JP2022132916A - Input converter, and protective relay device - Google Patents

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慎太郎 田中
Shintaro Tanaka
大樹 板垣
Daiki Itagaki
透 菅本
Toru Sugamoto
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Abstract

To provide an input converter capable of measuring current values over a wide range without complicating a structure, and a protective relay device.SOLUTION: An input converter comprises a first transformer and a second transformer. The input converter is connected to a power system. The first transformer is a core type transformer including a winding core, a primary-side coil and a secondary-side coil which are wound around the winding core. The second transformer is the core type transformer and has a high sensitivity range different from the first transformer. The primary-side coil of the first transformer and the primary-side coil of the second transformer are connected in series, and the secondary-side coil of the first transformer and the secondary-side coil of the second transformer are connected in series.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、入力変換器、及び保護リレー装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to input transducers and protection relay devices.

電力系統を保護するために、送電線を流れる電流を計測し、送電線に地絡や短絡による事故が発生していないかを検知する保護リレー装置がある。保護リレー装置は、鉄心を用いた変流器(CT、Current Transformer)が搭載された入力変換器を用いて、電流値を計測する。 In order to protect the power system, there is a protection relay device that measures the current flowing through the transmission line and detects whether an accident due to a ground fault or short circuit has occurred in the transmission line. A protection relay device measures a current value using an input converter equipped with a current transformer (CT, Current Transformer) using an iron core.

入力変換器においては、鉄心に巻かれる一次側巻線と二次側巻線とは絶縁されており、一次側巻線が電力系統に、二次側巻線が保護リレー装置にそれぞれ接続されている。保護リレーに用いられる入力変換器は、電力系統に直接接続される変流器(主変流器)に接続されており、電力系統との絶縁分離、及び一次側(電力系統)を流れる比較的大きな電流を、電子回路による演算に適したレベルの電流に変換する。このため、主変流器に対して、補助変流器、或いは補助CTなどとも呼ばれる。 In the input converter, the primary and secondary windings wound around the iron core are insulated, and the primary and secondary windings are connected to the power system and the protective relay device, respectively. there is The input converter used in the protection relay is connected to a current transformer (main current transformer) that is directly connected to the power system, and is isolated from the power system and relatively It converts a large current into a level of current suitable for computation by an electronic circuit. For this reason, it is also called an auxiliary current transformer or an auxiliary CT in contrast to the main current transformer.

このような補助CTにおいては、系統事故時に流れ得る大電流から、通常時に流れる小電流まで、幅広い範囲の電流値を、ある程度の分解能を維持しながら計測することが求められている。このため、大電流の領域と小電流の領域のそれぞれに適した、素材の異なる鉄心をハイブリッドに構成する方法により、幅広い範囲の電流値を計測するものがある。このような素材の異なる鉄心を組み合わせると構造が複雑になる傾向にあり、製造面での問題があった。 Such an auxiliary CT is required to measure a wide range of current values, from large currents that can flow during system faults to small currents that normally flow, while maintaining a certain degree of resolution. For this reason, there is a method for measuring a wide range of current values by a method of forming a hybrid iron core made of different materials suitable for a large current region and a small current region respectively. Combining such iron cores made of different materials tends to complicate the structure, which poses a problem in terms of manufacturing.

特開2011-155158号公報JP 2011-155158 A

本発明が解決しようとする課題は、構造を複雑にすることなく、幅広い領域の電流値を計測することができる入力変換器、及び保護リレー装置を提供することである。 A problem to be solved by the present invention is to provide an input converter and a protection relay device capable of measuring current values in a wide range without complicating the structure.

実施形態の入力変換器は、第1変流器と、第2変流器とを持つ。前記入力変換器は、電力系統に接続される。前記第1変流器は、巻鉄心、前記巻鉄心に巻かれる一次側巻線、及び二次側巻線を有する鉄心型の変流器である。前記第2変流器は、前記鉄心型の変流器であって、前記第1変流器と異なる高感度範囲を有する。前記第1変流器の一次側巻線と前記第2変流器の一次側巻線とが直列に接続されており、前記第1変流器の二次側巻線と前記第2変流器の二次側巻線とが直列に接続されている。 An input converter of an embodiment has a first current transformer and a second current transformer. The input converter is connected to the power system. The first current transformer is a core-type current transformer having a wound core, a primary winding wound around the wound core, and a secondary winding. The second current transformer is the core-type current transformer and has a sensitive range different from that of the first current transformer. The primary winding of the first current transformer and the primary winding of the second current transformer are connected in series, and the secondary winding of the first current transformer and the second current transformer are connected in series. is connected in series with the secondary winding of the device.

