JP3011968B2 - Distance relay for feeder circuit - Google Patents

Distance relay for feeder circuit

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JP3011968B2
JP3011968B2 JP2158269A JP15826990A JP3011968B2 JP 3011968 B2 JP3011968 B2 JP 3011968B2 JP 2158269 A JP2158269 A JP 2158269A JP 15826990 A JP15826990 A JP 15826990A JP 3011968 B2 JP3011968 B2 JP 3011968B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明はき電回路用距離継電器に関し、詳しくは交流
き電回路のインピーダンスに基づき、短絡,地絡等の事
故検出を行なうき電回路用距離継電器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a distance relay for a feeder circuit, and more particularly to detecting an accident such as a short circuit or a ground fault based on the impedance of an AC feeder circuit. The present invention relates to a distance relay for an electric circuit.

[従来の技術] 従来から、き電回路用距離継電器(以下、単に距離継
電器と呼ぶ)は、交流き電回路の電圧と電流とからイン
ピーダンスを演算し、そのインピーダンスが故障インピ
ーダンス領域に入ったとき、交流き電回路に短絡あるい
は地絡故障が生じたとして動作する。この故障インピー
ダンス領域は、第6図のインピーダンス平面(R−X座
標)において、平行四辺形の領域aに整定されている。
通常の電気車負荷インピーダンスは、力率が0.7〜0.8と
なる領域bの範囲内にあり、負荷電流が大きくなるほど
座標原点に近づく。そして、故障インピーダンス領域の
整定は、正常時における電気車負荷インピーダンスを含
まないように整定されている。従って、負荷インピーダ
ンスが故障インピーダンス領域にあるか否かにより、負
荷電流と故障電流とを選択できるのである。
[Prior art] Conventionally, a feeder circuit distance relay (hereinafter simply referred to as a distance relay) calculates an impedance from the voltage and current of an AC feeder circuit, and when the impedance enters a fault impedance region. It operates as if a short circuit or ground fault has occurred in the AC feeding circuit. This fault impedance area is settled on a parallelogram area a in the impedance plane (R-X coordinates) in FIG.
The normal electric vehicle load impedance is in the range b where the power factor is 0.7 to 0.8, and approaches the coordinate origin as the load current increases. The setting of the fault impedance region is set so as not to include the electric vehicle load impedance in a normal state. Therefore, the load current and the fault current can be selected depending on whether or not the load impedance is in the fault impedance region.

また、従来からの距離継電器では、負荷電流に含まれ
る第2高調波電流の基本波電流に対する含有率が12%以
上のときは動作を抑止するように構成されている。即
ち、第2高調波電流により誤動作してしまうことを防止
している。また、き電回路に大電流が流れたときには負
荷インピーダンスの値に拘らず故障検出動作を行ない、
逆に、所定の負荷電流以下では誤差率が大きくなること
から動作を抑止するように構成されている。
In addition, the conventional distance relay is configured to inhibit the operation when the content ratio of the second harmonic current included in the load current to the fundamental current is 12% or more. That is, malfunction is prevented by the second harmonic current. Also, when a large current flows in the feeding circuit, a failure detection operation is performed regardless of the value of the load impedance,
Conversely, when the load current is equal to or less than the predetermined load current, the error rate becomes large, so that the operation is suppressed.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、このような距離継電器を用いた場合に
は、故障ではないにも拘らずき電回路故障として動作
し、停電させてしまうことがあった。即ち、第7図に示
すように、変電所50のき電区間内を列車51が力行してい
る状態において、後続の列車52がこの区間に進入すると
き(セクション53通過時)、稀に列車52の主変圧器に励
磁突入電流が流れる。即ち、速度調整用のノッチを切っ
て主変圧器の2次側を開放した状態でセクション53を通
過した場合には大きな励磁突入電流が流れる。この励磁
突入電流は、電圧より90度位相が遅れているために、こ
のときのインピーダンス領域は第6図の領域cに入る。
そのため、変電所50からみた合成インピーダンスは領域
d内に入り、距離継電器54の動作領域である故障インピ
ーダンス領域に入ってしまうのである。これを負荷競合
による過負荷と呼んでいる。従来においては、このよう
な現象に対して、第2高調波電流の含有率(励磁突入電
流における含有率は大)により動作を停止しているが、
最近の車両負荷の増加にともない、これだけでは対処し
きれない。即ち、車両負荷の増加により上記の現象が頻
繁に現れ、しかも、全体の負荷電流に対する第2高調波
電流の含有率が低くなってしまうため、距離継電器54の
不要動作を抑止できないのである。
[Problems to be Solved by the Invention] However, when such a distance relay is used, it may operate as a failure of an electric circuit, even though it is not a failure, and cause a power failure. That is, as shown in FIG. 7, when the following train 52 enters this section (when passing through the section 53) while the train 51 is running in the feeding section of the substation 50, the train Excitation current flows through the 52 main transformers. That is, when the motor passes through the section 53 with the secondary side of the main transformer opened with the notch for speed adjustment cut off, a large inrush current flows. Since the exciting inrush current has a phase delay of 90 degrees from the voltage, the impedance region at this time falls within the region c in FIG.
Therefore, the combined impedance viewed from the substation 50 enters the area d and enters the fault impedance area, which is the operation area of the distance relay 54. This is called overload due to load competition. Conventionally, in response to such a phenomenon, the operation is stopped by the content of the second harmonic current (the content in the inrush current is large).
This alone cannot cope with the recent increase in vehicle load. That is, the above-mentioned phenomenon frequently appears due to an increase in the vehicle load, and the content of the second harmonic current with respect to the entire load current decreases, so that the unnecessary operation of the distance relay 54 cannot be suppressed.

