JPS58190224A

JPS58190224A - 地絡回線選択リレ−

Info

Publication number: JPS58190224A
Application number: JP7114982A
Authority: JP
Inventors: 宏佐々木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-04-30
Filing date: 1982-04-30
Publication date: 1983-11-07

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】本発明は多回線併架送電線保饅地絡回線選択リレーに係
動、籍に併架系統における電磁誘導電流の影響を受けな
い系統故障検出方式に関する。

第１図に従来の地絡回線選択リレーの概念図を示す。同
図は等価零相回路で区間Ａ−ＨのＩＬ。

２Ｌが保護対象線路、Ｌｍが併架高圧送電線、ＩＯＦが
故障を流、ｉｏ、がＬｍからの誘導電流分とする。

ここでＡ端子を例に説明すると、ＣＴ、、ＣＴ。

が零相電流の回線間差ｌｌｌ流を人力するための変流器
で、ＰＴＩが方向判定の基準電圧を入力するための電圧
変成器である。ＲＹが故障回線を判定する方向リレーで
あり、その入力信号を零相回線間開位相方向をＩＬＩＩ
Ｉ故障、逆位相方向ｔ−２Ｌ側故障と判定する。

しかし、■−の信号にＦｉＩｏｙとＩｏｓ＋が重畳する
ため、■、１の影響により誤った判定をするおそれがあ
り、■０．の対策が必要になった。

本発明の目的は併架系統の誘導電流Ｉ　ａｍの影響１受
けない地絡回線選択リレーを提供することにある。

本発明では併架系統の誘導電流成分ｉ０．をリレーの人
力信号■、から取り除くための手段として、保護対象相
以外（以下燵全相と呼ぶ）の２相の電流信号から保護対
象相（以下故障相と呼ぶ）に含まれる誘導ｗＬ流酸成分
健全相の電圧を基準に有効分電流として演算し予測する
。このようにして予測した有効分電流を故障相零相分電
流の有効分から差引いた後の信号によシ故障回線を判定
する。

本発明の詳細な説明にあたり、リレーの入力信号ＩｓＫ
ついてのべる。

第１図に示したＩＬ、２Ｌにおいて、これを交流三相送
電線路とすると、各相の回線間第電流を下ａ己のとおり
とする。

Ｉｓ−＝　Ｉ＋　＋　Ｉｎ　＋　Ｉ　−・・・・・・（
１）Ｉｓｂ　＝”　ｌｌ＋　”　１謙＋（、・−−−−
−（２）Ｉｓｃ　”　”　Ｚｔ　＋ａ’　Ｉｔ　＋　Ｉ
−”””（３）ここに、ｔＩは回線間第ｔＬ　ｌ、ｂ、
ｃは相順を示す。

ｆ　、ｒ正相電流ｉ、８逆相電流ｔ、Ｉ零相電流ａ、ａ”Ｆｉベクトル第４レータであり、ａ＝ニー−１
Ｌ、２Ｌの電流が全く平衡していれば（１）、（２）。

（３）式の値はいずれも零になるが、】Ｌ、２Ｌの負荷
電流のアンバランス、併架系統の誘導電流の籠によって
は零にならない。

いま、負荷Ｉｔ流の成分については平衡三相負荷である
と仮定して逆相分１．の項を無視する。正相分′Ｘ１０
項は回線ＩＬ、２Ｌの負荷の差によっては無視できず、
とくに３端子以上の分岐系統がある場合には１号線、２
号機アンバランス負荷によって回線間第電流として次わ
れるｉ、も大きくなるケースがあり故障判定に影響をも
つ。また零相分１．の項は併架系統仏らの誘導電流成分
によって生じこれもリレーにとって無視できない。誘導
電流は各相毎に併架系統とのｔｓ４係数ＭによってＳな
り、各相の回線間違を流はｔｌ・＝　１．・＋ｉ０１．　　　　　　・・・・・・
（４）ｔ、、　＝　ｋ・、＋１・１、　　　　　・・・
・・・（５）ｆ＠ｃ　＝　ｔｌｃ＋　Ｌ、ｃ　　　　　
　・・・・・（６）とおく。

