JPS5959014A - 表示線保護継電方式 - 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】 発明の対象 本発明は表示線保護継電方式に係シ、特に多端子送電線
に適用するに好適な比率差動特性を有し、且つ使用表示
線の削減を図った表示線保護継電方式に関する。

従来技術 表示線保護ｇ、：に電力式の基本構成は、第１図に示す
通シ、保護対象送電線の両端に設置された変流器ＣＴＡ
、ＣＴＢよシミ流を導入すると共に、表示線ＰＷを通し
て、両端の電流情報を交換し、表示線継電器ＲＹＡ、Ｒ
ＹＢにょシ総合的に内部事故検出を行なうものである。

この表示線保護継電方式は従来よシ各種のものが提案さ
れているが、これら従来方式の問題点を説明するため、
そのうちの代表例の原理について説明する。

第２図は、その代表例の原理説明図である。この例で、
表示線継電器はベース抵抗Ｒｂとバランス抵抗Ｒ１を内
蔵し、これを表示線（表示線の片道抵抗をＲ２とする）
を通して第２図の構成のように接続する。ここで、バラ
ンス抵抗Ｒ，は＝Ｔｉ抵抗であシ Ｒｐ　＋　Ｒ−＝　Ｒｂ　　　　　　　・・団・・・・
（１）になるように両端共整定すれば、各端ＣＴの二次
電流ｉＡ、ｉＢは、それぞれＲ１の回路とＲｈの回路に
１：３の割合で分流することになる。

同図において、０７２次電流の矢印は−流方向を表わし
ており、各ＣＴは送框線保８倣区間の外部事故あるいは
平常時の通過電流に対して、図示の方向０ＣＴ２次電流
金生じるように構成されている。

したがって、Ａ端のＲｈ、Ｒ，及びＢ端のＲｈ。

Ｒ１金流れるＩ」流をそれぞれ、ｊＡｂ＋　ｊＡ　＠　
ｌ　ｊＢ　ｂ　１’Ｂｍとすると送４線通過電流のとき となる。

ここで、表示線継裏器の劫作市流をＩｏとして、１ｔｂ
と几、を流れる４流の差、すなわち、（ＩＡｂ−１＾・
）及び（’！ｌｂ　　’１．）を導出し、また抑制醒流
゛をＩＲとして、Ｒｍを流れる電流を導出するものとす
れば、 Ａ　端継’に器　Ｉｏ　＝　（ｌＡｂ　　’Ａｓ）　＝
　”　（ＩＡ＋ＩＢ　）・・・・・・・・・（６） 、　　Ｉ ＩＲ＝　’Ａｍ−（’＾−１Ｂ）　　　・・川・（力Ｂ
端継電器　Ｉｏ　＝　（ｊ＋＋ｂ−ｔｎｍｌ　＝：　　
（ＩＡ〜トｉＢ）・・・・・・・・・（８） 、　　Ｉ ＩＲ＝ｌＢ、＝　　（ｊＢ−ｊＡ）　・・・・・・（９
）となる。

以上のような原理に於いて事故が保護区間内部にある場
合には両端または片端から事故電流が流入するのでＩＯ
＞ＩＲとなシ、動作量Ｉｏが抑制−’ｌ　Ｉ　Ｒにうち
かつて確実に動作する。一方、保護区間外部事故の場合
には、事故電流は単に通過するのみで’Ａ”　　ｉｌｌ
となり、両端の変流器の誤差を考属してもＩ　Ｏ＜　Ｉ
　Ｒと々シ、抑制量がうちかつて正規に不動作となる。

以上の原理は３端子系につい−Ｃも適用でき、その例ｆ
：第３図に示す。この場合、保護区間Ａ、Ｂ。

Ｃから、表示線の分岐端までの往復抵抗をそれぞれＲＩ
ｐＡ、几、ｎ、Ｒｐｃとし、第２図で１況明したバラン
ス抵抗Ｒ５をＡ、Ｂ、Ｃ端について下記になるよう整定
する。

Ｒｂ＝几ｇＡ　＋　Ｒｐｈ　　　　　　・１旧・開用・
αＱＲｈ＝几、Ｂ十几、Ｂ　　　　　　・・・・・・・
・・・・・・・・０］）Ｒｂ−也ｃ　＋　Ｒｐｃ　　　
　　　・・・・・・・・・・・・・・・＠以上のように
整定しだ場合、各端の動作量Ｉｏ。

