JP2000217246A - 励磁突入電流判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の励磁突入電流判別装置では、事故発生
などのタイミングから差動電流の基本波成分の１周期分
以上の時間が経過しないと適当な励磁突入電流検出信号
を出力することができないなどの課題があった。 【解決手段】 変圧器一次側の検出電流値の大きさα１
が所定の値以上である時の積分検出電圧値の大きさが所
定値β１よりも大きいか否かに基づいて励磁突入電流の
判定を行い、その判定結果に応じて励磁突入電流検出信
号を出力するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電力系統を短絡
事故などから保護する保護リレー装置などにおいて用い
られ、当該保護リレー装置などが励磁突入電流に基づい
て誤って動作することを防止する励磁突入電流判別装置
に係り、詳しくは、従来のものよりも格段に早く励磁突
入電流を適確に判定することができる新規な励磁突入電
流判別装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電力系統においては一般的に、変圧器と
ともにこの変圧器を保護するために保護リレー装置が用
いられている。例えば、変圧器の内部において短絡など
の事故が発生すると、これに応じて変圧器には多量の電
流が流れたりしてしまう。そして、上記保護リレー装置
はその多量の電流が流れる状態にあることを判定して遮
断信号を出力するものであり、この遮断信号に基づいて
系統遮断制御を行うことにより、このような短絡事故な
どの際に変圧器を保護することができる。

【０００３】しかしながら、電力系統に設けられた変圧
器において、多量の電流が流れてしまうような状況は上
述したような変圧器内部の短絡事故などの異常発生時の
みに限られるものではない。例えば、変圧器の鉄心内の
磁束が飽和した場合に流れる励磁突入電流も多量の電流
を流す。したがって、このような励磁突入電流が流れる
ような場合には上記遮断信号が出力されないように保護
リレー装置を構成する必要がある。

【０００４】図１４は「保護継電工学」（電気学会編、
オーム社、１９８０年発行）に記載された従来の励磁突
入電流判別装置を備えたリレー装置およびその周辺部の
構成を示す概略構成図である。図において、１８，１
９，２０はそれぞれ変圧器の一次側コイル、２１，２
２，２３はそれぞれ変圧器１次側、２次側、３次側の各
電流を検出する電流検出装置、２４は変圧器１次側、２
次側、３次側の差動電流を検出する電流検出装置、２５
は変圧器１次側、２次側、３次側に流れる電流の絶対値
の和と差動電流の比率に基づいて短絡などの事故を判定
し、これに基づいて基本遮断信号を出力する主保護リレ
ー、２６は差動電流に含まれる基本波成分を透過する基
本波フィルタ、２７は差動電流に含まれる高調波成分を
透過する高調波フィルタ、２８は差動電流の基本波成分
に対する高調波成分の割合に基づいて内部事故か励磁突
入電流かを判定し、内部事故判定時には事故検出信号を
出力する高調波要素検出装置、２９は基本遮断信号およ
び事故検出信号が入力され、事故検出信号が入力された
状態で基本遮断信号が入力された場合に遮断信号を出力
する論理積回路である。

【０００５】次に動作について説明する。短絡事故など
が発生すると変圧器に多量の電流が流れ、単層電流に含
まれる差動電流の比率が一定の割合以上となると、主保
護リレー２５から基本遮断信号が出力される。他方、短
絡事故などの際の多量の電流においては、差動電流の基
本波成分に対する高調波成分の割合が低いので、高調波
要素検出装置２８から励磁突入電流検出信号が出力され
ない。したがって、論理積回路２９から遮断信号が出力
され、変圧器から二次側の電力系統を遮断し、この電力
系統を保護することができる。

【０００６】変圧器に励磁突入電流が流れると、やはり
単層電流に含まれる差動電流の比率が一定の割合以上と
なるので、主保護リレー２５から基本遮断信号が出力さ
れる。しかしながら、励磁突入電流においては差動電流
の基本波成分に対する高調波成分の割合が高いので、高
調波要素検出装置２８から励磁突入電流検出信号が出力
される。したがって、論理積回路２９から遮断信号が出
力されてしまうことはなく、当該変圧器を誤って電力系
統から切り離してしまうことはない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の高調波要素検出
装置２８は以上のように構成されているので、差動電流
の基本波成分の１周期分の波形が入力されないと、基本
波成分に対する第二高調波成分の割合を適切に判断した
ことにはならない。つまり、事故発生などのタイミング
から差動電流の基本波成分の１周期分以上の時間が経過
しないと、励磁突入電流検出信号が適当なものとはなら
ず、その結果、事故発生から差動電流の基本波成分の１
周期分以上の時間が経過してからでないと、遮断信号に
基づく系統保護制御を実施することができないなどの課
題があった。

