JP2008161013A - Ground fault overcurrent relay device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地絡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地絡過電流継電装置に関する。 The present invention relates to a ground fault overcurrent relay device, and more particularly to a ground fault overcurrent relay device suitable for installation on the power supply end side of a balanced two-line power transmission line.
一般に、電力系統における地絡事故時の保護に用いられている地絡過電流継電装置(OCG)は、自回線(地絡過電流継電装置が設置された送電線)の電気量(零相電流I0)の大きさに基づいて地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地絡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、電源端側に設置された地絡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、地絡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、保護区間内の地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。
Generally, a ground fault overcurrent relay device (OCG) used for protection in the event of a ground fault in a power system is an electric quantity (zero phase current) of its own line (a transmission line in which the ground fault overcurrent relay device is installed). Other ground fault overcurrent relays installed on the transmission line behind the opposite end (non-power source) to determine the fault section based on the magnitude of I 0 ) And time cooperation (accumulation of 0.4 s to 0.5 s).
Therefore, in the ground fault overcurrent relay installed at the power supply end side, as will be described below, the accident elimination time becomes longer, so the ground fault overcurrent relay is used as a back-up protection in the balanced two-line transmission line. In addition, the accident removal time is shortened by installing a separate main protection relay device that operates instantaneously due to a ground fault in the protection section.
図4に示すように、電源1(零相電源)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)に地絡過電流継電装置(以下、「第1および第2の電源端地絡過電流継電装置1101,1102」と称する。)がそれぞれ設置され、自回線1Lおよび他回線2Lの対向端側(母線と反対側)に地絡方向継電装置(以下、「第1および第2の対向端地絡方向継電装置(DG)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 branched from a bus line supplied with power from a power source 1 (zero-phase power source). (Hereinafter referred to as “other line 2L”) on the power supply end side (bus side) (see “first and second power supply ground fault overcurrent relay devices 110 1 , 110 2”). ) Are installed, and ground fault direction relay devices (hereinafter referred to as “first and second opposite end ground fault direction relays) are provided on the opposite end side (opposite side of the bus line) of the own line 1L and the other line 2L. It is assumed that electrical devices (DG) 120 1 and 120 2 are referred to).
第1の電源端地絡過電流継電装置1101は、自回線1Lの電源端側に設置された第1の零相変流器(ZCT)31から入力される第1の零相電流I01に基づいて自回線1Lにおける地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の電源端地絡過電流継電装置1102は、他回線2Lに設置された第2の零相変流器32から入力される第2の零相電流I02に基づいて他回線2Lにおける地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 ground fault overcurrent relay device 110 1 includes a first zero phase current I input from a first zero phase current transformer (ZCT) 3 1 installed on the power supply end side of the own line 1L. When the occurrence of a ground fault in the own line 1L is detected based on 01 , a first trip signal S 1 for breaking the first
A second power supply terminal land fault overcurrent relay device 110 2, a second zero-phase current I 02 Based on other lines 2L inputted second from the zero-
第1の対向端地絡方向継電装置1201は、対向端側の母線(以下、「対向端母線」と称する。)に設けられた第2の接地形計器用変圧器(EVT)22から入力される対向端零相電圧V0bと自回線1Lの対向端側に設置された第3の零相変流器33から入力される第3の零相電流I03とに基づいて自回線1Lにおける地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の対向端地絡方向継電装置1202は、第2の接地形計器用変圧器22から入力される対向端零相電圧V0bと他回線2Lの対向端側に設置された第4の零相変流器34から入力される第4の零相電流I04とに基づいて他回線2Lにおける地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 opposing ground fault direction relay device 120 1 has a second grounded-type instrument transformer (EVT) 2 2 provided on the opposing end bus (hereinafter referred to as “opposing end bus”). on the basis of the third zero-phase current I 03 inputted from the third zero-
Second opposing end ground fault direction relay device 120 2, first installed in the opposite end of the second earth
第1の電源端地絡過電流継電装置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、第1乃至第3の遅延回路(タイマー)1321〜1323と、論理積回路133と、論理和回路134とを備える。
The first power source ground fault 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, first to third delay circuits (timers) 132 1 to 132 3 , an AND circuit 133, and an OR circuit 134.
