JP2616285B2 - 零相電流検出装置 - Google Patents
零相電流検出装置Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電力系統におけるデ
ィジタル形母線保護継電装置等において正確な零相電流
を検出するために使用される零相電流検出装置に関する
ものである。
ィジタル形母線保護継電装置等において正確な零相電流
を検出するために使用される零相電流検出装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】図4はこの種従来のディジタル形母線保
護継電装置のシステムの概要図である。図において、1
は母線に流れる大電流を装置が入力できる程度の小電流
に変換するための計器用変流器、2は母線の高電圧を装
置が入力できる程度の低電圧に変換するための計器用変
圧器、3はディジタル形母線保護継電装置で、その3a
は装置に入力された電流、電圧のデータをディジタルリ
レーがアナログ量からディジタル量へ変換するのに適し
た値に変換するための入力変換器、4はディジタルリレ
ーユニットで、入力変換器3aから入力された電流、電
圧のデータをアナログ量からディジタル量へ変換するア
ナログ入力部4a、同じく入力された電圧データをアナ
ログ量からディジタル量へ変換しその電圧の変動から事
故を検出して出力信号を送出する事故検出リレー4b、
アナログ入力部4aから得られたディジタル量の電流デ
ータを基に差動量を演算し、差動リレーの動作判定を行
うマイクロコンピュータ部4c、マイクロコンピュータ
部4cの内部にある地絡リレー4d、およびトリップ信
号の出力等入出力を行うディジタル入出力部4eから構
成されている。5は遮断器へトリップ信号を出力するト
リップ出力である。以上の装置構成により、母線保護継
電装置は、母線に地絡事故が発生するとその事故電流を
地絡リレーに取り込み演算し、トリップ指令を出力す
る。
護継電装置のシステムの概要図である。図において、1
は母線に流れる大電流を装置が入力できる程度の小電流
に変換するための計器用変流器、2は母線の高電圧を装
置が入力できる程度の低電圧に変換するための計器用変
圧器、3はディジタル形母線保護継電装置で、その3a
は装置に入力された電流、電圧のデータをディジタルリ
レーがアナログ量からディジタル量へ変換するのに適し
た値に変換するための入力変換器、4はディジタルリレ
ーユニットで、入力変換器3aから入力された電流、電
圧のデータをアナログ量からディジタル量へ変換するア
ナログ入力部4a、同じく入力された電圧データをアナ
ログ量からディジタル量へ変換しその電圧の変動から事
故を検出して出力信号を送出する事故検出リレー4b、
アナログ入力部4aから得られたディジタル量の電流デ
ータを基に差動量を演算し、差動リレーの動作判定を行
うマイクロコンピュータ部4c、マイクロコンピュータ
部4cの内部にある地絡リレー4d、およびトリップ信
号の出力等入出力を行うディジタル入出力部4eから構
成されている。5は遮断器へトリップ信号を出力するト
リップ出力である。以上の装置構成により、母線保護継
電装置は、母線に地絡事故が発生するとその事故電流を
地絡リレーに取り込み演算し、トリップ指令を出力す
る。
【0003】ところで、電気回路における三相回路は、
本来ならA相,B相,C相の各相電流が完全に平衝を保
って各相電流の和である零相電流が0であるのが理想で
ある。しかし電力系統等における実際の三相回路は、多
回線併架送電線の各相距離のアンバランスによる相互誘
導のため、僅かながら零相電流が生じる。母線保護継電
装置の地絡事故検出において、この常時潮流による零相
電流の存在が誤差として影響する。
本来ならA相,B相,C相の各相電流が完全に平衝を保
って各相電流の和である零相電流が0であるのが理想で
ある。しかし電力系統等における実際の三相回路は、多
回線併架送電線の各相距離のアンバランスによる相互誘
導のため、僅かながら零相電流が生じる。母線保護継電
装置の地絡事故検出において、この常時潮流による零相
電流の存在が誤差として影響する。
【0004】図5は以上の状況を説明するものである。
即ち、図中、6は系統に発生した地絡事故で新たに流れ
る地絡事故電流、7は常時流れる上述した潮流による零
相電流で、両電流の和が見かけの地絡事故電流データ8
として地絡リレー4dの演算処理部9に取り込まれる訳
である。
即ち、図中、6は系統に発生した地絡事故で新たに流れ
る地絡事故電流、7は常時流れる上述した潮流による零
相電流で、両電流の和が見かけの地絡事故電流データ8
として地絡リレー4dの演算処理部9に取り込まれる訳
である。
【0005】次に動作について図6の波形図を参照して
説明する。図6は地絡事故(A相1線地絡)発生前後の
各電圧、電流の変化を表したグラフで、10はA相,B
相,C相の各相電圧の波形、11は零相電圧の波形、1
