波
形が平坦に近いほど、振幅値Ｊは小さくなる。

【０２５８】区間ａの振幅値Ｊ′と同様に、ｓｐ毎に過
去Ｋ個のｓｐ数を用いて演算（図１６（ａ）では区間
ｂ、ｃ…）することにより、常に一定区間の振幅値を見
ることができ、図１６（ｂ）の振幅値演算部２８での演
算結果に示すような個々の振幅値Ｊａ′、Ｊｂ′、Ｊ
ｃ′…の値となる。

【０２５９】図１６（ｂ）のような平坦区間を持った励
磁突入電流による差動電流Ｉｄでの振幅値Ｊ′の値は、
演算区間がすべて差動電流Ｉｄの無電流に近い期間に含
まれた時（図１６（ａ）の区間ａ）に、その値は最小と
なる。また、振幅値Ｊ′が一定値ｋ′よりも小さい値を
とった時に、平坦判定演算部２９は、図１６（ｃ）の平
坦判定演算部２９での演算結果のように出力を生じる。

【０２６０】なお、上記一定値ｋは、事故電流と励磁突
入電流の平坦部分との区別を行うための値であり、変流
器ＣＴによる直流分喪失やリレーの演算誤差や変圧器を
通過する高調波の影響等による誤判定とならない値であ
る。なお、以上の説明では、平坦性を表す値として、振
幅値Ｊ′を基に説明してきたが、下記の一般式（（ヘ−
１）式）で表される値としてもよい。

【０２６１】即ち、前記演算された差動電流の内、電気
角Ｔ′度間隔のＫ′個の瞬時値のディジタル量
（ｉ_m ′，ｉ_m-1 ′，ｉ_m-2 ′，…，ｉ_m-(K-1) ′）を
導入し、一定区間での振幅値をＮ乗した値を求める。つ
まり、下記の（ヘ−１）式で表される振幅値のＮ乗Ｊ′
^N を振幅値演算として求める。

【０２６２】

【数６２】

【０２６３】

【数６３】 一例を挙げると、Ｎ＝２の時は（ヘ−１）式の代わりに
（ヘ−２）式を用いてもよいことになる。

【０２６４】そして、この求められた振幅値のＮ乗Ｊ′
^N が一定値ｋ′以下の時に出力を生じる平坦判定演算部
２９を備えた励磁突入電流対策要素６６を備えて、その
出力によって前記差動要素５の出力を阻止することによ
り、前述した場合と同様の作用を奏する。

【０２６５】そして本例では電気角Ｔ度間隔のＫ個の瞬
時値のディジタル量の振幅値処理内容に対して、電気角
Ｔ′度間隔のＫ′個の瞬時値のディジタル量の振幅値処
理内容を付加するだけであるため、前記請求項１〜請求
項５のすべてに適用可能である。

【０２６６】本実施の形態においては、差動電流Ｉｄの
内、電気角Ｔ度間隔のＫ個の瞬時値のディジタル量（ｉ
_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，…，ｉ_m-(k-1) ）と電気角Ｔ′度
間隔のＫ′個の瞬時値のディジタル量（ｉ_m ′，
ｉ_m-1 ′，ｉ_m-2 ′，…，ｉ_m-(k-1) ′）を導入し、一
定区間の振幅値をＮ乗した値ＪおよびＪ′をそれぞれ求
め、この２つの振幅値ＪおよびＪ′の少なくとも片方の
Ｎ乗が一定値以下であるときに励磁突入電流と判定して
出力を生じる励磁突入電流対策要素６６を備えて差動電
流Ｉｄの平坦性を検出するものである。

【０２６７】そしてこの励磁突入電流対策要素６６の出
力によって前記差動要素５の出力を阻止するようにした
ので、励磁突入電流と事故電流を確実に区別することが
でき、前述した従来では適用が困難であった、内部事故
電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統
の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実
に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作する
ことが可能なディジタル形保護継電器を得ることができ
る。

【０２６８】図１７は請求項７に係るディジタル形保護
継電器である変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す
機能ブロック図であり、図１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
のみ説明する。なお、差動要素５の構成については、図
１と全く同じであるため、図１７ではその構成の一部を
割愛している。

【０２６９】即ち、本実施の形態の差動リレー１は、図
１７に示すように、図１における励磁突入電流対策要素
６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策
要素６７を備えた構成としている。この励磁突入電流対
策要素６７は、振幅値演算部２１と、平坦判定演算部２
２と、動作遅延タイマー３１と、復帰遅延タイマー２３
とからなっている。

【０２７０】ここで、振幅値演算部２１は、前記差動要
素５の差動電流演算部１４により求められた差動電流Ｉ
ｄの波形の一定区間における振幅値を求めるものであ
る。即ち、本例では、差動電流の内、電気角Ｔ度間隔の
Ｋ個の瞬時値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，
ｉ_m-3 ，…，ｉ_m-(k-1) ）を導入し、振幅値演算式
（イ）にて差動電流の一区間における振幅値を求める。

【０２７１】

【数６４】

【０２７２】また、平坦判定演算部２２は、振幅値演算
部２１により求められた振幅値が一定値以下であるか否
かを判定し、一定値以下の時に励磁突入電流と判定して
出力を生じるものである。即ち、本例では、振幅値演算
部２１により求められた振幅値が一定値以下であるか否
かを判定し、一定値以下の時に励磁突入電流と判定して
出力を生じるものである。

【０２７３】さらに、動作遅延タイマー３１は、１ｓｐ
以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部２２の単発的な
出力（例えば１ｓｐ出力）を消すためのものである。一
方、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル程度以上の遅
延時間を持ち、動作遅延タイマー３１の出力を連続化す
るためのものである。これにより、復帰遅延タイマー２
３の出力によって、差動要素５の出力を阻止する。

【０２７４】次に、本実施の形態の差動リレー１の作用
について説明する。なお、差動要素５の作用について
は、前記図３１の場合と同様であるので、ここではその
説明を省略する。図１７において、差動要素５の差動電
流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電
流対策要素６７に導入され、振幅値演算部２１にて平坦
性を検出するための演算を行って振幅値Ｊが求められ
る。そして、ここで求められた振幅値Ｊが所定値ｋ以下
の時に、平坦判定演算部２２は出力を生じる。

【０２７５】一方、平坦判定演算部２２の出力は、動作
遅延タイマー３１と、復帰遅延タイマー２３とを通じた
後に、ＮＯＴ演算回路１９にて反転させられ、さらに論
理積演算回路２０で差動要素５の出力との論理積演算を
行うことにより、励磁突入電流にて動作する差動要素５
の出力を阻止し、差動リレー１としての誤動作を防止す
る。

【０２７６】以下に、かかる点についてより具体的に説
明する。変圧器内部事故による事故電流と、励磁突入電
流の電流波形の特徴の違いについては、前記第１の実施
の形態の場合と全く同じであるため、その説明を割愛す
る。本実施の形態においても、前記第１の実施の形態の
場合と同様に、電流の１サイクル中の一定区間における
振幅値が小さいこと、即ち平坦性を見ることで、励磁突
入電流と判定することができ、差動リレー１の誤動作を
防止する。

【０２７７】即ち、励磁突入電流対策要素６７の振幅値
演算部２１では、振幅値を求めるための以下のような演
算が行われる。図１８（ａ）は、変圧器内部事故電流
を、その瞬時値のディジタル量に変換したときの値を示
すものである。図１８（ａ）において、現時点の瞬時値
をｉ_m 、１サンプリング（以下、ｓｐと表す）前の瞬時
値をｉ_m-1 、２ｓｐ前の瞬時値をｉ_m-2 、３ｓｐ前の瞬
時値をｉ_m-3 、…、（Ｋ−１）ｓｐ前の瞬時値をｉ
_m-(K-1) と置く。

【０２７８】図１８（ａ）の瞬時値にて振幅値演算を説
明すると、１サイクル中の一定区間のＫ個の瞬時値（例
えば区間ａのｉ_m 〜ｉ_m-(K-1) ）から、下記の（イ）式
で求める。なお、一定区間とは最大励磁突入電流での無
電流期間より小さい区間であればよく、特に限定した期
間ではない。

【０２７９】

【数６５】

【０２８０】このＪの値を振幅値と称し、差動電流の１
サイクル中の一定区間における振幅値を表すものであ
り、差動電流の１サイクル中の前記一定区間の電流波形
が平坦である場合のみ、振幅値Ｊは零となる。

【０２８１】区間ａの振幅値Ｊと同様に、ｓｐ毎に過去
Ｋ個のｓｐ数を用いて演算（図１８（ａ）では区間ｂ、
ｃ…）することにより、常に一定区間の振幅値を見るこ
とができ、図１８（ｂ）の振幅値演算部２１での演算結
果に示すような個々の振幅値Ｊａ、Ｊｂ、Ｊｃ…の値と
なる。

【０２８２】図１８（ｂ）のような変圧器内部事故電流
による差動電流Ｉｄでは、演算区間がすべて平坦部分と
なることはなく、振幅値Ｊの値は、常に大きい。また、
振幅値Ｊが一定値ｋよりも小さい値をとった時に、平坦
判定演算部２２は、図１８（ｃ）の平坦判定演算部２２
での演算結果のように出力を生じる。

【０２８３】なお、上記一定値ｋは、事故電流と励磁突
入電流の平坦部分との区別を行うための値であり、変流
器ＣＴによる直流分喪失やリレーの演算誤差等による誤
判定とならない値である。ほとんどの事故電流では、前
述のように振幅値Ｊの値は、常に大きく、振幅値Ｊが一
定値ｋよりも小さい値をとることもなく、平坦判定演算
部２２が出力を生じることはない。

