JPH01227617A - 電流差動継電方式 - 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、発明は電流差動継電方式、特に１１（’Ｂ　（Ｌや
断器）複母線に接続する送電線の事故を検出する電流差
動継電方式に関する。

（従来の技術） 発電所並びに変電所等の電気所内では、その母線構成と
して種々の方式か採用されているが、それらの内の一つ
に第６図に示ような１＋ＣＢ複母線がある。

ここで１）ｃｅ複母線とは、母線２１１及び２１２から
なる２重母線の間を３台のしゃ断器２２１．２２２．２
２３に□よって連系し、しゃ断器２２１　と２２２との
間及びしゃ断器２２２と２２３との間に夫々送電線２４
１．２４２を接続する方式である。

２３１　、２３２は変流器であって、１次側電流を所定
のレベルに変換して継電器に取込み、この取込まれた電
流を用いて送電線２４１を保護する。

第７図によって、送電線の保護方式を説明する。

先ず、第７図において送電線２４１に事故が発生した場
合、Ａ端のＩ＃線２１１Ａ、２１２Ａからの事故電流は
、しゃ断器２２２＾、２２３＾を介して変流器２３１Ａ
、２３２＾を通過し、事故点Ｆに供給されると共に、電
流差動継電器３１八に取込まれる。

この取込まれたＡ端電流は、変流器２３１Ａ、２３２＾
から入力されるｔ　八１、ｔ　Ａ２の和電流で°与えら
れる。

Ｌ＾＝ｔ＾１＋ｔ＾２　　　　　　°−（１）Ｂ＠子も
同様に電流が取込まれて、 ｉＢ＝ｉＢ１＋ｉＢｚ　　　　　　　　　　°“・（２
）となる。継電器内では、両端で得られた各々の電流位
相を判定し、これが同相になることで内部事故と判定し
ていた。

ス、外部事故がＡ端母線２１２八て生じた場合の例を第
８図に示す。図に示されるように、Ａ＃ｉ電流は下記の
（３）式となる。

６八−ｔ＾１＋１８２　＝　ｔ　Ａ１　＋　（−ｔハ１
’−（ｔ’ｎ１＋　ｆ−Ｂ２　））＝−（ｔ　［１１＋
　ｔ　８２　）　　　　　　　□　　　・・・（３）こ
の場合のＢ端電流は、前記した（２）式のままであるた
め、Ａ端電流とＢ端電流との位相は逆位相となり、外部
事故と判定していた。

以上の動作原理を第９図の波形図に′よって説明する。

第９図（ａ）は内部事故の例であり、Ａ端、Ｂ端の電流
５．、ｉＢが動作感度に１１以上である；る時、各波形
を基にした位相比較信号θＡ、θＢを取出し、それらの
重なり角θが所定値以上（通常は６０°以上）である時
、継電器の動作信号を出力するように制御している。

第９図（ｂ）′は外部事故の例であって、重なり角が小
さく、従って動作信号は出力されない。以上が波形図を
□基にした動作説明である。

〈発明が解決しようとする課題） 以上のＲ線構成を基にし、各端電流を用いて電流差動継
電器に適用しても保護可能である。

なおＪ電流差動継電器は内部事故時に流出分があっても
動作できるようにしたものであるが、逆に外部事故時の
変流器飽和等に対して完全な保護ができにくい。このこ
とを：第１０図によって説明する。

第１０図は、例えば第８図に示されるＡ＃Ａ母線に外部
事故が発生し、Ａ端母線２１２Ａ側の変流器２３２Ａが
飽和した場合の各電流の波形図を示す。

第１０図（イ）はＡ＠電流ｔ’Ａ２が変流器２３２Ａの
飽和により歪んだ状態（点線部分が実線部分となる）に
なったことを示す。

（ロ）はＡ端電流ｔ＾１を、ス、（ハ）は流入するＢ端
電流を示す。この場合は１本来はＡ、Ｂ各端電流の和（
ｔへ１＋ｔハ２＋ｉＢ）＝ｔｄは零になるへきである力
釈変流器２３２Ａの飽和によって差分電流ｔｄが生じ、
これか原因て継電器を動作させてしまう可能性かある。

