JPS5840145B2 - イソウベンベツカイロ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は複数の交流電気量の位相関係を判定する位相
弁別回路に関する。

一般的に、電力系統の地絡事故の方向を検出する地絡方
向継電器では、系統の零相電圧、零相電流を位相弁別回
路への入力交流電気量として、入力電気量の位相関係如
何により地絡方向を検出する方式が使用されている。

第１図は、このような用途に供される位相弁別回路の従
来のものの一例のブロック図である。

１゜２は交流電気量■Ａ、ＶＢが印加される入力端子で
あり、例えば電気量ｖＡとしては上記零相電圧が、ＶＢ
としては上記零相電流が用いられる。

３，４は交流電気量■Ａ、ＶＢを矩形波に変換する矩形
波整形回路、５はＮＯＲ回路、６は動作時間がＴ１のタ
イマ回路、７はＮＯＴ回路、８は動作時間がＴ２のタイ
マ回路、９は出力端子である。

Ｖ、、Ｖ２は矩形波整形回路３，４の出力波形、■３は
ＮＯＲ回路５の出力波形、■４はタイマ回路６の出力波
形、■、はＮＯＴ回路７の出力波形、■ｃは出力端子９
の出力波形である。

第１図の位相弁別回路は交流電気量■Ａ、ＶＢの位相差
が±９０’以内の場合は不動作、位相差が±９０’以上
の場合は動作して出力を発するように働くものであるが
、以下その動作状態について説明する。

第２図は、第１図に示す従来の位相弁別回路の動作説明
図で、交流電気量■Ａ、ＶＢの位相差が４５°であって
不動作となる場合を示す。

交流電気量■え、ＶＢは矩形波変換回路３，４で矩形波
■１．■２に変換される。

矩形波■１．■２をＮＯＲ回路５に導入した後矩形波Ｖ
１．Ｖ２が共にＯである期間Ｔ３Ｉがタイマ回路６の動
作時間Ｔ１より長いか短いかをタイマ回路６で弁別する
。

第２図の場合は、Ｔ３１がＴ１より長いのでタイマ回路
６は、波形■４に示されるように期間Ｔ３１Ｔ、＝Ｔ４
、の間、１サイクルに１回の割合で出力■４を発する。

この出力はＮＯＴ回路７で反転されて波形■５となり、
タイマ回路８に印加される。

このように■Ａ、ＶＢの位相差が±９０’以内で不動作
の場合には、ＮＯＴ回路７から１サイクルに１回抑制出
力が発せられるので、この抑制出力を連続化するために
、タイマ回路８の動作時間Ｔ２は最低１サイクル期間以
上に設定されている。

かくして第２図の場合は波形■、には１サイクルに１回
出力のない期間Ｔ４１があるので、タイマ回路８は動作
出力■ｃを発生できない。

第３図は、第１図の位相弁別回路に位相が１３５°異な
る交流電気量ｖＡ、ＶＢが印加される場合であって、こ
の位相弁別回路が動作することを示す動作説明図である
。

交流電気量■Ａ、ＶＢは矩形波に変換されて波形Ｖｌ・
■２となる・矩形波Ｖ１．Ｖ２ｔこ対応してＮＯＲ回路
５の出力波形は図示の■３となり、この時間幅Ｔ３２が
タイマ回路６の動作時間Ｔ、より短いため、タイマ回路
６は出力を発しない。

従って、ＮＯＴ回路７の出力■５は図示のように継続し
てｌとなる。

この出力■５がＴ２時間継続した後に、動作時間Ｔ２の
タイマ回路８は動作し出力■ｃを発する。

第４図は、交流電気量■Ａ、ＶＢの位相差が１３５゛で
ありかつ途中で■Ａ、ＶＢが間欠する場合の動作波形を
示す。

第４図では、■Ａ、ＶＢが印加されている期間の各部分
の動作波形は第３図と同一である。

しかし、タイマ回路８の動作時間Ｔ２以内に、■Ａ、Ｖ
Ｂが間欠する場合（例えば地絡故障が一時的に回復して
■Ａである零相電圧、及びＶＢである零相電流が一時的
に消失する場合）には、間欠期間Ｔ３３の間は■え、Ｖ
Ｂは共に零であるからＮＯＲ回路５に出力１が現れ、タ
イマ回路６は動作時間Ｔ１の後に出力を発する。

この出力はＮＯＴ回路７で反転されて出力Ｏとなりタイ
マ回路８を復帰させるので、タイマ回路８は動作しない
。

間欠期間の終了後、再び交流電気量■Ａ、ＶＢが印加さ
れると第３図と同様に、ＮＯＲ回路５の出力が１である
期間がタイマ回路６の動作時間Ｔ、より短いため、タイ
マ回路６の出力波形Ｖ４はＯが継続し、ＮＯＴ回路７で
反転されてｌとなり、再びタイマ回路８はカウントを開
始する。