リレー判定回路131は、第1の零相電流I01の大きさに基づいて自回線1Lに発生した地絡事故を検出すると、ハイレベルの出力信号を出力する。
第1の遅延回路1321は、第1の地絡過電圧継電装置(OVG)51から入力される第1のOVG出力信号SOVG1を第1の時限協調時間T11だけ遅延する。ここで、第1の地絡過電圧継電装置51は、母線に設けられた第1の接地形計器用変圧器21から入力される電源端零相電圧V0aの大きさが整定値以上になるとハイレベルの第1のOVG出力信号SOVG1を出力する。また、第1の時限協調時間T11は、自回線1Lの対向端背後の送電線に設置された他の地絡過電流継電装置(不図示)との時限協調のために設定される(たとえば800msに設定される)。
論理積回路133は、リレー判定回路131の出力信号と第1の遅延回路1321によって第1の時限協調時間T11だけ遅延された第1のOVG出力信号SOVG1との論理積をとる。
第2の遅延回路1322は、論理積回路133の出力信号を第1の零相自由振動誤動作防止時間T21だけ遅延する。ここで、第1の零相自由振動誤動作防止時間T21は、零相自由振動(事故点切離し後も零相電圧が一定時間だけ残る現象)による誤動作防止のために設定される(通常は100msに設定される)。また、第1の電源端地絡過電流継電装置1101の動作時限TOCG1は第1の時限協調時間T11と第1の零相自由振動誤動作防止時間T21との合計時間(TOCG1=T11+T21)となる。
第3の遅延回路1323は、第1の地絡過電圧継電装置51から入力される第1のOVG出力信号SOVG1を第1のOVG遮断時間T31だけ遅延する。ここで、第1のOVG遮断時間T31は、第1の地絡過電圧継電装置51の動作だけで第1の遮断器41を遮断させるために設定される。
論理和回路134は、第2の遅延回路1322の出力信号と第3の遅延回路1323の出力信号との論理和をとる。
Relay determination circuit 131 detects a ground fault generated in the own line 1L based on the magnitude of the first zero-phase current I 01, and outputs an output signal of high level.
The first delay circuit 132 1 delays the first OVG output signal S OVG1 inputted from the first ground fault over-voltage relay device (OVG) 5 1 Only first timed coordination time T1 1. Here, the first ground fault over-voltage
AND circuit 133 takes a logical product of the output signal and the first OVG output signal S OVG1 by the first delay circuit 132 1 is delayed first by timed coordination time T1 the first relay determining circuit 131.
The second delay circuit 132 2 delays the output signal of the logical product circuit 133 by the first zero-phase free vibration malfunction prevention time T2 1 . Here, the first zero-phase free vibration lockout time T2 1 is the zero-phase free vibration is set to prevent malfunction due to (after the accident point disconnecting also the zero-phase voltage only remains phenomenon predetermined time) (typically 100ms To be set). The first operation of the power supply terminal land fault overcurrent relay device 110 1 timed T OCG1 the total time of the first time period coordinated time T1 1 and the first zero-phase free vibration lockout time T2 1 (T OCG1 = T1 1 + T2 1 ).
The third delay circuit 132 3 delays the first OVG output signal S OVG1 inputted from the first ground fault over-voltage
The logical sum circuit 134 takes a logical sum of the output signal of the second delay circuit 132 2 and the output signal of the third delay circuit 132 3 .
第2の電源端地絡過電流継電装置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。 Second power supply ground fault overcurrent relay device 110 2 includes a trip signal generation circuit (not shown) having the same configuration as trip signal generation circuit 130 described above.
第1の対向端地絡方向継電装置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、第1乃至第3の遅延回路(タイマー)1421〜1423と、論理積回路143と、論理和回路144とを備える。
The first opposed end ground fault direction relay device 120 1 includes a trip signal generation circuit 140 as shown in FIG. 6 in order to generate the third trip signal S 3 .
Here, the trip signal generation circuit 140 includes a relay determination circuit 141, first to third delay circuits (timers) 142 1 to 142 3 , an AND circuit 143, and an OR circuit 144.
リレー判定回路141は、第3の零相電流I03の大きさと対向端零相電圧V0bおよび第3の零相電流I03の位相関係とに基づいて自回線1Lに発生した地絡事故を検出すると、ハイレベルの出力信号を出力する。
第1の遅延回路1421は、第2の地絡過電圧継電装置52から入力される第2のOVG出力信号SOVG2を第3の時限協調時間T13だけ遅延する。ここで、第2の地絡過電圧継電装置52は、第2の接地形計器用変圧器22から入力される対向端零相電圧V0bの大きさが整定値以上になるとハイレベルの第2のOVG出力信号SOVG2を出力する。また、図5に示した第2の遅延回路1322において設定された第1の時限協調時間T11(たとえば800ms)は、時限協調のために、第3の時限協調時間T13(たとえば400ms)よりも大きくなるように設定される(T11>T13)。
論理積回路143は、リレー判定回路141の出力信号と第1の遅延回路1421によって第3の時限協調時間T13だけ遅延された第2のOVG出力信号SOVG2との論理積をとる。
第2の遅延回路1422は、論理積回路143の出力信号を第3の零相自由振動誤動作防止時間T23だけ遅延する。また、第1の対向端地絡方向継電装置1201の動作時限TDG1は第3の時限協調時間T13と第3の零相自由振動誤動作防止時間T23との合計時間(TDG1=T13+T23)となる。
第3の遅延回路1423は、第2の地絡過電圧継電装置52から入力される第2のOVG出力信号SOVG2を第3のOVG遮断時間T33だけ遅延する。ここで、第3のOVG遮断時間T33は、第2の地絡過電圧継電装置52の動作だけで第3の遮断器43を遮断させるために設定される。
論理和回路144は、第2の遅延回路1422の出力信号と第3の遅延回路1423の出力信号との論理和をとる。
Relay determining circuit 141, a ground fault generated in the own line 1L based on the phase relation of the third zero-phase current magnitude and opposite end zero-phase voltage of the I 03 V 0b and third zero-phase current I 03 When detected, a high level output signal is output.
