JPH02193523A - 差動保護継電装置 - Google Patents
差動保護継電装置Info
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- JPH02193523A JPH02193523A JP1007714A JP771489A JPH02193523A JP H02193523 A JPH02193523 A JP H02193523A JP 1007714 A JP1007714 A JP 1007714A JP 771489 A JP771489 A JP 771489A JP H02193523 A JPH02193523 A JP H02193523A
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
- H02H3/28—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
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。
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〕
この発明は、複数個の引出回線を有する多端子母線を、
その各引出回線に設けた変流器を介して差動保護する差
動保護継電装置に関するものである。
その各引出回線に設けた変流器を介して差動保護する差
動保護継電装置に関するものである。
第6図は差動保護継電装置を適用すべき電力系統の接続
図を示すもので、0は母線、1〜n−1゜nは母線Oか
らの引出回線、11〜In−1,Inは各引出回線1〜
n−1,nに設けた変流器(以下、CTと略称する)、
ZIlは各CTII〜In−1,Inの2次回路を並列
接続した差動回路20のインピーダンスである。
図を示すもので、0は母線、1〜n−1゜nは母線Oか
らの引出回線、11〜In−1,Inは各引出回線1〜
n−1,nに設けた変流器(以下、CTと略称する)、
ZIlは各CTII〜In−1,Inの2次回路を並列
接続した差動回路20のインピーダンスである。
一般に差動保護継電方式としては、上記差動回路20の
インピーダンスZoを高低いずれに選ぶかによって、高
インピーダンス差動力式と低インピーダンス差動方式の
2種に大別される。
インピーダンスZoを高低いずれに選ぶかによって、高
インピーダンス差動力式と低インピーダンス差動方式の
2種に大別される。
前者の高インピーダンス差動方式では比較的高いインピ
ーダンスZtlで差動回路を形成するため、差動接続さ
れた変流器CTII〜Inからの分流骨が少なく、伝達
されるエネルギーは少ない。
ーダンスZtlで差動回路を形成するため、差動接続さ
れた変流器CTII〜Inからの分流骨が少なく、伝達
されるエネルギーは少ない。
従って、内部事故時のように、電流が差動回路20へ向
かって同一方向へ流れ込む場合は、差動回路20のイン
ピーダンスZDの両端に比較的高い電圧を生じる。然る
に、外部事故時のように差動接続されたCTII〜1n
の間を電流が環流する場合には、差動接続されたCTI
I〜1nの2次回路のリードワイヤー抵抗に発生する電
圧降下が、外部事故流出端CTの励磁インピーダンスに
印加される形となり、CT励磁特性による両端電圧で定
まる値以上に大きくはならない。
かって同一方向へ流れ込む場合は、差動回路20のイン
ピーダンスZDの両端に比較的高い電圧を生じる。然る
に、外部事故時のように差動接続されたCTII〜1n
の間を電流が環流する場合には、差動接続されたCTI
I〜1nの2次回路のリードワイヤー抵抗に発生する電
圧降下が、外部事故流出端CTの励磁インピーダンスに
印加される形となり、CT励磁特性による両端電圧で定
まる値以上に大きくはならない。
一方、低インピーダンス差動方式では差動接続されたC
T11〜1nからインピーダンスZDへの分流骨は多く
、殆ど大半のエネルギーが該当回路側に伝達される。
T11〜1nからインピーダンスZDへの分流骨は多く
、殆ど大半のエネルギーが該当回路側に伝達される。
従って、内部事故時には差動回路のインピーダンス両端
に発生する電圧は高くならない。その反面、外部事故時
には、差動接続されたCTII〜In−1の2次回路の
リードワイヤー抵抗によって生ずる電圧降下に対し、外
部事故電流流出端子0CT1nの2次励磁インピーダン
スと差動回路のインピーダンスZ11とは同等もしくは
差動回路が低いインピーダンスを呈することによって、
差動回路のインピーダンスZIlの方への流入分の方が
大きくなることがある。
に発生する電圧は高くならない。その反面、外部事故時
には、差動接続されたCTII〜In−1の2次回路の
リードワイヤー抵抗によって生ずる電圧降下に対し、外
部事故電流流出端子0CT1nの2次励磁インピーダン
スと差動回路のインピーダンスZ11とは同等もしくは
差動回路が低いインピーダンスを呈することによって、
差動回路のインピーダンスZIlの方への流入分の方が
大きくなることがある。
このため、低インピーダンス差動方式では外部事故電流
通過時に誤動作傾向になる。
通過時に誤動作傾向になる。
前者の高インピーダンス差動方式について、さらに検討
