JPH01194820A - 同期外れ阻止装置 - 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の保護に使われる継電器装置、
更に具体的に云えば、負荷の変化の結果として遮断器が
動作することを防止する同期外れ阻止装置に関する。

例えば電力系統が同期状態で運転されていない時の様に
、電力系統の異常な動作の結果として、インピーダンス
特性が変化することがあり、ある場合には、保護継電器
装置がこの変化を障害状態として取扱う程に変化し、こ
うして線路を保護する遮断器に対する引きはずし信号を
発生することがある。こう云う状態で遮断器を引きはず
すことは望ましくないことがあるので、保護継電器装置
には、負荷の変化の結果として遮断器を引きはずすこと
を防止する阻止信号を発生する同期外れ阻止装置が取入
れられている。

負荷の変化状態は、第１図に示すＲ−Ｘ線図を見れば判
り易い。負荷の変化によって起るインピーダンス点Ｚの
通路が線１０で示されている。これから判る様に、イン
ピーダンス点の通路は、円１２で表わした範囲外継電器
の特性並びに円１４で表わした第１区間継電器の特性に
入る。保護継電器の分野で公知の様に、−旦負荷インピ
ーダンスが保護継電器の特性の範囲内に入ると、継電器
が引きはずし信号を発生する。第１図に示す状態では、
範囲外１！電器が、−旦負荷点がその特性１２内に入っ
た時に引きはずし信号を発生し、第１区間継電器が、−
旦負荷点が特性１４に入った時に引きはずし信号を発生
ずる。

上に述べた様に、負荷の変化を原因とするインピーダン
ス変化で、遮断器が引きはずされることは望ましくない
。従って、負荷の変化と障害状態とを区別出来ることが
望ましい。これは、実質的に範囲外継電器である同期外
れ阻止装置を装置に追加することによって達成される。

第２図に示すＲ−Ｘ線図には、円１２で表わした範囲外
継電器の特性及び円１４で表わした第１区間継電器と共
に、円１６で表わした同期外れ阻止装置の特性が示され
ている。

負荷変化によるインピーダンス変化は、インピーダンス
が変化する速度が、障害の結果として起る速度よりも遅
いことか判った。その結果、それに対して引きはずしを
したくない負荷変化は、インピーダンスが第２図に円１
６て示した同期外れ阻止継電器の特性に入る時刻と、イ
ンピーダンスが第２図に円１２で示した範囲外継電器の
特性に入る時刻又は第２図に円１４で示した第１区間継
電器の特性に入る時刻を測定することによって検出され
る。この時刻の差が予定の限界を越えれば、装置はこの
インピーダンス変化を負荷の変化として取扱い、従って
同期外れ阻止装置により、阻止信号を発生させ、こうし
て遮断器の引きはすしを防止する。

従来の同期外れ阻止装置に伴う１つの問題は、引きはず
しを起る様にしてもよい様なある障害状態のもとで、阻
止信号を発生することがあることである。例えば、抵抗
値の高い対地障害により、被保護線路の一端にある継電
器から見たインピーダンスが、引きはずし特性と同期外
れ阻止特性の間に入ることがあり、この為同期外れ回路
が引きはすしを阻止することがある。これは、障害を隔
離する為に引きはずしをすべき時に、遮断器の動作を妨
げることにより、系統の信頼性に悪影響を及ぼす。

従来経験された別の問題は、内部の障害の時、同期外れ
阻止装置と引きはずし装置の間の調整作用がないことで
ある。場合によっては、阻止装置が引きはずし装置に対
して早期に動作し、この場合も誤って遮断器の動作を妨
げる。

従って、この発明の目的は、同期外れ阻止装置を取入れ
た、交流送電線路保護用の保護継電器装置として、信頼
性を高めた保護継電器装置を提供することである。

この発明の別の目的は、交流送電線路に対する保護継電
器装置として、同期外れ阻止装置と引きはずし装置の間
の調整作用をよくした保護継電器装置を提供することで
ある。

この発明の別の目的は、交流送電線路に対する保護継電
器装置として、内部障害の時、同期外れ阻止装置の動作
を防止し、或いは実質的に遅延させることにより、阻止
装置と引きはずし装置の間の調整作用をよくした保：Ｊ
ｉｌ！電器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、以下の説明から
当業者に明らかになろう。

発明の要約 この発明は交流送電線路に対する保護継電器装置に使う
同期外れ阻止装置を提供する。拘束信号を追加して、内
部障害が発生した時、保護継電器装置の同期外れ阻止装
置と引きはずし装置の調整作用を確実にする。追加され
る拘束信号は、電流の逆相分及び零相分と共に、Δ（Ｉ
Ｚ−Ｖ）ｆｆｉであることが好ましい。この量は、障害
後と障害前（７）　（Ｉ　Ｚ−Ｖ）　ｆｕノ差である。

