JP2997515B2 - Transformer protection system and protection method - Google Patents

Transformer protection system and protection method

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JP2997515B2
JP2997515B2 JP2197973A JP19797390A JP2997515B2 JP 2997515 B2 JP2997515 B2 JP 2997515B2 JP 2197973 A JP2197973 A JP 2197973A JP 19797390 A JP19797390 A JP 19797390A JP 2997515 B2 JP2997515 B2 JP 2997515B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は変圧器の保護システムに係り、特に保護対象
変圧器の端子電流,端子電圧等をサンプリングして求
め、予め学習しておいた該変圧器の運転状態と端子電
流,端子電圧情報等の関係から該変圧器の内部事故を検
出し、遮断器のトリツプ信号を出力する変圧器の保護シ
ステム及び保護方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a transformer protection system, and more particularly, to sample and obtain terminal current, terminal voltage, etc. of a transformer to be protected, and to learn in advance. The present invention relates to a protection system and a protection method for a transformer, which detects an internal fault of the transformer based on a relation between an operation state of the transformer and terminal current and terminal voltage information and outputs a trip signal of a circuit breaker.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、変圧器の巻線短絡等の異常時における変圧器保
護は、変圧器各端子電流の差電流を検出して行われてい
る。差電流は巻線事故の他、変圧器の励磁突入によつて
も生ずるため、何等かの方法でこの励磁突入による誤動
作を防止した保護システムとしなければならない。
2. Description of the Related Art Conventionally, transformer protection at the time of abnormality such as short-circuiting of a winding of a transformer is performed by detecting a difference current between terminal currents of the transformer. Since the difference current is generated not only by the winding accident but also by the transformer's inrush, the protection system must prevent the malfunction due to the inrush by any method.

変圧器の励磁突入電流で動作せず、内部事故で動作す
る従来の変圧器保護システムは、入力情報として、変圧
器の端子電流を用いる方式と、変圧器の端子電流と端子
電圧とを用いる方式の二つに大別される。
The conventional transformer protection system, which does not operate with the transformer inrush current but operates due to an internal accident, uses the terminal current of the transformer and the terminal current and terminal voltage of the transformer as input information. It is roughly divided into two.

入力情報とて変圧器の端子電流を用いる、第1の従来
のシステムとしては、励磁突入電流中の第2高調波成分
含有率が多い性質を利用した、いわゆる第2高調波抑制
方式として励磁突入電流による誤動作を防止した変圧器
保護システムが最も多く用いられている。このシステム
では、変圧器の端子電流から差電流を導出し、この差電
流中の基本波成分と第2高調波成分を求めて、第2高波
成分含有率が判定される。
A first conventional system that uses a terminal current of a transformer as input information is a so-called second harmonic suppression method that utilizes a property that a second harmonic component content in an inrush current is large. Transformer protection systems that prevent malfunction due to current are most often used. In this system, a difference current is derived from a terminal current of a transformer, a fundamental wave component and a second harmonic component in the difference current are obtained, and a second high-wave component content is determined.

また、入力情報として変圧器の端子電流と端子電流と
を用いる、第2の従来システムとしては、特開昭62−89
424号公報に示すデイジタル方式が提案されている。こ
れは、変圧器を多端子回路網と考えてアドミツタンス方
程式で表現したとき、励磁突入時及び内部事故時の伝達
アドミツタンスは健全時とほとんど変わらないのに対
し、駆動点アドミツタンス又はこれにより導出される並
列アドミツタンスは励磁突入時と内部事故時とで大きく
異なるという事実に基づいて、以下のように処理してい
る。なお、インダクタンスの逆数を表現する適当な言葉
がないので、ここではこれをアドミツタンスと称してい
る。
A second conventional system using terminal current and terminal current of a transformer as input information is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-89.
No. 424 has proposed a digital method. This is because when the transformer is considered as a multi-terminal network and is expressed by an admittance equation, the transfer admittance at the time of excitation inrush and at the time of an internal fault is almost the same as that at the time of sound, whereas the drive point admittance or is derived by this. Based on the fact that the parallel admittance is greatly different between the time of inrush and the time of an internal accident, the following processing is performed. Since there is no suitable word to express the reciprocal of the inductance, this is referred to as admittance here.

(1)保護対象変圧器の伝達アドミツタンスを漏れイン
ダクタンスから求め、定数として予め保護システム内部
に記憶しておく。
(1) The transmission admittance of the transformer to be protected is obtained from the leakage inductance, and is stored in advance in the protection system as a constant.

(2)保護対象変圧器の各端子電流及び端子電圧を適当
な時間間隔でサンプリングする。
(2) The terminal current and terminal voltage of the transformer to be protected are sampled at appropriate time intervals.

(3)サンプリングした各端子電流より差電流を求め
る。
(3) A difference current is obtained from each sampled terminal current.

(4)差電流が所定の検出レベルを超えたとき、内部事
故状態か励磁突入状態である。そこで、各電流,電圧及
び予め記憶しておいた伝達アドミツタンスより駆動点ア
ドミツタンス又は並列アドミツタンスを求め、その値の
大きさに応じて内部事故状態か励磁突入状態かを判定す
る。
(4) When the difference current exceeds a predetermined detection level, it is an internal accident state or an exciting inrush state. Therefore, a driving point admittance or a parallel admittance is obtained from each current, voltage, and transmission admittance stored in advance, and it is determined whether the state is an internal accident state or an exciting inrush state according to the magnitude of the value.

(5)内部事故状態の判定が所定のサンプル数継続した
とき、変圧器を電源から切り放すため、遮断器の開放指
令を与える。
(5) When the determination of the internal accident state continues for a predetermined number of samples, a command to open the circuit breaker is given to disconnect the transformer from the power supply.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、前記従来の技術は、次のような問題が
ある。
However, the conventional technique has the following problems.

第1の従来技術では、励磁突入電流中の第2高調波成
分含有率が低下した場合、誤動作するという問題があ
る。変圧器鉄心材料の高性能化,変圧器製作技術の進歩
によつて、変圧器鉄心の運転磁束密度が高くとられるよ
うになつており、飽和磁束密度との差が小さく、励磁突
入電流中の第2高調波成分含有率が低下する傾向にあ
り、この様な誤動作が起こり易くなつている。
The first prior art has a problem that malfunction occurs when the content of the second harmonic component in the inrush current of the magnet decreases. Due to the high performance of transformer core materials and advances in transformer manufacturing technology, the operating flux density of the transformer core has been increased, and the difference from the saturation flux density is small. The content of the second harmonic component tends to decrease, and such malfunctions are likely to occur.

更に、変圧器の端子電圧が過渡的に上昇し、変圧器の
鉄心が正側と負側の両方に飽和するような状況になつた
場合、差電流中の偶数調波成分含有率は低いので、誤動
作を避けることができない問題がある。
Furthermore, if the terminal voltage of the transformer rises transiently and the core of the transformer saturates on both the positive side and the negative side, the content of the even harmonic component in the difference current is low. However, there is a problem that a malfunction cannot be avoided.

この様な問題は、変圧器鉄心の磁束飽和と内部事故と
を判別するためには、差電流中の基本波成分と第2高調
波成分のみでは、情報量が少ないことに起因している。
そこで、その他の高調波成分も利用するようにすること
が考えられる。しかし、種々の高調波成分を求めること
は、演算時間の増加を招く。更に、各高調波成分につい
て、種々の変圧器鉄心飽和現象と、内部事故現象との関
係を知る必要があるが、現状の技術ではこのような関係
は明確とななつていない。
Such a problem stems from the fact that only the fundamental component and the second harmonic component in the difference current have a small amount of information in order to determine the magnetic flux saturation of the transformer core and the internal fault.
Therefore, it is conceivable to use other harmonic components. However, obtaining various harmonic components causes an increase in calculation time. Further, for each harmonic component, it is necessary to know the relationship between various transformer core saturation phenomena and internal accident phenomena, but such a relationship is not clear in the current technology.

第2の従来技術では、入力情報として変圧器の端子電
圧も必要であるが、上記第1の従来技術の問題点を解決
でき、高速度で高信頼度の変圧器保護システムを構築で
きる。励磁突入現象と内部事故現象との判別に、高調波
成分を用いないので、事故電流中に第2高調波付近の低
次高調波成分を含むような系統条件の場合にも、正しく
内部事故を検出できる特徴がある。
In the second prior art, the terminal voltage of the transformer is also required as input information. However, the problem of the first prior art can be solved, and a high-speed and high-reliability transformer protection system can be constructed. Since harmonic components are not used for discriminating between the excitation inrush phenomenon and the internal fault phenomenon, even if the fault current includes low-order harmonic components near the second harmonic in the system condition, the internal fault is correctly detected. There are features that can be detected.