【０２８４】しかし、事故時の高調波とｓｐタイミング
の関係で、演算区間の瞬時値がほぼ等しくなり、振幅値
演算部２１の演算結果がＪａのように、事故電流にもか
かわらず偶発的に小さくなり、平坦判定演算部２２が瞬
時的に出力を生じることも考えられる。しかし、平坦判
定演算部２２の演算結果は単発的なものであり、継続す
ることがないため、このような瞬時的な出力を生じた場
合でも、この出力は動作遅延タイマー３１に入力され、
所定時間だけ動作遅延されるので、動作遅延タイマー３
１は出力を生じない。

【０２８５】よってこのような場合でも、動作遅延タイ
マー３１は出力を生じず、この復帰遅延タイマー３１の
出力をＮＯＴ演算回路１９にて反転させて常にＮＯＴ演
算回路１９は出力を生じ、差動要素５の出力との論理積
演算を論理積演算回路２０にて行うことにより、事故電
流にて動作する差動要素５の出力を阻止することはな
く、差動リレー１としての正動作することができる。な
お、動作遅延タイマー３１の時間は１ｓｐに限定するも
のではなく、励磁突入電流の平坦検出に支障のない時間
であれば１ｓｐ以上でも良い。

【０２８６】本実施の形態においては、差動電流Ｉｄの
内、電気角Ｔ度間隔のＫ個の瞬時値のディジタル量（ｉ
_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，…，ｉ_m-(k-1) ）を導入し、一定
区間での振幅値をＮ乗した値を求め、この振幅値のＮ乗
が所定時間以上、一定値以下であるときに励磁突入電流
と判定して出力を生じる励磁突入電流対策要素６７を備
えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出するものである。

【０２８７】そしてこの励磁突入電流対策要素６７の出
力によって前記差動要素５の出力を阻止するようにした
ので、励磁突入電流と事故電流を確実に区別することが
でき、前述した従来では適用が困難であった、内部事故
電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統
の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実
に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作する
ことが可能なディジタル形保護継電器を得ることができ
る。

【０２８８】図１９は請求項８に係るディジタル形保護
継電器である変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す
機能ブロック図であり、図１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
のみ説明する。なお、差動要素５の構成については、図
１と全く同じであるため、図１９ではその構成の一部を
割愛している。

【０２８９】即ち、本実施の形態の差動リレー１は、図
１９に示すように、図１における励磁突入電流対策要素
６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策
要素６８を備えた構成としている。この励磁突入電流対
策要素６８は、振幅値演算部２１と、平坦判定演算部２
２と、シフト演算部３２と、論理積演算回路３３と、復
帰遅延タイマー２３とからなっている。

【０２９０】ここで、振幅値演算部２１、および平坦判
定演算部２２は、前述した第１の実施の形態の場合と同
様の機能をそれぞれ有する。また、シフト演算部３２
は、平坦判定演算部２２の出力を１サイクル遅らせるも
のである。

【０２９１】さらに、論理積演算回路３３は、平坦判定
演算部２２の出力（現時点の出力）と、シフト演算部３
２の出力（１サイクル前の出力）との論理積演算を行う
ものであり、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル程度
以上の遅延時間を持ち、論理積演算回路３３の出力を連
続化するためのものである。

【０２９２】次に、本実施の形態の差動リレー１の作用
について説明する。なお、差動要素５の作用について
は、前記図３１の場合と同様であるので、ここではその
説明を省略する。図１９において、差動要素５の差動電
流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電
流対策要素６８に導入され、振幅値演算部２１にて前記
した（イ）式に基づく演算を行い、差動電流Ｉｄの各ｓ
ｐにおける一定区間の振幅値Ｊが算出される。また、平
坦判定演算部２２では、振幅値Ｊが所定値ｋ以下となっ
た時に、励磁突入電流と判定して出力が送出される。

【０２９３】励磁突入電流は、変圧器鉄心飽和の関係に
より、電流が流れる期間と流れない期間との周期性が１
サイクル毎に生じる。このため、励磁突入電流による平
坦判定演算部２２の出力は、１サイクル毎に一回は必ず
送出され、その出力は１サイクル毎の周期性を持つ断続
出力である。

【０２９４】一方、事故電流は、基本波電流もしくは不
特定高調波電流の重畳したものであり、無電流期間を生
じることはないが、希に、高調波の重畳の関係で過渡的
な平坦部分を持つことが考えられる。図２０は、事故電
流で過渡的な平坦部分を持つ場合の一例を示す図であ
り、差動電流ＩｄのＡ部で振幅値Ｊは所定値ｋ以下とな
り、平坦判定演算部２２は単発的な出力を送出するが、
この時の平坦判定演算部２２の出力は周期性を生じな
い。

【０２９５】そして、これらの平坦判定演算部２２の出
力をシフト演算部３２により１サイクル遅らせ、現時点
の判定結果である平坦判定演算部２２出力と１サイクル
前の判定結果であるシフト演算部３２の出力との論理積
演算を論理積演算回路３３で行うことにより、差動電流
Ｉｄにおける平坦部分の周期性を見ることができる。

【０２９６】図２１は、励磁突入電流と事故電流におけ
る周期性の検出の一例を示す図であり、励磁突入電流
（ａ）では、平坦判定演算部２２の周期的な出力のため
に論理積演算回路３３の出力が生じるが、事故電流
（ｂ）では、平坦判定演算部２２の単発的な出力のため
に論理積演算回路３３の出力は生じない。

【０２９７】なお、励磁突入電流による論理積演算回路
３３での論理積演算結果は断続出力であるため、復帰遅
延タイマー２３により連続化して励磁突入電流対策要素
６８の出力としている。

【０２９８】これにより、励磁突入電流に対しては、確
実に励磁突入電流対策要素６８が動作して差動リレー１
の誤動作を防止し、また過渡的な平坦部分が生じるよう
な事故電流に対しても、励磁突入電流対策要素６８の不
要出力が生じず、差動リレー１は正常動作を行うことが
できる。

【０２９９】なお、シフト演算部３２にて遅らせる時間
は１サイクルに限定するものではなく、１サイクル以上
で、励磁突入電流の特徴である連続性を判別できる正数
倍サイクルでも良い。そして、本実施の形態では、事故
電流で単発的な平坦判定演算部出力が生ずる場合と、励
磁突入電流での平坦判定演算部出力が生ずる場合との弁
別に際して、その周期性を検出する手段としてシフト演
算部３２を設け、現時点の判定結果である平坦判定部２
２の出力と、１サイクル前の判定結果であるシフト演算
部３２の出力との論理演算で行なうものである。したが
って、この種の判定手法は前記請求項１〜請求項５のす
べてに適用可能である。

【０３００】本実施の形態においては、差動電流Ｉｄの
内、電気角Ｔ度間隔のＫ個の瞬時値のディジタル量（ｉ
_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，…，ｉ_m-(K-1) ）を導入し、一定
区間での振幅値をＮ乗した値を求め、この振幅値のＮ乗
が一定値以下であるときに生じる出力と、１サイクル前
の平坦判定演算２２出力とを比較して、両者の論理積条
件の成立により、励磁突入電流と判定して出力を生じる
励磁突入電流対策要素６８を備えて差動電流Ｉｄの平坦
性を検出するようにしている。

【０３０１】そして、この励磁突入電流対策要素６８の
出力によって前記差動要素５の出力を阻止するようにし
たので、励磁突入電流と事故電流を確実に区別すること
ができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事
故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系
統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確
実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作す
ることが可能なディジタル形保護継電器を得ることがで
きる。

【０３０２】図２２は請求項９に係るディジタル形保護
継電器である変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す
機能ブロック図であり、図１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
のみ説明する。なお、差動要素５の構成については、図
１と全く同じであるため、図２２ではその構成の一部を
割愛している。

【０３０３】即ち、本実施の形態の差動リレー１は、図
２２に示すように、図１における励磁突入電流対策要素
６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策
要素６９を備えた構成としている。この励磁突入電流対
策要素６９は、振幅値演算部２１と、シフト演算部３４
と、最大値検出演算部３５と、平坦判定演算部３６と、
復帰遅延タイマー２３とからなっている。

【０３０４】ここで、振幅値演算部２１は、既に説明し
た第１の実施の形態の場合と同様の機能を有する。ま
た、シフト演算部３４は、振幅値演算部２１の出力であ
る振幅値Ｊの値を１サイクル遅らせるためのものであ
る。一方、最大値検出演算部３５は、振幅値演算部２１
の出力である振幅値Ｊと、シフト演算部３４の出力であ
る振幅値Ｊとの比較を行い、いずれか大きい方の振幅値
Ｊ_MAX を出力するものである。

【０３０５】また、平坦判定演算部３６は、最大値検出
演算部３５の出力である振幅値Ｊ_MAX が所定値ｋよりも
小さいか否かを判定し、所定値ｋよりも小さいときに出
力を生じる。さらにまた、復帰遅延タイマー２３は、１
サイクル程度以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部３
６の出力を連続化するためのものである。

【０３０６】次に、本実施の形態の差動リレー１の作用
について説明する。なお、差動要素５の作用について
は、前記図３１の場合と同様であるので、ここではその
説明を省略する。図２２において、差動要素５の差動電
流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電
流対策要素６９に導入され、振幅値演算部２１にて前述
した（イ）式に基づく演算を行い、差動電流Ｉｄの各ｓ
ｐにおける一定区間の振幅値Ｊが算出される。

【０３０７】そして、この振幅値演算部２１の出力であ
る現時点の振幅値をＪ（現在）とし、この振幅値Ｊ（現
在）をシフト演算部３４によって１サイクル遅らせ、こ
の遅らせた振幅値をＪ（１サイクル前）とする。一方、
最大値検出演算部３５では、これらの振幅値Ｊ（現在）
と振幅値Ｊ（１サイクル前）とを比較し、いずれか大き
い方の振幅値がＪ_MAX として出力される。また、平坦判
定演算部３６では、最大値検出部３５の出力である振幅
値Ｊ_MAX が所定値ｋ以下となったときに、励磁突入電流
と判定して出力が送出される。

