JP2008161012A - Overcurrent relay device - Google Patents

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JP2008161012A JP2006349317A JP2006349317A JP2008161012A JP 2008161012 A JP2008161012 A JP 2008161012A JP 2006349317 A JP2006349317 A JP 2006349317A JP 2006349317 A JP2006349317 A JP 2006349317A JP 2008161012 A JP2008161012 A JP 2008161012A
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Masami Takenaka
正実 竹中
Yoshiaki Date
義明 伊達
Shigeo Matsumoto
重穗 松本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an overcurrent relay device for power supply end and opposite end, capable of remarkably shortening a fault eliminating time. <P>SOLUTION: The overcurrent relay device 10<SB>1</SB>disposed on a power supply end of an own line 1L of a parallel dual power transmission line includes a trip signal generating circuit 20 for generating a first trip signal S<SB>1</SB>for interrupting a first breaker 4<SB>1</SB>provided on the power supply end side of the own line 1L when detecting a short circuit fault in the own line 1L. The trip signal generating circuit 20 includes an own line fault determining circuit 25 for obtaining a value calculated by dividing the difference between a first short circuit current I<SB>1</SB>and a second short circuit current I<SB>2</SB>by the sum of the first short circuit current I<SB>1</SB>and the second short circuit current I<SB>2</SB>, and outputting an output signal when the obtained value is not less than a determined value; and a AND circuit 23 for ANDing between an output signal of the own line fault determining circuit 25 and a second contact point signals S<SB>C2</SB>to be inputted from a second breaker 4<SB>2</SB>provided on the power supply end side of the other line 2L. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、過電流継電装置に関し、特に、平衡2回線送電線の電源端側に設置するのに好適な過電流継電装置に関する。   The present invention relates to an overcurrent relay device, and more particularly to an overcurrent relay device suitable for installation on the power supply end side of a balanced two-line power transmission line.

一般に、電力系統における短絡事故時の保護に用いられている過電流継電装置(OC)は、自回線(過電流継電装置が設置された送電線)の電気量(相電流)の大きさに基づいて短絡事故発生を判定するものであり、事故区間を判定させるために、対向端(非電源)背後の送電線に設置される他の過電流継電装置と時限協調(0.4s〜0.5sの積上げ)をとっている。
そのため、自回線の電源端側に設置された過電流継電装置では、以下に説明するように、事故除去時間が長くなるので、過電流継電装置は平衡2回線送電線においては後備保護として用いられ、保護区間内の短絡事故によって瞬時に動作する別方式の主保護継電装置を別に設置することにより、事故除去時間の短縮を図っている。
In general, an overcurrent relay (OC) used for protection in the event of a short circuit in a power system is the magnitude of the amount of electricity (phase current) of its own line (the transmission line on which the overcurrent relay is installed). In order to determine the occurrence of a short-circuit accident based on the above, in order to determine the accident section, other overcurrent relay devices installed on the transmission line behind the opposite end (non-power supply) and time-coordinated (0.4 s ~ 0.5s).
Therefore, in the overcurrent relay device installed on the power supply end side of the own line, the accident elimination time becomes longer as will be described below, so the overcurrent relay device is used as a back-up protection in the balanced two-line transmission line. The accident removal time is shortened by installing a separate main protection relay device that is used and operates instantaneously due to a short circuit accident in the protection section.

図4に示すように、電源1から電力を供給される母線から分岐された第1の送電線1L(以下、「自回線1L」と称する。)および第2の送電線2L(以下、「他回線2L」と称する。)の電源端側(母線側)に過電流継電装置(以下、「第1および第2の電源端過電流継電装置1101,1102」と称する。)がそれぞれ設置されており、自回線1Lおよび他回線2Lの対向端側(母線と反対側)には短絡方向継電装置(以下、「第1および第2の対向端短絡方向継電装置(DS)1201,1202」と称する。)がそれぞれ設置されているとする。 As shown in FIG. 4, a first power transmission line 1L (hereinafter referred to as “own line 1L”) and a second power transmission line 2L (hereinafter referred to as “others”) branched from a bus line supplied with power from a power source 1. Overcurrent relay devices (hereinafter referred to as “first and second power supply end overcurrent relay devices 110 1 and 110 2 ”) are respectively provided on the power supply end side (bus side) of the line 2L ”. A short-circuit direction relay device (hereinafter referred to as “first and second opposite-end short-circuit direction relay device (DS) 120” is provided on the opposite end side (opposite side of the bus) of the own line 1L and the other line 2L. 1 , 120 2 ”) are installed.

第1の電源端過電流継電装置1101は、自回線1Lの電源端側に設置された第1の計器用変流器31から入力される相電流(以下、「第1の短絡電流I1」と称する。)に基づいて自回線1Lにおける短絡事故発生を検出すると、自回線1Lの電源端側に設置された第1の遮断器41を遮断するための第1のトリップ信号S1を発生する。
第2の電源端過電流継電装置1102は、他回線2Lに設置された第2の計器用変流器32から入力される相電流(以下、「第2の短絡電流I2」と称する。)に基づいて他回線2Lにおける短絡事故発生を検出すると、他回線2Lの電源端側に設置された第2の遮断器42を遮断するための第2のトリップ信号S2を発生する。
The first power supply overcurrent relay device 110 1 has a phase current (hereinafter referred to as “first short-circuit current”) input from the first current transformer 3 1 installed on the power supply side of the own line 1L. 1 ), the first trip signal S for breaking the first circuit breaker 41 installed on the power supply end side of the own line 1L is detected. Generate 1
The second power supply overcurrent relay device 110 2 is connected to a phase current (hereinafter referred to as “second short-circuit current I 2 ”) input from a second current transformer 3 2 installed in the other line 2L. 2), the second trip signal S 2 for breaking the second circuit breaker 4 2 installed on the power supply end side of the other line 2L is generated. .

