JP3760759B2 - 過電流継電装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、過電流を検出するメインリレー要素と、不足電圧を検出するフェイルセーフリレー要素とで二重化された遮断器のトリップ回路部により、送電線の過電流を検出して送り出し側電気所の遮断器をトリップ開放し、その後、遮断器を再閉路投入する過電流継電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の過電流継電装置は例えば図６の単線結線図に示す６６kVの送電線１の系統に設けられる。
【０００３】
この系統は、送り出し側電気所としてのＡ変電所２から遮断器３を介して引出された送電線１に、負荷側電気所等としての例えばＢ，Ｃ変電所４，５の遮断器６，変圧器７の１次側７ａを接続して形成される。
【０００４】
そして、過電流継電装置８はＡ変電所２に設けられ、送電線１の遮断器３より電源側に接続された計器用変圧器９の電圧Ｖの計測信号，計器用変流器１０の電流Ｉの計測信号に基づき、送電線１の各相の電圧，電流を監視し、送電線１の短絡，地絡の送電線事故（線路事故）及び変電所４，５の変圧器７の２次側７ｂ（負荷側）の事故（変圧器２次側事故）が発生すると、遮断器３にトリップ指令を供給して遮断器３をトリップ開放し、送電を停止する。
【０００５】
さらに、時限動作で遮断器３を一定時間後に再閉路投入し、このとき、例えば変電所４，５の変圧器７の２次側７ｂの事故があった負荷系統が切り離されていると、遮断器３はトリップ開放せず、健全な系統の送電が復旧する。
【０００６】
一方、前記の再閉路投入後も事故が続いていると、事故検出により、再び遮断器３にトリップ指令を供給して遮断器３を再びトリップ開放し、送電を停止する。
【０００７】
ところで、過電流継電装置８は遮断器３に前記のトリップ指令を供給するため、例えばデジタルリレーで形成された図７のトリップ回路部１１を有する。
【０００８】
このトリップ回路部１１は、過電流検出で動作するメインリレー要素部１２と、不足電圧検出で動作するフェイルセーフ要素部１３と、両要素部１２，１３の出力の同時入力によりトリップ指令を出力する主出力部としてのアンドゲート１４とを備え、トリップ指令の信頼性の向上を図る。
【０００９】
つぎに、要素部１２，１３について説明する。なお、図中の（ ）内の数字等は制御器具番号を示す。
まず、メインリレー要素部１２は、送電線１の各相の過電流を検出する第１，第２の過電流リレー１５ａ，１５ｂを有する。
【００１０】
そして、事故電流の大きい送電線事故が発生したときは、事故相の電流が送電線事故対応の過電流リレー１５ａの動作電流整定値を上回り、過電流リレー１５ａが直ちに動作し、図中の「１」，「２」，「３」の各相の出力端子から、ハイレベルの第１の過電流検出信号を出力する。
【００１１】
また、変圧器７の２次側７ｂで事故が発生したときは、事故電流が送電線事故の場合より少なく、事故相の電流が過電流リレー１５ａの動作電流整定値より小さい過電流リレー１５ｂの動作電流整定値を上回り、変圧器２次側対応の過電流リレー１５ｂのみが動作し、その各相の出力端子からハイレベルの第２の過電流検出信号を出力する。
【００１２】
なお、過電流リレー１５ｂは送電線事故が発生したときにも動作して過電流検出信号を出力する。
【００１３】
そして、両過電流リレー１５ａ，１５ｂの各相の過電流検出信号を、オアゲート１６ａ，１６ｂを介してタイマ回路からなる第１，第２の過電流検出遅延回路１７ａ，１７ｂそれぞれに供給する。
【００１４】
このとき、遅延回路１７ａは遮断器３を瞬時遮断するため、その遅延時間が瞬時遮断の例えば０．５秒に整定され、オアゲート１６ａから入力された過電流検出信号を０．５秒遅延して出力し、遅延回路１７ｂは遮断器３を時限遮断するため、その遅延時間が時限遮断の例えば１秒に整定され、オアゲート１６ｂから入力された過電流検出信号を１秒遅延して出力する。なお、遅延回路１７ａ，１７ｂは過電流検出信号の入力中にのみ動作し、遅延時間経過前に過電流検出信号が消失したときは、動作を停止してつぎの信号遅延に備える。
【００１５】
また、遮断器３の状態表示の接点信号に基づき、遮断器入検出部１８は、遮断器３が切状態から入状態に変化したときにローレベルからハイレベルに変化する状態信号を形成し、この状態信号を論理インバータ１９によりレベル反転してタイマ回路からなる時限短縮遅延回路２０に供給する。
【００１６】
そして、この遅延回路２０は再閉路投入に基づく遮断器３のトリップ開放を無条件に高速に行うため、立下り、立上りの遅延時間が前記の瞬時遮断の０．５秒より短い０．３秒，０．１秒に設定され、インバータ１９でレベル反転した状態信号のハイレベル（切状態）からローレベル（入状態）への立下りの変化を０．３秒遅くし、ローレベルからハイレベルへの立上りの変化を０．１秒遅延する。
【００１７】
さらに、オアゲート１６ｂの出力信号と遅延回路２０の出力信号とを時限短縮ゲート部としてのアンドゲート２１に供給し、遮断器３の切状態で変圧器２次側事故を検出すると、アンドゲート２１から、直ちにトリップ開放高速化用のハイレベルの時限短縮信号を出力する。
【００１８】
そして、遅延回路１７ａ，１７ｂの検出信号，アンドゲート２１の時限短縮信号をメイン側出力部としてのオアゲート２２に供給し、それらの信号のオアゲート信号を、メインリレー要素１２のハイレベルの出力信号として、オアゲート２２からアンドゲート１４に送る。
【００１９】
つぎに、フェイルセーフリレー要素１３は送電線事故対応の不足電圧リレー２３，変圧器２次側事故対応の変化幅形不足電圧リレー２４が設けられ、送電線事故により送電線１の各相の電圧が、計測信号換算で例えば１１０Ｖの定格値から７０Ｖの送電線事故検出の整定値に大幅に低下したときに、不足電圧リレー２３が動作して相毎のハイレベルの不足検出信号をオアゲート２５に出力する。
【００２０】
そして、オアゲート２５のハイレベルの出力信号を、フェイルセーフ側出力部としてのオアゲート２６からアンドゲート１４に供給する。
【００２１】
また、変圧器２次側事故が発生したときは、この事故に基づく、送電線１の各相の電圧の低下幅が不足電圧リレー２４の変圧器２次側事故検出の整定値以上になり、不足電圧リレー２４が動作して相毎のハイレベルパルスの不足検出信号をオアゲート２７に出力する。
【００２２】
さらに、このオアゲート２７のハイレベルパルスの不足検出信号をタイマ回路からなる不足電圧検出遅延回路２８に供給し、その信号幅を、事故発生から遮断器３のトリップ開放までの時間より十分に長い時間，例えば３．１秒に引伸し、引伸した信号をオアゲート２６を介してアンドゲート１４に供給する。
【００２３】
したがって、送電線事故が発生したときは、過電流リレー１５ａの検出信号がオアゲート１６ａ，遅延回路１７ａ、オアゲート２２を介してアンドゲート１４に供給され、同時に、不足電圧リレー２３の検出信号がオアゲート２５，２６を介してアンドゲート１４に供給され、直ちに、アンドゲート１４からトリップ指令の信号が出力され、この信号により遮断器３がトリップ開放されて送電線１の瞬時遮断が行われる。
【００２４】
なお、事故発生時は、それ以前から遮断器３が入状態で、遅延回路２０の出力信号がローレベルであるため、アンドゲート２１はオフし、この状態で過電流リレー１５ｂの検出信号がオアゲート１６ｂからアンドゲート２１に供給されても、アンドゲート２１の出力信号はローレベルに保たれ、インバータ１９，遅延回路２０，アンドゲート２１が形成する再閉路投入時のトリップ開放の時限短縮回路２９は機能しない。
【００２５】
また、変圧器２次側事故が発生したときは、不足電圧リレー２４の検出信号がオアゲート２７を介して遅延回路２８に供給され、この遅延回路２８により、不足電圧リレー２４の出力信号が、その信号幅を３．１秒に十分に長く引伸してオアゲート２６からアンドゲート１４に供給され、遅延回路２８から信号が出力されている間に過電流リレー１５ｂの検出信号がオアゲート１６ｂ，遅延回路１７ｂ，オアゲート２２を介してアンドゲート１４に供給され、事故の発生から１秒程度後にアンドゲート１４からトリップ指令の信号が出力され、この信号により遮断器３がトリップ開放されて送電線１の時限遮断が行われる。
【００２６】
なお、この変圧器２次側事故の発生時も、前記の再閉路投入の時限短縮回路２９は機能しない。
【００２７】
つぎに、送電線事故，変圧器２次側事故のいずれかによって遮断器３がトリップ開放されて「切り」の状態になると、時限動作で一定時間後に遮断器３は再閉路投入され、この再閉路投入時に事故が復旧していなければ、遮断器３をトリップ開放し、送電線１を再び停電する。
