JPS5889030A - 比率差動継電器 - Google Patents
比率差動継電器Info
- Publication number
- JPS5889030A JPS5889030A JP56185299A JP18529981A JPS5889030A JP S5889030 A JPS5889030 A JP S5889030A JP 56185299 A JP56185299 A JP 56185299A JP 18529981 A JP18529981 A JP 18529981A JP S5889030 A JPS5889030 A JP S5889030A
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- current transformer
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は比率差動継電器に係り、特に変圧器用遮断器の
高速遮断に好適な過電流要素を有する比率差動継電器に
関する。
高速遮断に好適な過電流要素を有する比率差動継電器に
関する。
変圧器保護を目的とする比率差動継電器は、変圧器流入
電流と流出電流の差を検出し、内部故障判定を行うもの
であるが、一般的に流入電流と流出電流の絶対値和を抑
制量とし、ベクトル和を抑制量とする比率要素（以下Ｄ
Ｆ要素と言う）とベクトル和信号のみを動作量とする過
電流要素（以下ＩＯＣ要素と言′））から構成される。
電流と流出電流の差を検出し、内部故障判定を行うもの
であるが、一般的に流入電流と流出電流の絶対値和を抑
制量とし、ベクトル和を抑制量とする比率要素（以下Ｄ
Ｆ要素と言う）とベクトル和信号のみを動作量とする過
電流要素（以下ＩＯＣ要素と言′））から構成される。
ＤＦ型要素目的は故障電流が比較的小さい軽故障を検出
するためのもので、検出感度が高く、過渡入力時の安定
動作を期するため動作時間は４０〜５ＱｍＳ程度である
。また、ＩＯＣ要素の目的は故障電流が比較的大きい重
故障を高速度に検出するためのもので、検出感度ＨＤＦ
要素の１／１５以下と低く、動作時間は５〜ｌＱｍｓ程
度である。
するためのもので、検出感度が高く、過渡入力時の安定
動作を期するため動作時間は４０〜５ＱｍＳ程度である
。また、ＩＯＣ要素の目的は故障電流が比較的大きい重
故障を高速度に検出するためのもので、検出感度ＨＤＦ
要素の１／１５以下と低く、動作時間は５〜ｌＱｍｓ程
度である。
比率差動継電器は保護対象区間内の故障を検出遮断し系
統から切り離すことを目的とするため、当然区間外の故
障では動作してはならないが、系統条件によっては区間
外故障で誤動作することもあシ得る。第、１図は一般的
な変圧器系統の単線図例であるが、Ｆ１地点での内部故
障時は変流器５の１次側に故障電流■１が流れ、差動結
線された変流器２次回路に２次電流ＩＩが流れ、この電
流が比率差動継電器１の動作レベルを越えた場合は比率
差動継電器１より遮断器９へ遮断指令が出る。
統から切り離すことを目的とするため、当然区間外の故
障では動作してはならないが、系統条件によっては区間
外故障で誤動作することもあシ得る。第、１図は一般的
な変圧器系統の単線図例であるが、Ｆ１地点での内部故
障時は変流器５の１次側に故障電流■１が流れ、差動結
線された変流器２次回路に２次電流ＩＩが流れ、この電
流が比率差動継電器１の動作レベルを越えた場合は比率
差動継電器１より遮断器９へ遮断指令が出る。
又、Ｆ２地点の外部故障が発生した場合の故障電流Ｌ
、Ｉ２は変流器５，６の１次側を流れ変流器の２次電流
ｉｌ ＋ ’２が１次電流に対し正確に変換されると
、差動回路に流れる電流はｉ、−１２＝０となシ、電流
が流れず比率差動継電器１は動作しない。しかし、系統
条件、及び故障電圧発生位相角によっては故障電流中に
過渡的な直流電流が流れる場合があり、この直流電流は
変流器５．６を直流偏磁し、過渡的な飽和状態に至らし
める為に必ずしも変流器の１次電流を正確に２次電流に
変換し得ない場合がある一０第２図ｔその様相を概念的
に示したものであるが、変流器の１次電流Ｉ、、Ｉ２に
