JPH037014A - 電流差動リレー - 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〕 この発明は電力用送電線保護用の電流差動リレーに関す
るものである。

〔従来の技術〕

第３図は、例えば、電気学会発行の「電気学会大学講座
　保護継電工学（昭和５６年７月２０日発行）」の８．
２．３項　搬送電流差動継電方式（Ｐ　Ｉ　５０〜ＰＩ
３４）に示されたＰＣＭ伝送電流差動継電器（以下、リ
レーと略称する）の概念図であり、図において、ｌは電
力用送電線、２は電力用送電線ｌに流れる電流をリレー
人力として適当な量に変換する電流変成器（ＣＴ）、３
はリレー本体である。このリレー本体３において、４は
電流変成器２の２次電流を人力して適当な電圧に変換す
る入カドランス（１−Ｖ）、５は入カドランス４の出力
より系統の商用周波数を抽出するバンドパスフィルタ（
ＢＰＦ）、６はアナｏりｆｉ圧をディジタルデータに変
換するアナログ−ディジタル変換器（Ａ−Ｄ）、７は相
手端リレーに前記ディジタルデータを伝送するための送
信用通信結合回路、８は相手端リレーより送信されたデ
ィジタルデータを受信するための受信用通信結合回路、
９は相手端データと自端データの同期をとるために自端
データを遅らせる遅延回路、１ｏは時間約に同期のとれ
た自端データおよび相手端データを人力して電流差動演
算をする差動判定回路であり、その演算結果が送電線内
部故障であれば差動判定回路１０からリレー出力を出力
する。

１１は通信装置であり、リレー本体３内の送信用通信結
合回路７と受信用通信結合装置８と結合して相手端リレ
ーの通信装置に対してマイクロ波回線を介してデータの
やりとりを行う。

次に電流差動リレーの動作原理を第４図について説明す
る。第４図において、（ａ）は電流方向の基準、（ｂ）
は健全時の電流方向、（ｃ）は外部事故時の電流方向、
（ｄ）は内部事故時の電流方向をそれぞれ示している。

第４図で送受両側の電流和は送電線が健全であれば零と
なる。すなわち、ｌＡ十Ｉ、＝０である。逆に、ＩＡＩ
Ｉ、≠０であれば送電線の内部事故と判断してよい。こ
れが電流差動原理の基本でる。

すなわち、この電流差動原理による継電方式は相手端に
電流値を伝送し、送電線両端の電流差動ＢＡ＋Ｉａ）を
とるので、時間的に同期をとる必要がある。

一般に動作判定式としては、送電線に流れる電流が小さ
い領域では高感度で動作し、電流が大きい領域ではＣＴ
誤差による誤動作を防ぐ意味で低感度な動作特性にして
いる。つまり、 ｒＡ＋　＋ｇｌ　−ｋｌＮ　ＩＡＩ　＋　＋　１１１１
）＞ｋｎで表わされる比率差動において、第５図に示す
動作特性Ａを実現する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の電流差動リレーは以上のように構成されているの
で、例えば第５図で０点（故障前）からち２点（故障後
）となるような故障が発生した場合、リレー本体内のバ
ンドパスフィルタ５等の影響により、瞬時にＯ−＋Ｐへ
変化するのではなく、第５図上で数ｍｓ〜２０数ｍｓの
時間をもって故障軌跡Ｂが直線的に移動するので、その
移動途中で動作域を通過してしまい、その瞬間だけリレ
ーが動作することになる。つまり、リレー動作特性外で
あるにもかかわらず、リレーが動作するという不具合に
より、入力量をゆっくりと変化させた場合の動作特性で
ある静動作特性と人力量を一瞬のうちに急に変化させた
ときの動作特性である過渡動作特性（従って、過渡特性
が系統の故障時におけるリレーの応動を示すことになる
）が異なるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を低減するためになされ
たもので、静動作特性と過渡動作特性の差異を少なくす
る、つまり、静動作特性でリレーとして要求される特性
を規定しているので、実際の系統故障時のりレ一応動を
その要求特性と同じ特性にすることができる比率差動ア
ルゴリズムをもった電流差動リレーを得ることを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る電流差動リレーは、目端電流と相手端電
流を互いに通信回線を介して送受信し合い、受信した相
手端電流と時間同期をとった自端電流のベクトル和を得
て差動電流とするために前記自端電流を遅延させる第１
の遅延回路と、前記第１の遅延回路よりも短い遅延時間
を有し前記の相手端電流、自端電流のそれぞれのスカラ
ー和を得て抑制電流とするために前記自端電流を遅延さ
せる第２の遅延回路とを具備したものである。

