JPS6318314B2 - - Google Patents
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- JPS6318314B2 JPS6318314B2 JP52084417A JP8441777A JPS6318314B2 JP S6318314 B2 JPS6318314 B2 JP S6318314B2 JP 52084417 A JP52084417 A JP 52084417A JP 8441777 A JP8441777 A JP 8441777A JP S6318314 B2 JPS6318314 B2 JP S6318314B2
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- power transmission
- equation
- circuit
- zce
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Description
本発明は電力系統の保護継電装置、特に送電線
保護継電装置に関するものである。 従来、送電線の複数端子において同時採取した
系統情報、特に電流情報をマイクロ波回線等の情
報伝送手段を用いて端子間相互に伝送し合い、各
端子においてこれら情報を用いて送電線事故を検
出し保護する方式として電流差動保護継電方式が
用いられてきた。 この方式の原理は、送電線各端子における流入
電流の和（差動電流）が保護対象送電線健全時に
は零であるが、内部事故時には事故点での流出電
流に等しくなる性質を利用して内部事故検出を行
なうものである。 しかるに、最近多多く見うけられる長距離送電
線や、都市のケーブル系統においては送電線の対
地容量の増加に伴い、保護対象送電線健全時その
送電線の各端子が観測される電流に関してそれら
の間に本来あるべき位相差からの位相ずれが生
じ、これが差動電流として検出される現象が起き
ている。例えば、２端子送電線の場合健全時には
送電線の充電電流が無ければ、両端子での流入電
流は絶対値が等しく、位相差は180度になるが、
充電々流が無視できない大きさになつてくると位
相差は180度以外の値をとる様になる。即ち、位
相ずれが生じて、本来あるべき位相差180度以外
の値をとる様になるわけである。しかも、この位
相ずれは、保護対象送電線の外部状況、たとえば
負荷の状況によつて異なるため内部事故と外部事
故の判別を困難にする結果となつている。 従来、この様な現象に対処する方法のひとつと
して、充電々流によつて生ずる位相ずれに起因す
る差動電流を考慮して内部事故検出感度を落とす
措置、即ちいわゆる不感帯幅を大きく設ける方法
が用いられているが、対地容量は益々増加する傾
向にあるから将来この方法では充分対処しきれな
い事態が予想される。 この他に、より積極的な方法として、上記位相
ずれをあらかじめ移相器等によつて固定補償する
方法があるが、前述のとうり、充電々流によつて
生じる位相ずれは負荷の状況によつて異なるた
め、この方法でも充分な対処はできない。 次に２端子送電線において、両端で観測される
電流の位相ずれの大きさが負荷の状況によつて異
なるという現象を式をもつて説明する。 本来送電線は分布インダクタンス、分布キヤパ
シタンスからなる分布定数線路として取扱うべき
である。今３相送電線の一相に着目し、これを無
損失の一様な分布定数線路とみなす。この設定は
充分実際の送電線を模擬するものである。次にこ
の線路の一端に内部インピーダンスZs、角周波
数ω1の交流電源を、また他端には任意のインピ
ーダンスＺ〓Rを負荷として接続する。線路の単位
長当りの分布インダクタンスをL0（Ｈ／ｍ）単位
長当りの分布キヤパシタンスC0（Ｆ／ｍ）とする
と線路のサージインピーダンスZcは また、サージ伝搬速度ｖは となる。線路の電源端、負荷端における電圧を
各々V〓s、V〓R、電源端、負荷端において電源端か
ら負荷端に向けて流れる電流を各々I〓s、I〓R、線路
長をｌとするとき、線路の電源端から距離Ｘの地
点での電圧V〓、同地点で電源端から負荷端に向つ
て流れる電流I〓は定常状態において、式(3)(4)(5)に
よつて記述される。 V〓＝V〓scoshγ〓x−Z〓c・I〓ssinhγ〓x ……(3) V〓R＝Z〓R・I〓R ……(5) ただし、式(3)(4)においてγ〓は γ〓＝jω1√0 0 ……(6) である。第１図はこれらの信号の関係を説明する
説明図で、同図中１は単位長当りの分布インダク
タンスL0（Ｈ／ｍ）、単位長当りの分布キヤパシ
タンスC0（Ｆ／ｍ）を持つ長さｌの分布定数線路
２は角周波ω1の電源、３は電源の内部インピー
ダンスZ〓s、４は負荷インピーダンスZ〓Rである。 ここで、第１のケースとして負荷Z〓Rがサージイ
ンピーダンスZ〓cに等しい場合を考える。このと
き式(5)において Z〓R＝Z〓c ……(7) とおき、I〓sとI〓Rの関係を求めると、 I〓R＝e-〓l・I〓s ……(8) 式(8)に式(6)を代入して I〓R＝ｅ−jω1√0 0・・I〓s ……(9) したがつてI〓RとI〓sの大きさの比の値は また位相差（この場合位相ずれに等しい）は arg（IR／Is）＝ω1√0 0・ｌ ……(11) したがつて、この場合電源端と負荷端の電流の
位相ずれはω1√0 0・ｌ（ラジアン）、また大き
さは同じになる。 次に第２のケースとして負荷端短絡の場合を考
える。このとき式(5)において、 Z〓R＝０ ……(12) とおき、I〓s、I〓R、の関係を求めると、 式（13）に式(6)を代入して したがつてI〓RとI〓sの大きさの比の値は また位相差（位相ずれに等しい）は、 したがつて、この場合電源端と負荷端の電流の
位相ずれは無く、負荷端電流の大きさは電源端電
流の大きさの
保護継電装置に関するものである。 従来、送電線の複数端子において同時採取した
系統情報、特に電流情報をマイクロ波回線等の情
報伝送手段を用いて端子間相互に伝送し合い、各
端子においてこれら情報を用いて送電線事故を検
出し保護する方式として電流差動保護継電方式が
用いられてきた。 この方式の原理は、送電線各端子における流入
電流の和（差動電流）が保護対象送電線健全時に
は零であるが、内部事故時には事故点での流出電
流に等しくなる性質を利用して内部事故検出を行
なうものである。 しかるに、最近多多く見うけられる長距離送電
線や、都市のケーブル系統においては送電線の対
地容量の増加に伴い、保護対象送電線健全時その
送電線の各端子が観測される電流に関してそれら
の間に本来あるべき位相差からの位相ずれが生
じ、これが差動電流として検出される現象が起き
ている。例えば、２端子送電線の場合健全時には
送電線の充電電流が無ければ、両端子での流入電
流は絶対値が等しく、位相差は180度になるが、
充電々流が無視できない大きさになつてくると位
相差は180度以外の値をとる様になる。即ち、位
相ずれが生じて、本来あるべき位相差180度以外
の値をとる様になるわけである。しかも、この位
相ずれは、保護対象送電線の外部状況、たとえば
負荷の状況によつて異なるため内部事故と外部事
故の判別を困難にする結果となつている。 従来、この様な現象に対処する方法のひとつと
して、充電々流によつて生ずる位相ずれに起因す
る差動電流を考慮して内部事故検出感度を落とす
措置、即ちいわゆる不感帯幅を大きく設ける方法
が用いられているが、対地容量は益々増加する傾
向にあるから将来この方法では充分対処しきれな
