JP2002191121A - Ratio differential relay provided with higher harmonic locking function - Google Patents

Ratio differential relay provided with higher harmonic locking function

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JP2002191121A
JP2002191121A JP2000387424A JP2000387424A JP2002191121A JP 2002191121 A JP2002191121 A JP 2002191121A JP 2000387424 A JP2000387424 A JP 2000387424A JP 2000387424 A JP2000387424 A JP 2000387424A JP 2002191121 A JP2002191121 A JP 2002191121A
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JP
Japan
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relay
current
circuit
harmonic
vector addition
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JP2000387424A
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Japanese (ja)
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Masaaki Taira
正明 平
Eiji Okada
英二 岡田
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Nissin Electric Co Ltd
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Nissin Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a ratio differential relay with a higher harmonic locking function which is used for detecting an internal failure of a transformer and protecting the transformer, enables simple and inexpensive forming of a locking command output circuit, and has a noise resisting property, too. SOLUTION: This ratio differential relay has a vector adding circuit 8 for performing vector addition of a current I1 flowing in the primary side of a transformer 2 being an object of protection and a current I2 flowing in its secondary side, a CPU 10 which takes out the secondary higher harmonic of the current after the vector addition, and locks tripping of a circuit-breaker when the ratio of content of the secondary higher harmonic with respect to the fundamental component of the current after the vector addition exceeds a threshold value, a relay LX, and a relay RX. The CPU 10, the relay LX, and the relay RX lock tripping of the circuit-breaker, when the ratio of the content of the secondary higher harmonic of the current after adding the vector with respect to the fundamental wave component exceeds a threshold value, in at least one phase. The CPU 10 realizes the locking of tripping of the circuit- breaker by software.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、変圧器の内部故障
を検出して変圧器を保護するために用いられる高調波ロ
ック機能付き比率差動リレーに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ratio differential relay with a harmonic lock function, which is used to protect a transformer by detecting an internal failure of the transformer.

【0002】[0002]

【従来の技術】比率差動リレーは、変圧器内部に故障が
発生したときに、一次側、二次側の差電流が発生するの
で、それを検出して動作するリレーである。ところが、
負荷がかからないときに電源を入れると、変圧器の一次
側に励磁突入電流が流れ、このために比率差動リレーが
応動して不要動作するという問題があった。
2. Description of the Related Art A ratio differential relay is a relay that operates when a fault occurs in a transformer because a primary-side and secondary-side differential current is generated. However,
If the power is turned on when no load is applied, an exciting rush current flows to the primary side of the transformer, and this causes a problem that the ratio differential relay responds and performs unnecessary operation.

【0003】そこで、励磁突入電流に第2高調波成分が
多いことに着目して、この第2高調波成分が多いときに
は、励磁突入電流が流れても補助リレーの動作をロック
する技術が提案されている(特公平6-67115号公報)。
In view of the above, attention has been paid to the fact that the inrush current has a large amount of second harmonic components. When the second harmonic component is large, a technique for locking the operation of the auxiliary relay even when the exciting inrush current flows has been proposed. (Japanese Patent Publication No. 6-67115).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
の構成では、ロック指令出力回路が、リレーSUを含む
ハードウェア電子回路で構成されており、構成が複雑で
高価になる。また、電子回路で低電圧電源(5V)を使
用しているので、ノイズに弱いという問題もある。そこ
で、本発明は、ロック指令出力回路をシンプル、安価に
構成でき、ノイズの耐性もある高調波ロック機能付き比
率差動リレーを実現することを目的とする。
However, in the configuration of the prior art, the lock command output circuit is composed of a hardware electronic circuit including the relay SU, and the configuration is complicated and expensive. In addition, since a low-voltage power supply (5 V) is used in the electronic circuit, there is a problem that it is weak to noise. Accordingly, an object of the present invention is to realize a ratio differential relay with a harmonic lock function that can simply and inexpensively configure a lock command output circuit and has noise resistance.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段及び発明の効果】本発明の
高調波ロック機能付き比率差動リレーは、保護対象であ
る変圧器の一次側を流れる電流I1、二次側を流れる電
流I2のベクトル加算を行うベクトル加算手段、ベクト
ル加算後の電流の2次高調波をとる手段、この2次高調
波の、前記ベクトル加算後の電流の基本波成分に対する
含有率がしきい値を超えた場合に、遮断器のトリップを
ロックするロック手段を有し、前記ロック手段は、少な
くとも1相において、ベクトル加算後の電流の2次高調
波の、基本波成分に対する含有率がしきい値を超えた場
合に、遮断器のトリップをロックするものであり、前記
ロック手段は、論理回路と、リレーと、演算処理回路と
の組合せで構成されており、この演算処理回路におい
て、遮断器のトリップのロックをソフトウェアで実現す
るものである(請求項1)。
SUMMARY OF THE INVENTION A ratio differential relay with a harmonic lock function according to the present invention comprises a vector of a current I1 flowing through a primary side of a transformer to be protected and a current I2 flowing through a secondary side. Vector addition means for performing addition, means for obtaining a second harmonic of the current after the vector addition, and when the content of the second harmonic with respect to the fundamental component of the current after the vector addition exceeds a threshold value. And locking means for locking the trip of the circuit breaker, wherein the locking means is configured such that in at least one phase, the content of the second harmonic of the current after the vector addition with respect to the fundamental wave component exceeds a threshold value. The lock means comprises a combination of a logic circuit, a relay, and an arithmetic processing circuit. In this arithmetic processing circuit, the tripping of the circuit breaker is performed. It realizes the lock by software (claim 1).

