JP3160328B2 - 保護継電装置 - Google Patents

保護継電装置

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JP3160328B2
JP3160328B2 JP25975991A JP25975991A JP3160328B2 JP 3160328 B2 JP3160328 B2 JP 3160328B2 JP 25975991 A JP25975991 A JP 25975991A JP 25975991 A JP25975991 A JP 25975991A JP 3160328 B2 JP3160328 B2 JP 3160328B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は後備保護手段を備えた保
護継電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】送電線保護には距離リレー方式が適用さ
れ、一般には3段階距離リレー方式が用いられている。
送電線保護に3段階距離リレーを適用する場合、距離リ
レー第1段は保護区間送電線の80%前後までの区間の事
故のみに応動するように整定し、第2段は対向母線の事
故を確実に検出するために自区間の120 %程度に整定
し、隣接区間保護リレーと距離整定及び時間整定の協調
を図っている。そして第3段は保護区間送電線の300 %
程度に整定し、次区間事故でのしゃ断器不動作などの重
大事故時に対して遠方後備保護を行なっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この3段階
距離リレーを3端子送電線に適用する場合、距離リレー
の第2段は対向母線の事故を確実に検出する必要がある
が、他の端子からの事故電流の投入により分流効果が生
じ、動作すべき事故の検出が困難となり他の端子のしゃ
段後、分流効果がなくなったことにより遅れてしゃ断す
ることになる。このため第2段の制定を分流効果を考慮
して行なうと、他の端子の運用状態により保護区間以遠
の事故でも動作するようになってしまい、事故しゃ断に
不必要なしゃ断を招くことになる。特に3端子系統が長
距離線路で短距離線路が隣接するような系統では、短距
離線路の送電線区間を遥かに越えた遠方事故まで動作す
るようになってしまう。このように3端子系統の後備保
護リレーはしゃ断区間を最小限に止める選択しゃ断を行
なわせることはできない。強いて選択しゃ断を行なわせ
ようとするとしゃ断時間を長くする必要を生じ、安定度
上の問題や機器損傷の拡大などの問題が起こる。このよ
うな問題点は搬送保護継電装置の使用により、事故を事
故区間両端でしゃ断する主保護装置では解決し得る。し
かし主保護不具合時の保護を担当する遠方後備保護では
解決されておらず、問題点として残されている。本発明
は上記事情に鑑みてなされたものであり、後備第2段リ
レーの制定を夫々の母線事故時、他のいずれかの端子の
第2段リレーが動作できるようにした後備保護リレーと
リレーの動作情報を転送する手段を用いて、事故しゃ断
の選択性能を十分確保し、且つしゃ断の高速化を図り得
る保護継電装置を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の構成を、実施例に対応する図3を用いて説明すると、
本発明は段階限時の距離継電方式により、3端子系統送
電線を保護する後備保護手段を備えた保護継電装置にお
いて、対向母線を含み前記対向母線方向の事故を検出す
る自端の第2段リレーと方向要素を兼務する第3リレー
との動作条件成立結果としての転送信号を自端以外の対
向する他の2端子へ伝送する手段と、前記動作条件成立
後の所定時間経過後に自端をしゃ断する第1のしゃ断手
段と、対向端から自端への前記転送信号を受信する手段
と、前記対向端のいずれからの転送信号の受信と前記自
端の方向要素を兼務する第3段リレーの動作とが所定時
間継続したことを条件に自端をしゃ断する第2のしゃ段
手段とを備えた。
【作用】先ず、図8の系統C端f1 の事故時では、B端
は弱小電源端であるため第2段リレーは動作できない
が、A端の第2段リレーは動作する。したがってA端で
は方向リレーMa と第2段リレーXa2が動作して相手端
への転送と第2段タイマー515 を起動して、自端は所定
時間後にしゃ断する。一方、B端では第2段リレーXb2
は動作できないが、方向リレーMb が動作すると共に、
A端からの転送信号の受信により所定時間後にB端はし
ゃ断する。又、C端はA端からの転送信号を受信する
が、方向要素Mc は動作しないためしゃ断しない。
【0005】
【実施例】以下図面を参照して実施例を説明する。図1
