JPH02174519A - デジタル保護リレー装置 - 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】 ［産業上の利用分野１ この発明は、高抵抗接地系統の電流情報に基づいて電力
系統を保護するためのリレー装置に関し、特に誤動作を
防止したデジタル保護リレー装置に関するものである。

［従来の技術］ 第２図は一般的な電力系統保護システムを示す構成図で
ある。

図において、（１ａ）〜（１ｃ）は保護対象となる電力
系統の送電線であり、Ａ相、Ｂ相及びＣ相に対応した３
相の送電線からなっている。（２）は送電線（１ａ）〜
（１ｃ）の一端に設置された電気所であり、各送電線に
接続された３相の背後電源（２ａ）〜（２ｃ）を備えて
いる。（３）は背後電源（２ａ）〜（２ｃ）の中性点と
グランドとの間に挿入された中性点接地抵抗であり、電
力系統の地絡事故電流を抑制するのに十分な高抵抗を有
している。（４ａ）〜（４ｃ）は各送電線に設置された
ＣＴ（変流器）、（５ａ）〜（５ｃ）は各送電線に挿入
されたしゃ断器である。

（１０）はＣＴ　（４ａ）〜（４ｃ）に接続されたデジ
タル保護リレー装置（以下、リレー装置という）であり
、各ＣＴ　（４ａ）〜（４ｃ）からの電流情報をｊＡ（
Ａ相）〜Ｉ　ｃ（Ｃ相）及びＩｏ（零相）として各相毎
に導入する入力変換器（ｌｌａ）〜（ｌｉｄ）と、これ
ら入力変換器毎に接続されたフィルタ回路（１２ａ）〜
（１２ｄ）と、各フィルタ回路（１２ａ）〜（１２ｄ）
を介した電流情報をデジタルデータＤａ〜Ｄｄに変換す
るＡＤ変換器（１３）と、各デジタルデータＤａ”Ｄｄ
を導入して演算を行ない、事故発生を判定したときに保
護信号Ｅを出力するリレー演算部（１４）とから構成さ
れている。

第３図は従来のリレー演算部（１４）の概略構成を示す
機能ブロック図であり、（１４）はＡ相〜Ｃ相のデジタ
ルデータＤａ〜Ｄｃに基づいて各相毎の短絡保護信号Ｅ
１を出力する短絡リレー要素、（１，８）は零相のデジ
タルデータＤｄに基づいて地絡保護信号Ｅ２を出力する
地絡リレー要素、（］、７）は各保護信号Ｅ１及びＥ２
の論理和をとって最終的な保護信号Ｅを出力するオアゲ
ートて′ある。

次に、第２図を参照しながら、第３図に示した従来のデ
ジタル保護リレー装置の動作について説明する。

まず、各入力変換器（１１ａ　）〜（＋、１ｄ）のダイ
ナミックレンジを調整し、短絡リレー要素（１５）は大
電流の短絡事故電流（最大短絡電流）に対して動作する
ように、又、地絡リレー要素＜１６）は小電流の地絡手
放電流（最大地絡電流）に対して動作するように予め設
定される。

ＣＴ　（４ａ）　〜（４ｃ）で検出された電流ＩＡ〜１
ｃ及びこれらをベクトル合成した零相電流ＩＤは、各相
の電流情報としてリレー装置（１０）に入力され、入力
変換器（１１，ａ　）〜（ｌｉｄ）により所定のダイナ
ミックレンジの電圧レベルに変換され、フィルタ回路（
＋２ａ）〜（１２ｄ）により高調波が除去され、更に、
ＡＤ変換器（１３）によりデジタルデータＤａ〜Ｄｄに
変換されてリレー演算部（１４）に入力される。

リレー演算部（１４）内の短絡リレー要素（１５）は、
Ａ相〜Ｃ相のデジタルデータＤａ〜Ｄｃのレベルに基づ
いて各相毎の短絡事故の有無を判定し、短絡事故発生を
判定したときは、短絡保護信号Ｅｔを出力する。

又、地絡リレー要素（１６）は、零相のデジタルデータ
Ｄｄのレベルに基づいて地絡事故の有無を判定し、地絡
事故発生を判定したときは地絡保護信号Ｅ、を出力する
。

これら保護信号Ｅ、及びＥ、は事故状態に応じたシーケ
ンスで出力され、オアゲート（１７）を介して最終的な
保護信号Ｅとして出力される。この結果、保護信号Ｅが
動作回路（図示せず）を介して適切なしゃ断器（５ａ）
〜（５ｃ）を選択的に開放（トリップ）し、送電線（１
ａ）〜（１ｃ）は、電力系統から切り離されて保護され
る。

例えば、Ａ相の送電線（１ａ）とＢ相の送電線（１ｂ）
との間で短絡事故が発生したとすると、Ｃ”ｒ”（４ａ
）及び（４ｂ）は、それぞれ事故電流に応じたＡ相電流
ＩＡ及びＢ相電流１．を出力する。これらの電流情報は
、入力変換器（ｌｌａ）及び（１，１ｂ）からリレー装
置（１０）に入力され、デジタルデータＤａ及びＤｂと
なり、リレー演算部り１４）内の短絡リレー要素（１５
）によりレベル判定される。この結果、短絡保護信号Ｅ
、が保護信号Ｅとなって出力される。

