JPH0118647B2 - - Google Patents
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- JPH0118647B2 JPH0118647B2 JP56097832A JP9783281A JPH0118647B2 JP H0118647 B2 JPH0118647 B2 JP H0118647B2 JP 56097832 A JP56097832 A JP 56097832A JP 9783281 A JP9783281 A JP 9783281A JP H0118647 B2 JPH0118647 B2 JP H0118647B2
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- circuit
- output
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- conversion circuit
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 7
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Protection Of Transformers (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
この発明は差動継電器に関するものである。
電力系統に接続される電気機器（変圧器など）
や母線の、内部事故を検出するために差動継電器
を適用する事は広く行われている。特に、変圧器
や母線はエネルギーの通過手段であり、その入、
出口に電流変成器を設け、その電流を合成して差
動電流を得て差動電流の有無を以て事故の有無を
検出する事はもつとも合理的とされている。 変圧器用差動保護について云えば、常時は変圧
器の電圧（磁束）を確立するために励磁電流分が
僅か誤差分として表れる以外は、差動電流は０に
近く問題はないが、投入時は変圧器の磁束（電
圧）を確立する迄の間過渡励磁電流（励磁突入電
流）がかなりの大きさで現われ、本来の事故時に
流れる故障電流と大きさの上では見分けがつかな
くなる。そのため、従来より過渡励磁電流の波形
に着目した所謂高調波抑制方式が用いられて来て
いる。すなわち、第１図ｂに示すように、変圧器
投入時に流れる過渡励磁電流を波形分析すれば、
たとえば第１図ｃに示すような成分比となり、高
調波成分ことに第２高調波成分が多い事がわか
る。 この事実に着目した従来の変圧器保護用比率差
動継電器の構成を第２図に示す。第２図におい
て、変圧器両端に設置された変流器CT1および
CT2から導入される一次、二次電流（入、出口）
が補助変成器１および２に加えられ、その代数和
が差動電流として補助変成器３に導入される。こ
れらの電流を整流器４，５，６で整流し、フイル
タ７，８，９に加えた後、入、出口の通過電流を
合成して抑制側に作動する電圧を抑制回路１０に
より発生させ、これと差動電流に関係したフイル
タ９の通過出力とをコンパレータ１１により比較
することにより、従来比率差動継電器と称してい
た機能をもつものが構成されている。 一方、差動電流は補助変成器１２を介して電圧
を生じコンデンサおよびリアクトル、コンデンサ
の組合せから成る２端子基本波通過 第２高調波阻止フイルタ（一種のローパスフイ
ルタ）１３と同じくリアクトルおよびリアクト
ル、コンデンサの組合せから成る２端子基本波阻
止 第２高調波通過フイルタ（一種のハイパスフイ
ルタ）１４に印加される。フイルタ１３を通過し
た電流は整流器１５を介しハイパスフイルタ１７
を経由して動作側に作動する電圧として、一方フ
イルタ１４を通過した電流は整流器１６を介しハ
イパスフイルタ１８を経由して抑制側に作動する
電圧としてそれぞれコンパレータ１９に印加さ
れ、双方比較されて基本波成分と第２高調波成分
との比率を出し、その結果の出力が最終判定回路
２０へ与えられる。 もし万一、投入時の過渡励磁電流で大きな差動
電流を生じコンパレータ１１が作動しても、上述
のコンパレータ１９は過渡励磁電流の中の第２高
調波成分と基本波成分との比を検出して、この比
が大きければ動作せず、結局論理積をとる最終判
定回路２０は不動作で誤動作は防止できる。 このような構成例に見るような第２高調波をア
