JPH0124011B2 - - Google Patents

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JPH0124011B2
JPH0124011B2 JP56021284A JP2128481A JPH0124011B2 JP H0124011 B2 JPH0124011 B2 JP H0124011B2 JP 56021284 A JP56021284 A JP 56021284A JP 2128481 A JP2128481 A JP 2128481A JP H0124011 B2 JPH0124011 B2 JP H0124011B2
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circuit breaker
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JPS57135623A (en
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Takao Fujisawa
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0124011B2 publication Critical patent/JPH0124011B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電流差動保護継電方式、特に充電電流
補償を加味した多端子送電線保護において、休止
端発生時対策を考慮した電流差動保護継電方式に
関するものである。
第1図は2端子系送電系統における保護継電装
置の従来型システム概略図であり、各電気所A,
B間には被保護送電線11がもうけられる。両端
電気所A,Bには遮断器12A,12Bが接続さ
れ、変流器13A,13Bを介して各端電流はア
ナログ・デジタル変換部(A/D)14A,14
Bに導入される。そして前記変換部においてデジ
タル・データに変換された後、判定部(PU)1
6A,16Bに送られると共に、信号伝送装置
(CC)15A,15Bを介して夫々相手端子へ伝
送され、各端子判定部(PU)16A,16Bに
より送電線11の事故の有無が判定される。
第2図は信号伝送装置を介して伝送される伝送
フオーマツトの一例を示す。即ち、A電気所にお
いて取り入れられた送電線11からのR相データ
22、S相データ23、T相データ24と遮断器
の開閉状態などを示す機器情報25A及び各種制
御のための制御情報25Bなどを含んだオン・オ
フ情報25とがビツト・シリアルの状態で伝送さ
れる。
そして更にフレームの先頭を示すためのフレー
ム同期21と、1フレーム中のデータ誤り制御の
ためのCRC(Cyclic Redunduncy check)ビツト
26が付加される。ここで上記1フレーム中のR
相データ22、S相データ23、T相データ24
は、夫々同一時刻にサンプリングされた送電線1
1からの瞬時値データであつて、各サンプリング
時点毎にフレーム番号#0〜#11がつけられ、第
2図図示伝送フオーマツトに従がいサイクリツク
に伝送される。なおA,B各電気所でのサンプリ
ング・タイミングは同図には示されていないが、
両電気所で同期のとられたサンプリング同期信号
によつて行なわれ、しかも各電気所間で同一時刻
にサンプリングされた瞬時値データは同一フレー
ム番号となる。第1図図示判定部(PU)16A,
16BではA電気所電流データI〓AとB電気所電流
データI〓Bとを夫々用いて、被保護区間送電線11
の事故の有無が判定される。そして上記判定結果
は各電気所遮断器12A,12Bへのトリツプ指
令として出力される。そして上記判定は各電気所
電流データI〓A,I〓Bが用いられ一例として次式によ
つて行なわれる。
|I〓A+I〓B|K1(|I〓A|+|I〓B|)+K0… (K0,K1は定数) 第3図は3端子系統送電線11の保護継電シス
テム構成図である。3電気所A,B,Cにもうけ
られた変流器13A,13B,13Cによつて系
統電流が夫々とり入れられ、保護継電装置17
