JPH0332286B2 - - Google Patents
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- JPH0332286B2 JPH0332286B2 JP3805184A JP3805184A JPH0332286B2 JP H0332286 B2 JPH0332286 B2 JP H0332286B2 JP 3805184 A JP3805184 A JP 3805184A JP 3805184 A JP3805184 A JP 3805184A JP H0332286 B2 JPH0332286 B2 JP H0332286B2
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- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 9
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
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- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は電力系統の脱調を検出し、系統分離
する保護継電方式において、脱調の電気的中心点
がリレー設置点と一致した場合に感度が低下する
ことを防ぐ保護継電方式に関するものである。
する保護継電方式において、脱調の電気的中心点
がリレー設置点と一致した場合に感度が低下する
ことを防ぐ保護継電方式に関するものである。
従来この種保護継電方式におけるPQの推移軌
跡（以下、PQローカスと云う）を用いて脱調判
定する方式は存在せず、脱調の検出時点を大巾に
早めるPQローカス判定方式においては特に必要
となる方式である。
跡（以下、PQローカスと云う）を用いて脱調判
定する方式は存在せず、脱調の検出時点を大巾に
早めるPQローカス判定方式においては特に必要
となる方式である。
従来のPQローカスを第１図，第２図を用いて
説明する。第１図に示すように、電気的中心点の
電圧ベクトルはVcであるが、リレーの設置され
る点の計測電圧が丁度電気的中心点であつたり、
系統の変化により、電気的中心点を越えてビビリ
範囲内で電圧ベクトルV1cと電圧ベクトルV2cの
間を往復しつつ、系統自体の開き角度θ＝＜VA，
VBが大きくなつてゆくとき、この点の電圧と、
電流を用いて背後の電圧を求めると、求めた背後
の電圧と電流から計算される有効電力Ｐと無効電
力Ｑの軌跡は、第２図に示す如くなる。すなわ
ち、第１，２象限内の第１円1Aの一部分を移動
したり、第３，４象限内の第２円2Aの一部分を
移動することとなつたりするため、本来のPQロ
ーカス円を描くことなく断続のある軌跡となる。
説明する。第１図に示すように、電気的中心点の
電圧ベクトルはVcであるが、リレーの設置され
る点の計測電圧が丁度電気的中心点であつたり、
系統の変化により、電気的中心点を越えてビビリ
範囲内で電圧ベクトルV1cと電圧ベクトルV2cの
間を往復しつつ、系統自体の開き角度θ＝＜VA，
VBが大きくなつてゆくとき、この点の電圧と、
電流を用いて背後の電圧を求めると、求めた背後
の電圧と電流から計算される有効電力Ｐと無効電
力Ｑの軌跡は、第２図に示す如くなる。すなわ
ち、第１，２象限内の第１円1Aの一部分を移動
したり、第３，４象限内の第２円2Aの一部分を
移動することとなつたりするため、本来のPQロ
ーカス円を描くことなく断続のある軌跡となる。
これは背後の電源電圧ベクトルを求めるのに電
流ベクトル値よりも計測した電圧が進みであれば
（第１図の電圧ベクトルV1c相当）、背後電源電圧
ベクトルは電圧VA、電圧が遅れであれば（第１
図の電圧ベクトルV2c相当）、背後電源電圧ベク
トルは電圧VBと判定するゆえ、電圧がわずかの
揺れを伴つているとき（電圧ベクトルV1cと電圧
ベクトルV2cの往復時）背後電源を電圧VAとみた
り電圧VBとみたりするためで、電圧VA×電流ｉ
