JP2011217588A - Ground fault detection apparatus for electric circuit of non-grounded system and ground fault protective relay using the apparatus, and method of detecting ground fault - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば6.6kV高圧の非接地系電路の構内で発生した地絡事故を監視し、その構内地絡時の地絡電流を検出する地絡検出装置とこれを用いた地絡保護継電器および地絡検出方法に関する。 The present invention monitors, for example, a ground fault accident occurring in a 6.6 kV high-voltage ungrounded electric circuit premises, and detects a ground fault current at the time of the premises ground fault, and a ground fault protection using the same. The present invention relates to a relay and a ground fault detection method.
例えば6.6kVの高圧受電設備からなる非接地系電路では、高圧受電設備(系統母線)に開閉器を介して各種の負荷が接続されており、その受電点である開閉器から負荷側の電路を構内と称して保護範囲とし、系統側の電路を構外と称して保護範囲外としているのが一般的である。従来、この非接地系電路の構内で発生した地絡事故を監視し、その構内地絡時に流れる零相電流を零相変流器で検出する地絡検出装置としては種々のものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 For example, in a non-grounded electric circuit consisting of a 6.6 kV high-voltage power receiving facility, various loads are connected to the high-voltage power receiving facility (system bus) via a switch. Is generally referred to as a premise and is defined as a protection range, and an electric circuit on the system side is generally referred to as a premise and is outside the protection range. Conventionally, various types of ground fault detection devices have been proposed for monitoring a ground fault occurring on the premises of this non-grounded electric circuit and detecting a zero phase current flowing at the time of the ground fault with a zero phase current transformer. (For example, refer to Patent Document 1).
この特許文献1は、非接地系電路の線路定数を活線状態で計測すると共に、この線路定数から電路の絶縁状態を的確に把握する線路定数計測装置、およびこれによって計測された線路定数に基づいて算出した零相電流から地絡電流を精度高く求めることができる非接地系電路の地絡監視装置を開示したものである。
This
つまり、特許文献1に開示された線路定数計測装置は、非接地系電路に流れる零相電流を検出する零相電流検出手段と、その非接地電路の零相電圧を検出する零相電圧検出手段と、電路の一部の電圧を検出して零相分を除いた基準電圧を作成する基準電圧作成手段と、線路定数計測開始時の零相電流と零相電圧を記憶し、検出している零相電圧がこの記憶値から所定値以上変動したとき、検出している零相電流と零相電圧を記憶する電路変化検出手段と、各相の対地アドミタンスのベクトル和を第1の線路定数とし、各相の対地アドミタンスの不平衡分によって流れる零相電流を基準電圧によって表した式における対地アドミタンスを第2の線路定数とするとき電路変化検出手段によって記憶された零相電圧および零相電流に基づき、二元連立ベクトル方程式を解いて、第1の線路定数および第2の線路定数を算出する線路定数演算手段とを備えたものである。
That is, the line constant measuring device disclosed in
また、特許文献1に開示された地絡監視装置は、前述の線路定数計測装置を有し、この装置によって算出した第1の線路定数と第2の線路定数を用い、零相電流、零相電圧、基準電圧をベクトル量として入力し、所定の演算式に基づくベクトル演算を行って地絡電流を算出する地絡電流演算手段を備えたものである。
Moreover, the ground fault monitoring apparatus disclosed in
ところで、特許文献1で開示された線路定数計測装置および地絡監視装置では、非接地系電路の線路定数を活線状態で計測すると共に、この線路定数から電路の絶縁状態を的確に把握し、これによって計測された線路定数に基づいて算出した零相電流から地絡電流を精度高く求めることができるようにしている。
By the way, in the line constant measuring device and the ground fault monitoring device disclosed in
しかしながら、この特許文献1で開示された線路定数計測装置および地絡監視装置では、地絡電流を高精度に検出していることから、その地絡電流を算出するための演算処理が複雑となる。この装置を実現するためには、高精度なアナログ部品や複雑なデジタル処理が必要となり高価な装置になる。
However, since the line constant measuring device and the ground fault monitoring device disclosed in
そこで、本発明は前述の改善点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、非接地系電路の構内での地絡事故によりその非接地系電路に流れる地絡電流を簡易な演算処理により算出し得る非接地系電路の地絡検出装置とこれを用いた地絡保護継電器及び地絡検出方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-mentioned improvements, and the object of the present invention is to simplify the ground fault current flowing in the non-grounded circuit due to the ground fault in the premises of the non-grounded circuit. An object of the present invention is to provide a ground fault detection device for a non-grounded circuit that can be calculated by arithmetic processing, a ground fault protection relay using the ground fault detection device, and a ground fault detection method.