【０００８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、差動電流の基本波成分の１周期分
以下の短い時間において適当に判断を行って励磁突入電
流検出信号を出力することができる励磁突入電流判別装
置を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る励磁突入
電流判別装置は、変圧器一次側の検出電圧値を積分して
積分検出電圧値を出力する積分器と、上記変圧器一次側
の検出電流値および上記積分検出電圧値が入力され、当
該検出電流値の大きさが所定の値以上である積分検出電
圧値の大きさに基づいて励磁突入電流の判定を行い、そ
の判定結果に応じて励磁突入電流検出信号を出力する励
磁突入電流判定手段とを備えるものである。

【００１０】この発明に係る励磁突入電流判別装置は、
励磁突入電流判定手段が、検出電流値の大きさが所定の
値以上となった時の積分検出電圧値の大きさに基づいて
励磁突入電流の判定を行い、積分検出電圧値の大きさが
所定の判定値以上である場合には励磁突入電流検出信号
を出力するものである。

【００１１】この発明に係る励磁突入電流判別装置は、
励磁突入電流判定手段が、検出電流値の大きさが所定の
値以上となってから極大値となるまでの期間の積分検出
電圧値を積分するとともに、検出電流値の大きさが当該
極大値となってから上記所定の値以下となるまでの期間
の積分検出電圧値を積分し、これら２つの積分検出電圧
値の積分値の差の大きさに基づいて励磁突入電流の判定
を行い、当該積分値の差の大きさが所定の判定値以下で
ある場合には励磁突入電流検出信号を出力するものであ
る。

【００１２】この発明に係る励磁突入電流判別装置は、
励磁突入電流判定手段が、検出電流値の大きさが所定の
値以上となってから極大値となるまでの期間の積分検出
電圧値と、検出電流値の大きさが当該極大値となってか
ら上記所定の値以下となるまでの期間の積分検出電圧値
との差を演算し、この積分検出電圧値同士の差の大きさ
に基づいて励磁突入電流の判定を行い、当該積分検出電
圧値同士の差の大きさが所定の判定値以下である場合に
は励磁突入電流検出信号を出力するものである。

【００１３】この発明に係る励磁突入電流判別装置は、
励磁突入電流判定手段が、検出電流値の大きさが所定の
値以上となる期間において検出電流値の差が一定値以内
である２つの積分検出電圧値同士の差を演算し、この積
分検出電圧値同士の差の平均値の大きさに基づいて励磁
突入電流の判定を行い、当該積分検出電圧値同士の差の
平均値の大きさが所定の判定値以下である場合には励磁
突入電流検出信号を出力するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による励
磁突入電流判別装置を備えたリレー装置およびその周辺
部の構成を示す概略構成図である。図において、１は変
圧器、２は一次側送電線、３は二次側送電線、４は一次
側送電線２に流れる電流を検出して検出電流値を出力す
る一次側検出器、５は二次側送電線３に流れる電流を検
出して検出電流値を出力する二次側検出器、６はこれら
検出電流値などに基づいて遮断信号を出力する保護リレ
ー装置である。

【００１５】保護リレー装置６において、７は変圧器１
の一次側の流入電流と二次側の流入電流とが入力され、
これらの電流値の和が「０」とならない場合には変圧器
１内部の事故と判定し、これに基づいて基本遮断信号を
出力する主保護リレー、８は励磁突入電流が流れている
かどうかを判定し、流れている場合には励磁突入電流検
出信号を出力する励磁突入電流検出装置、９は基本遮断
信号および励磁突入電流検出信号が入力され、励磁突入
電流検出信号が入力されていない状態で基本遮断信号が
入力された場合に遮断信号を出力する論理積回路であ
る。

【００１６】図２はこの発明の実施の形態１による励磁
突入電流検出装置８の構成を示すブロック図である。図
において、１０は変圧器１の入力電流波形および入力電
圧波形を予め決められたサンプリング周波数毎にサンプ
リングを行い、このサンプリングによって得られる離散
値をそれぞれ検出電流値および検出電圧値として出力す
るＡ／Ｄ変換器、１１は検出電圧値が入力され、この検
出電圧値を積分して積分検出電圧値として出力する積分
器であり、１２は検出電流値および積分検出電圧値が入
力され、これらに基づいて励磁突入電流の判定を行い、
その判定結果に応じて励磁突入電流検出信号を出力する
励磁突入電流判定手段である。

【００１７】図３は変圧器１の電圧−電流特性図であ
る。図において、横軸は一次電流値、縦軸は電圧値の積
分値、１３は励磁突入電流発生時の場合の特性曲線、１
４は変圧器１内部の短絡事故の場合の特性曲線である。