ただし、駆動点アドミツタンス及び並列アドミツタン
スは特別な演算式で求められるので、このために特別な
演算ソフトウエアが必要で、演算に時間もかかる。更に
内部事故の有無を判定するためには、予め各種運転状態
における複数個の駆動点アドミツタンス、及び並列アド
ミツタンスの値を詳細に把握しておく必要があり、これ
には相当の時間と専門的な知識を要する。
However, since the driving point admittance and the parallel admittance are obtained by special arithmetic expressions, special arithmetic software is required for this, and the calculation takes time. Further, in order to determine the presence or absence of an internal accident, it is necessary to grasp in detail the values of a plurality of drive point admittances and parallel admittances in various operating states in advance. Requires knowledge.

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、
入力情報を最大限に効果的に活用し、且つ容易で客観的
に内部事故検出機能を設定できる、高信頼度な変圧器の
保護システムを提供するにある。
The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages of the prior art,
An object of the present invention is to provide a highly reliable transformer protection system that can effectively and effectively utilize input information and can easily and objectively set an internal accident detection function.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は上記目的を達成するために、保護対象変圧器
の端子電流又は端子電流から得られる差電流を検出し、
得られた電流情報により該変圧器の内部事故の有無を判
定して遮断器のトリツプ信号を出力する変圧器の保護シ
ステムにおいて、保護対象変圧器の特定の運転状態にお
ける端子電流又は端子電流から得られる差電流情報の複
数種類のサンプルを、各々の運転状態と対応して予め学
習し、変圧器の端子電流又は端子電流から得られる差電
流情報が入力されたとき、学習結果に対応する出力を得
る運転状態模擬手段と、変圧器の端子電流又は端子電流
から得られる差電流情報を運転状態模擬手段に入力する
入力手段と、運転状態模擬手段の出力信号から変圧器の
内部事故の発生を判定して、変圧器の遮断器のトリツプ
信号を出力する出力手段とを備えて構成されるようにし
たものである。
The present invention, in order to achieve the above object, to detect the terminal current of the transformer to be protected or the difference current obtained from the terminal current,
In a transformer protection system that determines the presence or absence of an internal fault in the transformer based on the obtained current information and outputs a trip signal of the circuit breaker, the terminal current or the terminal current in a specific operating state of the transformer to be protected is obtained. A plurality of types of samples of the difference current information obtained are learned in advance in correspondence with each operation state, and when the difference current information obtained from the terminal current or the terminal current of the transformer is input, an output corresponding to the learning result is output. The operating state simulating means to be obtained, the input means for inputting the terminal current of the transformer or the difference current information obtained from the terminal current to the operating state simulating means, and the occurrence of an internal fault in the transformer is determined from the output signal of the operating state simulating means And output means for outputting a trip signal of the circuit breaker of the transformer.

また、本発明は上記目的を達成するために、保護対象
変圧器の端子電流又は端子電流から得られる差電流を検
出し、得られた電流情報により該変圧器の内部事故の有
無を判定して遮断器のトリツプ信号を出力する変圧器の
保護システムにおいて、保護対象変圧器の特定の運転状
態における端子電流又は端子電流から得られる差電流情
報の複数種類のサンプルを、各々の運転状態と対応して
予め学習し、変圧器の端子電流又は端子電流から得られ
る差電流情報が入力されたとき、学習結果に対応する出
力を得る運転状態模擬手段と、変圧器の端子電流又は端
子電流から得られる差電流情報を運転状態模擬手段に入
力する入力手段と、変圧器の特定の運転状態における端
子電流又は端子電流から得られる差電流情報の1種又は
2種以上のサンプルを順次与え、各々の電流状態毎に異
なる態様の出力信号を得るように、運転状態模擬手段を
学習させる学習手段と、運転状態模擬手段の出力信号か
ら変圧器の内部事故の発生を判定して、変圧器の遮断器
のトリツプ信号を出力する出力手段とを備えて構成され
るようにしたものである。
Further, in order to achieve the above object, the present invention detects a terminal current of a transformer to be protected or a difference current obtained from the terminal current, and determines whether there is an internal accident of the transformer based on the obtained current information. In a transformer protection system that outputs a trip signal of a circuit breaker, a terminal current in a specific operation state of a transformer to be protected or a plurality of types of samples of difference current information obtained from the terminal current is associated with each operation state. Operating state simulating means for obtaining an output corresponding to the learning result when terminal current of the transformer or difference current information obtained from the terminal current is input, and obtained from the terminal current or terminal current of the transformer. Input means for inputting the difference current information to the operating state simulation means, and one or more samples of terminal current or difference current information obtained from the terminal current in a specific operating state of the transformer The learning means for learning the operating state simulating means and the occurrence of an internal accident of the transformer are determined from the output signal of the operating state simulating means so as to obtain output signals of different modes for each current state. Output means for outputting a trip signal of the circuit breaker of the transformer.

また、本発明は上記目的を達成するために、保護対象
変圧器の端子電流及び端子電圧情報が入力されたとき、
学習結果に対応する出力を得る運転状態模擬手段を備え
て、変圧器の内部事故の有無を判定して遮断器のトリツ
プ信号を出力する変圧器の保護方法において、保護対象
変圧器の特定の運転状態における端子電流及び端子電圧
情報の複数種類のサンプルを各々の運転状態と対応させ
て運転状態模擬手段に学習させ、保護対象変圧器と端子
電流から得られる差電流が所定の大きさを超えていると
きに、学習した運転状態判定手段に、変圧器の端子電流
及び電圧情報を入力させて、学習結果に対応する出力を
得て、運転状態判定手段の出力信号から、変圧器の内部
事故の発生を判定して、変圧器の遮断器のトリツプ信号
を出力するようにしたものである。
Further, in order to achieve the above object, the present invention, when terminal current and terminal voltage information of the transformer to be protected is input,
In the transformer protection method, which includes an operation state simulation means for obtaining an output corresponding to the learning result and determines whether there is an internal accident in the transformer and outputs a trip signal of the circuit breaker, a specific operation of the transformer to be protected is specified. A plurality of types of samples of the terminal current and terminal voltage information in the state are made to correspond to each operation state, and the operation state simulation means learns, and the difference current obtained from the protection target transformer and the terminal current exceeds a predetermined magnitude. When the operating state determination means learns, input the terminal current and voltage information of the transformer to the learned operation state obtaining means, and obtain an output corresponding to the learning result. The occurrence is determined and a trip signal of the circuit breaker of the transformer is output.

〔作用〕[Action]

本発明の変換器の保護システムにおいて、前記各手段
がどのような働きをするかを以下に示す。
In the converter protection system according to the present invention, the following describes how each of the means functions.

運転状態模擬手段の具体例としての前記神経回路モデ
ルにおいて、保護対象変圧器の特定の運転状態における
端子電流,端子電圧などの学習用サンプルを回路内接続
強度として決定する学習手段は、前記教師信号と出力信
号との偏差が減少する方向に回路内接続強度を繰り返し
計算により修正する。別の学習用サンプルが入力層に提
示されたときも、これに対応した別の教師信号と出力信
号との偏差が減少する方向に回路内接続強度を同様の方
法で修正する。それによつて、複数の運転状態に対応し
た複数の学習用サンプルが同一神経回路モデル内に同じ
方向で学習することが可能となる。
In the neural circuit model as a specific example of the operating state simulating means, the learning means for determining a learning sample such as a terminal current or a terminal voltage in a specific operating state of the transformer to be protected as a connection strength in the circuit, the learning means comprises: The connection strength in the circuit is corrected by iterative calculation in the direction in which the deviation between the signal and the output signal decreases. Even when another learning sample is presented to the input layer, the in-circuit connection strength is corrected in the same manner so that the deviation between the corresponding teacher signal and the output signal decreases. Thus, a plurality of learning samples corresponding to a plurality of driving states can learn in the same neural network model in the same direction.

従つて、教師信号としては、単に励磁突入,内部事故
などの運転状態別に出力層の特定部位のみ信号が出力さ
れるように目標出力パターンを定義するだけでよく、容
易に、且つ自動的に種々の運転状態を学習することがで
きる。
Therefore, as the teacher signal, it is sufficient to simply define the target output pattern so that the signal is output only to a specific portion of the output layer for each operating state such as an excitation rush or an internal accident. Can learn the driving state of the vehicle.

