JPS6281924A - 距離継電器 - 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、距離継電器、特に電力系統の事故で周波数変
動のある事故に際し、その保護動作を安定に行ない（り
るようにした距離継電器に関するものである。

［発明の技術的背狽〕 近年、電力系統が大規模化、複雑化するにつれて、その
保護も高度なものになってさている。とりわけ高い動作
信頼度を維持するため、系統事故時に周波数変動があっ
ても、動作を確実に行ない得る機構を備えた保護継電器
の必要性が、強く要求されるようになってきている。こ
こで従来技術を説明する。第４図から第５図は、従来形
保護継電器の代表的なｉ秒であるモー形距離継電器であ
る。

第４図は、モー形彫ｗｉ継電蒸を示すブロック図、第５
図は、その位相特性を示す図、第６図は、第４図のブロ
ック図に示すメモリ回路３の詳細を示寸図である。

前述のモー形距離継ｆｆ１Ｚにおいて、第５図位相特性
の原点Ｏ付近の事故が萌方方向か、（Ｕ力方向かを明確
に区別するため、事故前電圧をメモリ回路にて事故前電
圧と同一周波数で減衰させ、方形波変換回路４に導入し
、極性量に３Ｖとして用いている。

第４図において、１及び２は夫々電圧■及び電流「をモ
ー形距離継電器内に導入する補助変成器及び補助疫流器
である。継電器内に導入された電圧信号は、メモリ回路
３を経て電圧信号に３　Ｖとし、方形波変換回路４の入
力とする。

一方、電流信号は、移相回路５で送電線の線路アングル
（θ）だけ進めた電流信号に１　■にした後、ベクトル
合成回路６に印加する。更に、ベクトル合成回路６にお
いては、前記補助変成器１より電圧信号ＫＶを距離整定
回路７を介し電圧信号して方形波変換回路８に印加する
。方形波変換回路４及び８の出力は、次段のＡＮＤ回路
９を介し、オンディレィ回路１０に印加する。そこで、
ＡＮＤ回路９の出力をオンディレィ回路１００時間（第
５図の位相特性を得るには９０°の時間）以上継続すれ
ば、継電器はトリップ出力を出す。この動作原理はモー
形距離継電器として公知なものである。

［ｆテを七技術の問題点］ 上記したメモリ回路は一種のフィルタであり、例えば第
６図に示ず如く、抵抗器Ｒ１、Ｒ２、コンデンサＣ１、
Ｃ２及び演篩増幅ｆｉｌｅ１よりなる２次帯域フィルタ
で構成されている。

第６図の場合の伝達関数は、 で表わされ、Ｗｌは系統の定格周波数に相当する角速度
とする。Ｗｌを前述のように選び、αを適当に定めるこ
とにより、系統事故時に、入力電圧が完全に消滅した場
合でも、Ｗｌの角速度を保ちつ１減衰する波形が得られ
る。この減衰をｌ！クシ、メモリ効果を艮くするために
は、前述のαを小さく、即ち、所謂フィルタの０１直（
Ｑ＝１＞を高くとる必要がある。しかし１．Ｑ値を高く
すると、メモリ回路の位相角が、入力周波数の帰かな変
動で大きく変化してしまう。このことは、とりも直さず
モー形距離継電器としての位相特性が大きく変化するこ
とを意味しく例えば第５図の特性１１から特性１２のよ
うに変化する）、誤動作、誤不動作の可能性が増大する
。系統の周波数は、常時僅かながらも変動しており、特
に保護継電器の動作が必要な場合には、周波数変動の可
能性は増大している状態のため、上述のような保護特性
の大きな変動は、決つして看過できるものではない。

［発明の目的］ 本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
あり、周波数変動下においても、位相特性が変化しない
距離継電器を提供することを目的としている。

［発明の概要］ 本発明では、系統の電圧及び電流を入力し、これら電圧
と電流の位相及び大きさが所定の関係にあるとき、動作
出力を得る距離継電器において、前記系統電圧の周波数
ずれを検出する所定レベル検出機能を有する位相検出要
素を設け、この位相検出要素の出力の有無により、電圧
極性電気化としてメモリ回路を介した電ハを用いるか、
メモリ回路を介さない電圧を用いるかを制御しようとす
るものである。

［発明の実施例］ 以下本発明をモー形距離継電器に適用した場合の一実施
例を第１図に示す。第１図において、第４図と同一部分
は、同一符号を付して示ず。

又、第２図は本発明の一実施例で用いた位相検出回路の
タイムヂャートを示ず図である。

第１図において、１及び２は系統電圧■、電流Ｉをモー
形彫［［器内に導入するための補助変成器１及び補助変
流器２である。前記補助変成器１にて、導入された電圧
信号Ｖはメモリ回路３、方形波変換回路１４、距離整定
回路７に接続される。