本発明のき電回路用距離継電器は上記課題を解決し、
負荷競合等による不要動作低減し電気供給の信頼性を向
上させることを目的とする。
The feeder circuit distance relay of the present invention solves the above problems,
It is an object of the present invention to reduce unnecessary operation due to load competition or the like and improve the reliability of electricity supply.

発明の構成 [課題を解決するための手段] 本発明のき電回路用距離継電器は、第1図に例示する
ように、 交流き電回路の電圧と電流とからインピーダンスを演
算し、該演算されたインピーダンスが予め設定された故
障インピーダンス領域に入ったとき、上記交流き電回路
に故障電流が流れたとして故障検出を行なうき電回路用
距離継電器において、 上記交流き電回路の基本波電流に対する第3高調波電
流あるいは第5高調波電流の含有率を算出する高調波含
有率算出手段と、 上記算出された含有率が第1の基準値以上の場合に
は、上記故障インピーダンス領域の設定を狭い側に変更
し、上記算出された含有率が第2の基準値以下の場合に
は、上記故障インピーダンス領域の設定を広い側に変更
し、上記算出された含有率が第1の基準値と第2の基準
値との間の場合には、上記故障インピーダンス領域の設
定を基本波電流の変化分に基づいて行う領域変更手段と を備えたことを特徴とする。
Configuration of the Invention [Means for Solving the Problems] A distance relay for a feeder circuit of the present invention calculates an impedance from a voltage and a current of an AC feeder circuit as illustrated in FIG. When the detected impedance enters a predetermined fault impedance region, the feeder circuit distance relay performs fault detection assuming that a fault current has flowed in the AC feeder circuit. Harmonic content calculating means for calculating the content of the third harmonic current or the fifth harmonic current; and setting the fault impedance region to be narrow when the calculated content is equal to or higher than the first reference value. Side, and when the calculated content rate is equal to or less than the second reference value, the setting of the fault impedance area is changed to a wide side, and the calculated content rate is changed to the first reference value. If between the second reference value, characterized in that a region changing means for performing on the basis of setting of the fault impedance region change in the fundamental wave current.

本発明において、上記領域変更手段は、上記算出され
た含有率が第1の基準値と第2の基準値との間の場合に
は、上記基本波電流の変化分と所定値とを比較し、上記
基本波電流の変化分が上記所定値以下ならば上記故障イ
ンピーダンス領域の設定を狭い側に変更するように構成
してもよい。
In the present invention, when the calculated content rate is between a first reference value and a second reference value, the area changing means compares the change in the fundamental wave current with a predetermined value. If the variation of the fundamental wave current is equal to or smaller than the predetermined value, the setting of the fault impedance region may be changed to a narrower side.

また、上記領域変更手段は、上記算出された含有率が
第1の基準値と第2の基準値との間の場合には、上記基
本波電流の変化分と所定値とを比較し、上記基本波電流
の変化分が上記所定値以下ならば、上記故障インピーダ
ンス領域の設定を狭い側に変更し、上記基本波電流の変
化分が所定値を上回るならば、その上回った状態での継
続時間と基準時間とを比較し、上記継続時間が上記基準
時間未満なら上記故障インピーダンス領域の設定を狭い
側と広い側との中間に設定し、上記継続時間が上記基準
時間以上なら上記故障インピーダンス領域の設定を狭い
側に設定するように構成してもよい。
When the calculated content rate is between the first reference value and the second reference value, the area change unit compares the change in the fundamental wave current with a predetermined value, If the variation of the fundamental wave current is equal to or less than the predetermined value, the setting of the fault impedance area is changed to a narrower side. And the reference time, and if the duration is less than the reference time, set the fault impedance area to the middle between the narrow side and the wide side, and if the duration is equal to or longer than the reference time, set the fault impedance area You may comprise so that a setting may be set to a narrow side.

