JPH01177822A - 地絡距離継電方式 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、平行２回線からなる電力系統の地絡事故時、
隣回線の零相電流の影響を自回線に流れる零相電流に加
味して各相電流を補償することにより、測距性能の向上
を図るようにしだ地絡距離継電方式に関する。

（従来の技術） 平行２回線構成の電力系統に発生した地絡事故に対して
、正確な測距を行なうためには、自回線或いは隣回線に
流れる零相電流を用いて各相電流を補償する所謂零相補
償が有効であることは良く知られている。

第３図は典型的な平行２回線において、１線地絡が発生
した場合の電力系統を示し、ＡＣは電源、Ｂ１、Ｂ２は
電気所母線、Ｌｌ、Ｂ２は、母線Ｂ１．８２間に連繁す
る送電線、Ｒ，は電気所母線Ｌｌ側に設置された送電線
Ｌ１を保護する地絡距離継電装置、Ｆｌは送電線Ｌ１に
発生した１線地絡（１φＧ）事故点を示す。

第４図は、第３図に示すような平行２回線での１線地絡
時の対称分等回路を示し、（ａ）は正相回路、（ｂ）は
逆相回路、（Ｃ）は零相回路である。

第４図において、リレー設置点における正相、逆相、零
相電圧■１、ｖ２、ｖｏは各々次式のように表わされる
。

Ｖ１＝１１Ｚ’ｔ　＋１１ｒ　（２０＋２２　）＝（１
）Ｖ２＝Ｉ２Ｚ’２　　　ｌ２ＦＺ２　　　　　　・”
（２）ｖｏ　＝　１．　ｚ’ｏ　＋Ｉ’、　Ｍｏ　−Ｉ
ｏｒＺＯｏ−（３）但し、Ｉ１、Ｉ２、Ｉｏはリレー設
置点に流れる正相、逆相、零相電流、Ｚ’、　、ｚ’２
　、Ｚ’ｏは各々事故点からリレー設置点までの正相、
逆相、零相インピーダンス、Ｉ　ＩＦ　、　Ｉ　２Ｆ　
、　Ｉ　ＯＦは事故点に流れる正相、逆相、零相電流、
ｚｌ　、Ｆ２　、Ｚ。

は事故点から見た系統側の正相、逆相、零相インピーダ
ンス、Ｉ’ｏは隣回線に流れる零相電流、ＭＯは隣回線
との零相相互インピーダンスである。

ス、上記（１）　、（２）　、＋３）式より、リレー設
置点の事故相電圧ＶＲＮは次のように表わされる。

■州＝ｖｏ＋Ｖｌ　＋ｖ２ ＝　１．　ｚ’ｏ　＋　Ｉ’ｏ　Ｍ、　−１０，Ｚｏ＋
　Ｉ２　Ｚ’２Ｉ２ＦＺ２　＋ＩＩ　Ｚ’ｌ　＋ＩＩＦ
　＜２０　＋２２　）・・・（４） ここで、一般に送電線では、ｚ’１＝ｚ’２が成り立つ
こと、及びリレー設置点の事故相電流Ｉ！Ｉ＝Ｉｏ　十
１１　＋Ｉ２を代入すると、＝　（ＩＲ＋ＫＩ　　ＩＯ
＋に２　１’Ｏ）　Ｚ’１−（５）即ち、次式によりリ
レー設置点から事故点までのインピーダンスＺ′１が正
確に求められる。

上記（６）式においてに１−Ｉｏ及びに２−１’。

が事故相電流に対する自回線、隣回線の零相補償の項で
あり、従って、地絡事故に対しては零相補償を行なうこ
とにより、はじめて正確な測距が期待できる。

しかし、この零相補償は平行２回線の系統運用状態によ
っては弊害となることも周知の事実である。

例えば、第５図に示すように、相手端が非電源端か、或
いは弱小電源の平行２回線で、リレー設置点の隣回線で
至近端１線地絡事故が発生した場合を考える。

なお、第４図において、第３図と同一部分については、
同一符号を付して示す。Ｆ２は送電線Ｌ２　（隣回線）
に発生した至近端１相地絡事故点である。

このような系統での地絡事故発生時、前記（６）式にお
いて、自回線事故相電流１．及び零相電流１、が小さな
値であるのに対し、隣回線零相電流Ｉ０及びＩ′０は大
きな値となる。