を加えると以下のようになる。
を加えると以下のようになる。
一般に差動回路の抵抗をRDとし、CT2次回路のリー
ドワイヤー等の往復全抵抗(CT2次巻線抵抗R,+C
T2次リードワイヤー抵抗RL )をR8とした時、最
大外部事故電流1 、、 waxが通過した時、差動回
路電流1.および差動回路電圧■。は、 となる。
ドワイヤー等の往復全抵抗(CT2次巻線抵抗R,+C
T2次リードワイヤー抵抗RL )をR8とした時、最
大外部事故電流1 、、 waxが通過した時、差動回
路電流1.および差動回路電圧■。は、 となる。
ここで、Ro ) Rz とすると、
■、≦R* I v* wax −−−(1
,3)となって一定値以上には達しない。
,3)となって一定値以上には達しない。
一方、内部事故時には、インピーダンスZゎの両端に発
生する電圧をV、の感度で検出する時、で与えられる最
小内部故障検出電流となる。
生する電圧をV、の感度で検出する時、で与えられる最
小内部故障検出電流となる。
但し、law(Vs)は印加電圧■3に対する2次励磁
電流であり、nは母線接続引出回線数である。
電流であり、nは母線接続引出回線数である。
従来の差動保護継電方式の1つである高インピーダンス
差動方式は、(1,3)式で示されるように、差動回路
電圧■。が外部事故時一定値以上にならないので、確実
に誤動作しないよう設定できる反面、上記(1,4)式
で示されるように差動回路電圧vIlの一定値以上を検
出しようとした場合、最小内部故障電流1yw+inな
る最小故障検出感度となる。
差動方式は、(1,3)式で示されるように、差動回路
電圧■。が外部事故時一定値以上にならないので、確実
に誤動作しないよう設定できる反面、上記(1,4)式
で示されるように差動回路電圧vIlの一定値以上を検
出しようとした場合、最小内部故障電流1yw+inな
る最小故障検出感度となる。
すなわち、故障検出感度が差動接続したCTの2次励磁
特性16X V@Xによって左右される他、母線0に
接続されるCTの端子数nによっても左右されるという
性質を持つ。
特性16X V@Xによって左右される他、母線0に
接続されるCTの端子数nによっても左右されるという
性質を持つ。
つまり、母線0に接続される引出回線数nが多く、かつ
、電源が弱い時、故障検出感度はCTの2次励磁特性1
ax Vexと引出回線nの双方に影響されて変動
するという問題点があった。
、電源が弱い時、故障検出感度はCTの2次励磁特性1
ax Vexと引出回線nの双方に影響されて変動
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消するためになされ
たもので、弱い電源でも確実に故障検出できるよう感度
を向上させた差動保護継電装置を得ることを目的とする
。
たもので、弱い電源でも確実に故障検出できるよう感度
を向上させた差動保護継電装置を得ることを目的とする
。
〔課題を解決するための手段〕〕
この発明に係る母線差動保護継電装置は、差動回路の端
子電圧に基づいて該差動回路のインピーダンスを切換え
る第1切換え回路と、前記差動回路のインピーダンスの
端子電圧に基づいて該インピーダンスを前記第1切換え
回路による場合とは異なるインピーダンスに切換える第
2切換え回路と、前記差動回路の端子電圧および前記イ
ンピーダンスの端子電圧を検出する複数の電圧検出要素
と、前記各電圧検出要素によって形成したしゃ断器引外
しインターロック回路とを具備したものである。
子電圧に基づいて該差動回路のインピーダンスを切換え
る第1切換え回路と、前記差動回路のインピーダンスの
端子電圧に基づいて該インピーダンスを前記第1切換え
回路による場合とは異なるインピーダンスに切換える第
2切換え回路と、前記差動回路の端子電圧および前記イ
ンピーダンスの端子電圧を検出する複数の電圧検出要素
と、前記各電圧検出要素によって形成したしゃ断器引外
しインターロック回路とを具備したものである。
この発明における差動保護継電装置は、差動回路の端子
電圧または該差動回路のインピーダンスの端子電圧に基
づいて第1切換え回路または第2切換え回路で該インピ
ーダンスを切換え、上記差動回路の端子電圧または上記
インピーダンスの端子電圧を検出する複数の電圧検出要
素によって、しゃ断器引外しインターロック回路を構成
したことにより、高インピーダンス差動方式と低インピ
ーダンス差動力式を自動的に使い分け、各方式の長所の
みを有効に利用することを可能とする。
電圧または該差動回路のインピーダンスの端子電圧に基
づいて第1切換え回路または第2切換え回路で該インピ
ーダンスを切換え、上記差動回路の端子電圧または上記
インピーダンスの端子電圧を検出する複数の電圧検出要
素によって、しゃ断器引外しインターロック回路を構成
したことにより、高インピーダンス差動方式と低インピ
ーダンス差動力式を自動的に使い分け、各方式の長所の
みを有効に利用することを可能とする。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
(a) 外部重故障時
外部重故障時には、前記第6図に示す系統における電流
分布は第1図に示すように、各引出回線1−n−1から
母線0を介して引出回線nへ向かって電流It、It、
