JP3665402B2 - デジタル形保護継電器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統の例えば変圧器保護に用いられるデジタル形保護継電器に係り、特に変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故に対しては確実に動作するようにしたデジタル形保護継電器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２１は、この種の変圧器保護用のデジタル形差動継電器（以下、差動リレーと称する）を電力用変圧器に適用した場合の構成例を示す回路図である。
【０００３】
図２１において、電力系統電源Ｇには、遮断器ＣＢを介して、被保護対象である電力用変圧器（以下、単に変圧器と称する）Ｔｒが接続されている。
【０００４】
また、変圧器Ｔｒを挟んで、各相毎の交流電流を抽出する主変流器ＣＴ１，ＣＴ２が設けられている。
【０００５】
さらに、主変流器ＣＴ１，ＣＴ２により抽出された交流電流Ｉ1 ，Ｉ2 を差動リレー１に導入し、変圧器Ｔｒの内部事故時に動作して遮断器ＣＢを遮断することにより、変圧器Ｔｒが保護されるようになっている。
【０００６】
図２２は、従来の差動リレー１の内部構成例を示す機能ブロック図である。なお、ここでは、デジタルリレーの中央演算処理部（ＣＰＵ）において実行される演算処理を機能ブロック図として示している。
【０００７】
図２２において、差動リレー１は、入力変成器２と、アナログ／デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と称する）３と、中央演算処理部（以下、ＣＰＵと称する）４とからなっている。
【０００８】
入力変成器２は、主変流器ＣＴ１，ＣＴ２により抽出された交流電流Ｉ1 ，Ｉ2 を、適当な大きさに変換するものである。
【０００９】
また、Ａ／Ｄ変換器３は、入力変成器２により変換された交流電流Ｉ1 ，Ｉ2 を一定時間間隔でサンプリング（一般には、定格周波数５０ｋＨｚで４．８ｋＨｚの高速サンプリング）し、デジタル量に変換するものである。
【００１０】
さらに、ＣＰＵ４は、Ａ／Ｄ変換器３により変換されたデジタル量を用いてデジタル演算処理を行ない、変圧器Ｔｒの保護指令を遮断器ＣＢに出力するものである。
【００１１】
すなわち、ＣＰＵ４では、デジタル量に変換された電気量Ｉ1 ，Ｉ2 を用いて、以下のようなデジタル演算処理を行なう。
【００１２】
５はＣＰＵ４でデジタル演算処理される差動保護要素（以下、単に差動要素と称する）、６はＣＰＵ４でデジタル演算処理される第２調波検出要素（以下、単に２ｆ要素と称する）である。
【００１３】
まず、差動要素５において、振幅値演算部１１，１２は、電気量Ｉ1 ，Ｉ2 各々から基本波分１ｆを抽出して、振幅値｜Ｉ1 ｜，｜Ｉ2 ｜を求める。
【００１４】
また、スカラー和（以下、抑制電流と称する）演算部１３は、振幅値｜Ｉ1 ｜，｜Ｉ2 ｜のスカラー和（抑制電流＝抑制量）Σ｜Ｉ｜を求める。
【００１５】
一方、ベクトル和（以下、差動電流と称する）演算部１４は、電気量Ｉ1 とＩ2 のベクトル和（差動電流＝動作量）Ｉｄを求める。
【００１６】
また、振幅値演算部１５は、差動電流Ｉｄから基本波電流１ｆを抽出して、振幅値｜Ｉｄ1f｜を求める。
【００１７】
さらに、差動判定演算部１６は、抑制電流Σ｜Ｉ｜と差動電流｜Ｉｄ1f｜との関係が所定値以上になった時に、内部事故と判定して出力を生じる。
【００１８】
一方、２ｆ要素６において、振幅値演算部１７は、差動電流Ｉｄから第２調波電流２ｆを抽出して、振幅値｜Ｉｄ2f｜を求める。
【００１９】
また、２ｆ判定演算部１８は、差動電流Ｉｄに含有される基本波電流１ｆと第２調波電流２ｆとの関係が所定値以上になった時に、励磁突入電流と判定して出力を生じる。
【００２０】
一方、２ｆ要素６の２ｆ判定演算部１８の出力をＮＯＴ演算回路１９により反転させた出力と、差動要素５の差動判定演算部１６の出力との論理積（ＡＮＤ）演算を論理積演算回路２０で行ない、この論理積演算回路２０の出力を差動リレー１の出力として送出する。
【００２１】
かかる構成の差動リレー１において、交流電流Ｉ1 ，Ｉ2 は、入力変成器２を通して、Ａ／Ｄ変換器３によりデジタル量に変換された後、差動要素５に導入される。
【００２２】
差動要素５に導入された電気量Ｉ1 ，Ｉ2 は、振幅値演算部１１，１２を通して、抑制電流演算部１３により抑制電流Σ｜Ｉ｜を導出すると共に、差動電流演算部１４により差動電流Ｉｄ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 を導出する。
【００２３】
この差動電流Ｉｄは、１ｆが振幅値演算部１５および２ｆ要素６に各々導入される。
【００２４】
この場合、負荷電流および外部事故時の通過電流による差動電流Ｉｄは零となり、電力用変圧器Ｔｒの内部事故時には事故電流に応じた差動電流Ｉｄが発生する。
【００２５】
振幅値演算部１５から出力された差動電流Ｉｄの１ｆの振幅値｜Ｉｄ1f｜と、抑制電流Σ｜Ｉ｜は、各々差動判定演算部１６に導入され、｜Ｉｄ1f｜−ＡΣ｜Ｉ｜≧Ｂ（Ａ、Ｂは定数）の関係となった時に、変圧器内部事故と判定して差動要素５が出力を生じる。
【００２６】
一方、２ｆ要素６に導入された差動電流Ｉｄは、振幅値演算部１７に導入され、差動電流Ｉｄから第２調波電流２ｆを抽出して２ｆ振幅値｜Ｉｄ2f｜を出力し、２ｆ判定演算部１８に導入される。また、この２ｆ判定演算部１８には、差動要素５にて演算された１ｆ振幅値｜Ｉｄ1f｜も導入され、差動電流Ｉｄに含有される基本波電流１ｆに対する第２調波電流２ｆの度合（｜Ｉｄ2f｜／｜Ｉｄ1f｜）が所定値以上になった時に、励磁突入電流と判定して２ｆ要素６が出力を生じる。そして、この２ｆ要素６が動作すると、その出力はＮＯＴ演算回路１９を通して差動要素５の出力を阻止（ロック）するため、差動リレー１としての動作を防止することができる。
【００２７】
次に、変圧器励磁突入電流対策の必要性について簡単に説明する。
【００２８】
いま、図２１における遮断器ＣＢを閉路することにより、変圧器Ｔｒに電圧が印加されて、変圧器鉄心の磁化特性に基づく励磁突入電流が流れる。この励磁突入電流は、見掛け上、変圧器Ｔｒの内部事故のように、電力系統電源Ｇ側より流入し、差動リレー１の動作量（差動電流Ｉｄ）となるため、差動リレー１の誤動作（事故でないのに動作する）の原因となる。
【００２９】
従って、励磁突入電流と実際の事故による電流とを区別する必要があり、その方法として、励磁突入電流に第２調波電流２ｆが多く含まれる特徴から、差動電流Ｉｄに含まれる基本波電流１ｆに対する第２調波電流２ｆの割合が所定値（一般には１５％程度が良く用いられる）以上の時には、励磁突入電流と判定して出力する２ｆ要素６により、差動要素５の出力をロックして、差動リレー１の誤動作を防止するようにしている。
【００３０】
前述したように、従来の変圧器保護においては、差動電流により変圧器の事故を検出する差動リレーが用いられており、変圧器励磁突入電流によって差動リレー１が誤動作しないように、励磁突入電流に含まれる第２調波電流を検出し、その含有率が所定値以上となった時に、リレー動作を阻止する２ｆ要素６を備えたものが採用されている。
【００３１】
しかしながら、近年では、１０００ｋＶ送電や５００ｋＶ長距離地中ケーブルの導入計画が進んでおり、このため、電力系統の静電容量が大きくなって共振周波数が低下し、事故電流に含まれる第２調波近傍の高調波電流が増加することが予想されている。
【００３２】
その結果、従来の第２調波電流検出方式を採用した差動リレー１では、変圧器内部事故時においても、２ｆ要素６が動作して、差動リレー１が誤不動作（過剰ロックにより事故があるのに動作できない）となる可能性がある。
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の差動リレーにおいては、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対して、その内部事故時に確実に動作することができない可能性があるという問題があった。
【００３４】
本発明の目的は、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故に対しては確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を提供することにある。
【００３５】
【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、複数の端子を有する被保護対象を挟んで各相毎の交流電流を導入し、当該導入された交流電流を各々一定時間間隔でサンプリングしてデジタル量に変換し、当該変換されたデジタル量を用いて各相毎の差動電流を演算し、当該演算された差動電流に基づく電気量が所定の値以上である時に内部事故と判定して出力を生じる第１の判定手段を有する差動保護要素を備えたデジタル形保護継電器において、
まず、請求項１に対応する発明では、演算された差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、かつ当該求められた偏差値が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、励磁突入電流対策要素の出力により、差動保護要素の出力を阻止するようにしている。
【００３６】
また、請求項２に対応する発明では、演算された差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、かつ当該求められた偏差値と当該偏差値を求めた区間を含む過去１サイクルまたは１サイクル以内の他の一定区間での最大値偏差値Ｄmax との比（Ｄ／Ｄmax ）が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、励磁突入電流対策要素の出力により、差動保護要素の出力を阻止するようにしている。
【００３７】
さらに、請求項３に対応する発明では、演算された差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、かつ当該求められた偏差値と演算された差動電流の大きさを示す量Ｉとの比（Ｄ／Ｉ）が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、励磁突入電流対策要素の出力により、差動保護要素の出力を阻止するようにしている。
【００３８】
一方、請求項４に対応する発明では、演算された差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、かつ当該求められた標準偏差σの値が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間遅延する第１の復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、励磁突入電流対策要素の出力により、差動保護要素の出力を阻止するようにしている。
【００３９】
また、請求項５に対応する発明では、演算された差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、かつ当該求められた標準偏差σと当該標準偏差σを求めた区間を含む過去１サイクルまたは１サイクル以内の他の一定区間での最大偏差値σmax との比（σ／σmax ）が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、励磁突入電流対策要素の出力により、差動保護要素の出力を阻止するようにしている。
【００４０】
さらに、請求項６に対応する発明では、演算された差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、かつ当該求められた標準偏差σと演算された差動電流の大きさを示す量Ｉとの比（σ／Ｉ）が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、励磁突入電流対策要素の出力により、差動保護要素の出力を阻止するようにしている。
【００４１】
一方、請求項７に対応する発明では、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明のデジタル形保護継電器において、差動保護要素の出力の送出を条件に第２の判定手段の動作を起動し、また当該差動保護要素の出力の復帰を条件に第２の判定手段の動作を停止するように励磁突入電流対策要素を構成すると共に、差動保護要素の出力を所定時間動作遅延する動作遅延手段を付加し、励磁突入電流対策要素の出力により、動作遅延手段の出力を阻止するようにしている。
【００４２】
また、請求項８に対応する発明では、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明のデジタル形保護継電器において、差動保護要素の出力を所定時間動作遅延する動作遅延手段と、差動保護要素の出力と励磁突入電流対策要素の出力との論理積を演算する第１の論理積演算手段とを付加し、第１の論理積演算手段の出力により、動作遅延手段の出力を阻止するようにしている。
【００４３】
一方、請求項９に対応する発明では、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明のデジタル形保護継電器において、演算された差動電流の大きさが一定値以上変化した時に出力を生じる第３の判定手段、および当該第３の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する第２の復帰遅延手段を有する電流変化幅検出要素を備え、電流変化幅検出要素の出力の送出を条件に励磁突入電流対策要素の第２の判定手段の動作を起動し、また当該電流変化幅検出要素の出力の復帰を条件に励磁突入電流対策要素の第２の判定手段の動作を停止するようにしている。
【００４４】
また、請求項１０に対応する発明では、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明のデジタル形保護継電器において、デジタル量に変換された各端子の導入電気量のうちのいずれかの端子電流または全ての端子電流の大きさが一定値以上変化した時に出力を生じる第３の判定手段、および当該第３の判定手段の出力を各々所定時間遅延する第２の復帰遅延手段を有する複数の電流変化幅検出要素を備え、各々の電流変化幅検出要素のうちの少なくとも１つ以上の電流変化幅検出要素の出力の送出を条件に励磁突入電流対策要素の第２の判定手段の動作を起動し、また当該各々の電流変化幅検出要素の全ての出力の復帰を条件に励磁突入電流対策要素の第２の判定手段の動作を停止するようにしている。
【００４５】
さらに、請求項１１に対応する発明では、上記請求項９または請求項１０に対応する発明のデジタル形保護継電器において、電流変化幅検出要素の出力と励磁突入電流対策要素の出力との論理積を演算する第２の論理積演算手段を付加し、第２の論理積演算手段の出力により、差動保護要素の出力を阻止するようにしている。
【００４６】
一方、請求項１２に対応する発明では、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明のデジタル形保護継電器において、第２の判定手段の現時点の出力と当該第２の判定手段の１サイクルまたは複数サイクル前の出力との論理積を演算する第３の論理積演算手段を付加し、第３の論理積演算手段の出力を、復帰遅延手段の入力とするようにしている。
【００４７】
また、請求項１３に対応する発明では、複数の端子を有する被保護対象を挟んで各相毎の交流電流を導入し、当該導入された交流電流を各々一定時間間隔でサンプリングしてデジタル量に変換し、当該変換されたデジタル量を用いて各相毎の差動電流を演算し、当該演算された差動電流に基づく電気量が所定の値以上である時に内部事故と判定して出力を生じる第１の判定手段を有する差動保護要素を備えたデジタル形保護継電器において、励磁突入電流を判定するバラツキを表わす各々の電気量（平均偏差または平均偏差の比、もしくは標準偏差または標準偏差の比）の現時点の値と１サイクルまたは複数サイクル前の値とを比較していずれかの大きい方の値を求め、かつ当該大きい方の値が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、励磁突入電流対策要素の出力により、差動保護要素の出力を阻止するようにしている。
【００４８】
励磁突入電流は、１サイクル中に変圧器鉄心の磁束飽和によって電流が流れる区間と被保護対象である変圧器鉄心の飽和が解けて電流が流れない区間（無電流期間）が必ず存在するのに対し、事故電流は、基本波電流もしくは不特定高調波電流の重畳のため無電流期間が生じることはない。なお、励磁突入電流の１サイクル中に存在する無電流期間は本来電流零であるが、変流器による直流分喪失等により、必ずしも保護継電器の見る励磁突入電流（＝差動電流）の無電流期間は単純に電流零ではなく、瞬時値電流の変化が少ない平坦な電流期間であると言える。このため、１サイクル中の一定区間の瞬時値電流のバラツキが小さいこと、すなわち平坦性を見ることで、励磁突入電流と判定して、保護継電器の誤動作を防止することができる。
【００４９】
従って、まず、請求項１に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、およびこの出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備えて、この励磁突入電流対策要素の出力で差動保護要素の出力を阻止することにより、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流を確実に区別することが可能となる。
【００５０】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００５１】
また、請求項２に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、かつこの偏差値と当該偏差値を求めた区間を含む過去１サイクルまたは１サイクル以内の他の一定区間での最大値偏差値Ｄmax との比（Ｄ／Ｄmax ）が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、およびこの出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備えて、この励磁突入電流対策要素の出力で差動保護要素の出力を阻止することにより、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００５２】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００５３】
さらに、請求項３に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値と演算された差動電流の大きさを示す量Ｉとの比（Ｄ／Ｉ）が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、およびこの出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備えて、この励磁突入電流対策要素の出力で差動保護要素の出力を阻止することにより、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００５４】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００５５】
一方、請求項４に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、この標準偏差σの値が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、およびこの出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備えて、この励磁突入電流対策要素の出力で差動保護要素の出力を阻止することにより、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００５６】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００５７】
また、請求項５に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、この標準偏差σと当該標準偏差σを求めた区間を含む過去１サイクルまたは１サイクル以内の他の一定区間での最大偏差値σmax との比（σ／σmax ）が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、およびこの出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備えて、この励磁突入電流対策要素の出力で差動保護要素の出力を阻止することにより、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００５８】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００５９】
さらに、請求項６に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、この標準偏差σと演算された差動電流の大きさを示す量Ｉとの比（σ／Ｉ）が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、およびこの出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備えて、この励磁突入電流対策要素の出力で差動保護要素の出力を阻止することにより、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００６０】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００６１】
一方、請求項７に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明のデジタル形保護継電器において、差動保護要素の出力の送出を条件に第２の判定手段の動作を起動し、差動保護要素の出力の復帰を条件に第２の判定手段の動作を停止するように励磁突入電流対策要素を構成すると共に、差動保護要素の出力を所定時間動作遅延する動作遅延手段を備え、この励磁突入電流対策要素の出力で動作遅延手段の出力を阻止することにより、励磁突入電流にて動作する差動保護要素の出力を阻止して、保護継電器の誤動作を防止することができ、また平坦区間を持たない事故電流では、差動保護要素の出力は動作遅延手段を通してそのまま保護継電器出力となり、正常動作を行なうことができ、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００６２】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００６３】
また、請求項８に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明のデジタル形保護継電器において、差動保護要素の出力を所定時間動作遅延する動作遅延手段と、差動保護要素の出力と励磁突入電流対策要素の出力との論理積を演算する第１の論理積演算手段とを備えて、第１の論理積演算手段の出力で動作遅延手段の出力を阻止することにより、保護継電器としての誤動作を防止することができ、また平坦区間を持たない事故電流では、差動保護要素の出力は動作遅延手段を通してそのまま保護継電器出力となり、正常動作を行なうことができ、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００６４】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００６５】
一方、請求項９に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明のデジタル形保護継電器において、差動電流の大きさが一定値以上変化した時に出力を生じる第３の判定手段、およびこの出力を所定時間復帰遅延する第２の復帰遅延手段を有する電流変化幅検出要素を備えて、この電流変化幅検出要素の出力の送出を条件に励磁突入電流対策要素の第２の判定手段の動作を起動し、電流変化幅検出要素の出力の復帰を条件に励磁突入電流対策要素の第２の判定手段の動作を停止することにより、励磁突入電流が流れた時に動作する電流変化幅検出要素により起動される励磁突入電流対策要素の動作出力で、差動保護要素の出力を阻止して、保護継電器としての誤動作を防止することができ、また平坦区間を持たない事故電流では、差動保護要素の出力はそのまま保護継電器出力となり、正常動作を行なうことができ、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００６６】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００６７】
また、請求項１０に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明のデジタル形保護継電器において、各端子の導入電気量のうちのいずれかの端子電流または全ての端子電流の大きさが一定値以上変化した時に出力を生じる第３の判定手段、およびこの出力を各々所定時間復帰遅延する第２の復帰遅延手段を有する複数の電流変化幅検出要素を備え、各々の電流変化幅検出要素の全ての出力の送出を条件に励磁突入電流対策要素の第２の判定手段の動作を起動し、各々の電流変化幅検出要素のうちの少なくとも１つ以上の電流変化幅検出要素の出力の復帰を条件に励磁突入電流対策要素の第２の判定手段の動作を停止することにより、励磁突入電流が流れた時に動作する各電流変化幅検出要素により起動される励磁突入電流対策要素の動作出力で、差動保護要素の出力を阻止して、保護継電器としての誤動作を防止することができ、また平坦区間を持たない事故電流では、差動保護要素の出力はそのまま保護継電器出力となり、正常動作を行なうことができ、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００６８】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００６９】
さらに、請求項１１に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、上記請求項９または請求項１０に対応する発明のデジタル形保護継電器において、電流変化幅検出要素の出力と励磁突入電流対策要素の出力との論理積を演算する第２の論理積演算手段を備えて、この第２の論理積演算手段の出力で差動保護要素の出力を阻止することにより、励磁突入電流が流れた時に動作する電流変化幅検出要素と励磁突入電流対策要素との論理積演算の出力で、差動保護要素の出力を阻止して、励磁突入電流による保護継電器の誤動作を防止することができ、また平坦区間を持たない事故電流では、差動保護要素の出力はそのまま保護継電器出力となり、正常動作を行なうことができ、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００７０】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００７１】
一方、請求項１２に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明のデジタル形保護継電器において、第２の判定手段の現時点の出力と１サイクルまたは複数サイクル前の出力との論理積を演算する第３の論理積演算手段を備えて、この第３の論理積演算手段の出力を復帰遅延手段の入力とすることにより、励磁突入電流に対しては確実に励磁突入電流対策要素が動作して保護継電器の誤動作を防止することができ、過渡的な平坦部分が生じるような事故電流に対しても励磁突入電流対策要素の不要出力がなく保護継電器は正常動作することができ、差動電流の周期性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００７２】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００７３】
また、請求項１３に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、励磁突入電流を判定するバラツキを表わす各々の電気量（平均偏差または平均偏差の比、もしくは標準偏差または標準偏差の比）の現時点の値と１サイクルまたは複数サイクル前の値とを比較していずれかの大きい方の値を求め、この大きい方の値が一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、およびこの出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備えて、この励磁突入電流対策要素の出力で差動保護要素の出力を阻止することにより、平均偏差または平均偏差の比、もしくは標準偏差または標準偏差の比の現時点と１サイクルあるいは複数サイクル前との値の比較を行なって、差動電流の周期性を確認することができ、差動電流の周期性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００７４】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００７５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００７６】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態によるデジタル形保護継電器である変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図２２と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００７７】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図１に示すように、図２２における励磁突入電流対策要素６を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素６１を備えた構成としている。
【００７８】
この励磁突入電流対策要素６１は、平坦性演算部２１と、平坦判定演算部２２と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。
【００７９】
ここで、平坦性演算部２１は、前記差動要素５の差動電流演算部１４により算出された差動電流Ｉｄの波形の一定区間の平坦性を求めるものである。
【００８０】