第1の対向端短絡方向継電装置1201は、対向端側の母線(以下、「対向端母線」と称する。)に設けられた計器用変圧器2から入力される線間電圧Vと自回線1Lの対向端側に設置された第3の計器用変流器33から入力される相電流(以下、「第3の短絡電流I3」と称する。)とに基づいて自回線1Lにおける短絡事故発生を検出すると、自回線1Lの対向端側に設置された第3の遮断器43を遮断するための第3のトリップ信号S3を発生する。
第2の対向端短絡方向継電装置1202は、計器用変圧器2から入力される線間電圧Vと他回線2Lの対向端側に設置された第4の計器用変流器34から入力される相電流(以下、「第4の短絡電流I4」と称する。)とに基づいて他回線2Lにおける短絡事故発生を検出すると、他回線2Lの対向端側に設置された第4の遮断器44を遮断するための第4のトリップ信号S4を発生する。
The first opposite-end short-circuit direction relay device 120 1 is connected to the line voltage V input from the instrument transformer 2 provided on the opposite-end bus (hereinafter referred to as “opposite-end bus”). Based on the phase current (hereinafter referred to as “third short-circuit current I 3 ”) input from a third current transformer 3 3 installed on the opposite end side of the line 1L, the current line 1L When the occurrence of a short circuit accident is detected, a third trip signal S 3 for breaking the third circuit breaker 4 3 installed on the opposite end side of the own line 1L is generated.
The second opposite-end short-circuit direction relay device 120 2 includes a line voltage V input from the instrument transformer 2 and a fourth instrument current transformer 3 4 installed on the opposite end side of the other line 2L. When the occurrence of a short-circuit fault in the other line 2L is detected based on the input phase current (hereinafter referred to as “fourth short-circuit current I 4 ”), a fourth installed on the opposite end side of the other line 2L. A fourth trip signal S 4 for breaking the circuit breaker 4 4 is generated.

第1の電源端過電流継電装置1101は、第1のトリップ信号S1を発生するために、図5に示すようなトリップ信号発生回路130を具備する。
ここで、トリップ信号発生回路130は、リレー判定回路131と、遅延回路(タイマー)132とを備える。
The first power supply overcurrent relay device 110 1 includes a trip signal generation circuit 130 as shown in FIG. 5 in order to generate the first trip signal S 1 .
Here, the trip signal generation circuit 130 includes a relay determination circuit 131 and a delay circuit (timer) 132.

リレー判定回路131は、第1の短絡電流I1の大きさに基づいて自回線1Lの瞬時要素動作範囲内に発生した短絡事故を検出するとハイレベルの第1の瞬時要素トリップ信号STa1を出力するとともに、第1の短絡電流I1の大きさに基づいて自回線1Lの限時要素動作範囲内に発生した短絡事故を検出するとハイレベルの限時遮断出力信号を遅延回路132に出力する。
遅延回路132は、リレー判定回路131の限時遮断出力信号を時限協調時間T11だけ遅延して第1の限時要素トリップ信号STb1を生成する。ここで、時限協調時間T11は、自回線1Lの対向端背後の送電線に設置された他の過電流継電装置(不図示)との時限協調のために設定される。
第1の瞬時要素トリップ信号STa1および第1の限時要素トリップ信号STb1は、第1のトリップ信号S1として第1の遮断器41に出力される。
The relay determination circuit 131 outputs a high-level first instantaneous element trip signal ST a1 when it detects a short-circuit accident that has occurred within the instantaneous element operating range of its own line 1L based on the magnitude of the first short-circuit current I 1. At the same time, when a short-circuit fault occurring within the time-limit element operation range of the own line 1L is detected based on the magnitude of the first short-circuit current I 1 , a high-level time-limit cutoff output signal is output to the delay circuit 132.
The delay circuit 132 generates a first time-limit elements trip signal ST b1 by delaying the time-limit cutoff output signal of the relay determining circuit 131 only timed coordination time T1 1. Here, timed coordination time T1 1 is set for the timed coordination with other overcurrent relay device installed in the transmission line opposite ends behind the own line 1L (not shown).
The first instantaneous element trip signal ST a1 and the first time limit element trip signal ST b1 are output to the first circuit breaker 41 as the first trip signal S 1 .

第2の電源端過電流継電装置1102は、上述したトリップ信号発生回路130と同様の構成のトリップ信号発生回路(不図示)を具備する。 The second power supply terminal overcurrent relay device 110 2 includes a trip signal generation circuit (not shown) having the same configuration as the trip signal generation circuit 130 described above.

第1の対向端短絡方向継電装置1201は、第3のトリップ信号S3を発生するために、図6に示すようなトリップ信号発生回路140を具備する。
ここで、トリップ信号発生回路140は、リレー判定回路141と、遅延回路(タイマー)142とを備える。
The first opposite-end short-circuit direction relay device 120 1 includes a trip signal generation circuit 140 as shown in FIG. 6 in order to generate a third trip signal S 3 .
Here, the trip signal generation circuit 140 includes a relay determination circuit 141 and a delay circuit (timer) 142.

リレー判定回路141は、第3の短絡電流I3の大きさと線間電圧Vおよび第3の短絡電流I3の位相関係とに基づいて自回線1Lに発生した短絡事故を検出すると、ハイレベルの出力信号を出力する。
遅延回路142は、リレー判定回路141の出力信号を時限協調時間T13だけ遅延する。ここで、図5に示した遅延回路132において設定された時限協調時間T11(たとえば400ms)は、時限協調のために、時限協調時間T13よりも大きくなるように設定される(T11>T13)。
なお、時限協調時間T13は、自回線1Lに分岐がない場合には0msに設定されるため、以下では時限協調時間T13=0として説明する。
Relay determining circuit 141 detects a short circuit accident occurs in the own line 1L based on the phase relation of the third magnitude of the short-circuit current I 3 and the line voltage V and the third short-circuit current I 3, a high level Output the output signal.
The delay circuit 142 delays the output signal of the relay determining circuit 141 only timed coordination time T1 3. Here, the time cooperation time T1 1 (for example, 400 ms) set in the delay circuit 132 shown in FIG. 5 is set to be longer than the time cooperation time T1 3 for time cooperation (T1 1 > T1 3 ).
Note that the time-coordinated time T1 3 is set to 0 ms when there is no branch in the own line 1L. Therefore, the time-coordinated time T1 3 = 0 will be described below.

第2の対向端短絡方向継電装置1202は、上述したトリップ信号発生回路140と同様の構成のトリップ信号発生回路(不図示)を具備する。 The second opposite-end short-circuit direction relay device 120 2 includes a trip signal generation circuit (not shown) having the same configuration as the trip signal generation circuit 140 described above.