そしてこの状態からＴ２が経過する以前に再び■Ａ、Ｖ
Ｂが間欠すると上記と同様な理由によりタイマ回路８は
復帰してしまい動作できない。

すなわち、９０°以上位相の異なる交流電気量■え、Ｖ
Ｂがかなり長時間印加されても、タイマ回路８の動作時
間Ｔ２が経過する前に、■Ａ、ＶＢの間欠が繰り返され
ると、タイマ回路８はいつまでも動作できないことにな
る。

しかるに上記した如く、この位相弁別回路を例えば、電
力系統の地絡方向継電器に使用する場合、送配電線の地
絡事故では、地絡部分の接触状態は不安定な状態である
場合が多く、この接触状態如何によっては、間欠的に地
絡事故が回復（すなわち、零相電圧、零相電流が共に零
となる）することがある。

したがって、地絡部分の接触状態如何によっては、この
位相弁別回路を使用する地絡方向継電器では、送配電線
に発生した地絡故障を検出できない欠点があった。

この発明は、上記従来の位相弁別回路の欠点を克服する
目的でなされたものであり、上記のように交流電気量ｖ
Ａ、ＶＢが間欠する場合においても、地絡故障を正確に
検出する位相弁別回路を提供するものである。

第５図に、この発明による位相弁別回路の一実施例を示
す。

１０は動作時間Ｔ３（Ｔ３＜Ｔ２）のタイマ回路、１１
はタイマ回路１０の出力により附勢されて動作し、消勢
後時間Ｔ４の聞出力を出す復帰タイマ回路、１２はＮＯ
Ｔ回路７の出力■、と復帰タイマ回路１１の出力を入力
とするＯＲ回路である。

なお、タイマ回路８の出力を■６、タイマ回路１０の出
力を■７、復帰タイマ回路１１の出力をｖ８、ＯＲ回路
１２の出力を■９として示す。

タイマ回路１０の動作時間Ｔ３は、タイマ回路８の動作
時間Ｔ２と同様に１サイクル期間以上必要である。

復帰タイマ回路１１の引き延ばし時間Ｔ４は、少なくと
も交流電気量■Ａ、ＶＢの予想される間欠期間以上に設
定しておく必要がある。

第５図の位相弁別回路の各部分の動作波形を交流電気量
■え、ＶＢの位相差が４５°の場合について第６図に示
す。

矩形波変換回路３，４の出力Ｖ１．Ｖ２．ＮＯＲ回路５
の出力Ｖ３、タイマ回路６の出力■４、ＮＯＴ回路７の
出力■、は第２図の場合と同一である。

ＮＯＴ回路７の出力■５はｌサイクルに１回途切れるの
でタイマ回路１０、復帰タイマ回路１１は動作せず、こ
れらの出力■７゜■８は図示のように無出力となる。

したがって、ＯＲ回路１２の出力ｖ、はＮＯＴ回路７の
出力■。

と同一波形、すなわち、ｌサイクル毎に途切れる波形と
なるので、タイマ回路８は動作しない。

第５図の位相弁別回路は第１図の従来の位相弁別回路と
同様に、交流電気量■Ａ、ＶＢの位相差が±９０°以上
の場合に動作することを目的とするものである。

したがって、位相差が４５°である第６図の場合には不
動作となるのが正常な動作である。

第１図は、交流電気量の位相差が１３５°の場合で、第
５図の位相弁別回路は動作する事を示す動作説明図であ
る。

第７図において、矩形波変換回路３，４の出力Ｖ１．Ｖ
２ 、ＮＯＲ回路５の出力■３．タイマ回路６の出力■
４、ＮＯＴ回路７の出力■５の波形は、第３図の場合と
同一である。

タイマ回路１０は、ＮＯＴ回路７の出力■５が時間Ｔ３
継続することにより動作し、出力■７を発生する。

復帰タイマ回路１１は、タイマ回路１０が出力を発し続
けているので、この場合の出力はタイマ回路１０の出力
■７と同一の出力■８となる。

ＯＲ回路１２の出力は、ＮＯＴ回路７の出力ｖ５と復帰
タイマ回路１１の出力■８の論理和であるから図示の出
力Ｖ、となり継続した出力を発する。

タイマ回路８は、ＯＲ回路１２の出力がＴ２時間継続し
た後動作して図示の出力■６を発する。

以上が交流電気量の位相差が１３５°の場合の、第５図
の位相弁別回路の動作である。

第８図は、交流電気量の位相差が１３５°でかつ、変量
電気量が間欠する場合においても、この発明による位相
弁別回路は動作し、地絡故障を確実に検出することを示
す動作説明図である。

