JPS58130720A - 電流差動形搬送保護継電装置 - Google Patents

電流差動形搬送保護継電装置

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JPS58130720A
JPS58130720A JP57010130A JP1013082A JPS58130720A JP S58130720 A JPS58130720 A JP S58130720A JP 57010130 A JP57010130 A JP 57010130A JP 1013082 A JP1013082 A JP 1013082A JP S58130720 A JPS58130720 A JP S58130720A
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JP
Japan
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terminal
differential
current
sampling
relay device
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Application number
JP57010130A
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English (en)
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宏 佐々木
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は送電線の事故を検出する電流差動形保饅継電装
置に係り、特にディジタル演算によって検出するのに好
適な事故検出方式に関する。
従来の電流差動形搬送保護継電装置は保験区間各端子の
通過電流を全く同時刻に同期してサンプリングしたのち
、ディジタルデータを伝送し合い、同時刻のデータにつ
いてディジタル量での差動演算を行う方式と、各端子非
同期です/プリンクしたディジタルデータを伝送し合い
受信4号を再度アナログ波形に復調したのち差動演算を
行っており、装置構成が複雑にして高価になる欠点がめ
った。
本発明の目的は前記欠点をなくするため、各端子の電流
情報を各端子間において非同期でサンプリングを実施し
てもディジタル信号の状態で差動演算を行うディジタル
形保膜継電装置を提供することにある。
本発明は非同期でサンプリングされ念保膜区間各端子の
通過電流信号について1サンプルにつき1度の差動演算
にとどまらず、1サンプル中に複数回、あるいはつぎの
サンプルまでの面積差を求め、系統周波数の少なくと4
半サイクル間の積分値を求め念のちレベル判定を行い事
故の有無を検出することにより非同期サンプリングであ
っても高精度の差動特性が得られるようにした。
以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。
第1図は不発明の実施例を示すための全体概念図である
。同図の記号とその動作について説明する。Lは保護対
象送電線で本図ではA、Hの2端子系統を例にして示す
CBム、CBmはしゃ断器であって、Lに事故が発生し
念とき、後に述べる本発明リレーのしゃ断指令によって
系統からLt切りはなす念めに用イル。CTA、CTm
は変流器であり、L′ftM遇するA、B各端子の電流
信号を入力し、レベル変換して本発明にかかるリレーに
信号を印加するためのもので、三相交流送電線を対象に
し逢場合は三相各相毎、あるいは零相分電流等を必要に
応じて変流器CTA、CT■によって変換し得る奄ので
ある。CTA、CTIの極性は同図の通過電流エム、h
の矢印を正にとる方向で入力し、両者の差動演算は、L
の外部通過電流で Iム十工1 ・・・・・・・旧・・ (υになるように
とる。Eム、EmはA、B各端子背後の電源である。/
ム、/sは本発明にががる保護継電装置で69、Lの内
部事故をCTA 。
CTmの入力信号をもとにして電流差動特性により判定
する。2は伝送路であり、A、B端子の電流情報を相互
に伝送し合うtめの奄ので、電力線搬送、マクロ波搬送
、パイロットワイヤ搬送、あるいは光ケーブルによる搬
送等に相当する伝送回線である。A、B各端子で同一の
事故判定を行う場合には/h、7mは各々内容は同じで
あり、たとえばエムのみで事故の有無を判定し、/lに
おいてはエムからの転送しゃ断指令を受けてB端子CB
mをしゃ断する場合は2の情報伝送はA端子向け、B端
子向けで必要最小限の情報伝送を行う場合、当然ながら
その内容に違いがあり、A端子からは転送しゃ断指令信
号を、B端子からはInの情報を伝送することになる。
本発明にかかる内容は、Lの事故を判定する手段に関す
るものであって、転送しゃ断の有無は@接関係しない。
以下、A端子でのm流差動特性をもたせる事故判定方法
について述べる。
第2図にはt流差動形搬送保瞳継電装置の1端子の5J
!施内容を示す。同図における記号と動作について説明
する。同図21〜29までの範囲が第1図エム、あるい
は/lに相当する。
21は波形前処理フィルタであって、交流電流波形をサ
ンプリングしてディジタル信号に変換する上で、波形情
報伝送に不要な高調波成分を除去する。22はアナログ
ディジタル変換器(略称A/D)である。23はデータ
伝送装置であり、22でディジタル化し比信号を変調し
相手端子へデータを伝送する装置である。また、相手端
子のデータを受信するための受信機能をもつ伝送装置で
ある。24は遅延(ロ)路であって自端の’I流偏号と
相手端子の電流信号を同一時刻のものが比較できるよう
に、相手端子からの電流信号の伝送による遅れ分に相当
する時間を自端電流信号についても遅らすための遅延回
路である。
25は差動演算回路、26.27はそれぞf’LA端子
、 Bl)Ii子の通過電流のスカラーi1に演算する
絶対値演算回路でちる。
28は加減算器であり、スカラー和抑制付電流差動特性
として、いわゆる比率差動特性を得るためのもので、2
5の出力から26と27の出力を差引く毛のである。
いま、25の出力を111+L lとし、26の出力?