上記手段で予め種々の運転状態の学習を完了した運転
状態模擬手段を用いて運転中の状態を判定し、内部事故
を検出して遮断器のトリツプ信号を出力する出力手段
は、前記種々の運転状態の学習時に決定した回路内接続
強度に従つて入力信号が変換されたとき、強い信号とし
て出力される出力層の部位とその出力信号の強さによつ
て運転状態を判別し、内部事故状態と判定したとき遮断
器のトリツプ信号を出力する。
The output means for judging the operating state by using the operating state simulating means in which learning of various operating states has been completed in advance by the above means, detecting an internal accident and outputting a trip signal of the circuit breaker, When the input signal is converted according to the connection strength in the circuit determined at the time of state learning, the operating state is determined based on the part of the output layer that is output as a strong signal and the strength of the output signal, and the internal accident state is determined. Output a trip signal of the circuit breaker.

上記入力信号の変換は、単純な関数演算と積和演算の
みからなり、従来方式のような高調波分析や特別な演算
が不要となるため、処理時間が短く、十分に実時間処理
が可能である。
The conversion of the input signal consists of only a simple function operation and a multiply-accumulate operation, and eliminates the need for harmonic analysis and special operations as in the conventional method, so that the processing time is short and sufficient real-time processing is possible. is there.

〔実施例〕〔Example〕

本発明による変圧器の保護システムの一実施例を、保
護対象変圧器主回路も含めて第1図に示し、以下説明を
加える。
One embodiment of a transformer protection system according to the present invention, including a transformer main circuit to be protected, is shown in FIG. 1 and will be described below.

第1図において、11,12は保護対象変圧器の一次及び
二次巻線、21,22は一次側及び二次側電流変成器、31,32
は一次側及び二次側電圧変成器、41,42は一次側及び二
次側遮断器、1100ないし1500で構成されるのは変圧器の
保護システム1000である。
In FIG. 1, 11 and 12 are primary and secondary windings of a transformer to be protected, 21 and 22 are primary and secondary current transformers, and 31 and 32.
Is a primary and secondary voltage transformer, 41 and 42 are primary and secondary circuit breakers, and 1100 to 1500 is a transformer protection system 1000.

変圧器の保護システム1000は次の各手段を備えてい
る。即ち、上記電流,電圧変成器で検出された保護対象
変圧器の端子電流,端子電圧などの入力情報を変換して
運転状態模擬用データ1100と学習用データ1120を作成す
る入力手段1100と、学習用データ1120を元に複数の特定
の運転状態での現象を所定の様式で学習サンプルとして
記憶する学習用サンプル記憶手段1200と、学習用サンプ
ル記憶手段1200に記憶されている複数の学習用サンプル
情報1210を所定の手順で後述の運転状態模擬手段として
の神経回路モデル1300に学習されるための学習管理手段
1400と、学習管理手段1400から提示された学習用入力デ
ータ1410を回路内接続強度として記憶すると共に入力手
段1100から入力される運転状態模擬用データ1110を用い
た上記回路内接続強度に基づいて想起信号1310を出力す
るための前記運転状態模擬手段としての神経回路モデル
1300と、想起信号1310に基づいて保護対象変圧器の内部
事故の発生を判定して遮断器41,42のトリツプ信号1510
を出力する出力手段1500とを有して構成されている。
The transformer protection system 1000 includes the following units. That is, an input means 1100 for converting input information such as a terminal current and a terminal voltage of the protection target transformer detected by the current and voltage transformers to create operating state simulation data 1100 and learning data 1120; Learning sample storage means 1200 for storing a plurality of phenomena in a specific operating state as learning samples in a predetermined manner based on the learning data 1120, and a plurality of learning sample information stored in the learning sample storage means 1200. Learning management means for learning 1210 to the neural circuit model 1300 as a driving state simulation means described later in a predetermined procedure
1400 and the learning input data 1410 presented from the learning management means 1400 are stored as in-circuit connection strength, and are recalled based on the in-circuit connection strength using the driving state simulation data 1110 input from the input means 1100. Neural circuit model as the driving state simulating means for outputting signal 1310
1300 and the occurrence of an internal accident in the transformer to be protected is determined based on the recall signal 1310 and the trip signal 1510 of the circuit breakers 41 and 42 is determined.
And an output means 1500 for outputting

本変圧器の保護システムは、演算装置,記憶装置,入
出力装置などのハードウエアとして有する、例えばマイ
クロコンピユータシステムにて構成することができる。
上述した各手段の機能は、これらのハードウエアと、供
給されるプログラムにより構成される。
The protection system of the transformer can be constituted by, for example, a micro computer system having hardware such as an arithmetic device, a storage device, and an input / output device.
The function of each unit described above is constituted by these hardware and a supplied program.

運転状態模擬手段としての神経回路モデル1300は、例
えば、入力層,中間層,出力層及びそれらの接続網とを
メモリ空間上に定義する機能と、学習時,運転状態模擬
時の演算機能,回路内接続強度分布などの演算結果を記
憶保持する機能とを有し、これに、プログラムとメモリ
とで構成される。前記入力層,中間層等は、構造パラメ
ータとして、外部から指示されて、その個数,配置など
が決定される。
The neural network model 1300 as the driving state simulation means includes, for example, a function of defining an input layer, an intermediate layer, an output layer and a connection network thereof in a memory space, a calculation function at the time of learning and a driving state simulation, and a circuit. And a function of storing and holding a calculation result such as an internal connection strength distribution, and is configured by a program and a memory. The number and arrangement of the input layer, the intermediate layer, and the like are determined from outside as structural parameters.

本実施例の神経回路モデル1300は、それを構成する各
機能をプログラム及びデータとして記憶することによ
り、保存することができる。なお、一旦学習した状態が
固定的なものである場合は、回路素子に置き換えて、ハ
ードウエアとして構成することもできる。即ち、神経回
路モデルICとしてもよい。
The neural circuit model 1300 of the present embodiment can store each function constituting the neural circuit model 1300 by storing it as a program and data. If the state once learned is fixed, it may be replaced with circuit elements and configured as hardware. That is, a neural circuit model IC may be used.

次に、運転状態模擬手段としての神経回路モデル1300
と、学習管理手段1400について説明する。
Next, a neural circuit model 1300 as a driving state simulation means
The learning management means 1400 will be described.

第2図は神経回路モデル1300を構成する一個のユニツ
トモデル1320を示す。
FIG. 2 shows one unit model 1320 constituting the neural network model 1300.

ここで、ユニツトへの入力信号x1,x2,…xnは、値域
(0,1)をとり、シナプス加重w1,w2,…wnは、値域(−
∞,+∞)をとるものとする。ここで、i番目の入力信
号xiからユニツトへ伝わる入力uiを、 ui=xixi …(1) とすると、ユニツトへの総入力Uは、 となる。
Here, the input signals x 1 to Yunitsuto, x 2, the ... x n, takes the value range (0, 1), synaptic weights w 1, w 2, ... w n are range (-
∞, + ∞). Here, if the input u i transmitted from the i-th input signal x i to the unit is u i = x i x i (1), the total input U to the unit is Becomes

又、ユニツト出力yは、 で定義する。ただし、(3)式においてUoはバイアスで
ある。
The unit output y is Defined by Where Uo is a bias in the equation (3).

本実施例では、以上述べたユニツトモデル1320は第3
図に示すように層状に配置し、各ユニツト1320からの出
力信号を次層の各ユニツト1320への入力信号とする構成
としたものを神経回路モデル1300とする。
In this embodiment, the unit model 1320 described above is the third model.
As shown in the figure, a neural circuit model 1300 is arranged in a layered manner and the output signal from each unit 1320 is used as an input signal to each unit 1320 in the next layer.

上記ユニツトモデル1320及び神経回路モデル1300に関
しては、ザ エムアイテイー プレス,ニユーロコンピ
ユーテング フアンデーシヨンズ オブ リサーチ,198
8年、第318頁から第362頁(The MIT Press,Neurocomput
ing Foundations of Research,1988,PP318−362)に詳
しく述べられている。
Regarding the unit model 1320 and the neural circuit model 1300, see the MIT Press, Niuro Computing Foundations of Research, 198
8 years, pages 318 to 362 (The MIT Press, Neurocomput
ing Foundations of Research, 1988, PP 318-362).