〔作　用〕

この発明における抑制電流には、相手端電流と時間同期
をとった自端電流のベクトル和を得て差動電流とするた
めに該目端電流を遅延させる第１の遅延回路の遅延時間
よりも短い遅延時間をもつ第２の遅延回路を介した自端
電流を用いているので、差動電流に比べて遅延時間差だ
け早く故障電流に応答することができ、抑制電流が差動
電流の応答より立上りが早くなり、故障軌跡が不動作域
を通って故障点に達するように設計でき、過渡的応動が
避けられる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。前記
第３図と同一部分に同一符号を付して重複説明を省略し
た第１図において、９は従来と同一の第１の遅延回路、
１２は第１の遅延回路９よりも遅延時間の短い第２の遅
延回路である。

電力用送電線ｌの両端に設置されたリレー間の伝送信号
と目端信号を時間同期をとるためにし１時間必要な場合
、第１の遅延回路９により自端データ１．（ｔ）をり１
時間遅延させ、その自端データをＩａ（ｔ　　Ｌ＋）と
する。同様に第２の遅延回路１２によりＬ２時間遅延さ
せ、その自端データを１　、（ｔ−Ｌ　２）とする。

ここで、Ｌ＋＞Ｌｘ　と設定する。Ｉ、（Ｌ　　Ｌ＋）
のデータは相手端より伝送されてくるデータとは時間同
期がとれており、１時刻に到達する相手端データは＋ｂ
（１−１＋）となる。

ｔ、ｔ（ｔ）　＝ｌ　１．（ｔ−ｔｌ）＋Ｉｂ（ｔ−ｔ
ｌ）ｌ　　　■ここで、１１の意味は実効値である。

として演算できる。抑制電流［１ｌｔｓ（ｔ）は、従来
では、 １１Ｅｓ（ｔ）＝　ｌ　１．（ｔ　−ｔ　＋）　ｌ　＋
　ｌ　１．０−ｔ　、）　ｌ　　■と演算していたが、
この発明では、 １ｉｉｓ（ｔ）−１１−（ｔ　　Ｌｘ）　ｌ　＋　ｌ　
ｌ５（ｔ　　ｔｌ）　ｌ　　■とじて演算することで異
なる。

仮に系統に故障が発生して、リレー電流入力が実効値で
ステップ的に増加した場合、リレー内部の実効値の演算
結果１＋、（ｌが第２図（Ａ）のように単一増加の特性
Ｃとなるようにバンドパスフィルタや実効値演算方式等
を設計した場合、１□（ｔ−ｔｚ）ｌ＞Ｉ　１．（ｔ−
ｔｌＮ　　　　■ただし、Ｌ、＞ｔ。

の条件が成立する。

すなわち、弐〇と式■を使った場合の故障軌跡は差動電
流Ｉ。、−抑制電流１１．の特性図で表現すると、第２
図（Ｂ）の（１）特性になるが、式■と弐〇を使った場
合の故障軌跡は第２図（Ｂ）の（ＩＩ）特性となる。こ
れは、抑制電流側の目端入力電流として通常用いる量１
１．（ｔ−１１）ｌよりも大きなｆｌ　Ｉ　ｒ、（ｔ−
Ｌｌ）　ｌを用いるためである。

このようにすることにより、第２図（Ｂ）の（［［）特
性のように、Ｐ点への外部故障に対するリレー応動を避
けることができる。

なお、上記実施例では第２の遅延回路１２を設けたもの
を示したが、伝送遅延時間があまり大きくない場合、例
えば数ｍｓ程度では、第２の遅延回路１２を用いる必要
はなく、直接り時刻データを抑制電流用の目端データと
して用いることができる。すなわち、 ！。、−ｌ＋、（ｔ−む＋）　十１ｂ（ｔ　　ｔｌ）■
□Ｓ＝　ｌ　１．（ｔ）　ｌ　ｆｌ　＋ｂ（ｔ−ｔｌ）
とすることができる、この場合でも前述と同様の効果を
得ることができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、差動電流演算には、
送られてきた相手端電流データと同時刻の自端電流デー
タを用いるが、抑制電流演算には、相手端電流データよ
りも時間的に早い時刻の自端電流データを用いるように
したので、直線的には動作域を瞬間的に通過するような
外部故障に対して動作しない電流差動リレーを得ること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による電流差動リレーを示
すブロック図、第２図（Ａ）　、　（Ｂ）はこの発明の
原理説明図、第３図は従来の電流差動リレーのブロック
図、第４図は電流差動リレーの原理説明図、第５図は従
来の電流差動リレーの動作特性図である。 ９は第１の遅延回路、１２は第２の遅延回路。 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. 自端電流と相手端電流を互いに通信回線を介して送受信
   し合い、受信した相手端電流と時間同期をとった自端電
   流のベクトル和を差動電流とし、前記の相手端電流、自
   端電流のそれぞれのスカラー和を抑制電流とする比率差
   動特性を有する電流差動リレーにおいて、前記ベクトル
   和を得るために前記自端電流を遅延させる第１の遅延回
   路と、前記第１の遅延回路よりも短い遅延時間を有し前
   記スカラー和を得るために前記自端電流を遅延させる第
   ２の遅延回路とを具備したことを特徴とする電流差動リ
   レー。