[作用] 上記構成を有する本発明のき電回路用距離継電器は、
高調波含有率算出手段により算出された交流き電回路の
基本波電流に対する第3あるいは第5高調波電流の含有
率が第1の基準値以上の場合には、領域変更手段は故障
インピーダンス領域を狭い側に設定する。通常、電気車
負荷電流には第3,第5高調波電流が多く含まれている
が、短絡等による故障電流にはほとんど含まれていな
い。このため、上記の高調波電流が多く含まれている場
合には、故障インピーダンス領域を狭くすることによ
り、負荷インピーダンスが故障インピーダンス領域に入
りにくく不要な故障検出動作を低減する。逆に、上記含
有率が第2の基準値以下の場合には、領域変更手段は故
障インピーダンス領域を広い側に設定する。故障時にお
いては、上記の高調波電流の含有率が低いため、故障イ
ンピーダンス領域は、含有率が高い場合よりも広く設定
され、負荷インピーダンスが故障インピーダンス領域に
確実に入り、正確に故障検出動作がなされる。更に、上
記含有率が第1の基準値と第2の基準値との間の場合に
は、故障時における基本波電流の変化分は大きくなるこ
とを考慮して、領域変更手段は故障インピーダンス領域
の設定を基本波電流の変化分に基づいて行う。
[Function] The feeder circuit distance relay according to the present invention having the above-described configuration,
When the content of the third or fifth harmonic current with respect to the fundamental current of the AC feeding circuit calculated by the harmonic content calculation means is equal to or greater than the first reference value, the area changing means sets the fault impedance area to Set to the narrow side. Usually, the electric vehicle load current contains a large amount of the third and fifth harmonic currents, but hardly any fault current due to a short circuit or the like. For this reason, when a large amount of the above-mentioned harmonic currents are included, the load impedance is hard to enter the fault impedance region by reducing the fault impedance region, thereby reducing unnecessary fault detection operations. Conversely, when the content rate is equal to or less than the second reference value, the area changing unit sets the fault impedance area to a wider side. At the time of a fault, the content of the above harmonic current is low, so the fault impedance area is set wider than when the content is high, the load impedance surely enters the fault impedance area, and the fault detection operation can be performed accurately. Done. Further, when the content ratio is between the first reference value and the second reference value, taking into account that the variation of the fundamental wave current at the time of failure becomes large, the region changing means performs the fault impedance region Is set based on the change in the fundamental wave current.

[実施例] 以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにする
ために、以下本発明のき電回路用距離継電器の好適な実
施例について説明する。
Embodiment In order to further clarify the configuration and operation of the present invention described above, a preferred embodiment of a feeder circuit distance relay of the present invention will be described below.

第2図は、一実施例としての交流ATき電方式の変電所
で用いられる距離継電器の概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a distance relay used in an AC AT feeding substation as one embodiment.

距離継電器10は、入力変換器11,フィルタ部12,演算部
13,整定部14,表示部15,出力部16,システムバス17を備え
る。
The distance relay 10 includes an input converter 11, a filter unit 12, and a calculation unit.
13, a setting unit 14, a display unit 15, an output unit 16, and a system bus 17 are provided.

入力変換器11は、フィーダ線Fの電流を検出する変流
器CT1と、トロリー線Tの電流を検出する変流器CT2と、
トロリー線TとレールR間の電圧を検出する計器用変圧
器PTとを接続し、交流き電回路の電圧および負荷電流に
応じた信号を入力し、所定のレベルに変換してフィルタ
部12に出力する。尚、負荷電流は、フィーダ線Fおよび
トロリー線Tに流れる電流を合成したものとしている。
The input converter 11 includes a current transformer CT1 for detecting a current of the feeder line F, a current transformer CT2 for detecting a current of the trolley line T,
Connect a transformer PT for detecting the voltage between the trolley wire T and the rail R, input a signal corresponding to the voltage and load current of the AC feeding circuit, convert the signal to a predetermined level, Output. The load current is obtained by combining currents flowing through the feeder line F and the trolley line T.

フィルタ部12は、負荷電流から基本波電流,第2高調
波電流,、第3高調波電流(あるいは第5高調波電流)
を各々個々に抽出すると共に、それらの値をA/D変換器
(図示略)を介してデジタル量に変換する。また、計器
用変圧器PTからの出力電圧もA/D変換する。
The filter unit 12 converts the load current into a fundamental current, a second harmonic current, a third harmonic current (or a fifth harmonic current).
Are individually extracted, and their values are converted into digital quantities via an A / D converter (not shown). Also, the output voltage from the instrument transformer PT is A / D converted.

尚、以下の説明においては、第3高調波電流に基づい
て種々の処理を行なうが、第3高調波電流に代えて第5
高調波電流としてもよい。
In the following description, various processes are performed based on the third harmonic current.
It may be a harmonic current.

演算部13は、算術論理演算回路として構成される周知
のCPU,RAM,ROM等を備えたデジタルコンピュータからな
り、後述するき電回路故障検出処理等を行ない、交流き
電回路の故障を判断する。
The operation unit 13 is composed of a digital computer having a well-known CPU, RAM, ROM, and the like configured as an arithmetic and logic operation circuit, performs a feeding circuit failure detection process described later, and determines a failure of the AC feeding circuit. .

整定部14は、オペレータが故障インピーダンス領域を
予め複数のパターンに整定しておくために設けられたキ
ーボードである。
The setting unit 14 is a keyboard provided for the operator to set the fault impedance area in advance into a plurality of patterns.

表示部15は、故障インピーダンス領域の整定操作時
に、その整定値を確認するためのCRTである。また、交
流き電回路の故障動作したときの状態等をも表示する。
The display unit 15 is a CRT for confirming the set value during the set operation of the fault impedance area. Also, the state and the like when the AC feeding circuit malfunctions are displayed.