2は潮流による常時零相電流の波形、13は地絡事故に
よる事故電流の波形、14は地絡リレー4dに取り込ま
れる見かけの地絡事故電流の波形で、波形12と波形1
3との和である。
説明する。図6は地絡事故(A相1線地絡)発生前後の
各電圧、電流の変化を表したグラフで、10はA相,B
相,C相の各相電圧の波形、11は零相電圧の波形、1
2は潮流による常時零相電流の波形、13は地絡事故に
よる事故電流の波形、14は地絡リレー4dに取り込ま
れる見かけの地絡事故電流の波形で、波形12と波形1
3との和である。
【0006】先ず、常時は地絡事故電流6(波形13)
は流れておらず潮流による零相電流7(波形12)のみ
が差動量として地絡リレーに入力されるが、この潮流に
よる零相電流の差動量は地絡事故が発生した場合の電流
によるそれと比べると極めて小さいので演算処理により
リレー不動作と判定される。そして次に、母線に地絡事
故が発生した場合、地絡事故電流6(波形13)が流れ
これに零相電流7(波形12)を加えた見かけの地絡事
故電流8(波形14)が地絡リレー4dに取り込まれ、
演算処理によりリレー動作と判定される。
は流れておらず潮流による零相電流7(波形12)のみ
が差動量として地絡リレーに入力されるが、この潮流に
よる零相電流の差動量は地絡事故が発生した場合の電流
によるそれと比べると極めて小さいので演算処理により
リレー不動作と判定される。そして次に、母線に地絡事
故が発生した場合、地絡事故電流6(波形13)が流れ
これに零相電流7(波形12)を加えた見かけの地絡事
故電流8(波形14)が地絡リレー4dに取り込まれ、
演算処理によりリレー動作と判定される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の母線保護継電装
置は以上のように構成され、その地絡リレー検出部分に
は真の地絡事故電流と常時発生している潮流による零相
電流との和のデータが取り込まれているので、地絡事故
検出の面で潮流による零相電流が誤差となる。この結
果、特に、接地抵抗により地絡事故電流が低く設定され
ている場合には、上記誤差が相対的に大となり、時とし
て地絡リレーの誤動作や誤不動作を招く恐れがある。こ
の発明は以上のような問題点を解消するためになされた
もので、潮流による零相電流に基づく誤差を除去して正
確な地絡保護用の零相電流を検出することができる零相
電流検出装置を得ることを目的とする。
置は以上のように構成され、その地絡リレー検出部分に
は真の地絡事故電流と常時発生している潮流による零相
電流との和のデータが取り込まれているので、地絡事故
検出の面で潮流による零相電流が誤差となる。この結
果、特に、接地抵抗により地絡事故電流が低く設定され
ている場合には、上記誤差が相対的に大となり、時とし
て地絡リレーの誤動作や誤不動作を招く恐れがある。こ
の発明は以上のような問題点を解消するためになされた
もので、潮流による零相電流に基づく誤差を除去して正
確な地絡保護用の零相電流を検出することができる零相
電流検出装置を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る零相電流
検出装置は、系統の各相電流を検出しそれらの算出和か
ら見かけの零相電流を求める零相電流検出手段、上記系
統の各相電圧を検出し正相電圧を演算出力する正相電圧
演算手段、上記各相電圧から零相電圧を検出する零相電
圧検出手段、上記零相電圧が所定の値以下のとき上記正
相電圧の位相および大きさを上記見かけの零相電流の位
相および大きさに変換演算して補償電流として出力し、
上記零相電圧が上記所定の値を越えたときは上記正相電
圧の位相および大きさを、上記零相電圧が上記所定の値
を越える直前における位相および大きさの変換量で引き
続き変換演算して補償電流として出力する補償電流演算
手段、および上記見かけの零相電流から上記補償電流演
算手段の出力を減算して地絡検出用の零相電流として出
力する減算手段を備えたものである。
検出装置は、系統の各相電流を検出しそれらの算出和か
ら見かけの零相電流を求める零相電流検出手段、上記系
統の各相電圧を検出し正相電圧を演算出力する正相電圧
演算手段、上記各相電圧から零相電圧を検出する零相電
圧検出手段、上記零相電圧が所定の値以下のとき上記正
相電圧の位相および大きさを上記見かけの零相電流の位
相および大きさに変換演算して補償電流として出力し、
上記零相電圧が上記所定の値を越えたときは上記正相電
圧の位相および大きさを、上記零相電圧が上記所定の値
を越える直前における位相および大きさの変換量で引き
続き変換演算して補償電流として出力する補償電流演算
手段、および上記見かけの零相電流から上記補償電流演
算手段の出力を減算して地絡検出用の零相電流として出
力する減算手段を備えたものである。
【0009】
【作用】常時および地絡事故中を通じて変化しない基準
