CN101355248B - 继电保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的继电保护装置，其使用逆相方向继电器或者零相方向继电器，这样既便在系统浪涌过程中也可以正确地判断故障方向。而且，利用载波信号当保护区间的两端被判断为只发生了内部故障时便将断路器跳闸。因此，即使在系统浪涌中发生故障，也可以面对内部故障将断路器跳闸。

Description

继电保护装置 
技术领域
本发明涉及一种继电保护装置，当系统振荡中发生故障时即可以去除故障的发生点又可以对系统进行保护。 
背景技术
参照图17介绍传统的继电保护装置。 
图17表示电力系统在正常的负载状态下的因功率流量引起的测距阻抗Z的存在域(负载区域)与故障方向检测元件(姆欧特性、欧姆特性)之间的关系图。在像这种健全的负载状态中，功率流量的测距阻抗的存在区域(负载范围)多处在远离故障方向检测要素(姆欧特性、欧姆特性)工作区域的位置。因此，姆欧继电器、封闭式(blinder)继电器可以不进行不必要的故障检测的。 
但是，电力系统的功率流量增大时，测距阻抗便会接近故障方向检测元件的工作区域。因此，在电力系统产生振荡时，进入故障方向检测元件的工作区域，尽管不是故障继电器不需要工作，但也有可能使断路器跳闸。 
因此，一般情况下，当电力系统发生振荡时便检测该振荡现象，并将含有故障方向检测元素的远距离继电器的输出动作锁定。 
有关系统振荡的检测方法在电气协同研究第37卷1号P65中有记载。因此，系统振荡时的检测就是，将阻抗轨迹的推移，作为与动作区域不同的方向检测元件的姆欧继电器与偏置姆欧继电器的工作时间差，或者2个封闭式继电器的工作时间差而进行捕捉的。图18表示通过姆欧继电器11-2与偏置姆欧继电器11-1的工作时间差，来检测系统振荡时的阻抗特性。在因系统振荡使阻抗Z的轨迹沿箭头2的方向移动时，在t1中偏置姆欧继电器11-1工作，在t2中姆欧 继电器11-2工作。当t2-t1的时间位于稳定值之上时，便判别系统为振荡(为失步)，并将远距离继电器的工作进行闭锁。此外，为防止解扣失锁，锁定的解除应在阻抗Z的轨迹达到偏置姆欧继电器11-1的工作区域以外以后，经过一定时间之后进行。图19表示系统振荡检测继电器11(PSB)的一例。 
图19中，11-1是偏置姆欧继电器，11-2是姆欧继电器，11-3是“非”电路，11-4是“与”电路。“与”电路11-4以偏置姆欧继电器11-1的工作及姆欧继电器11-2不工作为工作条件而成立。11-5是接通时间迟延继电器(TDE)。该接通时间迟延继电器(TDE)11-5在“与”电路11-4的输出[1]在持续时间T20以上时将输出[1]输出。 
也就是说，当系统振荡检测继电器11(PSB)在系统阻抗Z从进入偏置姆欧继电器11-1的工作区域以后到进入姆欧继电11-2的工作区域为止的时间t2-t1如果比接通时间迟延继电器(TDE)11-5的稳定时间T20要长时，便判定电力系统内发生了振荡，并从该接通时间迟延继电器11-5输出系统振荡检测信号[1]。 
此外，在由接通时间迟延继电器11-5检测出系统振荡时，便由断开时间迟延继电器11-6让系统振荡检测信号[1]持续T21个时间。 
所谓PSB输出就是系统振荡检测信号的意思。 
过去，当系统振荡检测继电器11一旦检测出系统的振荡，便将远距离继电器的工作输出进行闭锁，其后，即使当送电线的保护区间内发生了故障，也可以持续地使远距离继电器的工作输出保持在锁定(保持前值)状态。由于具有上述的基本结构，因此便意味着在传统的继电器保护装置里，对于在系统振荡中的保护区间内发生的故障，会产生错误的不工作的情况。 
此外，系统的振荡是一种3相平衡状态中的现象。当由于该系统振荡过程中发生故障，而使送电电线继电保护装置开始工作并进行处 理时，可以采用根据故障发生而产生的零相电流、逆相电流的电平，以对继电保护装置的工作输出的锁定进行解除的方式。但是，在该方式中并未考虑故障方向的选择性(电气合作研究第37卷1号P66)。 
因此，由保护区域的外部故障、或单相再闭路中的缺相状态的不平衡成分而产生零相序电流、逆相位电流，因此则有可能会使继电器保护装置进行不需要工作。 
在方向比较远距离继电器的方向判别元件方面，提供了一种在故障前后将采用难于受到相位变化影响的故障相和用于故障相以外电量的2重极性电压为基准量(例如，参阅特许第1539817号)。 
