JP3370241B2 - 地絡回線選択保護継電方法とその装置 - Google Patents
地絡回線選択保護継電方法とその装置Info
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- JP3370241B2 JP3370241B2 JP23212496A JP23212496A JP3370241B2 JP 3370241 B2 JP3370241 B2 JP 3370241B2 JP 23212496 A JP23212496 A JP 23212496A JP 23212496 A JP23212496 A JP 23212496A JP 3370241 B2 JP3370241 B2 JP 3370241B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高抵抗接地の多回
線併架系統に於ける零相循環電流対策を施した地絡回線
選択保護継電方法とその装置に関するものである。
線併架系統に於ける零相循環電流対策を施した地絡回線
選択保護継電方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】６０〜１５４ＫＶの高圧系統では、中点
を高抵抗で接地した高抵抗接地系統が用いられる。この
ような系統に対する従来の零相循環電流対策を施した地
絡回線選択保護継電方式に於いては、１線地絡事故発生
前後で変化しない電圧、即ちその大きさ、位相の変化が
ほぼ無視でき、一定と見なすことができる電圧として、
線間電圧Ｖab、Ｖbc、Ｖcaの３組を取り出し、それらを
３０゜位相（遅延）した電圧を基準ベクトルとして、零
相電流の事故発生前後の変化分の有効分を求める方法を
採用していた。以下、この従来方式を説明する。
を高抵抗で接地した高抵抗接地系統が用いられる。この
ような系統に対する従来の零相循環電流対策を施した地
絡回線選択保護継電方式に於いては、１線地絡事故発生
前後で変化しない電圧、即ちその大きさ、位相の変化が
ほぼ無視でき、一定と見なすことができる電圧として、
線間電圧Ｖab、Ｖbc、Ｖcaの３組を取り出し、それらを
３０゜位相（遅延）した電圧を基準ベクトルとして、零
相電流の事故発生前後の変化分の有効分を求める方法を
採用していた。以下、この従来方式を説明する。
【０００３】図３は、上記従来の地絡回線選択保護継電
方式の構成を示すブロック図で、３相の各線間電圧を基
準ベクトルとして演算することから、１号線事故検出用
としての判定要素１５０Ｇa、１５０Ｇb、１５０Ｇc、
２号線事故検出用としての回線選択判定要素２５０Ｇ
a、２５０Ｇb、２５０Ｇcが設けられている。更に、各
相電圧Ｖa、Ｖb、Ｖcを入力として事故相判別を行うた
めの不足電圧継電器２７Ｇa、２７Ｇb、２７Ｇcを設
け、これにより事故回線を判定している。なお、上記で
電圧Ｖab、Ｖa等は正確にはその電圧の振幅と位相を表
すベクトル量であり、通常は文字Ｖの上部に矢印やドッ
トを付して表すが、本文及び添付図面では、これらを省
略している。この点は以下に於いても同様で、電圧Ｖ、
電流Ｊは、とくに断わらない限りベクトル量を表すもの
とする。
方式の構成を示すブロック図で、３相の各線間電圧を基
準ベクトルとして演算することから、１号線事故検出用
としての判定要素１５０Ｇa、１５０Ｇb、１５０Ｇc、
２号線事故検出用としての回線選択判定要素２５０Ｇ
a、２５０Ｇb、２５０Ｇcが設けられている。更に、各
相電圧Ｖa、Ｖb、Ｖcを入力として事故相判別を行うた
めの不足電圧継電器２７Ｇa、２７Ｇb、２７Ｇcを設
け、これにより事故回線を判定している。なお、上記で
電圧Ｖab、Ｖa等は正確にはその電圧の振幅と位相を表
すベクトル量であり、通常は文字Ｖの上部に矢印やドッ
トを付して表すが、本文及び添付図面では、これらを省
略している。この点は以下に於いても同様で、電圧Ｖ、
電流Ｊは、とくに断わらない限りベクトル量を表すもの
とする。
【０００４】図３に於いて、回線選択判定用の地絡回線
選択継電器（回線選択判定要素）１５０Ｇaを例にと
り、上記従来方式の動作を説明する。いま、系統に事故
が発生する前に零相循環電流Ｊ0tnが流れていたとす
る。この時、事故発生前の１号線零相電流をＪ01（ｔ−
ｎ）、２号線零相電流をＪ02（ｔ−ｎ）とすると
選択継電器（回線選択判定要素）１５０Ｇaを例にと
り、上記従来方式の動作を説明する。いま、系統に事故
が発生する前に零相循環電流Ｊ0tnが流れていたとす
る。この時、事故発生前の１号線零相電流をＪ01（ｔ−
ｎ）、２号線零相電流をＪ02（ｔ−ｎ）とすると
【数１】Ｊ01（ｔ−ｎ）＝Ｊ0tn
Ｊ02（ｔ−ｎ）＝−Ｊ0tn
となる。従って、地絡回線選択継電器１５０Ｇaに入力
される回線間差電流をＪ0（ｔ−ｎ）とすると、
される回線間差電流をＪ0（ｔ−ｎ）とすると、