The first delay circuit 142 1 delays the second OVG output signal S OVG2 inputted from the second ground fault over-voltage
The logical product circuit 143 calculates the logical product of the output signal of the relay determination circuit 141 and the second OVG output signal S OVG2 delayed by the first delay circuit 142 1 by the third time cooperation time T1 3 .
The second delay circuit 142 2 delays the output signal of the AND circuit 143 by the third zero-phase free vibration malfunction prevention time T2 3 . In addition, the operation time limit T DG1 of the first opposite-end ground fault direction relay device 120 1 is the total time of the third time cooperation time T1 3 and the third zero-phase free vibration malfunction prevention time T2 3 (T DG1 = T1 3 + T2 3 ).
The third delay circuit 142 3 delays the second OVG output signal S OVG2 inputted from the second ground fault over-voltage
OR circuit 144 takes the logical sum of the second delay circuit 142 and second output signal and the third delay circuit 142 3 of the output signal.
第2の対向端地絡方向継電装置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 ground fault 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の電源端地絡過電流継電装置1101の保護区間である自回線1Lにおいて図7に示す時刻t0に地絡事故が発生したとすると、事故電流(零相電流I0)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の零相変流器31〜34をそれぞれ流れる第1乃至第4の零相電流I01〜I04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の電源端地絡過電流継電装置1101,1102が動作するとともに、第3の零相電流I03の向きが動作方向(内部方向)と同じである第1の対向端地絡方向継電装置1201が動作する。
When ground fault at a time t 0 shown in FIG. 7 has occurred in the own line 1L, which is the first power supply terminal land fault overcurrent relay device 110 1 of the guard interval, the fault current (zero-phase current I 0) FIG. 4 flows toward the accident point as indicated by a broken arrow, and therefore first to fourth zero-phase currents I 01 to I 04 flowing through the first to fourth zero-phase
第1の対向端地絡方向継電装置1201の動作時限TDG1は第1および第2の電源端地絡過電流継電装置1101,1102の動作時限TOCG1,TOCG2よりも短いため、まず、第1の対向端地絡方向継電装置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の対向端地絡方向継電装置1201のリレー判定時間TRY(50ms)および動作時限TDG1(=T13+T23=400ms+100ms=500ms)が経過した時刻t2に第1の対向端地絡方向継電装置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t3となる。
Since the operation time limit T DG1 of the first opposing ground fault direction relay device 120 1 is shorter than the operation time limits T OCG1 and T OCG2 of the first and second power source ground fault overcurrent relay devices 110 1 and 110 2. First, the first opposing ground fault direction relay device 120 1 operates to interrupt the
時刻t3に第3の遮断器43が完全に遮断されると、事故電流は自回線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の零相電流I01のみが流れるため)、第1の電源端地絡過電流継電装置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の電源端地絡過電流継電装置1101のリレー判定時間TRY(50ms)および動作時限TOCG1(=T11+T21=800ms+100ms=900ms)が経過した時刻t4に第1の電源端地絡過電流継電装置1101から出力される第1のトリップ信号S1によって完全に遮断されるが、第1の遮断器41が完全に遮断されるのは、時刻t4から遮断器遮断時間TCB(50ms)が経過した時刻t5となる。
When the
下記の特許文献1には、地絡事故時における事故点抵抗の大小に拘らず確実に回線を遮断し得るとともに2回線以上の多回線送電線に容易に適用可能で高い信頼性を有する地絡回線選択保護継電装置が開示されている。この地絡回線選択保護継電装置では、電流検出器で検出された線路零相電流は、変換器を介して比演算回路に供給される。電流検出器で検出された中性点零相電流は、入力変換器を介して比演算回路に供給される。比演算回路で、線路零相電流と中性点零相電流との比が算出され、事故検出回路に供給されて1/回線数より大か否かが判定される。比が大の場合には地絡事故発生と判定され、検出回路から判定出力回路に判定信号が供給される。判定出力回路は遮断信号を遮断器に供給し、1号線が母線から分離される。比は事故点抵抗値を含まないので、この抵抗値に影響されず確実に地絡事故が検出される。
また、本出願人は、下記の特許文献2において、受電形態に関係なく同一の設備で運用可能とするとともに並行受電形態における事故発生時の停電範囲の縮小を可能とするために、電流I1,I2の電流和の過電流で動作する和電流継電要素、電流I1,I2の過電流で動作する各個別継電要素と、和電流継電要素の動作時母線連絡遮断器「入」を確認して母線連絡遮断器を瞬時に開放させるシーケンス機能と、各個別継電要素の動作時それぞれ母線連絡遮断器または健全回線遮断器の「開」を確認して事故回線遮断器を開放させるシーケンス機能とを有することにより、並行受電および個別受電のいずれの場合でも事故回線遮断器を開放させることができる複合型受電母線保護継電装置を提案している。
Further, the applicant in
しかしながら、上述した第1の電源端地絡過電流継電装置1101では、自回線1Lにおいて地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、動作時限TOCG1および遮断器遮断時間TCBの合計時間だけ経過した時刻t5に遮断されるため(図7参照)、この地絡事故を除去するのに時間(約1s)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 ground fault overcurrent relay device 110 1 described above, when a ground fault occurs in the own line 1L, the
また、対向端母線の背後にある零相電源の中性点補償リアクトル(NGL)有効分が大きい場合や系統変更時の運用制約などにより動作時限TOCG1が大きくされることがあるため、自回線1Lにおいて地絡事故が発生した場合に事故除去時間が更に長くなり、設備に悪影響を与えるという問題がある。 In addition, the operation time limit T OCG1 may be increased due to operational restrictions when the neutral point compensation reactor (NGL) of the zero-phase power supply behind the opposite-end bus is large or when the system is changed. When a ground fault occurs at 1L, there is a problem that the accident removal time is further increased and the facilities are adversely affected.
