JPS5967821A - 距離継電器 - 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】 この発明は変圧器のインラッシュ電流によっては動作し
ないが、系統事故時には動作可能にした距離継電器に関
するものである。

第１図は電力系統における保護継電器の概略図を示した
もので、図において、距離継電器ｆｌ＋は計器用変圧器
（２）および変流器（３）を介して母線＋４１に接続さ
れている。母線（４）は電源（５）から電力供給され、
遮断器（６）を介して被保護区間の変圧器（８１に接続
されている。ここで、遮断器（６）が開路状態から投入
指令に基づき閉路状態に転すると、変圧器＋８１には瞬
間的にインラッシュ電流が流入する。このインラッシュ
電流は、変圧器（８）の容量および残留磁気等に関係し
、その波形は第２図（ｂ）に図示の如く、通常は電力波
形を略半波整流した形状となる。捷た、その減衰時間は
変圧器（８）の容量および系統定数等に関係し、最大数
秒程度である。距離継電器（１１の要部は第３図に示す
ような構成である。すなわち、第２図（ａ）に示す電力
系統の電圧は計器用変圧器（２）の取込線（２ａ）を介
して電圧入力回路（９）に導入され、ここで次段の処理
に最適なレベル変換を行った後、さらに第４図に示すよ
うな系統周波数ｆｌに共振点を有するフィルタ叫に入力
される。

また、電力系統の第２図（ｂ）に示す電流も変流器（３
）の取込み線（３ａ）を介して電流入力回路（川に入力
され電圧と同様に最適値にレベル変換された後、フィル
タ１１０と同様の特性のフィルタ０２）ヲ介して第２図
（ｃ）に示す電流信号として抽出される。

次に、フィルタ０Ｑおよび０２）の電圧および電流信号
は演算回路（１３）に転送され、ここで故障点までのイ
ンピーダンスの演算が実行される。

第５図は、第２図（ａ）の電圧波形と、（ｃ）の電流波
形とでインピーダンスを求めると、電流が流れていない
無限遠点からＰ点に移動してくることを示しており、距
離継電器の動作域に入ると、距離継電器は動作出力を出
す。

よって、第２図（ａ）に図示の如き電圧で第２図（ｂ）
に示す如きインラッシュ電流が流れると、演算回路（１
３）は対象の被保護区間に事故があるものと誤認し、直
ちに事故検出の出力信号を発生する。

この出力により、保護継電器（１）は最終的に遮断器［
６１ｉ１−リップし、系統開路を行うことになる。

従って、従来の保護継電器は歪を有する入力電圧および
電流から電力系統の周波数成分のみを抽出するフィルタ
金儲えていたが、電力系統に接続されている変圧器が無
電圧から電圧印加されたときに流れるインラッシュ電流
に対しては保護継電器は誤動作を免れ得す、系統の故障
を誤認してしまう問題があった。

この発明は上記のような従来のものの欠点、を除去する
ためになされたもので、系統電流の第２高調波分が基本
波分に対して、一定比率以上のとき距１’、＋を継電器
の出力全ロックするとともに、系統電圧の第２高調波分
が基本波分に対して一定比率以上のとき、前記ロック信
号を無効にして距離継電器の出力を自由にするように制
御した距離継電器を提供することを目的としている。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第６
図において、Ｑ５１けｆ２バスフィルタ、（１６＋はｆ
、バスフィルタで、電流入力回路（１１）の出力から、
それぞれ第２高調波分七基本波分とを分離する。比較回
路０７１は基本波分（周波数ｆｘ　）に対する第２品調
波分（周波数ｆ２　）の比率が一定比率以上のとき動作
してｆ２°嵯流検出回路０８）から出力信号を出す。

（１９）　’ｔｌ　ｆ　２　ハスフィルタ、翰はｆ１バ
スフィルタで、電圧入力回路（９１の出力から、それぞ
れ第２高調波分と基本波分とを分離する。

比較回路■υは基本波分に対する第２高調波分の比率が
一定比率以上のとき動作して、ｆ２電圧検出回路（４）
から出力信号を出す。

ｆ２電流検出回路（１８）の出力はインヒビット回路Ｉ
２３を経てインヒビット回路＠へへカさハ演算回路（１
３）の出力信号全ロックして距離継電器（ハ）の出方を
阻止する。

ｆｇ’４圧検出回路■の出力は、インヒピット回路（ハ
）へ入力され、ｆ２電流検出回１１８！の出方信号全ロ
ックする。従って、距離継電器−の出力は自由になり、
演算回路（１３）の出力信号がそのまま伝達される。

変圧器ｆ８１を系統に並入するときに発生する第２図（
ｂ）のような半波波形には、第２高調波分が基本波分に
対して４３％含まれることが公知であり、ｆＱ電流検出
回路（１８）の設定を約１５％程度にすれば、必らずイ
ンラッシュを検出することができ、距離継電器（至）の
誤動作を防止することができる。