ベクトルの電圧源として正相電圧を作成する。そして、
常時、即ち零相電圧が所定の値以下の時補償電流演算手
段により上記正相電圧から補償電流を作成し、減算手段
で見かけの零相電流から補償電流、即ち潮流による成分
を相殺して地絡検出用の零相電流として出力する。事故
時、即ち零相電圧が所定の値を越えると、補償電流演算
手段は直前の演算条件に基づき存続する正相電圧から補
償電流を作成し継続して出力する。従って、事故中も補
償電流による補正処理が実行され地絡検出用として正確
な零相電流が得られる。
ベクトルの電圧源として正相電圧を作成する。そして、
常時、即ち零相電圧が所定の値以下の時補償電流演算手
段により上記正相電圧から補償電流を作成し、減算手段
で見かけの零相電流から補償電流、即ち潮流による成分
を相殺して地絡検出用の零相電流として出力する。事故
時、即ち零相電圧が所定の値を越えると、補償電流演算
手段は直前の演算条件に基づき存続する正相電圧から補
償電流を作成し継続して出力する。従って、事故中も補
償電流による補正処理が実行され地絡検出用として正確
な零相電流が得られる。
【0010】
【実施例】図1および図2はこの発明の一実施例による
零相電流検出装置を示すシステム構成図で、図1はその
内、後述する補償電流を作成する部分の構成図、図2は
上記補償電流を合成して地絡リレー4dに出力する部分
の構成図を示す。図において、15a,15b,15c
は、系統のそれぞれA,B,C相の各相電圧、16,1
6aはA相基準の正相電圧を求めるためいわゆる対称座
標法による位相補正の係数を乗算するもので、16は1
20゜、16aは240゜の位相補正を行う。17は補
正後の各相電圧を加算してA相基準の正相電圧18を求
める正相電圧演算手段としての加算器で、この正相電圧
18は以下の補償電流を求める一連のアルゴリズムにお
いて常時および事故中を通じて変化しない基準ベクトル
の電圧源として用いられる。
零相電流検出装置を示すシステム構成図で、図1はその
内、後述する補償電流を作成する部分の構成図、図2は
上記補償電流を合成して地絡リレー4dに出力する部分
の構成図を示す。図において、15a,15b,15c
は、系統のそれぞれA,B,C相の各相電圧、16,1
6aはA相基準の正相電圧を求めるためいわゆる対称座
標法による位相補正の係数を乗算するもので、16は1
20゜、16aは240゜の位相補正を行う。17は補
正後の各相電圧を加算してA相基準の正相電圧18を求
める正相電圧演算手段としての加算器で、この正相電圧
18は以下の補償電流を求める一連のアルゴリズムにお
いて常時および事故中を通じて変化しない基準ベクトル
の電圧源として用いられる。
【0011】19は各相電圧を加算して零相電圧を検出
する零相電圧検出手段としての加算器,20は零相電圧
が所定の値を越えたとき“H”レベルの信号を出力する
零相電圧検出要素,21は正相電圧18と潮流による零
相電流7との位相差を検定する位相検定要素で、事故
中、即ち零相電圧検出要素20の出力が“H”レベルに
なるとその出力が潮流による零相電流7の入力をロック
し、この間は事故直前の位相差を継続して出力する。2
2は位相検定要素21で得られた位相差データを基に正
相電圧18を座標軸の回転公式により潮流による零相電
流7の位相へ変換し、更に、電圧分を除算して補償電流
23を求める位相シフト要素である。また、24は見か
けの零相電流(見かけの地絡事故電流データ)8から補
償電流23を減算して地絡検出用の零相電流(補償後の
地絡事故電流データ)25として出力する減算手段とし
ての減算器である。
する零相電圧検出手段としての加算器,20は零相電圧
が所定の値を越えたとき“H”レベルの信号を出力する
零相電圧検出要素,21は正相電圧18と潮流による零
相電流7との位相差を検定する位相検定要素で、事故
中、即ち零相電圧検出要素20の出力が“H”レベルに
なるとその出力が潮流による零相電流7の入力をロック
し、この間は事故直前の位相差を継続して出力する。2
2は位相検定要素21で得られた位相差データを基に正
相電圧18を座標軸の回転公式により潮流による零相電
流7の位相へ変換し、更に、電圧分を除算して補償電流
23を求める位相シフト要素である。また、24は見か
けの零相電流(見かけの地絡事故電流データ)8から補
償電流23を減算して地絡検出用の零相電流(補償後の
地絡事故電流データ)25として出力する減算手段とし
ての減算器である。
【0012】次に動作について説明する。図1におい
て、A相,B相,C相の各相電圧をVA,VB,VCとす
ると、加算器17からはVA+aVB+a2VC=V1とし
てA相基準の正相電圧V1が得られる。次に位相検定要
素21により位相検定を行う。このアルゴリズムを以下
に示す。ある時刻tとこれより90゜前の時刻(t−9
0゜)における正相電圧、潮流による零相電流をそれぞ
れV1(t),Iod(t),V1(t−90゜),I