い事態が予想される。 この他に、より積極的な方法として、上記位相
ずれをあらかじめ移相器等によつて固定補償する
方法があるが、前述のとうり、充電々流によつて
生じる位相ずれは負荷の状況によつて異なるた
め、この方法でも充分な対処はできない。 次に２端子送電線において、両端で観測される
電流の位相ずれの大きさが負荷の状況によつて異
なるという現象を式をもつて説明する。 本来送電線は分布インダクタンス、分布キヤパ
シタンスからなる分布定数線路として取扱うべき
である。今３相送電線の一相に着目し、これを無
損失の一様な分布定数線路とみなす。この設定は
充分実際の送電線を模擬するものである。次にこ
の線路の一端に内部インピーダンスZs、角周波
数ω1の交流電源を、また他端には任意のインピ
ーダンスＺ〓Rを負荷として接続する。線路の単位
長当りの分布インダクタンスをL0（Ｈ／ｍ）単位
長当りの分布キヤパシタンスC0（Ｆ／ｍ）とする
と線路のサージインピーダンスZcは また、サージ伝搬速度ｖは となる。線路の電源端、負荷端における電圧を
各々V〓s、V〓R、電源端、負荷端において電源端か
ら負荷端に向けて流れる電流を各々I〓s、I〓R、線路
長をｌとするとき、線路の電源端から距離Ｘの地
点での電圧V〓、同地点で電源端から負荷端に向つ
て流れる電流I〓は定常状態において、式(3)(4)(5)に
よつて記述される。 V〓＝V〓scoshγ〓x−Z〓c・I〓ssinhγ〓x ……(3) V〓R＝Z〓R・I〓R ……(5) ただし、式(3)(4)においてγ〓は γ〓＝jω1√0 0 ……(6) である。第１図はこれらの信号の関係を説明する
説明図で、同図中１は単位長当りの分布インダク
タンスL0（Ｈ／ｍ）、単位長当りの分布キヤパシ
タンスC0（Ｆ／ｍ）を持つ長さｌの分布定数線路
２は角周波ω1の電源、３は電源の内部インピー
ダンスZ〓s、４は負荷インピーダンスZ〓Rである。 ここで、第１のケースとして負荷Z〓Rがサージイ
ンピーダンスZ〓cに等しい場合を考える。このと
き式(5)において Z〓R＝Z〓c ……(7) とおき、I〓sとI〓Rの関係を求めると、 I〓R＝e-〓l・I〓s ……(8) 式(8)に式(6)を代入して I〓R＝ｅ−jω1√0 0・・I〓s ……(9) したがつてI〓RとI〓sの大きさの比の値は また位相差（この場合位相ずれに等しい）は arg（IR／Is）＝ω1√0 0・ｌ ……(11) したがつて、この場合電源端と負荷端の電流の
位相ずれはω1√0 0・ｌ（ラジアン）、また大き
さは同じになる。 次に第２のケースとして負荷端短絡の場合を考
える。このとき式(5)において、 Z〓R＝０ ……(12) とおき、I〓s、I〓R、の関係を求めると、 式（13）に式(6)を代入して したがつてI〓RとI〓sの大きさの比の値は また位相差（位相ずれに等しい）は、 したがつて、この場合電源端と負荷端の電流の
位相ずれは無く、負荷端電流の大きさは電源端電
流の大きさの
【式】倍になる。
上記第１のケースは実際の送電線の正常運転時
に相当し、上記第２のケースは実際の送電線にお
いて負荷端の地絡事故、たとえば母線地絡事故に
相当する。したがつて送電線正常運転時の充電々
流による位相ずれを固定補償してある時に母線地
絡事故が発生すると、かえつて誤動作することに
なる。 以上従来の電流差動保護継電装置を充電々流の
大きな送電線の保護に適用した場合の困難性につ
いて説明したが、本発明になる送電線保護継電装
置は従来装置の充電々流に関する欠点を完全に克
服した理想的保護継電装置である。 以下、本発明になる装置について説明する。 従来の電流差動保護継電装置は、送電線各端子
で観測される電流についての差動保護を行なうも
のであるが、前述の通り各端子での流入電流の位
相ずれは保護対象送電線の外部状況によつて、充
電々流が同一にもかかわらず、変化するため充分
な保護が行なえなかつた。本発明になる装置はこ
の点に着眼し、保護対象送電線の外部状況によつ
て変化しないが、内部の状況変化には呼応すると
ころのある量、即ちダランベールの不変量につい
て差動保護を行なうものである。 以下、ダランベールの不変量について説明す
る。前述の説明と同様に、２端子３相送電線の一
相に着目しこれを無損失の一様な分布定数線路と
みなす。この設定が実際の送電線の状況に充分近
いものであることは云うまでもない。また、線路
の単位長当りの分布インダクタンスをL0（Ｈ／
ｍ）、単位長当りの分布キヤパシタンスをC0
（Ｈ／ｍ）とする。したがつて、前述の説明と同
様に線路のサージインピーダンスZ〓cは、 また、サージ伝搬速度ｖは である。この線路の一端を送電端、他端を受電端
と称すことにする。さて時刻ｔにおいて送電端か
ら距離ｘの地点における線路の電圧の瞬時値をｅ
（ｘ、ｔ）、また時刻ｔ、送電端から距離ｘの地点
において送電端から受電端に向つて流れる電流の
瞬時値をｉ（ｘ、ｔ）とすると、ｅ（ｘ、ｔ）とｉ
（ｘ、ｔ）との間には一般に式（19）、式（20）の
関係が成りたつ。 −∂e（ｘ、ｔ）／∂x＝L0∂i（ｘ、ｔ）／∂t……（
19） −∂i（ｘ、ｔ）／∂x＝C0∂e（ｘ、ｔ）／∂t……（
20） 式（19）、式（20）の連立偏微分方程式の一般
解は式（21）式（22）によつて与えられる。 ｅ（ｘ、ｔ）＝f1（ｔ−ｘ／ｖ）＋f2（ｔ＋ｘ／ｖ） …（21） ｉ（ｘ、ｔ）＝１／Zc｛f1（ｔ−ｘ／ｖ）−f2（ｔ＋ｘ
／ｖ）｝ …（22） ただし、f1（ｔ−ｘ／ｖ）、f2（ｔ＋ｘ／ｖ）は送電
端、 受電端における境界条件によつて定まる関数であ
る。式（21）、式（22）から次の関係が求まる。 ｉ（ｘ、ｔ）＋１／Zcｅ（ｘ、ｔ）＝２／Zcf1（ｔ−ｘ
／ｖ） …（23） ｉ（ｘ、ｔ）−１／Zcｅ（ｘ、ｔ）＝−２／Zcf2（ｔ＋
ｘ／ｖ） …（24） 今、線路の長さをｌとする。まず式（23）に着
目してみる。たとえば、任意の時刻t0に送電端Ｓ
において式（25）が成りたつ。 ｉ（ｏ、t0）＋１／Zcｅ（ｏ、t0）＝２／Zcf1（t0）…
（25） また任意の時刻t1に受電端において式（26）が
成りたつ。 ｉ（ｌ、t1）＋１／Zcｅ（ｌ、t1）＝２／Zcf1（t1−ｌ
／ｖ） …（26） もし、 t0＝t1−ｌ／ｖ ……（27） なる関係が成りたつならば、式（25）、式（26）
から ｉ（ｏ、t1−ｌ／ｖ）＋１／Zcｅ（ｏ、t1−ｌ／v1）＝
ｉ（ｌ、 t1）＋１／Zcｅ（ｌ、t1） …（28） が導かれる。今ｌ／ｖは送電端、受電端間のサージ 伝搬時間であるから、これをτと置くと ｉ（ｏ、t1−τ）＋１／Zcｅ（ｏ、t1−τ） ＝ｉ（ｌ、t1）＋１／Zcｅ（ｌ、t1）…（29） である。さて、式（29）によれば、電流ｉ、電圧
ｅから導出される量 ｉ（ｘ、ｔ）＋１／Zcｅ（ｘ、ｔ） ……（30） が線路に沿つて送電端から受電端に向けてサージ
伝搬速度ｖで伝搬し、両端での式（30）によつて
表わされる量は不変であるということが云える。
ここで注意すべきことは、式（29）の関係は、線
路の境界条件にかかわらず成り立つているという
点である。この境界条件とは具体的には、この線
路の両端につながつている電源や負荷の状況とい
うことであるから、この線路を保護対象送電線に
置きかえれば、式（30）で表わされる量は、保護
対象送電線の外部の状況によつて変化しない量と
いうことになる。この意味でこの量をダランベー
ルの不変量と呼ぶ。 次に式（24）に着目してみる。たとえば、任意
の時刻t1に受電端において式（31）が成りたつ。 ｉ（ｌ、t1）−１／Zcｅ（ｌ、t1）＝−２／Zcf2（t1＋