すなわち、本例では、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求めるものである。
【００８１】
また、平坦判定演算部２２は、平坦性演算部２１により求められた平坦性が一定値以下であるか否かを判定し、一定値以下の時に励磁突入電流と判定して出力を生じるものである。
【００８２】
すなわち、本例では、平坦性演算部２１により求められた偏差値が一定値以下であるか否かを判定し、一定値以下の時に励磁突入電流と判定して出力を生じるものである。
【００８３】
さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部２２の出力を連続化するためのものである。
【００８４】
これにより、復帰遅延タイマー２３の出力によって、差動要素５の出力を阻止するようにしている。
【００８５】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【００８６】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００８７】
図１において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６１に導入され、平坦性演算部２１にて平坦性を検出するための演算を行ない、平均偏差Ｄが算出される。そして、この平均偏差Ｄが所定値ｋ以下の時に、平坦判定演算部２２から出力が送出される。
【００８８】
この平坦判定演算部２２の出力は、１サイクルに１回の継続出力となるため、１サイクル以上の時間を持った復帰遅延タイマー２３により連続化を行ない、この復帰遅延タイマー２３の出力が、励磁突入電流対策要素６１の出力として送出される。
【００８９】
一方、復帰遅延タイマー２３の出力をＮＯＴ演算回路１９にて反転させ、さらに論理積演算回路２０で差動要素５の出力との論理積演算を行なうことにより、励磁突入電流にて動作する差動要素５の出力を阻止し、差動リレー１としての誤動作を防止することができる。
【００９０】
以下に、かかる点についてより具体的に説明する。
【００９１】
まず、実際の内部事故による事故電流と励磁突入電流の電流波形の特徴の違いを述べる。
【００９２】
図２は、事故電流（ａ）と励磁突入電流（ｂ）の電流波形の特徴の違いを示す波形図であり、励磁突入電流は、１サイクル中に変圧器鉄心の磁束飽和によって電流が流れる区間と変圧器鉄心の飽和が解けて電流が流れない区間（無電流期間）とが必ず存在するのに対し、事故電流は、基本波電流もしくは不特定高調波電流の重畳のため無電流期間が生じることはない。なお、励磁突入電流の１サイクル中に存在する無電流期間は本来電流零であるが、変流器ＣＴによる直流分喪失等により、必ずしも差動リレー１の見る励磁突入電流（＝差動電流Ｉｄ）の無電流期間は単純に電流零ではなく、瞬時値電流の変化が少ない平坦な電流期間であると言える。
【００９３】
このため、１サイクル中の一定区間の瞬時値電流のバラツキが小さいこと（＝平坦性）を見ることで、励磁突入電流と判定することができ、本実施形態では、この差動電流Ｉｄの平坦性を検出することで励磁突入電流と判定し、差動リレー１の誤動作を防止する。
【００９４】
すなわち、励磁突入電流対策要素６１の平坦性演算部２１では、平坦性を検出するための以下のような演算が行なわれる。
【００９５】
図３（ａ）は、励磁突入電流をディジタル量（＝瞬時値）に変換した時の値を示すものである。図３（ａ）において、現時点の瞬時値をｉm 、１サンプリング（以下ｓｐと表す）前の瞬時値をｉm-1 、２ｓｐ前の瞬時値をｉm-2 、………以下同様に、（Ｎ−１）ｓｐ前の瞬時値をｉm-(N-1) 、（Ｎ）ｓｐ前の瞬時値をｉm-(N) 、（Ｎ＋１）ｓｐ前の瞬時値をｉm-(N+1) ………以下同様に、（Ｎ＋ｋ）ｓｐ前の瞬時値をｉm-(N+k) と置く。
【００９６】
図３（ａ）の瞬時値にて平坦性検出演算を説明すると、１サイクル中の一定区間の瞬時値（例えば、区間ａのｉm 〜ｉm-(N-1) ）のｓｐの総個数をＮ個とし、Ｎ個の瞬時値の総和を総個数Ｎで割り算した算術平均Ｉｍを、下記の（１）式で求める。
【００９７】
なお、一定区間とは、最大励磁突入電流での無電流期間よりも小さい期間で有ればよく、特に限定した期間（時間）ではない。
【００９８】
【数１】
【００９９】
さらに、一定区間の各瞬時値と算術平均Ｉｍとの差の絶対値をとり、その差の総和を総個数Ｎで割り算した値Ｄを、下記の（２）式で求める。
【０１００】
【数２】
【０１０１】
この結果、（２）式は下記の（３）式で表わすことができる。
【０１０２】
【数３】
【０１０３】
このＤの値を平均偏差と称し、差動電流Ｉｄの一定区間の瞬時値のバラツキの程度（平坦性）を表わすものであり、電流の変化が零の場合のみＤ＝０である。
【０１０４】
区間ａの平均偏差Ｄと同様に、ｓｐ毎に過去Ｎ個のｓｐ数を用いて演算（図３（ａ）では区間ｂ，ｃ…）することにより、常に一定区間の平坦性を見ることができ、図３（ｂ）の平坦性演算部２１での演算結果に示すような個々の平均偏差Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ…の値となる。
【０１０５】
図３（ｂ）のような平坦区間を持った励磁突入電流による差動電流Ｉｄでの平均偏差Ｄの値は、演算区間に平坦部分を多く含むにつてれ平均偏差Ｄの値は小さくなり、演算区間が全て平坦部分が含んだ時（図３（ａ）の区間ａ）に、その値は最小となる。
【０１０６】
また、平均偏差Ｄが一定値ｋよりも小さい値を採った時に、図３（ｃ）の平坦判定演算部２２での演算結果のように平坦判定演算部２２は出力を生じる。
【０１０７】
なお、上記一定値ｋは、事故電流と励磁突入電流の平坦部分との区別を行なうための値であり、変流器ＣＴによる直流分喪失やリレーの演算誤差等による誤判定とならない値である。
【０１０８】
次に、事故電流と励磁突入電流との平坦性検出の一例について、図４を用いて述べる。
【０１０９】
まず、励磁突入電流（ｂ）について述べる。
【０１１０】
前述したように、差動リレーの平坦性演算部２１では、一定区間（ここではｔ１の演算区間を持つ）の平均偏差Ｄをｓｐ毎に常に演算しており、平坦区間を持った励磁突入電流による差動電流Ｉｄでの平均偏差Ｄの値は、演算区間（ｔ１）に平坦部分を多く含むにつれて小さくなり、その値が一定値ｋ以下の時に平坦判定演算部２２は出力を生じる。
【０１１１】
図４のｔ１は、全て平坦部分を含んだ時の演算区間を示すものであり、その後電流の立ち上がりと共に演算区間での平坦性がなくなり、平均偏差Ｄが一定値ｋ以上となるまでの時間ｔ２の間、平坦判定演算部２２は出力を生じる。また、次のサイクルでも同様の検出を行なうため、１サイクルに１回は必ず平坦判定演算部２２が出力を生じる。
【０１１２】
このため、平坦判定演算部２２の出力は、１サイクルに１回の断続出力となるため、１サイクル以上の時間を持った復帰遅延タイマー２３によって連続化を行ない、この復帰遅延タイマー２３の出力を励磁突入電流対策要素６１の出力とする。
【０１１３】
そして、この復帰遅延タイマー２３の出力をＮＯＴ演算回路１９にて反転させて、差動要素５の出力との論理積演算を論理積演算回路２０にて行なうことにより、励磁突入電流にて動作する差動要素５の出力を阻止し、差動リレー１としての誤動作を防止することができる。
【０１１４】
一方、事故電流（ａ）には、基本波電流の他に高調波電流も多く含まれる場合があり、特に従来の差動リレーが誤不動作となるような第２調波近傍の高調波に対しても、ｔ１時間だけの平坦区間が生じないため、平坦判定演算部２２の出力はなく、差動判定演算部１６の出力は、論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０１１５】
なお、以上の説明では、平坦性を表わす値として、平均偏差Ｄを基に説明してきたが、この平坦性を表わす値としては、下記の一般式（（０）式）で表わされる値としてもよい。
【０１１６】
すなわち、前記演算された差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ値の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキを表わす量（平坦性を示す）として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで割った偏差値を求める。つまり、（０）式で表わされる偏差値ａを平坦性演算として求める。
【０１１７】
【数４】
【０１１８】
そして、この求められた偏差値ａが一定値以下の時に出力を生じる平坦判定演算部２２を備えた励磁突入電流対策要素６１を備えて、その出力によって前記差動要素５の出力を阻止することにより、前述した場合と同様の作用を奏することができる。
【０１１９】
上述したように、本実施形態においては、変圧器励磁突入電流と変圧器内部事故電流との波形の違い、すなわち励磁突入電流は１サイクル中に変圧器鉄心の磁束飽和によって電流が流れる区間と変圧器鉄心の飽和が解けて電流が流れない一定の平坦部分が必ず存在するのに対し、事故電流は基本波電流もしくは不特定多数の高調波電流重畳のため一定区間の平坦部分が生じないことに着目し、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値が一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じる励磁突入電流対策要素６１を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出し、この励磁突入電流対策要素６１の出力によって前記差動要素５の出力を阻止するようにしたので、励磁突入電流と事故電流を確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０１２０】
（第２の実施形態）
図５は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１２１】
なお、差動要素５の構成については、図１と全く同一であるため、図５ではその構成の一部を割愛している。
【０１２２】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図５に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素６２を備えた構成としている。
【０１２３】
この励磁突入電流対策要素６２は、平坦性演算部２１と、平坦判定演算部２４と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。
【０１２４】
ここで、平坦性演算部２１は、前記差動要素５の差動電流演算部１４により算出された差動電流Ｉｄの波形の一定区間の平坦性を求めるものである。
【０１２５】
すなわち、本例では、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求めるものである。
【０１２６】
また、平坦判定演算部２４は、平坦性演算部２１により求められた平坦性が一定値以下であるか否かを判定し、一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じるものである。
【０１２７】
すなわち、本例では、平坦性演算部２１により求められた偏差値と当該偏差値を求めた区間を含む過去１サイクルまたは１サイクル以内の他の一定区間での最大値偏差値Ｄmax との比（Ｄ／Ｄmax ）が一定値以下か否かを判定し、一定値以下の時に出力を生じるものである。
【０１２８】
さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部２４の出力を連続化するためのものである。
【０１２９】
これにより、復帰遅延タイマー２３の出力によって、差動要素５の出力を阻止するようにしている。
【０１３０】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０１３１】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０１３２】
図５において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６２に導入され、平坦性演算部２１にて前述した（３）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の平均偏差Ｄが算出される。
【０１３３】
また、平坦判定演算部２４では、現時点の平均偏差Ｄ0 と、Ｄ0 を含む過去１サイクル間の各々の平均偏差Ｄ1 ，Ｄ2 ，…、Ｄ95の９６個（但し、定格周波数５０Ｈｚ、ｓｐ周波数４．８ｋＨｚの場合であり、１サイクル当たり９６個のｓｐ数を持つ）のうちの最大平均偏差Ｄmax を算出し、この最大平均偏差Ｄmax に対する現時点の平均偏差Ｄ0 の比（Ｄ0 ／Ｄmax ）を演算し、平均偏差の比（Ｄ0 ／Ｄmax ）が所定値ｋ１以下となった時に、励磁突入電流と判定して出力を生じる。
【０１３４】
この関係は、下記の（４）式で表わすことができる。
【０１３５】
Ｄ0 ／Ｄmax ≦ｋ１ または Ｄ0 ≦Ｄmax ・ｋ１ （４）式
すなわち、前述した図３を用いて説明すると、区間ａにおける平均偏差Ｄａは現時点の平均偏差Ｄ0 であり、ＤｂはＤ1 を、ＤｃはＤ2 を表わし、Ｄ95はＤａから９６個前の平均偏差である。そして、この９６個の平均偏差のうちの最大値が、Ｄmax （図３ではＤmax ＝Ｄｙ）として取り出される。
【０１３６】
この結果、図３における平均偏差の比（Ｄ0 ／Ｄmax ）は｜Ｄａ／Ｄｙ｜となり、この値が所定値ｋ１以下であれば、平坦判定演算部２４から出力が送出される。
【０１３７】
励磁突入電流による平坦判定演算部２４の出力は、１サイクル毎に１回以上出力する断続出力のため、復帰遅延タイマー２３により連続化出力に変換した後、ＮＯＴ演算回路１９を通して、差動要素５の出力が阻止される。
【０１３８】
前述したように、励磁突入電流の大きさは、電圧突入位相や変圧器鉄心の違い等により種々の値を取るが、変流器の直流分喪失等により励磁突入電流が大きいほど無電流期間の平坦性が悪くなり、平均偏差の誤差が増加する可能性が生じる。
【０１３９】
一方、過去１サイクル中の最大平均偏差Ｄmax も、励磁突入電流が大きいほど値が大きくなるため、最大平均偏差Ｄmax も、励磁突入電流が大きいほど値が大きくなるため、最大平均偏差Ｄmax と現時点の平均偏差Ｄ0 との比 （Ｄ0 ／Ｄmax ）を常に見ることにより、励磁突入電流の大きさに関係なく、より確実に励磁突入電流を判別することができる。
【０１４０】
また、事故電流には、基本波電流の他に高調波電流も多く含まれる場合があり、特に従来の差動リレーが誤不動作となるような第２調波近傍の高調波に対しても、平坦区間が生じないため、平坦判定演算部２４の出力は生じず、差動判定演算部１６の出力は、論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０１４１】
なお、上記最大平均偏差Ｄmax は、過去１サイクル中の最大平均偏差だけでなく、過去１サイクル以内、例えば半サイクル中の最大平均偏差を使用してもよく、平坦部分と電流が流れている部分の平均偏差の値に明らかな差があれば、前述と同様の効果を得ることができる。
【０１４２】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値と当該偏差値を求めた区間を含む過去１サイクルまたは１サイクル以内の他の一定区間での最大値偏差値Ｄmax との比（Ｄ／Ｄmax ）が一定値以下の時に出力を生じる励磁突入電流対策要素６２を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出し、この励磁突入電流対策要素６２の出力によって前記差動要素５の出力を阻止するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０１４３】
（第３の実施形態）
図６は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１４４】
なお、差動要素５の構成については、図１と同一であるため、図６ではその構成の一部を割愛している。
【０１４５】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図６に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素６３を備えた構成としている。
【０１４６】
この励磁突入電流対策要素６３は、平坦性演算部２１と、平坦判定演算部２５と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。
【０１４７】
ここで、平坦性演算部２１は、前記差動要素５の差動電流演算部１４により算出された差動電流Ｉｄの波形の一定区間の平坦性を求めるものである。
【０１４８】
すなわち、本例では、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求めるものである。
【０１４９】
また、平坦判定演算部２５は、平坦性演算部２１により求められた平坦性が一定値以下であるか否かを判定し、一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じるものである。
【０１５０】
すなわち、本例では、平坦性演算部２１により求められた偏差値と演算された差動電流の大きさを示す量Ｉとの比（Ｄ／Ｉ）が一定値以下か否かを判定し、一定値以下の時に出力を生じるものである。
【０１５１】
さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部２５の出力を連続化するためのものである。
【０１５２】
これにより、復帰遅延タイマー２３の出力によって、差動要素５の出力を阻止するようにしている。
【０１５３】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０１５４】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０１５５】
図６において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６３に導入され、平坦性演算部２１にて前述した（３）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の平均偏差Ｄが算出される。
【０１５６】
また、平坦判定演算部２５では、現時点の平均偏差Ｄ0 と差動要素５の差動電流Ｉｄの振幅値演算１５の出力｜Ｉｄ1f｜との比（（Ｄ0 ／｜Ｉｄ1f｜）を演算し、平均偏差の比（Ｄ0 ／｜Ｉｄ1f｜）が所定値ｋ２以下となった時に、励磁突入電流と判定して出力を生じる。
【０１５７】
励磁突入電流による平坦判定演算部２５の出力は、１サイクル毎に１回以上出力する断続出力のため、復帰遅延タイマー２３により連続化出力に変換した後、ＮＯＴ演算回路１９を通して、差動要素５の出力が阻止される。
【０１５８】
前述したように、励磁突入電流の大きさは、電圧投入位相や変圧器鉄心の違い等により種々の値を取るため、変流器の直流分喪失等により励磁突入電流が大きいほど無電流期間の平坦性が悪くなり、平均偏差の誤差が増加する可能性が生じる。このため、励磁突入電流の大きさに比例した差動電流Ｉｄに含まれる基本波電流の振幅値｜Ｉｄ1f｜と現時点の平均偏差Ｄ0 との比（Ｄ0 ／｜Ｉｄ1f｜）を常に見ることにより、励磁突入電流の大きさに関係なく、より一層確実に励磁突入電流を判別することができる。
【０１５９】
一方、事故電流には、基本波電流の他に高調波電流も多く含まれる場合があり、特に従来の差動リレーが誤不動作となるような第２調波近傍の高調波に対しても、平坦区間が生じないため、平坦判定演算部２５の出力は生じず、差動判定演算部１６の出力は、論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０１６０】
なお、上記励磁突入電流の大きさを表わす量は、差動要素５の差動電流Ｉｄの１ｆ振幅値｜Ｉｄ1f｜に限らず、例えば現時点の平均偏差Ｄ0 を演算した区間を含む１サイクルの差動電流Ｉｄの瞬時値の最大値（波高値）等を使用してもよく、差動電流Ｉｄの大きさの指標を示す量であれば、前記と同様の効果を得ることができる。
【０１６１】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値と演算された差動電流の大きさを示す量Ｉとの比（Ｄ／Ｉ）が一定値以下の時に出力を生じる励磁突入電流対策要素６３を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出し、この励磁突入電流対策要素６３の出力によって前記差動要素５の出力を阻止するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０１６２】
（第４の実施形態）
図７は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１６３】
なお、差動要素５の構成については、図１と同一であるため、図７ではその構成の一部を割愛している。
【０１６４】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図７に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素６４を備えた構成としている。
【０１６５】
この励磁突入電流対策要素６４は、平坦性演算部２６と、平坦判定演算部２７と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。
【０１６６】
ここで、平坦性演算部２６は、前記差動要素５の差動電流演算部１４により算出された差動電流Ｉｄの波形の一定区間の平坦性を求めるものである。
【０１６７】
すなわち、本例では、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求めるものである。
【０１６８】
また、平坦判定演算部２７は、平坦性演算部２６により求められた平坦性が一定値以下であるか否かを判定し、一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じるものである。
【０１６９】
すなわち、本例では、平坦性演算部２６により求められた標準偏差σの値が一定値以下か否かを判定し、一定値以下の時に出力を生じるものである。
【０１７０】
さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部２７の出力を連続化するためのものである。
【０１７１】
これにより、復帰遅延タイマー２３の出力によって、差動要素５の出力を阻止するようにしている。
【０１７２】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０１７３】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０１７４】
図７において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６４に導入され、平坦性演算部２６にて、平坦性を検出するための以下のような演算が行なわれる。
【０１７５】
図８（ａ）は、励磁突入電流をデジタル量（＝瞬時値）に変換した時の値を示すものであり、この瞬時値にて平坦性検出演算について説明する。
【０１７６】
いま、現時点の瞬時値をｉm 、１ｓｐの前の瞬時値をｉm-1 、２ｓｐ前の瞬時値をｉm-2 、………以下同様に、（Ｎ−１）ｓｐ前の瞬時値をｉm-(N-1) 、（Ｎ）ｓｐ前の瞬時値をｉm-(N) 、（Ｎ＋１）ｓｐ前の瞬時値をｉm-(N+1) ………以下同様に、（Ｎ＋ｋ）ｓｐ前の瞬時値をｉm-(N+k) と置く。
【０１７７】
図８（ａ）において、１サイクル中の一定区間の瞬時値（例えば区間ａのｉm 〜ｉm-(N-1) ）のｓｐの総個数をＮ個とし、Ｎ個の瞬時値の総和を総個数Ｎで割り算した算術平均Ｉｍを、前記第１の実施形態で説明した（１）式により求める。なお、一定区間とは最大励磁突入電流での無電流期間より小さい期間で有れば良く、特に限定した期間（時間）ではない。
【０１７８】
さらに、一定区間の各瞬時値と算術平均Ｉｍとの差の２乗をとり、その差の２乗の総和である残差平方和Ｓｘを、下記の（５）式により求める。
【０１７９】
【数５】
【０１８０】
この（５）式は、下記のような（６）式に変換することができる。
【０１８１】
【数６】
【０１８２】
次に、この残差平方和Ｓｘを瞬時値の総個数Ｎで割算し、その平方根を下記の（７）式により求める。
【０１８３】
【数７】
【０１８４】
このσの値を標準偏差と称し、差動電流Ｉｄの一定区間の瞬時値のバラツキの程度（平坦性）を表わすものであり、電流の変化が零の場合のみσ＝０となる。
【０１８５】
また、区間ａの標準偏差σと同様に、ｓｐ毎に過去Ｎ個のｓｐ数を用いて演算（図８（ａ）では区間ｂ，ｃ…）することにより、常に一定区間の平坦性を見ることができ、図８（ｂ）の平坦性演算部２６の演算結果に示すような個々の標準偏差σａ，σｂ，σｃ…の値となる。
【０１８６】
図８（ａ）のような平坦区間を持った励磁突入電流による差動電流Ｉｄでの標準偏差σの値は、演算区間に平坦部分を多く含むにつれて標準偏差σの値は小さくなり、演算区間が全て平坦部分が含んだ時（図８（ａ）の区間ａ）に、その値は最小となる。
【０１８７】
また、標準偏差σが、一定値ｋ３よりも小さい値を採った時に、図８（ｃ）の平坦判定演算結果のように、平坦判定演算部２７は出力を生じる。
【０１８８】
なお、一定値ｋ３は、事故電流と励磁突入電流の平坦部分との区別を行なうための値であり、変流器ＣＴによる直流分喪失やリレーの演算誤差等による誤判定とならない値である。
【０１８９】
このように、差動リレー１の平坦性演算部２６では、一定区間の標準偏差σをｓｐ毎に常に演算しており、平坦区間を持った励磁突入電流による差動電流Ｉｄでの標準偏差σの値は、演算区間に平坦部分を多く含むにつれて小さくなり、その値が一定値ｋ３以下の時に平坦判定演算部２７は出力を生じる。
【０１９０】
このため、励磁突入電流での平坦判定演算部２７の出力は、１サイクルに１回の断続出力となるため、１サイクル以上の時間を持った復帰遅延タイマー２３により連続化を行ない、この復帰遅延タイマー２３の出力が励磁突入電流対策要素６４の出力として送出される。
【０１９１】
そして、復帰遅延タイマー２３の出力をＮＯＴ演算回路１９にて反転させ、差動要素５の出力との論理積演算を論理積演算回路２０にて行なうことにより、励磁突入電流にて動作する差動要素５の出力を阻止し、差動リレー１としての誤動作を防止することができる。
【０１９２】
一方、事故電流には、基本波電流の他に高調波電流も多く含まれる場合があり、特に従来の差動リレーが誤不動作となるような第２調波近傍の高調波に対しても、平坦区間が生じないため、平坦判定演算部２７の出力は生じず、差動判定演算部１６の出力は、論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０１９３】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、この標準偏差σの値が一定値以下の時に出力を生じる励磁突入電流対策要素６４を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出し、この励磁突入電流対策要素６４の出力によって前記差動要素５の出力を阻止するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０１９４】
（第５の実施形態）
図９は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１９５】
なお、差動要素５の構成については、図１と同一であるため、図９ではその構成の一部を割愛している。
【０１９６】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図９に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素６５を備えた構成としている。
【０１９７】
この励磁突入電流対策要素６５は、平坦性演算部２６と、平坦判定演算部２８と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。
【０１９８】
ここで、平坦性演算部２６は、前記差動要素５の差動電流演算部１４により算出された差動電流Ｉｄの波形の一定区間の平坦性を求めるものである。
【０１９９】
すなわち、本例では、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求めるものである。
【０２００】
また、平坦判定演算部２８は、平坦性演算部２６により求められた平坦性が一定値以下であるか否かを判定し、一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じるものである。
【０２０１】
すなわち、本例では、平坦性演算部２６により求められた標準偏差σと当該標準偏差σを求めた区間を含む過去１サイクルまたは１サイクル以内の他の一定区間での最大偏差値σmax との比（σ／σmax ）が一定値以下か否かを判定し、一定値以下の時に出力を生じるものである。
【０２０２】
さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部２８の出力を連続化するためのものである。
【０２０３】
これにより、復帰遅延タイマー２３の出力によって、差動要素５の出力を阻止するようにしている。
【０２０４】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０２０５】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０２０６】
図９において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６５に導入され、平坦性演算部２６にて、前記第４の実施形態で説明した（７）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の標準偏差σが算出される。
【０２０７】
すなわち、平坦判定演算部２６では、現時点の標準偏差σ0 と、標準偏差σ0 を含む過去１サイクル間の各々の標準偏差σ1 ，σ2 ，…、σ95の９６個（但し、定格周波数５０Ｈｚ、ｓｐ周波数４．８ｋＨｚの場合であり、１サイクル当たり９６個のｓｐ数を持つ）のうちの最大標準偏差σmax を算出し、最大標準偏差σmax に対する現時点の標準偏差σ0 の比（σ0 ／σmax ）を演算し、この標準偏差の比（σ0 ／σmax ）が所定値ｋ４以下となった時に、励磁突入電流と判定して出力を生じる。
【０２０８】
この関係は、下記の（８）式で表わすことができる。
【０２０９】
σ0 ／σmax ≦ｋ４ または σ0 ≦σmax ・ｋ４ （８）式