又、本論文では、第3図に示すように、ある入力信号
パターン1330を入力層に与えたとき、出力層からの出力
信号パターン1340が所望する信号パターン、即ち教師信
号パターン1350となるように、両者の誤差に応じて中間
層及び出力層の各ユニツトへの入力部の接続強度、即ち
シナプス加重を修正する学習アルゴリズム(バツクプロ
パゲーシヨンと称している)が示されている。本実施例
の学習管理手段1400においても、学習アルゴリズムその
ものは、上記論文に示されたバツクプロパゲーシヨンを
用いている。
In this paper, as shown in FIG. 3, when a certain input signal pattern 1330 is given to the input layer, the output signal pattern 1340 from the output layer becomes a desired signal pattern, that is, a teacher signal pattern 1350. A learning algorithm (referred to as backpropagation) for correcting the connection strength of the input section to each unit of the intermediate layer and the output layer, that is, the synaptic weight, according to the error between them, is shown. Also in the learning management means 1400 of the present embodiment, the learning algorithm itself uses the back propagation shown in the above-mentioned paper.

第4図はバツクプロパゲーシヨンのアルゴリズムを具
体的に説明したものである。本図は、アルゴリズムを分
かり易くするために、出力層のk番目の出力信号y3k
着目して、これを教師信号ytkに一致させるためのシナ
プス加重の修正手順を示したものである。
FIG. 4 specifically illustrates the algorithm of the back propagation. This figure focuses on the k-th output signal y 3k of the output layer to make the algorithm easy to understand, and shows a synapse weight correction procedure for matching this with the teacher signal ytk .

以下、第4図に示すアルゴリズムを具体的に説明す
る。
Hereinafter, the algorithm shown in FIG. 4 will be specifically described.

まず、k番目の出力信号y3kと教師信号ytkとの誤差ek
は、 ek=ytk−y3k …(4) である。ユニツトの動作レベルU3kに於ける誤差の影響
度をd3kとすると、d3kは、 d3k=ekf′3k(U3k) …(5) で表される。ただし、f′(U)は次の通りである。
First, the error e k between the k-th output signal y 3k and the teacher signal y tk
Is e k = y tk −y 3k (4). Assuming that the degree of influence of the error on the operation level U 3k of the unit is d 3k , d 3k is represented by d 3k = e k f′3 k (U 3k ) (5). Here, f '(U) is as follows.

従つて、出力層k番目のユニツトにおけるj番目の入
力部にあるシナプス加重w3k,2iの修正量Δw3k,2i(N+
1)は、次式で表される。
Accordingly, the correction amount Δw 3k , 2i (N +) of the synapse weights w 3k , 2i at the j-th input section in the k-th unit of the output layer
1) is represented by the following equation.

Δw3k,2i(N+1)=ηd3ky2i …(7) ここで、Nは前回を示す記号で、ηは学習定数と称す
る。又、y2iは中間層のj番目の出力信号を示す。ただ
し、安定的な収束を実現するために、(7)式で得た修
正量をそのまま使用せず、次式で表す方法で修正し、新
たなシナプス加重w3k,2i(N+1)を次式のように得
る。
Δw 3k, 2i (N + 1 ) = ηd 3k y 2i ... (7) where, N represents a symbol indicating the last time, eta is referred to as a learning constant. Y 2i indicates the j-th output signal of the intermediate layer. However, in order to realize stable convergence, the correction amount obtained by the equation (7) is not used as it is, but is corrected by a method expressed by the following equation, and a new synapse weight w 3k , 2i (N + 1) is calculated by the following equation. Get like.

w3k,2i(N+1)=w3k,2i(N)+Δw3k,2i(N+1) +αΔw3k,2i(N) …(8) ここで、αは安定化定数と称する。w 3k , 2i (N + 1) = w 3k , 2i (N) + Δw 3k , 2i (N + 1) + αΔw 3k , 2i (N) (8) where α is referred to as a stabilization constant.

以上、出力層の入力部のシナプス加重の修正方法を示
した。
As described above, the method of correcting the synapse weight of the input section of the output layer has been described.

次に、中間層の入力部のシナプス加重の修正方法を説
明する。第4図では中間層のj番目のユニツトのi番目
の入力部にあるシナプス加重w2i,1iに着目して、その修
正方法を示してある。
Next, a method of correcting the synapse weight of the input unit of the hidden layer will be described. FIG. 4 shows a method of correcting the synapse weights w 2i and 1i in the i-th input section of the j-th unit in the intermediate layer.

この場合のユニツトの動作レベルU2iに於ける誤差の
影響度d2iは、出力層の全ユニツト出力の誤差を考慮し
て決定されるべきで、 で表される。従つて、中間層のj番目のユニツトにおけ
るi番目の入力部にあるシナプス加重の修正量Δw2i,1i
(N+1)は次式で表される。
In this case, the degree of influence d 2i of the error on the operation level U 2i of the unit should be determined in consideration of the error of all the unit outputs of the output layer. It is represented by Accordingly, the correction amount Δw 2i , 1i of the synapse weight at the i-th input unit in the j-th unit of the hidden layer
(N + 1) is represented by the following equation.

Δw2i,1i(N+1)=ηd2iy1i …(10) ここで、Nは前回を示す記号で、ηは学習定数であ
る。また、y1iは入力層のi番目の出力信号を示す。た
だし、出力層の場合と同様、安定な収束を実現するため
に、(10)式で得られた修正量をそのまま使用せず、次
式で表す方式で修正し、新たなシナプス加重w2i,1i(N
+1)を得る。
Δw 2i , 1i (N + 1) = ηd 2i y 1i (10) where N is a symbol indicating the previous time, and η is a learning constant. Also, y 1i indicates the i-th output signal of the input layer. However, as in the case of the output layer, in order to achieve stable convergence, the correction amount obtained by Expression (10) is not used as it is, but is corrected by the method expressed by the following expression, and a new synapse weight w 2i , 1i (N
+1).

w2i,1i(N+1)=w2i,1i(N)+Δw2i,1i(N+1) +αΔw2i,1i(N) …(11) ここで、αは安定化定数である。w 2i , 1i (N + 1) = w 2i , 1i (N) + Δw 2i , 1i (N + 1) + αΔw 2i , 1i (N) (11) where α is a stabilization constant.

上記(4)〜(11)式の演算処理を繰り返すことによ
り、誤差ekを最小化することができる。即ち、出力層か
らの出力信号パターンを教師信号パターンに一致させる
ことができ、その結果、入力信号パターンが神経回路モ
デル内のシナプス加重分布(即ち、回路内接続強度分
布)として記憶(学習)したことになる。
The error e k can be minimized by repeating the arithmetic processing of the above equations (4) to (11). That is, the output signal pattern from the output layer can be made to match the teacher signal pattern, and as a result, the input signal pattern is stored (learned) as a synapse weight distribution (ie, in-circuit connection strength distribution) in the neural circuit model. Will be.

又、別の入力信号パターンを入力層に提示し、教師信
号パターンもこれに対応して別のパターンを提示すれ
ば、上記アルゴリズムが動作し、新たなシナプス加重分
布として記憶(学習)したことになる。
Also, if another input signal pattern is presented to the input layer, and the teacher signal pattern also presents another pattern corresponding to this, the above algorithm operates and is stored (learned) as a new synapse weight distribution. Become.

このようなアルゴリズムを用いれば、複数の学習用サ
ンプルを同一神経回路モデル内に記憶することが可能で
ある。又、この様にして学習した神経回路を用いれば、
未学習のパターンが入力された場合でも、既学習パター
ンのうち最も類似したものに対応した出力信号パターン
が出力層から得られる。
By using such an algorithm, it is possible to store a plurality of learning samples in the same neural network model. Also, if the neural circuit learned in this way is used,
Even when an unlearned pattern is input, an output signal pattern corresponding to the most similar one of the learned patterns is obtained from the output layer.

上記方法で、保護対象変圧器の特定の運転状態での電
流,電圧などの情報と、その運転状態とを対応づけて、
神経回路モデル1300に学習させる。
In the above method, information such as current and voltage in a specific operation state of the transformer to be protected is associated with the operation state,
Train the neural network model 1300.

次に、入力手段1100において、保護対象変圧器の端子
電流,端子電圧などの入力情報を変換して、運転状態模
擬用データ1110と学習用データ1120を作成する方法につ
いて説明する。
Next, a method of converting input information such as a terminal current and a terminal voltage of the transformer to be protected by the input unit 1100 to generate the operating state simulation data 1110 and the learning data 1120 will be described.