【０３０８】励磁突入電流は、変圧器鉄心飽和の関係に
より、電流が流れる期間と流れない期間の周期性が１サ
イクル毎に生じる。このため、振幅値演算部２１で演算
される振幅値Ｊも、１サイクル毎に極小になる周期性を
持った出力となり、現時点の振幅値Ｊ（現在）と１サイ
クル前の振幅値Ｊ（１サイクル前）とは、等しい値とな
る。

【０３０９】この結果、最大値検出演算部３５では、そ
のまま振幅値Ｊ（現在）（＝Ｊ（１サイクル前））を出
力するため、平坦判定演算部３６の出力は、１サイクル
毎に出力する周期性を持つ断続出力である。そして、平
坦判定演算部３６の出力は、復帰遅延タイマー２３によ
り連続化して励磁突入電流対策要素６９の出力としてい
るため、差動リレー１の誤動作を防止することができ
る。

【０３１０】一方、事故電流は、基本波電流もしくは不
特定高調波電流の重畳したものであり、無電流期間を生
じることはないが、希に、高調波の重畳の関係で、過渡
的な平坦部分を持つことが考えられる。図２３は、事故
電流で過渡的な平坦部分を持つ場合の一例を示す図であ
り、振幅値演算部２１の出力である振幅値Ｊの変化を表
したものである。

【０３１１】図２３（ａ）は、振幅値演算部２１の出力
と前記した第１の実施の形態における平坦判定演算部２
２の出力であり、振幅値がＢの時点で所定値ｋ以下とな
り、図２３（ｂ）に示すように、平坦判定演算部２２が
過渡的に単発出力している。これに対し、図２３（ｃ）
は、図２３（ａ）の振幅値演算部２１の出力の振幅値Ｊ
（現在）と、その出力をシフト演算部３４を通して得ら
れた振幅値Ｊ（１サイクル前）とを比較した最大値検出
演算部３５の出力（振幅値Ｊ_MAX ）である。

【０３１２】例えば、図２３（ａ）の現時点での振幅値
Ｂの値と、その１サイクル前の振幅値Ｃの値との比較を
行い、いずれかの大きい方（ここではＣ）を、図２３
（ｃ）の最大値検出演算部３５の振幅値Ｊ_MAX の値とし
て出力するため、平坦判定演算部３６は動作せず、励磁
突入電流対策要素６９が出力を生じることはなく、差動
リレー１は正常動作を行うことができる。

【０３１３】なお、シフト演算部３４にて遅らせる時間
は１サイクルに限定するものではなく、励磁突入電流の
平坦部の周期性に合わせた正数倍サイクルでも良い。
又、周期性だけでなく平坦検出に支障のない時間であれ
ば１ｓｐ以前との比較を行ない、大きい方の振幅値を使
用する構成としても良い。本実施の形態では、前記請求
項８の場合と同様に事故電流時と励磁突入電流時との弁
別に際し、現在時点の振幅値と１サイクル遅らせた振幅
値とを比較してその内の最大値を出力し、当該最大値が
所定値ｋ以下であるとき単発出力であるとするものであ
る。したがってこの種の判定手法は請求項１〜請求項５
のすべてに適用可能である。

【０３１４】本実施の形態においては、差動電流Ｉｄの
内、電気角Ｔ度間隔のＫ個の瞬時値のディジタル量（ｉ
_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，…，ｉ_m-(K-1) ）を導入し、一定
区間での振幅値をＮ乗した値を求め、この振幅値のＮ乗
と１サイクル前の振幅値のＮ乗とを比較して、いずれか
大きい方の振幅値が所定値ｋ以下となった時に、励磁突
入電流と判定して出力を生じる励磁突入電流対策要素６
９を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出するようにして
いる。

【０３１５】そして、この励磁突入電流対策要素６９の
出力によって前記差動要素５の出力を阻止するようにし
たので、励磁突入電流と事故電流を確実に区別すること
ができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事
故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系
統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確
実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作す
ることが可能なディジタル形保護継電器を得ることがで
きる。

【０３１６】図２５は請求項１０に係るディジタル形保
護継電器を電力用変圧器に適用した場合の構成例を示す
回路図である。図２５において、電力系統電源Ｇには、
遮断器ＣＢを介して、被保護対象である変圧器Ｔｒが接
続されている。また、変圧器Ｔｒを挟んで、各相毎の交
流電流を抽出する主変流器ＣＴ１，ＣＴ２が設けられて
いる。

【０３１７】一方、変圧器Ｔｒのいずれか１つの端子に
各相毎の交流電圧を抽出する計器用変成器ＰＴが設けら
れている。さらに、主変流器ＣＴ１，ＣＴ２と、計器用
変成器ＰＴとにより抽出された交流電流Ｉ１，Ｉ２と、
交流電圧Ｖ１を差動リレー８０に導入し、変圧器Ｔｒの
内部事故時に動作して、遮断器ＣＢを遮断することによ
り変圧器Ｔｒが保護されるようになっている。

【０３１８】図２４は、本実施の形態によるディジタル
形保護継電器である変圧器保護用の差動リレーの構成例
を示す機能ブロック図であり、図１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
ついてのみ説明する。即ち、本実施の形態の差動リレー
８０は、図２４に示すように、図１の差動リレー１に対
し、入力変成器３７と、Ａ／Ｄ変換器３とを追加し、さ
らに図１における励磁突入電流対策要素６１を省略し、
これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素７０を備え
た構成としている。

【０３１９】入力変成器３７は、計器用変成器ＰＴによ
り抽出された交流電圧Ｖ１を適当な大きさに変換するも
のである。また、Ａ／Ｄ変換器３は入力変成器２により
抽出された交流電流Ｉ１，Ｉ２，および入力変成器３７
にて抽出された交流電圧Ｖ１を、一定時間間隔でサンプ
リングし、ディジタル量に変換するものである。

【０３２０】さらに、励磁突入電流対策要素７０は、振
幅値演算部２１と、平坦判定演算部２２と、電圧値演算
部３８と、電圧値判定演算部３９と、論理積演算回路４
０と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。ここ
で、振幅値演算部２１、平坦判定演算部２２、および復
帰遅延タイマー２３は、前記した第１の実施の形態の場
合と同様の機能を有するものである。

【０３２１】一方、電圧値演算部３８は、電気量ｖ１か
ら基本波成分１ｆを抽出して、振幅値｜Ｖ｜を算出す
る。また、電圧値判定演算部３９は、電圧値演算部３８
の出力である振幅値｜Ｖ｜が所定値ｋｖよりも大きいか
否かを判定し、所定値ｋｖよりも大きいときに出力を生
じるものである。さらに、復帰遅延タイマー２３の出力
と、電圧値判定演算部３９の出力は、論理積演算回路４
０にて論理積される。

【０３２２】一方、論理積演算回路４０の出力をＮＯＴ
演算回路１９にて反転させ、さらに論理積演算回路２０
で差動要素５の出力との論理積演算を行うことにより、
励磁突入電流にて動作する差動要素５の出力を阻止し、
差動リレー８０としての誤動作を防止する。

【０３２３】次に、本実施の形態の差動リレー８０の作
用について説明する。なお、差動要素５の作用について
は、前記図３１の場合と同様であるので、ここではその
説明を省略する。図２４において、差動要素５の差動電
流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電
流対策要素７０に導入され、振幅値演算部２１にて平坦
性を検出するための演算を行い、振幅値Ｊが求められ
る。

【０３２４】そして、当該求められた振幅値Ｊが所定値
ｋ以下の時に、平坦判定演算部２２は出力を生じ、当該
平坦判定演算部２２の出力は、復帰遅延タイマー２３に
て連続化される。

【０３２５】一方、図２５に示すように、変圧器のいず
れか１つの端子の電圧Ｖ１は、計器用変成器ＰＴを介し
て、適当な大きさに変換される。また、図２４に示すよ
うに、計器用変成器ＰＴにより抽出された交流電圧Ｖ１
は、入力変成器３７により、さらに適当な大きさに変換
された後、Ａ／Ｄ変換器３に導入される。

【０３２６】さらにまた、Ａ／Ｄ変換器３では、交流電
圧Ｖ１を一定時間間隔でサンプリングし、ディジタル量
ｖ１に変換する。当該ディジタル量に変換されたｖ１は
電圧振幅値演算部３８に導入され、その基本波成分１ｆ
の振幅値｜Ｖ｜を算出した後、電圧値判定演算部３９に
て当該振幅値｜Ｖ｜が所定値ｋｖよりも大きいか否かを
判定し、所定値ｋｖよりも大きいときに、電圧値判定演
算部３９は出力を生じる。

【０３２７】また、電圧値判定演算部３９の出力は、論
理積演算回路４０にて復帰遅延タイマー２３の出力と論
理積された後、ＮＯＴ演算回路１９にて反転させられ、
さらに論理積演算回路２０で差動要素５の出力との論理
積演算を行うことにより、励磁突入電流にて動作する差
動要素５の出力を阻止し、差動リレー１としての誤動作
を防止することができる。

【０３２８】以下に、かかる点についてより具体的に説
明する。励磁突入電流は、変圧器鉄心飽和の関係によ
り、電流が流れる期間と流れない期間との周期性が１サ
イクル毎に生じる。このため、励磁突入電流による平坦
判定演算部２２の出力は、１サイクル毎に一回は必ず送
出され、その出力は１サイクル毎の周期性を持つ断続出
力である。