・・・f、−3が流入し、その引出回線nから電流I、
(=I□)が流出する。
分布は第1図に示すように、各引出回線1−n−1から
母線0を介して引出回線nへ向かって電流It、It、
・・・f、−3が流入し、その引出回線nから電流I、
(=I□)が流出する。
上記引出回線1〜n−1のCTII〜In−1にはそれ
ぞれ巻線抵抗と2次リードの抵抗があり、これに生じる
電圧降下は等価回路121.122”・(n 1.n
、1 )(n 1.n、2 )として第1図に示され
る。
ぞれ巻線抵抗と2次リードの抵抗があり、これに生じる
電圧降下は等価回路121.122”・(n 1.n
、1 )(n 1.n、2 )として第1図に示され
る。
この結果、差動回路のインピーダンス両端には、Vt≦
Vt=Irt(Rs+Rt) ・”・・・ (2,1
)なる差動回路電圧■。を生じることは公知の事実であ
る。
Vt=Irt(Rs+Rt) ・”・・・ (2,1
)なる差動回路電圧■。を生じることは公知の事実であ
る。
但し、ここにV!は誤差差動電圧
I2□は外部故障電流(C72次換算)R3はCT2次
巻線抵抗 RLはCT2次リード抵抗の総和 である。
巻線抵抗 RLはCT2次リード抵抗の総和 である。
(ロ)内部軽(最小)故障時
この場合は、第2図に示すような電流分布の時検出電流
感度が最低となり、その値はCT2次回路で表して、 Ir m1n=n・Ia*+It =H,f、 (vn )十gz(Ve )−(2,2)
ここで、1.、=f、(vo )は072次励磁特性で
定まる関係式 1m−gz(Vn)は差動継電器87のインピーダンス
特性で定まる関係式 一般に、1.x=f、(V、)の関係式で定まる値は変
更しにくいが、インピーダンスZDのインピーダンス特
性は変更できる。通常、i1=+a+g2(Vo)の関
係式で定まる値は十分小さくできても、内部事故時に差
動継電器87を動作させるために必要な差動回路電圧v
11が100■以上の高い値では、1.、−f、(V、
)の関係式で定まるCT2次励磁励磁電流視できない値
となり、C71次側換算の内部事故検出感度に影響をお
よぼす。
感度が最低となり、その値はCT2次回路で表して、 Ir m1n=n・Ia*+It =H,f、 (vn )十gz(Ve )−(2,2)
ここで、1.、=f、(vo )は072次励磁特性で
定まる関係式 1m−gz(Vn)は差動継電器87のインピーダンス
特性で定まる関係式 一般に、1.x=f、(V、)の関係式で定まる値は変
更しにくいが、インピーダンスZDのインピーダンス特
性は変更できる。通常、i1=+a+g2(Vo)の関
係式で定まる値は十分小さくできても、内部事故時に差
動継電器87を動作させるために必要な差動回路電圧v
11が100■以上の高い値では、1.、−f、(V、
)の関係式で定まるCT2次励磁励磁電流視できない値
となり、C71次側換算の内部事故検出感度に影響をお
よぼす。
従って、この影響を避けるには、差動回路電圧VDが低
くても、差動継電器87が動作できるような条件を成立
させることが必要である。
くても、差動継電器87が動作できるような条件を成立
させることが必要である。
次に上記差動保護の基本特性を第3図について説明する
。第3図において、縦軸に差動回路電圧V、 、CT2
次励磁電圧V0.、横軸左方向に故障電流I7、横軸右
方向にCT2次励磁電流!、8をとる。
。第3図において、縦軸に差動回路電圧V、 、CT2
次励磁電圧V0.、横軸左方向に故障電流I7、横軸右
方向にCT2次励磁電流!、8をとる。
また、この方式の差動継電器87の動作特性をV、−1
,,072次励磁特性をVeXl1lIlで表し、この
特性と同じCTをn個並列に接続した場合の励磁特性を
V、、、−1゜、で表す。
,,072次励磁特性をVeXl1lIlで表し、この
特性と同じCTをn個並列に接続した場合の励磁特性を
V、、、−1゜、で表す。
このような特性設定で各故障状態における動作原理を説
明すると、下記のようになる。
明すると、下記のようになる。
(1)内部故障検出
第3図の左半分に示す差動継電器87の動作特性VII
IF中、差動回路の抵抗R□の傾きの部分を対象とする
。差動回路の抵抗Rゎ、の値は比較的低いオーダーに選
ぶ。故障電流■2が流入し、最小動作差動電圧値V、に
達すると動作する。この時の電流を■□とすると、ここ
にCTがn個接続されている状態では、この並列接続さ
れた複数個の072次に差動電圧が印加されることにな
って、検出感度は、 I y min”” I Fl + 1111111.
1= IFl+ n 111111.1 ””・・(
2,3)ここで、I @1111.1はCTn個並列並
列時lにおけるC72次励磁電流 I ax+1はC71個の時の■1におけるC72次励
磁電流 となる。
IF中、差動回路の抵抗R□の傾きの部分を対象とする
。差動回路の抵抗Rゎ、の値は比較的低いオーダーに選
ぶ。故障電流■2が流入し、最小動作差動電圧値V、に
達すると動作する。この時の電流を■□とすると、ここ
にCTがn個接続されている状態では、この並列接続さ
れた複数個の072次に差動電圧が印加されることにな
って、検出感度は、 I y min”” I Fl + 1111111.