以上のようにｌ’ｃＢ母線構成の場合には、特有の変流
器配置か原因して、電流差動継電器は外部事故て誤動作
することがわかる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、内、外
部事故に際して誤動作することのない電流差動継電方式
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の構成を実施例に対応する第１
図（ｂ）を用いて説明すると、本発明は複母線の連絡線
に設置される各変流器からの電流ｔ　Ａ１、ｔ　Ａ２を
基に電流の瞬時色和ｔｎ（＝ｔｘ＋＋Ｌ＾２）を作成す
る第１の手段１０１　と、対向端子に設置された自端と
同様構成の変流器から取込んな電流ｔ　［１（＝　ｔ　
８１　＋ｔ　８２　）を受信して前記電流ｔｐとの瞬時
色和ｔ６　　（−ｔ４．　＋ｉＢ　）を求めて動作量を
作成する第２の手段１０２と、各電流瞬時値（ｔへ１、
Ｌ＾？、ｉＢ　、ｔｄ）の絶対値を得る第３の手段１０
３と、第３の手段から得られる電流絶対値量から振幅値
（Ｉハ１．■＾２．．ＩＢ　、、Ｉｄ）を算出する第４
の手段１０４と１．第４の手段の出力を基に動作判定条
件式 ％式％ （に０、に１は定数） による動作判定を行なう第５の手段１０５と、第１の手
段１０１て得られる自端電流瞬時色和Ｌ＾と第５の手段
１０５の動作判定条件とを対向端子へ送信し、かつ対向
端子から得られる電流ｉＢ　と動作判定条件式 ％式％ による動作判定条件とを受信する第６の手段３１５と、
第５の手段１０５による自端動作判定条件と第６の手段
３１５て得られる対向端子の動作判定条件とから最終の
動作判定を行なう第７の手段１０６とから構成した。

（作用） ｔ−）ＣＢｅ線構成に連なる送電系統において、Ａ端母
線に外部事故が発生し、この場合の流出電流によってＡ
褐変流器に飽和が発生した場合が最も問題となるケース
であるなめ、このケースの説明をする。

Ａ端の変流器が飽和すると、変流器による検出歪みか原
因してＡ端電流に差電流か得られる。この電流は、対向
Ｂ端では、一端流大事故と判断する。

しかし、Ａ端では抑制量（■へ１＋Ｉへ２＋Ｉ［ｌ　）
が大となって、（５）式による動作はない。この結果を
得た対向Ｂ端ては、例え−＠流人事故と判断しても動作
しない。

（実施例） 以下図面を参照して実施例を説明する。

第１図（ａ）は本発明による電流差動継電方式を説明す
るための一実施例の機能プロ・ツク図、第１図（ｂ）は
ＭＰＵの処理内容を示すフロック図、第１図（Ｃ）は保
護対象送電線内の電流の流れを示す図である。

第１図（ａ）に示されるように、Ａ＠子の変流器２３１
八、２３２Ａを介して取込まれる電流Ｌ＾１、ｔ＾２は
電流差動継電器３１＾の入力変換器３１１に取込まれる
。

３１２はフィルタて、入力変換器からの入力電流から不
要な成分を除去し、一定の周波数にてサンブリンクする
→ノーンプルボールド凹Ｒ（Ｓ／Ｈ）３１３に入力する
。

Ａ／Ｄ変換器３１４は前記サンプルホールド回路からの
出力を導入し、これをディジタルデータに変換シてマイ
クロコンピュータ（ＨＰＩＪ）３１６に入力する。

３１５は送受信装置て、対向端からのディジタルデータ
（ｊｏ＝ｔｎ１＋ｉＢ２）及び動作判定信号を受信し、
同時に自端子て作成したディジタルデータ（を八＝をへ
＋十ｊへ２）及び動作判定条件を対向−１０＝ 端子へ送信する。

