JPH01194819A - 保護継電器 - 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】 発明の背景 この発明は交流配電系統に使う保護継電器回路、更に具
体的に云えば、送電線路の保護に使われる方向性過電流
１！電器に関する。

方向性過電流継電器は、障害が被保護区間の方向である
か或いは「逆方向」又は非保護方向であるかを決定する
為に、交流送電線路保護装置に使われている。逆相方向
性過電流継電器は、零相の相互結合の様なことによって
実質的に影響を受けない為に、方向性比較継電器方式で
特に役に立つ。

従来の逆相過電流引きはずし装置は主に逆相電流のレベ
ルに応答するものであるが、正相電流、例えばｌ　２　
　Ｋ　Ｉ　＋に比例する拘束を持っている。

こう云う装置は満足に動作するが、正相電流に比例する
拘束を追加しても、装置が逆相電流のレベルに頼ってい
る為に、不正の引きはずしか起る確率があった。更に、
従来の装置は遠隔の外部障害で比較的速やかに動作し、
こうして外部障害が除かれる前に、装置が動作する確率
が高くなっていた。更に、従来の過電流引きはずし装置
は線路の最大逆相電圧ｖ２に基づいて、（線路の分路静
電容量による）最大逆相分路充電電流だけ、その設定を
高めなければならなかった。これは、引きはずし方式に
伴う誤操作を防止して、阻止方式の遠隔の過電流阻止装
置との調整を保証する為に必要であった。然し、抵抗の
大きい対地障害の為、ｖ２は最悪の場合の最大値より大
幅に小さい。この方式では、最悪の場合を考慮に入れな
ければならないことによるｌ２−Ｋｌｌの設定を高くす
ることが、対地障害に対する従来の装置の感度を制限す
る。

従って、この発明の目的は、その動作が保護継電器方式
の保安を高める様な、交流送電線路を保護する為の方向
性過電流継電器を提供することである。

この発明の別の目的は、従来の装置よりも、−層少ない
外部の障害で装置を動作させる様な、改善された作動量
を利用する方向性過電流装置を提供することである。

この発明の別の目的は、１極が開路している期間中°に
、送電線路に２番目の障害が発生した場合に１．正しく
動作する方向性過電流装置を提供することである この発明の別の目的は、交流送電線路を保護するのに使
われる方向性過電流装置として、遠隔の外部障害に対す
る作動時間が従来の装置よりも比較的長く、こうして装
置が動作する前に外部障害が除かれる確率を高め、こう
して障害中に不正のチャンネル動作が起ると云う誤操作
の可能性を引き下げる様にした方向性過電流装置を提供
することである。

この発明の別の目的は、抵抗値の高い対地障害に対する
感度を高めた方向性過電流装置を提供することである。

この発明の上記並びにその他の目的は、以下この発明に
ついて説明する所から、当業者には明らかになろう。

発明の要約 この発明は、積分回路とレベル検出回路で構成されたエ
ネルギ比較器を含む方向性過電流継電器を提供する。積
分回路の出力が、作動信号及び拘束信号の間の差の大き
さの関数として変化し、それが障害のきびしさに基づい
て作動時間を定める。

積分回路の出力がレベル検出回路の人力に結合され、こ
の回路は、入力の大きさが予定の引きはずしレベルを越
える時、出力信号を発生する。この結果、遠隔の外部障
害では、比較的長い作動時間になる。

この発明の方向性過電流装置は零相の作動量を利用し、
それを逆相の作動量と加算し、こうして電流の逆相分が
持つ効果を一層小さくする。零相電流が典型的には、外
部障害に対し、正相及び逆相よりもずっと小さいことを
活用する。

逆相及び零相電圧に比例する適応形の拘束をこの発明の
方向性過電流装置で利用して、抵抗が一層大きい対地障
害に対する感度を高める。逆相（及び零相）分の電圧が
増加するにつれて、それに対応して拘束が増加する。こ
れに対し逆相（又は零相）分の電圧が殆んど或いは全く
ない場合、この発明の装置は最も敏感なピックアップ値
に近いか又はその値にある。分路充電電流に対するこの
適応形の拘束により、装置は、線路の最大逆相電圧に基
づく最大の逆相分路電流だけ、過電流引きはずし装置の
設定を高めなければならなかった従来の方式に較べて、
抵抗の高い対地障害に対する感度が一層大きくなる。

過電流阻止作用としては、この発明の方向性過電流装置
は、正相電流の一部分を拘束信号とし、て利用する。こ
の正相電流の拘束は、正常な負荷状態の間に存在する逆
相電流で装置が動作しない様にすると共に、利用者を設
定値を決める仕事から解放する。

この発明の新規と考えられる特徴は特許請求の範囲に具
体的に記載しであるが、この発明自体の構成、作用及び
その他の目的並びに利点は、以下図面について説明する
所から最もよく理解されよう。