ｌ／ｖ） ……（31） また、任意の時刻t2に送電端において式（32）
が成り立つ。 ｉ（ｏ、t2）−１／Zcｅ（ｏ、t2）＝−２／Zcf2（
t2） ……（32） もし、 t2＝t1＋ｌ／ｖ ……（33） なる関係が成りたつならば式（31）、式（32）か
ら ｉ（ｏ、t1＋ｌ／ｖ）−１／Zcｅ（ｏ、t1＋ｌ／ｖ）＝
ｉ（ｌ、 t1）−１／Zcｅ（ｌ、t1） …（34） が導かれる。前と同様にｌ／ｖをτに置きかえて ｉ（ｏ、t1＋τ）−１／Zcｅ（ｏ、t1＋τ） ＝ｉ（ｌ、t1）−１／Zcｅ（ｌ、t1）…（35） となる。式（35）によれば、電流ｉ、電圧ｖから
導かれる量、 ｉ（ｘ、ｔ）−１／Zcｅ（ｘ、ｔ） ……（36） が線路に沿つて受電端から送電端に向けてサージ
伝搬速度ｖで伝搬し、両端での式（36）によつて
表わされる量は不変であるということが云える。
式（35）も線路の境界条件にかかわらず成りたつ
ていることは式（29）の場合と同様であり、した
がつて式（36）で表わされる量もダランベールの
不変量と呼ぶ。ここで、式（30）によつて表わさ
れる量を前進波、式（36）で表わされる量を後進
波と呼んで区別する。 本発明になる保護継電装置は、まさにダランベ
ールの不変量を対象とする差動保護継電装置であ
る。第２図はこの発明の第１の方式及び第２の方
式に共通の装置構成を示すブロツク図で同図中、
１１は保護対象電線、１２は同期信号発生手段、
１３は同期信号伝送手段、１４はサンプリング信
号発生手段、１５は系統情報採取手段、１６はサ
ンプリング手段、１７は系統情報伝送手段、１８
はデータ処理手段である。 以下第２図に沿つて本発明になる保護継電装置
の動作を説明する。同期信号発生手段１２は保護
対象送電線１１の一端（以後Ｓ端と称する）と他
端（以後Ｒ端と称する）との間での同期信号を発
生する。この同期信号はＳ端とＲ端とに遠隔して
設置されている本発明になる保護継電装置の構成
部分の動作時刻の基準を与えるものである。同期
信号発生手段１２からの同期信号は同期信号伝送
手段１３を介してＳ端、Ｒ端に伝送され、各端子
に設置されたサンプリング信号発生手段１４に供
給される。サンプリング信号発生手段１４におい
ては同期信号を基準としてサンプリング信号を発
生する。サンプリング手段１６においては系統情
報採取手段１５によつて保護対象送電線１１から
採取された系統情報を上記サンプリング信号に従
つてサンプリングし、Ｓ端、Ｒ端のデータ処理手
段１８に送る。ただし、Ｓ端からＲ端へのサンプ
ルデータは系統情報伝送手段１７を介して伝送さ
れる。データ処理手段１８はＳ端及びＲ端からの
サンプルデータとしての電流、電圧を処理し保護
対象送電線１１の事故の有無を判定する。 次にこの発明では、前進波の伝搬に着目する第
１の方式と後進波の伝搬に着目する第２の方式と
があるが、それぞれについて保護継電装置におけ
るデータ処理手段１８でのデータ処理内容を順次
説明する。 第１の方式による装置は、任意の時刻tjにおけ
る保護対象送電線１１のＳ端、Ｒ端における電圧
を各々es（tj）eR（tj）、Ｓ端、Ｒ端において該送電
線１１に流入する電流を各々is（tj）、iR（tj）、また
該送電線のサージ伝搬時間をτ、サージインピー
ダンスをZc、Ｋを定数、Ｔを整定値とするとき、 ｜is（tj−τ）＋１／Zces（tj−τ）＋iR（tj） −１／ZceR（tj）｜−Ｋ｛｜is（tj−τ）＋１／Zces （tj−τ）｜・｜iR（tj）−１／ZceR（tj）｜｝＞Ｔ …（37） の関係が成りたつか否かを判定し、上記関係が成
立するとき事故有りと判定する。この動作原理
は、保護対象送電線１１を前述のダランベールの
不変量導出の際と同様に一様な分布定数線路とみ
なし、Ｓ端を送電端、Ｒ端を受電端に対応させ
て、ダランベールの不変量のうち式（30）に記載
の前進波に着目して、これを対象として差動保護
を行なうものである。即ち、保護対象送電線１１
の内部に事故がなければ式（29）から任意の時刻
tjにおいて式（38）が成りたつ。 is（tj−τ）＋１／Zces（tj−τ） ＝−iR（tj）＋１／ZceR（tj） …（38） ただし、式（38）においては電流iRの向きに注
意されたい。ここで電流IRは流入方向を正、すな
わち第１図と逆向きを正方向とする。したがつて
保護対象送電線１１の健全時には、 ｜is（tj−τ）＋１／Zces（tj−τ）＋iR（tj） −１／ZceR（tj）｜＝０ …（39） 内部事故時には ｜is（tj−τ）＋１／Zces（tj−τ）＋iR（tj） −１／ZceR（tj）｜＞０ …（40） となり、この性質を利用して事故判定を行なうこ
とができる。この意味で式（39）または式（40）
の左辺を動作力と呼ぶことにする。 さて、実際のハードウエア構成においては、該
送電線健全時でも式（39）が成立するとは限らな
い。これは、電流、電圧の測定値誤差や、サージ
伝搬時間τ、サージインピーダンスZcに含まれ
る誤差に起因する。これらの誤差は、分類してみ
ると前進波の大きさにかかわらず一定の誤差と、
前進波の大きさに伴つて増大する誤差に分けるこ
とができる。 本発明になる保護継電装置の第１の方式は判定
式として次式（41）を採用し、上記２種類の誤差
に対処している。 ｜is（tj−τ）＋１／Zces（tj−τ）＋iR（tj） −１／ZceR（tj）｜−Ｋ｛｜is（tj−τ）＋１／Zces （tj−τ）｜・｜iR（tj）−１／ZceR（tj）｜｝＞Ｔ ……（41） 即ち、式（41）においては、上記２種類の誤差
のうち、前者に対しては不感帯幅としての整定値
Ｔが設けられており、後者に対しては、前進波の
大きさに伴つて増大する抑制項が設けられてい
る。ところで、進行波理論に基づく継電器におい
ては、原理的的には従来のような充電々流による
位相ずれを生じて誤差がでることはなく、本質的
には従来の如く抑制項を設ける必要がないが、従
来とは異なつた問題、即ち送電系統のサージ伝搬
時間Ｔを完全に一致させなければならないという
問題がある。本発明はこの点に着目してなされて
いるもので、この伝搬時間Ｔによる誤差を補償す
るための抑制項を前述の如く判定式に具体的に設
けたことを特徴としている。第３図は動作力に含
まれる上記２種類の誤差とＳ端又はＲ端における
前進波の大きさとの関係、及び式（41）の動作域
を示す図で、同図中X1はＳ端又はＲ端における
前進波の大きさ、Y1は動作力の大きさ、５１は
前進波の大きさにかかわらず一定の誤差、５２は
前進波の大きさに伴つて増大する誤差、斜線の領
域５３は式（41）の動作域を示す。 以上の様に式（41）に基づく第１の方式は、定
常的な誤差に充分対処できるものであるが、さら
に情報伝送時のデータ誤り等の間欠的な誤差に対
処するため、第１の方式をさらに発展させて、一
連の相異なる時刻t1、t2……tmにおいて式（41）
による判定を全部でｍ（ｍは整数）回行ない、そ
のうちｎ（ｎはｍ以下の整数）回以上式（41）が
成りたつとき、はじめて保護対象送電線１１に内
部事故有りと判定することにすれば、さらに高信
頼度の事故判定を行なうことができる。 第２の方式の装置は、任意の時刻tjに保護対象
送電線１１のＳ端、Ｒ端における電圧を各々es
（tj）、eR（tj）、Ｓ端、Ｒ端において該送電線１１
に流入する電流を各々is（tj）、iR（tj）、また該送電
線のサージ伝搬時間をτ、サージインピーダンス