まず、入力情報として、保護対象変圧器の端子電流を
用いる場合について、幾つかの方法を説明する。
First, several methods will be described for the case where a terminal current of a transformer to be protected is used as input information.

第一番目の方法では、保護対象変圧器の端子電流を所
定の時間間隔でサンプリングし、合成して差電流を求
め、この差電流の複数サンプル分、例えば系統周波数の
1サイクル分のデータを、運転状態模擬用データ1110と
する。差電流の1サイクル分のデータには、従来方式の
ように第2高調波成分のみでなく、多くの高調波成分の
情報が含まれているので、このデータを用いることで、
より高精度に励磁突入現象と内部事故現象とを判別する
ことができる。
In the first method, the terminal current of the transformer to be protected is sampled at predetermined time intervals and synthesized to obtain a difference current, and a plurality of samples of the difference current, for example, data for one cycle of the system frequency, The operating state simulation data 1110 is used. Since the data of one cycle of the difference current contains not only the second harmonic component but also information of many harmonic components as in the conventional method, by using this data,
It is possible to distinguish the excitation inrush phenomenon and the internal accident phenomenon with higher accuracy.

第二番目の方法は、第一番目の方法において、差電流
の代わりに各端子電流そのものを用いるようにすること
である。各端子電流には、差電流以上に変圧器の運転情
報が含まれているので、より高精度に変圧器の運転状態
を判別できることが期待できる。運転状態模擬手段1300
の学習効率を高めるため、各端子電流は、任意の基準巻
数に換算して、運転状態模擬用データ1110とするのが望
ましい。
The second method is to use each terminal current itself instead of the difference current in the first method. Since each terminal current contains the operation information of the transformer more than the difference current, it can be expected that the operation state of the transformer can be determined with higher accuracy. Operating state simulation means 1300
In order to improve the learning efficiency, it is desirable to convert each terminal current into an arbitrary reference number of turns and obtain operating state simulation data 1110.

上記運転状態模擬用データを作成するに当たつて、ど
の時点からの電流サンプリングデータを用いるかは任意
である。ただし、そのためには、運転状態模擬手段とし
ての神経回路モデル1300に、これに対応した多くのケー
スを学習させることが必要である。そこで、学習効率向
上のために、どの時点からの電流サンプリングデータを
用いるかを予め決めておくのが望ましい。例えば、電流
又は電圧の特定の位相からのサンプリングデータを用い
るようにする。
In creating the operating state simulation data, it is optional to use the current sampling data from which time point. However, for that purpose, it is necessary to make the neural circuit model 1300 as the driving state simulation means learn many cases corresponding to this. Therefore, it is desirable to determine in advance from which point the current sampling data should be used in order to improve the learning efficiency. For example, sampling data from a specific phase of current or voltage is used.

内部事故発生時には差電流が生ずるので、差電流が所
定の大きさを上越えた時点からのサンプリングデータを
用いるようにするのが一つの具体的な方法である。この
様にすることで、差電流が発生していない、内部事故で
も鉄心の磁気飽和でもない運転状態を学習する必要がな
いので、学習効率及び運転状態模擬精度を高めることが
できる。
Since a difference current occurs when an internal accident occurs, one specific method is to use sampling data from the time when the difference current exceeds a predetermined magnitude. By doing so, there is no need to learn an operating state in which a difference current is not generated, and there is neither an internal accident nor magnetic saturation of the iron core, so that learning efficiency and operating state simulation accuracy can be improved.

第3図で示した神経回路モデル1300における入力相の
各ユニツト1320に、上記複数サンプル分の運転状態模擬
用データ1110をどの様に割り当てるかは任意であり、学
習方法と対応してさえいればよい。
How to assign the operation state simulation data 1110 for the plurality of samples to each unit 1320 of the input phase in the neural circuit model 1300 shown in FIG. 3 is arbitrary, as long as it corresponds to the learning method. Good.

なお、運転状態模擬用データ1110は、所定の複数サン
プル、例えば1サイクル毎に更新される。又、この運転
状態模擬用データ1110は、0から1の値域、又は−1か
ら+1の値域に正規化して用いるのが望ましい。
The operating state simulation data 1110 is updated for a plurality of predetermined samples, for example, every cycle. It is desirable that the operating state simulation data 1110 be normalized to a value range from 0 to 1 or a value range from -1 to +1.

次に、入力情報として、保護対象変圧器の端子電流と
端子電圧とを用いる場合について、幾つかの方法を説明
する。
Next, several methods will be described for the case where the terminal current and the terminal voltage of the transformer to be protected are used as input information.

第一番目の方法では、上記した保護対象変圧器の端子
電流を用いる方法において、端子電圧のサンプリングデ
ータを、運転状態模擬用データ1110に追加する。端子電
圧情報が加わつた分だけ情報量が増えるので、変圧器運
転状態の模擬精度が向上すると共に、端子電流情報のみ
を用いる方式のように、必ずしも1サイクル分のデータ
は必要としない利点がある。
In the first method, in the above-described method using the terminal current of the transformer to be protected, sampling data of the terminal voltage is added to the operation state simulation data 1110. Since the amount of information is increased by the addition of the terminal voltage information, the simulation accuracy of the transformer operating state is improved, and there is an advantage that data for one cycle is not necessarily required as in the method using only terminal current information. .

運転状態模擬用データ1110の更に効果的な作成法につ
いて、変圧器の電圧,電流関係式と対応させて、次に説
明する。
A more effective method of creating the operating state simulation data 1110 will be described below in association with the voltage and current relational expressions of the transformer.

第5図に2巻線変圧器の略線図を示す。第5図におい
て、1は2巻線変圧器、10は鉄心、11,12は一次及び二
次巻線である。v1,v2、及びi1,i2は、一次、二次端子電
圧、及び一次、二次端子電流を示すが、以下の説明の簡
単のため、任意の基準巻数に換算されているものとす
る。一般に電力用変圧器の抵抗分はインダクタンス分に
比べて無視できるので、各端子電圧と端子電流とには、
次の関係がある。
FIG. 5 shows a schematic diagram of a two-winding transformer. In FIG. 5, 1 is a two-winding transformer, 10 is an iron core, and 11 and 12 are primary and secondary windings. v 1 , v 2 , and i 1 , i 2 indicate the primary and secondary terminal voltages, and the primary and secondary terminal currents, but are converted to arbitrary reference turns for simplicity of the following description. And Generally, the resistance of a power transformer is negligible compared to the inductance.
There is the following relationship:

(12)式において、L11,L22は一次及び二次巻線の自
己インダクタンス、L12=L21は一次、二次巻線間の相互
インダクタンスである。従つて、変圧器の特性は、端子
電圧と、端子電流の時間微分に関係している。
In the equation (12), L 11 and L 22 are self-inductances of the primary and secondary windings, and L 12 = L 21 is a mutual inductance between the primary and secondary windings. Therefore, the characteristics of the transformer are related to the terminal voltage and the time derivative of the terminal current.

そこで、入力情報として、保護対象変圧器の端子電流
と端子電圧とを用いる第二番目の方法は、端子電流の時
間微分値を求め、この電流微分値情報と、端子電圧情報
とを、運転状態模擬用データ1110とすることである。上
記第一番目の方法では、事故判定に約1サイクル分のサ
ンプリングデータが必要であるのに対し、この方法では
電流微分値を得るための数サンプルのデータのみで良い
ため、事故判定が高速度でできる。又、第3図で示した
運転状態模擬手段としての神経回路モデルにおいて、入
力相のユニツト数が少なくて済むため、効果的な学習及
び判定ができる。
Therefore, the second method using the terminal current and the terminal voltage of the transformer to be protected as input information is to obtain a time differential value of the terminal current, and to convert the current differential value information and the terminal voltage information into the operating state. That is, the simulation data 1110 is used. In the first method, the sampling data for about one cycle is required for the fault judgment. On the other hand, in this method, only a few samples of data for obtaining the current differential value are required. Can be done. Further, in the neural circuit model as the driving state simulating means shown in FIG. 3, since the number of units of the input phase is small, effective learning and determination can be performed.