第1の電源端過電流継電装置1101の保護区間である自回線1Lの限時要素動作範囲内において図7に示す時刻t0に短絡事故が発生したとすると、事故電流(短絡電流)は図4に破線の矢印で示すように事故点に向かって流れるため、第1乃至第4の計器用変流器31〜34をそれぞれ流れる第1乃至第4の短絡電流I1〜I4の向きは図4に矢印で示す向きとなる。その結果、第1および第2の電源端過電流継電装置1101,1102が動作するとともに、第3の短絡電流I3の向きが動作方向(内部方向)と同じである第1の対向端短絡方向継電装置1201が動作する。 If a short circuit accident occurs at time t 0 shown in FIG. 7 within the time limit element operation range of the own line 1L that is the protection section of the first power supply overcurrent relay device 110 1 , the accident current (short circuit current) is Since the current flows toward the accident point as indicated by the broken arrow in FIG. 4, the first to fourth short-circuit currents I 1 to I 4 flowing through the first to fourth instrument current transformers 3 1 to 3 4 respectively. The direction of is the direction indicated by the arrow in FIG. As a result, the first and second power source overcurrent relay devices 110 1 and 110 2 operate, and the direction of the third short-circuit current I 3 is the same as the operation direction (internal direction). The end short-circuit direction relay device 120 1 operates.

上述したように第1の対向端短絡方向継電装置1201の時限協調時間T13は0msに設定されているため、まず、第1の対向端短絡方向継電装置1201が動作して、自回線1Lの対向端側に設置された第3の遮断器43を遮断する。このとき、第3の遮断器43は、図7に示すように、第1の対向端短絡方向継電装置1201のリレー判定時間TRY(50ms)が経過した時刻t1に第1の対向端短絡方向継電装置1201から出力される第3のトリップ信号S3によって遮断されるが、第3の遮断器43が完全に遮断されるのは、時刻t2から遮断器遮断時間TCB(50ms)が経過した時刻t2となる。 Since the first opposing end short direction relay device 120 1 timed coordination time T1 3 as described above is set to 0ms, firstly, the first opposing end short direction relay device 120 1 is operated, blocking the third breaker 4 3 placed on the opposite end of its own line 1L. At this time, the third circuit breakers 4 3, as shown in FIG. 7, a first time t 1 the first opposing end short direction relay device 120 first relay determination time T RY (50 ms) has elapsed The circuit breaker is interrupted by the third trip signal S 3 output from the opposite-end short-circuit direction relay device 120 1, but the third circuit breaker 4 3 is completely interrupted from time t 2 The time t 2 when T CB (50 ms) has elapsed is reached.

時刻t2に第3の遮断器43が完全に遮断されると、事故電流(短絡電流)は自回線1Lの電源端から事故点に向かってのみ流れるため(すなわち、図7に示すように第1の短絡電流I1のみが流れるため)、第1の電源端過電流継電装置1101のみが動作を続けて、自回線1Lの電源端側に設置された第1の遮断器41を遮断する。このとき、第1の遮断器41は、事故発生時刻t0から第1の電源端過電流継電装置1101のリレー判定時間TRY(50ms)および時限協調時間T11(400ms)が経過した時刻t3に第1の電源端過電流継電装置1101から出力される第1のトリップ信号S1(第1の限時要素トリップ信号STb1)によって遮断されるが、第1の遮断器41が完全に遮断されるのは、時刻t3から遮断器遮断時間TCB(50ms)が経過した時刻t4となる。 When the third circuit breaker 4 3 is completely cut off at time t 2 , the fault current (short-circuit current) flows only from the power supply end of the own line 1L toward the fault point (that is, as shown in FIG. 7). Since only the first short-circuit current I 1 flows), only the first power supply end overcurrent relay device 110 1 continues to operate, and the first circuit breaker 4 1 installed on the power supply end side of the own line 1L. Shut off. At this time, the first circuit breaker 4 1 has passed the relay determination time T RY (50 ms) and the time limit coordination time T1 1 (400 ms) of the first power supply overcurrent relay device 110 1 from the accident occurrence time t 0 . The first circuit breaker is cut off by the first trip signal S 1 (first time element trip signal ST b1 ) output from the first power supply overcurrent relay device 110 1 at time t 3 . 4 1 is completely cut off at time t 4 when the circuit breaker breaking time T CB (50 ms) has elapsed from time t 3 .

下記の特許文献1には、多段に渡る限時差整定において短絡領域における保護協調を容易に実現できるようにするために、電流入力部の電流値について瞬時要素判断部および限時要素判断部でそれぞれ動作の是非を判断し、この判断部からの信号に基づいて動作判断部にて動作特性切換手段の状態を兼ね合わせて動作時間特性を制御する過電流継電器が開示されている。
下記の特許文献2には、電力系統の平衡2回線送電線に流れる差電流が所定値以上のとき動作する過電流リレーと、差電流および母線電圧を入力とする短絡選択リレーとを備え、平衡2回線送電線の事故回線を選択遮断する回線選択継電装置において、母線短絡により平衡2回線送電線に循環電流が流れる後方故障時に誤って遮断器トリップ信号を出力させないようにするために、平衡2回線送電線の各回線に流れる電流の方向を検出する第1および第2電流方向リレーを設け、過電流リレーと短絡選択リレーと第1および第2電流方向リレーの各出力のアンド条件成立時に遮断器をトリップさせる回線選択継電装置が開示されている。
特開平8−205382号公報 特開平6−022442号公報
In Patent Document 1 below, in order to easily realize protection coordination in the short-circuit region in multi-stage time difference settling, each of the instantaneous element determination unit and the time limit element determination unit operates on the current value of the current input unit. An overcurrent relay is disclosed in which the operation time characteristic is controlled by the operation determination unit in combination with the state of the operation characteristic switching means based on the signal from the determination unit.
The following Patent Document 2 includes an overcurrent relay that operates when a differential current flowing in a balanced two-line transmission line of a power system is equal to or greater than a predetermined value, and a short-circuit selection relay that inputs the differential current and the bus voltage, In the line selection relay device that selectively cuts off the accident line of the two-line transmission line, in order to prevent the circuit breaker trip signal from being erroneously output in the case of a rear failure in which circulating current flows through the balanced two-line transmission line due to a short circuit on the bus, First and second current direction relays for detecting the direction of current flowing in each line of the two-line power transmission line are provided, and when an AND condition is established for each output of the overcurrent relay, the short-circuit selection relay, and the first and second current direction relays A line selection relay device for tripping a circuit breaker is disclosed.
JP-A-8-205382 JP-A-6-022442

