JPS607884B2

JPS607884B2 - 比率差動継電装置の点検方式

Info

Publication number: JPS607884B2
Application number: JP53119356A
Authority: JP
Inventors: 和範永田; 二三夫岩谷
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-09-29
Filing date: 1978-09-29
Publication date: 1985-02-27
Also published as: JPS5546825A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、比率差動継電装道の点検方式に関する。

ここでは、電流差動方式を採用する継電装債の例として
母線保護継電装層について説明する。

発変電所の母線は、事故発生時の、他への影響が多大な
ため、母線保護継電装層が設置される。母線保護継電装
層には、その方式として、電流差動方式、電圧差動方式
等、種々あるが、ここでは、本発明に関する電流差動方
式について説明する。母線には、第１図、第２図に示す
ように、複数送電線Ｌ，，−・・・・・・Ｌｎが集中し
て接続される。したがって、たとえば、第１図の、事故
点Ｆで、事故が発生すると、母線Ｂｕｓにつながる全送
電線が影響を受けることになるため、高速度に、しや断
器ＣＢ，〜ｎをトリツプさせる必要がある。第１図と第
２図でわかるように、母線事故の場合、母線へ、ＩＦ＝
Ｚｉｐｎが流入するが、母線外部の事故の場合（第２図
）、２１Ｆｎ＝０となる。電流差動の母線保護継電装贋
は、このように全回線のベクトル和電流ＺＩＦｎの大小
で内部事故、外部事故を判別しようとするものである。
その動作原理を、第３図に示す。第３図に示すように、
変流器（ＣＴ，，ＣＴ２，ＣＴ３・・・・・・ＣＴｎ）
２次回路を一括して、差動回路の電流を動作力とすれば
、内部事故では、事故点電流に比例した電流が動作コイ
ルＯＣに流れて動作し、外部事故では、変流器（以下Ｃ
Ｔと称する。）相互間を電流が環流するのみで動作コイ
ルＯＣには、流れないから動作しない。しかし、この方
式は、外部事故時、ＣＴ特性差にもとづく誤差電流が、
動作コイルＯＣに流れ誤動作するおそれがある。これを
防ぐため、第３図に示すように、抑制コイルＲＣを追加
し、抑制効果をもたせて、第５図に示すように比率特性
とするのが普通である。但し、同図において１・は流入
電流、１２は流出電流、５は比率特性であり、６は１，
＝１２となる線を示している。そして斜線部が動作城で
ある。第４図は、前記の考え方にのっとり、各回路電流
のスカラ和で抑制し、ベクトル和で動作させるようにし
た母線保護継電装層である。各回線のＣＴ２次回路電流
は空げき付補助変流器ＧＣＴによって入力回路１に取込
まれ、入力電流に比例した２組の電圧に変換される。一
組の電圧は、交流量のまま直列接続（加算）され、全波
整流回路４２においてベクトル和ｋ。ＩＺＩＦｎｆが算
出される。他の１組は、いったん個々の全波整流回路４
１において夫々整流したのち直列接続（加算）してスカ
ラ和ｋｒ２ｌＩＦｎｌを算出する。したがって、前者は
、全回線電流のベクトル和２１Ｆｎに比例し、後者は、
スカラ和〆ｌＩＦｎｌに比例する。保護継電器２内の
判定回路３ではト２１Ｆｎを整流したＩＺＩＦｎｌを動
作力とし、２ｆＩＦｎｌを抑制力として比較しｋ。

！２１Ｆｎ量−ｋｒＺ！ＩＦｎｆとＫのとき動作する。

ここでＫは、バイアス電圧に相当する小さい値であり、
これを無視すると動作条件式は野島量羊二ｋと表わされる。

。内部事故では、ＩＺＩＦｎｌ＞ｋ２ｆＩＦｎｌとなっ
て動作し、外部事故では「１２１Ｆｎｌ《ｋ２ｌＩＦｎ
ｌとなって不動作となる。以上、説明したように、電流
差動の母線保護継電装層は、外部事故時、ＣＴ誤差で誤
動作しないように、第５図に示すように比率特性をもた
せている。本発明は、この比率特性にずれがないかどう
かを点検する方式に関するものである。

