JPS59149723A - 保護継電器 - 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、電力用体廐継電器に−し、％（＝電力系統の
Ｓ改で周波数変動のある事故に際し、その保護動作を安
定（二於ない得る碌（ニした保護継電器（二於するもの
である。

〔発明の技術的背景〕

近年電力系統が大規模化複雑化するにつれて、その保護
も高度なもの（二なっている。とりわけ高い動作信頼度
を維持する為、系統事故時（二層波数変動があっても、
動作を確実（二於ない得る機構を備えた保護継電器の必
要性が強く要求される様になっている。ここで従来技術
を説明する。第１図から第３図は従来形保護継電器の代
表的な機種であるモー形距離継電器である。

第１図は、モー形距離継電器を示すブロック図、第２図
はその位相特性を示す図、第３図は、第１図ブロック図
に示すメモリー回路３の詳細を示す図である。

第１図（１於いて、１及び２はそれぞれの電圧■・電流
÷をモー形距離継屯器内に導入する補助変成器及び補助
変流器である。継電器内（−導入された電圧信号はメモ
リー回路３を経て電圧信号に８Ｖとし、方形波変換回路
４の入力とする。一方電流信号は移相回路５で送電線の
ｆＩｓ路アファンプル）だけ進めた電流信号Ｋｌ’ｒ　
ｌニした後ベクトル合成回路６鑞二印加する。さら（ニ
ベクトル合成回路６（１於いては、前記変成器１より電
圧信号に※を整定回路７を介し電圧信号に劉として印加
し、合成信号に、τ−に２※として方形波変換回路８に
印加する。方形波変換回路４及び８の出力は次段のＡＮ
Ｄ回路９を介し、オンディレィ回路１０（二印加する。

そこでＡＮＤ回路９の出力をオンディレィ回路１０の時
間（第２図の位相特性を得る（二は９０°の時間）以上
継続すれば継電器はトリップ出力を出す。この動作原理
はモー形距離継電器として公知なものである。

前述のモー形距離継屯器（１於いて、第２図位相特性の
原点Ｏ付近の事故が前方方向か後方方向かを明確（二区
別する為、事故前電圧をメモリー回路（二より事故＠電
圧と同一周波数で減衰させ方形波変換回路４（二導入し
、極性蓋に諒として用いている。

〔背景技術の問題点〕

しかしこのメモリー回路は一種のフィルタであり、たと
えば第３図（＝示す如く、抵抗器Ｒｓ　、Ｒ２コンデン
サＣｔ　、　Ｃ２及び演算増幅器１よシからなる２次帯
域フィルタで構成されている。

第３図の場合の伝達関数は、 で表わされ、Ｗｌは系統の定格周波数（二相当する角速
度とする。Ｗｌを前述の様（二選び、αを適当（二定め
ること（二より、系統事故時に、入力重圧が完全（二消
滅した場合でもＷｌの角速度を保ちつつ減衰する波形が
得られる。この減衰を遅くし、メモリー効果を長くする
為（−は、前述のαを小さく、すなわちいわゆるフィル
タのＱ’ｆｌｆ（Ｑ−Ｌ）高くとる必要がある。ところ
がＱ値を置くすると、メモリー回路の位相角が、入力周
波数のわずかな変動で犬さく変化してし捷う。このこと
は、と９も直さすモー形彫ｍ粘屯器としての位相特性が
大きく変化することを意味し、（たとえは第２図の１１
から１２の様（１変化する。）誤動作、誤不動作の可能
性が増大する。系統の周波数は、常時わずかながらも変
動しており、特に保護継電器の動作が必要な場合（二は
、周波数変動の可能性は増大しているので、上述の様な
保護特性の大きな変動は、決つして看過できるものでは
ない。

〔発明の目的〕

本発明は、上述の様な従来形継電器の欠点な除去し、周
波数変動下でも位相特性が変化しない保護継電器を提供
することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は系統の電圧及び電流を入力し、これら電圧と電
流の位相及び大きさが所定の関係（二あるとき動作出力
を得る保護継電器（二おいて、前記系統電圧の周波数を
検出する周波数検出要素を設け、この周波数検出要素の
出力の有無で電圧極性電気量として事故前電圧を用いる
か、事故後電圧を用いるかを制御することを特徴とする
保護継電器（−関する。

〔発明の実施例〕

以下（二本発明なモー形距離継電器（＝適用した場合の
一実施例を第４図（二示す。第４図（：於いて、前記従
来技術第１図と同一の記号は、第１図と同一の構成とし
得ることを示している。