【０３２９】したがって１サイクル程度以上の遅延時間
を有する復帰遅延タイマー２３の出力は、必ず常に送出
され続ける。また、励磁突入電流が発生するような、変
圧器電圧印加時には、その電圧の振幅値は十分大きいた
め、電圧振幅値演算３８の出力である電圧振幅値｜Ｖ｜
は常に所定値ｋｖより大きな値をとり、その結果、電圧
値判定演算３９では常に｜Ｖ｜≧ｋｖが成立して電圧値
判定演算３９の出力も常に送出され続ける。

【０３３０】電圧振幅値は既知の振幅値演算アルゴリズ
ムであればどのようなものでもよく、例えば、現時点の
瞬時値をｖ_m 、１サンプリング（以下、ｓｐと表す）前
の瞬時値をｖ_m-1 、２ｓｐ前の瞬時値をｖ_m-2 、…、５
ｓｐ前の瞬時値をｖ_m-5 と置いたときの、下記の（チ）
式などで求める。

【０３３１】

【数６６】

【０３３２】そして、前記復帰遅延タイマー２３の出力
と前記電圧値判定演算３９の出力は、論理積演算回路４
０にて論理積されるので、励磁突入電流対策要素７０は
常に出力を生じる。当該励磁突入電流対策要素７０の出
力は、ＮＯＴ演算回路１９にて反転させられるので、Ｎ
ＯＴ演算回路１９は常に出力を生じず、論理積演算回路
２０の出力を常に阻止することができ、このため、励磁
突入電流に対する差動リレー８０の誤動作を防止でき
る。

【０３３３】一方、内部事故の場合は、基本波電流もし
くは不特定高調波電流の重畳したものであり、特に事故
電流に高調波が多く含まれるような事故の場合は、必
ず、その変圧器の端子電圧は大きく低下するため、電圧
振幅値演算部の出力である振幅値｜Ｖ｜は所定値ｋｖよ
りも小さくなり、その結果電圧値判定演算３９は常に出
力を生じない。

【０３３４】よって、前記復帰遅延タイマー２３の出力
と前記電圧値判定演算３９の出力は、論理積演算回路４
０にて論理積され、励磁突入電流対策要素７０は常に出
力を生じない。当該励磁突入電流対策要素７０の出力
は、ＮＯＴ演算回路１９にて反転させられるので、ＮＯ
Ｔ演算回路１９は常に出力を生じ、論理積演算回路２０
の出力を阻止することなく、差動リレー８０は正常動作
を行うことができる。本実施の形態では、内部事故時と
励磁突入電流時との弁別手段として、内部事故時は変圧
器の端子電圧が大きく低下するのに対して、励磁突入電
流時は電圧の振幅値は所定値以上であることを利用した
ものである。したがって、この種の判定手法は請求項１
〜請求項９のすべてに適用可能である。

【０３３５】上述したように、本実施の形態において
は、変圧器励磁突入電流と変圧器内部事故電流との波形
の違い、すなわち励磁突入電流は１サイクル中に変圧器
鉄心の磁束飽和によって電流が流れる区間と変圧器鉄心
の飽和が解けて電流が流れない一定の平坦部分が必ず存
在するのに対し、事故電流は基本波電流もしくは不特定
多数の高調波電流重畳のため一定区間の平坦部分が生じ
ないこと、および変圧器励磁突入電流発生時と変圧器内
部事故電流発生時との電圧の違い、すなわち励磁突入電
流発生時には電圧振幅値が大きいのに対し、事故電流発
生時には電圧振幅値が小さいことの両方に着目したもの
である。

【０３３６】そこで差動電流Ｉｄの内、電気角Ｔ度間隔
のＫ個の瞬時値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，
ｉ_m-2 ，…，ｉ_m-(k-1) ）を導入し、一定区間での振幅
値をＮ乗した値を求め、この振幅値が所定値ｋ以下とな
ること、および電圧振幅値が所定値ｋｖ以上であること
の２つの条件を満たしたときに励磁突入電流と判定して
出力を生じる励磁突入電流対策要素７０を備え、この励
磁突入電流対策要素７０の出力によって前記差動要素５
の出力を阻止するようにしたものである。

【０３３７】したがって励磁突入電流と事故電流を確実
に区別することができ、前述した従来では適用が困難で
あった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含
むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁
突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時に
は確実に動作することが可能なディジタル形保護継電器
を得ることができる。

【０３３８】図２６は請求項１１に係るディジタル形保
護継電器である変圧器保護用の差動リレーの構成例を示
す機能ブロック図であり、図２４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。即ち、本実施の形態の差動リレー８０
は、図２６に示すように、図２４の差動リレー８０にお
ける励磁突入電流対策要素７０を省略し、これに代え
て、新たな励磁突入電流対策要素７１を備えた構成とし
ている。

【０３３９】さらに、励磁突入電流対策要素７０は、振
幅値演算部２１，４１と、平坦判定演算部２２と、電圧
値判定演算部４２と、復帰遅延タイマー２３と、論理積
演算回路４３とからなっている。ここで、振幅値演算部
２１、平坦判定演算部２２、および復帰遅延タイマー２
３は、前記した図２４の実施の形態の場合と同様の機能
を有するものである。

【０３４０】ここで、振幅値演算部４１は、交流電圧ｖ
１の波形の一定区間における振幅値を求めるものであ
る。本例では、交流電圧の内、振幅値演算部２１のＴと
同じ電気角Ｔ度間隔の、振幅値演算部２１のＫと同じＫ
個の瞬時値のディジタル量（ｖ_m ，ｖ_m-1 ，ｖ_m-2 ，ｖ
_m-3 ，…，ｖ_m-(k-1) ）を導入し、振幅値演算式（ト）
にて交流電圧の一定区間における振幅値を求める。

【０３４１】

【数６７】

【０３４２】また、電圧値判定演算部４２は、振幅値演
算部４１により求められた振幅値が一定値以上であるか
否かを判定し、一定値以上の時に励磁突入電流と判定し
て出力を生じるものである。さらに、復帰遅延タイマー
２３の出力と、電圧値判定演算部４２の出力は、論理積
演算回路４３にて論理積される。

【０３４３】一方、論理積演算回路４３の出力をＮＯＴ
演算回路１９にて反転させ、さらに論理積演算回路２０
で差動要素５の出力との論理積演算を行うことにより、
励磁突入電流にて動作する差動要素５の出力を阻止し、
差動リレー８０としての誤動作を防止することができ
る。

【０３４４】次に、本実施の形態の差動リレー８０の作
用について説明する。なお、差動要素５の作用について
は、前記図３１の場合と同様であるので、ここではその
説明を省略する。図２６において、差動要素５の差動電
流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電
流対策要素７１に導入され、振幅値演算部２１にて平坦
性を検出するための演算を行って、振幅値Ｊが求められ
る。そして、当該求められた振幅値Ｊが所定値ｋ以下の
時に、平坦判定演算部２２は出力される。

【０３４５】一方、図２４の実施の形態の場合と同様
に、変圧器のいずれか１つの端子の電圧Ｖ１は、計器用
変成器ＰＴを介して適当な大きさに変換され、計器用変
成器ＰＴにより抽出された交流電圧Ｖ１は、入力変成器
３７により、さらに適当な大きさに変換された後、Ａ／
Ｄ変換器３に導入され、また、Ａ／Ｄ変換器３では、交
流電圧Ｖ１を一定時間間隔でサンプリングし、ディジタ
ル量ｖ１に変換する。

【０３４６】当該ディジタル量に変換されたｖ１は、電
圧振幅値演算部４１に導入され、振幅値演算部２１と同
じ演算区間にて振幅値を求めるための演算を行い、振幅
値Ｊｖが求められる。そして、ここで求められた振幅値
Ｊｖが所定値ｋｖ以上の時に、電圧値判定演算部４２は
出力を生じる。

【０３４７】また、電圧値判定演算部４２の出力は、論
理積演算回路４３にて復帰遅延タイマー２３の出力と論
理積された後、ＮＯＴ演算回路１９にて反転させられ、
さらに論理積演算回路２０で差動要素５の出力との論理
積演算を行うことにより、励磁突入電流にて動作する差
動要素５の出力を阻止し、差動リレー１としての誤動作
を防止する。

【０３４８】以下に、かかる点についてより具体的に説
明する。まず、励磁突入電流発生時の電圧波形の特徴を
述べる。図２７は、励磁突入電流発生時の励磁突入電流
（ａ）と電圧波形（ｂ）の電流波形の特徴を示す波形図
である。

【０３４９】図２７において、励磁突入電流（ａ）が流
れている区間における電圧波形（ｂ）は、励磁突入電流
と変圧器のリアクタンス等の関係により電圧降下を起こ
し、やや小さな振幅となるが、励磁突入電流（ａ）に
は、１サイクル中に変圧器鉄心の飽和が解けて電流が流
れない区間（無電流期間）が必ず存在し、この時の電圧
波形（ｂ）は励磁突入電流が流れないため、電圧降下の
影響がなく、大きな振幅となる。

【０３５０】このため、振幅値演算部２１と同じ一定区
間（演算区間）にて、電圧の１サイクル中の一定区間に
おける振幅値を算出することで、無電流期間での大きな
電圧を用いて、励磁突入電流発生時の電圧が十分大きい
ことを、さらに確実に検出して、励磁突入電流と判定す
ることができ、差動リレー８０の誤動作を防止する。

【０３５１】即ち、励磁突入電流対策要素７１の振幅値
演算部４１では、振幅値を求めるための以下のような演
算が行われる。図２７（ｂ）は、励磁突入電流発生時の
交流電圧を、その瞬時値のディジタル量に変換したとき
の値を示すものである。

【０３５２】図２７（ｂ）において、現時点の瞬時値を
ｖ_m 、１サンプリング（以下、ｓｐと表す）前の瞬時値
をｖ_m-1 、２ｓｐ前の瞬時値をｖ_m-2 、３ｓｐ前の瞬時
値をｖ_m-3 、…、（Ｋ−１）ｓｐ前の瞬時値をｖ
_m-(K-1) と置く。