【0006】前記の構成によれば、前記ロック手段は、
論理回路と、リレーと、演算処理回路との組合せで構成
されており、遮断器のトリップのロックをソフトウェア
で実現する。したがって、従来のように、リレーを、遮
断器のトリップ回路に直列に挿入する必要はなくなり、
トリップ回路の構成が複雑になることはなくなる。ま
た、前記ロック手段を構成するリレーには、約DC11
0Vの駆動電源を用いることができる(請求項2)。
According to the above configuration, the locking means includes:
It is composed of a combination of a logic circuit, a relay, and an arithmetic processing circuit, and locks the trip of the circuit breaker by software. Therefore, there is no need to insert a relay in series into the trip circuit of the circuit breaker as in the past,
The configuration of the trip circuit does not become complicated. Further, the relay constituting the locking means has a DC11.
A driving power supply of 0 V can be used (claim 2).

【0007】したがって、電子回路で5V電源を使用し
ていた従来のロック手段と比較して、ノイズに強いロッ
ク回路を構成することができる。
Therefore, it is possible to form a lock circuit which is more resistant to noise than conventional lock means which uses a 5V power supply in an electronic circuit.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、高調波
ロック機能付き比率差動リレー1の全体ブロック構成図
である。三相変圧器2の一次側及び二次側に変流器CT
を設置し、その検出信号を高調波ロック機能付き比率差
動リレー1に入力している。なお、図1では、一相のみ
図示しているが、他の2相についても、同様の構成とな
る。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an overall block configuration diagram of a ratio differential relay 1 with a harmonic lock function. Current transformers CT on the primary and secondary sides of the three-phase transformer 2
And the detection signal is input to the ratio differential relay 1 with the harmonic lock function. Note that FIG. 1 shows only one phase, but the other two phases have the same configuration.

【0009】高調波ロック機能付き比率差動リレー1の
構成中、電源部3は、補助リレーRX等を動作させるた
めの直流電源(DC110V)である。変流器CTの出
力は、補助変流器4に入力され、ここで電圧値に変換さ
れる。変換された電圧信号は、変圧器2の一次と二次と
の巻き線比率に応じて電圧調整するための比率整合回路
5に入力される。比率整合回路5で整合された後の電圧
信号は、2つに分かれ、1つは、整流回路6に入り、絶
対値(実効値など)をとられる。絶対値は、絶対値加算
回路7で加算され、A/D変換器9に入力される。
In the configuration of the ratio differential relay 1 with the harmonic lock function, the power supply unit 3 is a DC power supply (DC 110 V) for operating the auxiliary relay RX and the like. The output of the current transformer CT is input to the auxiliary current transformer 4, where it is converted into a voltage value. The converted voltage signal is input to a ratio matching circuit 5 for adjusting the voltage according to the winding ratio between the primary and secondary windings of the transformer 2. The voltage signal that has been matched by the ratio matching circuit 5 is split into two, one of which enters the rectifier circuit 6 and takes an absolute value (such as an effective value). The absolute value is added by the absolute value adding circuit 7 and input to the A / D converter 9.