【数２】Ｊ0（ｔ−ｎ）＝Ｊ01（ｔ−ｎ）−Ｊ02（ｔ−
ｎ）＝２・Ｊ0tn となる。次に１号線側Ｆ点にａ相１線地絡事故が発生し
事故電流として１号線側にＪ0F1、２号線側にＪ0F2が流
れ、事故発生前から流れていた零相循環電流Ｊ0tnに重
畳されると、事故発生の１号線零相電流Ｊ01(t)、２号
線零相電流Ｊ02（ｔ）は
ｎ）＝２・Ｊ0tn となる。次に１号線側Ｆ点にａ相１線地絡事故が発生し
事故電流として１号線側にＪ0F1、２号線側にＪ0F2が流
れ、事故発生前から流れていた零相循環電流Ｊ0tnに重
畳されると、事故発生の１号線零相電流Ｊ01(t)、２号
線零相電流Ｊ02（ｔ）は
【数３】Ｊ01（ｔ）＝Ｊ0tn＋Ｊ0F1
Ｊ02（ｔ）＝−Ｊ0tn＋Ｊ0F2
となる。したがって、事故発生後の回線間差電流をＪ0
（ｔ）とすると、
（ｔ）とすると、
【数４】Ｊ0（ｔ）＝Ｊ01（ｔ）−Ｊ02（ｔ）＝２・Ｊ0
tn＋（Ｊ0F1−Ｊ0F2） となる。ここで、事故電流成分の回線間差電流（Ｊ0F1
−Ｊ0F2）を
tn＋（Ｊ0F1−Ｊ0F2） となる。ここで、事故電流成分の回線間差電流（Ｊ0F1
−Ｊ0F2）を
【数５】Ｊ0F1−Ｊ0F2≡△Ｊ0
とおくと、（数４）は
【数６】Ｊ0（ｔ）＝２・Ｊ0tn＋△Ｊ0
とかける。こうして、事故発生前の回線間差電流Ｊ0
（ｔ−ｎ）は（数２）により、また事故発生後の回線間
差電流Ｊ0（ｔ）は（数６）で与えられ、この差が事故
による零相循環電流の増加分△Ｊ0を与えている。即ち
（数２）及び（数６）から
（ｔ−ｎ）は（数２）により、また事故発生後の回線間
差電流Ｊ0（ｔ）は（数６）で与えられ、この差が事故
による零相循環電流の増加分△Ｊ0を与えている。即ち
（数２）及び（数６）から
【数７】Ｊ0（ｔ）−Ｊ0（ｔ−ｎ）＝△Ｊ0
である。
【０００５】ここで事故回線の判定には、零相循環電流
成分２Ｊ0tnを除いた事故電流成分△Ｊ0＝（Ｊ0F1−Ｊ0
F2）のみの有効分（零相電圧Ｖ0との同相成分）を求め
る必要がある。いま、事故発生後の零相電圧をＶ0と
し、この電圧とＪ0（ｔ）、Ｊ0（ｔ−ｎ）、△Ｊ0との
位相差をそれぞれθt、θtn、△θとすると、それぞれ
のベクトル関係は図４に示すとおりとなる。回線間差電
流の内の事故電流成分△Ｊ0の有効分（Ｖ0との同相成
分）は｜△Ｊ0｜cos△θであるが、これは（数７）か
ら、事故発生前の回線間差電流Ｊ0（ｔ−ｎ）のＶ0との
同相成分｜Ｊ0（ｔ−ｎ）｜cosθtnと、事故発生後の回
線間差電流Ｊ0（ｔ）のＶ0との同相成分｜Ｊ0（ｔ）｜c
osθtの差として
成分２Ｊ0tnを除いた事故電流成分△Ｊ0＝（Ｊ0F1−Ｊ0
F2）のみの有効分（零相電圧Ｖ0との同相成分）を求め
る必要がある。いま、事故発生後の零相電圧をＶ0と
し、この電圧とＪ0（ｔ）、Ｊ0（ｔ−ｎ）、△Ｊ0との
位相差をそれぞれθt、θtn、△θとすると、それぞれ
のベクトル関係は図４に示すとおりとなる。回線間差電
流の内の事故電流成分△Ｊ0の有効分（Ｖ0との同相成
分）は｜△Ｊ0｜cos△θであるが、これは（数７）か
ら、事故発生前の回線間差電流Ｊ0（ｔ−ｎ）のＶ0との
同相成分｜Ｊ0（ｔ−ｎ）｜cosθtnと、事故発生後の回
線間差電流Ｊ0（ｔ）のＶ0との同相成分｜Ｊ0（ｔ）｜c
osθtの差として
【数８】｜△Ｊ0 ｜cos△θ＝｜Ｊ0（ｔ）｜cosθt−｜
Ｊ0（ｔ−ｎ）｜cosθtn で与えられる。この関係は、図４の幾何学的解析からも
容易に導くことができる。
Ｊ0（ｔ−ｎ）｜cosθtn で与えられる。この関係は、図４の幾何学的解析からも
容易に導くことができる。
【０００６】ところが、事故発生以前の循環電流のみの
ときは接地抵抗には電流が流れず、従って零相電圧Ｖ0
が０である。このため、（数８）に於ける事故発生前の
回線間差電流Ｊ0（ｔ−ｎ）の有効分｜Ｊ0（ｔ−ｎ）｜
cosθtnを直接求めることができない。ところが、線間
電圧Ｖabはａ相１線地絡を想定した場合、事故の前後に
於いてその位相変化は極めて小さく、かつ図５に示した
ようにその電圧Ｖabを３０°遅らせた電圧Ｖab（３０）
はａ相１線地絡事故時の零相電圧Ｖ0とほぼ同相となる
ことが知られている。そこで前述したように、電圧Ｖab
（３０）を基準ベクトルとして従来はａ相地絡の事故検
出を行っていた。即ち、図５のように基準ベクトルＶab
（３０）をＶ0とみなし、事故発生前回線間差電流の有
効成分｜Ｊ0（ｔ−ｎ）｜cosθtnと、事故発生後回線間
差電流の有効成分｜Ｊ0（ｔ）｜cosθtをそれぞれ算出
し、その差から零相循環電流成分２・Ｊ0tnを除去した
事故電流成分△Ｊ0のみの有効分｜△Ｊ0｜cos△θを求
め、事故回線検出を行っていた。
ときは接地抵抗には電流が流れず、従って零相電圧Ｖ0
が０である。このため、（数８）に於ける事故発生前の
回線間差電流Ｊ0（ｔ−ｎ）の有効分｜Ｊ0（ｔ−ｎ）｜
cosθtnを直接求めることができない。ところが、線間