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明装置は、非接地系電路の構内での地絡事故によりその非接地系電路に現出した零相電圧Voを検出する零相電圧検出手段と、構内での地絡事故の発生時に非接地系電路に流れる零相電流Ioを検出する零相電流検出手段とが接続された地絡検出装置であって、零相電圧検出手段により得られた零相電圧Voを時間で微分する零相電圧微分手段と、非接地系電路の構内の対地静電容量を整定する静電容量整定手段と、零相電圧微分手段により算出された微分値dVo/dtを静電容量整定手段により算出された対地静電容量Cに乗算する乗算手段と、微分値dVo/dtに対地静電容量Cを乗算した乗算値C×(dVo/dt)を零相電流Ioから減算して地絡電流Igを求める減算手段とを具備したことを特徴とする。前述した各演算処理はベクトル計算に基づくものである。ここで、「対地静電容量Cを整定する」とは、対地静電容量Cを演算処理により算出することや、対地静電容量Cを測定器により計測することでその値を得ることを意味する。 As a technical means for achieving the above-mentioned object, the device of the present invention is a zero-phase voltage detection for detecting a zero-phase voltage Vo that appears in an ungrounded circuit due to a ground fault in the premises of the ungrounded circuit. And a zero-phase current detecting means for detecting a zero-phase current Io that detects a zero-phase current Io flowing in an ungrounded circuit when a ground fault occurs on the premises, and obtained by the zero-phase voltage detecting means. Zero-phase voltage differentiating means for differentiating the obtained zero-phase voltage Vo with respect to time, capacitance setting means for setting the ground capacitance in the premises of the ungrounded circuit, and the differential value calculated by the zero-phase voltage differentiating means Multiplying means for multiplying dVo / dt by the ground capacitance C calculated by the capacitance setting means, and multiplying value C × (dVo / dt) by multiplying the differential value dVo / dt by the ground capacitance C is zero. Subtracting means for subtracting from the phase current Io to obtain the ground fault current Ig Characterized by comprising a. Each arithmetic processing described above is based on vector calculation. Here, “setting the ground capacitance C” means that the ground capacitance C is calculated by arithmetic processing, or the value is obtained by measuring the ground capacitance C with a measuring instrument. To do.
なお、本発明では、減算手段の後段に、零相電圧検出手段により得られた零相電圧Voを減算手段により求められた地絡電流Igで除算する除算手段を付加するようにしてもよい。このようにすれば、除算手段により算出された除算値Vo/Igを地絡抵抗Rgとして求めることが可能となる。この場合の演算処理もベクトル計算に基づくものである。 In the present invention, a dividing unit that divides the zero-phase voltage Vo obtained by the zero-phase voltage detecting unit by the ground fault current Ig obtained by the subtracting unit may be added after the subtracting unit. In this way, it is possible to obtain the division value Vo / Ig calculated by the dividing means as the ground fault resistance Rg. The arithmetic processing in this case is also based on vector calculation.