しかしながら、上述した第1の電源端過電流継電装置1101では、自回線1Lの限時要素動作範囲内において短絡事故が発生した場合に、第1の遮断器41は事故発生時刻t0からリレー判定時間TRY、時限協調時間T11および遮断器遮断時間TCBの合計時間(=50ms+400ms+50ms=500ms)だけ経過した時刻t4に遮断されるため(図7参照)、この短絡事故を除去するのに時間を要し、設備に悪影響を与えるという問題がある。 However, in the first power supply overcurrent relay device 110 1 described above, when a short circuit accident occurs within the time limit element operation range of the own line 1L, the first circuit breaker 4 1 starts from the accident occurrence time t 0. relay determination time T RY, timed coordination time T1 1 and circuit breaker interrupting the total time of the time T CB (= 50ms + 400ms + 50ms = 500ms) to be cut off at time t 4 when has elapsed (see FIG. 7), to remove the short circuit However, there is a problem that it takes time and adversely affects the equipment.

本発明の目的は、事故除去時間を大幅に短縮することができる電源端用の過電流継電装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an overcurrent relay device for a power supply terminal that can greatly reduce the accident removal time.

本発明の第1の過電流継電装置は、電源端側の母線と対向端側の対向端母線との間に敷設された自回線(1L)および他回線(2L)からなる平衡2回線送電線の該自回線の電源端側に設置される過電流継電装置(101)であって、前記自回線における短絡事故発生を検出すると、該自回線の電源端側に設けられた自回線遮断器(41)を遮断するためのトリップ信号(S1)を発生するトリップ信号発生回路(20)を具備し、該トリップ信号発生回路が、前記自回線の電源端から事故点に向かって流れる自回線短絡電流(I1)および該他回線の電源端から該事故点に向かって流れる他回線短絡電流(I2)の差と該自回線短絡電流および該他回線短絡電流の和との比率に基づいて短絡事故を検出すると、前記トリップ信号を瞬時に発生するトリップ信号発生手段を備えることを特徴とする。
ここで、前記トリップ信号発生手段が、前記他回線の電源端側に設置された隣回線遮断器(42)が遮断されていないことを条件に、前記比率に基づいて前記自回線における短絡事故発生を検出すると、前記トリップ信号を瞬時に発生してもよい。
前記トリップ信号発生手段が、前記自回線短絡電流と前記他回線短絡電流との差を該自回線短絡電流と該他回線短絡電流との和で割った値を求め、該求めた値が判定値以上であると出力信号を出力する自回線事故判定回路(25)と、該自回線事故判定回路の出力信号と前記隣回線遮断器から入力される接点信号(SC2)との論理積をとる論理積回路(23)とを備えてもよい。
前記判定値が、前記自回線の電源端から対向端までのX%の区間を時限短縮保護区間とする場合には、“1−X/100”とされてもよい。
前記時限短縮保護区間が、前記自回線の電源端から対向端までの80〜85%までの区間とされてもよい。
前記他回線の電源端側に設置される他の過電流継電装置(102)が、前記過電流継電装置と同じ構成を有しかつ一体に構成されていてもよい。
The first overcurrent relay device of the present invention is a balanced two-line transmission comprising a local line (1L) and another line (2L) laid between a power source end side bus and an opposing end side opposing end bus. An overcurrent relay device (10 1 ) installed on the power supply end side of the own line of the electric wire, and detecting a short-circuit accident in the own line, the own line provided on the power supply end side of the own line A trip signal generation circuit (20) for generating a trip signal (S 1 ) for breaking the circuit breaker (4 1 ) is provided, and the trip signal generation circuit is directed from the power supply terminal of the own line toward the accident point. The difference between the flowing own line short-circuit current (I 1 ) and the other line short-circuit current (I 2 ) flowing from the power supply terminal of the other line toward the fault point, and the sum of the own line short-circuit current and the other line short-circuit current When a short circuit accident is detected based on the ratio, the trip signal is instantly generated. Characterized in that it comprises a trip signal generating means for.
Here, the trip signal generating means, the other line of the next line breaker installed in the power source terminal side (4 2) provided that the is not interrupted, short circuit in the self-line on the basis of the ratio When occurrence is detected, the trip signal may be generated instantaneously.
The trip signal generating means obtains a value obtained by dividing the difference between the own line short circuit current and the other line short circuit current by the sum of the own line short circuit current and the other line short circuit current, and the obtained value is a determination value. The logical product of the own line fault judgment circuit (25) that outputs an output signal as described above and the output signal of the own line fault judgment circuit and the contact signal (S C2 ) input from the adjacent circuit breaker is calculated. And an AND circuit (23).
The determination value may be set to “1-X / 100” when an X% section from the power supply end to the opposite end of the own line is set as a time-reduced protection section.
The time-limited shortening protection section may be a section of 80 to 85% from the power supply end to the opposite end of the own line.
The other overcurrent relay device (10 2 ) installed on the power supply end side of the other line may have the same configuration as that of the overcurrent relay device and may be configured integrally.

本発明の過電流継電装置は、以下に示す効果を奏する。
(1)平衡2回線送電線の電源端側に設置される過電流継電装置は、自回線の電源端から事故点に向かって流れる自回線短絡電流および他回線の電源端から事故点に向かって流れる他回線短絡電流の差と自回線短絡電流および他回線短絡電流の和との比率に基づいて短絡事故を検出するとトリップ信号を瞬時に発生するので、自回線において発生した短絡事故の除去時間を大幅に短縮することができる。
(2)事故継続時間も大幅に短縮するので、事故時の設備への悪影響を低減することができる。
(3)主保護継電装置を省略することも可能であるため、設備への投資コストの低減も図れる。
(4)自回線短絡電流および他回線短絡電流の差だけでは電源端背後の電源容量(短絡容量を%Zat10MVABASEで表した値)の変化に影響されるが、自回線短絡電流および他回線短絡電流の差と自回線短絡電流および他回線短絡電流の和との比率を用いることにより電源端背後の電源容量の変化に影響されずに自回線事故判定を行うことができる。
The overcurrent relay device of the present invention has the following effects.
(1) The overcurrent relay device installed on the power supply end side of the balanced two-line transmission line has its own line short-circuit current flowing from the power supply end of the own line toward the fault point and from the power supply end of the other line to the fault point. When a short-circuit fault is detected based on the ratio of the difference between the short-circuit current of the other line that flows and the sum of the short-circuit current of the own line and the short-circuit current of the other line, a trip signal is instantly generated. Can be greatly shortened.
(2) Since the accident continuation time is also greatly shortened, adverse effects on the equipment at the time of the accident can be reduced.
(3) Since it is possible to omit the main protection relay device, the investment cost to the facility can be reduced.
(4) The difference between the short-circuit current of the own line and the short-circuit current of the other line alone is affected by the change in the power supply capacity behind the power supply terminal (the value of the short-circuit capacity expressed in% Z at10MVABASE ). By using the ratio of the difference between the current and the sum of the short circuit current of the own line and the short circuit current of the other line, it is possible to determine the own line fault without being affected by the change in the power supply capacity behind the power supply end.

