JPS5972930A - 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、保護継電器、特に誤動作防止対策を施した保
護継電器に関するものである。

〔発明の技術的背景〕

第１図は、従来の電力系統保゛獲用距離継電器の一種、
即ち、モー形継電器旦の概要図であり、第２図は第１図
の動作説明のための各部波形である。

そして、とのモー形継電器の動作原理の概要は以下の通
シである。即ち、送電線の電圧、電流に比例した交流電
圧ｖ１及び交流電流■が夫々モー形継電器の補助変圧器
１及び補助変流器２に導入され、■に比例した電気量に
２Ｖ　、及びＩに比例した電気量に１１が得られる。又
、補助変圧器１の出力は記憶回路３に導入され、■と同
位相のＶｐなる電気量が極性量として用いられ、又、Ｋ
、ｉとに２※の合成電気量に、Ｉ　−Ｋ２Ｖが動作量と
して用いられ、継電器の動作判定が行なわれる。又、記
憶回路３は電力系統の故障前の電圧Ｖの位相を記憶し、
後述の様に継電器設置点至近距離で故障が発生して電圧
Ｖが零になっても、前記記憶回路３によって故障後にお
いても極性量÷ｐが得られ、継電器の動作判定が可能に
なる。この様にして得られた極性あるか否かが判定され
る。即ち、ｖｐ及びに、Ｉ−に２ｖが夫々方形波変換回
路４．５に導入されて方ンド回路６に導入される。アン
ド回路６ではにのみ出力を生じ、（Ｖｐ　）’・（Ｋ、
〒−に２ｖ）′　なが時間測定回路７によって時間測定
が行なわれ、９０°以上であればモー形継電器は動作状
態となる。

第３図は以上の動作を説明するベクトル図で、で表わさ
れ、この位相差θが９０°以内であれば動作し、従って
第３図の円内が動作域となる。

第４図は一般的な片端非電源端の送電線りの電゛源端に
第１図と同様な、モー形継電器８を適用したものである
。送電線ＬＯＡ点での故障、即ち内部故障ではモー形継
電器８は前述の様な動作を行ない動作状態となる。又、
Ｂ点での故障、即ち外部故障では第５図の各部波形に示
す様に電圧ｖ１電流Ｉ共に零となシ、不動作となる。即
ち、内部故障では動作、外部故障では不動作となるのが
正常な応動である。

しかし、周知の様に第１図に示した継電器の補助変圧器
１は入力電圧Ｖが零となっても、２次側の出力Ω′は完
全に零とはならず、過渡直流分を発生する。これについ
て第６図の補助変圧器の等価回路を用いて説明する。先
ず、故障前には入力電圧Ｖにより、励磁インピーダンス
ＺＬに励磁電流が流れて、励磁エネルギーが蓄えられて
いる。ところが、入力電圧Ｖが瞬時に零になると、この
励磁インピーダンスｚＬに蓄えられていた励磁エネルギ
ーが矢印のように２次側に放出されるために２次側出力
Ｖ′は瞬時には零にならず、第７図に示す様に、過渡直
流分ｖＴが発生する。この補助変圧器１が発生する過渡
直流分Ｖ、が従来のモー形継電器の、歩動に悪影響を及
はし外部故障で誤動作とならしめる。即ち、第４図の送
電線のＢ点で故障が発生すると前述の様に電流■、電圧
Ｖ共零になるが、補助変圧器１の出力Ｖ′は直ちに零と
はならず、前述の過渡直流分ｖＴが残る。この状態での
モー形継電器８の応動は第８図の様になる。即ち、極性
量Ｖｐは故障発生後も電圧Ｖの位相全記憶し続け、又、
故障発生後の電圧ｖ１寛流Ｉは零となるが、補助変圧器
１の出力Ｖ′は過渡直流分が暫く残っているため、動作
量は第８図のに、ｉ　−ｐｃ２ｉの様になる。

これを方形波に変換すると（※ｐ）′は１８０°の期間
だけ「１」となっており、（Ｋ、ｉ−に２ｖ）′ハ過渡
直流分が残っている間連続「１」となっている。

したがって、アンド回路６の出力は１サイクルごとに１
８０°の方形波出力となって、時間測定回路７の出力、
即ち、モー形継電器の出力は、１サイクルに１回の誤出
力を生ずることになる。なお、この過渡直流分によるモ
ー形継電器の誤動作は、第４図の送電線が両端電源であ
る場合には電圧、あるいは電流が故障発生後も残ってい
るので、動作量に１ｉ　−Ｋ２※が過渡直流分よシ大き
くなって生じない。しかし、第４図の８点故障の様に故
障発生後の電圧、電流が共に零となる系統においては誤
動作に至る。