抑制量ＩＲは、通過電流に対して Ａ端　Ｉｏ　”　’　（ＬＡ　＋１１１　＋ＩＣ）　　
　・・・＋・−＋・ｕ３Ｊ１　　　　。

ＩＲ””　　　　　（２１Ａ　　　　　ＩＢ　　　　　
ＩＣ）　　　　−−・−Ａ４）Ｂ端　　　Ｉｏ＝　　　
　＜ｉ　人　＋１ｉ＋ｊｃ）　　　　　　−−−（１５
）１Ｒ＝　　（２１Ｂ　　ＩＣＩＡ　ｌ　　・・”・”
（１（ｉｔ１ｎ＝−（２１（！−ｉＡ　　　ｊｎ）　　
・・・・・”・・ｕ８）となり、２端子の場合と同様に
適用できることがわかる。

従来技術の問題点 しかし、３端子系に適用する場合、式α葎〜（財）に示
す通り動作量Ｉｏは各端共同しであるが、抑制量ｔ、　
■、が同一でないため、適用上次のような問題点があっ
た。

すなわち、第４図（りのように、１端流入（Ａ端）、１
端流出（Ｃ端）、１端無電流（Ｂ端）の場合、無電流端
であるＢ端は抑制量が他端に対して少ない（ＩＨの式α
４）、αＬ（１８，ｌにおいて、Ａ、Ｃ端ではｊｎ＝０
であるに対し、Ｂ端では２１Ｂ＝０となる。）ために、
比率差動特性が余端一致せず、同図（ｂ）のようにＢ端
に比軟し、Ａ’、Ｃ端の比率差動特性上の動作範囲が狭
くなる。互だ、第５図（ａ）のように、２端流入（Ａ、
Ｃ端ン、１端流出（Ｂ端）の例Ｃは、第４図の例と逆に
、第５図（ｂ）に示すようにＢ端の抑制量ＩＲが他端よ
シ大きくなり、Ｂ端の比率差動特性上の動作範囲が狭く
なる。

以上説明のように、従来方式では、３端子系に適用する
場合、事故蹴流椋相によって各端の比率差動特性が手桶
１いであり、かつ、比率差ｄＪ特性上の動作範囲が狭く
なり、十分な保護性能が確保できない場合が多い。更に
、第６図のように３端子系で３回線構成の場合には、内
部事故の途中分岐端（Ｂ端）からの流出１流が増加し、
条件は相乗的に厳しくなり、内部事故に不動作となるケ
ースがでてくる。

発明の目的 本発明は、以上の従来方式の問題点ヲ月７決するために
、動作量を交流、抑制量を直流として、多端子系に対し
一対の最小限の表示線数を１史用し伝送することで、多
端子系のＩＭａに最通な比率圧動特性を実現するもので
ある。以ド、本発明の詳細について説ゆ」する。

発明の要点 第７図は、本発明を３端子系統に通用した基本的な構成
例である。本発明の基本的な考えは、先に説明した通り
、各端の入力電流をそれぞれ、動作量用としての交流電
圧、抑制量としての直流重圧に変換し、この２量を同一
の表示線を使用して伝送し合うことで、各端の動作量、
抑制量を直列加算し、その加算値を各端で抽出して、比
率差動演算するものである。第７図回路において各端装
ｆｆｆ、は全く同一に構成されているので以下ではＡ端
装置を例にとり説明する。１ず、Ｔｒｌは各端電流入力
の入カドランスであり、その二次側の２つの巻線より後
述するように、各端のベクトル量ｋｏ　１．、スカラ量
ｋＲＩ１．ｌを導出する。ＲＢＯは、動作量導出回路Ｏ
Ｃのベース抵抗でろシ、その両端よシ、ｋｏＩＡなるベ
クトル量（交流電圧）を導出する。Ｒｓ　ｏは、動作量
導出回路ＯＣの・・ランス抵抗（可変）であり、各端の
バランス抵抗Ｒｓｏの和と表示線の往復抵抗の和の合計
が常に一定になるように調整することで、表示線の　長
に影響されず動作量を導出するだめのものである。Ｔｒ
２は、動作量導出用のトランスであり、このトランスの
２次側Ｏｆ、０２より、第８図で説明する動作値ｋｏ’
　（ＩＡ　＋　ＩＢ　＋　ＩＣ）を肖る。

几ＥＣに１１抑制導出回路［１，Ｃの整流回路であシ、
その２次側出力にスカラ量（直流直圧）ｋＲＩＩム１を
導出する。Ｒｓ　ｎは、動作量導出回路ＯＣのバランス
抵抗几ｓｏ　（可変）と同一機能をもった、抑制量導出
回路几Ｃのバランス抵抗である。ＲＢＲは、抑制量導出
口ＡＪＲＣのベース抵抗であり、この抵抗両端の電圧降
下として、端子Ｒｔ　＊　Ｒ２よシ、第９図で、説明す
る抑制量ｋＲ’　（ｌ　ＩＡ　ｌ＋ｌイＢ１−Ｈｌｃｌ
）を得る。

