JPS60241709A - 差動保護装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は送電線、母線、変圧器等の差動保護装置に関す
る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

送電線保護、母線保護、変圧器等の機器保護において保
護区間の両端の層流差を検出して、しゃ断を行う差動保
護方式が広く用いられている。

第２図は送電線保護に適用した従来の差動保護方式を示
すものであり電磁誘導作用を利用した従来例の変流器１
を用い、変流器ｌの二次電流を表示線５により環流させ
、系統の内部事故時に、変流器のベクトル差だけの電流
が両端子の継′埴器の動作コイルに分流し、継電器がｗ
ＪｒＦ：する。

本方式の問題点として以下の点がある。

（リ　変流器二次回路を表示線により環流させるため、
変流器の二次負担、表示線のケーブルサイズが大きくな
る。

（２）表示線を送電線と平行して設けるためノイズ等の
影響を受けやすい。

（３）変流器２表示線を高電圧の主回路から絶縁するた
めに、特殊な材料、構造を必要とする。

（４）電磁誘導作用を利用した変流器を使用しているた
め、鉄心飽和による継電器の誤動作、誤不動作の可能性
がある。

これらの問題を解決する試みは、種々なされており、送
電線両端の電流情報を同時刻にサンプリングし、それら
を光を用いて伝送し合いマイクロコンピュータにより差
動保護演算を行う例も報告されている。光フアイバーケ
ーブルを使用する主たる目的は、電気所において発生す
る各種のノイズやサージによる妨害対策である。しかし
ながら、変流器は電磁誘導作用を利用した従来形のもの
を使用しているため、高圧主回路の近傍において電気信
号を取り扱う部分が残ってしまう。また発光ダイオード
などデータ送信源として能動的な装置を設置するシステ
ムでは、屋外に装置電源を必要とし、電源配線からの誘
導雑音の侵入が問題となる。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされ、前記欠点のない差動
保護装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は送電線、母線、変圧器等の差動保護において、
保護区間の両端に設置し、被測定電流に比例して入射光
の偏光面を回転させる光変流器と。

この光変流器を直列に接続する光フアイバーケーブルと
、光変流器への入射光を提供する光源と、二つの光変流
器を通過した光の偏光面回転角を測定する検出器とから
なり、二つの光変流器で生じる入射光の偏光面回転角が
互い（二叉対方向となるよう二つの光変流器を設置する
ことにより、保護区間の両端の電流差に偏光面回転角を
得ることを特徴としだ差動保護装置である。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図面を参照して説明する。

第１図は送電線３の両端に設置され、被測定電流に比例
して入射光の偏光面を回転させる光変流器６と、光変流
器６を直列に接続する光フ゛ｒイパーケーブル８と、直
列に接続された光変流器６の一端に入射光を供給するレ
ーザー発振管７と、直列に接続された光変流器８の他端
に接続され、光変流器８を通過した光の偏光面回転角を
測定する複合偏光プリズム９と、複合偏光プリズム９か
らの出力信号によって送電線３の保護指令を出力する差
動増幅器１１とを具備してなる差動保護装置な示してい
る。

１０は複合偏光プリズム９を通った光を変換する光電変
換器である。

第３図に基づき光変器の原理を説明する。即ち、第３図
において、送電線３から距離ｌ近傍にそれと直交するよ
うにファラデー素子Ｊ２を設置し、その一方から他端へ
レーザー光を透過させた場合の光電界ベクトルの回転角
０（ファラデー回転角）は、ヴエルデ定数なＶ、ファラ
デー素子１２と電流との実効鎖交数をＮ　、被測定電流
瞬時値をＩとすると θ＝ｖＮＩ の関係があり、回転角０をめることにより被測定電流瞬
時値■を測定することができる。