上記の目的を、自回線の電源端側に設置された過電流継電装置が自回線短絡電流および他回線短絡電流の差と自回線短絡電流および他回線短絡電流の和との比率に基づいて短絡事故を検出するとトリップ信号を瞬時に発生することにより実現した。   Based on the ratio of the difference between the short-circuit current of the own line and the short-circuit current of the other line and the sum of the short-circuit current of the self-line and the short-circuit current of the other line. This was realized by generating a trip signal instantaneously when a short circuit accident was detected.

以下、本発明の過電流継電装置の実施例について、図面を参照して説明する。
本発明の過電流継電装置は、平衡2回線送電線の電源端側に設置される過電流継電装置であって、短絡事故発生時には平衡2回線送電線の電源端では事故回線の事故電流(第1の短絡電流I1)の比率の方が健全回線の事故電流(第2の短絡電流I2)の比率よりも大きくなることに着目し、健全回線の遮断器情報と、事故回線の事故電流および健全回線の事故電流の差と事故回線の事故電流および健全回線の事故電流の和との比率(前者を後者で割った値)とに基づいて短絡事故を検出すると、トリップ信号を瞬時に発生することを特徴とする。
Embodiments of the overcurrent relay device of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The overcurrent relay device of the present invention is an overcurrent relay device installed on the power supply end side of a balanced two-line transmission line, and when a short-circuit accident occurs, the fault current of the accident line at the power supply end of the balanced two-line transmission line Focusing on the fact that the ratio of (first short-circuit current I 1 ) is larger than the ratio of fault current (second short-circuit current I 2 ) of the healthy line, When a short-circuit fault is detected based on the ratio of the difference between the fault current and the fault current on the healthy line and the sum of the fault current on the fault line and the sum of the fault current on the healthy line (the former divided by the latter), the trip signal is instantaneously It is characterized by occurring.

したがって、図1に示す第1の電源端過電流継電装置101(本発明の一実施例による過電流継電装置)は、健全回線である他回線2Lの電源端側に設置された第2の遮断器42が遮断されておらず、かつ、(1)式に示す自回線事故判定条件に基づいて事故回線である自回線1Lにおける短絡事故発生を検出すると第1のトリップ信号S1を瞬時に発生する機能を備えている点で、図4に示した従来の第1の電源端過電流継電装置1101と相違する。
(I1−I2)/(I1+I2)≧0.2 (1)
ここで、(1)式の右辺の判定値は時限短縮保護区間(すなわち、短絡事故に対して第1のトリップ信号S1を瞬時に発生する自回線1Lの範囲)によって決定され、自回線1Lの電源端から対向端までのX%の区間を時限短縮保護区間とする場合には、判定値=1−X/100とされる。したがって、(1)式における判定値=0.2は、自回線1Lの電源端から対向端までの80%の区間を時限短縮保護区間とする場合に用いる。なお、時限短縮保護区間は、変流器誤差(CT誤差)、リレー誤差および線路定数誤差などの誤差を考慮すると、15〜20%程度のマージンが必要であるため、自回線1Lの電源端から対向端までの80〜85%までの区間とする。
Therefore, the first power supply terminal overcurrent relay device 10 1 (overcurrent relay device according to one embodiment of the present invention) shown in FIG. 1 is installed on the power supply terminal side of the other line 2L, which is a healthy line. 2 of the circuit breaker 4 2 is not interrupted, and (1) when it detects a short circuit occurs in its own line 1L with accident circuits based on the own line accident determination condition shown in the expression first trip signals S 1 Is different from the conventional first power supply overcurrent relay device 110 1 shown in FIG.
(I 1 −I 2 ) / (I 1 + I 2 ) ≧ 0.2 (1)
Here, the determination value on the right side of the equation (1) is determined by the time-reduced protection section (that is, the range of the own line 1L that instantaneously generates the first trip signal S1 with respect to the short circuit accident), and the own line 1L When the section of X% from the power supply end to the opposite end is set as the time-reduced protection section, the judgment value = 1−X / 100. Therefore, the determination value = 0.2 in the expression (1) is used when the 80% section from the power supply end to the opposite end of the own line 1L is set as the time-reduced protection section. Note that the time reduction protection section requires a margin of about 15 to 20% in consideration of errors such as current transformer errors (CT errors), relay errors, and line constant errors. The section is 80 to 85% up to the opposite end.

すなわち、第1の電源端過電流継電装置101は、第2の遮断器42から入力される第2の接点信号SC2がハイレベルであり(第2の遮断器42が遮断されていないことを示す。)、かつ、第1の計器用変流器31から入力される第1の短絡電流I1と第2の計器用変流器32から入力される第2の短絡電流I2との差(=I1−I2)を第1の短絡電流I1と第2の短絡電流I2との和(I1+I2)で割った値が判定値(=0.2)以上であることを条件に、第1のトリップ信号S1を瞬時に発生する。
これを実現するために、第1の電源端過電流継電装置101は、図5に示したトリップ信号発生回路120の代わりに、図2に示すトリップ信号発生回路20を具備する。
That is, the first power supply terminal overcurrent relay device 10 1, the second contact signal S C2 is at a high level (blocked second breaker 4 2 inputted from the second circuit breaker 4 2 indicates that no.), and the second short inputted from the first short-circuit current I 1 and the second current transformer 3 2 inputted from the first current transformer 3 1 the difference (= I 1 -I 2) the first short-circuit current I 1 and the second sum of the short-circuit current I 2 of (I 1 + I 2) divided by the value determined value of the current I 2 (= 0. 2) The first trip signal S 1 is instantaneously generated on the condition that it is greater than or equal to the above.
To achieve this, the first power supply terminal overcurrent relay device 10 1, instead of the trip signal generating circuit 120 shown in FIG. 5, comprises a trip signal generating circuit 20 shown in FIG.