をZc、Ｋを定数、Ｔを整定値とするとき、 ｜is（tj＋τ）−１／Zces（tj＋τ）＋iR（tj） ＋１／ZceR（tj）｜−Ｋ｛｜is（tj＋τ）−１／ZcZc （tj＋τ）｜・｜iR（tj）＋１／ZceR（tj）｜｝＞Ｔ ……（42） の関係が成りたつか否かを判定し、上記関係が成
立するとき事故有りと判定する。その動作原理
は、保護対象送電線１１を、前述のダランベール
の不変量導出の際と同様に一様な分布定数線路と
みなしＳ端を送電端、Ｒ端を受電端に対応させ
て、ダランベールの不変量のうち式（36）に記載
の後進波に着目して、これを対象として差動保護
を行なうものである。即ち、保護対象送電線１１
の内部に事故がなければ式（35）から任意の時刻
tjにおいて式（43）が成りたつ。 is（tj＋τ）−１／Zces（tj＋τ） ＝−iR（tj）−１／ZceR（tj） …（43） したがつて、保護対象送電線１１の健全時には ｜is（tj＋τ）−１／Zces（tj＋τ）＋iR（tj） ＋１／ZceR（tj）｜＝０ …（44） 内部の事故時には ｜is（tj＋τ）−１／Zces（tj＋τ）＋iR（tj） ＋１／ZceR（tj）｜＞０…（45） となり、この性質を利用して事故判定を行なうこ
とができる。この意味で式（44）または式（45）
の左辺を動作力と呼ぶことにする。 さて、実際のハードウエア構成においては、該
送電線健全時でも式（44）が成りたたないことが
ある。これは上記第１の方式の場合と同様に、電
流、電圧測定値誤差や、サージ伝搬時間τ、サー
ジインピーダンスZcに含まれる誤差に起因する
もので、これらを分類すると、後進波の大きさに
かかわらず一定の誤差と後進波の大きさに伴つて
増大する誤差に分けることができる。 本発明になる保護継電装置の第２の方式は判定
式として式（46）を採用し、上記２種類の誤差に
対処している。 ｜is（tj＋τ）−１／Zces（tj＋τ）＋iR（tj） ＋１／ZceR（tj）｜−Ｋ｛｜is（tj＋τ）−１／Zces （tj＋τ）｜・｜iR（tj）＋１／ZceR（tj）｜｝＞Ｔ ……（46） 即ち、式（46）においては、上記２種類の誤差
のうち前者に対しては不感帯幅としての整数値Ｔ
が設けられており、後者に対しては、後進波の大
きさに伴つて増大する抑制項が設けられている。 なお、ここでの抑制項は前述の前進波の場合と
同様にサージ伝搬時間τによる誤差を補償するた
め判定式中に具体的に設けたことを特徴としてい
る。 第４図は動作力に含まれる上記２種類の誤差と
Ｓ端またはＲ端における後進波の大きさとの関
係、及び式（46）の作動域を示す図で、同図中
X2はＳ端又はＲ端における後進波の大きさ、Y2
は動作力の大きさ、６１は後進波の大きさにかか
わらず一定の誤差、６２は後進波の大きさに伴つ
て増大する誤差、斜線の領域６３は式（46）の動
作域を示す。 以上の様に式（46）に基づく第２の方式は定常
的な誤差に充分対処できるものであるが、さらに
情報伝送時のデータ誤り等の間欠的な誤差に対処
するため、第２の方式をさらに発展させて、一連
の相異なる時刻t1t2……tmにおいて式（46）によ
る判定を全部でｍ回行ない、そのうちｎ（ｎはｍ
以下の整数）回以上式（46）が成りたつとき、は
じめて保護対象送電線１１に内部事故有りと判定
することによれば、より高信頼度の事故判定を行
なうことができる。 第５図は第１の方式による保護継電装置のデー
タ処理手段の一実施例である。この例では、メモ
リ回路１０１，１０２，１０３，１０４は各々Ｓ
端の電流、電圧情報、Ｒ端の電流、電圧情報を一
時記憶し、たとえば時刻tjについてはis（tj−τ）、
es（tj−τ）、iR（tj）、eR（tj）が出揃つた時点で一
勢にこれらを出力し、次段回路に供給する。es
（tj−τ）は乗算回路１０５で１／Zc倍されたあ
と、加算回路１０７に供給される。加算回路１０
７はメモリ回路１０１の出力と乗算回路１０５の
出力を加算し、Ｓ端の時刻（tj−τ）における前
進波を出力する。またeR（tj）は乗算回路１０６
で１／Zc倍されたあと減算回路１０８に供給さ
れる。減算回路１０８はメモリ回路１０３の出力
から乗算回路１０６の出力を減算し、Ｒ端の時刻
tjにおける前進波を出力する。加算回路１０７、
減算回路１０８の出力は加算回路１０９で加算さ
れ、絶対値演算回路１１０で絶対値化される。絶
対値演算回路１１０の出力は動作力である。一方
絶対値演算回路１１１，１１２は、各々加算回路
１０７、減算回路１０８の出力を絶対値化し乗算
回路１１３に供給する。乗算回路１１３の出力は
定数倍回路１１４でＫ倍され抑制力となる。乗算
回路１１５は絶対値演算回路１１０の出力（動作
力）から定数倍回路１１４の出力（抑制力）を減
算し、比較回路１１６に出力する。比較回路１１
６はこの出力と整定値Ｔを比較し、判定結果とし
て、減算回路１１５の出力がＴより大なるとき
は、たとえば、正の論理信号を、小なるときは負
の論理信号を出力する。計数回路１１８は最新の
判定結果とメモリ回路１１７に記憶されている１
回及至（ｍ−１）回前の判定結果とからなるｍ個
の判定結果に対応する一連の論理信号のうち正論
理信号を計数し、ｎ個以上計数したときは、事故
有りとしてこれに対応する信号を出力するもので
ある。 第６図は第２の方式による保護継電装置のデー
タ処理手段の一実施例である。この例では、メモ
リ回路２０１，２０２，２０３，２０４は各々Ｓ
端の電流、電圧情報、Ｒ端の電流、電圧情報を一
時記憶し、たとえば時刻tjについてはis（tj＋τ）、
es（tj＋τ）、iR（tj）、eR（tj）が出揃つた時点で一
勢にこれらを出力し、次段回路に供給する。es
（tj＋τ）は乗算回路２０５で１／Zc倍されたあ
と、減算回路２０７に供給される。減算回路２０
７はメモリ回路２０１の出力から乗算回路２０５
の出力を減算し、Ｓ端の時刻（tj＋τ）における
後進波を出力する。またeR（tj）は乗算回路２０
６で１／Zc倍されたあと加算回路２０８に供給
される。加算回路２０８はメモリ回路２０３の出
力と乗算回路２０６の出力を加算し、Ｒ端の時刻
tjにおける後進波を出力する。減算回路２０７、
加算回路２０８の出力は加算回路２０９で加算さ
れ、絶対値演算回路２１０で絶対値化される。絶
対値演算回路２１０の出力は動作力である。一
方、絶対値演算回路２１１，２１２は、各々減算
回路２０７、加算回路２０８の出力を絶対値化
し、乗算回路２１３に供給する。乗算回路１１３
の出力は定数倍回路２１４でＫ倍され抑制力とな
る。減算回路２１５は絶対値演算回路２１０の出
力（動作力）から定数倍回路２１４の出力（抑制
力）を減算し、比較回路２１６に出力する。比較
回路２１６はこの出力と整定値Ｔを比較し、判定
結果として、減算回路２１５の出力がＴより大な
るときは、たとえば、正の論理信号を、小なると
きは負の論理信号を出力する。計数回路２１８は
最新の判定結果とメモリ回路２１７に記憶されて
いる１回及至ｍ−１回前の判定結果とからなるｍ
個の判定結果に対応する一連の論理信号のうち正
論理信号を計数し、ｎ個以上計数したときは事故
有りとしてこれに対応する信号を出力するもので
ある。 なお、第５図第６図の実施例において、各々計
数回路１１８，２１８はｍ個の判定結果に対応す
る一連の論理信号のうち正論理信号を計数する
際、単にｎ回でなく、連続してｎ回以上計数した
とき事故有りとすれば、さらに誤動作防止の方向
に向うことは云うまでもない。また第５図、第６
図の実施例において演算順序を入れかえても、
各々式（41）、式（46）を実現するものであれば