すなわち、図８を用いて説明すると、区間ａにおける標準偏差σａは現時点の標準偏差σ0 であり、σｂはσ1 を、σｃはσ2 をそれぞれ表わし、σ95はσａから９６個前の標準偏差である。そして、この９６個の標準偏差のうちの最大値を、σmax （図８ではσmax ＝σｙ）として取り出す。この結果、図８での平均偏差の比（σ0 ／σmax ）は｜Ｄａ／Ｄｙ｜となり、この値が所定値ｋ４以下であれば、平坦判定演算部２８は出力を生じる。
【０２１０】
励磁突入電流による平坦判定演算部２８の出力は、１サイクル毎に１回以上出力する断続出力のため、復帰遅延タイマー２３により連続化出力に変換した後、ＮＯＴ演算回路１９を通して、差動要素５の出力を阻止する。
【０２１１】
前述したように、励磁突入電流の大きさは、電圧突入位相や変圧器鉄心の違い等により種々の値を取るが、変流器の直流分喪失等により、励磁突入電流が大きいほど無電流期間の平坦性が悪くなり、標準偏差の誤差が増加する可能性が生じる。一方、過去１サイクル中の最大標準偏差σmax も、励磁突入電流が大きいほどその値が大きくなるため、最大標準偏差σmax と現時点の標準偏差σ0 との比（σ0 ／σmax ）を常に見ることにより、励磁突入電流の大きさに関係なく、より確実に励磁突入電流を判別することができる。
【０２１２】
一方、事故電流には、基本波電流の他に高調波電流も多く含まれる場合があり、特に従来の差動リレーが誤不動作となるような第２調波近傍の高調波に対しても、平坦区間が生じないため、平坦判定演算部２８の出力は生じず、差動判定演算部１６の出力は、論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０２１３】
なお、最大標準偏差σmax は、過去１サイクル中の最大標準偏差だけでなく、過去１サイクル以内、例えば半サイクル中の最大標準偏差を使用してもよく、平坦部分と電流が流れている部分の標準偏差の値に明らかな差があれば、前述の場合と同様の効果を得ることができる。
【０２１４】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、このた標準偏差σと当該標準偏差σを求めた区間を含む過去１サイクルまたは１サイクル以内の他の一定区間での最大偏差値σmax との比（σ／σmax ）が一定値以下か否かを判定し、一定値以下の時に出力を生じる励磁突入電流対策要素６５を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出し、この励磁突入電流対策要素６５の出力によって前記差動要素５の出力を阻止するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０２１５】
（第６の実施形態）
図１０は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０２１６】
なお、差動要素５の構成については、図１と同一であるため、図１０ではその構成の一部を割愛している。
【０２１７】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図１０に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素６６を備えた構成としている。
【０２１８】
この励磁突入電流対策要素６６は、平坦性演算部２６と、平坦判定演算部２９と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。
【０２１９】
ここで、平坦性演算部２６は、前記差動要素５の差動電流演算部１４により算出された差動電流Ｉｄの波形の一定区間の平坦性を求めるものである。
【０２２０】
すなわち、本例では、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求めるものである。
【０２２１】
また、平坦判定演算部２９は、平坦性演算部２６により求められた平坦性が一定値以下であるか否かを判定し、一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じるものである。
【０２２２】
すなわち、本例では、平坦性演算部２６により求められた標準偏差σと差動電流Ｉｄの大きさを示す量Ｉとの比（σ／Ｉ）が一定値以下か否かを判定し、一定値以下の時に出力を生じるものである。
【０２２３】
さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部２８の出力を連続化するためのものである。
【０２２４】
これにより、復帰遅延タイマー２３の出力によって、差動要素５の出力を阻止するようにしている。
【０２２５】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０２２６】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０２２７】
図１０において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６６に導入され、平坦性演算部２６にて、前記第４および第５の各実施形態で説明した（７）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の標準偏差σが算出される。
【０２２８】
また、平坦判定演算部２９では、現時点の標準偏差σ0 と差動要素５の振幅値演算部１５の出力｜Ｉｄ1f｜との比（σ0 ／｜Ｉｄ1f｜）を演算し、標準偏差の比（σ0 ／｜Ｉｄ1f｜）が所定値ｋ５以下となった時に、励磁突入電流と判定して出力を生じる。
【０２２９】
励磁突入電流による平坦判定演算部２９の出力は、１サイクル毎に１回以上出力する断続出力のため、復帰遅延タイマー２３により連続化出力に変換した後、ＮＯＴ演算回路１９を通して、差動要素５の出力を阻止する。
【０２３０】
前述したように、励磁突入電流の大きさは、電圧突入位相や変圧器鉄心の違い等により種々の値を取るため、変流器の直流分喪失等により励磁突入電流が大きいほど無電流期間の平坦性が悪くなり、標準偏差の誤差が増加する可能性が生じる。
【０２３１】
このため、励磁突入電流の大きさに比例した差動電流Ｉｄに含まれる基本波電流の振幅値｜Ｉｄ1f｜と現時点の標準偏差σ0 との比（σ0 ／｜Ｉｄ1f｜）を常に見ることにより、励磁突入電流の大きさに関係なく、より確実に励磁突入電流を判別することができる。
【０２３２】
一方、事故電流には、基本波電流の他に高調波電流も多く含まれる場合があり、特に従来の差動リレーが誤不動作となるような第２調波近傍の高調波に対しても、平坦区間が生じないため、平坦判定演算部２９の出力は生じず、差動判定演算部１６の出力は、論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０２３３】
なお、励磁突入電流の大きさを表わす量は、差動要素５の差動電流Ｉｄの１ｆ振幅値｜Ｉｄ1f｜に限らず、例えば現時点の標準偏差σ0 を演算した区間を含む１サイクルの差動電流Ｉｄの瞬時値の最大値（波高値）等を使用してもよく、差動電流Ｉｄの大きさの指標を示す量であれば、前記の場合と同様の効果を得ることができる。
【０２３４】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、この標準偏差σと差動電流Ｉｄの大きさを示す量Ｉとの比（σ／Ｉ）が一定値以下か否かを判定し、一定値以下の時に出力を生じる励磁突入電流対策要素６６を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出し、この励磁突入電流対策要素６６の出力によって前記差動要素５の出力を阻止するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０２３５】
（第７の実施形態）
図１１は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０２３６】
なお、差動要素５の構成については、図１と同一であるため、図１１ではその構成の一部を割愛している。
【０２３７】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図１１に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素６７を備え、また差動要素５と論理積演算回路２０との間に、差動要素５の出力を１サイクル以上の時間遅延する動作遅延タイマー３０を備えた構成としている。
【０２３８】
この励磁突入電流対策要素６７は、平坦性演算部２１と、平坦判定演算部３１と、復帰遅延タイマー２３とからなっており、差動要素５の差動判定演算部１６の出力の送出を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を起動し、また差動要素５の差動判定演算部１６の出力の復帰を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を停止するようにしている。
【０２３９】
ここで、平坦性演算部２１は、前記第１の実施形態の場合と同様の機能を有するものである。
【０２４０】
また、平坦判定演算部３１は、平坦性演算部２１により求められた平坦性が一定値以下であるか否かを判定し、一定値以下の時に励磁突入電流と判定して出力を生じるもので、差動要素５の差動判定演算部１６の出力の送出を条件にその判定動作を起動し、また差動要素５の差動判定演算部１６の出力の復帰を条件にその判定動作を停止するものである。
【０２４１】
さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部３１の出力を連続化するためのものである。
【０２４２】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０２４３】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０２４４】
図１１において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６７に導入され、平坦性演算部２１にて、前記第１の実施形態で説明した（３）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の平均偏差Ｄが算出される。
【０２４５】
一方、前記第１の実施形態の平坦判定演算部２２では、一定区間の平均偏差Ｄをｓｐ毎に常に判定演算しており、平均偏差Ｄは演算区間に平坦部分を多く含むにつれてその値は小さくなり、その値が一定値ｋ以下の時に平坦判定演算部２２は出力する。このため、励磁突入電流での平坦判定演算部２２の出力は、１サイクルに１回の断続出力となり、１サイクル以上の時間を持った復帰遅延タイマー２３により連続化を行ない、この復帰遅延タイマー２３の出力を励磁突入電流対策要素の出力としている。
【０２４６】
しかしながら、常時判定することは、負荷電流が流れている状態や外部事故で通過電流が流れている状態では差動電流Ｉｄが零であるため、平坦判定演算部２２は常に動作出力状態にあり、差動要素５の出力を常時阻止していることになる。そして、この時に内部事故が発生した場合には、差動要素５は動作し、平坦判定演算部２２の出力は復帰するが、差動リレー１としての動作時間は、励磁突入電流要素の復帰遅延タイマー２３の出力復帰に要する時間分の遅れを生じることになる。
【０２４７】
この点、本実施形態では、励磁突入電流要素６７の平坦判定演算部３１を、差動要素５の差動判定演算部１６の動作出力によって起動し、差動判定演算部１６の出力の復帰と共に停止させることにより、差動電流Ｉｄがない定常状態においての励磁突入電流対策要素６７による不要な出力阻止を行なうことはなく、この状態から内部事故が発生した場合でも、差動リレー１の動作時間遅れを小さくすることができる。
【０２４８】
なお、差動判定演算部１６の出力を遅延する動作遅延タイマー３０は、差動判定演算部１６の出力によって起動される励磁突入電流対策要素６７との時間協調を取るものであり、励磁突入電流時に、差動判定演算部１６の出力が励磁突入電流対策要素６７の出力よりも先に送出されるのを遅らせるものである。
【０２４９】
これにより、平坦判定演算部３１の出力を遅延する復帰遅延タイマー２３の出力をＮＯＴ演算回路１９にて反転させ、差動要素５の出力を遅延する動作遅延タイマー３０との論理積演算を論理積演算回路２０で行なうことにより、励磁突入電流にて動作する差動要素５の出力を阻止して、差動リレー１の誤動作を防止することができる。
【０２５０】
また、平坦区間を持たない事故電流では、平坦判定演算部３１の出力は生じず、差動判定演算部１６の出力は、動作遅延タイマー３０および論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０２５１】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値が一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じる励磁突入電流対策要素６７を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出すると共に、差動要素５と論理積演算回路２０との間に、差動要素５の出力を１サイクル以上の時間遅延する動作遅延タイマー３０を備え、さらに差動要素５の差動判定演算部１６の出力の送出を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を起動し、また差動要素５の差動判定演算部１６の出力の復帰を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を停止するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には動作遅れなく確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０２５２】
（第８の実施形態）
図１２は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０２５３】
なお、差動要素５の構成については、図１と同一であるため、図１２ではその構成の一部を割愛している。
【０２５４】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図１２に示すように、図１における差動要素５と論理積演算回路２０との間に、差動要素５の出力を１サイクル以上の時間遅延する動作遅延タイマー３０を新たに備えると共に、差動要素５の差動判定演算部１６の出力と励磁突入電流対策要素６１の復帰遅延タイマー２３の出力との論理積を演算する論理積演算回路３２を備え、この論理積演算回路３２の出力により、動作遅延タイマー３０の出力を阻止する構成としている。
【０２５５】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０２５６】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０２５７】
図１２において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６１に導入され、平坦性演算部２１にて、前記第１の実施形態で説明した（３）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の平均偏差Ｄが算出される。
【０２５８】
また、平坦判定演算部２２では、一定区間の平均偏差Ｄがｓｐ毎に常に判定演算されている。
【０２５９】
しかしながら、常時判定することは、負荷電流が流れている状態や外部事故で通過電流が流れている状態では差動電流Ｉｄが零であるため、平坦判定演算部２２は常に動作出力状態にあり、差動要素５の出力を常時阻止していることになる。そして、この時に内部事故が発生した場合には、平坦判定演算部２２の出力は復帰するが、差動リレー１としての動作時間は、励磁突入電流要素６１の復帰遅延タイマー２３の出力復帰に要する時間分の遅れを生じることになる。
【０２６０】
この点、本実施形態では、差動判定演算部１６の出力と励磁突入電流対策要素６１との論理積演算を論理積演算回路３２で行ない、差動要素５が動作しない場合には励磁突入電流対策要素６１の出力を阻止し、差動要素５が動作した場合には励磁突入電流対策要素６１の出力を許容することにより、差動電流Ｉｄがない定常状態においての励磁突入電流対策要素６１による不要な出力阻止を行なうことはなく、この状態から内部事故が発生した場合でも、差動リレー１の動作時間遅れを小さくすることができる。
【０２６１】
なお、差動判定演算部１６の出力を遅延する動作遅延タイマー３０は、差動判定演算部１６の出力によって起動される励磁突入電流対策要素６１との時間協調を取るものであり、励磁突入電流時に、差動判定演算部１６の出力が励磁突入電流対策要素６１の出力よりも先に送出されるのを遅らせるものである。
【０２６２】
これにより、差動要素５の出力と励磁突入電流対策要素６１の出力との論理積演算の動作出力によって、差動要素５の出力を遅延する動作遅延タイマー３０の出力を阻止することにより、差動リレー１としての誤動作を防止することができる。
【０２６３】
また、平坦区間を持たない事故電流では、平坦判定演算部２２の出力は生じず、差動判定演算部１６の出力は、動作遅延タイマー３０および論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０２６４】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値が一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じる励磁突入電流対策要素６１を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出すると共に、差動要素５と論理積演算回路２０との間に、差動要素５の出力を１サイクル以上の時間遅延する動作遅延タイマー３０を備え、さらに差動要素５の差動判定演算部１６の出力と励磁突入電流対策要素６１の復帰遅延タイマー２３の出力との論理積を演算する論理積演算回路３２を備え、この論理積演算回路３２の出力により、動作遅延タイマー３０の出力を阻止するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には動作遅れなく確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０２６５】
（第９の実施形態）
図１３は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０２６６】
なお、差動要素５の構成については、図１と同一であるため、図１３ではその構成の一部を割愛している。
【０２６７】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図１３に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素６７を備えると共に、電流変化幅検出（以下、ΔＩと称する）要素３３を備えた構成としている。
【０２６８】
この励磁突入電流対策要素６７は、平坦性演算部２１と、平坦判定演算部３１と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。
【０２６９】
ここで、平坦性演算部２１は、前記第１の実施形態の場合と同様の機能を有するものである。
【０２７０】
また、平坦判定演算部３１は、平坦性演算部２１により求められた平坦性が一定値以下であるか否かを判定し、一定値以下の時に励磁突入電流と判定して出力を生じるもので、後述するΔＩ要素３３の復帰遅延タイマー３５の出力の送出を条件にその判定動作を起動し、またΔＩ要素３３の復帰遅延タイマー３５の出力の復帰を条件にその判定動作を停止するものである。
【０２７１】
さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部３１の出力を連続化するためのものである。
【０２７２】
一方、ΔＩ要素３３は、ΔＩ判定演算部３４と、復帰遅延タイマー３５とからなっており、ΔＩ要素３３の復帰遅延タイマー３５の出力を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を起動し、またΔＩ要素３３の復帰遅延タイマー３５の出力の復帰を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を停止するようにしている。
【０２７３】
ここで、ΔＩ判定演算部３４は、差動要素５の差動電流演算部１４により演算された差動電流Ｉｄの大きさが一定値以上変化したか否かを判定し、一定値以上変化した時に出力を生じるものである。
【０２７４】
また、復帰遅延タイマー３５は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、ΔＩ判定演算部３４の出力を連続化するためのものである。
【０２７５】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０２７６】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０２７７】
図１３において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６７に導入され、平坦性演算部２１にて、前記第１の実施形態で説明した（３）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の平均偏差Ｄが算出される。
【０２７８】
一方、前記第１の実施形態の平坦判定演算部２２では、一定区間の平均偏差Ｄをｓｐ毎に常に判定演算している。
【０２７９】
しかしながら、常時判定することは、負荷電流が流れている状態や外部事故で通過電流が流れている状態では差動電流Ｉｄが零であるため、平坦判定演算部２２は常に動作出力状態にあり、差動要素５の出力を常時阻止していることになる。そして、この時に内部事故が発生した場合には、差動要素５は動作し、平坦判定演算部２２の出力は復帰するが、差動リレー１としての動作時間は、励磁突入電流要素の復帰遅延タイマー２３の出力復帰に要する時間分の遅れを生じることになる。
【０２８０】
この点、本実施形態では、内部事故時あるいは励磁突入電流発生時に零から急に変化する差動電流Ｉｄの変化分を検出して動作するΔＩ要素３３を備え、励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を、ΔＩ要素３３の出力の送出によって起動し、ΔＩ要素３３の出力の復帰と共に停止させることにより、差動電流Ｉｄがない定常状態においての励磁突入電流対策要素６７による不要な出力阻止を行なうことはなく、この状態から内部事故が発生した場合でも、差動リレー１の動作時間遅れをなくすことができる。
【０２８１】
なお、ΔＩ要素３３のΔＩ判定演算部３４には、既知の演算アルゴリズムを用いればよい。例えば、現時点の瞬時値ｉm と１サイクル前の瞬時値ｉm-96との差（Δｉ＝ｉm −ｉm-96）を取り、さらに振幅値演算の結果であるΔＩｍを求め、このΔＩｍが所定値ｋ６以上の時に出力を生じる。また、ΔＩ判定演算部３４は、電流の変化が生じた場合にのみ出力を生じるため、電流変化後の一定時間（励磁突入電流が減衰するまでの時間）は、その出力を継続する必要がある。そして、復帰遅延タイマー３５は、この動作継続時間を確保するためのものである。
【０２８２】
これにより、励磁突入電流が流れた時に動作するΔＩ要素３３により起動される励磁突入電流対策要素６７の出力によって、差動要素５の出力を阻止することにより、差動リレー１としての誤動作を防止することができる。
【０２８３】
また、平坦区間を持たない事故電流では、平坦判定演算部３１の出力は生じず、差動判定演算部１６の出力は、論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０２８４】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値が一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じる励磁突入電流対策要素６７を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出すると共に、差動電流Ｉｄの大きさが一定値以上変化した時に出力を生じるΔＩ要素３３を備え、さらにΔＩ要素３３の復帰遅延タイマー３５の出力を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を起動し、またΔＩ要素３３の復帰遅延タイマー３５の出力の復帰を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を停止するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には動作遅れなく確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０２８５】
（第１０の実施形態）
図１４は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１３と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０２８６】
なお、差動要素５の構成については、図１３と同一であるため、図１４ではその構成の一部を割愛している。
【０２８７】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図１４に示すように、図１３におけるΔＩ要素３３を省略し、これに代えて、新たな複数（本例では２つ）のΔＩ要素３３を備えると共に、論理和（ＯＲ）演算回路３６を備えた構成としている。
【０２８８】
ここで、各々のΔＩ要素３３は、デジタル量に変換された各々の端子電流Ｉ1 ，Ｉ2 の大きさが一定値以上変化したか否かを判定し、一定値以上変化した時にそれぞれ出力を生じるものである。
【０２８９】
また、論理和演算回路３６は、各々のΔＩ要素３３の出力の論理和演算を行なうもので、その出力の送出を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を起動し、またその出力の復帰を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を停止するものである。
【０２９０】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０２９１】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０２９２】
図１４において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６７に導入され、平坦性演算部２１にて、前記第１の実施形態で説明した（３）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の平均偏差Ｄが算出される。
【０２９３】
一方、前記第１の実施形態の平坦判定演算部２２では、一定区間の平均偏差Ｄをｓｐ毎に常に判定演算している。
【０２９４】
しかしながら、常時判定することは、負荷電流が流れている状態や外部事故で通過電流が流れている状態では差動電流Ｉｄが零であるため、平坦判定演算部２２は常に動作出力状態にあり、差動要素５の出力を常時阻止していることになる。そして、この時に内部事故が発生した場合には、差動要素５は動作し、平坦判定演算部２２の出力は復帰するが、差動リレー１としての動作時間は、励磁突入電流要素の復帰遅延タイマー２３の出力復帰に要する時間分の遅れを生じることになる。
【０２９５】
この点、本実施形態では、内部事故時あるいは励磁突入電流発生時に入力電流（端子電流）が急に変化する時の変化分を検出して動作するΔＩ要素３３を各々の端子の入力電流（端子電流）Ｉ1 ，Ｉ2 に対して備え、いずれかのΔＩ要素３３のΔＩ判定演算部３４の出力が送出された時に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を起動し、全てのΔＩ要素３３のΔＩ判定演算部３４の復帰遅延タイマー３５の出力が復帰した時に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を停止させることにより、差動電流Ｉｄがない定常状態においての励磁突入電流対策要素６７による不要な出力阻止を行なうことはなく、この状態から内部事故が発生した場合でも、差動リレー１の動作時間遅れをなくすことができる。
【０２９６】
これにより、励磁突入電流が流れた時に動作する各々の端子の入力電流Ｉ1 ，Ｉ2 に対して備えられたΔＩ要素３３の出力により起動される励磁突入電流対策要素６７の出力によって、差動要素５の出力を阻止することにより、差動リレー１としての誤動作を防止することができる。
【０２９７】
また、平坦区間を持たない事故電流では、平坦判定演算部３１の出力は生じず、差動判定演算部１６の出力は、論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０２９８】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値が一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じる励磁突入電流対策要素６７を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出すると共に、入力電流の大きさが一定値以上変化した時に出力を生じるΔＩ要素３３を各々の端子の入力電流Ｉ1 ，Ｉ2 に対して備え、さらに各々のΔＩ要素３３の復帰遅延タイマー３５の少なくとも一つの出力を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を起動し、また全てのΔＩ要素３３の復帰遅延タイマー３５の出力の復帰を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を停止するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には動作遅れなく確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０２９９】
（第１１の実施形態）
図１５は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０３００】
なお、差動要素５の構成については、図１と同一であるため、図１５ではその構成の一部を割愛している。
