JP2798885B2 - 電力系統の電力動揺検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電力系統において電力
動揺検出出力に応じ保護継電装置から出力される遮断指
令を阻止する電力動揺検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１２は日本の電力会社各社と電源開発
株式会社とでＪＩＳ規格にもとづき制定された電力用規
格Ｂ−４０１「保護継電器および保護継電装置」の第９
０頁に示された、従来の直接接地系（短絡）の保護継電
方式を示す構成図、図１３は例えば昭和５６年６月５日
に社団法人電気協同研究会から発行された雑誌「電気協
同研究」の第３７巻；第１号の第６５頁に示されたモー
リレーの設置位置を原点とする一般的な動作波形図であ
って、図１３の横軸はインピーダンスの抵抗分Ｒを表
し、図１３の縦軸はインピーダンスのリアクタンス分Ｘ
を表し、この図１３上においてモーリレーの位相特性を
表現でき、図１４乃至図１７は同従来の作用を説明する
ためのタイミングチャートである。

【０００３】図１２において、１は電力系統の事故検出
に応じ遮断指令を電力系統に設けられた図外の遮断器や
図外の開閉器などに出力する保護継電装置、２は電力系
統の電力動揺検出に応じ保護継電装置１の遮断指令を阻
止する電力動揺検出装置、３，４，５は電力系統の線間
第１相、線間第２相および線間第３相それぞれの１段保
護を行う短絡１段モーリレー（図中には記号、４４Ｓ−
１Ｘ１，４４Ｓ−２Ｘ１，４４Ｓ−３Ｘ１を付してあ
る）、６，７，８は電力系統の線間第１相、線間第２相
および線間第３相それぞれの２段保護を行う短絡２段モ
ーリレー（図中には記号、４４Ｓ−１Ｘ２，４４Ｓ−２
Ｘ２，４４Ｓ−３Ｘ２を付してある）、９，１０，１１
は電力系統の線間第１相、線間第２相および線間第３相
それぞれの３段保護を行う短絡３段モーリレー（図中に
は記号、４４Ｓ−１Ｄ，４４Ｓ−２Ｄ，４４Ｓ−３Ｄを
付してある）、１２は電力系統の線間第１相、線間第２
相および線間第３相のうちでの線間１相の電力動揺を検
出する短絡オフセットモーリレー（図中には記号、４４
０Ｍを付してある）、１３，１４，１５は短絡１段モー
リレー３乃至５の出力と短絡３段モーリレー９乃至１１
の出力とを入力とするアンド回路、１６はアンド回路１
３乃至１５の出力を入力とする１段出力用オア回路、１
７は１段出力用オア回路１６の出力を入力とし電力動揺
検出装置２からの出力を禁止入力とする１段保護出力用
禁止回路、１８，１９，２０は短絡２段モーリレー６乃
至８の出力と短絡３段モーリレー９乃至１１の出力とを
入力とするアンド回路、２１はアンド回路１８乃至１９
の出力を入力とする２段出力用オア回路、２２および２
７は短絡３段モーリレー９乃至１１の出力を入力とする
３段出力用オア回路、２３はオア回路２２の出力を入力
とする２段保護用の限時動作回路を構成する２段保護用
タイマー、２４はオア回路２２の出力を入力とする３段
保護用の限時動作回路を構成する３段保護用タイマー、
２５は２段保護用タイマー２３とオア回路２１を入力と
する２段保護出力用のアンド回路、２６は１段保護出力
用禁止回路１７の１段保護出力と２段保護出力用アンド
回路２５の２段保護出力と３段保護用タイマー２４の３
段保護出力とを入力とする遮断指令出力用オア回路、２
８は３段出力用オア回路２７の３段出力を禁止入力とし
短絡オフセットモーリレー１２の出力を入力とする禁止
回路、２９は禁止回路２８の出力を入力とする限時動作
回路を構成する電力動揺検出用タイマー、３０は禁止回
路２８の出力を入力とする限時動作・限時復帰回路を構
成する電力動揺検出保持用タイマー、３１は電力動揺検
出保持用タイマー３０の出力と電力動揺検出用タイマー
２９の出力とを入力とする電力動揺検出出力用オア回路
である。

【０００４】上記従来例の動作を図１３乃至図１７を参
照しつつ説明する。電力系統において電力動揺が発生す
ると、電流の変化および電圧の変化は系統事故時の電流
の変化および電圧の変化よりも緩慢に変化し、図１３に
示す動揺時のインピーダンス軌跡をたどる。この動揺時
のインピーダンス軌跡によれば、時刻ｔ１において短絡
オフセットモーリレー１２が動作した後、時刻ｔ２にお
いて短絡モーリレー９乃至１１が動作する。この動作時
刻ｔ１と動作時刻ｔ２との間の時間差ｔ１−ｔ２が電力
動揺検出用タイマー２９の限時動作値以上であれば、電
力系統に電力動揺が発生していることを意味するものと
し、電力動揺検出装置２が電力動揺検出出力として高電
位の「１」を１段保護出力用禁止回路１７の禁止入力に
出力する。よって、上記短絡モーリレー３乃至５が短絡
モーリレー９乃至１１と同時かまたは遅れて動作して
も、１段保護出力用禁止回路１７が遮断指令出力用オア
回路２６に無効信号として低電位の「０」を出力し続け
るので、遮断指令出力用オア回路２６が遮断指令を出力
しない。つまり、電力動揺検出装置２が高電位の「１」
なる電力動揺検出出力を１段保護出力用禁止回路１７の
禁止入力に出力することによって、保護継電装置１が遮
断指令を不要に出力するのを、電力動揺検出装置２があ
らかじめ阻止する。