Ｉ−Ｔ、は、動作量導出回路ＯＣと表示線ＰＷを絶縁す
るだめの絶ｉ求トランスであり　Ｎ　＝Ｉｌ１１は、抑
制量導出回路ｆ（Ｃと表示線ＰＷを絶縁するための中和
トランスでちる。Ｃ５は、分圧コンデンサであシ、中和
トランスペ・Ｔ１のインピーダンスと、分圧コンデンサ
Ｃ１のインピーダンスにより、表示線ＰＷに発生する誘
導する電圧を分圧し、抑；６１１回路への影響の無いよ
う十分小さい値に抑える。Ｃ８は、バイパスコンデノサ
であり、動作量（交流量）をバイパスすると共に、この
コンデンサＣ１によシ、抑制量（直流量）を表示線に印
加し相手端に伝送する。

この第７図の中で表示線との絶縁回路は本来の動作機能
には関係無いため、これを省略し、動作量導出回路ＱＣ
について闇路化した回路で説明すると第８図の通りであ
る。すなわち、各端の電流からそれぞれ、ベース抵抗几
Ｂｏの電圧降下として、交流量ｋｏＩ・・ｋＯＩＢ・ｋ
ｏ　Ｉｃ　（ｋ　ｏ　；走破）を導出し、表示線を通し
て、直列に接続する。

ここで、表示線の抵抗を第８図の）ＩＴｌ’）　ＲＰＡ
Ｂ　。

ＲＩＰＢＣ、ＲＰＣＡとし、また、動作量導出用トラン
スＴｒ　１の１次側からみたインピーダンス（純抵抗と
みなせる）を几０とし、また仮にトランスＴｒ　１の変
換比を１とすると、各端局のトランスＴｒ１の２次側に
発生する電圧Ｖｏは、第８図の３端子の例では、 Ｖｏ　＝　Ｉ（ｏ’　（ＩＡ　＋ＩＢ　＋ＩＣ）ここで
、Ｉ）ｉ］述の通シ ３　Ｒｓｏ　＋　（ＲＰＡＢ　＋　ＲＰＢＣ＋ＲＰＣＡ
　）　＝一定・・・・・・・・・・・・（２０ になるようにバランス抵抗Ｒｓｏ”ｆｆｉ調整するため
・・・・・・・・・・・・Ｉ２１） となる。したがって、各端では、式（１０に示す各端、
電流のベクトル和（ＩＡ　＋　ＩＢ　＋　ＩＣ）に比例
した動作量を得ることができる。

また、抑制量導出回路ＲＣについて同様に簡略化した回
路で説明すると第９図に示す通りである。

すなわち、各端の電流を整流回路ＲＦＣで整流及び電圧
変換し、それぞれ直流量ｋｉ＋　ｌ　ＩＡ　ｌ　、　ｋ
＋ｔ　ｌ　Ｉｎ　ｌ。

ｋＲＩ　Ｉｃ　ｌ　（ｋ　Ｒ；定数）を導出し、表示線
を通、して直列に接続する。この結果、各端の抑制量導
出回路几Ｃのペース抵抗ＲＢＲを通して、次式＋２３で
示に比例した抑制量ＶＲを導出する。

ＶＲ”ｋＲ’（ＩＩ＾ｌ＋ｌＩＢ　ｌ＋ｌＩｃ　＋）・
・・・・・・・・＠ 以上のように、動作量■０、抑制量Ｖ　Ｒｆ各端で導出
すれば、動作判定式を Ｖｏ　　ｋＶｇ＞Ｋ　　　　　　・・・・・・・・・・
・・・・・（ハ）とし、式（ＩＬ（２３ｋ、式（ハ）に
代入しくＩ＊＋Ｉｎ＋Ｉｃ）　　’（’（ｌＩａｌ＋１
ＩＢｌ＋１Ｉｃｌ）＞Ｋ’・・・・・・・・・・・・・
・・（ハ）（世し、１（誂′；抑制係数、Ｋ、に’、感
度定数）として、いわゆる理想的な比率差動特性を第１
０図のように出ることができる。この由！ｆ性は、従来
方式のように、電流条件によって不揃いとなることがな
く、抑制係数に、に／、感度定ｌｉｙ、に、に’を適切
に選定することで、必要な比率差動特性を得ることがで
きる。また、表示線についても、動作量と抑制量を第７
図の通り、同一表示線で１尺送できるため、必要表示線
は最小の一対で所要性能を実現できる。