また、本発明において、この地絡検出装置に、その地絡検出装置の出力でもって、非接地系電路に設けられた開閉器を動作させるリレーを付加すれば、地絡保護継電器を構成することが可能である。 In the present invention, if a relay for operating a switch provided in the non-grounded electrical circuit is added to the ground fault detection device with the output of the ground fault detection device, a ground fault protection relay is configured. Is possible.
また、本発明方法は、非接地系電路の構内での地絡事故によりその非接地系電路に現出した零相電圧Voおよび零相電流Ioに基づいて地絡電流Igを検出する地絡検出方法であって、その検出された零相電圧Voを時間で微分した微分値dVo/dtを非接地系電路の構内の対地静電容量Cに乗算し、その微分値dVo/dtに対地静電容量Cを乗算した乗算値C×(dVo/dt)を零相電流Ioから減算して地絡電流Igを求めることを特徴とする。前述した各演算処理はベクトル計算に基づくものである。 Further, the method of the present invention is a ground fault detection for detecting the ground fault current Ig based on the zero phase voltage Vo and the zero phase current Io appearing in the non-ground system circuit due to the ground fault in the premises of the non-ground system circuit. In this method, a differential value dVo / dt obtained by differentiating the detected zero-phase voltage Vo with respect to time is multiplied by a ground capacitance C in the premises of the non-grounded circuit, and the differential value dVo / dt is multiplied by the electrostatic capacitance. A ground fault current Ig is obtained by subtracting a multiplied value C × (dVo / dt) multiplied by the capacitance C from the zero-phase current Io. Each arithmetic processing described above is based on vector calculation.
なお、本発明方法では、零相電圧Voを地絡電流Igで除算するようにしてもよい。このようにすれば、算出された除算値Vo/Igを地絡抵抗Rgとして求めることが可能となる。この場合の演算処理もベクトル計算に基づくものである。 In the method of the present invention, the zero-phase voltage Vo may be divided by the ground fault current Ig. In this way, the calculated division value Vo / Ig can be obtained as the ground fault resistance Rg. The arithmetic processing in this case is also based on vector calculation.
本発明では、非接地系電路の構内での地絡事故によりその非接地系電路に現出した零相電圧Voを時間で微分した微分値dVo/dtを非接地系電路の構内の対地静電容量Cに乗算し、その微分値dVo/dtに対地静電容量Cを乗算した乗算値C×(dVo/dt)を、構内での地絡事故の発生時に非接地系電路に流れる零相電流Ioから減算して地絡電流Igを求めることにより、非接地系電路の構内での地絡事故によりその非接地系電路に流れる地絡電流Igを簡易な演算処理により算出することができる。 In the present invention, the differential value dVo / dt obtained by differentiating the zero-phase voltage Vo appearing in the non-grounded circuit due to a ground fault in the ground of the non-grounded circuit with respect to time is obtained from the differential value dVo / dt. The multiplication value C × (dVo / dt) obtained by multiplying the capacitance C and multiplying the differential value dVo / dt by the ground capacitance C is a zero-phase current that flows in the ungrounded electric circuit when a ground fault occurs on the premises. By subtracting from Io to obtain the ground fault current Ig, the ground fault current Ig flowing in the non-grounded electrical circuit due to the ground fault in the premises of the non-grounded electrical circuit can be calculated by simple arithmetic processing.