【０００５】また、図１３に示す動揺時のインピーダン
ス軌跡が短絡モーリレー９乃至１１の保護範囲内から短
絡オフセットモーリレー１２の保護範囲内に移動する
と、３段出力用オア回路２７が低電位の「０」を禁止回
路２８の禁止入力に出力し、禁止回路２８が高電位の
「１」を動揺検出用タイマ２９および動揺検出保持用タ
イマ３０に出力し、電力動揺検出出力用オア回路３１が
上記動揺検出用タイマ２９または動揺検出保持用タイマ
３０のいずれか一方の短い方の限時動作を以て高電位の
「１」を１段保護出力用禁止回路１７の禁止入力に出力
する。引き続き、動揺時のインピーダンス軌跡が上記短
絡モーリレー９乃至１１の保護範囲と短絡オフセットモ
ーリレー１２の保護範囲との間から短絡オフセットモー
リレー１２の保護範囲外に移動すると、禁止回路２８が
低電位の「０」を動揺検出用タイマ２９および動揺検出
保持用タイマ３０に出力し、動揺検出用タイマ２９から
の出力が低電位の「０」となった状態において、電力動
揺検出出力用オア回路３１が動揺検出保持用タイマ３０
の限時復帰を以て低電位の「０」を１段保護出力用禁止
回路１７の禁止入力に出力する。よって、上記動揺時の
インピーダンス軌跡が短絡モーリレー９乃至１１の保護
範囲内から短絡オフセットモーリレー１２の保護範囲外
に移動すると、１段保護出力用禁止回路１７が動揺検出
保持用タイマ３０の限時復帰後に遮断指令出力用オア回
路２６に有効信号として高電位の「１」を出力し得るこ
とになる。つまり、電力動揺検出装置２が動揺検出保持
用タイマ３０の限時復帰後に低電位の「０」なる電力動
揺検出出力を１段保護出力用禁止回路１７の禁止入力に
出力することによって、保護継電装置１が遮断指令を出
力し得る状態に復帰する。

【０００６】一方、動揺検出中において短絡モーリレー
９乃至１１の保護範囲内に図１３に符号Ｆ１で示す系統
事故が発生すると、図１４に示すように動揺検出保持用
タイマ３０の限時復帰Ｔｒが２段保護用タイマー２３お
よび３段保護用タイマー２４の限時動作Ｔｔより大きい
場合（Ｔｒ＞Ｔｔ）には、２段保護用タイマー２３およ
び３段保護用タイマー２４が限時動作後に動作信号とし
て高電位の「１」を遮断指令出力用オア回路２６に出力
し、この遮断指令出力用オア回路２６が遮断指令を出力
し、逆に図１５に示すように動揺検出保持用タイマ３０
の限時復帰Ｔｒが２段保護用タイマー２３および３段保
護用タイマー２４の限時動作Ｔｔより小さい場合（Ｔｒ
＜Ｔｔ）には、電力動揺検出保持用タイマー３０が限時
復帰を待って動作信号として低電位の「０」を１段保護
出力用禁止回路１７の禁止入力に出力し、この１段保護
出力用禁止回路１７が有効信号として「１」を遮断指令
出力用オア回路２６に出力し、この遮断指令出力用オア
回路２６が遮断指令を出力する。

【０００７】また、短絡オフセットモーリレー１２が動
作し、短絡モーリレー９乃至１１が不動作となる図１３
に符号Ｆ２で示す遠方の系統事故に引き続き、短絡モー
リレー９乃至１１の保護範囲内に図１３に符号Ｆ１で示
す系統事故が発生すると、図１６に示すように動揺検出
保持用タイマ３０の限時復帰Ｔｒが２段保護用タイマー
２３および３段保護用タイマー２４の限時動作Ｔｔより
大きい場合（Ｔｒ＞Ｔｔ）には、２段保護用タイマー２
３および３段保護用タイマー２４が限時動作後に動作信
号として高電位の「１」を遮断指令出力用オア回路２６
に出力し、この遮断指令出力用オア回路２６が遮断指令
を出力し、逆に図１７に示すように動揺検出保持用タイ
マ３０の限時復帰Ｔｒが２段保護用タイマー２３および
３段保護用タイマー２４の限時動作Ｔｔより小さい場合
（Ｔｒ＜Ｔｔ）には、電力動揺検出保持用タイマー３０
が限時復帰を待って動作信号として低電位の「０」を１
段保護出力用禁止回路１７の禁止入力に出力し、この１
段保護出力用禁止回路１７が有効信号として「１」を遮
断指令出力用オア回路２６に出力し、この遮断指令出力
用オア回路２６が遮断指令を出力する。

