JP2006320173A - ディジタル形事故方向検出継電器 - Google Patents

Abstract

【課題】事故様相に応じて継電器を各相毎に設置するという必要性がなく、正相量１相分の電気量を用いて、継電器の保護方向に事故が発生したか否かを判定することを可能にする。
【解決手段】電力系統各相の電流（ｉＡ、・・・）、電圧（ｖＡ、・・・）から求めた正相量電流（Ｉ_１）および正相量電圧（Ｖ_１）について、所定時間間隔で変化分正相量電流（ΔＩ_１）と変化分正相量電圧（Δｖ_１）を求め、これら変化分の外積の大きさ（｜ｖ_１ｄ｜・｜ｉ_１ｄ｜・ｓｉｎθ）が所定の感度ｋ１以上のとき、保護方向の事故と判定する。
【選択図】図７

Description

本発明は、ディジタル形事故方向検出継電器に係り、特に背後事故時に不正動作することを阻止するようにしたディジタル形事故方向検出継電器に関する。

電力系統において、事故が発生した際に継電器が保護する方向に事故があるか否かを判定する場合、従来から各相電気量を用いたモー特性形方向距離継電器や電流および電圧の位相関係により動作する方向継電器が多く採用されている。

上記モー特性形方向距離継電器や方向継電器では、短絡事故や地絡事故の事故様相毎にそれぞれ電力系統各相（Ａ相、Ｂ相、Ｃ相）毎に継電器を設置する必要があるため、多くの継電器を必要とする（例えば、非特許文献１乃至３等参照）。

また、送電線の一方の端子が電源端で、もう一方の端子が非電源端であるような電力系統において、地絡方向距離継電器の設置点よりも電源側、すなわち背後事故時に当該継電器が不正動作する場合があることも知られている（例えば、非特許文献４等参照）。
長谷良秀 著、「電力系統技術の実用理論ハンドブック」、第１版第１刷、丸善株式会社、平成１６年３月３０日発行、Ｐ.２４５〜２６１、 小林 進 著、「保護継電技術」第１版第１刷、電気書院、昭和４７年１０月１５日発行、Ｐ.７６〜Ｐ７８、Ｐ.１０２〜１０４、 電気学会 編著、「電気工学ハンドブック」、第６版第１刷、電気学会、平成１３年２月２０日発行、Ｐ.７９６〜７９７ 電力学会論文５１−Ｂ３２ 安藤文郎、小林 進、三谷 泉著、

しかしながら、送電線の一端が電源端、他端が非電源端であるような電力系統に適用されるもので、継電器設置点の背後事故時に確実に不正動作を阻止するようにした事故方向検出継電器はまだ出現していない。

そこで、本発明は上記の課題に鑑み、事故様相に応じて電力系統の各相毎に継電器を設置するという必要性がなく、正相量１相分の電気量を用いて、継電器の保護方向に事故が発生したか否かを判定することが可能なディジタル形事故方向検出継電器を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、電力系統の各相電流および電圧を所定の周期でサンプリングして取り込み、ディジタル量に変換したディジタル値を用いて保護演算を行うディジタル形継電器において、電力系統の各相電流および各相電圧からそれぞれ正相量電流および正相量電圧を算出する正相量算出手段と、前記正相量算出手段より得られた正相量電流と正相量電圧のうち基準となる時点のデータと当該基準となる時点よりも所定時間前のデータとから正相量電流変化分と正相量電圧変化分とを求める変化分算出手段と、前記変化分算出手段で求めた正相量電流変化分と正相量電圧変化分との外積の大きさを算出し、この外積の大きさが所定感度ｋ１以上のとき、事故点が継電器の保護方向と判定する位相判定手段と、からなることを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、電力系統の各相電流および電圧を所定の周期でサンプリングして取り込み、ディジタル量に変換したディジタル値を用いて保護演算を行うディジタル形継電器において、電力系統の各相電流および各相電圧からそれぞれ正相量電流および正相量電圧を算出する正相量算出手段と、前記正相量算出手段より得られた正相量電流と正相量電圧のうち基準となる時点のデータと当該基準となる時点よりも所定時間前のデータとから正相量電流変化分と正相量電圧変化分とを求める変化分算出手段と、前記変化分算出手段で求めた正相量電流変化分と正相量電圧変化分との外積の大きさを算出し、この外積の大きさが所定感度ｋ１以上のとき、事故点が継電器の保護方向と判定する位相判定手段と、前記変化分算出手段により得られた正相量電流変化分が所定感度ｋ２以上か否かを判定し、所定感度ｋ２以上のとき前記位相判定手段の出力を許可することを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、電力系統の各相電流および電圧を所定の周期でサンプリングして取り込み、ディジタル量に変換したディジタル値を用いて保護演算を行うディジタル形継電器において、電力系統の各相電流および各相電圧からそれぞれ正相量電流および正相量電圧を算出する正相量算出手段と、前記正相量算出手段で求めた正相量電流と正相量電圧との外積の大きさを算出し、この外積の大きさが所定感度ｋ１以上のとき、事故点が継電器の保護方向と判定する位相判定手段と、からなることを特徴とする。