又、この場合、各電流ＩＡ及びＪＢは、短絡事故電流で
あるため大電流であるが、送電線（１ａ）及び（１ｂ）
かループを形成しているため、大きさく絶対値）が同じ
で方向が反対となっており、３相の電流ｌ＾〜ＩＣのベ
クトル和に相当する零相電流■Ｄはほとんど零である。

従って、入力変換器（１１ｄ）からＡ　Ｉ）変換器（１
３）を介して得られるデジタルデータＤｄはほとんど零
となり、地絡リレー要素（１６）が地絡保護信号Ｅ２を
出力することはない。

一方、例えばＡ相の送電線（１ａ）で地絡事故が発生し
たとすると、ＣＴ（４ａ）は事故電流に相当するＡ相電
流ＩＡを検出し、入力変換器（１１ａ　）及び（］、１
ｄ）に入力する。この場合、地絡手放電流は、送電線（
１ａ）と比べて非常に高抵抗である中性点接地抵抗（３
）の作用により抑制され、短絡事故電流と比べて非常に
小さい値となる。

従って、入力変換器（ｌｌａ）を介して得られるデジタ
ルデータＤａが小さく、短絡リレー要素（１５）か動作
しないため、短絡保護信号Ｅ１を出力することばない。

これに対し、入力変換器（ＩＬｄ）を介して得られるデ
ジタルデータＤｄは十分大きい値であるため、地絡リレ
ー要素（１６）が動作し、地絡保護信号Ｅ２が保護信号
Ｅとして出力される。

しかし、第４図のように電力系統か別の送電線（１，ａ
′）〜（１，ｃ’）を有している場合に、例えば一方の
人相の送電線（１ａ）と、他方のＢ相の送電線（Ｉｂ′
）との間で２回線にわたる異相短終（又は地絡）事故が
発生ずると、別の送電線（１１）′）を介してループが
形成されるため、大きな短絡事故電流■がＣＴ（４ａ）
のみに流れる。

このため、入力変換器（ｌｌａ）及び（ｌｉｄ）を介し
てＡ相電流ＩＡ及び零相電流ＩＤがリレー装置（１０）
に取り込まれ、短絡リレー要素（１５）が動作すると共
に、ダイナミックレンジをはるかに越えたレベルのデジ
タルデータＤｄにより、地絡リレー要素（１６）が動作
する。従って、オアゲート（１７）を介して、短絡保護
信号Ｅ１と同時に地絡保護信号Ｅ２も保護信号Ｅとして
出力される。

そして、このように地絡リレー要素（１６）が不要応動
すると、最終的な保護信号Ｅの出力シーケンスが乱れて
、事故に対する適切な処置ができなくなってしまう。

［発明が解決しようとする課題」 従来のデジタル保護リレー装置は以上のように、リレー
演算部（１４）内の短絡リレー要素（１５）及び地絡リ
レー要素（１６）の出力を、その才まオアゲート（１７
）を介して保護信号Ｅとして出力していたので、２回線
にわたる異相短絡（又は地絡）事故が発生した場合に、
地絡リレー要素（１６）が不要応動により誤動作すると
いう問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、地絡リレー要素の不要応動による誤動作を防
止できるデジタル保護リレー装置を得ることを目的とす
る。

し課題を解決するための手段］ この発明に係るデジタル保護リレー装置は、リレー演算
部に、零相のデジタルデータのレベルが所定値を越えた
ときにロック信号を出力する限界ア 値判定要素と、ロック信号により地絡保護信号の出力を
阻ＩＦするためのアンドゲートとを設けたものである。

［作用］ この発明においては、２回線にわたる異相短絡（又は地
絡）事故などにより、大きな零相電流が入力されると、
零相のデジタルデータが所定値を越えたことを判定して
地絡リレー要素をロックする。

「実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示す機能ブロック図てあり、
（ＩＯＡ）及び（１，４Ａ）はリレー装置１（１０）及
びリレー演算部（１４）にそれぞれ対応しており、Ｉ　
Ａ　〜Ｉ　Ｄ、（ｌｌａ）〜（ｌｉｄ）、（１２ａ）〜
（１２ｄ）、（１３）、Ｄａ〜Ｄｄ及び（１５）〜（１
７）は前述と同様のものである。又、電力系統に設置さ
れる場合の構成は第２図に示した通りである。

（１８）は零相のデジタルデータＤｄを所定値と比較す
る限界値判定要素であり、デジタルデータＤｄが所定値
を越えたときにロック信号りを出力するようになってい
る。

（１９）は一方の入力端子に地絡保護信号Ｅ、が印加さ
れ且つロック信号りがインヒビット入力端子に印加され
るアンドゲートてあり、その出力信号Ｅ２′はオアゲー
ト（１７）の一方の入力端子に印加されている。

