JP2675207B2 - 比率差動継電システム - Google Patents

比率差動継電システム

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JP2675207B2
JP2675207B2 JP3194832A JP19483291A JP2675207B2 JP 2675207 B2 JP2675207 B2 JP 2675207B2 JP 3194832 A JP3194832 A JP 3194832A JP 19483291 A JP19483291 A JP 19483291A JP 2675207 B2 JP2675207 B2 JP 2675207B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電力系統における発電
機、変圧器、母線、送配電線の保護に用いられる比率差
動継電システムに関し、特に変流器が飽和した時の不要
動作防止対策に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の装置として図5ないし図
7に示すものがある。図5は発電機保護継電装置GPの
部接続図、図6は発電保護継電装置GPに使用される
比率差動手段87Gの内部ブロック図、図7は比率差動
手段87Gの比率差動特性図を示し、図5において、B
USは電力系統の母線、Gは被保護発電機、TRは被保
護発電機Gと同一の母線に接続された変圧器、Lは変圧
器TRの負荷、CB1、CB2、CB3は遮断器、CT
1、CT2は変流器、GPは発電機保護継電装置、IE
は変圧器TRを遮断器CB2により無負荷投入した時の
インラッシュ電流、I1 、I2 は変流器CT1、CT2
の2次側電流である。また、図6において、Id は差動
電流、C1、C2、C3は比率差動手段87Gの入力端
子、TRCは抑制電流(I1 +I2 )を導入する抑制入力
トランス、TOCは差動電流を導入する差動入力トラン
ス、CMは比率差動特性を得るための比較手段で、抑制
電流に対する差動電流の比率が一定値以上の時、すなわ
ち K=差動電流/抑制電流=Id /(I1 +I2 )=(I
1 −I2 )/(I1 +I2 )>KS (例えばKS =0.
1)で動作する。
【0003】このように構成された従来の発電機保護継
電装置GPの動作を説明する。 1)外部故障F2発生時(図7(a)、(b)参照) 変流器CT1、変流器CT2の2次側電流において、流
入電流I1F2 =流出電流I2F2 とすると、抑制トランス
RCの出力である抑制電流=I1F2 +I2F2 と、差動ト
ランスTOCの出力である差動電流Id =I1F2 −I2F2
を比較手段CMで比較し、 K2F=差動電流/抑制電流=(I1F2 −I2F2 )/(I1F2 +I2F2 ) =0/I1F2 =0<KS =0.1 で、比率差動手段87Gは不動作となる。
【0004】 2)内部故障F1発生時(図7(b)、(c)参照) 流入電流I1 =I1F1 、流出電流I2 =0とすると、抑
制電流=差動電流Id =I1F1 、 K1F=差動電流/抑制電流=(I1F1 −I2F1 )/(I1F1 +I2F1 ) =I1F1 /I1F1 =1>KS =0.1 で、比率差動手段87Gは動作する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記の如く構成におい
ては、図5に示す変圧器TRを無負荷(遮断器CB3を
開放)でCB2で投入すると、図8に図示の様な直流分
DCを含む大きなインラッシュ電流IE が変流器CT
1、CT2、を貫通して流れるが、このとき、本来は変
流器CT1、CT2の2次側電流I1 =I2 で差動電流
d =0となるべきであるが、直流分による磁束が逐次
積分されて変流器CT1またはCT2の少なくとも一
方、例えばCT2が飽和して出力が低下し誤差電流が差
動電流Id として流れた場合、即ち、図7(C)に変流
器CT2飽和時のインラッシュとして図示の様な領域の
電流が入力されると、比率差動手段87Gが不要に動作
してCB1トリップ出力が出力されると言う重大な不具
合があった。
【0006】この不具合を解決するためには、変流器を
大容量のものを使用することが望ましいが、大型化、高
コスト化で限界があり、現実的には直流分を含んだイン
ラッシュ電流の貫通時に完全に飽和しない充分な容量の
変流器を用意することは極めて困難である。
【0007】本発明は、上記のような不具合を解決する
ためになされたもので、直流分を含んだ変圧器のインラ
ッシュ電流が変流器CT1、CT2を貫通し少なくとも