【０００８】さらに、図外の地絡保護継電装置の保護区
間内の１相地絡事故が発生した場合でも、上記短絡オフ
セットモーリレー１２の保護範囲が広いために、この短
絡オフセットモーリレー１２が動作し、電力動揺検出装
置２が高電位の「１」なる電力動揺検出出力を１段保護
出力用禁止回路１７の禁止入力に出力し、保護継電装置
１の遮断指令が不要に阻止される状態となる。このよう
な１相地絡事故に引き続き２相以上の系統事故が発生し
た場合には、短絡オフセットモーリレー１２が動作し、
保護継電装置１からの電力系統を遮断するための遮断指
令が、上記と同様に動揺検出保持用タイマ３０の限時復
帰Ｔｒと２段保護用タイマー２３および３段保護用タイ
マー２４の限時動作Ｔｔとの大小関係にもとづき、２段
保護用タイマー２３および３段保護用タイマー２４の限
時動作後に、または電力動揺検出保持用タイマー３０の
限時復帰を待って、遮断指令出力用オア回路２６が遮断
指令を出力する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の系統電力動揺検
出装置２は以上のように構成されているので、電力動揺
検出中に系統事故が発生した場合、または遠方の系統事
故に引き続く保護区間内の系統事故が発生した場合、さ
らには１相地絡事故に引き続く２相以上の系統事故が発
生した場合などにあっては、動揺検出保持用タイマ３０
の限時復帰Ｔｒが２段保護用タイマー２３および３段保
護用タイマー２４の限時動作Ｔｔより小さい（Ｔｒ＜Ｔ
ｔ）と、電力動揺検出保持タイマー３０の限時復帰後で
ないと、保護継電装置２が遮断指令を出力できないとい
う問題が内在した。

【００１０】また、系統電力動揺において商用周波数が
変化する場合がある。この場合、系統電力動揺装置２の
阻止出力が入力されない地絡保護継電装置において、地
絡事故検出要素を構成する零相過電流リレーなどの検出
動作の設定の仕方によっては、地絡保護継電装置から不
必要な遮断指令が出力されるという問題もあった。

【００１１】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、第１の目的は電力系統の系統
電力動揺中に、系統電力動揺検出装置により保護継電装
置の遮断指令の出力が阻止された状態において、系統事
故が発生した場合に、動揺検出保持用タイマの限時復帰
と２段保護用タイマーおよび３段保護用タイマーの限時
動作との大小関係に左右されることなく、保護継電装置
の遮断指令出力に対する阻止を速やかに解除し、保護継
電装置が遮断指令を出力して電力系統を保護することで
ある。

【００１２】この発明の第２の目的は電力動揺検出リレ
ーだけが動作するような遠方事故後に、保護区間内事故
に進展した場合でも、動揺検出保持用タイマの限時復帰
と２段保護用タイマーおよび３段保護用タイマーの限時
動作との大小関係に左右されることなく、上記保護継電
装置の遮断指令出力に対する阻止を速やかに解除し、保
護継電装置が遮断指令を出力して電力系統を保護するこ
とである。

【００１３】この発明の第３の目的は１相地絡事故後
に、２相以上の事故に進展した場合でも、電力動揺検出
検出リレーの整定の大きさによらず、上記保護継電装置
の遮断指令出力に対する阻止を速やかに解除し、保護継
電装置が遮断指令を出力して電力系統を保護することで
ある。

【００１４】この発明の第４の目的は電力系統の電力動
揺により商用周波数に変化が生じた場合においても、地
絡保護継電装置が不要な遮断指令を出力しないようにす
ることである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した第１
の発明に係る電力動揺検出装置は、インピーダンス変化
率検出回路と事故検出タイマーと解除回路とを備えたも
のである。

【００１６】請求項２に記載した第２の発明に係る電力
動揺検出装置は、第１の発明のインピーダンス変化率検
出回路の出力が電力動揺検出出力を入力とする系統潮流
不動作用回路にて第１の発明の事故検出タイマーの入力
に接続されたものである。

【００１７】請求項３に記載した第３の発明に係る電力
動揺検出装置は、第２の発明の系統潮流不動作用回路が
３入力の論理回路にて構成され、この論理回路の３入力
それぞれにはインピーダンス変化率検出回路の出力と電
力動揺検出出力と電力系統の過電流を検出する事故検出
回路の出力とを入力とする構成としたものである。

【００１８】請求項４に記載した第４の発明に係る電力
動揺検出装置は、第１の発明のインピーダンス変化率検
出回路と事故検出タイマーおよび解除回路が電力系統の
相ごとに設けられたもである。

【００１９】請求項５に記載した第５の発明に係る電力
動揺検出装置は、第４の発明のインピーダンス変化率検
出回路が電力系統の線間および相ごとに設けられたもで
ある。

【００２０】請求項６に記載した第６の発明に係る電力
動揺検出装置は、地絡１相検出回路を備え、この地絡１
相検出回路の検出出力にて電力系統の電力動揺を検出す
る電力動揺検出リレーの電力動揺検出出力を禁止する構
成としたものである。

【００２１】

【作用】第１の発明の電力動揺検出装置は、インピーダ
ンス変化率検出回路が電力系統のインピーダンスの変化
が一定値以下であることを検出し、このインピーダンス
変化率検出回路の検出動作が事故検出タイマーに設定さ
れた一定時間以上継続すると、解除回路が保護継電装置
への遮断指令出力阻止を解除する。

【００２２】第２の発明の電力動揺検出装置は、インピ
ーダンス変化率検出回路の出力を受けた系統潮流不動作
用回路が電力動揺検出出力を入力として事故検出タイマ
ーを不要に起動しない。

【００２３】第３の発明の電力動揺検出装置は、インピ
ーダンス変化率検出回路の出力を受けた系統潮流不動作
用回路が電力動揺検出出力または電力系統の事故時の過
電流検出出力を入力として事故検出タイマーを不要に起
動しない。