另一方向，对于最近几年所产生的系统振荡之中发生的保护区域的故障而言，在用户中存在着希望能够尽快地将故障除掉的需求。 
不过，在系统振荡中存在着难以利用上述极性量的方向判别元件对故障进行判别的问题。这是由于因振荡现象的存在使系统电压及电流的大小、相位发生滑移变化，在方向判别方面需要以必要的极性量作为定值但却出现不稳定现象，所以无法准确地进行方向判别的缘故。 
图20是作为系统振荡的最明显的例子，它表示失步时电压、电压的矢量图。从图20的矢量图可知，以A相的电压为基准，其电流矢量是不断变化的。图20A中电压与电流的关系，大体上接近接收功率流量状态，在图20B中接近故障发生时的关系，在图20C中接近发送功率流量的关系，像这种伴随相位变化的电量并不适合于极性量。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种在系统振荡过程中发生故障时，即可准确地除掉故障发生点而可以保护电力系统的继电保护装置。 
一种继电保护装置，其具有：振荡检测装置，依据电力系统的电量检测电力系统的振荡并进行继电工作；电流变化部分检测继电器，当电力系统电流变化部分是在灵敏度稳定值以上时便进行继电工作； 正相方向继电器，利用电力系统的2重极性电量而在保护对象相对置的端子间有系统故障时便进行继电工作；不平衡故障检测装置，当从电力系统输入的电压和电流的逆相电量是在灵敏度稳定值以上时便进行继电工作；载波传送装置，在保护对象的相对置的端子间接收和发送断路器跳闸容许信号；电路装置，在前述不平衡故障检测装置未进行继电工作的状态下、前述振荡检测装置及前述电流变化部分检测继电器及前述正相方向继电器进行了继电工作时，由前述载波传送装置从前述相对置的端子间的一端子侧向另外一端子侧发送断路器跳闸容许信号，并且在一端子侧接收到来自另外一端子侧的断路器跳闸容许信号时，向一端子侧的断路器输出跳闸指令。 
所述的继电保护装置，其还设有检测最近端的平衡故障并进行继电工作的最近端平衡故障检测装置；前述电路装置在前述不平衡故障检测装置不进行继电工作的状态下，前述振荡检测装置及前述电流变化部分检测继电器进行继电工作，且前述正相方向继电器或者前述最近端平衡故障检测装置进行继电工作时，由前述载波传送装置从前述相对置的端子间的一端子侧向另外一端子侧发送断路器跳闸容许信号、并且在一端子侧接收到来自另一端子侧的断路器跳闸容许信号时，向一端子侧的断路器输出跳闸指令。 
一种继电保护装置，其具有：振荡检测装置，依据电力系统的电量检测电力系统的振荡并工作；电流变化部分检测继电器，在电力系统电流的变化部分是在灵敏度稳定值以上时进行工作；检测最近端的平衡故障并进行继电工作的最近端平衡故障检测装置；不平衡故障检测装置，当从电力系统输入的电压和电流的逆相电量是在灵敏度稳定值以上时便进行继电工作；载波传送装置，在保护对象的相对置的端子间接收、发送断路器跳闸容许信号；电路装置，在前述不平衡故障检测装置处于没有进行继电工作的状态下、而在前述振荡检测装置及前述电流变化部分检测继电器及前述最近端平衡故障检测装置进行 了继电工作时，由前述载波传送装置从前述相对置的端子间的一个端子侧向另一端侧发送断路器跳闸容许信号，并且在一端子侧接收到来自另一端子侧的断路器跳闸容许信号时，向一端子侧的断路器输出跳闸指令。 
一种继电保护装置，设有：依据电力系统的电量检测电力系统振荡并进行继电工作的振荡检测装置；依据从电力系统输入的零相电量判别系统故障的方向，在保护对象的相对置的端子之间的系统发生故障时进行继电工作的零相前方故障判别装置；在保护对象相对置的端子之间发送和接收断路器跳闸容许信号的载波传送装置；当前述振荡检测装置及前述零相前方故障判别装置进行继电工作时，由前述载波传送装置在从前述相对置的端子之间的一端子侧向另一端子侧发送断路器跳闸容许信号的同时，从另外一端子侧向一端子侧接收断路器跳闸容许信号时、向一端子侧的断路器输出跳闸指令的电路装置。 