電圧Ｖabはａ相１線地絡を想定した場合、事故の前後に
於いてその位相変化は極めて小さく、かつ図５に示した
ようにその電圧Ｖabを３０°遅らせた電圧Ｖab（３０）
はａ相１線地絡事故時の零相電圧Ｖ0とほぼ同相となる
ことが知られている。そこで前述したように、電圧Ｖab
（３０）を基準ベクトルとして従来はａ相地絡の事故検
出を行っていた。即ち、図５のように基準ベクトルＶab
（３０）をＶ0とみなし、事故発生前回線間差電流の有
効成分｜Ｊ0（ｔ−ｎ）｜cosθtnと、事故発生後回線間
差電流の有効成分｜Ｊ0（ｔ）｜cosθtをそれぞれ算出
し、その差から零相循環電流成分２・Ｊ0tnを除去した
事故電流成分△Ｊ0のみの有効分｜△Ｊ0｜cos△θを求
め、事故回線検出を行っていた。
【０００７】図６は以上に説明した、従来形の回線選択
判定要素１５０Ｇaの回路構成例を示すもので、まず導
入された線間電圧Ｖabは移相回路６１により３０°遅延
されて基準ベクトルＶab（３０）となる。有効分演算回
路６２は、零相循環電流の各時点の、基準ベクトルＶab
（３０）と同相の成分を算出してメモリ６３へ格納する
と同時に演算器６４へ入力する。演算器６４は、現時点
の有効分演算回路６２出力からｎサンプル前の時点にメ
モリーに格納された零相電流の有効分を差し引く。この
時点がもしａ相１線地絡事故が発生した直後のサンプル
点であれば、演算回路６２出力は｜Ｊ0（ｔ）｜cosθt
に相当し、メモリ６３出力は｜Ｊ0（ｔ−ｎ）｜cosθtn
に相当するので、上記差分は（数８）に示した値とな
る。そこで判定回路６５はこの差分が所定の事故検出レ
ベル以上か否かを判定することにより事故検出を行うこ
とができる。
判定要素１５０Ｇaの回路構成例を示すもので、まず導
入された線間電圧Ｖabは移相回路６１により３０°遅延
されて基準ベクトルＶab（３０）となる。有効分演算回
路６２は、零相循環電流の各時点の、基準ベクトルＶab
（３０）と同相の成分を算出してメモリ６３へ格納する
と同時に演算器６４へ入力する。演算器６４は、現時点
の有効分演算回路６２出力からｎサンプル前の時点にメ
モリーに格納された零相電流の有効分を差し引く。この
時点がもしａ相１線地絡事故が発生した直後のサンプル
点であれば、演算回路６２出力は｜Ｊ0（ｔ）｜cosθt
に相当し、メモリ６３出力は｜Ｊ0（ｔ−ｎ）｜cosθtn
に相当するので、上記差分は（数８）に示した値とな
る。そこで判定回路６５はこの差分が所定の事故検出レ
ベル以上か否かを判定することにより事故検出を行うこ
とができる。
【０００８】なお、この有効分｜ΔＪ0｜cos△θから事
故回線の検出を行うには、その有効分の１サンプルの値
だけでは判定できないので、少なくとも１サイクルを判
定期間とし、その期間内のデータを取り込んでその実行
値、あるいはピーク値などが所定の値を超えたかどうか
を判定する必要がある。従って実効的に遅延動作を行う
メモリ６３の遅延時間ｎ（単位はサンプル周期）は、上
記の判定期間がｍサンプルのデータを含むとすると、ｎ
＞ｍの条件を満たしている必要があり、一般にはｎとし
て系統交流の２〜３サイクル分程度のサンプル数に相当
する値が用いられる。
故回線の検出を行うには、その有効分の１サンプルの値
だけでは判定できないので、少なくとも１サイクルを判
定期間とし、その期間内のデータを取り込んでその実行
値、あるいはピーク値などが所定の値を超えたかどうか
を判定する必要がある。従って実効的に遅延動作を行う
メモリ６３の遅延時間ｎ（単位はサンプル周期）は、上
記の判定期間がｍサンプルのデータを含むとすると、ｎ
＞ｍの条件を満たしている必要があり、一般にはｎとし
て系統交流の２〜３サイクル分程度のサンプル数に相当
する値が用いられる。
【０００９】図３の他の回線選択判定要素の構成及び動
作も同様であり、これらによって各相の地絡事故検出が
行われるが、各回線選択判定要素波その基準ベクトルと
して相間電圧を用いている。このため、何らかの原因に
より、事故でないときに相間電圧が変化すると、その電
圧を基準ベクトルとする回線選択判定要素が誤動作する
可能性がある。これはどの回線選択判定要素についても
同様である。従って図３のように、不足電圧継電器２７
Ｇa〜２７Ｇc とＡＮＤゲートを用いてより確実な検出
を行えるようにしている。
作も同様であり、これらによって各相の地絡事故検出が
行われるが、各回線選択判定要素波その基準ベクトルと
して相間電圧を用いている。このため、何らかの原因に
より、事故でないときに相間電圧が変化すると、その電
圧を基準ベクトルとする回線選択判定要素が誤動作する
可能性がある。これはどの回線選択判定要素についても
同様である。従って図３のように、不足電圧継電器２７
Ｇa〜２７Ｇc とＡＮＤゲートを用いてより確実な検出