本発明によれば、正相量電流および正相量電圧に関する事故発生前後の変化分による位相関係を判定するだけで、事故が継電器の保護方向の事故であるか否かを検出することが可能であり、少ない数の継電器でディジタル形事故方向継電器を構成することができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、各実施例について、同一部分には同一符号を付けて、重複する部分の説明は適宜省略する。

（実施例１）
以下、本発明の実施例１について、図１から図８を参照して説明する。
図１は本発明のディジタル形事故方向検出継電器１０の設置状況を示す図である。同図において、ＳＳは電気所であり、電源Ｅに接続されるとともに保護対象となる送電線１を導出している。そして、この電気所ＳＳの送電線導出部に変流器２および電圧変成器３を設けており、変流器２により送電線１に流れる負荷電流ＩＬあるいは負荷電流ＩＬと事故電流ＩＦとの重畳電流(ＩＦ+ＩＬ)を変成して出力し、また電圧変成器３により電圧Ｖを変成して出力するように構成している。そして、これら変流器２、電圧変成器３から出力された電流、電圧は図示しない補助変流器や補助変圧器により系統と絶縁されたうえでディジタル形事故方向継電器１０に導入されるようになっている。

図２はディジタル形事故方向検出継電器１０のハードウエア構成図である。図中、４は変流器２の電流出力と電圧変成器３の電圧出力とを入力してそれぞれ継電器で扱う大きさとして適当なレベルに変換する入力変換器であり、５は入力変換器４から出力された電流出力、電圧出力をそれぞれ所定のサンプリング周波数で順次サンプリングし、それらのサンプル値を保持するサンプリング保持回路（図中、「フィルター、Ｓ／Ｈ」と表記）である。また、６はサンプリング保持回路５から順次取り込んだアナログデータである電流出力および電圧出力をディジタルデータに変換する機能とディジタルデータに変換された電流データおよび電圧データを時系列に出力するマルチプレクサ機能とを備えたアナログディジタル変換回路（図中、Ａ／Ｄと表記）である。７はアナログディジタル変換回路６から出力されたデータを記憶する記憶回路（図中、ＭＥＭと表記）、８は記憶回路７に記憶された所定サンプリング時点の電流、電圧データを事故方向継電器の演算アルゴリズムに基づいて所定の周期毎に演算処理を実行し、動作判定および／または前方事故検出指令を出す判定を行う演算回路（図中、ＣＰＵと表記）、９はディジタル形事故方向検出継電器としての動作判定結果を出力するインターフェース回路（図中、Ｉ／Ｏと表記）である。

図３から図６にかけて示すベクトル図は、送電線１が“健全時（ａ）”の場合と、送電線１のＦ点に事故が発生した“事故中（ｂ）”の場合とにおける電力系統各相の電流および電圧つまり、三相各相（Ａ相，Ｂ相，Ｃ相）の電流および電圧と、正相量の電圧、電流の傾向を示した図である。以下、三相各相（Ａ相，Ｂ相，Ｃ相）の電流および電圧とから正相量の電圧、電流および正相量の変化の傾向について図３を代表例として説明する。
図３において、図ａ−１から図ａ−３は送電線１が健全時のベクトル図で、特に、図ａ−１は三相各相の電圧（ＶＡ、ＶＢ、…）、電流（ＩＡ、ＩＢ、…）の関係を示す図、図ａ−２は三相各相電圧から正相量電圧（Ｖ_１）を得る様子を説明するための図、図ａ−３は三相各相電流から正相量電流（Ｉ_１）を得る様子を説明するための図、図ａ−４は正相量電圧（Ｖ_１）と正相量電流（Ｉ_１）との関係を示す図である。

