JPH01164222A - 方向継電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔本発明の目的〕 （産業上の利用分野〕 本発明は、３相電力系統の逆相電圧および逆相４流を用
いて、地絡または短絡の事故点の方間を識別する方向継
電器に関する。

（従来の技術） ３相電力系統に生じた不平衡事故すなわち１相地絡、２
相地絡および２相短絡事故の方向を識別するための方向
継電器として、逆相電圧■２および逆相電流Ｉ２を用い
るものが知られている。このものは、常時の負荷状態で
は負荷電流中の逆相弁が少いため、不平衡事故の方向を
高感度に識別し得るものとして知られている。逆相電圧
ｖ２および逆相電流Ｉ２を用いる方向継電器（以下逆相
方向継電器という〕の公知のものを以下に説明する。

公知の逆相方向継電器の第１のもの（公知例１と称す〕
は逆相電圧ｖ２および逆相電流工、の位相関係に応動す
るものである。このものは一般に動作条件を次式とする
。

−ＩＩ２１（２）（φ−リ〉Ｋ、　　　　　・・・・・
・（１）但し、工２は逆相電流を複素数で表わした値、
φはｖ２が■２より進む角度、θは一定角度、Ｋ、は正
の定数である。

公知の逆相方向継電器の第２のもの（公知例２と称す〕
は特公昭４９−２５５８８号に示されるもので、逆相電
圧ｖ２の逆相電流Ｉ２の比ｖ２／工２に応動する距離継
電器を用いるものである。このもので最も代表的なもの
は次式を動作条件とする。

−ＩＶ２Ｉ２１ｏｏｓ（φ−θ）＋Ｋ２｜Ｉ２｜＞ＫＩ
２＞Ｋ、−−−−・−（２）但し、■は逆相電圧を複素
数で表わした値、Ｋ２は正の定数である。

（２）式はＶ２／Ｉ２の比に応動するリアクタンス形距
離継電器の動作条件式であり、逆相電流工２の大きさが
零でないとすると次式に変形される。

以上の公知例のものは、通常の場合はいずれも不平衡事
故の方向を識別する。これを図面を用いて説明する。

第５図は不平衡事故時の対称分等価回路である。

図でＣ１は正相および零相回路を一括して示す正零相回
路、Ｃ２は逆相回路、Ｔ、〜Ｔ５は端子、２．およびｚ
Ｆはインピーダンスである。

逆相回路Ｃ２で、端子Ｔ５は継電器設置端子である。ｖ
２および工２はこの端子Ｔ５の逆相電圧および逆相電流
であシ、矢印方向を正とする。継電器は図示の電流工、
の矢印方向（以下前方と呼ぶ）の事故で動作し、矢印と
反対方向（以下後方と呼ぶ〕の事故では不動作でなけれ
ばならな麿。

前方事故の際は、逆相回路Ｃは端子Ｔ３のような前方部
分から正零相回路Ｃ４に接続される。逆相回路に電圧お
よびＩＪＬ流を供給する電源は正零相回路Ｃ１にある。

したがって端子Ｔ５の逆相電圧ｖ２および逆相電流Ｉ２
の関係は次式で示される。

ゞ＝−Ｉ２Ｚ、　　　　　　　　　・・・・・・（４）
後方事故の際は、逆相回路Ｃ２は端子Ｔ４のような後方
部分から正零回路Ｃ１に接続される。このため、端子Ｔ
５では次式の条件が成立する。

Ｖ２＝　Ｉ２Ｚ、　　　　　　　　　　・・・・・・（
５）前方事故の場合、逆相゛電圧ｖ２が！２より進む角
度φは、（４）式の関係から１８００十〇、（但しθ１
はｚＢの角度）である、後方事故の場合は（５）式の関
係から角度φはθＦ（但しθ２はｚＦの角度〕である。

逆相インピーダンスの角度は系統の各部でそれぞれ９０
°弱のほぼ一様の角度であるため、角度θ、およびθ、
も９０°弱でありほぼ等しい。

前述の一定角度θをこのほぼ等しい角度θ、およびθ２
にほぼ等しく選ぶと、事故点が前方の場合次の関係が成
立する。

φ＝　１８０”＋　ｅ中１８０°十〇　　・・・・・・
（６）また、後方事故の場合は次の関係が成立する。

φ＝θβ１　　　　　　　　　・・・・・・（７）公知
例１の継電器は、前方事故では（６）式の関係から（１
）式の左辺が正となるため、逆相電流１２の値が十分な
値であれば動作する。また後方事故では、（７）式の関
係から（１）式の左辺が負となるため動作しない。