A,17B,17Cにて保護演算が行なわれる場
合である。そして演算式の一例は次式で示され
る。
|I〓A+I〓B+I〓C|K2(|I〓A| +|I〓B|+|I〓C|)+K3 … ここでK2,K3は定数であり、I〓A,I〓B,I〓Cは夫々
各電気所A,B,Cによる系統の瞬時値データで
ある。なお相手端2電気所の瞬時値データは、互
に保護継電装置17A,17B,17C内にある
信号伝送装置によつて第2図図示伝送フオーマツ
トにしたがい送受される。
今、3電気所のうちのいずれか一端子、例えば
A電気所を休止したとすると(これら休止時には
遮断器12Aを開放し、信号伝送装置を含めた保
護継電装置17Aに関係のある試験及び工事が行
なわれる)、A電気所においては遮断器12Aの
開放された情報を保護継電装置17A内にとり込
み、第2図図示伝送フオーマツト中のオン・オフ
情報25内における機器情報ビツト25Aにその
旨を挿入する。一方、受信端子B,Cの各電気所
においては、上記A電気所からの送信データ中の
機器情報ビツト25Aを読取り、A電気所におけ
る遮断器12Aが開放されたことを認識すると同
時に、A電気所からの瞬時値データを「0」とし
て扱い、前記式による保護演算を行なう。即
ち、健全運用端B,C電気所においては次式の差
動演算が行なわれる。
|I〓B+I〓C|K2(|I〓B|+|I〓C|)+K3……
′ 第4図はケーブル系及び長距離架空系における
充電々流の模様を示しており、図においてC1
A電気所から分岐点Pまでの充電容量を示し、
I〓C1はその区間に流れる充電々流を示したもので
ある。以下同様にC2はB電気所から分岐点Pま
での充電容量、IC2はその区間の充電々流、C3
C電気所から分岐点Pまでの充電容量、IC3はそ
の区間の充電々流を夫々示している。そしてこれ
らの充電々流は補償されなければならず、第5図
図示による補償手段が考慮されている。即ち、変
流器13AとラインPD18Aとを介して送電線
11の電流i及び電圧eを夫々保護継電装置17
A内に導入して充電々流を補償するものであり、
保護継電装置17A内においてi−C〓e′ある量
を合成し、これを差動演算に用いるものである。
ここでC〓は自電気所から分岐点Pまでの既知の
充電容量であり、例えばA電気所から分岐点Pま
での充電容量はCAPとして表わされる。そして
e′はラインPD18Aより導入した電圧eの時間
に関する一次微分値である。ここで式の左辺は
各電気所に流れる電流のベクトル和を示し、被保
護区間送電線11に内部事故が発生しない限り、
ほぼ「0」となるものであり、これが保護演算式
の動作量となるものである。上記の如き充電々流
補償を行なつた場合の動作量をIdとすると次式の
ようになる。
Id=|(iA−CAPe′A)+(iB−CBPe′B) +(iC−CCPe′C)+IC1+IC2+IC3| …… つまり各電気所において、自電気所から被保護
区間送電線の分岐点Pまでの充電々流IC1,IC2
IC3を自電気所の電圧eによる補償分CAPe′A,CBP
e′B,CCPe′Cによつて補償し、これらをIC1=CAP
e′A,IC2=CBPe′B,IC3=CCPe′Cになるように設定し
ておけば、充電々流による影響のない各端電流の
和、iA+iB+iCが動作量となつて正しい事故判別
が可能となる。
ここでA電気所が休止端となつた場合を考える
と、A電気所の遮断器(第3図あるいは第5図々
示12A)はオフとなり、この遮断器のオフ情報
はA電気所からの送出データ(第2図々示の伝送
フオーマツト)によるオン・オフ情報25中の機
器情報25Aに挿入される。一方、受信端B,C
の各電気所では、前記機器情報25中に挿入され
ている遮断器12Aのオフ情報を受けて、A電気
所からの瞬時値データ(第2図々示伝送フオーマ
ツト中のR相データ22、S相データ23、T相
データ24)を「0」と見なして、B,C電気所
間だけによる2端子系統の保護演算を行なう。即
ち、上記式による動作量は次式となる。
Id=|(iB−CBPe′B)+(iC−CCPe′C) +IC1+IC2+IC3| … 上記式においてIC2=CBPe′B,IC3=CCPe′Cであ
るよう設定されているので、 Id=|iB+iC+IC1| …… となり、上記式中に充電々流IC1(休止端Aの充