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地絡過電流継電装置を提供することにある。 It is an object of the present invention to provide a ground fault overcurrent relay device for a power supply terminal that can greatly reduce the accident removal time.
本発明の地絡過電流継電装置は、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地絡過電流継電装置(101)であって、前記自回線における地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零相電流(I01)および前記他回線の電源端から該事故点に向かって流れる他回線零相電流(I02)の差と該自回線零相電流および該他回線零相電流の和との比率に基づいて地絡事故を検出すると、動作時限を短くして前記トリップ信号を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地絡事故発生を検出すると、動作時限を短くして前記トリップ信号を発生してもよい。
前記トリップ信号発生手段が、前記自回線零相電流と前記他回線零相電流との差を該自回線零相電流と該他回線零相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(233)とを備えてもよい。
前記自回線事故判定回路が、前記対向端母線の背後に零相電源がある場合には、対向端背後の零相電源容量と電源端背後の零相電源容量との比を“k”とすると、前記自回線零相電流と前記他回線零相電流との差を該自回線零相電流と該他回線零相電流との和で割った値を更に“1+k”で割った値を求め、該求めた値が前記判定値以上であると出力信号を出力してもよい。
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地絡過電流継電装置(102)が、前記地絡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 ground fault overcurrent relay device of the present invention is a balanced two-line power transmission line composed of a self-line (1L) and another line (2L) laid between a power source side bus and a counter end bus on the opposite end side. A ground fault overcurrent relay device (10 1 ) installed on the power supply end side of the own line, and detecting a ground fault occurrence on 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 own line zero-phase current (I 01 ) flowing and the other line zero-phase current (I 02 ) flowing from the power supply terminal of the other line toward the fault point, the own line zero-phase current and the other line zero-phase current If a ground fault is detected based on the ratio to the sum of Characterized in that it comprises a trip signal generating means for generating a trip signal.
Here, the trip signal generating means, the other line of the installed adjacent line circuit breaker to the power supply terminal side (4 2) provided that the is not interrupted, ground fault in the self-line on the basis of the ratio When the occurrence of an accident is detected, the trip signal may be generated by shortening the operation time limit.
The trip signal generating means obtains a value obtained by dividing the difference between the self-line zero-phase current and the other-line zero-phase current by the sum of the self-line zero-phase current and the other-line zero-phase current. A self-line accident determination circuit (25) that outputs an output signal when the value is greater than or equal to a determination value, and an output signal of the self-line accident determination circuit and a contact signal (S C2 ) input from the adjacent line breaker And a logical product circuit (23 3 ) that takes a logical product.
When the own line fault determination circuit has a zero-phase power source behind the opposite-end bus, the ratio between the zero-phase power source capacity behind the opposite end and the zero-phase power source capacity behind the power source terminal is “k”. A value obtained by dividing the difference between the self-line zero-phase current and the other-line zero-phase current by the sum of the self-line zero-phase current and the other-line zero-phase current and further dividing by “1 + k”; An output signal may be output when the obtained value is equal to or greater than the determination value.
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 ground fault 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 ground fault overcurrent relay device and may be integrally configured.
本発明の地絡過電流継電装置は、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地絡過電流継電装置は、自回線の電源端から事故点に向かって流れる自回線零相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零相電流の差と自回線零相電流および他回線零相電流の和との比率に基づいて地絡事故を検出すると動作時限を短くしてトリップ信号を発生するので、自回線において発生した地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)自回線零相電流および他回線零相電流の差だけでは電源端背後の零相電源容量の変化に影響されるが、自回線零相電流および他回線零相電流の差と自回線零相電流および他回線零相電流の和との比率を用いることにより電源端背後の零相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。
(5)対向端背後に電源がある場合には、対向端背後の零相電源容量と電源端背後の零相電源容量との比を考慮することにより、検出感度を変えずに地絡事故を除去することができる。
The ground fault overcurrent relay device of the present invention has the following effects.