過渡直流成分があるため、変流器が過渡飽和現象を起し
、変流器２次電流は点線のよりに流れるべきところ、実
線で示したような電流波形となる。変流器相互の飽和電
圧や、実負担が異なっていると、飽和に至る時間ｔｌ
＋ ｔ２に差が生じるため変流器２次電流は同一となら
ず、その差が差動回路に流れ、比率差動継電器１の検出
レベルを越えると、誤動作に至る。この経過時間を第２
図のＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄで区切りさらにＤＦ要素及びＨＯＣ
要素の動作領域を電流平面で云えば第３図のようになる
。第３図のグラフで横軸が流入電流、たて軸が流出電流
を意味し初期値の電流は原点にあり、０であるが外部故
障が発生し。
、Ｉ２は変流器５，６の１次側を流れ変流器の２次電流
ｉｌ ＋ ’２が１次電流に対し正確に変換されると
、差動回路に流れる電流はｉ、−１２＝０となシ、電流
が流れず比率差動継電器１は動作しない。しかし、系統
条件、及び故障電圧発生位相角によっては故障電流中に
過渡的な直流電流が流れる場合があり、この直流電流は
変流器５．６を直流偏磁し、過渡的な飽和状態に至らし
める為に必ずしも変流器の１次電流を正確に２次電流に
変換し得ない場合がある一０第２図ｔその様相を概念的
に示したものであるが、変流器の１次電流Ｉ、、Ｉ２に
過渡直流成分があるため、変流器が過渡飽和現象を起し
、変流器２次電流は点線のよりに流れるべきところ、実
線で示したような電流波形となる。変流器相互の飽和電
圧や、実負担が異なっていると、飽和に至る時間ｔｌ
＋ ｔ２に差が生じるため変流器２次電流は同一となら
ず、その差が差動回路に流れ、比率差動継電器１の検出
レベルを越えると、誤動作に至る。この経過時間を第２
図のＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄで区切りさらにＤＦ要素及びＨＯＣ
要素の動作領域を電流平面で云えば第３図のようになる
。第３図のグラフで横軸が流入電流、たて軸が流出電流
を意味し初期値の電流は原点にあり、０であるが外部故
障が発生し。
両ＣＴ共雄和しない時間ｔ、−１では原点からＡ点に移
動する。次に一方の変流器が飽和するとＡ点よりＢ点へ
移動し、ＤＦ要素、 ＨＯＣ＝素の動作領域へ入り込む
。次に両変流器共完全朗和すると電流はＯとなるため原
点Ｃ点へ移り、さらに電流の負波では飽和しないために
Ｄ点へ移る。その後は飽和状態がほぼ同一となるため、
差電流が出なくなり、Ａ−＋ｃ−＋Ｄ点の軌跡を繰り返
す。この最初の差電流は過渡的に差動回路に流れるもの
で。
動する。次に一方の変流器が飽和するとＡ点よりＢ点へ
移動し、ＤＦ要素、 ＨＯＣ＝素の動作領域へ入り込む
。次に両変流器共完全朗和すると電流はＯとなるため原
点Ｃ点へ移り、さらに電流の負波では飽和しないために
Ｄ点へ移る。その後は飽和状態がほぼ同一となるため、
差電流が出なくなり、Ａ−＋ｃ−＋Ｄ点の軌跡を繰り返
す。この最初の差電流は過渡的に差動回路に流れるもの
で。
減衰時間が短いためＤＦ要素は動作に至らないが、高速
度動作を目的とするＨＯＣ要素は誤動作に至名湯合があ
るので、動作レベル整定を高くしてこの差電流では動作
しないようにする必要がある。
度動作を目的とするＨＯＣ要素は誤動作に至名湯合があ
るので、動作レベル整定を高くしてこの差電流では動作
しないようにする必要がある。
この過渡的に流れ、る差電流の正確な最大値は変圧器イ
ンピーダンスの他に系統インピーダンスや変流器の適用
条件により決まるが、筆算により求めるのは困難で、大
型計算機によらざるを得ない。
ンピーダンスの他に系統インピーダンスや変流器の適用
条件により決まるが、筆算により求めるのは困難で、大
型計算機によらざるを得ない。
従って従来の変圧器保護用比率差動継電器は外部故障時
の最大故障電流を適用系−統毎に調査し、その電流以上
にＨＯＣ要素のレベルを設゛定する必要がちシ、整定規
準の一率化が困難であると共に内部故障検出感度の低下
を伴う欠点があった。
の最大故障電流を適用系−統毎に調査し、その電流以上
にＨＯＣ要素のレベルを設゛定する必要がちシ、整定規