公知例２の継電器では、前方事故では（６）式の関係か
ら（３）式の左辺が負となるため、逆相電流Ｉ２の大き
さが十分大きく、Ｋ、が１２２に対して無視できれば確
実に動作する。後方事故では（３）式の関係から、（２
）（φ−θ）中１であジ、また（５）式の関係から１ｖ
２／Ｉ２１は１ｚ２１に等しイノテｘ２＜ｌＺｒ１とシ
テおけば確実に不動作となる。

以上のように各公知例の継電器は、通常の事故の場合、
不平衡事故の事故点方向を識別する。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、前方事故でも事故による逆相電圧■２および逆
相電流Ｉ２の値が小さい場合は動作し得なくなる。一般
に前方保護範囲内の事故では、不平衡事故時の逆相電流
工、が著しく小さいことはないが、逆相電圧ｖ２は著し
く小さい場合がある。すなわち、第５図で前方事故点Ｔ
３がかなりの遠方であジ、事故点端子Ｔ、から端子Ｔ５
までの逆相インピーダンスが大きく、且つ逆相インピー
ダンス２゜が小さい場合は、逆相電圧ｖ２が著しく小さ
くなる。

継電器が長距離送電線の保護に用いられる場合、保護範
囲内事故でも遠方事故の場合は事故による逆相電圧ｖ２
の値が小さく、定格電圧の１％程度の場合もある。

一方、電力系統では常時運転中でも、各相の不平衡によ
り若干の逆相電圧ｖ２および逆相電流工。

を生じており、また計器用変成器や継電器の入力回路の
各相の不平衡でも若干の逆相電圧ｖ２および逆相電流工
２を生ずる。このような原因による誤差分逆相電圧は定
格電圧の２チ程度に達する場合がある。

事故中の逆相電圧■２および逆相電流工、は、前記の常
時運転中に存在する誤差分と事故によυ生ずる事故分の
和となり次式で表わされる。

■２＝■２ｆ十■２゜　　　　　　　　・・・・・・　
（８）１２　＝　　Ｉ　２．　　十　Ｉ　２゜　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・・・・　
　（９ン但り、ｖ、およびＩ２ｆは各々事故分の逆相を
圧および逆相′４流 ｖ２゜および工２゜は各々誤差分の逆相電圧および逆相
電流 長距離送電線保護の場合、保護範囲内事故では事故分逆
相電流”２ｆは誤差分逆相電圧工、。より十分に大きい
が、事故分逆相電圧Ｖ２ｆは誤差分逆相電圧ｖ２．より
小さくなる場合がある。

事故分逆相電圧Ｖ２　ｔが誤差分逆相電圧Ｖ２゜よジ小
さｂ場合、（８）式で表わされる事故中道相電圧ｖ２は
事故分逆相電圧ｖ２ｆと逆位相となる場合がある。

このような場合、公知例１の継電器は、保護範囲内事故
では（１）式の左辺が正であるべきでろるにも拘らず負
になって動作し得ない不都合を生じる。

公知例２の継電器はこのような問題を解決する。

すなわち第５図の前方の逆相インピーダンスｚ２は保護
範囲の送電線のインピーダンスとそれより更に遠方のイ
ンピーダンスの和である。したがって長距離送電線保護
の場合は２．の値が大きく、（２）式の定数に２はに２
＜１ｚ、ｌに整定するので、定数に２の値が大きな値と
なる。このため、事故中道相電圧ｖ２が事故分逆相電圧
■２ｆと逆位相となシ、（３）式の左辺が正になるよう
なことがあっても、このような場合の逆相電圧■２の値
は小さく且つ逆相電流Ｉ２の値は大きいので、（３）式
が成立し動作する。

なお、公知例２の継電器は、通常逆相過電流継電器と組
み合わされ、逆相電流工２が大きいときのみ動作を有効
とするようになっている。このため長距離送電線保護で
インピーダンスｚ２が大きい場合、後方事故で逆相電流
工２が大きいときは（５）式の関係から逆相電圧ｖ２も
大きいので、誤差分逆相電圧Ｖ２゜の影響は僅かである
。

以上のように公知例２の継電器は長距離送電線にも適用
し得るものであるが、適用条件によっては不具合な場合
がある。その１つの例は多端子送電殊の保護の場合であ
る。これを３端子送電線について説明する。

第６図は３端子送゛邂線保独の場合の逆相等価回路でる
る０図で、ｚＢおよびｚ２１〜ｚ２５は逆相インピーダ
ンス、Ｔ５〜Ｔ７は端子である。継電器は端子Ｔ５に設
置され、端子Ｔ５〜Ｔ７で囲まれる範囲を保護範囲とす
る。

図の場合、送１！腺分岐点Ｊがら端子Ｔ７までの距離が
長いためインピーダンスｚ２４が大さく、分１１ｆｆｉ
点Ｊから端子Ｔ　およびＴ５までの距離が短いためイン
ピーダンスｚ２１およびｚＦ２が小さい場合かある。こ
のような場合、更にインピーダンスｚＢおよびｚＦ３が
小さいと公知例２の継電器でも適用が困難となる場合が
ある。