一种继电保护装置，设有：依据电力系统的电量检测电力系统的振荡进行继电工作的振荡检测装置；依据从电力系统所输入的零相电量判别电力系统故障方向，在保护对象相邻端子之间当发生系统故障时、进行继电工作的零相前方故障判别装置；当电力系统的电量与灵敏度稳定值处于预定关系时便进行继电工作的故障检测装置；在保护对象的相邻端子之间发送和接收断路器跳闸容许信号的载波传送装置；当前述振荡检测装置、前述零相前方故障判别装置、前述故障检测装置进行继电工作时，由前述载波传送装置从前述相对置的端子之间的一个端子侧向另一端子侧发送断路器跳闸容许信号，并从另一端子侧向一端子侧接收断路器跳闸容许信号时、向一端侧的断路器输出断路指令的电路装置。 
根据本发明的第1状态所提供的继电保护装置，是使用即使在系统振荡中也可以正确的判别故障方向的逆相方向继电器，仅当使用载波信号在保护区间两端判别内部故障时，断路器跳闸。因此，即使系 统在振荡中发生故障，也可以相对内部故障将断路器跳闸。 
本发明其他的目的及优点，将在说明书以下部分中进行说明，其中一部分是显而易见的，或者可以从本发明的实施例中获得。而本发明的目的及优点可以通过下述特别指出的方法及结构获得。 
附图说明
图1为继电保护装置概念图。 
图2为第1实施例的继电保护装置的结构图。 
图3为将图2的结构被分为3相的示意图。 
图4为第2实施例的继电保护装置的结构图。 
图5为第3实施例的继电保护装置的结构图。 
图6为第4实施例的继电保护装置的结构图。 
图7为第5实施例的继电保护装置的结构图。 
图8为第6实施例的继电保护装置的结构图。 
图9为第7实施例的继电保护装置的结构图。 
图10为第8实施例的继电保护装置的结构图。 
图11为第9实施例的继电保护装置的结构图。 
图12为第10实施例的继电保护装置的结构图。 
图13为第11实施例的继电保护装置的结构图。 
图14为第12实施例的继电保护装置的结构图。 
图15为第13实施例的继电保护装置的结构图。 
图16为第14实施例的继电保护装置的结构图。 
图17表示说明传统技术用的负载阻抗范围的示意图。 
图18表示说明传统技术时用的1线接地时短路阻抗存在时的示意图。 
图19为振荡检测继电器应用例的结构图。 
图20A～图20C表示系统振荡时时的电压与电流的矢量相经的关系图。 
图21为无需对故障机进行选择进第1实施例的继电保护装置的结构图。 
图22为无需对故障相进行选择时第7实施例的继电保护装置的结构图。 
发明的实施方式 
下面，参照附图介绍本发明的实施例。 
第1实施例 
参照图1及图2介绍第1实施例。 
首先在图1中，TL是作为连接电力系统的A端子与B端子间的保护对象的送电线。在A端子、B端子上分别设置着通过电流变压器CT和电压变压器对电流(I)、电压(II)进行提取以进行保护运算的继电保护装置Ry-A和Ry-B。 
由于这两个继电保护装置Ry-A、Ry-B的结构相同，所以以继电保护装置Ry-A为代表介绍一下它们的内部结构。 
图2是图1中的继电保护装置Ry-A的详细结构图。 
1是主保护用的远距离继电器。该远距离继电器1依据从端子A提取的电压和电流进行测距运算，如果所求得的测距阻抗值，位于稳定阻抗值以下，且位于送电线TL的内部方向时就工作。 
2是由该远距离继电器1将断路器的跳闸锁定的跳闸阻止电路。该电路2是由将后述的振荡检测继电器11的工作输出信号进行反相后输出的“非”电路2-2、以及输入该“非”电路2-2的输出信号和前述远距离继电器1工作输出信号的“与”电路2-1所构成。 
11是振荡检测继电器，它与由图19所表示的振荡检测继电器一样。该振荡检测器11用PSB(Power Swing Bock)作为简称，在检测出系统振荡(振荡)时输出信号[1]。 
12是电流变化部分(量)检测继电器(图中简记为DI)。该电流变化部分检测继电器12的工作判别方式有多种形式。例如当设某时 间点所求的电流瞬时值为Im，设2个循环前的电流瞬时值为Im-2时，便将其差的有效值作为电流变化部分(量)求得，即ΔIm＝Im-Im-2。当电流变化部分检测继电器12，在该电流变化部分ΔIm超过灵敏度稳定值(调整值)时便工作，并输出信号[1]。 
接着，叙述一下确定该电流变化部分检测继电器12的灵敏度稳定值的方法。在系统振荡时因系统频率的偏差而产生的电流变化部分ΔIm和系统故障时产生的电流变化部分ΔIm中，一般来说在系统发生故障时，后者的电流变化部分ΔIm较大。因此，作为灵敏度稳定值也比系统振荡时的ΔIm要大，而且，最适合的值应取假设系统发生故障时的ΔIm以下的值。 
像这样通过使动态灵敏度稳定(调整)，在系统发生振荡时不会有不需要的协动，便可以获得仅在系统发生故障时工作的电流变化部分检测继电器12。 