【００２８】
そして、この再閉路投入に基づく遮断器３の開放（切制御）は、時限短縮回路２９を設けなければ、事故発生時と同様、遅延回路１７ａ，１７ｂの出力信号に基づき、０．５秒，１秒遅れてアンドゲート１４からトリップ指令を出力して行われるが、時限短縮回路２９を設けた場合は、再閉路投入によって遮断器３が切から入に変化したときに、その状態信号の立下りの変化がインバータ１１を介して遅延回路２０で引伸ばされて遅れ、ハイレベルの状態信号が遅延回路２０からアンドゲート２１に供給された状態で過電流リレー１５ｂからオアゲート１６ｂを介してアンドゲート２１にハイレベルの検出信号が供給され、アンドゲート２１が時限短縮信号を出力する。
【００２９】
そして、この時限短縮信号がアンドゲート２１から、オアゲート２２を介してアンドゲート１４に供給され、このとき、不足電圧リレー２３，２４の検出信号に基づいてオアゲート２６からもアンドゲート１４にハイレベルの信号が供給され、アンドゲート１４がトリップ指令の信号を出力して遮断器３をトリップ開放する。
【００３０】
この場合、時限短縮回路２９により遅延回路１７ｂのバイパス路が形成され、再閉路投入による事故の発生により、送電線事故，変圧器２次側事故のいずれであっても、直ちに時限短縮回路２９からオアゲート２２を介してアンドゲート１４にハイレベルの信号が供給されて遮断器３がすみやかにトリップ開放される。
【００３１】
すなわち、後述の励磁突入電流を無視した場合、図８のタイミングチャートに示すように、時刻ｔａに遮断器３が再閉路投入され、この投入時に例えば変圧器２次側事故が復旧していなかったとすると、メインリレー要素１２においては、過電流リレー１５ａは不動作で事故を検出せず、その出力はローレベル（Ｌ）に保たれるが、過電流リレー１５ｂは動作して事故を検出し、その出力が時刻ｔａから過電流リレーの動作判定に伴う微小時間Δ1 （＝４０msec）後に直ちにハイレベル（Ｈ）になり、過電流検出信号を出力する。
【００３２】
なお、図８において、（ａ）は送電線１の電圧Ｖ、（ｂ）は送電線１の電流Ｉ、（ｃ）は遮断器３の入，切の状態、（ｄ）は過電流リレー１５ａの出力、（ｅ）は遅延回路１７ａの０．５秒整定出力、（ｆ）は過電流リレー１５ｂの出力、（ｇ）は遅延回路１７ｂの１秒整定出力、（ｈ）は遅延回路２０の出力、（ｉ）はアンドゲート２１の出力、（ｊ）は変化幅形不足電圧リレー２４の出力、（ｋ）は遅延回路２８の出力、（ｌ）は不足電圧リレー２３の出力、（ｍ）はアンドゲート１４の出力（トリップ指令）である。
【００３３】
そして、過電流リレー１５ａの後段の遅延回路１７ａは遅延時間τ1 が０．５秒に整定され、この場合、τ1 経過する前に、過電流リレー１５ａの検出信号が消失し、遅延回路１７ａが動作を停止するため、その出力信号はτ1 経過してもローレベルに保たれる。
【００３４】
また、過電流リレー１５ｂの後段の遅延回路１７ｂは遅延時間τ2 が１秒に整定され、遅延回路１７ａと同様にして、その出力信号もローレベルに保たれる。
【００３５】
そして、過電流リレー１５ｂの検出信号と遅延回路２０の信号とに基づき、アンドゲート２１の出力信号が時刻ｔａからΔ1 後にハイレベルになり、このハイレベルの出力信号がオアゲート２２を介してアンドゲート１４に供給される。
【００３６】
一方、フェイルセーフリレー要素１３においては、変圧器２次側事故であるため、不足電圧リレー２３は不動作でその出力信号はローレベルに保たれ、不足電圧リレー２４は動作して再閉路投入からΔ1 後にパルス状の検出信号を出力し、この信号が遅延回路２８に供給される。
【００３７】
そして、遅延回路２８は前記検出信号の終端を、その信号幅τ4 が３．１秒に引伸されるように遅延し、その出力信号が時刻ｔａから３．１秒間ハイレベルになり、この出力信号をオアゲート２６を介してアンドゲート１４に供給する。
【００３８】
したがって、アンドゲート１４は過電流リレー１５ｂが検出信号を出力すると、直ちにトリップ指令のハイレベルの信号を出力し、再閉路投入された遮断器３を、トリップリレー（図示せず）の動作時間（１０msec）と遮断器３の開極時間（約５０msec）とを加えた微小時間Δ２（＝約６０msec）経過後の時刻ｔｂにトリップ開放し、送電線１を直ちに遮断する。
【００３９】
なお、時刻ｔｂから約５０msecの微小時間Δ3 が経過したときに、過電流リレー１５ｂの出力がオフする。
【００４０】
そして、時限短縮回路２９がなければ、遅延回路１７ｂの１点鎖線に示す１秒後の出力信号と、遅延回路２８の出力信号とに基づき、時刻ｔａからΔ1 ＋１秒経過するまでアンドゲート１４がトリップ指令の信号を出力せず、再閉路投入された遮断器３をすみやかにトリップ開放することができない。
【００４１】
また、送電線事故が発生したときは、時限短縮回路２９のアンドゲート２１の出力信号がオアゲート２２を介してアンドゲート１４に供給されるとともに、遅延回路２８の出力信号の代わりに不足電圧リレー２３の検出信号がオアゲート２５，２６を介してアンドゲート１４に供給され、前記の変圧器２次側事故が発生した場合と同様に、遮断器３がすみやかにトリップ開放される。
【００４２】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の過電流継電装置の場合、トリップ回路部８に時限短縮回路２９を設けたため、遮断器３の再閉路投入時、負荷側変電所４，５の変圧器７の励磁突入電流が大きく、とくに、送電線１に複数の変圧器７が接続されていると、それらの励磁突入電流が過電流リレー１５ｂの動作電流整定値を上回る事態が発生し、事故と無関係に、変圧器２次側事故に対応する過電流リレー１５ｂ及び変化幅形不足電圧リレー２４が動作し、アンドゲート１４からトリップ指令が出力されて遮断器３が誤ってトリップ開放され、遮断器３による送電線１の不要遮断が行われる問題点がある。
【００４３】
なお、過電流リレー１５ｂの動作電流整定値を前記の励磁突入電流より大きくすると、変圧器２次側事故に対して過電流リレー１５ｂが不動作になり、事故検出が困難になる。
【００４４】
本発明は、前記の時限短縮回路２９を設けて再閉路投入時の遮断器のトリップ開放を高速化したこの種の過電流継電装置において、送電線の負荷側電気所等の変圧器の励磁突入電流による送り出し側電気所の遮断器の不要遮断を確実に防止することを課題とする。
【００４５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明の過電流検出装置は、送り出し側電気所から遮断器を介して引出された送電線に負荷側電気所等の変圧器１次側が接続された系統の送電線事故及び変圧器２次側事故の検出により、遮断器をトリップ開放し、時限動作で前記遮断器を再閉路投入する過電流継電装置であって、
遮断器のトリップ指令を出力するトリップ回路部に、過電流検出のメインリレー要素部と、不足電圧検出のフェイルセーフリレー要素部と、両要素部の出力信号の同時入力によりトリップ指令を出力する主出力部とを備え、
メインリレー要素部に、
送電線の電流が送電線事故により整定値以上になるときに動作して第１の過電流検出信号を出力する送電線事故対応の第１の過電流リレーと、
整定値が第１の過電流リレーの整定値より小さく、送電線の電流が送電線事故，変圧器２次側事故により整定値以上になるときに動作して第２の過電流検出信号を出力する変圧器２次側事故対応の第２の過電流リレーと、
第１の過電流検出信号を瞬時遮断の整定時間遅延して出力する第１の過電流検出遅延回路と、
第２の過電流検出信号を瞬時遮断の整定時間より長い時限遮断の整定時間遅延して出力する第２の過電流検出遅延回路と、
遮断器の入から切，その逆の変化により２値変化する状態信号を第１の過電流検出遅延回路の整定時間より短い時間遅延して出力する時限短縮遅延回路と、
遮断器の入から時限短縮遅延回路の出力信号が入に変化するまでの間の第２の過電流検出信号の入力によりトリップ開放の時限短縮信号を出力する時限短縮ゲート部と、
両過電流検出信号，時限短縮信号のオアゲート信号をメインリレー要素の出力信号として主出力部に供給するメイン側出力部とを設け、
フェイルセーフリレー要素部に、
送電線の電圧が送電線事故により整定値以下になるときに不足電圧検出信号を出力する送電線事故対応の不足電圧リレーと、
送電線の電圧の低下幅が送電線事故，変圧器２次側事故により整定値以上になるときに不足電圧検出信号を出力する変圧器２次側事故対応の変化幅形不足電圧リレーと、
変化幅形不足電圧リレーの不足電圧検出信号を遮断器の再閉路投入から第２の過電流検出遅延回路の整定時間より長い信号幅に引伸ばす不足電圧検出遅延回路と、