ナログフイルターで検出する方式は有効であり実
用に供せられているが、フイルターの過渡現象が
存在するため、フイルタが正しく応動するには、
コンパレータ１９に時間遅れをもたせなければな
らず、基本波に対する応動が遅れて継電器の動作
時間が遅くなるといううらみがある。 この発明は、このような欠点を除去し即応性、
信頼性の秀れた差動継電器を提供するものであ
る。 以下、この発明の実施例を第３図で説明する。
第３図はこの発明による差動継電器を示すもの
で、図において、Ｔは保護される変圧器、CT1お
よびCT2はその高圧、低圧側に配置された変成
器、２１および２２はそれら変成器から二次電流
を導入する端子、２３および２４は上記入力を受
ける補助変成器、２５は上記２入力合成用補助変
成器、２６，２７，２８は上記補助変成器２３，
２４，２５からの出力信号を整流しかつレベル変
換するレベルコンバータ、２９，３０，３１は上
記レベルコンバータの直流出力を受けてその瞬時
値を保持するサンプルホールドアンプであり、レ
ベルコンバータ２８の出力は調波分析を行うため
符号３９以下で示される回路へも同時に印加され
る。３２はマルチプレクサであり、上述のサンプ
ルホールドアンプ２９，３０，３１の３種のアン
プ出力をマイクロプロセツサ３５からの出力によ
り制御されて切換え、Ａ／Ｄコンバータ３３へ加
える。Ａ／Ｄコンバータ３３は、上記アンプ２
９，３０，３１の出力を切換えて得られたマルチ
プレクサ３２の出力をデイジタル値に変換し、次
の入力レジスタ３４へセツトできるようにする。
入力レジスタ３４は上記Ａ／Ｄコンバータ３３の
出力を一時記憶するためのものである。マイクロ
プロセツサ３５は上記アンプ２９，３０，３１に
加わる入力を演算判定処理する事により、その結
果を出力レジスタ３６へ出力する。出力レジスタ
３６はマイクロプロセツサ３５による判定出力
「１」または「０」をホールドする。レベルコン
バータ３７はレジスタ出力を外部ドライブに可能
なように増幅する。 なお、マイクロプロセツサより各種のタイミン
グ信号Ｔ１……Ｔ６が、アンプ、マルチプレク
サ、Ａ／Ｄコンバータ、レジスタの制御用信号と
して出力されている。 以上により、比率差動継電器の機能をもつ部分
が構成される。この部分による従来の比率差動継
電器としての動作を以下に説明する。 まず、変圧器の一次、二次主回路側に流れる電
流I1、I2は、変流器CT1およびCT2により変成さ
れ、端子２１および２２よりそれぞれaI1、aI2と
して入力される。この電流は補助変成器２３およ
び２４により小さくされ、電圧を二次に発生す
る。また、変流器CT1およびCT2の電流の和ａ
（I1＋I2）を入力する補助変成器２５も同様に電
圧を二次に発生する。これらの電圧はレベルコン
バータ２６，２７，２８によりレベル変換され、
cI1、cI2、ｃ（I1＋I2）を得る。この出力は時々
刻々変化するが、適当なタイミングたとえばπ／12 ラジアン毎にサンプルしホールドされる。次にこ
の３電圧をマルチプレクサ３２により切換えて
Ａ／Ｄコンバータ３３に加え、これらはＡ／Ｄ変
換後入力レジスタ３４に保持される。マイクロプ
ロセツサ３５は上記入力レジスタ３４に保持され
たデータを入力する他、この入力を適当なアルゴ
リズムにより演算判定して変圧器内部に事故があ
るか否か判定する。 たとえば （I1＋I2）−Rf（I1、I2）≦０で「０」 （I1＋I2）−Rf（I1、I2）＞０で「１」｝ (1) のような関係を満足させるときは、一種の比率差
動継電器であり、更に、 Rf（I1、I2）＝Ｒ・Max（｜I1｜、｜I2｜） はダイオードによる最大抑制方式と等価である。 ここでは、この比率差動継電器の機能を検討す
ることが本来の趣意ではないので省略するが、い
ずれにせよ上述のI1、I2、I1＋I2は系統周波数１
サイクルの間と何分かした時点でサンプルし保持
した幾つかの電流値の集合であり、これに対し上
記関係式(1)が成立すればよい。 以下にこの発明の特徴となる第２高調波判別回
路について説明するが、それに先立ち調波分析の
方法について述べる。一般にひずみ波交流の１周
期をｍ等分し時点０、１、２……ｍ−１における
瞬時値をy0、y1、……ym−１とすると、この波
