JPS624932B2 - - Google Patents
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- JPS624932B2 JPS624932B2 JP53020244A JP2024478A JPS624932B2 JP S624932 B2 JPS624932 B2 JP S624932B2 JP 53020244 A JP53020244 A JP 53020244A JP 2024478 A JP2024478 A JP 2024478A JP S624932 B2 JPS624932 B2 JP S624932B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- phase
- circuit
- phase current
- level detection
- Prior art date
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- Expired
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は配電線の断線検出継電器に関するも
のである。
のである。
一般に我国の配電系統（6.6KVまたは3.3KV）
は人畜の密集地に網の目のように配電されてお
り、しかもコストの点から大都市中心部を除いて
はほとんど地下ケーブル配電ではなく、地上架空
系の配電方式になつている。
は人畜の密集地に網の目のように配電されてお
り、しかもコストの点から大都市中心部を除いて
はほとんど地下ケーブル配電ではなく、地上架空
系の配電方式になつている。
このため台風時に於ける障害物の飛来や、樹木
接触により、また工事現場等に於けるレツカー車
や、クレーン車によつてしばしば配電線が切断さ
れてしまう事故が発生している。
接触により、また工事現場等に於けるレツカー車
や、クレーン車によつてしばしば配電線が切断さ
れてしまう事故が発生している。
従来、切断された配電線はほとんどが地面に接
触して地絡事故に発展して変電所側の地絡検出リ
レーで検出する事が出来たが、最近安全上の見地
から配電線に絶縁被覆処理を施したいわゆる絶縁
電線が多用されるようになつて来たため、万一断
線した場合、地面に落ちても被覆のために地絡事
故に移行しないまま、従つて事故検出されないま
ま充電された配電線が放置されて非常に危険な状
態になる事が指適されている。確かに絶縁電線に
なつてから感電事故等は大巾に減少していると云
われているが、万一断線した場合には従来よりか
えつて危険な状態になつている。
触して地絡事故に発展して変電所側の地絡検出リ
レーで検出する事が出来たが、最近安全上の見地
から配電線に絶縁被覆処理を施したいわゆる絶縁
電線が多用されるようになつて来たため、万一断
線した場合、地面に落ちても被覆のために地絡事
故に移行しないまま、従つて事故検出されないま
ま充電された配電線が放置されて非常に危険な状
態になる事が指適されている。確かに絶縁電線に
なつてから感電事故等は大巾に減少していると云
われているが、万一断線した場合には従来よりか
えつて危険な状態になつている。
このため最近特に配電線の断線検出リレーの必
要性が高まつている。従来からも色々な断線検出
リレーが提案され一部実用化されているが、配電
線の場合３相のうち２相（Ａ相とＣ相）しかCT
が設置されていないため、断線検出方法にもかな
りの制約を受けているのが現状である。２相に設
けたCTで検出した電流の増加によつて他の相の
断線を検出する方法も提案されているが、一般の
３相交流系統では、断線により残りの相の電流は
√３／２倍に減少するので、一般的に用いるには
適していない。第９図は、一般的な配電系統図
で、線路インピーダンスと負荷はバランスしてい
るものとする。
要性が高まつている。従来からも色々な断線検出
リレーが提案され一部実用化されているが、配電
線の場合３相のうち２相（Ａ相とＣ相）しかCT
が設置されていないため、断線検出方法にもかな
りの制約を受けているのが現状である。２相に設
けたCTで検出した電流の増加によつて他の相の
断線を検出する方法も提案されているが、一般の
３相交流系統では、断線により残りの相の電流は
√３／２倍に減少するので、一般的に用いるには
適していない。第９図は、一般的な配電系統図