次に、第２図及び第４図を参照しながら、第１図に示し
たこの発明の一実施例の動作について説明する。

まず、限界値判定要素（１８）内の判定基準となる所定
値ＫＤを設定する。このとき、地絡事故電流は電力系統
の中性点接地抵抗（３）の抵抗値によって決定するので
、零相電流ＩＤの最大値は予め知られている。いま、地
絡事故検出用の最大地絡電流に相当する零相のデジタル
データＤｄの基準値をＩ（とし、地絡リレー要素（１６
）を含む零相電流チャネルのダイナミックレンジのマー
ジンを１０％程度もたせると、所定値ＫＤは、 ＫＤ＝１．］−ＸＫ となる。

従って、限界値判定要素（１８）は、零相電流ＩＤに相
当する零相のデジタルデータＤｄの絶対値を所定値ＫＤ
と比較し、 Ｄ　　ｄｌ：＞　　Ｋ　　ｏ（−１，、ＩＫ　　１　）
を満たず場合にロック信号りを出力することになる。

例えば正常な地絡事故が発生すると、零相電流ＴＤは十
分小さいので、短絡リレー要素（１５）は動作せず、短
絡保護信号Ｅ１は出力されない。又、デジタルデータＤ
ｄの大きさは、 Ｋ、＜　　Ｄｄ≦Ｋ　Ｄ となるので、地絡リレー要素（１６）が動作して地絡保
護信号Ｅ２が出力されるが、限界値判定要素（１８）か
らロック信号りが出力されることはない。従って、地絡
保護信号Ｅ、が、アンドゲート（１９）及びオアゲー）
−＜１７）を介し、保護信号Ｅとして出力される。

一方、第４図のように２回線にわたる異相短絡（又は地
絡）事故が発生ずると、大きな短絡事故電流により短絡
リレー要素（１５）が動作するので、短絡保護信号Ｅ、
が保護信号Ｅとして出力される。又、零相電流チャネル
の入力変換器（ｌｉｄ）からは、ダイナミックレンジを
遥かに越えるレベルのデジタルデータＤｄが入力される
ので、 Ｄｄ　＞ＫＤ となる。従って、限界値判定要素（１８）が動作してロ
ック信号りを出力し、アンドゲート（１９〉を禁止状態
にする。この結果、地絡リレー要素（１６）が不要応動
しても、アンドゲート（１９）によってロックされるの
で、地絡保護信号Ｅ２が出力されることはない。

尚、上記実施例ては、保護対象が送電線（１ａ）〜（１
ｃ）の場合を示したが、複数の電流情報に基づいて保護
するものであれば、他の電力系統、例えば変圧器又は母
線などを保護対象としても同等の効果を奏する。

又、リレー演算部（１４八）がデジタルデータＤａ〜Ｄ
ｄのレベルを比較する場合を示したが、比率差動演算を
用いる場合であっても、同等の効果を奏することは言う
までもない。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、リレー演算部に、零相
のデジタルデータのレベルが所定値を越えたときにロッ
ク信号を出力する限界値判定要素と、ロック信号により
地絡保護信号の出力を阻止するためのアンドゲートとを
設け、２回線にわたる異相短絡（又は地絡）事故などに
より大きな零相電流が入力されると地絡リレー要素をロ
ックするようにしたので、誤動作がなく信頼性の高いデ
ジタル保護リレー装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す機能ブロック図、第
２図は一般的な電力系統保護システムを示す構成図、第
３図は従来のデジタル保護リレー装置を示す機能ブロッ
ク図、第４図は従来のデジタル保護リレー装置の誤動作
状態を示す構成図である。 （］ａ）〜（１ｃ）・・・送電線　　（３）中性点接地
抵抗（１，ＯＡ　）　　リレー装置　　（１３）・・・
ＡＤ変換器（１４八）　　リレー演算部　（１５）・短
絡リレー要素（１６）・・・地絡リレー要素　（１８）
・限界値判定要素（１９）・・・アンドゲート　　ＩＡ
〜ＴＤ・・・電流情報Ｄａ〜Ｄｄ・・・デジタルデータ Ｄｄ・・・零相のデジタルデータ Ｅ・・・保護信号　　　　　Ｅ２　地絡保護信号Ｌ・・
・ロック信号 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 高抵抗接地系統の電流情報をデジタルデータに変換する
   ためのＡＤ変換器と、 前記デジタルデータのレベルに応じて動作する短絡リレ
   ー要素及び地絡リレー要素を有し、短絡事故又は地絡事
   故の発生を判定したときに保護信号を出力するリレー演
   算部と、 を備えたデジタル保護リレー装置において、前記リレー
   演算部は、 前記デジタルデータのうちの零相のデジタルデータのレ
   ベルが所定値を越えたときにロック信号を出力する限界
   値判定要素と、 前記ロック信号により、前記地絡リレー要素からの地絡
   保護信号の出力を阻止するためのアンドゲートと、 を含むことを特徴とするデジタル保護リレー装置。