Δ（ＩＺ−■）は事実上、障害による（ＩＺ−Ｖ）Ｑの
変化である。

こう云う拘束信号を追加することにより、従来は負荷変
化と障害の間の区別をする唯一の設定であった同期外れ
阻止論理回路にあるタイマが、今度は、最も速い負荷変
化を検出出来る様に保証しながら、変化の軌跡のインピ
ーダンス−時間特性を厳密に判定せずに、設定すること
が出来るので、使い方が簡単になる。直列補償形線路に
用いる場合を別として、被保護線路区間のインピーダン
スだけが判っていれば、設定を決定することが出来る。

従来それを知っていることが必要であった、等価源イン
ピーダンス又は源／線路インピーダンス比の絶対値はも
はや必要ではない。

好ましい実施例の詳しい説明 第３図には、この発明の好ましい実施例の同期外れ阻止
装置の電流及び電圧処理部分を１本の線で示したブロッ
ク図が示されている。３相交流送電線路１０が、（Ａ）
相、（Ｂ）相、（Ｃ）相及び大地（Ｇ）を持っている。

３相の各々には、特定の相の電流を感知する手段２０と
、その相の電圧を感知する手段３２とが付設されている
。保護＃ｌ電器及び送電の分野の当業者によく知られて
いる様に、電流感知手段２０は変流器であってよく、電
圧感知手段３２は逓降計器用変成器であってよい。第１
図に示す様に、電流感知手段が各相に付設されている。

手段２０ａがＡ相に付設され、手段３０ｂがＢ相に付設
され、手段２０ｃがＣ相に付設されている。同様に、人
相に付設された電圧感知手段３２ａ、Ｂ相に付設された
手段３２ｂ及びＣ相に付設された手段３２ｃと云う様に
別々の手段がある。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、図示のもの一〇代りに、
公知のこの他の方式を用いてもよい。目的は、各相電圧
及び各相電流に関係する信号を求めることである。

電流感知手段２０ａからの出力が第１のトランザクタに
結合される。電流感知手段２０ｂからの出力が第２のト
ランザクタ２１ｂに結合される。

電流感知手段２０ｃからの出力が第３のトランザクタ２
１ｃに結合される。公知の様に、トランザクタの２次側
電圧出力は入力電流に対し、トランザクタの伝達インピ
ーダンスと呼ばれる複素数比例定数又はベクトル演算子
の関係にある。第３図に示すトランザクタ２１ａ、２１
ｂ、２１ｃでは、夫々の伝達インピーダンスは一定の伝
達比及び−定の角度、例えば８５″に等しくなる様に選
ばれている。従って、トランザクタ２１ａの出力は、例
えば入力ＩＡに対して一定の８５°の移相を持つ信号■
ＡＴである。夫々トランザクタ２１ｂ、２１Ｃからの出
力信号ＩＢＴ及びＩＣＴも、夫々の入力Ｉ８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、米国特許第３゜３７４．３９９号を参照さ
れたい。

トランザクタ２１　ａ、　　２　ｌ　ｂ、　　２１　ｃ
の出力が第１の正相回路２２、第２の正相回路２４、逆
相回路２６及び第１の３人力加算増幅器２８の入力に結
合される。加算増幅器２８は、入力に印加された信号の
大きさの和に予定の利得、好ましい実施例では、−１／
３を乗じた大きさを持つ出力信号を発生する。従って、
加算増幅器１６の出力はＭＩＯに等しい。ニーでＩＯは
送電線路の相電流の零相分であり、Ｍは、この明細書の
用法として、信号が反転していることを示す。第１の３
人力加算増幅器２８の出力が移相回路３０の入力に結合
される。移相回路３０の出力は、予定】だけ位相を移し
た、即ち好ましい実施例では、２５°遅相にした入力信
号である。従って、移相回路３０の出力は信号ＭＩｏＦ
である。この明細書で使う用法として、Ｆは信号が移相
されていることを示す。

電圧感知手段３２ａの出力が第１の変圧器３３ａの１次
側に結合され、電圧感知手段３２．ｂの出力が第２の変
圧器３３ｂの１次側に結合され、電圧感知手段３２ｃの
出力が第３の変圧器３３ｃの１次側に結合される。変圧
器３３ａ、３３ｂ、３３ｃの２次側からの信号が第３の
正相回路３４の入力に結合される。３相交流回路の相電
流を正相分、逆相分及び零相分と呼ばれる３組の対称的
な平衡電圧及び電流ベクトルに分解することが出来るこ
とは、送電用保護継電器の分野の当業者によく知られて
いる。「対称分回路」と呼ばれるある回路を、３柑電力
系統に接続して、電圧又は電流の３つの相成分の内の選
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。逆相回路２６及び正
相回路２２゜２４．３４はこう、云う回路である。こう
云う形式の各和回路が米国特許第４，３４２，０６２号
に記載されている。対称分回路について更に詳しいこと
は、米国特許第３，９９２，６５１号、同第４．０３４
，２６９号及び同第４．　３４２．　０６２号を参照さ
れたい。