しかし、最近の電力系統においては、被保護区間の内外
に゛屯カケープルや大容量のコンデンサ等が接続されて
いるため、系統事故発生時には、これらの静電Ｗｎｋ分
と、系統のりアクタンス分とで共振現象が発生し、これ
は系統の基本波とは全く無関係に振動電流を流すことが
多くなった。この振動成分は、高い周波数であれば第４
図のフィルタで阻止できるので問題ないが、最近では第
２高調波分が発生するようになった。

このため、インラッシュ対策のために、電流に含まれる
第２高調波分の大きさを検出して距離継電器をロックし
てい友のでは、事故時に保ｆｉｆろことができなくなっ
てしまう。

従って、ｆ２電圧検出回路囚を用いて、系統事故のとき
は系統電圧の第２高調波分が大きくなれは、インラッシ
ュ対策を中止して距離継電器のロックを解除して保睡機
能を回復させるようにしている。

第７図は変圧器が無電圧状態から励磁された時の電圧お
よび電流の実測波形例であり、系統電流は半波波形であ
り、十分に第２を甑調波分が含寸れているが、系統電圧
には第２高調波分はほとんど含まれていないことを示し
ている。従って、この場合は、系統電圧側の比較回路Ｑ
１）からの出力が出ないで、ｆ２電流検出回路（１８）
の働きによって、距離継電器（ハ）の出力は阻止される
ことになる。

第８図は、変圧器（８）のＦ点で内部事故が発生した場
合の説明図で、容量性インピーダンス（イ）と、変圧器
の巻線のりアクタンス性インピーダンスＬとで共振電流
工が流れる。この電流を、基本波分とｖｇ２高調高調波
下合成されたものとすると、ｋｆ第２高調波分の含有比
率とすると、 １禦ワエｓｉｎωｔ；　＋　５　ｋ工ｓｉｎ　（２ωｔ
＋α）で表わされる。

計器用変圧器（２）の電圧は １ −Ｌ− （ｉｔ ＝用ωＬ工Ｃ０ＥＩωｔ＋ｒ２に２ωＬ工ＣＯ８（２ω
ｔ＋α）となる。

従って、系統電圧の基本波分と第２Ｍ調波分との比率は ｍ−２に となり、系統電流の比率により大きくなる。

この２ｋを比較回路２１）で検出して、ｆ２電流検出回
路（Ｉ８）の信号を阻止することになるので、たとえ内
部事故でｆ２電流検出回路０８）が動作して距離継電器
（至）の出力をロックしようとしても阻止されるため、
距離継電器＠からの出力が得られ、変圧器の内部事故を
検出して保護することができる。

以上のように、この発明によれば系統電流に第２藁調波
分が一定比率以上含まれれば、距離継電器の出力をロッ
クして、インラッシュ時の誤動作を防ＩＦすると共に、
系統電圧に第２高調波分が一定比率以上含まれればロッ
クを解除して、系統事故を除去するように働かせる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は電力系統の保護を示す図、第２図はインラッシ
ュ波形の図、第３図は従来の距離継電器のブロック図、
第４図はフィルタ特性、第５図は距離継゛磁器の動作域
を示す図、第６図はこの発明の一実施例を示す距離継電
器のブロック図、第７図はインラッシュの実測波形図、
第８図は系統事故を説明する図である。 ｆｌ＋　、　（１４）　、（ハ）・・・距離継電器、（
２）・・・計器用変圧器、（３）・・・変流器、（４）
・・・母線、（５）・・・電源、（む）・・・遮断器、
（８１・・・変圧器、＋９１・・・電圧入力回路、Ｃ１
Ｏ、ＪＩ２１・・・）・ｒルタ、（１１）・・・電流入
力回路、０３）・・・演算回路、Ｑ５１　、　（１９）
用ｆ２パスフィルタ、（１８１、翰・・・ｆ１バスフィ
ルタ、０７１゜ＱＤ・・・比較回路、（１８）・・・ｆ
、電流検出回路、（イ）・・・ｆ、電圧検出回路、ｗ、
ｍ・・・インヒビット回路、（ホ）・・・容量性インピ
ーダンス。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　　葛　野　信　− 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電力系統の系統電圧と系統電流とを入力とする距離継電
   器において、系統電流に含まれる第２高調波分と基本波
   分とが一定比率以上のとき、前記距離継電器の動作出力
   をロックする第１のロック回路、系統電圧に含まれる第
   ２高調波分と基本波分とが一定比率以上のとき、前記第
   １のロック回路の出力全阻止して前記距離継電器の動作
   出方を自由にするように制御することを特徴とする距離
   継電器。