実施形態の入力変換器10の構成の例を示すブロック図。2 is a block diagram showing an example of the configuration of the input converter 10 of the embodiment; FIG. 実施形態の入力変換器10の二次側のみを考慮した等価回路を示す図。The figure which shows the equivalent circuit which considered only the secondary side of the input converter 10 of embodiment. 実施形態の入力変換器10の第1変流器11と第2変流器12の特性を示す図。The figure which shows the characteristic of the 1st current transformer 11 of the input converter 10 of embodiment, and the 2nd current transformer 12. FIG. 実施形態の保護リレーシステム1の構成の例を示すブロック図。1 is a block diagram showing an example of the configuration of a protection relay system 1 of an embodiment; FIG.

以下、実施形態の入力変換器、及び保護リレー装置を、図面を参照して説明する。以下の説明では、入力変換器が保護リレー装置に適用される場合を例示して説明するが、これに限定されない。入力変換器は、電流系統に設けられる様々な電力設備に適用されてよい。 Hereinafter, input converters and protection relay devices according to embodiments will be described with reference to the drawings. In the following description, a case in which the input converter is applied to a protection relay device will be described as an example, but the present invention is not limited to this. The input converter may be applied to various power equipment provided in the current system.

図1は、実施形態の入力変換器10の構成の例を示すブロック図である。入力変換器10は、例えば、第1変流器11と、第2変流器12とを備える。第1変流器11と第2変流器12とは、従来のいわゆる鉄心型の変流器である。第1変流器11は、鉄心110(巻鉄心)と、鉄心110に巻かれる一次側巻線112Aと、二次側巻線112Bとを備える。第2変流器12は、鉄心120と、鉄心120に巻かれる一次側巻線122Aと、二次側巻線122Bとを備える。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the input converter 10 of the embodiment. The input converter 10 comprises, for example, a first current transformer 11 and a second current transformer 12 . The first current transformer 11 and the second current transformer 12 are conventional so-called core-type current transformers. The first current transformer 11 includes a core 110 (wound core), a primary winding 112A wound around the core 110, and a secondary winding 112B. The second current transformer 12 includes an iron core 120, a primary winding 122A wound around the iron core 120, and a secondary winding 122B.

入力変換器10は、一次側同士、つまり一次側巻線112Aと一次側巻線122Aとが直列に接続されており、二次側同士、つまり、二次側巻線112Bと二次側巻線122Bとが直列に接続されている。また、二次側には、負荷抵抗Rが接続されている。 In the input converter 10, the primary sides, that is, the primary side winding 112A and the primary side winding 122A are connected in series, and the secondary sides, that is, the secondary side winding 112B and the secondary side winding are connected in series. 122B are connected in series. A load resistor R is connected to the secondary side.

入力変換器10は、例えば、図4に示すように、保護リレー装置30に設けられ、一次側が電力系統(図4の例では、送電線2)に接続されており、二次側は保護リレー装置30のリレー演算ユニット20に接続されている。入力変換器10では、一次側の巻線(一次側巻線112A及び一次側巻線122A)を流れる一次側電流CAが、その周囲に磁束を発生させ、発生した磁束を鉄心(鉄心110及び鉄心120)が集磁する。鉄心に集磁された磁束の変化が、二次側の巻線(二次側巻線112B及び二次側巻線122B)に励磁電圧を誘導し、励磁電圧に応じて二次側の巻線に二次側電流CBが流れる。すなわち、一次側電流CAを流すと二次側電流CBも流れ、これにより鉄心に発生した磁束が打ち消される方向に働く。 For example, as shown in FIG. 4, the input converter 10 is provided in a protection relay device 30, the primary side is connected to the electric power system (the transmission line 2 in the example of FIG. 4), and the secondary side is the protection relay It is connected to the relay arithmetic unit 20 of the device 30 . In the input converter 10, the primary-side current CA flowing through the primary-side windings (primary-side winding 112A and primary-side winding 122A) generates magnetic flux around it, and the generated magnetic flux is transferred to the iron core (iron core 110 and iron core 110). 120) collects magnetism. A change in magnetic flux collected in the iron core induces an excitation voltage in the secondary windings (secondary winding 112B and secondary winding 122B), and the secondary windings are induced in accordance with the excitation voltage. A secondary current CB flows through. That is, when the primary side current CA flows, the secondary side current CB also flows, and this works in the direction of canceling out the magnetic flux generated in the iron core.