一方、図ｂ−１から図ｂ−５は送電線１が３線短絡または地絡事故（３φＳ）中のベクトル図で、特に、図ｂ−１は中の三相各相の電圧（ＶＡ´、ＶＢ´…）、電流（ＩＡ、ＩＢ、…）、事故電流（ＩＡｆ、…）、および負荷電流と事故電流との重畳電流（ＩＡ＋ＩＡｆ、…）の関係を示す図、図ｂ−２は正相量電圧（Ｖ_１´）を得る様子を説明するための図、図ｂ−３は正相量電流（Ｉ_１´）を得る様子を説明するための図、図ｂ−４は正相量電圧（Ｖ_１´）と正相量電流（Ｉ_１´）との関係を示す図、図ｂ−５は正相量電圧の健全時に対する事故時の変化分（ΔＶ_１）と正相量電流の健全時に対する事故時の変化分（ΔＩ_１）との関係を示す図である。

また、図４は送電線１が“健全時（ａ）”と、“２線短絡（Ｂ−Ｃ相短絡）事故中（ｂ）”における電流と電圧の傾向を示すベクトル図であり、図５は送電線１が“健全時（ａ）”と、“２線地絡（Ｂ−Ｃ相地絡）事故時（ｂ）”における電流と電圧の傾向を示すベクトル図であり、そして図６は送電線１が“健全時（ａ）”と、“１線地絡（Ａ相地絡）事故時（ｂ）”における電流と電圧の傾向を示すベクトル図である。これら図４から図６のベクトル図についても、図３のベクトル図と同様にして“健全時”および“事故中”の正相量電圧（Ｖ_１、Ｖ_１´）および電流（Ｉ_１、Ｉ_１´）を導くことができるので、途中の過程は省略して結果としての正相量電圧（Ｖ_１、Ｖ_１´）、正相量電流（Ｉ_１、Ｉ_１´）および正相量電圧の変化分（ΔＶ_１）と正相量電流の変化分（ΔＩ_１）を示し、説明を省略する。

以上説明した図３から図６のベクトル図に記載した各種事故様相から分かるように、電力系統各相（三相各相）の各相電気量および正相電気量は健全時の電気量より事故時に変化するが、正相電気量の変化は事故様相に関係なく一様な傾向であることが分かる。

本実施例１は、この知見に基づいてディジタル形事故方向検出継電器１０を構成したものであり、具体的な構成の一例を図７に示す。
図７は、図２で示した演算回路８で行うディジタル形事故方向検出継電器１０の動作判定機能を表すブロック図である。正相量算出手段１１は、下記（１）式および（２）式により、対称座標法を用いてサンプリング時点ｍにおける三相各相の電流（ｉＡ_ｍ、ｉＢ_ｍ、ｉＣ_ｍ）および電圧（ｖＡ_ｍ、ｖＢ_ｍ、ｖＣ_ｍ）から、正相量電流ｉ_１ｍおよび正相量電圧ｖ_１ｍを算出する。

ｉ_１ｍ＝ｉＡ_ｍ＋ａｉＢ_ｍ＋ａ^２ｉＣ_ｍ
＝ｉＡ_ｍ−ｉＢ_ｍ−２＋ｉＣ_ｍ−４ ・・・・・・（１）
ｖ_１ｍ＝ｖＡ_ｍ＋ａｖＢ_ｍ＋ａ^２ｖＣ_ｍ
＝ｖＡ_ｍ−ｖＢ_ｍ−２＋ｖＣ_ｍ−４ ・・・・・・（２）
（ただし、Ａ相基準とする。 ａは１２０°、ａ^２は２４０°それぞれ進ませるベクトルオペレータである）