好ましい実施例の詳しい説明 第１図には（Ａ）相、（Ｂ）相、（Ｃ）相及び大地（Ｇ
）を持つ３相交流送電線路が全体的に１０で示されてい
る。３相の各々には、その特定の相の電流を感知する手
段１２と、その相の電圧を感知する手段１４とが付設さ
れている。保護継電器及び送電の分野の当業者であれば
よく知られている様に、電流感知手段１２は変流器であ
ってよく、電圧感知手段１４は逓降計器用変圧器であっ
てよい。第１図に示す場合、電流感知手段が各相に付設
されている。手段１２ａがＡ相に付設され、手段１２ｂ
がＢ相に付設され、手段１２ｃがＣ相に付設される。同
様に、Ａ相に付設された電圧感知手段１４ａＳＢ相に付
設された手段１４ｂ、及びＣ相に付設された手段１４ｃ
が別々にある。然し、第１図には特定の形式の電流及び
電圧感知方式を示したが、公知のこの他の方式を図示の
もの５代りに用いてもよいことは云うまでもない。目的
は各相電圧及び各電流に関係する信号を求めることであ
る。

電流感知手段１２ａからの出力が第１のトランザクタ１
６ａに結合され、電流感知手段１２ｂからの出力が第２
のトランザクタ１６ｂに結合され、電流感知手段１２ｃ
からの出力が第３のトランザクタ１６ｃに結合される。

公知の様に、トランザクタの２次電圧出力は入力端子に
対し、トランザクタの伝達インピーダンスと呼ばれる複
素数の比例定数又はベクトル演算子によって関係づけら
れる。第１図に示すトランザクタ１６ａ、１６ｂ。

１６ｃでは、各々の伝達インピーダンスは特定の伝達比
及び一定の角度、例えば８５°に等しくなる様に選ばれ
ている。従フて、トランザクタ１６ａの出力の信号■Ａ
Ｔは、入力ＩＡに対して一定の８５″の移相を持つ。夫
々トランザクタ１６ｂ。

１６ｃからの出力信号ＩＢＴ及びＩｃＴも、夫々の入力
ＩＢ及びＩＣに対して同様な関係である。トランザクタ
について更に詳しいことは、米国特許筒３．３７４．３
９９号を参照されたい。

トランザクタ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの出力が正相回路
１７、第１の逆相回路１８及び第１の３人力加算増幅器
１９の入力に結合される。電圧感知手段１４ａの出力が
第１の変圧器２０ａの１次側に結合され、電流感知手段
１４ｂの出力が第２の変圧器２０ｂの１次側に結合され
、電圧感知手段１４ｃの出力が第３の変圧器２０ｃの１
次側に結合される。変圧器２０ａ、２０ｂ、２０ｃの２
次側の信号が、第２の３人力加算増幅器２１及び第２の
逆相回路２２の入力に結合される。

送電用継電器の当業者であればよく知られている様に、
３相交流回路の各相電流は、正相、逆相及び零相分と呼
ばれる３組の対称平衡形電圧及び電流ベクトルに分解す
ることが出来る。「対称分回路」と呼ばれるある回路を
３相電力系統に接続して、電圧又は電流の３つの各相分
の内の選ばれた１つの大きさに比例する出力信号を発生
することが出来ることもよく知られている。正相回路１
７及び第１及び第２の逆相回路１８．２２がこう云う回
路である。正相回路１７は利得が略３に等しく、角度が
２５″である。従って、正相回路１７の出力の信号３１
Ａ１は、この明細書で使う用語に従って、送電線路のＡ
相に流れる電流を基準として、正相分ＩＡ□の大きさの
３倍の量であることを意味する。

第１の逆相回路１８の利得は略−３に等しく、角度は２
５°である。従って、第１の逆相回路１８の出力は信号
Ｍ　３１　Ａ２であるが、この明細書で使う用語で云う
と、Ｍは、それに続く量が、その前にＭがない時の量に
負の符号を付したものであることを意味し、ｆｆ１３１
Ａ２は、送電線路のＡ相に流れる電流を基準として逆相
骨ｌＡ２の大きさの３倍を持つ量であることを意味する
。第２の逆相回路２２の利得は略１に等しく、角度は２
５″である。従って、第２の逆相回路２２の出力は、送
電線路のＡ相の電圧の逆相骨ＶＡ□である。対称分回路
について更に詳しいことは、米国特許節３，９９２．６
５１号、同第４，０３４，２６９号及び同第４．３４２
，０６２号を参照されたい。

１１１回路１７の出力３■Ａ１が第１の交流結合回路２
３の入力に結合される。好ましい実施例では、第１の交
流結合回路２３は電力系統の公称周波数、典型的には６
０１１ｚ又は５０１１ｚの入力信号に対しては、利得が
１であるが、入力信号中のいかなる直流成分に対しても
、利得がゼロに略等しい様な非反転形演算増幅器で構成
される。第１の交流結合回路２３の出力が信号３ＩＡ１
Ｓであり、こ＼でＳは、この明細書で使う用語で云うと
、この信号が交流結合回路の出力であることを意味する
。第１の逆相回路１８の出力Ｍ３ＩＡ９が、第１の帯域
フィルタ２４の入力に結合される。好ましい実施例では
、第１の帯域フィルタ２４は中心周波数が電力系統の公
称周波数、典型的には５０１１ｚ又は６０１１ｚに等し
い中心周波数を持ち、利得が−１で、Ｑが約２である。

第１の帯域フィルタ２４の出力が信号３１．。Ｆであり
、この明細書で使う用語で云うと、Ｆはこの信号がフィ
ルタに掛けられたことを意味する。

好ましい実施例では、第１の３人力加算増幅器１９は、
利得が−１に略等しく、角度が２５°の加算増幅器であ
る。策１の３人力加算増幅器１９の出力Ｍ３１ｏは、入
力信号のベクトル和に負の符号を付したものに等しい。