電々流)が残つてしまいこれが保護継電装置の誤
動作の原因となる。
本発明は上記問題点を解決することを目的とし
てなされたものであり、各電気所において充電々
流補償がなされた電気量を用いて被保護区間送電
線に流入する事故電流の有無を判別する電流差動
保護継電方式において、たとえ任意の電気所にお
いて休止端が生じた場合であつても、休止端電気
所における充電々流の影響を受けることなく、被
保護区間内送電線の保護が生常に行なえるような
電流差動保護継電方式を提供することを目的とし
ている。
以下図面を参照しつつ実施例を説明する。
第6図は本発明による電流差動保護継電方式の
一実施例構成図、第7図は本発明による電流差動
保護継電方式の演算処理内容を示すフローチヤー
ト、第8図は本発明による保護継電方式の保護特
性を示す図、第9図は本発明による電流差動保護
継電方式の演算処理内容を示す他のフローチヤー
トである。
第6図において、符号11,12A,12B,
13A,13B,17A,17Bは第1図に対応
している。第6図ではA電気所に設置された保護
継電装置17Aについてのみ説明するが、他の電
気所B,Cに設置された保護継電装置17B,1
7Cも同一構成をとるため図では省略して示して
ある。
図において、(ACT)17A−1は補助変流器
であつて変流器13Aを介して送電線11の電流
iAが導入される。(APT)17A−2は補助変成
器であつて電圧変成器18Aを介して送電線11
の電圧eAが導入される。前記補助変流器(ACT)
17A−1による出力iAと、前記補助変成器
(APT)17A−2による出力eAとは共に次段の
入力合成部(ADD)17A−3に導入され、iA
−CAPe′Aなる補償分を含んだ電気量が合成され
る。
ここでCAPはA電気所から分岐点Pまでの既知
の充電容量に相当するものであり、e′Aは補助変
成器(APT)17A−2からの出力eAを用いて
入力合成部(ADD)17A−3にて作成される
時間に関する一次微分量である。(F)17A−
4は入力フイルタであつて次段において行なわれ
るサンプリング過程における折返し誤差の発生を
阻止するための帯域制限用フイルタである。
(A/D)17A−5はアナログ・デジタル変換
部であつて前記入力フイルタ(F)17A−4か
らの出力のサンプリング及びアナログ・デジタル
変換が行なわれ、次段にある演算処理部(CPU)
17A−6に転送される。これらのサンプリン
グ・タイミングは図示されていないが、A,B,
C各電気所間においてサンプリング同期信号によ
り、同一時刻にサンプリングが行なわれる。また
アナログ・デジタル変換部(A/D)17A−5
からの出力は保護演算を行なう演算処理部
(CPU)17A−6に送られると同時に、対向各
電気所への送信のため、信号伝送装置(CC)1
7A−7にも送られる。又、前記信号伝送装置
(CC)17A−7には自端遮断器12Aの開閉状
態を示す機器情報xも送られており、ここで第2
図々示になる伝送フオーマツトが作成されて対向
各電気所B,C端へマイクロ回線を介して送出さ
れる。そして演算処理部(CPU)17A−6に
よる演算結果は遮断器12Aへのトリツプ指令y
となる。
次に演算処理部(CPU)17A−6における
演算内容を第7図々示になるフローチヤートによ
つて説明する。まず最初にStep1であるが、こ
こではアナログ・デジタル変換部(A/D)17
A−5にてデジタル量に変換された系統電気量を
読み取り、図示計算式にしたがつた保護演算を行
なう過程である。Step2は対向電気所から伝送
されてきた第2図々示オン・オフ情報25中に含
まれる制御情報ビツト25Bの内容により、それ
以降の処理の流れを変える分岐過程である。なお
Step2中にある43C(搬送装置用切替開閉器)と
は前記43Cスイツチのオン・オフ情報のことであ
り、この43Cスイツチは保護装置とは別場所に設
けられた制御盤に実装されていて、信号伝送装置
(CC)17A−7の作業等を行なう場合に次のよ
うに操作される。即ち、当該電気所が運用状態に
ある時は43Cスイツチはオン状態としてあり、電
気所が休止する時はオフ状態に夫々操作される。