出力部16は、演算部13により交流き電回路の故障が検
出されたときに、き電用しゃ断器S等に異常信号を出力
するインタフェースである。
The output unit 16 is an interface that outputs an abnormal signal to the feeder circuit breaker S or the like when the arithmetic unit 13 detects a failure in the AC feeder circuit.

これらフィルタ部12,演算部13,整定部14,表示部15,出
力部16はシステムバス17により相互に接続され、各種信
号の授受が行なわれる。
The filter unit 12, the arithmetic unit 13, the settling unit 14, the display unit 15, and the output unit 16 are mutually connected by a system bus 17, and exchange various signals.

次に、本実施例の距離継電器10において整定される故
障インピーダンス領域について説明する。第3図は、イ
ンピーダンス平面(R−X座標)を表す。交流き電回路
の保護領域としての故障インピーダンス領域は、以下に
示す4通りのパターンに整定される。
Next, a fault impedance region set in the distance relay 10 of the present embodiment will be described. FIG. 3 shows an impedance plane (R-X coordinates). The fault impedance area as a protection area of the AC feeding circuit is set in the following four patterns.

即ち、抵抗R3,リアクタンスX3により整定される領域
Aと、抵抗R2,リアクタンスX2により整定される領域B
(領域Aを含む)と、抵抗R1,リアクタンスX1により整
定される領域C(領域Bを含む)と、領域Cよりも広く
「L」字形状(以下、L形特性と呼ぶ)の領域D(領域
Cを含む)との4通りのパターンを有する。抵抗R1,R2,
R3およびリアクタンスX1,X2,X3の値は、予めオペレータ
が整定部を操作することにより設定される。また、L形
特性の領域Dは、整定部の操作に関わりなく一定であ
り、抵抗分の領域が広くとられている。これは、後述す
るようにき電開始時等における高抵抗地絡を検出するた
めの領域である。
That is, a region A set by the resistor R3 and the reactance X3 and a region B set by the resistor R2 and the reactance X2
(Including the region A), a region C (including the region B) settled by the resistance R1 and the reactance X1, and a region D (hereinafter referred to as an L-shaped characteristic) wider than the region C (hereinafter referred to as an L-shaped characteristic). (Including region C). Resistance R1, R2,
The values of R3 and reactances X1, X2, X3 are set in advance by the operator operating the settling unit. Further, the region D of the L-shaped characteristic is constant irrespective of the operation of the settling unit, and the region for the resistance is widened. This is an area for detecting a high-resistance ground fault at the start of feeding, as described later.

次に、上述した4通りの故障インピーダンス領域A,B,
C,Dを用いて、交流き電回路の故障を検出する処理につ
いて第4図に基づいて説明する。
Next, the four types of fault impedance areas A, B,
A process for detecting a failure in the AC feeder circuit using C and D will be described with reference to FIG.

第4図は、演算部13が繰り返し実行するき電回路故障
検出ルーチンを表すもので、まず、負荷電流I0,基本波
電流I1,第2高調波電流I2,第3高調波電流I3,電圧Vを
読み込む(S100)。次に、負荷電流l0が予め定められた
最大基準電流Imaxより小さいか否かを判断し(S110)、
「NO」、即ち、I0≧Imaxであれば、大電流が流れたとし
て故障信号を出力し(S120)、本ルーチンを一旦終了す
る。このとき、き電用しゃ断器S等に故障信号が出力さ
れ、交流き電回路は遮断される。
FIG. 4 shows a feeder circuit failure detection routine repeatedly executed by the arithmetic unit 13. First, the load current I0, the fundamental wave current I1, the second harmonic current I2, the third harmonic current I3, the voltage V Is read (S100). Next, it is determined whether the load current l0 is smaller than a predetermined maximum reference current Imax (S110),
If “NO”, that is, if I0 ≧ Imax, it is determined that a large current has flowed and a failure signal is output (S120), and the present routine is terminated once. At this time, a failure signal is output to the feeder circuit breaker S and the like, and the AC feeder circuit is cut off.

一方、ステップ110においてI0<Imaxと判断した場合
には、基本波電流I1,電圧Vに基づきインピーダンスZ
(Z=V/I1)を算出する(S130)。
On the other hand, if it is determined in step 110 that I0 <Imax, the impedance Z is determined based on the fundamental wave current I1 and the voltage V.
(Z = V / I1) is calculated (S130).

続いて、故障インピーダンス領域設定処理を行なう
(S140)。この処理は、第5図の故障インピーダンス領
域設定サブルーチンを表すフローチャートに沿って実行
される。尚、この処理で用いられるフラグF1,F2の初期
値は0に設定されている。
Subsequently, a fault impedance area setting process is performed (S140). This processing is executed according to the flowchart showing the fault impedance area setting subroutine of FIG. Note that the initial values of the flags F1 and F2 used in this process are set to 0.