本発明によれば、非接地系電路の構内での地絡事故によりその非接地系電路に現出した零相電圧Voを時間で微分した微分値dVo/dtを非接地系電路の構内の対地静電容量Cに乗算し、その微分値dVo/dtに対地静電容量Cを乗算した乗算値C×(dVo/dt)を、構内での地絡事故の発生時に非接地系電路に流れる零相電流Ioから減算して地絡電流Igを求めることにより、非接地系電路の構内での地絡事故によりその非接地系電路に流れる地絡電流Igを簡易な演算処理により算出することができる。このような簡易な演算処理により地絡電流Igを算出することから、簡易なデジタル処理で地絡事故の発生を検出する非接地系電路の地絡検出装置とこれを用いた地絡保護継電器及び地絡検出方法を提供できる。 According to the present invention, the differential value dVo / dt obtained by differentiating the zero-phase voltage Vo appearing in the non-grounded circuit due to a ground fault in the ground of the non-grounded circuit with respect to the ground of the non-grounded circuit is shown. A multiplication value C × (dVo / dt) obtained by multiplying the capacitance C and multiplying the differential value dVo / dt by the ground capacitance C is zero flowing in the ungrounded circuit when a ground fault occurs on the premises. By subtracting from the phase current Io to obtain the ground fault current Ig, the ground fault current Ig flowing in the non-grounded circuit due to the ground fault in the premises of the non-grounded circuit can be calculated by a simple calculation process. . Since the ground fault current Ig is calculated by such a simple calculation process, a ground fault detection device for an ungrounded electrical circuit that detects the occurrence of a ground fault by simple digital processing, a ground fault protection relay using the ground fault detection device, and A ground fault detection method can be provided.
図1は本発明の実施形態で、例えば6.6kVの高圧受電設備からなる非接地系電路1に設けられた地絡検出装置2を示す。この地絡検出装置2は、非接地系電路1の構内で発生した地絡事故を監視し、その構内地絡時に流れる地絡電流を検出する。また、図2は本発明の他の実施形態で、受電する負荷設備を保護するため、前述の地絡検出装置2を組み込んだ地絡保護継電器3を示す。この地絡保護継電器3は、前述の地絡検出装置2と、その地絡検出装置2から出力される検出結果に基づいて開閉器4を選択的に開閉動作させるリレー6とからなる。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and shows a ground
この非接地系電路1においては、高圧受電設備(系統母線)に開閉器4を介して各種の負荷5が接続され、その受電点である開閉器4から負荷側の電路を構内と称して零相変流器8で零相電流Ioを検出できる保護範囲とするのに対してその系統側の電路を構外と称して保護範囲外としている。なお、地絡検出装置2は、前述した高圧受電設備以外の特別高圧受電設備、特別高圧受電している高圧受電設備や低圧受電設備からなる他の非接地系電路にも適用可能である。
In this non-grounded
また、非接地系電路1では、図3および図4に示すように、主電路の受電点から構内側で複数に分岐した分岐電路11〜1nを有する場合がある。この分岐電路11〜1nにおいても、分岐電路11〜1nで発生した地絡事故を監視し、その構内地絡時に流れる地絡電流を検出する地絡検出装置21〜2nを設置することが可能である。なお、図3は、各分岐電路11〜1nに地絡検出装置21〜2nを設置した場合を例示し、図4は、その地絡検出装置21〜2nを組み込んだ地絡保護継電器31〜3nを各分岐電路11〜1nに設置した場合を例示する。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the non-grounded
図1および図2に示すように、構内地絡の発生により非接地系電路1に現出した零相電圧Voを検出する零相電圧検出手段である計器用変圧器7と、地絡事故の発生により流れる零相電流Ioを検出する零相電流検出手段である零相変流器8とが地絡検出装置2に接続されている。なお、前述の零相電圧Voや零相電流Ioはベクトル量を表し、以下で説明する零相電圧Voの微分値dVo/dt、地絡電流Ig、対地静電容量Cに流れる電流Icもベクトル量を表す。また、各演算処理はベクトル計算に基づく。