(13)式において、y11,y22は駆動点アドミツタン
ス、y12=y21は伝達アドミツタンスである。なお、これ
らはインダクタンスの逆数の次元を有するが、適当な表
現法がないため、ここでは便宜上アドミツタンスと称し
ている。第5図の変圧器は、第6図に示す等価回路で表
され、(13)式と関係付けられる。なお、y10,y20は並
列アドミツタンスで、 の関係がある。以上より、変圧器の特性は端子電圧の積
分値と、端子電流とに関係している。
In equation (13), y 11 and y 22 are driving point admittances, and y 12 = y 21 is a transmission admittance. Although these have dimensions of the reciprocal of the inductance, they are referred to as admittance for convenience here because there is no appropriate expression method. The transformer shown in FIG. 5 is represented by an equivalent circuit shown in FIG. 6, and is related to equation (13). Note that y 10 and y 20 are parallel admittances, There is a relationship. As described above, the characteristics of the transformer are related to the integral value of the terminal voltage and the terminal current.

そこで、入力情報として、保護対象変圧器の端子電流
と端子電圧とを用いる第三番目の方法は、端子電圧の積
分値を求め、この電圧積分値情報と、端子電流情報と
を、運転状態模擬用データ1110とすることである。上記
第二番目の方法では電流微分値を求めるが、一般に電力
系統の電流の微分値は、立ち上がりの急峻な高周波ノイ
ズなどによつて大きく影響される。これに対し、電圧の
積分値を用いる本方法は、高周波ノイズの影響を受けに
くい特徴がある。
Therefore, a third method using the terminal current and the terminal voltage of the transformer to be protected as the input information is to calculate the integral value of the terminal voltage, and simulate the operating state of the voltage integrated value information and the terminal current information. Data 1110. In the second method, the current differential value is obtained. Generally, the current differential value of the power system is largely affected by high-frequency noise having a sharp rise. On the other hand, this method using the integrated value of the voltage has a feature that it is hardly affected by high frequency noise.

入力装置として、保護対象変圧器の端子電流と端子電
圧情報とを用いる上記した方法において、端子電流から
得られる差電流が所定の値を越えているときのサンプリ
ングデータを用いるようにすることは、内部事故でも鉄
心の磁気飽和でもない運転状態を学習する必要がないの
で、学習効率及び運転状態模擬精度を高めるのに効果が
ある。
As the input device, in the above-described method using the terminal current and the terminal voltage information of the transformer to be protected, the sampling data when the difference current obtained from the terminal current exceeds a predetermined value is used. Since there is no need to learn an operating state that is neither an internal accident nor a magnetic saturation of the iron core, it is effective in improving learning efficiency and operating state simulation accuracy.

特に第三番目の方法においては、上記端子電圧の積分
値として、差電流が所定の値を越えた時点を起点とする
現時点までの積分値を用いるようにすれば、変圧器の運
転状態が変化した後の必要で十分な情報のみを用いるこ
とになるので、現時点が内部事故状態なのか、鉄心の磁
気飽和状態なのかを、短時間で正しく判定できる。
In particular, in the third method, if the integrated value up to the present time starting from the time when the difference current exceeds a predetermined value is used as the integrated value of the terminal voltage, the operating state of the transformer changes. Since only the necessary and sufficient information after use is used, it can be correctly determined in a short time whether the current time is an internal accident state or a magnetic saturation state of the iron core.

次に、出力手段15000における内部事故判定法を、運
転状態模擬手段としての神経回路モデル1300の、入力層
及び出力層の各ユニツト1320の設定法と対応させて、3
巻線変圧器の場合を例として説明する。
Next, the internal accident determination method in the output means 15000 is made to correspond to the setting method of each unit 1320 of the input layer and the output layer of the neural network model 1300 as the driving state simulating means.
The case of a winding transformer will be described as an example.

第7図に3巻線変圧器の略線図を、第8図にその等価
回路を示す。
FIG. 7 shows a schematic diagram of a three-winding transformer, and FIG. 8 shows an equivalent circuit thereof.

第7図において、1は3巻線変圧器、10は鉄心、11,1
2,13は一次、二次及び三次巻線である。v1,v2,v3及び
i1,i2,i3は、一次、二次、三次端子電圧、及び一次、二
次、三次端子電流を示すが、以下の説明の簡単のため、
任意の基準巻数に換算されているものとする。
In FIG. 7, 1 is a three-winding transformer, 10 is an iron core, and 11,1
Reference numerals 2 and 13 are primary, secondary and tertiary windings. v 1 , v 2 , v 3 and
i 1 , i 2 , i 3 denote the primary, secondary, and tertiary terminal voltages and the primary, secondary, and tertiary terminal currents.
It is assumed that it has been converted to an arbitrary reference number of turns.

第8図に第7図で示した3巻線変圧器の等価回路を示
す。第8図中のy10,y20,y30は並列アドミツタンスであ
る。各並列アドミツタンスの値は変圧器の内部状態で変
化するが、前記した2巻線変圧器の場合と同様に、これ
らの変化の様相は、各端子電流の微分値と端子電圧、又
は端子電圧の積分値と端子電流とに関係している。
FIG. 8 shows an equivalent circuit of the three-winding transformer shown in FIG. In FIG. 8, y 10 , y 20 and y 30 are parallel admittances. Although the value of each parallel admittance changes depending on the internal state of the transformer, as in the case of the two-winding transformer described above, the aspect of these changes depends on the differential value of each terminal current and the terminal voltage or the terminal voltage. It is related to the integral value and the terminal current.

3巻線変圧器の巻線の構成例を第9図に示す。第9図
は変圧器内部の断面を模型的に示したもので、10は鉄
心、11,12,13は一次、二次及び三次巻線で、各巻線は鉄
心に同心状に巻回配置されている。第9図に示したよう
な巻線配置の3巻線変圧器の、各種運転状態における各
並列アドミツタンスの変化の様相の例を第10図に示す。
FIG. 9 shows a configuration example of the windings of the three-winding transformer. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the interior of the transformer, where 10 is an iron core, 11, 12, and 13 are primary, secondary, and tertiary windings, and each winding is concentrically wound around the iron core. ing. FIG. 10 shows an example of how the parallel admittance changes in various operating states of the three-winding transformer having the winding arrangement as shown in FIG.

第10図において、(a)は励磁突入時の特性で、電源
投入位相θ,鉄心の残留磁束密度BRにかかわらず、各並
列アドミツタンスの値はほぼ一定である。
In Figure 10, (a) represents a characteristic at the time of magnetizing inrush, power-on phase theta, irrespective of the residual magnetic flux density B R of the core, the value of each parallel Adomitsutansu is substantially constant.

(b),(c),(d)図は、それぞれ一次巻線,二
次巻線,三次巻線の短絡事故の場合の特性で、横軸は各
巻線の全巻数に対する短絡部分の巻数の割合を示す。短
絡した巻線の種類と短絡巻数によつて、各並列アドミツ
タンスの値が異なる。
(B), (c), and (d) show the characteristics in the event of a short-circuit fault in the primary winding, the secondary winding, and the tertiary winding, respectively. The horizontal axis represents the number of turns of the short-circuited portion with respect to the total number of turns of each winding. Indicates the ratio. The value of each parallel admittance differs depending on the type of the short-circuited winding and the number of short-circuited windings.

そこで、例えば、変圧器端子電圧の積分値と端子電流
とを、運転状態模擬手段としての神経回路モデル1300に
おける入力相1320のユニツトに与えたとき、上記4ケー
スの状態を模擬するためには、出力相として少なくとも
4個のユニツトを設定し、それぞれ上記4ケースに対応
させればよい。
Therefore, for example, when the integral value of the terminal voltage of the transformer and the terminal current are given to the unit of the input phase 1320 in the neural circuit model 1300 as the operating state simulating means, in order to simulate the states of the above four cases, At least four units may be set as output phases, and each may correspond to the above four cases.

具体的には、運転状態模擬手段としての神経回路モデ
ル1300の学習時に、励磁突入時の入力情報を入力信号13
30としたとき、出力信号1340として、一番目のユニツト
のものが1で、他は全て0になるように教師信号1350を
設定する。更に、一次巻線内部事故時の学習時には、出
力信号1340として、二番目のユニツトのものが1で他は
全て0になるように、教師信号1350を設定する。同様
に、二次巻線又は三次巻線内部事故時の学習時には、出
力信号1340として、三番目又は四番目のユニツトのもの
が1で他は全て0になるように、教師信号1350を設定す
る。
Specifically, at the time of learning the neural network model 1300 as the driving state simulation means, the input information at the time of the excitation rush is input signal 13
When 30 is set, the teacher signal 1350 is set so that the output signal 1340 is 1 for the first unit and 0 for all other units. Further, at the time of learning at the time of an accident inside the primary winding, the teacher signal 1350 is set as the output signal 1340 so that the signal of the second unit is 1 and all others are 0. Similarly, at the time of learning at the time of an accident inside the secondary winding or tertiary winding, the teacher signal 1350 is set as the output signal 1340 so that the signal of the third or fourth unit is 1 and all others are 0. .