しかも前記43Cスイツチは遮断器のオン・オフ動
作後に行なわれるものである。したがつてこの制
御情報がオン(使用)であればStep3に分岐す
る。Step3においては前記した通りオン・オフ
情報中に含まれる機器情報ビツト25Aの内容に
よつて分岐する過程であり、もしも対向端電気所
の遮断器12Aがオンであれば(この場合3端子
系となる)Step1に戻つて前記3端子系の演算
(式に示す)を行ない、オフであれば(この場
合2端子系となる)Step4へ分岐する。そして
このStep4においては、遮断器が開となつた端
子から伝送されてきた電気量の大きさ|i 休を演
算する過程である。
即ち、遮断器開により電流は0となるため、こ
こで言う|i 休|の計算は充電々流の補償値の計
算を意味する。
そしてStep5は上記計算値|i 休|に応じた
定数K′3を求め、演算処理部(CPU)17A−6
内メモリ部に記憶する過程である。そしてStep
1に戻り通常の保護演算が行なわれる。
一方、Step2において43Cスイツチがロツクと
認識されると、Step5において記憶された遮断
器開放端子から伝送されてきた電気量の大きさに
基き、保護演算式中の定数K3を変更するための
Step6に分岐が行なわれる。そして次のStep7
において前記変更後のK′3を用いた式の保護演
算、即ち、運用してない電気所があるため、その
電気所の充電々流を考慮した保護演算が行なわれ
る。
以上の構成を有する本発明の動作を第6図々示
A電気所を例に説明する。図において送電線11
からの電流i、電圧eは夫々変流器13A、変成
器18Aを介して保護継電装置17Aに導入され
る。そして前記補助変流器(ACT)13A、補
助変成器(APT)18Aを介して導入された電
気量は、入力合成部(ADD)17A−3によつ
てベクトル合成されiA−CAPe′Aを得る。次にフイ
ルタ部(F)17A−4を経由して後、アナロ
グ・デジタル変換部(A/D)17A−5にてサ
ンプリングされてデジタル・データに変換され
る。前記サンプリングされたデジタル・データは
信号伝送装置(CC)17A−7に導入され、第
2図々示伝送フオーマツトにしたがいマイクロ回
線を介して対向電気所B,Cに伝送される。この
時、自電気所の遮断器12Aの開閉状態は勿論の
こと、43Cスイツチのオン・オフ状態も同時に信
号伝送装置(CC)17A−7に送られ、伝送フ
オーマツト中のオン・オフ情報として伝送データ
に挿入される。そして自端におけるアナログ・デ
ジタル変換部(A/D)17A−5からの出力
と、信号伝送装置(CC)17A−7とを介して
導入される対向電気所からの受信データとが夫々
演算処理部(CPU)17A−6に導入され、次
式に示す保護演算が行なわれる。
|I〓A+I〓B+I〓CK2(|I〓A| +|I〓B|+|I〓C|)+K3 … 前記演算処理部(CPU)17A−6は、通常
マイクロ・コンピユータやミニコンピユータ等に
よつて構成され、アナログ・デジタル変換部
(A/D)17A−5からの出力データを貯える
ための記憶部を有している。ここで専有されるア
ドレス空間をME1部と呼ぶ。したがつて第7
図々示Step1は、上記ME1部に一定窓間隔でサ
イクリツクに書込まれたデータを読取り、保護演
算式式を実行する過程である。
ここで3端子電力系統が全端子共有効に運用さ
れている場合を考える。この場合は全端子共運用
されているため、43Cスイツチは「使用」状態に
あり、当然のことながら遮断器CBはオン状態に
あるため、演算部のStep1においては、式に
したがつた保護演算が行なわれる。
次にA電気所を休止端とする場合を考える。先
ず休止端となつたA電気所においては遮断器12
Aが開放されると同時に、前記遮断器が開放であ
ることを示す機器情報ビツト25Aが伝送フオー
マツトによつて送出される。したがつて対向電気
所B,C端では、Step3によつてこの機器情報
を読み取り、A電気所の遮断器12Aが開放され
たことを認識する。したがつてStep4において、
前記条件により休止端となつたA電気所から伝送
された|i 休|を演算する。ここで|i 休|はA
電気所から分岐点Pまでの充電々流に相当する値
