JPH023372B2 - - Google Patents

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JPH023372B2
JPH023372B2 JP57035383A JP3538382A JPH023372B2 JP H023372 B2 JPH023372 B2 JP H023372B2 JP 57035383 A JP57035383 A JP 57035383A JP 3538382 A JP3538382 A JP 3538382A JP H023372 B2 JPH023372 B2 JP H023372B2
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JP
Japan
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signal
circuit
fundamental wave
bias
outputs
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、変圧器等、投入時に大電流が流れ
る電圧系統の機器を保護対象に含む保護継電器に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a protective relay that protects equipment in a voltage system such as a transformer through which a large current flows when turned on.

従来、この種の継電器として第1図に示すもの
があつた。第1図において、1は電力系統におけ
る保護対象の機器に関する電流から検出されたい
わゆる差動入力(信号)、2はその電流から検出
されたいわゆる抑制入力(信号)、3は差動入力
1からフイルタを通して基本波成分If1のみを導
出する導出回路、4は差動入力1からフイルタを
通して第2高調波成分If2のみを導出する導出回
路、5は抑制入力2に対し、基本波成分If1が所
定の比率以上で大となつたときに信号5aを出力
する検出回路、6は導出回路3及び4から基本波
成分If1及び第2高調波成分If2を入力し、また所
定値のバイアスVbを入力し、If2+Vd>kIf1即ち
If2+Vb/If1>kのとき(ただし、kは定数)に、 信号aを出力する検出回路、7は比率検出回路5
の信号5aと信号aの反転論理との論理積をと
り、継電器を動作させる信号7aを出力する。論
理回路である。即ち第1図継電器は、比率差動継
電器を構成する。
Conventionally, there has been a relay of this type as shown in FIG. In Figure 1, 1 is the so-called differential input (signal) detected from the current related to the equipment to be protected in the power system, 2 is the so-called suppression input (signal) detected from the current, and 3 is from the differential input 1. A derivation circuit that derives only the fundamental wave component If 1 through a filter, 4 a derivation circuit that derives only the second harmonic component If 2 from the differential input 1 through the filter, and 5 a derivation circuit that derives only the fundamental wave component If 1 from the differential input 1 through the filter. 6 is a detection circuit that outputs a signal 5a when the ratio becomes larger than a predetermined ratio, and 6 inputs the fundamental wave component If 1 and the second harmonic component If 2 from the derivation circuits 3 and 4, and also has a bias of a predetermined value. Input Vb, If 2 + Vd>kIf 1 , i.e.
If 2 +Vb/If 1 > k (k is a constant), the detection circuit outputs the signal a, 7 is the ratio detection circuit 5
The logical product of the signal 5a and the inverted logic of the signal a is taken, and a signal 7a for operating the relay is output. It is a logic circuit. That is, the relay in FIG. 1 constitutes a ratio differential relay.

第2図は、第1図に示す回路の動作を説明する
波形図である。今、変圧器を電力系統に投入した
とすると、時刻t0から励磁突入電流が発生し、基
本波成分If1及び第2高調波成分If2が立上り、差
動入力1が発生する。導出回路4の尖鋭度Qは導
出回路3の尖鋭度Qより大きくされているので、
高調波成分If2の立上りは、基本波成分If1の立上
りより遅くなつている。ここで、Vb=0,K=
1とするとIf2>If1となる時刻t1で検出回路6は
信号aを出力する。これに対し、Vb<0即ち
Vb-とすると、時刻t2でlf2+Vb->If1となり、信
号a′を出力する。また、Vb>0即ちVb+とする
と、時刻t0でIf2+Vb+>If1となり、信号a″を出力
する。ここで信号aは継電器の動作信号7aをロ
ツクする信号である。
FIG. 2 is a waveform diagram illustrating the operation of the circuit shown in FIG. 1. Now, if a transformer is connected to the power system, an excitation inrush current is generated from time t 0 , a fundamental wave component If 1 and a second harmonic component If 2 rise, and a differential input 1 is generated. Since the sharpness Q of the derivation circuit 4 is made larger than the sharpness Q of the derivation circuit 3,
The rise of the harmonic component If 2 is slower than the rise of the fundamental wave component If 1 . Here, Vb=0, K=
1, the detection circuit 6 outputs the signal a at time t 1 when If 2 > If 1 . On the other hand, Vb<0, i.e.
If Vb - , then lf 2 +Vb - > If 1 at time t 2 , and signal a' is output. Further, if Vb>0, that is, Vb + , then If 2 +Vb + >If 1 at time t 0 and a signal a'' is output. Here, the signal a is a signal that locks the relay operating signal 7a.