ヌ、事故相電圧は小さな値となっているため、（６）式
よりリレーの見るインピーダンスは、隣回線零相電流の
影響で、背後方向事故であるにも拘らず、前方至近端事
故と判定してしまう。このため、−数的には地絡リレー
の方向要素には、隣回線の零相補償を行なわず、測距性
能を多少犠牲にしているのが普通である。

ここで、第３図と同一部分には同一符号を付して示す第
６図の平行２回線からなる電力系統において、送電線Ｌ
１を事故回線側、送電線Ｌ２を健全回線側として電気所
母線Ｂｌ寄りの両回線に設置された地絡距離継電装置Ｒ
Ｖ１、Ｒにの見るインピーダンスの傾向について考える
。

今、第６図において、事故点を至近＠（Ｘ＝Ｏ）から相
手端近端（Ｘ＝　１　＞まで移動させ、かつ両回線の零
相補償が行なわれているものとすれば、地絡距離継電装
置Ｒｙ１、Ｒ）’２の見るインピーダンスの軌跡として
は、第７図に示す如くなる。

即ち、第７図に示す例では、隣回線の６５％地点での事
故に対しては、自回線の８５％地点の事故とと同一に見
ることが示されている。

従って、自回線の地絡距離継電装置の動作整定を相手端
子までの８５％とすれば、隣回線の零相補償を行なった
場合には、隣回線の６５％地点以内の事故に対して応動
することが判る。

通常、距離継電方式の特性としては、例えば第８図に示
すようなモー特性により事故の方向を判別し、リアクタ
ンス要素により事故点までの距離を測定、している。

このような方式では、整定値によっては第６図の系統の
隣回線の６５％地点の事故に対して、方向要素であるモ
ー要素は十分動作し得る。

ス、リアクタンス要素に対して自回線及び隣回線の零相
補償を行なった場合、第７図の例からも判るようにリア
クタンス要素も動作に至り、隣回線事故に対しオーバー
リーチとなる。

そこで、従来では前述したような不具合を回避するため
、自区間を保護範囲とする第１段特性に対しては、隣回
線の零相電流による補償を１００％行なわず、例えば（
６）式のに２の値を理論値の５０％とする等、小さな値
としていた。

しかし、このような手段を取入れると、隣回線に零相電
流が流れると、リレーの見るインピーダンスが実際の値
より大きな値となり、第１段で保護できる範囲は、整定
した値よりも小さなものとなってしまう。

一方、この種の問題点を解決するため、例えば特開昭５
７−３１３２７号が既に提案されている。この提案によ
れば、自回線に流れる零相電流■０と係数に１　、Ｋ２
　とにより、（Ｋｌ　＋に２　）　　・Ｉｏなる電気量
を得、この電気量により各相電流を補償する方式及び自
回線零相電流１．と隣回線零相電流Ｉ０及びＩ′０の大
きさを比較し、１．≧■′θ時は、従来の（６）式によ
る補償を行ない、Ｉ□＜１’０の時は、前記電気量（Ｋ
１＋に２　）・１．を用いて各相電流を補償する方式を
示している。

（発明が解決しようとする課題） 上記方式も次の点で完全な解決策にはなっていない。

■（Ｋ１　＋に２　＞・Ｉｏで各相電流を補償する方式
では、自回線事故時の測距性能が悪い。即ち、自回線の
相手端子至近端事故では、正確な測距が可能であるが、
それ以外の事故点ではオーバーリーチの傾向となる。

■一般に電流を計測する計器用変流器（ＣＴ）や、その
電流を取込んで距離を判定する距離リレーには誤差があ
り、ｒｏ＝ｒ’ｏとＩＯ＜１’、の区別はある誤差の範
囲内でしか判定できず、電力系統の１次電流では、Ｉｏ
＝Ｉ’Ｏであってもリレーの内部では、ＩＯ＜Ｉ’ｏと
判定することも十分におこり得る。

従って、第７図のような事故ゲースに対して、ｒｏ＜ｒ
ｏと判定すると、１次電流としてはｒｏとＩ０及びＩ′
０の極性が逆であるにも拘らず、自回線零相電流１．だ
けで補償するため、大幅なアンダーリーチが生ずること
になる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、平行２
回線からなる電力系統において、自回線の零相電流に隣
回線の零相電流による影響を考慮して各相電流を補償し
得るようにすることにより、自回線側の事故に対しては
自回線、隣回線の零相補償を十分性なうことができると
共に、隣回線側の事故に対しても十分に正確な測距を行
なうことができる地絡圧Ｍｕ電方式を提供することを目
的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明では、自回線に流れる零
相電流１．と隣回線に流れる零相電流Ｉ′０の大きさを
比較し、その大小関係を判別して各相電流を次式により
補償しようとするものである。