又は電圧VB×電流ｉで作られる電力ベクトル
（Ｐ＋jQ）は、Ｐ軸とは対称形の＋Ｑ側となつた
り−Ｑ側となつて変化する。
流ベクトル値よりも計測した電圧が進みであれば
（第１図の電圧ベクトルV1c相当）、背後電源電圧
ベクトルは電圧VA、電圧が遅れであれば（第１
図の電圧ベクトルV2c相当）、背後電源電圧ベク
トルは電圧VBと判定するゆえ、電圧がわずかの
揺れを伴つているとき（電圧ベクトルV1cと電圧
ベクトルV2cの往復時）背後電源を電圧VAとみた
り電圧VBとみたりするためで、電圧VA×電流ｉ
又は電圧VB×電流ｉで作られる電力ベクトル
（Ｐ＋jQ）は、Ｐ軸とは対称形の＋Ｑ側となつた
り−Ｑ側となつて変化する。
上述のように従来例ではPQローカスで電気的
中心点を計測する限りにおいては、断続的となり
脱調を判定することは不可能となる欠点があつ
た。
中心点を計測する限りにおいては、断続的となり
脱調を判定することは不可能となる欠点があつ
た。
この発明は上記のような保護継電方式の欠点を
解消するためになされたもので、電力系統上のど
の位置においてもPQローカスが円運動するよう
にして電力系統の脱調を正確に検出することがで
きる保護継電方式を提供することを目的としてい
る。
解消するためになされたもので、電力系統上のど
の位置においてもPQローカスが円運動するよう
にして電力系統の脱調を正確に検出することがで
きる保護継電方式を提供することを目的としてい
る。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。この発明の背後電源端電圧ベクトル算出装置
の入出力フロー図を示す第３図において、１は電
圧と電流の各ベクトルの入力部、２はそれら各ベ
クトルから背後電圧ベクトルを算出する第１論理
演算部、３は第１論理演算部２で求めた背後電源
端電圧ベクトルとベクトルの入力部１からの電流
ベクトルから有効電力、無効電力PQの軌跡を作
成し脱調検出をする第２論理演算部、４はメモリ
バツフア、５は脱調出力部である。次にこの発明
の基本原理を各ベクトル関係図を用いて説明す
る。第４図において、６は２機のモデル系統にお
ける電源Ａ端の電圧ベクトルV〓A、７は電源Ａ端
の電圧ベクトルV〓A６に相対して、モデル系統の
電源端Ｂの電圧ベクトルV〓Bが回転したときの軌
跡、８はモデル系統上の電気的中間のＳ点におけ
る電圧ベクトルV〓S、９は電源端Ｂのベクトル電
圧V〓Bが回転したときの軌跡７を移動したときに
対応して回転した電圧ベクトルV〓Sの軌跡を示す。
る。この発明の背後電源端電圧ベクトル算出装置
の入出力フロー図を示す第３図において、１は電
圧と電流の各ベクトルの入力部、２はそれら各ベ
クトルから背後電圧ベクトルを算出する第１論理
演算部、３は第１論理演算部２で求めた背後電源
端電圧ベクトルとベクトルの入力部１からの電流
ベクトルから有効電力、無効電力PQの軌跡を作
成し脱調検出をする第２論理演算部、４はメモリ
バツフア、５は脱調出力部である。次にこの発明
の基本原理を各ベクトル関係図を用いて説明す
る。第４図において、６は２機のモデル系統にお
ける電源Ａ端の電圧ベクトルV〓A、７は電源Ａ端
の電圧ベクトルV〓A６に相対して、モデル系統の
電源端Ｂの電圧ベクトルV〓Bが回転したときの軌
跡、８はモデル系統上の電気的中間のＳ点におけ
る電圧ベクトルV〓S、９は電源端Ｂのベクトル電
圧V〓Bが回転したときの軌跡７を移動したときに
対応して回転した電圧ベクトルV〓Sの軌跡を示す。
第５図において、１０はリレー設置点で計測し
た電圧ベクトルV1、２０は電気的中心点の電圧
ベクトルVC、３０は計測した電流ベクトルｉ、
４０はリレー設置点と電気的中心点間の電圧であ
り、Ziに相当する。５０，６０は各々背後の電源
電圧ベクトルVA，VBである。
た電圧ベクトルV1、２０は電気的中心点の電圧
ベクトルVC、３０は計測した電流ベクトルｉ、
４０はリレー設置点と電気的中心点間の電圧であ
り、Ziに相当する。５０，６０は各々背後の電源
電圧ベクトルVA，VBである。
第６図は求めた距離が電気的中心に近い程小さ