此外，该电流变化部分检测继电器12，一般只在故障相时工作，所以可用于故障相的选择。有关故障相的选择将在图3的电路例时说明。 
13是逆相方向继电器前方判别元件(下面简称为逆相方向继电器13)，它采用逆相分量判断故障方向是否为保护方向(前方方向)。这里由于是发现前方故障的继电器，所以简记为I2-D(F)。有关该逆相方向继电器13的情况在电气共同研究第37卷1号P54等中有述，详细情况将不再多述。 
14是“与”电路(图中简记为&)。该“与”电路14，将前述振荡检测继电器11、电流变化部分继电器12、逆相方向继电器13的各输出信号进行输入，在系统振荡中(PSB工作中)，只在发生系统故障(DI动作)，且由本方端子将该系统故障判别(I2-D(F)动作)为前方方向时“与”条件成立。 
由于该“与”电路14的“与”条件成立，便从发送装置15向对 方端子B发送断路器跳闸容许信号15-S。16是接收装置，当它一接收到来自对方端子B的断路器跳闸容许信号16-R，便输出信号[1]。此外，由前述发送装置15及接收装置16构成载波传送装置。 
17是“与”电路(图中简记为&)。“与”电路17，在从前述接收装置16、“与”电路14分别输出信号[1]的状态下，也就是说，以在接收来自对方端子B的断路器跳闸(跳闸)容许信号16-R过程中，及由逆相方向继电器13判断为是来自本方端子A的前方方向故障等作为条件，向本方端子断路器CB-A输出跳闸指令18。 
3是检测前述跳闸(断路)阻止电路2的输出信号和“与”电路17的输出信号的“或”条件的“或”电路，当有任意一方的信号输入时便输出信号[1]。也就是说，即使在远距离继电器1的输出被阻止的状态下产生“与”电路17的输出，也可以输出跳闸(断路)指令18。此外，对方端子B的继电器保护装置Ry-B的动作也是一样。还有，在本第1实施例中，将各继电器1、11、12、13的输出用逻辑电路(“与”电路、“或”电路、“非”电路等)相结合的电路部分，为方便起见叫做时序电路4。 
以上，就代表相作了说明，被分成3相(A相、B相、C相)的情况如图3所示。在图3中基本上使用与图2相同的符号，不同的内容附以-A、-B、-C组成的字符进行区别。此外，由于振荡检测继电器11、逆相方向继电器13、断路器跳闸容许信号15-S的发送及断路器跳闸容许信号16-R的接收等均不受相的影响，所以对于各相均通用。如果将远距离继电器1和断路阻止电路2的各相进行描述的话，由于图面复杂，所以只按1相进行描述。 
在图3里，19是“或”电路(图中简记为≥)，作为面向从各相的“与”电路14-A～14-C输出的对方端子B的断路器跳闸容许信号15-S的“或”条件。该“或”电路19，如果从任意1相发送输出断路器跳闸容许信号15-S的话，即向对方端子B发送断路器跳闸 容许信号15-S。 
在接收来自对方端子B的断路器跳闸容许信号16-R过程中，当振荡检测继电器11、逆相方向继电器13工作时，将与电流变化部分检测继电器12-A～12-C各工作相对应的断路器跳闸指令(18-A、18-B、18-C)经“与”电路17-A～17-C、“或”电路3-A～3-C输出。 
正像上面所述的一样，依据第1实施例，在系统振荡中(PSB正在输出信号[1]时)，当主保护用的远距离继电器1工作时，由跳闸阻止电路2阻止来自主保护的跳闸。另一方面，“与”电路17-A、17-B、17-C，采用了逆相位方向继电器13工作，并以在两端子A、B中发送接收断路器跳闸容许信号15-S、16-R作为条件输出断路器跳闸指令18的结构。这样，当系统振荡中发生故障时即使远距离继电器1阻止断路器的跳闸，也可以准确地除去保护方向的故障点。 
另外，在该第1实施例中，当不需要选择判别故障相时，也就不需要电流变化部分检测继电器12。此时，正如图21所示的那样，利用逆相方向继电器13就能判别保护方向(前方方向)的故障。 
第2实施例 
接着，参照图4介绍第2实施例。另外，在与已经介绍的继电器、逻辑电路相同的部分中，附以相同的符号并省略其说明。 
图4与图2的不同点在于：图4是将图2的电流变化部分检测继电器12换成了用虚线框所表示的故障检测电路20。有关其它元件由于与所说明过的一样，因此这里只介绍有关故障检测电路20的内容。 