状態信号を時限短縮遅延回路の遅延時間より長く第１の過電流検出遅延回路の整定時間より短い時間遅延して形成した出力阻止信号により、不足電圧検出遅延回路の出力信号の出力阻止信号と重なる前縁部分を切除する不要遮断阻止回路と、
送電線事故対応の不足電圧検出リレーの不足電圧検出信号，不要遮断阻止回路の出力信号のオアゲート信号をフェイルセーフリレー要素部の出力信号として主出力部に供給するフェイルセーフ側出力部とを設ける。
【００４６】
したがって、遮断器が再閉路投入されると、この投入に基づく遮断器の切から入の変化に応動してその状態信号が切から入に変化し、このとき、負荷側電気所等の変圧器の励磁突入電流により、送電線の電流が第２の過電流リレーの整定値以上になると、メインリレー要素部においては、時限短縮ゲート部が時限短縮信号を出力し、この信号に基づき、メイン側出力部から主出力部にメインリレー要素部の出力信号を供給する。
【００４７】
一方、フェイルセーフリレー要素部においては、前記の励磁突入電流により変化幅形不足電圧リレーが動作すると、その検出信号の信号幅を引伸ばした不足電圧検出遅延回路の出力信号の遮断器の投入から一定時間の前縁部分が不要遮断阻止回路により切除されて短くなり、その信号がフェイルセーフ側出力部から主出力部にフェイルセーフリレー要素部の出力信号として供給される。
【００４８】
そのため、遮断器の再閉路投入から一定時間は主出力部のトリップ指定の出力が禁止され、この間に前記の励磁突入電流が過電流として誤検出されても、主出力部からトリップ指令が出力されず、遮断器の不要遮断が確実に防止される。
【００４９】
そして、不要遮断阻止回路は、
遮断器の状態信号を時限短縮遅延回路の遅延時間より長く第１の過電流検出側遅延回路の整定時間より短い時間遅延して出力阻止信号を出力する遅延回路と、
出力阻止信号と不足電圧検出遅延回路の出力信号とをアンドゲート処理して不足電圧検出遅延回路の出力信号の出力阻止信号と重なる前縁部分を切除する出力阻止ゲート部とからなることが、実用的で好ましい。
【００５０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の１形態につき、図１ないし図５を参照して説明する。
図１は過電流継電装置のトリップ回路部の構成を示し、同図において、図７と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
そして、この図１において、図７の従来構成と異なる点は、フェイルセーフリレー要素部１３に不要遮断阻止回路３０を設けた点である。
【００５１】
この不要遮断阻止回路３０は状態信号遅延回路３１と出力阻止ゲート部としてのアンドゲート３２とからなり、このアンドゲート３２が遅延回路２８とオアゲート２６との間に設けられる。
【００５２】
そして、遅延回路３１はメインリレー要素部１２の遮断器入検出部１８から出力された図６の遮断器３の状態信号の切から入の立上りの変化タイミングを、メインリレー要素部１２の時限短縮遅延回路２０の遅延時間τ3 （０．３秒）より長く、遅延回路１７ａの遅延時間τ1（０．５秒）より短い遅延時間τ5，例えば０．４秒遅延してアンドゲート３２に出力する。
【００５３】
したがって、図２に示すように、時刻ｔｓに事故によってトリップ開放された遮断器３が時刻ｔａに再閉路投入されて切から入に変化すると、この変化から遅延時間τ5 （０．４秒）が経過するまでは、遅延回路３１の出力信号がローレベルに保たれてアンドゲート３２がオフし、遅延回路２８のハイレベルの出力信号のオアゲート２６への出力が阻止される。
【００５４】
そして、遮断器３の再閉路投入直後に、図６の変電所４，５の変圧器７の励磁突入電流により過電流リレー１５ｂ，変化幅形不足電圧リレー２４が瞬時動作し、時限短縮回路２９のアンドゲート２１からオアゲート２２を介してアンドゲート１４に、メインリレー要素部１２のハイレベルの出力信号が供給されても、フェイルセーフリレー要素部１３の出力信号はローレベルに保たれ、アンドゲート１４からトリップ指令が出力されず、遮断器３の不要な遮断が確実に防止される。
【００５５】
つぎに、遮断器３の再閉路投入時に、変圧器２次側事故，送電線事故（線路事故）があった場合、及び両事故（系統事故）がなかった場合の図１の各部の具体的な動作について説明する。
【００５６】
まず、変圧器２次側事故があった場合について、図３のタイミングチャートを参照して説明する。
図３において、（ａ）は送電線１の電圧Ｖ，（ｂ）は送電線１の電流Ｉ、（ｃ）は遮断器３の入，切の状態、（ｄ）は過電流リレー１５ａの出力、（ｅ）は遅延回路１７ａの０．５秒整定出力、（ｆ）は過電流リレー１５ｂの出力、（ｇ）は遅延回路１７ｂの１秒整定出力、（ｈ）は遅延回路２０の出力、（ｉ）はアンドゲート２１の出力、（ｊ）は変化幅形不足電圧リレー２４の出力、（ｋ）は遅延回路２８の出力、（ｌ）は遅延回路３１の出力、（ｍ）はアンドゲート３２の出力、（ｎ）は不足電圧リレー２３の出力、（ｏ）はアンドゲート１４の出力（トリップ指令）である。
【００５７】
そして、時刻ｔａに遮断器３が再閉路投入されると、投入直後の送電線１の電流は、変電所４，５のいずれか一方又は両方の変圧器７の２次側事故の電流に、両変圧所４，５の変圧器７の励磁突入電流が加わり、極めて大きくなり、その後、時刻ｔ0.3 には励磁突入電流がほとんど消失し、時刻ｔｘに完全に消失して前記の２次側事故の電流になる。
【００５８】
この場合、時刻ｔａ〜ｔｘの間はメインリレー要素部１２の過電流リレー１５ａ，１５ｂが共に動作し、時刻ｔａから微小時間（４０msec）Δ1遅れて第１，第２の過電流検出信号を出力する。
【００５９】
そして、これらの過電流検出信号の出力から整定時間τ1 （０．５秒）、τ2 （１秒）経過した時刻ｔ0.5，ｔ1に、遅延回路１７ａ，１７ｂそれぞれの起動タイミングになるが、ｔａ＞ｔｘ＞ｔ0.5＞ｔ1＞ｔｂであって、時刻ｔｘから微小時間Δ4 （５０msec）経過したときに過電流リレー１５ａの過電流検出信号が消失し、ｔ0.5 には過電流リレー１５ａの過電流検出信号が消失しているため、遅延回路１７ａは時刻ｔ0.5に起動されず、その出力がローレベルに保たれる。
【００６０】
また、過電流リレー１５ｂはτ2が経過した時刻ｔ1にも過電流検出信号を出力し続け、時刻ｔ1 に遅延回路１７ｂが起動されて、その出力がハイレベルになる。
【００６１】
一方、時刻ｔａの遮断器３の再閉路投入に基づく検出部１８の状態信号の切から入の変化が遅延回路２０で整定時間τ3 （０．３秒）遅延され、遅延回路２０の出力信号は時刻ｔａから整定時間τ3遅れた時刻ｔ0.3にローレベルに変化する。
【００６２】
そして、従来と同様、変圧器７の励磁突入電流が流れる時刻ｔａ＋Δ1 から時刻ｔ0.3 の間、遅延回路２０のハイレベルの出力信号がアンドゲート２１，オアゲート２２を介してアンドゲート１４に供給される。
【００６３】
つぎに、フェイルセーフリレー要素部１３の不足電圧リレー２３は動作せず、その出力信号がローレベルに保たれる。
【００６４】
また、不足電圧リレー２４は、時刻ｔａから微小時間Δ1 後に不足電圧の検出信号を出力し、この信号は遅延回路２８によりτ4 （３．１秒）の信号幅に引伸される。
【００６５】
さらに、検出部１８の状態信号が遅延回路３１に供給され、この遅延回路３１は状態信号の切から入の立上り変化を、整定時間τ3より長く整定時間τ1より短いτ5（０．４秒）遅延し、時刻ｔ0.4までローレベルの出力阻止信号を形成する。
【００６６】
そして、遮断器３が切から入に変化する時刻ｔａから時刻ｔ0.4 までの約０．４秒間、遅延回路３１のローレベルの出力阻止信号によりアンドゲート３２がオフし、遅延回路２８の出力信号の出力阻止信号と重なる前縁部分が切除され、アンドゲート３２の出力信号が時刻ｔ0.4 からハイレベルになり、このハイレベルの信号がオアゲート２６を介してアンドゲート１４に供給される。
【００６７】
したがって、時刻ｔａから時刻ｔ0.3 の間は、アンドゲート１４の出力信号がローレベルに保持され、変圧器７の励磁突入電流に基づく時限短縮回路２９の出力信号が無効にされてトリップ指令の出力が禁止され、その後、遅延回路１７ｂの出力信号がハイレベルになる時間ｔ1 から遮断器３がトリップ開放する時刻ｔｂまでのΔ2 の間、アンドゲート１４がトリップ指令を出力し、遮断器３をトリップ開放する。
【００６８】
なお、遮断器３が時刻ｔｂに開放されると、過電流リレー１５ｂの検出信号が微小時間Δ5 （５０msec）後に消失し、遅延回路２０の出力信号は、入から切の立下りの整定時間τ6（０．１秒）後の時刻ｔ0.1にハイレベルになる。
【００６９】
つぎに、送電線事故があった場合について、図４のタイミングチャートを参照して説明する。