一方の変流器が飽和する場合でも不要動作のない信頼度
の高い比率差動継電システムを提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る比率差動継
電システムは、電力系統の母線に第1の遮断器を介して
接続された被保護対象と上記第1の遮断器との第1の直
列接続体の両端に設けた一対の変流器による差動電流の
抑制電流に対する比率に基づき上記第1の遮断器にトリ
ップ出力を送出する比率差動手段を有する被保護対象保
護継電装置と、両端に第2及び第3の遮断器が接続され
て上記母線に第2の遮断器を介して接続された変圧器と
上記第2及び第3の遮断器との第2の直列接続体の両端
に設けた一対の変流器による差動電流の抑制電流に対す
る比率に基づき上記第2の遮断器にトリップ出力を送出
する比率差動手段を有する変圧器保護継電装置とを備え
た比率差動継電システムにおいて、上記変圧器保護継電
装置に、上記母線と上記第2の遮断器との間に設けられ
た変流器の2次側電流の基本波成分に対する第2高調波
成分の比率が一定値以上の場合に出力を出すインラッシ
ュ検出手段を設けると共に、各保護継電装置に、上記イ
ンラッシュ検出手段の出力が無く、かつ当該保護継電装
置内の比率差動手段の出力がある場合にのみトリップ出
力の送出を許可するインヒビット手段をそれぞれ備えた
ことを特徴とするものである。
【0009】
【作用】上記の様に構成された比率差動継電システムに
おいては、変圧器が無負荷投入されインラッシュ電流が
発生すれば、変圧器保護継電装置内のインラッシュ検出
手段がインラッシュを検出し出力を各保護継電装置のイ
ンヒビット手段に転送する。各保護継電装置の比率差動
手段は変流器の飽和による誤差差動電流により不要動作
するが、比率差動検出手段の動作よりも早く転送された
インラッシュ検出信号がインヒビット信号として作用す
るので不要にトリップ出力を出すことはない。
【0010】
【実施例】実施例1.図1と図2は本発明の一実施例の
構成を示す。図5と同一部分は同一符号を付して示す図
1において、発電機Gを保護対象とする発電機保護継電
装置GP内には、比率差動手段87Gの他に、この比率
差動手段87Gの出力と後述する変圧器保護継電装置T
Pのインラッシュ検出手段F2Hからの信号を受信するた
めのインヒビット手段ING が備えられている。また、
変圧器TR側には変圧器保護継電装置TPが設けられ、
変圧器保護継電装置TPには、発電機保護継電装置GP
の比率差動手段87Gと同様な比率差動手段87Tと、
インラッシュ検出手段F2H及びインヒビット手段INT
が備えられている。なお、CT3、CT4は変流器を示
す。そして、上記インラッシュ検出手段F2Hは、図2に
示す様に、インラッシュ入力トランスTF2、基本波パス
フィルタF1P、第2高調波パスフィルタF2P、及び第2
高調波比率検出手段CMF2から構成されている。
【0011】上記の様に構成された保護継電装置TP及
びGPの動作を説明する。 1)直流分を含んだインラッシュが変流器CT1、CT
2を貫通する場合 図3の各部波形図により説明する。変圧器保護継電装置
TP内の比率差動手段87Tには変流器CT4の2次側
電流I4 のみしか流れないので差動電流=抑制電流とな
り、比率差動手段87Tは動作する。一方、インラッシ
ュ検出手段F2HにもCT4の2次側電流I4 が差動電流
として流れる。この電流はインラッシュ電流特有の第2
高調波分を多く含んでおり(一般に基本波成分に対する
第2の高調波成分の比率は12%以上)比率差動手段8
7Tの動作よりも早く、インラッシュ検出手段F2Hが動
作する。
【0012】従って、比率差動手段87Tは出力を出す
が、インヒビット手段INT で阻止されるため、変圧器
保護継電装置TPとしてのトリップ出力は出ない。また
同時に、インラッシュ検出手段F2Hの出力が発電機保護
継電装置GPにインヒビット信号として比率差動手段8
7Gが動作するよりも早く転送されており、発電機保護
継電装置GPの比率差動手段87Gの出力も確実に阻止
され、発電機保護継電装置GPが不要に動作することは
ない。
【0013】2)外部故障F2発生時 図7(a)の従来の場合と同様に、差動電流が流れない
ので、比率差動手段87Gは不動作であり、従ってイン
ラッシュ検出手段F2Hの出力に拘わらず発電機保護継電
装置GPから従来と同様にトリップ出力は出ない。 3)内部故障F1発生時 図7(b)の従来の場合と同様で、流入電流=差動電流
で比率差動手段87Gが動作、このときインラッシュ検
出手段F2Hは出力しないので当該発電機保護継電装置G
Pの出力としては、従来と同様にトリップ出力が出力さ
れる。