]1−kIIム1.27の出力をklI■1とするとき
28では ・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2)を得る。
ここに、kは抑制係数とする。
29はレベル判定回路であって、判定レベルIPとして In>Ip  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
 (3)がLの内部事故と判定し、しヤ断指令出力を発
生する。
不発明にかかる25,26.27での演算方法について
つき゛に述べる。A端子とBfi子が全く同期して同一
時刻に通過電流をサンプリングするならば、25Vcて
1す/プルにつき1度の差動演算を行ってゆけばよいが
、A端子とB端子のサンプリングがサンプリング周波数
が同じ(若干の差があっても商用周波数の1〜2サイク
ル程度で事故の有無を判定する高速度の保護継電装置に
とってサンプリング周波数の変動は無視してよい)であ
ってもサンプリングを行う時刻が一致するとけ限らない
。いま、電流がAM子がらB端子に通過しているLの健
全状態でのサンプリングが第3図(alのごと〈^端子
とB端子でθ塾だけずれてい念とする。tt、サンプリ
ング間隔を01とし、本実施例では系統の電流波形の基
本波の30度間隔でサンプリングしている本のとして示
す。
エムお工びIsのす/プルデータを時刻1との関連にお
いて同図(a)のごとく示す。ここではエムとIsの入
力波形を便宜上同一にする。
エムのす/プル値をI htHn 、  I Atl 
I・曲曲り、1゜ 工■のサンプルti I mtt。、I!lt!I・・
・川…rn+20 とする。
エムとI■の差電流を例えばA端子のサンプリングタイ
ミングt、。+  ’11 m・・・・・団・’+tに
合せて演算するといかに伝送遅延時間を補償しても、B
端子のtto e  t、、 I・・・・旧・・tl、
の系列のデータと演ηしていつtのではθpなる位相差
のある電流信号同志の差電流を求めたことになり、θ畠
が30度とすると、最大θDも30度にもなり、差電流
か通過電流エムに対して、 ■ムリlLlθ[1=0.5IA  ・・・・・・・・
・・・・ (31なる訓差會生じて、事故判定の検出感
度を高めることができない。そこで、不発明ではエムの
サンプリング値とInのサンプリング値をたとえば系統
電流の基本波の半サイクル間にわたり差電流を平均化し
ようとするもので、θD位相がずれた時刻でサンプリン
グした値でも、θ1−θnの間のデータとθDの間の差
電流データの面積に相当する部分、第3図(blのII
Dの部分を平均化するものである。
同図(blは同図(a)の入力室iエム、■−の極性を
外部事故時を想定し、■ムーIsの値を示し、同図(C
)には逆にIt、Inが同位相で流入する内部事故を想
定[7た極性でのIム十工■の値を示す。
第2図25に相当する部分で演算した値IA−丁mの半
づイクル間の積分値は同図(b)と(C1の波形から明
らかに推定できるように、(b)のケースは正。
負の面積が平均化きれ低レベルになり、(C)の波形は
(b)よりも十分高レベルの基本波状になる。し定かつ
て、(b)と(C)の積分値をレベル判定することによ
り内部事故が検出できる。また、第2図26゜27のス
カラ量を求めるものについても、25と同様に■ム、I
mそnぞれのfifiサンプル値を半サイクル間積分し
、28で示した加減算器で演算し、その出力を29でレ
ベル判定すればよい。
つぎに、25,26.27における入夫信号の積分方法
についてのべる。各演llをディジタルコンピュータを
用いて行うことを例に以下に示す。
25の部分ではサンプリング間隔θBの間でθ6に比べ
て十分不埒い間隔でエムとInのサンプルデータの差動
演算を竹う。たとえば、θ−かに行うことによって■ム
sIlのサンプリング位相差θpがあっても、θ■−θ
Dの範囲とθDの範囲のそnぞnの差w流が得らnこf
Lらの値を基不波の半サイクル間積分することによって
近僚的にエムと■−のサンプリング僅差の面積が求めら
れる。26.27については各々l端子の電流のスカラ
ー量に比例した値ゲ演算できnば工いから■ムと■1の
サン19フフ位相差θ塾が存在して奄θDによるスカラ
ー量の差はθSが30度においてAkOo、30°、6
of1・・・・・団・15o1′のす/プリング系列と
15°、45’、75’・・・・・・・・・165°の
サンプリング系列との差であるから、両者の相対的な差
は数%(約14%)にも満たない値であり実用上許容で
きる値とみてもよい。したがって、26.27は■ム、
Isのサンプリングデータの絶対値を25と同じ間隔で
それぞれ加算シ、各々のスカラーti求めてもよいが、
いfれ抑制係数kを乗じる(kは通常1より小さい)た
め、サンプリング間隔θ−ごとのデータを基本波の半サ
イクル分加算してゆく方法でも工い。
このようにして、25では■ム+Inの値を半サイクル
積分した値の絶対値1■ム+■璽1を出力し、同じく2
6からklIムエム27からはkIIs I’を出力し
、(2)式の比率演算を28で行い、所定以上の端電流
のレベル検出′tl−29で判定したときリレーの出力
が内部事故を判定する。
第4図には本発明をディジタルコンピュータを用いて演