形ｙは、 ｙ＝a0＋a1cosωt＋a2cos2ωt＋…… ＋b1sinωt＋b2sin2ωt＋…… と表現される。この時のa0、a1、a2、……b1、
b2、……を求める事が調波分析である。 一般に、電力系統では高調波の次数としては第
５次程度までであり、それより高次は普通無視し
てよい。第５次までを考慮するためには、11個の
未知数を求める事が必要であり、その場合、サン
プルすべきｙの瞬時値は12個ある。12個のｙの値
（y0、y1、y2……y11）を知つた時調波成
や母線の、内部事故を検出するために差動継電器
を適用する事は広く行われている。特に、変圧器
や母線はエネルギーの通過手段であり、その入、
出口に電流変成器を設け、その電流を合成して差
動電流を得て差動電流の有無を以て事故の有無を
検出する事はもつとも合理的とされている。 変圧器用差動保護について云えば、常時は変圧
器の電圧（磁束）を確立するために励磁電流分が
僅か誤差分として表れる以外は、差動電流は０に
近く問題はないが、投入時は変圧器の磁束（電
圧）を確立する迄の間過渡励磁電流（励磁突入電
流）がかなりの大きさで現われ、本来の事故時に
流れる故障電流と大きさの上では見分けがつかな
くなる。そのため、従来より過渡励磁電流の波形
に着目した所謂高調波抑制方式が用いられて来て
いる。すなわち、第１図ｂに示すように、変圧器
投入時に流れる過渡励磁電流を波形分析すれば、
たとえば第１図ｃに示すような成分比となり、高
調波成分ことに第２高調波成分が多い事がわか
る。 この事実に着目した従来の変圧器保護用比率差
動継電器の構成を第２図に示す。第２図におい
て、変圧器両端に設置された変流器CT1および
CT2から導入される一次、二次電流（入、出口）
が補助変成器１および２に加えられ、その代数和
が差動電流として補助変成器３に導入される。こ
れらの電流を整流器４，５，６で整流し、フイル
タ７，８，９に加えた後、入、出口の通過電流を
合成して抑制側に作動する電圧を抑制回路１０に
より発生させ、これと差動電流に関係したフイル
タ９の通過出力とをコンパレータ１１により比較
することにより、従来比率差動継電器と称してい
た機能をもつものが構成されている。 一方、差動電流は補助変成器１２を介して電圧
を生じコンデンサおよびリアクトル、コンデンサ
の組合せから成る２端子基本波通過 第２高調波阻止フイルタ（一種のローパスフイ
ルタ）１３と同じくリアクトルおよびリアクト
ル、コンデンサの組合せから成る２端子基本波阻
止 第２高調波通過フイルタ（一種のハイパスフイ
ルタ）１４に印加される。フイルタ１３を通過し
た電流は整流器１５を介しハイパスフイルタ１７
を経由して動作側に作動する電圧として、一方フ
イルタ１４を通過した電流は整流器１６を介しハ
イパスフイルタ１８を経由して抑制側に作動する
電圧としてそれぞれコンパレータ１９に印加さ
れ、双方比較されて基本波成分と第２高調波成分
との比率を出し、その結果の出力が最終判定回路
２０へ与えられる。 もし万一、投入時の過渡励磁電流で大きな差動
電流を生じコンパレータ１１が作動しても、上述
のコンパレータ１９は過渡励磁電流の中の第２高
調波成分と基本波成分との比を検出して、この比
が大きければ動作せず、結局論理積をとる最終判
定回路２０は不動作で誤動作は防止できる。 このような構成例に見るような第２高調波をア
ナログフイルターで検出する方式は有効であり実
用に供せられているが、フイルターの過渡現象が
存在するため、フイルタが正しく応動するには、
コンパレータ１９に時間遅れをもたせなければな
らず、基本波に対する応動が遅れて継電器の動作
時間が遅くなるといううらみがある。 この発明は、このような欠点を除去し即応性、
信頼性の秀れた差動継電器を提供するものであ
る。 以下、この発明の実施例を第３図で説明する。
第３図はこの発明による差動継電器を示すもの
で、図において、Ｔは保護される変圧器、CT1お
よびCT2はその高圧、低圧側に配置された変成
器、２１および２２はそれら変成器から二次電流
を導入する端子、２３および２４は上記入力を受
ける補助変成器、２５は上記２入力合成用補助変
成器、２６，２７，２８は上記補助変成器２３，
２４，２５からの出力信号を整流しかつレベル変
換するレベルコンバータ、２９，３０，３１は上
記レベルコンバータの直流出力を受けてその瞬時
値を保持するサンプルホールドアンプであり、レ
ベルコンバータ２８の出力は調波分析を行うため