1= IFl+ n 111111.1 ””・・(
2,3)ここで、I @1111.1はCTn個並列並
列時lにおけるC72次励磁電流 I ax+1はC71個の時の■1におけるC72次励
磁電流 となる。
ここで、最小動作差動電圧値■1を低くとっておけば、
この最小動作差動電圧値vIに対する系統1次側換算電
流I Fl+ I@X111 とも十分に小さくなっ
て、072次励磁特性による故障検出感度の低下は所定
値以下に管理できる。
この最小動作差動電圧値vIに対する系統1次側換算電
流I Fl+ I@X111 とも十分に小さくなっ
て、072次励磁特性による故障検出感度の低下は所定
値以下に管理できる。
すなわち、差動継電器87の動作特性VD−1゜の傾き
を低くすることによって、最小動作時の差動回路電圧V
D(インピーダンスzDの両端電圧)を低い値に設定で
きるようにする。同時に、C72次励磁電流が低い値で
CTを動作させるようにして高感度化し、かつ母線0に
接続される引出回線数の変動による感度の変動幅を実用
上支障ない一定値以下に抑える。
を低くすることによって、最小動作時の差動回路電圧V
D(インピーダンスzDの両端電圧)を低い値に設定で
きるようにする。同時に、C72次励磁電流が低い値で
CTを動作させるようにして高感度化し、かつ母線0に
接続される引出回線数の変動による感度の変動幅を実用
上支障ない一定値以下に抑える。
(ii )外部最大故障時の誤動作防止一般にn個の引
出回線が1つの母線0に接続されている場合、外部事故
が引出回線nに発生した時、差動回路のインピーダンス
ZDの両端に表れる差動回路電圧■。は、前記(2,1
)式で表される。
出回線が1つの母線0に接続されている場合、外部事故
が引出回線nに発生した時、差動回路のインピーダンス
ZDの両端に表れる差動回路電圧■。は、前記(2,1
)式で表される。
この誤差差動電圧V、を第3図上に■8に等しくとり、
この値v2に対して一定の余裕率をもってV、を定める
と、この値で動作するよう定めた差動電圧検出要素は最
大外部故障電流通過時にも誤動作することはない。但し
、■、なる電圧を発生させるための内部故障電流は、第
3図の点P。
この値v2に対して一定の余裕率をもってV、を定める
と、この値で動作するよう定めた差動電圧検出要素は最
大外部故障電流通過時にも誤動作することはない。但し
、■、なる電圧を発生させるための内部故障電流は、第
3図の点P。
に相当するf IFIという値になり、かつC72次励
磁電流もIexl、3〜■、っ7.3の間で変動して、
結局検出電流値I、’ (C72次換算)は、11y+
+ I−x+、 3≦!、′≦l I□+ 1−1l
、1. s・・・(2,4)すなわち: 11■□+1mx1.s ”’j![rt+nLx+、
+の範囲を変動し、最小動作電流IFIに比し、大幅に
検出感度が低下する。
磁電流もIexl、3〜■、っ7.3の間で変動して、
結局検出電流値I、’ (C72次換算)は、11y+
+ I−x+、 3≦!、′≦l I□+ 1−1l
、1. s・・・(2,4)すなわち: 11■□+1mx1.s ”’j![rt+nLx+、
+の範囲を変動し、最小動作電流IFIに比し、大幅に
検出感度が低下する。
(ui) 総合動作
上記の2つの場合で動作値は■、と11□の2種の値が
存在するが、両者の間は以下のように関係づけ、V、−
1,特性を以下で表される折線とする。
存在するが、両者の間は以下のように関係づけ、V、−
1,特性を以下で表される折線とする。
VD= RDI I F (Vn≦Vo= V
+)−−(2,5)Vo=Rotlr+(RDI R
ot)Irt(Vゎ≦V o ”” V + )・・・
・・・(2,6)述の高感度の最小動作差動電圧値■、
に等しくなる時の電流を最小動作電流IFIのに倍とす
ると、V I−Ro+ I y+ −・
・・= (2,8)すなわち、差動回路電圧■、が低
い時には、差動回路の抵抗R□なる比較的低い値をイン
ピーダンスZ9に持たせ、差動回路電圧V、が上昇した
時は差動回路の抵抗Rf12なる比較的高い値のインピ
ーダンスZDを持たせることによって、低電流域では電
流差動方式、高電流域では電圧差動方式として作用させ
るというものである。
+)−−(2,5)Vo=Rotlr+(RDI R
ot)Irt(Vゎ≦V o ”” V + )・・・
・・・(2,6)述の高感度の最小動作差動電圧値■、
に等しくなる時の電流を最小動作電流IFIのに倍とす
ると、V I−Ro+ I y+ −・
・・= (2,8)すなわち、差動回路電圧■、が低
い時には、差動回路の抵抗R□なる比較的低い値をイン
ピーダンスZ9に持たせ、差動回路電圧V、が上昇した
時は差動回路の抵抗Rf12なる比較的高い値のインピ
ーダンスZDを持たせることによって、低電流域では電
流差動方式、高電流域では電圧差動方式として作用させ
るというものである。
上記のV、−1,特性をスイッチする電圧v0の値を設
定する方法は以下の考え方による。CT相互の特性バラ
ツキで生じる誤差電圧vfが、前すなわち、kの値は差
動回路の抵抗R□を適切な値に選べば、必ず1より大き
く、かつk>lとなるように定めることも可能である。
定する方法は以下の考え方による。CT相互の特性バラ
ツキで生じる誤差電圧vfが、前すなわち、kの値は差
動回路の抵抗R□を適切な値に選べば、必ず1より大き
く、かつk>lとなるように定めることも可能である。
従って、故障電流が中程度以下である時、高感度の電流
差動要素が誤動作する以前に差動回路電圧vo検出のス
イッチが動作して、差動回路インピーダンスを高インピ
ーダンスに切換え、電圧差動要素として動作させられる
。従って、折線特性で切換え動作を行わせ、2つの差動
回路の抵抗R。
差動要素が誤動作する以前に差動回路電圧vo検出のス
イッチが動作して、差動回路インピーダンスを高インピ
ーダンスに切換え、電圧差動要素として動作させられる
。従って、折線特性で切換え動作を行わせ、2つの差動
回路の抵抗R。
の値を持たせて問題はない。
なお、このVゎ−■、特性をスイッチする電圧voの値
は前述の差動電圧検出要素の動作電圧v、Iから定まる
l■□との間の関係を考慮しつつ、となるv0′のよう
にvIとは異なる値に定めてもよい。
は前述の差動電圧検出要素の動作電圧v、Iから定まる
l■□との間の関係を考慮しつつ、となるv0′のよう
にvIとは異なる値に定めてもよい。
以下、差動継電器87の構成例を第4図について説明す
る。第4図において、20−1.20−2は差動回路2
0に接続される端子、21はこの両端に表れる電圧を適
当な大きさに変換する電圧変成器、22−1.22−2
はこの電圧変成器21の互いに逆極性に表れる2次電圧
を受け、適当な大きさおよび時間幅の電圧を生成し、次
段の半導体電力スイッチをオンオフさせるための点弧回
路、23−1.23−2は上記点弧回路22−1.22
−2の出力により点弧し、互いに逆極性の電圧波を開閉
して両端を短絡または開放状態とする半導体電力スイッ
チである。24は半導体電力スイッチ23−1.23−
2で開放または短絡される抵抗、25−1.25−2は
抵抗24と直列に接続された抵抗、26は1次巻線が抵
抗24゜25−1.25−2と直列に接続された変成器
、27は前述の抵抗25−2の両端に表れた電圧を変成
する電圧変成器で、その2次巻線に接続した点弧回路2
B−1,28−2により半導体電力スイッチ29−1.