また、データ記憶手段１２は、正相量算出手段１１で得られたサンプリングデータを任意期間記憶する。変化分算出手段１３は、演算の基準となる時点例えば現時点の正相量の電流データ（ｉ_１ｍ）、電圧データ（ｖ_１ｍ）と、データ記憶手段１２に記憶されている所定サンプリング前時点（ｍ−ｘ）の正相量の電流データ（ｉ_１ｍ−ｘ）、電圧データ（ｖ_１ｍ−ｘ）とを取り込んで、以下の（３）式、（４）式を用いてそれぞれの差分である正相量電流変化分（ｉ_１ｄ）および正相量電圧変化分（ｖ_１ｄ）を算出する。

ｉ_１ｄ＝ｉ_１ｍ−ｉ_１ｍ−ｘ ・・・・・・（３）
ｖ_１ｄ＝ｖ_１ｍ−ｖ_１ｍ−ｘ ・・・・・・（４）
そして、位相判定手段１４は、（４）式により算出した正相量変化分電圧（ｖ_１ｄ）を基準として、（３）式により算出した正相量変化分電流（ｉ_１ｄ）との外積の大きさを演算して位相関係を検出し、継電器の動作感度ｋ１と比較する。位相判定手段１４の判定式を（５）式で示す。
｜ｖ_１ｄ｜・｜ｉ_１ｄ｜・ｓｉｎθ≧ｋ１ ・・・・（５）
（ただし、｜ ｜は絶対値を表す記号で、θはｖ_１ｄを基準としたｉ_１ｄの位相である）

なお、動作感度ｋ１は、検出した変化量が極めて小さい時に事故方向を誤検出しないような適当な値に設定するものとする。（５）式において、サンプリング間隔を３０°とすると、判定式は（６）式で表すことができる。
ｖｄ_１ｍ・ｉｄ_１ｍ−３ −ｖｄ_１ｍ−３・ｉｄ_１ｍ≧ｋ１ ・・・（６）

図８は（６）式の動作特性図であり、０は継電器設置点、ｋ１は円の半径である。ハッチング部分が本実施例の継電器の動作領域である。この継電器特性図８から分かるように、継電器１０の設置点の背後に正相電源が存在する電力系統において、保護方向に事故が発生した場合、事故前の正相電気量と事故時の正相電気量との差（変化）分が動作感度ｋ１以上であれば動作し、動作感度ｋ１未満であれば動作しない。

以上述べたように本実施例１は、系統事故の発生前後で求められた正相量電流変化分（ｉ_１ｄ）と正相量電圧変化分（ｖ_１ｄ）との外積値を算出し、その位相関係の判定結果により、ディジタル形事故方向検出継電器の保護方向に事故が発生したか否かを判定することができる。しかも、正相量の電気量は短絡事故および地絡事故などの事故様相に関係なく、一様に同じ傾向となることから、正相量を演算する１つの継電器の判定結果により保護方向に事故が発生したか否かを判定することができるので、継電器の数を抑制することができる。

（実施例２）
次に、本発明の実施例２について、図９から図１２を参照して説明する。
本実施例２の発明は、実施例１の改良発明に係わるもので、特に負荷変動時に過剰な検出を阻止することができるようにしたディジタル形事故方向検出継電器である。

電力系統が図９で示すような平行２回線系統である場合、２回線運用から片回線（１Ｌ）運用への切り替え制御など系統構成の変更があると、第１回線（１Ｌ）に流れる電流の大きさが増加する。逆に、１回線運用から２回線運用への切り替えが行われると、第１回線（１Ｌ）に流れる電流の大きさが減少する。このため、電源端の第１回線（１Ｌ）に設置されている継電器１０は系統構成の変更により、取り込んでいる電気量の変化を負荷電流言うの変化として捉える。

図１０は第１回線（１Ｌ）に設置されている継電器１０から見た系統構成の変更による系統各相電気量、正相量および正相量変化分の様子を示すベクトル図であり、（ａ）は第２回線ＯＦＦからＯＮ（すなわち、第１回線の負荷電流が減）の状態、（ｂ）は第２回線ＯＮからＯＦＦ（第１回線の負荷電流が増）の状態を示す。