第１の正相回路２２の出力は信号３■９、であり、これ
は送電線路のＡ相に流れる電流の正相分の３倍を表わす
。第２の正相回路２４の出力は信号ＩＡ□であり、これ
は送電線路のＡ相に流れる電流の正相分を表わす。逆相
回路２６の出力が信号ＩＡ２であり、これはＡ相に流れ
る電流の逆相分を表わす。正相回路３４の出力は信号Ｖ
Ａ□であり、これは送電線路のＡ相の電圧の正相分を表
わす。

第１の正相回路２２からの出力信号３ＩＡ１が第１の交
流結合回路３６に結合され、これは直流でない信号に対
しては利得が約１であり、直流分に対しては０である。

交流結合回路３６の出力は、直流分が除かれていること
を別とすると、入力信号で同じであるが、それが第１の
レベル検出器３８の入力に結合される。第１のレベル検
出器３８の出力は信号１＋　ＳＡであり、これは入力信
号の大きさが予定の値を越えたときに発生される。好ま
しい実施例では、予定の値は定格電流の１単位当たり０
．０５である。

第２の正相回路２４の出力信号ＩＡ工が、正相角度調節
回路４０の入力に結合される。正相角度調節回路４０の
出力は信号■４□Ｓであり、これは予め選ばれた角度を
持つ入力信号ＩＡｌに等しい。好ましい実施例では、予
め選ばれた角度は約７０″乃至８５°の範囲内である。

表式ｌＡ１５の中のＳは、この明細書の用法として、Ａ
相電流の正相分が予定の角度に調節されたことを示す。

この移相を利用して、正相レプリカ・インピーダンスの
角度を被保護線路の角度と合う様に調節する。

逆相回路２６からの信号’Ａ２が、逆相角度調節回路４
２の入力に結合される。逆相角度調節回路４２の出力は
信号ｌＡ２５であり、これは予め選ばれた角度を持つ入
力信号ＩＡ□に等しい。好ましい実施例では、予め選ば
れた角度は約７０°乃至８５°の範囲内である。この移
相を利用して、逆相レプリカ・インピーダンスの角度を
被保護線路の角度と合う様に調節する。

第４図にはこの発明の同期外れ阻止装置の到達範囲調節
及び分極部分の好ましい実施例が示されている。前に第
３図について述べた様にして得られたＡ相電圧の正相分
（ＶＡｌ）が、第１の２人力加算増幅器５０の非反転入
力、第２の２人力加算増幅器５２の一方の入力、及び第
１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１及び第２の２人力加算増幅器５０．５２は
、夫々、反転及び非反転入力に印加された信号の大きさ
の代数和に等しい大きさを持つ出力信号を発生する。絶
対値回路５４は、ハワード・サムズ・アンド・カンパニ
イ拳インコーボレーテット社から出版されたＷ、　Ｇ、
　　ジャン編集の著書「■ＣＯｐ　−Ａｍ　ｐ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あることが好ましい。

第１の絶対値回路５４の出力は、入力信号の大きさの絶
対値に略等しい大きさを持つ信号であるが、それが第１
の利得選択回路５６の入力に結合される。第１の利得選
択回路５６の出力は、利得選択入力に印加された「高」
又は「低」によって選択し得る利得の関数となる大きさ
を持つ信号である。好ましい実施例では、利得は、利得
選択入力に「高」信号が印加された時に選ばれる１、又
は「低」信号が印加された時に選択される０、４の利得
である。従って、出力信号の大きさは、利得選択制御入
力に印加される信号の状態に応じて、入力信号の大きさ
に等しいか、又は入力信号の大きさの０．４倍である。

前に第３図について述べた様にして発生される信号■９
□Ｓが、第１の正相到達範囲調節回路５８及び第２の正
相到達範囲調節回路６０の入力に結合される。第１及び
第２の正を口到達範囲調節回路５８．６０は利得が調節
自在の演算増幅器回路である。第１の正相到達範囲調節
回路５８の出力は、保護継電器装置の到達範囲を表わす
様に設定された大きさを持っているが、それが第２の交
流結合回路６２の入力に結合される。第２の正相到達範
囲調節回路６０の出力が第３の交流結合回路６４の入力
に結合される。好ましい実施例では、第２及び第３の交
流結合回路６２．６４は、前に述べた第１の交流結合回
路３６と同じ形式である。