第１の３人力加算増幅器１９の出力が第２の帯域フィル
タ２５の入力に結合される。好ましい実施例では、第２
の帯域フィルタ２５は中心周波数が電力系統の公称周波
数、典型的には５０１１ｚ又は６０１１ｚに等しく、利
得が−１で、Ｑが約２である。第２の帯域フィルタ２５
の出力が信号３１０Ｆである。好ましい実施例では、第
２の３人力加算増幅器は前に述べた第１の３人力加算増
幅器と同じ形式であって、利得が一１／３に略等しく、
角度が２５″である。第２の加算増幅器２１の出力Ｍｖ
ｏは、送電線路の電圧の零相分に負の符号を付したもの
である。

第２図には逆相方向性引きはずし装置３０と逆相方向性
阻止装置３２とが示されている。第１図について説明し
た様にして発生される信号ｖＡ２が、第１の電子スイッ
チ３４のスイッチ入力と、第１の２人力加算増幅器３６
の一方の入力とに結合される。好ましい実施例では、第
１の電子スイッチ３４は、制御人力に印加された信号に
よって制御される。制御入力に対する制御信号の印加に
より、スイッチが作動され、こうしてスイッチの入力に
印加された信号が直接的に出力に接続される。第１の電
子スイッチ３４について云うと、制御入力に「低」人力
信号が印加されると、スイッチの入力の信号がスイッチ
の出力に接続される。好ましい実施例では、第１の２人
力加算増幅器３６は、その出力が入力のベクトル和に等
しい演算増幅器である。

第１の電子スイッチ３４の出力が第３の帯域フィルタ３
８の入力に結合される。好ましい実施例では、第３の帯
域フィルタ３８は中心周波数が電力系統の公称周波数、
典型的には５０Ｈｚ又は６０１１ｚに等しく、利得が−
１でＱが約３．８である。

第３の帯域フィルタ３８の出力が第２の電子スイッチ４
０を介して、第１の２人力加算増幅器３６の２番目の入
力に結合される。第２の電子スイッチ４０は前に述べた
第１の電子スイッチ３４と同じ形式であることが好まし
い。理由は後で説明するが、障害前のｖＡ２信号を排除
する為に発生される制御信号（ＮＯＲ２１１）が、第１
の電子スイッチ３４の制御入力と第２の電子スイッチ４
０の制御入力とに結合される。

第１の２人力加算増幅器３６の出力が移相調節回路・４
２の入力に結合される。好ましい実施例では、移相調節
回路４２は角度が調節自在の「全部通過させるフィルタ
」で構成される。移相調節回路４２の出力は、源と線路
の間のインピーダンス角度の差に等しいことが好ましい
様な予定量だけ、入力信号を移相したものに略等しいが
、それが第２の交流結合回路４４の入力に結合される。

好ましい実施例では、第２の交流結合回路４４は前に述
べた第１の交流結合回路２３と同じ形式であって、電力
系統の公称周波数、典型的には５０Ｈｚ又は６０１１ｚ
の入力信号に対しては、利得が１であるが、入力信号中
のあらゆる直流成分に対しては利得がゼロに略等しい非
反転形演算増幅器で構成される。第２の交流結合回路４
４の出力が第３の３人力加算槽幅器４６の１つの人力に
接続される。

好ましい実施例では、第３の３人力加算槽幅器４６は、
その出力信号が反転入力信号及び非反転入力信号のベク
トル和に等しい演算増幅器である。

第１の交流結合回路４４の出力が、第２の２人力加算増
幅器４８の一方の人力にも結合される。

好ましい実施例では、第２の２人力加算増幅器４８は、
その出力信号が入力信号のベクトル和に等しい演算増幅
器である。第３の３人力加算槽幅器４６の出力が第１の
絶対値回路５０の入力に結合される。好ましい実施例で
は、第１の絶対値回路５０は、ハワード・サムズ・アン
ド・カンパニイ・インコーポレーテット社から出版され
たＷ、　　Ｇ。

ジャン編集のｒｌｃ　　Ｏｐ−ＡＭＰクックブック」第
２版の第２０６頁及び第２０７頁に記載されている形式
の精密級両波整流器で構成される。第１の絶対値回路５
０の出力は、人力信号の絶対値に略等しいが、それが第
３の２人力加算槽幅器５２の非反転入力に結合される。

好ましい実施例では、第３の２人力加算槽幅器５２は、
その出力信号が反転及び非反転入力信号のベクトル和に
等しい演算増幅器である。

第２の２人力加算増幅器４８の出力が第２の絶対値回路
５４の入力に結合される。好ましい実施例では、第２の
絶対値回路５４は前に述べた第１の絶対値回路５０と同
じ形式である。第２の絶対値回路５４の出力は、入力信
号の絶対値に略等しいが、それが第３の２人力加算槽幅
器５２の反転入力に結合される。第３の２人力加算槽幅
器５２の出力が第１の適応形拘束回路５６の入力、４人
力加算回路５８の非反転入力、及び半波整流器回路６０
の入力に結合される。この発明の好ましい実施例では、
適応形拘束回路５６は時定数が非常に長い演算増幅器積
分回路である。第１の適応形拘束回路５６の出力は、実
質的に、定常状態では入力に比例する直流信号であるが
、それが４人力加算日路５８の反転入力に結合される。