(1) A ground fault overcurrent relay installed on the power supply end side of a balanced two-line transmission line has its own line zero-phase current flowing from the power supply end of the own line toward the fault point and the fault point from the power supply end of the other line. If a ground fault is detected based on the ratio of the difference between the zero-phase current of the other line flowing toward the sum of the zero-phase current of the own line and the zero-phase current of the other line, a trip signal is generated by shortening the operation time limit. The removal time of ground faults occurring on the own line 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) Although only the difference between the zero-phase current of the own line and the zero-phase current of the other line is affected by the change in the zero-phase power supply capacity behind the power supply end, By using the ratio between the zero-phase current and the sum of the zero-phase currents of the other lines, it is possible to determine the own line fault without being affected by the change in the zero-phase power source capacity behind the power supply end.
(5) If there is a power supply behind the opposite end, a ground fault can be made without changing the detection sensitivity by considering the ratio of the zero-phase power supply capacity behind the opposite end and the zero-phase power supply capacity behind the power supply end. Can be removed.
上記の目的を、自回線の電源端側に設置された地絡過電流継電装置が自回線の電源端から事故点に向かって流れる自回線零相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零相電流の比率に基づいて地絡事故を検出すると動作時限を短くしてトリップ信号を発生することにより実現した。 For the above purpose, the ground fault overcurrent relay installed on the power line end of the own line is directed to the self-line zero-phase current flowing from the power line end of the own line toward the fault point and from the power line end of the other line to the fault point. When a ground fault is detected based on the ratio of the zero-phase current flowing through the other line, the trip time is generated by shortening the operation time limit.
以下、本発明の地絡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。
本発明の地絡過電流継電装置は、平衡2回線送電線の電源端側に設置される地絡過電流継電装置であって、地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の零相電流I01)の比率の方が健全回線の事故電流(第2の零相電流I02)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)とに基づいて地絡事故を検出すると、動作時限を短くしてトリップ信号を発生することを特徴とする。
Embodiments of the ground fault overcurrent relay device of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The ground fault overcurrent relay device of the present invention is a ground fault overcurrent relay device installed on the power supply end side of the balanced two-line transmission line, and when a ground fault occurs, the fault line is connected to the power source end of the balanced two-line transmission line. Pay attention to the fact that the ratio of the fault current (first zero-phase current I 01 ) is larger than the ratio of the fault current (second zero-phase current I 02 ) of the healthy line. And the ratio of the difference between the fault line fault current and the fault line fault current to the sum of the fault line fault current and the fault line fault current (the value obtained by dividing the former by the latter). Then, the trip time is generated by shortening the operation time period.
したがって、図1に示す第1の電源端地絡過電流継電装置101(本発明の一実施例による地絡過電流継電装置)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における地絡事故発生を検出すると、第1の対向端地絡方向継電装置1201の動作時限TDG1よりも短くなるように整定された第1の自回線事故判定時誤動作防止時間T41で第1のトリップ信号S1を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の電源端地絡過電流継電装置1101と相違する。
(I01−I02)/(I01+I02)≧0.2 (1)
ここで、判定値は時限短縮保護区間(すなわち、地絡事故に対して第1の自回線事故判定時誤動作防止時間T41で第1のトリップ信号S1を発生する自回線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とする。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。
また、第1の自回線事故判定時誤動作防止時間T41は、基本的には第1の零相自由振動誤動作防止時間T21と同じ目的で設定される(100ms程度に設定される)が、自回線事故判定時の瞬時変化を防止する機能も含む。
Accordingly, the first power supply ground fault overcurrent relay device 10 1 (ground fault overcurrent relay device according to one embodiment of the present invention) shown in FIG. 1 is installed on the power supply end side of the other line 2L which is a healthy line. and
(I 01 −I 02 ) / (I 01 + I 02 ) ≧ 0.2 (1)
Here, the determination value is timed shortened GI (i.e., a first range of its own line 1L to generate the first trip signals S 1 by the own line accident determining lockout time T4 1 with respect to earth fault) If the determined X% section from the power supply end of the own line 1L to the opposite end is set as the time-reduced protection section, the determination 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 used 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.
The first self-line accident determining lockout time T4 1 is basically (set to about 100 ms) set in the first zero-phase free vibration lockout time T2 1 and the same purpose, It also includes a function to prevent instantaneous changes when determining own line accidents.