【００１８】なお、励磁突入電流発生時の場合の特性曲
線１３は、横軸を磁化力に、縦軸を磁束密度として鉄心
の磁化特性曲線に置き換えて考えることもできる。そし
て、このように特性曲線１３を磁化特性曲線として考え
れば理解できるように、変圧器１の起動直前の磁束密度
は、磁化力と磁束密度とが比例する線形領域（非飽和領
域）Ａ内のいずれかの位置（例えば同図のＳの位置）に
あり、起動後には、変圧器１の磁束密度はこの特性曲線
１３上を移動することになる（特性曲線１３の一部の範
囲内を移動することもある）。そして、変圧器１の磁束
密度が変化して、磁化力の大きさが変化しても磁束密度
が変化しない非線形領域（飽和領域）Ｂにくると、大き
な電流値を有する励磁突入電流が流れる。他方、変圧器
１内部の短絡事故の場合には、特性曲線１４に示すよう
に、変圧器１起動直後に電流が急激に増加し、電流の１
周期の間に１つの楕円軌道を描く。

【００１９】また、同図においてＰは飽和磁束密度であ
り、これよりも大きい飽和領域Ｂは、磁束が鉄心の外部
に漏れ出した状態であり、この特性は変圧器１に鉄心が
入っていない場合のリアクタンスである空心リアクタン
スで与えられる。

【００２０】そして、この実施の形態１の励磁突入電流
判定手段１２は、検出電流値の大きさが所定の値α１以
上となった時の積分検出電圧値の大きさに基づいて励磁
突入電流の判定を行い、積分検出電圧値の大きさが所定
の判定値β１以上である場合には励磁突入電流検出信号
を出力するように構成する。

【００２１】次に動作について説明する。変圧器１内部
などにおいて短絡事故などが発生して変圧器１の一次側
の流入電流と二次側の流入電流との電流値の和が「０」
とならない場合には変圧器１内部の事故と判定し、主保
護リレー７はこれに基づいて基本遮断信号を出力する。
また、励磁突入電流判定手段１２は、検出電流値の大き
さが所定の値α１以上となった時の積分検出電圧値の大
きさが所定の判定値β１よりも小さいので、励磁突入電
流検出信号を出力しない。したがって、論理積回路９か
ら遮断信号が出力され、当該変圧器１を電力系統から切
り離し、変圧器１を保護することができる。

【００２２】変圧器１に励磁突入電流が流れるような場
合においても、変圧器１の一次側の流入電流と二次側の
流入電流との電流値の和が「０」とならないので、主保
護リレー７はこれに基づいて基本遮断信号を出力する。
しかしながら、励磁突入電流判定手段１２は、検出電流
値の大きさが所定の値α１以上となった時の積分検出電
圧値の大きさが所定の判定値β１よりも大きいので、励
磁突入電流検出信号を出力する。したがって、論理積回
路９から遮断信号が出力されてしまうことはなく、当該
変圧器１を電力系統から誤って切り離してしまうことは
ない。

【００２３】図４は変圧器１内部において短絡事故が発
生した場合の電流波形および電圧波形の一例を示す波形
図である。図５は図４の波形の場合の変圧器１の電圧−
電流特性図である。また、図６は励磁突入電流が流れる
場合の電流波形および電圧波形の一例を示す波形図であ
る。図７は図６の波形の場合の変圧器１の電圧−電流特
性図である。そして、このような特性を示す変圧器１
は、短絡事故が発生した場合、時刻１０．５０ｍｓのと
きに検出電流値１４１Ａ，積分検出電圧値０．３２とな
り、励磁突入電流が流れる場合、時刻１２．４０ｍｓの
ときに検出電流値１２４Ａ，積分検出電圧値８．６３と
なる。したがって、このような特性を示す変圧器１で
は、例えばα１を１００Ａに、かつ、β１を０．３２と
８．６３との間に設定することにより、内部短絡事故な
どと励磁突入電流とを判別することができる。

【００２４】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、変圧器１の一次側の検出電圧値を積分して積分検出
電圧値を出力する積分器１１と、上記変圧器１の一次側
の検出電流値および上記積分検出電圧値が入力され、当
該検出電流値の大きさが所定の値α１以上である積分検
出電圧値の大きさに基づいて励磁突入電流の判定を行
い、その判定結果に応じて励磁突入電流検出信号を出力
する励磁突入電流判定手段１２とを備えるので、変圧器
投入直前から検出電流値の大きさが所定の値α１以上と
なるまでの期間の波形が入力されれば、励磁突入電流を
適切に判定して励磁突入電流検出信号を出力することが
できる。

【００２５】したがって、基本周波数の半周期分の波形
が入力されれば、その半周期内において、励磁突入電流
を適切に判定して励磁突入電流検出信号を出力すること
ができる。つまり、基本周波数の１周期分以下の短い時
間において適切に判断を行って励磁突入電流検出信号を
出力することができる効果がある。