図１０から分かるように、第１回線（１Ｌ）に設置されている継電器１０は、隣接回線の遮断器の操作による急峻な負荷の増減で、僅かな電圧降下または電圧上昇および負荷電流の増加または減少が発生した場合、負荷電流の変化前後で正相量の電流変化分（ΔＩ_１）と電圧変化分（ΔＶ_１）は、同位相方向あるいは逆位相方向の関係にあり、実施例１の（５）式による位相判定では負荷変動時に過剰な検出を行う可能性がある。

そこで本実施例２の発明は、負荷変動時に過剰な検出を阻止するために、実施例１の（５）式による位相関係（外積の大きさＩＶ_ｄｓ）に替えて、位相差演算により異なる動作位相領域を持つ次の（７）式および（８）式が同時に存在することを条件として位相判定結果を出力させるようにしたものである。
｜ｖ_１ｄ｜・｜ｉ_１ｄ｜・ｓｉｎ（θ＋α）≧ｋ１・・・（７）
｜ｖ_１ｄ｜・｜ｉ_１ｄ｜・ｓｉｎ（θ−β）≧ｋ１・・・（８）

図１１は本実施例２に係るディジタル形事故方向検出継電器１０の動作判定機能を表すブロック図である。
図１１において、図７との相違点は位相判定手段１４を新たな位相判定手段１４Ａに置き換えたことにあり、その他は図７の場合と同じである。すなわち、新たな位相判定手段１４Ａは変化分算出手段１３から取り込んだ電流、電圧の正相量変化分を上記（７）式、（８）式を用いて演算し、（７）式、（８）式の双方が成立したとき、ディジタル形事故方向検出継電器１０は動作方向と判定する。

図１２は、上記（７）式および（８）式が同時に存在する状態でのディジタル形事故方向検出継電器１０特性図であり、黒点は負荷変動時の位相関係を示す。本実施例２の特性図１０を図８と比べてよく分かるように、本実施例は図８に比べて角度αおよびβ分だけ動作領域を制限するので、負荷変動時にディジタル形事故方向検出継電器１０の過剰な検出を阻止することができる。

以上述べたように、本実施例２によれば、正相電気量の電流変化分と電圧変化分の位相関係における同相方向および逆位相方向に対して図１２に示すような継電器の動作領域制限を持たせることで、負荷変動時の過剰な検出を阻止することができる。

（実施例３）
次に、本発明の実施例３について、図１３および図１４を参照して説明する。
図１３は実施例３に係るディジタル形事故方向検出継電器の動作判定機能を表すブロック図であり、図１４は正相電流変化分の大きさ判定部の特性図である。

本実施例３の発明は、正相量の電流変化分が所定値以上にならなければ、実施例１あるいは実施例２による位相判定結果の出力を阻止するようにし、負荷変動時に過剰な検出をしないようにしたディジタル形事故方向検出継電器である。

前述した実施例１および２で位相判定に用いた式（５）、（７）および（８）の外積の大きさＩＶｄｓの所定感度ｋ１は、正相量の電圧変化分および電流変化分が小さい場合に不要に検出しないような感度に設定する必要がある。通常の負荷変動では電流の変化に比べて電圧の変化は小さく、電流の変化分との関係は上述した実施例２の動作領域の制限で過剰な検出は阻止できる。

しかしながら、継電器を適用する電力系統に鉄道などの不平衡負荷やアーク炉などのフリッカ負荷などが接続されている場合には、常時の負荷変動でも正相量の電圧変化分および電流変化分がある程度大きくなって所定感度ｋ１を超え、位相判定手段が過剰に検出することが考えられる。

本実施例３は、常時の負荷変動で所定感度ｋ１を超え、位相判定手段が過剰に検出た場合においても、正相量の電流変化分が所定値以下であれば、継電器として最終的に誤動作しないようにしたものである。

図１３において、正相量算出手段１１Ａは、実施例１の正相量算出手段１１同様のものであるが、系統各相電圧は入力していない。この正相量算出手段１１Ａに系統各相電流（ｉＡ_ｍ、ｉＢ_ｍ、ｉＣ_ｍ）を入力し、（１）式を用いて正相量電流ｉ_１ｍを算出する。データ記憶手段１２Ａは、正相量算出手段１１Ａで得られたサンプリングデータを所定期間記憶する。変化分算出手段１３Ａは、現時点の正相量の電流データ（ｉ_１ｍ）と、データ記憶手段１２Ａに記憶されている任意サンプリング前の正相量の電流データ（ｉ_１ｍ−ｘ）を取り込んで、前述の（３）式を用いて差分である正相量電流変化分（ｉ_１ｄ）を算出する。