29−2を開閉制御する。30は上述の変成器21の4
次巻線に接続された電圧検出要素で、端子20−1.2
0−2の両端に表れる電圧の大きさに応動する。31は
変成器26により変成された電圧を検出し、変成器26
の1次電流が端子20−1.20−2の両端電圧で換算
して適切な値になった時に動作して、信号「l」(接点
閉)を発する電圧検出要素である。32は変成器26よ
り変成された電圧を前記電圧検出要素30および31よ
り端子20−1.20−2の両端電圧で換算して高い値
で検出し、信号「1」(接点閉)を発する電圧検出要素
である。33は前記の変成器27により変成された電圧
の大きさを検出し、端子20−1.20−2から見た0
72次電流が所定値以上の時に作動し、外部で適切な出
力回路を形成するための電圧(電流)検出要素である。
る。第4図において、20−1.20−2は差動回路2
0に接続される端子、21はこの両端に表れる電圧を適
当な大きさに変換する電圧変成器、22−1.22−2
はこの電圧変成器21の互いに逆極性に表れる2次電圧
を受け、適当な大きさおよび時間幅の電圧を生成し、次
段の半導体電力スイッチをオンオフさせるための点弧回
路、23−1.23−2は上記点弧回路22−1.22
−2の出力により点弧し、互いに逆極性の電圧波を開閉
して両端を短絡または開放状態とする半導体電力スイッ
チである。24は半導体電力スイッチ23−1.23−
2で開放または短絡される抵抗、25−1.25−2は
抵抗24と直列に接続された抵抗、26は1次巻線が抵
抗24゜25−1.25−2と直列に接続された変成器
、27は前述の抵抗25−2の両端に表れた電圧を変成
する電圧変成器で、その2次巻線に接続した点弧回路2
B−1,28−2により半導体電力スイッチ29−1.
29−2を開閉制御する。30は上述の変成器21の4
次巻線に接続された電圧検出要素で、端子20−1.2
0−2の両端に表れる電圧の大きさに応動する。31は
変成器26により変成された電圧を検出し、変成器26
の1次電流が端子20−1.20−2の両端電圧で換算
して適切な値になった時に動作して、信号「l」(接点
閉)を発する電圧検出要素である。32は変成器26よ
り変成された電圧を前記電圧検出要素30および31よ
り端子20−1.20−2の両端電圧で換算して高い値
で検出し、信号「1」(接点閉)を発する電圧検出要素
である。33は前記の変成器27により変成された電圧
の大きさを検出し、端子20−1.20−2から見た0
72次電流が所定値以上の時に作動し、外部で適切な出
力回路を形成するための電圧(電流)検出要素である。
なお、上記変成器21、点弧回路21−1.22−2、
半導体電力スイッチ23−1.23−2は差動回路のイ
ンピーダンスを切換える第1切換え回路41を形成する
。また、上記変成器27、点弧回路28−1.28−2
、半導体電力スイッチ29−1.29−2は差動回路の
インピーダンスを切換える第2切換え回路42を形成す
る。
半導体電力スイッチ23−1.23−2は差動回路のイ
ンピーダンスを切換える第1切換え回路41を形成する
。また、上記変成器27、点弧回路28−1.28−2
、半導体電力スイッチ29−1.29−2は差動回路の
インピーダンスを切換える第2切換え回路42を形成す
る。
上記各検出要素30,31,32.3′3により得られ
るオンオフ出力「1」、「0」信号は、第5図に示した
判別論理回路51によりしゃ断器引外しのインターロッ
クを形成する。
るオンオフ出力「1」、「0」信号は、第5図に示した
判別論理回路51によりしゃ断器引外しのインターロッ
クを形成する。
第5図において、52はしゃ断器引外しのためのロック
アウトリレーであり、52 aはロックアウトリレー
52の接点、30−a、30−b。
アウトリレーであり、52 aはロックアウトリレー
52の接点、30−a、30−b。
31−a、32−a、33−aは前記第4図に示す各検
出要素の出力を表す。
出要素の出力を表す。
次に第4図に示された実施例の回路動作を説明する。
(a) 内部軽故障の場合
例えば、電源側と1つの引出回線nの線路を介して母線
0が接続されている場合、この引出回線nのCTlnか
ら差動回路20へ向かって電流が流れるが、この時、差
動回路20の両端に表れる電圧(差動電圧)は低いので
、半導体電力スイッチ23−1.23−2は開閉動作を
行わず閉状態のままであり、抵抗24は短絡されている
。
0が接続されている場合、この引出回線nのCTlnか
ら差動回路20へ向かって電流が流れるが、この時、差
動回路20の両端に表れる電圧(差動電圧)は低いので
、半導体電力スイッチ23−1.23−2は開閉動作を
行わず閉状態のままであり、抵抗24は短絡されている
。
従って、端子20−1.20−2の両端からは低い値の
抵抗25−1.25−2と、変成器26の1次巻線が接
続されただけの低インピーダンス回路として動作する。
抵抗25−1.25−2と、変成器26の1次巻線が接
続されただけの低インピーダンス回路として動作する。
この場合の差動継電器87の動作は、低インピーダンス
電流差動リレーとしての動作となる。
電流差動リレーとしての動作となる。
なお、差動回路の電圧検出要素30は不動作(30−b
接点閉)で、電圧検出要素31の動作をロックすること
はない。
接点閉)で、電圧検出要素31の動作をロックすること
はない。
(b) 内部巾故障の場合
この場合は前述0CT1nからだけ事故点へ向かって故
障電流が供給されるのではなく、電源をもつ幾つかの引
出回線から内部事故点へ向かって電流が流れ込むので、
差動回路の両端電圧、すなわち端子20−1.20−2
の両端電圧は以前より上昇する。その結果、半導体電力
スイッチ23−1.23−2は点弧して動作し、今まで
閉状態であったアノードカソード間が開放となる。従っ
て、端子20−1.20−2は抵抗24.25−1.2