【００２６】また、この実施の形態１によれば、励磁突
入電流判定手段１２が、検出電流値の大きさが所定の値
α１以上となった時の積分検出電圧値の大きさに基づい
て励磁突入電流の判定を行い、積分検出電圧値の大きさ
が所定の判定値β１以上である場合には励磁突入電流検
出信号を出力するので、検出電流値の大きさが所定の値
α１以上となったら直ちに積分検出電圧値の瞬時値に基
づいて励磁突入電流の判定を行って励磁突入電流検出信
号を出力することができ、励磁突入電流検出信号を出力
するまでの遅延時間を更に短縮することができる効果が
ある。

【００２７】実施の形態２．図８はこの発明の実施の形
態２による励磁突入電流判別装置の構成を示すブロック
図である。図において、１５は検出電流値および積分検
出電圧値が入力され、検出電流値の大きさが所定の値以
上となってから極大値となるまでの期間の積分検出電圧
値を積分するとともに、検出電流値の大きさが当該極大
値となってから上記所定の値以下となるまでの期間の積
分検出電圧値を積分し、これら２つの積分検出電圧値の
積分値の差の大きさに基づいて励磁突入電流の判定を行
い、当該積分値の差の大きさが所定の判定値以下である
場合には励磁突入電流検出信号を出力する励磁突入電流
判定手段である。

【００２８】図９はこの発明の実施の形態２による励磁
突入電流の判定処理の一例を詳しく説明するための説明
図である。まず、「サンプリング周波数／（基本周波数
×４）」個の格納領域を設け、最新の積分検出電圧値お
よび検出電流値を各格納領域に順次格納しつつ、検出電
流値の大きさが極大値を通過したか否かの判断を行う。
そして、検出電流値の大きさが極大値を通過したら、検
出電流値が「（電流の大きさの極大値）−所定の範囲設
定値α２」の範囲内である積分検出電圧値の積分演算を
行うとともに、検出電流値が「（電流の大きさの極大
値）−所定の範囲設定値α２」の範囲外となるまでの積
分検出電圧値および検出電流値を各格納領域に順次格納
する。そして、この極大値通過後の積分検出電圧値の積
分演算を行い、上記積分値と今回の積分値との差（同図
の斜線部分の面積Ｓ）が所定の判定値β２よりも小さけ
れば、励磁突入電流を検出したと判定する。これ以外の
構成は実施の形態１と同様であり説明を省略する。

【００２９】次に動作について説明する。変圧器１内部
などにおいて短絡事故などが発生して変圧器の一次側の
流入電流と二次側の流入電流との電流値の和が「０」と
ならない場合には変圧器１内部の事故と判定し、主保護
リレー７はこれに基づいて基本遮断信号を出力する。ま
た、励磁突入電流判定手段１５は、検出電流値の大きさ
が所定の値「（電流の大きさの極大値）−所定の範囲設
定値α２」以上である範囲の積分検出電圧値の積分値の
差Ｓの大きさが所定の判定値β２以上であるので、励磁
突入電流検出信号を出力しない。したがって、論理積回
路９から遮断信号が出力され、当該変圧器１を電力系統
から切り離し、変圧器１を保護することができる。

【００３０】変圧器１に励磁突入電流が流れるような場
合においても、変圧器１の一次側の流入電流と二次側の
流入電流との電流値の和が「０」とならないので、主保
護リレー７はこれに基づいて基本遮断信号を出力する。
しかしながら、励磁突入電流判定手段１５は、検出電流
値の大きさが所定の値「（電流の大きさの極大値）−所
定の範囲設定値α２」以上である範囲の積分検出電圧値
の積分値の差Ｓの大きさが所定の判定値β２よりも小さ
いので、励磁突入電流検出信号を出力する。したがっ
て、論理積回路９から遮断信号が出力されてしまうこと
はなく、当該変圧器１を電力系統から誤って切り離して
しまうことはない。

【００３１】そして、実施の形態１の図４から図７に示
した特性を示す変圧器１は、短絡事故が発生した場合、
電流の大きさの極大値は時刻１５．３０ｍｓにおいて２
９６２．５０Ａとなり、このときの積分検出電圧値の積
分値の差の大きさＳはα２を１０００Ａとすると２８３
４となる。また、励磁突入電流が流れる場合、電流の大
きさの極大値は時刻１６．００ｍｓにおいて２４８２．
５０Ａとなり、このときの積分検出電圧値の積分値の差
の大きさＳは６９２となる。したがって、このような特
性を示す変圧器１では、例えばα２を１０００Ａに、か
つ、β２を６９２と２８３４との間に設定することによ
り、内部短絡事故などと励磁突入電流とを判別すること
ができる。