【0010】他の1つは、ベクトル加算回路8に入り、
ベクトル和I1+(−I2)がとられ、A/D変換器9に
入力される。演算処理部10では、絶対値加算された電
流値|I1|+|I2|と、ベクトル加算された電流I1
−I2との比 (I1−I2)/(|I1|+|I2|) (1) をしきい値と比較し、しきい値を超えれば、変圧器内部
故障と判断して、補助リレーTXに駆動信号を出す。補
助リレーTXは、駆動されると接点をオンしてトリップ
コイルに通電し、系統を遮断する。
Another one enters a vector addition circuit 8,
The vector sum I1 + (-I2) is obtained and input to the A / D converter 9. In the arithmetic processing unit 10, the current value | I1 | + | I2 |
-I2 ratio / (| I1 | + | I2 |) (1) is compared with a threshold value. If the threshold value is exceeded, it is determined that a transformer internal failure has occurred and the auxiliary relay TX is determined. A drive signal is issued to When driven, the auxiliary relay TX turns on a contact to energize the trip coil and cut off the system.

【0011】ここで図2は、本比率差動リレー1a〜1
cのCPU10a〜10c,補助リレーTXa〜TX
c、トリップコイルTCの接続状態を説明するための図
であり、添え字a〜cは、各相に該当することを示して
いる。3つの補助リレーTXa〜TXcの接点は、互い
に並列接続されているので、いずれか1つの補助リレー
TXの接点がオンになれば、トリップコイルTCが通電
される。したがって、1相において前記比がしきい値を
超えれば、全相の電源が遮断される。
FIG. 2 shows the differential relays 1a-1a.
CPUs 10a to 10c and auxiliary relays TXa to TX
c is a diagram for explaining the connection state of the trip coil TC, and the subscripts a to c indicate that they correspond to each phase. Since the contacts of the three auxiliary relays TXa to TXc are connected in parallel with each other, when any one of the contacts of the auxiliary relay TX is turned on, the trip coil TC is energized. Therefore, if the ratio exceeds the threshold value in one phase, the power of all phases is shut off.

【0012】図1にもどり、演算処理部10は、基本
波、2次高調波を演算するソフトウェアを持っていて、
ベクトル加算された電流I1−I2の2次高調波(I1−
I2)2と、基本波(I1−I2)1との比 (I1−I2)2/(I1−I2)1 (2) を演算し、しきい値(例えば0.13に設定される)と
比較する。しきい値を超えていれば、補助リレーLXを
動作させ、ロック用の補助リレーRXに通電する。この
結果、ロック用の補助リレーRXの接点が閉じ、演算処
理部10に補助リレーTXをロックするための信号sが
入力される。
Returning to FIG. 1, the arithmetic processing unit 10 has software for calculating a fundamental wave and a second harmonic.
The second harmonic (I1-I2) of the vector added currents I1-I2
Calculate the ratio (I1-I2) 2 / (I1-I2) 1 (2) between I2) 2 and the fundamental wave (I1-I2) 1, and calculate the threshold (for example, set to 0.13). Compare. If the threshold value is exceeded, the auxiliary relay LX is operated, and the lock auxiliary relay RX is energized. As a result, the contact of the locking auxiliary relay RX is closed, and the signal s for locking the auxiliary relay TX is input to the arithmetic processing unit 10.

【0013】このロック用補助リレーRXは、電源部3
で発生したDC110Vで高圧駆動されるので、DC5
Vで駆動されていた従来の補助リレーと比べて、耐ノイ
ズ性が向上している。図3は、高調波ロック機能付き比
率差動リレー1a〜1cのCPU10a〜10c,補助
リレーLXa〜LXc、ロック用補助リレーRXa〜R
Xc等の接続状態を説明するための図である。添え字a
〜cは、各相を示している。
The lock auxiliary relay RX is provided with a power supply unit 3.
Is driven at a high voltage by DC110V generated at DC5.
Noise resistance is improved as compared with the conventional auxiliary relay driven by V. FIG. 3 shows the CPUs 10a to 10c of the ratio differential relays 1a to 1c with a harmonic lock function, the auxiliary relays LXa to LXc, and the auxiliary relays RXa to R for locking.
It is a figure for explaining the connection state of Xc etc. Subscript a
To c show each phase.

【0014】3相分のロック用補助リレーRXa〜RX
cは、結線により互いに並列に接続され、いずれか1相
分の補助リレーLXが動作して接点が閉じられると、ロ
ック用補助リレーRXは3相分とも通電し、3つのCP
U10a〜10cに対して、補助リレーTXa〜TXc
をロックするための信号が入力される。したがって、3
つの補助リレーTXa〜TXcの動作がロックされる。
この補助リレーTXa〜TXcの動作をロックするのに
かかる時間は、100msec以内であり、一方、補助リレー
TXa〜TXcの接点がオンになりトリップコイルが通
電されるのにかかる時間は、150msec程度であるから、
トリップコイルが通電される前に、補助リレーTXa〜
TXcの動作を止めることができる。
Locking auxiliary relays RXa to RX for three phases
When the auxiliary relay LX for one phase is operated and the contact is closed, the auxiliary relay for locking RX is energized for all three phases and the three CPs are connected.
For U10a to 10c, auxiliary relays TXa to TXc
Is input. Therefore, 3
The operation of the two auxiliary relays TXa to TXc is locked.
The time required to lock the operation of the auxiliary relays TXa to TXc is within 100 msec, while the time required to turn on the contacts of the auxiliary relays TXa to TXc and energize the trip coil is about 150 msec. because there is,
Before the trip coil is energized, the auxiliary relay TXa ~
TXc operation can be stopped.