【０３０１】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図１５に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６１の復帰遅延タイマー２３の出力のＮＯＴ演算回路１９への入力を省略し、これに代えて、新たにΔＩ要素３３、および論理積演算回路３７を備えた構成としている。
【０３０２】
ここで、ΔＩ要素３３は、前述した第９の実施形態のΔＩ要素３３の場合と同様の機能を有するものである。
【０３０３】
また、論理積演算回路３７は、励磁突入電流対策要素６１の復帰遅延タイマー２３の出力とΔＩ要素３３の復帰遅延タイマー３５の出力との論理積の演算を行ない、その出力をＮＯＴ演算回路１９への入力として与えるものである。
【０３０４】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０３０５】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０３０６】
図１５において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６１に導入され、平坦性演算部２１にて、前記第１の実施形態で説明した（３）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の平均偏差Ｄが算出される。
【０３０７】
一方、平坦判定演算部２２では、一定区間の平均偏差Ｄをｓｐ毎に常に判定演算している。
【０３０８】
しかしながら、常時判定することは、負荷電流が流れている状態や外部事故で通過電流が流れている状態では差動電流Ｉｄが零であるため、平坦判定演算部２２は常に動作出力状態にあり、差動要素５の出力を常時阻止していることになる。そして、この時に内部事故が発生した場合には、差動要素５は動作し、平坦判定演算部２２の出力は復帰するが、差動リレー１としての動作時間は、励磁突入電流要素の復帰遅延タイマー２３の出力復帰に要する時間分の遅れを生じることになる。
【０３０９】
この点、本実施形態では、内部事故時あるいは励磁突入電流発生時に零から急に変化する差動電流Ｉｄの変化分を検出して動作するΔＩ要素３３の出力と、励磁突入電流対策要素６１の出力との論理積演算を行なう論理積演算回路３７の出力により、差動要素５の出力を阻止することにより、差動電流Ｉｄがない定常状態においての励磁突入電流対策要素６１による不要な出力阻止を行なうことはなく、この状態から内部事故が発生した場合でも、差動リレー１の動作時間遅れをなくすことができる。
【０３１０】
これにより、励磁突入電流が流れた時に動作するΔＩ要素３３の出力と励磁突入電流対策要素６１の出力との論理積演算を行なう論理積演算回路３７の出力によって、差動要素５の出力を阻止することにより、励磁突入電流による差動リレー１の誤動作を防止することができる。
【０３１１】
また、平坦区間を持たない事故電流では、平坦判定演算部２２の出力は生じず、差動判定演算部１６の出力は、論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０３１２】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値が一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じる励磁突入電流対策要素６１を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出すると共に、差動電流Ｉｄの大きさが一定値以上変化した時に出力を生じるΔＩ要素３３を備え、さらに励磁突入電流対策要素６１の出力とΔＩ要素３３の出力との論理積演算の出力によって、差動要素５の出力を阻止するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には動作遅れなく確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０３１３】
（第１２の実施形態）
図１６は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０３１４】
なお、差動要素５の構成については、図１と同一であるため、図１６ではその構成の一部を割愛している。
【０３１５】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図１６に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素６８を備えた構成としている。
【０３１６】
この励磁突入電流対策要素６８は、平坦性演算部２１と、平坦判定演算部２２と、シフト演算部３８と、論理積演算回路３９と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。
【０３１７】
ここで、平坦性演算部２１、および平坦判定演算部２２は、前述した第１の実施形態の平坦性演算部２１、および平坦判定演算部２２の場合と同様の機能をそれぞれ有するものである。
【０３１８】
また、シフト演算部３８は、平坦判定演算部２２の出力を１サイクル遅らせるためのものである。
【０３１９】
さらに、論理積演算回路３９は、平坦判定演算部２２の出力（現時点の出力）とシフト演算部３８の出力（１サイクル前の出力）との論理積演算を行なうものである。
【０３２０】
さらにまた、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、論理積演算回路３９の出力を連続化するためのものである。
【０３２１】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０３２２】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０３２３】
図１６において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６８に導入され、平坦性演算部２１にて前述した（３）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の平均偏差Ｄが算出される。
【０３２４】
また、平坦判定演算部２２では、平均偏差Ｄが所定値ｋ以下となった時に、励磁突入電流と判定して出力が送出される。
【０３２５】
励磁突入電流は、変圧器鉄心飽和の関係により、電流が流れる期間と流れない期間の周期性が１サイクル毎に生じる。このため、励磁突入電流による平坦判定演算部２２の出力は、１サイクル毎に１回は必ず送出され、その出力は１サイクル毎の周期性を持つ断続出力である。
【０３２６】
一方、事故電流は、基本波電流もしくは不特定高調波電流の重畳したものであり、無電流期間を生じることはないが、希に、高調波の重畳の関係で過渡的な平坦部分を持つことが考えられる。
【０３２７】
図１７は、事故電流で過渡的な平坦部分を持つ場合の一例を示す図であり、差動電流ＩｄのＡ部で平均偏差Ｄは所定値ｋ以下となり、平坦判定演算部２２は単発的な出力を送出するが、この時の平坦判定演算部２２の出力は周期性を生じない。
【０３２８】
そして、これらの平坦判定演算部２２の出力をシフト演算部３８により１サイクル遅らせ、現時点の判定結果である平坦判定演算部２２出力と１サイクル前の判定結果であるシフト演算部３８の出力との論理積演算を論理積演算回路３９で行なうことにより、差動電流Ｉｄにおける平坦部分の周期性を見ることができる。
【０３２９】
図１８は、励磁突入電流と事故電流における周期性の検出の一例を示す図であり、励磁突入電流（ａ）は、平坦判定演算部２２の周期的な出力のために論理積演算回路３９の出力が生じるが、事故電流（ｂ）は、平坦判定演算部２２の単発的な出力のために論理積演算回路３９の出力は生じない。
【０３３０】
なお、励磁突入電流による論理積演算回路３９での論理積演算結果は断続出力であるため、復帰遅延タイマー２３により連続化して励磁突入電流対策要素６８の出力としている。
【０３３１】
これにより、励磁突入電流に対しては、確実に励磁突入電流対策要素６８が動作して差動リレー１の誤動作を防止し、また過渡的な平坦部分が生じるような事故電流に対しても、励磁突入電流対策要素６８の不要出力が生じず、差動リレー１は正常動作を行なうことができる。
【０３３２】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値が一定値以下である時に生じる出力と１サイクル前の平坦判定演算２２出力とを比較して、両者の論理積条件の成立により出力を生じる励磁突入電流対策要素６８を備えて差動電流Ｉｄの周期性を検出するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０３３３】
（第１３の実施形態）
図１９は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０３３４】
なお、差動要素５の構成については、図１と同一であるため、図１９ではその構成の一部を割愛している。
【０３３５】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図１９に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素６９を備えた構成としている。
【０３３６】
この励磁突入電流対策要素６９は、平坦性演算部２１と、シフト演算部４０と、最大値検出演算部４１と、平坦判定演算部４２と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。
【０３３７】
ここで、平坦性演算部２１、前述した第１の実施形態の平坦性演算部２１の場合と同様の機能を有するものである。
【０３３８】
また、シフト演算部４０は、平坦性演算部２１の出力である平均偏差Ｄの値を１サイクル遅らせるためのものである。
【０３３９】
一方、最大値検出演算部４１は、平坦性演算部２１の出力である平均偏差Ｄと、シフト演算部４０の出力である平均偏差Ｄとの比較を行ない、いずれか大きい方の平均偏差ＤMAX を出力するものである。
【０３４０】
また、平坦判定演算部４２は、最大値検出演算部４１の出力である平均偏差ＤMAX が所定値ｋよりも小さいか否かを判定し、所定値ｋよりも小さい時に出力を生じるものである。
【０３４１】
さらにまた、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部４２の出力を連続化するためのものである。
【０３４２】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０３４３】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０３４４】
図１９において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６９に導入され、平坦性演算部２１にて前述した（３）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の平均偏差Ｄが算出される。
【０３４５】
そして、この平坦性演算部２１の出力である現時点の平均偏差をＤm とし、この平均偏差Ｄm をシフト演算部４０によって１サイクル遅らせ、この遅らせた平均偏差をＤm-96とする。
【０３４６】
一方、最大値検出部４１では、これらの平均偏差Ｄm と平均偏差Ｄm-96とを比較し、いずれか大きい方の標準偏差がＤMAX として出力される。
【０３４７】
また、平坦判定演算部４２では、最大値検出部４１の出力である平均偏差ＤMAX が所定値ｋ以下となった時に、励磁突入電流と判定して出力が送出される。
【０３４８】
励磁突入電流は、変圧器鉄心飽和の関係により、電流が流れる期間と流れない期間の周期性が１サイクル毎に生じる。このため、平坦性演算部２１で演算される平均偏差Ｄも、１サイクル毎に極小になる周期性を持った出力となり、現時点の平均偏差Ｄm と１サイクル前の平均偏差Ｄm-96とは等しい値となる。
【０３４９】
この結果、最大値検出演算部４１では、そのまま平均偏差Ｄm （＝Ｄm-96）を出力するため、平坦判定演算部４２の出力は、１サイクル毎に出力する周期性を持つ断続出力である。
【０３５０】
そして、平坦判定演算部４２の断続出力は、復帰遅延タイマー２３により連続化して励磁突入電流対策要素６９の出力としているため、差動リレー１の誤動作は生じない。
【０３５１】
一方、事故電流は、基本波電流もしくは不特定高調波電流の重畳したものであり、無電流期間を生じることはないが、希に、高調波の重畳の関係で、過渡的な平坦部分を持つことが考えられる。
【０３５２】
図２０は、事故電流で過渡的な平坦部分を持つ場合の一例を示す図であり、平坦性演算部２１の出力である平均偏差Ｄの変化を表わしたものである。
【０３５３】
図２０（ａ）は、平坦性演算部２１の出力と前述した第１の実施形態における平坦判定演算部２２の出力であり、平均偏差がＢの時点で所定値ｋ以下となり、図２０（ｂ）に示すように、平坦判定演算部２２が過渡的に単発出力している。
【０３５４】
これに対し、図２０（ｃ）は、図２０（ａ）の平坦性演算部２１の出力の平均偏差Ｄm と、その出力をシフト演算部４０を通して得られた平均偏差Ｄm-96とを比較した最大値検出演算部４１の出力（平均偏差ＤMAX ）であり、例えば、図２０（ａ）の現時点での平均偏差Ｂの値と、その１サイクル前の平均偏差Ｃの値との比較を行ない、いずれかの大きい方（ここではＣ）を、図２０（ｃ）の最大値検出演算部４１の平均偏差Ｄの値として出力するため、平均判定演算部４２は動作せず、励磁突入電流対策要素６９が出力を生じることはなく、差動リレー１は正常動作を行なうことができる。
【０３５５】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、現時点の偏差値と１サイクル前の偏差値とを比較して、いずれか大きい方の偏差値が所定値ｋ以下となった時に出力を生じる励磁突入電流対策要素６９を備えて差動電流Ｉｄの周期性を検出するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０３５６】
尚、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、次のようにしても同様に実施することができるものである。
【０３５７】
（ａ）前述の各実施形態では、変圧器Ｔｒが２巻線変圧器である場合を例として説明したが、これに限らず、３巻線以上の複数端子を有する変圧器保護用の差動リレーについても、本発明を同様に適用することが可能である。
【０３５８】
（ｂ）Ａ／Ｄ変換のサンプリング周波数は、瞬時値のバラツキを見ることで、事故電流と励磁突入電流とを区別できる値であれば、特に前記した４．８ｋＨｚに限定されるものではない。
【０３５９】
（ｃ）上記第７の実施形態では、差動判定演算部１６の出力による起動条件を平坦判定演算部３１に対して与える場合について説明したが、これに限らず、差動判定演算部１６の出力による起動条件を、平坦性演算部２１の起動条件としてよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３６０】
（ｄ）上記第７の実施形態では、第１の実施形態における平坦判定演算部２２に適用した場合について説明したが、これに限らず、上記第２乃至第６の実施形態における各平坦判定演算部２４，２５，２７，２８，２９に対して、差動判定演算部１６の出力による起動条件を与えるようにしてもよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３６１】
（ｅ）上記第８の実施形態では、第１の実施形態における差動要素５の出力と励磁突入電流対策要素６１の出力との論理器演算の動作出力により、差動要素５の出力を遅延する動作遅延タイマー３０の出力を阻止する場合について説明したが、これに限らず、上記第２乃至第６の実施形態における差動要素５の出力と各々の励磁突入電流対策要素６２，６３，６４，６５，６６の出力との論理器演算の動作出力により、差動要素５の出力を遅延する動作遅延タイマー３０の出力を阻止するようにしてもよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３６２】
（ｆ）上記第９の実施形態では、ΔＩ要素３３の出力による起動条件を平坦判定演算部３１に対して与える場合について説明したが、これに限らず、ΔＩ要素３３の出力による起動条件を、平坦性演算部２１の起動条件としてよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３６３】
（ｇ）上記第９の実施形態では、第１の実施形態における平坦判定演算部２２（３１）に適用した場合について説明したが、これに限らず、上記第２乃至第６の実施形態における各平坦判定演算部２４，２５，２７，２８，２９に対して、ΔＩ要素３３の出力による起動条件を与えるようにしてもよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３６４】
（ｈ）上記第１０の実施形態では、論理和演算回路３６の出力による起動条件を平坦判定演算部３１に対して与える場合について説明したが、これに限らず、論理和演算回路３６の出力による起動条件を、平坦性演算部２１の起動条件としてよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３６５】
（ｉ）上記第１０の実施形態では、第１の実施形態における平坦判定演算部２２（３１）に適用した場合について説明したが、これに限らず、上記第２乃至第６の実施形態における各平坦判定演算部２４，２５，２７，２８，２９に対して、ΔＩ要素３３の出力による起動条件を与えるようにしてもよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３６６】
（ｊ）上記第１１の実施形態では、差動電流ＩｄによるΔＩ要素を適用した場合について説明したが、これに限らず、各々の入力電流によるΔＩ要素としてもよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３６７】
（ｋ）上記第１１の実施形態では、第１の実施形態における平坦判定演算部２２の出力とΔＩ要素３３の出力との論理積演算の出力によって、差動要素５の出力を阻止する場合について説明したが、これに限らず、上記第２乃至第６の実施形態における各平坦判定演算部２４，２５，２７，２８，２９の出力と、ΔＩ要素３３の出力との論理積演算の出力によって、差動要素５の出力を阻止するようにしてもよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３６８】
（ｌ）上記第１２の実施形態では、現時点と１サイクル前の平坦判定演算部２２の各出力を比較する場合について説明したが、これに限らず、現時点と複数サイクル前の平坦判定演算部２２の各出力を比較するようにしてもよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３６９】
（ｍ）上記第１２の実施形態では、第１の実施形態における平坦判定演算部２２の現時点の出力と１サイクルあるいは複数サイクル前の出力との比較を行なう場合について説明したが、これに限らず、上記第２乃至第６の実施形態における各平坦判定演算部２４，２５，２７，２８，２９の現時点の出力と１サイクルあるいは複数サイクル前の出力との比較を行なうようにしてもよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３７０】
（ｎ）上記第１３の実施形態では、現時点と１サイクル前の各平均偏差の値を比較する場合について説明したが、これに限らず、現時点と複数サイクル前の各平均偏差の値を比較するようにしてもよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３７１】
（ｏ）上記第１３の実施形態では、第１の実施形態における平均偏差Ｄの現時点の値と１サイクルあるいは複数サイクル前の値との比較を行なう場合について説明したが、これに限らず、上記第２および第３の実施形態における平均偏差の比（Ｄ0 ／Ｄmax ）、（Ｄ0 ／｜Ｉｄ1f｜）、あるいは上記第４乃至第６の実施形態における標準偏差σ、標準偏差の比（σ0 ／σmax ）、（σ0 ／｜Ｉｄ1f｜）の現時点の値と１サイクルあるいは複数サイクル前の値との比較を行なうようにしてもよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３７２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、変圧器励磁突入電流と変圧器内部事故電流との波形の違い、すなわち励磁突入電流は、１サイクル中に被保護対象である変圧器鉄心の磁束飽和によって電流が流れる区間と、変圧器鉄心の飽和が解けて電流が流れない一定区間の平坦部分（無電流期間）とが必ず存在するのに対し、事故電流は、基本波電流もしくは不特定多数の高調波電流の重畳のため、一定区間の平坦部分が生じないことに着目し、差動電流の平坦性を、平均偏差、標準偏差、あるいはこれらに基づく値を演算して、その値が所定の値以下である時に励磁突入電流と判定する励磁突入電流対策要素を備えて、励磁突入電流と事故電流とを確実に区別することにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第１の実施形態を示す機能ブロック図。
【図２】事故電流波形と励磁突入電流波形の特徴を示す波形図。
【図３】同第１の実施形態のデジタル形保護継電器における作用を説明するための図。
【図４】同第１の実施形態のデジタル形保護継電器における作用を説明するための図。
【図５】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第２の実施形態を示す機能ブロック図。
【図６】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第３の実施形態を示す機能ブロック図。
【図７】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第４の実施形態を示す機能ブロック図。
【図８】同第４の実施形態のデジタル形保護継電器における作用を説明するための図。
【図９】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第５の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１０】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第６の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１１】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第７の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１２】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第８の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１３】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第９の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１４】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第１０の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１５】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第１１の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１６】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第１２の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１７】同第１２の実施形態のデジタル形保護継電器における作用を説明するための図。
【図１８】同第１２の実施形態のデジタル形保護継電器における作用を説明するための図。
【図１９】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第１３の実施形態を示す機能ブロック図。
【図２０】同第１３の実施形態のデジタル形保護継電器における作用を説明するための図。
【図２１】変圧器に差動リレーを適用した場合の一例を示す回路図。
【図２２】従来の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図。
【符号の説明】
Ｇ…電力系統電源、
ＣＢ…遮断器、
ＣＴ１，ＣＴ２…変流器（ＣＴ）、
Ｔｒ…変圧器、
１…差動リレー、
２…変成器（ＣＴ）、
３…Ａ／Ｄ変換器、
４…ＣＰＵ、
５…差動要素、
６…励磁突入電流対策要素（２ｆ要素）、
１１，１２…振幅値演算部、
１３…抑制電流（スカラー和）演算部、
１４…差動電流（ベクトル和）演算部、
１５…振幅値演算部、
１６…差動判定演算部、
１７…振幅値演算部、
１８…２ｆ判定演算部、
１９…ＮＯＴ（反転）演算回路、
２０，３２，３７，３９…論理積（ＡＮＤ）演算回路、
２１，２６…平坦性演算部、
２２，２４，２５，２７，２８，２９，３１，４２…平坦判定演算部、
２３，３５…復帰遅延タイマー、
３０…動作遅延タイマー、
３３…電流変化幅（ΔＩ）検出要素、
３４…ΔＩ判定演算部、
３６…論理和（ＯＲ）演算回路、
３８，４０…シフト演算部、
４１…最大値検出演算部、
６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９…励磁突入電流対策要素。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統の例えば変圧器保護に用いられるデジタル形保護継電器に係り、特に変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故に対しては確実に動作するようにしたデジタル形保護継電器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２１は、この種の変圧器保護用のデジタル形差動継電器（以下、差動リレーと称する）を電力用変圧器に適用した場合の構成例を示す回路図である。
【０００３】
図２１において、電力系統電源Ｇには、遮断器ＣＢを介して、被保護対象である電力用変圧器（以下、単に変圧器と称する）Ｔｒが接続されている。
【０００４】
また、変圧器Ｔｒを挟んで、各相毎の交流電流を抽出する主変流器ＣＴ１，ＣＴ２が設けられている。
【０００５】
さらに、主変流器ＣＴ１，ＣＴ２により抽出された交流電流Ｉ1 ，Ｉ2 を差動リレー１に導入し、変圧器Ｔｒの内部事故時に動作して遮断器ＣＢを遮断することにより、変圧器Ｔｒが保護されるようになっている。
【０００６】
図２２は、従来の差動リレー１の内部構成例を示す機能ブロック図である。なお、ここでは、デジタルリレーの中央演算処理部（ＣＰＵ）において実行される演算処理を機能ブロック図として示している。
【０００７】
図２２において、差動リレー１は、入力変成器２と、アナログ／デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と称する）３と、中央演算処理部（以下、ＣＰＵと称する）４とからなっている。
【０００８】
入力変成器２は、主変流器ＣＴ１，ＣＴ２により抽出された交流電流Ｉ1 ，Ｉ2 を、適当な大きさに変換するものである。
【０００９】
また、Ａ／Ｄ変換器３は、入力変成器２により変換された交流電流Ｉ1 ，Ｉ2 を一定時間間隔でサンプリング（一般には、定格周波数５０ｋＨｚで４．８ｋＨｚの高速サンプリング）し、デジタル量に変換するものである。
【００１０】
さらに、ＣＰＵ４は、Ａ／Ｄ変換器３により変換されたデジタル量を用いてデジタル演算処理を行ない、変圧器Ｔｒの保護指令を遮断器ＣＢに出力するものである。
【００１１】
すなわち、ＣＰＵ４では、デジタル量に変換された電気量Ｉ1 ，Ｉ2 を用いて、以下のようなデジタル演算処理を行なう。
【００１２】
５はＣＰＵ４でデジタル演算処理される差動保護要素（以下、単に差動要素と称する）、６はＣＰＵ４でデジタル演算処理される第２調波検出要素（以下、単に２ｆ要素と称する）である。
【００１３】
まず、差動要素５において、振幅値演算部１１，１２は、電気量Ｉ1 ，Ｉ2 各々から基本波分１ｆを抽出して、振幅値｜Ｉ1 ｜，｜Ｉ2 ｜を求める。
【００１４】
また、スカラー和（以下、抑制電流と称する）演算部１３は、振幅値｜Ｉ1 ｜，｜Ｉ2 ｜のスカラー和（抑制電流＝抑制量）Σ｜Ｉ｜を求める。
【００１５】
一方、ベクトル和（以下、差動電流と称する）演算部１４は、電気量Ｉ1 とＩ2 のベクトル和（差動電流＝動作量）Ｉｄを求める。
【００１６】
また、振幅値演算部１５は、差動電流Ｉｄから基本波電流１ｆを抽出して、振幅値｜Ｉｄ1f｜を求める。
【００１７】
さらに、差動判定演算部１６は、抑制電流Σ｜Ｉ｜と差動電流｜Ｉｄ1f｜との関係が所定値以上になった時に、内部事故と判定して出力を生じる。
【００１８】
一方、２ｆ要素６において、振幅値演算部１７は、差動電流Ｉｄから第２調波電流２ｆを抽出して、振幅値｜Ｉｄ2f｜を求める。
【００１９】
また、２ｆ判定演算部１８は、差動電流Ｉｄに含有される基本波電流１ｆと第２調波電流２ｆとの関係が所定値以上になった時に、励磁突入電流と判定して出力を生じる。
【００２０】
一方、２ｆ要素６の２ｆ判定演算部１８の出力をＮＯＴ演算回路１９により反転させた出力と、差動要素５の差動判定演算部１６の出力との論理積（ＡＮＤ）演算を論理積演算回路２０で行ない、この論理積演算回路２０の出力を差動リレー１の出力として送出する。
【００２１】
かかる構成の差動リレー１において、交流電流Ｉ1 ，Ｉ2 は、入力変成器２を通して、Ａ／Ｄ変換器３によりデジタル量に変換された後、差動要素５に導入される。
【００２２】
差動要素５に導入された電気量Ｉ1 ，Ｉ2 は、振幅値演算部１１，１２を通して、抑制電流演算部１３により抑制電流Σ｜Ｉ｜を導出すると共に、差動電流演算部１４により差動電流Ｉｄ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 を導出する。
【００２３】
この差動電流Ｉｄは、１ｆが振幅値演算部１５および２ｆ要素６に各々導入される。
【００２４】
この場合、負荷電流および外部事故時の通過電流による差動電流Ｉｄは零となり、電力用変圧器Ｔｒの内部事故時には事故電流に応じた差動電流Ｉｄが発生する。
【００２５】
振幅値演算部１５から出力された差動電流Ｉｄの１ｆの振幅値｜Ｉｄ1f｜と、抑制電流Σ｜Ｉ｜は、各々差動判定演算部１６に導入され、｜Ｉｄ1f｜−ＡΣ｜Ｉ｜≧Ｂ（Ａ、Ｂは定数）の関係となった時に、変圧器内部事故と判定して差動要素５が出力を生じる。