（作用） 従って、事故発生時には自回線零相電流■。

と隣回線零相電流１′０の大きさを比較し、ＩＯ≧Ｉ′
０である時は従来通りの補償を行ない、Ｉｏ＜Ｉ０及び
Ｉ′０の時は、（ＫＩ　十に２　）　・Ｉｏによる補償
を行なうために、正確な測距ができる。

（実施例） 以下図面を参照して実施例を説明する。

第２図は本発明による地絡距離継電方式を説明する一実
施例の構成図である。

そして、第２図は本発明による地絡距離継電方式をディ
ジタルリレーで実現した場合の構成例を示す。

第２図において、１ａ〜１ｄは保護対象となる電力系統
の各相電圧、各相電流、自回線零相電流、隣回線零相電
流が各別に導入される入力変換器で、これら各入力変換
器１ａ〜１ｄは、その入力電気量を適当な大きさの電圧
信号に変換する。

２ａ〜２ｄはこれら入力変換器１ａ〜１ｄの出力に含ま
れる高調波成分を除去するフィルタ、３は各フィルタ２
ａ〜２ｄの出力を所定の間隔でサンプリングするサンプ
ルホールド回路、４はこのサンプルホールド回路３の出
力をマルチブレフサ５を介して加えられ、これをディジ
タルデータに変換するＡ／Ｄ変換回路、６はＡ／Ｄ変換
回路４の出力が加えられるダイレクト・メモリ・アクセ
ス（ＤＭＡ）回路、７はＤＭＡ回路６によりＡ／Ｄ変換
回路４の出力を所定の番地に書込むメモリ回路、８はプ
ログラムが内蔵されているリード・オンリ・メモリ（Ｒ
ＯＭ）、９はこのＲＯＨ８に書かれたプログラムに従っ
てメモリ回路７に書かれた電力系統の電流・電圧データ
を用いてリレーの演算を実行する中央演算処理装置（ｃ
ｐｕ）、１０はＣＰＵ　９の演算結果に基づきしゃ断器
用外し指令を出す出力回路である。

次に、上記のように構成された地絡距離継電装置の応動
を第１図に示すフローチャートを参照して説明する。今
、ＤＭＡ回路６により、入力変換器１ａ〜１ｄ、フィル
タ２ａ〜２ｄ、サングルホールド回路３、マルチブレフ
サ５、＾／Ｄ変換回路４を通して得られる電力系統の各
相電圧、各相電流、自回線零相電流、隣回線零相電流に
応じたディジタルデータがメモリ回路７の所定の番地に
書込まれているものとする。

このような状態にある時、ＣＰＵ　９に演算開始指令が
入力されると、このＣＰＵ　９ではＲＯＨ８に書かれた
プログラムに従って、メモリ回路７に書込まれている電
圧・電流データを用いて次のような演算を実行する。

即ち、第１図において、ステップＳ１で演算が開始され
ると、ステップＳ２で自回線零相電流１．と隣回線零相
電流１’ｏとの大きさを比較する。

その比較結果が１ｌｏｌ≧ｌｌ’ｏｌの場合はステップ
Ｓ３へ進み、ここで次式に従った通常の補償を行なって
電流Ｉを求める。

Ｉ＝ＩＩＩ＋に、　　・Ｉｏ　十に２　−１’Ｏ・（９
）又、比較結果がｌ　Ｉｏ　ｌ＜ｌ　Ｔ’ｏ　ｌの場合
はステップＳ４へ進み、Ｋ２の値を（１０）式によって
修正する。

ステップＳ５では、（１０）式で演算された新たな係数
に’２を用いて、次式に従った補償を行なって電流Ｉを
求める。

Ｉ　−Ｉｎ　ｆＫｌ・ＩＱ　＋に’２　　・Ｉ’ｏ　　
”１１１）ステップＳ３又はステップＳ５で、上記（９
）式スは（１１）式により計算した後、ステップＳ６に
おいて電圧Ｖと電流Ｉよりリアクタンス分Ｘを計算する
。

