JPH0154928B2

JPH0154928B2 -

Info

Publication number: JPH0154928B2
Application number: JP2120879A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Sakaguchi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1979-02-23
Filing date: 1979-02-23
Publication date: 1989-11-21
Also published as: JPS55114131A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、送電線の事故点を判定する装置に
関するものである。

従来この種の装置として第１図に示すものがあ
つた。図において、１は被保護送電線、２はしや
断器、３は母線、４はCT（変流器）、５はPDもし
くはPT（変圧器）、６ａ，６ｂはサンプルホール
ドとＡ／Ｄ変換器、７ａ，７ｂはフーリエ変換
部、８は演算処理部である。

次に動作について説明する。CT４、PD５によ
つて検出された電流、電圧を６ａ，６ｂでサンプ
ルホールドしたのちＡ／Ｄ変換し、得られたデイ
ジタル量をフーリエ変換部７ａ，７ｂへ導入す
る。７ａ，７ｂにおいて、電圧、電流の瞬時値か
らフーリエ変換（もしくはそれと同等の変換）を
施し電圧ベクトルV〓と電流ベクトルI〓を求める。
次いで、演算処理部８においてZ〓を整定インピー
ダンスとする時、第２図に示すようにV〓−Z〓I〓とV〓
の位相角θを検出し、θが90゜より大きい時は事
故点が保護区間内であるので、トリツプ、θが
90゜より小さい時は事故点が保護区間外であるの
で、ノントリツプなる判定を下すようにしてい
た。

従来のデイジタル保護継電装置は、通常以上の
ように構成されているので、サンプル値から周波
数変換し、ベクトルを抽出しなければならなかつ
た。この結果、上記変換のために余分な処理時間
および、記憶容量を必要とするなどの欠点があつ
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、周波数変換をする
ことなく電圧・電流のサンプル値から直接、事故
点を判定できるデイジタル保護継電装置を提供す
ることを目的としている。

第３図に、この発明の原理を説明する。

第３図イにおいて、Ｅ（ｓ），Ｙ（ｓ），Ｉ（ｓ）
は入力、伝達、出力のラプラス変換であり、これ
らの間には、Ｉ（ｓ）＝Ｙ（ｓ）Ｅ（ｓ） ………(1) なる関係がある。

従来は、次のように(1)式を周波数領域に変換し
てインピーダンスＺ（jω）を推定していた。

Ｉ（jω）＝Ｙ（jω）Ｅ（jω） ………(2) Ｅ（jω）／Ｉ（jω）＝１／Ｙ（jω）＝Ｚ（j
ω）………(3) 従来は、周波数領域に変換する際に、フーリエ
変換をおこなつたり、フイルタを通す必要があつ
たため処理時間が遅くなる欠点があつた。

この発明は、周波数領域に変換するのではな
く、ラプラス変換の関係式(1)を時間領域に変換し
た関係式に、所定の時間間隔でサンプリングして
導出した事故直後における系統電流および電圧の
変化分を代入することによつて、系統の事故点を
高速に判定するものである。

以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第４図において、１は被保護送電線、２はし
や断器、３は母線、４はCT、５はPD、６ａ，６
ｂはサンプルホールドとＡ／Ｄ変換部、８は演算
処理部である。

第４図において、CT４，PD５で計測された事
故直後の電流・電圧の変化分をそれぞれｉ（ｔ），
ｅ（ｔ）、事故前の健全な電流・電圧をIo（ｔ），
Eo（ｔ）、事故後の電流・電圧の観測値をＩ（ｔ），
Ｅ（ｔ）とすると、Ｅ（ｔ）＝Eo（ｔ）＋ｅ（ｔ）Ｉ（ｔ）＝Io（ｔ）＋ｉ（ｔ）となり、ｉ（ｔ），ｅ（ｔ）の間には次の関係があ
る。

ｉ（ｔ）＝∫^t _pｙ（ｔ−ｕ）・ｅ（ｕ）du ………(4) ここに、ｙ（ｔ）は母線３からみた系統側の特
性を示すもので、通常インパルス応答と呼ばれて
いる。従来形リレーでは(1)式の周波数変換した
形： I〓＝Y〓・E〓 ………(5) を利用し、E〓／I〓＝１／Y〓＝Z〓なるインピーダンス
を推定するものであつた。本発明では、(4)式から
ｙ（ｔ）を数値的に求め、その結果により事故点
の判定を行おうとするものである。今、ｉ（ｔ）
とｅ（ｔ）のサンプル値が、ｉ（Δt）、ｉ（2Δt）、
…、ｅ（Δt）、ｅ（2Δt）…で与えられるとしよう。
すると、(4)式は次のように書ける。

