JP6599072B2 - ディジタル保護継電器、及びディジタル保護継電器の閾値学習方法 - Google Patents
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Description
また、第2高調波含有率の閾値設定はユーザにて実施するが、第2高調波含有率が変圧器毎に異なること、及び計算することが難しいことから、過去の経験値により設定しているのが実情である。このような設定の仕方についての設定値の妥当性は難しく、閾値のマージンが小さい場合、変圧器の経年変化、負荷条件、環境条件(特に温度変化)のばらつきによって変圧器投入時に過電流保護機能が誤動作してしまう問題点があった。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、変圧器接続時の励磁突入電流を学習して閾値を設定する学習機能を持ち、誤動作の生じない信頼性の高いディジタル保護継電器を得ることを目的とする。
図1は本発明の実施の形態1のディジタル保護継電器1を電力用変圧器3(以下変圧器と称す)に適用した場合の回路構成図である。電力系統電源(図示せず)には、遮断器2(CB:Circuit Breaker)を介して被保護対象である変圧器3が接続されている。また、各相毎の交流電流を抽出する主変流器4(CT:Circuit Transformer)が設けられている。変圧器3の低圧側は、ノーヒューズブレーカー(MCCB:Molded Case Circuit Breaker)5a、5bを介して負荷(図示せず)に接続される。主変流器4により抽出された交流電流をディジタル保護継電器1に導入し、系統故障等により発生する過電流(故障電流)からの保護のために、遮断器2の遮断動作を行うことにより、変圧器3が保護されるようになっている。
実施の形態1のディジタル保護継電器では、励磁突入電流Irの第2高調波含有率から閾値を算出したが、演算処理部13にFFTを用いるため、第2高調波のみではなく、更に高次の高調波を抽出して含有率を算出することが容易となる。図7は、第2高調波より高次の高調波を含めて閾値を更新するための、閾値学習部15で実行される1回目の学習動作のフローチャートである。図中、図4と同じ符号は同一または相当の動作を示すため、説明を省略する。演算処理部13による周波数解析により、第3高調波、第4高調波を抽出し(ステップS5)、第2高調波と同様に、電流の基本波成分に対する第1波A、第2波B、及び第3波C(図5参照)の第3高調波含有率、及び第4高調波含有率を算出し(ステップS8、S9)それぞれの和に0.5倍を乗じた値を1回目の学習の閾値として設定する(ステップS10、S11)。なお、第3高調波含有率、及び第4高調波含有率の閾値の初期値は設定せず、1回目の学習動作前の段階では、第2高調波の含有率の初期値のみで励磁突入電流の判定を行う。また、学習動作を複数回行い、閾値を更新する手順は、実施の形態1で説明した手順と同様である。
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
Claims (6)
- 変圧器に流れる交流電流を入力し、過電流検出時に前記変圧器に接続される遮断器の遮断動作を行うディジタル保護継電器において、入力された前記交流電流を一定間隔でサンプリングを行うA/D変換部、前記A/D変換部でサンプリングされたディジタル値からフーリエ変換による周波数解析を行う演算処理部、前記演算処理部で抽出された高調波の割合が励磁突入電流に含まれる高調波の割合に基づいて定められた閾値以上のときに前記遮断器の遮断動作を阻止する制御部、外部からの指令により、前記制御部の動作を中断し、閾値更新のための学習フローを行う閾値学習部を備え、前記学習フローの学習動作開始に連動し、前記遮断器を投入し、前記変圧器を接続した際に生じる励磁突入電流の少なくとも3つの波のうち、予め定められた電流値以上の波の周波数解析を行い、周波数解析された高調波に基づいて閾値を更新し、学習動作終了後に前記制御部の動作を再開することを特徴とするディジタル保護継電器。
- 前記学習フローでの前記遮断器の投入を複数回行い、抽出された複数個の高調波含有率の平均値と標準偏差に基づいて閾値を更新することを特徴とする請求項1に記載のディジタル保護継電器。
- 前記学習動作開始時に学習動作ランプを点灯し、前記遮断器投入時に遮断器動作ランプを点灯し、学習動作終了時に学習動作ランプのみを消灯することで前記制御部の動作を再開することが視認できることを特徴とする請求項1または2に記載のディジタル保護継電器。
- 前記閾値の更新値を算出するための高調波含有率は第2高調波の含有率であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のディジタル保護継電器。
- 前記閾値の更新値を算出するための高調波含有率は第2高調波、第3高調波、及び第4高調波の含有率であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のディジタル保護継電器。
- 閾値更新時には、外部からの指令により学習動作を行い、励磁電流の少なくとも3つの波のうち、予め定められた電流以上の波を、フーリエ変換による周波数解析に基づいて算出した第2、第3および第4高調波の含有率からそれぞれの閾値を設定し、励磁突入電流の判断時には、設定された前記第2、第3および第4高調波のそれぞれの閾値に優先順位を付けることにより、あるいは閾値ごとに重みづけをすることにより、励磁突入電流の判断を行うことを特徴とするディジタル保護継電器の閾値学習方法。
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