【０３５３】図２７（ａ）の瞬時値にて振幅値演算を説
明すると、１サイクル中の一定区間のＫ個の瞬時値（例
えば区間ａのｖ_m 〜ｖ_m-(K-1) ）から、下記の（ト）式
で求める。なお、一定区間とは振幅値演算部２１と同じ
一定区間であればよく、特に限定した期間ではない。

【０３５４】

【数６８】

【０３５５】このＪｖの値を振幅値と称し、交流電圧の
１サイクル中の一定区間における振幅値を表すものであ
り、差動電流の１サイクル中の前記一定区間の電流波形
が平坦である場合に、振幅値Ｊｖは最も大きな値とな
る。

【０３５６】区間ａの振幅値Ｊと同様に、ｓｐ毎に過去
ｋ個のｓｐ数を用いて演算（図２７（ｂ）では区間ｂ、
ｃ…）することにより、常に一定区間の振幅値を見るこ
とができ、図２７（ｃ）の振幅値演算部２１での演算結
果に示すような個々の振幅値Ｊｖａ、Ｊｖｂ、Ｊｖｃ…
の値となる。

【０３５７】図２７（ａ）のような平坦区間を持った励
磁突入電流による差動電流Ｉｄが発生した場合での、交
流電圧の振幅値Ｊｖの値は、演算区間がすべて差動電流
Ｉｄの平坦部分に含まれた時（図２７（ｂ）の区間ａ）
に、その値は最大となる。また、振幅値Ｊｖが一定値ｋ
ｖよりも大きい値をとった時に、電圧値判定演算部４２
は、図２７（ｄ）の平坦判定演算部４２での演算結果の
ように出力を生じる。

【０３５８】なお、上記一定値ｋｖは、事故電流発生時
の電圧値と励磁突入電流発生時の電圧値との区別を行う
ための値であればよく、特に限定した値ではない。この
結果、電圧値判定演算４２は、平坦判定演算２２の出力
と同じタイミングで出力を生じるので、論理積演算回路
４３も同じタイミングで出力を生じる。そして、論理積
演算回路４３の出力は、１ｃｙ程度以上遅延時間を有す
る復帰遅延タイマー２３により連続化され、励磁突入電
流発生時には励磁突入電流対策要素７１の出力が常に送
出され続ける。

【０３５９】当該励磁突入電流対策要素７１の出力は、
ＮＯＴ演算回路１９にて反転させられるので、ＮＯＴ演
算回路１９は常に出力を生じず、論理積演算回路２０の
出力を常に阻止することができ、このため、励磁突入電
流に対する差動リレー８０の誤動作を防止できる。

【０３６０】一方、事故電流に過渡的な平坦部分を生じ
させるような高調波が発生する内部事故の場合には、必
ず、その変圧器の端子電圧は大きく低下するため、電圧
振幅値演算部４１の出力である振幅値Ｊｖは所定値ｋｖ
よりも小さくなり、その結果電圧値判定演算４２は常に
出力を生じない。よって、前記平坦判定演算部２２の出
力と前記電圧値判定演算４２の出力は、論理積演算回路
４３にて論理積され、励磁突入電流対策要素７１は常に
出力を生じない。

【０３６１】当該励磁突入電流対策要素７１の出力は、
ＮＯＴ演算回路１９にて反転させられるので、ＮＯＴ演
算回路１９は常に出力を生じ、論理積演算回路２０の出
力を阻止することなく、差動リレー８０は正常動作を行
うことができる。

【０３６２】なお、以上の説明では、平坦性を表す値と
して、振幅値Ｊｖを基に説明してきたが、下記の一般式
（（ト−１）式）で表される値としてもよい。即ち、前
記演算された差動電流の内、電気角Ｔ度間隔のＫ個の瞬
時値のディジタル量（ｖ_m ，ｖ_m-1 ，ｖ_m-2 ，…，ｖ
_m-(K-1) ）を導入し、一定区間での振幅値をＮ乗した値
を求める。つまり、（ト−１）式で表される振幅値のＮ
乗Ｊｖ^N を振幅値演算として求める。

【０３６３】

【数６９】

【０３６４】一例を挙げると、Ｎ＝２の時は（ト−１）
式の代わりに（ト−２）式を用いてもよいことになる。

【数７０】

【０３６５】そして、この求められた振幅値のＮ乗Ｊｖ
^N が一定値ｋｖ以上の時に出力を生じる電圧値判定演算
部４２を備えた励磁突入電流対策要素７１を備えて、そ
の出力によって前記差動要素５の出力を阻止することに
より、前述した場合と同様の作用を奏することができ
る。本実施の形態では、前記した請求項１０の場合と同
様に内部事故時と励磁突入電流時との弁別に電圧要素を
用いたものである。したがって、本判別手法は請求項１
〜請求項９のすべてに適用可能である。

【０３６６】上述したように、本実施の形態において
は、変圧器励磁突入電流と変圧器内部事故電流との波形
の違い、すなわち励磁突入電流は１サイクル中に変圧器
鉄心の磁束飽和によって電流が流れる区間と変圧器鉄心
の飽和が解けて電流が流れない一定の平坦部分が必ず存
在するのに対し、事故電流は基本波電流もしくは不特定
多数の高調波電流重畳のため一定区間の平坦部分が生じ
ないこと、および変圧器励磁突入電流発生時と変圧器内
部事故電流発生時との電圧の違い、すなわち励磁突入電
流発生時の特に励磁突入電流の流れない区間では電圧振
幅値が大きいのに対し、事故電流発生時には電圧振幅値
が小さいことの両方に着目したものである。

【０３６７】そして差動電流Ｉｄの内、電気角Ｔ度間隔
のＫ個の瞬時値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，
ｉ_m-2 ，…，ｉ_m-(k-1) ，およびｖ_m ，ｖ_m-1 ，
ｖ_m-2 ，…，ｖ_m-(k-1) ）を導入し、一定区間での電流
および電圧の振幅値をＮ乗した値を求め、この電流振幅
値が所定値ｋ以下となること、および電圧振幅値が所定
値ｋｖ以上であることの２つの条件を満たしたときに励
磁突入電流と判定して出力を生じる励磁突入電流対策要
素７１を備えて差動電流Ｉｄの平坦性、および電圧値の
大きさを検出する。

【０３６８】そして、この励磁突入電流対策要素７１の
出力によって前記差動要素５の出力を阻止するようにし
たので、励磁突入電流と事故電流を確実に区別すること
ができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事
故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系
統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確
実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作す
ることが可能なディジタル形保護継電器を得ることがで
きる。

【０３６９】図２８は請求項１２に係るディジタル形保
護継電器である変圧器保護用の差動リレーの構成例を示
す機能ブロック図であり、図２４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
いてのみ説明する。即ち、本実施の形態の差動リレー８
０は、図２８に示すように、図２４の差動リレー８０に
おける励磁突入電流対策要素７０を省略し、これに代え
て、新たな励磁突入電流対策要素７２を備えた構成とし
ている。

【０３７０】さらに、励磁突入電流対策要素７２は、振
幅値演算部２１と、平坦判定演算部２２と、復帰遅延タ
イマー２３と、電圧上昇判定演算部４４と、復帰遅延タ
イマー４５と、論理積演算回路４６とからなっている。
ここで、振幅値演算部２１、平坦判定演算部２２、およ
び復帰遅延タイマー２３は、前記した図２６の実施の形
態の場合と同様の機能を有するものである。

【０３７１】ここで、電圧上昇判定演算部４４は、交流
電圧ｖ１の大きさが、一定値以上上昇したかを検出し、
一定値以上上昇した場合に出力を生じるものである。ま
た、復帰遅延タイマー４５は、励磁突入電流が差動要素
の動作レベル以下に十分減衰するのに必要な時間以上の
遅延時間を有する復帰遅延タイマーである。さらに、復
帰遅延タイマー２３の出力と、復帰遅延タイマー４５の
出力は、論理積演算回路４６にて論理積される。

【０３７２】一方、論理積演算回路４６の出力をＮＯＴ
演算回路１９にて反転させ、さらに論理積演算回路２０
で差動要素５の出力との論理積演算を行うことにより、
励磁突入電流にて動作する差動要素５の出力を阻止し、
差動リレー８０としての誤動作を防止する。

【０３７３】次に、本実施の形態の差動リレー８０の作
用について説明する。なお、差動要素５の作用について
は、前記図３１の場合と同様であるので、ここではその
説明を省略する。図２８において、差動要素５の差動電
流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電
流対策要素７２に導入され、振幅値演算部２１にて平坦
性を検出するための演算を行って、振幅値Ｊが求められ
る。

【０３７４】そして、ここで求められた振幅値Ｊが所定
値ｋ以下の時に、平坦判定演算部２２は出力を生じ、当
該平坦判定演算部２２の出力は、復帰遅延タイマー２３
にて連続化される。

【０３７５】一方、図２６の実施の形態の場合と同様
に、変圧器のいずれか１つの端子の電圧Ｖ１は、計器用
変成器ＰＴを介して適当な大きさに変換され、計器用変
成器ＰＴにより抽出された交流電圧Ｖ１は、入力変成器
３７により、さらに適当な大きさに変換された後、Ａ／
Ｄ変換器３に導入される。また、Ａ／Ｄ変換器３では、
交流電圧Ｖ１を一定時間間隔でサンプリングし、ディジ
タル量ｖ１に変換する。

