JPS5911718A - 発電機の保護装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、発電機の保護装置、特に単位式発電機電機子
巻線を地絡事故から保護するようにした発電機の保護装
置に関するものである。

〔発明の技術的背景〕

従来、単位式発電機の電機子巻線の地絡保護に用いられ
る継電器として、地絡発生時に発電機中性点に現れる基
本波零相電圧を検出する地絡過電圧継電器が用いられて
いる。第１図はこの継電器を適用した単位式発電機の系
統図であり、発電機１の中性点は接地変圧器２により接
地され、又、各給電端はサージアブソーバ４により接地
されると共に変圧器５に接続されている。接地変圧器２
の２次側には抵抗３が接続されておシ、更に、この抵抗
３０両端電圧を取入れるように地絡保瞳用過電圧継電器
６が接続されている。

〔背景技術の問題点〕

しかしとの継電器による地絡保護では保護性能としては
充分なものではない。即ち、地絡点が発電機中性点に近
づくにしだがって地絡時の零相電圧が小さくなり、発電
機巻線の中性点より約１０チの範囲は感度不足となって
地絡を検出できず保護の盲点となってしまう。

そこで、この盲点での検出を行なうべく、発電機中性点
に常時生じている第３高調波を利用する方式が近年提供
された。これは発電機の構造−ト殆んど全一ての発電機
の巻線に第３高調波電圧が発生していることに着目した
ものである。第２図はこの第３高調波電圧７と基本波の
各相電圧Ｒ，Ｓ、Ｔとが同期であることを示している。

そして、この高調波電圧７は第３図に示すように、発電
機１、接地変圧器２、中性点及びザー・ソアブソーパ（
又は顯遊容Ｍ−）４からなる回路を循［雫している。こ
の状態において、発電機中性点付近に地絡が生じると第
４図に示すようにバイパス路が形成され、この結果中性
点の第３高調波電圧は減少する。したがって、不足電圧
継電器を用い、第３高調波電圧が減少したことによシミ
接子巻線の地絡と判定するようにすれば、発電機中性点
付近の電機子巻線の地絡を検出することができる。

しかしながら、発電機に発生する第３高調波電圧は一般
に第５図に示す如く発電機出力によシ変化するから無負
荷時の最小電圧を考えて不足電圧検出値を設定すると定
格負荷に近づくに伴い感度が鈍くなり、充分な保護動作
を行ない得ない。

〔発明の目的〕 本発明は、上記問題点を解決することを目的としてなさ
れたものであり、発電機出力の大小に拘らず確実に地絡
検出可能方発電機の保護装置を提供することを目的とし
ている。

〔発明の概要〕

本発明では発電機出力に比例する発電機界磁箱。

気弼と発電機の中性点に発生する第３高調波電圧とで不
足電圧継電器を動作させ、発電機の出力電圧に影響され
ずに地絡保護を行なおうとするものである。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照しつつ実施例を説明する。ＩＶＩ！！１
６図は本発明による発電機の保護装置の一実施例構成図
である。

第６図において、図中の符号１ないし５は第１図に対応
している。８は変流器７を介して発電機界磁回路電流が
与えられることにより感度が変化する不足電圧継電器で
ある。１０は整流器であって交流電源からの電流を発電
機界磁巻線１１に供給する。

この構成において、不足電圧継電器８は抵抗３の両端に
生じる電圧のうち発電機の第３高調波電圧を検出する。

又、不足電圧継電器８にｖ：１、変流。

部９を介して発電機出力に比例した信号も与えられ、こ
れにより検出感度が変化する。

第７図は不足電圧継電器８の感度特性の整定例を示した
もので、横軸に発電機出力、あるいは発電機界磁回路電
流を縦軸に電圧をとっている。この図において、７は発
電機の第３高調波の変化特性を、また１２は不足電圧継
電器の検出特性を夫夫示したもので、これら両特性は発
電機出力、及び発電機界磁回路電流の増加に応じて直線
的に上昇する。したがって発電機出力がいかなる値、例
えば定格値であっても第３高調波電圧の検出は確実に行
ない得る。

ここで発電機出力を用いずに発電機界磁回路電気量を用
いる理由は発電機出力を用いるには発電機電圧及び発電
機電流を導入する必要があり、電圧変成器及び変流器が
必畳となり、又絶縁階級も高いものが必要となる。これ
に対して、例えば発電機出力に比例する発電機界磁回路
電流を用いれば変流器のみで済み、又絶縁階級も低いも
ので済むという利点があるからである。