すなわち、後方事故（ｚＢの方向の事故）の場合、（５
）式の２．は となジ、ｚｌ、〜ｚＦ５が小さいため、２．が小さくな
り（２）式のに２を大きくできなイ（Ｋ２＜　ＩＺＦＩ
）　＋１　７５、前方事故が端子Ｔ、付近で起こると、
インピーダンスｚ２４が大きく且つｚＢが小さいため、
事故分逆相電圧■２ｆは大きくならない、したがって誤
差分道相電圧Ｖ　により（３）式の逆相電圧ｖ２が事故
分逆相２・ 電圧Ｖ２　ｔと逆位相となシ（３）式の左辺が正となる
ような場合、右辺の定数に２の値が小さいので動作の確
実を期し難い不具合を生ずる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、動作条件を
後方事故で確実に不動作を保証し得る限度のものとし、
前方事故でより高感度に動作し得る方向継電器を提供す
ることを目的としている。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明の第１は逆相電流■２および逆相電圧ｖ２に応動
し、動作条件を次式とする逆相方向継電器である。

一１ｖ２１ｏｏＩＩ（φ−θ）＋Ｋ２｜Ｉ２｜＞ＫＩＩ
２ＩＮＫ、　　　　、、、、、、αη継電器の入力電流
および電圧は、例えば送電線端子の逆相電流および逆相
電圧、または同一母線に接続される複数の端子の逆相電
流の和および該母線の逆相電圧などとする。

本発明の第２は平行２回線送電線の第１および第２の回
縁の各々の逆相電流！２および弓ならびに第１の回線の
端子の逆相電圧ｖ２に応動し、動作条件を次式とする逆
相方向継電器である。

−ＩＶ２１　ｏｏｓ（φ−θ）＋Ｋ２｜Ｉ２｜＞ＫＩＩ
２１ｏｏｓα＞Ｋ、・・・・・・（１４但しαはＩ２が
ｒ、＋ｒ２′より進む角度である。

送電線端子の逆相電圧ｖ２は、その端子に設けられる遮
断器の線路側または母線側もしくは送電線端子が接続さ
れる母線より取得される。

（作用ン 第１の発明についてその作用を図面を用いて説明する第
７図は誤差を考慮した場合め事故時の逆相電圧の有効成
分ＩＶ２１ＫＩＩ（φ−θ）と逆相電流の大きさｌＩ２
１（以下両者を一括して両部動量という）の関係を示す
図である。

後方事故時に於て、誤差を無視した場合の両部動量の値
は直線（イ）より矢印方向にある。すなわち、後方事故
時の事故分の逆相電圧■２および逆相電流工、の関係は
（５）式より次式で示される。

逆相電圧ｖ２は逆相電流Ｉ２より角度θ、だけ進みでア
ク、（７）式の関係から次式が得られる。

インピーダンスｚ２は系統の運転状態によって変化する
が、ｚＦの最小値が与えられると、このときの両駆動址
の関係が直線（イ）で示される。２．の値がこの最小値
より大きいときは両人力量の関係はこの直線（イ）より
矢印方向にプロ、トされる。

前方保護範囲内の事故で、誤差を無視した場合の両部動
量の関係の例が直線（ロ）および（ハ）で示される。す
なわち、前方事故時の事故分の逆相電圧ｖ２および逆相
電流Ｉ２の関係は（４）式より次式で示され逆相電圧ｖ
２は逆相′電流■２より角度（１８０°＋θＢ）だけ進
みで１、（６）式の関係から次式が得られる。

直線（ロ）および（ハ）は、各々インピーダンス２．の
値が最小値および最大値に保たれ、且つ事故点が保護範
囲内の任意の点にある場合の両部動量の関係を示す、前
方保護範囲以遠の事故を考えると、直線（ロ）および（
ハ）はいずれも、点に）および（ホ）より更に原点に同
って延長され、無限遠の事故では原点にに到達する。し
かし、保護範囲内の事故のみを対象とする場合は、イン
ピーダンスｚＢの値ごとに両部動量の最小値が定まり、
各直嶽の点に）および（ホ）より原点に近い部分が除か
れる。

後方事故に関して、誤差を考慮すると両部動量の関係が
存在する範囲は折線（へ）より斜線方向に拡大される。

折線（へ）は図示のように原点より横軸負方向にＹｉ軸
正正方向Ｙ、の距離にある点（ト）より右上方向への直
線（イ）と平行な部分と、点（ト）よｐ下刃向への横軸
垂直部分とよりなる。（但しＹｖおよびＹｌは各々誤差
分逆相電圧ｖ２゜および誤差分逆相電圧工２゜の大きさ
の最大値である。）すなわち誤差分の各導入針（逆相電
圧および逆相電流Ｉ　を−括して導入量と言う）ｖ２゜
および■、。は電力系統の常時運転中に存在するもので
種稙の位相角となり得る。また、事故分の各導入量Ｖ　
および”２ｆの位相角も事故相や事故棹類に応ｆ じて変化する。したがって、事故分および誤差分の各導
入量の位相関係が最悪の状態で加算される場合を考える
必要がめり、後方事故時の両駆動筺の関係の限界は誤差
により直線（イ）から折線（へ）に移る。

