JPH0125296B2 - - Google Patents
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- JPH0125296B2 JPH0125296B2 JP2021882A JP2021882A JPH0125296B2 JP H0125296 B2 JPH0125296 B2 JP H0125296B2 JP 2021882 A JP2021882 A JP 2021882A JP 2021882 A JP2021882 A JP 2021882A JP H0125296 B2 JPH0125296 B2 JP H0125296B2
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- distance relay
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 6
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 8
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 208000032368 Device malfunction Diseases 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、電圧と電流の比、即ちインピーダ
ンスによつて動作する距離継電装置に関するもの
である。
ンスによつて動作する距離継電装置に関するもの
である。
従来、この種の装置の例として第１図に示すも
のがあつた。図は位相関係を判別して応動するモ
ー形距離継電装置で、１は電圧入力トランス、２
は電流入力トランス、２ａは電流入力トランス２
の２次側に設けられ整定インピーダンスZSを選択
するスイツチ、３は入力電圧Ｖが短絡と等価の回
路条件で、零に急変したとき故障発生前の入力電
圧を記憶している記憶回路、４は入力電流ＩをZS
なる整定インピーダンスを通して得られる電圧降
下ZSＩと入力電圧Ｖとを合成してＶ−ZSＩを得る
合成回路、５ａ，５ｂは合成量E1＝−Ｖ、E2＝
Ｖ−ZSＩの極性に応じて、正極波信号有（“１”）、
無（“０”）の方形波信号e1，e2を作る波形整形回
路、６は合成量E1とE2の位相関係を識別する位
相検出回路で、例えば、方形波信号e1，e2がとも
に“１”のときにのみ出力を得、この出力の大き
さを時間t1の長短で識別する。即ち、時間t1より
長い期間継続した出力が得られれば動作、そうで
ない場合を不動作とし、位相角Θ＝±90゜となる
ようにt1を選び、位相角Θ＝±90゜以内の時動作
する。前記１〜６で距離継電要素７を構成してい
る。８は距離継電要素７が小電流故障域の不安定
動作で誤動作することを防ぐ過電流継電要素、９
は距離継電要素７と過電流継電要素８が共に動作
したときのみ出力する論理積回路である。
のがあつた。図は位相関係を判別して応動するモ
ー形距離継電装置で、１は電圧入力トランス、２
は電流入力トランス、２ａは電流入力トランス２
の２次側に設けられ整定インピーダンスZSを選択
するスイツチ、３は入力電圧Ｖが短絡と等価の回
路条件で、零に急変したとき故障発生前の入力電
圧を記憶している記憶回路、４は入力電流ＩをZS
なる整定インピーダンスを通して得られる電圧降
下ZSＩと入力電圧Ｖとを合成してＶ−ZSＩを得る
合成回路、５ａ，５ｂは合成量E1＝−Ｖ、E2＝
Ｖ−ZSＩの極性に応じて、正極波信号有（“１”）、
無（“０”）の方形波信号e1，e2を作る波形整形回
路、６は合成量E1とE2の位相関係を識別する位
相検出回路で、例えば、方形波信号e1，e2がとも
に“１”のときにのみ出力を得、この出力の大き
さを時間t1の長短で識別する。即ち、時間t1より
長い期間継続した出力が得られれば動作、そうで
ない場合を不動作とし、位相角Θ＝±90゜となる
ようにt1を選び、位相角Θ＝±90゜以内の時動作
する。前記１〜６で距離継電要素７を構成してい
る。８は距離継電要素７が小電流故障域の不安定
動作で誤動作することを防ぐ過電流継電要素、９
は距離継電要素７と過電流継電要素８が共に動作
したときのみ出力する論理積回路である。
次に動作について説明する。第２図は距離継電