5−2および変成器26の!次巻線が直列接続されるこ
ととなり、回路は高インピーダンスを呈する。この時、
変成器26の1次巻線に流れる電流を検出してより低感
度の電圧検出要素32が動作すれば、内部中程度故障を
検出したことになる。
障電流が供給されるのではなく、電源をもつ幾つかの引
出回線から内部事故点へ向かって電流が流れ込むので、
差動回路の両端電圧、すなわち端子20−1.20−2
の両端電圧は以前より上昇する。その結果、半導体電力
スイッチ23−1.23−2は点弧して動作し、今まで
閉状態であったアノードカソード間が開放となる。従っ
て、端子20−1.20−2は抵抗24.25−1.2
5−2および変成器26の!次巻線が直列接続されるこ
ととなり、回路は高インピーダンスを呈する。この時、
変成器26の1次巻線に流れる電流を検出してより低感
度の電圧検出要素32が動作すれば、内部中程度故障を
検出したことになる。
この場合、差動継電器87は電圧検出要素32の動作に
より、電圧差動継電装置として動作したことになる。ま
た、上記半導体電力スイッチ23−1,2の動作に対応
し、電圧検出要素30も動作してインターロック動作を
行う(30−a接点閉、30−b接点間)。
より、電圧差動継電装置として動作したことになる。ま
た、上記半導体電力スイッチ23−1,2の動作に対応
し、電圧検出要素30も動作してインターロック動作を
行う(30−a接点閉、30−b接点間)。
(C) 内部重故障の場合
前記重故障の場合と同様、CT1n以外の複数の端子か
ら故障点へ向かって故障電流が供給される。従って、端
子20−1.20−2間には十分な電流が流れ、抵抗2
4.25−1.25−2、変成器26の1次巻線の回路
のインピーダンスによって、差動回路の両端子、すなわ
ち端子2〇−1,20−2の間に差動電圧を発生し、変
圧器21の両端電圧も十分高いので、半導体電力スイッ
チ23−1.2は作動して、閉状態から開状態に切換え
られ、抵抗24の短絡は解かれるから、上記抵抗24.
25−1.25−2、変成器26の1次巻線による差動
電圧は十分高くなる。
ら故障点へ向かって故障電流が供給される。従って、端
子20−1.20−2間には十分な電流が流れ、抵抗2
4.25−1.25−2、変成器26の1次巻線の回路
のインピーダンスによって、差動回路の両端子、すなわ
ち端子2〇−1,20−2の間に差動電圧を発生し、変
圧器21の両端電圧も十分高いので、半導体電力スイッ
チ23−1.2は作動して、閉状態から開状態に切換え
られ、抵抗24の短絡は解かれるから、上記抵抗24.
25−1.25−2、変成器26の1次巻線による差動
電圧は十分高くなる。
この差動電圧の一部を変成器27により変成し、これを
介して点弧回路28−1.28−2を付勢し、半導体電
力スイッチ29−1.29−2を点弧する。その結果、
半導体電力スイッチ29−1゜29−2は動作して短絡
状態となり、抵抗24゜25−1は全て短絡される。こ
の結果、差動回路20のインピーダンスz6は十分低い
値になり、電圧の大きさも適当な値にまで低下する。
介して点弧回路28−1.28−2を付勢し、半導体電
力スイッチ29−1.29−2を点弧する。その結果、
半導体電力スイッチ29−1゜29−2は動作して短絡
状態となり、抵抗24゜25−1は全て短絡される。こ
の結果、差動回路20のインピーダンスz6は十分低い
値になり、電圧の大きさも適当な値にまで低下する。
また、電圧検出要素33が適切な大きさの過電圧を検出
するように設定しであるので、重故障状態を検出して、
しゃ断器引外し回路を形成するための外部絶縁出力を発
する。
するように設定しであるので、重故障状態を検出して、
しゃ断器引外し回路を形成するための外部絶縁出力を発
する。
この電圧検出要素33の整定値は以下のように定めであ
る。外部最大故障時(故障電流1 py +wax)、
誤差差動電流IDEは、 となり、誤動作しない。
る。外部最大故障時(故障電流1 py +wax)、
誤差差動電流IDEは、 となり、誤動作しない。
また、内部重故障時(故障電流1y、 1lax)に生
じる差動電流によってC72次(差動)回路に発生する
差動電圧v9は、 Va =R++In = RB I Fl ygax となり、CT2次回路絶縁耐圧値VIII4に対し十分
低い値であるよう、下式を満足する適切な値V。
じる差動電流によってC72次(差動)回路に発生する
差動電圧v9は、 Va =R++In = RB I Fl ygax となり、CT2次回路絶縁耐圧値VIII4に対し十分
低い値であるよう、下式を満足する適切な値V。
に整定する。
従って、電圧検出要素33は適切な動作を示す。
(司 外部軽故障の場合
外部故障時には差動接続された各引出回線1〜nのCT
II〜inを通過する電流の代数和は0であるから、差
動回路の両端子20−1.20−2には電流は流れず、
各検出要素31,32.33は十分な動作入力を得られ
ない、しかし、実際にはCTの製作上、生じる誤差など
により、一般には誤差を積算した形での差動電流、すな
わち代数和電流を生じる。この通過電流の大きさに比例
して増大するが、軽故障時にはその値は小さいので、適
切な感度に設定した電圧検出要素31を動作させるには
至らない。
II〜inを通過する電流の代数和は0であるから、差
動回路の両端子20−1.20−2には電流は流れず、
各検出要素31,32.33は十分な動作入力を得られ
ない、しかし、実際にはCTの製作上、生じる誤差など
により、一般には誤差を積算した形での差動電流、すな
わち代数和電流を生じる。この通過電流の大きさに比例
して増大するが、軽故障時にはその値は小さいので、適
切な感度に設定した電圧検出要素31を動作させるには
至らない。
この外部故障電流通過時の誤動作の限界電流値と内部事
故検出電流との比にの値は、差動回路のインピーダンス