従釆、この比率特性を管理するために、第６図の、ａ？
ｂ，ｃ，ｄの各ポイントに対応する点検信号を外部よ
り印加して各入力装置を点検していた。この従来の一例
を第７図に示す。同図において、ＩＡ，ＩＢ・・・ＩＮ
は第４図で記号１として説明したものと同様の構成を有
する入力回路であり、その出力端子Ｒ，，Ｒ２には入力
に対応するスカラ量が、また０，，０２にはベクトル量
が出力される。保護継電器２はベクトル和を動作力、ス
カラ量を抑制力として接点Ｆ。ｂを介してリレー出力を
与える。尚、Ｆ。ｂは点検時関する接点であり、点検時
の保護継電器２の出力によりリレー出力が与えられるこ
とを阻止する。Ｆ。ａは点検時のみ閉する接点であり点
検時の保護継電器２の出力により補助リレーＦｔを駆動
し点検結果を表示出力する。入力回路ＩＡ，ＩＢ…ＩＮ
には各線路電流の他に、点検用電源Ｇより点検用信号が
印加される。この点検方式では、入力回路ｉＡを基準と
し、この入力回路に第６図のａ，ｂに相当する点検信号
を印加してその正当性を評価した後、入力回路ＩＡと他
の入力回路例えばＩＢに対して互いに逆極性の点検信号
を同時に印加して第６図のｃ，ｄ点における比率特性を
監視する。つまり、まず接点Ｔ，とＦａとを閉して、入
力回路ＩＡに点検電流を印加する。

ここで、点検信号を印加せず、かつ保護対象である母線
に事故が無いときには保護継電器２に導出されるベクト
ル和Ｚ１ｎは零でありト保護継電器２は動作出力を与え
ない。Ｆａ，Ｔ，の閉により点検信号を印加したとき
はベクトル和２１ｎ羊０となる。そして、接点Ｆａのタ
ップ位置のときの点検電流が第６図ａのように比率差敷
特性５の動作側となるように選定されていれば、保護縦
電器２は動作出力を与え「補助リレーＦｔにより点検結
果を表示する。次にＴ，とＦｂとを閉して点検を行なう
。但し、Ｆｂの閉によって与えられる点検信号は第６図
ｂのように不動作側とされている。このような順序で入
力回路ＩＡの点検を行ない、前者の場合にのみ、動作出
力を与えていれば入力回路ＩＡは一応正常と判断する。
次に入力回路ＩＡが正常であることを前提として入力回
路ＩＢの点検を行なう。

このときは、入力回路ＩＡに対して接点ＦのとＴ，とを
開して点検電流を印加し、入力回路ＩＢに対して接点Ｆ
ｃとＬとを閉して点検電流を印加する。ここで、入力回
路ＩＡの点検電流と入力回路ＩＢの点検電流とは互いに
逆極性となるように点検端子■−■，◎−◎が接続され
ている。従って入力回路ＩＡへの点検電流が保護対象で
ある母線への流入電流１，を模擬するものとすれば、入
力回路ＩＡへの点検電流は母線からの流出電流１２を模
擬していることになる。そして、ｌｉ，！羊ｌｉ２１で
あり、点検前の保護継電器２のベクトル和（動作力）は
零であるから、このときの保後継電器２の特性を第６図
上に図示すればｃ点となる。ｃ点は動作側であるから、
保護継電器２が正常であれば動作出力を与える。次にＦ
ｃｄ，Ｔ，，Ｔ２を閉のまま、Ｆｃを関してＦｄを閉す
る。このときの特性は第６図ｄであり、保護継電器２は
動作しない。このように「ｃ点に相当する点検電流を
印加したとき保護継電器２が動作出力を与え、ｄ点に相
当する点検電流を印放したとき動作出力を与えないこと
をもって入力回路ＩＢを正常と判断する。このとき同時
に、入力回路ＩＡも正常と判断できる。つまり、入力回
路ＩＡに対してａ，ｂ点の点検をしたのみでは比率差動
特性５が７あるいは８のように変化したことまでは確認
できないが、入力回路ＩＡ，ＩＢに同時に点検電流を印
加したとき正しい結果が得られたということは入力回路
ＩＡが正しい動作をしたからにほかならない。以下未点
検の各入力回路に対しても入力回路ＩＡを基準（Ｔ，と
Ｆｃｄを開すること）として「ｃ点及びｄ点に相当す
る点検電流を印加した点検を行なう。

尚、ｃ点の点検時に保護総電器２の出力無しということ
は、本来の比率差動特性５が８のように変化したことを
意味し、ｄ点の点検時に保護継電器２の出力有りという
ことは、５が７のように変化したことを意味する。この
従来の点検方式によっても比率差敷特性の点検は可能で
ある。