As shown in FIGS. 1 and 2, an instrument transformer 7 which is a zero-phase voltage detecting means for detecting a zero-phase voltage Vo appearing in the non-grounded
また、非接地系電路1が複数の分岐電路11〜1nを有する場合、図3および図4に示すように、図1および図2の場合と同様、主電路に開閉器41〜4nを介して各種の負荷51〜5nが接続され、地絡事故の発生により流れる零相電流Ioを検出する零相電流検出手段である零相変流器81〜8nが地絡検出装置21〜2nに接続されている。
When the
なお、この図3および図4に示す実施形態における地絡検出装置21〜2nの構成および動作(各分岐電路11〜1nでの地絡抵抗Rg1〜Rgnの算出)については、図1および図2に示す実施形態における地絡検出装置2の構成および動作(非接地系電路1での地絡抵抗Rgの算出)と同様であるため、以下では、図1および図2の実施形態について詳述し、図3および図4の実施形態での重複説明は省略する。
Note that FIG. 3 and ground fault detecting in the embodiment shown in FIG. 4
この地絡検出装置2は、計器用変圧器7から出力される零相電圧Voを時間で微分する零相電圧微分手段である微分回路9と、非接地系電路1の構内の対地静電容量Cを例えば演算処理により算出することにより整定する静電容量整定手段である演算回路10と、微分回路9により算出された零相電圧Voの微分値dVo/dtを、演算回路10により算出された対地静電容量Cに乗算する乗算手段である乗算回路11と、この乗算回路11により微分値dVo/dtに対地静電容量Cを乗算した乗算値C×(dVo/dt)を零相変流器8により検出された零相電流Ioから減算する減算手段である減算回路12と、計器用変圧器7により得られた零相電圧Voを減算回路12により求められた地絡電流Igで除算する除算回路13とで主要部が構成され、この除算回路13により算出された除算値Vo/Igが地絡抵抗Rgとして求められる。この実施形態では除算回路13を設けて地絡抵抗Rgを求めているが、この除算回路13を省略すれば、減算回路12により算出された減算値Io−C×(dVo/dt)を地絡電流Igとして求めるようにしてもよい。なお、非接地系電路1の構内の対地静電容量Cは演算回路10により算出するようにしているが、測定器により計測するようにしてもよい。
The ground
図5は、図1および図2の非接地系電路1で構内地絡が発生した場合の等価回路を示す。図5に示すように、非接地系電路1の構内で地絡事故(抵抗地絡)が発生すると、電源電圧Egおよび電源側インピーダンスZoからなる零相電圧Voが非接地系電路1に現出し、零相変流器8で検出可能な零相電流Ioが非接地系電路1に流れる。ここで、零相電流Ioは、構内の対地静電容量Cに流れる電流Icと、構内地絡時の地絡抵抗Rgに流れる電流、つまり、地絡電流Igとの和である〔Io=Ic+Ig・・・(1)〕。また、Ic=jωCVoであることから、Ic=C×(dVo/dt)・・・(2)となる。従って、前述の(1)(2)式から、零相電流Ioは以下の(3)式で表される。
FIG. 5 shows an equivalent circuit in the case where a ground fault has occurred in the
Io=C×(dVo/dt)+Ig ・・・(3) Io = C × (dVo / dt) + Ig (3)
この実施形態では、非接地系電路1の構内地絡によりその非接地系電路1に現出した零相電圧Voを計器用変圧器7で検出し、その零相電圧Voを微分回路9により時間で微分した微分値dVo/dtを算出する。一方、構内の対地静電容量Cを演算回路10により算出する。この微分回路9で算出された零相電圧Voの微分値dVo/dtを、演算回路10により算出された対地静電容量Cに乗算回路11で乗算する。その零相電圧Voの微分値dVo/dtに対地静電容量Cを乗算した乗算値C×(dVo/dt)を、零相変流器8により検出された零相電流Ioから減算回路12により減算する。つまり、前述の(3)式から、地絡電流Igは、この減算回路12により算出された減算値Io−C×(dVo/dt)として以下の(4)式で示すように求められる。
In this embodiment, the zero-phase voltage Vo appearing in the non-grounded
Ig=Io−C×(dVo/dt) ・・・(4) Ig = Io−C × (dVo / dt) (4)
ここで、構内で地絡事故が発生していない健全時の場合、図6(A)に示すように零相電圧Voに対して零相電流Ioが90°遅れ位相となっていることから、その零相電圧Voの微分値dVo/dtは、図6(B)に示すように零相電流Ioと逆位相(180°)になる。前述の(2)式により、この零相電圧Voの微分値dVo/dtに構内の対地静電容量Cを乗算した乗算値C×(dVo/dt)は、対地静電容量Cに流れる電流Icとなることから、この対地静電容量Cに流れる電流Icを零相電流Ioから減算すると、地絡電流Igは0となる。 Here, in the case of a healthy state where no ground fault has occurred on the premises, as shown in FIG. 6A, the zero-phase current Io is 90 ° behind the zero-phase voltage Vo. The differential value dVo / dt of the zero-phase voltage Vo has an opposite phase (180 °) to the zero-phase current Io as shown in FIG. The multiplication value C × (dVo / dt) obtained by multiplying the differential value dVo / dt of the zero-phase voltage Vo by the ground capacitance C on the premises is the current Ic flowing through the ground capacitance C according to the above equation (2). Therefore, when the current Ic flowing through the ground capacitance C is subtracted from the zero-phase current Io, the ground fault current Ig becomes zero.