よく、更に電子計算機、マイクロコンピユータを
用いて第５図、第６図の実施例と同様の演算処理
をデイジタル的に行ない得ることは勿論である。 また、第１の方式と第２の方式は本質的には同
一である。何故なら、式（41）と式（46）を比較
すると、添字ＲとＳとを交換するとともに時刻を
τだけずらすと両式は同一となるからである。そ
れは、前進波と後進波の区別は方向のとり方如何
によるからである。 以上説明した如く、本発明になる保護継電装置
はダランベールの不変量を対象とする差動保護を
行なうものであるから、これを長距離送電線やケ
ーブル系統の保護に適用すれば、従来の電流差動
保護継電装置にみられる充電電流に関する欠点を
完全に克服することができ、迅速、確実な送電線
保護が可能となり、したがつてその効果は多大で
ある。
に相当し、上記第２のケースは実際の送電線にお
いて負荷端の地絡事故、たとえば母線地絡事故に
相当する。したがつて送電線正常運転時の充電々
流による位相ずれを固定補償してある時に母線地
絡事故が発生すると、かえつて誤動作することに
なる。 以上従来の電流差動保護継電装置を充電々流の
大きな送電線の保護に適用した場合の困難性につ
いて説明したが、本発明になる送電線保護継電装
置は従来装置の充電々流に関する欠点を完全に克
服した理想的保護継電装置である。 以下、本発明になる装置について説明する。 従来の電流差動保護継電装置は、送電線各端子
で観測される電流についての差動保護を行なうも
のであるが、前述の通り各端子での流入電流の位
相ずれは保護対象送電線の外部状況によつて、充
電々流が同一にもかかわらず、変化するため充分
な保護が行なえなかつた。本発明になる装置はこ
の点に着眼し、保護対象送電線の外部状況によつ
て変化しないが、内部の状況変化には呼応すると
ころのある量、即ちダランベールの不変量につい
て差動保護を行なうものである。 以下、ダランベールの不変量について説明す
る。前述の説明と同様に、２端子３相送電線の一
相に着目しこれを無損失の一様な分布定数線路と
みなす。この設定が実際の送電線の状況に充分近
いものであることは云うまでもない。また、線路
の単位長当りの分布インダクタンスをL0（Ｈ／
ｍ）、単位長当りの分布キヤパシタンスをC0
（Ｈ／ｍ）とする。したがつて、前述の説明と同
様に線路のサージインピーダンスZ〓cは、 また、サージ伝搬速度ｖは である。この線路の一端を送電端、他端を受電端
と称すことにする。さて時刻ｔにおいて送電端か
ら距離ｘの地点における線路の電圧の瞬時値をｅ
（ｘ、ｔ）、また時刻ｔ、送電端から距離ｘの地点
において送電端から受電端に向つて流れる電流の
瞬時値をｉ（ｘ、ｔ）とすると、ｅ（ｘ、ｔ）とｉ
（ｘ、ｔ）との間には一般に式（19）、式（20）の
関係が成りたつ。 −∂e（ｘ、ｔ）／∂x＝L0∂i（ｘ、ｔ）／∂t……（
19） −∂i（ｘ、ｔ）／∂x＝C0∂e（ｘ、ｔ）／∂t……（
20） 式（19）、式（20）の連立偏微分方程式の一般
解は式（21）式（22）によつて与えられる。 ｅ（ｘ、ｔ）＝f1（ｔ−ｘ／ｖ）＋f2（ｔ＋ｘ／ｖ） …（21） ｉ（ｘ、ｔ）＝１／Zc｛f1（ｔ−ｘ／ｖ）−f2（ｔ＋ｘ
／ｖ）｝ …（22） ただし、f1（ｔ−ｘ／ｖ）、f2（ｔ＋ｘ／ｖ）は送電
端、 受電端における境界条件によつて定まる関数であ
る。式（21）、式（22）から次の関係が求まる。 ｉ（ｘ、ｔ）＋１／Zcｅ（ｘ、ｔ）＝２／Zcf1（ｔ−ｘ
／ｖ） …（23） ｉ（ｘ、ｔ）−１／Zcｅ（ｘ、ｔ）＝−２／Zcf2（ｔ＋
ｘ／ｖ） …（24） 今、線路の長さをｌとする。まず式（23）に着
目してみる。たとえば、任意の時刻t0に送電端Ｓ
において式（25）が成りたつ。 ｉ（ｏ、t0）＋１／Zcｅ（ｏ、t0）＝２／Zcf1（t0）…
（25） また任意の時刻t1に受電端において式（26）が
成りたつ。 ｉ（ｌ、t1）＋１／Zcｅ（ｌ、t1）＝２／Zcf1（t1−ｌ
／ｖ） …（26） もし、 t0＝t1−ｌ／ｖ ……（27） なる関係が成りたつならば、式（25）、式（26）
から ｉ（ｏ、t1−ｌ／ｖ）＋１／Zcｅ（ｏ、t1−ｌ／v1）＝
ｉ（ｌ、 t1）＋１／Zcｅ（ｌ、t1） …（28） が導かれる。今ｌ／ｖは送電端、受電端間のサージ 伝搬時間であるから、これをτと置くと ｉ（ｏ、t1−τ）＋１／Zcｅ（ｏ、t1−τ） ＝ｉ（ｌ、t1）＋１／Zcｅ（ｌ、t1）…（29） である。さて、式（29）によれば、電流ｉ、電圧
ｅから導出される量 ｉ（ｘ、ｔ）＋１／Zcｅ（ｘ、ｔ） ……（30） が線路に沿つて送電端から受電端に向けてサージ
伝搬速度ｖで伝搬し、両端での式（30）によつて
表わされる量は不変であるということが云える。
ここで注意すべきことは、式（29）の関係は、線
路の境界条件にかかわらず成り立つているという
点である。この境界条件とは具体的には、この線
路の両端につながつている電源や負荷の状況とい
うことであるから、この線路を保護対象送電線に
置きかえれば、式（30）で表わされる量は、保護
対象送電線の外部の状況によつて変化しない量と
いうことになる。この意味でこの量をダランベー
ルの不変量と呼ぶ。 次に式（24）に着目してみる。たとえば、任意
の時刻t1に受電端において式（31）が成りたつ。 ｉ（ｌ、t1）−１／Zcｅ（ｌ、t1）＝−２／Zcf2（t1＋
ｌ／ｖ） ……（31） また、任意の時刻t2に送電端において式（32）
が成り立つ。 ｉ（ｏ、t2）−１／Zcｅ（ｏ、t2）＝−２／Zcf2（
t2） ……（32） もし、 t2＝t1＋ｌ／ｖ ……（33） なる関係が成りたつならば式（31）、式（32）か
ら ｉ（ｏ、t1＋ｌ／ｖ）−１／Zcｅ（ｏ、t1＋ｌ／ｖ）＝
ｉ（ｌ、 t1）−１／Zcｅ（ｌ、t1） …（34） が導かれる。前と同様にｌ／ｖをτに置きかえて ｉ（ｏ、t1＋τ）−１／Zcｅ（ｏ、t1＋τ） ＝ｉ（ｌ、t1）−１／Zcｅ（ｌ、t1）…（35） となる。式（35）によれば、電流ｉ、電圧ｖから
導かれる量、 ｉ（ｘ、ｔ）−１／Zcｅ（ｘ、ｔ） ……（36） が線路に沿つて受電端から送電端に向けてサージ
伝搬速度ｖで伝搬し、両端での式（36）によつて
表わされる量は不変であるということが云える。
式（35）も線路の境界条件にかかわらず成りたつ
ていることは式（29）の場合と同様であり、した
がつて式（36）で表わされる量もダランベールの
不変量と呼ぶ。ここで、式（30）によつて表わさ
れる量を前進波、式（36）で表わされる量を後進
波と呼んで区別する。 本発明になる保護継電装置は、まさにダランベ
ールの不変量を対象とする差動保護継電装置であ
る。第２図はこの発明の第１の方式及び第２の方
式に共通の装置構成を示すブロツク図で同図中、
１１は保護対象電線、１２は同期信号発生手段、
１３は同期信号伝送手段、１４はサンプリング信
号発生手段、１５は系統情報採取手段、１６はサ
ンプリング手段、１７は系統情報伝送手段、１８
はデータ処理手段である。 以下第２図に沿つて本発明になる保護継電装置
の動作を説明する。同期信号発生手段１２は保護
対象送電線１１の一端（以後Ｓ端と称する）と他
端（以後Ｒ端と称する）との間での同期信号を発
生する。この同期信号はＳ端とＲ端とに遠隔して
設置されている本発明になる保護継電装置の構成
部分の動作時刻の基準を与えるものである。同期
信号発生手段１２からの同期信号は同期信号伝送
手段１３を介してＳ端、Ｒ端に伝送され、各端子
に設置されたサンプリング信号発生手段１４に供