要素７の動作原理を電圧ベクトルで表わしたモー
形位相特性である。ベクトルE1＝−Ｖとベクト
ルE2＝Ｖ−ZSＩとのなす角が90゜より小となる範
囲が、距離継電要素７の動作域であるから、ベク
トルZSＩを直径とする円内にベクトルE1が入つた
ときを動作域とする特性が得られる。例えば、
（Ｉ）前方外部故障（故障電圧V1）ではベクトル
E11とベクトルE21の位相角Θ1＞90゜となり不動作、
（）限界点故障（故障電圧V2）ではベクトル
E12とベクトルE22の位相角Θ2＝90゜となり限界、
（）内部故障（故障電圧V3）ではベクトルE13
とベクトルE23の位相角Θ3＜90゜となり動作、（）
背後至近点外部故障（故障電圧V4≒０）ではベ
クトルE14とベクトルE24の位相角Θ4＞90゜となり、
不動作である。
要素７の動作原理を電圧ベクトルで表わしたモー
形位相特性である。ベクトルE1＝−Ｖとベクト
ルE2＝Ｖ−ZSＩとのなす角が90゜より小となる範
囲が、距離継電要素７の動作域であるから、ベク
トルZSＩを直径とする円内にベクトルE1が入つた
ときを動作域とする特性が得られる。例えば、
（Ｉ）前方外部故障（故障電圧V1）ではベクトル
E11とベクトルE21の位相角Θ1＞90゜となり不動作、
（）限界点故障（故障電圧V2）ではベクトル
E12とベクトルE22の位相角Θ2＝90゜となり限界、
（）内部故障（故障電圧V3）ではベクトルE13
とベクトルE23の位相角Θ3＜90゜となり動作、（）
背後至近点外部故障（故障電圧V4≒０）ではベ
クトルE14とベクトルE24の位相角Θ4＞90゜となり、
不動作である。
ここで整定インピーダンスZSは、保護区間内の
インピーダンスZLに対して、ZS＝K1ZL（K1は比例
定数、一般的にはK1≒0.8）により設定される。
第３図は内部故障（故障電圧V3）の場合におけ
る距離継電要素７の波形整形回路５ａ，５ｂ及び
位相検出回路６の出力状態を示している。この最
終出力と、系統で生じた故障を検出でき、かつ小
電流故障域で動作しないようにその入力電流を検
出レベルが設定されている過電流継電要素８の出
力とのAND条件で距離継電装置は動作する。
インピーダンスZLに対して、ZS＝K1ZL（K1は比例
定数、一般的にはK1≒0.8）により設定される。
第３図は内部故障（故障電圧V3）の場合におけ
る距離継電要素７の波形整形回路５ａ，５ｂ及び
位相検出回路６の出力状態を示している。この最
終出力と、系統で生じた故障を検出でき、かつ小
電流故障域で動作しないようにその入力電流を検
出レベルが設定されている過電流継電要素８の出
力とのAND条件で距離継電装置は動作する。
ところが、距離継電要素７の入力電圧Ｖをコン
デンサ形計器用変圧器PDを介して導入している
場合、変圧器の１次側電圧に急変が生じると２次
側電圧の交流成分に時間とともに減衰する直流成
分が重畳する過渡現象（トランジエント現象）が
発生する。このことは、コンデンサ形計器用変圧
器の１次側電圧が急変して零となる場合、例えば
背後至近点外部故障（故障電圧V4＝０）を考え
ると、第４図に示す通り、故障電圧V4の交流成
分は零であるが、トランジエント現象による直流
電圧Vdcが現われる。そして直流電圧Vdcは故障
電流の電圧降下ZSＩよりも大きく合成量E2＝Ｖ−
ZSＩは直流分Vdcだけオフセツトされたものとな
り、その方形波信号e2は図の如く信号幅に誤差が
生じ、次段の位相検出回路６が誤動作する原因と
なる。このとき隣接保護区間内故障の後備保護も
行つている過電流継電要素８も動作するので、距
離継電装置は保護区間外故障で誤動作することに
なる。
デンサ形計器用変圧器PDを介して導入している
場合、変圧器の１次側電圧に急変が生じると２次
側電圧の交流成分に時間とともに減衰する直流成
分が重畳する過渡現象（トランジエント現象）が
発生する。このことは、コンデンサ形計器用変圧
器の１次側電圧が急変して零となる場合、例えば
背後至近点外部故障（故障電圧V4＝０）を考え
ると、第４図に示す通り、故障電圧V4の交流成
分は零であるが、トランジエント現象による直流
電圧Vdcが現われる。そして直流電圧Vdcは故障
電流の電圧降下ZSＩよりも大きく合成量E2＝Ｖ−
ZSＩは直流分Vdcだけオフセツトされたものとな
り、その方形波信号e2は図の如く信号幅に誤差が