一方、構内地絡の発生時の場合、図7(A)に示すように零相電圧Voに対して零相電流Ioが90°進み位相となっていることから、その零相電圧Voの微分値dVo/dtは、図7(B)に示すように零相電流Ioと同位相になる。前述したように、この零相電圧Voの微分値dVo/dtに構内の対地静電容量Cを乗算した乗算値C×(dVo/dt)は、対地静電容量Cに流れる電流Icとなることから〔(2)式参照〕、この対地静電容量Cに流れる電流Icを零相電流Ioから減算することにより地絡電流Igが求められる。 On the other hand, in the case of occurrence of a ground fault on the premises, as shown in FIG. 7A, the zero-phase current Io has a 90 ° advance phase with respect to the zero-phase voltage Vo. The value dVo / dt is in phase with the zero-phase current Io as shown in FIG. As described above, the multiplication value C × (dVo / dt) obtained by multiplying the differential value dVo / dt of the zero-phase voltage Vo by the ground capacitance C on the premises becomes the current Ic flowing through the ground capacitance C. [Refer to equation (2)], the ground fault current Ig is obtained by subtracting the current Ic flowing through the ground capacitance C from the zero-phase current Io.
以上のように、非接地系電路1の構内での地絡事故によりその非接地系電路1に現出した零相電圧Voを時間で微分した微分値dVo/dtを非接地系電路1の構内の対地静電容量Cに乗算し、その微分値dVo/dtに対地静電容量Cを乗算した乗算値C×(dVo/dt)を、構内での地絡事故の発生時に非接地系電路1に流れる零相電流Ioから減算して地絡電流Igを求めることにより、非接地系電路1の構内での地絡事故によりその非接地系電路1に流れる地絡電流Igを簡易な演算処理により算出することができる。さらに、計器用変圧器7により得られた零相電圧Voを減算回路12により求められた地絡電流Igで除算回路13により除算することにより、地絡抵抗Rgは、この除算回路13により算出された除算値Vo/Igとして以下の(5)式で示すように求められる。
As described above, the differential value dVo / dt obtained by differentiating the zero-phase voltage Vo appearing in the non-grounded
Rg=Vo/Ig・・・(5) Rg = Vo / Ig (5)
図1の実施形態のように地絡検出装置2を単独で使用した場合、地絡検出装置2の除算回路13から出力される地絡抵抗Rgを検出データとして作業員が現地から持ち帰り、あるいは通信回線により伝送し、別の場所に設置された解析装置に入力することにより、現地での検出データに基づく判断処理が別の場所に設けられた解析装置で可能となる。なお、地絡検出装置2の除算回路13の出力を警報信号して利用することも可能である。また、図2の実施形態のように、地絡検出装置2を地絡保護継電器3に組み込んだ構成とした場合、地絡検出装置2の除算回路13の出力に基づいてリレー6を作動させて開閉器4を開閉動作させることが可能である。この地絡検出装置2の出力を警報信号やリレー作動信号として利用する場合には、所定の閾値を設定するようにしてもよい。
When the ground
以上のようにして、地絡抵抗Rgは前述の(5)式に基づいてベクトル計算により求めることができるが、以下で詳述するように、図8に示す零相電圧Voの特異点A,Bに基づいて地絡抵抗Rgや対地静電容量Cを瞬時値計算により求めることも可能である。 As described above, the ground fault resistance Rg can be obtained by vector calculation based on the above-described equation (5). As described in detail below, the singular points A and 0 of the zero-phase voltage Vo shown in FIG. Based on B, the ground fault resistance Rg and the ground capacitance C can be obtained by instantaneous value calculation.