トリップ信号発生回路20は、図2に示すように、リレー判定回路21と、遅延回路(タイマー)22と、論理積回路23と、自回線事故判定回路25とを備える。   As shown in FIG. 2, the trip signal generation circuit 20 includes a relay determination circuit 21, a delay circuit (timer) 22, a logical product circuit 23, and an own line fault determination circuit 25.

リレー判定回路21は、図5に示したリレー判定回路131と同様に、第1の短絡電流I1の大きさに基づいて瞬時要素動作範囲内に発生した短絡事故を検出するとハイレベルの第1の瞬時要素トリップ信号STa1を出力するとともに、第1の短絡電流I1の大きさに基づいて自回線1Lの限時要素動作範囲内に発生した短絡事故を検出するとハイレベルの限時遮断出力信号を遅延回路22および論理積回路23に出力する。
遅延回路22は、図5に示した遅延回路132と同様に、リレー判定回路21の限時遮断出力信号を時限協調時間T11だけ遅延して第1の限時要素トリップ信号STb1を生成する。
自回線事故判定回路25は、第1の短絡電流I1と第2の短絡電流I2との差(=I1−I2)を第1の短絡電流I1と第2の短絡電流I2との和(I1+I2)で割った値を求め、求めた値が判定値(=0.2)以上であるとハイレベルの出力信号を出力する。
論理積回路23は、リレー判定回路21の限時遮断出力信号と自回線事故判定回路25の出力信号と第2の接点信号SC2との論理積をとって第1の瞬時トリップ信号STc1を生成する。ここで、リレー判定回路21の限時遮断出力信号を論理積回路23に入力しているのは、リレー判定回路21が短絡事故を検出していないとき(第1の電源端過電流継電装置101が動作していないとき)に第1の瞬時トリップ信号STc1が誤って出力されないようにするためである。
第1の瞬時要素トリップ信号STa1、第1の限時要素トリップ信号STb1および第1の瞬時トリップ信号STc1は、第1のトリップ信号S1として第1の遮断器41に出力される。
Relay determining circuit 21, similarly to the relay determining circuit 131 shown in FIG. 5, the first high level when it detects a short circuit accident occurs in the instantaneous element operating range based on the magnitude of the first short-circuit current I 1 Output the instantaneous element trip signal ST a1 and detect a short-circuit fault occurring within the time limit element operating range of the own line 1L based on the magnitude of the first short-circuit current I 1. Output to the delay circuit 22 and the logical product circuit 23.
Delay circuit 22, like the delay circuit 132 shown in FIG. 5, to generate a first time-limit elements trip signal ST b1 by delaying the time-limit cutoff output signal of the relay determining circuit 21 only timed coordination time T1 1.
Own line accident judging circuit 25, the difference between the first short-circuit current I 1 and the second short-circuit current I 2 (= I 1 -I 2) the first short-circuit current I 1 and the second short-circuit current I 2 A value obtained by dividing the sum by (I 1 + I 2 ) is obtained, and if the obtained value is equal to or greater than the determination value (= 0.2), a high-level output signal is output.
The logical product circuit 23 generates a first instantaneous trip signal ST c1 by taking the logical product of the time-shut-off output signal of the relay determination circuit 21, the output signal of the own line fault determination circuit 25, and the second contact signal S C2. To do. Here, the time cut-off output signal of the relay determination circuit 21 is input to the logical product circuit 23 when the relay determination circuit 21 does not detect a short-circuit accident (the first power supply overcurrent relay device 10). This is to prevent the first instantaneous trip signal ST c1 from being erroneously output when 1 is not operating.
The first instantaneous element trip signal ST a1 , the first time limit element trip signal ST b1, and the first instantaneous trip signal ST c1 are output to the first circuit breaker 41 as the first trip signal S 1 .

次に、図1に示す自回線1Lの限時要素動作範囲内において短絡事故が発生した場合のトリップ信号発生回路20の動作について、図3を参照して説明する。   Next, the operation of the trip signal generation circuit 20 when a short circuit accident occurs within the time limit element operation range of the own line 1L shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.

自回線1Lの限時要素動作範囲内において時刻t0に短絡事故が発生すると、図4で説明したように第1乃至第4の計器用変流器31〜34をそれぞれ流れる第1乃至第4の短絡電流I1〜I4の向きは図1に矢印で示す向きとなる。その結果、第1および第2の電源端過電流継電装置101,102が動作するとともに、第3の短絡電流I3の向きが動作方向(内部方向)と同じである第1の対向端短絡方向継電装置1201が動作する。 If a short circuit accident occurs at time t 0 within the time limit element operation range of the own line 1L, the first to fourth current transformers 3 1 to 3 4 flowing through the first to fourth instrument current transformers 3 1 to 3 4 as described with reference to FIG. The direction of the short circuit currents I 1 to I 4 of FIG. 4 is the direction indicated by the arrows in FIG. As a result, the first and second power supply end overcurrent relay devices 10 1 and 10 2 operate, and the direction of the third short-circuit current I 3 is the same as the operation direction (internal direction). The end short-circuit direction relay device 120 1 operates.