図４の（ａ）〜（ｏ）は図３の（ａ）〜（ｏ）に対応するものを示し、送電線事故があった場合、メインリレー要素部１２においては、時刻ｔａから微小時間Δ１後に過電流リレー１５ａ，１５ｂが検出信号を出力し、過電流リレー１５ｂの検出信号に基づき、時限短縮回路２９のアンドゲート２１も時限短縮信号を出力し、この信号がオアゲート２２を介してアンドゲート１４に供給される。
【００７０】
また、フェイルセーフリレー要素部１３においては、時刻ｔａから微小時間Δ１後に、不足電圧リレー２３，２４が検出信号を出力し、不足電圧リレー２３の検出信号がオアゲート２５，２６を介してアンドゲート１４に供給される。
【００７１】
そのため、送電線事故があった場合は、時限短縮回路２９の時限短縮信号が有効になり、この信号を用いて時刻ｔａから微小時間Δ1 後に直ちにアンドゲート１４からトリップ指令が出力され、遮断器３がすみやかにトリップ開放される。
【００７２】
つぎに、系統事故（変圧器２次側事故及び送電線事故）がない場合について、図５のタイミングチャートを参照して説明する。
図５の（ａ）〜（ｏ）は図３，図４の（ａ）〜（ｏ）に対応するものを示し、系統事故がない場合でも、時刻ｔａに遮断器３を再閉路投入すると、送電線１に変電所４，５の変圧器７の励磁突入電流が流れ、この突入電流により、メインリレー要素部１２においては、過電流リレー１５ａ，１５ｂが動作して微小時間Δ１後にそれぞれ過電流検出信号を出力する。
【００７３】
また、時限短縮回路２９のアンドゲート２１が、時刻ｔａから０．３秒後の時刻ｔ０．３までハイレベルの時限短縮信号を出力し、この信号がオアゲート２２を介してアンドゲート１４に供給される。
【００７４】
一方、系統電圧は極端に低下しないため、フェイルセーフリレー要素部１３においては、不足電圧リレー２３は動作しないが、不足電圧リレー２４は動作し、時刻ｔａから微小時間Δ１後に、遅延回路２８の出力信号がハイレベルになる。
【００７５】
また、遮断器３の切から入の変化により、不要遮断阻止回路３０の遅延回路３１の出力信号が、時刻ｔａから０．４秒間ローレベルになり、遅延回路２８の出力信号の期間τ5の前縁部分が切除される。
【００７６】
そして、この間に変電所４，５の変圧器７の励磁突入電流が減少し、期間τ5 の経過直後の時刻ｔｙに送電線１の電流が正常に戻り、これから微小時間Δ5 （５０msec）後に過電流リレー１５ｂの過電流検出信号が消失する。
【００７７】
そのため、遅延回路１７ａ，１７ｂの整定時間０．５秒，１秒それぞれが経過したときには、過電流リレー１５ａ，１５ｂから過電流検出信号が出力されず、遅延回路１７ａ，１７ｂが起動されず、アンドゲート１４がオフし続けてトリップ指令が出力されることはない。
【００７８】
したがって、系統事故がない場合は、不要遮断阻止回路３０により、遮断器３の再閉路投入直後の変圧器７の励磁突入電流に基づくトリップ指令の出力が阻止され、不要なトリップ指令の出力が確実に防止される。
【００７９】
そして、不要遮断阻止回路３０を設けたため、過電流継電器１５ａ，１５ｂ等の整定値を変えたりする必要がなく、それらの計算等を複雑にすることなく、変電所４，５の変圧器７の励磁突入電流に基づく遮断器３の不要遮断を確実に防止することができる利点もある。
【００８０】
また、遅延回路３１の遅延時間の設定等により、前記の励磁突入電流の大小によらず、確実に不要遮断を防止できるため、種々の送電線系統の過電流継電装置に適用することができ、その際、送電線の変圧器７の数等はどのようであってもよい。
【００８１】
ところで、不要遮断阻止回路３０等の構成が前記実施の形態のものに限らないのは勿論である。
【００８２】
【発明の効果】
本発明は、以下に記載される効果を奏する。
遮断器３が再閉路投入されると、この投入に基づく遮断器３の切から入の変化に応動してその状態信号が切から入に変化し、このとき、負荷側電気所（変電所４，５）等の変圧器７の励磁突入電流により、送電線１の電流が第２の過電流リレー１５ｂの整定値以上になると、メインリレー要素部１２においては、時限短縮ゲート部（アンドゲート２１）が時限短縮信号を出力し、この信号に基づき、メイン側出力部（オアゲート２２）から主出力部（アンドゲート１４）にメインリレー要素の出力信号が供給される。
【００８３】
一方、フェイルセーフリレー要素部１３においては、不要遮断防止回路３０を設けたため、前記の励磁突入電流により変化幅形不足電圧リレー２４が動作しても、その検出信号の信号幅を引伸した不足電圧検出遅延回路２８の出力信号を、遮断器３の投入から一定時間の前縁部分を切除してフェイルセーフ側出力部（オアゲート２６）から主出力部に、フェイルセーフリレー要素の出力信号として供給することができる。
【００８４】
そのため、時限短縮信号の有無によらず、遮断器３の投入から一定時間は主出力部のトリップ指定の出力が禁止され、この間に前記の励磁突入電流を過電流として検出しても、トリップ指令が出力されず、時限短縮回路２９の時限短縮信号による遮断器３の不要遮断を確実に防止することができる。
【００８５】
そして、不要遮断阻止回路３０は、遮断器３の状態信号を時限短縮遅延回路２０の遅延時間より長く第１の過電流検出遅延回路１７ａの整定時間より短い時間遅延して出力阻止信号を出力する遅延回路３１と、出力阻止信号と不足電圧検出遅延回路２８の出力信号とをアンドゲート処理して不足電圧検出遅延回路２８の出力信号の出力阻止信号と重なる前縁部分を切除する出力阻止ゲート部（アンドゲート３２）とからなることが、実用的で好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の１形態のトリップ回路部の回路ブロック図である。
【図２】図１の動作説明用の波形図である。
【図３】（ａ）〜（ｏ）は再閉路投入時に変圧器２次側事故があった場合の図１の各部のタイミングチャートである。
【図４】（ａ）〜（ｏ）は再閉路投入時に送電線事故があった場合の図１の各部のタイミングチャートである。
【図５】（ａ）〜（ｏ）は再閉路投入時に系統事故がなかった場合の図１の各部のタイミングチャートである。
【図６】本発明が適用される送電線の単線結線図である。
【図７】従来例の回路ブロック図である。
【図８】（ａ）〜（ｍ）は図７の動作説明用のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 送電線
２，４，５ 変電所
１１ トリップ回路部
１２ メインリレー要素部
１３ フェイルセーフリレー要素部
１４ 主出力部としてのアンドゲート
１５ａ，１５ｂ 第１，第２の過電流リレー
１７ａ，１７ｂ 第１，第２の過電流検出遅延回路
２０ 時限短縮遅延回路
２１ 時限短縮ゲート部としてのアンドゲート
２２ メイン側出力部としてのオアゲート
２３ 不足電圧リレー
２４ 変化幅形不足電圧リレー
２６ フェイルセーフ側出力部としてのオアゲート
２８ 不足電圧検出遅延回路
３０ 不要遮断阻止回路
３１ 状態信号遅延回路
３２ 出力阻止ゲート部としてのアンドゲート
【発明の属する技術分野】
本発明は、過電流を検出するメインリレー要素と、不足電圧を検出するフェイルセーフリレー要素とで二重化された遮断器のトリップ回路部により、送電線の過電流を検出して送り出し側電気所の遮断器をトリップ開放し、その後、遮断器を再閉路投入する過電流継電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の過電流継電装置は例えば図６の単線結線図に示す６６kVの送電線１の系統に設けられる。
【０００３】
この系統は、送り出し側電気所としてのＡ変電所２から遮断器３を介して引出された送電線１に、負荷側電気所等としての例えばＢ，Ｃ変電所４，５の遮断器６，変圧器７の１次側７ａを接続して形成される。
【０００４】
そして、過電流継電装置８はＡ変電所２に設けられ、送電線１の遮断器３より電源側に接続された計器用変圧器９の電圧Ｖの計測信号，計器用変流器１０の電流Ｉの計測信号に基づき、送電線１の各相の電圧，電流を監視し、送電線１の短絡，地絡の送電線事故（線路事故）及び変電所４，５の変圧器７の２次側７ｂ（負荷側）の事故（変圧器２次側事故）が発生すると、遮断器３にトリップ指令を供給して遮断器３をトリップ開放し、送電を停止する。
【０００５】
さらに、時限動作で遮断器３を一定時間後に再閉路投入し、このとき、例えば変電所４，５の変圧器７の２次側７ｂの事故があった負荷系統が切り離されていると、遮断器３はトリップ開放せず、健全な系統の送電が復旧する。
【０００６】
一方、前記の再閉路投入後も事故が続いていると、事故検出により、再び遮断器３にトリップ指令を供給して遮断器３を再びトリップ開放し、送電を停止する。