まず、電圧Vが予め定められた基準電圧V0以下である
か否かを判断する(S141)。この判断は、き電開始ある
いは自動再投入時を判断するもので、V≦V0と判断した
場合は、き電開始あるいは自動再投入時であり、次に、
フラグF1の値が0か否かを判断する(S142)。このフラ
グF1は、V≦V0の状況にあることを表すもので値0の場
合には、フラグF1に値1をセットする(S143)。そし
て、図示しないタイマT1を起動させる(S144)。
First, it is determined whether the voltage V is equal to or lower than a predetermined reference voltage V0 (S141). This determination is to determine the start of feeding or automatic re-injection. If it is determined that V ≦ V0, it is the start of feeding or automatic re-injection.
It is determined whether the value of the flag F1 is 0 (S142). The flag F1 indicates that V ≦ V0, and when the value is 0, the value 1 is set to the flag F1 (S143). Then, a timer T1 (not shown) is started (S144).

ステップ144の処理後あるいはステップ142でフラグF1
=1と判断した場合には、タイマT1の値(以下、この値
をT1とする)が予め定められた基準期間ta未満であるか
否かを判断し(S145)、T1<taの場合には、故障インピ
ーダンス領域を第3図の領域D、即ちL形特性に設定し
(S146)、本サブルーチンを一旦終了して第4図のステ
ップ170に移行する。また、ステップ145において、T1≧
taと判断した場合には、後述するステップ149に移行す
る。即ち、V≦V0である場合には、所定の基準時間ta経
過するまでは故障インピーダンス領域はL形特性に設定
される。このL形特性は、地絡等の事故要因が取り除か
れていない状態においてき電開始された場合での、き電
回路の隣接AT(単巻変圧器,図示略)点までの保護を行
なうために整定されたものである。即ち、き電開始時の
高抵抗地絡を検出するための故障インピーダンス領域で
ある。
After the processing in step 144 or in step 142, the flag F1
If it is determined that = 1, it is determined whether or not the value of the timer T1 (hereinafter, this value is referred to as T1) is less than a predetermined reference period ta (S145). Sets the fault impedance area to the area D in FIG. 3, that is, the L-shaped characteristic (S146), temporarily ends the subroutine, and proceeds to step 170 in FIG. In step 145, T1 ≧
If it is determined to be ta, the process proceeds to step 149 described below. That is, when V ≦ V0, the fault impedance region is set to the L-shaped characteristic until the predetermined reference time ta elapses. This L-shaped characteristic is used to protect up to an adjacent AT (auto-transformer, not shown) point of the feeding circuit when the feeding is started in a state where an accident factor such as a ground fault has not been removed. It is settled in. That is, it is a fault impedance region for detecting a high-resistance ground fault at the start of feeding.

ステップ141において、V>V0と判断した場合には、
フラグF1を値0にリセットし(S147)、タイマT1をリセ
ットする(S148)。
If it is determined in step 141 that V> V0,
The flag F1 is reset to 0 (S147), and the timer T1 is reset (S148).

ステップ148の処理後あるいはステップ145でT1≧taと
判断した場合には、次に、基本波電流I1に対する第3高
調波電流I3の含有率G3(G3=I3/I1)を算出する(S14
9)。続いて、含有率G3が5%(第2の基準値)以下か
否かを判断し(S150)、G3≦5%であれば故障インピー
ダンス領域を第3図の(X1,R1)から整定される領域C
に設定し(S151)、本サブルーチンを一旦終了し、第4
図のステップ170の処理に移行する。
After the process of step 148 or when it is determined in step 145 that T1 ≧ ta, the content G3 of the third harmonic current I3 with respect to the fundamental current I1 (G3 = I3 / I1) is calculated (S14).
9). Subsequently, it is determined whether or not the content rate G3 is equal to or less than 5% (second reference value) (S150). If G3 ≦ 5%, the fault impedance region is settled from (X1, R1) in FIG. Area C
(S151), the subroutine is temporarily terminated, and the fourth
The process moves to step 170 in the figure.

ステップ150において含有率G3が5%を超過している
と判断すると、更に、含有率G3が10%(第1の基準値)
以上か否かを判断し(S152)、「NO」、即ち、5%<G3
<10%の場合には、基本波電流I1の変化分(絶対値)△
I1を算出する(S153)。続いて、変化分△I1が所定値A
より大きいかを判断し(S154)、△I1>Aの場合には、
更に、フラグF2が値0か否かを判断する。このフラグF2
は、△I1>Aの状況、即ち、基本波電流I1の変化が大き
い状況にあることを表すもので、値0の場合には、フラ
グF2に値1をセットする(S156)。そして、図示しない
タイマT2を起動させる(S157)。
If it is determined in step 150 that the content rate G3 exceeds 5%, the content rate G3 is further increased to 10% (first reference value).
It is determined whether or not this is the case (S152), and “NO”, that is, 5% <G3
In the case of <10%, the change (absolute value) of the fundamental current I11
I1 is calculated (S153). Subsequently, the change ΔI1 is equal to the predetermined value A.
Is determined (S154), and if △ I1> A,
Further, it is determined whether or not the value of the flag F2 is 0. This flag F2
Indicates that there is a situation where △ I1> A, that is, a situation where the change in the fundamental current I1 is large. If the value is 0, the value 1 is set to the flag F2 (S156). Then, a timer T2 (not shown) is started (S157).