以上の様に、従来のモー形継電器はその補助変圧器が発
生する過渡直流分によって、外部故障では本来は不動作
であるべきところが誤動作するという欠点があった。以
上にお・いては継電器の補助変圧器で不具合現象を説明
したが、コンデンサ形計器用変圧器回路でも類似の現象
が生じ得る。これは、モー形継電器の基本的な応動であ
る方向判別機能が失われるという、根本的な欠点でもあ
った。

〔発明の目的〕

本発明は上記欠点を解決することを目的としてなされた
ものであシ、継電器の補助変圧器の発生する過渡直流分
によって誤動作することのない保護継電器を提供するこ
とを目的としている。

〔発明の概袂〕

本発明ではモー形距離継電器の極性量を得るための矩形
波出力と、動作量ヲ得るための矩形波出力とで時間測定
するに際して、故障発生後の１８０゜以内だけ動作量を
導出することによシ、過渡的に発生する直流分の影４１
１１’に除去しようとするものである。

〔発明の実施例〕 以下図面を参照して実施例を説明する。第９図は本発明
によるモー形継電器の一実施例を示すブロック線図であ
る。第９図において、補助変圧器１の出力が記憶回路３
に接続されて極性量Ｖｐを得、補助変流器２の出力に、
Ｉと補助変圧器１の出力に２※とが合成されて動作量に
、Ｉ　−Ｋ２Ｖが得られ、方形波変換回路５に導入され
ることは第１図の場合と同様である。

方形波変換回路５の出力は次段のインヒビット回路１０
の入力端子、及び時間測定回路９に導入され、更にその
出力は前記インヒビット回路１０のインヒピット端子に
導入される。又、前記記憶回路３の出力Ｖｐも方形波変
換回路４に導入される。

そして方形波変換回路４とインヒビット回路１０の各出
力はアンド回路６、及び時間測定回路７にて動作判定が
行なわれ継電器出力を得る。なお、第９図と第１図で同
一番号のものは同様の働きをするものである。

次に本発明によるモー形継電器の作用を説明する。第１
０図は、第９図に示した本発明のモー形継電器の動作を
説明する各部波形でアシ、第８図で示した従来のモー形
継電器と同様な故障状態、即ち第４図の送電線５０８点
における外部故障が発生した場合の動作を示す。前述の
様に、モー形継電器設置点の電源側の外部で故障が発生
すると送電線の電圧、電流は共に零となる。しかし継電
器の補助変圧器１の出力は、完全に零にならず、過渡直
流分が発生するために第１０図のＶ′の様になる。又、
電流Ｉは故障後は零となっているので、動作量に、Ｉ　
−Ｋ２Ｖは過渡直流分のみの波形となる。

又、極性量は記憶作用によってＶｐの如く暫らく継続し
ている。したがって第１０図の様に、電気量Ｖｐは方形
波変換回路４によって方形波に変換され１サイクル毎に
１８０°の方形波出力となる。

ところが動作量に、Ｉ　−Ｋ２Ｖの過渡直流分による方
形波変換回路５の出力は直流分が発生している間連続「
１」出力である。しかしその出力を時間測定回路９にお
いて１８０°だけ時間測定し、インヒビット回路１０の
インヒビット端子に印加する。

そのため先に方形波変換回路５よシ直接インヒビット回
路の入力端子に印加された連続出力は、前記時間測定回
路９が１８０°だけ時間測定している間、前記インヒビ
ット回路１０は「１」出力を発生する。この時、前記方
形波変換回路４の出力と前記インヒビット回路１０の出
力とは完全に逆転しているだめ、ＡＮＤ回路６の出力は
なく、シだがって時間測定回路７では９０°の時間測定
は行なえず継電器出力は生じない。即ち、外部故障時に
補助変圧器１で発生する過渡直流分による誤動作は防止
できることになる。

以上の説明ではモー形継電器の外部故障における応動で
、送電線の電圧、電流共零になる場合について述べたが
、電圧おるいは電流が故障後でも残る場合は、従来のモ
ー形継電器と全く同様に不゛動作となることは明らかで
ある。この場合は、不動作が確実に得られることの他は
何ら変わりがない。又、内部故障の場合も動作量の方が
抑制量よりもはるかに大きいために、第９図インヒピッ
ト回路１０からの出力は動作ＩｋＫ、ｒで定まシ従来の
応動と全く同じく正常な動作がＢｆ能となる。