od(t−90゜)とし、位相差をψとすれば下記が成立
する。 V1Iod cosψ=V1(t)・Iod(t)+V1(t−90゜)・Iod(t−9 0゜) V1Iod sinψ=V1(t)・Iod(t−90゜)−V1(t−90゜)・Iod (t) 上式を30゜毎に計算し、3サイクル程度の平均を求め
てその計算結果を位相シフト要素22へ出力する。
て、A相,B相,C相の各相電圧をVA,VB,VCとす
ると、加算器17からはVA+aVB+a2VC=V1とし
てA相基準の正相電圧V1が得られる。次に位相検定要
素21により位相検定を行う。このアルゴリズムを以下
に示す。ある時刻tとこれより90゜前の時刻(t−9
0゜)における正相電圧、潮流による零相電流をそれぞ
れV1(t),Iod(t),V1(t−90゜),I
od(t−90゜)とし、位相差をψとすれば下記が成立
する。 V1Iod cosψ=V1(t)・Iod(t)+V1(t−90゜)・Iod(t−9 0゜) V1Iod sinψ=V1(t)・Iod(t−90゜)−V1(t−90゜)・Iod (t) 上式を30゜毎に計算し、3サイクル程度の平均を求め
てその計算結果を位相シフト要素22へ出力する。
【0013】位相シフト要素22では位相検定要素21
の出力結果を基に正相電圧18を座標軸の回転方式によ
り潮流による零相電流7の位相へ変換し、更に電圧分を
除算して補償電流23を求める。そのアルゴリズムは下
式となる。 Iod *=(V1(t)・V1Iod cosψ+V1(t−90゜)・V1Iod sinψ) /|V1|2 但し、Iod * は求めるべき補償電流、また、V1Iod co
sψおよびV1Iod sinψには上述した平均値を用いる。
更に、常時の正相電圧V1と事故中の正相電圧V1とはそ
の大きさが多少異なるので、実際には、常時の値を|V
11|、事故中の値を|V12|とすると、例えば、 |V1|2=|V11|・|V12| として適用する。
の出力結果を基に正相電圧18を座標軸の回転方式によ
り潮流による零相電流7の位相へ変換し、更に電圧分を
除算して補償電流23を求める。そのアルゴリズムは下
式となる。 Iod *=(V1(t)・V1Iod cosψ+V1(t−90゜)・V1Iod sinψ) /|V1|2 但し、Iod * は求めるべき補償電流、また、V1Iod co
sψおよびV1Iod sinψには上述した平均値を用いる。
更に、常時の正相電圧V1と事故中の正相電圧V1とはそ
の大きさが多少異なるので、実際には、常時の値を|V
11|、事故中の値を|V12|とすると、例えば、 |V1|2=|V11|・|V12| として適用する。
【0014】このようにして補償電流23が求まると、
図2に示すように、見かけの零相電流8から補償電流2
3を減じて潮流による零相電流7を除去し、補償後の電
流を地絡検出用の零相電流として地絡リレー4dへ出力
する。
図2に示すように、見かけの零相電流8から補償電流2
3を減じて潮流による零相電流7を除去し、補償後の電
流を地絡検出用の零相電流として地絡リレー4dへ出力
する。
【0015】ここで、地絡事故が発生すると、零相電圧
検出要素20が動作して潮流による零相電流7の位相検
定要素21への入力をロックする。この結果、位相検定
要素21は事故直前の演算結果を位相シフト要素22へ
出力し、これに応じて位相シフト要素22も事故直前の
零相電流のデータを使用して正相電圧V1から補償電流
23を求めて出力を継続する。即ち、事故直前における
位相の変換量および大きさの変換量のデータをそのまま
使用して正相電圧から補償電流を演算する。
検出要素20が動作して潮流による零相電流7の位相検
定要素21への入力をロックする。この結果、位相検定
要素21は事故直前の演算結果を位相シフト要素22へ
出力し、これに応じて位相シフト要素22も事故直前の
零相電流のデータを使用して正相電圧V1から補償電流
23を求めて出力を継続する。即ち、事故直前における
位相の変換量および大きさの変換量のデータをそのまま
使用して正相電圧から補償電流を演算する。
【0016】図3は以上の場合の各波形を示し、図中、
25は補償後の事故電流、23は補償電流、26は電流
誤差で、潮流による零相電流7による誤差が常時および
事故中を通じて十分補償されていることが判る。
25は補償後の事故電流、23は補償電流、26は電流
誤差で、潮流による零相電流7による誤差が常時および
事故中を通じて十分補償されていることが判る。
【0017】なお、上記実施例では母線保護継電装置に
適用した場合について説明したが、この発明は電力系統
の他の地絡事故を検出する装置、例えば変圧器保護継電
装置、送電線保護継電装置等にも同様に適用することが
でき同等の効果を奏する。
適用した場合について説明したが、この発明は電力系統
の他の地絡事故を検出する装置、例えば変圧器保護継電
