JP3078064B2 - 地絡保護方式 - Google Patents

地絡保護方式

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JP3078064B2 JP03293283A JP29328391A JP3078064B2 JP 3078064 B2 JP3078064 B2 JP 3078064B2 JP 03293283 A JP03293283 A JP 03293283A JP 29328391 A JP29328391 A JP 29328391A JP 3078064 B2 JP3078064 B2 JP 3078064B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電力系統の保護システ
ム、特に、地絡過電流継電器を用いた地絡保護方式に関
する。
【0002】
【従来の技術】電力・配電系統において、系統事故の検
出の一つに地絡過電流継電器を用いた地絡保護方式があ
る。
【0003】図3は従来の地絡保護方式の一例を示す
図で、(a)は主回路接続図、(b)は制御ブロック図
ある。同図(a)に示すように、地絡保護方式は
力系統の三相(R相,S相,T相)各相に変流器CTを
設け、それらの和接続結線部(N相)に地絡過電流継電
器OCGRを接続し、N相電流を検出することで系統の
事故を検出し、トリップ接点を閉じ、しゃ断器CBのト
リップコイルTCを作動させて事故部分を健全回線から
分離するように構成したものである。ここで、TRは変
圧器,GPTは計器用変圧器である。すなわち、系統
事故が発生すると、地絡過電流継電器OCGRの詳細な
構成を示す図3(b)において、変流器CTの和接続部
にはN相電流が流れ、このN相電流は入力変換ICH
を介してアナログ処理部APから比較判定部CMCに送
られる。継電器整定値部SETからの整定値とアナログ
処理部APから入力値は比較判定部CMCで比較され、
整定値をえているとしゃ断器CBへトリプ指令を与
える。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
地絡過電流継電器OCGRを備えた電力系統に変圧器T
Rが接続されている場合、変圧器投入時変圧器に流
れる励磁突入電流で、地絡過電流継電器OCGRが誤動
作することがある。
【0005】以下、地絡過電流継電器が誤動作する原因
について説明する。変圧器一次側のしゃ断器を投入し
たとき、系統には変圧器の励磁突入電流が流れる。この
励磁突入電流は最大時には変圧器の定格電流の10倍程
度であるが、この励磁突入電流には周知の如く多くの直
流分が含まれている。この直流分により変流器は直流偏
磁現象を誘発する。本来なら変流器一次側(系統側)
の電流に比例した変流比の電流が二次側に流れるであ
るが、直流偏磁現象により変流器二次側には変流比と
異なる電流が流れることとなる。
【0006】地絡過電流継電器検出されるN相回路に
は、前述の直流偏磁現象がなければ、実際の地絡事故が
発生しないかぎりR相,S相,T相の電流和は零である
ので電流は流れない。しかし、直流偏磁現象が発生する
と、変流器二次側のR相,S相,T相の電流和は零と
ならなくなり、地絡過電流継電器に見かけ上の地絡電流
が流れ、実際は地絡事故ではないのにもかかわらず地絡
過電流継電器が動作するという誤動作現象が生じる。
【0007】上述したように、変圧器の一次側しゃ断
器を投入して、変圧器励磁突入電流発生時、この励磁
突入電流はその大きさ、又は直流分を含有していること
などにより、系統の保護に障害を与える要因となってい
る。励磁突入電流の直流分は最も始末が悪く、正確
すべき変流器が正しくない出力を出すようになってし
まう。このため変圧器の励磁突入状態のときのみ継電
器が動作しないようにしたり、又感度を下げたりする
と、しゃ断器を投入したとき実際に系統に地絡があった
場合にはの地絡事故を検出できない。しかし、変圧
器の励磁突入電流はしゃ断器投入時のタイミングと鉄
の残留磁束により様々な大きさを示し、変流器二次
のN相に発生する見掛け上の地絡電流は様々であるが、
系統及び変流器その他実機器の特徴より実際の見掛け上
の地絡電流もおのずとその上限がある。この上限を計算
し、継電器整定に反映させることパラメータが非
常に多いために実際は不可能で、実測データをもとに整
定することが確実でよい方法となってくる。
【0008】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、系統に設けられた変圧器の励磁突入電