第８図は不足電圧継電器８０回路構成を示したもので、
抵抗３の両端から取出した発電機の中性点電圧Ｖ。が補
助変圧器１３の１次側に、又変流器９の２次側から取出
した発電機界磁回路電流ＩΣが補助変流器１４の１次側
に夫々与えられることにより第３高調波電圧の検出を行
なう。即ｆつ、補助変圧器１３の２次側電圧はフィルタ
１６如与えられて第３高調波電圧Ｖ。′が取出されて加
嘗、器１８に与えられ、又補助変流器１４の２次側電流
は抵抗１５１Ｃ与えられて電圧信号に変換された上で整
流平滑回路１７に力えられ、曲流電圧信号ＶＥに変換さ
れて加算器１８に与えられる。加贈器１８では第３高調
波電圧Ｖ。′から直流電圧Ｍ号ｖ！！が減算され、第３
高調波電圧■。′のビークのみを残した電圧信号ＶΣが
形成される。この電圧信号ＶΣはレベル検出器１９に与
えられて矩形波信号ＶＤに変換され、連続化回路２０に
与えられる。連続化回路２゜はレベル検出器１９の出力
ＶＤの時間引延しを行ない連続信号ＶＴとされ、否定回
路２１に与えられる。

否定回路２１は連続信号ＶＴのある間は信号を生ぜず、
ｊ！Ｉｊ　Ｈ信号Ｖｔの消失後に出力Ｖ。ｕｔを生じる
。

第９図は第８図の回路における各部信号の波形を示１〜
たものであり、第３高ｍｅ電圧Ｖ。′がら発電機界磁回
路電気量にの直流電圧化信号Ｖ、を減算することによシ
第３高調波電圧のピーク部分に相当する可１圧ＶΣ＋が
得られ、これがレベル検出器１９で矩形波信号ＶｏＫ変
換された上で時間引延しされて連続信号Ｖｔとなり、こ
れが更に反転されて出力信号Ｖ。ｕｔとなる。

第１０図は本発明の他の実施例である。図中の符号１な
いし５．８．１０，１１は第６図に対応している。本実
施例の場合、第６図における変流器９に代えて電力／電
流変換器２２を用いた点のみが相違し、この変換器２２
による信月の取扱いは第６図の場合と同様である。

〔発明の効果〕

本発明は上述のように、発電機の中性点付近の電機子巻
線の地絡を検出するための第３高調波不足電圧継電器の
感度特性を発電機出力に比例する発電機界磁回路電気量
の大、小に応じて変化させるようにしたため、発電機出
力に応じて変化する発電機の第３高調波電圧が地絡発生
により変化し７たとき常に確実に検出することができる
。（、発電機界磁回路電気量を用いているので変成器の
数が少なくでき、又絶縁階級も低いもので済むので低価
格な保護装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の発電機巻線の地絡保護装７ｆ’５の系統
適用図、第２図は発電機の中性点における第３高調波電
圧の説明図、第３図は同第３高調波電圧による電流の流
れる経路を示す説明図、第４図は地絡発生時における同
第３高調波電流の流ねる経路を示す説明図、第５図は同
第３高調波電流の発電機出力に応じた変化特性を示す図
、第６図は本発明の一実施例の系統適用図、第７図は同
実施例に用いる不足電圧継電器の感度特性を示す図、第
８図は同不足電圧継電器の構成例を示すブロック線図、
第０図は第８図の構成における各部波形を示すタイムチ
ャート、第１０図は本発明の他の実施例を示す系統適用
図である。 ■・・・発電機　　　　　　２・・・接地変圧器３．１
５・・・抵抗　　　　４・・・ザージアブソーパ５・・
・変圧器 ６・・・地絡保護用過電圧継電器 ７・・・第３高ｖ４ｖ電圧　　８・・・不足電圧継電器
９・・・変流器　　　　　　１０・・・整流器１１・・
・発電機界磁巻線　１２・・・不足１ｉ５圧特性１３・
・・補助変圧器　　　１４・・・補助変流器１６・・・
フィルタ　　　　１７・・・整流平滑回路１８・・・加
算器　　　　　１９・・・レベル検出器２０・・・連続
化回路　　　２１・・・否定回路２２・・・電力／電流
変換器 （７３１７）代理人　弁理士　則　近　憲　佑　（ほか
１名）−８： 単６図 箪■図 ミノｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発電機中性点の第３調波電圧の不足を検出することによ
   シ発電機中性点、及び中性点付近の電機子巻線の地絡を
   検出する発電機の保護装置において、発電機中性点から
   導出された第３調波電圧と、発電機界磁回路電気量とで
   不足電圧継電器を作動せしめることを特徴とする発電機
   の保護装置。