１５は変化分算出手段１３Ａの正相量の電流ベクトル変化分であるｉ_１ｄの絶対値と、任意の所定電流感度ｋ２とを比較して（９）式が成立するか否かを判定し、（９）式が成立するとき、すなわち正相量の電流変化分ｉ_１ｄの絶対値が所定電流感度ｋ２以上のときに動作出力を生じる正相電流変化分の大きさを判定する判定手段（以下、正相電流変化分判定手段という）である。
｜ｉ_１ｄ｜≧ｋ２ ・・・・・・・・・・・・・・・（９）

この正相電流変化分判定手段１５が動作した場合、アンドゲート回路１６に対してゲート開信号を与え、実施例１の位相判定手段１４、あるいは実施例２の位相判定手段１４Ａの動作出力を許可するように機能する。

図１４は（９）式の正相電流変化分判定手段１５の特性図であり、正相電気量の電流変化分ｉ_１ｄが半径ｋ２の円内に存在するときは動作せず、円外側のハッチング部分に存在するときは動作することを示している。

以上述べたように、本実施例３によれば、正相量の電流変化分の大きさが、（９）式におけるｉ_１ｄの動作感度設定ｋ２以上の場合のみ、実施例１あるいは２の動作出力を許可するようにしたので、（５）式や（７）式および（８）式の位相判定用のｋ１検出感度を低下させることなく、ディジタル形事故方向検出継電器としての過剰な検出を阻止することができる。

（実施例４）
次に、本発明の実施例４について、図１５を参照して説明する。
図１５は本実施例４に係るディジタル形事故方向検出継電器の動作判定機能を表すブロック図である。
電力系統の負荷電流が小さい場合、上述した正相量の電流変化分（ｉ_１ｄ）、電圧変化分（ｖ_１ｄ）を用いずとも潮流の影響が少ないことから、現時点ｍにおける正相量の電流（ｉ_１ｍ）および電圧（ｖ_１ｍ）により位相判定するようにしても同等の継電器判定が可能である。

本実施例４は、この知見に基づいてなされたもので、実施例１の（５）式の位相判定式に代えて、次の（１０）式の位相判定式を採用するものである。
｜ｖ_１ｍ｜・｜ｉ_１ｍ｜・ｓｉｎθ≧ｋ１ ・・・・・・（１０）

また、実施例２の位相判定式（７）式および（８）式に代えて、次の（１１）、（１２）式の位相判定式を採用する。
｜ｖ_１ｍ｜・｜ｉ_１ｍ｜・ｓｉｎ（θ＋α）≧ｋ１ ・・・（１１）
｜ｖ_１ｍ｜・｜ｉ_１ｍ｜・ｓｉｎ（θ−β）≧ｋ１ ・・・（１２）

さらに、実施例３の（９）式を次の（１３）式に置き換える。
ｉ_１ｍ≧ｋ２ ・・・（１３）
このように、本実施例４によれば、電力系統の負荷電流の大きさが小さい場合、その影響も少ないことから、正相量の電流変化分（ｉ_１ｄ）、電圧変化分（ｖ_１ｄ）を用いずに、現時点ｍにおける正相量の電流（ｉ_１ｍ）および電圧（ｖ_１ｍ）により位相判定するようにしても実施例１、２と同等の位相判定が可能である。