【００２４】第４の発明の電力動揺検出装置は、電力系
統の相ごとに設けられたインピーダンス変化率検出回路
が電力系統の電力動揺時に商用周波数が変化した場合で
も地絡保護継電装置が遮断指令を不要に出力しないよう
に阻止する。

【００２５】第５の発明の電力動揺検出装置は、電力系
統の線間および相ごとに設けられたインピーダンス変化
率検出回路が電力系統の電力動揺時に商用周波数が変化
した場合でも地絡保護継電装置が遮断指令を不要に出力
しないように阻止する。

【００２６】第６の発明の電力動揺検出装置は、地絡１
相検出回路が１相地絡事故に引き続き２相以上の事故に
進展した場合に電力動揺検出リレーの電力動揺検出出力
を禁止する。

【００２７】

【実施例】以下、この発明の各実施例を図１乃至図１１
を用い上記従来例と同一部分に同一符号を付して説明す
る。 実施例１（請求項１に対応）．図１はこの発明の実施例
１としての電力系統の保護継電装置を含む電力動揺検出
装置を示す構成図である。図１において、保護継電装置
１は短絡１段モーリレー３乃至５と短絡２段モーリレー
６乃至８と短絡３段モーリレー９乃至１１とアンド回路
１３乃至１５と１段出力用オア回路１６と１段保護出力
用禁止回路１７とアンド回路１８乃至２０と２段出力用
オア回路２１と３段出力用オア回路２２と限時動作回路
を構成する２段保護用タイマー２３と限時動作回路を構
成する３段保護用タイマー２４と２段保護出力用アンド
回路２５と遮断指令出力用オア回路２６とを備えてい
る。電力動揺検出装置２は短絡オフセットモーリレー１
２と３段保護出力用オア回路２７と禁止回路２８と限時
動作回路を構成する電力動揺検出用タイマー２９と限時
動作・限時復帰回路を構成する電力動揺検出保持用タイ
マー３０と電力動揺検出出力用オア回路３１とインピー
ダンスリレー３２と事故検出タイマー３３と解除回路３
４とを備えている。インピーダンスリレー３２は電力系
統の電流および電圧によるインピーダンスの変化率を検
出し、その変化率（変化幅）が一定値以下であれば動作
するインピーダンス変化率検出回路を構成している。事
故検出タイマー３３はインピーダンスリレー３２の出力
に接続され、解除回路３４は事故検出タイマー３３の出
力を禁止入力とするとともに電力動揺検出出力用オア回
路３１の出力を入力とする禁止回路になっており、この
解除回路３４の出力が保護継電器１の１段保護出力用禁
止回路１７の禁止入力に入力されている。上記インピー
ダンスリレー３２は、具体的には、 ｜Ｒ（ｔ）−Ｒ（ｔ−１８０）｜＜０．５Ω ………（１） ｜Ｘ（ｔ）−Ｘ（ｔ−１８０）｜＜０．５Ω ………（２） の両式が成立するとき、動作する。上記式において、Ｒ
（ｔ）、Ｘ（ｔ）はインピーダンスの抵抗分とリアクタ
ンス分を各々示し、Ｒ（ｔ−１８０）、Ｘ（ｔ−１８
０）は半サイクル前のデータを示す。よって、図３にお
いて、例えば、Ｆ３＝１０Ω、Ｆ４＝２Ωとすれば、
（１）式が不成立、（２）が成立、したがって、インピ
ーダンスリレー３２は不動作となる。また、Ｆ３＝１０
Ω、Ｆ４＝９．６Ωとすれば、（１）式と（２）とが共
に成立、したがって、インピーダンスリレー３２は動作
する。

【００２８】次に実施例１の動作について図２を参照し
つつ説明する。電力系統において電力動揺が発生する
と、電流の変化および電圧の変化は系統事故時のそれよ
りも緩慢に変化し、図２に示すようなインピーダンス軌
跡をたどる。この動揺時のインピーダンス軌跡によれ
ば、時刻ｔ１において短絡オフセットモーリレー１２が
動作した後、時刻ｔ２において短絡モーリレー９乃至１
１が動作する。この動作時刻ｔ１と動作時刻ｔ２との間
の時間差ｔ１−ｔ２が電力動揺検出用タイマー２９の限
時動作値以上であれば、前記従来例と同様に、電力系統
に電力動揺が発生しているとみなし、電力動揺検出装置
２が高電位の「１」なる電力動揺検出出力を１段保護出
力用禁止回路１７の禁止入力に出力することによって、
保護継電装置１が遮断指令を不要に出力するのを、電力
動揺検出装置２があらかじめ阻止する。また、図２に示
す動揺時のインピーダンス軌跡が短絡モーリレー９乃至
１１の保護範囲内から短絡オフセットモーリレー１２の
保護範囲外に移動した場合も、前記従来例と同様に、電
力動揺検出装置２が動揺検出保持用タイマ３０の限時復
帰後に低電位の「０」なる電力動揺検出出力を１段保護
出力用禁止回路１７の禁止入力に出力することによっ
て、保護継電装置１が遮断指令を出力し得る状態に復帰
する。

【００２９】一方、電力動揺検出中において短絡モーリ
レー９乃至１１の保護範囲内に系統事故が発生すると、
それまで緩慢に変化していたインピーダンスの軌跡は、
図２に示すような事故点Ｆ１に移動する。事故点Ｆ１の
インピーダンスはほぼ一定した値となるため、インピー
ダンスリレー３２がその系統事故を検出し、検出タイマ
ー３３が一定時間後に限時動作し、オア回路３１による
保護継電装置１への高電位の「１」なる電力動揺検出出
力がアンド回路３４により解除される。結果として、動
作検出保持用タイマー３０の限時復帰と２段保護用タイ
マー２３および３段保護用タイマー２４の限時動作との
大小に関係なく、２段保護用タイマー２３および３段保
護用タイマー２４の限時動作後に、または、動作検出保
持用タイマー３０の限時復帰を待つことなく、遮断指令
出力用オア回路２６が遮断指令を出力する。