第1の電源端過電流継電装置101が具備するトリップ信号発生回路20のリレー判定回路21は、第1の短絡電流I1に基づいて自回線1Lの限時要素動作範囲内において短絡事故が発生したと判定して、ハイレベルの限時遮断出力信号を出力する。
また、第1の短絡電流I1と第2の短絡電流I2との差(=I1−I2)を第1の短絡電流I1と第2の短絡電流I2との和(I1+I2)で割った値が“0.2”以上であると、自回線事故判定回路25は、自回線1Lにおいて短絡事故が発生したと判定して、ハイレベルの出力信号を出力する。
その結果、第2の遮断器42から入力される第2の接点信号SC2がハイレベルであると、論理積回路23からハイレベルの第1の瞬時トリップ信号STc1が出力される。
The relay determination circuit 21 of the trip signal generation circuit 20 included in the first power supply overcurrent relay device 10 1 causes a short circuit accident within the time limit element operation range of the own line 1L based on the first short circuit current I 1. It is determined that it has occurred, and a high-level time cut-off output signal is output.
Further, the sum of the short-circuit current I 2 difference (= I 1 -I 2) the first short-circuit current I 1 and the second first short-circuit current I 1 and the second short-circuit current I 2 (I 1 If the value divided by + I 2 ) is equal to or greater than “0.2”, the own line fault determination circuit 25 determines that a short circuit fault has occurred in the own line 1L and outputs a high-level output signal.
As a result, the second contact signal S C2 input from the second circuit breaker 4 2 When it is high level, the first instantaneous trip signal ST c1 of a high level from the AND circuit 23 is output.

その結果、ハイレベルの第1の瞬時トリップ信号STc1が、事故発生時刻t0から第1の電源端過電流継電装置101のリレー判定時間TRY(50ms)だけ経過した時刻t1にトリップ信号発生回路20から第1のトリップ信号S1として第1の遮断器41に出力される。 As a result, the first instantaneous trip signal ST c1 of a high level at time t 1 that has elapsed since the accident occurrence time t 0 by a first power supply terminal overcurrent relay device 10 1 of the relay determination time T RY (50 ms) The trip signal generation circuit 20 outputs the first trip signal S 1 to the first circuit breaker 4 1 .

このとき、第1の対向端短絡方向継電装置1201においても、図6および図7を参照して説明したように、事故発生時刻t0から第2の対向端短絡方向継電装置1202のリレー判定時間TRY(50ms)だけ経過した時刻t1にハイレベルの第3のトリップ信号S3が第3の遮断器43に出力される。 At this time, also in the first opposing end short-circuit direction relay device 120 1 , as described with reference to FIGS. 6 and 7, the second opposing end short-circuit direction relay device 120 2 from the accident occurrence time t 0 . The high-level third trip signal S 3 is output to the third circuit breaker 4 3 at time t 1 when the relay determination time T RY (50 ms) elapses.

したがって、第1および第3の遮断器41,43は、時刻t1から遮断器遮断時間TCB(50ms)だけ経過した時刻t2に完全に遮断される。その結果、図3に破線で示した従来の第1の電源端過電流継電装置1101の場合(図7参照)に比べて、第1の遮断器41をt4−t2=T11(第1の電源端過電流継電装置101,1101の時限協調時間=400ms)だけ早く遮断することができる。 Accordingly, the first and third circuit breakers 4 1 and 4 3 are completely disconnected at time t 2 when the circuit breaker breaking time T CB (50 ms) has elapsed from time t 1 . As a result, the first circuit breaker 4 1 is t 4 −t 2 = T1 as compared with the case of the conventional first power source overcurrent relay device 110 1 shown by the broken line in FIG. 3 (see FIG. 7). 1 (first power supply overcurrent relay devices 10 1 , 110 1 time cooperation time = 400 ms) can be cut off as early as possible.

第2の電源端過電流継電装置102も第1の電源端過電流継電装置101と同様に構成することにより、他回線2Lの時限短縮保護区間において短絡事故が発生した場合に、従来の第2の電源端過電流継電装置1102と比べて第2の遮断器42を第2の電源端過電流継電装置102,1102の時限協調時間T12だけ早く遮断することができる。 By also the second power supply terminal overcurrent relay device 10 2 configured similarly to the first power supply terminal overcurrent relay device 10 1, when a short circuit accident occurs in timed shorter guard interval of other lines 2L, blocking the second circuit breaker 4 2 a second power supply terminal overcurrent relay device 10 2, 110 by two timed coordination time T1 2 faster than the 2 second conventional power supply terminal overcurrent relay device 110 be able to.

以上の説明では、第1および第2の電源端過電流継電装置101,102を個々に構成したが、一体に構成してもよい。
また、図2に示した遅延回路22などの遅延回路は、入力信号を所定の時間だけ遅延する回路で構成してもよいし、入力信号が入力されると所定の回数だけカウントしたのちに出力信号を出力するタイマーで構成してもよい。
In the above description, the first and second power supply end overcurrent relay devices 10 1 and 10 2 are individually configured, but may be configured integrally.
Further, the delay circuit such as the delay circuit 22 shown in FIG. 2 may be configured by a circuit that delays an input signal by a predetermined time, and when an input signal is input, it is output after counting a predetermined number of times. You may comprise with the timer which outputs a signal.

本発明の一実施例による過電流継電装置である第1の電源端過電流継電装置101について説明するための図である。It is a diagram for explaining an embodiment the first power supply terminal overcurrent relay device is a overcurrent relay device according to 10 of the present invention. 図1に示した第1の電源端過電流継電装置101が具備するトリップ信号発生回路20の構成を示すブロック図である。First power supply terminal overcurrent relay device 10 1 shown in FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a trip signal generation circuit 20 that comprises. 図1に示す自回線1Lの限時要素動作範囲内において短絡事故が発生した場合の図2に示したトリップ信号発生回路20の動作について説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the trip signal generation circuit 20 shown in FIG. 2 when a short circuit accident occurs within the time limit element operation range of the own line 1L shown in FIG. 過電流継電装置が平衡2回線送電線において後備保護として用いられていることを説明するための図である。It is a figure for demonstrating that the overcurrent relay apparatus is used as a backup protection in a balanced two-line transmission line. 図4に示した第1の電源端過電流継電装置1101が具備するトリップ信号発生回路130の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a trip signal generation circuit 130 included in the first power supply overcurrent relay device 110 1 shown in FIG. 4. 図4に示した第1の対向端短絡方向継電装置1201が具備するトリップ信号発生回路140の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a trip signal generation circuit 140 included in the first opposite-end short-circuit direction relay device 120 1 illustrated in FIG. 4. 自回線1Lの限時要素動作範囲内において短絡事故が発生したときの図4に示した第1の電源端過電流継電装置1101および第1の対向端短絡方向継電装置1201の動作について説明するための図である。Operation of the first power supply end overcurrent relay device 110 1 and the first opposite-end short-circuit direction relay device 120 1 shown in FIG. 4 when a short circuit accident occurs within the time limit element operation range of the own line 1L It is a figure for demonstrating.