符号３９以下で示される回路へも同時に印加され
る。３２はマルチプレクサであり、上述のサンプ
ルホールドアンプ２９，３０，３１の３種のアン
プ出力をマイクロプロセツサ３５からの出力によ
り制御されて切換え、Ａ／Ｄコンバータ３３へ加
える。Ａ／Ｄコンバータ３３は、上記アンプ２
９，３０，３１の出力を切換えて得られたマルチ
プレクサ３２の出力をデイジタル値に変換し、次
の入力レジスタ３４へセツトできるようにする。
入力レジスタ３４は上記Ａ／Ｄコンバータ３３の
出力を一時記憶するためのものである。マイクロ
プロセツサ３５は上記アンプ２９，３０，３１に
加わる入力を演算判定処理する事により、その結
果を出力レジスタ３６へ出力する。出力レジスタ
３６はマイクロプロセツサ３５による判定出力
「１」または「０」をホールドする。レベルコン
バータ３７はレジスタ出力を外部ドライブに可能
なように増幅する。 なお、マイクロプロセツサより各種のタイミン
グ信号Ｔ１……Ｔ６が、アンプ、マルチプレク
サ、Ａ／Ｄコンバータ、レジスタの制御用信号と
して出力されている。 以上により、比率差動継電器の機能をもつ部分
が構成される。この部分による従来の比率差動継
電器としての動作を以下に説明する。 まず、変圧器の一次、二次主回路側に流れる電
流I1、I2は、変流器CT1およびCT2により変成さ
れ、端子２１および２２よりそれぞれaI1、aI2と
して入力される。この電流は補助変成器２３およ
び２４により小さくされ、電圧を二次に発生す
る。また、変流器CT1およびCT2の電流の和ａ
（I1＋I2）を入力する補助変成器２５も同様に電
圧を二次に発生する。これらの電圧はレベルコン
バータ２６，２７，２８によりレベル変換され、
cI1、cI2、ｃ（I1＋I2）を得る。この出力は時々
刻々変化するが、適当なタイミングたとえばπ／12 ラジアン毎にサンプルしホールドされる。次にこ
の３電圧をマルチプレクサ３２により切換えて
Ａ／Ｄコンバータ３３に加え、これらはＡ／Ｄ変
換後入力レジスタ３４に保持される。マイクロプ
ロセツサ３５は上記入力レジスタ３４に保持され
たデータを入力する他、この入力を適当なアルゴ
リズムにより演算判定して変圧器内部に事故があ
るか否か判定する。 たとえば （I1＋I2）−Rf（I1、I2）≦０で「０」 （I1＋I2）−Rf（I1、I2）＞０で「１」｝ (1) のような関係を満足させるときは、一種の比率差
動継電器であり、更に、 Rf（I1、I2）＝Ｒ・Max（｜I1｜、｜I2｜） はダイオードによる最大抑制方式と等価である。 ここでは、この比率差動継電器の機能を検討す
ることが本来の趣意ではないので省略するが、い
ずれにせよ上述のI1、I2、I1＋I2は系統周波数１
サイクルの間と何分かした時点でサンプルし保持
した幾つかの電流値の集合であり、これに対し上
記関係式(1)が成立すればよい。 以下にこの発明の特徴となる第２高調波判別回
路について説明するが、それに先立ち調波分析の
方法について述べる。一般にひずみ波交流の１周
期をｍ等分し時点０、１、２……ｍ−１における
瞬時値をy0、y1、……ym−１とすると、この波
形ｙは、 ｙ＝a0＋a1cosωt＋a2cos2ωt＋…… ＋b1sinωt＋b2sin2ωt＋…… と表現される。この時のa0、a1、a2、……b1、
b2、……を求める事が調波分析である。 一般に、電力系統では高調波の次数としては第
５次程度までであり、それより高次は普通無視し
てよい。第５次までを考慮するためには、11個の
未知数を求める事が必要であり、その場合、サン
プルすべきｙの瞬時値は12個ある。12個のｙの値
（y0、y1、y2……y11）を知つた時調波成
【表】
１ 〓３ １
１ 〓３
b１＝
１ 〓３
b１＝
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電気機器又は母線を保護する差動継電器にお
いて、 その差動電流をサンプリングするサンプリング
回路、 このサンプリング回路の所定時間前の出力であ
つて一旦デジタル化されたその出力をアナログに
変換するＤ／Ａ変換回路、 このＤ／Ａ変換回路の出力と上記サンプリング
回路の出力とを加減算するアナログ加減算回路、 このアナログ加減算回路の出力を異なる一定係
数で乗算する複数のアナログ一定係数乗算回路、 これらの複数のアナログ一定係数乗算回路の出