(第4図々示IC1)である。即ち、休止端となつた
A電気所において、遮断器12Aが開放されて
も、送電線11に接続された電圧変成器18Aに
よつて導入される電圧eAを用いて、A電気所から
分岐点Pまでの充電々流値CAPeA′が得られ、それ
が該当相電流データとして伝送されるために、受
信端ではこの値を用いるものである。Step5は
上記した|i 休|の大きさに応じて保護継電装置
の事故検出感度を決める定数K3′を求め、演算処
理部(CPU)内メモリ部ME2に記憶する。なお
休止端A電気所の遮断器12Aが開放されるまで
は通常の保護演算式がStep1により実行され
るが、遮断器12Aが開放されると、A電気所か
ら分岐点Pまでの正確な充電々流値が伝送されて
くるため、この段階ではこの値をそのまま使用し
た式の演算がStep1において行なわれること
となる。即ち、演算式は、 |−CAPe′A+(iB−CBPe′B)+(iC−CCPe′C|K
1(|−CAPe′A|+|iB−CBPe′B| +|iC−CCPe′C|)+K2 … となる。
次に休止端A電気所において43Cスイツチをオ
フに操作すると(43Cスイツチは遮断器CBがオ
フされた後にオフされる如く構成されている)、
前記43Cスイツチのオフ状態(43Cロツクという)
は伝送フオーマツトのオン・オフ情報内制御情報
ビツト25Bに挿入されて対向電気所(B及びC
電気所)に送出される。
一方、前記情報を受信した各対向電気所におい
ては、この制御情報ビツト25Bを読み、A電気
所に「43Cロツク」の操作があつたことを認識
し、第7図々示Step2からStep6への分岐が行
なわれる。そしてStep6では先にメモリ部ME2
で記憶された|CAPe′A|の値に応じた定数変更
(K3→K3′)が実行され、更にStep7において上
記式の変更式が演算される。
即ち、休止端発生時における充電々流分による
影響は、演算式中における定数を変更し、感度を
変化させることによつて解決するものである。な
おメモリME1部は第6図アナログ・デジタル変
換部(A/D)17A−5出力により、サイクリ
ツクにその内容が書きかえられるが、メモリ
ME2部は第7図図示Step5によつて決定され、
43Cロツク中はME2部のデータに相当する値を用
いた演算が行なわれることとなる。第8図には定
数変更による保護特性の変化の態様が示されてい
る。図から明らかな如く定数の変更(K3→K3′)
は保護特性の感度を変えることである。
第9図によつて演算処理内容の他のフローチヤ
ートを説明する。この場合正常3端子系運用時に
あつては43Cスイツチが使用状態であり、しかも
遮断器CBがオン状態にあるためStep2→Step3
→Step1の経路によりStep1にて保護演算式
が実行されることは第7図図示フローチヤートの
場合と全く同様である。ここで対向電気所A端に
おいて遮断器12Aが開放されると、正確な充
電々流値が送られてくるためStep4において|
i 休|が演算されるが、この段階ではこの値をそ
のまま使用した式の演算がStep1において実
行される。したがつて前述した式の演算が行な
われる。次に休止端A電気所において43Cスイツ
チをオフに操作すると、休止端A電気所からの制
御情報ビツト25Bを読んでA電気所に「43Cロ
ツク」の操作があつたことを認識し、第9図々示
Step2からStep5への分岐が行なわれる。そし
てA電気所の遮断器オフ時から43Cロツク時まで
の期間内において、すでにStep4で記憶されて
いた電流データ|i 休|をもとに、前記|i 休|
に応じた定数K3′が求められる。次のStep6にお
いては定数変更(K3→K3′)がなされ、更にStep
7では前記記憶データ|i 休|の大きさに応じた
定数によつて式の変更式による保護演算が実行
される。
即ち、第9図々示のフローチヤートにおける演
算処理の場合には、休止端からの電流データに応
じた|i 休|を遮断器オフの時点から演算記憶
し、43Cスイツチ・ロツクと同時に前記記憶デー
タ、即ち、|i 休|に応じた定数K3′を求め、更に
定数変更(K3→K3′)することにより式の演算
動作を実行させようとするものである。
上記実施例においては充電々流補償を自電気所