ｉ（ｔ）＝∫^t _pｙ（ｔ−ｕ）・ｅ（ｕ）du＝∫〓^t _pｙ（
ｔ−ｕ）・ｅ（ｕ）du ＋∫²〓^t〓_tｙ（ｔ−ｕ）・ｅ（ｕ）du＋………＋∫^t _t-〓_tｙ（ｔ−ｕ）・ｅ（ｕ）du ここで、第３図ロ，ハにあるように、例えば積
分区間ｕ＝０〜Δt間で、ｙ（ｔ−ｕ）ｅ（ｕ）が
定値ｙ（ｔ）ｅ（ｏ）であるとして近似すると、 ∫〓^t _pｙ（ｔ−ｕ）・ｅ（ｕ）du≒Δt・ｙ（ｔ）・ｅ
（ｏ）が成立する。

従つて、次の近似関係が成立する。

ｉ（ｔ）＝Δt・ｙ（ｔ）・ｅ（ｏ）＋Δt・ｙ（ｔ−
Δt）・ｅ（Δt）＋…＋Δt・ｙ（Δt）・ｅ（ｔ−Δt
）………(6) (6)式右辺の第１項は、０〜Δt間の電流変化分
を示し、右辺第１項及び第２項は、０〜2Δt間の
電流変化分を示し、右辺全体は０〜ｔ間の電流変
化分を示す。

従つて、０〜ΔT間の電流変化分ｉ（Δt）は、
(6)式の右辺第１項のｔにΔtを代入し、ｉ（Δt）＝Δt・ｙ（Δt）・ｅ（ｏ） ………(7) また、０〜2Δt間の電流変化分ｉ（2Δt）は、(6)
式の右辺第１項及び第２項のｔに2Δtを代入し、ｉ（2Δt）＝Δt・ｙ（2Δt）・ｅ（ｏ
）＋Δt・ｙ（Δt）・ｅ（Δt）………(8) が得られる。さらに、０〜3Δt間の電流変化分ｉ
（3Δt）は、上記と同様に、ｉ（3Δt）＝Δt・ｙ（3Δt）・ｅ（ｏ）＋Δt・ｙ（2
Δt）・ｅ（Δt）＋Δt・ｙ（Δt）・ｅ（2Δt）………
(9) として得られる。

従つて、ｉ（Δt）＝i₁、Δt・ｙ（Δt）＝y₁、ｅ（ｏ）＝e₁ ｉ（2Δt）＝i₂、Δt・ｙ（2Δt）＝y₂、ｅ（Δt）＝e₂ ｉ（3Δt）＝i₃、Δt・ｙ（3Δt）＝y₃、ｅ（2Δt）＝e
₃ 〓〓
〓〓〓
〓とすれば、 i₁＝y₁・e₁ ………(10) i₂＝y₂・e₁＋y₁・e₂ ………(11) i₃＝y₃・e₁＋y₂・e₂＋y₁・e₃ ………(12) 〓〓と書ける。

従つて、サンプリング値i₁，e₁からy₁が求めら
れ、y₁とサンプリング値i₂，e₁，e₂からy₂が求め
られ、以下この要領でy₄，y₅，…が得られる。な
お、上記式の展開は、周知のたたみ込み積分によ
る。

第４図の一実施例において、CT４およびPD５
で計測された電流・電圧がサンプルホードとＡ／
Ｄ変換部でデイジタル化され、i_Kおよびe_Kとして
演算処理部８に導入される。８では、上で述べた
ようにi_K、e_Kが与えられた時点ですでに確定して
いるy₁，y₂，…y_K−₁と、e₁，e₂，…，e_K−₁、お
よびi_Kからy_Kを算出する。そして、y₁，y₂，…y_K
から事故点を判定する。この判定法には種々考え
られるが、一例として、 y₁＞δ、y₂＞δ、…、y_K＞δ（δは正の整定値）
………（13）の同時成立をもつてトリツプと判定する。これは
通常送電線はＲ＋jωLのように純抵抗分と純イン
ダクタンス分から構成されるから、このような場
合のｙ（ｔ）すなわちインパルス応答は第５図に
示すごとく任意の時間ｔに対し、ｙ（ｔ）＞Ｏ ………（14）となるからである。また事故点までの距離に対し
ては同図に示すごとく遠方事故ほどｙ（ｔ）の値
は小さくなる。即ち、ｙ（ｔ）＞y′（ｔ）＞y″（ｔ）………（15）ｙ（ｔ）は至近端事故時、y′（ｔ）は中間地点事故
時、y″（ｔ）は遠方事故時のインパルス応答であ
る。