図2は、実施形態の入力変換器10の二次側のみを考慮した等価回路を示す図である。一次側電流CAに対して、両トランス(等価回路上の仮想的なインダクタL1、L2)に同じ励磁電流CCが流れる。両トランスのそれぞれの両端に生じる励磁電圧の和が、負荷抵抗Rに印加され、二次側に二次側電流CBが流れる。これにより、一次側電流CAに応じた出力が二次側に伝達される。 FIG. 2 is a diagram showing an equivalent circuit considering only the secondary side of the input converter 10 of the embodiment. The same excitation current CC flows through both transformers (virtual inductors L1 and L2 on the equivalent circuit) with respect to the primary side current CA. The sum of the excitation voltages generated across both ends of both transformers is applied to the load resistor R, and a secondary current CB flows through the secondary side. As a result, an output corresponding to the primary side current CA is transmitted to the secondary side.

鉄心に生じる磁束の密度(磁束密度)Bは、以下の(1)式に示すように、巻線を流れる励磁電流I、及び巻線の巻き数Nに比例し、鉄心の断面積Sに反比例する。 The density of the magnetic flux generated in the iron core (magnetic flux density) B is proportional to the excitation current I flowing through the winding and the number of turns N of the winding, and inversely proportional to the cross-sectional area S of the iron core, as shown in the following equation (1). do.

B∝(I×N)/S …(1) B∝(I×N)/S (1)

一次側と二次側とで巻き数Nを調整することで、一次側を流れる比較的大きな電流に対し、二次側に流れる電流値を、保護リレー装置30が扱うことができる、電子回路による演算に適したレベルの電流に変換する。 By adjusting the number of turns N on the primary side and the secondary side, the protection relay device 30 can handle a current value flowing on the secondary side with respect to a relatively large current flowing on the primary side. Convert to current level suitable for calculation.

本実施形態では、第1変流器11と、第2変流器12とのうち、一方は保護用変流器として用いられ、他方は計測用変流器として用いられる。保護用変流器と計測用変流器とは、互いに異なる高感度範囲を有する。高感度範囲とは、変流器が、電流値を精度よく測定することができる範囲である。 In this embodiment, one of the first current transformer 11 and the second current transformer 12 is used as a protection current transformer, and the other is used as a measurement current transformer. The protection current transformer and the instrumentation current transformer have different sensitivity ranges. The high sensitivity range is the range in which the current transformer can accurately measure the current value.

(1)式は、ある限定された範囲の励磁電流Iに適用されるものであり、任意の大きさの励磁電流Iに対して適用されるものではない。例えば、(1)式では、励磁電流Iと磁束密度Bとが比例することが示されているが、励磁電流Iが所定の値以上となると磁束密度Bが飽和領域に達し、これ以上磁束密度Bが大きくならない磁束飽和という現象が生じる。磁束密度Bが磁束飽和する領域、つまり励磁電流Iが大きい領域では、励磁電流Iの変化に磁束密度Bが追従しないため、電流値を精度よく測定することができない。また、励磁電流Iが微小の場合、生じた磁界の強さに対する磁束密度Bの割合(透磁率)が小さくなることが知られている。つまり、励磁電流Iが小さい領域では、励磁電流Iの変化に対する磁束密度Bの変化が変わってしまうため、電流値を精度よく測定することができない。磁束密度Bが飽和領域に達する値、及び透磁率が変化する値は、鉄心の素材や整流器の構成等により異なる。すなわち、整流器により高感度範囲が異なる。 Equation (1) applies to a limited range of excitation currents I, not to arbitrary magnitudes of excitation currents I. For example, the formula (1) indicates that the exciting current I and the magnetic flux density B are proportional. A phenomenon called magnetic flux saturation occurs when B does not increase. In a region where the magnetic flux density B is saturated, that is, in a region where the exciting current I is large, the magnetic flux density B does not follow changes in the exciting current I, so the current value cannot be measured with high accuracy. It is also known that when the excitation current I is very small, the ratio (magnetic permeability) of the magnetic flux density B to the strength of the generated magnetic field becomes small. That is, in a region where the excitation current I is small, the change in the magnetic flux density B changes with respect to the change in the excitation current I, so the current value cannot be measured with high accuracy. The value at which the magnetic flux density B reaches the saturation region and the value at which the magnetic permeability changes differ depending on the material of the iron core, the configuration of the rectifier, and the like. That is, the high sensitivity range differs depending on the rectifier.

