JPH02101923A - 電流差動継電装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電力系統を保護する保護継電装置、とりわけ送
電線を電流差動原理に基づき保護する電流差動継電装置
に関するものである。

（従来の技術） 送電線の保護方式として各端子の電流の瞬時値を用いて
送電線の内外部事故を識別する電流差動方式が多用され
、この方式を採用した電流差動リレーが適用されている
。

電流差動リレーを適用する際に問題となるのは保護区間
内充電容量の影響である。即ち第５図に於いて保護送電
線１の各Ａ、Ｂ端にて変流器２Ａ。

２Ｂを用いて各端の電流量ＬＡｍ　ＡＢに対応する電気
量の瞬時値量を送受し合い電流差動保護を行う電流差動
リレー３Ａ、　３Ｂは次の判定原理を採る。

（１，ｉは差動電流であり事故電流に対応する。ｉ＾と
ｆＢは内部方向の電流を同極性となる様に導入する。） Ｉａ＝Ｉｉ″Ａ＋ｉ″Ｂ１　・・・・・・　■ところが
保護区間内充電容量Ｃの影響によりＦ点の外部事故時に
充電々流Ｌｃが流入するためＡ端でのとり込み量はＬ″
Ａ＋１°Ｃとなる。従って差動電流Ｉｄは Ｉｄ＝　ｌ　Ｕｐ、＋ｆＢ＋Ｌ°ｃｌ　　・・・・・・
　００式に於いて外部事故時にはｉＡ＋ＬＢ＝ｏである
から０式はＩｄ＝ｌｆｃｌとなり、内部充電容量が大き
いと電流差動リレーは誤動作する恐れがある。内部充電
容量は送電量がケーブル区間であれば対地間で大きな値
を有するし、　１０００ｋＶ級の基幹系送電線などはそ
の長距離化により架空系であっても回線間、あるいは回
線内相間の充電容量が大きい事が知られている。

このため、自端子の電圧値を用いて前記保護区間内充電
容量による電気量をリレー内部で補償し。

充電々流による誤動作を防止する対策が行われている。

〔文献１；電気協同研究第４１巻第４号ｒデジタルリレ
ーＪ　Ｐ１７８　ｒ超高圧系電流差動リレーにおける充
電々流補償」　（昭和６１年１月２１日発行）〕第６図
は上記技術を適用した従来装置の一実施例である。Ａ端
の電圧は線路側電標変成器（Ｍ路ＰＤ）５Ａによりとり
込み入力処理部６Ａにて、変流器（ＣＴ）２Ａからとり
込まれた電気量と共に同一時刻にサンプリングされ、ア
ナログ−ディジタル変換される。演算部７Ａは前記入力
処理部６Ａ出力より次の演算を実施する。

、＊　／　　、ｅ　／　　ｄ　ｖＡ　　・・・・・・　
■ＬＡ＝ＬＡ−ｄｔ 同様にＢ端に於いては下記演算を実施する。

ｆ′Ｂ＝ｆ′Ｂ−」ＬＬ　・・・・・・　■ｔ こうして得られたｆ′Ａ、　、６λは送受信部８Ａを介
して対向電気所間で送受信される。演算部７Ａは送受信
部品力を用いて０式の演算により電流差動判定を行う。

Ｉ　ｄ＝　ｌ　Ｌ）、’＋　ＬＢ’ｌ　＝　ｌ　ｉ′Ａ
＋　ＬＱ　Ｋ（”’＋”’）　Ｉ≧Ｋ。

ｄｔ　　　ｄｔ ・・・・・・　■ 上式においてｉ″Ａ＊Ａ’Ｂは各端子における電流デー
タでありに！ｌ！−！−！−はＡ端でとり込んだ電圧の
微分ｔ 値に対応するデータ、ＫｄｙＢはＢ端（Ｋは定数）ｄｔ のデータである。Ｋ（ｈ−Ａ＋ｄＬＬ）は送電線の内部
・　　　ｄｔ　　　　ｄｔ 充電々流に対応する量となる。