準の一率化が困難であると共に内部故障検出感度の低下
を伴う欠点があった。
本発明の目的は保護区間外の故障を検出する外部故障検
出要素を付加し、ＨＯＣ要素の誤動作を防止することに
より、ＨＯＣ要素の整定の一率化及び整定の高感度化を
可能にする比率差動継電器を提供するにある。
出要素を付加し、ＨＯＣ要素の誤動作を防止することに
より、ＨＯＣ要素の整定の一率化及び整定の高感度化を
可能にする比率差動継電器を提供するにある。
変流器の１次電流に過渡直流分が重畳した場合の変流器
の過渡飽和状態は前述したように変流器の飽和電圧や実
負担によシ異なるが、一般的な変流器適用条件のもとで
は故障電流中に最大の過渡直流分が重畳したとして０．
３サイクルまでは無飽和を維持することが理論的に知ら
れている。従って故障発生から０．３サイクル以下で故
障地点の保護区間内外部の判定可能な検出回路を、入力
１百号数による制約を受けない要素を付加したものであ
る。
の過渡飽和状態は前述したように変流器の飽和電圧や実
負担によシ異なるが、一般的な変流器適用条件のもとで
は故障電流中に最大の過渡直流分が重畳したとして０．
３サイクルまでは無飽和を維持することが理論的に知ら
れている。従って故障発生から０．３サイクル以下で故
障地点の保護区間内外部の判定可能な検出回路を、入力
１百号数による制約を受けない要素を付加したものであ
る。
外部故障検出要素の動作式は流入１端子、流出１端子の
２端子構成の場合は。
２端子構成の場合は。
Ｋ（１’ｌｌ＋１１２１） ｌｌ＋＋’２ＤＩ５
−− （］）とし。
−− （］）とし。
流入１．流出２の３端子の場合は
Ｋ（ｌ ｉｌ ｌ＋ｌ ｉ２＋＋ｌ １３１）−１ｉｌ
＋４２＋４３１＞Ｉｓ・・・・・・ １２） とする。
＋４２＋４３１＞Ｉｓ・・・・・・ １２） とする。
ここに、１□〜１３：変流器２次電流
ｌｓ 二最小検出電流
Ｋ ：動作範囲決定定数
すなわち、各端入力電流のスカラー和のに倍が。
各端入力電流のベクトル和よシ一定ノベルを越えて犬な
るとき外部故障と判定するようにし、その検出領域ばＩ
ｓｉ及びＫにより決定される。２端子構成における第２
図に示す変流器過渡飽和時のＫ（１’ｌｌ＋＋１２１）
、１１１＋１２１．’及びＫ（し＋ｌ＋１ｉ２１）−ｌ
ｉ＋十！２１ の各電気信号及びＬ要素ＨＯＣ要素
の各出力信号を第４図に示す。第４図の左１ｌｌｌｌは
外部故障時の場合で、Ｋ（ｌｉｌｌ＋１ｉ２１） は変
流器の過渡飽和のために一時発生した後減衰するがその
後次第に定酵方向へ向う。ｌ １１ ＋ １２１は変流
器の過渡飽和による時間差分の差電流が一時的に発生す
るがその後減衰する。Ｋ（ｌＩＩＩ＋１１２１） ＋
１１＋１２１は変流器無飽和の初期は通常波形となるが
、ｌｉｌ＋ｉ２１が発生するため正負の極性が一時的に
反転するが、その後は一定極性となる。
るとき外部故障と判定するようにし、その検出領域ばＩ
ｓｉ及びＫにより決定される。２端子構成における第２
図に示す変流器過渡飽和時のＫ（１’ｌｌ＋＋１２１）
、１１１＋１２１．’及びＫ（し＋ｌ＋１ｉ２１）−ｌ
ｉ＋十！２１ の各電気信号及びＬ要素ＨＯＣ要素
の各出力信号を第４図に示す。第４図の左１ｌｌｌｌは
外部故障時の場合で、Ｋ（ｌｉｌｌ＋１ｉ２１） は変
流器の過渡飽和のために一時発生した後減衰するがその
後次第に定酵方向へ向う。ｌ １１ ＋ １２１は変流
器の過渡飽和による時間差分の差電流が一時的に発生す
るがその後減衰する。Ｋ（ｌＩＩＩ＋１１２１） ＋
１１＋１２１は変流器無飽和の初期は通常波形となるが
、ｌｉｌ＋ｉ２１が発生するため正負の極性が一時的に
反転するが、その後は一定極性となる。
Ｌ要素の出力は最小検出電流Ｉｓを越えｆＣ後。
時間Ｔ！後に出力し復帰遅延時間Ｔ２後福復帰する。Ｔ
１は変流器無飽和時間の０．３サイクル以下に設定する
必要があり、Ｔ２は定常状態では０．５サイクル毎に外
部故障を検出するため最小０．５サイクル以上にする必
要がある。第４図の右は内部故障時の場合−で、 Ｋ（
ｌｉｓｌ ＋＋ １２１） ｌ ｌｌ＋＋２１はＩｇ
のレベルを越えることがないためし要素の出力はなく、