保護用変流器は、小電流の領域において低感度であるが大電流の領域において高感度な変流器である。保護用変流器は、電力系統における系統事故が発生した場合などにおいて系統に流れることが想定される大電流を計測対象とする。 A protective current transformer is a current transformer that is insensitive in the region of small currents but sensitive in the region of large currents. The current transformer for protection measures a large current that is assumed to flow in the power system when a system fault occurs in the power system.

計測用変流器は、小電流の領域において高感度な変流器である。計測用変流器は、電力系統における系統事故が発生していない通常時において、系統を流れる小電流を計測対象とする。なお、小電流の領域とは所定の定格電流値以下の電流であり、大電流の領域とは所定の定格電流値より大きい電流である。定格電流は、電力系統の規模や状況に応じて任意に定められてよい。定格電流は、特に説明しない限り、一次側の定格電流を示すものとする。 Instrumentation current transformers are current transformers that are sensitive in the region of small currents. A current transformer for measurement is intended to measure a small current flowing through a power system during normal times when a system fault does not occur in the power system. Note that the small current region is a current below a predetermined rated current value, and the high current region is a current greater than the predetermined rated current value. The rated current may be arbitrarily determined according to the scale and conditions of the power system. The rated current shall indicate the rated current of the primary side unless otherwise specified.

一般に、保護用変流器と計測用変流器とは、別々の構成となっている(例えば、「公益社団法人日本電気技術者協会 電気技術解説講座 変流器に関する用語、種類、選定の留意事項(含む補助CT)」[令和1年6月7日検索]、インターネット<URL:https://www.jeea.or.jp/course/contents/02109/index_small.html>参照)。入力変換器もこれに従い、計測用と保護用は別々の構成となっていることが一般的である。 In general, current transformers for protection and current transformers for measurement are configured separately Matters (including auxiliary CT)” [searched June 7, 2019], Internet <URL: https://www.jeea.or.jp/course/contents/02109/index_small.html>). Input transducers also follow this, and generally have separate configurations for measurement and protection.

これに対し、本実施形態では、入力変換器10が、第1変流器11及び第2変流器12を備える。このため、一つの入力変換器10で、保護用変流器が測定する範囲と計測用変流器が測定する範囲とをカバーすることが可能である。 In contrast, in this embodiment, the input converter 10 includes a first current transformer 11 and a second current transformer 12 . Therefore, one input converter 10 can cover the range measured by the current transformer for protection and the range measured by the current transformer for measurement.

以下の説明では、第1変流器11が保護用変流器であり、第2変流器12が計測用変流器である場合を例に説明する。しかし、これに限定されることはなく、両者の関係が逆の関係であってもよい。 In the following description, the case where the first current transformer 11 is a protection current transformer and the second current transformer 12 is a measurement current transformer will be described as an example. However, it is not limited to this, and the relationship between the two may be reversed.