給される。サンプリング信号発生手段１４におい
ては同期信号を基準としてサンプリング信号を発
生する。サンプリング手段１６においては系統情
報採取手段１５によつて保護対象送電線１１から
採取された系統情報を上記サンプリング信号に従
つてサンプリングし、Ｓ端、Ｒ端のデータ処理手
段１８に送る。ただし、Ｓ端からＲ端へのサンプ
ルデータは系統情報伝送手段１７を介して伝送さ
れる。データ処理手段１８はＳ端及びＲ端からの
サンプルデータとしての電流、電圧を処理し保護
対象送電線１１の事故の有無を判定する。 次にこの発明では、前進波の伝搬に着目する第
１の方式と後進波の伝搬に着目する第２の方式と
があるが、それぞれについて保護継電装置におけ
るデータ処理手段１８でのデータ処理内容を順次
説明する。 第１の方式による装置は、任意の時刻tjにおけ
る保護対象送電線１１のＳ端、Ｒ端における電圧
を各々es（tj）eR（tj）、Ｓ端、Ｒ端において該送電
線１１に流入する電流を各々is（tj）、iR（tj）、また
該送電線のサージ伝搬時間をτ、サージインピー
ダンスをZc、Ｋを定数、Ｔを整定値とするとき、 ｜is（tj−τ）＋１／Zces（tj−τ）＋iR（tj） −１／ZceR（tj）｜−Ｋ｛｜is（tj−τ）＋１／Zces （tj−τ）｜・｜iR（tj）−１／ZceR（tj）｜｝＞Ｔ …（37） の関係が成りたつか否かを判定し、上記関係が成
立するとき事故有りと判定する。この動作原理
は、保護対象送電線１１を前述のダランベールの
不変量導出の際と同様に一様な分布定数線路とみ
なし、Ｓ端を送電端、Ｒ端を受電端に対応させ
て、ダランベールの不変量のうち式（30）に記載
の前進波に着目して、これを対象として差動保護
を行なうものである。即ち、保護対象送電線１１
の内部に事故がなければ式（29）から任意の時刻
tjにおいて式（38）が成りたつ。 is（tj−τ）＋１／Zces（tj−τ） ＝−iR（tj）＋１／ZceR（tj） …（38） ただし、式（38）においては電流iRの向きに注
意されたい。ここで電流IRは流入方向を正、すな
わち第１図と逆向きを正方向とする。したがつて
保護対象送電線１１の健全時には、 ｜is（tj−τ）＋１／Zces（tj−τ）＋iR（tj） −１／ZceR（tj）｜＝０ …（39） 内部事故時には ｜is（tj−τ）＋１／Zces（tj−τ）＋iR（tj） −１／ZceR（tj）｜＞０ …（40） となり、この性質を利用して事故判定を行なうこ
とができる。この意味で式（39）または式（40）
の左辺を動作力と呼ぶことにする。 さて、実際のハードウエア構成においては、該
送電線健全時でも式（39）が成立するとは限らな
い。これは、電流、電圧の測定値誤差や、サージ
伝搬時間τ、サージインピーダンスZcに含まれ
る誤差に起因する。これらの誤差は、分類してみ
ると前進波の大きさにかかわらず一定の誤差と、
前進波の大きさに伴つて増大する誤差に分けるこ
とができる。 本発明になる保護継電装置の第１の方式は判定
式として次式（41）を採用し、上記２種類の誤差
に対処している。 ｜is（tj−τ）＋１／Zces（tj−τ）＋iR（tj） −１／ZceR（tj）｜−Ｋ｛｜is（tj−τ）＋１／Zces （tj−τ）｜・｜iR（tj）−１／ZceR（tj）｜｝＞Ｔ ……（41） 即ち、式（41）においては、上記２種類の誤差
のうち、前者に対しては不感帯幅としての整定値
Ｔが設けられており、後者に対しては、前進波の
大きさに伴つて増大する抑制項が設けられてい
る。ところで、進行波理論に基づく継電器におい
ては、原理的的には従来のような充電々流による
位相ずれを生じて誤差がでることはなく、本質的
には従来の如く抑制項を設ける必要がないが、従
来とは異なつた問題、即ち送電系統のサージ伝搬
時間Ｔを完全に一致させなければならないという
問題がある。本発明はこの点に着目してなされて
いるもので、この伝搬時間Ｔによる誤差を補償す
るための抑制項を前述の如く判定式に具体的に設
けたことを特徴としている。第３図は動作力に含
まれる上記２種類の誤差とＳ端又はＲ端における
前進波の大きさとの関係、及び式（41）の動作域
を示す図で、同図中X1はＳ端又はＲ端における
前進波の大きさ、Y1は動作力の大きさ、５１は
前進波の大きさにかかわらず一定の誤差、５２は
前進波の大きさに伴つて増大する誤差、斜線の領
域５３は式（41）の動作域を示す。 以上の様に式（41）に基づく第１の方式は、定
常的な誤差に充分対処できるものであるが、さら
に情報伝送時のデータ誤り等の間欠的な誤差に対
処するため、第１の方式をさらに発展させて、一
連の相異なる時刻t1、t2……tmにおいて式（41）
による判定を全部でｍ（ｍは整数）回行ない、そ
のうちｎ（ｎはｍ以下の整数）回以上式（41）が
成りたつとき、はじめて保護対象送電線１１に内
部事故有りと判定することにすれば、さらに高信
頼度の事故判定を行なうことができる。 第２の方式の装置は、任意の時刻tjに保護対象
送電線１１のＳ端、Ｒ端における電圧を各々es
（tj）、eR（tj）、Ｓ端、Ｒ端において該送電線１１
に流入する電流を各々is（tj）、iR（tj）、また該送電
線のサージ伝搬時間をτ、サージインピーダンス
をZc、Ｋを定数、Ｔを整定値とするとき、 ｜is（tj＋τ）−１／Zces（tj＋τ）＋iR（tj） ＋１／ZceR（tj）｜−Ｋ｛｜is（tj＋τ）−１／ZcZc （tj＋τ）｜・｜iR（tj）＋１／ZceR（tj）｜｝＞Ｔ ……（42） の関係が成りたつか否かを判定し、上記関係が成
立するとき事故有りと判定する。その動作原理
は、保護対象送電線１１を、前述のダランベール
の不変量導出の際と同様に一様な分布定数線路と
みなしＳ端を送電端、Ｒ端を受電端に対応させ
て、ダランベールの不変量のうち式（36）に記載
の後進波に着目して、これを対象として差動保護
を行なうものである。即ち、保護対象送電線１１
の内部に事故がなければ式（35）から任意の時刻
tjにおいて式（43）が成りたつ。 is（tj＋τ）−１／Zces（tj＋τ） ＝−iR（tj）−１／ZceR（tj） …（43） したがつて、保護対象送電線１１の健全時には ｜is（tj＋τ）−１／Zces（tj＋τ）＋iR（tj） ＋１／ZceR（tj）｜＝０ …（44） 内部の事故時には ｜is（tj＋τ）−１／Zces（tj＋τ）＋iR（tj） ＋１／ZceR（tj）｜＞０…（45） となり、この性質を利用して事故判定を行なうこ
とができる。この意味で式（44）または式（45）
の左辺を動作力と呼ぶことにする。 さて、実際のハードウエア構成においては、該
送電線健全時でも式（44）が成りたたないことが
ある。これは上記第１の方式の場合と同様に、電
流、電圧測定値誤差や、サージ伝搬時間τ、サー
ジインピーダンスZcに含まれる誤差に起因する
もので、これらを分類すると、後進波の大きさに
かかわらず一定の誤差と後進波の大きさに伴つて
増大する誤差に分けることができる。 本発明になる保護継電装置の第２の方式は判定
式として式（46）を採用し、上記２種類の誤差に
対処している。 ｜is（tj＋τ）−１／Zces（tj＋τ）＋iR（tj） ＋１／ZceR（tj）｜−Ｋ｛｜is（tj＋τ）−１／Zces （tj＋τ）｜・｜iR（tj）＋１／ZceR（tj）｜｝＞Ｔ ……（46） 即ち、式（46）においては、上記２種類の誤差
のうち前者に対しては不感帯幅としての整数値Ｔ
が設けられており、後者に対しては、後進波の大