第４図Ｃ二於いて１及び２は、系統の電圧Ｍ、電流÷を
、モー形距離継電器内（＝導入する補助変成器１及び補
助変流器２である。前記変成器１にて４人された電圧信
号ｔはメモリー回路３、方形波変換回路１４、周波数検
出回路１５、距離整定回路７（＝接続される。

前記周波数検出回路１５は、たとえば、入力′電圧の周
期をカウントすることによシ周波数を検出する様な、周
知技術によ多構成できる。メモリー回路３の出力は、電
圧信号に３？として第二の方形波変換回路４を介してイ
ンヒビット回路１８の入力となる周波数検出回路１５の
出力はオフディレィ回路１６に接続されＮＯＴ回路１７
を介した後前記インヒビット回路１８のインヒビット端
子に接続される。又周波数検出回路１５の出力は、第二
のインヒビット回路１９のインヒビット端子にも接続さ
れる。一方前記方形波変換回路１４の出力は、第二のイ
ンヒビット回路１９に接続される。さら（二、前記イン
ヒビット回路１８及び１９の出力はＯＲ回路かに接続さ
れる。

一方補助変流器２の出力は、移相回路５（二て緋路アン
グルθだけ移相し、ベクトル合成回路６に接続する。さ
らにベクトル合成回路６に於いては整定回路７の出力端
も接続され、方形波変換回路８（二接続し、ＡＮＤ回路
９に接続される。又ＡＮＤ回路９（−は、ＯＲ回路１８
の出力も接続され、オンディレィ回路１０を介し、前記
モー形距離継電器の出力とする。

次に本実施例の作用）：ついて説明する。以下作用の説
明は、事故電圧有シで周波数が変動している場合、事故
電圧有シで周波数が変動してない場合、事故電圧がなく
な９事故前周波数が変動してない場合、事故電圧がなく
なシ、事故前周波数が変動している場合（１分離し説明
する。第４図構成例（１於ける周波数検出回路１５は、
定格周波数付近で出力有シ　（１”出力）となｐ、周波
数変動がある程度大きくなると、出力無しく″０′出力
）となるものであるとする。（１）事故前電圧有シで周
波数が変動している場合、 系統（−事故が発生し、事故時の電圧！及び電流÷は第
４図（−示す継電裾口印加される。この時の電圧ｔの周
波数は変動している為、前記周波数検出回路１５は、６
０”出力である。その為補助変成器１（ユ接続したメモ
リー回路３の出力に、？は方形波変換回路４に印加され
るが、その出力は、周波数検出回路１５、オフディレィ
回路１６及びＮＯＴ回路１７で制御されるインヒピット
回路１８で阻止され、ＯＲ回路１８に印加されることは
ない。しかし、補助変成器１の出力に？を用いる方形波
変換回路１４の出力は周波数検出回路１５の出力がない
為、インヒビット回路１６で阻止されることなく、ＯＲ
回路１８（：印加される。一方電流信号は、移相回路５
で送電線の線路アングルθだけ進めた屯流信号に、；と
した後、ベクトル合成回路６に印加する。ベクトル合成
回路６（１於いては、前耐変成器１よりの電圧信号を整
定回路７を介し、電圧信号に、Ｖとして印加し、Ｋ１÷
−に、？として方形波変換回路４に印加する。方形波変
換回路４の出力及び前記ＯＲ回路加の出力は、ＡＮＤ回
路９を介し、次段のオンディ回路１０で、方形波変換回
路４及びＯＲ回路加の出力が共（：″１″出力を生じた
時間（第２図１１の位相特性を得る時間）所定の値（二
なったときトリップ出力を出す。（ＩＩ）事故電圧有り
で周波数が変動してない場合、 系統事故時周波数の変動がない為、前記周波数検出回路
１５の出力は′１”Ｃ″−なう、前記変成器１に接続し
た方形波変換回路１４の出力は、インヒビット回路１９
で阻止される。しかし、インヒピット回路１８は、前記
周波数検出回路の′１”出力で開路される為、メモリー
回路３の出力に３＋は方形波変換回路４を介し、ＯＲ回
路２０に印加される。そこで以下ＡＮＤ回路９及びオン
ディレィ回路１０にて作用（：）と同一の応動をさせ継
電器のトリップ出方を出す。（ｌｆｔ）事故電圧がなく
事故前周波数が定格値からずれていない。

