JPH03173312A - 地絡距離継電器 - 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） 本発明は、継電器方向要素演算の電圧量に相電圧を用い
、地絡事故発生点が継電器動作領域の内部または外部で
あるかの判定を行なって動作する地絡距離継電器におい
て、特に継電器設置点背後の短絡事故に対する誤動作を
防いで地絡事故に対する良好な動作特性を実現した地絡
距離継電器に関する。

（従来の技術） 地絡距離継電器の動作は、地絡事故が発生した際に、電
力系統より得た相電圧量、相電流量に零相成分補償を施
した相電圧量ｖｐ、相電流斌ｉｐから、（１）式で与え
られる地絡事故発生点までの系統の相インピーダンスｚ
ｐを得、この２ｐが予め与えられている継電器動作条件
を満たしているが否かで決まるものである。

ｐ 上記（１）式において、Ｚｐ＋　ＶＰ＋　　ＩＰは何れ
も複素ベクトルであり、２ρにかかるインピーダンス平
面を示す第３図において、方向要素りは例えば（２）式
で与えられる。なお、第３図におけるハツチング部分は
継電器の動作領域である。

Ｘｐ＞Ｒｐ　ｔａｎ（−φ）　・・・・・・・・・・・
・（２）この（２）式において、Ｒｐはインピーダンス
ｚｐの実数部、ＸＰは同じく虚数部を示している。

しかるに、方向要素の演算に事故相の相電圧量を採用す
ると１例えば継電器設置点背後の至近端における短絡事
故において、地絡距離継電器がこれを前方の事故と誤断
定する恐れがある。

例えば、第４図に示すように、電源２１．２２を有する
電力系統であって第１及び第２の地絡距離継電器２３Ａ
、　２３Ｂが設置されており、図中りが第１の継電器２
３Ａによる保護区間であるとし、電力系統の三相のうち
二相（これらをｂ相、Ｃ相とする）に第４図の地点Ｆ１
で継電器２３Ａの背後至近端短絡事故が発生したとする
。なお、第４図の地点Ｆ２は継電器２３Ａの前方至近端
事故の発生地点である。

このときのｂ相及びＣ相の各電圧量、電流量のベクトル
の関係を第５図に示し、また、地絡距離継電器２３Ａの
見るｂ相及びＣ相のインピーダンスｚｐ（之す、之Ｃ）
の例を第６図に示す、なお、第５図において、Ｑｂ＝Ｑ
ｃ、ｔｂ＝−ｉｏである。

この例では、第６図から明らかなようにＣ相のインピー
ダンス之ｃが継電器動作範囲に入ってしまい、背後至近
端短絡事故であるにも関わらず継電器２３Ａが誤動作し
てしまうことがわかる。

従来においては、上述した第４図の地点Ｆ□の如き背後
至近端短絡事故による地絡距離継電器２３Ａの誤動作を
防ぐために、各相の継電器の方向要素演算において、該
島相の相電圧量を用いずに他の二相の線間電圧（ａ相継
電器ではす、ｃ相線間電圧）を用いた次の（３）式を採
用してインピーダンス乏Ｐを求めている。

ａ ここで、／９０＠は、ベクトルの位相を９０°だけ進め
ることを意味する。

上記（３）式により求めたインピーダンス２ｐを（２）
式に用いることで、継電器保護区間（第４図におけるＬ
）内の地絡事故に対して確実に動作し、背後短絡事故に
対しては誤動作することのない地絡距離継電器が一応実
現することとなる。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、（３）式の原理に即した地絡距離継電
器が考案されている一方で、近年の電力系統の大規模化
・複雑化に伴い、系統に事故が生じた時に事故相の電圧
量、電流量に含有される高調波の周波数低次化並びに基
本波に対する重畳率増大化という問題が生じており、こ
の問題を解決するために微分方程式に立脚した距離継電
方式が提案されている。この方式においては、事故相の
相電圧量、相電流量の使用を前提としているため、前記
（３）式のように事故相以外の電圧量を使用することは
できない。

よって、微分方程式に立脚した距離継電方式を地絡距離
継電器に適用する場合、また他の継電方式を適用する場
合にしても、事故相の相電圧量を用いる場合には、背後
至近端短絡事故時の継電器誤動作の問題が残ったままと
なっていた。