きさに伴つて増大する抑制項が設けられている。 なお、ここでの抑制項は前述の前進波の場合と
同様にサージ伝搬時間τによる誤差を補償するた
め判定式中に具体的に設けたことを特徴としてい
る。 第４図は動作力に含まれる上記２種類の誤差と
Ｓ端またはＲ端における後進波の大きさとの関
係、及び式（46）の作動域を示す図で、同図中
X2はＳ端又はＲ端における後進波の大きさ、Y2
は動作力の大きさ、６１は後進波の大きさにかか
わらず一定の誤差、６２は後進波の大きさに伴つ
て増大する誤差、斜線の領域６３は式（46）の動
作域を示す。 以上の様に式（46）に基づく第２の方式は定常
的な誤差に充分対処できるものであるが、さらに
情報伝送時のデータ誤り等の間欠的な誤差に対処
するため、第２の方式をさらに発展させて、一連
の相異なる時刻t1t2……tmにおいて式（46）によ
る判定を全部でｍ回行ない、そのうちｎ（ｎはｍ
以下の整数）回以上式（46）が成りたつとき、は
じめて保護対象送電線１１に内部事故有りと判定
することによれば、より高信頼度の事故判定を行
なうことができる。 第５図は第１の方式による保護継電装置のデー
タ処理手段の一実施例である。この例では、メモ
リ回路１０１，１０２，１０３，１０４は各々Ｓ
端の電流、電圧情報、Ｒ端の電流、電圧情報を一
時記憶し、たとえば時刻tjについてはis（tj−τ）、
es（tj−τ）、iR（tj）、eR（tj）が出揃つた時点で一
勢にこれらを出力し、次段回路に供給する。es
（tj−τ）は乗算回路１０５で１／Zc倍されたあ
と、加算回路１０７に供給される。加算回路１０
７はメモリ回路１０１の出力と乗算回路１０５の
出力を加算し、Ｓ端の時刻（tj−τ）における前
進波を出力する。またeR（tj）は乗算回路１０６
で１／Zc倍されたあと減算回路１０８に供給さ
れる。減算回路１０８はメモリ回路１０３の出力
から乗算回路１０６の出力を減算し、Ｒ端の時刻
tjにおける前進波を出力する。加算回路１０７、
減算回路１０８の出力は加算回路１０９で加算さ
れ、絶対値演算回路１１０で絶対値化される。絶
対値演算回路１１０の出力は動作力である。一方
絶対値演算回路１１１，１１２は、各々加算回路
１０７、減算回路１０８の出力を絶対値化し乗算
回路１１３に供給する。乗算回路１１３の出力は
定数倍回路１１４でＫ倍され抑制力となる。乗算
回路１１５は絶対値演算回路１１０の出力（動作
力）から定数倍回路１１４の出力（抑制力）を減
算し、比較回路１１６に出力する。比較回路１１
６はこの出力と整定値Ｔを比較し、判定結果とし
て、減算回路１１５の出力がＴより大なるとき
は、たとえば、正の論理信号を、小なるときは負
の論理信号を出力する。計数回路１１８は最新の
判定結果とメモリ回路１１７に記憶されている１
回及至（ｍ−１）回前の判定結果とからなるｍ個
の判定結果に対応する一連の論理信号のうち正論
理信号を計数し、ｎ個以上計数したときは、事故
有りとしてこれに対応する信号を出力するもので
ある。 第６図は第２の方式による保護継電装置のデー
タ処理手段の一実施例である。この例では、メモ
リ回路２０１，２０２，２０３，２０４は各々Ｓ
端の電流、電圧情報、Ｒ端の電流、電圧情報を一
時記憶し、たとえば時刻tjについてはis（tj＋τ）、
es（tj＋τ）、iR（tj）、eR（tj）が出揃つた時点で一
勢にこれらを出力し、次段回路に供給する。es
（tj＋τ）は乗算回路２０５で１／Zc倍されたあ
と、減算回路２０７に供給される。減算回路２０
７はメモリ回路２０１の出力から乗算回路２０５
の出力を減算し、Ｓ端の時刻（tj＋τ）における
後進波を出力する。またeR（tj）は乗算回路２０
６で１／Zc倍されたあと加算回路２０８に供給
される。加算回路２０８はメモリ回路２０３の出
力と乗算回路２０６の出力を加算し、Ｒ端の時刻
tjにおける後進波を出力する。減算回路２０７、
加算回路２０８の出力は加算回路２０９で加算さ
れ、絶対値演算回路２１０で絶対値化される。絶
対値演算回路２１０の出力は動作力である。一
方、絶対値演算回路２１１，２１２は、各々減算
回路２０７、加算回路２０８の出力を絶対値化
し、乗算回路２１３に供給する。乗算回路１１３
の出力は定数倍回路２１４でＫ倍され抑制力とな
る。減算回路２１５は絶対値演算回路２１０の出
力（動作力）から定数倍回路２１４の出力（抑制
力）を減算し、比較回路２１６に出力する。比較
回路２１６はこの出力と整定値Ｔを比較し、判定
結果として、減算回路２１５の出力がＴより大な
るときは、たとえば、正の論理信号を、小なると
きは負の論理信号を出力する。計数回路２１８は
最新の判定結果とメモリ回路２１７に記憶されて
いる１回及至ｍ−１回前の判定結果とからなるｍ
個の判定結果に対応する一連の論理信号のうち正
論理信号を計数し、ｎ個以上計数したときは事故
有りとしてこれに対応する信号を出力するもので
ある。 なお、第５図第６図の実施例において、各々計
数回路１１８，２１８はｍ個の判定結果に対応す
る一連の論理信号のうち正論理信号を計数する
際、単にｎ回でなく、連続してｎ回以上計数した
とき事故有りとすれば、さらに誤動作防止の方向
に向うことは云うまでもない。また第５図、第６
図の実施例において演算順序を入れかえても、
各々式（41）、式（46）を実現するものであれば
よく、更に電子計算機、マイクロコンピユータを
用いて第５図、第６図の実施例と同様の演算処理
をデイジタル的に行ない得ることは勿論である。 また、第１の方式と第２の方式は本質的には同
一である。何故なら、式（41）と式（46）を比較
すると、添字ＲとＳとを交換するとともに時刻を
τだけずらすと両式は同一となるからである。そ
れは、前進波と後進波の区別は方向のとり方如何
によるからである。 以上説明した如く、本発明になる保護継電装置
はダランベールの不変量を対象とする差動保護を
行なうものであるから、これを長距離送電線やケ
ーブル系統の保護に適用すれば、従来の電流差動
保護継電装置にみられる充電電流に関する欠点を
完全に克服することができ、迅速、確実な送電線
保護が可能となり、したがつてその効果は多大で
ある。
第１図は分布定数線路としての２端子送電線の
定常状態での様子を説明する説明図、第２図は本
発明になる保護継電装置の構成を示すブロツク
図、第３図はこの発明の第１の方式による保護継
電装置の判定式の動作域と、その動作力に含まれ
る誤差と前進波との関係を示す図、第４図はこの
発明の第２の方式による保護継電装置の判定式の
動作域とその動作力に含まれる誤差と後進波との
関係を示す図、第５図は第１の方式による保護継
電装置のデータ処理手段の一実施例を示す図、第
６図は第２の方式による保護継電装置のデータ処
理手段の一実施例を示す図であり、図において１
は単位長当りの分布インダクタンスL0（Ｈ／ｍ）
単位長当りの分布キヤパシタンスC0（Ｆ／ｍ）を
持つ長さｌの分布定数線路、２は角周波数ω1の
電源、３は電源の内部インピーダンスZ〓s、４は負
荷インピーダンスZ〓R、１１は保護対象送電線、１
２は同期信号発生手段、１３は同期信号伝送手
段、１４はサンプリング信号発生手段、１５は系
統情報採取手段、１６はサンプリング手段、１７
は系統情報伝送手段、１８はデータ処理手段、
X1は保護対象送電線の一端（Ｓ端）又は他端
（Ｒ端）における前進波の大きさ、Y1は動作力の
大きさ、５１は前進波の大きさにかかわらず一定
の誤差、５２は前進波の大きさに伴つて増大する
誤差、斜線の領域５３は第１の方式による保護継