【0014】実施例2.以上の説明では、変圧器保護継
電装置TPでインラッシュ検出して出力を発電機保護継
電装置GPに転送する場合であったが、図4(a)のよ
うに、変圧器保護継電装置TPのインラッシュ検出手段
2Hの出力を送電線保護継電装置LPに転送することに
より、直流分を含んだインラッシュ電流IE が変流器C
T5、CT6を貫通して送電線保護継電装置LPが不要
動作するのを阻止でき、実施例1と同様の効果が得られ
る。なお、BUS1、BUS2は母線、TLは被保護送
電線を示す。
【0015】実施例3.図4(b)において、BUSは
被保護母線、TR1、TR2変圧器、CT11、CT1
2、CT21、CT22、CT31、CT32、CT4
1、CT42は変流器、BPは母線保護比率差動保護継
電装置を示し、この実施例では、変圧器保護継電装置T
P1、TP2のインラッシュ検出手段F2H1 、F2H2
出力を母線保護継電装置BPに転送するようにしてい
る。この実施例は、複数のインラッシュ検出信号を一個
の母線保護継電装置に転送する方法であるが、この場合
も直流分を含んだインラッシュ電流IE が変流器CT1
1、CT12を貫通して母線保護継電装置BPが不要動
作するのを阻止して、上記各実施例と同様の効果が得ら
れる。
【0016】
【発明の効果】以上の様に、本発明によれば、変圧器保
護継電装置に設置したインラッシュ検出手段の出力によ
って各保護継電装置の比率差動手段の出力をインヒビッ
トするようにしたので、非常に簡単な機能の追加により
変流器CT1、CT2を直流分を含んだインラッシュが
貫通し少なくとも一方のCTが飽和する場合でもマージ
ン確保のためのタイマを必要とすることなく不要動作す
ることのない信頼度の高い継電装置を得ることのができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1を示す発電機保護継電装置G
Pの構成図である。
【図2】本発明の実施例1のインラッシュ検出手段F2H
の構成図である。
【図3】図1と図2の動作を説明する各部の波形図であ
る。
【図4】本発明の実施例2と3の送電線保護継電装置L
P、母線保護継電装置BPの構成図である。
【図5】従来の発電機保護継電装置GPの構成図であ
る。
【図6】従来の発電機保護継電装置GPの比率差動手段
87Gの構成図である。
【図7】従来の発電機保護継電装置GPの動作原理説明
図である。
【図8】従来の発電機保護継電装置GPの動作を説明す
る各部の波形図である。
【符号の説明】
G 被保護発電機 TR 変圧器 BUS 母線 CT1、CT2、CT3、CT4 変流器 I1 、I2 変流器2次側電流 IE 変圧器のインラッシュ電流 TP 変圧器保護継電装置 GP 発電機保護継電装置 87G 発電機保護比率差動手段 87T 変圧器保護比率差動手段 F2H インラッシュ検出手段 TF2 インラッシュ入力トランス F1P 基本波パスフィルタ F2P 第2高調波パスフィルタ CMF2 第2高調波比率検出手段 ING 発電機保護インヒビット手段 INT 変圧器保護インヒビット手段

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力系統の母線に第1の遮断器を介して
    接続された被保護対象と上記第1の遮断器との第1の直
    列接続体の両端に設けた一対の変流器による差動電流の
    抑制電流に対する比率に基づき上記第1の遮断器にトリ
    ップ出力を送出する比率差動手段を有する被保護対象保
    護継電装置と、両端に第2及び第3の遮断器が接続され
    て上記母線に第2の遮断器を介して接続された変圧器と
    上記第2及び第3の遮断器との第2の直列接続体の両端
    に設けた一対の変流器による差動電流の抑制電流に対す
    る比率に基づき上記第2の遮断器にトリップ出力を送出
    する比率差動手段を有する変圧器保護継電装置とを備え
    た比率差動継電システムにおいて、上記変圧器保護継電
    装置に、上記母線と上記第2の遮断器との間に設けられ
    た変流器の2次側電流の基本波成分に対する第2高調波
    成分の比率が一定値以上の場合に出力を出すインラッシ
    ュ検出手段を設けると共に、各保護継電装置に、上記イ
    ンラッシュ検出手段の出力が無く、かつ当該保護継電装
    置内の比率差動手段の出力がある場合にのみトリップ
    力の送出を許可するインヒビット手段をそれぞれ備えた
    ことを特徴とする比率差動継電システム。
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