事故電圧がない場合、前記周波数検出回路１５の出力は
″′１パからＯ”へ変化する。しかし前記周波数検出回
路１５０接続したメモリー回路３のメモリ一時間より長
い間前記周波数検出回路１５の出力をのばすオフディレ
ィ回路１６の反転（ＮＯＴ回路１７）出力によりインヒ
ビット回路１８は開路され、メそリー回路３の出力Ｋｓ
ｖが作用（１１）の如く後段の回路（−印加され、作用
（１）と同一の応動をし、トリップ出力を出す。（１い
事故電圧がなく、事故前にすでに周波数が定格値からず
れている場合。

上述の説明からも明らかな様に、メモリー回路３の出力
位相が選択される。ところが、その位相信号は、メモリ
ー回路３の位相ずれによって、従来技術で説明した様な
継′屯器特性の変動を引き起こす。ところが、入力電圧
がなくなシ、モー形距離継電器は、単なる方向継電器と
して方向選択のみで働く、その為事故時の系統周波数が
定格値から大きくずれているといった事故が発生しても
、方向判別のみ確実（二できれば、メモリー回路３の位
相ズレは実用上無視できる。

以上作用（１）〜（ＩＶ）で示した様（＝、事故電圧に
周波数変動がある場合、メモリー回路３の信号を用いず
周波数変動がない場合と電圧がない場合のみメモリー回
路３の信号を用いることでメモリー回路３０位相ズレの
影響がなく位相特性の傾くことのないモー形距離継電器
を得ることができる。

〔他の実施例〕

（１）　　以上の説明は、モー形距離継電器を例に配達
した。しかし、本発明（二限定されるものではない。た
とえば本発明−実施例第４図（二示すモー形距離継電器
より、距離整定回路７とベクトル合成回路６を取りはず
し、移相回路５と方形波変換回路８を接続した。第５図
（二示す方向継電器でも同一の作用効果があることは明
らかである。

（２）以上動作判定をアナログ演算（二て行うモー形距
離継電器（二ついて記載したが、系統の電圧及び電流を
、アナログディジタル変換後、ディジタル演算（二よ多
動作判定を行うディジタルモー形距離継電器（−於いて
も、前記モー形継電器と同様の適用が可能である。

第５図はディジタル形距離継電器のブロック図である。

第５図（二示す如く、入力変成器２１及び入力変流器２
２（ユて適当な電圧に変換された入力電圧求及び電流÷
は、前記入力変成器２１に接続した周波数検出回路５の
出力（＝よ漫サブリング周波数が変化できる次段のアナ
ログ、ディジタル変換回路乙に導入し、その出力はディ
ジモル演算部冴へ接続する。

ディジモル演算部冴に於いては、電流÷（二比例した′
重圧ｉ＜ｔ；及び入力電圧す（二比例した′電圧に２Ｖ
。

ＫｓＶカラ（Ｋｌ”−に２？）　トＫｓ？トｏ内ｙｓヲ
モトメｍ定の１直（−なったとき出力を出す。以上の様
なディジタル形モー距離継電器（１於いて、周波数検出
回路の動作及び不動作でアナログディジタル変換部乙の
サンプリング周波を変化させても、アナログ形距離ＲＹ
と同一の作用効果があることは、明らかである。

〔発明の効果〕

以上詳述した様（二、本発明（−よれば、入力電圧の周
波数変動による位相特性の傾きが除去される為、系統を
確実に保護できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来形のモー形距離継峨器の構成を示す図、
第２図は、従来および本発明のモー形距離継題器のモー
形距離継電器の特性を示す図、第３図は、第１図）二示
すモー形距離継市器のメモリー回路を示す図、第４図は
本発明の一実施例のモー形距離継′嘔器の構成を示す図
、第５図は、本発明の他の実施例の方向継電器の構成を
示す図、第６図は、さら（二本発明他の実施例であるデ
ィジタル形モー距離継電器の構成を示す図である。 １・・・補助変成器　　　２・・・補助変流器３・・・
メモリー回路　　１５・・・周波数検出回路１９・・・
インヒビット回路 （７３１７）代理人　弁理士　則　近　＊　　ｆ６（ほ
か１名）第　　１　図 第　　２　図 第３図 第４図 ぐ刑栂肩そぎ″ 特開昭５９−１４９７２３　（５） 第５図 第　　６　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 系統の電圧及び電流を入力し、これら電圧と電流の位相
   及び大きさが所定の関係にあるとき動作出力を得る保護
   継電器において、前記系統電圧の周波数を検出する周波
   数検出要素を設け、この周波数検出要素の出力の有無で
   、題圧極性砥気量として事故前電圧を用いるか、事故後
   電圧を用いるかを制御することを特徴とする保護継電器
   。