ステップ157の処理後あるいはステップ155でフラグF2
=1と判断した場合には、タイマT2の値(以下、この値
をT2とする)が予め定められた基準時間tb未満であるか
否かを判断する(S158)。T2<tbと判断した場合には、
故障インピーダンス領域を第3図の(X2,R2)から整定
される領域Bに設定し(S159)、逆に、T2≧tbと判断し
た場合には、故障インピーダンス領域を第3図の(X3,R
3)から整定される領域Aに設定し(S160)、本サブル
ーチンを一旦終了する。
After the processing in step 157 or in step 155, the flag F2
If it is determined that = 1, it is determined whether or not the value of the timer T2 (hereinafter, this value is referred to as T2) is less than a predetermined reference time tb (S158). If it is determined that T2 <tb,
The fault impedance region is set to a region B settled from (X2, R2) in FIG. 3 (S159). Conversely, if it is determined that T2 ≧ tb, the fault impedance region is changed to (X3, R3) in FIG. R
The region A is set in the region A set from (3) (S160), and this subroutine is temporarily terminated.

ステップ152において含有率G3が10%以上あるいはス
テップ154において基本波電流I1の変化分△I1が所定値
A以下の場合には、フラグF2を値0にリセットし(S16
1)、タイマT2をリセットする(S162)。そして、故障
インピーダンス領域を上記の領域Aに設定し(160)、
本サブルーチンを一旦終了して、第4図のステップ170
の処理に移行する。
If the content rate G3 is equal to or greater than 10% in step 152 or if the variation ΔI1 of the fundamental current I1 is equal to or less than the predetermined value A in step 154, the flag F2 is reset to 0 (S16).
1), the timer T2 is reset (S162). Then, the fault impedance area is set to the area A (160),
This subroutine is temporarily ended, and step 170 in FIG.
Move to the processing of.

換言すれば、含有率G3が5%以下の場合には領域C
に、10%以上の場合には領域Aに設定する。また、含有
率G3が5%超過10%未満の場合には、基本波電流I1の変
化分△I1が大きければ所定時間tbの期間だけ領域Bに設
定し、所定時間tb後あるいは変化分△I1が小さければ領
域Aに設定する。
In other words, when the content rate G3 is 5% or less, the area C
If it is 10% or more, it is set to the area A. Further, when the content rate G3 is more than 5% and less than 10%, if the variation ΔI1 of the fundamental wave current I1 is large, it is set in the region B only for a predetermined time tb, and after the predetermined time tb or the variation ΔI1 Is smaller, the region A is set.

以上の故障インピーダンス領域設定処理が終了する
と、第4図のステップ170の処理に移行する。ステップ1
70では、ステップ130にて算出したインピーダンスZ
が、上記のように設定された故障インピーダンス領域内
であるか否かを判断する。「NO」、即ち、インピーダン
スZが故障インピーダンス領域外であると判断すると、
交流き電回路に故障は生じていないとして本ルーチンを
一旦終了する。ステップ170の判断が「YES」の場合に
は、更に、第2高調波電流I2の基本波電流I1に対する含
有率G2(G2=I2/I1)を算出し(S180)、含有率G2が12
%未満か否かを判断する(S190)。G2≧12%と判断した
場合には、車両の主変圧器に流れる励磁突入電流の影響
として故障とせず、本ルーチンを一旦終了する。
When the above-described fault impedance area setting processing is completed, the processing shifts to the processing of step 170 in FIG. step 1
At 70, the impedance Z calculated at step 130 is calculated.
Is within the fault impedance region set as described above. "NO", that is, when it is determined that the impedance Z is out of the fault impedance region,
This routine is once terminated assuming that no failure has occurred in the AC feeding circuit. If the determination in step 170 is “YES”, the content rate G2 of the second harmonic current I2 with respect to the fundamental current I1 (G2 = I2 / I1) is further calculated (S180), and the content rate G2 is set to 12
% Is determined (S190). If it is determined that G2 ≧ 12%, this routine is terminated without causing a failure as an effect of the inrush current flowing through the main transformer of the vehicle.

ステップ190においてG2<12%と判断した場合には、
更に、負荷電流I0が予め定められた最少基準電流Iminよ
り大きいか否かを判断する(S200)。I0≦Iminと判断し
た場合には、負荷電流I0があまりにも小さいために検出
誤差率が大きくなることから、交流き電回路の故障とは
せずに本ルーチンを一旦終了する。逆に、I0>Iminと判
断した場合には、交流き電回路に短絡,地絡等の事故が
発生したとして、故障信号を出力し(S120)本ルーチン
を一旦終了する。従って、き電用しゃ断器S等に故障信
号が出力され、交流き電回路は遮断される。即ち、ステ
ップ190,200の処理は、インピーダンスZが故障インピ
ーダンス領域内であっても、第2高調波電流I2の含有率
G2が高い場合や、負荷電流I0があまりにも小さい場合に
は、交流き電回路の故障とはしていない。
If it is determined in step 190 that G2 <12%,
Further, it is determined whether the load current I0 is larger than a predetermined minimum reference current Imin (S200). If it is determined that I0 ≦ Imin, the detection error rate increases because the load current I0 is too small, and thus this routine is temporarily terminated without causing the AC feeder circuit to fail. Conversely, if it is determined that I0> Imin, it is determined that an accident such as a short circuit or ground fault has occurred in the AC feeding circuit, a failure signal is output (S120), and this routine is temporarily terminated. Therefore, a failure signal is output to the feeder circuit breaker S and the like, and the AC feeder circuit is cut off. In other words, the processing of steps 190 and 200 is based on the content of the second harmonic current I2 even if the impedance Z is within the fault impedance region.
If G2 is high or if the load current I0 is too small, it does not indicate that the AC feeding circuit has failed.