第1変流器11である保護用変流器は、大電流を計測することから、(1)式における励磁電流Iの値が大きくなる。励磁電流Iの値に比例して磁束密度Bが大きくなり、磁束密度Bが飽和領域に達すると、磁束飽和により、電流値を正確に計測することが困難となる。このため、第1変流器11は、例えば、鉄心110の断面積Sを大きくしたり、二次側に対する一次側の巻線の巻き数Nを減らしたりして、大きな励磁電流Iが流れても磁束密度Bが飽和領域に達しないように設計される。また、第1変流器11は、飽和する磁束密度が高い素材を鉄心110に用いて設計されてもよい。 Since the protective current transformer, which is the first current transformer 11, measures a large current, the value of the exciting current I in the equation (1) increases. The magnetic flux density B increases in proportion to the value of the exciting current I, and when the magnetic flux density B reaches the saturation region, the magnetic flux saturation makes it difficult to accurately measure the current value. Therefore, in the first current transformer 11, for example, the cross-sectional area S of the iron core 110 is increased, or the number of turns N of the winding on the primary side with respect to the secondary side is reduced, so that a large excitation current I flows. is designed so that the magnetic flux density B does not reach the saturation region. Also, the first current transformer 11 may be designed using a material with a high saturated magnetic flux density for the iron core 110 .

第2変流器12である計測用変流器は、小電流を精度よく計測する必要がある。第2変流器12は、例えば、一次側に対する二次側の巻き数Nを大きくして二次側電流CBを抑え、微小な二次側電流CBを検出できるように設計される。あるいは鉄心120に、透磁率が高い材料を用いて微小な二次側電流CBを検出できるようにしてもよい。 The measuring current transformer, which is the second current transformer 12, needs to accurately measure a small current. The second current transformer 12 is designed, for example, to increase the number of turns N on the secondary side with respect to the primary side to suppress the secondary side current CB so that a minute secondary side current CB can be detected. Alternatively, a material having a high magnetic permeability may be used for the core 120 so that a minute secondary current CB can be detected.

図3は、実施形態の入力変換器10の第1変流器11と第2変流器12のそれぞれの特性を模式的に示す図である。図3の横軸は一次側電流CA、縦軸は二次側電流CBを示している。図3に示すように、第1変流器11は、定格電流より大きな一次側電流CA2~CA3の範囲で直線性を示す。すなわち、第1変流器11が精度よく計測できる高感度範囲1は、一次側電流CA2~CA3の範囲である。第2変流器12は、定格電流より小さな一次側電流CA1~CA2の範囲で直線性を示す。すなわち、第2変流器12が精度よく計測できる高感度範囲2は、一次側電流CA1~CA2の範囲である。 FIG. 3 is a diagram schematically showing respective characteristics of the first current transformer 11 and the second current transformer 12 of the input converter 10 of the embodiment. The horizontal axis of FIG. 3 indicates the primary side current CA, and the vertical axis indicates the secondary side current CB. As shown in FIG. 3, the first current transformer 11 exhibits linearity in the range of primary side currents CA2 to CA3 larger than the rated current. That is, the high sensitivity range 1 in which the first current transformer 11 can accurately measure is the range of the primary side currents CA2 to CA3. The second current transformer 12 exhibits linearity in the range of primary side currents CA1 to CA2 smaller than the rated current. That is, the high sensitivity range 2 in which the second current transformer 12 can accurately measure is the range of the primary side currents CA1 to CA2.

実際の入力変換器10では、第1変流器11と第2変流器12とが直列に接続される。このため、入力変換器10の特性は、第1変流器11と第2変流器12のそれぞれの二次側電流CBを加算した特性となると考えられる。すなわち、入力変換器10では、一次側電流CA1~CA2の範囲で第2変流器12が支配的となり、一次側電流CA2~CA3の範囲で第1変流器11が支配的となる。これにより、入力変換器10は、一次側電流CA1~CA3の幅広い範囲における電流値を精度よく計測することが可能である。 In an actual input converter 10, a first current transformer 11 and a second current transformer 12 are connected in series. Therefore, it is considered that the characteristics of the input converter 10 are the sum of the secondary currents CB of the first current transformer 11 and the second current transformer 12 . That is, in the input converter 10, the second current transformer 12 is dominant in the range of the primary side currents CA1-CA2, and the first current transformer 11 is dominant in the range of the primary side currents CA2-CA3. This allows the input converter 10 to accurately measure current values in a wide range of the primary side currents CA1 to CA3.

