JPH023374B2

JPH023374B2 -

Info

Publication number: JPH023374B2
Application number: JP57035392A
Authority: JP
Inventors: Masaji Usui
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-03-05
Filing date: 1982-03-05
Publication date: 1990-01-23
Also published as: JPS58154319A

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
る電力系統の機器を保護対象に含む保護継電器に
関する。

従来、この種の保護継電器は、変圧器等の系統
に接続した際に流れる励磁突入電流と、応動すべ
き対象の故障電流とを区別するために、入力信号
に含まれる第２高調波成分を検出し、これが基本
波成分に対し、一定比率以上のものであつたとき
は当該の入力信号は励磁突入電流のものであると
判定し、ロツク信号を発生させて応動しないよう
にしていた。

第１図は、このような論理条件をもつ従来の保
護継電器の回路図である。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抑制入力（信号）、２はそ
の電流から検出されたいわゆる差動入力（信号）、
３は抑制入力１及び差動入力２を入力し、差動入
力２が両者間の比を所定値以上にする大きさとな
つたときに信号ｂを出力する比率差動要素、４は
差動入力２が系統の重故障に対応させた所定レベ
ル以上の大入力レベルとなるのを検出したときは
信号ｃを出力する検出要素、５は差動入力２に含
まれる基本波成分I_Dと、第２高調波成分I_F2とを
夫々フイルタを通して導入し、（I_F2＋V_b）／I_D＞
Ｋ（但し、V_bはバイアス電圧、Ｋは定数）の条件
を満足したときに信号ａを出力するように設定さ
れている検出要素、６は差動入力２に含まれる基
本波成分I_Dと、第２高調波成分I_F2とを夫々フイル
タを通して導入し、（I_F2−V_b）／I_D＞Ｋの条件を
満足したときに信号ｅを出力するように設定され
ている検出要素、７は信号ｅを入力し、動作に遅
延のある遅延回路、８は遅延回路の出力を入力
し、復帰に遅延のある遅延回路、９は比率差動検
出要素３の信号ｂと検出要素５の信号ａの反転論
理との論理積をとるアンド・ゲート、１０は検出
要素４の信号ｃとアンド・ゲート９の論理和をと
り、継電器を動作させる信号ｄを出力するオア・
ゲートであり、このオア・ゲート１０とアンド・
ゲート９で第１の論理回路を形成する。１１は信
号ｃの反転論理と遅延回路８の信号とのアンドを
とり、電力系統に関係する別の継電器をロツクさ
せるロツク信号ｆを出力する第２の論理回路とし
てのアンド・ゲートである。

第１図の保護継電器は、電力系統の変圧器等を
保護するものであり、重故障時には検出要素４が
差動入力２により応動して保護継電器を動作さ
せ、又、比率差動要素３により、抑制入力１と差
動入力２とで故障を判定し、保護継電器を動作さ
せる。しかし、比率差動要素３は、変圧器を電力
系統に接続したときに生じる励磁突入電流によつ
ても応動し、誤出力を発生してしまう。そこで、
この種保護継電器には、励磁突入電流を生じたと
きに発生し、故障時にはほとんど発生しない第２
高調波成分を検出要素５に導入し、上記の条件が
満足されたときには、励磁突入電流の発生時とし
て比率差動要素の信号をロツクするものとしてい
る。

また、検出要素６から出力される信号ｅは、変
圧器中性点についている過電流リレー、後備保護
用過電流リレー等の他のリレーのロツクのために
使用するので、常時（差動電流なし）信号ｅをＨ
とすると、上記他のリレーを不要にロツクするこ
とになるので、常時Ｌとする必要があり、このた
め、検出要素５とは異なつた条件で励磁突入電流
の発生を判定している。

さて、第５図は、第１図の保護継電器２０が系
統に接続された状態を示す回路図である。第５図
において、２１は保護対象の変圧器、２２は高圧
側電源、２３は低圧側電源、２４は高圧側遮断
器、２５は低圧側遮断器、２６，２７は高圧側及
び低圧側の変流器であり、それぞれ、高圧系統及
び低圧系統の電流を変成して保護継電器２０に供
給する。保護継電器２０は変流器２６，２７の電
流により、保護範囲内の故障を検出すると、遮断
器２４，２５をトリツプし、高圧側及び低圧側系
統から故障を切り離す。

ところで、今、変圧器２１に内部故障が生じた
とすると、保護継電器２０が動作し、遮断器２
４，２５をトリツプする信号を発生するが、この
信号により、高圧側の遮断器２４のみがトリツプ
し、低圧側の遮断器２５がトリツプしなかつた場
合を考える。なお、このようなケースは、遮断器
２５及び保護継電器２０間のトリツプ回路の故障
等により、発生し得る。この場合には、別途設け
られている過電流リレー等により遮断器２５をト
リツプする必要がある。なお、過電流リレーは保
護継電器２０の動作より遅く動作するように設定
されている。

第２図は、上記故障が生じたときの第１図各部
の波形を示す。

第２図において、２は差動入力であり、時刻t₀
で故障が発生し、保護継電器２０が動作するが低
圧側遮断器２５がトリツプせず、高圧側遮断器２
４のみが時刻t_fでトリツプした状態が示されてい
る。I_Dは差動入力の基本波成分、I_F2は第２高調波
成分を示すが、実際には系統の第２高調波成分は
わずかである。しかし検出要素５，６で検出する
第２高調波成分は、フイルタを通して検出するた
め、図示のように差動入力２の急変時t₀，t_f後に
第２高調波成分として、フイルタから出力され
る。