具体的実施例 第１１図は本発明による具体的な実施例（１端子１相分
）を示す。まず、自端電流ＩＡを入力端子ＣＩ、Ｃ２ｋ
通して、入カドランスＴｒ　１より導入する。入カドラ
ンスｌｐ、ｌの二次側巻線の１つは動作量導出回路ＯＣ
に１史用し、動作量導出回路ＯＣのペース抵抗ＲＢＯを
通して、動作電圧ｋｏＩ＾を得る。更にこの動作量導出
回路ＯＣはバランス抵抗Ｒｓｏを通して、相手名端局の
動作量導出回路ＯＣと直列接続され、その動作量の合計
ｋＯ’（ＩＡ＋↑Ｂ＋ＩＣ）をトランスＴｒ２よシ得る
。この動作量は、整流回路ＲＥＣ（０）によ！ｌｌ整流
され直流量に変換し、動作判定回路１に導入する。まだ
抑制量は、入カドランスＴｒｌのもう一方の二次巻線よ
り導入した、自端電流ＩＡを、整流回路ＲＥ　Ｃによシ
整流し、抑制量ｋＲＩ　ＩＡ　Ｉを得る。この抑制量は
、・（ランス抵抗ＢＩＥＲを辿して、相手名端局の抑制
量導出回路ＲＣと直列接続され、その抑制量の合計、ｋ
Ｒ’ＮｌＡｌ＋ＩＩｎＨＩＩｃｌ）を抑制量導出回路Ｒ
Ｃのペース抵づ冗ＲＩＢＲ両端の電圧降下として得る。

この抑制量は、先の動作量と同様に動作判定回路１に導
入し、式（至）、（２ゆで示す判定式によシ内部事故検
出を行ない、その結果を動作出力として、出力端子２よ
多出力する。

発明の詳細 な説明の通シ、本発明によれば、従来方式のように、各
端の１流条件によって比率差動特性が不揃いとなること
がなく、多端子系統の保護に最適な比率差動特性を得る
ことができる。また、電流・１ｎ−「浸云送手段として
の表示線も、一対で以上の特性を実現でき、表示、穀の
効率の良い適用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は表示線部ａ方式の基本構成説明のための図、第
２図は従来方式の原理を説明する／こめの図、第３図は
従来方式を３端子系統にｙｍ用した場合の説明図、第４
図、第５図は従来方式の問題全説明するだめの比率差動
特性、第６図は従来形の問題点を説明するだめの系統構
成、第７図は本発明の原理説明図、第８図は本発明の動
作量導出回路の説明図、第９図は同様に抑制量導出回路
の説四回、第１０図は本発明によって実現できる比率差
動特性図であり、第１１図は本発明の具体的実施例であ
る。 ＣＴＡ・・・Ａ端の変流器、Ｃ’ｌ’Ｂ・・Ｂ端の変流
器、ＣＢＡ・・・Ａ　；’：’ｉａのしゃ断器、Ｃ１３
Ｂ・・・Ｂ端のしゃ断器、ＲＹＡ・・・へ端の表示線継
電器、ＲＹＢ・・・Ｂ端の表示線継電器、ＰＷ・・・表
示線、Ｔｒｉ・・・人カドランス、１ｔＢｏ・・・動作
回路ベース抵抗、几ｓｏ・・・動作回路バランス抵抗、
ＩＩＩ、２・・・動作量導出用トランス、ＲＥＣ・・・
抑制回路の整流回路、Ｉ（、ＳＲ・・・仰ｔｌｉｌＪｌ
路のバランス抵抗、ＲＢＲ・・・抑制回路のベース抵抗
、■・Ｔ、・・・Ｔ１色ｒ：ｉトランス、Ｎ−Ｔ、・・
・中和トランス、Ｃ１・・・分圧コンデンサ、Ｃ，・・
・バイパスコンデフーリー１几ＰＡＢ　＊几ｐＢｃ　＋
　Ｂｐｃｈ・＝表示線抵抗、ＲＪＥＣ（０）・・・動作
回路整流回路、ｌ・・・動作判定回路、２・・・出郊１
図 麓　２　図 ’ｆ？ＹＡＥＹＢ １１ ＹＣ 第１頁の続き ０発　明　者　吉崎敦浩 勝田市市毛８８２番地株式会社日 立製作所那珂工場内 ■出　願　人　株式会社日立製作所 東京都千代田区丸の内−丁目５ 番１号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、送電線に沿って配置した表示線に各端電流を印加し
   て送電線の内部事故を検出する表示線保護継電方式にお
   いて、各端子では各端子電流の大きさと位相に応じた交
   流信号と端子電流の大きさにのみ依存する直流信号とを
   導出してこれを送電線に沿って配置した１組の表示線に
   印加するとともに、各端子に導入する表示線の電気信号
   から交流成分と直流成分とを分離して導出し、両成分の
   差信号に応じて送電線の保護を行なう表示線保護継電方
   式。