前方事故で、誤差を無視した場合の両層ｖＪ量の関係が
点に）および（ホ）の場合について、誤差を考慮すると
両部動量の関係は各々斜線範囲（ホ）および（す）とな
る０点に）および（ホ）は誤差を無視したときの各駆動
力の関係が各々直線（ロ）および（ハ）示される運転状
態にあるとき、保護範囲内事故で継電器が最も動作しに
くい状態となる場合を示すものであジ、これに誤差を考
慮した範囲（イ）および（ホ）で確実に動作することを
継電器は要詩される。

以上の両部動量の関係に対して第１の発明の継電器がど
のように応動するかを第８図を用いて説明する。図で第
７図と同一部分は同一記号を用いて示す、直線（２）、
折線に）および曲線（４）は各々不発明の（６）式、公
知例の（１）式および（２）式を動作条件とし、後方事
故時の範囲（へ）できジぎり不動作にした場合の動作特
性を示す。

本発明の特性体）は後方事故時の範囲（へ）以外の範囲
の殆んどすべてを動作範囲とするものであり、後方事故
時の不動作を条件としたとき最も高感度に前方事故を検
出し得る。これにより図示の保護範囲前方事故の範囲（
７）および（す）のすべてで動作し得る。

これに対して公知例１の特性に）および公知例２の特性
（４）は範囲（へ）以外の範囲にもかなりの不動作範囲
があり、特性鎗）に対して前方事故を検出する感度が低
い０図示の例では両特性とも範囲（ト）および（Ｉ乃の
一部の事故で動作し得ない。

以上のように第１の発明の継電器は、誤差分の逆相電圧
および逆相電流を考慮したとき、後方事故での不動作を
条件とした場合に前方事故を最も高感度に検出し得る利
点を有するものである。

次に第２の発明を図面を用いて説明する。第９図は平行
２回線送電系統を示す単線図である。電源Ｐ、およびＰ
２の間に平行送電ｉＬおよびＬ′がある。方向継電器は
送電ｍＬの端子Ｔ８の逆相電流工。

および逆相電圧ｖ２ならびに送１！線Ｌ′の逆相砥流工
２′を導入量とし、逆相紙流工２により事故点が端子８
からどの方向にあるかを判別する。逆相電流工２と！′
の和■２＋！２′は図示の部分に流れる電流として衣わ
される。Ｆ１〜Ｆ５は事故時の現象を説明するための事
故点である。

継電器の応動を、端子Ｔ８より送電線りの方向を前方と
して説明する。後方の事故点Ｆ１の事故および前方の事
故点Ｆの場合は、逆相電流工、と逆相電流和Ｉ２＋Ｉ２
′の関係は、送電線りおよびＬ′の両者が運転烙れてい
るとき、 送電線りのみ運転されているとき ■２＝工２＋Ｉ２′　　　　　　　　　　　　叩・・　
α匂である。これらの関係から逆相電流工。と逆相″ａ
流和Ｉ２＋Ｉ、’　　は同位相で必り、０４式のｍαは
１である。この条件で（６）式とα９式は等しい。

送電線りの事故点Ｆ２の場合は、送電線りを経由して事
故点Ｆ２に向っ１゛事故電流が流れる。この事故電流は
電源Ｐ、およびＰ２よｐ供給される。したかって逆相電
流！２と電流和工２＋Ｉ２′は同位相であり、（６）式
の（２）αは１とな夛、（２）式は０廓式と等しい。

送電線Ｌ′の事故点Ｆ４およびＦ５°の場合は、電源Ｐ
、およびＰ２より送電ｓＬＸを経由して事故点に向って
事故電流が流れる。ｌ！故点Ｆ５は電源Ｐ２の側に近い
ため、事故点Ｆ５の事故では送電線りでは事故電流は電
源Ｐ、の側よｐ電源Ｐ２の側に向う。この条件では逆相
電流■２と電流和１２＋１２’は同位相であり、したが
って鴎αが１となり（２）式はα１式と等しい。

事故点Ｆ４の事故では、この事故点は電源Ｐ、の側に近
いため、送電線りでは事故電流は電源Ｐ２の側から電源
Ｐ、の側に向う、この条件では、逆相電流工、と電流和
Ｉ２＋Ｘ２′の間には１８ｏ０の位相差があり、（６）
式の（２）αは−１となる。したがって、（２）式は −ＩＶ２１（２）（φ−θ）−に２１１２１＞Ｋ、　　
　　・・・・・・（至）となり、α１式より動作しにく
い条件となる。

