JPS60144111A - 距離継電装置 - 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】 〔発明の利用分野〕　２ 本発明は距離継電装置に係り、特に短距離送電線の保護
及び継電装置設置至近端故障の判定に好適な距離継電装
置に関する。

〔発明の背景〕

従来の距離継電方式においては、至近端故障時に距離判
定の基準となる電圧信号が零に近づき、方向判定ができ
なくなるため、電圧信号を記憶するメモリ回路を付加す
ることによって、故障発生直後から、２〜３サイクル程
度の短い時間は故障点の方向を判定できるようにしてい
る。

しかし、後備保護継電装置のごとく、故障発生後、数サ
イクル以上も経過したのちに本来の保護機能が必要とな
る距離継電器にあっては、前記メモリ回路の２〜３サイ
クル程度の電圧信号の記憶のみでは対処できないため、
一度動作したのちは、第１図に示すような種々の動作保
持方式がとられている。

第１図（ａ）は、モー形継電器４４Ｍが動作したのち、
それ自体の動作域がインピーダンス零点を含むように４
４Ｍ′に変る特性とすることによって、至近端故障時に
電圧信号が零になっても距離継電器の動作を継続する方
法である。同図のＲは抵抗ｊＸはリアクタンスを示す。

また、同図（ｂ）は、モー形継電器４４Ｍと、リアクタ
ンス継電器４４Ｘを組合せて用いるもので、４４Ｍと４
４Ｘがともに動作したことによって、以後は４４Ｘの動
作のみによって故障の有無を判定する方式であって、イ
ンピーダンスの原点全動作域にできる。

また、同図（Ｃ）は、基本的に同図（ｂ）と同じ考えの
もので四辺形の距離継電器４４Ｚと方向継電器６７Ｂを
組合せ、これらの同時動作によシ以後は６７Ｂの動作の
みによって至近端故障時の動作条件を継続する方式であ
る。

とのほかにも４４Ｍの動作継続保持条件として、過電流
継電器、あるいは不足電圧継電器などの動作条件を用い
るものもある。

以上の例に示すように、従来の方式は至近端故障時でも
距離継電器の動作出力を継続できる。しかし、内部至近
端故障が発生したのち外部至近端に引き続き故障が発生
した場合に内部故障主保護動作にもかかわらず外部故障
の継続時に内部方向と誤って判定し、しゃ断する欠点が
ある。

つまシ、内部至近端故障が発生すると内部故障検出用の
主保護継電器と第１図に示した後備保護用距離継電器が
ともに動作状態となる。この場合に主保護継電器の出力
はしゃ断器開放用として使用されて直ちにこれを開放し
、一方後備保護用距離継電器の出力はタイマーに入力さ
れそのタイムアツプによりしゃ断器開放に使用される。

ただ一般には主保護継電器の動作によりしゃ断器開放し
て内部故障除去するために、第１図の４４Ｍ。

４４Ｘ、４４Ｚが不動作とカリ距離継電器を不動作とし
てしまうので、タイマーがタイムアツプすることはない
。しかし、内部故障に引続き至近端外部故障が発生し、
これが４４Ｍ’　、４４Ｘ。

４４Ｚの゛動作領域内であるときは内部故障除去にもか
かわらず、後備保護用距離継電器は動作継続し、いずれ
タイムアツプしてしゃ断器に引外し信号を与えることと
なる。ところで、一般に系統の故障発生→故障除去→再
閉路といつｌこ順序でいわゆるしゃ断器の再閉路動作を
行なわせるが、前記連続故障の時には再閉路成功の後に
後備保護継電器出力により誤ってしゃ断器の再しゃ断を
行なう可能性が）る。

上記のほかに、距離方向判定のための基準電圧のメモリ
回路の時定数を大きくとり、動作判定ができる時間を引
き延すこともひとつの方法ではあるが、系統故障中に周
波数が変動し続けると、方向判定を誤ることも考えられ
るため実施上の問題がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、保護区間の故障と保護区間の後方に故
障が発生した場合でも後備保鏝継電器の不正動作を防ぐ
ことにある。　□ 〔発明の概要〕 本発明は、距離継電器に電流反転を検出する電流位相炭
化検出器を付加することにより、保護区間後方故障点に
おける饋まった判定を防ぐことにある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第２図、及び第３図によシ説
明する。

第２図は本発明の全体概念を示すための図である。同図
の記号と動作について説明する。

１は保護対象の送電線、丸Ｙは本発明にかかる距離継電
装置であり、送電線１に故障が発生したとき、その故障
点が前方方向、すなわち同図Ｆ１点の方向のときしゃ断
指令をしゃ断器ＣＢに出力する。ＣＴは送電線１の通過
電流信号を距離継電装置ＲＹに入力するための変流器、
ＰＴは送電線１の印加電圧信号を距離継電装置ＲＹに入
力するための電圧変成器である。この図の距離継電装置
ＲＹはいわゆる後備保護継電装置であり、図示せぬ主保
護継電装置が動作できないときにしゃ断器の引外し制御
を行なう。