ステップＳ６での計算を終えると、次のステップＳ７で
はりアクタンス分Ｘと整定値Ｚにとを比較する。その比
較結果がＸ＞Ｚにの場合には、ステラ５ズＳ８によりリ
アクタンス要素は不動作と判定され、ス、Ｘ≦ＺＫの場
合には、ステップＳ９によりリアクタンス要素は動作と
判定され、ステップＳ１０で終了する。

従って、第１図に示すようなフローチャートに従ってリ
アクタンス要素を判定すれば、第５図の例で示したよう
な隣回線事故に対しては、隣回線の零相電流による補償
の大きさが自回線の零相電流の大きさにより、ｌ　Ｉｏ
　　ｌ／　ｌ　Ｉ’ｏ　１倍に制限されるため、従来の
ような隣四線零相補償仁よる不具合は生じない。因みに
、隣回線至近端事故でＩｏ小、Ｉ０及びＩ′０大のよう
なケースでは、１Ｉｏｌ／１１’ｏｌは極めて小さな値
となり、実質的に隣回線の零相電流補償はかからないこ
とになる。

一方、第６図に示したような平行２回線において、自回
線内の事故（Ｘ＝０〜１）に対しては、自回線零相電流
１．の方が隣回線零相電流■０及びＩ′０より必ず大き
いか等しくなるため、従来方式と同じ係数を用いて正確
な測距が行なわれることになる。

更に、第９図の例で示したように、自回線事故でＩＯと
Ｉ０及びＩ′０の極性が逆で、ｌ　Ｉｏ　ｌ＜ｌ　ｌ’
ｏ　ｌと判定してしまうケースでも、本発明では１１’
ｏｌ して用いているため、Ｉ′０の極性はそのまま保存され
、正確な測距が可能である。

即ち、本発明は前記した補償電気量の中に常に隣回線零
相電流が取込まれているため、１．とＩ′０の極性が異
なるようなケースに対しても確実な測距が期待できる。

［発明の効果］ 以上説明した如く、本発明によれば平行２回線からなる
電力系統において、自回線の零相電流及び隣回線の零相
電流による影響を考慮して各相電流を補償するようにし
たので、自回線側の事故及び隣回線側の事故に対して十
分に正確な測距を行なうことができる地絡距離継電方式
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による地絡距離継電方式の処理内容を説
明するフローチャート、第２図は地絡距離継電方式を実
現する一実施例の構成図、第３図は平行２回線に１線地
絡事故が発生した場合を示す電力系統図、第４図は第３
図の対称分等価回路図、第５図は平行２回線での隣回線
に１線地絡事故が発生した場合を示す電力系統図、第６
図は平行２回線の両回線に地絡距離継電装置を設置して
示す電力系統図、第７図は第６図の平行２回線において
自回線の事故点を至近端から相手端まで杯動させ、かつ
両回線の零相補償を行なった場合の地絡距離継電装置の
見るインピーダンスの傾向を示す図、第８図は距離継電
方式におけるリレー特性を示す図、第９図は自回線側事
故時に隣回線零相電流と自回線零相電流の極性が逆にな
る場合を示した図である。 １ａ〜１ｄ・・・入力変換器　　　　２ａ〜２ｄ・・・
フィルタ３・・・サングルホールド回路　４・・・Ａ／
Ｄ変換回路５・・・マルチプレクサ ６・・・ダイレクト・メモリ・アクセス回路（ＤＭＡ）
７・・・メモリ回路 ８・・・リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）９・・・中
央演算処理装置（ｃｐｕ） １０・・・出力回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平行２回線の自回線に流れる零相電流Ｉ＿０に対しては
   係数Ｋ＿１を、又、隣回線に流れる零相電流Ｉ′＿０に
   対しては係数に２を用いてＫ＿１・Ｉ＿０＋Ｋ＿２・Ｉ
   ′＿０なる電気量を得、この電気量により各相電流を補
   償する地絡距離継電方式において、前記自回線及び隣回
   線に流れる零相電流Ｉ＿０及びＩ′＿０の大きさを比較
   し、｜Ｉ＿０｜＜｜Ｉ′＿０｜と判別した場合は、前記
   係数に２の値を、前記零相電流Ｉ＿０及びＩ′＿０の絶
   対値の比を用いてＫ＿２・｜Ｉ＿２｜／｜Ｉ′＿０｜な
   る値に制御することを特徴とする地絡距離継電方式。