JPS5959016A - 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、電力系統を保護する保護継電器に係わり、特
に変圧器の励磁突入電流によって不要動作することを阻
止し得るようにした保護継電器に関するものである。

〔発明の技術的背景〕

近年、電力系統保睦においては、特に後備保護として第
１図に示すような特性、っ−１９起動要素ＳＵ　、オフ
セットモー要素ＯＭＦを有する距離継電器が送電線保膜
のために多く適用されている０また、これらは後備保護
として遠方の事故を検出することが目的であるため、一
般に限時特性を持たせて限時しゃ断を行なわせるように
している。

ここで、いま第１図の距離継電器ＤＺが第２図に示すよ
うな系統のＡ端子に図示のように適用されているものと
する。図において、ＴＬは送電線を表わし、端子Ｂには
負荷ＺＬが接続された変圧器ＴＲが接続されているもの
とする。また、ＣＢＡ、　ＣＢＢはそれぞれ送電線ＴＬ
のＡ端子側、Ｂ端子側のしゃ断器、ＣＢＴは変圧器ＴＲ
の高圧側しゃ断器である。なお、変圧器ＴＲの低圧側し
ゃ断器はその図示を省略している。

この様な系統で、しゃ断器ＣＢＡ、　ＣＢＢあるいはＣ
ＢＴが投入されると、無励磁状態にあった変圧器ＴＲが
励磁され、第３図に示す様な正負不揃いの励磁突入電流
が生じることは良く知られている。この励磁突入型１流
はその大きさが大きくなると、前記距離継電器ＤＺの動
作域にリレーのみるインピーダンスが入って来ることが
有シイＨ１又負荷電流が重畳すると、更に動作しやすい
傾向となる。そして、変圧器の励磁突入１ｊ１．流の減
衰は長いものでは数秒に達するものも治るため、距離継
電器が限時しゃ断シーケンスとなっているにしても、限
時の値いかんではこの励磁突入電流によって不要しゃ断
を行う可能性があシ、このための対策が必要となってい
る。

一方、変圧器保膿用の比率差動継電器等では、この励磁
突入電流による継電器の不要応動対策として、励磁突入
電流が第３図に示す様な歪波であることから、伏設継電
器に４人される入力電流波に含１れる高調波成分（行に
２倍調波成分）を検出し、その含有率がある一定レベル
以上であれは突入１ｂ１流と判定し、継電器動作を阻止
する手法がひろく採用されている。従って、同様の手法
を用いて前記距離継電器ＤＺの不要応動を阻止すること
も可能と考えられる。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、近年電力系統に大容掴ケーブル系統が尋
人されたり、系統１［Ｉ、圧・熱動電力調整のために変
圧器の３次回路に大容幻−の調相用コンデンサが設置さ
れることが多々あるため、系統事故時に、これらキャパ
シタンスと、系統を構成する送電線やトランス等のイン
ダクタンスによって、過渡的に自由共振１ｂ、流が発生
することが判明している。そして、充電容量が巨大な系
統では、この共振電流は基本波に対して２〜３倍程度の
低次の高調波も発生しつる。このため、単に入力痘、流
に含１れる高調波成分を検出して継電器動作の阻止を図
るたけでは、実際の事故時にも継ｔｈ器動作に阻止がか
かり問題となる。

第４図に、事故時の過渡高部（波τσ流の発生様相の一
例を示す。同図において、Ｆ点で事故が発生したとき、
Ａ％気所とＣｉｊ＋気所を結ぶケーブル系統のキャパシ
タンスＣＫ＠わえられた鵠。

荷が事故時に放電し、キャパシタンスＣの値と事故時の
系統構成によるインダクタンスＬ　Ｋよって決凍る共振
電流が発生する。従って、Ａ電気所に設置した距離継電
器ＤＺには、′ｒｉｍ、源から供給される基本波の故障
市、流Ｉｆｏと、前記共振電流Ｉｆｎが導入されること
となる。

第５図は５、この時の距離継電器ＤＺに導入される電流
波形の一例を示すものである。この様に、基本波に高調
波が重畳された歪波形となるため、単に高調波成分を検
出して継電器動作を阻止する方法では、実際の事故であ
るにも拘らず不動作となり問題で有る。

〔発明の目的〕

本発明は上記の様な電力系統において発生する問題及び
それに対する従来対策の問題点に鑑みてなされたもので
、その目的は励磁突入電流に含まれる高調波成分と事故
時に発生しうる高調波成分の傾向を判別して、事故時に
は動作を可能としかつ変圧器の投入による励磁突入電流
に対しては確実に不要動作を阻止することが可能なＩ８
．膜部電器を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために本発明では、電力系統の入力
％：気１斡に含まれる高調波成分、特に基本波の２倍相
度の高調波成分を検出し、この検出された高調波成分の
含有率の時間的変化を検出するようにしたことを特徴と
する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図面に示す一実施例について説明する。

第６図は、本発明による保護継電器の構成をブロック図
にて示すものである。

第６図において、ｌは電力系統から変圧器を介して得ら
れる電流入力、２は絶縁、ノイズ除去など適当な信号処
理を行なうための入力回路、３は２の出力波形に含まれ
る高調波（例えは２倍調波）の基本波に対する含有率を
検出する回路、４はこの回路３にて検出した例えば基本
波の２倍調波などの高調波、含有率の時間的変化を検出
する判定回路、５はその出力で本保護継電器の出力であ
り、ここでは２倍調波々との高調波含有率の時間的変化
が減少する傾向の時に”■”なる出力が出るものとする
。