以上説明したように、本実施例の距離継電器は、故障
インピーダンス領域の設定を、第3高調波電流I3の含有
率G3に基づいて、含有率G3が高い場合には狭い側に、含
有率G3が低い場合には広い側に変更する。通常、基本波
電流I1に対する第3高調波電流I3の含有率G3は車両負荷
の増加に関わりなく高く、地絡,短絡等の故障時におけ
る含有率G3は低い。このことにより、含有率G3が高い場
合には、故障インピーダンス領域を狭くすることによ
り、インピーダンスZが故障インピーダンス領域に入り
にくく不要な故障検出動作が防止され、逆に、含有率G3
が低い場合には、故障インピーダンス領域を広くするこ
とにより、インピーダンスZが故障インピーダンス領域
に入りやすく確実に故障検出動作がなされるようにして
いる。
As described above, the distance relay of the present embodiment sets the fault impedance region to the narrow side when the content G3 is high, based on the content G3 of the third harmonic current I3, and sets the content G3 If is low, change to the wide side. Normally, the content G3 of the third harmonic current I3 with respect to the fundamental current I1 is high irrespective of an increase in the vehicle load, and the content G3 at the time of failure such as ground fault or short circuit is low. Thus, when the content rate G3 is high, by narrowing the fault impedance area, the impedance Z is less likely to enter the fault impedance area, and unnecessary fault detection operation is prevented.
Is smaller, the fault impedance region is widened, so that the impedance Z easily enters the fault impedance region so that the fault detection operation is performed reliably.

また、故障時における基本波電流I1の変化分△I1は大
きくなることから、この変動量△I1が大きいときには、
故障インピーダンス領域を所定時間広い側に設定(5%
<G3<10%の条件下で)している。
Further, since the variation ΔI1 of the fundamental wave current I1 at the time of failure increases, when the variation ΔI1 is large,
Set the fault impedance area to the wide side for a predetermined time (5%
<G3 <10%).

従って、従来の距離継電器にみられた負荷競合等によ
る誤検出動作(交流き電回路故障ではないにも拘らず故
障と判断)は防止されると共に、故障検出精度は向上
し、電気供給の信頼性は向上する。また、マイクロコン
ピュータからなる演算部を用いているため、処理能力が
高く複数回線の保護機能を持たせることが可能となり、
しかも、小型化することができる。
Therefore, the erroneous detection operation due to load competition and the like (determined as failure even though it is not an AC feeding circuit failure) seen in the conventional distance relay is prevented, the failure detection accuracy is improved, and the reliability of electricity supply is improved. Sex is improved. In addition, the use of an arithmetic unit composed of a microcomputer makes it possible to provide a high processing capability and a protection function for a plurality of lines.
In addition, the size can be reduced.

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこ
うした実施例に何等限定されるものではなく、例えば、
故障インピーダンス領域のパターン数を変更した構成で
あってもよく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to such embodiments at all. For example,
A configuration in which the number of patterns in the faulty impedance region is changed may be adopted, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.

発明の効果 以上詳述したように、本発明のき電回路用距離継電器
によれば、故障インピーダンス領域の設定を、基本波電
流に対する第3あるいは第5高調波電流の含有率に基づ
いて、含有率が高い場合には狭い側に変更するため、負
荷インピーダンスが故障インピーダンス領域に入りにく
く不要な故障検出動作が低減される。即ち、通常時にお
ける負荷電流には車両負荷の増加に関わりなく、第3,第
5高調波電流が多く含まれているが、短絡等による故障
時にはほとんど含まれていなことから、含有率に基づい
て故障インピーダンス領域を変更することにより、誤っ
た故障検出動作を低減できる。この結果、電気供給の信
頼性は向上する。
Effects of the Invention As described in detail above, according to the feeder circuit distance relay of the present invention, the setting of the fault impedance region is performed based on the content of the third or fifth harmonic current with respect to the fundamental current. When the rate is high, the load impedance is changed to the narrow side, so that the load impedance hardly enters the fault impedance region, and unnecessary fault detection operations are reduced. That is, the third and fifth harmonic currents are included in the load current at the normal time irrespective of the increase in the vehicle load, but are not substantially included at the time of failure due to a short circuit or the like. By changing the fault impedance region, the erroneous fault detection operation can be reduced. As a result, the reliability of the power supply is improved.