を行えるようにしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】以上に説明した従来技
術では、各系統ごとに３個の回線選択判定要素が、従っ
て図３の例では６個の回線選択判定要素を必要とし、更
に事故相判別のために３個の不足電圧継電器を必要とし
た。このため回路が大型・複雑化するという問題があっ
た。
術では、各系統ごとに３個の回線選択判定要素が、従っ
て図３の例では６個の回線選択判定要素を必要とし、更
に事故相判別のために３個の不足電圧継電器を必要とし
た。このため回路が大型・複雑化するという問題があっ
た。
【００１１】本発明の目的は、その構成がより簡単で経
済的な、零相循環電流対策を施した地絡回線選択保護継
電方法とその装置を提供するにある。
済的な、零相循環電流対策を施した地絡回線選択保護継
電方法とその装置を提供するにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、保護対象系統の１号線と２号線の零相
電流の差電流及び零相電圧と、一線地絡事故発生の前後
でその位相変化が無視できるところの基準ベクトルを取
り込んでディジタル化し、前記差電流を前記基準ベクト
ルとの同相成分及び直交成分に分解し、該分解により生
成された前記同相成分及び直交成分の各々の予め定めら
れた時間だけ離れた値の差を零相電流同相変化分及び零
相電流直交変化分として算出し、更に前記取り込んだ零
相電圧を前記基準ベクトルとの同相成分及び直交成分に
分解して零相電圧同相成分及び零相電圧直交成分とし、
零相電流同相変化分と前記零相電圧同相成分との積と、
前記零相電流直交変化分と前記零相電圧直交成分との積
とを算出し、これら２つの積の和を前記零相電圧の絶対
値で除算し、こうして前記保護対象系統と併架された別
の系統からの誘導により発生する零相循環電流を除去し
た事故電流成分を抽出し、該抽出した事故電流成分の前
記取り込んだ零相電圧との同相成分を算出することによ
り前記保護対象系統の事故検出を行うようにしたことを
特徴とする地絡回線選択保護継電方法を開示する。
めに、本発明は、保護対象系統の１号線と２号線の零相
電流の差電流及び零相電圧と、一線地絡事故発生の前後
でその位相変化が無視できるところの基準ベクトルを取
り込んでディジタル化し、前記差電流を前記基準ベクト
ルとの同相成分及び直交成分に分解し、該分解により生
成された前記同相成分及び直交成分の各々の予め定めら
れた時間だけ離れた値の差を零相電流同相変化分及び零
相電流直交変化分として算出し、更に前記取り込んだ零
相電圧を前記基準ベクトルとの同相成分及び直交成分に
分解して零相電圧同相成分及び零相電圧直交成分とし、
零相電流同相変化分と前記零相電圧同相成分との積と、
前記零相電流直交変化分と前記零相電圧直交成分との積
とを算出し、これら２つの積の和を前記零相電圧の絶対
値で除算し、こうして前記保護対象系統と併架された別
の系統からの誘導により発生する零相循環電流を除去し
た事故電流成分を抽出し、該抽出した事故電流成分の前
記取り込んだ零相電圧との同相成分を算出することによ
り前記保護対象系統の事故検出を行うようにしたことを
特徴とする地絡回線選択保護継電方法を開示する。
【００１３】また、本発明は、保護対象系統の一線地絡
事故発生の前後でその位相変化が無視できるところの基
準ベクトルを９０゜進相して直交基準ベクトルを生成す
るための移相回路と、保護対象系統の１号線と２号線の
零相電流の差電流の前記基準ベクトルとの同相成分を生
成するための第１の有効分演算回路と、保護対象系統の
１号線と２号線の零相電流の差電流の前記直交基準ベク
トルとの同相成分を生成するための第２の有効分演算回
路と、前記第１の有効分演算回路により生成された同相
成分の、予め定められた時間差の間の差分を第１零相電
流変化分として生成するための第１の差分回路と、前記
第２の有効分演算回路により生成された同相成分の前記
時間差の間の差分を第２零相電流変化分として生成する
ための第２の差分回路と、保護対象系統の零相電圧の前
記基準ベクトルとの同相成分を生成するための第３の有
効分演算回路と、前記零相電圧の前記直交基準ベクトル
との同相成分を生成するための第４の有効分演算回路
と、前記第１零相電流変化分と前記第３の有効分演算回
路により生成された零相電圧の前記基準ベクトルとの同
相成分の積を生成するための第１の積回路と、前記第２
零相電流変化分と前記第４の有効分演算回路により生成
された零相電圧の前記直交基準ベクトルとの積を生成す
るための第２の積回路と、前記第１の積回路と第２の積
回路の出力の和を生成するための加算回路と、前記零相
電圧の絶対値を求める絶対値回路と、前記加算回路出力
を前記絶対値回路出力で除算した値を事故電流の有効成
分として出力する除算回路と、前記事故電流の有効成分
を用いて保護対象系統の地絡事故発生を判定するための