すなわち、第1の電源端地絡過電流継電装置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の零相変流器31から入力される第1の零相電流I01と第2の零相変流器32から入力される第2の零相電流I02との差(=I01−I02)を第1の零相電流I01と第2の零相電流I02と和(I01+I02)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を第1の自回線事故判定時誤動作防止時間T41で発生する。
これを実現するために、第1の電源端地絡過電流継電装置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 land fault overcurrent relay device 10 1, the second contact signal S C2 input from the
To achieve this, the first power supply terminal land fault 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、第1乃至第4の遅延回路(タイマー)221〜224と、第1乃至第3の論理積回路231〜233と、論理和回路24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
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の零相電流I01の大きさに基づいて自回線1Lに発生した地絡事故を検出すると、ハイレベルの出力信号を出力する。
第1の遅延回路221は、図5に示した第1の遅延回路1321と同様に、第1のOVG出力信号SOVG1を第1の時限協調時間T11だけ遅延する。
第1の論理積回路231は、図5に示した論理積回路133と同様に、リレー判定回路21の出力信号と第1の遅延回路221によって第1の時限協調時間T11だけ遅延された第1のOVG出力信号SOVG1との論理積をとる。
第2の遅延回路222は、図5に示した第2の遅延回路1322と同様に、第1の論理積回路231の出力信号を第1の零相自由振動誤動作防止時間T21だけ遅延する。
第3の遅延回路223は、図5に示した第3の遅延回路1323と同様に、第1のOVG出力信号SOVG1を第1のOVG遮断時間T31だけ遅延する。
第2の論理積回路232は、リレー判定回路21において地絡事故が検出されていないとき(第1の電源端地絡過電流継電装置101が動作していないとき)に第1のトリップ信号S1が誤って第1の自回線事故判定時誤動作防止時間T41で出力されないようにするためのものであり、リレー判定回路21の出力信号と第1のOVG出力信号SOVG1との論理積をとる。
自回線事故判定回路25は、第1の零相電流I01と第2の零相電流I02との差(=I01−I02)を第1の零相電流I01と第2の零相電流I02と和(I01+I02)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。
第3の論理積回路233は、第2の論理積回路232の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との論理積をとる。
第4の遅延回路224は、第3の論理積回路233の出力信号を第1の自回線事故判定時誤動作防止時間T41だけ遅延する。
論理和回路24は、第2の遅延回路222の出力信号と第3の遅延回路223の出力信号と第4の遅延回路224の出力信号との論理和をとる。
Similar to the relay determination circuit 131 shown in FIG. 5, when the
The
Similarly to the logical product circuit 133 shown in FIG. 5, the first logical product circuit 23 1 is delayed by the first time cooperation time T1 1 by the output signal of the
Similarly to the second delay circuit 132 2 shown in FIG. 5, the
Similar to the third delay circuit 132 3 shown in FIG. 5, the
The second AND circuit 23 2 performs the first trip when a ground fault is not detected in the relay determination circuit 21 (when the first power source ground fault overcurrent relay device 10 1 is not operating). is intended so that the signal S 1 is not output in the first self-line accident determining lockout time T4 1 by mistake, the output signal of the
Own line
The third AND circuit 23 3 takes the logical product of the output signal of the second AND circuit 23 2 , the output signal of the own line
The
The logical sum circuit 24 takes a logical sum of the output signal of the second
次に、図1に示す自回線1Lにおいて地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 ground fault occurs in the own line 1L shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
自回線1Lにおいて時刻t0に地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の零相変流器31〜34をそれぞれ流れる第1乃至第4の零相電流I01〜I04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の電源端地絡過電流継電装置101,102が動作するとともに、第3の零相電流I03の向きが動作方向(内部方向)と同じである第1の対向端地絡方向継電装置1201が動作する。
When a ground fault occurs at time t 0 in the own line 1L, the first to fourth zero-phase currents flowing through the first to fourth zero-phase
したがって、第1の電源端地絡過電流継電装置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の零相電流I01に基づいて自回線1Lにおいて地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。第1の地絡過電圧継電装置51は、電源端零相電圧V0aの大きさが整定値以上であると、ハイレベルの第1のOVG出力信号SOVG1を出力する。これにより、第2の論理積回路232の出力信号は、ロウレベルからハイレベルになる。
また、第1の零相電流I01と第2の零相電流I02との差(=I01−I02)を第1の零相電流I01と第2の零相電流I02と和(I01+I02)で割った値が判定値(=0.2)以上であると、自回線事故判定回路25は、自回線1Lにおいて地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、第3の論理積回路233の出力信号は、ロウレベルからハイレベルになる。
Accordingly, the
Further, the difference (= I 01 -I 02) and the first zero-phase current I 01 second zero-phase current I 02 of the first zero-phase current I 01 and the second zero-phase current I 02 OR If the value divided by (I 01 + I 02 ) is equal to or greater than the determination value (= 0.2), the own line
As a result, when the second contact signal S C2 input from the
