JPH0113302B2

JPH0113302B2 -

Info

Publication number: JPH0113302B2
Application number: JP56212415A
Authority: JP
Inventors: Masaji Usui
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1981-12-29
Filing date: 1981-12-29
Publication date: 1989-03-06
Also published as: JPS58116016A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、変圧器付勢時等の励磁突入電流を
発生する機器を保護する差動継電器に関するもの
である。

従来この種の差動継電器として第１図に示すも
のがあつた。図において、１は抑制電流の入力端
子、２は差動電流の入力端子、３は差動電流が抑
制電流に対して所定比より増加するとロジツク出
力をする比率差動継電器要素、４は重事故の場合
に高速度動作でロジツク出力をする高整定な過電
流継電器要素、５は最小検出レベルの決定のため
に動作方向にバイアス電圧が印加されていて、差
動電流に含まれる第２高調波が基本波に対して所
定比より増加すると、ロジツク出力をする第２高
調波含有率検出要素、６は最小検出レベルの決定
のために不動作方向にバイアス電圧が印加されて
いて、差動電流に含まれる第２高調波が基本波に
対して所定比より増加すると、ロジツク出力をす
る第２高調波含有率検出要素、７は第２高調波含
有率検出要素５のロジツク出力の反転出力を比率
差動継電器３のロジツク出力の抑制力として入力
する論理積回路、８は論理積回路７と過電流継電
器要素４の出力を入力とする論理和回路である。

なお、上記第２高調波含有率検出要素５，６は
ともに差動電流に含まれる第２高調波成分I₂を
検出するものであるが、上記のようにバイアス設
定値が異なり、同一のハードウエアとすることが
できない。

すなわち、第２高調波含有率検出要素６から出
力される信号は、他のリレー例えば変圧器中性点
についている過電流リレー、後備保護用過電流リ
レーなどのロツクのために使用するので、第２高
調波含有率検出要素５のように、常時信号を出力
していると、上記他のリレーを不要にロツクする
ことになり、第２高調波含有率検出要素５とは別
個に第２高調波含有率検出要素６を必要とする。

第２高調波含有率検出要素６は励磁突入電流が
発生したときに他の継電器をロツクするものであ
り、この第２高調波含有率検出要素６以外の第１
図の点線で囲まれた他の回路は変圧器等の機器を
保護する継電要素１１を構成している。

又、第２図は第１図の回路の動作特性図であ
る。横軸は差動電流の基本波成分I₁、縦軸はI₂
を差動電流の第２高調波成分とすると、第２高調
波の検出感度I₂／I₁を示している。尚、図中
ａ，ｂ，ｃは第１図に示す回路の各構成要素、つ
まり、論理積回路７、過電流継電器要素４、第２
高調波含有率検出要素６の動作域を示している。

次に動作について説明する。変圧器付勢時等に
発生する励磁突入電流で継電器が誤動作すると変
圧器等は系統に入れられなくなる。もし、継電器
が動作した場合には、真の変圧器事故か否かを見
きわめるために点検、試験をしなければならな
い。それには相当の時間がかかる。

そこで、励磁突入電流には多くの高調波成分が
含まれ通常の変圧器では、例えば第２高調波は少
なくとも基本波の23％以上含まれていて、一方、
事故時に流れる短絡電流は基本波と直流分である
ことに着目すれば、差動電流が増加して比率差動
継電器要素３が動作しロジツク出力“１”（正論
理２進符号）を出力したときに、第２高調波含有
率検出要素５は差動電流が内部事故によるものか
励磁突入電流によるものかを判断して、励磁突入
電流によるものと判定すればロジツク出力“１”
を出力し、このロジツク出力が論理積回路７に反
転して入力され、誤動作した比率差動継電器要素
３のロジツク出力を禁止する。

一方、重事故等により差動電流が増大した場合
には、過電流継電器要素４のロジツク出力“１”
が論理和回路８により最優先される。

今、バイアス電圧をV_b（≧０）とすれば、第２
高調波含有率検出要素５の検出感度は動作方向に
バイアス電圧が印加されて、I₂＋V_b＞kI₁（ｋは
所定比）、即ちI₂＋Vb／I₁＞ｋとなりａの動作
域となる。

これは、一般に第２高調波含有率検出要素５は
比率差動継電器要素３に比べてＱ（尖鋭度あるい
は選択度）の高い回路を使用するので、励磁突入
電流の同時入力に対し検出するのに時間を要して
V_b＝０（I₂／I₁＞ｋ）であれば抑制が遅れ、比
率差動継電器要素３の検出速度いかんによつては
継電器が誤動作する可能性があるためである。

第２高調波含有率検出要素６の検出感度は不動
作方向にバイアス電圧が印加されて、I₂−V_b＞
kI₁、即ちI₂−V_b／I₁＞ｋとなりｃの動作域と
なる。

上記の第２高調波含有率検出要素６は外部継電
器への抑制用であるので、外部継電器の誤動作す
る恐れのない励磁突入電流の低入力域では第２高
調波含有率が非常に高いことから、通常は出力し
ない方が良いためである。過電流継電器要素４の
検出感度は差動電流が所定値以上になれば無条件
に動作して動作域ｂとなる。

ところが、回路が飽和するような差動電流の大
入力時には、第２高調波含有率検出要素の特性が
定まらず、動作域ａは動作域ｂにカバーされるが
動作域ｃは歯止めがなく、第２高調波含有率検出
要素６の個有特性により、動作したり不動作とな
つたりすることがあつた。