で、線路インピーダンスと負荷はバランスしてい
るものとする。
断線前の電流は、
ia＝ＶＡ／ＺＬＡ＋ＺＡ
ib＝ＶＢ／ＺＬＢ＋ＺＢ
ic＝ＶＣ／ＺＬＣ＋ＺＣ
ここでａ相が断線したとすると
となり、一般には一相断線時他の２相の電流は断
線前の√３／２となり増加しない。
線前の√３／２となり増加しない。
この発明はこの制約になつている配電線の２相
分のCTのみで簡単に確実に断線事故を検出する
断線検出リレー提供するものである。
分のCTのみで簡単に確実に断線事故を検出する
断線検出リレー提供するものである。
第１図は現在の配電系統を示すもので、１は回
線のしや断器、２は回線のＡ相用CT、４は回線
である。常時負荷運転中の回線４の１次電流を
Ia，Ib，Icとすれば、CT2次側の電流は第２図に
示す如く、Ａ相電流iaとＣ相電流icのみである
が、その位相差はほぼ120゜となつているはずで
ある。
線のしや断器、２は回線のＡ相用CT、４は回線
である。常時負荷運転中の回線４の１次電流を
Ia，Ib，Icとすれば、CT2次側の電流は第２図に
示す如く、Ａ相電流iaとＣ相電流icのみである
が、その位相差はほぼ120゜となつているはずで
ある。
一方断線事故時にはCT2次電流ia，icは次の様
になる。
になる。
(イ) CTの入つていないＢ相が断線した場合第３
図に示す如く、CT2次電流iaとicは逆位相電流
になる。
図に示す如く、CT2次電流iaとicは逆位相電流
になる。
従つて系統健全時のiaとicの電流位相差120
゜と比較して、Ｂ相断線時には180゜の位相差
が発生することに着目すればＢ相断線検出は可
能となる。
゜と比較して、Ｂ相断線時には180゜の位相差
が発生することに着目すればＢ相断線検出は可
能となる。
(ロ) CTの入つているＡ相又はＣ相が断線した場
合 系統健全時２相分の電流があつたものが、Ａ
相又はＣ相断線時は１相分の電流になる事に着
目すれば検出可能となる。
合 系統健全時２相分の電流があつたものが、Ａ
相又はＣ相断線時は１相分の電流になる事に着
目すれば検出可能となる。
上記(イ)、(ロ)のアイデアを生かすためにはさらに
次の点を考慮しなければならない。
次の点を考慮しなければならない。
すなわち第一に、ある一定電流が存在して始め
て判定可能になる。前記(イ)の場合まずiaとicがあ
る一定値（位相判定するに必要な程度）以上ある
と云う条件のもとに位相比較を行う必要がある。
今、回線の定格電流ををINとし、あるしきい値
をK1IN（K1＜１）とすれば第４図に示す様にia
≧K1・IN ic≧K1・INの両条件が成立して始めて
ia，icの位相比較判定出力のゲートを開く様にす
れば良い。第４図に於て５，６はそれぞれia，ic
がK1・INより大きい時出力信号を出すレベル検
出回路、７はiaとicの位相差が120゜以上、実際
にはia，icの不平衡、その他の誤差も考慮して
（120゜＋α）以上の位相差がある時出力を出す位
相弁別回路、８はAND回路である。なおαとし
ては30゜位が適当と思われるが、配電線の実状に
合わして調整しても良い。もつとも上記説明から
明らかなように理論上はα＝０゜でよいことはい
うまでもない。
て判定可能になる。前記(イ)の場合まずiaとicがあ
る一定値（位相判定するに必要な程度）以上ある
と云う条件のもとに位相比較を行う必要がある。
今、回線の定格電流ををINとし、あるしきい値
をK1IN（K1＜１）とすれば第４図に示す様にia
≧K1・IN ic≧K1・INの両条件が成立して始めて
ia，icの位相比較判定出力のゲートを開く様にす
れば良い。第４図に於て５，６はそれぞれia，ic
がK1・INより大きい時出力信号を出すレベル検
出回路、７はiaとicの位相差が120゜以上、実際
にはia，icの不平衡、その他の誤差も考慮して
（120゜＋α）以上の位相差がある時出力を出す位
相弁別回路、８はAND回路である。なおαとし
ては30゜位が適当と思われるが、配電線の実状に
合わして調整しても良い。もつとも上記説明から
明らかなように理論上はα＝０゜でよいことはい
うまでもない。
前記(ロ)の場合は２相あつた電流が１相になつた
時判定する必要があるため、第４図の様なia≧
K1・INとic≧K1・INのAND条件では無く、OR条
件とする必要がある。さらに第５図にも示す通
り、負荷電流がレベルK1・IN近くに来た時iaま
たはicの一方がバラつきでK1・INのレベル以下