図4は、実施形態の保護リレーシステム1の構成の例を示すブロック図である。保護リレーシステム1は、例えば、送電線2と、主変流器3と、主変流器4と、遮断器5と、保護リレー装置30とを備える。主変流器3と主変流器4は、一次側が送電線2と接続されており、二次側が保護リレー装置30と接続されている。主変流器3と主変流器4は、送電線2を流れる電流の大きさに応じた電流値を、保護リレー装置30に伝達する。遮断器5は、送電線2に設けられる。主変流器3は、保護リレー装置30からの制御信号に応じて、送電線2を通電状態又は遮断状態とする。ここで、主変流器3と、主変流器4との間の送電線2は、保護リレー装置30が「保護対象とする保護区間」の一例である。 FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the protection relay system 1 of the embodiment. The protection relay system 1 includes, for example, a transmission line 2, a main current transformer 3, a main current transformer 4, a circuit breaker 5, and a protection relay device 30. The main current transformers 3 and 4 are connected to the transmission line 2 on the primary side and to the protection relay device 30 on the secondary side. The main current transformer 3 and the main current transformer 4 transmit a current value corresponding to the magnitude of the current flowing through the transmission line 2 to the protection relay device 30 . A circuit breaker 5 is provided in the transmission line 2 . The main current transformer 3 brings the power transmission line 2 into an energized state or an interrupted state according to the control signal from the protective relay device 30 . Here, the transmission line 2 between the main current transformer 3 and the main current transformer 4 is an example of "protection section to be protected" by the protection relay device 30 .

保護リレー装置30は、例えば、入力変換器10-1、10-2と、リレー演算ユニット20とを備える。入力変換器10-1は、一次側が主変流器3の二次側と接続されており、二次側がリレー演算ユニット20と接続されている。入力変換器10-1は、主変流器3の二次側を流れる電流の大きさに応じた電流値をリレー演算ユニット20に伝達する。入力変換器10-2は、一次側が主変流器4の二次側と接続されており、二次側がリレー演算ユニット20と接続されている。入力変換器10-2は、主変流器4の二次側を流れる電流の大きさに応じた電流値をリレー演算ユニット20に伝達する。 The protection relay device 30 includes input converters 10-1 and 10-2 and a relay operation unit 20, for example. The input converter 10-1 has a primary side connected to the secondary side of the main current transformer 3, and a secondary side connected to the relay operation unit 20. FIG. The input converter 10-1 transmits a current value corresponding to the magnitude of the current flowing through the secondary side of the main current transformer 3 to the relay operation unit 20. The input converter 10-2 has a primary side connected to the secondary side of the main current transformer 4, and a secondary side connected to the relay operation unit 20. FIG. The input converter 10-2 transmits a current value corresponding to the magnitude of the current flowing through the secondary side of the main current transformer 4 to the relay operation unit 20.

リレー演算ユニット20は、例えば、計測部22と、判定部24と、記憶部26とを備える。計測部22と判定部24は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)などのハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めHDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリなどの記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやCD-ROMなどの着脱可能な記憶媒体(非一過性の記憶媒体)に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。 The relay computation unit 20 includes, for example, a measurement section 22, a determination section 24, and a storage section 26. The measurement unit 22 and the determination unit 24 are realized by executing a program (software) by a hardware processor such as a CPU (Central Processing Unit). Some or all of these components are hardware (circuit part; circuitry) or by cooperation of software and hardware. The program may be stored in advance in a storage device (a storage device with a non-transitory storage medium) such as a HDD (Hard Disk Drive) or flash memory, or may be stored in a removable storage such as a DVD or CD-ROM. It may be stored in a medium (non-transitory storage medium) and installed by loading the storage medium into a drive device.

計測部22は、入力変換器10-1、及び10-2の二次側の出力に基づいて、送電線2を流れる電流の電流値を計測する。計測部22は、計測した電流値を、計測した時刻や計測した地点を示す属性情報と共に、記憶部26に記憶させる。判定部24は、入力変換器10-1、及び10-2の二次側の出力に基づいて、送電線2に短絡や地絡などの系統事故が発生したか否かを判定する。判定部24は、判定結果に応じて遮断器5に制御信号を出力する。例えば、判定部24は、送電線2に系統事故が発生したと判定した場合、遮断器5を遮断状態とする制御信号を出力する。 The measurement unit 22 measures the current value of the current flowing through the power transmission line 2 based on the secondary side outputs of the input converters 10-1 and 10-2. The measurement unit 22 causes the storage unit 26 to store the measured current value together with attribute information indicating the measurement time and the measurement point. The determination unit 24 determines whether or not a system accident such as a short circuit or ground fault has occurred in the transmission line 2 based on the secondary side outputs of the input converters 10-1 and 10-2. The determination unit 24 outputs a control signal to the circuit breaker 5 according to the determination result. For example, when determining that a grid fault has occurred in the transmission line 2 , the determination unit 24 outputs a control signal to set the circuit breaker 5 in the cut-off state.