流で地絡過電流継電器が誤動作するのを防止し、かつ実
際の系統事故時には迅速確実に保護ができる地絡保護方
式を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、一次側にしゃ断器が接続された変圧器を有
する電力系統を地絡過電流継電器で保護する地絡保護方
式において、変圧器がしゃ断器の投入に伴う励磁突入状
か否かを判定する判定手段を有し、地絡過電流継電器
には、励磁突入状態での入力電流の最大を記憶しこの
最大に基づく励磁突入状態の整定値を整定する自動整
部と、通常状態の整定値を整定する手動整定部とを設
け、励磁突入状態のときは電力系統からの入力電流を
動整定部で整定した励磁突入状態の整定と比較し、励
磁突入状態以外の場合は手動整定部で整定した通常状態
の整定値と比較してそれぞれで事故判定を行うことを特
徴とする。
【0010】
【作用】系統のしゃ断器を投入して、変圧器に励磁突入
電流が流れると変流器二次側に直流偏磁を誘起し、変
流器二次側のN相には本来なら流れない見掛け上の地
絡電流が流れる。地絡過電流継電器は、この見掛け上の
地絡電流値の最大値を常に更新しながら記憶するととも
この記憶した最大値に誤動作防止のための定率マー
ジンを加えたものを継電器の自動整定値とする。地絡過
電流継電器はこの自動整定値の他に手動整定値を有して
いて、変圧器が励磁突入状態でないとき(通常の運転状
態のとき)はこの手動整定値で系統の地絡事故を検出
する。
【0011】変圧器が励磁突入状態のときは自動整定
値で系統の地絡事故を検出する。自動整定値は励磁突
入状態で発生する見掛け上の地絡電流を逃げた整定とな
っていることで、励磁突入状態での誤動作はなく、かつ
しゃ断器を入れて変圧器が励磁突入状態になったそのタ
イミングで実際に系統の地絡事故が起ったときは、見掛
け上の地絡電流値より大きな地絡電流がN相に流れるた
事故の検出が可能となる。
【0012】
【実施例】本発明の実施例を図を参照して説明する。
図1(a)は本発明の一実施例の回路構成図である。
同図において、符号84Tは限時式電圧継電器で、変圧
TRの二次側計器用変圧器GPTに接続され、変圧
TRの励磁突入電流が定常励磁電流になった時(電
圧が印加され数秒後)動作するように時間設定さ
れていて、現在時点が変圧器の励磁状態であるか否かを
検出する機能有するものである。
【0013】また、過電流継電器OCGRは、図1
(b)に示すように、変流器二次側の電流を演算処理
可能ベースに変換する入力変換器ICHと、N相電流値
のアナログ処理部APと、励磁電流突入時のN相電流
(見掛け上の地絡電流)の最大値を記憶する最大値メモ
リMAMと、この最大値メモリMAMの値に誤動作防止
のための定率マージンを加えて動作値の自動整定をする
整定値自動設定部AUSと、整定値と継電器に入力され
電流値を比較して整定値より大きいときに信号を出
す比較判部CMC1CMC2と、手動整定部SET
と、状態入力信号を検出する状態検出部DEDと等から
構成されている。
【0014】次に、本実施例の作用について説明する。
まず、地絡過電流継電器OCGRの動作について説明す
る。入力変換器ICHに入力されたN相電流は、この
力変換器ICHにおいて、演算処理可能ベースのレベル
に変換される。この変換された電流値はアナログ処理
部APにてディジタル量に変換される。この変換された
電流値ディジタル量は一つ比較判定部CMC1に送
られ、ここで継電器手動整定部SETで整定された整定
値と比較され、もし整定値以上であれば比較判定部CM
C1は動作の出力をする。
【0015】また、上記電流値ディジタル量は最大値メ
モリMAMにも送られ、この最大値メモリMAM
状態信号検出部DEDから入力された現時点が変圧器の
励磁突入状態であるという状態検出信号を受けている間
の電流値ディジタル量の最大値を記憶するとともに過去
から現時点までに発生したすべての励磁突入状態で最も
大きな電流値を記憶する機能を有している。
【0016】次に、最大値メモリMAMの作用を図2の
フロー図を参照して詳細に説明する。状態信号検出部D
EDよりの信号で変圧器が励磁突入状態か否かを判断し
て、励磁突入状態のときはゲートを開き、電流値ディジ
タル量を最大値検出部に送る。この検出部では数秒間続
現在の励磁突入状態で最大の電流値を検出する。現在
の最大電流値と現在までに発生したすべての励磁突入状
態の最大電流値を比較して大きいを今までに発生し
たすべての励磁突入状態の最大電流値として記憶し、最