ここにＬ−＝Ｉｔ　　　　　　・・・・・・（７）Ｌｂ＝”Ｉ
Ｉ　　　　　　　町・・他〉Ｉ、ｅ＝　暑■、　　　　
　・・・・・・（９）に相当するものである。

また、Ｌｅａ　ｅ　Ｌ＊ｂ　Ｉ　Ｉｅｍｏは各”ｓＪ’
相に対する併架誘導電流成分である。

したがって、たとえばａ相地絡故障時の故障電流をｆｏ
ｒとすればＩｓ　ａ　＝　１１ａ　４（ｅｍｕ　＋　ＩＯＦ　　　
　・旧・・（１０）Ｉｎｃ　＝　１１ｃ＋　Ｉ−、ｃ　
　　　　　　＝−（１２）とおける。

ここで、Ｉｅｔを検出しなければ故障回線の選択判定が
できないから％　Ｉｏｙを求める。

Ｉｏｙを求めるにはＩｌｍなる入力データからＺｌ＠＋
１、□　を差引き１ｏｖ　＝ＩｈＩｓ　−’Ｌ−ｍ　　　””　（１３）
なる演算を行う。

ｉｌ、は負荷電流分であり、Ｌ＋＋ｌ＆は一導電流分で
あるから、それぞれ’ＩＯＦの影響を受けずに区分Ｉ−
−＊＝　Ｍ−ｈ　Ｉ−−ｂ（又け１．、−”Ｍ−ｅ　１
．、ａ）・・・（１５）とする。

えだし、廁、−０食、Ｃは各相に対するｂ相、あるいは
６相の誘導ＷＬＩＩＬへの比例係数であシ、系統構成に
よって決まる誘導係数に比例して求められる値である。

みて与えておくか、健全時に計算によυ求めておけばよ
い。

により演算する。

畠相故鍬時には、（以下向、ｈ　使用についてのみ示す
）１、、＝１．、−１．、−Ωａｈ　Ｌｗａｂ工１［ａ−
ｆ＋−Ｍ、ｂ（Ｌｂ　　Ｊｌ”１ｌ−）　　・旧・・（
１８）により、ｊｏνが検出できる。

このＩＯＦと零相電圧Ｖ、との方向判定を行い、同位相
方向のと龜１号線、逆位相方向のとき２号線の故障と判
定するようＫＰＴ、ＣＴの入力信号の極性を定めて入力
データを得ればよい。

同様にて、食、Ｃを用いても、Ｉｏｒ　＝　Ｉｓ　＠　　Ｉ＠　ａ　　Ｍｓａ（Ｉｇａ
　”１１ｍ）　　””　（１９）にてＩｅｒが求められ
る。

信頼度向上策として（１８）式と（１９）式の両者の信
号を平均化して用いてもよい。

また、ｂ相故障時に４．１相の場合と相同順で考えれば
よく、１・−一　＝痘−ａｔ・鵬Ｃ＝　Ｍｂｃ（Ｉｓａ　　ａ”　Ｉｔｂ　）　　　””　
（２２）により求められ為。

たぞしを健全時ＫＪ１１−いて求めておけばよい。

もちろんｆｏｒ＝Ｌ　　Ｌ）　　Ｍｂ＠・（Ｉｓａ　　ｌ１１ｂ
）　　・・・（２５）でもよい。

Ｃ相故障時にも、ＩＯν″Ｉｎｃ　　Ｉｌａ　　Ｉｅｍｅ　　　　　　　
・・−・・・（２６）を演算する。ここに、１・−Ｃ：　−一−１・−−２倉ａａ（Ｌ−鳳”ｉ、Ｃ
）　　・・・（２７）又はＫよ妙求められる。