【００２６】
一方、２ｆ要素６に導入された差動電流Ｉｄは、振幅値演算部１７に導入され、差動電流Ｉｄから第２調波電流２ｆを抽出して２ｆ振幅値｜Ｉｄ2f｜を出力し、２ｆ判定演算部１８に導入される。また、この２ｆ判定演算部１８には、差動要素５にて演算された１ｆ振幅値｜Ｉｄ1f｜も導入され、差動電流Ｉｄに含有される基本波電流１ｆに対する第２調波電流２ｆの度合（｜Ｉｄ2f｜／｜Ｉｄ1f｜）が所定値以上になった時に、励磁突入電流と判定して２ｆ要素６が出力を生じる。そして、この２ｆ要素６が動作すると、その出力はＮＯＴ演算回路１９を通して差動要素５の出力を阻止（ロック）するため、差動リレー１としての動作を防止することができる。
【００２７】
次に、変圧器励磁突入電流対策の必要性について簡単に説明する。
【００２８】
いま、図２１における遮断器ＣＢを閉路することにより、変圧器Ｔｒに電圧が印加されて、変圧器鉄心の磁化特性に基づく励磁突入電流が流れる。この励磁突入電流は、見掛け上、変圧器Ｔｒの内部事故のように、電力系統電源Ｇ側より流入し、差動リレー１の動作量（差動電流Ｉｄ）となるため、差動リレー１の誤動作（事故でないのに動作する）の原因となる。
【００２９】
従って、励磁突入電流と実際の事故による電流とを区別する必要があり、その方法として、励磁突入電流に第２調波電流２ｆが多く含まれる特徴から、差動電流Ｉｄに含まれる基本波電流１ｆに対する第２調波電流２ｆの割合が所定値（一般には１５％程度が良く用いられる）以上の時には、励磁突入電流と判定して出力する２ｆ要素６により、差動要素５の出力をロックして、差動リレー１の誤動作を防止するようにしている。
【００３０】
前述したように、従来の変圧器保護においては、差動電流により変圧器の事故を検出する差動リレーが用いられており、変圧器励磁突入電流によって差動リレー１が誤動作しないように、励磁突入電流に含まれる第２調波電流を検出し、その含有率が所定値以上となった時に、リレー動作を阻止する２ｆ要素６を備えたものが採用されている。
【００３１】
しかしながら、近年では、１０００ｋＶ送電や５００ｋＶ長距離地中ケーブルの導入計画が進んでおり、このため、電力系統の静電容量が大きくなって共振周波数が低下し、事故電流に含まれる第２調波近傍の高調波電流が増加することが予想されている。
【００３２】
その結果、従来の第２調波電流検出方式を採用した差動リレー１では、変圧器内部事故時においても、２ｆ要素６が動作して、差動リレー１が誤不動作（過剰ロックにより事故があるのに動作できない）となる可能性がある。
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の差動リレーにおいては、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対して、その内部事故時に確実に動作することができない可能性があるという問題があった。
【００３４】
本発明の目的は、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故に対しては確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を提供することにある。
【００３５】
【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、複数の端子を有する被保護対象を挟んで各相毎の交流電流を導入し、当該導入された交流電流を各々一定時間間隔でサンプリングしてデジタル量に変換し、当該変換されたデジタル量を用いて各相毎の差動電流を演算し、当該演算された差動電流に基づく電気量が所定の値以上である時に内部事故と判定して出力を生じる第１の判定手段を有する差動保護要素を備えたデジタル形保護継電器において、
まず、請求項１に対応する発明では、演算された差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、かつ当該求められた偏差値が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、励磁突入電流対策要素の出力により、差動保護要素の出力を阻止するようにしている。
【００３６】
また、請求項２に対応する発明では、演算された差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、かつ当該求められた偏差値と当該偏差値を求めた区間を含む過去１サイクルまたは１サイクル以内の他の一定区間での最大値偏差値Ｄmax との比（Ｄ／Ｄmax ）が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、励磁突入電流対策要素の出力により、差動保護要素の出力を阻止するようにしている。
【００３７】
さらに、請求項３に対応する発明では、演算された差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、かつ当該求められた偏差値と演算された差動電流の大きさを示す量Ｉとの比（Ｄ／Ｉ）が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、励磁突入電流対策要素の出力により、差動保護要素の出力を阻止するようにしている。
【００３８】
一方、請求項４に対応する発明では、演算された差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、かつ当該求められた標準偏差σの値が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間遅延する第１の復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、励磁突入電流対策要素の出力により、差動保護要素の出力を阻止するようにしている。
【００３９】
また、請求項５に対応する発明では、演算された差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、かつ当該求められた標準偏差σと当該標準偏差σを求めた区間を含む過去１サイクルまたは１サイクル以内の他の一定区間での最大偏差値σmax との比（σ／σmax ）が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、励磁突入電流対策要素の出力により、差動保護要素の出力を阻止するようにしている。
【００４０】
さらに、請求項６に対応する発明では、演算された差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、かつ当該求められた標準偏差σと演算された差動電流の大きさを示す量Ｉとの比（σ／Ｉ）が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、励磁突入電流対策要素の出力により、差動保護要素の出力を阻止するようにしている。
【００４１】
一方、請求項７に対応する発明では、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明のデジタル形保護継電器において、差動保護要素の出力の送出を条件に第２の判定手段の動作を起動し、また当該差動保護要素の出力の復帰を条件に第２の判定手段の動作を停止するように励磁突入電流対策要素を構成すると共に、差動保護要素の出力を所定時間動作遅延する動作遅延手段を付加し、励磁突入電流対策要素の出力により、動作遅延手段の出力を阻止するようにしている。
【００４２】
また、請求項８に対応する発明では、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明のデジタル形保護継電器において、差動保護要素の出力を所定時間動作遅延する動作遅延手段と、差動保護要素の出力と励磁突入電流対策要素の出力との論理積を演算する第１の論理積演算手段とを付加し、第１の論理積演算手段の出力により、動作遅延手段の出力を阻止するようにしている。
【００４３】
一方、請求項９に対応する発明では、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明のデジタル形保護継電器において、演算された差動電流の大きさが一定値以上変化した時に出力を生じる第３の判定手段、および当該第３の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する第２の復帰遅延手段を有する電流変化幅検出要素を備え、電流変化幅検出要素の出力の送出を条件に励磁突入電流対策要素の第２の判定手段の動作を起動し、また当該電流変化幅検出要素の出力の復帰を条件に励磁突入電流対策要素の第２の判定手段の動作を停止するようにしている。
【００４４】
また、請求項１０に対応する発明では、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明のデジタル形保護継電器において、デジタル量に変換された各端子の導入電気量のうちのいずれかの端子電流または全ての端子電流の大きさが一定値以上変化した時に出力を生じる第３の判定手段、および当該第３の判定手段の出力を各々所定時間遅延する第２の復帰遅延手段を有する複数の電流変化幅検出要素を備え、各々の電流変化幅検出要素のうちの少なくとも１つ以上の電流変化幅検出要素の出力の送出を条件に励磁突入電流対策要素の第２の判定手段の動作を起動し、また当該各々の電流変化幅検出要素の全ての出力の復帰を条件に励磁突入電流対策要素の第２の判定手段の動作を停止するようにしている。
【００４５】
さらに、請求項１１に対応する発明では、上記請求項９または請求項１０に対応する発明のデジタル形保護継電器において、電流変化幅検出要素の出力と励磁突入電流対策要素の出力との論理積を演算する第２の論理積演算手段を付加し、第２の論理積演算手段の出力により、差動保護要素の出力を阻止するようにしている。
【００４６】
一方、請求項１２に対応する発明では、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明のデジタル形保護継電器において、第２の判定手段の現時点の出力と当該第２の判定手段の１サイクルまたは複数サイクル前の出力との論理積を演算する第３の論理積演算手段を付加し、第３の論理積演算手段の出力を、復帰遅延手段の入力とするようにしている。
【００４７】
また、請求項１３に対応する発明では、複数の端子を有する被保護対象を挟んで各相毎の交流電流を導入し、当該導入された交流電流を各々一定時間間隔でサンプリングしてデジタル量に変換し、当該変換されたデジタル量を用いて各相毎の差動電流を演算し、当該演算された差動電流に基づく電気量が所定の値以上である時に内部事故と判定して出力を生じる第１の判定手段を有する差動保護要素を備えたデジタル形保護継電器において、励磁突入電流を判定するバラツキを表わす各々の電気量（平均偏差または平均偏差の比、もしくは標準偏差または標準偏差の比）の現時点の値と１サイクルまたは複数サイクル前の値とを比較していずれかの大きい方の値を求め、かつ当該大きい方の値が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、励磁突入電流対策要素の出力により、差動保護要素の出力を阻止するようにしている。
【００４８】
励磁突入電流は、１サイクル中に変圧器鉄心の磁束飽和によって電流が流れる区間と被保護対象である変圧器鉄心の飽和が解けて電流が流れない区間（無電流期間）が必ず存在するのに対し、事故電流は、基本波電流もしくは不特定高調波電流の重畳のため無電流期間が生じることはない。なお、励磁突入電流の１サイクル中に存在する無電流期間は本来電流零であるが、変流器による直流分喪失等により、必ずしも保護継電器の見る励磁突入電流（＝差動電流）の無電流期間は単純に電流零ではなく、瞬時値電流の変化が少ない平坦な電流期間であると言える。このため、１サイクル中の一定区間の瞬時値電流のバラツキが小さいこと、すなわち平坦性を見ることで、励磁突入電流と判定して、保護継電器の誤動作を防止することができる。
【００４９】
従って、まず、請求項１に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、およびこの出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備えて、この励磁突入電流対策要素の出力で差動保護要素の出力を阻止することにより、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流を確実に区別することが可能となる。
【００５０】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００５１】
また、請求項２に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、かつこの偏差値と当該偏差値を求めた区間を含む過去１サイクルまたは１サイクル以内の他の一定区間での最大値偏差値Ｄmax との比（Ｄ／Ｄmax ）が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、およびこの出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備えて、この励磁突入電流対策要素の出力で差動保護要素の出力を阻止することにより、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００５２】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００５３】
さらに、請求項３に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値と演算された差動電流の大きさを示す量Ｉとの比（Ｄ／Ｉ）が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、およびこの出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備えて、この励磁突入電流対策要素の出力で差動保護要素の出力を阻止することにより、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００５４】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００５５】
一方、請求項４に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、この標準偏差σの値が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、およびこの出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備えて、この励磁突入電流対策要素の出力で差動保護要素の出力を阻止することにより、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００５６】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００５７】
また、請求項５に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、この標準偏差σと当該標準偏差σを求めた区間を含む過去１サイクルまたは１サイクル以内の他の一定区間での最大偏差値σmax との比（σ／σmax ）が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、およびこの出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備えて、この励磁突入電流対策要素の出力で差動保護要素の出力を阻止することにより、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００５８】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００５９】
さらに、請求項６に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、この標準偏差σと演算された差動電流の大きさを示す量Ｉとの比（σ／Ｉ）が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、およびこの出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備えて、この励磁突入電流対策要素の出力で差動保護要素の出力を阻止することにより、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００６０】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００６１】
一方、請求項７に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明のデジタル形保護継電器において、差動保護要素の出力の送出を条件に第２の判定手段の動作を起動し、差動保護要素の出力の復帰を条件に第２の判定手段の動作を停止するように励磁突入電流対策要素を構成すると共に、差動保護要素の出力を所定時間動作遅延する動作遅延手段を備え、この励磁突入電流対策要素の出力で動作遅延手段の出力を阻止することにより、励磁突入電流にて動作する差動保護要素の出力を阻止して、保護継電器の誤動作を防止することができ、また平坦区間を持たない事故電流では、差動保護要素の出力は動作遅延手段を通してそのまま保護継電器出力となり、正常動作を行なうことができ、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００６２】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００６３】
また、請求項８に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明のデジタル形保護継電器において、差動保護要素の出力を所定時間動作遅延する動作遅延手段と、差動保護要素の出力と励磁突入電流対策要素の出力との論理積を演算する第１の論理積演算手段とを備えて、第１の論理積演算手段の出力で動作遅延手段の出力を阻止することにより、保護継電器としての誤動作を防止することができ、また平坦区間を持たない事故電流では、差動保護要素の出力は動作遅延手段を通してそのまま保護継電器出力となり、正常動作を行なうことができ、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００６４】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００６５】
一方、請求項９に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明のデジタル形保護継電器において、差動電流の大きさが一定値以上変化した時に出力を生じる第３の判定手段、およびこの出力を所定時間復帰遅延する第２の復帰遅延手段を有する電流変化幅検出要素を備えて、この電流変化幅検出要素の出力の送出を条件に励磁突入電流対策要素の第２の判定手段の動作を起動し、電流変化幅検出要素の出力の復帰を条件に励磁突入電流対策要素の第２の判定手段の動作を停止することにより、励磁突入電流が流れた時に動作する電流変化幅検出要素により起動される励磁突入電流対策要素の動作出力で、差動保護要素の出力を阻止して、保護継電器としての誤動作を防止することができ、また平坦区間を持たない事故電流では、差動保護要素の出力はそのまま保護継電器出力となり、正常動作を行なうことができ、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００６６】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００６７】
また、請求項１０に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明のデジタル形保護継電器において、各端子の導入電気量のうちのいずれかの端子電流または全ての端子電流の大きさが一定値以上変化した時に出力を生じる第３の判定手段、およびこの出力を各々所定時間復帰遅延する第２の復帰遅延手段を有する複数の電流変化幅検出要素を備え、各々の電流変化幅検出要素の全ての出力の送出を条件に励磁突入電流対策要素の第２の判定手段の動作を起動し、各々の電流変化幅検出要素のうちの少なくとも１つ以上の電流変化幅検出要素の出力の復帰を条件に励磁突入電流対策要素の第２の判定手段の動作を停止することにより、励磁突入電流が流れた時に動作する各電流変化幅検出要素により起動される励磁突入電流対策要素の動作出力で、差動保護要素の出力を阻止して、保護継電器としての誤動作を防止することができ、また平坦区間を持たない事故電流では、差動保護要素の出力はそのまま保護継電器出力となり、正常動作を行なうことができ、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００６８】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００６９】
さらに、請求項１１に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、上記請求項９または請求項１０に対応する発明のデジタル形保護継電器において、電流変化幅検出要素の出力と励磁突入電流対策要素の出力との論理積を演算する第２の論理積演算手段を備えて、この第２の論理積演算手段の出力で差動保護要素の出力を阻止することにより、励磁突入電流が流れた時に動作する電流変化幅検出要素と励磁突入電流対策要素との論理積演算の出力で、差動保護要素の出力を阻止して、励磁突入電流による保護継電器の誤動作を防止することができ、また平坦区間を持たない事故電流では、差動保護要素の出力はそのまま保護継電器出力となり、正常動作を行なうことができ、差動電流の平坦性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００７０】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００７１】
一方、請求項１２に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明のデジタル形保護継電器において、第２の判定手段の現時点の出力と１サイクルまたは複数サイクル前の出力との論理積を演算する第３の論理積演算手段を備えて、この第３の論理積演算手段の出力を復帰遅延手段の入力とすることにより、励磁突入電流に対しては確実に励磁突入電流対策要素が動作して保護継電器の誤動作を防止することができ、過渡的な平坦部分が生じるような事故電流に対しても励磁突入電流対策要素の不要出力がなく保護継電器は正常動作することができ、差動電流の周期性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００７２】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００７３】
また、請求項１３に対応する発明のデジタル形保護継電器においては、励磁突入電流を判定するバラツキを表わす各々の電気量（平均偏差または平均偏差の比、もしくは標準偏差または標準偏差の比）の現時点の値と１サイクルまたは複数サイクル前の値とを比較していずれかの大きい方の値を求め、この大きい方の値が一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、およびこの出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備えて、この励磁突入電流対策要素の出力で差動保護要素の出力を阻止することにより、平均偏差または平均偏差の比、もしくは標準偏差または標準偏差の比の現時点と１サイクルあるいは複数サイクル前との値の比較を行なって、差動電流の周期性を確認することができ、差動電流の周期性を検出して励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することが可能となる。
【００７４】
これにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することができる。
【００７５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００７６】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態によるデジタル形保護継電器である変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図２２と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００７７】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図１に示すように、図２２における励磁突入電流対策要素６を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素６１を備えた構成としている。
【００７８】
この励磁突入電流対策要素６１は、平坦性演算部２１と、平坦判定演算部２２と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。
【００７９】
ここで、平坦性演算部２１は、前記差動要素５の差動電流演算部１４により算出された差動電流Ｉｄの波形の一定区間の平坦性を求めるものである。
【００８０】
すなわち、本例では、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求めるものである。
【００８１】
また、平坦判定演算部２２は、平坦性演算部２１により求められた平坦性が一定値以下であるか否かを判定し、一定値以下の時に励磁突入電流と判定して出力を生じるものである。
【００８２】
すなわち、本例では、平坦性演算部２１により求められた偏差値が一定値以下であるか否かを判定し、一定値以下の時に励磁突入電流と判定して出力を生じるものである。
【００８３】
さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部２２の出力を連続化するためのものである。
【００８４】
これにより、復帰遅延タイマー２３の出力によって、差動要素５の出力を阻止するようにしている。
【００８５】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【００８６】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００８７】
図１において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６１に導入され、平坦性演算部２１にて平坦性を検出するための演算を行ない、平均偏差Ｄが算出される。そして、この平均偏差Ｄが所定値ｋ以下の時に、平坦判定演算部２２から出力が送出される。
【００８８】
この平坦判定演算部２２の出力は、１サイクルに１回の継続出力となるため、１サイクル以上の時間を持った復帰遅延タイマー２３により連続化を行ない、この復帰遅延タイマー２３の出力が、励磁突入電流対策要素６１の出力として送出される。
【００８９】
一方、復帰遅延タイマー２３の出力をＮＯＴ演算回路１９にて反転させ、さらに論理積演算回路２０で差動要素５の出力との論理積演算を行なうことにより、励磁突入電流にて動作する差動要素５の出力を阻止し、差動リレー１としての誤動作を防止することができる。
【００９０】
以下に、かかる点についてより具体的に説明する。
【００９１】
まず、実際の内部事故による事故電流と励磁突入電流の電流波形の特徴の違いを述べる。
【００９２】
図２は、事故電流（ａ）と励磁突入電流（ｂ）の電流波形の特徴の違いを示す波形図であり、励磁突入電流は、１サイクル中に変圧器鉄心の磁束飽和によって電流が流れる区間と変圧器鉄心の飽和が解けて電流が流れない区間（無電流期間）とが必ず存在するのに対し、事故電流は、基本波電流もしくは不特定高調波電流の重畳のため無電流期間が生じることはない。なお、励磁突入電流の１サイクル中に存在する無電流期間は本来電流零であるが、変流器ＣＴによる直流分喪失等により、必ずしも差動リレー１の見る励磁突入電流（＝差動電流Ｉｄ）の無電流期間は単純に電流零ではなく、瞬時値電流の変化が少ない平坦な電流期間であると言える。
【００９３】
このため、１サイクル中の一定区間の瞬時値電流のバラツキが小さいこと（＝平坦性）を見ることで、励磁突入電流と判定することができ、本実施形態では、この差動電流Ｉｄの平坦性を検出することで励磁突入電流と判定し、差動リレー１の誤動作を防止する。
【００９４】
すなわち、励磁突入電流対策要素６１の平坦性演算部２１では、平坦性を検出するための以下のような演算が行なわれる。
【００９５】
図３（ａ）は、励磁突入電流をディジタル量（＝瞬時値）に変換した時の値を示すものである。図３（ａ）において、現時点の瞬時値をｉm 、１サンプリング（以下ｓｐと表す）前の瞬時値をｉm-1 、２ｓｐ前の瞬時値をｉm-2 、………以下同様に、（Ｎ−１）ｓｐ前の瞬時値をｉm-(N-1) 、（Ｎ）ｓｐ前の瞬時値をｉm-(N) 、（Ｎ＋１）ｓｐ前の瞬時値をｉm-(N+1) ………以下同様に、（Ｎ＋ｋ）ｓｐ前の瞬時値をｉm-(N+k) と置く。
【００９６】
図３（ａ）の瞬時値にて平坦性検出演算を説明すると、１サイクル中の一定区間の瞬時値（例えば、区間ａのｉm 〜ｉm-(N-1) ）のｓｐの総個数をＮ個とし、Ｎ個の瞬時値の総和を総個数Ｎで割り算した算術平均Ｉｍを、下記の（１）式で求める。
【００９７】
なお、一定区間とは、最大励磁突入電流での無電流期間よりも小さい期間で有ればよく、特に限定した期間（時間）ではない。
【００９８】
【数１】
さらに、一定区間の各瞬時値と算術平均Ｉｍとの差の絶対値をとり、その差の総和を総個数Ｎで割り算した値Ｄを、下記の（２）式で求める。
【０１００】
【数２】
この結果、（２）式は下記の（３）式で表わすことができる。
【０１０２】
【数３】
このＤの値を平均偏差と称し、差動電流Ｉｄの一定区間の瞬時値のバラツキの程度（平坦性）を表わすものであり、電流の変化が零の場合のみＤ＝０である。
【０１０４】
区間ａの平均偏差Ｄと同様に、ｓｐ毎に過去Ｎ個のｓｐ数を用いて演算（図３（ａ）では区間ｂ，ｃ…）することにより、常に一定区間の平坦性を見ることができ、図３（ｂ）の平坦性演算部２１での演算結果に示すような個々の平均偏差Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ…の値となる。
【０１０５】