本発明は上記問題点を解決するために提案されたもので
、その目的とするところは、保護演算に事故相の相電圧
量や相電流量を用いる地絡距離継電器において、継電器
の背後至近端短絡事故が発生した場合の誤動作を防止す
るようにしだ地絡距離継電器を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 地絡距離継電器の機能は、一部の例外を除けば継電器保
護区間内の地絡事故を検出してトリップ指令等を出力す
ることにあり、この地絡事故の発生に伴って零相成分の
電圧量、電流量が発生することが知られている。

本発明はこの点に着目してなされたもので、零相成分が
発生しないときには地絡事故でないものと見做して地絡
距離継電器の動作をロックすることとした。

ここで、上記零相成分は電圧量または電流量の二量の何
れかから検出することができる。しかるに、零相電流量
を採用する場合には、電力系統が抵抗接地の場合に零相
電流の発生址が小さく、また、電力系統が直接接地系の
場合には変圧器の励磁突入電流発生時に大きな零相電流
が発生して継１！誤動作に至る場合がある等の幾つかの
欠点を有している、従って１本発明では、これらの欠点
のない零相電圧量（守。）から零相成分を検出すること
とし、地絡距離継電器の動作判定に零相電圧量発生の有
無の判定を付加することとした。

すなわち本発明は、電力系統の各相電圧量、電流量及び
零相成分から保護区間内の事故点までの各相インピーダ
ンスを算出し、このインピーダンスに基づき前記保護区
間内の地絡事故を検出して地絡事故検出出力を発生する
継電器本体を備えた地絡距離ｍ電器において、前記保護
区間における零相電圧量の発生を検出する零相電圧量検
出手段を備え、この零相電圧量検出手段により前記零相
電圧量の発生が検出された場合にのみ前記地絡事故検出
出力を生じさせるものである。

（作用） 本発明においては、地絡距離継電器に零相電圧量発生の
有無による継電器ロック機能を付加することで、継電器
保護区間内の地絡事故に対して確実な継電器動作特性を
得ることができる３更に。

短絡事故の場合には零相電圧量が発生しないため。

地絡距離継電器の動作がロックされる。従って、継電器
設置点背後の至近端短絡事故発生時における地絡距離継
電器の誤動作を確実に防止することができる。

（実施例） 以下１図に沿って本発明の一実施例を説明する。

まず、第１図はこの実施例の機能ブロック図であり、同
図において、１′は従来の地絡比１？ａ　ｍ　＋ｆａ器
本体であり、この継電器本体１′は、電力系統がら入力
される各相の電圧９人及び電流１人並びに零相電圧量つ
。及び零相電流量１０がら零相成分補償を施した相電圧
量！ｐ及び相電流ｆｔ　ｉ　ｐを生成する相電圧量／摺
電流量生成手段ＩＡと、前述した（１）式に基づいて地
絡事故発生点までの系統の相インピーダンスｚｐを算出
し、この相インピーダンスンｐが予め与えられている継
電器動作範囲内にあるか否かによって地絡事故発生の有
無を判定する動作条件判定手段ＩＢとから構成されてい
る。

なお、相電圧量／摺電流量生成手段ＩＡへの入力として
の零相電圧量９゜及び零相電流量１０は、ソフトウェア
により合成してもよい。

一方、零相電圧量９゜は零相電圧量検出手段ＩＣに入力
されており、この零相電圧量検出手段ＩＣでは、零相電
圧量９゜の絶対値Ｉψ。１が所定の検出レベルによりも
大きいか否か、すなわち１９．１〉Ｋの判定を行なう。

ここで、検出レベルには、系Ｍ健全時の電圧不平衡分に
て検出せず。かつ。

アーク抵抗による事故点残留電圧を原因とする地絡事故
時の零相電圧量９゜の減少によってもぐ。を検出でき、
二線地絡事故時における９゜も確実に検出できるという
ように、本発明を実施する場合に必要に応じて適宜決定
される。

そして、前記動作条件判定手段ＩＢから出力される地絡
事故検出出力Ｓ工と零相電圧量検出手段ＩＣから出力さ
れる零相電圧量発生判定出力Ｓよとが論理積手段ＩＤに
入力され、この論理積手段ＩＤから本発明による地絡距
離継電器の出力Ｓ。