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

第1図は本発明の基本的構成を例示するブロック図、第
2図はき電回路用距離継電器の概略構成図、第3図は故
障インピーダンス平面を表すグラフ、第4図はき電回路
故障検出ルーチンを表すフローチャート、第5図は故障
インピーダンス領域設定サブルーチンを表すフローチャ
ート、第6図,第7図は従来の技術を説明するもので、
第6図は故障インピーダンス平面を表すグラフ、第7図
は不要動作時の列車の位置を表す説明図である。 10,54……き電回路用距離継電器 12……フィルタ部、13……演算部 14……整定部 A,B,C,D,a……故障インピーダンス領域
FIG. 1 is a block diagram illustrating a basic configuration of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a distance relay for a feeder circuit, FIG. 3 is a graph showing a fault impedance plane, and FIG. FIG. 5 is a flowchart showing a detection routine, FIG. 5 is a flowchart showing a fault impedance area setting subroutine, and FIGS. 6 and 7 are diagrams for explaining the prior art.
FIG. 6 is a graph showing a fault impedance plane, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing a position of a train during unnecessary operation. 10,54 ... Distance relay for feeder circuit 12 ... Filter unit, 13 ... Calculation unit 14 ... Settling unit A, B, C, D, a ... Fault impedance area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 信之 三重県四日市市坂部が丘5―1―63 (56)参考文献 特開 平3−183318(JP,A) 特公 昭45−27309(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 3/32 - 3/52 B60M 3/00 G01R 27/16 - 27/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Nobuyuki Kobayashi 5-1-63 Sakabegaoka, Yokkaichi-shi, Mie (56) References JP-A-3-183318 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02H 3/32-3/52 B60M 3/00 G01R 27/16-27/18

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】交流き電回路の電圧と電流とからインピー
ダンスを演算し、該演算されたインピーダンスが予め設
定された故障インピーダンス領域に入ったとき、上記交
流き電回路に故障電流が流れたとして故障検出を行なう
き電回路用距離継電器において、 上記交流き電回路の基本波電流に対する第3高調波電流
あるいは第5高調波電流の含有率を算出する高調波含有
率算出手段と、 上記算出された含有率が第1の基準値以上の場合には、
上記故障インピーダンス領域の設定を狭い側に変更し、
上記算出された含有率が第2の基準値以下の場合には、
上記故障インピーダンス領域の設定を広い側に変更し、
上記算出された含有率が第1の基準値と第2の基準値と
の間の場合には、上記故障インピーダンス領域の設定を
基本波電流の変化分に基づいて行う領域変更手段と を備えたことを特徴とするき電回路用距離継電器。
An impedance is calculated from a voltage and a current of an AC feeding circuit, and when the calculated impedance enters a predetermined fault impedance region, it is determined that a fault current flows in the AC feeding circuit. In a feeder circuit distance relay for performing failure detection, a harmonic content calculating means for calculating a content rate of a third harmonic current or a fifth harmonic current with respect to a fundamental current of the AC feeder circuit; If the content rate is equal to or higher than the first reference value,
Change the setting of the fault impedance area to the narrow side,
When the calculated content rate is equal to or less than the second reference value,
Change the setting of the fault impedance area to a wider side,
When the calculated content rate is between the first reference value and the second reference value, a region changing means for setting the fault impedance region based on a change in the fundamental wave current. A distance relay for a feeder circuit, characterized in that:
【請求項2】上記領域変更手段は、上記算出された含有
率が第1の基準値と第2の基準値との間の場合には、上
記基本波電流の変化分と所定値とを比較し、上記基本波
電流の変化分が上記所定値以下ならば上記故障インピー
ダンス領域の設定を狭い側に変更する請求項1記載のき
電回路用距離継電器。
2. The method according to claim 1, wherein when the calculated content rate is between a first reference value and a second reference value, the area change means compares the change in the fundamental wave current with a predetermined value. 2. The feeder circuit distance relay according to claim 1, wherein the setting of the fault impedance region is changed to a narrower side if the variation of the fundamental wave current is equal to or less than the predetermined value.
【請求項3】上記領域変更手段は、上記算出された含有
率が第1の基準値と第2の基準値との間の場合には、上
記基本波電流の変化分と所定値とを比較し、上記基本波
電流の変化分が上記所定値以下ならば、上記故障インピ
ーダンス領域の設定を狭い側に変更し、上記基本波電流
の変化分が所定値を上回るならば、その上回った状態で
の継続時間と基準時間とを比較し、上記継続時間が上記
基準時間未満なら上記故障インピーダンス領域の設定を
狭い側と広い側との中間に設定し、上記継続時間が上記
基準時間以上なら上記故障インピーダンス領域の設定を
狭い側に設定する請求項1記載のき電回路用距離継電
器。
3. The region changing means compares a change in the fundamental wave current with a predetermined value when the calculated content rate is between a first reference value and a second reference value. If the variation of the fundamental wave current is equal to or less than the predetermined value, the setting of the fault impedance area is changed to a narrower side, and if the variation of the fundamental current exceeds a predetermined value, the fault impedance region is exceeded. If the duration is less than the reference time, the setting of the fault impedance area is set between the narrow side and the wide side, and if the duration is longer than the reference time, the fault is set. 2. The feeder circuit distance relay according to claim 1, wherein the setting of the impedance region is set to a narrow side.
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