いか否かを判定して強制的にベクトルシフトをす
るための説明図である。
いか否かを判定して強制的にベクトルシフトをす
るための説明図である。
第７図はこの発明の一実施例による保護継電方
式を示す構成図で、７ａは第１論理演算部、８ａ
は第２論理演算部、９ａは判定部である。第１論
理演算部７ａはシフト処理部７０ａ、背後電源電
圧ベクトル処理部７１ａ、PQ算出処理部７２ａ
を設けてある。
式を示す構成図で、７ａは第１論理演算部、８ａ
は第２論理演算部、９ａは判定部である。第１論
理演算部７ａはシフト処理部７０ａ、背後電源電
圧ベクトル処理部７１ａ、PQ算出処理部７２ａ
を設けてある。
次に動作について説明する。第４図に示す２機
系動揺時の電源Ａ，Ｂ間における電気的位置Ｓ点
の電圧、電流を入力部１より入力し、この電圧、
電流の信号を論理演算部２で演算処理をする。
系動揺時の電源Ａ，Ｂ間における電気的位置Ｓ点
の電圧、電流を入力部１より入力し、この電圧、
電流の信号を論理演算部２で演算処理をする。
電気的中心点電圧ベクトルVc２０は、計測し
た電圧ベクトルV1１０と電流ｉから算出される。
た電圧ベクトルV1１０と電流ｉから算出される。
基準の電圧電流を共に表示共用する平面ｄ−ｑ
方向をとると、電圧ベクトルV1、電流ｉは次式
のようになる。
方向をとると、電圧ベクトルV1、電流ｉは次式
のようになる。
V1＝V1d＋jV1q …(i)
ｉ＝id＋jiq …(ii)
また電気的中心点の電圧をVc＝Vcd＋jVcqとす
ると次の関係が成立する。
ると次の関係が成立する。
Vcd＝id・（V1d＋iq・V1q）・id・（V2／1＋V2／1）／
（id・V1d×iq・V1q）2＋（iq・V1d−id・V1q）2 …(iii) Vcq＝id・V1d＋iq・V1q）・id・（V2／1＋V2／1）／（i
d・V1d×iq・V1q）2＋（iq・V1d−id・V1q）2 …(iv) (iii)式、及び(iv)式の成立を第８図により詳細に説
明する。
（id・V1d×iq・V1q）2＋（iq・V1d−id・V1q）2 …(iii) Vcq＝id・V1d＋iq・V1q）・id・（V2／1＋V2／1）／（i
d・V1d×iq・V1q）2＋（iq・V1d−id・V1q）2 …(iv) (iii)式、及び(iv)式の成立を第８図により詳細に説
明する。
〓と〓が同相なら、
Vcd＝｜〓c｜／｜〓｜・id，Vcq＝｜〓c｜／｜〓｜・
iq ここで、｜〓c｜＝｜〓1｜・cosβとすると、 Vcd＝｜〓1｜／｜〓｜・cosβ・id ＝１／｜〓｜2・｜〓1｜・｜〓｜・cosβ・id ＝〓1・〓／｜〓｜2・id ＝（V1d id＋V1q iq）・id／id2＋iq2 一方、(iii)式の分母は、以下のように変形でき
る。
iq ここで、｜〓c｜＝｜〓1｜・cosβとすると、 Vcd＝｜〓1｜／｜〓｜・cosβ・id ＝１／｜〓｜2・｜〓1｜・｜〓｜・cosβ・id ＝〓1・〓／｜〓｜2・id ＝（V1d id＋V1q iq）・id／id2＋iq2 一方、(iii)式の分母は、以下のように変形でき
る。
（V1d id＋V1q iq）2＋（V1d iq−V1q id）
＝V1d 2id2＋V1q 2iq2＋V1d 2iq2＋V1q 2id2
＝（V1d 2＋V1q 2）・（id2＋iq2）
従つて、(iii)式が成立し、上記と同様にして(iv)式が
成立する。
成立する。
なお、ラインインピーダンスは、この計算の前
に〓を〓cと同相にするように補正し、リアクタ
ンス成分のみで考えられるように規格修正してい
る。また、(iii)式、及び(iv)式より、Vcd／Vcq＝id／
iqであり、〓cと〓が同相になつていることが判
る。
に〓を〓cと同相にするように補正し、リアクタ
ンス成分のみで考えられるように規格修正してい
る。また、(iii)式、及び(iv)式より、Vcd／Vcq＝id／
iqであり、〓cと〓が同相になつていることが判
る。
上記関係式から得られた電圧VVcよりV1−Vc／ｉ
により計測点（リレー設置点）と電気的中心点の
インピーダンスを検出することができる。
インピーダンスを検出することができる。