生じ、次段の位相検出回路６が誤動作する原因と
なる。このとき隣接保護区間内故障の後備保護も
行つている過電流継電要素８も動作するので、距
離継電装置は保護区間外故障で誤動作することに
なる。
これを防ぐ方策として、過電流継電要素８の入
力電流の設定レベルを高くする方法が考えられる
が、これは故障検出感度を悪くしてしまうことに
なり実用的解決とはならない。
力電流の設定レベルを高くする方法が考えられる
が、これは故障検出感度を悪くしてしまうことに
なり実用的解決とはならない。
従来の距離継電装置は以上のように構成されて
いるので、入力電圧をコンデンサ形計器用変圧器
を介して導入している場合、コンデンサ形計器用
変圧器のトランジエント現象により外部故障で誤
動作する欠点があつた。
いるので、入力電圧をコンデンサ形計器用変圧器
を介して導入している場合、コンデンサ形計器用
変圧器のトランジエント現象により外部故障で誤
動作する欠点があつた。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、過電流継電要素を
入力電流が整定インピーダンスに反比例して設定
されたレベル以上であるときに応動するようにす
ることにより、コンデンサ計器用変圧器から導出
される電圧のトランジエント現象による誤動作防
止のできる距離継電装置を提供することを目的と
している。
去するためになされたもので、過電流継電要素を
入力電流が整定インピーダンスに反比例して設定
されたレベル以上であるときに応動するようにす
ることにより、コンデンサ計器用変圧器から導出
される電圧のトランジエント現象による誤動作防
止のできる距離継電装置を提供することを目的と
している。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第５図において、１０は入力電流Ｉが整定イ
ンピーダンスZSに反比例して設定されたレベル以
上であるとき応動する過電流継電要素である。
る。第５図において、１０は入力電流Ｉが整定イ
ンピーダンスZSに反比例して設定されたレベル以
上であるとき応動する過電流継電要素である。
即ち、トランジエント現象の影響は第４図に示
したように合成回路４の合成量E2＝Ｖ−ZSＩに現
われるから、故障電流Ｉによる電圧降下ZSＩがト
ランジエント現象の直流電圧Vdcに比べて十分大
きければ、安定に近い合成量E2＝Ｖ−ZSＩの波形
が得られることが理論的に考えられる。この点に
着目すれば、V0を検出電圧として、ZSＩ≧V0≫
Vdc、max（Vdc、maxは直流電圧Vdcの発生し得
る最大値、一般的にVdc、max≒2V）つまりＩ≧
V0／ZSなる入力電流のときのみに過電流継電要素１ ０が動作するようにすれば、距離継電要素７の誤
動作をAND条件である論理積回路９で防ぐこと
ができることになる。
したように合成回路４の合成量E2＝Ｖ−ZSＩに現
われるから、故障電流Ｉによる電圧降下ZSＩがト
ランジエント現象の直流電圧Vdcに比べて十分大
きければ、安定に近い合成量E2＝Ｖ−ZSＩの波形
が得られることが理論的に考えられる。この点に
着目すれば、V0を検出電圧として、ZSＩ≧V0≫
Vdc、max（Vdc、maxは直流電圧Vdcの発生し得
る最大値、一般的にVdc、max≒2V）つまりＩ≧
V0／ZSなる入力電流のときのみに過電流継電要素１ ０が動作するようにすれば、距離継電要素７の誤
動作をAND条件である論理積回路９で防ぐこと
ができることになる。
ここで、第６図に示す電力系統への適用を考え
てみる。ZBは背後インピーダンスでZB＝K2ZL（K2
は比例定数、一般的にK2≦10）とおける。また
Eoはコンデンサ形計器用変圧器PDの２次側から
見た定格電源電圧（一般的に63.5V）とすると、
故障電流Ｉ＝Eo／ZB＋ZSである。ここで、ZB＋ZS＞ ZSであるが、Eo≫V0であるから、入力電流はＩ
＝Eo／ZB＋ZS＞V0／ZSと考えられる。従つて、入力電 流Ｉ≧V0／ZSの条件で過電流継電要素１０が動作す れば、保護区間内に生じたすべての故障に応動で
きるものであるといえる。例えば、トランジエン
ト現象の直流電圧Vdc、maxを考慮して、安定し
た合成量E2を得るために、検出電圧V0＝4Vに設
定すれば、ZSＩ≧4Vである。そのとき、保護区