第3の論理積回路233のハイレベルの出力信号は、第4の遅延回路224で第1の自回線事故判定時誤動作防止時間T41だけ遅延されたのち、論理和回路24に入力される。これにより、論理和回路24の出力信号は、ロウレベルからハイレベルになる。
その結果、ハイレベルの第1のトリップ信号S1が、事故発生時刻t0から第1の電源端地絡過電流継電装置101のリレー判定時間TRY(50ms)および第4の時限協調時間T41(100ms)の合計時間(=50ms+100ms=150ms)経過後にトリップ信号発生回路20から第1の遮断器41に出力される。
The high-level output signal of the third AND circuit 23 3 is delayed by the first own line fault determination malfunction
As a result, the high-level first trip signal S 1 changes from the accident occurrence time t 0 to the first power source ground fault overcurrent relay device 10 1 , the relay determination time T RY (50 ms), and the fourth time limit coordination time. After the total time of T4 1 (100 ms) (= 50 ms + 100 ms = 150 ms) has elapsed, it is output from the trip signal generation circuit 20 to the
このとき、第1の対向端地絡方向継電装置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の対向端地絡方向継電装置1202のリレー判定時間TRY(50ms)および動作時限TDG1の合計時間(=50ms+400ms+100ms=550ms)だけ経過した時刻t2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に出力されるが、第1の自回線事故判定時誤動作防止時間T41(100ms)は第2の対向端地絡方向継電装置1202の動作時限TDG1(500ms)よりも短く整定されているため、ハイレベルの第1のトリップ信号S1は、図3に示すように、時刻t2よりも早い時刻t1aに出力される。 At this time, also in the first opposing end ground fault direction relay device 120 1 , as described with reference to FIGS. 6 and 7, the second opposing end ground fault direction relay device from the accident occurrence time t 0 . The third trip signal S 3 at the high level becomes the third circuit breaker at the time t 2 when the total time of the relay determination time T RY (50 ms) 120 2 and the operation time limit T DG1 (= 50 ms + 400 ms + 100 ms = 550 ms) has elapsed. 4 is outputted to 3, the first self-line accident determining lockout time T4 1 (100 ms) is shorter settling than the second operation of the opposite end ground fault direction relay device 120 2 timed T DG1 (500 ms) Therefore, the high-level first trip signal S 1 is output at time t 1a earlier than time t 2 as shown in FIG.
したがって、第1の遮断器41は、第3の遮断器43よりも早く、時刻t1aから遮断器遮断時間TCB(50ms)だけ経過した時刻t1b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の電源端地絡過電流継電装置1101の場合(図7参照)に比べて、第1の遮断器41をt5−t1b=TOCG1−T41(=900ms−100ms=800ms)だけ早く遮断することができる。
Accordingly, the
第1の遮断器41が完全に遮断されると、事故電流は他回線2Lの電源端から事故点に向かってのみ流れるため、第1の対向端地絡方向継電装置1201が動作を続けて、第3の遮断器43が時刻t2から遮断器遮断時間TCB(50ms)だけ経過した時刻t3に完全に遮断される。したがって、第3の遮断器43は、図7に示した従来の場合と同じ時刻t3に完全に遮断される。
When the
第2の電源端地絡過電流継電装置102も第1の電源端地絡過電流継電装置101と同様に構成することにより、他回線2Lにおいて地絡事故が発生した場合に、従来の第2の電源端地絡過電流継電装置1102と比べて第2の遮断器42をTOCG2−T42だけ早く遮断することができる。ここで、TOCG2は第2の電源端地絡過電流継電装置102の動作時限であり、T42は第2の電源端地絡過電流継電装置102が具備するトリップ信号発生回路(図2に示したトリップ信号発生回路20と同様の構成を有する。)の第4の遅延回路に設定される第2の自回線事故判定時誤動作防止時間である。
The second power supply ground fault overcurrent relay device 10 2 is configured in the same manner as the first power supply ground fault overcurrent relay device 10 1 , so that when a ground fault occurs in the other line 2L, a
なお、対向端背後(対向端母線の背後)に零相電源がある場合には、(1)式に示した自回線事故判定条件の代わりに、対向端背後の零相電源容量(対向端母線背後の零相電源容量)と電源端背後の零相電源容量(母線背後の零相電源容量)との比k(零相電源容量=中性点接地抵抗(NGR)+中性点補償リアクトル(NGL))を考慮した(2)式に示す自回線事故判定条件を用いることにより、検出感度を変えずに地絡事故を除去することができる。
(I01−I02)/(I01+I02)/(1+k)≧0.2 (2)
ここで、k=(対向端背後の零相電源容量)/(電源端背後の零相電源容量)
この場合には、図2に示した自回線事故判定回路25は、第1の零相電流I01と第2の零相電流I02との差(=I01−I02)を第1の零相電流I01と第2の零相電流I02と和(I01+I02)で割った値を更に“1+k”で割った値を求め、求めた値が“0.2”以上であると、ハイレベルの出力信号を出力する。
If there is a zero-phase power source behind the opposite end (behind the opposite end bus), the zero-phase power capacity (opposite end bus) behind the opposite end is substituted for the own line fault judgment condition shown in equation (1). The ratio k between the zero-phase power supply capacity at the back and the zero-phase power supply capacity at the back of the power supply terminal (the zero-phase power supply capacity behind the bus) (zero-phase power supply capacity = neutral grounding resistance (NGR) + neutral point compensating reactor ( By using the own line accident determination condition shown in the equation (2) considering NGL)), the ground fault can be eliminated without changing the detection sensitivity.