図8に示すように、零相電圧Voの微分値dVo/dtが0の時、零相電流Ioが地絡電流Igの最大値IgMAXとなる。このように、零相電圧Voの波形において、零相電圧Voの微分値dVo/dtが0の時を特異点A(図中の黒丸)として、この時の零相電圧Voが最大値VoMAXとなり、零相変流器8で検出される零相電流Ioが地絡電流Igの最大値IgMAXとなることで、以下の(6)式で示すように、零相電圧Voの最大値VoMAXを地絡電流Igの最大値IgMAXで除算することで、地絡抵抗Rgを簡易な演算処理により求めることができる。
As shown in FIG. 8, when the differential value dVo / dt of the zero-phase voltage Vo is 0, the zero-phase current Io becomes the maximum value Ig MAX of the ground fault current Ig. Thus, in the waveform of the zero-phase voltage Vo, when the differential value dVo / dt of the zero-phase voltage Vo is 0, the singular point A (black circle in the figure) is used, and the zero-phase voltage Vo at this time is the maximum value Vo MAX. Thus, the zero-phase current Io detected by the zero-phase
Rg=VoMAX/IgMAX ・・・(6) Rg = Vo MAX / Ig MAX (6)
このように、地絡抵抗Rgを瞬時値計算により求めるには、図9に示すように、零相電圧Voを時間で微分する微分回路21と、その零相電圧Voの微分値dVo/dtが0となるのを検出するゼロ検出回路22と、零相電圧Voの微分値dVo/dtが0の時の零相電圧Voを最大値VoMAXとして抽出するサンプリング回路23と、微分値dVo/dtが0の時の零相電流Ioを地絡電流Igの最大値IgMAXとして抽出するサンプリング回路24と、サンプリング回路23により得られた零相電圧Voの最大値VoMAXを、サンプリング回路24により得られた地絡電流Igの最大値IgMAXで除算して地絡抵抗Rgを求める除算回路25とを具備した地絡検出装置で実現可能となる。
Thus, in order to obtain the ground fault resistance Rg by instantaneous value calculation, as shown in FIG. 9, the
また、図8に示すように、零相電圧Voが0の時、零相電流Ioが対地静電容量Cに流れる電流Icの最大値IcMAXとなる。このように、零相電圧Voの波形において、零相電圧Voが0の時を特異点B(図中の白丸)として、この時の零相電圧Voが0の時の微分値dVo/dtが最大値(dVo/dt)MAXとなり、零相電流Ioが対地静電容量Cに流れる電流Icの最大値IcMAXとなることで、以下の(7)式で示すように、対地静電容量Cに流れる電流Icの最大値IcMAXを、微分値dVo/dtの最大値(dVo/dt)MAXで除算することで、対地静電容量Cを簡易な演算処理により求めることができる。 Further, as shown in FIG. 8, when the zero-phase voltage Vo is 0, the zero-phase current Io becomes the maximum value Ic MAX of the current Ic flowing through the ground capacitance C. Thus, in the waveform of the zero-phase voltage Vo, when the zero-phase voltage Vo is 0, the singular point B (white circle in the figure) is used, and the differential value dVo / dt when the zero-phase voltage Vo at this time is 0 is When the maximum value (dVo / dt) MAX is reached and the zero-phase current Io becomes the maximum value Ic MAX of the current Ic flowing through the ground capacitance C, the ground capacitance C is expressed by the following equation (7). By dividing the maximum value Ic MAX of the current Ic flowing through the current by the maximum value (dVo / dt) MAX of the differential value dVo / dt, the ground capacitance C can be obtained by simple arithmetic processing.