【００３２】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、励磁突入電流判定手段１５が、検出電流値の大きさ
が所定の値（「極大値−α２」）以上となってから極大
値となるまでの期間の積分検出電圧値を積分するととも
に、検出電流値の大きさが当該極大値となってから上記
所定の値（「極大値−α２」）以下となるまでの期間の
積分検出電圧値を積分し、これら２つの積分検出電圧値
の積分値の差の大きさＳに基づいて励磁突入電流の判定
を行い、当該積分値の差の大きさＳが所定の判定値β２
以下である場合には励磁突入電流検出信号を出力するの
で、検出電流値の大きさが所定の値（「極大値―α
２」）以上である期間全体における積分検出電圧値に基
づいて励磁突入電流の判定を行うことができる。従っ
て、実施の形態１のように積分検出電圧値の瞬時値に基
づいて判定する場合よりもノイズなどの影響を受け難く
なり、判定結果の確からしさを向上させることができる
効果がある。

【００３３】実施の形態３．図１０はこの発明の実施の
形態３による励磁突入電流判別装置の構成を示すブロッ
ク図である。図において、１６は検出電流値の大きさが
所定の値以上となってから極大値となるまでの期間の積
分検出電圧値と、検出電流値の大きさが当該極大値とな
ってから上記所定の値以下となるまでの期間の積分検出
電圧値との差を演算し、この積分検出電圧値同士の差の
大きさに基づいて励磁突入電流の判定を行い、当該積分
検出電圧値同士の差の大きさが所定の判定値以下である
場合には励磁突入電流検出信号を出力する励磁突入電流
判定手段である。

【００３４】図１１はこの発明の実施の形態３による励
磁突入電流の判定処理の一例を詳しく説明するための説
明図である。まず、「サンプリング周波数／（基本周波
数×４）」個の格納領域を設け、最新の積分検出電圧値
および検出電流値を各格納領域に順次格納しつつ、検出
電流値の大きさが極大値を通過したか否かの判断を行
う。そして、検出電流値の大きさが極大値を通過した
ら、検出電流値が「（電流の大きさの極大値）−所定の
範囲設定値α３」の範囲外となるまでの期間、検出電流
値が略同一である２つの積分検出電圧値の差を順次演算
する。そして、積分検出電圧値同士の差の大きさが常に
所定の判定値β３以下である場合には、励磁突入電流を
検出したと判定する。これ以外の構成は実施の形態１と
同様であり説明を省略する。

【００３５】次に動作について説明する。変圧器１内部
などにおいて短絡事故などが発生して変圧器１の一次側
の流入電流と二次側の流入電流との電流値の和が「０」
とならない場合には変圧器１内部の事故と判定し、主保
護リレー７はこれに基づいて基本遮断信号を出力する。
また、励磁突入電流判定手段１６は、検出電流値の大き
さが所定の値「（電流の大きさの極大値）−所定の範囲
設定値α３」以上である範囲の積分検出電圧値同士の差
の極大値が判定値β３以下とはならないので、励磁突入
電流検出信号を出力しない。したがって、論理積回路９
から遮断信号が出力され、当該変圧器１を電力系統から
切り離し、変圧器１を保護することができる。

【００３６】変圧器１に励磁突入電流が流れるような場
合においても、変圧器１の一次側の流入電流と二次側の
流入電流との電流値の和が「０」とならないので、主保
護リレー７はこれに基づいて基本遮断信号を出力する。
しかしながら、励磁突入電流判定手段１６は、検出電流
値の大きさが所定の値「（電流の大きさの極大値）−所
定の範囲設定値α３」以上である範囲の積分検出電圧値
同士の差の大きさが常に判定値β３以下となるので、励
磁突入電流検出信号を出力する。したがって、論理積回
路９から遮断信号が出力されてしまうことはなく、当該
変圧器１を電力系統から誤って切り離してしまうことは
ない。

【００３７】そして、実施の形態１の図４から図７に示
した特性を示す変圧器１は、短絡事故が発生した場合、
電流の大きさの極大値は時刻１５．３０ｍｓにおいて２
９６２．５０Ａとなり、このときの積分検出電圧値同士
の差の極大値Ｌはα３を１０００Ａとすると３．９２と
なる。また、励磁突入電流が流れる場合、電流の大きさ
の極大値は時刻１６．００ｍｓにおいて２４８２．５０
Ａとなり、このときの積分検出電圧値同士の差の極大値
Ｌは０．５５となる。したがって、このような特性を示
す変圧器１では、例えばα３を１０００Ａに、かつ、β
３を０．５５と３．９２との間に設定することにより、
内部短絡事故などと励磁突入電流とを判別することがで
きる。