第２の交流結合回路の出力は、直流分が除かれているこ
とを別とすると、入力信号と同じであるが、それが第２
の絶対値回路６６の入力及び第２の２人力加算増幅器５
２の他方の入力に結合される。第２の絶対値回路６６の
出力は、入力信号の大きさの絶対値に等しい大きさを持
つ信号であるが、それが第２の利得選択回路６８に結合
される。

好ましい実施例では、第２の選択回路６８は前に述べた
第１の利得選択回路５６と同じ形式である。

好ましい実施例では、第２の利得選択回路６８は、利得
選択人力に「高」信号が印加された時の１の利得、及び
利得選択人力に「低」信号が印加された時の０．４の利
得を選択し得る。

第２の利得選択回路６８の出力信号が、第１の電子スイ
ッチ７０及び第２の電子スイッチ７２の入力に結合され
る。好ましい実施例では、電子スイッチ７０．７２は何
れも制御入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、こうしスイッチの入力に印加された信号が直接的
にその出力に接続される。第１の電子スイッチ７０につ
いて云うと、制御入力に「高」信号が印加されると、ス
イッチ入力の信号が出力に接続される。第２の電子スイ
ッチ７２について云うと、制御入力に「低」信号が印加
されると、スイッチの入力に現れる信号がスイッチの出
力に接続される。

第１の電子スイッチ７０の出力が第１のインバータ７４
の入力に結合される。第１のインバータ７４は、反転入
力を持っていて、反転入力信号と略等しい出力信号を発
生する演算増幅器であるのが好ましい。従って、第１の
インバータ７４の出力が信号ＭＩＺＴである。これは、
第２の電子スイッチ７０を介して第１のインバータ７４
の入力に選択的に結合された、第２の利得選択回路６８
の出力を反転したものである。第２の電子スイッチ７２
の出力が信号ＩＺＴである。

第２の交流結合回路６４の出力が第２のインバータ７２
の入力に結合される。第２のインバータ７６は前に述べ
た第１のインバータ７４と同じ形式であることが好まし
く、反転入力を持つと共に、反転入力信号と略等しい出
力信号を発生する。第２のインバータ７６の出力が、順
方向オフセット回路７８の入力及び２人カ一致論理回路
８０の一方の入力に結合される。好ましい実施例では、
順方向オフセット回路７０は利得が可変の演算増幅器回
路であって、利得は順方向到達範囲の０．０乃至０．４
倍の間で調節し得る。順方向オフセット回路７８の出力
は、所望の順方向オフセットに比例するが、それがクリ
ップ回路８２の入力に結合される。

好ましい実施例では、クリップ回路８２は、入力信号の
内、予め設定したレベルより高い部分を通過させるゼロ
抑圧回路と、人力信号からゼロ抑圧回路の出力を減算す
る差動増幅器とで構成される。従って、クリップ回路８
２は、人力信号の内、予め設定したレベルより低い部分
だけを通過させる。好ましい実施例では、クリップ回路
８２は、アナログ・デバイセズ・インコーポレーテット
社から１９７４年に出版されたダニエルＨ，シャインゴ
ールド編集の「非線形回路ハンドブック」と云う名称の
本の“ＢＯＵＮＤＳ“と云う見出しに記載されている形
式である。クリップ回路８２の出力は、入力信号の内、
その大きさが予め設定したレベルより小さい部分である
が、それが第１の２人力加算増幅器５０の反転入力に結
合される。

第１の２人力加算増幅器５０の出力は、前に述べた様に
、反転及び非反転入力の信号の大きさの代数和の大きさ
を持つ信号であるが、それが第１の帯域フィルタ８４の
人力に結合される。好ましい実施例では、第１の帯域フ
ィルタ８４は多重フィードバック帯域フィルタであって
、中心周波数は電力系統の定格周波数、典型的には５０
１１ｚ又は６０１（ｚに等しくなる様に選ばれている。

第１の帯域フィルタ８４はＱが約３．８に等しく、利得
が−１に等しいことが好ましい。第１の帯域フィルタ８
４の出力が、第３の絶対値回路８６の入力と２人カ一致
論理回路８０の２番目の入力とに結合される。好ましい
実施例では、第３の絶対値回路８６は前に述べた第１の
絶対値回路５４と同じ形式である。

第３の絶対値回路８６の出力は、その大きさが入力信号
の大きさの絶対値である信号であるが、それが第２のレ
ベル検出器８８の入力に結合される。第２のレベル検出
器８８は前に述べた第１のレベル検出器３８と同じ形式
である。第２のレベル検出器８８の出力は、入力が予定
のレベル（好ましい実施例では単位当たり０．３５）を
越える時に発生される信号であるが、それが第１及び第
２の利得選択回路５６．６８の利得制御入力に結合され
る。第２のレベル検出器８８から出力がない時、第１及
び第２の利得選択回路の出力信号は、夫々の入力信号の
大きさに低利得を乗じた値に等しい。