C=IcMAX/(dVo/dt)MAX ・・・(7) C = Ic MAX / (dVo / dt) MAX (7)
このように、対地静電容量Cを瞬時値計算により求めるには、図10に示すように、零相電圧Voが0となるのを検出するゼロ検出回路31と、零相電圧Voが0の時の微分値dVo/dtを最大値(dVo/dt)MAXとして算出する微分回路32と、零相電圧Voが0の時の零相電流Ioを対地静電容量Cに流れる電流Icの最大値IcMAXとして抽出するサンプリング回路33と、そのサンプリング回路33により得られた最大値IcMAXを、微分回路32により算出された微分値dVo/dtの最大値(dVo/dt)MAXで除算して対地静電容量Cを求める除算回路34とを具備した地絡検出装置で実現可能となる。
Thus, in order to obtain the ground capacitance C by instantaneous value calculation, as shown in FIG. 10, a zero
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can of course be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. It includes the equivalent meanings recited in the claims and the equivalents recited in the claims, and all modifications within the scope.
1 非接地系電路
2 地絡検出装置
3 地絡保護継電器
4 開閉器
6 リレー
7 零相電圧検出手段(計器用変圧器)
8 零相電流検出手段(零相変流器)
9 零相電圧微分手段(微分回路)
10 対地静電容量整定手段(演算回路)
11 乗算手段(乗算回路)
12 減算手段(減算回路)
DESCRIPTION OF
8 Zero-phase current detection means (zero-phase current transformer)
9 Zero-phase voltage differentiation means (differential circuit)
10 Ground capacitance setting means (arithmetic circuit)
11 Multiplication means (multiplication circuit)
12 Subtraction means (subtraction circuit)
Claims (5)
前記零相電圧検出手段により得られた零相電圧Voを時間で微分する零相電圧微分手段と、前記非接地系電路の構内の対地静電容量を整定する静電容量整定手段と、前記零相電圧微分手段により算出された微分値dVo/dtを前記静電容量整定手段により算出された対地静電容量Cに乗算する乗算手段と、前記微分値dVo/dtに対地静電容量Cを乗算した乗算値C×(dVo/dt)を前記零相電流Ioから減算して地絡電流Igを求める減算手段とを具備したことを特徴とする非接地系電路の地絡検出装置。 Zero-phase voltage detecting means for detecting the zero-phase voltage V 0 that appears in the non-grounded circuit due to a ground fault in the ground of the non-grounded circuit, and the non-grounded circuit in the event of a ground fault in the campus A ground fault detection device connected to zero phase current detection means for detecting zero phase current I 0 flowing through
Zero-phase voltage differentiation means for differentiating the zero-phase voltage Vo obtained by the zero-phase voltage detection means with respect to time, capacitance setting means for setting a ground capacitance in the premises of the ungrounded circuit, and the zero Multiplication means for multiplying the differential capacitance dVo / dt calculated by the phase voltage differentiation means by the ground capacitance C calculated by the capacitance setting means; and the differential value dVo / dt multiplied by the ground capacitance C. And a subtracting means for subtracting the multiplied value C × (dVo / dt) from the zero-phase current Io to obtain a ground fault current Ig.
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