内部故障検出に叉障は出ない。Ｌ要素の構成例を示すブ
ロック図を第５図に示す。変流器２次電流ｉ、 、Ｔ２
を補助変流器１１により適当な電気信号に変換し、スカ
ラー和とベクトル和の各信号をレベル判定回路１５にて
故障の内外部の判定をした後、ＩＩｊＪＪ作復帰遅鉦回
路によシ安定な信号とする。
１は変流器無飽和時間の０．３サイクル以下に設定する
必要があり、Ｔ２は定常状態では０．５サイクル毎に外
部故障を検出するため最小０．５サイクル以上にする必
要がある。第４図の右は内部故障時の場合−で、 Ｋ（
ｌｉｓｌ ＋＋ １２１） ｌ ｌｌ＋＋２１はＩｇ
のレベルを越えることがないためし要素の出力はなく、
内部故障検出に叉障は出ない。Ｌ要素の構成例を示すブ
ロック図を第５図に示す。変流器２次電流ｉ、 、Ｔ２
を補助変流器１１により適当な電気信号に変換し、スカ
ラー和とベクトル和の各信号をレベル判定回路１５にて
故障の内外部の判定をした後、ＩＩｊＪＪ作復帰遅鉦回
路によシ安定な信号とする。
Ｈｏｅ（７）動作１ｉｆＬは、一定のレベルによるしき
い値により決定されるが、そのしきい値をＬを素のより
ＨＯＣの動作感度は見かけ上低くなシ過渡的な差電流の
最大値より十分高い値にすれば、外部故障による誤動作
を防止することができる。
い値により決定されるが、そのしきい値をＬを素のより
ＨＯＣの動作感度は見かけ上低くなシ過渡的な差電流の
最大値より十分高い値にすれば、外部故障による誤動作
を防止することができる。
これを第３図の動作領域平面で示せば、当初Ｈ点で一端
流入時の動作値のものがＨ’点へ移動し、Ｂ点を動作領
域外とするもので企る。
流入時の動作値のものがＨ’点へ移動し、Ｂ点を動作領
域外とするもので企る。
第６図に別の方法を示す。これはＬ要素の出力信号によ
りＨＯＣ出力を阻止する方法で、Ｌ女素の負論理信号と
ＩＯＣ要素の正論理信号のＡＮＤ判定によりＩＯＣ出力
とするもので、ＨＯＣ出力があってもＬ要素出力があ扛
ば、ＨＯＣ出力は阻止されるため、誤動作防止ができる
。
りＨＯＣ出力を阻止する方法で、Ｌ女素の負論理信号と
ＩＯＣ要素の正論理信号のＡＮＤ判定によりＩＯＣ出力
とするもので、ＨＯＣ出力があってもＬ要素出力があ扛
ば、ＨＯＣ出力は阻止されるため、誤動作防止ができる
。
この方法は第３図の動作領域平面上ではＨＯＣ要素の一
端流入動作点ＨはＬ要素動作によシ無限大になることを
意味する。
端流入動作点ＨはＬ要素動作によシ無限大になることを
意味する。
第７図に更に別の方法を示す。Ｌ要素出力によシ比率差
動継電器１のベクトル和回路の増中度を制御する方法で
、Ｌ要素出力有で増幅度を低下させるような回路構成に
すると、見掛上動作量が低下した状態となるため、動作
、感度が低くなり、第２図のＨＯＣ要素一端流入動作点
［ＩをＨ’へ移行することが可能となる。
動継電器１のベクトル和回路の増中度を制御する方法で
、Ｌ要素出力有で増幅度を低下させるような回路構成に
すると、見掛上動作量が低下した状態となるため、動作
、感度が低くなり、第２図のＨＯＣ要素一端流入動作点
［ＩをＨ’へ移行することが可能となる。
ただしこの場合はＤＦ要素の動作量も同時に低下するた
めＤＦ要素９動作領域も第２図の門うに移動するが、外
部故障時であるため内部故障時の動作領域が多少変化し
ても問題とならない。
めＤＦ要素９動作領域も第２図の門うに移動するが、外
部故障時であるため内部故障時の動作領域が多少変化し
ても問題とならない。
本発明によれば、保護区間外の外部故一時に故障電流に
含まれる過渡直流分により、変流器の過渡飽和現象によ
る過渡的に流れる差電流によってＨＯＣ要素の誤動作を
防止することが可能になるため、変圧器インピーダンス
や、系統電源インピーダンスさらには変流器の適用条件
等を無視してＨＯＣ要素の動作値整定か可能となり、又
、ＨＯＣ要素の高感度化による故障検出時間の短縮も可
能となる効果がある。
含まれる過渡直流分により、変流器の過渡飽和現象によ
る過渡的に流れる差電流によってＨＯＣ要素の誤動作を
防止することが可能になるため、変圧器インピーダンス
や、系統電源インピーダンスさらには変流器の適用条件