【0015】したがって、励磁突入電流が流れたとき、
高調波ロック機能付き比率差動リレー1の不要動作を確
実に防止することができる。以上で、本発明の実施の形
態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更を施す
ことが可能である。
Therefore, when an exciting rush current flows,
Unnecessary operation of the ratio differential relay 1 with the harmonic lock function can be reliably prevented. Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention are not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】高調波ロック機能付き比率差動リレー1の全体
ブロック構成図である。
FIG. 1 is an overall block configuration diagram of a ratio differential relay 1 with a harmonic lock function.

【図2】高調波ロック機能付き比率差動リレー1のCP
U,補助リレーTX、トリップコイルTCの接続状態を
説明するための図である。
FIG. 2 shows a CP of a ratio differential relay 1 with a harmonic lock function.
FIG. 7 is a diagram for explaining a connection state of a U, an auxiliary relay TX, and a trip coil TC.

【図3】高調波ロック機能付き比率差動リレー1のCP
U,補助リレーLX、ロック用補助リレーRXの接続状
態を説明するための図である。
FIG. 3 shows a CP of a ratio differential relay 1 with a harmonic lock function.
FIG. 9 is a diagram for explaining a connection state of a U, an auxiliary relay LX, and a lock auxiliary relay RX.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 高調波ロック機能付き比率差動リレー 2 三相変圧器 3 電源部 4 補助変流器 5 比率整合回路 6 整流回路 7 絶対値加算回路 8 ベクトル加算回路 9 A/D変換器 10 演算処理部 TX 補助リレー LX 補助リレー RX ロック用補助リレー REFERENCE SIGNS LIST 1 ratio differential relay with harmonic lock function 2 three-phase transformer 3 power supply unit 4 auxiliary current transformer 5 ratio matching circuit 6 rectifier circuit 7 absolute value addition circuit 8 vector addition circuit 9 A / D converter 10 arithmetic processing unit TX Auxiliary relay LX Auxiliary relay RX Auxiliary relay for lock

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】保護対象である変圧器の一次側を流れる電
流、二次側を流れる電流のベクトル加算を行うベクトル
加算手段、 ベクトル加算後の電流の2次高調波をとる手段、 この2次高調波の、前記ベクトル加算後の電流の基本波
成分に対する含有率がしきい値を超えた場合に、遮断器
のトリップをロックするロック手段を有し、 前記ロック手段は、少なくとも1相において、ベクトル
加算後の電流の2次高調波の、基本波成分に対する含有
率がしきい値を超えた場合に、遮断器のトリップをロッ
クするものであり、 前記ロック手段は、論理回路と、リレーと、演算処理回
路との組合せで構成されており、 この演算処理回路において、遮断器のトリップのロック
をソフトウェアで実現するものであることを特徴とする
高調波ロック機能付き比率差動リレー。
1. Vector addition means for performing vector addition of a current flowing on a primary side of a transformer to be protected and a current flowing on a secondary side, a means for obtaining a second harmonic of a current after vector addition, When the content of harmonics to the fundamental component of the current after the vector addition exceeds a threshold value, the device has lock means for locking the trip of the circuit breaker, wherein the lock means includes at least one phase. When the content of the second harmonic of the current after the vector addition with respect to the fundamental component exceeds a threshold, the tripping of the circuit breaker is locked, and the locking means includes a logic circuit, a relay, With a harmonic lock function, characterized in that the lock of the trip of the breaker is realized by software in this arithmetic processing circuit. Rate differential relay.
【請求項2】前記ロック手段を構成するリレーは、約D
C110Vの駆動電源を用いていることを特徴とする請
求項2記載の高調波ロック機能付き比率差動リレー。
2. A relay constituting the locking means has a resistance of about D
The ratio differential relay with a harmonic lock function according to claim 2, wherein a driving power supply of C110V is used.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010074943A (en) * 2008-09-18 2010-04-02 Kansai Electric Power Co Inc:The Method and device for detecting individual operation

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