第７図は、上記保箇絹１電器を後備伏設用の距離継電装
置在どと組合わせた場合のシステム・ブロックの一例を
示すものである。図において、６は第６１ＸＩに示した
本発明の保護継電器で、５は同出力、７は後備保護用の
距離継電装置を示し、８はその出力、９は各出力５と８
のＡＮＤ　＠取るアンド回路で、その出力１０が組合せ
システムの最終出力をそれぞれ示す。従って、本発明の
保詐紺：昂：器出力５が　１　となっている時にのみ、
後備距離継電装置の出力（トリップ出力など）が得られ
ることとなる。

かかる構成において、いま第６図の入力之して寸ず励磁
突入ｉＥ流を考える。一般に、励磁突入’ｒ４ｊ−流に
含まれる尚調波成分（２倍調波成分など）は、数秒間の
間は時間とともに基本波成分に対する含有率が増大する
傾向となることが判かつている。この概略は、第８図に
示す通りである。第８図はあくまでイ頃向を示すもので
あるが、１１が励磁突入電流のピーク値の減衰を表わし
、ノ２が２倍調波成分の基本Ｉ２！成分に対する含有率
の時間的変化を示すものである。なお、同図の横軸は時
間、縦軸は電流値及び含有率をそれぞれ示している。こ
の様に励磁欠入’ｒｊｉ流においては、突入ｌｂ流発生
より数秒間は２倍調波の含有率が増大する。

一方、事故時に基本波故障上流に重畳する過渡高調波成
分（ケーブル系統や、調和用コンデンサ等、充屯容指の
増大に基づき発生ずるもの）は、事故発生時か最大で時
間とともに減衰するが、そのｉｔ略を第９図に示す。４
９図において、１３は基本波の故障正流、１４は過渡高
調波の基本波に対する含廟率のそれぞれ時間的乳化を示
す。この様に、事故時に発生する高調波成分は時間とと
もに減衰する。

このように、本発明は以上の点に稍に層目して、励磁突
入電流による後備距離継筒、器などの不要動作を、霜、
流に含まれる２倍調波２：との高調波成分の時間的変化
を検出して［１１止するようにしたものである。即ち、
単に２倍調波なとの高調波成分の含有率がある一定レベ
ル以上を検出した場合に動作を阻止する様な方法である
と、事故時の故障飛流に２倍調波などの高調波成分があ
る一定しベル以上含捷れていると、これを検出して不必
要な動作限１Ｆを行ってし捷う。従って、２倍調波など
の高調波成分の時間的変化を検出して、変圧器の投入に
よる励磁突入電流であるのか、事故による正電流である
のかを、その変化１頃向から判定して最適な機能を得る
ようにしたものである。

なお、一般に本発明によって解決するべき対象である、
後備距離継電器の限時動作時間は１〜２秒程度であるだ
め、第８図、第９図に示したｆＬｔ］向は問題なく適用
てき、かつ２倍調波などの高調波成分の包有率の変化検
出時間も充分に裕度が有る。

尚、本発明を（性成するハードはトランジスタ。

ＩＣマイクロコンピュータ宿、その機能を実現できるも
のであれは何でも良く、又仮に後備距離継電装置と糺合
わせず、他の継電器又は装置であっても同様の考え方に
よるシステム構成は可能であり、例えば変圧器の差動伏
設継電器と組合わせて構成するようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上Ｈ原町したように本発明によれば、励磁７人％２流
に含まれる高調波成分と事故時に発生しうる高調波成分
の傾向を判別して、事故ＲＫ　ｉｄ動作を可スＩｅとし
かつ変圧器の投入による励磁突入電流に対しては確実に
不要動作を阻止することがｉ」能な伏設継電１器が提供
できる。

【図面の簡単な説明】

果１図に従来適用されている後備距離継電器の隅性例を
示す図、第２図は第１図の継電器か適用された変圧器を
含む系統例を示す図、８１！３図は励磁突入電流の波形
例を示す図、第４図はケーブル系（キヤ・ξシタンス）
を含む系統での津故時のＭｌ象例を示す図、第５図は第
４図の距離継電器ＤＺＶｃＷ４人される事故時の故障電
流波形例を示す図、第６図は本発明の一実施１】１を示
ず構）Ｍグロック図、第７図ｉ−ｉ本発明の保護組−′
市器と他の１７１．７離Ｘｊ＋’＋　Ｉｊｊ装怖−を組
冶わせたシステムブロック図、ｔ！＜−８［５（ｌは励
磁突入電流の大きさ及び高調波（２倍調波）の含有率の
時間的変化を示す■１、ｇｊｌ＝、　９　ｊスは小数時
に過渡高調波成分が垂畳された時の時間的変化を示す図
である。 ２・・・入力回路、３・・・高調波ね出回路、４・・・
判定回路、６・・・保護継電器、７・・・毘離継電装置
、９・・・アンド回路。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第２図 第３図 ｊＩ４図 第５図 第６図 ９１７図 ら

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電力系統の入力型、気量に含まれる高調波成分を
   検出する回路と、この回路により検出された高調波成分
   の含有率の時間的変化を検出する判定回路とを具備して
   成ることを特徴とする保護継電器。
2. （２）基本波の２倍程度の高調波を検出するようにした
   特許請求の範囲第（１）項記載の保護継電器。