又、本来同一の差動電流より第２高調波を検出
しているのだから、論理的には動作域ａ，ｃは所
定比ｋに減衰するはずであるが、各第２高調波含
有率検出要素の個有特性により動作域がずれると
いう現象があつた。

これら不具合の打開策として第３図に示す差動
継電器がこの発明に至る前段階として考えられて
いた。第３図において、９は過電流継電器要素４
のロジツク出力の反転出力を第２高調波含有率検
出要素６のロジツク出力の抑制力として入力する
論理積回路である。

第４図は第３図の回路の動作特性である。動作
については、第１図の回路と概略同様であるが、
第２高調波含有率検出要素６のロジツク出力に論
理積回路９でゲートを設けることにより、動作域
ｃも動作域ａ同様に、差動電流の大入力時には動
作域ｂでカバーされることになる。

第３図の変圧器等保護の差動継電器は以上のよ
うに構成されているので、差動電流の大入力時に
おける第２高調波含有率検出要素６の不安定動作
は過電流継電器要素４で押えることができるが、
同一の第２高調波検出感度を得ることはできず、
互いの動作域に矛盾動作域が発生する欠点があつ
た。これは必然的現象であり実機能上は問題とな
らないが、全体のリレー特性としては好ましくな
く、シーケンス処理が必要であつた。

すなわち、第４図の２重斜線域ｄでは、論理和
回路８から変圧器等の機器を保護する継電要素１
１の動作信号が出力される一方、論理積回路９か
らも他の継電器へ抑制出力が出力されることにな
る。

しかし、継電要素１１が、「差動電流が変圧器
等の内部事故によるものであつて励磁突入電流に
よるものではないから変圧器等を保護すべきであ
る」と判断して動作しているにもかかわらず、論
理積回路９から「この差動電流は励磁突入電流に
よるものであるから他の継電器が動作しないよう
ロツクすべきである」との出力信号が出力される
のは矛盾である。

このように第３図の装置は第１図の従来装置の
欠点の一部を解決したものにすぎず、矛盾動作域
の問題は解決できなかつた。

この発明は、第１図に示す従来装置のもつ欠点
をすべて解決するためになされたもので、差動電
流が大なるとき、第２高調波含有率検出要素６の
特性が一定しなくても一定の結果が得られ、且つ
矛盾動作域のない差動継電器を提案することを目
的とするものである。

この目的を達成するため、変圧器等の機器を保
護する継電要素が動作したときは、第２高調波含
有率検出要素の出力を禁止するようにしたもので
ある。

以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第５図において、１０は論理和回路８の出力
即ち、継電要素１１の出力を第２高調波含有率検
出要素６のロジツク出力の抑制力として入力する
論理積回路である。

第６図は第５図の回路の動作特性である。次に
動作について説明する。概略において従来装置と
同様であるが、第２高調波含有率検出要素６のロ
ジツク出力の抑制力として、従来、過電流継電器
要素４が出力したときとしていたのを、過電流継
電器要素４または論理積回路７が出力したときと
することにより、動作域ａとｃの矛盾動作域ｄを
動作域ａでカバーすることができる。

尚、上記実施例では第２高調波含有率検出要素
６は同５に対して異なる動作方向のバイアス電圧
を与えて、動作特性を逆のものとしているが、同
特性で最小検出レベルが異なるものであつてもよ
い。

以上のように、この発明によれば、差動電流が
一定値以上あるとき動作する継電要素の動作出力
で高調波含有率検出要素の出力を禁止するように
構成したので、差動電流が大であるときでも高調
波含有率検出要素の出力を一定にすることおよび
動作の矛盾領域をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の差動継電器の回路図、第２図は
第１図の回路の動作特性図、第３図は改良した従
来装置の回路図、第４図は第３図の回路の動作特
性図、第５図はこの発明の一実施例による差動継
電器の回路図、第６図は第５図の回路の動作特性
図である。図において、１は抑制電流の入力端子、２は差
動電流の入力端子、３は比率差動継電器要素、４
は過電流継電器要素、５は第１の第２高調波含有
率検出要素、６は第２の第２高調波含有率検出要
素、７は反転入力付論理積回路、８は論理和回
路、１０は反転入力付論理積回路、１１は継電要
素である。又、ａ，ｂ，ｃは回路の各構成要素の
動作域を示す。尚、図中同一符号は同一又は相当
部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

１差動電流が抑制電流に対して所定比より増加
すると動作する比率差動継電器要素と、前記差動
電流を入力し重事故の場合に動作する過電流継電
器要素と、動作方向にバイアス電圧が印加され前
記差動電流に含まれる第２高調波が基本波に対し
て所定比より増加すると動作する第１の第２高調
波含有率検出要素と、不動作方向にバイアス電圧
が印加され前記差動電流に含まれる第２高調波が
基本波に対して所定比より増加すると動作する第
２の第２高調波含有率検出要素と、前記第１の第
２高調波含有率検出要素の出力の反転出力を前記
比率差動継電器の出力の抑制力として入力する第
１の論理積回路と、前記第１の論理積回路と前記
過電流継電器要素の出力を入力とする論理和回路
と、前記論理和回路の出力を前記第２の第２高調
波含有率検出要素の出力の抑制力として入力する
第２の論理積回路とを備えた差動継電器。