JPH0247168B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電力系統を保護する母線保護継電
装置に関する。

従来、この種の装置として第１図に示すものが
あつた。図中、１は母線、２〜６は母線１に接続
されている回線、２ａ〜６ａは回線２〜６に設け
られている変流器、７〜１１は変流器２ａ〜６ａ
の出力を導入し、電圧変換により信号７ａ〜１１
ａを得る変換回路、１２は信号７ａ〜１１ａを入
力し、回線２〜６の電流の総和に対応した和をと
る差動回路、１３は信号８ａ〜１１ａを入力し、
過電流を検出する検出回路、１４は差動回路１２
の信号１２ａを導入してこれが母線１の故障に対
応された設定値以上となつたときに信号１４ａを
出力する検出回路、１５は検出回路１３の信号１
３ａを反転論理入力に導入し、検出回路１４の信
号１４ａと論理積をとり、動作出力となる信号１
５ａを発生するアンド・ゲートである。

次に動作について説明する。

(イ) 母線１及び回線２〜６が正常な場合。回線２
〜６の電流に比例した値を有する変換回路７〜
１１の信号７ａ〜１１ａを総和した値は実質的
に零となるので、差動回路１２の信号１２ａの
値も零となる。従つて、検出回路１４は信号１
４ａを出力せず、アンド・ゲート１５も信号１
５ａを出力しない。

(ロ) 母線１に図示の故障F_A（内部故障）が発生し
た場合。回線２及び母線１を介して電流I_Aが流
れるので、差動回路１２の信号１２ａは、零と
ならず、検出回路１４の設定値を超えたものと
なる。これにより、検出回路１４は信号１４ａ
を出力し、検出回路１３は信号１３ａを出力し
ていないので、アンド・ゲート１５が開き、信
号１５ａが出力される。

(ハ) 回線５に図示の故障F_B（外部故障）が発生し
た場合、回線２、母線１及び回線５を介して電
流I_Bが流れるが、変流器２ａ，５ａの出力は互
に逆極性になるので、差動回路１２は信号１２
ａを出力せず、アンド・ゲート１５も信号１５
ａを出力しないのが普通である。

しかし、比較的小規模の母線１においては、負
荷側の変流器３ａ〜６ａとして、過電流定数が低
いものを用いることが多い。このため、外部故障
F_Bのときは変流器３ａ〜６ａが飽和し、差動回
路１２の信号１２ａのレベルが大きくなる。

そこで、回線３〜６から流出する電流が予め設
定した設定値以上となるのを検出する検出回路１
３を設け、これより出力される信号１３ａにより
装置から、即ちアンド・ゲート１５から信号１５
ａを出力しないようにしている。

第２図は２つの母線１及び１６が遮断器１７に
より連結された電力系統を示す。母線１６には回
線１８〜２０が接続され、それぞれに変流器１８
ａ〜２０ａが設けられている。更に、遮断器１７
を中心にして母線１及び１６にそれぞれ変流器１
ａ及び１６ａが設けられている。変流器１８ａ〜
２０ａの出力により、図示していないが第１図に
示す母線保護継電装置と同じような構成のものが
母線１６にも設けられ、その保護を行つている。

第２図のような電力系統において、遮断器１７
が開放のときは、母線１及び１６の各母線保護継
電装置がそれぞれ独立的に機能する。また、遮断
器１７が閉状態にあるときは、遮断器１７の両端
の変流器１ａ，１６ａの出力をそれぞれの母線保
護継電装置が差動回路に取り込んでおればそれぞ
れ独立に機能する。

ところが一般に小規模母線においては、変流器
１ａ，１６ａが省略される場合がある。このよう
な場合に遮断器１７が閉状態にあるときは回線１
９に図示の故障F_C（母線１６の外部故障）が発生
すると、回線２，母線１，遮断器１７，母線１６
及び回線１９を介して電流I_Cが流れる。

母線１側から見ると、故障F_Cは、第１図で説
明した(ロ)と同じ結果になる（内部故障と見なす）。
また、母線２から見ると、変流器１９ａの電流が
流出なので、前述の理由により装置から信号を出
力しない（外部故障と見なす）。