になると、一見一相電流しか無い様に見え、断線
と誤判定する恐れがあるため、iaまたはicのいず
れかがK1・INのレベル以下になつたら、さらに
低いK2・IN（K2＜K1）のレベルで判定して見
て、それでも一相電流しか無い時始めて断線と判
定すれば良い。（第５図ではicがiaより若干低い
場合を例に示している。） 第６図に(ロ)の場合の具体的な実施ブロツク図を
示す。９，１０はそれぞれia＜K2IN、ic＜K2・
INで出力を出すレベル検出回路を、１１はOR回
路を、１２はインヒビツト回路を示す。
時判定する必要があるため、第４図の様なia≧
K1・INとic≧K1・INのAND条件では無く、OR条
件とする必要がある。さらに第５図にも示す通
り、負荷電流がレベルK1・IN近くに来た時iaま
たはicの一方がバラつきでK1・INのレベル以下
になると、一見一相電流しか無い様に見え、断線
と誤判定する恐れがあるため、iaまたはicのいず
れかがK1・INのレベル以下になつたら、さらに
低いK2・IN（K2＜K1）のレベルで判定して見
て、それでも一相電流しか無い時始めて断線と判
定すれば良い。（第５図ではicがiaより若干低い
場合を例に示している。） 第６図に(ロ)の場合の具体的な実施ブロツク図を
示す。９，１０はそれぞれia＜K2IN、ic＜K2・
INで出力を出すレベル検出回路を、１１はOR回
路を、１２はインヒビツト回路を示す。
従つて第４図と第６図を合成すれば２相分の
CTしかない配電線の断線検出を確実に行う事が
可能となる。
CTしかない配電線の断線検出を確実に行う事が
可能となる。
この発明は第４図と第６図を単純に合成するの
ではなく、特に第６図を簡略化して全体として構
造簡単な断線検出継電器を得ることを目的とする
ものである。
ではなく、特に第６図を簡略化して全体として構
造簡単な断線検出継電器を得ることを目的とする
ものである。
即ち、第６図において、レベル検出回路５から
の出力をＡ、レベル検出回路６からの出力をＢ、
レベル検出回路９からの出力をＣ、レベル検出回
路１０からの出力をＤとすると、Ａはiaが基準値
K1・INより大であることを示し、Ｃはiaが基準
値K2・INより小であることを示すため（ただし
ここではK1・IN＞K2・IN）、ＡとＣの間には第７
図ｂの関係が成立する。同様にＢとＤの間には第
７図ｃの関係が成立する。
の出力をＡ、レベル検出回路６からの出力をＢ、
レベル検出回路９からの出力をＣ、レベル検出回
路１０からの出力をＤとすると、Ａはiaが基準値
K1・INより大であることを示し、Ｃはiaが基準
値K2・INより小であることを示すため（ただし
ここではK1・IN＞K2・IN）、ＡとＣの間には第７
図ｂの関係が成立する。同様にＢとＤの間には第
７図ｃの関係が成立する。
即ち Ａ・Ｃ＝０ Ｂ・Ｄ＝０である。
またＡとＢとの間には第７図ａで示す４つの技
能が考えられる。
能が考えられる。
さて、第６図において８ａの出力を上記Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄを使つて論理和（＋）及び論理積
（・）で示すと ８ａからの出力＝（Ａ＋Ｂ）・（Ａ・）・（Ｃ＋
Ｄ） となり、これは下式の様になる。即ち （Ａ＋Ｂ）・（Ａ・）・（Ｃ＋Ｄ） ＝（Ａ・Ａ・＋Ｂ・Ａ・）・（Ｃ＋Ｄ） ＝Ａ・（Ｃ＋Ｄ） （〓Ｂ・＝０） ＝Ａ・・Ｄ （〓Ａ・Ｃ＝０） ＝Ａ・Ｄ （〓・Ｄ＝Ｄ） 同様にして ８ｂからの出力＝（Ａ＋Ｂ）・（・Ｂ）・（Ｃ＋
Ｄ） ＝（Ａ・・Ｂ＋Ｂ・・Ｂ）・（Ｃ＋Ｄ） ＝Ｂ（Ｃ＋Ｄ）＝Ｂ・Ｃ となるため、第６図の論理演算回路は２個の
AND演算で構成できることになる。
Ｂ，Ｃ，Ｄを使つて論理和（＋）及び論理積
（・）で示すと ８ａからの出力＝（Ａ＋Ｂ）・（Ａ・）・（Ｃ＋
Ｄ） となり、これは下式の様になる。即ち （Ａ＋Ｂ）・（Ａ・）・（Ｃ＋Ｄ） ＝（Ａ・Ａ・＋Ｂ・Ａ・）・（Ｃ＋Ｄ） ＝Ａ・（Ｃ＋Ｄ） （〓Ｂ・＝０） ＝Ａ・・Ｄ （〓Ａ・Ｃ＝０） ＝Ａ・Ｄ （〓・Ｄ＝Ｄ） 同様にして ８ｂからの出力＝（Ａ＋Ｂ）・（・Ｂ）・（Ｃ＋
Ｄ） ＝（Ａ・・Ｂ＋Ｂ・・Ｂ）・（Ｃ＋Ｄ） ＝Ｂ（Ｃ＋Ｄ）＝Ｂ・Ｃ となるため、第６図の論理演算回路は２個の
AND演算で構成できることになる。
以上より本発明の断線検出原理をブロツク図で
表わせば第８図に示す様になる。
表わせば第８図に示す様になる。
次に上記第８図のブロツク図をデイジタル処理