即ち、比率検出回路5は、変圧器の電力系統へ
の投入により励磁突入電流が発生すると、導出回
路3の基本波成分If1と抑制入力2とを入力し、
信号5aを発生するが、事故によるものでないた
め、信号5aにより継電器を動作させると、誤動
作になる。そこで、励磁突入電流の発生時に生
じ、事故時にはほとんど生じない第2高調波成分
If2を導入し、励磁突入電流発生時と判断された
ときには、検出回路6から信号aを発生し、信号
5aに対してインヒビツトをかけるようにしてい
る。
That is, when a magnetizing inrush current is generated due to the input of the transformer into the power system, the ratio detection circuit 5 inputs the fundamental wave component If 1 and the suppression input 2 of the derivation circuit 3,
Although the signal 5a is generated, it is not caused by an accident, so if the relay is operated by the signal 5a, it will malfunction. Therefore, the second harmonic component that occurs when a magnetizing inrush current occurs, but rarely occurs during an accident.
If 2 is introduced and it is determined that an excitation inrush current is generated, the detection circuit 6 generates a signal a and inhibits the signal 5a.

従つて、比率検出回路5の信号5aよりも、検
出回路6の信号の方が早い時点で発生しておく必
要があるので、第3図からも明らかなように、バ
イアスVbはVb+に設定されるのが一般的である。
Therefore, the signal from the detection circuit 6 needs to be generated earlier than the signal 5a from the ratio detection circuit 5, so as is clear from FIG. 3, the bias Vb is set to Vb + . It is common that

ところで、前記If2+Vb->kIf1の式はIf2/If1
+Vb-/If1>kとなり、If1が大きくなるとkに
漸近することになる。同様にIf2+Vb+>kIf1も同
様にIf1が大きくなるとkに漸近することになり、
この関係を示したものが、If1の大きさとIf2/If1
との関係をバイアスVbをパラメータとして示し
た第3図である。
By the way, the formula for If 2 +Vb - >kIf 1 is If 2 /If 1
+Vb - /If 1 >k, and as If 1 becomes larger, it approaches k. Similarly, If 2 +Vb + >kIf 1 also approaches k as If 1 increases,
This relationship is shown by the magnitude of If 1 and If 2 /If 1
FIG. 3 shows the relationship between the bias Vb and the bias Vb as a parameter.

また、第4図は、励磁突入電流Iを差動入力1
及び抑制入力2として用いた場合の通電角θと
If2/If1との関係を示すグラフであり、励磁突入
電流Iの大きさとIf2/If1の関係を暗に示してい
る。即ち、θの増減により励磁突入電流の基本波
成分も増減するから、第4図のθをIf1と見るこ
とができる。
In addition, FIG. 4 shows the excitation inrush current I at the differential input 1.
and energization angle θ when used as suppression input 2.
It is a graph showing the relationship between If 2 /If 1 and implicitly shows the relationship between the magnitude of magnetizing inrush current I and If 2 /If 1 . That is, since the fundamental wave component of the excitation inrush current also increases or decreases as θ increases or decreases, θ in FIG. 4 can be regarded as If 1 .

励磁突入電流Iは一般に変圧器の磁束の飽和に
よつて発生するため、第5図に示すように正波或
いは負波に片寄つた波形となつている。この波形
は正弦波+直流の波形の正波側或いは負波側のみ
をとつた波形となることは、例えば電気学会発
行、保護継電工学、第62頁、第63頁に記載されて
いるように一般に公知である。
Since the excitation inrush current I is generally generated by the saturation of the magnetic flux of the transformer, it has a waveform biased toward a positive wave or a negative wave, as shown in FIG. This waveform is a waveform that takes only the positive or negative side of the sine wave + DC waveform, as described in, for example, Protective Relay Engineering, published by the Institute of Electrical Engineers of Japan, pages 62 and 63. Generally known.

そこで、従来の保護継電器は、励磁突入電流I
の最大時のIf2/If1(このとき、If2/If1は最小値)
の特性(第4図の一部)よりも検出回路6の出力
信号aの特性が下になるように設定している。
Therefore, in conventional protective relays, the magnetizing inrush current I
If 2 / If 1 at the maximum of (At this time, If 2 / If 1 is the minimum value)
The characteristics of the output signal a of the detection circuit 6 are set to be lower than the characteristics of the output signal a (part of FIG. 4).