友だし、健全時のを用いればよ＾。

以上について第２図に演算フローを示す。

演算の実行は正弦波の入力信号を一定間隔のサンプリン
グによって得たデータをディジタルコンピュータによっ
て演算するのが一方法である。

第２図において、Ｐｌは入力信号を取り込む動作で、ｆ
＠　ａｓ　ｆｌＴｈｅず、。＊’Ｊ＊＊’ｆｈｍ中。け
リレー設置電気所の各相同線間差電流と線路相電圧であ
シ、Ｍ　ａｈ　、　Ｍｂｃ、Ｍｅ　ａ、　Ｍ　ｓｃ、　
Ｍｂ　ａ、　Ｍ６ｂは併架系統の誘導電流成分を計算す
るための比例係数で、係統の電線配置によって１１を石
値である。

系統構成が一定であればＦｌＯＭのみでよいが運転中に
系統欠相、回線一部停止が存在すると、ＦｌのＭと係数
が異なるため、健全時に補正しておく必要がある０Ｍ１
および■・νを求める丸めには正相電流の影響をと如除
く必要があり、Ｆ２にて２相関電流による正相電流計算
を行う。

Ｆｌにおいて系統故障が無い（健全時）と判断したとき
Ｍの計算をＦ４で行う、故障時にはＦｌで故障相を判別
し、Ｆ・、ＦＴ、Ｆ８０故障相相当部部署で演算を行う
、Ｆ６〜Ｆ８ではＭｔｉＦ４で求めた健全時の瞥定鎗と
なるが、電圧、電流信号は故障発生後のデータである。

Ｆｌでは前記ＩＮＦと■、を求め、両者の方向判定全行
う。ＦＩＧでは方向判定結果、同位相側のと１１号線の
故障、逆位相側のとき２号機故障と判定結果を出力する
。

ここで、Ｆｌ、Ｆｌの故障の有無、故障相判定にけ電圧
信号の過不足によって行い得ることは、容易であり、た
とえば相電圧が所定の値より低下した相があれは系緒故
障であり、その低下した相を故障相とするのも一方法で
ある。

第２図に示す方法はＭとしてベクトル量、すなわち絶対
値と位相角の情報をもつ−のであり、全てベクトル演算
を行うことになる。

書九、方向判定にν、を用いたが、基準電圧としては、
１相故障時にＶｈｅ＜　　９０°　を、ｂ相故障時にｖ
ｃ、〈−９０＠、Ｃ相故障時ＫＶａｂ＜　　９０’を中
、の代妙に基準電圧として用いてもよく、零相誘導電圧
が大きい場合に効果的である。

つぎに本発明変形応用例として、方向判定の基準電圧に
対する有効分電流を直流レベルとして取り出し、方向判
定を行う方法について説明する。

以下、具体的にはａ相故障時の保護を例にとり述べる。

誘導電流の係数についておくれ電圧Ｖｂ＠＜　−９０”　、との有効分の比をと
おき、Ｍａｋｓ　を実数部のみ扱う。

故障相のｔｏｙについても基準電圧Ｖｂａ＜−９０＠に
対する有効分を求め（１８）式で得る値からＩｏｔａ　
＝（１ｍ　−−１ｔ　−）ｉ−Ｍ−ｈａ（ｆ＋ｎ−１亀
ｔｓ　ａ）ｍ　　−（ａｘ）となるように、添字Ｒをそ
の項のＶｂａ　＜−９０”に対する有効分（例、同位相
成分を正にとる）として得て、その符号を判定すること
によって故障回線を判別する。ｂ、ｃ相保護についても
相同順で１相と同様。

第ｓ＠にはその演算ブローを示す。

ＦＸと同じであるが、Ｍａｉｍ　＃　Ｍｂｃｍ　＋　Ｍ
ｃ−は初期値として、Ｗ！ｊ４鑑流の各期間比例係数を
絶対値として入れてお急、後にＭ　＊＊＊　＋　Ｍｂａ
ｍ　、　Ｍｅ　ａｌｌが入力電流が小さくＩ″１′算で
きないときに使う。