第５図の如く２端子構成に於いては内部充電々流の１／
２ずつを各々の端子で補償することとなる。

そしてＫＯはリレー動作感度であり、この値より差動電
流Ｉｄが大きい時に内部事故と判定するものである。対
向するＢ端に於いても上記と同様の構成としている。

（発明が解決しようとする課題） 第７図の如く片端子（Ａ端）から送電線１のみを充電す
る場合を考える。第７図ではＡ端子は電源端、Ｂ端子は
負荷端扱いとする。この時Ｂ端は休止端なのでＢ端子よ
り伝達される電流データＬＢはＡ端子に於いて零として
扱うのが一般的である。（送電線充電時に内部事故が発
生した場合でも確実に電流差動リレーを動作させる為）
従ってしゃ断器９八投入時ｉ″Ｂ＝Ｏ，ｉ″ｈ＝Ｌｃか
ら０式はＩ　（１＝　ｌ　Ｊ：　Ｃ−Ｋ幻違１≠０とな
る０通常両端子ｔ のしや断器９Ａ、　９Ｂが閉路している場合での充電々
流補償を考える為ｊ：（＝Ｋ（■］＋ｄｙＢ、に設定さ
ｄｔ　　　　ｄす れているので上記の様な場合充電々流ｆｃの１７２しか
補償していないことになり残り１／２が未補償分となる
ため充電々流補償が完全でない、この未補償分が電流差
動リレーの感度ＫＯ以上となると不要動作となる。一方
、内部事故の判定は一般的に主検出リレーである電流差
動リレー３Ａの出力と事故検出リレーとして系統の電圧
が一定値以下になる事を検出する不足電圧リレー１３Ａ
の出力とのＡ。

ＮＤ条件で行う。

この不足電圧リレー１３Ａとしては、一般に電流補償付
不足電圧リレーを用いている。この電流補償付不足電圧
リレーは既に公知のリレーであるので詳述はしないが、
第８図に示す概略特性の如く。

電流↑に比例した１ｚ（ｚは整定されたインピーダンス
）の分だけ、電圧Ｖの動作域が送電線インピーダンス角
ｒ方向に伸びる特性のリレーで、電圧※の動作限界値が
ｕｖ＋ｉｚとなり（ＵＶは整定値）高感度に不足電圧を
検出するためのものである。

第９図は、前述した第７図による電流差動継電装置の機
・能をロジック図で示したもので、電流差動リレー３Ａ
と電流補償付不足電圧リレー１３ＡのＡＮＤ条件にてし
ゃ断器をトリップさせることを示している。

ところが、この電流補償付不足電圧リレーは電流補償を
行なわないいわゆる単純不足電圧リレーに比べ、動作時
間、復帰時間とも遅いことが知られている。これは、前
述した電流補償分ｉ之のリレー内部における過渡応動遅
れの影響によるものであり、既に周知の内容なので詳述
はしないが、この復帰時間の遅れにより、次に説明する
不具合が生じることになる。

前述した片端子（Ａ端）から送電線１のみを充電するケ
ースをタイムチャートで表わすと、第１０図となる。電
流差動リレー３Ａから第７図には図示しないしゃ断器投
入指令が出力されて、しゃ断器９Ａを投入してから送電
線に電圧が印加され電流補償付不足電圧リレー１３Ａが
復帰す３までの時間をｔ１１電流差動リレー３Ａが前記
充電々流の未補償分により不要動作するまでの時間をｔ
２とすると、前述したように電流補償付不足電圧リレー
１３Ａの復帰時間ｔ１が遅く、ｔｘ＞ｔｓとなる場合が
ある。このｔｚ＞ｈの条件が成立するｔニー上８時間の
間誤って内部事故と判定し、トリップする可能性がある
。

この不都合を生じさせないために、復帰時間が高速であ
る前述の単純不足電圧リレーを用いる方法もあるが、そ
の場合は系統事故を高感度に検出することができなくな
り、解決室とはならない。

以上の点に鑑み、本発明は系統の電圧量をとり込み保護
送電線の内部充電々流を補償する電流差動リレーを使用
した場合１片端子からの系統充電時でも投入端子の投入
端子のしゃ断器を不要しゃ断させることなく、送電線保
護を行うことが出来る保護継電装置を提供することを目
的とする。

〔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為に本発明は自端しゃ断器投入時の
み不足電圧リレーとして電流償付から単純不足電圧リレ
ーに切替える事により片端子からの系統充電時、充電４
時の未補償分で電流補差動リレーが゛誤動作しても確実
に不要トリップを防止することが出来る保護継電装置を
提供するものである。

（作　　用） 上記構成をとることにより片端子から系統充電時充電々
流の未補償分で電流差動リレーが誤動作しても、不足電
圧リレーは電流補償付から単純不足電圧リレーに切替る
ので復帰時間が電流差動リレーの動作時間より速くなり
、不要トリップを防止出来る。