21是欠压继电器(图中简记为UV)，它在因最近端发生故障而使电压小于稳定值时工作。这里只表示着1个，实际应用时，希望能设置用于检测接地故障的相电压UV、和用于检测短路故障的线电压UV。 
22是零相过电流继电器(图中记为EF)，当发生接地故障而使零相电流(I0)以稳定值之上的电流流动时便工作，当然，本继电器 22用于各相通用(三相合一)的场合。 
23是逆相电流继电器(图中简记为OCN)，当发生不平衡故障而使逆相电流(I2)以稳定值以上的电流流动时就工作。本继电器23也用于各相通用(三相合一)的场合。 
24是“或”电路，在上述3种(21、23、23)中的任意1个继电器开始工作时便输出信号[1]。该“或”电路24的输出信号是上述“与”电路14的1个输入条件。“与”电路14，在振荡检测中判别为前方方向故障，当“或”电路24的输出是[1]时，便输出断路器跳闸容许信号15-S。其它因与图2时完全相同故省略。 
正如前面所述的一样，若为第2实施例，即使是在不能由电流变化部分检测继电器12检测出故障的那样的系统故障时，通过检测零相电流(I0)、逆相电流(I2)、低电压便可以输出断路器跳闸指令18。 
第3实施例 
下面参照图5介绍第3实施例。此外，对于与已介绍的继电器，逻辑电路相同的部分附以相同的符号并略去其说明。 
本实施例是将图2电路的故障检测继电器与图4的故障检测继电器经组合而成的。若为该实施例，由于在零相过电流继电器22、逆相过电流继电器23、电路变化部分检测继电器12及欠压继电器24的4个继电器中，无论哪1个工作时都可以检测系统故障，因此可以提高故障检测精度。 
第4实施例 
接着，参照图6介绍第4实施例。 
本实施例4的结构是将图2里的电流变化部分检测继电器12，换成断路器跳闸容许信号16-R的接收端子。本实施例中，在系统振荡检测中的来自对方端子的断路器跳闸的容许信号的-R的接收状态下，且被判断为前方方向故障时，便输出断路器跳闸指令18。 
依据第4实施例，即使是在本方端子一侧不能检测出对方端子附近的故障时，若在对方端子一侧检测出故障则断路器也能够跳闸。 
第5实施例 
下面参照图7介绍第5实施例。在与已介绍过的继电器和逻辑电路一样的部分附以相同的符号并略去说明。本第5实施例的特征在于：将图5的机能与图6的机能组合在一起。 
也就是说，在第5实施例中，当设置在本方端子上的零相过电流继电器22、逆相过电流继电器23、电流变化部分检测继电器12及欠压继电器21中的任意1个继电器工作时，或者在接收了来自对方端子的断路器跳闸容许信号16-R时便检测故障。 
第6实施例 
在由图7所表示的第5实施例的保护继电装置中，当通过零相过电流继电器22、逆相过电流继电器23及断路器跳闸容许信号16-R的接收，而检测故障时，便无法选择出故障相。 
欠压继电器21可以进行相选择。不过，由于在系统振荡中健全相的电压有时也低，其相选择的能力比电流变化部分检测继电器12要差。另一方面，电流变化部分检测继电器12的故障相选择能力要强。不过，在因系统振荡产生的电流值增大的计时中，由于故障产生的电流变化的差分减少，因而出现无法进行检测工作的情况。 
在考虑上述情况下，在图8中表示了第6实施例。在该第6实施例中，将电流变化部分检测继电器12作为主要故障检测用，其它的继电器(欠压继电器21、零相过电流继电器22、逆相过电流继电器23)则作为备用。 
在本第6实施例中，是将欠压继电器21、零相过电流继电器22及逆相过电流继电器23作为后备使用的。因此，在各继电器21、22、23及接收跳闸容许信号16-12后的处理电路中，将接通时间延迟继电器30分别作为确认定时器加以补充。 
通过设置该确认计时器30，当电流变化部分检测继电器12-2动作时，便能够在几乎瞬间内将故障相的断路器跳闸。当电流变化部分检测继电器12没工作时，利用备用继电器(21、22、23)只需少许时间便可切断断路器。由于前述确认定时器30的稳定值，以超过普通的断路器跳闸时间为大致的标准，因此理想的范围在100ms～1s左右。 
第7实施例 
接着，参照图9介绍第7实施例。 
图9的第7实施例的特征是，将图2的第1实施例中的逆相方向继电器13换成零相方向继电器40。在这里，发现前方故障的零相方向继电器40在图中简化成I0-D(F)。 
有关该零相方向继电器40，在“电气共同研究”第37卷1号P54中有记述，这里将略去说明。 