力を切り換える切換回路、 この切換回路の出力をデジタルに変換するＡ／
Ｄ変換回路、 並びに上記Ａ／Ｄ変換回路の出力を所定のアル
ゴリズムに基づいて演算して基本波成分と第２高
調波成分とが一定の関係を有するときには故障電
流を遮断するための制御信号の出力を抑制するデ
ジタル演算制御回路 を備えたことを特徴とする差動継電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56097832A JPS57211926A (en) | 1981-06-23 | 1981-06-23 | Differential relay |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56097832A JPS57211926A (en) | 1981-06-23 | 1981-06-23 | Differential relay |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57211926A JPS57211926A (en) | 1982-12-25 |
| JPH0118647B2 true JPH0118647B2 (ja) | 1989-04-06 |
Family
ID=14202686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56097832A Granted JPS57211926A (en) | 1981-06-23 | 1981-06-23 | Differential relay |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57211926A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57211927A (en) * | 1981-06-23 | 1982-12-25 | Mitsubishi Electric Corp | Differential relay |
| JPS57211925A (en) * | 1981-06-23 | 1982-12-25 | Mitsubishi Electric Corp | Differential relay |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5461656A (en) * | 1977-10-25 | 1979-05-18 | Mitsubishi Electric Corp | Protective relay |
| JPS57211925A (en) * | 1981-06-23 | 1982-12-25 | Mitsubishi Electric Corp | Differential relay |
| JPS57211927A (en) * | 1981-06-23 | 1982-12-25 | Mitsubishi Electric Corp | Differential relay |
-
1981
- 1981-06-23 JP JP56097832A patent/JPS57211926A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5461656A (en) * | 1977-10-25 | 1979-05-18 | Mitsubishi Electric Corp | Protective relay |
| JPS57211925A (en) * | 1981-06-23 | 1982-12-25 | Mitsubishi Electric Corp | Differential relay |
| JPS57211927A (en) * | 1981-06-23 | 1982-12-25 | Mitsubishi Electric Corp | Differential relay |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57211926A (en) | 1982-12-25 |
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