は本発明による保護継電装置の一実施例の全体構成図で
ある。図1において、A,B,Cは発変電所などの電気
所を示し、送電線1に対してしゃ断器2を介して各電気
所A,B,Cが接続される。3は変流器、4は変成器で
あり、各検出電気量は保護継電装置5A,5B,5Cに入力さ
れる。51は3段階距離リレー要素の処理シーケンス51
と、各端子への転送信号の作成と各端子からの転送信号
を受信して所定時限の後、しゃ断するシーケンス要素52
から構成される。これらはマイクロコンピュータを使用
したディジタルリレーでも実現できる。なお、51は従来
の距離リレーで処理されている内容と同じであり、リレ
ー特性はその代表的な例で示している。図3はA端子に
着目して具体的な方法をロジック記号で表したものであ
る。図3において、512 のXa2は距離リレーの第2段で
あり、513 のMa は距離リレーの第3段であり、方向要
素を兼用している。514 は512 と513 の出力のアンド回
路で、この出力が転送条件53になる。515 は第2段リレ
ー用のタイマーである。521 ,522 はB端子,C端子か
らの転送信号を受信した時に出力する。523 はオア回
路、524 はアンド回路、525 は第2段相当のタイマーで
ある。
【0006】次に作用について、図8のC端子の母線事
故の例で説明する。図ではA端子を大電源端、B端子を
弱小電源端とした例である。いま線路のインピーダンス
を、A〜JをZa ,B〜JをZb ,C〜JをZc とし、
c >Za >Zb とする。A端子のリレーの整定は第2
段Xa2、第3段Ma は他の端子からの分流効果を考慮し
て、 Xa2=1.2 ×(Za +2×Zc ) Ma =3×(Za +2×Zc ) とし、B端子のリレーの整定も同様にして Xb2=1.2 ×(Zb +2×Zc ) Mb1=3×(Zb +2×Zc ) C端子のリレーの整定も同様にして Xc2=1.2 ×(Zc +2×Za ) Mc =3×(Zc +2×Za ) とする。上記の整定例は夫々の母線事故時、他のいずれ
かの端子の第2段リレーが動作できるようにしたもので
あり、各端子の背後電源の大きさには関係しない整定値
である。
【0007】図8の例ではB端子は弱小電源端であり、
第2段リレーはA端子からの事故電流分流により事故点
を遠方に見て動作できないが、A端子の第2段リレーは
動作できる。このようなときA端子ではMa とXa2が動
作するため、図3に示す転送条件53と第2段タイマー51
5 の起動が成立し、他の端子への転送と所定時間以上事
故継続を確認して自端しゃ断する。一方、B端子では51
2 の第2段リレーXb2は動作できないが、513 の方向要
素Mb は動作できるため、A端子からの転送信号を受信
したことと513 の方向要素Mb 動作を条件に第2段相当
のタイマー525 を起動し、所定時間以上事故継続を確認
して自端しゃ断する。C端子ではA端子からの転送信号
を受信するが、513の方向要素Mc は動作しないためし
ゃ断はしない。このように、段階限時の距離継電方式に
より3端子系統送電線を保護するようにした後備保護継
電装置において、対向母線を含み対向母線方向の事故を
検出する第2段リレーの動作条件を伝送する手段と、対
向端からの転送信号を受信する手段と、自端の内部方向
リレー要素の動作を条件にその転送信号受信が所定時間
以上継続した場合、自端をしゃ断することにより、3端
子系統送電線の他端子からの分流効果による距離リレー
第2段のアンダーリーチによる動作時間の遅延、及び他
端子からの分流効果がないときのオーバーリーチによる
不必要しゃ断の防止を行なうことができる。
【0008】従って、本装置を適用することにより、3
端子系統送電線の第2段距離リレーは背後電源条件に無
関係に整定ができ、隣接した系統の保護リレーとの距離
と時間の協調が取り易くなり装置の不要応動を防止でき
る。なお、図3の実施例では自端背後方向事故の場合
に、転送による自端しゃ断を防止するため、自端の内部
方向リレーの動作条件を付加したが、図4に示すように
自端背後方向リレーを付加して、このリレーが動作した
場合には転送による自端しゃ断を防止する方法もでき
る。図4は変形例での適用リレー特性を示したもので、
516のM′が自端背後方向リレーの特性例である。図5
にこの変形例でのA端子に着目した場合の一実施例の方
法をロジック記号で表したものである。図5において、
512 のXa2は距離リレーの第2段であり、513 のMa
距離リレーの第3段であり方向要素を兼用している。51
4 は512 と513 の出力のアンド回路で、この出力が53の
転送条件になる。515 は第2段リレー用のタイマーであ
る。516 のMa ′は自端背後方向事故を検出する自端背