一方、母線１６に故障F_D（内部故障）が発生し
たときは、母線１から見ると、回線２，母線１及
び１６を介して電流I_Dが流れるが、故障F_Cの電流
I_Cも同じになり、従つて結果も同じとなる。ま
た、母線１６から見ると、電流I_Dが流れ込むが、
回線１８〜２０に流れ込むことはないので、母線
保護継電装置は、これを検出できず、信号を出力
しない（即ち、故障を検出できない）。

このように、複数の母線が接続されている場合
は、各母線にそれぞれ対応して設けられている各
母線保護継電装置が互に隣接する母線に発生した
故障に対し、適正に応答できない欠点があつた。

このような欠点を除去するために、第３図に示
すような母線保護継電装置がある。第３図に示す
母線保護継電装置は、第４図に示すような電力系
統を保護するように構成されたものである。

第４図において、母線１６は遮断器２０′を介
して第３の母線２１に接続されている。なお、以
下の説明において、母線１，１６及び２１の母線
保護継電装置を装置Ａ，Ｂ，Ｃとし、それぞれ第
４図に点線で示す領域を保護対象として動作する
ものとし、装置Ｂに注目して説明する。

第３図において、変流器１８ａ，１９ａ，２０
ａの出力は、差動回路２２に入力されて合成さ
れ、信号ΣI_Bとなる。同じようにして隣接する装
置Ａ，Ｃからも信号ΣI_Bに対応する信号ΣI_A，ΣI_C
が入力される。信号ΣI_Aは、遮断器１７が閉状態
のとき閉となるスイツチ２３を介して差動回路２
４に入力される。信号ΣI_Cもスイツチ２３と同じ
ように遮断器２０′が閉状態のとき閉となるスイ
ツチ２５を介して差動回路２４に入力される。

差動回路２４は、信号ΣI_A，ΣI_B，ΣI_Cを加算し
て信号ΣI_B′を発生し、判定回路２６にこれを供給
する。判定回路２６は、信号ΣI_B′から母線１６を
保護するための判定をし、信号２６ａを動作出力
として発生する。

信号ΣI_A及びΣI_Bは差動回路２７に入力され、こ
れは信号ΣI_B″を発生し、装置Ｃへ供給している。
信号ΣI_B及びΣI_Cは差動回路２８に入力され、これ
を信号ΣI_Bを発生し、装置Ａへ供給している。

このような構成において、遮断器１７及び２
０′が遮断されている場合は、スイツチ２３，２
５が開となり、装置Ａ，Ｂ及びＣはそれぞれ独立
して機能する。また、遮断器１７及び２０′のい
ずれか一方又は両方が閉状態のときは、それぞれ
差動回路２４に関連する信号ΣI_A，ΣI_B，ΣI_Cが入
力されて信号ΣI_B′が形成されるので、判定回路２
６は、母線１６を誤りなく保護するる信号２６ａ
を発生し、外部に出力する。

しかし、このような構成の母線保護継電装置に
おいても、負荷端の変流器が外部故障による過大
電流により飽和し、誤差電流が大きくなると、差
動回路の出力が大きな値を示すものとなり、誤動
作に至る欠点があつた。

この発明は、上記のような従来のものの欠点を
除去するためになされたもので、隣接する他の母
線側で検出した過電流の信号も判定条件に含める
ことにより、判定を正確なものとすることができ
る母線保護継電装置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５図はこの発明の母線保護継電装置のブロ
ツク図である。第５図において、第１図と同一部
分又は相当部分については同一符号を用いて示
し、第４図で説明した装置Ｂのものとして以下説
明する。

２９，３０は図示なしの装置Ａ及びＣにおいて
検出された過電流の信号２９ａ，３０ａを導入
し、遮断器１６，２０′に連動して開又は閉状態
にされるスイツチ、３１はスイツチ２９及び３０
の出力と、装置Ｂにおいて検出された過電流の信
号３２ａとの論理和をとるオア・ゲートであり、
これより出力される信号３１ａはアンド・ゲート
１５の反転論理和入力に供給される。３２は各端
のうちのどれかが過電流であることを検出する第
１の検出回路（過電流検出回路）であり、第６図
に示すような構成を有する。