（実　施　例） 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明による電流差動継電装置の一実施例を示
す図である。電流差動リレー３Ａでは、Ａ端の電圧は線
路ＰＤ５Ａより取込まれ、入力処理部６ＡにてＣＴ２Ａ
から取込まれた電流と共に同一時にサンプリングされ、
アナログ−ディジタル変換される。

そして演算７Ａにて前述の充電々流演算、電流差動判定
を行ない、出力部１４Ａより動作出力を出方する。

送受信部８Ａでは対向電気所Ｂ端とこれらの演算、判定
に必要な電流データの送受をし合う、また、不足電圧リ
レー１３Ａにおいては、　同様に電圧、電流を入力処理
部１０Ａにてサンプリング、アナログ−ディジタル変換
し、演算部１１Ａにて不足電圧の判定を行ない、出力部
１２Ａより動作出力を出力する０両者の出力のＡＮＤ条
件にてしゃ断器のトリップを行なう、Ｂ端も全く同じ構
成としている。

ここまでの構成は従来の電流差動継電装置と同様である
が１本発明においては電流差動リレー３Ａから不足電圧
リレー１３Ａにしゃ断器投入指令１８Ａを渡しており、
且不足電圧リレー１３Ａ内の演算部１１Ａにてこのしゃ
断器投入指令１８Ａを用いて次に述べる不足電圧リレー
の切替処理を行なう点が異なる。

第２図は１本発明による第１図の電流差動継電装置の機
能をロジック図で示したもので、電流差動リレー３Ａか
らは動作出力の他にしゃ断器投入指令１８Ａがオフデイ
レイタイマ１９を介して、不足電圧リレー１３Ａに入力
されている。不足電圧リレー１３Ａは、前述した電流補
償付不足電圧リレー１５Ａと単純不足電圧リレー１６Ａ
から構成されており、オフデイレイタイマ１９の出力と
ＮＯＴ回路２１、ＡＮＤ回路２２．２３により間者の切
替を行なう構成となっている。すなわち、通常は電流補
償付不足電圧リレー１５Ａの出力が用いられ、　ＯＲ回
路２４を介してＡＮＤ回路２０にて電流差動リレー３Ａ
の出力とのＡＮＤがとられ、しゃ断器をトリップさせる
。−方、しゃ断器投入時は、　しゃ断器投入指令１８Ａ
が生じている期間が更にオフデイレイタイマ１９により
ｔ、だけ引伸ばされ、この期間だけ電流補償付不足電圧
リレー１５Ａから単純不足電圧リレー１６Ａに切替わり
、電流差動リレー１３ＡとのＡＮＤでしゃ断器をトリッ
プさせることになる。

次にこのように構成した本発明の電流差動継電装置の作
用について説明する。第３図は第１図および第２［の動
作を説明するタイミングチャートで、まずしゃ断器が投
入される前は電流補償付不足電圧リレー１５Ａ、単純不
足電圧リレー１６Ａ共に動作状態で、且電流補償付不足
電圧リレー１５Ａの出力が使用されている。また、電流
差動リレー３Ａは不動作である１次に、しゃ断器投入指
令１８Ａが生じると不足電圧リレー１３Ａの出力として
は電流補償付不足電圧リレー１５Ａから単純不足電圧リ
レー１６Ａの出力に切替える。その後しゃ断器が投入さ
れ電圧が印加されるので、電流補償付不足電圧リレー１
５Ａと単純不足電圧リレー１６Ａは復帰し、電流差動リ
レー３Ａは前述の充電々流未補償分により動作する。そ
の際、電流補償付不足電圧リレー１５Ａの復帰時間上〇
は前述した理由により、電流差動リレー３Ａの動作時間
ｔ２より遅＜ｔｔ＞ｔｉとなる。しかし、単純不足電圧
リレー１６Ａの復帰時間ｔ１は前述のように復帰時間が
速いため１１＜１２となり、且しゃ断器投入指令１８Ａ
が生じている期間はこの単純不足電圧リレー１６Ａの出
力が選択されているため。

不足電圧リレー１３Ａの復帰時間としてはｔｌとなる。

これにより、電流差動リレー３Ａが動作する時点より速
く不足電圧リレー１３Ａが復帰するので、不要しゃ断を
防止することができる。なお、オフデイレイタイマ１９
を設けるのは、しゃ断器が投入された後も一定時間内は
単純不足電圧リレー１６Ａの使用を継続しておくだけで
、これにより確実なしゃ断防止動作が可能となる。