判定回路と、を備えたところの回線選択判定要素を用い
て構成したことを特徴とする地絡回線選択保護継電装置
を開示する。
事故発生の前後でその位相変化が無視できるところの基
準ベクトルを９０゜進相して直交基準ベクトルを生成す
るための移相回路と、保護対象系統の１号線と２号線の
零相電流の差電流の前記基準ベクトルとの同相成分を生
成するための第１の有効分演算回路と、保護対象系統の
１号線と２号線の零相電流の差電流の前記直交基準ベク
トルとの同相成分を生成するための第２の有効分演算回
路と、前記第１の有効分演算回路により生成された同相
成分の、予め定められた時間差の間の差分を第１零相電
流変化分として生成するための第１の差分回路と、前記
第２の有効分演算回路により生成された同相成分の前記
時間差の間の差分を第２零相電流変化分として生成する
ための第２の差分回路と、保護対象系統の零相電圧の前
記基準ベクトルとの同相成分を生成するための第３の有
効分演算回路と、前記零相電圧の前記直交基準ベクトル
との同相成分を生成するための第４の有効分演算回路
と、前記第１零相電流変化分と前記第３の有効分演算回
路により生成された零相電圧の前記基準ベクトルとの同
相成分の積を生成するための第１の積回路と、前記第２
零相電流変化分と前記第４の有効分演算回路により生成
された零相電圧の前記直交基準ベクトルとの積を生成す
るための第２の積回路と、前記第１の積回路と第２の積
回路の出力の和を生成するための加算回路と、前記零相
電圧の絶対値を求める絶対値回路と、前記加算回路出力
を前記絶対値回路出力で除算した値を事故電流の有効成
分として出力する除算回路と、前記事故電流の有効成分
を用いて保護対象系統の地絡事故発生を判定するための
判定回路と、を備えたところの回線選択判定要素を用い
て構成したことを特徴とする地絡回線選択保護継電装置
を開示する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は、本発明になる地絡回線保護継電装置の特
徴とする回路選択判定要素の構成例を示すブロック図
で、一線地絡事故発生前後で位相が変化しないか、また
は位相変化を無視できるような任意の電気量Ｖsを基準
とし、これに対する事故発生前の回線間差電流Ｊ0(t-
n)、事故発生後の回線間差電流Ｊ0(t)、及び零相電圧Ｖ
0(t)の各同相成分及び直交成分を求め、これらの成分か
ら（数８）に示した事故発生前後の零相電流の有効分の
差（即ち変化分）｜ΔＪ0｜cosΔθを求めて、事故回線
の判定を行うようにしたものである。尚、この回路選択
判定要素はディジタル回路で構成され、図示は省略した
が入力となる基準ベクトルＶs及びＪ0(t)はディジタル
化されているものとする。
する。図１は、本発明になる地絡回線保護継電装置の特
徴とする回路選択判定要素の構成例を示すブロック図
で、一線地絡事故発生前後で位相が変化しないか、また
は位相変化を無視できるような任意の電気量Ｖsを基準
とし、これに対する事故発生前の回線間差電流Ｊ0(t-
n)、事故発生後の回線間差電流Ｊ0(t)、及び零相電圧Ｖ
0(t)の各同相成分及び直交成分を求め、これらの成分か
ら（数８）に示した事故発生前後の零相電流の有効分の
差（即ち変化分）｜ΔＪ0｜cosΔθを求めて、事故回線
の判定を行うようにしたものである。尚、この回路選択
判定要素はディジタル回路で構成され、図示は省略した
が入力となる基準ベクトルＶs及びＪ0(t)はディジタル
化されているものとする。
【００１５】以下、図１に従ってその動作を説明する。
まず基準ベクトルとしては、一線地絡事故の前後でその
位相が殆ど変化しないことが知られている線間電圧、例
えば線間電圧Ｖabを用いる。このＶsは移相回路１０１
により９０゜進相されて基準ベクトルjＶsとされる。有
効分演算回路１０２及び１０３は、入力された零相電流
Ｊ0(t)の上記基準ベクトルＶs及びjＶsとの同相成分Ｊ0
(t)x及びＪ0(t)yをそれぞれ算出する。ここでｘ及びｙ
は、それを付したベクトルが基準ベクトルＶs及びjＶs
とそれぞれ同相の成分であることを示しめしており、こ
れらのｘまたはｙをつけた量はすべてスカラー量で、こ
の点は以下でも同様である。
まず基準ベクトルとしては、一線地絡事故の前後でその
位相が殆ど変化しないことが知られている線間電圧、例
えば線間電圧Ｖabを用いる。このＶsは移相回路１０１
により９０゜進相されて基準ベクトルjＶsとされる。有
効分演算回路１０２及び１０３は、入力された零相電流
Ｊ0(t)の上記基準ベクトルＶs及びjＶsとの同相成分Ｊ0
(t)x及びＪ0(t)yをそれぞれ算出する。ここでｘ及びｙ
は、それを付したベクトルが基準ベクトルＶs及びjＶs
とそれぞれ同相の成分であることを示しめしており、こ
れらのｘまたはｙをつけた量はすべてスカラー量で、こ
の点は以下でも同様である。
【００１６】次に、メモリ１０４及び１０５は、上記有