記憶部26は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリ、RAM(Random Access Memory)などである。記憶部26には、計測部22により計測された送電線2を流れる電流値を、その属性情報と対応付けた情報が記憶される。 The storage unit 26 is, for example, an HDD (Hard Disk Drive), a flash memory, a RAM (Random Access Memory), or the like. The storage unit 26 stores information in which the value of the current flowing through the transmission line 2 measured by the measurement unit 22 is associated with the attribute information.

以上説明したように、実施形態の入力変換器10は、第1変流器11と第2変流器12を備える。第1変流器11の一次側巻線112Aと、第2変流器12の一次側巻線122Aとが直列に接続されている。第1変流器11の二次側巻線112Bと、第2変流器12の二次側巻線122Bとが直列に接続されている。これにより、実施形態の入力変換器10は、第1変流器11が支配的となる第1変流器11の高感度範囲と、第2変流器12が支配的となる第2変流器12の高感度範囲の両方を計測することが可能である。また、第1変流器11及び第2変流器12は、いわゆる鉄心型の変流器であるため、構造が複雑ではない。したがって、構造を複雑にすることなく、幅広い範囲の電流値を計測することが可能である。 As explained above, the input converter 10 of the embodiment includes the first current transformer 11 and the second current transformer 12 . A primary winding 112A of the first current transformer 11 and a primary winding 122A of the second current transformer 12 are connected in series. A secondary winding 112B of the first current transformer 11 and a secondary winding 122B of the second current transformer 12 are connected in series. Thereby, the input converter 10 of the embodiment has a high sensitivity range of the first current transformer 11 in which the first current transformer 11 is dominant and a second current transformer in which the second current transformer 12 is dominant. Both of the sensitive ranges of the instrument 12 can be measured. Moreover, since the first current transformer 11 and the second current transformer 12 are so-called core-type current transformers, their structures are not complicated. Therefore, it is possible to measure a wide range of current values without complicating the structure.

また、実施形態の入力変換器10では、一方の変流器(例えば、第1変流器11)は、定格電流より小さい小電流の領域を高感度範囲とし、電力系統に系統事故が発生していない通常時において、電力系統に設けられる電力設備を流れる電流値を計測する計測用に用いられる。他方の変流器(例えば、第2変流器12)は、定格電流より大きい大電流の領域を高感度範囲とし、電力系統に系統事故が発生した事故時において、電力設備を保護する保護用に用いられる。このため、実施形態の入力変換器10は、計測用と保護用の変流器を兼ねることが可能である。 Further, in the input converter 10 of the embodiment, one of the current transformers (for example, the first current transformer 11) has a high sensitivity range of a small current smaller than the rated current, and a system fault occurs in the power system. It is used for measurement to measure the current value flowing through the power equipment provided in the power system during normal times when the power system is not in use. The other current transformer (for example, the second current transformer 12) has a high-sensitivity range of a large current larger than the rated current, and is used for protection to protect the power equipment in the event of a system fault in the power system. used for Therefore, the input converter 10 of the embodiment can serve both as a current transformer for measurement and for protection.

また、実施形態の保護リレー装置30は、入力変換器10を備えることにより、構造を複雑にすることなく、計測用と保護用の変流器を兼ねた、幅広い範囲の電流値を計測することが可能である。 In addition, the protection relay device 30 of the embodiment is equipped with the input converter 10, so that it can measure current values in a wide range while also serving as a current transformer for measurement and protection without complicating the structure. is possible.