一方、変圧器の外部の系統で事故が発生した場合、大
電流が変圧器を通過することによつて、電流変成器の誤
差などによつて、かなりの大きさの差電流が発生するこ
とがある。神経回路モデル1300の出力層に、この様な運
転状態に対応するユニツトを追加して設け、学習してお
くこともでき、判定制度を更に向上させるのに効果があ
る。
On the other hand, if an accident occurs in a system outside the transformer, a large current may pass through the transformer, causing a considerable difference current due to errors in the current transformer. is there. A unit corresponding to such an operation state can be additionally provided in the output layer of the neural circuit model 1300 and learned, which is effective in further improving the determination system.

以上のように学習しておけば、出力手段1500におい
て、神経回路モデル1300の出力層のどのユニツトの出力
信号が1に近く、どのユニツトの出力信号が0に近いか
を判定することによつて、内部事故発生の有無、更に
は、内部事故発生部位を知ることができる。内部事故発
生を検知した時、遮断器41及び42のトリツプ信号を出力
する。
By learning as described above, the output means 1500 determines which unit output signal of the output layer of the neural circuit model 1300 is close to 1 and which unit output signal is close to 0. It is possible to know whether or not an internal accident has occurred, and to know the location of the internal accident. When the occurrence of an internal accident is detected, the trip signal of the circuit breakers 41 and 42 is output.

又、出力信号のパターンを適当な形に記憶しておけ
ば、万一の事故発生時の状況を正しく把握できるので、
効果的な事故後の処理を行うことができる。
Also, if the output signal pattern is stored in an appropriate form, the situation at the time of an accident can be correctly grasped.
Effective post-accident handling can be performed.

逆に、内部事故かそうでないかのみを検出するのであ
れば、神経回路1300の出力層に、事故巻線毎のユニツト
を設ける必要はない。出力層のユニツト数を少なくする
ことは、神経回路モデル1300の構成を簡単にして、学習
効率を高めると共に、運転中の判定時間を短くする効果
がある。
Conversely, if only an internal fault is detected, it is not necessary to provide a unit for each fault winding in the output layer of the neural circuit 1300. Reducing the number of units in the output layer has the effects of simplifying the configuration of the neural network model 1300, increasing learning efficiency, and shortening the determination time during driving.

端子電流の微分値と端子電圧とを用いる場合のよう
に、少ないサンプル数のデータで判定する場合、遮断器
のトリツプ信号は、一回の内部事故判定で直ちに出力す
るのでなく、誤動作防止のため、内部事故判定が複数回
継続したとき、出力するようにするのが望ましい。
When determining with a small number of sample data, such as when using the differential value of the terminal current and the terminal voltage, the tripping signal of the circuit breaker is not output immediately after one internal accident determination, but to prevent malfunction. It is desirable to output when the internal accident determination is continued a plurality of times.

更に、出力手段1500から出力1510は、遮断器動作の信
頼性向上のため、他の適当なリレー要素の出力と組み合
わせることができる。例えば差電流の通過電流抑制リレ
ー要素の出力とのアンド条件で、遮断器のトリツプ信号
とする。
In addition, outputs 1510 through 1510 can be combined with the outputs of other suitable relay elements to increase the reliability of the circuit breaker operation. For example, the trip signal of the circuit breaker is determined based on the AND condition of the difference current and the output of the passing current suppression relay element.

以上、本発明における各手段の具体的構成について説
明した。
The specific configuration of each means in the present invention has been described above.

次に3巻線変圧器において、入力情報として端子電圧
の積分値と、端子電流値とを用いる場合を例にとつて、
本発明による変圧器保護システム全体の演算フローの例
を第11図に示し、各ステツプ毎にその内容を説明する。
Next, in a three-winding transformer, an example in which an integral value of a terminal voltage and a terminal current value are used as input information will be described.
FIG. 11 shows an example of the operation flow of the entire transformer protection system according to the present invention, and the contents will be described for each step.

まずステップS1で、時刻tにおける端子電圧v
1(t),v2(t),v3(t)、及び端子電流i1(t),i2
(t),i3(t)をサンプリングする。各電圧,電流は
任意の基準巻数に換算されているものとする。
First, in step S 1, the terminal at time t voltage v
1 (t), v 2 (t), v 3 (t) and terminal currents i 1 (t), i 2
(T), i 3 (t) are sampled. It is assumed that each voltage and current is converted into an arbitrary reference number of turns.

ステツプS2で、差電流Σi(t)を(15)式より求め
る。
In step S2, the difference current Σi (t) is obtained from equation (15).

Σi(t)=i1(t)+i2(t)+i3(t)…(15) ステツプS3で、Σi(t)の絶対値が所定の検出レベ
ルK1より大かどうかを判定する。K1より小であればステ
ツプS11に進む。K1以上であれば励磁突入又は内部事故
であり、ステツプS4に進む。
In Σi (t) = i 1 ( t) + i 2 (t) + i 3 (t) ... (15) step S 3, the absolute value is judged whether large or below a predetermined detection level K 1 of .sigma.i (t) . If it is smaller than K 1, the process proceeds to step S 11. If K 1 or a transformer inrush or internal accident, the process proceeds to step S 4.

ステツプS4で、差電流Σi(t)の絶対値が検出レベ
ルK1より大となつた1回目のサンプリング時であるかど
うかを判定する。前回のサンプリング時から引き続きK1
より大であれば、ステツプS6へ進む。1回目であれば、
ステツプS5へ進む。
In step S4, it determines whether the absolute value of the difference current .SIGMA.i (t) is the time of first sampling large and has fallen below the detection level K 1. K 1 continues from the previous sampling
If larger, the process proceeds to step S 6. If it is the first time,
Advances to step S 5.

ステツプS5では、次のように初期設定を行う。まずt0
=tとし、i1(t0),i2(t0),i3(t0)を記憶する。次
に電圧v1(t),v2(t),v3(t)の積分エリアとし
て、φ(t0),φ(t0),φ(t0をクリアする。
初期設定後、ステツプS12へ進む。
In step S 5, the initial setting in the following manner. First t 0
= T, and i 1 (t 0 ), i 2 (t 0 ), i 3 (t 0 ) are stored. Next, φ 1 (t 0 ), φ 2 (t 0 ), and φ 3 (t 0) are cleared as integration areas of the voltages v 1 (t), v 2 (t), and v 3 (t).
After initial setup, the process proceeds to step S 12.

ステツプS6で、電流増分A1(t),A2(t),A3(t)
を(16)式より求める。
In step S 6, the current increment A 1 (t), A 2 (t), A 3 (t)
Is obtained from equation (16).

ステツプS7で、電圧積分φ(t),φ(t),φ
(t)を、例えば台形則を適用して(17)式より求め
る。
In step S 7, the voltage integral φ 1 (t), φ 2 (t), φ
3 (t) is obtained from equation (17) by applying, for example, the trapezoidal rule.

ステツプS8で、学習済みの神経回路モデルに上記電流
増分値,電圧積分値を入力し、出力F1(t),F2(t),
F3(t),F4(t)を得る。各出力は、例えばそれぞ
れ、励磁突入、及び一次巻線,二次巻線,三次巻線内部
事故に対応している。
In step S 8, and input to the learned neural circuit model the current increment, a voltage integral value, the output F 1 (t), F 2 (t),
F 3 (t) and F 4 (t) are obtained. Each output corresponds to, for example, an excitation rush and an internal fault of the primary winding, the secondary winding, and the tertiary winding, respectively.

ステツプS9,S10で、F(t),F2(t),F3(t),F4
(t)の値によつて、内部事故発生の可能性を判定す
る。
In step S 9, S 10, F ( t), F 2 (t), F 3 (t), F 4
The possibility of occurrence of an internal accident is determined based on the value of (t).

内部事故発生の可能性があるときステツプS12で判定
フラグをセツトして、可能性がないときステツプS11
判定フラグをリセツトして、共にステツプS13に進む。
And excisional judgment flag at step S 12 when there is a possibility of an internal accident, and resetting the decision flag in step S 11 when there is no possibility, both proceed to step S 13.