効分演算回路１０２及び１０３で算出されたＪ0(t)x及
びＪ0(t)yをそれぞれｎサンプリング周期にわたって記
憶することによってｎサンプリング周期分の遅延を与え
る。ここでｎとしては通常交流系統の２〜３サイクルに
対応するサンプル数が用いれれる。一般には３０度ごと
のサンプリングデータが用いられるので、この場合の２
〜３サイクルはｎ＝２４〜３６に相当する。演算器１０
６及び１０７は、有効分演算回路１０２及び１０３で算
出された同相成分Ｊ0(t)x、Ｊ0(t)yの各々からメモリ１
０４及び１０５で遅延された同相成分Ｊ0(t-n)x、Ｊ0(t
-n)yをそれぞれ差引く。この差演算で得られた量は、
（数７）で示したようにｎサンプル周期の間の零相電流
の変化分ΔＪ0の、基準ベクトルＶs及びjＶsとの同相成
分ΔＪ0x、ΔＪ0yである。即ち
効分演算回路１０２及び１０３で算出されたＪ0(t)x及
びＪ0(t)yをそれぞれｎサンプリング周期にわたって記
憶することによってｎサンプリング周期分の遅延を与え
る。ここでｎとしては通常交流系統の２〜３サイクルに
対応するサンプル数が用いれれる。一般には３０度ごと
のサンプリングデータが用いられるので、この場合の２
〜３サイクルはｎ＝２４〜３６に相当する。演算器１０
６及び１０７は、有効分演算回路１０２及び１０３で算
出された同相成分Ｊ0(t)x、Ｊ0(t)yの各々からメモリ１
０４及び１０５で遅延された同相成分Ｊ0(t-n)x、Ｊ0(t
-n)yをそれぞれ差引く。この差演算で得られた量は、
（数７）で示したようにｎサンプル周期の間の零相電流
の変化分ΔＪ0の、基準ベクトルＶs及びjＶsとの同相成
分ΔＪ0x、ΔＪ0yである。即ち
【数９】ΔＪ0x＝Ｊ0(t)x−Ｊ0(t-n)x
ΔＪ0y＝Ｊ0(t)y−Ｊ0(t-n)y
【００１７】一方、図１の有効分演算回路１０８及び１
０９は、零相電圧Ｖ0の基準ベクトルＶs及びjＶsとの同
相成分Ｖ0x及びＶ0yをそれぞれ算出し、また絶対値回路
１１０は零相電圧Ｖ0の絶対値（大きさ）｜Ｖ0｜を算出
する。次いで積回路１１１及び１１２と加算器１１３に
より、上記演算器１０６及び１０７の出力ΔＪ0x及びΔ
Ｊ0yと有効分演算回路１０８及び１０９の出力Ｖ0x及び
Ｖ0yとから、ベクトル量である零相電圧Ｖ0と零相電流
の変化分ΔＪ0との内積
０９は、零相電圧Ｖ0の基準ベクトルＶs及びjＶsとの同
相成分Ｖ0x及びＶ0yをそれぞれ算出し、また絶対値回路
１１０は零相電圧Ｖ0の絶対値（大きさ）｜Ｖ0｜を算出
する。次いで積回路１１１及び１１２と加算器１１３に
より、上記演算器１０６及び１０７の出力ΔＪ0x及びΔ
Ｊ0yと有効分演算回路１０８及び１０９の出力Ｖ0x及び
Ｖ0yとから、ベクトル量である零相電圧Ｖ0と零相電流
の変化分ΔＪ0との内積
【数１０】Ｖ0＃ΔＪ0＝Ｖ0x・ΔＪ0x＋Ｖ0y・ΔＪ0y＝
｜Ｖ0｜｜ΔＪ0｜cosΔθ が算出される。但しΔθは、図７で示したようにベクト
ルＶ0とΔＪ0のなす角であり、また記号＃はここではベ
クトルの内積を表すものとする。そこで除算器１１４に
より上記内積を絶対値回路１１０で算出した零相電圧の
絶対値｜Ｖ0｜で除算することにより、零相循環電流を
除去した零相電圧の変化分ΔＪ0の零相電流Ｖ0との同相
成分、即ち零相電流変化分の有効成分｜ΔＪ0｜cosΔθ
を算出することができる。
｜Ｖ0｜｜ΔＪ0｜cosΔθ が算出される。但しΔθは、図７で示したようにベクト
ルＶ0とΔＪ0のなす角であり、また記号＃はここではベ
クトルの内積を表すものとする。そこで除算器１１４に
より上記内積を絶対値回路１１０で算出した零相電圧の
絶対値｜Ｖ0｜で除算することにより、零相循環電流を
除去した零相電圧の変化分ΔＪ0の零相電流Ｖ0との同相
成分、即ち零相電流変化分の有効成分｜ΔＪ0｜cosΔθ
を算出することができる。
【００１８】以上のようにして各サンプリング時点ごと
の有効成分｜ΔＪ0｜cosΔθが、基準ベクトルＶsを用
いることで算出できたので、判定回路１１５は従来技術
と同様にしてこの有効成分を少なくとも系統周波数１サ
イクル分取り込み、その実効値から地絡事故の有無を判
定する。
の有効成分｜ΔＪ0｜cosΔθが、基準ベクトルＶsを用
いることで算出できたので、判定回路１１５は従来技術
と同様にしてこの有効成分を少なくとも系統周波数１サ
イクル分取り込み、その実効値から地絡事故の有無を判
定する。
【００１９】図２は、図１に示した回路選択判定要素を
用いた地絡回線選択保護継電装置の構成例を示すブロッ
ク図で、回路選択判定要素２０１、２０２の各々が図１
の構成を有している。入力の零相電圧は電圧検出器ＰＤ
から、また零相電流は電流変成器ＣＴ１、ＣＴ２出力の
差分により求めている。さらに電圧検出ＰＤから、１つ
の線間電圧を取り込み、それを基準ベクトルＶsとして
用いている。この構成によれば、１号線、２号線の各々