【０３７６】当該ディジタル量に変換されたｖ１は、電
圧上昇判定演算部４４に導入される。電圧上昇判定演算
部には、既知の演算アルゴリズムを用いればよい。例え
ば、現時点の瞬時値ｖ（現在）と、１サイクル前の瞬時
値ｖ（１サイクル前）、との差分値ΔＶ（ΔＶ＝ｖ（現
在）−ｖ（１サイクル前））を取り、この差分値ΔＶが
一定値ｋｖ′以上の時に電圧上昇判定演算部４４は出力
を生じる。

【０３７７】また、電圧上昇判定演算部４４の出力は、
復帰遅延タイマー４５に導入されて復帰遅延され、復帰
遅延タイマー４５は励磁突入電流が減衰して差動要素が
復帰する時間以上継続して出力を生じるものであれば良
い。

【０３７８】また、復帰遅延タイマー４５は、励磁突入
電流が差動要素の動作レベル以下に十分減衰するのに必
要な時間以上の遅延時間を有する復帰遅延タイマーであ
る。さらに、復帰遅延タイマー２３の出力と、復帰遅延
タイマー４５の出力は、論理積演算回路４６にて論理積
される。

【０３７９】また、電圧上昇判定演算部４４の出力は、
論理積演算回路４６にて復帰遅延タイマー２３の出力と
論理積された後、ＮＯＴ演算回路１９にて反転させら
れ、さらに論理積演算回路２０で差動要素５の出力との
論理積演算を行うことにより、励磁突入電流にて動作す
る差動要素５の出力を阻止し、差動リレー１としての誤
動作を防止することができる。

【０３８０】以下に、かかる点についてより具体的に説
明する。励磁突入電流は、変圧器鉄心飽和の関係によ
り、電流が流れる期間と流れない期間との周期性が１サ
イクル毎に生じる。このため、励磁突入電流による平坦
判定演算部２２の出力は、１サイクル毎に一回は必ず送
出され、その出力は１サイクル毎の周期性を持つ断続出
力であり、１サイクル程度以上の遅延時間を有する復帰
遅延タイマー２３の出力は、必ず送出され続ける。

【０３８１】また、励磁突入電流が発生するような、変
圧器電圧印加時には、変圧器電圧印加以前に比べて、電
圧が大きく増加するため、電圧上昇判定演算部４４は出
力を生じる。また、電圧上昇判定演算部４４の出力は、
復帰遅延タイマー４５に導入されて復帰遅延され、復帰
遅延タイマー４５は励磁突入電流が減衰して差動要素が
復帰する時間以上継続して出力を生じる。

【０３８２】そして、前記復帰遅延タイマー２３の出力
と前記復帰遅延タイマー４５の出力は、論理積演算回路
４６にて論理積されるので、励磁突入電流対策要素７２
は、変圧器電圧印加の時点から差動要素が復帰するまで
の間は、少なくとも出力を生じる。

【０３８３】当該励磁突入電流対策要素７２の出力は、
ＮＯＴ演算回路１９にて反転させられるので、ＮＯＴ演
算回路１９は常に出力を生じず、論理積演算回路２０の
出力を常に阻止することができ、このため、励磁突入電
流に対する差動リレー８０の誤動作を防止できる。

【０３８４】一方、内部事故の場合には、必ず、その変
圧器の端子電圧は大きく低下するため、電圧上昇判定演
算部４４は（ΔＶ≧ｋｖ′の条件を満たさないので）常
に出力を生じず、さらに、復帰遅延タイマー４５も出力
を生じない。よって、前記復帰遅延タイマー２３の出力
と前記復帰遅延タイマー４５の出力は、論理積演算回路
４６にて論理積され、励磁突入電流対策要素７２は常に
出力を生じない。

【０３８５】当該励磁突入電流対策要素７２の出力は、
ＮＯＴ演算回路１９にて反転させられるので、ＮＯＴ演
算回路１９は常に出力を生じ、論理積演算回路２０の出
力を阻止することなく、差動リレー８０は正常動作を行
うことができる。

【０３８６】本実施の形態では、内部事故時と励磁突入
電流時とを弁別するために電圧上昇程度を用いたもので
ある。つまり変圧器電圧印加時にはそれ以前に比して電
圧が大きく上昇し、これとは反対に内部事故時は低下す
るからである。したがって、この判定手法は請求項１〜
請求項１１の全てに適用される。

【０３８７】上述したように、本実施の形態において
は、変圧器励磁突入電流と変圧器内部事故電流との波形
の違い、すなわち励磁突入電流は１サイクル中に変圧器
鉄心の磁束飽和によって電流が流れる区間と変圧器鉄心
の飽和が解けて電流が流れない一定の平坦部分が必ず存
在するのに対し、事故電流は基本波電流もしくは不特定
多数の高調波電流重畳のため一定区間の平坦部分が生じ
ないこと、および変圧器励磁突入電流発生時と変圧器内
部事故電流発生時との電圧の違い、すなわち励磁突入電
流発生時には電圧が大きく上昇し、事故電流発生時には
電圧が低下することの両方に着目したものである。

【０３８８】そして差動電流Ｉｄの内、電気角Ｔ度間隔
のＫ個の瞬時値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，
ｉ_m-2 ，…，ｉ_m-(k-1) ）を導入し、一定区間での電流
および電圧の振幅値をＮ乗した値を求め、この電流振幅
値が所定値ｋ以下となること、および電圧が所定値ｋ
ｖ′以上上昇することの２つの条件を満たしたときに励
磁突入電流と判定して出力を生じる励磁突入電流対策要
素７２を備えて差動電流Ｉｄの平坦性、および電圧値の
大きさを検出し、この励磁突入電流対策要素７２の出力
によって前記差動要素５の出力を阻止するようにした。

【０３８９】その結果、励磁突入電流と事故電流を確実
に区別することができ、前述した従来では適用が困難で
あった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含
むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁
突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時に
は確実に動作することが可能なディジタル形保護継電器
を得ることができる。

【０３９０】図２９は請求項１３に係るディジタル形保
護継電器である変圧器保護用の差動リレーの構成例を示
す機能ブロック図であり、図１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
てのみ説明する。なお、差動要素５の構成については、
図１と全く同じであるため、図２９ではその構成の一部
を割愛している。

【０３９１】即ち、本実施の形態の差動リレー１は、図
２９に示すように、図１における差動要素５と論理積演
算回路２０との間に、差動要素５の出力を１サイクル程
度以上の時間遅延する動作遅延タイマー４７を新たに備
えると共に、差動要素５の差動判定演算部１６の出力と
励磁突入電流対策要素６１の復帰遅延タイマー２３の論
理積を演算する論理積演算回路４８を備え、この論理積
演算回路４８の出力により、動作遅延タイマー４７の出
力を阻止する構成としている。

【０３９２】差動要素５の作用については、前記図３１
の場合と同様であるので、ここではその説明を省略す
る。図２９においては、励磁突入電流対策要素６１に導
入され、振幅値演算部２１にて前記第１の実施の形態で
説明した（イ）式に基づく演算を行い、差動電流Ｉｄの
各ｓｐ毎における一定区間の振幅値Ｊが算出される。ま
た、平坦判定演算部２２では、一定区間の振幅値Ｊがｓ
ｐ毎に常に判定演算されている。

【０３９３】しかしながら、常時判定することは、負荷
電流が流れている状態や外部事故で通過電流が流れてい
る状態では通常、差動電流Ｉｄが零であるため、平坦判
定演算部２２は常に動作状態にあり、差動要素５の出力
を常時阻止していることになる。

【０３９４】そして、この時に内部事故が発生した場合
には、平坦判定演算部２２の出力は復帰するが、差動リ
レー１としての動作時間は、励磁突入電流対策要素６１
の復帰遅延タイマー２３の出力復帰に要する時間分の遅
れを生じることになる。

【０３９５】この点、本実施の形態では、差動判定演算
部１６の出力と励磁突入電流対策要素６１との論理積演
算を論理積演算回路４８で行い、差動要素５が動作しな
い場合には励磁突入電流対策要素６１の出力を阻止し、
差動要素５が動作した場合には励磁突入電流対策要素６
１の出力を許容するようにしている。

【０３９６】その結果、差動電流Ｉｄがない定常状態に
おいての励磁突入電流対策要素６１による不要な出力阻
止を行うことはなく、この状態から内部事故が発生した
場合でも、差動リレー１の動作時間遅れを小さくするこ
とができる。

【０３９７】なお、差動判定演算部１６の出力を遅延す
る動作遅延タイマー４７は、差動判定演算部１６の出力
によって起動される励磁突入電流対策要素６１との時間
協調をとるものであり、励磁突入電流発生時に、差動判
定演算部１６の出力が励磁突入電流対策要素６１の出力
よりも先に送出されるのを遅らせるためのものである。

【０３９８】これにより、差動要素５の出力と励磁突入
電流対策要素６１の出力との論理積演算回路４８の動作
出力によって、差動要素５の出力を遅延する動作遅延タ
イマー４７出力を阻止することにより、差動リレー１と
しての誤動作を防止することができる。

【０３９９】また、平坦区間を持たない事故電流では、
平坦判定演算部２２の出力は生じず、差動判定演算部１
６の出力は、動作遅延タイマー４７および論理積演算回
路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正
常動作を行うことができる。以上の説明から明らかなよ
うに、本実施の形態による判別手法は請求項１〜請求項
１２のすべてに適用可能である。

【０４００】上述したように、本実施の形態において
は、変圧器励磁突入電流と変圧器内部事故電流との波形
の違い、すなわち励磁突入電流は１サイクル中に変圧器
鉄心の磁束飽和によって電流が流れる区間と変圧器鉄心
の飽和が解けて電流が流れない一定の平坦部分が必ず存
在するのに対し、事故電流は基本波電流もしくは不特定
多数の高調波電流重畳のため一定区間の平坦部分が生じ
ないことに着目したものである。