なお、事故発生は系統電圧が零点を通過する時
には非常に起こりにくく、通常、最高電圧附近で
発生するため、e₁およびi₁は零になりにくく、従
つて、前記（13）式が成立する。

一般にインパルス応答ｙ，y′，y″は事故があろ
うとなかろうと無限大時間においては零に収束す
る。そこで整定レベルδおよびy₁，…y_Kは保護区
間の長さを考えて決定される。第５図では、第３
番目のサンプリング値y₃までを判定に採用し、
y₁，y₂，y₃＞δ，y₁′，y₂′，y₃′＞δをトリツプ条
件としている。

なお、上記実施例ではy₁，y₂，…y_Kの大きさで
事故点を判定する装置を示したが、これはまた事
故発生の方向を検出することもできる。すなわ
ち、式（13）の整定値δ＝０として、y₁＞０かつ
y₂＞０かつ…かつy_K＞０でもつて本リレーの前方
側に事故がある、と判定する方向リレーが得られ
る。

以上のように、この発明によれば周波数変換を
不必要にしたので、演算処理時間の短縮がはから
れ、サンプリングして導出した事故直後における
系統電流および系統電圧の変化分から確実に事故
点を判定できる。従つて、演算途中で系統に事故
が発生したり、系統の潮流が変化した場合にも、
誤動作や誤不動作を生じることなく、系統の事故
点を高速に判定することができる保護継電装置が
得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のデイジタル保護継電装置を示す
ブロツク図、第２図は従来の距離継電器の動作原
理図、第３図はこの発明の原理説明図、第４図は
この発明の一実施例によるデイジタル保護継電装
置を示すブロツク図、第５図はこの発明の動作原
理の説明図である。図において、１は被保護送電線、２はしや断
器、４はCT、５はPD、６ａ，６ｂはサンプルホ
ールドおよびＡ／Ｄ変換部、８は演算処理部であ
る。なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分
を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１所定の時間間隔でサンプリングして導出した
事故直後における系統電流及び系統電圧の変化分
ｉ（ｔ）およびｅ（ｔ）からｉ（ｔ）＝∫^t _pｙ（ｔ−ｕ）・ｅ（ｕ）du の関係により、インパルス応答ｙ（ｔ）を順次演
算し、これら複数のインパルス応答と設定値を比
較することにより系統の事故点を判定することを
特徴とするデイジタル保護継電方式。２ｉ（ｔ）＝∫^t _pｙ（ｔ−ｕ）・ｅ（ｕ）du の近似式ｉ（ｔ）＝Δt・ｙ（ｔ）・ｅ（ｏ）＋Δt・ｙ（ｔ−Δt）・ｅ（Δt）＋… ＋Δt・ｙ（Δt）・ｅ（ｔ−Δt）（Δtはサンプリング間隔）を演算することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のデイジタル保護継電方式。３ｉ（Δt）
＝Δt・ｙ（Δt）・ｅ（ｏ）ｉ（2Δt）＝Δt・ｙ（2Δt）・ｅ（ｏ）＋
Δt・ｙ（Δt）・ｅ（Δt）〓〓〓〓ｉ（kΔt）＝Δt・ｙ（kΔt）・ｅ（ｏ）＋Δt・ｙ（（
ｋ−１）Δt）・ｅ（Δt）＋… ＋Δt・ｙ（2Δt）・ｅ（（ｋ−２）Δt）＋Δt・ｙ
（Δt）・ｅ（（ｋ−１）Δt）（ｋは整数）よりｙ（Δt）、ｙ（2Δt）、…、ｙ（kΔt）を演算す
ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
デイジタル保護継電方式。