について回路選択判定要素は１個だけでよく、従来のよ
うに各回線ごとに３個の回路選択判定要素を設ける必要
がなくなり、また、事故相判別のための不足電圧継電器
も不要となるから、大幅に構成が簡単になる。
用いた地絡回線選択保護継電装置の構成例を示すブロッ
ク図で、回路選択判定要素２０１、２０２の各々が図１
の構成を有している。入力の零相電圧は電圧検出器ＰＤ
から、また零相電流は電流変成器ＣＴ１、ＣＴ２出力の
差分により求めている。さらに電圧検出ＰＤから、１つ
の線間電圧を取り込み、それを基準ベクトルＶsとして
用いている。この構成によれば、１号線、２号線の各々
について回路選択判定要素は１個だけでよく、従来のよ
うに各回線ごとに３個の回路選択判定要素を設ける必要
がなくなり、また、事故相判別のための不足電圧継電器
も不要となるから、大幅に構成が簡単になる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、１つの系統の１号線と
２号線の各々について１つの回路選択判定要素を設置す
るだけで各回線の地絡事故検出が可能となり、構成が簡
単かつ経済的な装置とすることができる効果がある。
２号線の各々について１つの回路選択判定要素を設置す
るだけで各回線の地絡事故検出が可能となり、構成が簡
単かつ経済的な装置とすることができる効果がある。
【図１】保護対象系統の特徴とする回路選択判定要素の
構成例を示すブロック図である。
構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の回路を回路選択判定要素として用いた地
絡回線選択保護継電装置の構成例を示すブロック図であ
る。
絡回線選択保護継電装置の構成例を示すブロック図であ
る。
【図３】従来の地絡回線選択保護継電装置の構成例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図４】零相電流変化分と零相電圧の関係を示すベクト
ル図である。
ル図である。
【図５】従来の零相電流変化分の有効成分検出方法を説
明するためのベクトル図である。
明するためのベクトル図である。
【図６】従来の回路選択判定要素の構成例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図７】図１の回路で零相電流変化分と零相電圧から零
相電流変化分の有効成分を検出する方法を説明するため
のベクトル図である。
相電流変化分の有効成分を検出する方法を説明するため
のベクトル図である。
１０１ 移相回路
１０２、１０３、１０８、１０９ 有効分演算回路
１０４、１０５ メモリ
１０６、１０７ 演算器
１１０、 絶対値回路
１１１、１１２ 積回路
１１３ 加算器
１１４ 除算器
１１５ 判定回路
２０１、２０２ 回路選択判定要素
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 鈴木 靖隆
東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地
株式会社日立製作所電力事業部内
(72)発明者 一ノ瀬 典文
茨城県日立市東金沢町一丁目15番25号
株式会社日立エレクトリックシステムズ
内
(72)発明者 前田 隆文
東京都千代田区内幸町１丁目１番３号
東京電力株式会社内
(56)参考文献 特開 昭59−67819（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−119621（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02H 3/00 - 3/52
H02H 7/22
G01R 29/16
G01R 31/02
Claims (3)
- 【請求項１】 保護対象系統の１号線と２号線の零相電
流の差電流及び零相電圧と、一線地絡事故発生の前後で
その位相変化が無視できるところの基準ベクトルを取り
込んでディジタル化し、前記差電流を前記基準ベクトル
との同相成分及び直交成分に分解し、該分解により生成
された前記同相成分及び直交成分の各々の予め定められ
た時間だけ離れた値の差を零相電流同相変化分及び零相
電流直交変化分として算出し、更に前記取り込んだ零相
電圧を前記基準ベクトルとの同相成分及び直交成分に分
解して零相電圧同相成分及び零相電圧直交成分とし、零
相電流同相変化分と前記零相電圧同相成分との積と、前
記零相電流直交変化分と前記零相電圧直交成分との積と
を算出し、これら２つの積の和を前記零相電圧の絶対値
で除算し、こうして前記保護対象系統と併架された別の
系統からの誘導により発生する零相循環電流を除去した
事故電流成分を抽出し、該抽出した事故電流成分の前記
取り込んだ零相電圧との同相成分を算出することにより
前記保護対象系統の事故検出を行うようにしたことを特