第２の２人力加算増幅器５２の出力（ＩＺ−Ｖ）が、第
２の帯域フィルタ９０の入力と第３の２人力加算増幅器
９２の非反転入力とに印加される。

好ましい実施例では、第２の帯域フィルタ９０は多重フ
ィードバック帯域フィルタであって、中心周波数は電力
系統の定格周波数、典型的には５０ｆｉｚ又は６０Ｈｚ
に等しくなる様に選ばれている。第２の帯域フィルタ９
０は、Ｑが約３．８に等しく、利得が１であることが好
ましい。Ｑが３．８であると、帯域フィルタ９０からの
出力信号の変化は入力の対応する変化より遅れ、こうし
て変化前の信号を短期的に記憶する。Ｑを更に大きくす
れば、時定数が一層長くなり、−層長期の記憶作用が得
られるが、これは周波数変化が発生した時に、位相変化
が一層大きくなり、これは第２の帯域フィルタ９０の出
力が結合された第３の２人力加算増幅器９２から信号を
発生させる慣れがある。この信号は、障害の結果として
譬はなく、予想される周波数変化の結果として、発生さ
れることがあるので、同期外れ阻止装置の誤った動作を
招くことがある。

第３の２人力加算増幅器９２の出力は信号Δ（ＩＺ−Ｖ
）であり、これは増幅器９２の反転及び非反転入力に印
加された信号の大きさの代数和の大きさを持つ。前に述
べた様に、帯域フィルタ９０が短期的な記憶作用がある
為、障害が発生した直後、増幅器９２の出力信号Δ（１
２−Ｖ）は最初は、ｆｆ１（ＩＺ−Ｖ）の障害後の大き
さから、この量の障害前の大きさを差引いた値に等しい
。

信号Δ（ＩＺ−Ｖ）が第４の交流結合回路９４の入力に
結合される。第４の交流結合回路９４は前に述べた第１
の′交流結合回路３６と同じ形式である。第４の交流結
合回路９４の出力は、直流分が除かれていることを別と
すると、入力信号と同じであるが、それが第４の絶対値
回路９６の入力に結合される。この絶対値回路は前に述
べた第１の絶対値回路５４と同じ形式である。第４の絶
対値回路９６の出力は、入力信号の大きさの絶対値の大
きさを持つ信号であるが、それがゼロ抑圧回路９８の入
力に結合される。

好ましい実施例では、ゼロ抑圧回路９８は、入力信号の
内、予め設定したレベルより小さい部分を除く回路で構
成される。従って、ゼロ抑圧回路９８は、入力信号の内
、予め設定したレベルより大きい部分だけを通過させる
。好ましい実施例では、ゼロ抑圧回路９８は、前に引用
した著書「非線形回路ハンドブック」の第２５頁乃至第
２６頁の“ＤＥＡＤ　　ＺＯＮＥ“の見出しの項に記載
されている形式のものである。その出力信号Δ（ＩＺ−
Ｖ）は、入力信号の大きさの内、予定のレベルを越える
部分と略等しい大きさを持つ。好ましい実施例では、こ
の予定のレベルは定格電圧の単位当たり０．２５である
。

前に第３図について述べた様にして発生される信号ｌＡ
２５が、逆相到達範囲調節回路１０２の入力と第１の一
定調節範囲回路１０４の入力とに結合される。好ましい
実施例では、逆相到達範囲調節回路１０２は調節自在の
利得を持つ演算増幅器回路である。第１の一定到達範囲
回路１０４は、５人定格の継電器の６オームの到達範囲
に相当する一定の利得を持つことが好ましい。逆相到達
範囲調節回路１０２の出力は、保護継電器の所望の到達
範囲によって決定される大きさを持つが、それが第５の
交流結合回路１０６の入力に結合される。第５の交流結
合回路１０６は前に述べた第１の交流結合回路３６と同
じ形式である。

第５の交流結合回路１０６の出力は、直流分が除かれて
いることを別とすれば、入力と同じであるが、それが第
４の２人力加算増幅器１０８の入力に結合される。好ま
しい実施例では、第４の２人力加算増幅器１０８は、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１の一定到達範囲回路
１０４の出力は、５Ａ定格の継電器の６オームの一定の
到達範囲に比例するが、それが第４の２人力加算増幅器
１０８の第２の入力に結合される。第４の２人力加算増
幅器１０８の出力が、第６の交流結合回路１１０の入力
に結合される。第６の交流結合回路１１０は、前に述べ
た第１の交流結合回路３６と同じ形式である。