等を無視してＨＯＣ要素の動作値整定か可能となり、又
、ＨＯＣ要素の高感度化による故障検出時間の短縮も可
能となる効果がある。
第１図は電力系統単線結線図、第２図は波形説明図、−
第３図、第４図は動作説明図、第５図は本発明の一実施
例を示すブロック図、第６図、第７図は他の例を示すブ
ロック図である。 ｌ・・・比率差動継電器、２・・・通過電流抑制要素、
３・・・ＨＯＣ要素、４・・・変圧器、５，６・・・変
流器、７・・・高圧側母線、８・・・低圧側母線、９・
・・遮断器、１０・・・中性点抵抗、１１・・・補助変
流器、１２・・・絶対値回路、１３・・・加算回路、１
４・・・ベクトル加算器、１５・・・レベル判定回路、
１６・・・動作復帰遅延回路、１７・・・ＤＦ要素出力
信号、１８・・・ＨＯＣ要素出力信号、１９・・・Ｌ要
素出力信号、２０・・・増幅−第 １ 周 ７ 第 ２ 図 ４ 囚 内鼾改掴１咋
第３図、第４図は動作説明図、第５図は本発明の一実施
例を示すブロック図、第６図、第７図は他の例を示すブ
ロック図である。 ｌ・・・比率差動継電器、２・・・通過電流抑制要素、
３・・・ＨＯＣ要素、４・・・変圧器、５，６・・・変
流器、７・・・高圧側母線、８・・・低圧側母線、９・
・・遮断器、１０・・・中性点抵抗、１１・・・補助変
流器、１２・・・絶対値回路、１３・・・加算回路、１
４・・・ベクトル加算器、１５・・・レベル判定回路、
１６・・・動作復帰遅延回路、１７・・・ＤＦ要素出力
信号、１８・・・ＨＯＣ要素出力信号、１９・・・Ｌ要
素出力信号、２０・・・増幅−第 １ 周 ７ 第 ２ 図 ４ 囚 内鼾改掴１咋
Claims (1)
- １、比率要素と過電流要素を有する変圧器保護用比率差
動継電器において、外部故障を蓼出する要素を設けたこ
とを特徴とする比率差動継電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56185299A JPS5889030A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | 比率差動継電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56185299A JPS5889030A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | 比率差動継電器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5889030A true JPS5889030A (ja) | 1983-05-27 |
Family
ID=16168423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56185299A Pending JPS5889030A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | 比率差動継電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5889030A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5145253A (ja) * | 1974-10-16 | 1976-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | Henatsukihogokeidensochi |
-
1981
- 1981-11-20 JP JP56185299A patent/JPS5889030A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5145253A (ja) * | 1974-10-16 | 1976-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | Henatsukihogokeidensochi |
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