なお、距離継電器では一般に送電線のイノビーダンス角
を考慮してその角度分だけ継電器内部で電流■の位相を
進めており、動作を速めるために交流電気損°の正半波
、及び負半波に夫々別々の方形波変換回路、アンド回路
婢を使用しているが、これまでの説明においては説明を
簡単にするためにこれらを省略ｊ〜て述べたが、負波に
対しても同様に考え得ることは勿論である。

この様に、動作量が人力される方形波変換回路５の出力
ｅ　１８０’以内に抑えることにより、外部故障時にお
ける誤動作を防止できる利点がある。

これまでの説明ではモー形継電器について説明したが本
発明はこれに限定されるもので９まない。

例えば第１１図に示す電圧−電圧位相比較継電器がその
一例である。又、第１２図は前記位相比較継電器を適用
した系統を示す図で、第１３図ｔよ前記位相比較継電器
のタイムチャートを示す図である。前記第１２図系統図
において、へ端子継Ｉ′ＩＩＬ器に加わる電圧ｖＡが何
んらかの原因で瞬時に苓になった場合、前記位相比Ｉｆ
ｌ継電器の補助変圧器】１に前記モー形継を器と同様Ｖ
Ｃ，直流分かうα生する。

しかし、前記位相比較継電器にお・いても、本発明一実
施例と同様１８０°時間測定回路１４とインヒビット回
路１５を用いることで、ＡＮＤ回路】６へ１８０°以上
の方形波（ｖＡ）が印加されることはない。このため、
１３端継電器の印加電圧この方形波変換したものの反転
波形（Ｖ、）とではＡＮＤ回路１６により出力がでず継
電器は誤動作することはなく、前記本発明一実施例と同
一の作用効果を奏することは言う壕でもない。又、Ｂ端
子においてもＡ端子と同一の継電器を用いているため、
本発明一実施例と同一の作用効果があることは言うまで
もない。

これまでの説明においては、説明を簡単にするため、伝
送遅延補償回路は省略しているがこの省略は本発明の作
用効果に影餐するものではない。

又、前記位相比較継電器に取付けた時間測定回路１４及
びインヒビット回路１５を、位相比較継電器の送信端子
、又は受信端子に取付けても本発明一実施例と同一の作
用効果が期待できる。

なお、上記した実施例においては、継電器内の補助変圧
器の過渡直流分及びＰＤ）ランジェントによる作用効果
を記述したが、これとは別に入力回路にフィルタを用い
た継電器において、フィルタにより発生する過渡トラン
ゾェントに対しても、本発明一実施例を適用することが
できる。

〔発明の効果〕 以上説明した如く、本発明によれば継電器の補助変圧器
などに過渡直流分が元生した場合でも、外部故障時に誤
動作することなく、簡単な装置を付加するだけで、確実
に内部故障、外部故障の判別が行なえるモー形保護継電
器等を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のモー形継電器の構成を示すブロック図、
第２図は、第１図の動作を説明する各部波形図、第３図
は、第１図の動作原理を説明するベクトル図、第４図は
、第１図のモー形継電器を適用した系統例、第５図は第
１図のモー形継電器が正不動作した場合の各部波形図、
第６図は補助変圧器全説明する図、第７図は、第６図の
補助変圧器に過渡直流分が発生した場合の波形図、第８
図は、第１図のモー形継電器が誤動作した場合の各部波
形図、第９図は本発明の一実施例を説明するだめのブロ
ック図、第１０図は、第９図の動作を説明する各部波形
図、第１１図は本発明他の実施例の電圧位相比較継電器
を示す図、第１２図は前記位相比較継電器を系統に適用
した場合を示す図、第１３図は前記位相比較継電器のタ
イムチャートを示す図である。 １・・・補助変圧器、　　　　２・・・補助変流器、３
・・・記憶回路、　　　　　４，５・・・方形波変換回
路、６・・・アンド回路、　　　７・・・時間測定回路
、ｌＯ・・・インヒビット回路。 （７３１７）代理人　　弁理士　則　近　憲　佑（ほか
１名）第３図 第４図 り 第５図 第６図 第７図 ・〉　　　　　　　　・−一 ７の出力　□

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電力系統からの電圧量及び電流量を入力し、電圧量を記
   憶して後、方形波に変換した極性量と、電圧量と電流量
   とを合成して方形波に変換した動作量とを夫々導出し、
   前記極性量と動作量との時間測定を行ない出力信号全導
   出する保護継電器において、動作量の出力時間を１８０
   °以下に制限したことを特徴とする保＠継電器。