第６の交流結合回路１１０の出力は、直流分を除いた、
範囲外区間を表わす信号■２Ｚであるが、それが第４の
電子スイッチ１１２の入力と第５の２人力加算増幅器１
１４の非反転入力とに結合される。第３の電子スイッチ
１１２は、制御入力に「低」信号が印加されると、スイ
ッチの入力に現れる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２の電子スイッチ７２と同じ
形式である。第３の電子スイッチ１１２の出力が第３の
帯域フィルタ１１６の入力に接続される。好ましい実施
例では、第３の帯域フィルタ１１６は前に述べた第２の
帯域フィルタ９０と同じ形式であって、Ｑが略３．８に
等しく、利得が１であり、中心周波数は電力系統の定格
周波数、即ち５０Ｈｚ又は６０ｔ（ｚに等しい。

第３の帯域フィルタ１１６の出力が第５の２人力加算増
幅器１１４の反転入力に結合される。好ましい実施例で
は、第５の２人力加算増幅器１１４の出力信号Ｉ２は、
その大きさが反転及び非反転入力に印加された信号の大
きさの代数和に等しい信号である。第３の帯域フィルタ
１１６の短期的な記憶作用がある為、障害が発生した直
後の増幅器１１４からの出力信号ΔＩ２は、最初は電流
の障害後の逆相骨から電流の障害前の逆相骨を差引いた
値に等しい。即ち、逆相分電流の内、スイッチ１１２を
ゲートした時の障害に帰因する部分に等しい。スイッチ
１１２をゲートシない時、これは電流の逆相骨に等しい
。信号ΔＩ２が第５の絶対値回路１１８の入力に結合さ
れる。この絶対値回路は前に述べた第１の絶対値回路５
４と同じ形式である。第５の絶対値回路１１８の出力が
信号Δｌ：！であり、その大きさは人力信号の大きさの
絶対値である。

前に第３図について述べた様にして発生される信号ＭＩ
ＯＦが、零相到達範囲調節回路１２０の人力と第２の一
定到達範囲回路１２２の人力とに結合される。好ましい
実施例では、零相到達範囲調節回路１２０は調節自在の
利得を持つ演算増幅器である。零相到達範囲調節回路１
２０の出力は、保護継電器の所望の到達範囲によって決
定される大きさを持つが、それが第６の２人力加算増幅
器１２４の１つの入力に結合される。第２の一定到達範
囲回路１２２は前に述べた第１の一定到達範囲回路１０
４と同じ形式である。第２の一定到達範囲回路１２２の
出力は、５アンペア定格の継電器の６オームの到達範囲
に比例するが、それが第６の２人力加算増幅器１２４の
２番目の入力に結合される。好ましい実施例では、第６
の２人力加算増幅器１２４は、入力に印加された信号の
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６の２人力加算増幅器１２４の出力が第６の交流結合
回路１２６の入力に結合される。第６の交流結合回路１
２６は前に述べた様に第１の交流結合回路３６と同じ形
式である。第６の交流結合回路１２６の出力は、直流分
を除いた、範囲外区間を表わす信号■ｏＺであるが、そ
れが第４の電子スイッチ１２８の入力と第７の２人力加
算増幅器１３０の非反転入力とに結合される。第４の電
子スイッチ１２８は、制御入力に「低」信号が印加され
ると、スイッチの入力に現れる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２の電子スイッチ
７２と同じ形式である。

第４の電子スイッチ１２８の出力が第４の帯域フィルタ
１３２の入力に結合される。第４の帯域フィルタ１３２
は前に述べた第３の帯域フィルタ１１６と同じ形式であ
って、Ｑが３．８に等しいことが好ましく、利得が１で
、中心周波数は電力系統の定格周波数、即ち、５０１１
ｚ又は６０Ｈｚに等しい。第７の２人力加算増幅器１３
０の出力は、増幅器１３０の反転及び非反転入力に印加
された信号の大きさの代数和の大きさを持つ信号である
。

帯域フィルタ１３２の短期的な記憶作用がある為、障害
が発生した直後、増幅器１３０の出力信号は、最初は電
流の障害後の零相分から電流の障害前の零相分を差引い
た値、即ち、スイッチ１２８をゲートした時の障害に帰
因する電流の零相分に等しい。スイッチ１２８をゲート
しない時、これは電流の零相分に等しい。信号Δ■ｏが
第６の絶対値回路１３４の人力に結合される。この絶対
値回路は前に述べた第１の絶対値回路５４と同じ形式で
ある。

第６の絶対値回路１３４の出力ΔＩｏは人力信号の絶対
値である。送電線路の１極が開路している期間中、低状
態にある信号ＮＯＲが、第３及び第４の電子スイッチ１
１２，１２８の制御入力に結合される。