交流電気量■Ａ、ＶＢが継続して印加される場合の動作
は第７図と同一である。

交流電気量■Ａ、ＶＢが間欠し印加されなくなると、こ
の期間は■。

、ＶＢは共に零であるから、ＮＯＲ回路５は間欠期間中
に出力を発する。

間欠期間がタイマ回路６の動作時間Ｔ１よりも長い場合
には、タイマ回路６は動作して図示の出力■４を発する
。

タイマ回路１０には上記出力■、をＮＯＴ回路７で反転
した出力■５が印加される。

そしてＮＯＴ回路７の出力■５が一定時間Ｔ３以上継続
するとタイマ回路１０が動作して図示の出力■７を発生
する。

交流電気量■Ａ、ＶＢが間欠すると出力■、が無出力と
なりタイマ回路１０は復帰しで出力ｖ７は無出力となる
。

しかし、復帰タイマ回路１１はタイマ回路１０の出力を
一定時間Ｔ４の間引き延ばすので、交流電気量の間欠期
間が長期間でない限り、復帰タイマ回路１１は図示の■
８のように間欠期間中も出力を発し続けることになる。

ＯＲ回路１２の出力■。は、ＮＯＴ回路７の出力■、と
復帰タイマ回路１１の出力■８の論理和であるから、図
示のように交流電気量が印加された瞬間から継続する出
力■。

となる。

したがって、タイマ回路８は、交流電気量が印加されて
から一定時間Ｔ２経過後動作し出力を発する。

第１図の従来の位相弁別回路では、上記出力■５をタイ
マ回路８の入力としでいたので、出力Ｖ。

が時間Ｔ２以上継続しないとタイマ回路８は動作しなか
った。

しかし、この発明による位相弁別回路では、動作時間Ｔ
３のタイマ回路１０と引延し時間Ｔ、の復帰タイマ回路
１１を設けている。

したがって、交流電気量ｖＡ、ＶＢが一時的ｔこ間欠す
ることによりＮＯＴ回路７の出力■５がタイマ回路８の
動作時間であるＴ２の間継続しない場合でも、タイマ回
路８は動作して送配電線の地絡故障を検出することがで
きる。

上記のように、この発明による位相弁別回路では、復帰
タイマ回路１１の復帰時間Ｔ、を、交流電気量ｖＡ、Ｖ
Ｂの予想される間欠期間よりも長く設定しておけば、送
配電線の地絡部分の接触状態によって零相電圧、零相電
流が間欠する場合でも地絡故障を正確に検出することが
できる。

なお、第５図の位相弁別回路ではタイマ回路１０の動作
時間Ｔ３はタイマ回路８の動作時間Ｔ２より短く設定す
る必要がある。

何故なら、例えば第８図においてＴ３をＴ２より長く設
定した場合には、図示の間欠期間中はタイマ回路１０、
復帰タイマ回路１１は共に不動作となり、ｖ７． Ｖ、
Ｆ１無出力となるのでタイマ回路８は不動作、すなわち
第５図の位相弁別回路が不動作となる不都合が生ずるか
らである。

第９図は、この発明による位相弁別回路の他の実施例を
示すもので、ＮＯＴ回路７、タイマ回路８の出力が印加
されるＡＮＤ回路１３を設け、この出力を最終出力とす
るものである。

このＡＮＤ回路１３は、位相弁別回路を使用する地絡方
向継電器の慣性動作を防止することを目的とするもので
ある。

すなわち、第８図のように地絡故障が一時的な回復を繰
返す場合には、第５図に例示される位相弁別回路により
、地絡故障を検出して地絡方向継電器を動作させる必要
があるものの、第１０図のように地絡故障が短時間で回
復し、回復した状態を引続き継続する場合には、必ずし
も地絡方向継電器を動作させる必要はない。

しかるに、第５図の位相弁別回路を使用する地絡方向継
電器は、上記の場合においても、復帰タイマ回路１１の
出力引延し作用によって動作してしまう。

第９図の位相弁別回路は上記の必要性に基づき提案され
たもので、第５図のものと同様に交流電気量■Ａ、■Ｂ
の±９００の位相弁別をおこなうものである。

第１０図は、交流電気量■Ａ、ＶＢの位相差が１３５°
で、かつ地絡故障が短時間で終了する場合における第９
図の位相弁別回路の動作説明図である。

地絡故障が終了するまでの動作は第５図の位相弁別回路
の動作を示す第８図と同様である。

地絡故障が回復状態を継続する場合でも復帰タイマ回路
１１は一定期間動作し続けるため、タイマ回路８は動作
して出力■６を出力する。

最終出力ｖｃは、■６とＮＯＴ回路７の出力■５との論
理積であるからこの場合は図示のように無出力となる。

なお、交流電気量■Ａ、ＶＢの位相差が４５°で継続す
る場合、位相差が１３５°で継続する場合、位相差が１
３５°で１時的に間欠する場合の動作は、第５図の位相
弁別回路の動作を示す第６図、第７図、第８図において
ＮＯＴ回路７の出力■５とタイマ回路８の出力■６の論
理積を最終出力Ｖ。