また、しゃ断器が投入された後、すなわち通常時は電流
補償付不足電圧リレー１５Ａが使用されることになり、
高感度に系統事故を検出することができる。

以上のように本発明によれば、しゃ断器投入時には電流
補償付不足電圧リレーから単純不足電圧リレーに切替え
る為、電流差動リレーが動作する以前に不足電圧リレー
が復帰しているので、確実に不要しゃ断を防止すること
ができる。

次に、他の実施例を説明する。

■　第２図の説明では、電流補償付不足電圧リレー１５
Ａと単純不足電圧リレー１６Ａを、しや断器投入指令１
８Ａにより切替えて使用し、一方を使用している時は他
方を不使用としていた。

しかし、これに限らず第４図に示すように常時は電流補
償付不足電圧リレー１５Ａと単純不足電圧リレー１６Ａ
の両方を使用し、しゃ断器投入時のみ復帰時間の遅い電
流補償付不足電圧リレーをロックする構成としても良い
、これによれば、常時は両者のＯＲで事故検出を行ない
、しゃ断器投入時は復帰時間の速い単純不足電圧リレー
のみ生かすので、全く同様の効果を得ることができる。

■　また、これまでの説明では不足電圧リレーとして電
流補償付不足電圧リレーと単純不足電圧リレーの２種類
を設けて１両者を切替える方法について述べた。しかし
、この電流補償付不足°電圧リレーは第８図の特性で述
べたＩＺを零とすることで、単純不足電圧リレーとなる
ことは既に周知である。したがってこれを利用して、不
足電圧リレー１３Ａとしては電流補償付不足電圧リレー
１５Ａのみを用い、しゃ断器投入時のみはＩ　Ｚ＝Ｏと
する処理を行なっても、全く同様な効果を得ることがで
きることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

本発明は内部充電々流補償を各端電流に加え伝送し得ら
れた電気量で電流差動保護な行うものに於いて系統充電
時に相手端が休止端である為に生じる内部充電々流の未
補償分で主検出リレーである電流差動リレーが誤動作し
ても、事故検出リレーである不足電圧リレーを電流補償
付不足電圧リレーから単純不足電圧リレーに切替えるこ
とにより復帰が速くなり、確実に不要しゃ断を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電流差動継電装置の構成図、第２図は
本発明の電流差動継電装置の機能ブロック図、第３図は
本発明の電流差動継電装置の作用を説明するタイミング
チャート、第４図は本発明の他の実施例を示す機能ブロ
ック図、第５図は内部充電々流の影響を説明する図、第
６図は従来の充電々流補償を行なっている電流差動継電
装置の構成図、第７図は従来の電流差動継電装置の構成
図、第８図は電流補償付不足電圧リレーの特性を説明す
る図、第９図は従来装置の機能ブロック図。 第１０図は従来装置の問題点を説明するタイミングチャ
ートである。 １・・・送電線、　　　　　２Ａ、　２Ｂ・・・変流器
３Ａ、　３Ｂ・・・電流差動リレー ４・・・伝送路 Ｃ・・・保護区間内の充電容量 ５Ａ、　５Ｂ・・・線路側電圧変成器 ６Ａ、　ＩＯＡ・・・入力処理部、７Ａ、　ＩＩＡ・・
・演算部８Ａ・・・送受信部、　　　　９Ａ、９Ｂ・・
・しゃ断器１２Ａ、　１４Ａ・・・出力部 １３Ａ、　１３Ｂ・・・不足電圧リレー１５Ａ・・・電
流補償付不足電圧リレー１６Ａ・・・単純不足電圧リレ
ー １８Ａ・・・しゃ断器投入指令 １９・・・オフデイレイタイマ ２０、２２．２３・・・ＡＮＤ回路 ２１・・・ＮＯＴ回路、　　　２４・・・ＯＲ回路代理
人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　第子丸　健 トソソフ０ 第 図 第１図 ３Ａ／ｌ出力 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電力系統の相手電気所から伝達される相手端電流と相手
   端子電圧により得られる充電々流補償量とを合成した電
   気量、及び自端電気所にて自端子電流と自端子電圧によ
   り得られる充電々流補償量とを合成した電気量とを用い
   て得られる差動電流を動作量とした前記電力系統を保護
   する電流差動継電装置において自端しや断投入指定によ
   り事故検出用の不足電圧リレーを電流補償付不足電圧リ
   レーから単純不足電圧リレーに切替える事を特徴とする
   電流差動継電装置。