第６図において、３３，３４，３５は変流器１
８ａ〜２０ａの出力を導入し、過電流に対応した
所定の設定値以上で信号３３ａ，３４ａ，３５ａ
を出力する検出回路、３６は信号３３ａ，３４ａ
及び３５ａの論理和をとり、信号３２ａを出力す
るオア・ゲートである。

次に動作について説明する。

(イ) 遮断器１７，２０′が開放の場合。この場合
は装置Ａ，Ｂ，Ｃが独立して機能するので、第
１図の説明から明らかである。

(ロ) 遮断器１７が閉路、遮断器２０′が開放の場
合。この場合は、装置Ａの信号２９ａがスイツ
チ２９を介してオア・ゲート３１に供給される
が、装置Ｃの信号３０ａはスイツチ３０が開放
なので、オア・ゲート３１には供給されない、
第２図に示すように、回線１６に故障F_Cが発
生すると、変流器１９ａに電流I_Cが流れ、検出
回路１４の信号１４ａが出力される。同時に、
検出回路３４も信号３４ａを出力するので、オ
ア・ゲート３６及び３１も出力をする。従つ
て、アンド・ゲート１５は、信号３１ａにより
禁止され、信号１５ａを出力しない。

なお、装置Ａにおいては、装置Ｂと同じよう
な状態となり、信号を出力しない。また、装置
Ｃは遮断器２０′が開放なので独立して機能し
ている。

(ハ) 遮断器１７及び２０′が閉成の場合。この場
合は、スイツチ２９及び３０が閉成されてお
り、装置Ａ，Ｃの信号２９ａ，３０ａがオア・
ゲート３１に供給される。従つて、信号３２
ａ，２９ａ又は３０ａが発生すると、オア・ゲ
ート３１より信号３１ａが出力され、アンド・
ゲート１５は禁止され、信号１５ａを出力しな
い。

なお、検出回路３３，３４，３５の検出レベ
ルは負荷電流のレベル以上に設定されており、
変流器１８ａ，１９ａ，２０ａはこのような負
荷電流の領域では通常飽和しない。従つて、こ
のような変流器１８ａ，１９ａ，２０ａにおけ
る検出誤差による影響は、除去される。オア・
ゲート３６の入力には、流入端（電源端）の変
流器の出力条件を含めていない。これは、内部
故障時に誤ロツクさせる原因を除外するためで
ある。

上記実施例では、母線の連結が３本の場合を説
明したが、３本以上であつてもよく上記実施例か
ら容易に構成できる。

以上のようにこの発明によれば、各装置が隣接
する母線の他装置からその過電流を示す信号を受
け取り、これを動作出力を発生するための判断の
論理条件に含めたので、母線同志を接続する遮断
器の両側に変流器が設置されていない場合でも、
各母線に接続された変流器の誤差に影響されるこ
となく、故障の判定を正確なものとし、電力系統
の保護の精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の母線保護継電装置のブロツク
図、第２図は母線の接続図、第３図は従来の母線
保護継電装置のブロツク図、第４図は母線の接続
図、第５図はこの発明の一実施例による母線保護
継電装置のブロツク図、第６図は第５図に示した
過電流検出部のブロツク図である。 １，１６，２１…母線、２ａ〜６ａ，１８ａ〜
２０ａ…変流器、１２，２２，２７，２４，２８
…差動回路、１３，１４，３３，３４，３５…検
出回路、１５…アンド・ゲート、２３，２５，２
９，３０…スイツチ、３１，３６…オア・ゲー
ト。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を
示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 自己の保護領域の母線に他の保護領域の母線
   を接続する遮断器と、前記自己の保護領域の母線
   に接続された複数回線に流れる電流の総和を検出
   する差動回路と、前記差動回路の出力に基づいて
   故障検出信号を出力する故障検出回路と、前記自
   己の保護領域の母線に接続された複数回線に流れ
   る過電流を検出する過電流検出回路と、前記遮断
   器の入切に連動して開閉するスイツチと、前記過
   電流検出回路で検出された過電流と前記スイツチ
   を介して供給される他の保護領域の母線に接続さ
   れた複数回線に流れる過電流との論理和を得る第
   １のゲート回路と、前記故障検出回路の出力信号
   と反転入力端子に供給される前記第１のゲート回
   路の出力信号との論理積を得る第２のゲートとを
   備えた母線保護継電装置。