後方向リレーであり、517 はノット回路である。521 ,
522 はB端子,C端子からの転送信号を受信した時に出
力する。523 はオア回路、524 はアンド回路、525 は第
2段相当のタイマーである。図5の作用を図8の事故ケ
ースf1 で説明する。
【0009】図8の例ではB端子は弱小電源端であり、
第2段リレーはA端子からの事故電流分流により事故点
を遠方に見て動作できないが、A端子の第2段リレーは
動作できる。このようなときA端子ではMa とXa2が動
作するため、図5に示す転送条件53と第2段タイマー51
5 の起動が成立し、他の端子への転送と所定時間以上事
故継続を確認して自端しゃ断する。一方、B端子では51
2 の第2段リレーXb2は動作できないが、516 の方向要
素Mb ′は不動作であるため、A端子からの転送信号を
受信したことと516 の方向要素Mb ′不動作を条件に第
2段相当のタイマー525 を起動し、所定時間以上事故継
続を確認して自端しゃ断する。C端子ではA端子からの
転送信号を受信するが、516 の方向要素Mc ′は動作し
ないためしゃ段はしない。このように変形例において
も、段階限時の距離継電方式により3端子系統送電線を
保護するようにした後備継電装置において、対向母線を
含み対向母線方向の事故を検出する第2段リレーの動作
条件を伝送する手段と、対向端からの転送信号を受信す
る手段と、自端の背後方向リレー要素の不動作を条件に
その転送信号受信が所定時間以上継続した場合、自端を
しゃ断することにより、3端子系統送電線の他端子から
の分流効果による距離リレー第2段のアンダーリーチに
よる動作時間の遅延、及び他端子からの分流効果がない
ときのオーバーリーチによる不必要しゃ断の防止を行な
うことができる。
【0010】図6は他の実施例の構成図である。本実施
例では最小隣接区間の内部事故のみを検出する距離リレ
ーと、自区間の所定範囲の事故を検出する第1段リレー
の動作条件を、各端子に伝送する手段を用いて事故しゃ
断の選択性能を十分確保し、かつしゃ断の高速化を図る
ようにしたものである。図6において図5と同一部分に
ついては同一符号を付して説明を省略する。図6におい
て、519 のXa1は距離リレーの第1段である。そして51
8 は最小隣接区間の内部事故のみを検出する距離リレー
要素であり、図ではインピーダンスリレーの例で示す。
562 は519 と513 のアンド回路で、この出力と518 の出
力が転送条件53となる。560 は512 と513 の出力のアン
ド回路で、561 は第2段リレー用のタイマーである。本
来、後備保護装置には距離リレーの第1段から第3段あ
るいは第4段まであるが、これらのリレーあるいはその
標準的なシーケンスを記載すると繁雑になり、本発明の
趣旨を明確にするためこれらは省略している。
【0011】次に本実施例の作用を図8のC端子の母線
事故(f1 )の例で説明する。各端子の整定値は以下の
通りである。A端子のリレー整定は、第1段Xa1は自端
からみて最短端子の80%の整定とし、第2段Xa2,第3
段Ma は他の端子からの分流効果を考慮して、 Xa1=0.8 ×(Za +Zb ) Xa2=1.2 ×(Za +2×Zc ) Ma =3×(Za +2×Zc ) Za =0.8 ×(最小隣接区間) とし、B端子のリレー整定も同様にして、 Xb1=0.8 ×(Za +Zb ) Xb2=1.2 ×(Zb +2×Zc ) Mb =3×(Zb +2×Zc ) Zb =0.8 ×(最小隣接区間) C端子のリレー整定も同様にして Xc1=0.8 ×(Zc +Zb ) Xc2=1.2 ×(Zc +2×Za ) Mc =3×(Zc +2×Za ) Zc =0.8 ×(最小隣接区間) 上記の整定例は夫々の母線事故時、他のいずれかの端子
の第2段リレーが動作できるようにしたものであり、各
端子の背後電源の大きさに関係しない整定値である。
【0012】次に動作説明すると、図8の例ではB端子
は弱小電源端であり、第2段リレーはA端子からの事故
電流分流により事故点を遠方に見て動作できないが、A
端子の第2段リレーは動作できる。またC端子ではZc
が動作するため、図6に示す転送条件53が成立し、A端
子とB端子へこの動作条件を転送する。このときA端子
ではMa とXa2が動作するため第2段タイマー561 の時
限後、またはC端子からの転送受信によるタイマー525
の時限後、自端しゃ断する。一方、B端子では512 の第
2段リレーXb2は動作できないため、C端子からの転送
信号を受信したことにより第2段相当のタイマー525 を
起動し、所定時間以上事故継続を確認して自端しゃ断す
る。また図8のJ〜C間の事故(f2 )例で、C端子の