が得られるものである。

この実施例の地絡距離継電器によれば、継電器が事故点
の前方または背後に設置されているかに関わらず、短絡
事故及び三線地絡事故の場合に継電器が動作することは
ない０例えば、地絡距離継電器の背後至近端における短
絡事故に対しては前述の如く零相電圧量９゜が発生しな
いため、零相電圧量検出手段１ｃがらの零相電圧量発生
判定出力Ｓ□が生じない。従って、仮りに第６図のＣ相
インピーダンス２ｃのようにある相で誤って地絡事故検
出出力Ｓ１が発生したとしても、論理積手段ＩＤを介し
て地絡距離継電器の出力Ｓ、を生じることがないから、
地絡距離継電器が誤動作する恐れがないものである。

なお、短絡事故等の場合には、地絡距離継電器と併設さ
れた短絡距離継電器（図示せず）によって短絡事故を検
出すればよい。

次に、第２図は上記実施例にががる地絡距離継電器をデ
ィジタル形保護継電器１０によって実現した場合のもの
であり、第１図の機能ブロックは第２図におけるディジ
タル演算部ｌによって実現されている。すなわち第２図
において、２は′電力系統の電圧９人及び電流１人並び
に零相電圧ｈ１つ。及び零相ｔ８流量ｉ。が入力される
計器用変圧器（ＰＴ）や変流器（ＣＴ）からなる入力変
成器部、３は人力変成器部２から出力されたアナログ電
圧・電流量Ｓｏ□に含まれる高調波等を除去し、かつこ
れらのアナログ量をディジタル電圧・電流量Ｓ。２に変
換するためのアナログフィルタ及びＡ／Ｄ変換部。

１は第１図に示した機能を実現して出力Ｓ、を生じるマ
イクロコンピュータ等のディジタル演算部、４はディジ
タル演算部１の出力Ｓ、に基づいて遮断器のトリップ指
令等を出力する継電器動作判定接点出力部である。

このような構成により、地絡距離継電器の保護区間内の
地絡事故に対しては零相電圧量を検出して確実に保護動
作を行ない、また、継電器の背後至近端短絡事故に対し
ては零相電圧量を検出することなく誤出力を生じない地
絡距離継電器を実現することができる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、事故相の相電圧量、相電
流量及び零相成分に基づいて保護演算を行なう地絡距離
継電器において、零相電圧量発生の有無を地絡事故の判
定に付加したため、継電器設置点の背後至近端短絡事故
に対する誤動作を確実に防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図はこの実施例の地絡距離継電器の機能ブロック図、
第２図はこの実施例をディジタル形保護継電器に適用し
た場合の概略構成図、第３図ないし第６図は従来技術を
説明するためのもので、第３図は前記（２）式で示され
る方向要素を含む地絡距離継電器の動作範囲の一例を示
す説明図、第４図は電力系統に設置された地絡距離継電
器の至近端事故点の例を示す説明図、第５図は第４図の
継電器背後至近端におけるｂ相、Ｃ相短絡事故時に継電
器のみる各相の電圧、電流ベクトルの関係を示す説明図
、第６図は第５図の電圧、電流ベクトル関係においてｂ
相、Ｃ相の地絡距離継電器が算出した相インピーダンス
ｚｂ、ｚｃを示す説明図である。 １電・・地絡距離継電器本体 ＩＡ・・・相電圧量／摺電流量生成手段ＩＢ・・・動作
条件判定手段 ＩＣ・零相電圧量検出手段 ＩＤ・・・論理積手段 １・・ディジタル演算部 ２・入力変成器部 ３・・・アナログフィルタ及びＡ／Ｄ変換部４・・・継
電器動作判定接点出力部 １０・・・ディジタル形保護継電器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電力系統の各相電圧量、電流量及び零相成分から保護区
   間内の事故点までの各相インピーダンスを算出し、この
   インピーダンスに基づき前記保護区間内の地絡事故を検
   出して地絡事故検出出力を発生する継電器本体を備えた
   地絡距離継電器において、 前記保護区間における零相電圧量の発生を検出する零相
   電圧量検出手段を備え、この零相電圧量検出手段により
   前記零相電圧量の発生が検出された場合にのみ前記地絡
   事故検出出力を生じさせることを特徴とする地絡距離継
   電器。