装置、送電線保護継電装置等にも同様に適用することが
でき同等の効果を奏する。
【0018】
【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、常時、事故時を問わず潮流による零相電流による
誤差が除去され、地絡検出用の正確な零相電流が得ら
れ、信頼性の高い保護動作が確保される。
ので、常時、事故時を問わず潮流による零相電流による
誤差が除去され、地絡検出用の正確な零相電流が得ら
れ、信頼性の高い保護動作が確保される。
【図1】この発明の一実施例による零相電流検出装置の
特に補償電流を求める部分の構成を示す図である。
特に補償電流を求める部分の構成を示す図である。
【図2】この発明の一実施例による零相電流検出装置の
特に補償電流を合成する部分の構成を示す図である。
特に補償電流を合成する部分の構成を示す図である。
【図3】この発明の一実施例による零相電流検出装置の
動作を説明するための波形図である。
動作を説明するための波形図である。
【図4】従来の零相電流検出装置の構成を示す図であ
る。
る。
【図5】従来の装置における地絡リレーへの電流データ
取り込みの様子を示す図である。
取り込みの様子を示す図である。
【図6】従来の装置の動作を説明するための波形図であ
る。
る。
15 各相電圧 17 正相電圧演算手段としての加算器 18 正相電圧 19 零相電圧検出手段としての加算器 20 零相電圧検出要素 21 位相検定要素 22 補償電流演算手段としての位相シフト要素 23 補償電流 24 減算手段としての減算器 25 地絡検出用の零相電流
Claims (1)
- 【請求項1】 系統の各相電流を検出しそれらの算出和
から見かけの零相電流を求める零相電流検出手段、上記
系統の各相電圧を検出し正相電圧を演算出力する正相電
圧演算手段、上記各相電圧から零相電圧を検出する零相
電圧検出手段、上記零相電圧が所定の値以下のとき上記
正相電圧の位相および大きさを上記見かけの零相電流の
位相および大きさに変換演算して補償電流として出力
し、上記零相電圧が上記所定の値を越えたときは上記正
相電圧の位相および大きさを、上記零相電圧が上記所定
の値を越える直前における位相および大きさの変換量で
引き続き変換演算して補償電流として出力する補償電流
演算手段、および上記見かけの零相電流から上記補償電
流演算手段の出力を減算して地絡検出用の零相電流とし
て出力する減算手段を備えた零相電流検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18429591A JP2616285B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 零相電流検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18429591A JP2616285B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 零相電流検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0526933A JPH0526933A (ja) | 1993-02-05 |
JP2616285B2 true JP2616285B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=16150833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18429591A Expired - Fee Related JP2616285B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 零相電流検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2616285B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3192683B1 (en) | 2014-09-11 | 2020-08-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Vehicle air-conditioning apparatus and vehicle including said air-conditioning apparatus |
-
1991
- 1991-07-24 JP JP18429591A patent/JP2616285B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH0526933A (ja) | 1993-02-05 |
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