徴とする地絡回線選択保護継電方法法。 - 【請求項２】 前記基準ベクトルは、前記保護対象系統
の１つの相間電圧であることを特徴とする請求項１に記
載の地絡回線選択保護継電方法。 - 【請求項３】 保護対象系統の一線地絡事故発生の前後
でその位相変化が無視できるところの基準ベクトルを９
０゜進相して直交基準ベクトルを生成するための移相回
路と、 保護対象系統の１号線と２号線の零相電流の差電流の前
記基準ベクトルとの同相成分を生成するための第１の有
効分演算回路と、 保護対象系統の１号線と２号線の零相電流の差電流の前
記直交基準ベクトルとの同相成分を生成するための第２
の有効分演算回路と、 前記第１の有効分演算回路により生成された同相成分
の、予め定められた時間差の間の差分を第１零相電流変
化分として生成するための第１の差分回路と、 前記第２の有効分演算回路により生成された同相成分の
前記時間差の間の差分を第２零相電流変化分として生成
するための第２の差分回路と、 保護対象系統の零相電圧の前記基準ベクトルとの同相成
分を生成するための第３の有効分演算回路と、 前記零相電圧の前記直交基準ベクトルとの同相成分を生
成するための第４の有効分演算回路と、 前記第１零相電流変化分と前記第３の有効分演算回路に
より生成された零相電圧の前記基準ベクトルとの同相成
分の積を生成するための第１の積回路と、 前記第２零相電流変化分と前記第４の有効分演算回路に
より生成された零相電圧の前記直交基準ベクトルとの積
を生成するための第２の積回路と、 前記第１の積回路と第２の積回路の出力の和を生成する
ための加算回路と、 前記零相電圧の絶対値を求める絶対値回路と、 前記加算回路出力を前記絶対値回路出力で除算した値を
事故電流の有効成分として出力する除算回路と、 前記事故電流の有効成分を用いて保護対象系統の地絡事
故発生を判定するための判定回路と、 を備えたところの回線選択判定要素を用いて構成したこ
とを特徴とする地絡回線選択保護継電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23212496A JP3370241B2 (ja) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | 地絡回線選択保護継電方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23212496A JP3370241B2 (ja) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | 地絡回線選択保護継電方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1080051A JPH1080051A (ja) | 1998-03-24 |
| JP3370241B2 true JP3370241B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
ID=16934386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23212496A Expired - Fee Related JP3370241B2 (ja) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | 地絡回線選択保護継電方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3370241B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7353123B2 (en) | 2001-10-04 | 2008-04-01 | Hitachi, Ltd. | Leakage current or resistance measurement method, and monitoring apparatus and monitoring system of the same |
| JP6546026B2 (ja) * | 2015-07-24 | 2019-07-17 | 株式会社東芝 | 異周波除去装置及びその方法 |
-
1996
- 1996-09-02 JP JP23212496A patent/JP3370241B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1080051A (ja) | 1998-03-24 |
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081115 Year of fee payment: 6 |
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