【０００７】
ところで、過電流継電装置８は遮断器３に前記のトリップ指令を供給するため、例えばデジタルリレーで形成された図７のトリップ回路部１１を有する。
【０００８】
このトリップ回路部１１は、過電流検出で動作するメインリレー要素部１２と、不足電圧検出で動作するフェイルセーフ要素部１３と、両要素部１２，１３の出力の同時入力によりトリップ指令を出力する主出力部としてのアンドゲート１４とを備え、トリップ指令の信頼性の向上を図る。
【０００９】
つぎに、要素部１２，１３について説明する。なお、図中の（ ）内の数字等は制御器具番号を示す。
まず、メインリレー要素部１２は、送電線１の各相の過電流を検出する第１，第２の過電流リレー１５ａ，１５ｂを有する。
【００１０】
そして、事故電流の大きい送電線事故が発生したときは、事故相の電流が送電線事故対応の過電流リレー１５ａの動作電流整定値を上回り、過電流リレー１５ａが直ちに動作し、図中の「１」，「２」，「３」の各相の出力端子から、ハイレベルの第１の過電流検出信号を出力する。
【００１１】
また、変圧器７の２次側７ｂで事故が発生したときは、事故電流が送電線事故の場合より少なく、事故相の電流が過電流リレー１５ａの動作電流整定値より小さい過電流リレー１５ｂの動作電流整定値を上回り、変圧器２次側対応の過電流リレー１５ｂのみが動作し、その各相の出力端子からハイレベルの第２の過電流検出信号を出力する。
【００１２】
なお、過電流リレー１５ｂは送電線事故が発生したときにも動作して過電流検出信号を出力する。
【００１３】
そして、両過電流リレー１５ａ，１５ｂの各相の過電流検出信号を、オアゲート１６ａ，１６ｂを介してタイマ回路からなる第１，第２の過電流検出遅延回路１７ａ，１７ｂそれぞれに供給する。
【００１４】
このとき、遅延回路１７ａは遮断器３を瞬時遮断するため、その遅延時間が瞬時遮断の例えば０．５秒に整定され、オアゲート１６ａから入力された過電流検出信号を０．５秒遅延して出力し、遅延回路１７ｂは遮断器３を時限遮断するため、その遅延時間が時限遮断の例えば１秒に整定され、オアゲート１６ｂから入力された過電流検出信号を１秒遅延して出力する。なお、遅延回路１７ａ，１７ｂは過電流検出信号の入力中にのみ動作し、遅延時間経過前に過電流検出信号が消失したときは、動作を停止してつぎの信号遅延に備える。
【００１５】
また、遮断器３の状態表示の接点信号に基づき、遮断器入検出部１８は、遮断器３が切状態から入状態に変化したときにローレベルからハイレベルに変化する状態信号を形成し、この状態信号を論理インバータ１９によりレベル反転してタイマ回路からなる時限短縮遅延回路２０に供給する。
【００１６】
そして、この遅延回路２０は再閉路投入に基づく遮断器３のトリップ開放を無条件に高速に行うため、立下り、立上りの遅延時間が前記の瞬時遮断の０．５秒より短い０．３秒，０．１秒に設定され、インバータ１９でレベル反転した状態信号のハイレベル（切状態）からローレベル（入状態）への立下りの変化を０．３秒遅くし、ローレベルからハイレベルへの立上りの変化を０．１秒遅延する。
【００１７】
さらに、オアゲート１６ｂの出力信号と遅延回路２０の出力信号とを時限短縮ゲート部としてのアンドゲート２１に供給し、遮断器３の切状態で変圧器２次側事故を検出すると、アンドゲート２１から、直ちにトリップ開放高速化用のハイレベルの時限短縮信号を出力する。
【００１８】
そして、遅延回路１７ａ，１７ｂの検出信号，アンドゲート２１の時限短縮信号をメイン側出力部としてのオアゲート２２に供給し、それらの信号のオアゲート信号を、メインリレー要素１２のハイレベルの出力信号として、オアゲート２２からアンドゲート１４に送る。
【００１９】
つぎに、フェイルセーフリレー要素１３は送電線事故対応の不足電圧リレー２３，変圧器２次側事故対応の変化幅形不足電圧リレー２４が設けられ、送電線事故により送電線１の各相の電圧が、計測信号換算で例えば１１０Ｖの定格値から７０Ｖの送電線事故検出の整定値に大幅に低下したときに、不足電圧リレー２３が動作して相毎のハイレベルの不足検出信号をオアゲート２５に出力する。
【００２０】
そして、オアゲート２５のハイレベルの出力信号を、フェイルセーフ側出力部としてのオアゲート２６からアンドゲート１４に供給する。
【００２１】
また、変圧器２次側事故が発生したときは、この事故に基づく、送電線１の各相の電圧の低下幅が不足電圧リレー２４の変圧器２次側事故検出の整定値以上になり、不足電圧リレー２４が動作して相毎のハイレベルパルスの不足検出信号をオアゲート２７に出力する。
【００２２】
さらに、このオアゲート２７のハイレベルパルスの不足検出信号をタイマ回路からなる不足電圧検出遅延回路２８に供給し、その信号幅を、事故発生から遮断器３のトリップ開放までの時間より十分に長い時間，例えば３．１秒に引伸し、引伸した信号をオアゲート２６を介してアンドゲート１４に供給する。
【００２３】
したがって、送電線事故が発生したときは、過電流リレー１５ａの検出信号がオアゲート１６ａ，遅延回路１７ａ、オアゲート２２を介してアンドゲート１４に供給され、同時に、不足電圧リレー２３の検出信号がオアゲート２５，２６を介してアンドゲート１４に供給され、直ちに、アンドゲート１４からトリップ指令の信号が出力され、この信号により遮断器３がトリップ開放されて送電線１の瞬時遮断が行われる。
【００２４】
なお、事故発生時は、それ以前から遮断器３が入状態で、遅延回路２０の出力信号がローレベルであるため、アンドゲート２１はオフし、この状態で過電流リレー１５ｂの検出信号がオアゲート１６ｂからアンドゲート２１に供給されても、アンドゲート２１の出力信号はローレベルに保たれ、インバータ１９，遅延回路２０，アンドゲート２１が形成する再閉路投入時のトリップ開放の時限短縮回路２９は機能しない。
【００２５】
また、変圧器２次側事故が発生したときは、不足電圧リレー２４の検出信号がオアゲート２７を介して遅延回路２８に供給され、この遅延回路２８により、不足電圧リレー２４の出力信号が、その信号幅を３．１秒に十分に長く引伸してオアゲート２６からアンドゲート１４に供給され、遅延回路２８から信号が出力されている間に過電流リレー１５ｂの検出信号がオアゲート１６ｂ，遅延回路１７ｂ，オアゲート２２を介してアンドゲート１４に供給され、事故の発生から１秒程度後にアンドゲート１４からトリップ指令の信号が出力され、この信号により遮断器３がトリップ開放されて送電線１の時限遮断が行われる。
【００２６】
なお、この変圧器２次側事故の発生時も、前記の再閉路投入の時限短縮回路２９は機能しない。
【００２７】
つぎに、送電線事故，変圧器２次側事故のいずれかによって遮断器３がトリップ開放されて「切り」の状態になると、時限動作で一定時間後に遮断器３は再閉路投入され、この再閉路投入時に事故が復旧していなければ、遮断器３をトリップ開放し、送電線１を再び停電する。
【００２８】
そして、この再閉路投入に基づく遮断器３の開放（切制御）は、時限短縮回路２９を設けなければ、事故発生時と同様、遅延回路１７ａ，１７ｂの出力信号に基づき、０．５秒，１秒遅れてアンドゲート１４からトリップ指令を出力して行われるが、時限短縮回路２９を設けた場合は、再閉路投入によって遮断器３が切から入に変化したときに、その状態信号の立下りの変化がインバータ１１を介して遅延回路２０で引伸ばされて遅れ、ハイレベルの状態信号が遅延回路２０からアンドゲート２１に供給された状態で過電流リレー１５ｂからオアゲート１６ｂを介してアンドゲート２１にハイレベルの検出信号が供給され、アンドゲート２１が時限短縮信号を出力する。
【００２９】
そして、この時限短縮信号がアンドゲート２１から、オアゲート２２を介してアンドゲート１４に供給され、このとき、不足電圧リレー２３，２４の検出信号に基づいてオアゲート２６からもアンドゲート１４にハイレベルの信号が供給され、アンドゲート１４がトリップ指令の信号を出力して遮断器３をトリップ開放する。
【００３０】
この場合、時限短縮回路２９により遅延回路１７ｂのバイパス路が形成され、再閉路投入による事故の発生により、送電線事故，変圧器２次側事故のいずれであっても、直ちに時限短縮回路２９からオアゲート２２を介してアンドゲート１４にハイレベルの信号が供給されて遮断器３がすみやかにトリップ開放される。
【００３１】
すなわち、後述の励磁突入電流を無視した場合、図８のタイミングチャートに示すように、時刻ｔａに遮断器３が再閉路投入され、この投入時に例えば変圧器２次側事故が復旧していなかったとすると、メインリレー要素１２においては、過電流リレー１５ａは不動作で事故を検出せず、その出力はローレベル（Ｌ）に保たれるが、過電流リレー１５ｂは動作して事故を検出し、その出力が時刻ｔａから過電流リレーの動作判定に伴う微小時間Δ1 （＝４０msec）後に直ちにハイレベル（Ｈ）になり、過電流検出信号を出力する。