電装置の判定式の動作域、X2は保護対象送電線
の一端（Ｓ端）又は他端（Ｒ端）における後進波
の大きさ、Y2は動作力の大きさ、６１は後進波
の大きさにかかわらず一定の誤差、６２は後進波
の大きさに伴つて増大する誤差、斜線の領域６３
は第２の方式による保護継電装置の判定式の動作
域、１０１，１０２，１０３，１０４はメモリ回
路、１０５，１０６は乗算回路、１０７は加算回
路、１０８は減算回路、１０９は加算回路、１１
０，１１１，１１２は絶対値演算回路、１１３は
乗算回路、１１４は定数倍回路、１１５は減算回
路、１１６は比較回路、１１７はメモリ回路、１
１８は計数回路、２０１，２０２，２０３，２０
４はメモリ回路、２０５，２０６は乗算回路、２
０７は減算回路、２０８は加算回路、２０９は加
算回路、２１０，２１１，２１２は絶対値演算回
路、２１３は乗算回路、２１４は定数倍回路、２
１５は減算回路、２１６は比較回路、２１７はメ
モリ回路、２１８は計数回路である。
定常状態での様子を説明する説明図、第２図は本
発明になる保護継電装置の構成を示すブロツク
図、第３図はこの発明の第１の方式による保護継
電装置の判定式の動作域と、その動作力に含まれ
る誤差と前進波との関係を示す図、第４図はこの
発明の第２の方式による保護継電装置の判定式の
動作域とその動作力に含まれる誤差と後進波との
関係を示す図、第５図は第１の方式による保護継
電装置のデータ処理手段の一実施例を示す図、第
６図は第２の方式による保護継電装置のデータ処
理手段の一実施例を示す図であり、図において１
は単位長当りの分布インダクタンスL0（Ｈ／ｍ）
単位長当りの分布キヤパシタンスC0（Ｆ／ｍ）を
持つ長さｌの分布定数線路、２は角周波数ω1の
電源、３は電源の内部インピーダンスZ〓s、４は負
荷インピーダンスZ〓R、１１は保護対象送電線、１
２は同期信号発生手段、１３は同期信号伝送手
段、１４はサンプリング信号発生手段、１５は系
統情報採取手段、１６はサンプリング手段、１７
は系統情報伝送手段、１８はデータ処理手段、
X1は保護対象送電線の一端（Ｓ端）又は他端
（Ｒ端）における前進波の大きさ、Y1は動作力の
大きさ、５１は前進波の大きさにかかわらず一定
の誤差、５２は前進波の大きさに伴つて増大する
誤差、斜線の領域５３は第１の方式による保護継
電装置の判定式の動作域、X2は保護対象送電線
の一端（Ｓ端）又は他端（Ｒ端）における後進波
の大きさ、Y2は動作力の大きさ、６１は後進波
の大きさにかかわらず一定の誤差、６２は後進波
の大きさに伴つて増大する誤差、斜線の領域６３
は第２の方式による保護継電装置の判定式の動作
域、１０１，１０２，１０３，１０４はメモリ回
路、１０５，１０６は乗算回路、１０７は加算回
路、１０８は減算回路、１０９は加算回路、１１
０，１１１，１１２は絶対値演算回路、１１３は
乗算回路、１１４は定数倍回路、１１５は減算回
路、１１６は比較回路、１１７はメモリ回路、１
１８は計数回路、２０１，２０２，２０３，２０
４はメモリ回路、２０５，２０６は乗算回路、２
０７は減算回路、２０８は加算回路、２０９は加
算回路、２１０，２１１，２１２は絶対値演算回
路、２１３は乗算回路、２１４は定数倍回路、２
１５は減算回路、２１６は比較回路、２１７はメ
モリ回路、２１８は計数回路である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 送電系統の一端Ｓと他端Ｒにおいて同期して
系統情報をサンプリングし、該サンプリングされ
た系統情報を互いに相手端に伝送し、各端におい
て自端と相手端の系統情報を比較して事故の有無
を判定する保護継電装置において、時刻ｔにおけ
る各端Ｓ、Ｒの上記送電系統の電圧をes（ｔ）、eR
（ｔ）、電流をis（ｔ）、iR（ｔ）上記送電系統のサー
ジ伝搬時間をτ、サージインピーダンスをZc、
Ｋを定数、Ｔを整定値とするとき、任意の時刻tj
において ｜is（tj−τ）＋１／Zces（tj−τ）＋iR（tj）− １／ZceR（tj）｜−Ｋ｛｜is（tj−τ）＋１／Zces（
tj −τ）｜・｜iR（tj）−１／ZceR（tj）｜｝＞Ｔ なる関係が成立するか否かを判定し、上記関係が
成立するとき事故ありと判断するようにしたこと
を特徴とする保護継電装置。 ２ 送電系統の一端Ｓと他端Ｒにおいて同期して
系統情報をサンプリングし、該サンプリングされ
た系統情報を互いに相手端に伝送し、各端におい
て自端と相手端の系統情報を比較して事故の有無
を判定する保護継電装置において、時刻ｔにおけ
る各端Ｓ、Ｒの上記送電系統の電圧をes（ｔ）、eR
（ｔ）、電流をis（ｔ）、iR（ｔ）上記送電系統のサー
ジ伝搬時間をτ、サージインピーダンスをZc、
Ｋを定数、Ｔを整定値とするとき、ｍを１以上の
整数、ｎを１以上ｍ以下の整数、ｊを整数として
相異なるｍ個の一連の時刻t1、t2…tmのすべてに
ついて、そのｊ番目の時刻tjにおいて ｜is（tj−τ）＋１／Zces（tj−τ）＋iR（tj）− １／ZceR（tj）｜−Ｋ｛｜is（tj−τ）＋１／Zces（
tj −τ）｜・｜iR（tj）−１／ZceR（tj）｜｝＞Ｔ なる関係が成立するか否かを判定し、ｍ回の判定
のうちｎ回以上上記関係が成立するとき事故あり
と判断するようにしたことを特徴とする保護継電
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8441777A JPS5419141A (en) | 1977-07-14 | 1977-07-14 | Protective relay |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8441777A JPS5419141A (en) | 1977-07-14 | 1977-07-14 | Protective relay |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5419141A JPS5419141A (en) | 1979-02-13 |
| JPS6318314B2 true JPS6318314B2 (ja) | 1988-04-18 |
Family
ID=13830001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8441777A Granted JPS5419141A (en) | 1977-07-14 | 1977-07-14 | Protective relay |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5419141A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53146150A (en) * | 1977-05-25 | 1978-12-19 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Carrier protective relaying system |
-
1977
- 1977-07-14 JP JP8441777A patent/JPS5419141A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5419141A (en) | 1979-02-13 |
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