にて行ない、前記補償データi〓−C叩e′〓(□
はA,B,Cの各端子名)を互に送受し合う方式
として説明したが、この方式に限定されるもので
はなく、(1)電流、電圧を別々にデジタル量に変換
し、別回線を用いて伝送し、受信端でi〓−C〓
e′〓を得る方式、(2)電流、電圧を別々にデジタル
量に変換し、i〓+Ke〓なる量を伝送し合う方
式(Kは定数)、(3)電流データのみを伝送し合い
自電気所にて導入した電圧量を用いてデジタル演
算にて補償を行なう方式等、種々なる方式にも適
用できる。そして上記実施例では3端子送電系統
における電流差動保護について説明したが、4端
子以上の多端子系においても適用できることは云
うまでもない。更に伝送フオーマツトにおけるオ
ン・オフ情報中、制御情報ビツト、機器情報ビツ
トへのデータの挿入はサブコミ形態をとつても同
一内容であることは勿論である。そして実施例に
おいては演算式中K3を変更させる如き説明がな
されているが、感度変更がなされればよいことか
らしてK2を変更させてもさしつかえない。
以上説明した如く、本発明によれば充電々流を
無視できない多端子送電線を保護する電流差動継
電方式において、休止端から送電線分岐点までの
充電々流を対向電気所に伝送することによつて記
憶させ、この値に応じて継電器の感度を変更する
如き構成としているために、たとえ休止端が生じ
ても差動保護機能に影響のない電流差動保護継電
方式を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置を説明するためのシステム系
統図、第2図は伝送フオーマツトの一例を示す
図、第3図は3端子系送電線の保護継電システム
図、第4図は分岐点を有する3端子系統の充電々
流を説明するための系統図、第5図は充電々流補
償の一例を示す図、第6図は本発明による保護継
電方式の一構成例を示す図、第7図は本発明によ
る保護継電方式の演算処理内容を示すフローチヤ
ート、第8図は本発明による保護継電方式の保護
特性を示す図、第9図は本発明による電流差動保
護継電方式の演算処理内容を示す他のフローチヤ
ートである。 17A…保護継電装置、17A−1…補助変流
器、17A−2…補助変成器、17A−3…入力
合成部、17A−4…入力フイルタ部、17A−
5…A/D変換部、17A−6…演算処理部、1
7A−7…信号伝送装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 保護対象となる送電線から電流、電圧を導入
    し、この電圧を用いて送電線の内部充電々流を補
    償するよう構成された電流差動保護継電方式にお
    いて、対向端子からの受信データに含まれる遮断
    器情報がオンからオフになつたことを検出し、こ
    の受信データに含まれた電流データの大きさを演
    算してこの演算値に応じた所定定数を一定期間記
    憶し、その後前記対向端子からの受信データに含
    まれる伝送系制御情報がオンからオフに変つたこ
    とを検出した時、前記対向端子の遮断器オフによ
    つて生ずる系統変更後の前記記憶された定数を用
    いて保護演算式中の定数を変更し送電線の保護演
    算を行なうことを特徴とする電流差動保護継電方
    式。 2 保護対象となる送電線から電流、電圧を導入
    し、この電圧を用いて送電線の内部充電々流を補
    償するよう構成された電流差動保護継電方式にお
    いて、対向端子からの受信データに含まれる遮断
    器情報がオンからオフになつたことを検出し、こ
    の受信データに含まれた電流データの大きさを演
    算しかつその大きさを一定期間記憶し、その後前
    記対向端子からの受信データに含まれる伝送系制
    御情報がオンからオフに変つたことを検出した
    時、前記対向端子の遮断器オフに起因して既に記
    憶された電流データの大きさに応じて保護演算式
    中の定数を変更し送電線の保護演算を行なうこと
    を特徴とする電流差動保護継電方式。
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