次に本発明の差動保護装置の作用を第１図の一実施例に
もとすき説明する。

送電線３が正常の状態であれば、両端における電流値は
保護区間内における損失を無視すれば等しい。レーザー
発信管７から出た光は第１番目の光変流器にて θ１　”　Ｙｌ　Ｎ、　ｒ のファラデー回転を受ける。

ここで、Ｖｌは第１番目の光変流器のヴエルデ定数。

Ｎ１は第１番目の光変流器において、ファラデー素子と
電流との実効鎖交数で ある。

次に第１番目の光変流器を出た光は光ファイバー８を通
り、第２番目の光変流器に入射する。ここで θ１＝ｖｌＮ２Ｉ のファラデー回転を受ける。

ここで、ｖｙは第２番目の光変流器のヴエルデ定数、 Ｎ、は第２番目の光変流器におけるファラデー素子と電
流との実効鎖交数であ る。

今、＊’　、　＝＝　ｖ　２となるよう同じファラデー
素子を二つの光変流器に使用し、Ｎ、＝−Ｎ、となるよ
うファラデー素子を設置すれば、 θ１＋　＃！　＝　ｖＩ　Ｎ、Ｉ＋　ｇＮＩ　Ｉ”　（
ＭＪ　Ｎ、＋　％ｌＩ　Ｎ、　）　Ｉ＝　０ となる。

また、区間内における事故時には送電線両端における電
流値が異なるためａ、＋ａ、←０となる。

ここで、　Ｎ、＝−Ｎ、となる光変流器の一実施例を第
４図に示す。この例においてはＮ＝１．Ｎ！＝−１とな
っている。

本実施例の構成により、容易にＹ　、Ｎ　１　＝ｖ　Ｉ
　Ｎ　！となる光変流器の設置が可能である。

本発明の他の実施例として第５図に示す光変流器として
ファラデー素子の代りに光を導く光フアイバー自身のフ
ァラデー効果を用いる方法がある。

光ファイバーのコア径が非常に小さいシングルモード光
ファイバーでは、光の偏波モードが伝搬によっても変わ
らない性質があり、更にファイバ自身もファラデー効果
を持っているため、！Ｊ５図のように電流が流れている
送電線の周囲にファイバを巻くだけで光流路として使用
できる。

この場合、Ｖ４Ｎ、”　Ｖ２Ｎ１とするためには、巻く
方向を逆にすればよく、更に、変圧器の保護等において
、必要となる比率差動方式を実施する場合には。

ｌｙ、Ｎ、＝−ＶＩＮ！　＋１　；変圧比とする必要が
あるが、この場合にも、第１の変流器をｎ倍多く巻けば
実現できる。

〔発明の効果〕

本発明により変流器として光変流器を使用しているため
ノイズにきわめて強く、高圧に接近する部分は全て先糸
で構成されているため、ノイズサージに強いばかりでな
く、絶縁のきわめて容易な差動保障装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す差動保護装置の回路図
、第２図は従来の差動保護装置の回路図、第３図は第１
図に使用する光変流器の説明図、第４図は第３図の斜視
図、第５図は第４図の他の実施例を示す正面四である。 ２・・・しゃ断器　３・・・送電線 ６・・・光変流器　７・・・レーザー発振器８・・・光
ファイバー　９・・・複合偏光プリズム１０・・・光電
変換器　１１・・・差動増幅器代理人　弁理士　則　近
　憲　佑（ほか１名）第　１　図 第　２　図 第　３　図 第　４　図 第　５　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被保護送電系統の両端に設置され、被測定電流に比例し
   て入射光の偏光面を回転させる光変流器と、この光変流
   器を直列に接続する光フアイバーケーブルと、前記直列
   に接続された光変流器の一端に入射光を供給する光源と
   、前記直列に接続された光変流器の他端に接続され、前
   記光変流器を通過した光の偏光面回転角を測定する検出
   器と、この検出器からの出力信号によって前記被保護送
   電系統の保護指令を出力する継電器とを具備してなる差
   動保護装置。