依据零相的方向判断，在发生接地故障时，基本上只是在故障发生时，根据流动的电流(I0)和产生的电压(V0)进行方向判断。即使是在系统振荡过程中也能够准确地进行方向判断。 
因此，根据第7实施例，即使是系统振荡中发生的故障，也能准确地判断其方向，对于内部故障可以将断路器进行跳闸。且第7实施例中，在无需对故障相进行选择时，不需要电流变化部分检测继电器12。此时，如图22所示那样，利用零相方向继电器40就可判断保护方向的故障。 
第8实施例 
另外，在图9的第7实施例中，对于未接地的短路故障则无法进行方向判断。作为解决方法，在第8实施例中采用了像图10所示的那样，以逆相方向继电器13和零相方向继电器40作为“或”条件来使用。这样，便可以对付诸如接地故障及短路故障的任意1个不平衡故障。 
图10中，41是“或”电路，该电路检测作为“或”条件的前述零相方向继电器40的输出信号、和前述逆相方向继电器13的输出信号。因此，根据该第8实施例，由于判断零相方向的前方元件40、或判断逆相方向的前方元件13的任一元件的工作，都可以将断路器跳闸。 
另外，有关图9及图10的思考方法，可针对前述过的从图3到图8的实施例全部电路，按照完全相同的方式进行，因此这里将不再多言。 
第9实施例 
参照图11介绍第9实施例 
在本实施例9中，将图2中的逆相方向继电器13，换成采用了2重极性电量的正相方向继电器50，并新增加了不平衡故障检测电路60。利用“与”电路14，将该正相方向继电器50、不平衡故障检测电路60、前述振荡检测继电器11、及电流变化部分检测继电器12，由“与”条件进行检测。 
另外，前述正相方向继电器50，具有由姆欧继电器作为接地用方向继电器(GI)及短路用方向继电器(SI)的功能。 
此外，在不平衡故障检测电路60中，61是逆相过电流继电器(OCN)，达到稳定值以上的对逆相电流(I2)进行检测。62是逆相过电压继电器(OVN)，并对达到稳定值以上的逆相电压进行检测。63是检测这些继电器61、62的输出信号的“或”条件的“或”电路。64是反转“或”电路63的输出信号的“非”电路。 
对于系统而言如果产生不平衡故障就会出现逆相分量。在图11的第9实施例中，当逆相过电流继电器61或逆相过电压继电器62检测其逆相分量时，便从“或”电路63输出信号[1]。“非”电路64将“或”电路63的输出信号反转变成[0]信号，并输出给前述“与”电路。 
这样，当系统内发生不平衡成分时，便从不平衡故障检测电路60输出信号[0]，在未发生不平衡成分时便输出信号[1]。 
也就是说，用电流变化部分检测继电器12可以检测系统振荡中的故障。不过，由于该故障是平衡故障不产生逆相成分，故用图2～图10中所表示的逆相方向继电器13或者零相方向继电器40，则无法判别故障的方向。此时，在第9实施例中，通过其它的方向检测元件(50)将断路器跳闸。有关余下的继电器和逻辑电路与所说明过的一样，故这里不再多叙。 
根据该第9实施例，即使对由采用了逆相的方向判别装置(13、40)无法判别故障方向的平衡故障也能够将断路器跳闸。 
第10实施例 
参照图12介绍第10实施例。 
在本第10实施例中，设置最近端故障方向检测电路70，以代替图11中的方向继电器50的接地用方向继电器(GI)及短路用方向继电器(SI)。该最近端故障方向检测电路70，即使相对最近端的3相故障也能够检测前方方向的故障。在最近端故障方向检测电路70中，71是各相过电流继电器(OC)，当有稳定值以上的电流流动时，便输出信号[1]。72是欠压继电器(简记为UV3)，可发现全部的3相低电压。73是“与”电路。由于系统故障，使全部的3相电压降低，且当电流以超出的规定值流动时，该最近端故障方向检测电路70便工作并输出信号[1]。 
像这样，若为第10实施例，即使在继电器设置点的最近端发生3相故障这样，几乎没有电压而无法判别方向的场合，也可由过电流继电器71正确地判别出内部故障并将断路器跳闸。 
此外，最理想效果是并用图12中的最近端故障方向检测机能(70)、图11中的由GI、SI所组成的其它的方向检测机能(50)、及不平衡故障检测机能(60)，有关这点将作为第11实施例表示在图 13里。 
第11实施例 
在本实施例11中，将方向继电器50的SI及GI的工作输出、和最近端故障方向检测电路70的工作输出输入至“或”电路80，再将该“或”电路80的输出结果输入至“与”电路14。 