ZllとCT2次巻線抵抗R,、cT2次リードワイヤ
ー抵抗とで左右されるが、軽故障で第1切換え回路41
が不動作の場合には、電圧検出要素31が動作しないよ
うに選んであり、誤動作はない。
故検出電流との比にの値は、差動回路のインピーダンス
ZllとCT2次巻線抵抗R,、cT2次リードワイヤ
ー抵抗とで左右されるが、軽故障で第1切換え回路41
が不動作の場合には、電圧検出要素31が動作しないよ
うに選んであり、誤動作はない。
(e) 外部重故障の場合
外部事故電流が通過する場合、その値が大きくなると前
述の電圧検出要素31は誤動作する可能性がある。
述の電圧検出要素31は誤動作する可能性がある。
事故電流の大きさが上記の値に達するより低い水準の差
動電流によって動作するように、第1切換え回路41の
動作値を選んでおくと、事故電流の水準が電圧検出要素
31の誤動作に達しない低い水準の電流が通過した時に
切換え動作を行い、差動回路は抵抗24.25−1.2
5−2、変成器26の1次巻線が直列接続された高イン
ピーダンス回路となる。
動電流によって動作するように、第1切換え回路41の
動作値を選んでおくと、事故電流の水準が電圧検出要素
31の誤動作に達しない低い水準の電流が通過した時に
切換え動作を行い、差動回路は抵抗24.25−1.2
5−2、変成器26の1次巻線が直列接続された高イン
ピーダンス回路となる。
差動回路のインピーダンスが高インピーダンスとなれば
、差動回路は電圧を一定値以上与えないと、動作に十分
な差動電流が得られず、誤動作には至らない。
、差動回路は電圧を一定値以上与えないと、動作に十分
な差動電流が得られず、誤動作には至らない。
最大の外部故障電流が通過した時の差動回路発生電圧で
は誤動作しないように、電圧検出要素32の設定値を定
めておけば、外部重故障時、最大電流が通過しても、電
圧検出要素32は誤動作せず、全体として誤しゃ断に至
らない。
は誤動作しないように、電圧検出要素32の設定値を定
めておけば、外部重故障時、最大電流が通過しても、電
圧検出要素32は誤動作せず、全体として誤しゃ断に至
らない。
このとき、内部重故障検出用の電流(電圧)検出要素3
3は、母vAOに接続された1つの引出回線の外部事故
時故障電流により生じる誤差差動電流IDEによっては
、誤動作しないよう、かつ、CTの安全限界を考えて、
十分高い電流値に整定しであることは、前述の内部重事
故時の動作の項で述べた通りである。従って、電流(電
圧)検出要素33は誤動作しない。
3は、母vAOに接続された1つの引出回線の外部事故
時故障電流により生じる誤差差動電流IDEによっては
、誤動作しないよう、かつ、CTの安全限界を考えて、
十分高い電流値に整定しであることは、前述の内部重事
故時の動作の項で述べた通りである。従って、電流(電
圧)検出要素33は誤動作しない。
なお、以上の実施例はこの発明の1例であり、他にも種
々の構成が考えられ、それらはこの発明の技術的思想を
妨げない範囲でこの発明の請求範囲に含まれることはい
うまでもない。
々の構成が考えられ、それらはこの発明の技術的思想を
妨げない範囲でこの発明の請求範囲に含まれることはい
うまでもない。
以上のように、この発明によれば、高インピーダンス差
動方式と低インピーダンス差動方式がそれぞれ有する短
所を解消し、長所を発揮できるように構成したので、弱
い電源でも確実に故障検出できるように感度が向上し、
実系統に適用して大きな効果が得られる。
動方式と低インピーダンス差動方式がそれぞれ有する短
所を解消し、長所を発揮できるように構成したので、弱
い電源でも確実に故障検出できるように感度が向上し、
実系統に適用して大きな効果が得られる。
第1図は外部事故時におけるこの発明の原理説明図、第
2図は内部事故時におけるこの発明の原理説明図、第3
図はこの発明の詳細な説明図、第4図はこの発明による
差動保護継電装置を示すブロック図、第5図はインター
ロック回路図、第6図はこの発明装置を適用すべき電力
系統接続図である。 0は母線、l〜nは引出回線、11〜1nは変流器、2
0は差動回路、41は第1切換え回路、42は第2切換
え回路、30,31.33は電圧検出要素、32は高調
波検出要素、51はインターロック回路。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第1図 特許出願人 三菱電機株式会社 (外2名) 第 図 補正の内容 +11 別紙の通り特許請求の範囲を補正する。 手 続 補 正 書 (自 発) 2、発明の名称 差動保護継電装置 3、補正をする者 (3)図面第2図を別紙のとおり補正する。 7 。 添付書類の目録 補正後の特許請求の範囲を記載した書面通 (2)補正後の図面第2図を記載した書面通 以 上 補正後の特許請求の範囲 母線に接続された複数の引出回線と、前記各9出回線に
設けた変流器と、前記各変流器の2次巻線をそれぞれ並
列に接続した差動回路と、前記差動回路の端子電圧に基
づいて該差動回路のインピーダンスを切換える第1切換
え回路と、前記差動回路のインピーダンスの端子電圧に
基づいて該インピーダンスを切換える第2切換え回路と
、前記差動回路の端子電圧および前記インピーダンスの
端子電圧を検出する複数の電圧検出要素と、前記各電圧
検出要素により される 占の “理Uによって形
成したしゃ断器引外しインターロック回路とを備えた差
動保護継電装置。
2図は内部事故時におけるこの発明の原理説明図、第3
図はこの発明の詳細な説明図、第4図はこの発明による
差動保護継電装置を示すブロック図、第5図はインター
ロック回路図、第6図はこの発明装置を適用すべき電力
系統接続図である。 0は母線、l〜nは引出回線、11〜1nは変流器、2
0は差動回路、41は第1切換え回路、42は第2切換
え回路、30,31.33は電圧検出要素、32は高調