マイクロコンピュータ（ＨＰＵ）３１６では自端子のデ
ィジタルデータと、対向端局のディジタルデータ及び動
作判定信号を用いて所定の演算を行なう。

なお、Ｂ端子もＡ端子の構成と同様である。

次に、第１図（ｂ）によって具体的な処理内容を説明す
る。

図において、１０１は瞬時値作成手段で、自端子の電流
を八１、を八２から瞬時信相を八−（を八１−＋−ｔＡ
２　＞を作成し、その一部は送受信装置３１５を介して
対向端に送出する。対向端からの受信データは送受信装
置３１５を介して入力し、動作量作成手段１０２にて動
作量ｔｄ＝　（ｔＡ＋ｉＢ　）を作成する。

１０３は絶対値作成手段で瞬時値データ（ｔ　Ａ１、ｔ
　Ａ２、ｉＢ　、　４ｄ　）を絶対値変換し、振幅算出
手段１０４に取込まれる。

振幅算出手段１０４では下記のアルゴリズムにより、振
幅値に比例した直流量を得る。

Ｉ　　Ｏ＝　　Ｉ　　ｎｇ　　＋　Ｉ　　０ＩＱ−１＋
　　Ｉ　　４ｍ−２Ｉ　　ｇＨ＝　　ｔ　　ｇｌＢ　　
＋　　ｔ　　Ｏ＃Ｉ　−：ｌ　　　−ト　＋　　　ｌ　
　　を口ｍｌ　　　　　　ｉ　　　ｉＢｎ−ｔ　　　ｌ
・・・（４） 但し、口には、？Ａ　、Ａ２、Ｂ、ｄか夫々入る。

なお、サフィックスのｍはサンプリング時系列で、一般
的に交流基本波周期の１７１２の周期でサンプリングし
た場合を例にとっている。

従って、時系列（ｍ＞と（ｍ＊　）とは、９０°の位相
関係になっている。なお、（４）式そのものは、既に公
知であるため説明は省略する。

１０５は判定部で、前記１０４で得られた各振幅値（Ｉ
へ１、■＾２、Ｌｅ、Ｉｄ＞を用いて下記（５）式によ
り動作判定をする。

Ｉｄ≧に１　（ＩＡＩ＋ＩＡ２＋ＩＢ’）十にｏ　−（
５）但し、に１は比例係数、 に０は最小感度定数 Ｂ＠についても同様に処理されて、下記（６）式に基づ
く動作判定が行なわれる。

Ｉｄ≧に１（Ｉ　ａ１＋Ｉ　８２　＋　Ｉへ）十に０・
・・（６）上記（５）　、（６）式から明らかなように
、右辺第１項の抑制量かの各端子で異っている。従って
、両端子の動作判定結果を送受信装置３１５を介して送
受し合い、両者が共に動作判定である時、内部事故と判
定してしゃ断指令を出力する。

いずれか一方が不動作である時は、内部事故と判定せず
にしゃ断指令を阻止するように構成する。

第２図は、第１図の実施例の作用効果を説明する波形図
である。そしてこの場合は、Ａ端母線の外部事故時（第
８図同様）で、Ｂ端子の電源が弱電源（ｉＢＢＯ２の場
合における各端子の動作量及び抑制量を示す。

この図に示されるように、動作量及び抑制量は、前記し
た（５）式、（６）式に示されるものであり、図かられ
かるようにＡ端子の抑制量（Ｉ　ＡＩ　＋　Ｉ　Ａ２＋
Ｉ’Ｂ　’）とＢ端子の抑制量（ＩＢ１＋Ｉ［１２＋Ｉ
＾）とは大きさが異っている。そして、Ｂ端子の動作判
定式である（６）式は、Ａ端子の変流器２３１＾、２３
２Ａの特性差、スはいずれか一方の変流器の飽和等によ
って、を八＝　ｔ　Ａ、　＋ｔ８２ＮＯであるため、こ
れをＢ端子でみると、この差分だけの一端流人事故と等
価となる。

従って、従来方式であれば、その量の大きさ如何によっ
ては動作判定をしてしまう可能性がある。

しかし、第２図から明らかなように、Ａ端子の抑制量（
Ｉ　八１＋Ｉ　Ａ２　＋　Ｉ　ｅ　）は充分に大きいた
めに、Ａ端子では動作判定にはならない。しかも、Ａ、
Ｂ各端子とも送受信装置によって動作判定化”号を送受
し合い、自端の判定結果と対向端からの受信信号との論
理積をとって、最終判定結果としているために、この場
合、例えＢ端にて動作判定しても、Ａ端が不動作判定と
なって、誤動作が阻止される。