しかし、次の問題を有している。１点検ステップが多
く、装置が複雑となる。

…・・・１つの入力回路に対してａ，ｂ点あるいはｃ，
ｄ点を点検するため、２回づつの点検を必要とし、母線
のようにＣＴの数（入力回路の数）が多いときは点検数
が非常に多くなる。また、各接点切換のための回路等も
複雑であり、点検装置が大規模である。２経年変化等
の微少な変化を検出できない。

…・・・この方式では特性５に対して動作側であるとき
動作出力を与え、非動作側であるとき動作出力を与えな
いことを監視するものであり、より確実な点検とするた
めには点検ポイントｃ，ｄを特性５より適当に離して設
定する必要がある。このため経年変化等微少な特性５の
変化を検出することができない。以上のことから、本発
明においては簡単な装置で蓬年変化の検出できる点検方
式を提供することを目的とする。

本発明はベクトル和が零となるような点検電流を外部よ
り印放し、このとき各入力回路より得ろれる出力電流の
ベクトル和が零とならないことをもって異常と判断する
。第８図は本発明の一実施例を示したもので各入力回路
ＩＡ，ＩＢ・，・ＩＮの端子○，一０２に導出されるベ
クトル量と、端子Ｒ，一Ｒ２に導出されるスカラ量は、
全て図示せぬ保護継電器２に与えられ保護動作が行なわ
れる。

そして、本発明においては、各端子０，一０２のベクト
ル量よりベクトル和を求め、これを点検回路Ｔの動作量
比較ＲＴ‘こ導入する。また、端子Ｒ，一Ｒ２に表われ
るスカラ量を生じさせる回路の点検のために、抵抗Ｒを
設け、その両端のベクトル電圧を端子Ｔ，一Ｔ２間に導
出する。そして、そのベクトル和を抑制量比較回路ＯＴ
に導入する。ＲＴ，ＯＴにおいては、導入されたベクト
ル和が零でないことをもって入力回路異常出力を与える
。一方、点検用電源Ｇより、まず接点Ｔ，，Ｔ２を閉し
て点検電流を印加する。このときこの点検電流の総和は
零となるように考慮されているから、当然ＯＴ，ＲＴに
入力されるベクトル和も零でありＲＴ，ＯＴは入力回路
異常出力を与えない。もし、零とならないときは入力回
路異常と考えられる。入力回路ＩＡ，ＩＢ・・・ＩＮの
動作量導出側についてみれば、抵抗Ｒもしくは巻線のイ
ンピーダンスの値の変化により、抵抗Ｒの両端に導出さ
れる電圧値が変化し「ベクトル和が零とならない。入力
回路の抑制量導出回路についてみれば、巻線のインピー
ダンス値の変化、整流回路４１の特性劣化、負荷回路の
インピーダンス変化等により、抵抗Ｒの両端電圧が変化
して、ベクトル和が零とならなくなる。従って入力回路
ＩＡ，ＩＢ・・・ＩＮに、経年変化等による劣化が生ず
ればベクトル和が零とはならず、点検により入力回路異
常出力が与えられる。従って点検が適宜行なわれれば第
６図の比率差動特性５の特性変化が進まないうちに早期
に異常検出が可能である。尚、第８図の実施例の場合は
、入力回路ＩＡ，ＩＢに入力印加後、入力回路ＩＡと他
の入力回路例えばＩＮに入力を印加して点検を行なう。
この方式によれば、異常入力回路の判定までも可能であ
るが、もし異常個所判断が必要なく、保護継電システム
全体として異常を発生していることを知るのみで十分な
のであれば、入力回路全てに対して同時に点検電流を印
加すればよく、点検電流の総和が零となるように考慮さ
れていればよし、。尚、比較回路ＲＴ，ＯＴは整流回路
と比較器とより成り、整流器出力が零でないとき出力を
与えればよい。

また、抑制側に追加する抵抗Ｒの位置はベクトル量が表
われる場所に設置され、回路内のインピーダンス変化の
影響を受けてベクトル量が変化するものであればよい。
この本発明によれば、点検装置が簡単でよく、比率特性
の微少な変化も検出できる。

この発明はいわば、第６図の特性６上の信号（１，一１
２ご０）を与えて点検するものである。ここで本発明の
構成により、なぜ比率特性が第６図の特性５の上にある
か否かが推定できることについて説明する。説明を容易
にするために第１図を簡易化して２端子で表現し、これ
を、前記の判定式ｋ。