【００３０】また、短絡オフセットモーリレー１２が動
作し、短絡モーリレー９乃至１１が不動作となる図２に
符号Ｆ２で示す遠方の系統事故に引き続き、短絡モーリ
レー９乃至１１の保護区間内に符号Ｆ１で示す系統事故
が発生した場合には、上記と同様に、インピーダンスリ
レー３２がその系統事故Ｆ１を検出することにより、検
出タイマー３３が限時動作し、この限時動作による一定
の遅れ時間後に、検出タイマー３３が高電位の「１」を
アンド回路３４の禁止入力に出力し、このアンド回路３
４が動作検出出力用オア回路３１による保護継電装置１
への高電位の「１」なる電力動揺検出出力を解除し、動
作検出保持用タイマー３０の限時復帰と２段保護用タイ
マー２３および３段保護用タイマー２４の限時動作との
大小に関係なく、２段保護用タイマー２３および３段保
護用タイマー２４の限時動作後に、または、動作検出保
持用タイマー３０の限時復帰を待つことなく、遮断指令
出力用オア回路２６が遮断指令を出力する。

【００３１】さらに、図外の地絡保護装置の保護区間内
の１相地絡事故が発生した場合でも、短絡オフセットモ
ーリレー１２の保護範囲が広いために、この短絡オフセ
ットモーリレー１２が動作し、系統電力動作検出装置２
が高電位の「１」なる系統動作検出出力を１段保護出力
用禁止回路１７の禁止入力に出力し、保護継電装置１の
遮断指令が不要に阻止される。このような１相地絡事故
に引き続き２相以上の系統事故が発生した場合、上記と
同様に、インピーダンスリレー３２が上記系統事故を検
出することにより、アンド回路３４が動作検出出力用オ
ア回路３１による保護継電装置１への阻止信号を解除す
るので、遮断指令出力用オア回路２６が遮断指令を出力
する。

【００３２】実施例２（請求項２に対応）．図４はこの
発明の実施例２としての電力系統の保護継電装置を含む
電力動揺検出装置を示す構成図である。図４において、
この実施例２は上記実施例１のインピーダンスリレー３
２（図中には記号ΔＲＸを付してある）と検出タイマー
３３との間に系統潮流不動作用アンド回路３５を挿入
し、この系統潮流不動作用アンド回路３５にインピーダ
ンスリレー３２の出力と電力動揺検出出力用オア回路３
１の出力とを入力し、この系統潮流不動作用アンド回路
３５の出力を検出タイマー３３に入力した点に特徴があ
る。

【００３３】したがって、この実施例２によれば、系統
潮流不動作用アンド回路３５が電力動揺検出出力用オア
回路３１の出力とインピーダンスリレー３２の出力とを
起動条件とするので、電力系統の潮流状態において、検
出タイマー３３が動作することがなくなるため、電力系
統に電力動揺が発生した場合、電力動揺検出装置２がそ
の電力動揺を速やかに検出し、実施例１の動作に加え、
保護継電装置１の遮断指令が出力されるを阻止すること
ができる。具体的には、電力系統は、通常、その電圧お
よび電流をほぼ一定とするように潮流が流れるため、イ
ンピーダンスの値が或る一定値以下で動作するインピー
ダンスリレー３２は動作状態となっている。したがっ
て、系統潮流不動作用アンド回路３５がない場合は、解
除回路３４から出力される電力動揺検出出力が阻止され
た状態となるので、電力動揺が発生した場合、インピー
ダンスリレー３２の復帰時間だけ遅れて電力動揺検出出
力が動作し、保護継電装置１の遮断指令への阻止が遅れ
る可能性がある。このことから、電力系統が正常であれ
ば、系統潮流不動作用アンド回路３５が電力動揺検出出
力を阻止しないように動作し、結果として、電力動揺検
出装置２がその電力動揺を速やかに検出して保護継電装
置１の遮断指令が出力されるを阻止することができる。

【００３４】実施例３（請求項３に対応）．図５はこの
発明の実施例３としての電力系統の保護継電装置を含む
電力動揺検出装置を示す構成図である。図５において、
この実施例３は上記実施例２の系統潮流不動作用アンド
回路３５を３入力の素子構成とするとともに、過電流検
出リレーなどのような事故検出回路３６を設け、この事
故検出回路３６の出力をアンド回路３５の増加分の入力
に接続した点に特徴がある。

【００３５】したがって、この実施例３によれば、事故
検出回路３６が一定の系統事故電流値以上あるいは一定
の系統電圧値以下で動作するので、電力動揺検出装置２
が不要に不動作状態となることなく、電力系統に電力動
揺が発生した場合、電力動揺検出装置２がその電力動揺
を速やかに検出し、実施例２の動作に加え、保護継電装
置１の遮断指令が出力されるのを阻止することができ
る。