符号の説明Explanation of symbols

1 電源
2 計器用変圧器
1〜34 第1乃至第4の計器用変流器
1〜44 第1乃至第4の遮断器
101,102,1101,1102 第1および第2の電源端過電流継電装置
20,130,140 トリップ信号発生回路
21,131,141 リレー判定回路
22,132,142 遅延回路
23 論理積回路
25 自回線事故判定回路
1201,1202 第1および第2の対向端短絡方向継電装置
1L 自回線
2L 他回線
V 線間電圧
1〜I4 第1乃至第4の短絡電流
1〜S4 第1乃至第4のトリップ信号
STa1,STa2 第1および第2の瞬時要素トリップ信号
STb1,STb2 第1および第2の限時要素トリップ信号
STc1,STc2 第1および第2の瞬時トリップ信号
C1,SC2 第1および第2の接点信号
T11〜T14 時限協調時間
RY リレー処理時間
CB 遮断器遮断時間
0〜t4 時刻
1 power supply 2 potential transformer 3 1 to 3 4 first through current transformer for the fourth instrument 41 to 4 first to fourth breaker 10 1, 10 2, 110 1, 110 2 first and Second power supply overcurrent relay device 20, 130, 140 Trip signal generation circuit 21, 131, 141 Relay determination circuit 22, 132, 142 Delay circuit 23 AND circuit 25 Own line fault determination circuit 120 1 , 120 2 1 and second opposing-end short-circuit direction relay device 1L own line 2L other line V line voltage I 1 to I 4 first to fourth short-circuit currents S 1 to S 4 first to fourth trip signals ST a1 , ST a2 first and second instantaneous element trip signals ST b1 , ST b2 first and second time limit element trip signals ST c1 , ST c2 first and second instantaneous trip signals S C1 , S C2 first and Second contact signal T1 1 to T1 4 time cooperation time T RY Lay processing time T CB breaker breaking time t 0 to t 4 time

Claims (6)

電源端側の母線と対向端側の対向端母線との間に敷設された自回線(1L)および他回線(2L)からなる平衡2回線送電線の該自回線の電源端側に設置される過電流継電装置(101)であって、
前記自回線における短絡事故発生を検出すると、該自回線の電源端側に設けられた自回線遮断器(41)を遮断するためのトリップ信号(S1)を発生するトリップ信号発生回路(20)を具備し、
該トリップ信号発生回路が、前記自回線の電源端から事故点に向かって流れる自回線短絡電流(I1)および該他回線の電源端から該事故点に向かって流れる他回線短絡電流(I2)の差と該自回線短絡電流および該他回線短絡電流の和との比率に基づいて短絡事故を検出すると、前記トリップ信号を瞬時に発生するトリップ信号発生手段を備える、
ことを特徴とする、過電流継電装置。
Installed on the power supply end side of the own line of the balanced two-line power transmission line composed of the own line (1L) and the other line (2L) laid between the power supply end side bus line and the opposite end side opposite end bus line An overcurrent relay device (10 1 ),
When the occurrence of a short circuit accident in the own line is detected, a trip signal generating circuit (20) for generating a trip signal (S 1 ) for breaking the own line breaker (4 1 ) provided on the power supply end side of the own line )
The trip signal generation circuit has its own line short-circuit current (I 1 ) flowing from the power supply end of the own line toward the fault point and the other line short-circuit current (I 2) flowing from the power supply end of the other line toward the fault point. ) And a trip signal generating means for instantaneously generating the trip signal when a short-circuit fault is detected based on the ratio of the difference between the short circuit current and the sum of the short circuit current of the other line and the short circuit current of the other line.
An overcurrent relay device.
前記トリップ信号発生手段が、前記他回線の電源端側に設置された隣回線遮断器(42)が遮断されていないことを条件に、前記比率に基づいて前記自回線における短絡事故発生を検出すると、前記トリップ信号を瞬時に発生することを特徴とする、請求項1記載の過電流継電装置。 It said trip signal generating means, the other line of the next line breaker installed in the power supply end (4 2) provided that the is not interrupted, detect the short circuit occurs in the self-line on the basis of the ratio The overcurrent relay device according to claim 1, wherein the trip signal is generated instantaneously. 前記トリップ信号発生手段が、
前記自回線短絡電流と前記他回線短絡電流との差を該自回線短絡電流と該他回線短絡電流との和で割った値を求め、該求めた値が判定値以上であると出力信号を出力する自回線事故判定回路(25)と、
該自回線事故判定回路の出力信号と前記隣回線遮断器から入力される接点信号(SC2)との論理積をとる論理積回路(23)と、
を備えることを特徴とする、請求項2記載の過電流継電装置。
The trip signal generating means is
A value obtained by dividing the difference between the short circuit current of the own line and the short circuit current of the other line by the sum of the short circuit current of the own line and the short circuit current of the other line is obtained. Own line accident judgment circuit (25) to output;
A logical product circuit (23) for taking a logical product of the output signal of the own line fault determination circuit and the contact signal (S C2 ) input from the adjacent circuit breaker;
The overcurrent relay device according to claim 2, further comprising:
前記判定値が、前記自回線の電源端から対向端までのX%の区間を時限短縮保護区間とする場合には、“1−X/100”とされることを特徴とする、請求項3記載の過電流継電装置。   The determination value is set to "1-X / 100" when a section of X% from the power supply end of the own line to the opposite end is set as a time-reduced protection section. The overcurrent relay device described. 前記時限短縮保護区間が、前記自回線の電源端から対向端までの80〜85%までの区間とされることを特徴とする、請求項4記載の過電流継電装置。   The overcurrent relay device according to claim 4, wherein the time-limited shortening protection section is a section of 80 to 85% from the power supply end to the opposite end of the own line. 前記他回線の電源端側に設置される他の過電流継電装置(102)が、前記過電流継電装置と同じ構成を有しかつ一体に構成されていることを特徴とする、請求項1乃至5いずれかに記載の過電流継電装置。 The other overcurrent relay device (10 2 ) installed on the power supply end side of the other line has the same configuration as that of the overcurrent relay device and is integrally formed. Item 6. The overcurrent relay device according to any one of Items 1 to 5.
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