好ましい実施例では、４人力加算回路５８は、反転及び
非反転入力に印加された入力信号の大きさの代数和に等
しい大きさを持つ出力信号を発生する？ｆｉ算増算器幅
器る。

４人力加算回路５８の出力が第１の積分回路６２の入力
に結合される。好ましい実施例では、第１の積分回路６
２及び４人力加算回路５８は、第３図に示す共通の演算
増幅器６４を用いる。第３図に示す様に、加算回路の３
つの反転入力の各々が、関連する抵抗Ｒ，，Ｒ２及びＲ
４の一方の端子に結合される。非反転入力がインバータ
６５を介して抵抗Ｒ３の一方の端子Ｉ；結合される。抵
抗Ｒ１乃至Ｒ４の他方の端子が一緒にして、演算増幅器
６４の反転入力に接続される。演算増幅器６４の非反転
入力が大地に接続される。フィードバック抵抗ＲＦがフ
ィードバック・コンデンサＣＦと並列に、演算増幅器６
４の出力と反転入力の間に接続される。

第２図に戻って説明すると、第１の積分回路６２の出力
は、好ましい実施例では、演算増幅器６４（第３図参照
）の出力であるが、第１のレベル検出器６６の入力に結
合される。第１のレベル検出器６６の出力ＮＴは、入力
信号の大きさが予定のレベルを越える時に発生される信
号である。好ましい実施例では、この予定のレベルは、
外来信号に打勝つ閾値とする為に、６０ｍＶに等しい。

第１図について述べた様にして発生される信号３１Ａ２
Ｆが、第３の電子スイッチ６８の入力と第４の２人力加
算増幅器７０の一方の入力とに結合される。好ましい実
施例では、第３の電子スイッチ６８は、「低」信号が制
御入力に印加されると、スイッチの入力に印加された信
号３■Ａ２Ｆがスイッチの出力に接続されると云う点で
、前に述べた第１の電子スイッチ３４と同じ形式である
。第４の２人力加算増幅器７０は、その出力が入力のベ
クトル和に等しい演算増幅器であることが好ましい。第
３の電子スイッチ６８の出力が第４の帯域フィルタ７２
の入力に結合される。第４の帯域フィルタ７２は前に述
べた第１の帯域フィルタ３８と同じ形式であることが好
ましく、中心周波数が電力系統の公称周波数、典型的に
は５０１１ｚ又は６０１１ｚと等しく、利得が−１で、
Ｑが約３．８に等しい。

第４の帯域フィルタ７２の出力が第４の電子スイッチ７
４を介して第４の２人力加算増幅器７０の他方の人力に
結合される。好ましい実施例では、第４の電子スイッチ
７４は、「低」信号が制御入力に印加されると、スイッ
チの入力の信号がスイッチの出力に接続されると云う点
で、前に述べた様に第１の電子スイッチ３４と同じ形式
である。

ＮＯＲ２１１信号が、第３及び第４の電子スイッチ６８
．７４の制御人力に結合される。第４の２人力加算増幅
器７０の出力が到達範囲調節回路７６の入力に結合され
る。好ましい実施例では、到達範囲調節回路７６は、定
格５アンペアの１！電器で２０オームの到達範囲に対応
する一定の利得を持つ演算増幅器である。到達範囲調節
回路７６の出力は、阻止区間を保護する為の適正なレプ
リカ・インピーダンス到達範囲が得られる様に大きさを
調節しであるが、それが第３の交流結合回路７８の入力
に結合される。第３の交流結合回路７８は前に述べた第
１の交流結合回路２３と同じ形式であることが好ましく
、電力系統の公称周波数、典型的には５０Ｈｚ又は６０
１（ｚの入力信号に対しては利得が１であって、入力信
号中のあらゆる直流成分に対しては利得が略零である。

第３の交流結合回路７８の出力が第３の３人力加算増幅
器４６の反転入力、第２の２人力加算増幅器４８の２番
目の入力、ＫＴ回路８０の一方の入力、及び第５の２人
力加算増幅器８２の一方の入力に結合される。好ましい
実施例では、Ｋ１回路は加算増幅器４６．８２に対する
選択可能な入力抵抗である。ＫＴ回路８０の出力は、０
．０乃至１．０の利得を持つが、第５の２人力加算増幅
器８２の２番目の入力と、第３の３人力加算増幅器４６
の反転入力とに結合される。

第５の２人力加算増幅器８２は、その出力が入力のベク
トル和に等しい演算増幅器であることが好ましい。第５
の２人力加算増幅器８２の出力が、第３の絶対値回路８
４の人力に結合される。好ましい実施例では、第３の絶
対値回路８４は前に述べた第１の絶対値回路５０と同じ
形式であって、出力は入力信号の絶対値と略等しい。第
３の絶対値回路８４の出力が第１の５人力加算回路８６
の反転入力に結合される。好ましい実施例では、第１の
５人力加算回路８６は、非反転及び反転入力に印加され
た入力信号の大きさの代数和に等しい大きさを持つ出力
信号を発生する演算増幅器である。