ところが、近年変圧器の鉄心の変化により、励
磁突入電流のIf1が増大傾向にあり、従つて、最
少If2/If1は減少傾向にある。この対策としては、
上記出力電流aの特性を下げざるを得ない。しか
し、出力電流aの特性を下げることは事故時にも
第2高調波が生じ得るものであるから、事故時に
誤ロツクが生じやすくなり、保護継電器の動作信
頼度を下げることになる。
However, due to changes in the iron core of transformers in recent years, the magnetizing inrush current If 1 has tended to increase, and therefore the minimum If 2 /If 1 has tended to decrease. As a countermeasure for this,
The characteristics of the output current a have to be lowered. However, lowering the characteristics of the output current a means that second harmonics may be generated even in the event of an accident, making it more likely that erroneous locking will occur in the event of an accident, lowering the operational reliability of the protective relay.

この発明は、バイアスVbがVb-の検出器がIf1
の増大に応じてIf2/If1が減少する特性を示して
いること、及び励磁突入電流の基本波成分が、励
磁突入電流の発生とともに徐々に増大していくこ
とに着目し、バイアスVbがVb+の検出器とVb-
の検出器とを組合せ、励磁突入電流発生時は、動
作の早いVb+の検出器で比率検出回路の信号にイ
ンヒビツトをかけ、励磁突入電流発生後で基本波
成分が大きくなつて来ると、Vb+の検出器でイン
ヒビツトがかけられなくなる以前にVb-の検出器
でインヒビツトをかけるようにし、もつて、信頼
性の高い応動が得られる保護継電器を提供するこ
とを目的とする。
In this invention, if the bias Vb is Vb - , the detector is
Focusing on the fact that If 2 /If 1 shows the characteristic of decreasing as Vb + detector and Vb-
When the excitation inrush current is generated, the ratio detection circuit signal is inhibited by the fast-acting Vb + detector, and when the fundamental wave component becomes large after the excitation inrush current is generated, the Vb It is an object of the present invention to provide a protective relay in which inhibition is applied by a Vb - detector before inhibition can no longer be applied by a + detector, and a highly reliable response can be obtained.

以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第6図において、第1図と同一符号は同一部
分を示し、8は基本波成分If1、第2高調波成分
If2及びバイアスVb-(ただし、Vb-<0.Vb+>0)
を入力し、If2+Vb->kIf1即ちIf2+Vb-/If1>kの ときに信号bを出力する検出回路、9は検出回路
5の信号5a、信号aの反転論理及び信号bの反
転論理の論理積をとり、保護対象を保護するため
の動作信号9aを出力するアンド・ゲートであ
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In Fig. 6, the same symbols as in Fig. 1 indicate the same parts, and 8 indicates the fundamental wave component If 1 and the second harmonic component.
If 2 and bias Vb - (however, Vb - <0.Vb + >0)
If 2 +Vb - >kIf 1 , that is, If 2 +Vb - /If 1 >k, the detection circuit outputs the signal b. 9 is the signal 5a of the detection circuit 5, the inverted logic of the signal a, and the inverted logic of the signal b. This is an AND gate that performs a logical product of inverted logic and outputs an operation signal 9a for protecting a protection target.

次に動作について説明する。ここで、第2図に
示すような基本波成分If1及び第2高調波成分If2
が導出回路3及び4から出力されたものとする。
検出回路6は第1図で説明したように、If2
Vb+>kIf1の条件が満足されたときに信号aを出
力する。
Next, the operation will be explained. Here, the fundamental wave component If 1 and the second harmonic component If 2 as shown in FIG.
are output from the derivation circuits 3 and 4.
As explained in FIG. 1, the detection circuit 6 detects If 2 +
Signal a is output when the condition of Vb + >kIf 1 is satisfied.

また、検出回路8は、If2+Vb->kIf1の条件が
満足されたときに、信号bを出力する。アンド・
ゲード9は、検出回路5から信号5aが出力され
ても、信号a又は(論理和)bが出力されると、
禁止されてしまい、開とならない。
Further, the detection circuit 8 outputs the signal b when the condition of If 2 +Vb - >kIf 1 is satisfied. and·
Even if the gate 9 outputs the signal 5a from the detection circuit 5, if the signal a or (logical sum) b is output,
It is prohibited and cannot be opened.

第7図は第6図に示す回路における検出回路6
と同8の出力信号aと同bが、If1の大きさと
If2/If1との関係によつて変化する状態を示した
グラフである。
FIG. 7 shows the detection circuit 6 in the circuit shown in FIG.
The output signals a and b of 8 are the magnitude of If 1 .
It is a graph showing a state that changes depending on the relationship with If 2 /If 1 .

図示から明らかなように、出力信号aのグラフ
と交差した後の出力信号bのグラフは、前記第4
図に示すグラフと似た傾向を示している。
As is clear from the illustration, the graph of the output signal b after crossing the graph of the output signal a is
This shows a similar trend to the graph shown in the figure.