大値メモリMAMが励磁突入状態における今までの最大
値を常にメモリするとともに、この値を整定値自動設定
部AUSに送る。すると、この整定値自動設定部AUS
では最大値の値にあるマージンを加えて自動整定値と
する。変圧器励磁突入状態のときは、変圧器の二次
のコイル励磁され数秒を経過していないときであるか
ら、限時式電圧継電器84Tは動作せず限時式電圧継電
84のB接点はまだ導通状態にあり、励磁状態信号と
して地絡過電流継電器OCGRの状態信号検出部DED
に信号を送り出す。この状態信号検出部DEDは最大
値メモリMAMの動作指令信号になるとともに後述する
ロジック回路の条件信号となる。比較判定部CMC2
アナログ処理部APから送られてきた電流値ディジ
タル量と整定値自動設定部AUSの自動整定値とを比較
して、電流値ディジタル量が大きいときのみ信号を出
し、AND回路Aは、状態信号検出部DEDの信号が有
る(励磁突入状態)ことのANDでトリップ指令を送出
する。
【0017】変圧器が励磁突入状態でないときは状態
信号検出部DEDより励磁突入状態でないという信号
と、継電器の手動設定値以上の電流のため比較判定部C
MC1が出した動作信号のANDでトリップ指令を送出
する。
【0018】上述したように、地絡過電流継電器OCG
Rは変圧器の励磁突入電流の最大値を記憶し更新する機
能と記憶た励磁突入電流の最大値より継電器の動作整
定値を自動演算自動整定する機能を有する。そして、励
磁突入電流の流れていないときは、手動で整定した本来
の継電器動作値で動作し、励磁突入電流が流れていると
きは継電器の自動整定値で動作するように自動切替機能
を持っている。変圧器TRの二次側に接続されている限
電圧継電器84Tは、現時点で励磁突入電流が流れ
ている状態であるか否かを判断するために用いられ、変
圧器が励磁されてこの変圧器二次側に電圧が加わり数
秒間の間を励磁突入電流状態と判断するためのものであ
る。限時式電圧継電器84Tの動作信号を地絡過電流継
電器OCGRに送ることで、この地絡過電流継電器OC
GRは励磁突入電流状態であるを判断できる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
個々の系統や実機器の特性とは関係なく、最適な継電器
整定が自動でできるので、系統に設けられた変圧器の励
磁突入電流で地絡過電流継電器が誤動作するのを防止
し、かつ実際の系統事故時には迅速確実に保護ができる
信頼性に優れた地絡保護方式を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は本発明の一実施例の回路構成図、
図1(b)は同図(a)の地絡過電流継電器の回路構成
図。
【図2】本発明に係る最大値メモリのフロー図。
【図3】図3(a)は従来の保護継電方式の回路構成
図、図3(b)は同図(a)の地絡過電流継電器の回路
構成図。
【符号の説明】
CB…しゃ断器、CT…変流器、OCGR…地絡過電流
継電器、TR…変圧器、GPT…計器用変圧器、84T
限時式電圧継電器、ICH…入力変器、SET…継
電器手動整定部、CMC1,CMC2…比較判定部、A
P…アナログ処理部、DED…状態信号検出部、MAM
…最大値メモリ、AUS…整定値自動設定部。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 7/045 H02H 3/34 H02H 3/08 - 3/083

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一次側にしゃ断器が接続された変圧器を
    有する電力系統を地絡過電流継電器で保護する地絡保護
    方式において、前記変圧器が前記しゃ断器の投入に伴う
    励磁突入状態か否かを判定する判定手段を有し、前記地
    絡過電流継電器には、前記励磁突入状態での入力電流の
    最大を記憶しこの最大に基づく励磁突入状態の整定
    値を整定する自動整定部と、通常状態の整定値を整定す
    る手動整定部とを設け、前記励磁突入状態のときは前記
    電力系統からの入力電流を前記自動整定部で整定した励
    磁突入状態の整定と比較し、前記励磁突入状態以外の
    場合は前記手動整定部で整定した前記通常状態の整定値
    と比較してそれぞれで事故判定を行うことを特徴とする
    地絡保護方式。
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