第２の絶対値回路５４の出力が第１の５人力加算回路８
６の非反転入力に結合される。半波整流器６０の出力が
第１の５人力加算回路８６の反転入力に結合される。拘
束バイアス信号が第５の電子スイッチ８８を介して、第
１の５人力加算回路８６の反転入力と４人力加算回路５
８の反転入力とに結合される。好ましい実施例では、第
５の電子スイッチ８８は、「低」信号が制御入力に印加
されると、スイッチの入力に印加された信号がスイッチ
の出力に接続されると云う点で、前に述べた第１の電子
スイッチ３４と同じ形式である。

バイアス拘束信号が第６の電子スイッチ９０を介して、
４人力加算回路５８の反転入力と、第１の５人力加算回
路８６の反転入力とに結合される。

好ましい実施例では、第６の電子スイッチ９０は、「高
」信号が制御入力に印加されると、スイッチの人力に印
加された信号がスイッチの出力に接続される点を別とす
ると、前に述べた第１の電子スイッチ３４と同じである
。理由は後で説明するが、夫々逆相方向性引きはずし装
置３０及び逆相阻止装置３２で拘束を排除する為に発生
される拘束制御信号（ＡＮＤ　　１０１）が、第５の電
子スイッチ８８の制御入力に結合される。理由は後で説
明するが、逆相方向性引きはずし装置３０及び逆相方向
性阻止装置３２に対して拘束を加える為に発生される拘
束制御信号（ＯＲ２１２）が、第６の電子スイッチ９０
の制御入力に結合される。

第１の第５人力加算回路８６の出力が第２の積分回路９
２に結合される。好ましい実施例では、第２の積分回路
９２及び５人力加算回路８６が、５人力加算回路５８及
び第１の積分回路６２について述べ、且つ第３図に示し
たのと同様に、共通の演算増幅器を利用する。違いは、
５人力加算回路８６が４つの反転入力を持ち、その各々
が関連する抵抗Ｒ＋乃至Ｒ４の一方の端子に結合される
と共に、非反転入力がインバータを介して第５の抵抗Ｒ
５に結合されていることである。抵抗Ｒ１乃至Ｒ５の他
方の端子が一緒にして、演算増幅器の反転入力に接続さ
れる。積分回路９２の出力は、好ましい実施例では、演
算増幅器の出力であるが、それが第２のレベル検出器９
４の入力に結合される。第２のレベル検出器９４の出力
は信号ＮＢであり、これは入力が予定のレベルを越える
時に発生される。好ましい実施例では、予定のレベルは
、外部の障害との調整を確実にする為に、引きはずし装
置ＮＴに使われるレベルの半分である。

この発明の逆相方向性過電流引きはずし及び阻止装置は
、次に述べる様に動作する。正常な負荷状態では、信号
ＶＡ２及び３ＩＡ２Ｆは、負荷電流及び電圧が実質的に
正相の量であるから、略ゼロに等しい。信号ＡＮＤ　　
１０１は障害のない状態では低であり、こうして加算増
幅器５８．８６に拘束バイアスを供給する。従って、レ
ベル検出器６６．９４からは出力がない。

阻止方向（保護区間から遠ざかる同き）に障害が発生し
た時、信号ＶＡ２及び３■Ａ２Ｆは略同相である。従っ
て、これらの２つの信号が加算増幅器４６では減算され
、加算増幅器４８では加算される傾向がある。従って、
加算増幅器５２が正味拘束信号を発生し、それがＮＴの
動作を防止すると共に、加算増幅器８６は正味作動信号
を発生して、ＮＢに出力を発生させる傾向がある。障害
電流により、関連する障害検出器が動作し、ＡＮＤ　　
１０１が論理１（「高」信号）の出力を発生して、スイ
・ツチ８８を介して拘束バイアスを取去る。

引きはずし方向（保護区間に向う方向）に障害が発生し
た時、信号ＶＡ□及び３ＩＡ２Ｆは位相が約１８０’ず
れている。従って、これらの２つの信号は加算増幅器４
６では加算され、加算増幅器４８では減算される傾向が
ある。従って、加算増幅器５２が正味作動信号を発生し
、それがＮＴから出力を発生させ、加算増幅器８６は正
味拘束信号を発生して、ＮＢを動作させない傾向がある
。加算増幅器５２が作動の極性の信号を発生する時、半
波整流器６０が、調整作用を改善する為の追加の拘束と
して、その信号を加算増幅器８６へ通す。

Ｑｉ棒引きはずしに続いて開極が発生した時（単極引き
はずし方式で）、関連する論理回路はＮＯＲ２１１を論
理０状態（「低」信号）にし、これによってスイッチ３
４．４０．６８．７４をターンオンする。これによって
帯域フィルタ３８゜７２が使われる状態になる。従って
、加算増幅器３６の出力がΔＶ　になり、開極状態の間
、ｖＡ２はある値を持っているが、開極の時間の間、略
ゼロである。同様に、加算増幅器７０の出力がΔＩ２に
なり、開極の間、略ゼロである。従って、開極状態の間
に障害が発生すると、信号ΔＶＡ２及びΔＩ２は、障害
量のみに応答し、開極が原因で起った不平衡の影響を受
けない。この為、逆相方向性装置は使える状態にとりま
り、開極状態の間は正しく作用することが出来る。