第５図には、同期外れ阻止装置２００のブロック図が示
されている。前に第４図について述べた様にして発生さ
れる信号ＭＩＺＴが、５人力加算増幅器２０２の非反転
入力に結合される。好ましい実施例では、５人力加算増
幅器２０２は、その５つの入力に印加された信号の大き
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。前に第４図について述べた様にして発
生される信号ＩＺＴ、ΔＩｏ、Δ（ＩＺ−Ｖ）及びΔ■
２が、５人力加算増幅器２０２の反転入力に夫々結合さ
れる。

５人力加算増幅器２０２の出力が、到達範囲調節回路２
０４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２０４は調節自在の利得を持つ演算増幅器で
ある。到達範囲調節回路２０４の出力は、同期外れ保護
の為に希望する到達範囲が得られる様に選ばれた利得を
持っているが、それが４人力加算増幅器２０６の非反転
入力に結合される。好ましい実施例では、４人力加算増
幅器２０６は、反転及び非反転入力に印加された信号の
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１のバイアス信号が４人力加算増幅器２０６の非反転
入力に印加される。前にｔＡＪ図について述べた様にし
て発生される信号ｖ１が、４人力加算増幅器２０６の反
転入力に結合される。第２のバイアスが第５の電子スイ
ッチ２０８を介して４人力加算増幅器２０６の反転入力
に結合される。

第５の電子スイッチ２０８は、信号制御入力に「低」信
号が印加されると、スイッチの入力に現れる信号がスイ
ッチの出力に接続されると云う点で、前に述べた第２の
電子スイッチ７２と同じ形式である。

前に第３図について述べた様にして発生される信号１＋
ＳＡが、第５の電子スイッチ２０８の制御入力に結合さ
れる。４人力加算増幅器２０６の出力が「積分」回路２
１０の入力に接続される。

好ましい実施例では、「積分」回路２１０は、その出力
と入力の間にフィードバック回路を接続した演算増幅器
で構成される。フィードバック回路が並列接続の抵抗と
コンデンサで構成される。

「積分」回路２１０に対する入力が演算増幅器に対する
人力である。「積分」回路２１０の出力は演算増幅器の
出力である。積分回路２１０の出力が、第２のレベル検
出器２１２の入力と半波整流器２１４の入力とに結合さ
れる。第２のレベル検出器２１２は前に述べた第１のレ
ベル検出器８８と同じ形式であって、人力信号の大きさ
が予定のレベルを越える時に、出力信号ＰＯ３Ｂを発生
する。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、約３０ＩＩｌｖである
。半波整流器の出力ＰＯＳＢＲは半波整流入力信号であ
り、積分回路２１０の出力が引きはずし方向にある時、
出力を発生する。

この発明の同期外れ阻止装置の動作は次の通りである。

障害又はインピーダンスの変化がない正常な状態を仮定
すると、信号ｌＡ２５．ＭＩＯＦ。

ΔＩ２及びΔＩｏは、正常な負荷状態では、送電系統が
正相量しか発生しないので、ゼロに略等しい。定常状態
の負荷状態の間、正相電流又は電圧に変化がないから、
信号Δ（１２−Ｖ）はゼロに略等しい。信号Ｉ＋ＳＡは
、負荷電流がレベル検出器の感度より高い場合、論理１
である。ＮＯＲ信号は論理１である。信号ｖ１及び■Ａ
１Ｓ信号が約９０°位相がずれていて、９０°の間、ス
イッチ７０をオフ、スイッチ７２をオンにする。従って
、信号ＭＩＺＴは信号ＩＺＴと略等しく、両方が負荷電
流と！ｌ電器の到達範囲の積に比例する。

正常な負荷状態では、積分回路２１４の出力は拘束極性
にあり、ＰＯＳＢ又はＰＯＳＢＲに出力は出ない。

次に被保護区間内に障害があると仮定すると、信号Ｉ　
Ａ２　Ｓ　−Ｍ　Ｉ　ｏ　Ｆ　１ΔＩ　２　、Δｌｏ及
びΔ（ＩＺ−Ｖ）は、実質的に障害の種類及び障害の場
所によって定まる値を持つ。信号１＋　ＳＡ及びＮＯＲ
は共に論理１である。信号Ｖ、及びｌＡ１５は略同相で
あり、従って、スイッチ７０がオン、スイ・ツチ７２が
オフである。その為、拘束信号ＩＺＴは殆んどゼロであ
るが、作動信号ＭＩＺＴは障害電流と到達範囲との積に
比例する。拘束信号ΔＩ２、ΔＩ０及びＡ　（ＩＺ−Ｖ
）（７）効果ハ、ＰＯＳＢ装置の動作を遅くし又は阻止
することであり、こうして保護方式のＰＯＳＢと引きは
ずし素子の間の動作の調整作用を確実にする。