により演算する場合の演算手法について述べる。
即ち変流器から得られたアナログ電流情法をある
時間間隔でサンプリングし、デイジタル量に変換
した後デイジタル演算する場合の一例を説明す
る。
により演算する場合の演算手法について述べる。
即ち変流器から得られたアナログ電流情法をある
時間間隔でサンプリングし、デイジタル量に変換
した後デイジタル演算する場合の一例を説明す
る。
ia＝Ia sin wt
ic＝Ic sin（wt＋θ）
とするとき
(イ) ia，icの大きさを出す手法としては
例えば電気角30゜でサンプリングする場合を
例にとつて説明すると、先ず第１の手法（加算
方式）としては下式を演算原理とするものが考
えられる。
例にとつて説明すると、先ず第１の手法（加算
方式）としては下式を演算原理とするものが考
えられる。
即ちこの方式は30゜間隔でサンプリングした
データを連続して６量加算すれば（12量でもよ
い）、ある一定量になるという原理によるもの
である。
データを連続して６量加算すれば（12量でもよ
い）、ある一定量になるという原理によるもの
である。
次に第２の手法（乗算方式）としては下式を
演算原理とするものが １＝sin2φ＋cos2φ 考えられる。即ちこの方式は Ia2＝Ia2sin2（wt）＋Ia2cos2（wt） ＝Ia2sin2（wt）＋Ia2sin2（wt−π／２） （Iasinwt）2＋〔Iasin｛ｗ（ｔ−Δｔ）｝〕２ によるものである。ここでΔｔは電気角90゜に
相当する時間であり、30゜でサンプリングする
場合はIasinw（ｔ−Δｔ）はIasinwtの３個前
のデータに相当する。
演算原理とするものが １＝sin2φ＋cos2φ 考えられる。即ちこの方式は Ia2＝Ia2sin2（wt）＋Ia2cos2（wt） ＝Ia2sin2（wt）＋Ia2sin2（wt−π／２） （Iasinwt）2＋〔Iasin｛ｗ（ｔ−Δｔ）｝〕２ によるものである。ここでΔｔは電気角90゜に
相当する時間であり、30゜でサンプリングする
場合はIasinw（ｔ−Δｔ）はIasinwtの３個前
のデータに相当する。
(ロ) ia，icの位相差をみる手法
Iasinwt・Icsin（wt＋θ）＋Iasinw（ｔ−Δｔ）・Icsin｛ｗ（ｔ−Δｔ）＋θ｝
＝Iasinwt・Icsin（wt＋θ）＋Iacoswt・Iccos（wt＋θ）＝Ia・Ic cosθ
となり、cosθとして算出できる。
実際に適用する場合、Ia，Icを上記加算式で算
出するときには との大小比較によりθと（120゜＋α）の大小
関係が演算できるし、Ia，Ibを上記乗算方式で
算出するときはIa2，Ib2という形で電流値が求
まるため（ルート演算をしてIa，Ibを求めても
よいが、演算時間が長くかかる） 〔Iasinwt・Icsin（wt＋θ）＋Iasinw （ｔ−Δｔ）・Icsin｛ｗ（ｔ−Δｔ）＋θ｝〕
２と 〔（Iasinwt）2＋｛Iasinw（ｔ−Δｔ）｝２〕 ・〔｛Icsin｛wt＋θ）｝２＋｛Icsin （wt−ｗΔｔ）＋θ｝２〕・cos2（120゜＋
α） との大小比較によりθと（120゜＋α）の大小
比較演算ができる。
出するときには との大小比較によりθと（120゜＋α）の大小
関係が演算できるし、Ia，Ibを上記乗算方式で
算出するときはIa2，Ib2という形で電流値が求
まるため（ルート演算をしてIa，Ibを求めても
よいが、演算時間が長くかかる） 〔Iasinwt・Icsin（wt＋θ）＋Iasinw （ｔ−Δｔ）・Icsin｛ｗ（ｔ−Δｔ）＋θ｝〕
２と 〔（Iasinwt）2＋｛Iasinw（ｔ−Δｔ）｝２〕 ・〔｛Icsin｛wt＋θ）｝２＋｛Icsin （wt−ｗΔｔ）＋θ｝２〕・cos2（120゜＋
α） との大小比較によりθと（120゜＋α）の大小
比較演算ができる。
以上この発明によれば、４個のレベル検出回路
と１個の位相弁別回路と３個のAND回路という
極めて簡単な構成により、２相分のCTからの入
力に確実に応動し得る断線検出継電器を得ること
ができる。
と１個の位相弁別回路と３個のAND回路という
極めて簡単な構成により、２相分のCTからの入
力に確実に応動し得る断線検出継電器を得ること
ができる。
第１図は現在の標準の配電系統図、第２図は２
相分CTの電流ベクトル図、第３図はＢ相断線時
のＡ相、Ｃ相の電流ベクトル図、第４図はＢ相断