メモリ回路３の出力は、電圧信号に３　Ｖとして第２の
方形波変換回路４を介してインヒビット回路１８の入力
となる。

又、方形波変換回路４及び１４の出力は、位相検出回路
１５に接続される。位相検出回路１５は、前記方形波変
換回路４の出力をＮＯＴ回路１６に接続し、前記方形波
変換回路１４の出力とでＡＮＤ回路１７の入力とし、こ
のＡＮＤ回路１７の出力を、オンディレイ回路（ＴＯＥ
）２１に接続する。更に、その出力はオフディレィ回路
（ＴＯＯ）２２に接続され、その出力は位相検出回路１
５の出力となる。そして、位相検出回路１５の出力は、
前記インヒビッ１−回路１８のインヒビット端子に接続
される。又、位相検出回路１５の出力は、ＡＮＤ回路１
９の端子にも接続される。一方、前記方形波変換回路１
４の出力は、前記ＡＮＤ回路１９に接続され、更に前記
インヒビツト回路１８及びＡＮＤ回路１９の出力は、Ｏ
Ｒ回路２０に接続される。

一方、補助変流器２の出力は、移相回路５にて線路アン
グルθだけ移相し、ベクトル合成回路６に接続する。更
に、ベクトル合成回路６においては、距離整定回路７の
出力端も接続され、方形波変換回路８に接続し、へＮＯ
回路９に接続される。

又、へＮｏ回路９には、ＯＲ回路２０の出力も接続され
、オンディレィ回路１０を介し、前記モー形距離継電器
の出力とする。

［発明の作用１ 次に、本発明の作用について説明する。以下作用の説明
は、第１図の構成例における位相検出回路１５と本発明
の一実施例全体の説明とに分離して行なう。その内容は
、事故電圧有りで周波数が変動している場合、事故電圧
有りで周波数が変動していない場合、事故電圧がなくな
り事故前周波数が変動していない場合、事故前周波数が
変動している場合について説明する。

なお、作用説明中の方形波変換回路４．８及び１４は、
所定の入力レベルで方形波に変換する橢能を有するもの
である。

（１）位相検出回路１５の作用 位相検出回路１５の作用を第１図の構成例及び第２図の
タイムチャートを用いて説明する。

■事故前′Ｆｉ圧有りで周波数が変動している場合、系
統に事故が発生し、事故時の電圧Ｖ及び電流Ｉは、第１
図に示す継電器に印加される。この時の電圧Ｖの周波数
は変動しているため、第２図（ａ）のタイムチャートに
示す如く、メモリ回路３の入力（方形波変換回路１４の
入力と同一）と出力の間には位相ずれＴ１が生じる。そ
のため、メモリ回路３を介し、方形波変換回路４にて方
形波に変換したものと、メモリ回路３を介さず、そのま
ま方形波変換回路１４にて方形波に変換したものとの位
相のずれた方形波が、位相検出回路１５に印加される。

位相検出回路１５において、前記方形波変換回路４の出
力をＮＯＴ回路１６にて反転し、前記方形波変換回路１
４の出力とでＡＮＤ回路１７により八ＨＯを取る。ＡＮ
Ｄ回路１７の出力は、前記メモリ回路３を介した出力と
、メモリ回路３を介さないものとの間に位相差が生じて
いるため、位相差の時間Ｔ、たけ出力を出す。この出力
は、次段に接続したオンディレィ回路（ＴＤＥ）２１に
である一定時間Ｔ２　、時間測定され、次段のオフディ
レィ回路（ＴＤＤ）２２を介し、連続化して位相検出回
路１５の「１」出力とする。

■事故前電圧有りで周波数が変動していない場合、系統
事故時、周波数の変動がないため、第２図（ｂ３のタイ
ムチャートに示す如く、メモリ回路３の入力（方形波変
換回路１４の入力と同一）と出力との間は、位相のずれ
が生じない。そのため方形波変換回路４と方形波変換回
路１４との出力は同相となり、方形波変換回路４の出力
をＮＯＯＲ回路２０反転した出力と、方形波変換回路１
４の出力とのへＮＤ回路１７を介した出力は「０」であ
る。よって位相検出回路１５の出力は「０」である。

■事故電圧がなく、事故前周波数が定格よりずれていな
い場合、 事故電圧がなくなった場合は、第２図（Ｃ）のタイムチ
ャートに示す如く、位相検出回路１５のＡＮＤ回路１７
の出力は、前記方形波変換回路１４の出力が連続ｒＯＪ
のため、ＡＮＤ回路１７の出力は連続ｒＯＪである。そ
のため、位相検出回路１５の出力もｒＯＪである。

■事故電圧がなく、事故前に既に周波数がずれている場
合、 この場合も前記０項同様に、事故前電圧がないため、第
２図（ｄ）のタイムチャーｉ〜に示す如く、方形波変換
回路１４の出力が連続ｒＯＪのため、位相検出回路１５
の出力も「０」である。