間内の最遠端で故障が発生してもEo＝63.5V、ZB
＝10ZL、ZS＝0.8ZLとしてZSＩ＝4.7V（≧4V）と
なり、一般の電力系統の感度として十分適用でき
る。
てみる。ZBは背後インピーダンスでZB＝K2ZL（K2
は比例定数、一般的にK2≦10）とおける。また
Eoはコンデンサ形計器用変圧器PDの２次側から
見た定格電源電圧（一般的に63.5V）とすると、
故障電流Ｉ＝Eo／ZB＋ZSである。ここで、ZB＋ZS＞ ZSであるが、Eo≫V0であるから、入力電流はＩ
＝Eo／ZB＋ZS＞V0／ZSと考えられる。従つて、入力電 流Ｉ≧V0／ZSの条件で過電流継電要素１０が動作す れば、保護区間内に生じたすべての故障に応動で
きるものであるといえる。例えば、トランジエン
ト現象の直流電圧Vdc、maxを考慮して、安定し
た合成量E2を得るために、検出電圧V0＝4Vに設
定すれば、ZSＩ≧4Vである。そのとき、保護区
間内の最遠端で故障が発生してもEo＝63.5V、ZB
＝10ZL、ZS＝0.8ZLとしてZSＩ＝4.7V（≧4V）と
なり、一般の電力系統の感度として十分適用でき
る。
次に実施例の動作について説明する。距離継電
要素７の動作は従来通りであり、入力電圧Ｖをコ
ンデンサ形計器用変圧器を介して導入している場
合に、電圧急変時のトランジユント現象による直
流電圧Vdcの影響を打ち消すだけの入力電流Ｉ、
すなわち電圧降下ZSＩ以上を生ずる入力電流Ｉが
流れないので、距離継電器要素７は誤動作する
が、過電流継電要素１０は動作せず、よつて論理
積回路９は閉じたままであるから距離継電装置は
動作しない。内部故障に対しては従来通りであ
る。
要素７の動作は従来通りであり、入力電圧Ｖをコ
ンデンサ形計器用変圧器を介して導入している場
合に、電圧急変時のトランジユント現象による直
流電圧Vdcの影響を打ち消すだけの入力電流Ｉ、
すなわち電圧降下ZSＩ以上を生ずる入力電流Ｉが
流れないので、距離継電器要素７は誤動作する
が、過電流継電要素１０は動作せず、よつて論理
積回路９は閉じたままであるから距離継電装置は
動作しない。内部故障に対しては従来通りであ
る。
なお、上記実施例では過電流要素１０の入力電
流を電流入力トランス２の２次側出力としてZSＩ
≧V0つまりＩ≧V0／ZSとして検出したが、第７図に 示すように、入力電流を直接Ｉとして、整定イン
ピーダンスZSを選択するスイツチ２ａに連動して
１／ZSを選択するスイツチ１１ａを付した過電流継 電要素１１でもよい。
流を電流入力トランス２の２次側出力としてZSＩ
≧V0つまりＩ≧V0／ZSとして検出したが、第７図に 示すように、入力電流を直接Ｉとして、整定イン
ピーダンスZSを選択するスイツチ２ａに連動して
１／ZSを選択するスイツチ１１ａを付した過電流継 電要素１１でもよい。
また、上記実施例では、モー形位相特性の距離
継電装置について説明したが、オフセツトモー
形、インピーダンス形、オフセツトインピーダン
ス形、リアクタンス形位相特性等の距離継電装置
であつてもよく、上記実施例と同様の効果を奏す
る。
継電装置について説明したが、オフセツトモー
形、インピーダンス形、オフセツトインピーダン
ス形、リアクタンス形位相特性等の距離継電装置
であつてもよく、上記実施例と同様の効果を奏す
る。
さらに上記実施例ではスイツチ２ａの整定イン
ピーダンスZSを１、２、４、８、16Ωとしている
が、任意の値でよいことはいうまでもない。
ピーダンスZSを１、２、４、８、16Ωとしている
が、任意の値でよいことはいうまでもない。
以上のようにこの発明は距離継電要素の誤動作
を防止するために設けられる過電流継電要素を入
力電流が整定インピーダンスに反比例して設定さ
れたレベル以上であるときに応動するように構成
したので、コンデンサ形計器用変圧器から導出さ
れる電圧のトランジエント現象による誤動作防止
が簡単な構成ででき、高信頼度、高感度のものが
得られる効果がある。
を防止するために設けられる過電流継電要素を入
力電流が整定インピーダンスに反比例して設定さ
れたレベル以上であるときに応動するように構成
したので、コンデンサ形計器用変圧器から導出さ
れる電圧のトランジエント現象による誤動作防止
が簡単な構成ででき、高信頼度、高感度のものが
得られる効果がある。
第１図は従来の距離継電装置を示すブロツク