【００３６】実施例４（請求項４に対応）．図６はこの
発明の実施例４としての電力動揺検出装置を示す構成
図、図７はこの実施例４の動作を説明するためのタイミ
ングチャートである。図６において、この実施例４は上
記実施例２のインピーダンスリレー３２を地絡第１相イ
ンピーダンスリレー５１（図中には記号ΔＲＸＧ−１を
付してある）と地絡第２相インピーダンスリレー５２
（図中には記号ΔＲＸＧ−２を付してある）と地絡第３
相インピーダンスリレー５３（図中には記号ΔＲＸＧ−
３を付してある）とで構成し、上記実施例２の系統潮流
不動作用アンド回路３５を地絡第１相アンド回路５４と
地絡第２相アンド回路５５と地絡第３相アンド回路５６
とで構成し、これら地絡第１相・地絡第２相・地絡第３
相アンド回路５４乃至５６の１つの入力に電力動揺検出
出力用オア回路３１の出力を入力し、地絡第１相・地絡
第２相・地絡第３相アンド回路５４乃至５６のもう１つ
の入力それぞれに地絡第１相・地絡第２相・地絡第３相
インピーダンスリレー５１乃至５３の出力を個別に入力
し、上記実施例２の事故検出タイマー３３を地絡第１相
事故検出タイマー６６と地絡第２相事故検出タイマー６
７と地絡第３相検出タイマー６８と短絡事故検出タイマ
ー６９とで構成し、上記実施例２の解除回路３３を地絡
第１相解除回路７０と地絡第２相解除回路７１と地絡第
３相解除回路７２と短絡解除回路７３とで構成する一
方、地絡第１相・地絡第２相・地絡第３相アンド回路５
４乃至５６の出力を入力とするアンド回路５７と、地絡
第１相・地絡第２相アンド回路５４，５５の出力を入力
とするアンド回路５８と、地絡第２相・地絡第３相アン
ド回路５５，５６の出力を入力とするアンド回路５９
と、地絡第１相・地絡第３相アンド回路５４，５６の出
力を入力とするアンド回路６０と、これらアンド回路５
８乃至６０の出力を入力とするオア回路６１と、このオ
ア回路６１の出力を入力とするとともにアンド回路５７
の出力を禁止入力とする禁止回路６２と、この禁止回路
６２の出力を禁止入力とするとともに地絡第１相・地絡
第２相・地絡第３相アンド回路５４乃至５６の出力を入
力とする禁止回路６３乃至６５とを備え、これら禁止回
路６３乃至６５の出力それぞれが地絡第１相・地絡第２
相・地絡第３相検出タイマー６６乃至６８に個別に接続
され、オア回路６１の出力が短絡事故検出タイマー６９
に接続され、この短絡事故検出タイマー６９の出力が短
絡解除回路７３の禁止入力に接続され、この短絡解除回
路７３の入力に電力動揺検出出力用オア回路３１の出力
が接続されている。

【００３７】したがって、この実施例４によれば、地絡
第１相・地絡第２相・地絡第３相検出出力および短絡検
出出力を個別に出力するように構成したので、電力系統
の電力動揺において、商用周波数が変化した場合でも、
上記実施例１の動作に加え、地絡保護継電装置からの不
要な遮断指令を阻止することができる。具体的には、１
相地絡事故が発生した場合、図７のＡ図に示すように、
地絡第１相・地絡第２相・地絡第３相インピーダンスリ
レー５１乃至５３のうちの事故相に対応した１要素が動
作し、アンド回路５７乃至６０とオア回路６１および禁
止回路６２が不動作となり、アンド回路６３乃至６５の
うちの１回路のみ動作する。また、２相地絡事故が発生
した場合、図７のＢ図に示すように、地絡第１相・地絡
第２相・地絡第３相インピーダンスリレー５１乃至５３
のうちの事故相に対応した２要素が動作し、アンド回路
５８乃至６０およびオア回路６１が動作し、アンド回路
５７が不動作となり、禁止回路６２が動作し、アンド回
路６３乃至６５が不動作となる。さらに、３相地絡事故
が発生した場合、図７のＣ図に示すように、地絡第１相
・地絡第２相・地絡第３相インピーダンスリレー５１乃
至５３の全要素が動作し、アンド回路５７乃至６０およ
びオア回路６１が動作し、禁止回路６２が不動作とな
り、アンド回路６３乃至６５が動作する。結果として、
電力系統の電力動揺において、商用周波数が変化した場
合でも、地絡保護継電装置からの不要な遮断指令を阻止
することができる。

【００３８】実施例５（請求項５に対応）．図８はこの
発明の実施例５としての電力動揺検出装置を示す構成図
である。図８において、この実施例５は上記実施例４の
インピーダンスリレー３２を地絡第１相・地絡第２相・
地絡第３相インピーダンスリレー５１乃至５３に加え短
絡第１相インピーダンスリレー（図中には記号ΔＲＸＳ
−１を付してある）８１と短絡第２相インピーダンスリ
レー（図中には記号ΔＲＸＳ−２を付してある）８２と
短絡第３相インピーダンスリレー（図中には記号ΔＲＸ
Ｓ−３を付してある）８３とで構成し、上記実施例５の
系統潮流不動作用アンド回路３５を地絡第１相・地絡第
２相・地絡第３相アンド回路５４乃至５６に加え短絡第
１相・短絡第２相・短絡第３相アンド回路８４乃至８６
とで構成し、上記実施例５の事故検出タイマー３３を地
絡第１相・地絡第２相・地絡第３相検出タイマー６６乃
至６８に加え短絡第１相・短絡第２相・短絡第３相事故
検出タイマー８７乃至８９とで構成した点に特徴があ
る。なお、この実施例５においても、上記実施例４と同
様に、解除回路３３は地絡第１相解除回路７０と地絡第
２相解除回路７１と地絡第３相解除回路７２と短絡解除
回路７３とで構成されている。

