JP3425228B2 - 方向比較搬送保護継電装置 - Google Patents

方向比較搬送保護継電装置

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JP3425228B2 JP17959494A JP17959494A JP3425228B2 JP 3425228 B2 JP3425228 B2 JP 3425228B2 JP 17959494 A JP17959494 A JP 17959494A JP 17959494 A JP17959494 A JP 17959494A JP 3425228 B2 JP3425228 B2 JP 3425228B2
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和芳 吉田
裕之 鶴崎
美昭 山本
一彦 工藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電力系統を保護する保護
継電装置において、電力系統の負荷端投入時に発生する
インラッシュ電流で不要動作しない方向比較搬送保護継
電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から電力系統における送電線の保護
リレーとしては、方向比較リレー方式等の距離リレー,
不足電圧リレーを主体とした保護継電装置が多く用いら
れている。以下、従来の方向比較リレー方式の構成につ
いて図3〜図6を用いて説明する。図3は従来の方向比
較リレー装置の概要を示す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図において、A,B,
Cは各電気所、11は保護対象としての電力系統(送電
線)、12は電流変成器で12a はその出力、13は電圧変成
器で13a はその出力、14は各電気所A,B,Cを連系す
る遮断器、15は各電気所A,B,Cに設置される方向比
較方式の保護リレーで、15a はこれからのトリップ指
令、16a はA電気所の保護リレー15から相手電気所B,
Cの同リレー15へ送信されるトリップ阻止信号である。
【0004】又、17a はB電気所の保護リレー15から相
手電気所A,Cの同リレー15へ送信されるトリップ阻止
信号、18a はC電気所の保護リレー15から相手電気所
A,Bの同リレー15へ送信されるトリップ阻止信号を夫
々示すものである。
【0005】図4は図3における保護リレー15のトリッ
プ指令回路を示す図である。図4において、図3と同一
部分には同一符号を付して示す。図4において、21は内
部事故検出を行なう距離リレー、22は相手端から送信さ
れるトリップ阻止信号を受信する受信回路で、23は受信
回路22の反転出力を得るための反転回路、その出力は休
止端検出回路24へ導入され、更にその出力はフリップフ
ロップ回路25のセット入力へと導入される。
【0006】一方、受信回路22の出力はt秒の限時タイ
マ26へ導入され、その出力はフリップフロップ回路25の
リセット入力へ導入される。反転回路23の出力とフリッ
プフロップ回路25の出力は、論理和回路27aを経て内部
事故検出を行なう距離リレー21の出力と共に論理積回路
28aへ導入される。論理積回路28aの出力は事故検出リレ
ー29の出力と共に論理積回路28bへ導入され、その出力
は遮断器のトリップ指令となる。なお、事故検出リレー
29は、一般的に保護リレーシステムの信頼度向上策とし
て付加するリレーであり、単一故障で即、動作させた場
合の誤作動を防止するためのフェイルセーフ機能として
設けたものである。つまり、保護対象の送電線の事故を
検出するための事故検出要素のことであり、この事故検
出リレー自体の前記機能は周知である。
【0007】図5は図3における保護リレー15のトリッ
プ阻止信号の送信回路を示すものであり、図4と同一部
分には同一符号を付して示す。図において30は遮断器条
件、31は開閉器条件、32は43C条件であり、遮断器出
力30は開閉器出力31と共に論理積回路28c に導入され、
その出力は内部事故検出要素21と共に論理和回路27bに
導入される。論理和回路27b の出力は43C出力とで論
理積回路28d へ導入され、その出力は相手端へのトリッ
プ阻止信号となる。図6は図4,図5における内部事故
検出を行なう距離リレー21の特性をR−X座標にて表し
たものであり、円の内側が動作域である。
【0008】次に、かかる構成の方向比較搬送保護継電
装置において、系統の負荷端投入時の応動について図3
及び図4〜図7を用いて説明する。今、図3における各
遮断器14の状態をA端「閉路」,B端「開路」,C端
「開路」とし、B端はバンク負荷とする。この状態でB
端遮断器を「開路」→「閉路」への投入操作を行なう
と、A端子からB端子に向けてインラッシュ電流が通過
する。
【0009】この時のA端子の保護リレー装置の応動を
中心に以下に説明する。B端遮断器が投入されるとB端
子の保護リレーのトリップ阻止信号は、遮断器出力30は
“0”→“1”、開閉器出力31は“1”、43C出力
“1”から論理積回路28c ,論理和回路27b ,論理積回
路28d は全て“1”となる。したがってB端子からのト
リップ阻止信号は“0”→“1”に制御される。したが
って、A端子の保護リレーのトリップ阻止信号受信回路
出力22も同様に“0”→“1”となる。
【0010】以下、反転回路23の出力は“1”→“0”
に制御され、休止端検出回路24は休止端解除状態となる
が、限時タイマ回路26の出力がt秒後に“1”となるま
での間、フリップフロップ回路25のリセット入力が