即ち、t₀時点で差動入力２が生じると、比率差
動要素３が動作し、信号ｂを発生する。しかし、
それより早く検出要素５が基本波成分I_D及び第２
高調波成分I_F2により、（I_F2＋V_b）／I_D＞Ｋの条件
成立で信号ａを発生するため、アンド・ゲート９
から信号は発生しない。もつとも、検出要素５
は、入力が零の状態でも信号ａを発生するように
バイアスV_bが与えられている。しかし、信号ａ
はI_F2が変圧器の励磁突入電流によるものでない
ため、I_F2とI_Dの関係が上記の条件を満足しなくな
つた時点で消滅する。そして、t_f後に発生する第
２高調波成分I_F2によつても同様に信号ａが発生
する。また、検出要素４は基本波成分I_Dによつて
動作し、信号ｃを発生するが、t_fで高圧側遮断器
２４がトリツプし、I_Dが小さくなると消滅する。
この結果、保護継電器２０は信号ｄで示すトリツ
プ信号を発生する。

さて、第２図に示す故障が生じた場合、t_f後の
早い時期に別途設けている過電流リレーで低圧側
遮断器２５をトリツプする必要がある。しかし、
過電流リレーも変圧器の励磁突入電流により、誤
動作をしないように、信号ｆで動作にロツクをか
けている。即ち、検出要素６により、差動入力２
の基本波成分I_Dと第２高調波成分I_F2とにより、
（I_F2−V_b）／I_D＞Ｋの条件を満すとき信号ｅを発
生する。この信号ｅはt₀の直後ではI_Dが増大して
行くので、短時間で消滅するが、t_fの直後ではI_D
が減小して行くので、長時間経継する。また、信
号ｅはアンドゲート１２により信号ｃでロツクを
かけているが、信号ｃが消滅しているため、信号
ｆを発生する。従つて、過電流リレーの動作に対
してロツクがかかり、低圧側遮断器２５を速かに
トリツプできない。

このようなロツク信号ｆの誤出力を防ぐには、
遅延回路７の遅延時間を増大させることにより抑
制可能ではあるが、同時に継電器としての動作時
間を遅くするので、保護継電器の機能目的を達成
できなくなるという問題点があつた。

この発明は上記のような従来のものの問題点を
除去するためになされたもので、継電器をロツク
する条件が成立しても所定時限以下のときはロツ
ク信号を出力させないようにすることにより、差
動入力の減少時もロツク信号は誤出力をなくすこ
とができる保護継電器を提供することを目的とす
る。

以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第３図において、第１図と同一符号は同一部
分を示し、１２は検出要素４の信号ｃの反転論理
と検出要素６の信号ｅとのアンドをとるアンド・
ゲートで、その出力は遅延回路７及び８を介し
て、継電器をロツクするロツク信号ｇとなる。

次に動作について説明する。第４図は前記第２
図と同じ状態における第３図に示す回路の各部の
信号波形図を示す。信号ｃ及びｅについての動作
は、第１図の回路と同一であり、既に説明したと
おりである。図示のように、検出要素４から信号
ｃが出力されている間は、アンド・ゲート１２は
禁止され、信号ｇが出力されることはない。信号
ｃが“０”になると、アンド・ゲート１２の禁止
が解かれ、検出要素６の信号ｅはアンド・ゲート
１２を通つて遅延回路７に入力される。しかし、
アンド・ゲート１２の出力におけるパルス幅は、
信号ｅより狭められているので、遅延回路７はパ
ルスを出力せず、従つて信号ｇは出力されない。

なお、遅延回路７は、アンド・ゲート１２に従
属接続されているので、その遅延時間を第１図の
ものより短く設定しても安定な動作を保つことが
でき、上記実施例と同様な効果を奏する。

以上のように、この発明によれば、ロツク条件
が成立しても、保護継電器の検出要素の信号によ
り成立を無効にし、かつ検出要素の信号がなくな
つてもこの状態が所定時限継続したときにのみロ
ツク信号を出力するように構成したので、ロツク
信号が誤出力されて他のリレーをロツクするよう
な事態を回避することができ、信頼性の高い動作
が得られ、応動時間も速いものが得られる効果が
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
はこの発明の一実施例による保護継電器の回路
図、第４図は第３図に示す保護継電器の動作の波
形図、第５図は保護継電器が電力系統に接続され
た状態を示す回路図である。３……比率差動要素、４，５，６……検出要
素、７，８……遅延回路、９，１１，１２……ア
ンド・ゲート。なお、図中、同一符号は同一部分
を示す。

Claims

【特許請求の範囲】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が該電流から検出された抑制
入力より所定以上の比率の値となつたときに信号
を出力する比率差動要素と、前記差動入力が前記
電力系統の重故障に対応させた所定値以上となつ
たときに信号を出力する第１検出要素と、前記差
動入力に含まれる基本波成分I_Dと第２高調波成分
I_F2とにより、（I_F2＋V_b）／I_D＞Ｋ但し、V_bはバイアス電圧、Ｋは定数、を満足したとき信号を出力する第２の検出要素
と、前記差動入力に含まれる基本波成分I_Dと第２
高調波成分I_F2とにより、（I_F2−V_b）／I_D＞Ｋを満足したとき信号を出力する第３の検出要素
と、前記比率差動検出要素の信号が出力され、か
つ前記第２検出要素の信号が出力されないとき及
び前記第１検出要素の信号が出力されたときに信
号を出力する第１め論理回路と、前記第１検出要
素から信号が出力されず、かつ上記第３検出要素
の信号が出力される状態が所定時限継続したとき
にロツク信号を出力する第２の論理回路とを備え
た保護継電器。