ｌ２１Ｆｎｌ−ｋｒ２ｌＩＦｎｌとＫ… ｛１’に
、あてはめて考えるとベクトル和ｌ２１Ｆｎｌ＝ｌＩ
Ｆ，一１Ｆ２ｌ＝ｌｐ，−ＩＦ２
■スカラ和ＺＩＩＦｎｌ＝ｌＩＦ，量十
ｆＩＦ２ｌ＝ＩＦ，十ＩＦ２‘３｝より、ｋｏ１２１Ｆｎｌ−ｋｒ２！ＩＦｎ！＝ｋ。

（ＩＦ，一１Ｆ２）−ｋｒ（ＩＦ，十ＩＦ２）２Ｋ・・
・ ‘４ーと
なる。したがって、これをＩＦ２について求めると・Ｆ
２２５幹借・Ｆ２−ｋ。

（，−峯ｒ／ｋ。）三ａＩＦｌ−ｂ‐‐‐【５）但し、ａ：曲ｂ三芯したがって、これをグラフに表わすと傾きａ、穣片ｂの
直線となる。

これは第５図に特性を示すものである。ここで、いま第
１図の回線ＬＩの入力回路について入力がＩＦ，，出力
ｋ。

，ＩＦ，とｋｒ，ＩＦ，，回線Ｌ２の入力回路について
入力がｌｐ２，出力がｋ，２１Ｆ２とｋｒ２１Ｆ２とす
ると、正常な場合は、定数ｋ。

，，ｋ。２，ｋｒ１’ｋｒ２はｋ。

＝ｋ。，＝ｋ。２，ｋｒ＝ｋｒ，＝ｋｒ２・川
棚で式‘５）のようになる。

したがって交流量の和が零となる点検信号、ＩＦ，＝−
ＩＰ２を印加するときに、ｋ。

，ＩＦ，十ｋ。２１Ｆ２＝ｋ。

（ＩＦ，十ＩＦ２）＝ｏ【７｝ｋｒ，ＩＦ，十ｋｒ２１
Ｆ２＝ｋｒ（ＩＦ，十ＩＦ２）＝０（８）となれば正
常であるが、たとえばハード不良でｋ。，羊ｋ。２，ま
たはｋｒ，羊ｋｒ２…‘９’となればＬ式■の傾きａは
正常時に値ａ。

から異常時ａＦとなる。すなわち、正常値から懐きが変
化するため、第６図の７，８の特性の通りとなるが「
この時、式｛９１の通り「ｋ。，羊ｋ。２またはｋｒ
・羊ｋｒ２であり、したがって式｛７），｛靴まいずれ
も成立しない。

すなわち、第６図の特性５の上にあるためには、式｛７
｝，‘８｝が成立しなければならない。したがって式‘
７’，‘８１の条件で点検すれば異常（第６図の７，８
の状態）を識別できる。以上の説明は母線保叢継電器を
例にとり説明したが、要は比率差動方式を採用するもの
であれば適用可能である。図面の簡単な説明第１図，第
２図，第３図及び第４図は母線保護継電方式を説明する
ための図、第５図，第６図は比率差動特性を説明するた
めの図、第７図は比率差動継電器の従来の点検方式を説
明するための図、第８図は本発明の一実施例図である。

１……入力回路、２……保護継電器、Ｔ，，Ｌ，Ｔｎ，
Ｆｃｄ，Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ，Ｆｄ・…・・接点、ＲＴ，
ＯＴ……比較回路。

努１図芥２図第３図第４図菊亨図菊５図弟ヮ図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

１保護対象部へ接続された線路の電流を夫夫検出する
複数の変流器、該変流器ごとに設けられその２次電流を
入力する入力回路であって該入力に応じたベクトル量を
出力する第１の回路と、該入力を整流して得たスカラ量
を出力する第２の回路とより成る入力回路、前記複数の
入力回路内の第１の回路の出力和と第２の回路の出力和
との差に応じて動作出力を与える継電器とから構成され
る比率差動継電装置において、前記複数の入力回路に印
加される電流の総和が零となるような点検信号を入力回
路に印加し、第１の回路の出力和もしくは第２の回路の
整流前の交流量の和が零で無いことをもって異常出力を
与える点検回路を備えたことを特徴とする比率差動継電
装置の点検方式。