いま、−離継電装置ＢＹの動作域をモー形距離継電器を
例にして、第２図（ｂ）に示すように、整定リーチをＺ
１１！！：するとき、継電器設置点からＦ１点までのイ
ンピーダンスをｚｌ、故障電流をＩ＋とおく。また、後
方故障点をＦ２点、インピーダンスをｚ、、ｉ障電流を
１゜とおく。距離継電装置ＲＹは故障インピーダンスＺ
Ｉと２０が零に近い至近端の故障においても確実に前方
か後方か識別することが必要である。このため、前記の
ように方向判定の基準となる電圧信号をメモリ回路に印
加して、一時、距離継電装置Ｒ，Ｙの動作を継続させて
いる。しかし、このメモリ回路はすでに述べたように周
波数変動時の問題、および・・−ドウエアの高精度維持
の点から制約があシ、およそ数サイクル以内の動作メモ
リが現行方式での限界である。ところが、距離継電装置
は後備保護に用いられることが多く、動作継続時間も１
秒近く必要になる。しかし、最近の系統故障をみると、
雷害が広い範囲に発生し、送電線の短絡、地絡故障も多
重発生し、主保護による高速度しゃ断、後方故障の継続
等、複雑な状態が続くととが懸念される５本発明は第３
図に示すように′電流信号の位相変化を検出することに
よって、距離継電装置の動作出力の保持を解くものであ
る。

第３図の記号と動作内容について説明する。

■は継電装置設置の系統電圧信号で第２１ａＰＴの出力
信号、■は電流信号で第２図ＣＴの出力信号である。４
４Ｍは至近端故障でも方向判定が可能なメモリ動作付モ
ー形継電器であり、この部分は第１図に示した従来の後
備保護継電装置と同一機能のものである。メモリー動作
付モー形継電器４４Ｍの内容は３１が電圧信号Ｖを記憶
するためのメモリ回路で、たとえば基本波を中心周波数
とするバンドパスフィルタであり、その減衰特性を利用
して入力■を一定時間記憶しＶ、・を出力する。

３２は距離整定回路で電圧ｖ１電流ＩからＶ＋＝Ｖ　−
Ｚ　ｍ　Ｉ　なるベクトル合成を行なう、Ｚｉはその距
離整定値である。演算部３３は、メモリ回路３１の出力
Ｖ、を基準電圧信号として、距離整定回路３２の出力Ｖ
　−Ｚ　ｎ　Ｉ　とから（１）式の演算を行なう。

ＩＶ；　ｌ　・　ＩＶ　ＺａＩＩＣＯ８θ＞Ｋｔ−（１
）ただし、（１）式において、Ｋ１はレベル判定整定値
、θは■、とＶ−ＺＲＩの位相差角である。（１）式を
満足したとき、フリップフロップ３４をセットすること
によって、３４が出力する。フリップフロップ３４の出
力はしゃ断器の引外し信号に用いられる。但し、前記の
ように、この出力は後備保護継電装置の出力として利用
されるために、主保護継電装置との間の時間協調のため
に１秒程度の適当な時間後に最終的にしゃ断器旧姓しに
使用される。

一方、フリップフロップ３４のリセット端子Ｒにはアン
ド回路３７の出力が印加され、クリップフロップ３４の
出力を阻止する。

アンド回路３７への入力の１つを与えるＦＤは故障検出
継電器であり、たとえば不足電圧検出、わるいは過電圧
検出、過電流検出等の継電器を用いる。アンド回路３７
への他の入力を与える７８Ｉは電流位相変化検出回路で
ある。７８Ｉにおいて、３５は電流信号のメモリ回路で
、前記メモリ回路３１と同様にバンドパスフィルタを用
いて実施できる。メモリ回路３５の出力は現時点の入力
電流信号りよシも遅延した信号でこれをＩ、とする。

３６は位相比較回路であって、たとえば、ｌＩｐ　ｌ　
・ｌＩｔ　１ｃｏ３θｒ　＞　Ｋ　ｚ　−（２）のとき
出力を発生する。ただし、θ１は工、とＬの位相差角で
、Ｋ２はレベル判定用の整定値である。

３７はアンドゲートであり、故障検出継電器ＦＤと電流
位相変化検出回路７８Ｉのいずれかに出力がないときに
はフリップフロップ３４の出力をリセットする。

すなわち、メモリー動作付モー形継電器４４Ｍが保護区
間の故障を検出してフリップフロップ３４をセットした
のち、少なくとも故障検出継電器ＦＤが不動作になるが
、電流位相変化検出回路７８Ｉが入力電流信号の方向反
転を検出して不動作となったときには、スリップフロッ
プ３４０セット条件を解除することによって、前方故障
から後方故障′に故障電流の流れる方向が反転したとき
に誤しゃ継指令を与えるのを防ぐことができる。

なお、第３図電流位相変化検出回路７８Ｉの動作条件を
（２）式によって示したが、動作域を決めるθｔの範囲
については、必ずしも同位相側と逆位相側の±９００の
判定にこだわらず、位相角判定角を任意に定めた扇形の
動作域としてもよい。

また、４４Ｍについてモー形継電器を例に示したが、四
辺形、多辺形等の距離継電器、あるいは方向継電器であ
ってもよい。

〔発明の効果〕

本発明による距離継電装置は多端子系統の遠方後備保護
のごとく、故障電流の反転する機会が多い系統はど、そ
の効果を発揮することができ、系統運転時の無用なしゃ
断を防止することによって、電力系統運用の安定化を図
ることの効果がめる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方式の説明図、第２図は本発明の全体概念
図であシ、第３図は本発明の具体的実施例をそれぞれ示
す。 ４４Ｍ・・・距離継電器、３４・・・フリップフロップ
、ＦＤ・・・故障検出継電器、７８Ｉ・・・電流位相変
化検高　１ｔ２１ （Ｃ） 第　２　図 （ａ−２ （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電力系統の電圧と電流信号を入力して、故障点の方
   向を判定する距離継電装置において、入力電流信号の位
   相変化を検出することによって動作判定出力を制御する
   ことを特徴とする距離継電装置。