若为该第11实施例，当在保护区间内部的平衡故障中有电压存在时，通过接地用方向继电器(GI)、短路用方向继电器(SI)便可将断路器跳闸。此外，在最近端无电压存在的故障场合，通过最近端故障方向检测电路70便可将断路器跳闸。因此，在平衡故障发生而有电压存在时、以及即使是在由于最近端故障的影响而无电压时的任意一个场合，都可以将断路器跳闸。 
第12实施例 
参照图14介绍第12实施例。 
本第12实施例在图2的第1实施的保护继电器装置上，添加了断路器跳闸延迟条件的检测电路90、和延迟电路94～98。延迟电路94～98接收检测电路90的输出，以使断路器的跳闸进行延迟。 
首先介绍断路器跳闸延迟条件的检测电路90。91是将前述振荡检测继电器11的输出信号进行反转并输出的“非”电路。该“非”电路91在振荡检测继电器11工作时输出信号[0]、不工作(无振荡检测)时输出信号[1]。92是“与”电路，当振荡检测继电器11不工作(“非”电路91的输出为[1])，而且电流变化部分检测继电器12在工作(输出为[1])时，便输出信号[1]。93是仅将该“与”电路92的输出[1]任意设定的时间分量，并连续将其输出的断开时间延迟继电器。 
接着，在断路延迟电路94～98中，94为“与”电路，95是让“与”电路94的输出连续保持规定时间以上时，输出信号[1]的接通时间延迟继电器，96是“非”电路，97是“与”电路，98是“或”电路。 
这种断路器跳闸延迟条件检测电路90，当电流变化部分检测继电器12工作而振荡检测继电器11还未工作时，“与”电路92的条件成立，并通过断开时间延迟继电器93，将信号[1]输出给仅设定时间分量的“与”电路94。在该“与”电路94中，当从延迟条件检测电路90输入信号[1]时，便检测与逆相方向继电器13的输出信号的“或”条件。 
另外，当从延迟条件检测电路90输出信号[1]时，“非”电路96输出信号[0]。此时在“与”电路97中则不检测与逆相方向继电器13的输出信号的“与”条件。 
也就是说，在本第12实施例中，当由逆相方向继电器13检测出了前方方向故障时，电流变化部分检测继电器12工作，而振荡检测继电器11不工作的情况下，“与”电路94的输入条件成立。不过，该“与”电路94的输出信号[1]，通过接通时间延迟继电器95在延迟一定时间之后被输出直后一级的“或”电路98。 
另一方面，当由逆相方向继电器13检测出前方方向故障，而断路器跳闸延迟条件检测电路90还未输出信号[1]的场合(断开时间延迟继电器93的输出为[0])，“非”电路96的输出信号是[1]。而且，“与”电路97的输入条件成立，并通过“或”电路98将信号[1]输出给“与”电路14。 
因而，在检测出前方方向故障之际，但尚未检测出系统振荡时，断路器跳闸延迟条件检测电路90的工作条件成立，并由接通时间延迟继电器95仅延迟稳定时间后，便将信号[1]输出给“或”电路98。 
像这样，若为第12实施例，在将后方发生的故障被误认为是系统振荡时，通过除掉后方故障而使故障电流进行反转，即使逆相方向继电器的前方元件(13)只工作很短时间，“或”电路98也不是信号[1]。这样，便可防止断路器产生跳闸失误。 
此外，在第12实施例中，断路器跳闸延迟条件检测电路90的电 路结构也可以选择图14所示以外的结构。 
第13实施例 
图15是表示第13实施例的图。 
在该实施例13中，将图14的断路器跳闸延迟条件检测电路90换成了100。 
介绍一下该断路器跳闸延迟条件检测电路100。101是“非”电路，102是“与”电路、103是单触发定时器。104是触发电路，105是“或”电路，106是“非”电路。 
“与”电路102的检测条件，是由电流变化部分检测继电器12产生的电流变化的检测(输出[1])，并由振荡检测继电器11产生的无振荡检测(输出[0])。此外，在本第13实施例中将单触发定时器103放在电路100中。这是因为电流变化部分检测继电器12的工作时间不稳定，因而需要对其检测进行定时限制的缘故。因此，也可以将单触发定时器103放到图14的电路90中去。 
104是触发电路，该触发电路104的设定条件(S)，是依据前述“与”电路102的“与”条件的成立而成立的。复位条件(R)是依据电流变化部分检测继电器12或者逆相方向继电器13的复位([0])，而使前述“非”电路106的输出变成[1]而成立的。振荡检测继电器11还未检测出振荡的情况下，直到电流变化部分检测继电器12的工作在结束，“与”电路94的输出信号，通常被送到断路器跳闸延迟用接通时间延迟继电器95里。 