上記実施例ではＡ、Ｂ各端子とも１（ｃＢ母線構成の場
合について示したが、Ｂ端子が通常の単母線構成の場合
を以下に説明する。

第３図はＡ端子が１−１ｃＢ母線構成てＢ＠子が単母線
構成の系統図である。そして、作用としては、Ａ端子で
はＢ端子て得られる電流ｉＢ　を受信して（５）式て示
す動作判定を行ない、その動作信号をＢ端子に転送し、
Ｂ＠子のしゃ断器にしり四指令を出力する。

一方、Ａ端子では（５）式による動作信号でしゃ断櫓令
を出力するものである。本実施例ではＡ端子側の変流器
２３１Ａ、２３２への電流により抑制量が得られるので
、例えばＡ端母線の区間外事故か発生し、かつ変流器の
飽和か生じても、充分な抑制量か得られて、誤動作信号
を出力することはない。

ス、同様な事故ケースで第４図に示すように、Ａ端子が
弱電源でＢ端子が強電源である場合に、Ｂ端子の変流器
２３１Ｂが飽和しても、前記同様に（５）式による抑制
量が充分得られて不要な動作信号を出力することはない
。

なお、動作判定の変形例として、以下のものも考えられ
る。

即ち、Ａ端子は前記同様に（５）式による動作別定を行
ない、Ｂ端子は（７）式による動作判定を行なうもので
ある。

Ｉｄ　　≧　に　３　　　（ＩＡ　　＋ＩＢ　　　）　
　→−ノｃ２　　　　　　−−−（７）但し、１＾＝Ｌ
＾Ｈ＋　ｔ＾？ に３　：比率係数 ノＣ？：最小感度 この場合もＡ端子での動作判定式（５）式による動作信
号を受けて、その論理積条件てＢ端子のしゃ断指令を出
力するようにすれは、誤しゃ断に至ることはない。

以上の実施例ては対向端子への送出電流は、第１図（ｂ
）に示す瞬時値作成手段１０１にて合成する旨の説明を
したが、これを電流差動継電器３１Ａの入力変換器で作
成してもよい。

第５図はその入力構成図である。

即ち、母線２１１八、２１２Ａ側に設置される変流器２
３１八、２３２Ａを介して取込まれる電流ｉ八１、ｔ　
Ａ２は、入力変換器３１１にて所定レベルに変換されて
フイルタ３１２へ入力される。

同様にして、入力変換器１次側にて合成量Ｌ＾−（を八
１＋を八２）か作成され、これも前記したようにフィル
タ３１２へ入力される。

以上の操作により、対向端子への送出電気量が作成てき
るばかりか、自端における保護演算処理も可能となる。

［発明の効果］ 以上説明した如く、本発明によればｔＨ：［ｌｉ線構成
に連なる送電線の保護において、自端の各母線側から夫
々取込まれた電流の合計値と、対向端によって取込まれ
、かつ自端へ送信されてきた相手端電流値との和電流を
基に各端か独自の動作判定を行なうと共に、各端独自の
動作判定結果と対向端からの動作判定結果との論理積条
件によって内部事故判定をするようにしたので、各端独
自の判定結果のみによる誤ったし勺断出力の送出か防止
てき、信頼性のある電流差動継電方式を提供てきる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明による電流差動継電方式を説明す
るだめの一実施例の機能プロ・ツク図、第１図（ｂ）は
ＨＰＵの処理内容を示すブロック図、第１図（Ｃ）は保
護対象送電線内の電流の流れを示す図、第２図は第１図
の実施例の作用効果を説明する波形図、第３図はＡ端子
か１）ＣＢ母線構成てＢ端子が単母線構成の系統図、第
４図はＡ端子か弱電源でＢ端子が強電源である場合の外
部事故について説明する図、第５図は対向端子への送出
電流及び自端での処理に使用する合成電流の作成手段の
変形例を示す図である。 ３１Ａ、３．１Ｂ・・・電流差動継電器　３１１・・・
入力変換器３１２・・・フィルタ ３１３・・・サングルホールド回路（Ｓ／Ｈ）３１４・
・・へ１０変換器　　　′３１５・・・送受信装置３１
６・・・マイクロコンピュータ（Ｈｐｕ）１０１・・・
瞬時値作成手段 １０２・・・動作量作成生殺 １０３・・・絶対値作成手段 〜　１８− １０４・・・振幅算出手段　　　　１０５・・・判定部
特許出願人　関西電力株式会社（はが１名）代理人　弁
理士　石　井　　　紀　男 Ｇ ＋− （Ｌ　　　　　　　［Ｌｌ　　　　　　ｉｉｉ；ｆｉ凸
　　　　へ　　　凸　　へ マ　　　　　ロ　　　　ど 、１１ （−Ｉ　　　　　　　　　　　＼−〕　　　　　　　　
＼−／　　　　　　＼−／冒聞べ Ｉ−）−＋２ Ｎ　◇（