第４図には、好ましい実施例のある相順序の過電流引き
はずし装置１００とある相順序の過電流阻止装置１０２
とのブロック図が示されている。

前に第１図ついて述べた様にして発生される信号ＶＡ２
が、■２分路調節回路１０４の入力に結合される。好ま
しい実施例では、１２分路調節回路１０４は、送電線路
の逆相充電電流に比例する拘束出力信号を発生する様に
調節される。■２分路調節回路１０４の出力が第４の絶
対値回路１０６の入力゛に結合される。好ましい実施例
では、第４の絶対値回路１０６は前に述べた第１の絶対
値回路５０と同じ形式であって、出力は入力信号の絶対
値に略等しい。

前に第１図について述べた様にして発生される信号Ｍｖ
ｏが、ＩＯ分路調節回路１０８の入力に結合される。好
ましい実施例では、Ｉｏ分路調節回路１０８は、送電線
路の零相充電電流に比例する拘束出力信号を発生する様
に調節される。Ｉ。

分路調節回路１０８の出力が第５の絶対値回路１１０の
人力に結合される。好ましい実施例では、第５の絶対値
回路は、前に述べた第１の絶対値回路５０と同じ形式で
あって、出力は入力信号の絶対値に略等しい。

前に第１図について述べた様にして発生される信号３１
０Ｆが、第６の絶対値回路１１２の入力に結合される。

好ましい実施例では、第６の絶対値回路１１２は前に述
べた第１の絶対値回路５０と同じ形式であって、出力は
入力信号の絶対値に略等しい。第６の絶対値回路１１２
の出力がＫＺＴ回路１１４の入力と、ＫＺＢ回路１１６
の入力とに結合される。前に第１図について述べた様に
して発生される信号３■Ａ２Ｆが、第７の絶対値回路１
１８の入力に結合される。好ましい実施例では、第７の
絶対値回路１１８は前に述べた第１の絶対値回路と同じ
形式であって、出力は入力信号の絶対値に略等しい。第
７の絶対値回路１１８の出力がＫＮＴ回路１２０の入力
と、ＫＮＢ回路１２２の人力とに結合される。

前に第１図について説明した様にして発生される信号３
■Ａ１Ｓが、第８の絶対値回路１２４の入力に結合され
る。好ましい実施例では、第８の絶対値回路１２４は前
に述べた第１の絶対値回路５０と同じ形式であって、出
力は入力信号の絶対値に略等しい。第８の絶対値回路１
２４の出力がＫＰＴ回路１２６の入力とＫＰＢ回路１２
８の入力とに結合される。

第４の絶対値回路１０６及び第５の絶対値回路１１０の
出力が夫々第２の５人力加算増幅器１３０の反転入力に
接続される。好ましい実施例では、第２の５人力加算増
幅′５１３０は前に述べた第１の５人力加算増幅器８６
と同じ形式である。ＫＺＴ回路１１４、ＫＮＴ回路１２
０及びＫＰＴ回路１２６は、何れも第２の５人力加算増
幅’Ｅ、　１３０の人力に対し、選択可能な入力抵抗を
持つことが好ましい。ＫＺＴの選択可能な抵抗１１４が
第２の５人力加算増幅器１３０の非反転入力に結合され
、ＫＮＴの選択可能な入力抵抗１２０がその非反転入力
に結合され、ＫＰＴの選択可能な入力抵抗がその反転入
力に結合される。

ＫＺＢ回路１１６、ＫＮＢ回路１２２及びＫＰＢ回路１
２８は、何れも、第３の５人力加算増幅器１３２に対す
る選択可能な入力抵抗を持つことが好ましく、ＫＺＢの
抵抗１１６及びＫＮＢの、抵抗１２２が第３の５人力加
算増幅器１３２の非反転入力に結合され、ＫＰＢの抵抗
１２８がその反転入力に結合される。

第２の５人力加算増幅器１３０の出力が第２の適応形拘
束回路１３４の入力と、第４の５人力加算増幅器１３６
の非反転入力とに結合される。この発明の好ましい実施
例では、第２の適応形拘束回路１３４は時定数が非常に
長い演算増幅器積分回路である。第２の適応形拘束回路
１３４の出力は、実質的に直流信号であって、定常状態
では入力に比例するが、それが第４の５人力加算増幅器
１３６の反転入力に結合される。前に説明した拘束制御
信号（ＯＲ２１２）が第２の適応形拘束回路１３４の制
御入力と、第７の電子スイッチ１３８の制御人力とに結
合される。「高」信号が第２の適応形拘束回路１３４の
制御入力に印加されると、適応形拘束出力の限界が除か
れる。この限界の大きさは、障害のない状態で予想され
る零相及び逆相電流の最大値での動作を防止する様にな
っている。予定の大きさを越える障害電流に対しては、
定常状態の出力がある。第７の電子スイッチ１３８は、
「高」信号が制御入力に印加されると、スイッチの入力
に印加された信号が、スイッチの出力に接続されると云
う点で、前に述べた第６の電子スイッチ９０と同じ形式
である。バイアス信号が、第７の電子スイッチ１３８を
介して、第４の５人力加算増幅器１３６の反転入力に接
続される。

バイアス信号が第８の電子スイッチ１４０を介して、第
３の５人力加算増幅器１３２の反転入力と第４の５人力
加算増幅器１３６の反転入力とに結合される。好ましい
実施例では、第８の電子スイッチ１４０は、「低」信号
が制御入力に印加されると、スイッチの入力に印加され
た信号がスイッチの出力に接続されると云う点で、前に
述べた第１の電子スイッチ３４と同じである。前に説明
した拘束制御信号ＡＮＤ　　１０１が、第８の電子スイ
ッチ１４００制御入力に接続される。調節自在の１１１
位あたりバイアス信号が第３の５人力加算槽幅器１３２
の反転入力に結合される。第２のガ節自在の単位あたり
バイアス信号が第４の５人力加算増幅器１３６の反転入
力に結合される。