図、第２図は距離継電要素の動作原理を電圧ベク
トルで表わしたモー形位相特性図、第３図は保護
区間内部故障した場合、波形整形回路及び位相検
出回路の出力状態図、第４図はトランジエント現
象の背後至近点外部故障した場合の合成回路及び
波形整形回路の出力状態図、第５図はこの発明に
係る距離継電装置の一実施例を示すブロツク図、
第６図は電力系統図、第７図はこの発明に係る距
離継電装置の他の一実施例を示すブロツク図であ
る。 図において、１は電圧入力トランス、２は電流
入力トランス、２ａはスイツチ、３は記憶回路、
４は合成回路、５ａ，５ｂは波形整形回路、６は
位相検出回路、７は前記１〜６より構成される距
離継電要素、９は論理積回路、１０は過電流継電
要素である。また、Ｖは入力電圧、Ｉは入力電
流、ZSは整定インピーダンス、E1，E2は合成量、
e1，e2は方形波信号である。なお、図中、同一符
号は同一または相当部分を示す。
図、第２図は距離継電要素の動作原理を電圧ベク
トルで表わしたモー形位相特性図、第３図は保護
区間内部故障した場合、波形整形回路及び位相検
出回路の出力状態図、第４図はトランジエント現
象の背後至近点外部故障した場合の合成回路及び
波形整形回路の出力状態図、第５図はこの発明に
係る距離継電装置の一実施例を示すブロツク図、
第６図は電力系統図、第７図はこの発明に係る距
離継電装置の他の一実施例を示すブロツク図であ
る。 図において、１は電圧入力トランス、２は電流
入力トランス、２ａはスイツチ、３は記憶回路、
４は合成回路、５ａ，５ｂは波形整形回路、６は
位相検出回路、７は前記１〜６より構成される距
離継電要素、９は論理積回路、１０は過電流継電
要素である。また、Ｖは入力電圧、Ｉは入力電
流、ZSは整定インピーダンス、E1，E2は合成量、
e1，e2は方形波信号である。なお、図中、同一符
号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- １ コンデンサ形計器用変圧器から導出された系
統電圧と系統電流から求めたインピーダンスを整
定インピーダンスと比較して応動する距離継電要
素と、前記入力電流が前記整定インピーダンスに
反比例して設定されたレベル以上であるとき応動
する過電流継電要素と、該過電流継電要素の出力
と前記距離継電要素の出力を入力とする論理積回
路とを備えた距離継電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021882A JPS58139633A (ja) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | 距離継電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021882A JPS58139633A (ja) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | 距離継電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58139633A JPS58139633A (ja) | 1983-08-19 |
| JPH0125296B2 true JPH0125296B2 (ja) | 1989-05-17 |
Family
ID=12021017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021882A Granted JPS58139633A (ja) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | 距離継電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58139633A (ja) |
-
1982
- 1982-02-09 JP JP2021882A patent/JPS58139633A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58139633A (ja) | 1983-08-19 |
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