上記インピーダンスは、送電線の長さに比例し
て居り、計測点を電気的中心点までの距離そのも
のに比例して居る。リレー設置点の電圧ベクトル
が電気的中心点の電圧ベクトルと同相であるか否
かは、このインピーダンスＺが零か否かであり、
検出された｜Ｚ｜≦△Ｚとの条件である範囲内に
近ずいたことで同相と判定することができる。
て居り、計測点を電気的中心点までの距離そのも
のに比例して居る。リレー設置点の電圧ベクトル
が電気的中心点の電圧ベクトルと同相であるか否
かは、このインピーダンスＺが零か否かであり、
検出された｜Ｚ｜≦△Ｚとの条件である範囲内に
近ずいたことで同相と判定することができる。
第６図に示す様に、一定のインピーダンス距離
△Ｚの範囲内に来た時は強制的に＋△Ｚ（又は−
△Ｚ）の位置で判定した場合の背後方向が一連の
脱調現象が解除されるまで固定とすることで電圧
VA又は電圧VBの瞬時毎に背後の方向を検出する
ことで求めた電源電圧を用いて演算したPQロー
カス円が＋Ｑ又は−Ｑ部分の２つに断続的になる
ことを避けることができる。
△Ｚの範囲内に来た時は強制的に＋△Ｚ（又は−
△Ｚ）の位置で判定した場合の背後方向が一連の
脱調現象が解除されるまで固定とすることで電圧
VA又は電圧VBの瞬時毎に背後の方向を検出する
ことで求めた電源電圧を用いて演算したPQロー
カス円が＋Ｑ又は−Ｑ部分の２つに断続的になる
ことを避けることができる。
第７図はこの発明の構成図を説明するもので、
第１論理演算部７ａは入力電気量としての電圧５
ａ、電流４ａより有効電力Pa、無効電力Qaを演
算処理する。この演算処理はシフト処理部７０ａ
で計測した上記電圧、電流ベクトルより計測した
電圧V1が電気的中心点の電圧V2と同相あるいは
近傍にあるとき、該計測電圧V1を設定量シフト
して処理する。シフトして処理した出力は背後電
源電圧ベクトル処理部７１ａで背後電源電圧ベク
トルとして演算されてから、有効電力Paと無効
電力Qaを検出するPQ算出処理部に入力される。
第２論理演算部８ａは各時刻の有効電力Paと無
効電力Qaより弦を作成し、その出力で弦の方向
変化を判定部９ａで判定する。
第１論理演算部７ａは入力電気量としての電圧５
ａ、電流４ａより有効電力Pa、無効電力Qaを演
算処理する。この演算処理はシフト処理部７０ａ
で計測した上記電圧、電流ベクトルより計測した
電圧V1が電気的中心点の電圧V2と同相あるいは
近傍にあるとき、該計測電圧V1を設定量シフト
して処理する。シフトして処理した出力は背後電
源電圧ベクトル処理部７１ａで背後電源電圧ベク
トルとして演算されてから、有効電力Paと無効
電力Qaを検出するPQ算出処理部に入力される。
第２論理演算部８ａは各時刻の有効電力Paと無
効電力Qaより弦を作成し、その出力で弦の方向
変化を判定部９ａで判定する。
以上の様にこの発明によれば電気的中心点（又
は中心点付近）の電圧ベクトルが動揺中に電流ベ
クトルと進相・遅相関係が断続的に入れ変わるこ
とで背後の電源電圧方向が頻繁に反転することか
ら、脱調時のPQローカス円に断続的に現われる
現象を完全に回避する保護継電方式が得られる効
果がある。
は中心点付近）の電圧ベクトルが動揺中に電流ベ
クトルと進相・遅相関係が断続的に入れ変わるこ
とで背後の電源電圧方向が頻繁に反転することか
ら、脱調時のPQローカス円に断続的に現われる
現象を完全に回避する保護継電方式が得られる効
果がある。
第１図は電気的中心点付近での電圧ベクトルが
電流ベクトルと進・遅関係が変わることを説明す
る説明図、第２図はPQローカスが断続的になる
ことを示す説明図、第３図はこの発明の背後電源
端電圧ベクトル算出装置の入出力フロー図、第４
図はアルゴリズム説明のために用いた系統の電気
的位置の違いによるベクトル図、第５図は電気的
中心点の電圧ベクトルを求め計測点と電気的中心
点との距離を求めるための説明図、第６図は求め
た距離が電気的中心に近い程小さいか否かを判定
して強制的にベクトルシフトするための説明図、
第７図はこの発明の一実施例を示す構成図、第８
図は第(iii)，(iv)式の導出を説明するための説明図で