【０４０１】そして差動電流Ｉｄの内、電気角Ｔ度間隔
のＫ個の瞬時値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，
ｉ_m-2 ，…，ｉ_m-(k-1) ）を導入し、一定区間での電流
および電圧の振幅値をＮ乗した値を求め、この電流振幅
値が所定値ｋ以下となるときに励磁突入電流と判定して
出力を生じる励磁突入電流対策要素７２を備えて差動電
流Ｉｄの平坦性を検出すると共に、差動要素５と論理積
演算回路２０との間に、差動要素５の出力を１サイクル
程度以上の時間遅延する動作遅延タイマー４７を備え、
さらに差動要素５の差動判定演算部１６の出力と励磁突
入電流対策要素６１の復帰遅延タイマー２３の出力との
論理積を演算する論理積演算回路４８を備え、この論理
積演算回路４８の出力により、動作遅延タイマー４７の
出力を阻止するようにした。

【０４０２】したがって、励磁突入電流の大きさに関係
なく、励磁突入電流と事故電流を確実に区別することが
でき、前述した従来では適用が困難であった、内部事故
電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統
の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実
に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作する
ことが可能なディジタル形保護継電器を得ることができ
る。

【０４０３】なお、本発明は前述の各実施の形態に限定
されるものではなく、以下に列挙する（ａ）〜（ｅ）の
ようにしても同様に実施することができる。 （ａ）前記した各実施形態では、変圧器Ｔｒが２巻線変
圧器である場合を例として説明したが、これに限らず、
３巻線以上の複数端子を有する変圧器保護用の差動リレ
ーについても本発明を同様に適用することが可能であ
る。 （ｂ）前記した第１０の実施形態乃至第１２の実施形態
において、使用する交流電圧は、変圧器のいずれの端子
の交流電圧でもよく、特に限定されたものではない。例
えば、３巻線変圧器においては、１次側端子電圧、２次
側端子電圧、３次側端子電圧のいずれを使用しても良
い。 （ｃ）前記した第１０の実施形態乃至第１２の実施形態
において、端子電圧はいずれか１つの端子電圧を用いる
例を記載したが、複数箇所の電圧に着目するとしても同
様である。特に図示しないが、複数の端子電圧に着目す
る場合は、例えば図２４のような電圧値判定演算部の出
力をＡＮＤで使用する。このような拡張は周知の技術で
あり、当然、本発明の範囲であることはもちろんであ
る。 （ｄ）Ａ／Ｄ変換のサンプリング周波数は、差動電流の
瞬時値の振幅値を見ることで、事故電流と励磁突入電流
とを区別できる値であれば、特に前述した値に限定され
るものではない。 （ｅ）前記した各実施形態における（イ）式、（ロ）
式、（ハ）式、（ニ）式、（ホ）式は振幅値を算出する
ため、インラッシュ電流だけではなく、通常の電流、電
圧などの振幅値演算としても適用できる。又、第１１の
実施形態の（ト）式は、（イ）式を電圧の振幅値演算と
して適用している一例である。

【０４０４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば変
圧器励磁突入電流と変圧器内部事故電流との波形の違
い、すなわち励磁突入電流には、１サイクル中に変圧器
鉄心の飽和が解けて電流が流れない区間（無電流期間）
が必ず存在するのに対し、事故電流には、基本波電流も
しくは不特定高調波電流の重畳のため無電流期間が生じ
ないことに着目し、差動電流の平坦性を、振幅値を演算
してその値が所定の値以下であるときに励磁突入電流と
判定する励磁突入電流対策要素を備えて、励磁突入電流
と事故電流とを確実に区別することにより、従来では適
用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波
電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突
入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には
確実に動作することが可能なディジタル形保護継電器が
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるディジタル形保護継電器（差動リ
レー）の第１の実施の形態を示す機能ブロック図。

【図２】事故電流波形と励磁突入電流波形の特徴を示す
波形図。

【図３】同第１の実施の形態における作用を説明するた
めの図。

【図４】同第１の実施の形態における作用を説明するた
めの図。

【図５】本発明によるディジタル形保護継電器（差動リ
レー）の第２の実施の形態を示す機能ブロック図。

【図６】同第２の実施の形態における作用を説明するた
めの図。

【図７】本発明によるディジタル形保護継電器（差動リ
レー）の第３の実施の形態を示す機能ブロック図。

【図８】同第３の実施の形態における作用を説明するた
めの図。

【図９】本発明によるディジタル形保護継電器（差動リ
レー）の第４の実施の形態を示す機能ブロック図。

【図１０】同第４の実施の形態における作用を説明する
ための図。

【図１１】本発明によるディジタル形保護継電器（差動
リレー）の第５の実施の形態を示す機能ブロック図。

【図１２】同第５の実施の形態における作用を説明する
ための図。

【図１３】本発明によるディジタル形保護継電器（差動
リレー）の第６の実施の形態を示す機能ブロック図。

【図１４】ディジタル形保護継電器（差動リレー）の見
る、変圧器電圧印加時の励磁突入電流波形と、外部事故
回復時の励磁突入電流波形の特徴を示す波形図。

【図１５】同第６の実施の形態における作用を説明する
ための図。

【図１６】同第６の実施の形態における作用を説明する
ための図。

【図１７】本発明によるディジタル形保護継電器（差動
リレー）の第７の実施の形態を示す機能ブロック図。

【図１８】同第７の実施の形態における作用を説明する
ための図。

【図１９】本発明によるディジタル形保護継電器（差動
リレー）の第８の実施の形態を示す機能ブロック図。

【図２０】同第８の実施の形態における作用を説明する
ための図。

【図２１】同第８の実施の形態における作用を説明する
ための図。

【図２２】本発明によるディジタル形保護継電器（差動
リレー）の第９の実施の形態を示す機能ブロック図。

【図２３】同第９の実施の形態における作用を説明する
ための図。

【図２４】本発明によるディジタル形保護継電器（差動
リレー）の第１０の実施の形態を示す機能ブロック図。

【図２５】変圧器に差動リレーを適用した場合の一例を
示す回路図。

【図２６】本発明によるディジタル形保護継電器（差動
リレー）の第１１の実施の形態を示す機能ブロック図。

【図２７】同第１１の実施の形態における作用を説明す
るための図。

【図２８】本発明によるディジタル形保護継電器（差動
リレー）の第１２の実施の形態を示す機能ブロック図。

【図２９】本発明によるディジタル形保護継電器（差動
リレー）の第１３の実施の形態を示す機能ブロック図。

【図３０】変圧器に差動リレーを適用した場合の一例を
示す回路図。

【図３１】従来の差動リレーの構成例を示す機能ブロッ
ク図。

【符号の説明】

Ｇ 電力系統電源 ＣＢ 遮断器 ＣＴ１，ＣＴ２ 変流器（ＣＴ） Ｔｒ 変圧器 ＰＴ 計器用変成器ＰＴ １，８０ 差動リレー ２ 変成器（ＣＴ） ３ Ａ／Ｄ変換器 ４ ＣＰＵ ５ 差動要素 ６ 励磁突入電流対策要素（２ｆ検出） １１，１２ 振幅値演算部 １３ 抑制電流（スカラー和）演算部 １４ 差動電流（ベクトル和）演算部 １５ 振幅値演算部（１ｆ） １６ 差動判定演算部 １７ 振幅値演算部（２ｆ） １８ ２ｆ判定演算部 １９ ＮＯＴ（反転）演算回路 ２０，３３，４０，４３，４６，４８ 論理積（ＡＮ
Ｄ）演算回路 ２１，２４，２５，２６，２７，２８，４１ 振幅値
演算部 ２２，２９，３６ 平坦判定演算部 ２３，４５ 復帰遅延タイマー ３０ 論理和（ＯＲ）演算回路 ３１，４７ 動作遅延タイマー ３２，３４ シフト演算部 ３５ 最大値検出演算部 ３７ 変成器（ＰＴ） ３８ 電圧振幅値演算部 ３９，４２ 電圧値判定演算部 ４４ 電圧上昇判定演算部 ６１〜７２ 励磁突入電流対策要素