図３（ｂ）のような平坦区間を持った励磁突入電流による差動電流Ｉｄでの平均偏差Ｄの値は、演算区間に平坦部分を多く含むにつてれ平均偏差Ｄの値は小さくなり、演算区間が全て平坦部分が含んだ時（図３（ａ）の区間ａ）に、その値は最小となる。
【０１０６】
また、平均偏差Ｄが一定値ｋよりも小さい値を採った時に、図３（ｃ）の平坦判定演算部２２での演算結果のように平坦判定演算部２２は出力を生じる。
【０１０７】
なお、上記一定値ｋは、事故電流と励磁突入電流の平坦部分との区別を行なうための値であり、変流器ＣＴによる直流分喪失やリレーの演算誤差等による誤判定とならない値である。
【０１０８】
次に、事故電流と励磁突入電流との平坦性検出の一例について、図４を用いて述べる。
【０１０９】
まず、励磁突入電流（ｂ）について述べる。
【０１１０】
前述したように、差動リレーの平坦性演算部２１では、一定区間（ここではｔ１の演算区間を持つ）の平均偏差Ｄをｓｐ毎に常に演算しており、平坦区間を持った励磁突入電流による差動電流Ｉｄでの平均偏差Ｄの値は、演算区間（ｔ１）に平坦部分を多く含むにつれて小さくなり、その値が一定値ｋ以下の時に平坦判定演算部２２は出力を生じる。
【０１１１】
図４のｔ１は、全て平坦部分を含んだ時の演算区間を示すものであり、その後電流の立ち上がりと共に演算区間での平坦性がなくなり、平均偏差Ｄが一定値ｋ以上となるまでの時間ｔ２の間、平坦判定演算部２２は出力を生じる。また、次のサイクルでも同様の検出を行なうため、１サイクルに１回は必ず平坦判定演算部２２が出力を生じる。
【０１１２】
このため、平坦判定演算部２２の出力は、１サイクルに１回の断続出力となるため、１サイクル以上の時間を持った復帰遅延タイマー２３によって連続化を行ない、この復帰遅延タイマー２３の出力を励磁突入電流対策要素６１の出力とする。
【０１１３】
そして、この復帰遅延タイマー２３の出力をＮＯＴ演算回路１９にて反転させて、差動要素５の出力との論理積演算を論理積演算回路２０にて行なうことにより、励磁突入電流にて動作する差動要素５の出力を阻止し、差動リレー１としての誤動作を防止することができる。
【０１１４】
一方、事故電流（ａ）には、基本波電流の他に高調波電流も多く含まれる場合があり、特に従来の差動リレーが誤不動作となるような第２調波近傍の高調波に対しても、ｔ１時間だけの平坦区間が生じないため、平坦判定演算部２２の出力はなく、差動判定演算部１６の出力は、論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０１１５】
なお、以上の説明では、平坦性を表わす値として、平均偏差Ｄを基に説明してきたが、この平坦性を表わす値としては、下記の一般式（（０）式）で表わされる値としてもよい。
【０１１６】
すなわち、前記演算された差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ値の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキを表わす量（平坦性を示す）として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで割った偏差値を求める。つまり、（０）式で表わされる偏差値ａを平坦性演算として求める。
【０１１７】
【数４】
そして、この求められた偏差値ａが一定値以下の時に出力を生じる平坦判定演算部２２を備えた励磁突入電流対策要素６１を備えて、その出力によって前記差動要素５の出力を阻止することにより、前述した場合と同様の作用を奏することができる。
【０１１９】
上述したように、本実施形態においては、変圧器励磁突入電流と変圧器内部事故電流との波形の違い、すなわち励磁突入電流は１サイクル中に変圧器鉄心の磁束飽和によって電流が流れる区間と変圧器鉄心の飽和が解けて電流が流れない一定の平坦部分が必ず存在するのに対し、事故電流は基本波電流もしくは不特定多数の高調波電流重畳のため一定区間の平坦部分が生じないことに着目し、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値が一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じる励磁突入電流対策要素６１を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出し、この励磁突入電流対策要素６１の出力によって前記差動要素５の出力を阻止するようにしたので、励磁突入電流と事故電流を確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０１２０】
（第２の実施形態）
図５は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１２１】
なお、差動要素５の構成については、図１と全く同一であるため、図５ではその構成の一部を割愛している。
【０１２２】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図５に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素６２を備えた構成としている。
【０１２３】
この励磁突入電流対策要素６２は、平坦性演算部２１と、平坦判定演算部２４と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。
【０１２４】
ここで、平坦性演算部２１は、前記差動要素５の差動電流演算部１４により算出された差動電流Ｉｄの波形の一定区間の平坦性を求めるものである。
【０１２５】
すなわち、本例では、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求めるものである。
【０１２６】
また、平坦判定演算部２４は、平坦性演算部２１により求められた平坦性が一定値以下であるか否かを判定し、一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じるものである。
【０１２７】
すなわち、本例では、平坦性演算部２１により求められた偏差値と当該偏差値を求めた区間を含む過去１サイクルまたは１サイクル以内の他の一定区間での最大値偏差値Ｄmax との比（Ｄ／Ｄmax ）が一定値以下か否かを判定し、一定値以下の時に出力を生じるものである。
【０１２８】
さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部２４の出力を連続化するためのものである。
【０１２９】
これにより、復帰遅延タイマー２３の出力によって、差動要素５の出力を阻止するようにしている。
【０１３０】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０１３１】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０１３２】
図５において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６２に導入され、平坦性演算部２１にて前述した（３）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の平均偏差Ｄが算出される。
【０１３３】
また、平坦判定演算部２４では、現時点の平均偏差Ｄ0 と、Ｄ0 を含む過去１サイクル間の各々の平均偏差Ｄ1 ，Ｄ2 ，…、Ｄ95の９６個（但し、定格周波数５０Ｈｚ、ｓｐ周波数４．８ｋＨｚの場合であり、１サイクル当たり９６個のｓｐ数を持つ）のうちの最大平均偏差Ｄmax を算出し、この最大平均偏差Ｄmax に対する現時点の平均偏差Ｄ0 の比（Ｄ0 ／Ｄmax ）を演算し、平均偏差の比（Ｄ0 ／Ｄmax ）が所定値ｋ１以下となった時に、励磁突入電流と判定して出力を生じる。
【０１３４】
この関係は、下記の（４）式で表わすことができる。
【０１３５】
Ｄ0 ／Ｄmax ≦ｋ１ または Ｄ0 ≦Ｄmax ・ｋ１ （４）式
すなわち、前述した図３を用いて説明すると、区間ａにおける平均偏差Ｄａは現時点の平均偏差Ｄ0 であり、ＤｂはＤ1 を、ＤｃはＤ2 を表わし、Ｄ95はＤａから９６個前の平均偏差である。そして、この９６個の平均偏差のうちの最大値が、Ｄmax （図３ではＤmax ＝Ｄｙ）として取り出される。
【０１３６】
この結果、図３における平均偏差の比（Ｄ0 ／Ｄmax ）は｜Ｄａ／Ｄｙ｜となり、この値が所定値ｋ１以下であれば、平坦判定演算部２４から出力が送出される。
【０１３７】
励磁突入電流による平坦判定演算部２４の出力は、１サイクル毎に１回以上出力する断続出力のため、復帰遅延タイマー２３により連続化出力に変換した後、ＮＯＴ演算回路１９を通して、差動要素５の出力が阻止される。
【０１３８】
前述したように、励磁突入電流の大きさは、電圧突入位相や変圧器鉄心の違い等により種々の値を取るが、変流器の直流分喪失等により励磁突入電流が大きいほど無電流期間の平坦性が悪くなり、平均偏差の誤差が増加する可能性が生じる。
【０１３９】
一方、過去１サイクル中の最大平均偏差Ｄmax も、励磁突入電流が大きいほど値が大きくなるため、最大平均偏差Ｄmax も、励磁突入電流が大きいほど値が大きくなるため、最大平均偏差Ｄmax と現時点の平均偏差Ｄ0 との比 （Ｄ0 ／Ｄmax ）を常に見ることにより、励磁突入電流の大きさに関係なく、より確実に励磁突入電流を判別することができる。
【０１４０】
また、事故電流には、基本波電流の他に高調波電流も多く含まれる場合があり、特に従来の差動リレーが誤不動作となるような第２調波近傍の高調波に対しても、平坦区間が生じないため、平坦判定演算部２４の出力は生じず、差動判定演算部１６の出力は、論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０１４１】
なお、上記最大平均偏差Ｄmax は、過去１サイクル中の最大平均偏差だけでなく、過去１サイクル以内、例えば半サイクル中の最大平均偏差を使用してもよく、平坦部分と電流が流れている部分の平均偏差の値に明らかな差があれば、前述と同様の効果を得ることができる。
【０１４２】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値と当該偏差値を求めた区間を含む過去１サイクルまたは１サイクル以内の他の一定区間での最大値偏差値Ｄmax との比（Ｄ／Ｄmax ）が一定値以下の時に出力を生じる励磁突入電流対策要素６２を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出し、この励磁突入電流対策要素６２の出力によって前記差動要素５の出力を阻止するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０１４３】
（第３の実施形態）
図６は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１４４】
なお、差動要素５の構成については、図１と同一であるため、図６ではその構成の一部を割愛している。
【０１４５】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図６に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素６３を備えた構成としている。
【０１４６】
この励磁突入電流対策要素６３は、平坦性演算部２１と、平坦判定演算部２５と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。
【０１４７】
ここで、平坦性演算部２１は、前記差動要素５の差動電流演算部１４により算出された差動電流Ｉｄの波形の一定区間の平坦性を求めるものである。
【０１４８】
すなわち、本例では、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求めるものである。
【０１４９】
また、平坦判定演算部２５は、平坦性演算部２１により求められた平坦性が一定値以下であるか否かを判定し、一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じるものである。
【０１５０】
すなわち、本例では、平坦性演算部２１により求められた偏差値と演算された差動電流の大きさを示す量Ｉとの比（Ｄ／Ｉ）が一定値以下か否かを判定し、一定値以下の時に出力を生じるものである。
【０１５１】
さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部２５の出力を連続化するためのものである。
【０１５２】
これにより、復帰遅延タイマー２３の出力によって、差動要素５の出力を阻止するようにしている。
【０１５３】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０１５４】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０１５５】
図６において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６３に導入され、平坦性演算部２１にて前述した（３）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の平均偏差Ｄが算出される。
【０１５６】
また、平坦判定演算部２５では、現時点の平均偏差Ｄ0 と差動要素５の差動電流Ｉｄの振幅値演算１５の出力｜Ｉｄ1f｜との比（（Ｄ0 ／｜Ｉｄ1f｜）を演算し、平均偏差の比（Ｄ0 ／｜Ｉｄ1f｜）が所定値ｋ２以下となった時に、励磁突入電流と判定して出力を生じる。
【０１５７】
励磁突入電流による平坦判定演算部２５の出力は、１サイクル毎に１回以上出力する断続出力のため、復帰遅延タイマー２３により連続化出力に変換した後、ＮＯＴ演算回路１９を通して、差動要素５の出力が阻止される。
【０１５８】
前述したように、励磁突入電流の大きさは、電圧投入位相や変圧器鉄心の違い等により種々の値を取るため、変流器の直流分喪失等により励磁突入電流が大きいほど無電流期間の平坦性が悪くなり、平均偏差の誤差が増加する可能性が生じる。このため、励磁突入電流の大きさに比例した差動電流Ｉｄに含まれる基本波電流の振幅値｜Ｉｄ1f｜と現時点の平均偏差Ｄ0 との比（Ｄ0 ／｜Ｉｄ1f｜）を常に見ることにより、励磁突入電流の大きさに関係なく、より一層確実に励磁突入電流を判別することができる。
【０１５９】
一方、事故電流には、基本波電流の他に高調波電流も多く含まれる場合があり、特に従来の差動リレーが誤不動作となるような第２調波近傍の高調波に対しても、平坦区間が生じないため、平坦判定演算部２５の出力は生じず、差動判定演算部１６の出力は、論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０１６０】
なお、上記励磁突入電流の大きさを表わす量は、差動要素５の差動電流Ｉｄの１ｆ振幅値｜Ｉｄ1f｜に限らず、例えば現時点の平均偏差Ｄ0 を演算した区間を含む１サイクルの差動電流Ｉｄの瞬時値の最大値（波高値）等を使用してもよく、差動電流Ｉｄの大きさの指標を示す量であれば、前記と同様の効果を得ることができる。
【０１６１】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値と演算された差動電流の大きさを示す量Ｉとの比（Ｄ／Ｉ）が一定値以下の時に出力を生じる励磁突入電流対策要素６３を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出し、この励磁突入電流対策要素６３の出力によって前記差動要素５の出力を阻止するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０１６２】
（第４の実施形態）
図７は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１６３】
なお、差動要素５の構成については、図１と同一であるため、図７ではその構成の一部を割愛している。
【０１６４】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図７に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素６４を備えた構成としている。
【０１６５】
この励磁突入電流対策要素６４は、平坦性演算部２６と、平坦判定演算部２７と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。
【０１６６】
ここで、平坦性演算部２６は、前記差動要素５の差動電流演算部１４により算出された差動電流Ｉｄの波形の一定区間の平坦性を求めるものである。
【０１６７】
すなわち、本例では、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求めるものである。
【０１６８】
また、平坦判定演算部２７は、平坦性演算部２６により求められた平坦性が一定値以下であるか否かを判定し、一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じるものである。
【０１６９】
すなわち、本例では、平坦性演算部２６により求められた標準偏差σの値が一定値以下か否かを判定し、一定値以下の時に出力を生じるものである。
【０１７０】
さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部２７の出力を連続化するためのものである。
【０１７１】
これにより、復帰遅延タイマー２３の出力によって、差動要素５の出力を阻止するようにしている。
【０１７２】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０１７３】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０１７４】
図７において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６４に導入され、平坦性演算部２６にて、平坦性を検出するための以下のような演算が行なわれる。
【０１７５】
図８（ａ）は、励磁突入電流をデジタル量（＝瞬時値）に変換した時の値を示すものであり、この瞬時値にて平坦性検出演算について説明する。
【０１７６】
いま、現時点の瞬時値をｉm 、１ｓｐの前の瞬時値をｉm-1 、２ｓｐ前の瞬時値をｉm-2 、………以下同様に、（Ｎ−１）ｓｐ前の瞬時値をｉm-(N-1) 、（Ｎ）ｓｐ前の瞬時値をｉm-(N) 、（Ｎ＋１）ｓｐ前の瞬時値をｉm-(N+1) ………以下同様に、（Ｎ＋ｋ）ｓｐ前の瞬時値をｉm-(N+k) と置く。
【０１７７】
図８（ａ）において、１サイクル中の一定区間の瞬時値（例えば区間ａのｉm 〜ｉm-(N-1) ）のｓｐの総個数をＮ個とし、Ｎ個の瞬時値の総和を総個数Ｎで割り算した算術平均Ｉｍを、前記第１の実施形態で説明した（１）式により求める。なお、一定区間とは最大励磁突入電流での無電流期間より小さい期間で有れば良く、特に限定した期間（時間）ではない。
【０１７８】
さらに、一定区間の各瞬時値と算術平均Ｉｍとの差の２乗をとり、その差の２乗の総和である残差平方和Ｓｘを、下記の（５）式により求める。
【０１７９】
【数５】
この（５）式は、下記のような（６）式に変換することができる。
【０１８１】
【数６】
次に、この残差平方和Ｓｘを瞬時値の総個数Ｎで割算し、その平方根を下記の（７）式により求める。
【０１８３】
【数７】
このσの値を標準偏差と称し、差動電流Ｉｄの一定区間の瞬時値のバラツキの程度（平坦性）を表わすものであり、電流の変化が零の場合のみσ＝０となる。
【０１８５】
また、区間ａの標準偏差σと同様に、ｓｐ毎に過去Ｎ個のｓｐ数を用いて演算（図８（ａ）では区間ｂ，ｃ…）することにより、常に一定区間の平坦性を見ることができ、図８（ｂ）の平坦性演算部２６の演算結果に示すような個々の標準偏差σａ，σｂ，σｃ…の値となる。
【０１８６】
図８（ａ）のような平坦区間を持った励磁突入電流による差動電流Ｉｄでの標準偏差σの値は、演算区間に平坦部分を多く含むにつれて標準偏差σの値は小さくなり、演算区間が全て平坦部分が含んだ時（図８（ａ）の区間ａ）に、その値は最小となる。
【０１８７】
また、標準偏差σが、一定値ｋ３よりも小さい値を採った時に、図８（ｃ）の平坦判定演算結果のように、平坦判定演算部２７は出力を生じる。
【０１８８】
なお、一定値ｋ３は、事故電流と励磁突入電流の平坦部分との区別を行なうための値であり、変流器ＣＴによる直流分喪失やリレーの演算誤差等による誤判定とならない値である。
【０１８９】
このように、差動リレー１の平坦性演算部２６では、一定区間の標準偏差σをｓｐ毎に常に演算しており、平坦区間を持った励磁突入電流による差動電流Ｉｄでの標準偏差σの値は、演算区間に平坦部分を多く含むにつれて小さくなり、その値が一定値ｋ３以下の時に平坦判定演算部２７は出力を生じる。
【０１９０】
このため、励磁突入電流での平坦判定演算部２７の出力は、１サイクルに１回の断続出力となるため、１サイクル以上の時間を持った復帰遅延タイマー２３により連続化を行ない、この復帰遅延タイマー２３の出力が励磁突入電流対策要素６４の出力として送出される。
【０１９１】
そして、復帰遅延タイマー２３の出力をＮＯＴ演算回路１９にて反転させ、差動要素５の出力との論理積演算を論理積演算回路２０にて行なうことにより、励磁突入電流にて動作する差動要素５の出力を阻止し、差動リレー１としての誤動作を防止することができる。
【０１９２】
一方、事故電流には、基本波電流の他に高調波電流も多く含まれる場合があり、特に従来の差動リレーが誤不動作となるような第２調波近傍の高調波に対しても、平坦区間が生じないため、平坦判定演算部２７の出力は生じず、差動判定演算部１６の出力は、論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０１９３】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、この標準偏差σの値が一定値以下の時に出力を生じる励磁突入電流対策要素６４を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出し、この励磁突入電流対策要素６４の出力によって前記差動要素５の出力を阻止するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０１９４】
（第５の実施形態）
図９は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１９５】
なお、差動要素５の構成については、図１と同一であるため、図９ではその構成の一部を割愛している。
【０１９６】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図９に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素６５を備えた構成としている。
【０１９７】
この励磁突入電流対策要素６５は、平坦性演算部２６と、平坦判定演算部２８と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。
【０１９８】
ここで、平坦性演算部２６は、前記差動要素５の差動電流演算部１４により算出された差動電流Ｉｄの波形の一定区間の平坦性を求めるものである。
【０１９９】
すなわち、本例では、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求めるものである。
【０２００】
また、平坦判定演算部２８は、平坦性演算部２６により求められた平坦性が一定値以下であるか否かを判定し、一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じるものである。
【０２０１】
すなわち、本例では、平坦性演算部２６により求められた標準偏差σと当該標準偏差σを求めた区間を含む過去１サイクルまたは１サイクル以内の他の一定区間での最大偏差値σmax との比（σ／σmax ）が一定値以下か否かを判定し、一定値以下の時に出力を生じるものである。
【０２０２】
さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部２８の出力を連続化するためのものである。
【０２０３】
これにより、復帰遅延タイマー２３の出力によって、差動要素５の出力を阻止するようにしている。
【０２０４】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０２０５】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０２０６】
図９において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６５に導入され、平坦性演算部２６にて、前記第４の実施形態で説明した（７）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の標準偏差σが算出される。
【０２０７】
すなわち、平坦判定演算部２６では、現時点の標準偏差σ0 と、標準偏差σ0 を含む過去１サイクル間の各々の標準偏差σ1 ，σ2 ，…、σ95の９６個（但し、定格周波数５０Ｈｚ、ｓｐ周波数４．８ｋＨｚの場合であり、１サイクル当たり９６個のｓｐ数を持つ）のうちの最大標準偏差σmax を算出し、最大標準偏差σmax に対する現時点の標準偏差σ0 の比（σ0 ／σmax ）を演算し、この標準偏差の比（σ0 ／σmax ）が所定値ｋ４以下となった時に、励磁突入電流と判定して出力を生じる。
【０２０８】
この関係は、下記の（８）式で表わすことができる。
【０２０９】
σ0 ／σmax ≦ｋ４ または σ0 ≦σmax ・ｋ４ （８）式
すなわち、図８を用いて説明すると、区間ａにおける標準偏差σａは現時点の標準偏差σ0 であり、σｂはσ1 を、σｃはσ2 をそれぞれ表わし、σ95はσａから９６個前の標準偏差である。そして、この９６個の標準偏差のうちの最大値を、σmax （図８ではσmax ＝σｙ）として取り出す。この結果、図８での平均偏差の比（σ0 ／σmax ）は｜Ｄａ／Ｄｙ｜となり、この値が所定値ｋ４以下であれば、平坦判定演算部２８は出力を生じる。
【０２１０】
励磁突入電流による平坦判定演算部２８の出力は、１サイクル毎に１回以上出力する断続出力のため、復帰遅延タイマー２３により連続化出力に変換した後、ＮＯＴ演算回路１９を通して、差動要素５の出力を阻止する。
【０２１１】
前述したように、励磁突入電流の大きさは、電圧突入位相や変圧器鉄心の違い等により種々の値を取るが、変流器の直流分喪失等により、励磁突入電流が大きいほど無電流期間の平坦性が悪くなり、標準偏差の誤差が増加する可能性が生じる。一方、過去１サイクル中の最大標準偏差σmax も、励磁突入電流が大きいほどその値が大きくなるため、最大標準偏差σmax と現時点の標準偏差σ0 との比（σ0 ／σmax ）を常に見ることにより、励磁突入電流の大きさに関係なく、より確実に励磁突入電流を判別することができる。
【０２１２】
一方、事故電流には、基本波電流の他に高調波電流も多く含まれる場合があり、特に従来の差動リレーが誤不動作となるような第２調波近傍の高調波に対しても、平坦区間が生じないため、平坦判定演算部２８の出力は生じず、差動判定演算部１６の出力は、論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０２１３】
なお、最大標準偏差σmax は、過去１サイクル中の最大標準偏差だけでなく、過去１サイクル以内、例えば半サイクル中の最大標準偏差を使用してもよく、平坦部分と電流が流れている部分の標準偏差の値に明らかな差があれば、前述の場合と同様の効果を得ることができる。
【０２１４】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、このた標準偏差σと当該標準偏差σを求めた区間を含む過去１サイクルまたは１サイクル以内の他の一定区間での最大偏差値σmax との比（σ／σmax ）が一定値以下か否かを判定し、一定値以下の時に出力を生じる励磁突入電流対策要素６５を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出し、この励磁突入電流対策要素６５の出力によって前記差動要素５の出力を阻止するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０２１５】
（第６の実施形態）
図１０は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０２１６】
なお、差動要素５の構成については、図１と同一であるため、図１０ではその構成の一部を割愛している。
【０２１７】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図１０に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素６６を備えた構成としている。
【０２１８】
この励磁突入電流対策要素６６は、平坦性演算部２６と、平坦判定演算部２９と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。
【０２１９】
ここで、平坦性演算部２６は、前記差動要素５の差動電流演算部１４により算出された差動電流Ｉｄの波形の一定区間の平坦性を求めるものである。
【０２２０】
すなわち、本例では、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求めるものである。
【０２２１】
また、平坦判定演算部２９は、平坦性演算部２６により求められた平坦性が一定値以下であるか否かを判定し、一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じるものである。
【０２２２】
すなわち、本例では、平坦性演算部２６により求められた標準偏差σと差動電流Ｉｄの大きさを示す量Ｉとの比（σ／Ｉ）が一定値以下か否かを判定し、一定値以下の時に出力を生じるものである。
【０２２３】
さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部２８の出力を連続化するためのものである。
【０２２４】
これにより、復帰遅延タイマー２３の出力によって、差動要素５の出力を阻止するようにしている。
【０２２５】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０２２６】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０２２７】
図１０において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６６に導入され、平坦性演算部２６にて、前記第４および第５の各実施形態で説明した（７）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の標準偏差σが算出される。