線検出原理を説明するためのブロツク図、第５図
はＡ相またはＣ相断線時の電流関係を示す図、第
６図はＡ相またはＣ相断線検出原理を説明するた
めのブロツク図、第７図はこの発明に至る考え方
を説明するための図、第８図はこの発明の一実施
例を示すブロツク図、第９図は一般的な配電系統
における電圧、電流およびインピーダンスを示す
図であり、図において５，６，９，１０はレベル
検出回路、７は位相弁別回路、８は出力回路とな
るAND回路である。なお各図中同一符号は同一
または相当部分を示すものとする。
相分CTの電流ベクトル図、第３図はＢ相断線時
のＡ相、Ｃ相の電流ベクトル図、第４図はＢ相断
線検出原理を説明するためのブロツク図、第５図
はＡ相またはＣ相断線時の電流関係を示す図、第
６図はＡ相またはＣ相断線検出原理を説明するた
めのブロツク図、第７図はこの発明に至る考え方
を説明するための図、第８図はこの発明の一実施
例を示すブロツク図、第９図は一般的な配電系統
における電圧、電流およびインピーダンスを示す
図であり、図において５，６，９，１０はレベル
検出回路、７は位相弁別回路、８は出力回路とな
るAND回路である。なお各図中同一符号は同一
または相当部分を示すものとする。
Claims (1)
- １ ３相配電線のうちのａ相電流ia、ｃ相電流ic
を導出する装置、上記ａ相電流及びｃ相電流が第
１の所定値以上のときそれぞれ出力を出す第１及
び第２のレベル検出回路、上記ａ相電流とｃ相電
流の位相差が120゜以上のとき出力を出す位相弁
別回路、上記第１のレベル検出回路、第２のレベ
ル検出回路及び位相弁別回路がすべて出力を出す
とき出力を出す第１の出力回路、ａ相電流及びｃ
相電流が上記第１の所定より小さい第２の所定値
以下のときそれぞれ出力を出す第３及び第４のレ
ベル検出回路、上記第２のレベル検出回路及び第
３のレベル検出回路がすべて出力を出すとき出力
を出す第２の出力回路、上記第１のレベル検出回
路及び第４のレベル検出回路がすべて出力を出す
とき出力を出す第３の出力回路を備えたことを特
徴とする断線検出継電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024478A JPS54113041A (en) | 1978-02-22 | 1978-02-22 | Wire-breaking detection relay |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024478A JPS54113041A (en) | 1978-02-22 | 1978-02-22 | Wire-breaking detection relay |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54113041A JPS54113041A (en) | 1979-09-04 |
| JPS624932B2 true JPS624932B2 (ja) | 1987-02-02 |
Family
ID=12021771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2024478A Granted JPS54113041A (en) | 1978-02-22 | 1978-02-22 | Wire-breaking detection relay |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54113041A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5240754A (en) * | 1975-09-26 | 1977-03-29 | Saginomiya Seisakusho Inc | One phase omission detector for three phase alternating current |
-
1978
- 1978-02-22 JP JP2024478A patent/JPS54113041A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54113041A (en) | 1979-09-04 |
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