本発明のディジタル形事故方向検出継電器の設置状況を示す図。 ディジタル形事故方向検出継電器の一般的な構成図。 健全時および三線短絡事故時の電流と電圧の傾向を示すベクトル図。 健全時および二線短絡事故時の電流と電圧の傾向を示すベクトル図。 健全時および二線地絡事故時の電流と電圧の傾向を示すベクトル図。 健全時および一線地絡事故時の電流と電圧の傾向を示すベクトル図。 実施例１に係るディジタル形事故方向検出継電器の動作判定機能を表すブロック図。 実施例１に係るディジタル形事故方向検出継電器の動作特性図。 負荷変動を説明するための系統構成例を示す図。 電力系統の負荷変動時の電流と電圧の傾向を示した図であり、（ａ）は負荷減時の傾向、（ｂ）は負荷増時の傾向をそれぞれ示す図。 実施例２に係るディジタル形事故方向検出継電器の動作判定機能を表すブロック図。 実施例２の正相量変化分電流により動作する特性を説明する図。 実施例３に係るディジタル形事故方向検出継電器の動作判定機能を表すブロック図。 実施例３に係る正相電流変化分判定手段の特性図。 実施例４に係るディジタル形事故方向検出継電器の動作判定機能を表すブロック図。

符号の説明

１…送電線、２…変流器、３…変成器、４…入力変換器、５…サンプリング保持回路、６…アナログディジタル変換回路、７…メモリ、８…ＣＰＵ、９…Ｉ／Ｏインターフェース、１０…ディジタル形事故方向継電器、１１，１１Ａ…正相量算出手段、１２，１２Ａ…データ記憶手段、１３，１３Ａ…変化分算出手段、１４，１４Ａ，１４Ｂ…位相判定手段、１５…正相電流変化分判定手段、１６…アンドゲート回路、Ｅ…電源、ＳＳ…電気所。

Claims (4)

1. 電力系統の各相電流および電圧を所定の周期でサンプリングして取り込み、ディジタル量に変換したディジタル値を用いて保護演算を行うディジタル形継電器において、
   電力系統の各相電流および各相電圧からそれぞれ正相量電流および正相量電圧を算出する正相量算出手段と、
   前記正相量算出手段より得られた正相量電流と正相量電圧のうち基準となる時点のデータと当該基準となる時点よりも所定時間前のデータとから正相量電流変化分と正相量電圧変化分とを求める変化分算出手段と、
   前記変化分算出手段で求めた正相量電流変化分と正相量電圧変化分との外積の大きさを算出し、この外積の大きさが所定感度ｋ１以上のとき、事故点が継電器の保護方向と判定する位相判定手段と、からなることを特徴とするディジタル形事故方向検出継電器。
2. 電力系統の各相電流および電圧を所定の周期でサンプリングして取り込み、ディジタル量に変換したディジタル値を用いて保護演算を行うディジタル形継電器において、
   電力系統の各相電流および各相電圧からそれぞれ正相量電流および正相量電圧を算出する正相量算出手段と、
   前記正相量算出手段より得られた正相量電流と正相量電圧のうち基準となる時点のデータと当該基準となる時点よりも所定時間前のデータとから正相量電流変化分と正相量電圧変化分とを求める変化分算出手段と、
   前記変化分算出手段で求めた正相量電流変化分と正相量電圧変化分との外積の大きさを算出し、この外積の大きさが所定感度ｋ１以上のとき、事故点が継電器の保護方向と判定する位相判定手段と、
   前記変化分算出手段により得られた正相量電流変化分が所定感度ｋ２以上か否かを判定し、所定感度ｋ２以上のとき前記位相判定手段の出力を許可することを特徴とするディジタル形事故方向検出継電器。
3. 電力系統の各相電流および電圧を所定の周期でサンプリングして取り込み、ディジタル量に変換したディジタル値を用いて保護演算を行うディジタル形継電器において、
   電力系統の各相電流および各相電圧からそれぞれ正相量電流および正相量電圧を算出する正相量算出手段と、
   前記正相量算出手段で求めた正相量電流と正相量電圧との外積の大きさを算出し、この外積の大きさが所定感度ｋ１以上のとき、事故点が継電器の保護方向と判定する位相判定手段と、
   からなることを特徴とするディジタル形事故方向検出継電器。
4. 前記位相判定手段は、異なる動作領域を持つ２つの位相差演算
   ｜ｖ_１ｄ｜・｜ｉ_１ｄ｜・ｓｉｎ（θ＋α）≧ｋ１
   ｜ｖ_１ｄ｜・｜ｉ_１ｄ｜・ｓｉｎ（θ−β）≧ｋ１
   を算出し、これら２つの位相差演算のいずれもが所定感度ｋ１以上のとき、事故点が継電器の保護方向と判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のディジタル形事故方向検出継電器。

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