（２）本発明一実施例全体の作用 ■事故前周波数りで周波数が変動している場合、系統に
事故が発生し、事故時の電圧Ｖ及び電流Ｉは、第１図に
示す継電器に印加される。この時の電圧Ｖの周波数は変
動しているため、前記位相検出回路１５は「１」出力で
ある。そのため補助変成器１に接続したメモリ回路３の
出力に３■は、方形波変換回路４に印加されるが、その
出力は位相検出回路１５で制御されるインヒビット回路
１８で阻止され、ＯＲ回路２０に印加されることはない
。しかし、補助変成器１の出力ＫＶを用いる方形波変換
回路１４の出力は、位相検出回路１５の出力が１１」の
ため、ＡＮＤ回路１７で阻止されることなり、ＯＲ回路
２０に印加される。

一方、電流信号は、移相回路５で送電線の線路アングル
θだけ進めた電流信号に＋　　Ｉとした後、ベクトル合
成回路６に印加する。ベクトル合成回路６においては、
前記補助変成器１よりの電圧信号を距離整定回路７を介
し、電圧信号形波変換回路８に印加する。方形波変換回
路８の出力及び前記Ｏｆｔ回路２０の出力は、へＮＤ回
路９を介し、次段のオンディレィ回路１０で、方形波変
換回路８及びＯＲ回路２０の出力が共に「１」出力を生
じた時間（第５図１１の位相特性を得る時間）所定の値
になった時、トリップ出力を出す。

■事故電圧有りで周波数が変動してない場合、系統事故
時周波数の変動がないため、前記位相検出回路１５の出
力はｒＯＪになり、前記補助変成器１に接続した方形波
変換回路１４の出力は、＾ＮＯ回路１９で阻止される。

しかし、インヒビット回路１８は、前記位相検出回路１
５の「０」出力で開路されるため、メモリ回路３の出力
に３Ｖは方形波変換回路４を介し、ＯＲ回路２０に印加
される。そこで、以下ＡＮＤ回路９及びオンディレィ回
路１０にて作用■と同一の応動をさせ、継電器のトリッ
プ出力を出す。

■事故電圧がなく、事故前周波数が定格値からずれてい
ない場合、 事故電圧がない場合、前記位相検出回路１５の出力は「
０」である。その時、インヒビット回路１８は、前記位
相検出回路１５の「０」出力で開路されるため、メモリ
回路３の出力に３　Ｖは方形波′！！Ｌ換回路４を介し
、ＯＲ回路２０に印加される。

そこで、以下ＡＮＤ回路９及びオンディレィ回路１０に
て作用■と同一の応動をさけ、継電器のトリップ出力を
出す。

■事故電圧がなく、事故前に既に周波数が定格値からず
れている場合、 上述の説明からも明らかなように、メモリ回路３の出力
位相が選択される。ところが、その位相信号は、メモリ
回路３の位相ずれによって従来技術で説明したような継
電器特性の変動を引起す。ところが入力電圧がなくなり
、モー形距離継電器はＩＩｉなる方向継電器として方向
選択のみで働く。そのため、事故時の系統周波数が定格
値から大きくずれているといった事故が発生しても、方
向判別のみ確実に出来れば、メモリ回路３の位相ずれは
実用上無視できる。

以上■〜■で示したように、事故電圧に周波数変動があ
る場合、メモリ回路３の信号を用いず、周波数変動がな
い揚台と電圧がない場合のみメモリ回路３の信号を用い
ることで、メモリ回路３の位相ずれの影響がなく、位相
特性が変動することのないモー形彫離継電各を得ること
が出来る。

［他の実施例コ 以上の説明は、モー形距離継電器を例に記述したが、こ
れに限定されるものではない。例えば、本発明の一実施
例第１図に示すモー形距離継電器より、距離整定回路７
とベクトル合成回路６を取外し、移相回路５と方形波変
換回路８を接続した第３図に示す方向継電器でも同一の
作用効果があることは明らかである。

［Ｒ明の効宋コ 以上説明した如く、本発明によれば入力電圧の周波数変
動による位相特性の変動が除去されるため、系統を確実
に保護できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のモー形距離継電器の構成を
示す図、第２図は本発明の一実施例のタイムヂャートを
示づ一図、第３図は本発明の他の実施例の方向継電器の
構成を示す図、第４図は従来形の七−形彫離継電各の構
成を示ず図、第５図は従来及び本発明のモー形彫殖継電
器の特性を示す図、第６図は第４図に示すモー形距離継
電器のメモリ回路を示す図である。 １・・・補助変成器　２・・・補助変流器３・・・メモ
リ回路　４．８．１４・・・方形波変換回路５・・・移
相回路　　６・・・ベタ１−ル合成回路７・・・距離整
定回路 ９．１７．１９・・・ＡＮＤ回路 １０．２１・・・オンディレィ回路 １５・・・位相検１ｊ回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 系統の電圧及び電流を入力量とし、これらの電圧と電流
   との位相及び大きさが所定の関係にあるとき、動作出力
   を得る距離継電器において、前記導入されたままの電圧
   と、導入された電圧を所定時間記憶させた電圧とが各々
   所定のレベル値になったとき、位相を検出する位相検出
   要素を設け、この位相検出要素の出力の有無により、電
   圧極性電気量として前記導入されたままの電圧を用いる
   か、又は導入された電圧を所定時間記憶させた電圧を用
   いるかを制御することを特徴とする距離継電器。