【００３８】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、励磁突入電流判定手段１６が、検出電流値の大きさ
が所定の値（極大値−α３）以上となってから極大値と
なるまでの期間の積分検出電圧値と、検出電流値の大き
さが当該極大値となってから上記所定の値（極大値−α
３）以下となるまでの期間の積分検出電圧値との差を演
算し、この積分検出電圧値同士の差の大きさＬに基づい
て励磁突入電流の判定を行い、当該積分検出電圧値同士
の差の大きさＬが常に所定の判定値β３以下である場合
には励磁突入電流検出信号を出力するので、実施の形態
１のように瞬時的な積分検出電圧値に基づいて判定する
場合よりもノイズなどの影響による絶対値の変動の影響
を受け難くなってその判定結果の確からしさを向上させ
つつ、しかも、実施の形態２のように積分検出電圧値の
積分値を求めるような場合よりも簡易な計算にて高速に
励磁突入電流検出信号を出力することができる効果があ
る。

【００３９】実施の形態４．図１２はこの発明の実施の
形態４による励磁突入電流判別装置の構成を示すブロッ
ク図である。図において、１７は検出電流値の大きさが
所定の値以上となる期間において検出電流値の差が一定
値以内である２つの積分検出電圧値同士の差を演算し、
この積分検出電圧値同士の差の平均値の大きさに基づい
て励磁突入電流の判定を行い、当該積分検出電圧値同士
の差の平均値の大きさが所定の判定値以下である場合に
は励磁突入電流検出信号を出力する励磁突入電流判定手
段である。

【００４０】図１３はこの発明の実施の形態４による励
磁突入電流の判定処理の一例を詳しく説明するための説
明図である。まず、検出電流値の大きさをステップ値α
４ごとの区間（α４×ｉ（ｉ＝１，２，・・・））に分
割するとともに、ｎ個の格納領域を設け、この各区間
（α４×ｉ）に最大の積分検出電圧値を順次格納する。
また、この格納処理とともに、検出電流値の大きさが極
大値を通過したか否かの判断を行う。そして、検出電流
値の大きさが極大値を通過したら、上記各格納領域から
積分検出電圧値を呼び出し、それに対応する各検出電流
値の区間の最大の積分検出電圧値との差Ｌを順次演算す
る。更に、ｎ個の格納領域の積分検出電圧値同士の差Ｌ
を演算したら、このｎ個の積分検出電圧値同士の差Ｌの
平均値を演算し、この平均値の大きさが所定の判定値β
４以下である場合には、励磁突入電流を検出したと判定
する。これ以外の構成は実施の形態１と同様であり説明
を省略する。

【００４１】次に動作について説明する。変圧器１内部
などにおいて短絡事故などが発生して変圧器１の一次側
の流入電流と二次側の流入電流との電流値の和が「０」
とならない場合には変圧器１内部の事故と判定し、主保
護リレー７はこれに基づいて基本遮断信号を出力する。
また、励磁突入電流判定手段１７は、ｎ個の積分検出電
圧値同士の差Ｌの平均値の大きさが判定値β４以下とは
ならないので、励磁突入電流検出信号を出力しない。し
たがって、論理積回路９から遮断信号が出力され、当該
変圧器１を電力系統から切り離し、変圧器１を保護する
ことができる。

【００４２】変圧器１に励磁突入電流が流れるような場
合においても、変圧器１の一次側の流入電流と二次側の
流入電流との電流値の和が「０」とならないので、主保
護リレー７はこれに基づいて基本遮断信号を出力する。
しかしながら、励磁突入電流判定手段１７は、ｎ個の積
分検出電圧値同士の差Ｌの平均値の大きさが判定値β４
以下となるので、励磁突入電流検出信号を出力する。し
たがって、論理積回路９から遮断信号が出力されてしま
うことはなく、当該変圧器１を誤って電力系統から切り
離してしまうことはない。

【００４３】そして、実施の形態１の図４から図７に示
した特性を示す変圧器１は、短絡事故が発生した場合、
電流の大きさの極大値は時刻１５．３０ｍｓにおいて２
９６２．５０Ａとなり、α４を１００Ａ、分割数ｎを１
０とすると区間は［２０００Ａ，２１００Ａ］［２１０
０Ａ，２２００Ａ］・・・［２９００Ａ，３０００Ａ］
となり、その区間での積分検出電圧値同士の差Ｌの平均
値は２．７７となる。また、励磁突入電流が流れる場
合、電流の大きさの極大値は時刻１６．００ｍｓにおい
て２４８２．５０Ａとなり、区間は［１５００Ａ，１６
００Ａ］［１６００Ａ，１７００Ａ］・・・［２４００
Ａ，２５００Ａ］となり、その区間での積分検出電圧値
同士の差Ｌの平均値は０．４２となる。したがって、こ
のような特性を示す変圧器１では、例えばｎを１０、α
４を１０００Ａに、かつ、β４を０．４２と２．７７と
の間に設定することにより、内部短絡事故などと励磁突
入電流とを判別することができる。