第３の５人力加算槽幅器１３２の出力が第３の積分回路
１４２の人力に結合される。好ましい実施例では、第３
の積分回路１４２及び第３の５人力加算槽幅器１３２は
、第３図に示した第１の５人力加算増幅器５８及び第１
の積分回路６２について述べたのと同じ形で、共通の演
算増幅器を利用する。違いは、第３の５人力加算槽幅器
１３２が、ＫＺＢの選択可能な抵抗１１６及びＫＮＢの
選択ｎＪ能な抵抗１２２の一方の端子に夫々接続された
２つの非反転入力と、ＫＰＢの選択可能な抵抗１２８の
一方の端子に結合された反転入力とを持っていることで
ある。第３の積分回路１４２の出力は、好ましい実施例
では、演算増幅器の出力であるが、それが第３のレベル
検出器１４４の人力に結合される。好ましい実施例では
、第３のレベル検出器１４４は前に述べた第１のレベル
検出器６６と同じ形式である。第３のレベル検出器１４
４の入力Ｉ　　ＢＬＯＣＫは、入力信号の大きさが予定
のレベルを越える時に発生される信号である。好ましい
実施例では、この予定のレベルが６０１１１■であって
、外来信号に打勝つ閾値になる。

第４の５人力加算増幅器１３６の出力が第４の積分回路
１４６の入力に結合される。好ましい実施例では、第４
の積分回路１４６は、第３図に演算増幅器６４について
示した様に、並列のＲＣフィードバック通路を持つ積分
器として構成された演算増幅器である。第４の積分回路
１４６の出力は、その大きさが第５の５人力加算増幅器
１３６の出力信号の大きさの積分となる信号であるが、
それが第４のレベル検出器１４Ｂの入力に結合される。

好ましい実施例では、第４のレベル検出器１４８は前に
述べた第１のレベル検出器６６と同じ形式である。第４
のレベル検出器１４８の出力ＩＴは、人力信号の大きさ
が予定のレベルを越える時に発生される信号である。好
ましい実施例では、この予定のレベルが６０ｍＶに等し
く、外来信号に打勝つ閾値となる。

この発明の逆相及び零相過電流引きはずし及び阻止装置
は次の様に動作する。正常な負荷状態では、信号Ｖ　　
　ＭＶｏ、３１ｏＦ及び３ＩＡ２ＦのＡ２’ 大きさは、送電線路の損失を最小限に抑える必要かある
為に、非常に小さい。それでも、ＩＴ及びＩ　　Ｂ　Ｌ
　ＯＣＫは、送電線路の抵抗値が非常に大きい対地障害
を検出する為に、極めて感度の高い装置である。従って
、非常に重い負荷の状態では、３■ｏＦ及び３１Ａ２Ｆ
の大きさは、ＩＴ及び／又はｒ　　ＢＬＯＣＫ装置のピ
ックアップ・レベルに接近するか或いはそれを越えるこ
とがある。然し、３１ＡＩＳによる拘束が、ＩＴ及びＩ
　　ＢＬＯＣＫ装置の動作を防止する。信号ＡＮＤ　　
１０１は低であり、軽い負荷の流れ又はゼロの場合、積
分回路１４６，１４２に拘束信号レベルを作る。０Ｒ２
１２が、単極引きはずしの場合の開極期間中に高信号を
発生する。ＮＯＲ２１１が開極期間中に低信号を発生す
る。

隣りの線路の開極の様な異常な負荷状態の時、３１ｏＦ
及び３ＩＡ２Ｆは３ＩＡＩＳによって発生される拘束を
越える程大きくなることがある。この場合、ＩＴの定常
状態の動作が適応形拘束回路によって阻止される。

１本の線路の対地障害の場合、障害検出器が動作し、Ａ
ＮＤ　　１０１を高にする。３１ｏ　Ｆ、　３１Ｆ及び
３１ＡＩＳが大体等しいと仮定すると、加重係数ＫＺＢ
ＳＫＮＢ、ＫＰＢ、ＫＺＴ、ＫＮＴ及びＫＰＴは、３Ｉ
ｏＦ及び３ＩＡ２Ｆによる作動信号が、ＩＤ装置では３
ＩＡ１Ｓによって発生される拘束の大体１０倍、Ｉ　　
ＢＬＯＣＫ２置ては１５倍になる様になっている。ＭＶ
ｏ及びＶＡ２の大きさは障害の場所及び障害の抵抗の大
きさに関係する。−船釣に、ＭＶｏ及びｖＡ２による拘
束は、源インピーダンスが極めて大きい場合を除いて、
３１Ａ２Ｆ及び３１ｏＦによる作動信号に比べて非常に
小さい。

この発明に従って逆相方向性過電流装置に積分回路及び
レベル検出器の組合せを使うことは、従来の相角度比較
器形の装置に比べて多数の利点がある。その利点として
、例えば、第３図に示す様な積分器に使われる並列の抵
抗−コンデンサ回路のＲＣ時定数により、信号のフィル
タ作用が行なわれ、装置の作動時間が設定される。積分
器の平滑作用により、障害入射角、及び作動信号と拘束
信号の間の位を目角は、作動時間に対して２次的な影響
しか持たない。