“1”とならないため、フリップフロップ回路25の出力
は“1”状態となっている。
【0011】そのため、B端遮断器が投入されてからt
秒間の間は論理和回路27a の出力が“1”となっている
が、内部事故検出要素21が不動作のためトリップ出力は
出ずに正常に応動する。この休止端検出回路24とフリッ
プフロップ回路25の目的は、相手端遮断器が「開」状態
にて相手端で搬送回路の試験等を行なうようなことがあ
っても正常に内部事故でトリップできるよう構成してい
るものである。
【0012】ところが、系統の負荷端投入時に発生する
インラッシュ電流が流れた場合、従来は電流値が小さく
リレーの見るインラッシュ電流のインピーダンスは図7
に示す内部事故検出要素21の動作域に入らぬような整定
が可能であった。しかし、近年負荷増加に伴なうバンク
設備容量の増加によって比例的にインラッシュ電流が増
大し、リレーの見るインラッシュ電流のインピーダンス
低下が、著しく内部事故検出要素21の必要とされる動作
域に近接するため、整定では対応できない状態にある。
【0013】又、系統の長距離化の傾向も近年著しくな
り、広範囲の動作域をもつ内部事故検出要素21が適用さ
れているため、前述した問題点を更に助長する結果とな
っている。したがって、インラッシュ電流による内部事
故検出要素21の動作を防止することが難しく、不要トリ
ップ出力がでる可能性がある。本発明は上記不具合を解
消するためになされたものであり、電力系統の負荷端投
入時に発生するインラッシュ電流で不要動作するのを防
止して信頼度の向上を図ることの可能な方向比較搬送保
護継電装置を提供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
方向比較搬送保護継電装置は、保護対象の送電線の内部
事故を検出するための内部事故検出要素と、保護対象の
送電線の事故を検出するための事故検出リレーと、前記
保護対象の送電線の不足電圧事故を検出するための不足
電圧検出要素と、相手端から搬送されるトリップ阻止信
号を受信する受信回路と、前記トリップ阻止信号に応じ
相手端の休止状態を検出する休止端検出回路と、この休
止端検出回路の出力を保持し前記トリップ阻止信号によ
り所定時間後に前記保持を復帰させる保持回路と、前記
内部事故検出要素が動作かつ不足電圧検出要素が不動作
のときロック信号を出力するロック回路と、前記保持回
路の出力と前記ロック回路の出力を入力しロック信号が
出力されるとき前記保持回路からの出力を阻止する第1
の回路と、前記第1の回路から出力されるときあるいは
前記トリップ阻止信号が出力されていないとき前記内部
事故検出要素の動作出力を許容する第2の回路と、前記
第2の回路の出力及び前記事故検出リレーの動作出力が
ともに成立するときトリップ信号を出力する出力回路と
を備えた。
【0015】本発明の請求項2に係る方向比較搬送保護
継電装置は、請求項1において、前記トリップ阻止信号
は、内部事故検出要素の動作,遮断器の入りあるいは遮
断器の投入指令の少なくとも1つを条件に出力されるよ
うにした。
【0016】
【0017】
【作用】本発明の請求項1,請求項2に係る方向比較搬
送保護継電装置は、インラッシュ電流発生時と、通常の
内部事故発生時の不足電圧要素の応動の差に着目し、こ
の不足電圧検出要素と内部事故検出要素との組み合わせ
により休止端検出回路条件を制御することで、不要な遮
断を阻止するものである。今、バンク負荷である相手端
(B端)の遮断器が投入し、インラッシュ電流が流れた
場合を考える。この場合、遮断器の主接点による系統電
流が通電する前にトリップ阻止信号が送信される。そこ
で休止端検出が解除され、所定時間だけ保持回路出力を
導出するが、系統事故でないため不足電圧要素が動作せ
ず前記保持回路出力をロックし、トリップさせることは
ない。又、相手端休止の場合の内部事故の場合、不足電
圧要素が確実に動作し、保持回路出力をロックすること
はない。このとき、相手端は休止であるため休止端検出
回路の出力によって保持回路出力が生き、事故検出リレ
ーの出力と共にトリップ出力を導出する。
【0018】
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図1は本
発明の請求項1に係る方向比較搬送保護継電装置の一実
施例の構成図である。図1において、図3と同一部分に
は同一符号を付してその説明を省略する。33は不足電圧
を検出する不足電圧検出要素、23a は不足電圧検出要素
33の出力の反転出力を得るための反転回路、その出力は
内部事故検出の距離リレー21の出力と共に論理積回路28
e へ導入される。論理積回路28e の出力は反転回路23b
を経てフリップフロップ回路25の出力と共に論理積回路
28f へ導入され、その出力は論理和回路27a に導入され
る。
【0020】図2は本発明による方向比較搬送保護継電
装置のトリップ阻止送信回路を示すものであり、図5と
同一部分には同一符号を付して示す。34は再閉路指令、
35は投入指令であり、これらが論理和回路27c に導入さ
れ、その出力は開閉器出力31と共に論理積回路28g に導
入される。又、論理積回路28g の出力は論理積回路28c
の出力及び内部事故検出要素(距離リレー)21の出力と
共に論理和回路27b に導入される。
【0021】かかる図1,図2の回路において、負荷端
投入時のインラッシュ電流発生時の応動について従来装
置の説明と同様の系統状態にて以下に説明する。図3に
おいて、B端遮断器が投入されるとB端子に設けた保護
リレーのトリップ阻止信号は、遮断器出力30は“0”→
“1”、開閉器出力31は“1”、43C出力“1”から