事故点Ｆ５の事故のように、事故電流が送電ｉＬを電源
Ｐ２の側よりミ源Ｐ、の側に流れる事故は、後方事故で
ある。したがって（至）式のようによりネ動作側となる
ことは、隣シ回線Ｌ′に生じた後方事故での不動作をよ
フ確実にするものである。

以上のように、第２の本発明は、隣り回線事故のうちの
後方事故での不動作をより確実にする以外は、第１の発
明と全く同様に作用するものであり、第１の発明と同様
の効果を有するものである。

（第１の実施例〕 第１の発明に淘して、第１の実飽例を図面を用いて説明
する。第１図は第１の実施例のハードウェアの構成を示
す図でるる。図で１はデータ取得器、２は処理装置であ
る。３相交流電力系統の轟。

ｂ、　ｅ　ｑ！ｒ相ノ’Ｋｍ　Ｉ　　、　Ｉ　　ｂよヒ
エ。ならびに電圧Ｖ　。

＆　　　ｂ ■、およびｖｅがデータ取得器ｌに加えられる。データ
取得器１は、これらの電流および電圧の瞬時値全同時刻
に手足周期でサンプルし、デジタルデータＤｒｎに変換
して処理装置２に送る。処理装置２は送られたｒ−タＤ
ｆｆｌを用いて演算処理を行ない、処理結果が動作条件
にめれば　出力信号０．を出力する。

この出力信号Ｏｐは処理装置２の外部への信号出力とし
て取り出される場合もあり、また処理装置２の内部で用
いられ、他の処理結果と組合わされた処理結果が外部に
取り出される場合もある。

データ取得器１および処理装置２は、通常のデジタル形
継電器に用いられるものと同様であるので、簡単のため
詳細な説明を省略する。

処理装置２に於ける処理内容を図面を用いて説明する。

第２図はその処理内容を示すフロー図である。以下特記
しない限りすべてをサンプル周期が電力系統周波数の周
期の１／１２の場合すなわちサングル間隔が電気角で６
０’前の場合について説明する。

処理が開始されると先ず処理３で、データ取得器１で得
られたデータＤｒｎを取得し記憶する０次いで処理の逆
相データ算出処理で逆相電流■２および逆相゛過圧ｖ２
の各々のデータｉ２ｍおよびｖ２ｍｆ作成する。更に処
理５で判定演算を行ない、動作条件にあれば処理結果を
Ｙとし、動作条件になければ処理結果ｔ−Ｎとする。処
理５の処理結果がＹであれば処理６で出力信号０．を出
力した後、処理７でデータ書替え処理を行なう。処理５
の処理結果がＮであれば、処理６がバイパスされる。処
理７が終わると処理３に戻り前記の処理を繰り返す。

次に各処理の詳細を説明する。処理３で取得されるデー
タＤｆｆ１は３相の各相の電流Ｉ　ａ　ｅ　Ｉ　ｂおよ
び！　ならひに電圧Ｖ、、　Ｖ、およびｖｃの各々のデ
ータ’ａｍ　”　ｌＢｍ　＋匂、、ｖ１゜、υ６．およ
びす。。より構成され、これらのデータがすべて取得さ
れる。

処理７では前記のデータＤｒｎおよび逆相電流および逆
相電圧の谷々のデータ１２ｍおよび９２ｍが次式のよう
に書換えられる。

すなわち、ｒ−タＤｒｎの各データはＤｍ−１として記
憶され、ｒ−タＤｒｎ−１の各データはＤｒｎ−２とし
て記憶される、以下、順送りにされ、データＤ、１□が
棄却される。逆相電流データｉ２１〜’　２ｍ−１□お
よび逆相電圧データＶ２ｍ−ν２ｍ−１２も同様に処理
される。

処理４での逆相電流・電圧データイ、ｍおよび９２ｍの
算出処理の例を次式に示す。

処理５は６９式の判定を行なう処理であり、この処理で
は例えば６９式を次式に変換して処理する。

−ＩＶ２Ｉ２１ｏｏｓ（φ−θ）＋ｘ２ｒ、”）ｘ１１
ｘ２１　−・・・−・＠叫式はα環式の各項にｌＩ２１
を乗じた式であり、判定条件は（１つ式と等しい、（財
）式の各項は例えば次のようにして算出ちれる。

ＩＶ２Ｉ２１ｏｏｓ（φ−θ）　＝　（ｖ２ｍ−４・’
２ｍ−”２ｍ・’２ｒｎ−！Ｓ　）・・・・・・（財）
Ｉ２　＝’２ｍ　”　’２ｍ−５”’“°゛に）上記で
（ハ）式はθ＝９０°としｆｃ場合の処理である。