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、入力変換器10が第1変流器11と第2変流器12を備えることにより、構造を複雑にすることなく、幅広い範囲の電流値を計測することが可能である。 According to at least one embodiment described above, the input converter 10 includes the first current transformer 11 and the second current transformer 12, so that a wide range of current values can be measured without complicating the structure. It is possible to

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

1…保護リレーシステム、10…入力変換器、11…第1変流器、12…第2変流器、20…リレー演算ユニット、22…計測部、24…判定部、26…記憶部、30…保護リレー装置 REFERENCE SIGNS LIST 1 protection relay system 10 input converter 11 first current transformer 12 second current transformer 20 relay operation unit 22 measurement unit 24 determination unit 26 storage unit 30 …protective relay device

Claims (4)

電力系統に接続される入力変換器であって、
巻鉄心、前記巻鉄心に巻かれる一次側巻線、及び二次側巻線を有する鉄心型の変流器である第1変流器と、
前記鉄心型の変流器であって、前記第1変流器と異なる高感度範囲を有する第2変流器と、
を有し、
前記第1変流器の一次側巻線と前記第2変流器の一次側巻線とが直列に接続されており、前記第1変流器の二次側巻線と前記第2変流器の二次側巻線とが直列に接続されている、
入力変換器。
An input converter connected to a power system,
a first current transformer, which is a core-type current transformer having a wound core, a primary winding wound around the wound core, and a secondary winding;
a second current transformer, which is the core-type current transformer, and has a high sensitivity range different from that of the first current transformer;
has
The primary winding of the first current transformer and the primary winding of the second current transformer are connected in series, and the secondary winding of the first current transformer and the second current transformer are connected in series. is connected in series with the secondary winding of the
input converter.
前記第1変流器及び前記第2変流器のうち、
一方の変流器は、定格電流より小さい小電流の領域を高感度範囲とし、電力系統に系統事故が発生していない通常時において、電力系統に設けられる電力設備を流れる電流値を計測する計測用に用いられ、
他方の変流器は、定格電流より大きい大電流の領域を高感度範囲とし、電力系統に系統事故が発生した事故時において、前記電力設備を保護する保護用に用いられる、
請求項1に記載の入力変換器。
Of the first current transformer and the second current transformer,
On the other hand, current transformers measure the current value flowing through power equipment installed in the power system in normal times when there is no system fault in the power system, with the area of small current smaller than the rated current as the high sensitivity range. used for
The other current transformer has a high-sensitivity range that is larger than the rated current, and is used for protection of the power equipment in the event of a system fault in the power system.
2. Input converter according to claim 1.
入力変換器を備える保護リレー装置であって、
前記入力変換器は、
巻鉄心、前記巻鉄心に巻かれる一次側巻線、及び二次側巻線を有する鉄心型の変流器である第1変流器と、
前記鉄心型の変流器であって、前記第1変流器と異なる高感度範囲を有する第2変流器と、
を有し、
前記第1変流器の一次側巻線と前記第2変流器の一次側巻線とが直列に接続されており、前記第1変流器の二次側巻線と前記第2変流器の二次側巻線とが直列に接続されている、
保護リレー装置。
A protection relay device comprising an input converter,
The input converter is
a first current transformer, which is a core-type current transformer having a wound core, a primary winding wound around the wound core, and a secondary winding;
a second current transformer, which is the core-type current transformer, and has a high sensitivity range different from that of the first current transformer;
has
The primary winding of the first current transformer and the primary winding of the second current transformer are connected in series, and the secondary winding of the first current transformer and the second current transformer are connected in series. is connected in series with the secondary winding of the
Protective relay device.
前記第1変流器及び前記第2変流器を有する前記入力変換器を用いて、自保護リレー装置が保護対象とする保護区間を流れる電流の電流値が定格電流より大きいか否かにかかわらず、保護区間を流れる電流の値を計測する計測部と、
前記入力変換器により計測された電流値に基づいて、前記保護区間に定格電流値より大きい大電流が流れた場合もしくは定格電流より小さい小電流が流れた場合のどちらにおいても系統事故が発生したか否かを検出し、前記保護区間に設けられた遮断器を遮断するか否かを判定する判定部と、
を更に備える、
請求項3に記載の保護リレー装置。
Using the input converter having the first current transformer and the second current transformer, regardless of whether the current value of the current flowing through the protection section to be protected by the self-protection relay device is greater than the rated current First, a measurement unit that measures the value of the current flowing through the protection section;
Based on the current value measured by the input converter, whether a system fault has occurred when a large current larger than the rated current value or a small current smaller than the rated current flows in the protection section. a determination unit that detects whether the
further comprising
The protection relay device according to claim 3.
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