波検出要素、51はインターロック回路。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第1図 特許出願人 三菱電機株式会社 (外2名) 第 図 補正の内容 +11 別紙の通り特許請求の範囲を補正する。 手 続 補 正 書 (自 発) 2、発明の名称 差動保護継電装置 3、補正をする者 (3)図面第2図を別紙のとおり補正する。 7 。 添付書類の目録 補正後の特許請求の範囲を記載した書面通 (2)補正後の図面第2図を記載した書面通 以 上 補正後の特許請求の範囲 母線に接続された複数の引出回線と、前記各9出回線に
設けた変流器と、前記各変流器の2次巻線をそれぞれ並
列に接続した差動回路と、前記差動回路の端子電圧に基
づいて該差動回路のインピーダンスを切換える第1切換
え回路と、前記差動回路のインピーダンスの端子電圧に
基づいて該インピーダンスを切換える第2切換え回路と
、前記差動回路の端子電圧および前記インピーダンスの
端子電圧を検出する複数の電圧検出要素と、前記各電圧
検出要素により される 占の “理Uによって形
成したしゃ断器引外しインターロック回路とを備えた差
動保護継電装置。
Claims (1)
- 母線に接続された複数の引出回線と、前記各引出回線に
設けた変流器と、前記各変流器の2次巻線をそれぞれ並
列に接続した差動回路と、前記差動回路の端子電圧に基
づいて該差動回路のインピーダンスを切換える第1切換
え回路と、前記差動回路のインピーダンスの端子電圧に
基づいて該インピーダンスを切換える第2切換え回路と
、前記差動回路の端子電圧および前記インピーダンスの
端子電圧を検出する複数の電圧検出要素と、前記各電圧
検出要素によって形成したしゃ断器引外しインターロッ
ク回路とを備えた差動保護継電装置
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1007714A JPH07114532B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 差動保護継電装置 |
US07/438,109 US4991052A (en) | 1989-01-18 | 1989-11-20 | Differential protective relay apparatus |
AU44790/89A AU616577B2 (en) | 1989-01-18 | 1989-11-20 | Differential protective relay apparatus |
EP89121641A EP0378786B1 (en) | 1989-01-18 | 1989-11-23 | Differential protective relay apparatus |
DE68918573T DE68918573T2 (de) | 1989-01-18 | 1989-11-23 | Differentialschutzrelais. |
IN3BO1991 IN172453B (ja) | 1989-01-18 | 1991-01-07 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1007714A JPH07114532B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 差動保護継電装置 |
IN3BO1991 IN172453B (ja) | 1989-01-18 | 1991-01-07 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02193523A true JPH02193523A (ja) | 1990-07-31 |
JPH07114532B2 JPH07114532B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=26324129
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1007714A Expired - Lifetime JPH07114532B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 差動保護継電装置 |
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EP (1) | EP0378786B1 (ja) |
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DE (1) | DE68918573T2 (ja) |
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US20030223167A1 (en) * | 2000-12-22 | 2003-12-04 | Udren Eric A. | Distributed bus differential relay system |
CN103605787B (zh) * | 2013-12-03 | 2017-01-25 | 国家电网公司 | 继电保护评价分析方法及系统 |
CN114113821B (zh) * | 2021-09-30 | 2024-02-27 | 华能太仓发电有限责任公司 | 一种母线差动保护装置进线电流互感器接线鉴别方法 |
CN115291009B (zh) * | 2022-07-25 | 2024-07-19 | 国能南京电力试验研究有限公司 | 电力系统运行中电流互感器二次绕组组别判断的试验方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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