論理積回路28c ,論理和回路27b ,論理積回路28d は全
て“1”となる。そこでB端子からのトリップ阻止信号
は“0”→“1”に制御される。
【0022】更に、遮断器投入指令(論理和回路27c の
出力)が遮断器出力30よりも早く“0”→“1”に制御
されるため、遮断器の主接点とパレット接点に動作時間
差があっても、確実に遮断器の主接点による系統電流が
通電する前にトリップ阻止信号を送信することを可能と
している。
【0023】したがって、A端子の保護リレーのトリッ
プ阻止信号受信回路22の出力も同様に“0”→“1”と
なる。インラッシュ電流発生時の系統電圧の低下は系統
の内部事故に比べ小さいため、不足電圧要素33が不動作
であるので内部事故検出要素21が動作した場合は、論理
積回路28e の出力は“1”となって反転回路23b の出力
は“0”となる。したがってフリップフロップ回路25の
出力がt秒間“1”となっていても、論理和回路27a の
出力は“0”となり、不要なトリップが防止できる。
【0024】一方、相手端が休止端の場合の内部事故で
は不足電圧検出要素33が確実に動作し、内部事故検出要
素21も動作するので論理積回路28e の出力は“0”とな
り、反転回路23b の出力は“1”に制御される。又、休
止端検出回路24の出力は休止端状態の“1”であるため
フリップフロップ回路25の出力も“1”となり、論理積
回路28f の出力は“1”に制御され、トリップ阻止信号
が試験等で不確実な場合でも正常にトリップが可能であ
る。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば負
荷端投入時に大きなインラッシュ電流が流れ、内部事故
検出要素が動作するような電力系統においても、確実に
内外部事故を判別し、インラッシュ電流等によって不要
応動することのない信頼度の高い方向比較搬送保護継電
装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る方向比較搬送保護継電装置の一実
施例のトリップ回路図。
【図2】本発明に係る方向比較搬送保護継電装置に適用
されるトリップ阻止信号の送信回路図。
【図3】方向比較搬送保護継電装置を示す構成図。
【図4】従来の保護リレーのトリップ回路構成図。
【図5】従来の保護リレーのトリップ阻止信号の送信回
路構成図。
【図6】内部事故検出要素の特性図。
【図7】現状系統に対する方向比較搬送保護継電装置の
問題点を示した図。
【符号の説明】
11 送電線 12 CT 13 PT 14 CB 15 保護リレー 16a ,17a ,18a トリップ阻止信号 21 内部事故検出要素 22 受信回路 23,23a ,23b 反転回路 24 休止端検出回路 25 フリップフロップ回路 26 限時タイマ 27a ,27b 論理和回路 28a 〜28g 論理積回路 29 事故検出要素 30 CB入条件 31 LS入条件 32 43C使用条件 34 REC指令 35 CB投入指令
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 美昭 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東 芝 府中工場内 (72)発明者 工藤 一彦 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会 社東芝 本社事務所内 (56)参考文献 特開 平5−252645(JP,A) 特開 昭62−135222(JP,A) 特開 昭57−151224(JP,A) 特公 昭61−52612(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 3/26

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 保護対象の送電線の内部事故を検出する
    ための内部事故検出要素と、保護対象の送電線の事故を
    検出するための事故検出リレーと、前記保護対象の送電
    線の不足電圧事故を検出するための不足電圧検出要素
    と、相手端から搬送されるトリップ阻止信号を受信する
    受信回路と、前記トリップ阻止信号に応じ相手端の休止
    状態を検出する休止端検出回路と、この休止端検出回路
    の出力を保持し前記トリップ阻止信号により所定時間後
    に前記保持を復帰させる保持回路と、前記内部事故検出
    要素が動作かつ不足電圧検出要素が不動作のときロック
    信号を出力するロック回路と、前記保持回路の出力と前
    記ロック回路の出力を入力しロック信号が出力されると
    き前記保持回路からの出力を阻止する第1の回路と、前
    記第1の回路から出力されるときあるいは前記トリップ
    阻止信号が出力されていないとき前記内部事故検出要素
    の動作出力を許容する第2の回路と、前記第2の回路の
    出力及び前記事故検出リレーの動作出力がともに成立す
    るときトリップ信号を出力する出力回路とを備えること
    を特徴とする方向比較搬送保護継電装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の方向比較搬送保護継電装
    置において、前記トリップ阻止信号は、内部事故検出要
    素の動作,遮断器の入りあるいは遮断器の投入指令の少
    なくとも1つを条件に出力されるものであることを特徴
    とする方向比較搬送保護継電装置。
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