【００３２】
なお、図８において、（ａ）は送電線１の電圧Ｖ、（ｂ）は送電線１の電流Ｉ、（ｃ）は遮断器３の入，切の状態、（ｄ）は過電流リレー１５ａの出力、（ｅ）は遅延回路１７ａの０．５秒整定出力、（ｆ）は過電流リレー１５ｂの出力、（ｇ）は遅延回路１７ｂの１秒整定出力、（ｈ）は遅延回路２０の出力、（ｉ）はアンドゲート２１の出力、（ｊ）は変化幅形不足電圧リレー２４の出力、（ｋ）は遅延回路２８の出力、（ｌ）は不足電圧リレー２３の出力、（ｍ）はアンドゲート１４の出力（トリップ指令）である。
【００３３】
そして、過電流リレー１５ａの後段の遅延回路１７ａは遅延時間τ1 が０．５秒に整定され、この場合、τ1 経過する前に、過電流リレー１５ａの検出信号が消失し、遅延回路１７ａが動作を停止するため、その出力信号はτ1 経過してもローレベルに保たれる。
【００３４】
また、過電流リレー１５ｂの後段の遅延回路１７ｂは遅延時間τ2 が１秒に整定され、遅延回路１７ａと同様にして、その出力信号もローレベルに保たれる。
【００３５】
そして、過電流リレー１５ｂの検出信号と遅延回路２０の信号とに基づき、アンドゲート２１の出力信号が時刻ｔａからΔ1 後にハイレベルになり、このハイレベルの出力信号がオアゲート２２を介してアンドゲート１４に供給される。
【００３６】
一方、フェイルセーフリレー要素１３においては、変圧器２次側事故であるため、不足電圧リレー２３は不動作でその出力信号はローレベルに保たれ、不足電圧リレー２４は動作して再閉路投入からΔ1 後にパルス状の検出信号を出力し、この信号が遅延回路２８に供給される。
【００３７】
そして、遅延回路２８は前記検出信号の終端を、その信号幅τ4 が３．１秒に引伸されるように遅延し、その出力信号が時刻ｔａから３．１秒間ハイレベルになり、この出力信号をオアゲート２６を介してアンドゲート１４に供給する。
【００３８】
したがって、アンドゲート１４は過電流リレー１５ｂが検出信号を出力すると、直ちにトリップ指令のハイレベルの信号を出力し、再閉路投入された遮断器３を、トリップリレー（図示せず）の動作時間（１０msec）と遮断器３の開極時間（約５０msec）とを加えた微小時間Δ２（＝約６０msec）経過後の時刻ｔｂにトリップ開放し、送電線１を直ちに遮断する。
【００３９】
なお、時刻ｔｂから約５０msecの微小時間Δ3 が経過したときに、過電流リレー１５ｂの出力がオフする。
【００４０】
そして、時限短縮回路２９がなければ、遅延回路１７ｂの１点鎖線に示す１秒後の出力信号と、遅延回路２８の出力信号とに基づき、時刻ｔａからΔ1 ＋１秒経過するまでアンドゲート１４がトリップ指令の信号を出力せず、再閉路投入された遮断器３をすみやかにトリップ開放することができない。
【００４１】
また、送電線事故が発生したときは、時限短縮回路２９のアンドゲート２１の出力信号がオアゲート２２を介してアンドゲート１４に供給されるとともに、遅延回路２８の出力信号の代わりに不足電圧リレー２３の検出信号がオアゲート２５，２６を介してアンドゲート１４に供給され、前記の変圧器２次側事故が発生した場合と同様に、遮断器３がすみやかにトリップ開放される。
【００４２】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の過電流継電装置の場合、トリップ回路部８に時限短縮回路２９を設けたため、遮断器３の再閉路投入時、負荷側変電所４，５の変圧器７の励磁突入電流が大きく、とくに、送電線１に複数の変圧器７が接続されていると、それらの励磁突入電流が過電流リレー１５ｂの動作電流整定値を上回る事態が発生し、事故と無関係に、変圧器２次側事故に対応する過電流リレー１５ｂ及び変化幅形不足電圧リレー２４が動作し、アンドゲート１４からトリップ指令が出力されて遮断器３が誤ってトリップ開放され、遮断器３による送電線１の不要遮断が行われる問題点がある。
【００４３】
なお、過電流リレー１５ｂの動作電流整定値を前記の励磁突入電流より大きくすると、変圧器２次側事故に対して過電流リレー１５ｂが不動作になり、事故検出が困難になる。
【００４４】
本発明は、前記の時限短縮回路２９を設けて再閉路投入時の遮断器のトリップ開放を高速化したこの種の過電流継電装置において、送電線の負荷側電気所等の変圧器の励磁突入電流による送り出し側電気所の遮断器の不要遮断を確実に防止することを課題とする。
【００４５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明の過電流検出装置は、送り出し側電気所から遮断器を介して引出された送電線に負荷側電気所等の変圧器１次側が接続された系統の送電線事故及び変圧器２次側事故の検出により、遮断器をトリップ開放し、時限動作で前記遮断器を再閉路投入する過電流継電装置であって、
遮断器のトリップ指令を出力するトリップ回路部に、過電流検出のメインリレー要素部と、不足電圧検出のフェイルセーフリレー要素部と、両要素部の出力信号の同時入力によりトリップ指令を出力する主出力部とを備え、
メインリレー要素部に、
送電線の電流が送電線事故により整定値以上になるときに動作して第１の過電流検出信号を出力する送電線事故対応の第１の過電流リレーと、
整定値が第１の過電流リレーの整定値より小さく、送電線の電流が送電線事故，変圧器２次側事故により整定値以上になるときに動作して第２の過電流検出信号を出力する変圧器２次側事故対応の第２の過電流リレーと、
第１の過電流検出信号を瞬時遮断の整定時間遅延して出力する第１の過電流検出遅延回路と、
第２の過電流検出信号を瞬時遮断の整定時間より長い時限遮断の整定時間遅延して出力する第２の過電流検出遅延回路と、
遮断器の入から切，その逆の変化により２値変化する状態信号を第１の過電流検出遅延回路の整定時間より短い時間遅延して出力する時限短縮遅延回路と、
遮断器の入から時限短縮遅延回路の出力信号が入に変化するまでの間の第２の過電流検出信号の入力によりトリップ開放の時限短縮信号を出力する時限短縮ゲート部と、
両過電流検出信号，時限短縮信号のオアゲート信号をメインリレー要素の出力信号として主出力部に供給するメイン側出力部とを設け、
フェイルセーフリレー要素部に、
送電線の電圧が送電線事故により整定値以下になるときに不足電圧検出信号を出力する送電線事故対応の不足電圧リレーと、
送電線の電圧の低下幅が送電線事故，変圧器２次側事故により整定値以上になるときに不足電圧検出信号を出力する変圧器２次側事故対応の変化幅形不足電圧リレーと、
変化幅形不足電圧リレーの不足電圧検出信号を遮断器の再閉路投入から第２の過電流検出遅延回路の整定時間より長い信号幅に引伸ばす不足電圧検出遅延回路と、
状態信号を時限短縮遅延回路の遅延時間より長く第１の過電流検出遅延回路の整定時間より短い時間遅延して形成した出力阻止信号により、不足電圧検出遅延回路の出力信号の出力阻止信号と重なる前縁部分を切除する不要遮断阻止回路と、
送電線事故対応の不足電圧検出リレーの不足電圧検出信号，不要遮断阻止回路の出力信号のオアゲート信号をフェイルセーフリレー要素部の出力信号として主出力部に供給するフェイルセーフ側出力部とを設ける。
【００４６】
したがって、遮断器が再閉路投入されると、この投入に基づく遮断器の切から入の変化に応動してその状態信号が切から入に変化し、このとき、負荷側電気所等の変圧器の励磁突入電流により、送電線の電流が第２の過電流リレーの整定値以上になると、メインリレー要素部においては、時限短縮ゲート部が時限短縮信号を出力し、この信号に基づき、メイン側出力部から主出力部にメインリレー要素部の出力信号を供給する。
【００４７】
一方、フェイルセーフリレー要素部においては、前記の励磁突入電流により変化幅形不足電圧リレーが動作すると、その検出信号の信号幅を引伸ばした不足電圧検出遅延回路の出力信号の遮断器の投入から一定時間の前縁部分が不要遮断阻止回路により切除されて短くなり、その信号がフェイルセーフ側出力部から主出力部にフェイルセーフリレー要素部の出力信号として供給される。
【００４８】
そのため、遮断器の再閉路投入から一定時間は主出力部のトリップ指定の出力が禁止され、この間に前記の励磁突入電流が過電流として誤検出されても、主出力部からトリップ指令が出力されず、遮断器の不要遮断が確実に防止される。
【００４９】
そして、不要遮断阻止回路は、
遮断器の状態信号を時限短縮遅延回路の遅延時間より長く第１の過電流検出側遅延回路の整定時間より短い時間遅延して出力阻止信号を出力する遅延回路と、