別の利点は、方向性装置を変更して、継電器方式の全体
的な性能を高めることが容易に出来ることである。例え
ば、逆相方向性阻止装置を拘束する為に逆相方向性引き
はずし装置の作動エネルギを、使うことにより、阻止装
置はハイブリッド形、即ち方向性装置と過電流装置の組
合せにして、外部の障害の時の動作の信頼性を非常に高
くし、こうして局部的な阻止装置と局部的な引きはずし
方向性装置の間の調整作用をよくする。

逆相作動量に零相作動はを加算し、その結果電流Ｉ２の
逆相性の影響が一層小さくすることにより、保安を高め
る。零相電流が典型的には、外部の障害に対する正相及
び逆相電流よりずっと小さいことを利用する。同じ系で
あれば、この発明の逆相及び零相方向性過電流引きはず
し装置が外部の障害で動作する数は、従来の装置よりも
少ない。

更に、負荷電流が（無交差線路又は開極を持つ線路の様
な）電力系統の非対称性を通ることによる零相電流は、
逆相電流よりもずっと小さいのが普通である。

前に述べた様に、この発明の積分回路とレベル検出器の
組合せは、遠隔の外部の障害に対する作動時間が比較的
長くなることにより、従来の方式に比べて、系統の保安
を強める。これによって、引きはずし装置が動作する前
に、外部の障害が除かれると云う確率が増加し、こうし
て障害の間に不正のチャンネル動作が起る様な誤操作の
可能性が減少する。

この発明の逆相及び零相方向性過電流装置は、過電流引
きはずし装置１００に適応形拘束を利用することにより
、抵抗の高い対地障害に対する感度を高める。この発明
の引きはずし装置で使われる適応形拘束信号は、逆相電
圧に比例する。従って、逆相電圧が増加するのにつれて
、引きはずし装置の拘束が増加するが、それに対して逆
相電圧が殆んど或いは全くない場合、引きはずし装置は
最も感度の高いピックアップの値に近いか或いはその値
にある。分路充電電流に対するこの適応形の拘束により
、装置は、従来の装置に比べて、抵抗の高い対地障害に
対する感度が一層高くなる。

以上詳しく説明した所から判る様に、この発明の逆相及
び零相方向性過電流装置は、検出される外部障害の数を
減らすことにより、保安を高める。

この発明は、過電流阻止装置の設定の必要をもなくすと
共に、抵抗が一層大きい対地障害に対する感度を高める
。

この発明の逆相及び零相方向性過電流装置の主な利点は
、送電線路に１つの開極があっても正しく作用し得るこ
とである。従来の１！電器は正しく動作せず、開極期間
中は使用状態からはずしていた。

この発明を特定の実施例について説明したが、当業者に
は、広義に見たこの発明の範囲内で種々の変更を加える
ことは明らかであろう。特許請求の範囲は、この発明の
範囲内に属するこの様な全ての変更を包括するものであ
ることを承知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の好ましい実施例の電流及び電圧処理
部分を１本の線で表わしたブロック図、第２図はこの発
明の好ましい実施例の逆相方向性引きはずし装置及び逆
相方向性阻止装置のブロック図、 第３図はこの発明に使われる好ましい実施例の積分加算
増幅器及び積分器のブロック図、第４図はこの発明の逆
相及び零相過電流引きはずし装置と逆相及び零ｒｌ＋過
電流阻止装置の好ましい実施例のブロック図である。 主な符号の説明 ■Ａ２’電圧の逆相分 ３！ｏＦ；電流の零相分 ３１　　Ｆ、３１Ａ、Ｓ：電流の逆相分３６、　４６．
　４ｇ、　　５２．　５８．　７０．　８２゜８６：加
算増幅器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、３相交流配電系統の予定の被保護区間内の障害を検
   出する為、該被保護区間内で発生する障害の結果として
   、少なくとも１つの作動信号と共に少なくとも１つの拘
   束信号を利用して正味作動信号を発生する形式の保護継
   電器に於て、 前記送電系統に流れる電流の零相分に関係する作動量を
   発生する手段と、 前記配電系統に流れる電流の逆相分に関係する第２の作
   動量を発生する手段と、 前記配電系統の相電圧の逆相分に比例する適応形拘束信
   号を発生する手段と、 前記配電系統に流れる電流の正相分の少なくとも一部分
   を含む第１の別の拘束信号を発生する手段と、 前記作動量を加算する手段と、 前記拘束量を加算する手段と、 加算した作動量の大きさ及び加算した拘束量の大きさを
   比較して、加算した作動量の大きさが加算した拘束量の
   大きさを越える時に、正味作動信号を発生する手段とを
   有する保護継電器。 ２、前記正味作動信号を受取るエネルギ比較手段を有し
   、該エネルギ比較手段は、 前記正味作動信号を受取る入力、出力、及び前記入力及
   び出力の間に接続されたフィードバック回路を持ってい
   て、該フィードバック回路が並列に電気接続された抵抗
   手段及び静電容量手段で構成されている演算増幅器を有
   する積分回路手段と、前記積分増幅器の出力からの出力
   信号の大きさが予定のレベルを越える時に、継電器出力
   信号を発生するレベル検出手段とを有する請求項１記載
   の保護継電器。