第1段リレーが動作した場合を説明する。この場合もB
端子は弱小電源端であり、第2段リレーはA端子からの
事故電流分流により事故点を遠方に見て動作できない
が、A端子の第2段リレーは動作できるものとする。C
端子ではXc1,Mc が動作するため、図6に示す転送条
件53が成立し、A端子とB端子へこの動作条件を転送す
る。このときf1 事故と同様に、A端子ではMa とXa2
が動作するため第2段タイマー561 の時限後、またはC
端子からの転送受信によるタイマー525 の時限後、自端
しゃ断する。同様にB端子では512 の第2段リレーXb2
は動作できないため、C端子からの転送信号を受信した
ことにより第2段相当のタイマー525 を起動し、所定時
間以上事故継続を確認して自端しゃ断する。
【0013】本実施例によれば、段階限時の距離継電方
式により3端子系統送電線を保護するようにした後備保
護継電装置において、最小隣接区間の内部事故のみを検
出する距離リレーと、自区間の所定範囲の事故を検出す
る第1段リレーの動作条件を各端子に伝送する手段と、
対向端からの転送信号を受信する手段と、その転送信号
受信が所定時間以上継続した場合、自端をしゃ断する手
段とを備えることにより、3端子系統送電線の他端子か
らの分流効果による距離リレー第2段のアンダーリーチ
による動作時間の遅延、及び他端子からの分流効果がな
いときのオーバーリーチによる不必要しゃ断の防止を行
なうことができる。なお、図6の実施例では自端背後方
向事故を検出するリレー特性を円のモー特性としたが、
図7に示すように原点を含んだインピーダンス特性でも
良い。要は最小隣接区間を越えない保護範囲を有してい
ることである。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば後
備保護第2段リレーの不要応動を防止することができ、
極めて信頼性の高い保護継電装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による保護継電装置の一実施例の全体構
成図。
【図2】本発明に関与するリレー特性の一例図。
【図3】本発明の一実施例を示すシーケンスブロック
図。
【図4】本発明に関与するリレー特性図の変形例。
【図5】他の実施例のシーケンスブロック図。
【図6】更に他の実施例のシーケンスブロック図。
【図7】図6の実施例によるリレー特性図。
【図8】本発明の作用を説明する系統図。
【符号の説明】
1 送電線 2 しゃ断器 3 変流器 4 電圧変成器 5 保護継電装置 6 伝送装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 7/26 H02H 3/30 H02H 3/40

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 段階限時の距離継電方式により3端子系
    統送電線を保護する後備保護手段を備えた保護継電装置
    において、対向母線を含み前記対向母線方向の事故を検
    出する自端の第2段リレーと方向要素を兼務する第3リ
    レーとの動作条件成立結果としての転送信号を自端以外
    の対向する他の2端子へ伝送する手段と、前記動作条件
    成立後の所定時間経過後に自端をしゃ断する第1のしゃ
    断手段と、対向端から自端への前記転送信号を受信する
    手段と、前記対向端のいずれからの転送信号の受信と前
    記自端の方向要素を兼務する第3段リレーの動作とが所
    定時間継続したことを条件に自端をしゃ断する第2のし
    ゃ段手段とを備えたことを特徴とする保護継電装置。
  2. 【請求項2】 段階限時の距離継電方式により3端子系
    統送電線を保護する後備保護手段を備えた保護継電装置
    において、自端の最小隣接区間の内部事故のみを検出す
    る手段と、保護区間事故を検出する自端の第1段リレー
    と方向要素を兼務する第3段リレーとが共に動作したこ
    とを検出する手段と、前記各手段のいずれか一方あるい
    は両者の動作条件成立結果としての転送信号を自端以外
    の対向する他の2端子へ伝送する手段と、対向母線を含
    み前記対向母線方向の事故を検出する自端の第2段リレ
    ーと方向要素を兼務する第3段リレーとの動作条件成立
    後の所定時間経過後に自端をしゃ断する第1のしゃ断手
    段と、前記対向端のいずれからの転送信号の受信後所定
    時間経過したことを条件に自端をしゃ断する第2のしゃ
    断手段とを備えたことを特徴とする保護継電装置。
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