出力阻止信号と不足電圧検出遅延回路の出力信号とをアンドゲート処理して不足電圧検出遅延回路の出力信号の出力阻止信号と重なる前縁部分を切除する出力阻止ゲート部とからなることが、実用的で好ましい。
【００５０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の１形態につき、図１ないし図５を参照して説明する。
図１は過電流継電装置のトリップ回路部の構成を示し、同図において、図７と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
そして、この図１において、図７の従来構成と異なる点は、フェイルセーフリレー要素部１３に不要遮断阻止回路３０を設けた点である。
【００５１】
この不要遮断阻止回路３０は状態信号遅延回路３１と出力阻止ゲート部としてのアンドゲート３２とからなり、このアンドゲート３２が遅延回路２８とオアゲート２６との間に設けられる。
【００５２】
そして、遅延回路３１はメインリレー要素部１２の遮断器入検出部１８から出力された図６の遮断器３の状態信号の切から入の立上りの変化タイミングを、メインリレー要素部１２の時限短縮遅延回路２０の遅延時間τ3 （０．３秒）より長く、遅延回路１７ａの遅延時間τ1（０．５秒）より短い遅延時間τ5，例えば０．４秒遅延してアンドゲート３２に出力する。
【００５３】
したがって、図２に示すように、時刻ｔｓに事故によってトリップ開放された遮断器３が時刻ｔａに再閉路投入されて切から入に変化すると、この変化から遅延時間τ5 （０．４秒）が経過するまでは、遅延回路３１の出力信号がローレベルに保たれてアンドゲート３２がオフし、遅延回路２８のハイレベルの出力信号のオアゲート２６への出力が阻止される。
【００５４】
そして、遮断器３の再閉路投入直後に、図６の変電所４，５の変圧器７の励磁突入電流により過電流リレー１５ｂ，変化幅形不足電圧リレー２４が瞬時動作し、時限短縮回路２９のアンドゲート２１からオアゲート２２を介してアンドゲート１４に、メインリレー要素部１２のハイレベルの出力信号が供給されても、フェイルセーフリレー要素部１３の出力信号はローレベルに保たれ、アンドゲート１４からトリップ指令が出力されず、遮断器３の不要な遮断が確実に防止される。
【００５５】
つぎに、遮断器３の再閉路投入時に、変圧器２次側事故，送電線事故（線路事故）があった場合、及び両事故（系統事故）がなかった場合の図１の各部の具体的な動作について説明する。
【００５６】
まず、変圧器２次側事故があった場合について、図３のタイミングチャートを参照して説明する。
図３において、（ａ）は送電線１の電圧Ｖ，（ｂ）は送電線１の電流Ｉ、（ｃ）は遮断器３の入，切の状態、（ｄ）は過電流リレー１５ａの出力、（ｅ）は遅延回路１７ａの０．５秒整定出力、（ｆ）は過電流リレー１５ｂの出力、（ｇ）は遅延回路１７ｂの１秒整定出力、（ｈ）は遅延回路２０の出力、（ｉ）はアンドゲート２１の出力、（ｊ）は変化幅形不足電圧リレー２４の出力、（ｋ）は遅延回路２８の出力、（ｌ）は遅延回路３１の出力、（ｍ）はアンドゲート３２の出力、（ｎ）は不足電圧リレー２３の出力、（ｏ）はアンドゲート１４の出力（トリップ指令）である。
【００５７】
そして、時刻ｔａに遮断器３が再閉路投入されると、投入直後の送電線１の電流は、変電所４，５のいずれか一方又は両方の変圧器７の２次側事故の電流に、両変圧所４，５の変圧器７の励磁突入電流が加わり、極めて大きくなり、その後、時刻ｔ0.3 には励磁突入電流がほとんど消失し、時刻ｔｘに完全に消失して前記の２次側事故の電流になる。
【００５８】
この場合、時刻ｔａ〜ｔｘの間はメインリレー要素部１２の過電流リレー１５ａ，１５ｂが共に動作し、時刻ｔａから微小時間（４０msec）Δ1遅れて第１，第２の過電流検出信号を出力する。
【００５９】
そして、これらの過電流検出信号の出力から整定時間τ1 （０．５秒）、τ2 （１秒）経過した時刻ｔ0.5，ｔ1に、遅延回路１７ａ，１７ｂそれぞれの起動タイミングになるが、ｔａ＞ｔｘ＞ｔ0.5＞ｔ1＞ｔｂであって、時刻ｔｘから微小時間Δ4 （５０msec）経過したときに過電流リレー１５ａの過電流検出信号が消失し、ｔ0.5 には過電流リレー１５ａの過電流検出信号が消失しているため、遅延回路１７ａは時刻ｔ0.5に起動されず、その出力がローレベルに保たれる。
【００６０】
また、過電流リレー１５ｂはτ2が経過した時刻ｔ1にも過電流検出信号を出力し続け、時刻ｔ1 に遅延回路１７ｂが起動されて、その出力がハイレベルになる。
【００６１】
一方、時刻ｔａの遮断器３の再閉路投入に基づく検出部１８の状態信号の切から入の変化が遅延回路２０で整定時間τ3 （０．３秒）遅延され、遅延回路２０の出力信号は時刻ｔａから整定時間τ3遅れた時刻ｔ0.3にローレベルに変化する。
【００６２】
そして、従来と同様、変圧器７の励磁突入電流が流れる時刻ｔａ＋Δ1 から時刻ｔ0.3 の間、遅延回路２０のハイレベルの出力信号がアンドゲート２１，オアゲート２２を介してアンドゲート１４に供給される。
【００６３】
つぎに、フェイルセーフリレー要素部１３の不足電圧リレー２３は動作せず、その出力信号がローレベルに保たれる。
【００６４】
また、不足電圧リレー２４は、時刻ｔａから微小時間Δ1 後に不足電圧の検出信号を出力し、この信号は遅延回路２８によりτ4 （３．１秒）の信号幅に引伸される。
【００６５】
さらに、検出部１８の状態信号が遅延回路３１に供給され、この遅延回路３１は状態信号の切から入の立上り変化を、整定時間τ3より長く整定時間τ1より短いτ5（０．４秒）遅延し、時刻ｔ0.4までローレベルの出力阻止信号を形成する。
【００６６】
そして、遮断器３が切から入に変化する時刻ｔａから時刻ｔ0.4 までの約０．４秒間、遅延回路３１のローレベルの出力阻止信号によりアンドゲート３２がオフし、遅延回路２８の出力信号の出力阻止信号と重なる前縁部分が切除され、アンドゲート３２の出力信号が時刻ｔ0.4 からハイレベルになり、このハイレベルの信号がオアゲート２６を介してアンドゲート１４に供給される。
【００６７】
したがって、時刻ｔａから時刻ｔ0.3 の間は、アンドゲート１４の出力信号がローレベルに保持され、変圧器７の励磁突入電流に基づく時限短縮回路２９の出力信号が無効にされてトリップ指令の出力が禁止され、その後、遅延回路１７ｂの出力信号がハイレベルになる時間ｔ1 から遮断器３がトリップ開放する時刻ｔｂまでのΔ2 の間、アンドゲート１４がトリップ指令を出力し、遮断器３をトリップ開放する。
【００６８】
なお、遮断器３が時刻ｔｂに開放されると、過電流リレー１５ｂの検出信号が微小時間Δ5 （５０msec）後に消失し、遅延回路２０の出力信号は、入から切の立下りの整定時間τ6（０．１秒）後の時刻ｔ0.1にハイレベルになる。
【００６９】
つぎに、送電線事故があった場合について、図４のタイミングチャートを参照して説明する。
図４の（ａ）〜（ｏ）は図３の（ａ）〜（ｏ）に対応するものを示し、送電線事故があった場合、メインリレー要素部１２においては、時刻ｔａから微小時間Δ１後に過電流リレー１５ａ，１５ｂが検出信号を出力し、過電流リレー１５ｂの検出信号に基づき、時限短縮回路２９のアンドゲート２１も時限短縮信号を出力し、この信号がオアゲート２２を介してアンドゲート１４に供給される。
【００７０】
また、フェイルセーフリレー要素部１３においては、時刻ｔａから微小時間Δ１後に、不足電圧リレー２３，２４が検出信号を出力し、不足電圧リレー２３の検出信号がオアゲート２５，２６を介してアンドゲート１４に供給される。
【００７１】
そのため、送電線事故があった場合は、時限短縮回路２９の時限短縮信号が有効になり、この信号を用いて時刻ｔａから微小時間Δ1 後に直ちにアンドゲート１４からトリップ指令が出力され、遮断器３がすみやかにトリップ開放される。
【００７２】
つぎに、系統事故（変圧器２次側事故及び送電線事故）がない場合について、図５のタイミングチャートを参照して説明する。
図５の（ａ）〜（ｏ）は図３，図４の（ａ）〜（ｏ）に対応するものを示し、系統事故がない場合でも、時刻ｔａに遮断器３を再閉路投入すると、送電線１に変電所４，５の変圧器７の励磁突入電流が流れ、この突入電流により、メインリレー要素部１２においては、過電流リレー１５ａ，１５ｂが動作して微小時間Δ１後にそれぞれ過電流検出信号を出力する。
【００７３】
また、時限短縮回路２９のアンドゲート２１が、時刻ｔａから０．３秒後の時刻ｔ０．３までハイレベルの時限短縮信号を出力し、この信号がオアゲート２２を介してアンドゲート１４に供給される。
【００７４】