これらの処理を説明する。（２υ式で、データ’ａｍお
よび８６ｍがサンダルされた時刻を時刻ｍとし、データ
’　ｂｍ−２および’　ｅｍ−２がサンプルされた時刻
を時刻ｍ−２とすると、時刻ｍ−２は時刻ｍより電気角
で６０°前である。したがって、データ’ａｍおよび’
ｂｍが各々電流−および工、を時刻ｍにサンダルした値
であるのに対して、データ’　ｂｍ−２および’ａｍ−
２は各々電流Ｉ、および工。を６０°遅らせた電流工、
！およびＩへＰ（以下同様の記号で示す）を時刻ｍにサ
ンプルした値に等しい。

この関係からぐす式のデータ’２ｍは次のように表わさ
れる。

ｊ２ｍ＝　ｉＩ、−Ｉ、−１（Ｉ、−１，）ｐ＋の時刻
ｍでのサンプル値・・・・・・＠ （ハ）式の右辺で対称分との間に次の関係がある。

ＩＩＬ−Ｉ、＋（Ｉ、−リワ＝　Ｉ、＋ｌ２−Ｉ、Ｖ１
−Ｉ２壁＋（工、琶十工２画０−■１画０−工２胃０ｙ
狸１Ｆ＝３Ｉ。　　　　　　　　　　叫・・（財）但し
、工　および工２は各々１相基準の正相電流および逆相
電流でめる。まただは位相角を口だけ進めることを意味
し、例えば１２Ｌ訳は工２を１２０６進めたものである
。

翰式の関係からデータｉ２ｍは次のようになる。

８２　ｍ”　Ｉ　２の時刻ｍでのサンプル値　・・・・
・・　翰厄圧についても′Ｒ１，泥の関係があり、ｒ−
タν２ｍは次のようになる。

ｔ）　２　ｍ　”　Ｖ　２の時刻ｍでのサンプル値　・
・・・・・　（ト）に）２よび両式のデータｉ　および
ｖ２ｒｎが（１）式のｍ ように簀換え処理さｎる。書き換えられた各ブータラ１
２□１およびｖ２ｍ−ｎで衣わすと、データｉ２□−１
およびτ　　は各々データｉ　および１２ｍよりｎ２ｍ
−ｎ　　　　　　　　　　　　　　　２ｍサングルすな
わちｎ×３０°前の逆相電流Ｉ２　および逆相電圧ｖ２
のサンプルデータとなる。

次に（ハ）式を説明する。逆相゛１流工２および逆相電
圧Ｖの各サンプルデータｉ　　およびｖ２ｒｎ−〇は次
２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２ｍ−
ｎ式で弐わされる。

但しαはサンプル時刻で定まる角度 Ｇυ式の関係から（ハ）式の各項は次のようになる。

ｖ２ｍ−３’２゜＝　　ｌ　ｌ２Ｖ２１　ｄｔ　（ｃ！
十φ−９０’）ｍ（を−τ２Ｂ’　２ｍ−３＝　Ｉ　工
２ｖ２１自（α＋φ〕虐（α−９０つ０埠および（ト）
式の関係から（ハ）式が得られる。

（７）およびに）式については、電気学会大学講座保護
継電工学、昭和５６年７刀２０日発行初版（以下参考文
献ｌと称す］の１１２頁第６．２表で説明されているの
で簡単のため説Ｆ！Ａヲ省略する。

以上のように本実施例は第１図のハードフェア構成と第
２図の処理フローを用い、一定角度θを９０°として処
理（至）を行ない、６９式に応動する出力信号を生じさ
せるものである。

（第２の実施例） 第２の実施例は（ハ）式の処理を次式とするほかは第１
の実施例と全く同様のものである。

ＩＶ２１２１００１（φ−リ＝９２．’２ｍ”’２ｍ−
３’２ｍ−３　　＋＋＋＋＋＋　　Ｈこの式で、？　お
よび”２ｍ−３は次式で算出される。

ｍ ｖ′２．＝シ２ｒｎ−５ｇｈθ＋ν２♂１　　　　　　
……（ハ）τ’２ｒｎ−５＝−シ２ｍ虐θ十１２ｍ−５
”θ　　　　　・・・・・・（至）□□□式で、 τｚｍ−ｓ−ｖ２／９０°の時刻ｍでのサングル値・・
・・・・０η（至）および０２５式の関係から（２）式
は次のようＫなる。

ｖ２品＝（ｍθＶ２Ｚ９０　’　＋　ｏｏｓθｖ２）の
時刻ｔｕでの＋７グル値＝Ｖ〆０の時刻ｍでのサンプル
値　・・・・・・（至）（ロ）式で一１Ｉ２ｆｎは９２
ｍ−４に等しいので、同様の関係からシ２ｒｎ−’、−
Ｖ２／θの時刻ｍ−３でのサンプル値・・・・・・（至
）となる。