即ち、出力信号bは、If1の増大にともなつて、
If2/If1が減小する特性であり、If1の大きな変圧
器に対してもインヒビツトをかけることができ
る。又、励磁突入電流発生時には、出力信号aで
比率検出回路5の信号5aよりも早く、インヒビ
ツトをかけることができる。
That is, as If 1 increases, the output signal b becomes
It has a characteristic that If 2 /If 1 decreases, and it is possible to inhibit even a transformer with a large If 1 . Further, when an excitation inrush current is generated, the output signal a can be inhibited earlier than the signal 5a of the ratio detection circuit 5.

なお、上記実施例では、バイアスの極性を全入
力の和が零以上で検出出力を発生する場合を説明
したが、バイアスの印加方法は、その極性も含
め、上記実施例に限定されない。
In the above embodiments, a case has been described in which a detection output is generated when the sum of all inputs is equal to or greater than zero, but the bias application method, including its polarity, is not limited to the above embodiments.

以上のように、この発明によれば、バイアス
VbがVb+とVb-の2つの検出回路の出力の論理
和により、変圧器の励磁突入電流発生時に保護動
作をする継電器の動作信号の出力を禁止するよう
にしたので、誤動作をしない、信頼性の高い保護
動作が得られる効果がある。
As described above, according to the present invention, the bias
By using the logical sum of the outputs of two detection circuits where Vb is Vb + and Vb - , the output of the operating signal of the relay, which performs a protective operation when a transformer excitation inrush current occurs, is prohibited, so there is no malfunction and reliability. This has the effect of providing a highly protective action.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の保護継電器の回路図、第2図は
第1図に示す保護継電器の動作の波形図、第3図
及び第4図は第1図に示す保護継電器の特性を示
すグラフ、第5図は励磁突入電流の波形図、第6
図はこの発明の一実施例による保護継電器の回路
図、第7図は第6図に示す保護継電器の特性を示
すグラフである。 3,4……導出回路、5,6,8……検出回
路、7,9……アンド・ゲート。なお、図中、同
一符号は同一部分を示す。
FIG. 1 is a circuit diagram of a conventional protective relay, FIG. 2 is a waveform diagram of the operation of the protective relay shown in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are graphs showing the characteristics of the protective relay shown in FIG. 1. Figure 5 is a waveform diagram of magnetizing inrush current, Figure 6
The figure is a circuit diagram of a protective relay according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a graph showing the characteristics of the protective relay shown in FIG. 6. 3, 4... Derivation circuit, 5, 6, 8... Detection circuit, 7, 9... AND gate. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 電力系統における保護対象に関する電流から
検出された差動入力を導入し、この差動入力から
基本波成分を導出する第1の導出回路と、上記差
動入力から第2高調波成分を導出する第2の導出
回路と、上記第1の導出回路より導出された上記
基本波成分が上記電流から検出された抑制入力よ
り所定の比率でもつて大となつたときに信号を出
力する第1の検出回路と、上記第2の導出回路か
ら導出された上記第2高調波成分と所定値の第1
のバイアスとの和が上記基本波成分と所定定数値
との積より大となつたときに信号を出力する第2
の検出回路と、上記第2の導出回路から導出され
た上記第2高調波成分と上記第1のバイアスと逆
極性値の第2のバイアスとの和が上記基本波成分
と所定定数値との積より大となつたときに信号を
出力する第3の検出回路と、上記第1の検出回路
の信号が出力され、かつ上記第2及び第3の検出
回路の信号が出力されていないときに上記保護対
象を保護するための信号を出力する論理回路とを
備えた保護継電器。
1. A first derivation circuit that introduces a differential input detected from a current related to a protection target in a power system and derives a fundamental wave component from this differential input, and a first derivation circuit that derives a second harmonic component from the differential input. a second derivation circuit; and a first detection device that outputs a signal when the fundamental wave component derived from the first derivation circuit becomes larger than the suppression input detected from the current by a predetermined ratio. circuit, the second harmonic component derived from the second derivation circuit, and a first harmonic component of a predetermined value.
A second circuit that outputs a signal when the sum of the bias and the bias becomes larger than the product of the fundamental wave component and a predetermined constant value.
The sum of the second harmonic component derived from the detection circuit and the second derivation circuit and the second bias having the opposite polarity to the first bias is the sum of the fundamental wave component and the predetermined constant value. a third detection circuit that outputs a signal when the product is greater than the product; A protective relay comprising a logic circuit that outputs a signal to protect the above-mentioned object to be protected.
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