【０２２８】
また、平坦判定演算部２９では、現時点の標準偏差σ0 と差動要素５の振幅値演算部１５の出力｜Ｉｄ1f｜との比（σ0 ／｜Ｉｄ1f｜）を演算し、標準偏差の比（σ0 ／｜Ｉｄ1f｜）が所定値ｋ５以下となった時に、励磁突入電流と判定して出力を生じる。
【０２２９】
励磁突入電流による平坦判定演算部２９の出力は、１サイクル毎に１回以上出力する断続出力のため、復帰遅延タイマー２３により連続化出力に変換した後、ＮＯＴ演算回路１９を通して、差動要素５の出力を阻止する。
【０２３０】
前述したように、励磁突入電流の大きさは、電圧突入位相や変圧器鉄心の違い等により種々の値を取るため、変流器の直流分喪失等により励磁突入電流が大きいほど無電流期間の平坦性が悪くなり、標準偏差の誤差が増加する可能性が生じる。
【０２３１】
このため、励磁突入電流の大きさに比例した差動電流Ｉｄに含まれる基本波電流の振幅値｜Ｉｄ1f｜と現時点の標準偏差σ0 との比（σ0 ／｜Ｉｄ1f｜）を常に見ることにより、励磁突入電流の大きさに関係なく、より確実に励磁突入電流を判別することができる。
【０２３２】
一方、事故電流には、基本波電流の他に高調波電流も多く含まれる場合があり、特に従来の差動リレーが誤不動作となるような第２調波近傍の高調波に対しても、平坦区間が生じないため、平坦判定演算部２９の出力は生じず、差動判定演算部１６の出力は、論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０２３３】
なお、励磁突入電流の大きさを表わす量は、差動要素５の差動電流Ｉｄの１ｆ振幅値｜Ｉｄ1f｜に限らず、例えば現時点の標準偏差σ0 を演算した区間を含む１サイクルの差動電流Ｉｄの瞬時値の最大値（波高値）等を使用してもよく、差動電流Ｉｄの大きさの指標を示す量であれば、前記の場合と同様の効果を得ることができる。
【０２３４】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、この標準偏差σと差動電流Ｉｄの大きさを示す量Ｉとの比（σ／Ｉ）が一定値以下か否かを判定し、一定値以下の時に出力を生じる励磁突入電流対策要素６６を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出し、この励磁突入電流対策要素６６の出力によって前記差動要素５の出力を阻止するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０２３５】
（第７の実施形態）
図１１は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０２３６】
なお、差動要素５の構成については、図１と同一であるため、図１１ではその構成の一部を割愛している。
【０２３７】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図１１に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素６７を備え、また差動要素５と論理積演算回路２０との間に、差動要素５の出力を１サイクル以上の時間遅延する動作遅延タイマー３０を備えた構成としている。
【０２３８】
この励磁突入電流対策要素６７は、平坦性演算部２１と、平坦判定演算部３１と、復帰遅延タイマー２３とからなっており、差動要素５の差動判定演算部１６の出力の送出を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を起動し、また差動要素５の差動判定演算部１６の出力の復帰を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を停止するようにしている。
【０２３９】
ここで、平坦性演算部２１は、前記第１の実施形態の場合と同様の機能を有するものである。
【０２４０】
また、平坦判定演算部３１は、平坦性演算部２１により求められた平坦性が一定値以下であるか否かを判定し、一定値以下の時に励磁突入電流と判定して出力を生じるもので、差動要素５の差動判定演算部１６の出力の送出を条件にその判定動作を起動し、また差動要素５の差動判定演算部１６の出力の復帰を条件にその判定動作を停止するものである。
【０２４１】
さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部３１の出力を連続化するためのものである。
【０２４２】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０２４３】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０２４４】
図１１において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６７に導入され、平坦性演算部２１にて、前記第１の実施形態で説明した（３）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の平均偏差Ｄが算出される。
【０２４５】
一方、前記第１の実施形態の平坦判定演算部２２では、一定区間の平均偏差Ｄをｓｐ毎に常に判定演算しており、平均偏差Ｄは演算区間に平坦部分を多く含むにつれてその値は小さくなり、その値が一定値ｋ以下の時に平坦判定演算部２２は出力する。このため、励磁突入電流での平坦判定演算部２２の出力は、１サイクルに１回の断続出力となり、１サイクル以上の時間を持った復帰遅延タイマー２３により連続化を行ない、この復帰遅延タイマー２３の出力を励磁突入電流対策要素の出力としている。
【０２４６】
しかしながら、常時判定することは、負荷電流が流れている状態や外部事故で通過電流が流れている状態では差動電流Ｉｄが零であるため、平坦判定演算部２２は常に動作出力状態にあり、差動要素５の出力を常時阻止していることになる。そして、この時に内部事故が発生した場合には、差動要素５は動作し、平坦判定演算部２２の出力は復帰するが、差動リレー１としての動作時間は、励磁突入電流要素の復帰遅延タイマー２３の出力復帰に要する時間分の遅れを生じることになる。
【０２４７】
この点、本実施形態では、励磁突入電流要素６７の平坦判定演算部３１を、差動要素５の差動判定演算部１６の動作出力によって起動し、差動判定演算部１６の出力の復帰と共に停止させることにより、差動電流Ｉｄがない定常状態においての励磁突入電流対策要素６７による不要な出力阻止を行なうことはなく、この状態から内部事故が発生した場合でも、差動リレー１の動作時間遅れを小さくすることができる。
【０２４８】
なお、差動判定演算部１６の出力を遅延する動作遅延タイマー３０は、差動判定演算部１６の出力によって起動される励磁突入電流対策要素６７との時間協調を取るものであり、励磁突入電流時に、差動判定演算部１６の出力が励磁突入電流対策要素６７の出力よりも先に送出されるのを遅らせるものである。
【０２４９】
これにより、平坦判定演算部３１の出力を遅延する復帰遅延タイマー２３の出力をＮＯＴ演算回路１９にて反転させ、差動要素５の出力を遅延する動作遅延タイマー３０との論理積演算を論理積演算回路２０で行なうことにより、励磁突入電流にて動作する差動要素５の出力を阻止して、差動リレー１の誤動作を防止することができる。
【０２５０】
また、平坦区間を持たない事故電流では、平坦判定演算部３１の出力は生じず、差動判定演算部１６の出力は、動作遅延タイマー３０および論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０２５１】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値が一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じる励磁突入電流対策要素６７を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出すると共に、差動要素５と論理積演算回路２０との間に、差動要素５の出力を１サイクル以上の時間遅延する動作遅延タイマー３０を備え、さらに差動要素５の差動判定演算部１６の出力の送出を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を起動し、また差動要素５の差動判定演算部１６の出力の復帰を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を停止するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には動作遅れなく確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０２５２】
（第８の実施形態）
図１２は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０２５３】
なお、差動要素５の構成については、図１と同一であるため、図１２ではその構成の一部を割愛している。
【０２５４】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図１２に示すように、図１における差動要素５と論理積演算回路２０との間に、差動要素５の出力を１サイクル以上の時間遅延する動作遅延タイマー３０を新たに備えると共に、差動要素５の差動判定演算部１６の出力と励磁突入電流対策要素６１の復帰遅延タイマー２３の出力との論理積を演算する論理積演算回路３２を備え、この論理積演算回路３２の出力により、動作遅延タイマー３０の出力を阻止する構成としている。
【０２５５】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０２５６】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０２５７】
図１２において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６１に導入され、平坦性演算部２１にて、前記第１の実施形態で説明した（３）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の平均偏差Ｄが算出される。
【０２５８】
また、平坦判定演算部２２では、一定区間の平均偏差Ｄがｓｐ毎に常に判定演算されている。
【０２５９】
しかしながら、常時判定することは、負荷電流が流れている状態や外部事故で通過電流が流れている状態では差動電流Ｉｄが零であるため、平坦判定演算部２２は常に動作出力状態にあり、差動要素５の出力を常時阻止していることになる。そして、この時に内部事故が発生した場合には、平坦判定演算部２２の出力は復帰するが、差動リレー１としての動作時間は、励磁突入電流要素６１の復帰遅延タイマー２３の出力復帰に要する時間分の遅れを生じることになる。
【０２６０】
この点、本実施形態では、差動判定演算部１６の出力と励磁突入電流対策要素６１との論理積演算を論理積演算回路３２で行ない、差動要素５が動作しない場合には励磁突入電流対策要素６１の出力を阻止し、差動要素５が動作した場合には励磁突入電流対策要素６１の出力を許容することにより、差動電流Ｉｄがない定常状態においての励磁突入電流対策要素６１による不要な出力阻止を行なうことはなく、この状態から内部事故が発生した場合でも、差動リレー１の動作時間遅れを小さくすることができる。
【０２６１】
なお、差動判定演算部１６の出力を遅延する動作遅延タイマー３０は、差動判定演算部１６の出力によって起動される励磁突入電流対策要素６１との時間協調を取るものであり、励磁突入電流時に、差動判定演算部１６の出力が励磁突入電流対策要素６１の出力よりも先に送出されるのを遅らせるものである。
【０２６２】
これにより、差動要素５の出力と励磁突入電流対策要素６１の出力との論理積演算の動作出力によって、差動要素５の出力を遅延する動作遅延タイマー３０の出力を阻止することにより、差動リレー１としての誤動作を防止することができる。
【０２６３】
また、平坦区間を持たない事故電流では、平坦判定演算部２２の出力は生じず、差動判定演算部１６の出力は、動作遅延タイマー３０および論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０２６４】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値が一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じる励磁突入電流対策要素６１を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出すると共に、差動要素５と論理積演算回路２０との間に、差動要素５の出力を１サイクル以上の時間遅延する動作遅延タイマー３０を備え、さらに差動要素５の差動判定演算部１６の出力と励磁突入電流対策要素６１の復帰遅延タイマー２３の出力との論理積を演算する論理積演算回路３２を備え、この論理積演算回路３２の出力により、動作遅延タイマー３０の出力を阻止するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には動作遅れなく確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０２６５】
（第９の実施形態）
図１３は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０２６６】
なお、差動要素５の構成については、図１と同一であるため、図１３ではその構成の一部を割愛している。
【０２６７】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図１３に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素６７を備えると共に、電流変化幅検出（以下、ΔＩと称する）要素３３を備えた構成としている。
【０２６８】
この励磁突入電流対策要素６７は、平坦性演算部２１と、平坦判定演算部３１と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。
【０２６９】
ここで、平坦性演算部２１は、前記第１の実施形態の場合と同様の機能を有するものである。
【０２７０】
また、平坦判定演算部３１は、平坦性演算部２１により求められた平坦性が一定値以下であるか否かを判定し、一定値以下の時に励磁突入電流と判定して出力を生じるもので、後述するΔＩ要素３３の復帰遅延タイマー３５の出力の送出を条件にその判定動作を起動し、またΔＩ要素３３の復帰遅延タイマー３５の出力の復帰を条件にその判定動作を停止するものである。
【０２７１】
さらに、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部３１の出力を連続化するためのものである。
【０２７２】
一方、ΔＩ要素３３は、ΔＩ判定演算部３４と、復帰遅延タイマー３５とからなっており、ΔＩ要素３３の復帰遅延タイマー３５の出力を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を起動し、またΔＩ要素３３の復帰遅延タイマー３５の出力の復帰を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を停止するようにしている。
【０２７３】
ここで、ΔＩ判定演算部３４は、差動要素５の差動電流演算部１４により演算された差動電流Ｉｄの大きさが一定値以上変化したか否かを判定し、一定値以上変化した時に出力を生じるものである。
【０２７４】
また、復帰遅延タイマー３５は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、ΔＩ判定演算部３４の出力を連続化するためのものである。
【０２７５】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０２７６】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０２７７】
図１３において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６７に導入され、平坦性演算部２１にて、前記第１の実施形態で説明した（３）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の平均偏差Ｄが算出される。
【０２７８】
一方、前記第１の実施形態の平坦判定演算部２２では、一定区間の平均偏差Ｄをｓｐ毎に常に判定演算している。
【０２７９】
しかしながら、常時判定することは、負荷電流が流れている状態や外部事故で通過電流が流れている状態では差動電流Ｉｄが零であるため、平坦判定演算部２２は常に動作出力状態にあり、差動要素５の出力を常時阻止していることになる。そして、この時に内部事故が発生した場合には、差動要素５は動作し、平坦判定演算部２２の出力は復帰するが、差動リレー１としての動作時間は、励磁突入電流要素の復帰遅延タイマー２３の出力復帰に要する時間分の遅れを生じることになる。
【０２８０】
この点、本実施形態では、内部事故時あるいは励磁突入電流発生時に零から急に変化する差動電流Ｉｄの変化分を検出して動作するΔＩ要素３３を備え、励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を、ΔＩ要素３３の出力の送出によって起動し、ΔＩ要素３３の出力の復帰と共に停止させることにより、差動電流Ｉｄがない定常状態においての励磁突入電流対策要素６７による不要な出力阻止を行なうことはなく、この状態から内部事故が発生した場合でも、差動リレー１の動作時間遅れをなくすことができる。
【０２８１】
なお、ΔＩ要素３３のΔＩ判定演算部３４には、既知の演算アルゴリズムを用いればよい。例えば、現時点の瞬時値ｉm と１サイクル前の瞬時値ｉm-96との差（Δｉ＝ｉm −ｉm-96）を取り、さらに振幅値演算の結果であるΔＩｍを求め、このΔＩｍが所定値ｋ６以上の時に出力を生じる。また、ΔＩ判定演算部３４は、電流の変化が生じた場合にのみ出力を生じるため、電流変化後の一定時間（励磁突入電流が減衰するまでの時間）は、その出力を継続する必要がある。そして、復帰遅延タイマー３５は、この動作継続時間を確保するためのものである。
【０２８２】
これにより、励磁突入電流が流れた時に動作するΔＩ要素３３により起動される励磁突入電流対策要素６７の出力によって、差動要素５の出力を阻止することにより、差動リレー１としての誤動作を防止することができる。
【０２８３】
また、平坦区間を持たない事故電流では、平坦判定演算部３１の出力は生じず、差動判定演算部１６の出力は、論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０２８４】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値が一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じる励磁突入電流対策要素６７を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出すると共に、差動電流Ｉｄの大きさが一定値以上変化した時に出力を生じるΔＩ要素３３を備え、さらにΔＩ要素３３の復帰遅延タイマー３５の出力を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を起動し、またΔＩ要素３３の復帰遅延タイマー３５の出力の復帰を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を停止するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には動作遅れなく確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０２８５】
（第１０の実施形態）
図１４は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１３と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０２８６】
なお、差動要素５の構成については、図１３と同一であるため、図１４ではその構成の一部を割愛している。
【０２８７】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図１４に示すように、図１３におけるΔＩ要素３３を省略し、これに代えて、新たな複数（本例では２つ）のΔＩ要素３３を備えると共に、論理和（ＯＲ）演算回路３６を備えた構成としている。
【０２８８】
ここで、各々のΔＩ要素３３は、デジタル量に変換された各々の端子電流Ｉ1 ，Ｉ2 の大きさが一定値以上変化したか否かを判定し、一定値以上変化した時にそれぞれ出力を生じるものである。
【０２８９】
また、論理和演算回路３６は、各々のΔＩ要素３３の出力の論理和演算を行なうもので、その出力の送出を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を起動し、またその出力の復帰を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を停止するものである。
【０２９０】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０２９１】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０２９２】
図１４において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６７に導入され、平坦性演算部２１にて、前記第１の実施形態で説明した（３）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の平均偏差Ｄが算出される。
【０２９３】
一方、前記第１の実施形態の平坦判定演算部２２では、一定区間の平均偏差Ｄをｓｐ毎に常に判定演算している。
【０２９４】
しかしながら、常時判定することは、負荷電流が流れている状態や外部事故で通過電流が流れている状態では差動電流Ｉｄが零であるため、平坦判定演算部２２は常に動作出力状態にあり、差動要素５の出力を常時阻止していることになる。そして、この時に内部事故が発生した場合には、差動要素５は動作し、平坦判定演算部２２の出力は復帰するが、差動リレー１としての動作時間は、励磁突入電流要素の復帰遅延タイマー２３の出力復帰に要する時間分の遅れを生じることになる。
【０２９５】
この点、本実施形態では、内部事故時あるいは励磁突入電流発生時に入力電流（端子電流）が急に変化する時の変化分を検出して動作するΔＩ要素３３を各々の端子の入力電流（端子電流）Ｉ1 ，Ｉ2 に対して備え、いずれかのΔＩ要素３３のΔＩ判定演算部３４の出力が送出された時に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を起動し、全てのΔＩ要素３３のΔＩ判定演算部３４の復帰遅延タイマー３５の出力が復帰した時に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を停止させることにより、差動電流Ｉｄがない定常状態においての励磁突入電流対策要素６７による不要な出力阻止を行なうことはなく、この状態から内部事故が発生した場合でも、差動リレー１の動作時間遅れをなくすことができる。
【０２９６】
これにより、励磁突入電流が流れた時に動作する各々の端子の入力電流Ｉ1 ，Ｉ2 に対して備えられたΔＩ要素３３の出力により起動される励磁突入電流対策要素６７の出力によって、差動要素５の出力を阻止することにより、差動リレー１としての誤動作を防止することができる。
【０２９７】
また、平坦区間を持たない事故電流では、平坦判定演算部３１の出力は生じず、差動判定演算部１６の出力は、論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０２９８】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値が一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じる励磁突入電流対策要素６７を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出すると共に、入力電流の大きさが一定値以上変化した時に出力を生じるΔＩ要素３３を各々の端子の入力電流Ｉ1 ，Ｉ2 に対して備え、さらに各々のΔＩ要素３３の復帰遅延タイマー３５の少なくとも一つの出力を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を起動し、また全てのΔＩ要素３３の復帰遅延タイマー３５の出力の復帰を条件に励磁突入電流対策要素６７の平坦判定演算部３１の判定動作を停止するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には動作遅れなく確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０２９９】
（第１１の実施形態）
図１５は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０３００】
なお、差動要素５の構成については、図１と同一であるため、図１５ではその構成の一部を割愛している。
【０３０１】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図１５に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６１の復帰遅延タイマー２３の出力のＮＯＴ演算回路１９への入力を省略し、これに代えて、新たにΔＩ要素３３、および論理積演算回路３７を備えた構成としている。
【０３０２】
ここで、ΔＩ要素３３は、前述した第９の実施形態のΔＩ要素３３の場合と同様の機能を有するものである。
【０３０３】
また、論理積演算回路３７は、励磁突入電流対策要素６１の復帰遅延タイマー２３の出力とΔＩ要素３３の復帰遅延タイマー３５の出力との論理積の演算を行ない、その出力をＮＯＴ演算回路１９への入力として与えるものである。
【０３０４】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０３０５】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０３０６】
図１５において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６１に導入され、平坦性演算部２１にて、前記第１の実施形態で説明した（３）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の平均偏差Ｄが算出される。
【０３０７】
一方、平坦判定演算部２２では、一定区間の平均偏差Ｄをｓｐ毎に常に判定演算している。
【０３０８】
しかしながら、常時判定することは、負荷電流が流れている状態や外部事故で通過電流が流れている状態では差動電流Ｉｄが零であるため、平坦判定演算部２２は常に動作出力状態にあり、差動要素５の出力を常時阻止していることになる。そして、この時に内部事故が発生した場合には、差動要素５は動作し、平坦判定演算部２２の出力は復帰するが、差動リレー１としての動作時間は、励磁突入電流要素の復帰遅延タイマー２３の出力復帰に要する時間分の遅れを生じることになる。
【０３０９】
この点、本実施形態では、内部事故時あるいは励磁突入電流発生時に零から急に変化する差動電流Ｉｄの変化分を検出して動作するΔＩ要素３３の出力と、励磁突入電流対策要素６１の出力との論理積演算を行なう論理積演算回路３７の出力により、差動要素５の出力を阻止することにより、差動電流Ｉｄがない定常状態においての励磁突入電流対策要素６１による不要な出力阻止を行なうことはなく、この状態から内部事故が発生した場合でも、差動リレー１の動作時間遅れをなくすことができる。
【０３１０】
これにより、励磁突入電流が流れた時に動作するΔＩ要素３３の出力と励磁突入電流対策要素６１の出力との論理積演算を行なう論理積演算回路３７の出力によって、差動要素５の出力を阻止することにより、励磁突入電流による差動リレー１の誤動作を防止することができる。
【０３１１】
また、平坦区間を持たない事故電流では、平坦判定演算部２２の出力は生じず、差動判定演算部１６の出力は、論理積演算回路２０を通してそのまま差動リレー１の出力となり、正常動作を行なうことができる。
【０３１２】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値が一定値以下である時に励磁突入電流と判定して出力を生じる励磁突入電流対策要素６１を備えて差動電流Ｉｄの平坦性を検出すると共に、差動電流Ｉｄの大きさが一定値以上変化した時に出力を生じるΔＩ要素３３を備え、さらに励磁突入電流対策要素６１の出力とΔＩ要素３３の出力との論理積演算の出力によって、差動要素５の出力を阻止するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には動作遅れなく確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０３１３】
（第１２の実施形態）
図１６は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０３１４】
なお、差動要素５の構成については、図１と同一であるため、図１６ではその構成の一部を割愛している。
【０３１５】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図１６に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素６８を備えた構成としている。
【０３１６】
この励磁突入電流対策要素６８は、平坦性演算部２１と、平坦判定演算部２２と、シフト演算部３８と、論理積演算回路３９と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。
【０３１７】
ここで、平坦性演算部２１、および平坦判定演算部２２は、前述した第１の実施形態の平坦性演算部２１、および平坦判定演算部２２の場合と同様の機能をそれぞれ有するものである。
【０３１８】
また、シフト演算部３８は、平坦判定演算部２２の出力を１サイクル遅らせるためのものである。
【０３１９】
さらに、論理積演算回路３９は、平坦判定演算部２２の出力（現時点の出力）とシフト演算部３８の出力（１サイクル前の出力）との論理積演算を行なうものである。
【０３２０】
さらにまた、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、論理積演算回路３９の出力を連続化するためのものである。