【数７１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山川 寛 東京都千代田区内幸町一丁目１番３号 東 京電力株式会社内 (72)発明者 山浦 充 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 中野 聡 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 佐藤 力生 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 堀 政夫 東京都港区芝浦１丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の端子を有する被保護対象を挟んで
   各相毎の交流電流を導入し、当該導入された交流電流を
   各々一定時間間隔でサンプリングして交流電流の瞬時値
   のディジタル量に変換し、前記変換されたディジタル量
   を用いて各相毎の差動電流を求め、ここで求められた差
   動電流に基づく電気量が所定の値以上である時に内部事
   故と判定して出力を生じる第１の判定手段を有する差動
   保護要素を備えたディジタル形保護継電器において、前
   記求められた差動電流の内、電気角Ｔ度間隔のＫ個の瞬
   間値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，ｉ_m-3 ，
   …，ｉ_m-(K-1) ）を導入し、下記振幅値演算式（イ）に
   て、差動電流の一定区間における振幅値を求め、ここで
   求められた振幅値が一定値以下か否かを判定して一定値
   以下の時に出力する第２の判定手段、および前記第２の
   判定手段の出力を所定時間復帰遅延する第１の復帰遅延
   手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、 前記励磁
   突入電流対策要素の出力により、前記差動保護要素の出
   力を阻止することを特徴とするディジタル形保護継電
   器。 【数１】
2. 【請求項２】 複数の端子を有する被保護対象を挟んで
   各相毎の交流電流を導入し、当該導入された交流電流を
   各々一定時間間隔でサンプリングして交流電流の瞬時値
   のディジタル量に変換し、前記変換されたディジタル量
   を用いて各相毎の差動電流を求め、ここで求められた差
   動電流に基づく電気量が所定の値以上である時に内部事
   故と判定して出力を生じる第１の判定手段を有する差動
   保護要素を備えたディジタル形保護継電器において、前
   記求められた差動電流の内、電気角Ｔ度間隔の３個の瞬
   間値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ）を導入
   し、下記振幅値演算式（ロ）にて、差動電流の一定区間
   における振幅値を求め、ここで求められた振幅値が一定
   値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力する第３
   の判定手段、および前記第３の判定手段の出力を所定時
   間復帰遅延する第２の復帰遅延手段を有する励磁突入電
   流対策要素を備え、前記励磁突入電流対策要素の出力に
   より、前記差動保護要素の出力を阻止することを特徴と
   するディジタル形保護継電器。 【数２】
3. 【請求項３】 複数の端子を有する被保護対象を挟んで
   各相毎の交流電流を導入し、当該導入された交流電流を
   各々一定時間間隔でサンプリングして交流電流の瞬時値
   のディジタル量に変換し、当該変換されたディジタル量
   を用いて各相毎の差動電流を求め、当該求められた差動
   電流に基づく電気量が所定の値以上である時に内部事故
   と判定して出力を生じる第１の判定手段を有する差動保
   護要素を備えたディジタル形保護継電器において、前記
   求められた差動電流の内、電気角Ｔ度間隔の４個の瞬間
   値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，ｉ_m-3 ）を
   導入し、下記振幅値演算式（ハ）にて、差動電流の一定
   区間における振幅値を求め、ここで求められた振幅値が
   一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力する
   第４の判定手段、および前記第４の判定手段の出力を所
   定時間復帰遅延する第３の復帰遅延手段を有する励磁突
   入電流対策要素を備え、前記励磁突入電流対策要素の出
   力により、前記差動保護要素の出力を阻止することを特
   徴とするディジタル形保護継電器。 【数３】
4. 【請求項４】 複数の端子を有する被保護対象を挟んで
   各相毎の交流電流を導入し、当該導入された交流電流を
   各々一定時間間隔でサンプリングして交流電流の瞬時値
   のディジタル量に変換し、当該変換されたディジタル量
   を用いて各相毎の差動電流を求め、当該求められた差動
   電流に基づく電気量が所定の値以上である時に内部事故
   と判定して出力を生じる第１の判定手段を有する差動保
   護要素を備えたディジタル形保護継電器において、前記
   求められた差動電流の内、電気角Ｔ度間隔の５個の瞬間
   値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，ｉ_m-3 ，ｉ
   _m-4 ）を導入し、下記振幅値演算式（ニ）にて、差動電
   流の一定区間における振幅値を求め、ここで求められた
   振幅値が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に
   出力する第５の判定手段、および前記第５の判定手段の
   出力を所定時間復帰遅延する第４の復帰遅延手段を有す
   る励磁突入電流対策要素を備え、前記励磁突入電流対策
   要素の出力により、前記差動保護要素の出力を阻止する
   ことを特徴とするディジタル形保護継電器。 【数４】
5. 【請求項５】 複数の端子を有する被保護対象を挟んで
   各相毎の交流電流を導入し、当該導入された交流電流を
   各々一定時間間隔でサンプリングして交流電流の瞬時値
   のディジタル量に変換し、当該変換されたディジタル量
   を用いて各相毎の差動電流を求め、当該求められた差動
   電流に基づく電気量が所定の値以上である時に内部事故
   と判定して出力を生じる第１の判定手段を有する差動保
   護要素を備えたディジタル形保護継電器において、前記
   求められた差動電流の内、電気角Ｔ度間隔の６個の瞬間
   値のディジタル量（ｉ_m ，ｉ_m-1 ，ｉ_m-2 ，ｉ_m-3 ，ｉ
   _m-4 ，ｉ_m-5 ）を導入し、下記振幅値演算式（ホ）に
   て、差動電流の一定区間における振幅値を求め、ここで
   求められた振幅値が一定値以下か否かを判定して一定値
   以下の時に出力する第６の判定手段、および前記第６の
   判定手段の出力を所定時間復帰遅延する第５の復帰遅延
   手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、前記励磁突
   入電流対策要素の出力により、前記差動保護要素の出力
   を阻止することを特徴とするディジタル形保護継電器。 【数５】
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５記載のディジタル
   形保護継電器において、前記求められた差動電流の内、
   前記の電気角Ｔと同じまたは異なる電気角Ｔ′度間隔
   の、前記の個数Ｋと同じまたは異なるＫ’個の瞬時値の
   ディジタル量（ｉ_m ′，ｉ_m-1 ′，ｉ_m-2 ′，
   ｉ_m-3 ′，…，ｉ_m-(K′-1) ′）を導入し、下記振幅値
   演算式（ヘ）にて、差動電流の一定区間における振幅値
   を求め、ここで求められた振幅値が一定値以下か否かを
   判定して一定値以下の時に出力する第７の判定手段と、
   前記第７の判定手段の出力と前記第２の判定手段乃至第
   ６の判定手段の出力との論理和を演算する第１の論理和
   演算手段とを励磁突入電流対策要素に新たに付加したこ
   とを特徴とするディジタル形保護継電器。 【数６】
7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項５記載のディジタル
   形保護継電器において、第２の判定手段乃至第６の判定
   手段の出力を所定時間動作遅延する第１の動作遅延手段
   を励磁突入電流対策要素に新たに付加し、前記第１の動
   作遅延手段の出力を前記第１の復帰遅延手段乃至第５の
   復帰遅延手段の入力とするようにしたことを特徴とする
   ディジタル形保護継電器。
8. 【請求項８】 請求項１乃至請求項５記載のディジタル
   形保護継電器において、第２の判定手段乃至第６の判定
   手段の現時点の出力と第２の判定手段乃至第６の判定手
   段の１サイクルまたは複数サイクル前の出力との論理積
   を演算する第１の論理積演算手段を新たに付加し、前記
   第１の論理積演算手段の出力を前記第１の復帰遅延手段
   乃至第５の復帰遅延手段の入力とするようにしたことを
   特徴とするディジタル形保護継電器。
9. 【請求項９】 請求項１乃至請求項５記載のディジタル
   形保護継電器において、前記求められた振幅値の現時点
   の値と１サイクルまたは複数サイクル前の値または１サ
   ンプリング以前の値とを比較していずれか大きい方の値
   を求め、かつ当該大きい方の値が一定値以下か否かを判
   定して一定値以下の時に出力を生じる第８の判定手段を
   新たに付加し、前記第８の判定手段の出力を前記第１の
   復帰遅延手段乃至第５の復帰遅延手段の入力とするよう
   にしたことを特徴とするディジタル形保護継電器。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至請求項９記載のディジタ
    ル形保護継電器において、複数の端子を有する被保護対
    象のいずれか１つの端子又は複数端子の各相毎の交流電
    圧を導入し、当該導入された交流電圧を各々一定時間間
    隔でサンプリングして交流電圧の瞬時値のディジタル量
    に変換し、ここで変換されたディジタル量を用いて各相
    毎の電圧の振幅値を求め、当該求められた電圧の振幅値
    が所定の値以上である時に出力を生じる第９の判定手段
    と、前記第９の判定手段の出力と前記第２の復帰遅延手
    段乃至第５の復帰遅延手段の出力との論理積を演算する
    第２の論理積演算手段とを励磁突入電流対策要素に新た
    に付加したことを特徴とするディジタル形保護継電器。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至請求項９記載のディジタ
    ル形保護継電器において、複数の端子を有する被保護対
    象のいずれか１つの端子又は複数端子の各相毎の交流電
    圧を導入し、当該導入された交流電圧を各々一定時間間
    隔でサンプリングして交流電圧の瞬時値のディジタル量
    に変換し、前記求められた交流電圧の内、電気角Ｔ度間
    隔のＫ個の瞬間値のディジタル量（Ｖ_m ，Ｖ_m-1 ，Ｖ
    _m-2 ，Ｖ_m-3 ，…，Ｖ_m-(K-1) ）を導入し、下記の振幅
    値演算式（ト）にて、交流電圧の一定区間における振幅
    値を求め、ここで求められた振幅値が一定値以上か否か
    を判定して一定値以上の時に出力する第１０の判定手段
    と、および前記第１０の判定手段の出力と前記第２の判
    定手段乃至第８の判定手段の出力との論理積を演算する
    第３の論理積演算手段とを励磁突入電流対策要素に新た
    に付加したことを特徴とするディジタル形保護継電器。 【数７】
12. 【請求項１２】 請求項１乃至請求項１１記載のディジ
    タル形保護継電器において、複数の端子を有する被保護
    対象のいずれか１つの端子又は複数端子の各相毎の交流
    電圧を導入し、当該導入された交流電圧を各々一定時間
    間隔でサンプリングして交流電圧の瞬間値のディジタル
    量に変換し、当該変換されたディジタル量を用いて各相
    毎の電圧の振幅値を求め、当該求められた電圧の振幅値
    が所定の値以上増加した時に出力を生じる第１１の判定
    手段と、前記第１１の判定手段の出力を所定時間復帰遅
    延する第６の復帰遅延手段と、 前記第６の復帰遅延手
    段の出力と前記励磁突入電流対策要素との論理積を演算
    する第４の論理積演算手段とを新たに付加し、前記第４
    の論理積演算手段の出力により、前記差動保護要素の出
    力を阻止するようにしたことを特徴とするディジタル形
    保護継電器。
13. 【請求項１３】 請求項１乃至請求項１２記載のディジ
    タル形保護継電器において、前記差動保護要素の出力を
    所定時間動作遅延する第２の動作遅延手段と、前記差動
    保護要素の出力と励磁突入電流対策要素の出力との論理
    積を演算する第５の論理積演算手段とを新たに付加し、
    前記第５の論理積演算手段の出力により、前記第２の動
    作遅延手段の出力を阻止するようにしたことを特徴とす
    るディジタル形保護継電器。