ステツプS13,S14で判定フラグの継続性を判定する。Step judges the continuity of the determination flag in S 13, S 14.

継続性があるときステツプS16で事故判定し、継続性
がないとき、S15で健全判定する。ステツプS16で事故判
定したとき、遮断器のトリツプ信号、又はトリツプ許容
信号を出力する。
And accident determining in step S 16 when there is continuity, when there is no continuity, integrity in S 15 determines. When the accident determination at step S 16, Toritsupu signal of the circuit breaker, or outputs a Toritsupu allowable signal.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、入力情報を最
大限に効果的に活用し、且つ容易で客観的に内部事故検
出機能を設定できるので、高信頼度な変圧器保護システ
ムを構築できる特徴がある。
As described above, according to the present invention, since the input information can be utilized effectively and maximally and the internal accident detection function can be set easily and objectively, a highly reliable transformer protection system can be constructed. There are features.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例の変圧器の保護システムの全
体構成を示すブロツク図、第2図は運転状態模擬手段と
しての神経回路モデルを構成する一つのユニツトモデル
を示す説明図、第3図は神経回路モデルの基本構成と学
習アルゴリズムの基本手順を示す説明図、第4図は学習
アルゴリズムの詳細手段を示す説明図、第5図は2巻線
変圧器を示す略線図、第6図は2巻線変圧器の等価回路
図、第7図は3巻線変圧器を示す略線図、第8図は3巻
線変圧器の等価回路図、第9図は3巻線変圧器の巻線断
面構成を示す略線図、第10図は3巻線変圧器の並列アド
ミツタンス特性の例を示す図、第11図は本発明の変圧器
保護システムにおける演算法の一実施例を示すフロー図
である。 1……変圧器、41,42……遮断器、1000……変圧器の保
護システム、1100……入力手段、1200……学習用サンプ
ル記憶手段、1300……運転状態模擬手段、1400……学習
管理手段、1500……出力手段。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a transformer protection system according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram showing one unit model constituting a neural circuit model as operating state simulation means. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a neural circuit model and a basic procedure of a learning algorithm. FIG. 4 is an explanatory diagram showing detailed means of a learning algorithm. FIG. 5 is a schematic diagram showing a two-winding transformer. 6 is an equivalent circuit diagram of a two-winding transformer, FIG. 7 is a schematic diagram showing a three-winding transformer, FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of a three-winding transformer, and FIG. FIG. 10 is a diagram showing an example of parallel admittance characteristics of a three-winding transformer, and FIG. 11 is an embodiment of an operation method in the transformer protection system of the present invention. It is a flowchart which shows. 1 Transformer 41, 42 Circuit breaker 1000 Transformer protection system 1100 Input means 1200 Learning sample storage means 1300 Operating state simulation means 1400 Learning Management means, 1500 ... Output means.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 3/00 H02H 3/28 H02H 7/04 - 7/045 H02J 3/00 G05B 13/02 - 13/04 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02H 3/00 H02H 3/28 H02H 7 /04-7/045 H02J 3/00 G05B 13/02-13/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】保護対象変圧器の端子電流又は端子電流か
ら得られる差電流を検出し、得られた電流情報により該
変圧器の内部事故の有無を判定して遮断器のトリツプ信
号を出力する変圧器の保護システムにおいて、保護対象
変圧器の特定の運転状態における端子電流又は端子電流
から得られる差電流情報の複数種類のサンプルを、各々
の運転状態と対応して予め学習し、該変圧器の端子電流
又は端子電流から得られる差電流情報が入力されたと
き、上記学習結果に対応する出力を得る運転状態模擬手
段と、上記変圧器の端子電流又は端子電流から得られる
差電流情報を上記運転状態模擬手段に入力する入力手段
と、上記運転状態模擬手段の出力信号から上記変圧器の
内部事故の発生を判定して、該変圧器の遮断器のトリツ
プ信号を出力する出力手段とを備えて構成されることを
特徴とする変圧器の保護システム。
1. A terminal current of a transformer to be protected or a difference current obtained from the terminal current is detected, the presence or absence of an internal fault in the transformer is determined based on the obtained current information, and a trip signal of a circuit breaker is output. In a transformer protection system, a plurality of types of samples of terminal current or difference current information obtained from terminal current in a specific operation state of a protected transformer are learned in advance in correspondence with each operation state, and the transformer is When the terminal current or the difference current information obtained from the terminal current is input, the operating state simulating means for obtaining an output corresponding to the learning result, and the difference current information obtained from the terminal current or the terminal current of the transformer, From the input means input to the operating state simulating means and the output signal of the operating state simulating means, it is determined whether an internal accident has occurred in the transformer and an output for outputting a trip signal of the circuit breaker of the transformer. Transformer protection system characterized in that it is constituted by a unit.
【請求項2】保護対象変圧器の端子電流又は端子電流か
ら得られる差電流を検出し、得られた電流情報により該
変圧器の内部事故の有無を判定して遮断器のトリツプ信
号を出力する変圧器の保護システムにおいて、保護対象
変圧器の特定の運転状態における端子電流又は端子電流
から得られる差電流情報の複数種類のサンプルを、各々
の運転状態と対応して予め学習し、該変圧器の端子電流
又は端子電流から得られる差電流情報が入力されたと
き、上記学習結果に対応する出力を得る運転状態模擬手
段と、上記変圧器の端子電流又は端子電流から得られる
差電流情報を上記運転状態模擬手段に入力する入力手段
と、上記変圧器の特定の運転状態における端子電流又は
端子電流から得られる差電流情報の1種又は2種以上の
サンプルを順次与え、各々の電流状態毎に異なる態様の
出力信号を得るように、上記運転状態模擬手段を学習さ
せる学習手段と、上記運転状態模擬手段の出力信号から
上記変圧器の内部事故の発生を判定して、該変圧器の遮
断器のトリツプ信号を出力する出力手段とを備えて構成
されることを特徴とする変圧器の保護システム。
2. A terminal current of a transformer to be protected or a difference current obtained from the terminal current is detected, and the presence or absence of an internal fault in the transformer is determined based on the obtained current information to output a trip signal of a circuit breaker. In a transformer protection system, a plurality of types of samples of terminal current or difference current information obtained from terminal current in a specific operation state of a protected transformer are learned in advance in correspondence with each operation state, and the transformer is When the terminal current or the difference current information obtained from the terminal current is input, the operating state simulating means for obtaining an output corresponding to the learning result, and the difference current information obtained from the terminal current or the terminal current of the transformer, Input means for inputting to the operating state simulating means, and one or two or more samples of terminal current or difference current information obtained from the terminal current in a specific operating state of the transformer are sequentially given. Learning means for learning the operating state simulating means, and determining the occurrence of an internal accident of the transformer from the output signal of the operating state simulating means, so as to obtain an output signal of a different mode for each current state, Output means for outputting a trip signal of a circuit breaker of the transformer.
【請求項3】保護対象変圧器の端子電流及び端子電圧情
報が入力されたとき、上記学習結果に対応する出力を得
る運転状態模擬手段を備えて、該変圧器の内部事故の有
無を判定して遮断器のトリツプ信号を出力する変圧器の
保護方法において、保護対象変圧器の特定の運転状態に
おける端子電流及び端子電圧情報の複数種類のサンプル
を各々の運転状態と対応させて上記運転状態模擬手段に
学習させ、保護対象変圧器と端子電流から得られる差電
流が所定の大きさを超えているときに、上記学習した運
転状態判定手段に、該変圧器の端子電流及び電圧情報を
入力させて、上記学習結果に対応する出力を得て、上記
運転状態判定手段の出力信号から、上記変圧器の内部事
故の発生を判定して、該変圧器の遮断器のトリツプ信号
を出力することを特徴とする変圧器の保護方法。
3. An operation state simulating means for obtaining an output corresponding to the learning result when terminal current and terminal voltage information of the transformer to be protected is input, and judges whether there is an internal accident of the transformer. In the method for protecting a transformer that outputs a trip signal of a circuit breaker, a plurality of types of samples of terminal current and terminal voltage information in a specific operation state of the transformer to be protected are associated with each operation state to simulate the operation state. When the difference current obtained from the transformer to be protected and the terminal current exceeds a predetermined magnitude, the learned operating state determination means inputs the terminal current and voltage information of the transformer. Obtaining an output corresponding to the learning result, determining the occurrence of an internal accident in the transformer from the output signal of the operating state determining means, and outputting a trip signal of the circuit breaker of the transformer. Transformer protection methods to symptoms.
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