次に障害とは見なされないインピーダンス変化があった
と仮定すると、系統の電流及び電圧は障害状態の間より
もゆっくりと変化し、正相量であり、従って信号ＩＡ２
ＳＳＭＩＯＦ、Δ■２、ΔＩｏ及びΔ（ＩＺ−Ｖ）は略
ゼロに等しい。この状態では、ＭＩＺＴ及びｖｌによる
加算増幅器２０６に対する正味の入力は、変化インピー
ダンスが同期外れ阻止特性に入る時、作動方向である。

切換えられないバイアス信号が正味作動信号に加算され
、同期外れ装置が、関連する引きはずし装置よりも、作
動信号の一層大きな大きさを持つ様に保訂する。積分回
路２１０の出力が引きはずし極性である時、ＰＯＳＢＲ
に信号が発生され、関連した成る引きはずし装置で、そ
れを拘束信号として使う。この為、同期外れ阻止装置は
、変化状態の時の引きはずし装置より前に、常に出力を
発生する。

この発明の同期外れ阻止装置は、従来の同期外れ阻止装
置に比べて、多数の利点がある。その利点として、同期
外れ阻止装置に拘束信号を追加したことにより、内部の
障害に於ける同期外れ阻止装置及び引きはずし装置の調
整作用が得られる。

前に述べた様に、この追加の信号はΔ１２、Δ■ｏ及び
Δ（ＩＺ−Ｖ）であり、これらは内部障害の時、同期外
れ阻止装置の動作を妨げ又はそれを実質的に遅延させる
。これによって、従来の設計に比べて、同期外れ阻止装
置の使い方が大幅に簡単になる。

前に述べた様に、信号Δ（ＩＺ−Ｖ）は、障害後及び障
害前のｆｆ１（ＩＺ−Ｖ）の差に等しい。こう云う追加
の拘束信号を使って、内部の障害があった時の同期外れ
阻止装置の動作を妨げ又は実質的に遅延させることによ
り、従来は変化と障害とを区別する唯一の設定であった
同期外れ阻止論理回路のタイマが、今度は最も早い変化
を検出出来る様に保証し７ながら、変化の軌跡のインピ
ーダンス−時間特性を厳密に決定しなくても設定するこ
とが出来るので、使い方が簡単になる。従って、この発
明の同期外れ阻止装置は保護継電器装置の信頼性を高め
るだけでなく、使う時の使い方を簡単にする。

この発明を特定の実施例について説明したが、当業者で
あれば、この発明の範囲内で種々の変更が可能であるこ
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この発明の変更を包括する
ものであることを承知−されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は交流送電線路に対する保護継電器装置内の範囲
外及び第１区間継電器の特性を示すＲ−Ｘ線図、 第２図は交流送電線路に対する保護継電器装置内の同期
外れ阻止継電器、範囲外継電器及び第１区間継電器の特
性を示すＲ−Ｘ線図、 第３図はこの発明の好ましい実施例の同期外れ阻止装置
の電流及び電圧処理部分を１本の線で示したブロック図
、 第４図はこの発明の好ましい実施例の同期外れ阻止装置
の到達範囲、Ｓ！ＪｆｉＪ及び分極部分のブロック図、 第５図はこの発明の好ましい実施例の同期外れ阻止回路
のブロック図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、３相交流配電系統内の負荷の変化の結果として、当
   該継電器に付設された遮断器の動作を防止する為に、作
   動信号と共に少なくとも１つの拘束信号を利用して、保
   護継電器に対する拘束として正味作動信号を発生する様
   な、交流配電系統の障害を検出する保護継電器の同期外
   れ阻止装置に於て、 前記配電系統に流れる電流の逆相分に関係する第１の別
   の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零相分に関係する第２の別
   の拘束信号を発生する手段と、 信号ＩＺが前記配電系統に流れる電流に被保護区間のレ
   プリカ・インピーダンスを乗じた値に関係するものとし
   、信号Ｖを前記配電系統の相電圧に関係するものとして
   、障害値及び障害前の値の間の（ＩＺ−Ｖ）量の差に関
   係する第３の別の拘束信号Δ（ＩＺ−Ｖ）を発生する手
   段とを有する同期外れ阻止装置。 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、及び該入力及び
   出力の間に接続されたフィードバック回路を持ち、該フ
   ィードバック回路が電気的に並列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様な演算増幅器を有す
   る積分回路手段と、前記演算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た時に、同期外れ阻止
   信号を発生するレベル検出器手段とで構成されている請
   求項１記載の同期外れ阻止装置。