したがって、 Ｖ２’　＝　Ｖ２１’　　　　　　　　　　　　　　　
−−ｅＱで表わすと、 ＩＶ２′Ｉ２１ｏｏｓ（φ−θン＝　ｌｖｊ　Ｉ２１　
ｏｏｓφ　　　　　　　　・−・・・−１１，１となり
、参考文献１の前記第６．２表より明らかなように、 ＩＶ、’Ｉ２１ａｏｓφ＝シ’２ｍ’２ｍ＋シ’２ｍ−
５’２ｍ−３・・”・・＃であるので、（至）および（
２）式の算出値を用いて、（ロ）式の右辺の演算を行な
うことにより、左辺の値を算出し得る。

以上のように本実施例により一定角度θを任意の角度と
して、１９式に応動する方向継電器を得ることができる
。

なお、■や、に）、　ｇｌ、（ハ）および（至）式の算
出手段は上記で述べたものの他に種々の手段が６４）、
他の手段を用いて同様に実施し得るものである。

（第３の実施例〕 第３の実施例は、（財）式の処理を次式とするほかは第
１または第２の実施例と同様のものでおる。

この処理は、Ｃ１１式のＩＶ２１ａｏｓ（φ−θ〕を算
出する手段トＬテ１ｖ２Ｉ２１ｅｎｓ（φ−６）／ｌＩ
２１ｔ−用いるほかは、α９式と等しい＠　　ＩＶ２Ｉ
２１（２）（φ−θ）および１！２１の値は第１または
第２の実施例と同様に算出され、０９式に応動する出力
信号を得ることができる。

以上のように、９９式の条件を得る手段は（２）式に限
定ちれることなく種々変形実施し得るものである。

（第４の実施例） 第４の実施例は逆相電流Ｉ２を電力系統の複数の端子の
逆相電流の和とするものであり、他は第１〜第３の実施
例と同様のものである。これを図面を用いて説明する。

第３図は本実施例を説明するための電力系統単線図でお
る０図で、Ｂ、〜Ｂ５は母線、Ｄ、〜Ｄ７はｉｍＷｆｒ
器、Ｌ、およびＬ２は送電線、ＣＴ１およびＣＴ２は変
流器、ＶＴは計器用変圧器である。変流器ＣＴ。

およびＣＴ２は各々並列接続され、各相の二次電流の和
！ａ　’　”ｂおよびＩｅならびに計器用変圧器ＶＴの
各相の電圧■ａ　”ｂおよびｖｅが第１図の継電器のデ
ータ取得器ｌに供給される。

処理を含む他の部分は第１〜第３の実施例と同様であり
、α９式に応動する出力信号が得られる。

本実施例は逆相電流Ｉ２が複数端子の逆相電流の和であ
るほかは第１〜第３の実施例と全く同様に作用し送″ｄ
ｔ線り、およびＬ２ならびに母線Ｂ、の方向の事故を高
感度に検出する。

以上のように本発明は複数端子の逆相’ａ流の和を工２
として、適用することができ、同様の効果を有するもの
である。

なお、第３図の変流器ＣＴ、およびＣＴ２の二次回路を
並列接続することなく、各々の二次電流をデータ取得器
に個別にとシこみ、サングル値をデジタルデータに変換
した後に加算するようにしても、複数端子の逆相電流の
和Ｉ２のデータが得られることは勿論である。

（第５の実施例） 第５の実施例は第２の発明に対するものである。

これを図面を用いて説明する。第４図は本実施例のハー
ドウェアの構成を示す図で、第１図と同一部分は同一記
号で示される。８はｒ−夕取得器である。

データ取得器８には平行２回線送！線の第１の回線りの
端子の各相電流１．　、　Ｉ、および工。ならびに各相
の電圧ｖａ　”ｂおよび■。と、第２の回線Ｌ′の端子
の各相電流１．１　、１．１およびＩｃ′　　が供給さ
れる。各相の′（圧ｖ、　、　ｖ、およびＶｃ＋　　は
送！、ｍＫＲ接する母線など、送電線端子とほぼ同一電
圧となるところから送電線りの端子の電圧として供給さ
れる場合もある。

これらの電流および電圧は第１図の場合と同様にサンプ
ルされてデジタルデータＤｒｎに変換され、処理装置２
で処理される。

処理装置２での処理全説明する。処理フローは第１の実
施例と同様に第２図で示される。しかし、各処理の内容
が異なる。これを説明する。処理３で取得されるデータ
Ｄには第１の実施例で取得されるデータＳ　　ｒ’　　
　Ｓ　　＃ν　、ν　およびａｍ　　　　ｂｍ’　　　
ａｍ　　　　ａｍ　　　　ｂｍｖｃｒｎのほかに、送電
Ｌ′の電流１．１　、１．／および工、１の各々のデー
タｉ１．ｉＪ　　およびｉ′　が取得されａｍ　　　　
ｂｍ　　　　　　　　　ａｍる。