【００３９】したがって、この実施例５によれば、上記
実施例４に比べて、インピーダンスリレーおよび事故検
出タイマーを全相ごとに設けたので、論理回路構成を簡
素にしつつ、電力系統の電力動揺において、商用周波数
が変化した場合でも、地絡保護継電装置からの不要な遮
断指令を阻止することができる。

【００４０】実施例６（請求項５に対応）．図９はこの
発明の実施例６としての電力動揺検出装置を示す構成図
である。この実施例６は図９に示すように、上記実施例
５における短絡解除回路７３を短絡第１相・短絡第２相
・短絡第３相解除回路９１乃至９３で構成し、短絡事故
検出出力を各相ごとに出力するようにしたものである。

【００４１】なお、図６、図８および図９では、図面を
簡明にするために、短絡および地絡保護継電器の図は省
略してある。

【００４２】実施例７（請求項６に対応）．図１０はこ
の発明の実施例７としての電力系統の保護継電装置を含
む電力動揺検出装置を示す構成図、図１１はこの実施例
７の動作を説明するためのタイミングチャートである。
図１０において、この実施例７は上記実施例１の禁止回
路２８を２つの禁止入力を有する３入力の素子構成とす
るとともに、この禁止回路２８の１つの禁止入力に地絡
１相検出回路４７の出力を入力する点に特徴がある。こ
の地絡１相検出回路４７は、地絡３段モーリレー３７，
３８，３９（図中には記号、４４Ｇ−１Ｄ、４４Ｇ−２
Ｄ、４４Ｇ−３Ｄを付してある）と、この地絡３段モー
リレー３７乃至３９の出力を入力とするオア回路４０
と、地絡３段モーリレー３７，３８の出力を入力とする
アンド回路４１と、地絡３段モーリレー３８，３９の出
力を入力とするアンド回路４２と、地絡３段モーリレー
３７，３９の出力を入力とするアンド回路４３と、これ
らのアンド回路４１乃至４３の出力を入力とするオア回
路４４と、このオア回路４４の出力およびオア回路４０
の出力を入力とするアンド回路４５と、このアンド回路
４５の出力を入力とする限時動作回路を構成する地絡１
相検出用タイマー４６とで構成され、この地絡１相検出
用タイマー４６の出力が禁止回路２８の禁止入力に接続
されている。

【００４３】したがって、この実施例７によれば、地絡
１相検出回路４７の出力を保護継電装置１の遮断指令阻
止信号として使用するようにしたので、１相地絡事故に
引き続く２相以上の系統事故に進展した場合でも、実施
例１の動作に加え、電力動揺検出装置２が保護継電装置
１の遮断指令を阻止しないようにすることができる。具
体的には、１相地絡事故が発生した場合、図１１のＡ図
に示すように、地絡３段モーリレー３７乃至３９のうち
の事故相に対応した１要素が動作し、次段のオア回路４
０が動作し、アンド回路４１乃至４３が不動作となり、
アンド回路４５が動作し、地絡１相検出用タイマー４６
が限時動作する。また、２相以上の地絡事故が発生した
場合、図１１のＢ図に示すように、地絡３段モーリレー
３７乃至３９のうちの事故相に対応した２要素が動作
し、次段のオア回路４０とアンド回路４１乃至４３とが
共に動作し、アンド回路４５が不動作となり、地絡１相
検出用タイマー４６が起動しない。結果として、１相地
絡事故に引き続く２相以上の系統事故に進展した場合で
も、動揺検出保持用タイマー３０の限時復帰と２段保護
用タイマー２３および３段保護用タイマー２４の限時動
作の大小関係に左右されることなく、保護継電装置１が
遮断指令を速やかに出力する。

【００４４】

【発明の効果】第１の発明によれば、インピーダンス変
化率検出回路が電力系統のインピーダンスの変化が一定
値以下であることを検出し、このインピーダンス変化率
検出回路の検出動作が事故検出タイマーに設定された一
定時間以上継続すると、解除回路が保護継電装置への遮
断指令出力阻止を解除する構成としたので、電力系統に
電力動揺が発生している状態において系統事故が発生し
た場合でも、また、電力動揺検出リレーだけが動作する
ような遠方事故後に保護区間内事故に進展した場合で
も、動揺検出保持用タイマーの限時復帰と２段保護用タ
イマーおよび３段保護用タイマーの限時動作の大小関係
に左右されることなく、保護継電装置が遮断指令を速や
かに出力できるという効果がある。

【００４５】第２の発明によれば、インピーダンス変化
率検出回路の出力を受けた系統潮流不動作用回路が電力
動揺検出出力を入力として事故検出タイマーを不要に起
動しない構成としたので、電力系統の潮流に対する電力
動揺検出装置の誤動作を防止できるという効果がある。

【００４６】第３の発明によれば、インピーダンス変化
率検出回路の出力を受けた系統潮流不動作用回路が電力
動揺検出出力または電力系統の事故時の過電流検出出力
を入力として事故検出タイマーを不要に起動しない構成
としたので、電力動揺検出装置を不要に不動作とせず、
系統潮流に対する電力動揺検出装置の誤動作を確実に阻
止できるという効果がある。