ある。 １…ベクトルの入力部、２…第１論理演算部、
３…第２論理演算部、４…メモリバツフア、５…
脱調出力部、７ａ…第１論理演算部、８ａ…第２
論理演算部、９ａ…判定部、７０ａ…シフト処理
部、７１ａ…背後電源電圧ベクトル処理部、７２
ａ…PQ算出処理部。
電流ベクトルと進・遅関係が変わることを説明す
る説明図、第２図はPQローカスが断続的になる
ことを示す説明図、第３図はこの発明の背後電源
端電圧ベクトル算出装置の入出力フロー図、第４
図はアルゴリズム説明のために用いた系統の電気
的位置の違いによるベクトル図、第５図は電気的
中心点の電圧ベクトルを求め計測点と電気的中心
点との距離を求めるための説明図、第６図は求め
た距離が電気的中心に近い程小さいか否かを判定
して強制的にベクトルシフトするための説明図、
第７図はこの発明の一実施例を示す構成図、第８
図は第(iii)，(iv)式の導出を説明するための説明図で
ある。 １…ベクトルの入力部、２…第１論理演算部、
３…第２論理演算部、４…メモリバツフア、５…
脱調出力部、７ａ…第１論理演算部、８ａ…第２
論理演算部、９ａ…判定部、７０ａ…シフト処理
部、７１ａ…背後電源電圧ベクトル処理部、７２
ａ…PQ算出処理部。
Claims (1)
- １ 電力系統の有効電力と無効電力を直交する平
面座標にとり、その推移軌跡に注目した場合系統
脱調時に推移軌跡が円運動することをとらえて脱
調検出する保護継電方式において、上記保護継電
方式のリレー設置点の背後の電源電圧ベクトルを
検出して有効電力と無効電力の演算をするとき、
電気的中心点での背後方向の決定を、電気的中心
点の電圧ベクトルと計測した電圧ベクトルとの差
を検出し、この検出差値を電流ベクトルで割算し
てインピーダンス値を測定し、このインピーダン
ス値が微小出力のときに上記リレー設置地点が電
気的中心点近傍又は中心点と一致する点であると
判定し、計測した電圧ベクトルを設定量一方の背
後電源側にシフトした電圧ベクトルに固定して上
記有効電力と無効電力の演算を行うことを特徴と
する保護継電方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3805184A JPS60180427A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 保護継電方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3805184A JPS60180427A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 保護継電方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60180427A JPS60180427A (ja) | 1985-09-14 |
| JPH0332286B2 true JPH0332286B2 (ja) | 1991-05-10 |
Family
ID=12514717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3805184A Granted JPS60180427A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 保護継電方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60180427A (ja) |
-
1984
- 1984-02-28 JP JP3805184A patent/JPS60180427A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60180427A (ja) | 1985-09-14 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
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