【０３２１】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０３２２】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０３２３】
図１６において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６８に導入され、平坦性演算部２１にて前述した（３）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の平均偏差Ｄが算出される。
【０３２４】
また、平坦判定演算部２２では、平均偏差Ｄが所定値ｋ以下となった時に、励磁突入電流と判定して出力が送出される。
【０３２５】
励磁突入電流は、変圧器鉄心飽和の関係により、電流が流れる期間と流れない期間の周期性が１サイクル毎に生じる。このため、励磁突入電流による平坦判定演算部２２の出力は、１サイクル毎に１回は必ず送出され、その出力は１サイクル毎の周期性を持つ断続出力である。
【０３２６】
一方、事故電流は、基本波電流もしくは不特定高調波電流の重畳したものであり、無電流期間を生じることはないが、希に、高調波の重畳の関係で過渡的な平坦部分を持つことが考えられる。
【０３２７】
図１７は、事故電流で過渡的な平坦部分を持つ場合の一例を示す図であり、差動電流ＩｄのＡ部で平均偏差Ｄは所定値ｋ以下となり、平坦判定演算部２２は単発的な出力を送出するが、この時の平坦判定演算部２２の出力は周期性を生じない。
【０３２８】
そして、これらの平坦判定演算部２２の出力をシフト演算部３８により１サイクル遅らせ、現時点の判定結果である平坦判定演算部２２出力と１サイクル前の判定結果であるシフト演算部３８の出力との論理積演算を論理積演算回路３９で行なうことにより、差動電流Ｉｄにおける平坦部分の周期性を見ることができる。
【０３２９】
図１８は、励磁突入電流と事故電流における周期性の検出の一例を示す図であり、励磁突入電流（ａ）は、平坦判定演算部２２の周期的な出力のために論理積演算回路３９の出力が生じるが、事故電流（ｂ）は、平坦判定演算部２２の単発的な出力のために論理積演算回路３９の出力は生じない。
【０３３０】
なお、励磁突入電流による論理積演算回路３９での論理積演算結果は断続出力であるため、復帰遅延タイマー２３により連続化して励磁突入電流対策要素６８の出力としている。
【０３３１】
これにより、励磁突入電流に対しては、確実に励磁突入電流対策要素６８が動作して差動リレー１の誤動作を防止し、また過渡的な平坦部分が生じるような事故電流に対しても、励磁突入電流対策要素６８の不要出力が生じず、差動リレー１は正常動作を行なうことができる。
【０３３２】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、この偏差値が一定値以下である時に生じる出力と１サイクル前の平坦判定演算２２出力とを比較して、両者の論理積条件の成立により出力を生じる励磁突入電流対策要素６８を備えて差動電流Ｉｄの周期性を検出するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０３３３】
（第１３の実施形態）
図１９は、本実施形態による変圧器保護用の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０３３４】
なお、差動要素５の構成については、図１と同一であるため、図１９ではその構成の一部を割愛している。
【０３３５】
すなわち、本実施形態の差動リレー１は、図１９に示すように、図１における励磁突入電流対策要素６１を省略し、これに代えて、新たな励磁突入電流対策要素６９を備えた構成としている。
【０３３６】
この励磁突入電流対策要素６９は、平坦性演算部２１と、シフト演算部４０と、最大値検出演算部４１と、平坦判定演算部４２と、復帰遅延タイマー２３とからなっている。
【０３３７】
ここで、平坦性演算部２１、前述した第１の実施形態の平坦性演算部２１の場合と同様の機能を有するものである。
【０３３８】
また、シフト演算部４０は、平坦性演算部２１の出力である平均偏差Ｄの値を１サイクル遅らせるためのものである。
【０３３９】
一方、最大値検出演算部４１は、平坦性演算部２１の出力である平均偏差Ｄと、シフト演算部４０の出力である平均偏差Ｄとの比較を行ない、いずれか大きい方の平均偏差ＤMAX を出力するものである。
【０３４０】
また、平坦判定演算部４２は、最大値検出演算部４１の出力である平均偏差ＤMAX が所定値ｋよりも小さいか否かを判定し、所定値ｋよりも小さい時に出力を生じるものである。
【０３４１】
さらにまた、復帰遅延タイマー２３は、１サイクル以上の遅延時間を持ち、平坦判定演算部４２の出力を連続化するためのものである。
【０３４２】
次に、以上のように構成した本実施形態の差動リレー１の作用について説明する。
【０３４３】
なお、差動要素５の作用については、前記図２２の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０３４４】
図１９において、差動要素５の差動電流演算部１４で導出された差動電流Ｉｄは、励磁突入電流対策要素６９に導入され、平坦性演算部２１にて前述した（３）式に基づく演算を行ない、差動電流Ｉｄの各ｓｐ毎における一定区間の平均偏差Ｄが算出される。
【０３４５】
そして、この平坦性演算部２１の出力である現時点の平均偏差をＤm とし、この平均偏差Ｄm をシフト演算部４０によって１サイクル遅らせ、この遅らせた平均偏差をＤm-96とする。
【０３４６】
一方、最大値検出部４１では、これらの平均偏差Ｄm と平均偏差Ｄm-96とを比較し、いずれか大きい方の標準偏差がＤMAX として出力される。
【０３４７】
また、平坦判定演算部４２では、最大値検出部４１の出力である平均偏差ＤMAX が所定値ｋ以下となった時に、励磁突入電流と判定して出力が送出される。
【０３４８】
励磁突入電流は、変圧器鉄心飽和の関係により、電流が流れる期間と流れない期間の周期性が１サイクル毎に生じる。このため、平坦性演算部２１で演算される平均偏差Ｄも、１サイクル毎に極小になる周期性を持った出力となり、現時点の平均偏差Ｄm と１サイクル前の平均偏差Ｄm-96とは等しい値となる。
【０３４９】
この結果、最大値検出演算部４１では、そのまま平均偏差Ｄm （＝Ｄm-96）を出力するため、平坦判定演算部４２の出力は、１サイクル毎に出力する周期性を持つ断続出力である。
【０３５０】
そして、平坦判定演算部４２の断続出力は、復帰遅延タイマー２３により連続化して励磁突入電流対策要素６９の出力としているため、差動リレー１の誤動作は生じない。
【０３５１】
一方、事故電流は、基本波電流もしくは不特定高調波電流の重畳したものであり、無電流期間を生じることはないが、希に、高調波の重畳の関係で、過渡的な平坦部分を持つことが考えられる。
【０３５２】
図２０は、事故電流で過渡的な平坦部分を持つ場合の一例を示す図であり、平坦性演算部２１の出力である平均偏差Ｄの変化を表わしたものである。
【０３５３】
図２０（ａ）は、平坦性演算部２１の出力と前述した第１の実施形態における平坦判定演算部２２の出力であり、平均偏差がＢの時点で所定値ｋ以下となり、図２０（ｂ）に示すように、平坦判定演算部２２が過渡的に単発出力している。
【０３５４】
これに対し、図２０（ｃ）は、図２０（ａ）の平坦性演算部２１の出力の平均偏差Ｄm と、その出力をシフト演算部４０を通して得られた平均偏差Ｄm-96とを比較した最大値検出演算部４１の出力（平均偏差ＤMAX ）であり、例えば、図２０（ａ）の現時点での平均偏差Ｂの値と、その１サイクル前の平均偏差Ｃの値との比較を行ない、いずれかの大きい方（ここではＣ）を、図２０（ｃ）の最大値検出演算部４１の平均偏差Ｄの値として出力するため、平均判定演算部４２は動作せず、励磁突入電流対策要素６９が出力を生じることはなく、差動リレー１は正常動作を行なうことができる。
【０３５５】
上述したように、本実施形態においては、差動電流Ｉｄの１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、現時点の偏差値と１サイクル前の偏差値とを比較して、いずれか大きい方の偏差値が所定値ｋ以下となった時に出力を生じる励磁突入電流対策要素６９を備えて差動電流Ｉｄの周期性を検出するようにしたので、励磁突入電流の大きさに関係なく、励磁突入電流と事故電流をより一層確実に区別することができ、前述した従来では適用が困難であった、内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器Ｔｒに対しても、変圧器励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器を得ることができる。
【０３５６】
尚、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、次のようにしても同様に実施することができるものである。
【０３５７】
（ａ）前述の各実施形態では、変圧器Ｔｒが２巻線変圧器である場合を例として説明したが、これに限らず、３巻線以上の複数端子を有する変圧器保護用の差動リレーについても、本発明を同様に適用することが可能である。
【０３５８】
（ｂ）Ａ／Ｄ変換のサンプリング周波数は、瞬時値のバラツキを見ることで、事故電流と励磁突入電流とを区別できる値であれば、特に前記した４．８ｋＨｚに限定されるものではない。
【０３５９】
（ｃ）上記第７の実施形態では、差動判定演算部１６の出力による起動条件を平坦判定演算部３１に対して与える場合について説明したが、これに限らず、差動判定演算部１６の出力による起動条件を、平坦性演算部２１の起動条件としてよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３６０】
（ｄ）上記第７の実施形態では、第１の実施形態における平坦判定演算部２２に適用した場合について説明したが、これに限らず、上記第２乃至第６の実施形態における各平坦判定演算部２４，２５，２７，２８，２９に対して、差動判定演算部１６の出力による起動条件を与えるようにしてもよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３６１】
（ｅ）上記第８の実施形態では、第１の実施形態における差動要素５の出力と励磁突入電流対策要素６１の出力との論理器演算の動作出力により、差動要素５の出力を遅延する動作遅延タイマー３０の出力を阻止する場合について説明したが、これに限らず、上記第２乃至第６の実施形態における差動要素５の出力と各々の励磁突入電流対策要素６２，６３，６４，６５，６６の出力との論理器演算の動作出力により、差動要素５の出力を遅延する動作遅延タイマー３０の出力を阻止するようにしてもよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３６２】
（ｆ）上記第９の実施形態では、ΔＩ要素３３の出力による起動条件を平坦判定演算部３１に対して与える場合について説明したが、これに限らず、ΔＩ要素３３の出力による起動条件を、平坦性演算部２１の起動条件としてよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３６３】
（ｇ）上記第９の実施形態では、第１の実施形態における平坦判定演算部２２（３１）に適用した場合について説明したが、これに限らず、上記第２乃至第６の実施形態における各平坦判定演算部２４，２５，２７，２８，２９に対して、ΔＩ要素３３の出力による起動条件を与えるようにしてもよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３６４】
（ｈ）上記第１０の実施形態では、論理和演算回路３６の出力による起動条件を平坦判定演算部３１に対して与える場合について説明したが、これに限らず、論理和演算回路３６の出力による起動条件を、平坦性演算部２１の起動条件としてよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３６５】
（ｉ）上記第１０の実施形態では、第１の実施形態における平坦判定演算部２２（３１）に適用した場合について説明したが、これに限らず、上記第２乃至第６の実施形態における各平坦判定演算部２４，２５，２７，２８，２９に対して、ΔＩ要素３３の出力による起動条件を与えるようにしてもよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３６６】
（ｊ）上記第１１の実施形態では、差動電流ＩｄによるΔＩ要素を適用した場合について説明したが、これに限らず、各々の入力電流によるΔＩ要素としてもよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３６７】
（ｋ）上記第１１の実施形態では、第１の実施形態における平坦判定演算部２２の出力とΔＩ要素３３の出力との論理積演算の出力によって、差動要素５の出力を阻止する場合について説明したが、これに限らず、上記第２乃至第６の実施形態における各平坦判定演算部２４，２５，２７，２８，２９の出力と、ΔＩ要素３３の出力との論理積演算の出力によって、差動要素５の出力を阻止するようにしてもよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３６８】
（ｌ）上記第１２の実施形態では、現時点と１サイクル前の平坦判定演算部２２の各出力を比較する場合について説明したが、これに限らず、現時点と複数サイクル前の平坦判定演算部２２の各出力を比較するようにしてもよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３６９】
（ｍ）上記第１２の実施形態では、第１の実施形態における平坦判定演算部２２の現時点の出力と１サイクルあるいは複数サイクル前の出力との比較を行なう場合について説明したが、これに限らず、上記第２乃至第６の実施形態における各平坦判定演算部２４，２５，２７，２８，２９の現時点の出力と１サイクルあるいは複数サイクル前の出力との比較を行なうようにしてもよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３７０】
（ｎ）上記第１３の実施形態では、現時点と１サイクル前の各平均偏差の値を比較する場合について説明したが、これに限らず、現時点と複数サイクル前の各平均偏差の値を比較するようにしてもよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３７１】
（ｏ）上記第１３の実施形態では、第１の実施形態における平均偏差Ｄの現時点の値と１サイクルあるいは複数サイクル前の値との比較を行なう場合について説明したが、これに限らず、上記第２および第３の実施形態における平均偏差の比（Ｄ0 ／Ｄmax ）、（Ｄ0 ／｜Ｉｄ1f｜）、あるいは上記第４乃至第６の実施形態における標準偏差σ、標準偏差の比（σ0 ／σmax ）、（σ0 ／｜Ｉｄ1f｜）の現時点の値と１サイクルあるいは複数サイクル前の値との比較を行なうようにしてもよく、前述の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０３７２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、変圧器励磁突入電流と変圧器内部事故電流との波形の違い、すなわち励磁突入電流は、１サイクル中に被保護対象である変圧器鉄心の磁束飽和によって電流が流れる区間と、変圧器鉄心の飽和が解けて電流が流れない一定区間の平坦部分（無電流期間）とが必ず存在するのに対し、事故電流は、基本波電流もしくは不特定多数の高調波電流の重畳のため、一定区間の平坦部分が生じないことに着目し、差動電流の平坦性を、平均偏差、標準偏差、あるいはこれらに基づく値を演算して、その値が所定の値以下である時に励磁突入電流と判定する励磁突入電流対策要素を備えて、励磁突入電流と事故電流とを確実に区別することにより、従来では適用が困難であった内部事故電流に第２調波近傍の高調波電流を含むような電力系統の変圧器に対しても、励磁突入電流では確実に不動作となり、変圧器内部事故時には確実に動作することが可能なデジタル形保護継電器が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第１の実施形態を示す機能ブロック図。
【図２】事故電流波形と励磁突入電流波形の特徴を示す波形図。
【図３】同第１の実施形態のデジタル形保護継電器における作用を説明するための図。
【図４】同第１の実施形態のデジタル形保護継電器における作用を説明するための図。
【図５】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第２の実施形態を示す機能ブロック図。
【図６】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第３の実施形態を示す機能ブロック図。
【図７】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第４の実施形態を示す機能ブロック図。
【図８】同第４の実施形態のデジタル形保護継電器における作用を説明するための図。
【図９】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第５の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１０】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第６の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１１】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第７の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１２】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第８の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１３】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第９の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１４】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第１０の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１５】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第１１の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１６】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第１２の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１７】同第１２の実施形態のデジタル形保護継電器における作用を説明するための図。
【図１８】同第１２の実施形態のデジタル形保護継電器における作用を説明するための図。
【図１９】本発明によるデジタル形保護継電器（差動リレー）の第１３の実施形態を示す機能ブロック図。
【図２０】同第１３の実施形態のデジタル形保護継電器における作用を説明するための図。
【図２１】変圧器に差動リレーを適用した場合の一例を示す回路図。
【図２２】従来の差動リレーの構成例を示す機能ブロック図。
【符号の説明】
Ｇ…電力系統電源、
ＣＢ…遮断器、
ＣＴ１，ＣＴ２…変流器（ＣＴ）、
Ｔｒ…変圧器、
１…差動リレー、
２…変成器（ＣＴ）、
３…Ａ／Ｄ変換器、
４…ＣＰＵ、
５…差動要素、
６…励磁突入電流対策要素（２ｆ要素）、
１１，１２…振幅値演算部、
１３…抑制電流（スカラー和）演算部、
１４…差動電流（ベクトル和）演算部、
１５…振幅値演算部、
１６…差動判定演算部、
１７…振幅値演算部、
１８…２ｆ判定演算部、
１９…ＮＯＴ（反転）演算回路、
２０，３２，３７，３９…論理積（ＡＮＤ）演算回路、
２１，２６…平坦性演算部、
２２，２４，２５，２７，２８，２９，３１，４２…平坦判定演算部、
２３，３５…復帰遅延タイマー、
３０…動作遅延タイマー、
３３…電流変化幅（ΔＩ）検出要素、
３４…ΔＩ判定演算部、
３６…論理和（ＯＲ）演算回路、
３８，４０…シフト演算部、
４１…最大値検出演算部、
６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９…励磁突入電流対策要素。
Claims (13)
- 複数の端子を有する被保護対象を挟んで各相毎の交流電流を導入し、当該導入された交流電流を各々一定時間間隔でサンプリングしてデジタル量に変換し、当該変換されたデジタル量を用いて各相毎の差動電流を演算し、当該演算された差動電流に基づく電気量が所定の値以上である時に内部事故と判定して出力を生じる第１の判定手段を有する差動保護要素を備えたデジタル形保護継電器において、
前記演算された差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、かつ当該求められた偏差値が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、
前記励磁突入電流対策要素の出力により、前記差動保護要素の出力を阻止するようにしたことを特徴とするデジタル形保護継電器。 - 複数の端子を有する被保護対象を挟んで各相毎の交流電流を導入し、当該導入された交流電流を各々一定時間間隔でサンプリングしてデジタル量に変換し、当該変換されたデジタル量を用いて各相毎の差動電流を演算し、当該演算された差動電流に基づく電気量が所定の値以上である時に内部事故と判定して出力を生じる第１の判定手段を有する差動保護要素を備えたデジタル形保護継電器において、
前記演算された差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、かつ当該求められた偏差値と当該偏差値を求めた区間を含む過去１サイクルまたは１サイクル以内の他の一定区間での最大値偏差値Ｄmax との比（Ｄ／Ｄmax ）が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、
前記励磁突入電流対策要素の出力により、前記差動保護要素の出力を阻止するようにしたことを特徴とするデジタル形保護継電器。 - 複数の端子を有する被保護対象を挟んで各相毎の交流電流を導入し、当該導入された交流電流を各々一定時間間隔でサンプリングしてデジタル量に変換し、当該変換されたデジタル量を用いて各相毎の差動電流を演算し、当該演算された差動電流に基づく電気量が所定の値以上である時に内部事故と判定して出力を生じる第１の判定手段を有する差動保護要素を備えたデジタル形保護継電器において、
前記演算された差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量として、各瞬時値と瞬時値のＮ個の平均値との差をｘ乗（ｘ＝１，２，…，ｘ）した値の総和をＮで除した偏差値を求め、かつ当該求められた偏差値と前記演算された差動電流の大きさを示す量Ｉとの比（Ｄ／Ｉ）が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、
前記励磁突入電流対策要素の出力により、前記差動保護要素の出力を阻止するようにしたことを特徴とするデジタル形保護継電器。 - 複数の端子を有する被保護対象を挟んで各相毎の交流電流を導入し、当該導入された交流電流を各々一定時間間隔でサンプリングしてデジタル量に変換し、当該変換されたデジタル量を用いて各相毎の差動電流を演算し、当該演算された差動電流に基づく電気量が所定の値以上である時に内部事故と判定して出力を生じる第１の判定手段を有する差動保護要素を備えたデジタル形保護継電器において、
前記演算された差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、かつ当該求められた標準偏差σの値が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、
前記励磁突入電流対策要素の出力により、前記差動保護要素の出力を阻止するようにしたことを特徴とするデジタル形保護継電器。 - 複数の端子を有する被保護対象を挟んで各相毎の交流電流を導入し、当該導入された交流電流を各々一定時間間隔でサンプリングしてデジタル量に変換し、当該変換されたデジタル量を用いて各相毎の差動電流を演算し、当該演算された差動電流に基づく電気量が所定の値以上である時に内部事故と判定して出力を生じる第１の判定手段を有する差動保護要素を備えたデジタル形保護継電器において、
前記演算された差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、かつ当該求められた標準偏差σと当該標準偏差σを求めた区間を含む過去１サイクルまたは１サイクル以内の他の一定区間での最大偏差値σmax との比（σ／σmax ）が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、
前記励磁突入電流対策要素の出力により、前記差動保護要素の出力を阻止するようにしたことを特徴とするデジタル形保護継電器。 - 複数の端子を有する被保護対象を挟んで各相毎の交流電流を導入し、当該導入された交流電流を各々一定時間間隔でサンプリングしてデジタル量に変換し、当該変換されたデジタル量を用いて各相毎の差動電流を演算し、当該演算された差動電流に基づく電気量が所定の値以上である時に内部事故と判定して出力を生じる第１の判定手段を有する差動保護要素を備えたデジタル形保護継電器において、
前記演算された差動電流の１サイクル中の一定区間のＮ個の瞬時値ｉm 〜ｉm-(N-1) のバラツキ（平坦性）を表わす量としての標準偏差σを求め、かつ当該求められた標準偏差σと前記演算された差動電流の大きさを示す量Ｉとの比（σ／Ｉ）が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、
前記励磁突入電流対策要素の出力により、前記差動保護要素の出力を阻止するようにしたことを特徴とするデジタル形保護継電器。 - 前記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のデジタル形保護継電器において、
前記差動保護要素の出力の送出を条件に前記第２の判定手段の動作を起動し、また当該差動保護要素の出力の復帰を条件に前記第２の判定手段の動作を停止するように前記励磁突入電流対策要素を構成すると共に、
前記差動保護要素の出力を所定時間動作遅延する動作遅延手段を付加し、
前記励磁突入電流対策要素の出力により、前記動作遅延手段の出力を阻止するようにしたことを特徴とするデジタル形保護継電器。 - 前記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のデジタル形保護継電器において、
前記差動保護要素の出力を所定時間動作遅延する動作遅延手段と、
前記差動保護要素の出力と励磁突入電流対策要素の出力との論理積を演算する第１の論理積演算手段とを付加し、
前記第１の論理積演算手段の出力により、前記動作遅延手段の出力を阻止するようにしたことを特徴とするデジタル形保護継電器。 - 前記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のデジタル形保護継電器において、
前記演算された差動電流の大きさが一定値以上変化した時に出力を生じる第３の判定手段、および当該第３の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する第２の復帰遅延手段を有する電流変化幅検出要素を備え、
前記電流変化幅検出要素の出力の送出を条件に前記励磁突入電流対策要素の第２の判定手段の動作を起動し、また当該電流変化幅検出要素の出力の復帰を条件に前記励磁突入電流対策要素の第２の判定手段の動作を停止するようにしたことを特徴とするデジタル形保護継電器。 - 前記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のデジタル形保護継電器において、
前記デジタル量に変換された各端子の導入電気量のうちのいずれかの端子電流または全ての端子電流の大きさが一定値以上変化した時に出力を生じる第３の判定手段、および当該第３の判定手段の出力を各々所定時間遅延する第２の復帰遅延手段を有する複数の電流変化幅検出要素を備え、
前記各々の電流変化幅検出要素のうちの少なくとも１つ以上の電流変化幅検出要素の出力の送出を条件に前記励磁突入電流対策要素の第２の判定手段の動作を起動し、また当該各々の電流変化幅検出要素の全ての出力の復帰を条件に前記励磁突入電流対策要素の第２の判定手段の動作を停止するようにしたことを特徴とするデジタル形保護継電器。 - 前記請求項９または請求項１０に記載のデジタル形保護継電器において、
前記電流変化幅検出要素の出力と励磁突入電流対策要素の出力との論理積を演算する第２の論理積演算手段を付加し、
前記第２の論理積演算手段の出力により、前記差動保護要素の出力を阻止するようにしたことを特徴とするデジタル形保護継電器。 - 前記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のデジタル形保護継電器において、
前記第２の判定手段の現時点の出力と当該第２の判定手段の１サイクルまたは複数サイクル前の出力との論理積を演算する第３の論理積演算手段を付加し、
前記第３の論理積演算手段の出力を、前記復帰遅延手段の入力とするようにしたことを特徴とするデジタル形保護継電器。 - 複数の端子を有する被保護対象を挟んで各相毎の交流電流を導入し、当該導入された交流電流を各々一定時間間隔でサンプリングしてデジタル量に変換し、当該変換されたデジタル量を用いて各相毎の差動電流を演算し、当該演算された差動電流に基づく電気量が所定の値以上である時に内部事故と判定して出力を生じる第１の判定手段を有する差動保護要素を備えたデジタル形保護継電器において、
励磁突入電流を判定するバラツキを表わす各々の電気量（平均偏差または平均偏差の比、もしくは標準偏差または標準偏差の比）の現時点の値と１サイクルまたは複数サイクル前の値とを比較していずれかの大きい方の値を求め、かつ当該大きい方の値が一定値以下か否かを判定して一定値以下の時に出力を生じる第２の判定手段、および当該第２の判定手段の出力を所定時間復帰遅延する復帰遅延手段を有する励磁突入電流対策要素を備え、
前記励磁突入電流対策要素の出力により、前記差動保護要素の出力を阻止するようにしたことを特徴とするデジタル形保護継電器。
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