(I 01 −I 02 ) / (I 01 + I 02 ) / (1 + k) ≧ 0.2 (2)
Here, k = (zero phase power capacity behind the opposite end) / (zero phase power capacity behind the power end)
In this case, the own line
また、短絡優先を考慮する場合には、母線に接続された不足電圧継電装置(不図示)の不動作条件を付加してもよい。この場合には、図2に示したトリップ信号発生回路20に、不足電圧継電装置の動作を示すハイレベルの不足電圧継電装置動作信号の極性を反転させるインバータ回路を追加し、このインバータ回路の出力信号を第3の論理積回路233に入力させて、第2の論理積回路232の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とインバータ回路の出力信号との論理積を第3の論理積回路233にとらせるようにすればよい。
Further, when considering short circuit priority, an inoperative condition of an undervoltage relay device (not shown) connected to the bus may be added. In this case, an inverter circuit for inverting the polarity of the high level undervoltage relay operation signal indicating the operation of the undervoltage relay device is added to the trip signal generation circuit 20 shown in FIG. Are input to the third AND circuit 23 3 , the output signal of the second AND circuit 23 2 , the output signal of the own line
以上の説明では、第1および第2の電源端地絡過電流継電装置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に示した第1乃至第4の遅延回路221〜224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 source ground fault overcurrent relay devices 10 1 and 10 2 are individually configured, but may be configured integrally.
Further, the delay circuits such as the first to
1 電源
21,22 第1および第2の接地形計器用変圧器
31〜34 第1乃至第4の零相変流器
41〜44 第1乃至第4の遮断器
51,52 第1および第2の地絡過電圧継電装置
101,102,1101,1102 第1および第2の電源端地絡過電流継電装置
20,130,140 トリップ信号発生回路
21,131,141 リレー判定回路
221〜224 第1乃至第4の遅延回路
231〜233 第1乃至第3の論理積回路
24,134,144 論理和回路
25 自回線事故判定回路
1201,1202 第1および第2の対向端地絡方向継電装置
1321〜1323,1421〜1423 第1乃至第3の遅延回路
133,143 論理積回路
1L 自回線
2L 他回線
V0a 電源端零相電圧
V0b 対向端零相電圧
I01〜I04 第1乃至第4の零相電流
S1〜S4 第1乃至第4のトリップ信号
SOVG1,SOVG2 第1および第2のOVG出力信号
SC1,SC2 第1および第2の接点信号
T11〜T14 第1乃至第4の時限協調時間
T21〜T24 第1乃至第4の零相自由振動誤動作防止時間
T31〜T34 第1乃至第4のOVG遮断時間
T41〜T44 第1乃至第4の自回線事故判定時誤動作防止時間
TOCG1,TOCG2,TDG1 動作時限
TRY リレー処理時間
TCB 遮断器遮断時間
t0〜t5,t1a,t1b 時刻
1
Claims (7)
前記自回線における地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零相電流(I01)および前記他回線の電源端から該事故点に向かって流れる他回線零相電流(I02)の差と該自回線零相電流および該他回線零相電流の和との比率に基づいて地絡事故を検出すると、動作時限を短くして前記トリップ信号を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、地絡過電流継電装置。 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 A ground fault overcurrent relay device (10 1 ),
When the occurrence of a ground fault in the own line is detected, a trip signal generating circuit (S 1 ) for generating a trip signal (S 1 ) for breaking the own line breaker (4 1 ) provided on the power source end side of the own line ( 20),
The trip signal generation circuit includes a self-line zero-phase current (I 01 ) that flows from the power supply end of the self-line toward the fault point, and another line zero-phase current (I 01 ) that flows from the power supply end of the other line toward the fault point ( Trip signal generating means for generating the trip signal by shortening the operation time period when a ground fault is detected based on the ratio of the difference between I 02 ) and the sum of the zero-phase current of the own line and the zero-phase current of the other line Comprising
A ground fault overcurrent relay device.
前記自回線零相電流と前記他回線零相電流との差を該自回線零相電流と該他回線零相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(233)と、
を備えることを特徴とする、請求項2記載の地絡過電流継電装置。 The trip signal generating means is
A value obtained by dividing the difference between the self-line zero-phase current and the other-line zero-phase current by the sum of the self-line zero-phase current and the other-line zero-phase current is obtained, and the obtained value is equal to or greater than a determination value. And a self-line accident determination circuit (25) for outputting an output signal;
A logical product circuit (23 3 ) that takes the 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 ground fault overcurrent relay device according to claim 2, comprising:
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