一方、系統電圧は極端に低下しないため、フェイルセーフリレー要素部１３においては、不足電圧リレー２３は動作しないが、不足電圧リレー２４は動作し、時刻ｔａから微小時間Δ１後に、遅延回路２８の出力信号がハイレベルになる。
【００７５】
また、遮断器３の切から入の変化により、不要遮断阻止回路３０の遅延回路３１の出力信号が、時刻ｔａから０．４秒間ローレベルになり、遅延回路２８の出力信号の期間τ5の前縁部分が切除される。
【００７６】
そして、この間に変電所４，５の変圧器７の励磁突入電流が減少し、期間τ5 の経過直後の時刻ｔｙに送電線１の電流が正常に戻り、これから微小時間Δ5 （５０msec）後に過電流リレー１５ｂの過電流検出信号が消失する。
【００７７】
そのため、遅延回路１７ａ，１７ｂの整定時間０．５秒，１秒それぞれが経過したときには、過電流リレー１５ａ，１５ｂから過電流検出信号が出力されず、遅延回路１７ａ，１７ｂが起動されず、アンドゲート１４がオフし続けてトリップ指令が出力されることはない。
【００７８】
したがって、系統事故がない場合は、不要遮断阻止回路３０により、遮断器３の再閉路投入直後の変圧器７の励磁突入電流に基づくトリップ指令の出力が阻止され、不要なトリップ指令の出力が確実に防止される。
【００７９】
そして、不要遮断阻止回路３０を設けたため、過電流継電器１５ａ，１５ｂ等の整定値を変えたりする必要がなく、それらの計算等を複雑にすることなく、変電所４，５の変圧器７の励磁突入電流に基づく遮断器３の不要遮断を確実に防止することができる利点もある。
【００８０】
また、遅延回路３１の遅延時間の設定等により、前記の励磁突入電流の大小によらず、確実に不要遮断を防止できるため、種々の送電線系統の過電流継電装置に適用することができ、その際、送電線の変圧器７の数等はどのようであってもよい。
【００８１】
ところで、不要遮断阻止回路３０等の構成が前記実施の形態のものに限らないのは勿論である。
【００８２】
【発明の効果】
本発明は、以下に記載される効果を奏する。
遮断器３が再閉路投入されると、この投入に基づく遮断器３の切から入の変化に応動してその状態信号が切から入に変化し、このとき、負荷側電気所（変電所４，５）等の変圧器７の励磁突入電流により、送電線１の電流が第２の過電流リレー１５ｂの整定値以上になると、メインリレー要素部１２においては、時限短縮ゲート部（アンドゲート２１）が時限短縮信号を出力し、この信号に基づき、メイン側出力部（オアゲート２２）から主出力部（アンドゲート１４）にメインリレー要素の出力信号が供給される。
【００８３】
一方、フェイルセーフリレー要素部１３においては、不要遮断防止回路３０を設けたため、前記の励磁突入電流により変化幅形不足電圧リレー２４が動作しても、その検出信号の信号幅を引伸した不足電圧検出遅延回路２８の出力信号を、遮断器３の投入から一定時間の前縁部分を切除してフェイルセーフ側出力部（オアゲート２６）から主出力部に、フェイルセーフリレー要素の出力信号として供給することができる。
【００８４】
そのため、時限短縮信号の有無によらず、遮断器３の投入から一定時間は主出力部のトリップ指定の出力が禁止され、この間に前記の励磁突入電流を過電流として検出しても、トリップ指令が出力されず、時限短縮回路２９の時限短縮信号による遮断器３の不要遮断を確実に防止することができる。
【００８５】
そして、不要遮断阻止回路３０は、遮断器３の状態信号を時限短縮遅延回路２０の遅延時間より長く第１の過電流検出遅延回路１７ａの整定時間より短い時間遅延して出力阻止信号を出力する遅延回路３１と、出力阻止信号と不足電圧検出遅延回路２８の出力信号とをアンドゲート処理して不足電圧検出遅延回路２８の出力信号の出力阻止信号と重なる前縁部分を切除する出力阻止ゲート部（アンドゲート３２）とからなることが、実用的で好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の１形態のトリップ回路部の回路ブロック図である。
【図２】図１の動作説明用の波形図である。
【図３】（ａ）〜（ｏ）は再閉路投入時に変圧器２次側事故があった場合の図１の各部のタイミングチャートである。
【図４】（ａ）〜（ｏ）は再閉路投入時に送電線事故があった場合の図１の各部のタイミングチャートである。
【図５】（ａ）〜（ｏ）は再閉路投入時に系統事故がなかった場合の図１の各部のタイミングチャートである。
【図６】本発明が適用される送電線の単線結線図である。
【図７】従来例の回路ブロック図である。
【図８】（ａ）〜（ｍ）は図７の動作説明用のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 送電線
２，４，５ 変電所
１１ トリップ回路部
１２ メインリレー要素部
１３ フェイルセーフリレー要素部
１４ 主出力部としてのアンドゲート
１５ａ，１５ｂ 第１，第２の過電流リレー
１７ａ，１７ｂ 第１，第２の過電流検出遅延回路
２０ 時限短縮遅延回路
２１ 時限短縮ゲート部としてのアンドゲート
２２ メイン側出力部としてのオアゲート
２３ 不足電圧リレー
２４ 変化幅形不足電圧リレー
２６ フェイルセーフ側出力部としてのオアゲート
２８ 不足電圧検出遅延回路
３０ 不要遮断阻止回路
３１ 状態信号遅延回路
３２ 出力阻止ゲート部としてのアンドゲート
Claims (2)
- 送り出し側電気所から遮断器を介して引出された送電線に負荷側電気所等の変圧器１次側が接続された系統の送電線事故及び変圧器２次側事故の検出により、前記遮断器をトリップ開放し、時限動作で前記遮断器を再閉路投入する過電流継電装置であって、
前記遮断器のトリップ指令を出力するトリップ回路部に、過電流検出のメインリレー要素部と、不足電圧検出のフェイルセーフリレー要素部と、前記両要素部の出力信号の同時入力により前記トリップ指令を出力する主出力部とを備え、
前記メインリレー要素部に、
前記送電線の電流が前記送電線事故により整定値以上になるときに動作して第１の過電流検出信号を出力する送電線事故対応の第１の過電流リレーと、
整定値が前記第１の過電流リレーの整定値より小さく、前記送電線の電流が前記送電線事故，前記変圧器２次側事故により整定値以上になるときに動作して第２の過電流検出信号を出力する変圧器２次側事故対応の第２の過電流リレーと、
前記第１の過電流検出信号を瞬時遮断の整定時間遅延して出力する第１の過電流検出遅延回路と、
前記第２の過電流検出信号を前記瞬時遮断の整定時間より長い時限遮断の整定時間遅延して出力する第２の過電流検出遅延回路と、
前記遮断器の入から切，その逆の変化により２値変化する状態信号を前記第１の過電流検出遅延回路の整定時間より短い時間遅延して出力する時限短縮遅延回路と、
前記遮断器の入から前記時限短縮遅延回路の出力信号が入に変化するまでの間の前記第２の過電流検出信号の入力により前記トリップ開放の時限短縮信号を出力する時限短縮ゲート部と、
前記両過電流検出信号，前記時限短縮信号のオアゲート信号を前記メインリレー要素の出力信号として前記主出力部に供給するメイン側出力部とを設け、
前記フェイルセーフリレー要素部に、
前記送電線の電圧が前記送電線事故により整定値以下になるときに不足電圧検出信号を出力する送電線事故対応の不足電圧リレーと、
前記送電線の電圧の低下幅が前記送電線事故，前記変圧器２次側事故により整定値以上になるときに不足電圧検出信号を出力する変圧器２次側事故対応の変化幅形不足電圧リレーと、
前記変化幅形不足電圧リレーの不足電圧検出信号を前記遮断器の再閉路投入から前記第２の過電流検出遅延回路の整定時間より長い信号幅に引伸ばす不足電圧検出遅延回路と、
前記状態信号を前記時限短縮遅延回路の遅延時間より長く前記第１の過電流検出遅延回路の整定時間より短い時間遅延して形成した出力阻止信号により、前記不足電圧検出遅延回路の出力信号の前記出力阻止信号と重なる前縁部分を切除する不要遮断阻止回路と、
前記送電線事故対応の不足電圧検出リレーの不足電圧検出信号，前記不要遮断阻止回路の出力信号のオアゲート信号を前記フェイルセーフリレー要素部の出力信号として前記主出力部に供給するフェイルセーフ側出力部とを設けた
ことを特徴とする過電流検出装置。 - 不要遮断阻止回路が、
遮断器の状態信号を時限短縮遅延回路の遅延時間より長く第１の過電流検出側遅延回路の整定時間より短い時間遅延して出力阻止信号を出力する遅延回路と、
前記出力阻止信号と不足電圧検出遅延回路の出力信号とをアンドゲート処理して前記不足電圧検出遅延回路の出力信号の前記出力阻止信号と重なる前縁部分を切除する出力阻止ゲート部と
からなることを特徴とする請求項１記載の過電流継電装置。
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