Ｒ２けＦ２と同じ正相分電流の計算、ＦＢは系統故障の
有無の判定で健全時にはＲ４においてＭａｂｍ　、他の
Ｍの計算を行い、最新の係数として初期値を書きかえ記
憶しておく。

系統故障時にはＲ５で故障相を判定し、Ｒ６で故障相Ｋ
ＩＩｌするＩ　ｏｙｍ會演算演算り求める。

Ｉ・Ｆｌｌ　　は方向判定の基準電圧をもとにした−の
であるから、Ｒ７ではその出力Ｉｏｔｍ　　が所定のレ
ベル°ＩＰ（検出終Ｉｆ　Ｉ　Ｆとする）より大きく、
かつ、符号が正なら１号機故障、逆に負ならＲ８により
２号機故障と判定する。

さらに第４図には各相の誘導電流の位相差が小さいこと
に着目した応用例のひとつを示す。

７１１４図の方法は誘導電流補償のための比例係数Ｍを
絶対値ＩＭ＋として用いて、第２図と同様の補償を行う
−のであ石、同図Ｍｌのブロックはデータの入力部であ
り、リレー設置点の電圧と回線間差電流を入力するのけ
第２図と同じである。

ｌ　Ｍ−ｂ　ｌ、　ＩＭｂｅ　１．　ＩＭａ−１（ｔた
けＩｈ１−ｏ　１−　ＩＭｂ　−１１Ωｅｂ　ｌ　の項
もあるが第２図と同様につき以下省略する）をたとえば並行２回線平常運転時の誘導電流の相関の比
例係数としてその絶対値を入れる。

Ｍ２は正相分電流検出部で第２図Ｆ２に同じ、Ｍ３Ｆｉ
系統故障の有無の判定、健全時にけＭ４においてそのと
きの誘導電流の実測値によって、１女、、１．１倉−ａ
ｌ、ＩＭａ−１を演算し最新の比例係数に書きかえてお
く。

ＭＩＳでは故障時に故障相を判別し、１相、ｂ相。

Ｃ相それぞれの１線地絡故障に対応して、各々Ｍ６、Ｍ
γ、Ｍ８の演算を実行し、故障電流成分Ｉｏｒを得る。

Ｉ・νを得喪のち、Ｍｅにで基準電圧ｖ、（あるいはＶ
ｂｃでもよい）との方向判定を行い、１号線、２号線の
故障の有無を選別するのは第２図Ｆ９〜ＦＩＯと同じで
ある。

以上の応用例によ）比例係数Ｍを絶対値のみ使用すれば
よく演算処理の容易性で効果がある。

本発＠によれば負荷電流及び誘導電流の影響を、　受け
ないため、シリーズしゃ断が多くなる多端子分岐系統の
保護にも好都合である。

また、誘導電流の補償係数がスカラー１でよく演算処理
が容易になり経済的である。

【図面の簡単な説明】

ＪＩ１図は回線選択リレーの概念図、第２図は本発明の
演算フローでベクトル演算の場合を示す図、ＲＹ・・・
リレー、ＣＴ・・・変流器、ＦＴ・・・変成器。茅　Ｉ　目第３０第４図ＳもｃＬｒｔ、へ

Claims

【特許請求の範囲】

１、三相交流並行２回線送電線において、他系統からの
誘導電流についての各相関の比例係数を設定する＠１の
手段、各相同線間差電流から正相分を流を除去する第２
の手段、第２の手段によって得た電流から第１の手段で
与えた比例係数を修正する第３の手段、故障相電流から
正相分と故障相以外の第２の手段によって得た電流に第
３の手段によって得た比例係数を乗じてこれを差引く第
４の手段、第４の手段と基準電圧との方向判定を行うこ
とによって故障回線を選択することを特徴とした地絡回
線選択リレー。