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複母線の相互に共有するしや断器と複母線夫々に
   接続する送電線専用しや断器よりなる１１／２ＣＢ複母
   線構成に接続された送電線を有し、この送電線を挾む両
   母線連絡線に設置される夫々の変流器から得られる電流
   と、送電線の対向端子に設置される変流器から得られる
   対向端子の電流とを取込んで保護演算を行なう電流差動
   継電方式において、前記両母線連絡線に設置される各変
   流器からの電流ｉ＿Ａ＿１、ｉ＿Ａ＿２を基に電流の瞬
   時値和ｉ＿Ａ（＝ｉ＿Ａ＿１＋ｉ＿Ａ＿２）を作成する
   第１の手段と、対向端子に設置された自端と同様構成の
   変流器から取込んだ電流ｉ＿Ｂ（＝ｉ＿Ｂ＿１＋ｉ＿Ｂ
   ＿２）を受信して前記電流ｉ＿Ａとの瞬時値和ｉ＿ｄ（
   ＝ｉ＿Ａ＋ｉ＿Ｂ）を求めて動作量を作成する第２の手
   段と、前記各電流瞬時値（ｉ＿Ａ＿１、ｉ＿Ａ＿２、ｉ
   ＿Ｂ、ｉ＿ｄ）の絶対値を得る第３の手段と、前記第３
   の手段から得られる電流絶対値量から振幅値（Ｉ＿Ａ＿
   １、Ｉ＿Ａ＿２、Ｉ＿Ｂ、Ｉ＿ｄ）を算出する第４の手
   段と、前記第４の手段の出力を基に動作判定条件式 Ｉ＿ｄ≧ｋ＿１（Ｉ＿Ａ＿１＋Ｉ＿Ａ＿２＋Ｉ＿Ｂ）＋
   ｋ＿０（ｋ＿０、ｋ＿１は定数） による動作判定を行なう第５の手段と、第１の手段で得
   られる自端電流瞬時値和ｉ＿Ａと第５の手段の動作判定
   条件とを対向端子へ送信し、かつ対向端子から得られる
   電流ｉ＿Ｂと動作判定条件式Ｉ＿ｄ≧ｋ＿１（Ｉ＿Ａ＋
   Ｉ＿Ｂ＿１＋Ｉ＿Ｂ＿２）＋ｋ＿０による動作判定条件
   とを受信する第６の手段と、第５の手段による自端動作
   判定条件と第６の手段で得られる対向端子の動作判定条
   件とから最終の動作判定を行なう第７の手段とからなる
   ことを特徴とする電流差動継電方式。
2. （２）対向端子は単母線構成による送電線専用の変流器
   として取込む電流をｉ＿Ｂとし、それに伴ない第６の手
   段で受信する対向端子の動作判定条件は、 Ｉ＿ｄ≧ｋ＿３（Ｉ＿Ａ＋Ｉ＿Ｂ）＋ｋ＿２（ｋ＿２、
   ｋ＿３は定数） による動作判定条件式の結果であることを特徴とする請
   求項１項記載の電流差動継電方式。