【００４４】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、励磁突入電流判定手段１７が、検出電流値の大きさ
が所定の値（α４×（ｍ−ｎ）：但し、ｍは検出電流値
が最大となる区間のｉの値）以上となる期間において同
一区間内の検出電流値となる積分検出電圧値との間で差
Ｌを演算し、この積分検出電圧値同士の差Ｌの平均値の
大きさに基づいて励磁突入電流の判定を行い、当該積分
検出電圧値同士の差Ｌの平均値の大きさが所定の判定値
β４以下である場合には励磁突入電流検出信号を出力す
るので、実施の形態３のように各積分検出電圧値同士の
差の大きさＬの大小に基づいて判定する場合よりもノイ
ズなどの影響による絶対値の変動の影響を受け難くなっ
てその判定結果の確からしさを向上させることができる
効果がある。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、変圧
器一次側の検出電圧値を積分して積分検出電圧値を出力
する積分器と、上記変圧器一次側の検出電流値および上
記積分検出電圧値が入力され、当該検出電流値の大きさ
が所定の値以上となった時の積分検出電圧値の大きさに
基づいて励磁突入電流の判定を行い、その判定結果に応
じて励磁突入電流検出信号を出力する励磁突入電流判定
手段とを備えるので、変圧器投入直前から検出電流値の
大きさが所定の値以上となるまでの期間の波形が入力さ
れれば、励磁突入電流を適当に判定して励磁突入電流検
出信号を出力することができる。

【００４６】したがって、変圧器の一次側の電流を検出
電流値とした場合、多くとも基本周波数の半周期分の波
形が入力されれば、その半周期内において、励磁突入電
流を適切に判定して励磁突入電流検出信号を出力するこ
とができる。つまり、基本周波数の１周期分以下の短い
時間において適切に判断を行って励磁突入電流検出信号
を出力することができる効果がある。

【００４７】この発明によれば、励磁突入電流判定手段
が、検出電流値の大きさが所定の値以上となった時の積
分検出電圧値の大きさに基づいて励磁突入電流の判定を
行い、積分検出電圧値の大きさが所定の判定値以上であ
る場合には励磁突入電流検出信号を出力するので、検出
電流値の大きさが所定の値以上となったら直ちに積分検
出電圧値の瞬時値に基づいて励磁突入電流の判定を行っ
て励磁突入電流検出信号を出力することができ、励磁突
入電流検出信号を出力するまでの遅延時間を更に短縮す
ることができる効果がある。

【００４８】この発明によれば、励磁突入電流判定手段
が、検出電流値の大きさが所定の値以上となってから極
大値となるまでの期間の積分検出電圧値を積分するとと
もに、検出電流値の大きさが当該極大値となってから上
記所定の値以下となるまでの期間の積分検出電圧値を積
分し、これら２つの積分検出電圧値の積分値の差の大き
さに基づいて励磁突入電流の判定を行い、当該積分値の
差の大きさが所定の判定値以下である場合には励磁突入
電流検出信号を出力するので、検出電流値の大きさが所
定の値以上である期間全体における積分検出電圧値に基
づいて励磁突入電流の判定を行うことができる。したが
って、積分検出電圧値の瞬時値に基づいて判定する場合
よりもノイズなどの影響を受け難くなり、判定結果の確
からしさを向上させることができる効果がある。

【００４９】この発明によれば、励磁突入電流判定手段
が、検出電流値の大きさが所定の値以上となってから極
大値となるまでの期間の積分検出電圧値と、検出電流値
の大きさが当該極大値となってから上記所定の値以下と
なるまでの期間の積分検出電圧値との差を演算し、この
積分検出電圧値同士の差の大きさに基づいて励磁突入電
流の判定を行い、当該積分検出電圧値同士の差の大きさ
が常に所定の判定値以下である場合には励磁突入電流検
出信号を出力するので、瞬時的な積分検出電圧値に基づ
いて判定する場合よりもノイズなどの影響による絶対値
の変動の影響を受け難くなってその判定結果の確からし
さを向上させつつ、しかも、積分検出電圧値の積分値を
求めるような場合よりも簡易な計算にて高速に励磁突入
電流検出信号を出力することができる効果がある。