与电路90相比电路100要复杂一些，但其不需要设置断开时间延迟继电器，也能够稳定地工作。 
第14实施例 
参照图16介绍第14实施例。 
本实施例14可通用于，通过系统振荡中的逆相方向继电器13、及零相方向继电器40(参照图7)而进行的故障方向的检测。这里将 就适用于由图2的第1实施例提供的逆相方向继电器13的实例进行介绍。 
在图16所示的第14实施例中，作为图2中的“与”电路14的输入条件而采用了添加电路110的结构。下面将介绍电路110。111是逆相方向继电器的后方判别元件(图中简记为I2-D(R))。112是“非”电路，113是“与”电路，该“与”电路113，将逆相位方向继电器13、111的后方(R)检测动作、及前方(F)不检测动作作为成立条件。 
114是为了确认“与”电路113的成立条件的接通时间延迟继电器，115是为了延长接通时间延迟继电器114的确认输出的断开延迟继电器。因此，当逆相方向继电器13、111的后方工作(111的[1])及前方不工作(13的[0])的“与”条件(113)，在前述接通时间延迟继电器114的稳定时间T9过程中连续的话，便将该状态延长到断开时间迟延继电器115的稳定时间T10处。 
116是“或”电路，它将输入来自断开时间延迟继电器115的延迟信号和“与”电路113的条件成立信号。该“或”电路116，将向逆相方向继电器的后方判别元件(111)的工作状态，或者断开时间延迟继电器115的延迟工作状态中，输出信号[1]。117是“非”电路。 
接通时间延迟继电器114，是用于确认背后故障的检测的计时器，作为稳定时间T2的适用值可据需要在20ms～40ms中取。此外，断开时间延迟继电器115(稳定时间T10)，是在一旦将后方故障(111)检测出并确认的时候，用于锁定前方故障检测的计时器。因此，在考虑断路器工作误差的时间程时，其稳定时间T10的目标值应设在50ms～100ms的范围内。 
若为第14实施例，在检测系统振荡(11)的过程中，发生后方故障(111)，通过去除掉该故障，可使故障电流反转，且在逆相方向 继电器的前方元件(13)在短时间工作的情况下，电路110输出信号[0]。据此，便可以防止因后方故障的发生而引起的断路器的误跳闸。 
像本第14实施例那样，为防止随着后方故障(I2-D(R))的发生而产生的断路器误跳闸的结构，完全适用于由系统振荡(PSB)过程中的逆相方向继电器(I2-D(F))、及零相方向继电器(10-D(F))而进行的故障方向的检测。此外，还可以将第13实施例与第14实施例进行并用。 

Claims (2)

1.一种继电保护装置，其具有：振荡检测装置，依据电力系统的电量检测电力系统的振荡并进行继电工作；
电流变化部分检测继电器，当电力系统电流变化部分是在灵敏度稳定值以上时便进行继电工作；
正相方向继电器，利用电力系统的2重极性电量而在保护对象相对置的端子间有系统故障时便进行继电工作；
不平衡故障检测装置，当从电力系统输入的电压和电流的逆相电量是在灵敏度稳定值以上时便进行继电工作；
载波传送装置，在保护对象的相对置的端子间接收和发送断路器跳闸容许信号；
电路装置，在前述不平衡故障检测装置未进行继电工作的状态下、前述振荡检测装置及前述电流变化部分检测继电器及前述正相方向继电器进行了继电工作时，由前述载波传送装置从前述相对置的端子间的一端子侧向另外一端子侧发送断路器跳闸容许信号，并且在一端子侧接收到来自另外一端子侧的断路器跳闸容许信号时，向一端子侧的断路器输出跳闸指令。
2.如权利要求1所述的继电保护装置，其还设有检测最近端的平衡故障并进行继电工作的最近端平衡故障检测装置；
前述电路装置在前述不平衡故障检测装置不进行继电工作的状态下，前述振荡检测装置及前述电流变化部分检测继电器进行继电工作，且前述正相方向继电器或者前述最近端平衡故障检测装置进行继电工作时，由前述载波传送装置从前述相对置的端子间的一端子侧向另外一端子侧发送断路器跳闸容许信号、并且在一端子侧接收到来自另一端子侧的断路器跳闸容许信号时，向一端子侧的断路器输出跳闸指令。 
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