算する場合の演算フローの例を示す。
第4図において、Dlは各端子の通過電流のサンプリン
グ値を受信しtデータの格納?行う。
D2は各端子のデータを同一時刻のデータで以下の差動
演算ができるように伝送遅延時間による分を補償する機
能で、受信データのうち遅延時間の最も延びたものに合
うように各端子のデータを遅くらすもので、2端子の場
合は%  Isの受信データに対して■ムの自端子電流
データを遅延する。
ただし、前に述べtように、■ムとIsは必ずしも同一
時刻で原入力信号會す/プリンクし念とは限らず、あく
まで、伝送遅延時間分の補償である。
D3は差動演算部であって、D2に工って伝送遅延時間
を補償したIAと■−のサンプリング値の差、(内部事
故区間流入方向を正とするベクトル演算に相当する極性
で、サンプリングの瞬時値和)を求める。D3の差動演
算hrムとIsのサンプリング位相差の影響を補正する
ため任意の時刻1.においでlサンプリング以内の間隔
で複数回(たとえばN回)実行し、その全てを加算する
D4は加算回数Nの判定部であろう D5はIAのスカラー量演算部でサンプリングデータエ
ム1□凰の絶対値を検出する。D6もIsのスカラー量
をD5と同様に求める部分、Dlは比のスカラーtに抑
制係数ky乗じて引算する。その出力1kIDとする。
D8ではIDを基本波の牛サイクル間にわたり積分する
部分である。
D9flレベル判定部であり、D8の出方が所定のレベ
ル1.よりも大となる範囲が所定のサンプリング数継続
したとき内部事故と判定して一保諸区間内のしf断器に
しゃ断指令を与える。
以上、本発明によ扛ば、保饅区間各端子において非同期
のサンプリングを実行しても高性能の電流差動特性が得
られる。
また、装置もディジタル化できる点で経済的効果が上ろ
う なお、本実施例では第4図D3.D4に示したように、
差動演算においてその結果tlサンプリング間でN回加
算する方式をとることによって平均化したが、同じlす
/ブリング関において、念とえは自端子のサンプリング
周期を基準にして、相手端子データのサンプリング時点
が変化するまでの第3図01−〇〇とθDの時間幅を計
算して、その時間幅に相当する比率をサンプリング値差
電流に乗じて平均化してもよい。時間幅の計算としては
1サンプリング間で任意に等分さnたパルス数を数える
方法でもよい。また、第4図D9のレベル判定を行うま
でのD3〜D8における演算順序は適宜変えて、例えば
、D5.D6をD3゜D4より先にD8をDlの前、す
なわち、D4の出力、D5.D6の出力についてそnぞ
れ実行してもよい。
以上、本発明によれば、非同期サンプリング方式の電流
差動保護リレーとして@接ディジタル差動演算が実行で
き、しかもサンプリング位相ずnの影響を補償した高性
能、高信頼度リレーが実現できる。まt、ディジタル信
号をアナログ波にもどすことなく差動演算が行オ、るt
め動作スピード。
装置の簡素化等の点で効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の全体説明図を示す。 第2図は本発明の実施回路構成例を示す。 第3図は不発明の動作説明図を示す。 第4図は本発明をディジタル演算により実施するフロー
図を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、電流差動方式による電力系統の保霞継璽装置におい
    て、採機区間各端子の線路を通過する電流波形をサンプ
    リングしてディジタル信号に変換する手段、前記ディジ
    タル信号を電流差動演算全行う端子に伝送する手段、上
    記ディジタル信号を受信した端子において受信4号が最
    も遅nて届く信号に同期−すべき遅延手段を他の受側々
    号及び自端子の信号に付加したのち各端子のディジタル
    信号の差動油w’i行い保蹄区間内の事故を判別するこ
    とを特徴と−する電流差動形搬送保護継電装置。 2、前項において各端子のディジタル信号の差動演算を
    行う手段として、各端子の受信4号を1サンプル間隔内
    において複数回演算し一定す/プル関の差動演算出力の
    平均値をレベル判定することにより保挿区間内の系統事
    故を検出することを特徴とするt流差動形搬送保護継電
    装置。 3、第2項記載の差動演算を行う手段に加えて、各端子
    の通過電流のスカラ和による抑制力付加する演算として
    各端子毎の受信4号の絶対値を加算する手段、加算して
    得た絶対値をさらに少なくとも基本波の半サイクル間積
    分を行う手数を備え念ことを特徴とする電流差動形搬送
    保護継電装置。 4、第3項記載の差動演算を行う手段として、各端子の
    受信4号の各サンプル値の差動出力を少なくとも基本波
    の半サイクル間積分し友のちレベル判定を行うことを特
    徴とする電流差動形搬送保護継電装置。
JP57010130A 1982-01-27 1982-01-27 電流差動形搬送保護継電装置 Pending JPS58130720A (ja)

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