処理７では、に）式の書き換えのほかに次式の書き換え
が追加される。

”２ｍ″”２ｍ−１”　”２ｍ−１→”２ｍ−２１・・
’　”２ｍ−１１→”２ｍ−１２”２ｍ−１２→棄却　
　　　　　　　　　・・・・・・■但し、データイーは
（９）式に示される。

処理４の逆相データ算出処理では、第１の実施例のデー
タ’２ｍおよび９２ｍのほかに、次式の７’　−タイ’
２ｍを算出する。

ｓ’２．ｎ＝％　２ｍ＋　１’２ｍ　　　　　　　　　
　・・・・・・に）（６）式は０９式と同様の式であり
、イ寵は回線Ｌ′のａ相基準の逆相電流Ｉ≦の時刻ｍに
おけるサンプル値である。また、−式のデータｉ′２ｒ
！ｌは回線りおよびＬ′のａ相基準の逆相電流■２と弓
の和ｘ、＋ｚ４の時刻ｍにおけるサンプル値である。

処理５は（６）式の判定を行なう処理であり、この処理
では例えば（２）式を次式に変換して処理する。

（６）式で左辺第１項のＩＶ２Ｉ、ｌ房（φ−θ〕およ
び１工２１は、第１の実施例の場合と同様に例えば各々
（ハ）式および（イ）式で算出される。また、左辺第２
項の分母および分子は、例えば各々次式で算出される。

１　Ｉ、＋Ｉ′２１−　Ｅ　ｌ”２ｍ−ｎ　’　　　　
　　　　・・・・・−Ｘｎ−。

１１２（１２＋Ｉ’、月焦α＝’２ｍ’２゜＋１２ｍ−
３ｉ′２ｍ−６・・・・・−ＧＬＩに）および四式は、
前記参考文献１の第６．２次に説明されているので簡単
のため説明を省略する。

以上のように本実施例は（６）式に３動する出力信号を
生ずるものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、逆相電圧ｖ２および逆相電流工２を用
いて事故点の方向を判定する方向継゛也稔において、従
来装置に対して十分に高感度の保籐を行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のハードウェアの構成を示す
図、第２図は本発明の一実施例のソフトウェアの構成を
示す図、第３図は逆相電流が複数端子の逆相１１６ｔの
和とする場合を説明する電力系統単線図、第４図は平行
２回線送電疎に適用した場合を説明するハードウェアの
構成を示す図、第５図は不平衡事故時の対称分等価回路
を示す図、第６図は３端子送電線系統の逆相等価回路を
示す図、第７図は誤差を考慮した場合の事故時の逆相電
圧の有効成分と逆相電流の大きさの関係を示す図、第８
図は本発明の継電器の応動を説明するための特性図、第
９図は平行２回線送電系統に適用する場合の動作を説明
する単線図である。 １・・・データ取得益、２・・・処理装置。 特許出願人　　東京電力株式会社（ほか２名）代　理　
人　　弁理士　石　　井　　紀　　男第１図 第２図 継電器へ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）３相交流電力系の逆相電圧及び逆相電流を用いて
   事故点方向を判別する方向継電器において、下記式を動
   作条件とすることを特徴とする方向継電器。 −｜Ｖ＿２｜ｃｏｓ（φ−θ）＋Ｋ＿２｜Ｉ＿２｜＞Ｋ
   ＿１ 但し、 Ｖ＿２、Ｉ＿２：逆相電圧および逆相電流を複素数で表
   わした値 φ：Ｖ＿２がＩ＿２より進む位相角 θ：一定位相角 Ｋ＿１、Ｋ＿２：正の定数
2. （２）３相交流電力系の逆相電圧及び逆相電流を用いて
   事故点方向を判別する方向継電器において、下記式を動
   作条件とすることを特徴とする方向継電器。 −｜Ｖ＿２｜ｃｏｓ（φ−θ）＋Ｋ＿２｜Ｉ＿２｜ｃｏ
   ｓα＞Ｋ＿１ 但し、 Ｖ＿２、Ｉ＿２：平行２回線送電線の第１の回線の逆相
   電圧および逆相電流を複素数で表わした値 Ｉ′＿２：第２の回線の逆相電流 α：逆相電流Ｉ＿２が逆相電流の和Ｉ＿２＋Ｉ＿２′よ
   り進む角 φ：Ｖ＿２がＩ＿２より進む位相角 θ：一定位相角 Ｋ＿１、Ｋ＿２：正の定数