【００４７】第４の発明によれば、インピーダンス変化
率検出回路を各相ごとに設け、電力動揺検出装置が地絡
各相ごとと短絡とを出力する構成としたので、系統電力
動揺時において商用周波数が変化しても地絡保護継電装
置が遮断指令を不要に出力しないようにできるという効
果がある。

【００４８】第５の発明によれば、インピーダンス変化
率検出回路を電力系統の線間および相ごとに設け、電力
動揺検出装置が地絡各相ごとと短絡とを出力する構成と
したので、系統電力動揺時において商用周波数が変化し
ても地絡保護継電装置が遮断指令を不要に出力しないよ
うにできるという効果がある。

【００４９】第６の発明によれば、地絡１相検出回路を
設け、１相地絡事故に引き続き２相以上の事故に進展し
た場合に電力系統の電力動揺を検出する電力動揺検出リ
レーの出力を禁止する構成としてたので、動揺検出保持
用タイマーの限時復帰と２段保護用タイマーおよび３段
保護用タイマーの限時動作の大小関係に左右されること
なく、保護継電装置が遮断指令を速やかに出力できると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の保護継電装置を含む電力動揺検出
装置を示す構成図である。

【図２】 実施例１の作用を説明するためのモーリレー
の動作波形図である。

【図３】 実施例１のインピーダンスリレーの作用を示
す説明図である。

【図４】 実施例２の保護継電装置を含む電力動揺検出
装置を示す構成図である。

【図５】 実施例３の保護継電装置を含む電力動揺検出
装置を示す構成図である。

【図６】 実施例４の電力動揺検出装置を示す構成図で
ある。

【図７】 実施例４の作用を示すタイミングチャートで
ある。

【図８】 実施例５の電力動揺検出装置を示す構成図で
ある。

【図９】 実施例６の電力動揺検出装置を示す構成図で
ある。

【図１０】 実施例７の電力動揺検出装置を示す構成図
である。

【図１１】 実施例７の作用を示すタイミングチャート
である。

【図１２】 従来の保護継電装置を含む電力動揺検出装
置を示す構成図である。

【図１３】 従来例の作用を説明するためのモーリレー
の動作波形図である。

【図１４】 従来例の作用を説明するためのタイミング
チャートである。

【図１５】 従来例の作用を説明するためのタイミング
チャートである。

【図１６】 従来例の作用を説明するためのタイミング
チャートである。

【図１７】 従来例の作用を説明するためのタイミング
チャートである。

【符号の説明】

１ 保護継電装置、２ 電力動揺検出装置、３〜１１
短絡モーリレー、１２ 短絡オフセットモーリレー（電
力動揺検出リレー）、３１ 電力動揺検出出力用オア回
路、３２ インピーダンスリレー（インピーダンス変化
率検出回路）、３３ 事故検出タイマー、３４ 解除回
路、３５ 系統潮流不動作用アンド回路（系統潮流不動
作用回路）、３６ 過電流検出リレー（事故検出回
路）、３７〜３９ 地絡３段モーリレー、４６ 地絡検
出タイマー、４７ 地絡１相検出回路、５１ 地絡第１
相検出リレー、５２ 地絡第２相検出リレー、５３ 地
絡第３相検出リレー、８１ 短絡第１相検出リレー、８
２ 短絡第２相検出リレー、８３ 短絡第３相検出リレ
ー。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力系統の電力動揺検出出力に応じ上記
   電力系統の保護を行うための保護継電装置から出力され
   る遮断指令を阻止する電力系統の電力動揺検出装置にお
   いて、 電力系統のインピーダンスの変化率を検出するインピー
   ダンス変化率検出回路と、 このインピーダンス変化率検出回路の出力によって動作
   する事故検出タイマーと、 この事故検出タイマーの出力および上記電力揺動検出出
   力の論理積によって上記保護継電装置への遮断指令阻止
   を解除する解除回路と、を備えたことを特徴とする電力
   系統の電力動揺検出装置。
2. 【請求項２】 前記インピーダンス変化率検出回路の出
   力と事故検出タイマーの入力とが電力動揺検出出力を入
   力とする系統潮流不動作用回路を介して接続されたこと
   を特徴とする請求項第１項記載の電力系統の電力動揺検
   出装置。
3. 【請求項３】 前記系統潮流不動作用回路がインピーダ
   ンス変化率検出回路の出力と電力動揺検出出力と電力系
   統の過電流を検出する事故検出回路の出力とを入力とす
   る論理回路にて構成されたことを特徴とする請求項第２
   項記載の電力系統の電力動揺検出装置。
4. 【請求項４】 前記インピーダンス変化率検出回路と事
   故検出タイマーおよび解除回路が電力系統の相ごとに設
   けられたことを特徴とする請求項第１項記載の電力系統
   の電力動揺検出装置。
5. 【請求項５】 前記インピーダンス変化率検出回路が電
   力系統の線間および相ごとに設けられたことを特徴とす
   る請求項第４項記載の電力系統の電力動揺検出装置。
6. 【請求項６】 電力系統の電力動揺を検出する電力動揺
   検出リレーを備え、この電力動揺検出リレーの検出出力
   に応じ上記電力系統の保護を行うための保護継電装置か
   ら出力される遮断指令を阻止する電力系統の電力動揺検
   出装置において、 前記電力系統の地絡１相事故を検出しこの検出出力にて
   電力動揺検出リレーの出力を禁止する地絡１相検出回路
   を備えたことを特徴とする電力系統の電力動揺検出装
   置。