【００５０】この発明によれば、励磁突入電流判定手段
が、検出電流値の大きさが所定の値以上となる期間にお
いて検出電流値の差が一定値以内である２つの積分検出
電圧値同士の差を演算し、この積分検出電圧値同士の差
の平均値の大きさに基づいて励磁突入電流の判定を行
い、当該積分検出電圧値同士の差の平均値の大きさが所
定の判定値以下である場合には励磁突入電流検出信号を
出力するので、各積分検出電圧値同士の差の大きさの大
小に基づいて判定する場合よりもノイズなどの影響によ
る絶対値の変動の影響を受け難くなってその判定結果の
確からしさを向上させことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による励磁突入電流
判別装置を備えたリレー装置およびその周辺部の構成を
示す概略構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による励磁突入電流
判別装置の構成を示すブロック図である。

【図３】 変圧器の電圧−電流特性図である。

【図４】 変圧器内部において短絡事故が発生した場合
の電流波形および電圧波形の一例を示す波形図である。

【図５】 図４の波形の場合の変圧器の電圧−電流特性
図である。

【図６】 励磁突入電流が流れる場合の電流波形および
電圧波形の一例を示す波形図である。

【図７】 図６の波形の場合の変圧器の電圧−電流特性
図である。

【図８】 この発明の実施の形態２による励磁突入電流
判別装置の構成を示すブロック図である。

【図９】 この発明の実施の形態２による励磁突入電流
の判定処理の一例を詳しく説明するための説明図であ
る。

【図１０】 この発明の実施の形態３による励磁突入電
流判別装置の構成を示すブロック図である。

【図１１】 この発明の実施の形態３による励磁突入電
流の判定処理の一例を詳しく説明するための説明図であ
る。

【図１２】 この発明の実施の形態４による励磁突入電
流判別装置の構成を示すブロック図である。

【図１３】 この発明の実施の形態４による励磁突入電
流の判定処理の一例を詳しく説明するための説明図であ
る。

【図１４】 従来の励磁突入電流判別装置を備えたリレ
ー装置およびその周辺部の構成を示す概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 変圧器、１１ 積分器、１２，１５，１６，１７
励磁突入電流判定手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G035 AA13 AA16 AB08 AC02 AC06 AC08 AC11 AC15 AC21 AD32 AD65 5E058 BB20 5G043 AA01 AA02 AA05 BA03 BA07 CA01 CC02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変圧器一次側の検出電圧値を積分して積
   分検出電圧値を出力する積分器と、 上記変圧器一次側の検出電流値および上記積分検出電圧
   値が入力され、当該検出電流値の大きさが所定の値以上
   である積分検出電圧値の大きさに基づいて励磁突入電流
   の判定を行い、その判定結果に応じて励磁突入電流検出
   信号を出力する励磁突入電流判定手段とを備える励磁突
   入電流判別装置。
2. 【請求項２】 励磁突入電流判定手段は、検出電流値の
   大きさが所定の値以上となった時の積分検出電圧値の大
   きさに基づいて励磁突入電流の判定を行い、積分検出電
   圧値の大きさが所定の判定値以上である場合には励磁突
   入電流検出信号を出力することを特徴とする請求項１記
   載の励磁突入電流判別装置。
3. 【請求項３】 励磁突入電流判定手段は、検出電流値の
   大きさが所定の値以上となってから極大値となるまでの
   期間の積分検出電圧値を積分するとともに、検出電流値
   の大きさが当該極大値となってから上記所定の値以下と
   なるまでの期間の積分検出電圧値を積分し、これら２つ
   の積分検出電圧値の積分値の差の大きさに基づいて励磁
   突入電流の判定を行い、当該積分値の差の大きさが所定
   の判定値以下である場合には励磁突入電流検出信号を出
   力することを特徴とする請求項１記載の励磁突入電流判
   別装置。
4. 【請求項４】 励磁突入電流判定手段は、検出電流値の
   大きさが所定の値以上となってから極大値となるまでの
   期間の積分検出電圧値と、検出電流値の大きさが当該極
   大値となってから上記所定の値以下となるまでの期間の
   積分検出電圧値との差を演算し、この積分検出電圧値同
   士の差の大きさに基づいて励磁突入電流の判定を行い、
   当該積分検出電圧値同士の差の大きさが所定の判定値以
   下である場合には励磁突入電流検出信号を出力すること
   を特徴とする請求項１記載の励磁突入電流判別装置。
5. 【請求項５】 励磁突入電流判定手段は、検出電流値の
   大きさが所定の値以上となる期間において検出電流値の
   差が一定値以内である２つの積分検出電圧値同士の差を
   演算し、この積分検出電圧値同士の差の平均値の大きさ
   に基づいて励磁突入電流の判定を行い、当該積分検出電
   圧値同士の差の平均値の大きさが所定の判定値以下であ
   る場合には励磁突入電流検出信号を出力することを特徴
   とする請求項１記載の励磁突入電流判別装置。