とすれば求められる。

上記いずれの場合にも、第９図の位相弁別回路のＡＮＤ
回路１３以外の各部分の動作及び最終出力■ｃは第５図
の位相弁別回路の各部分の動作及び最終出力■ｃと一致
する。

第１１図はこの発明の位相弁別回路の他の実施例で、第
９図の位相弁別回路にＡＮＤ回路１４とＯＲ回路１５を
附加したものである。

第５図、第９図の位相弁別回路は、交流電気量■い、Ｖ
Ｂが共に正極性の期間にＮＯＲ回路５から出力が発せら
れる方式であるが、第１１図の位相弁別回路は、交流電
気量■え、ＶＢが共に負極性の期間に出力を発生するＡ
ＮＤ回路１４を加え、ＮＯＲ回路５、ＡＮＤ回路１４の
出力をＯＲ回路１５を通してタイマ回路６に印加する方
式である。

この方式によれば、交流電気量■Ａ、ＶＢの半サイクル
毎にパルスがＯＲ回路１５から発生されることになり、
第９図の方式に比して２倍の速度（すなわち、動作時間
Ｔ２．Ｔ３の整定値をそれぞれ半分にできる速度）を有
する位相弁別回路を得ることができる。

なお、この発明にかかる位相弁別回路の動作限界は、タ
イマ回路６の動作時間Ｔ１の設定値を適当に選択するこ
とにより、各種の動作限界を得ることができる。

また、最終出力■ｃをＮＯＴ回路を用いて反転するよう
に構成すれば位相弁別回路の動作範囲を反転することも
容易に達成できる。

上記では、入力交流電気量■Ａ、ＶＢが同極性にある期
間が一定以上になるとタイマ回路６が動作する位相弁別
回路について示したが、入力交流電気量■Ａ、ＶＢが互
いに異極性にある期間が一定以上になるとタイマ回路６
が動作するように構成することもできる。

上記のように、この発明にかかる第５図、第９図、第１
１図の位相弁別回路を地絡方向継電器に使用することに
よって、地絡故障の各種の発生状況に応じて最適な動作
をおこなう地絡方向継電器を得ることができる。

また、この発明にかかる位相弁別回路（言、零相電圧と
零相電流を入力交流電気量■Ａ、ＶＢとする地絡方向継
電器の位相弁別回路のみならず、一時的に消滅する交流
電気量を入力とする位相弁別回路には一般的に使用でき
ることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の位相弁別回路の一例のブロック図、第２
図、第３図、第４図は第１図の位相弁別回路の動作説明
図、第５図はこの発明にかかる位相弁別回路の一実施例
を示す図、第６図、第７図、第８図は第５図の位相弁別
回路の動作説明図、第９図はこの発明にかかる位相弁別
回路の他の実施例を示す図、第１０図は第９図の位相弁
別回路の動作説明図、第１１図はこの発明にかかる位相
弁別回路の他の実施例を示す図である。 図中、１，２は入力端子、３，４は矩形波整形回路、５
はＮＯＲ回路、６，８．１０は各々動作時間がＴ１．Ｔ
２．Ｔ３のタイマ回路、７はＮＯＴ回路、９は出力端子
、１１は引き延し時間Ｔ４の復帰タイマ回路、１２．１
５はＯＲ回路、１３゜１４はＡＮＤ回路、■い、ＶＢは
入力交流電気量、■ｃは最終出力、■１．■２．■３．
■４．■５．■６゜■７．ｖ８．■、は各部分の出力で
ある。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも２つの交流電気量が同極性または異極性
   にある期間が一定以上であるとき動作する第１のタイマ
   回路、この第１タイマ回路に接続され、附勢入力が所定
   時間Ｔ２継続するとき動作する第２のタイマ回路、上記
   第１のタイマ回路の出力が所定時間Ｔ３（Ｔ３〈Ｔ２）
   継続するとき出力を出す第３のタイマ回路、この第３の
   タイマ回路の出力により附勢されて動作し、消勢後面定
   時間Ｔ４出力を出す第４のタイマ回路を備え、上記第１
   のタイマ回路の出力と上記第４のタイマ回路の出力の論
   理和出力で上記第２のタイマ回路を附勢するようにした
   位相弁別回路。 ２、特許請求の範囲第１項記載の位相弁別回路において
   、第２のタイマ回路の出力と第１のタイマ回路の出力を
   入力とする論理積回路を備えた位相弁別回路。