JPH0417515A - 変圧器保護継電装置 - Google Patents

変圧器保護継電装置

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JPH0417515A
JPH0417515A JP12074490A JP12074490A JPH0417515A JP H0417515 A JPH0417515 A JP H0417515A JP 12074490 A JP12074490 A JP 12074490A JP 12074490 A JP12074490 A JP 12074490A JP H0417515 A JPH0417515 A JP H0417515A
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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〕 この発明は電力系統を保護する保護継電装置、特に、変
圧器を保護する励磁突入電流対策付変圧器保護継電装置
に関するものである。
〔従来の技術〕
従来より文献電気学会“保護継電工学“第10章10.
1項等で周知の如く、変圧器保護では励磁突入電流対策
を行っていることか一般的である。
第6図は従来の変圧器保護継電装置の保護構成例を示す
回路図、第7図は上記文献に示される保護リレーの内部
回路図、第8図は変圧器の巻線構成とCT接続の関係を
示す図、第9図は、変圧器励磁突入電流波形とリレー入
力端子波形の説明図である。
第6図においで、(1)は変圧器高圧側母線、(2)は
変圧器低圧側母線、(3)は保護対象変圧器、(4+、
 +5)は保護対象変圧器3の両端に接続した遮断器(
以下、CBと称す。) 、(61,(7)は変圧器高圧
側母線(1)、変圧器低圧側母線(2)と遮断器f4)
、 (5)の接続路に設けた計器用変流器(以下、CT
と称す。)、(8)〜00)は各相の変圧器保護を行う
比率差動継電器「以下、リレーとも称する(87−1.
87−2.87−3)」である。
なお、第6図には図示していないか、第8図に示すよう
にCT6.7は変圧器巻線の接続方法(スターかデルタ
か)により、スター巻線側はデルタ接続、デルタ巻線側
はスター接続となっている。
これは、 a)変圧器保護リレー(8)〜00)に流入するC T
 (61(7)の2次電流ベクトルを揃えるためb)変
圧器高圧側母線、変圧器低圧側母線間の中性点接地方式
の違いにより、零相回路か変圧器高圧側母線、変圧器低
圧側母線間で非接続となり、CTても、零相回路を切る
ためである。
又、第7図においで、01)1′2はCT (6) (
7)よりのリレー(8) (9) QO+への入力端子
、03は差動トランス、04)09は抑制トランス、O
Gは過電流要素、G7)は基本波フィルタ、0秒は高調
波フィルタ、09)は高調波分検出要素、■は比率要素
、(21)は論理積回路、(22)は論理和回路である
次に動作について説明する。まず、特開昭544576
5号公報に開示されているように、般に変圧器に電圧を
印加すると、励磁突入電流か流れる。これはCT2次電
流電流ては、電圧印加fiCTにのみ電流か流れること
になるので、変圧器保護リレー(8)〜00)にとって
は、内部故障とまったく同じことになる。
そこで、変圧器保護リレー(8)〜00)では励磁突入
電流対策と称しで、第2高調波含有率により動作を阻止
又は抑制することか一般的である。
第7図において変圧器保護リレー(8) (9) QO
)の内部構成を示している。励磁突入電流か流れた場合
には、入力端01)にのみ電流か流れるため差動トラン
ス03の出力にはI D= I l+ の出力か表われ
、又抑制トランスCl41の出力はI、−=I、の出力
か表われ比率要素DFWは動作力=抑制力であり、動作
する。この場合、差動電流I、は励磁突入電流そのもの
であり、この電流の基本波フィルター07)の出力I、
と高調波フィルター(一般に第2高調波フイルター)囮
の出力I。との比はIp<K−I++とな−、でおり、
高調波要素HF (+9)の出力は動作することはなく
、論理積(21)か成立せず変圧器保護リレー +81
 (91QO)は励磁突入電流では動作しない。尚、過
電流要素ocaeは変圧器保護リレー(8) (9) 
(to+か、励磁突入電流対策としで、上記のような、
基本波フィルター07)、高調波フィルターOe等を使
用しており、動作時間かそれほと早くすることかできず
、大入力内部故障時変圧器耐量との動作協調か得られな
い場合かあるため、想定される励磁突入電流以上の差動
電流かあった場合には励磁突入電流対策を行なっていな
い当該過電流要素o c asにより高速動作を行なう
だめのものである。
次に変圧器投入時発生する励磁突入電流の様子について
もう少し詳細に説明する。第9図(a)においで、相電
圧R,S、Tの印加により、励磁突入電流か流れる場合
、まず変圧器の各巻線に単相電圧印加における励磁突入
電流か流れたとする。
(第9図(a)の純インラノソユで示される電流・これ
らの電流か流れる大きさ、相は、変圧器の残留磁束、電
圧の投入位相により変化するか、−船釣に2相でインラ
ノンユか発生する。)これらの純インラソンユ電流は、
変圧器星状巻線の中性点接地状態により多少変化するか
、接地線によりのみ還流することはなく、必ず他相に廻
り込みを発生する。従って一般に変圧器星状巻線で観測
される励磁突入電流は第9図(a) Iで示されるよう
な電流になる。尚、これを変圧器保護用にCTを三角接
続としたあとのリレー入力端子は第9図(a) Iで示
されるような電流になる。これらの電流の基本波と第2
高調波の位相関係は第9図(b)の通りである。
一般に変圧器保護リレーの第2高調波含有率検出値は第
9図1.R3電流(2相インラツシユかR8相で発生し
た場合の最大リレー電流発生相)における第2高調波含
有率を基準に決定されている。
ここで、CTは理想CTと考えているか、一般にCTは
直流分を含む入力に対し極端に飽和しやすくなり、励磁
突入電流の如く直流分か大きい場合、飽和することかあ
る。第9図(a) IのS相か飽和した場合の状況を示
している。これは一般に励磁突入電流流入時CT飽和に
より、変圧器保護リレか誤動作するケースかあり、これ
を定性的に説明しようとしたものである。励磁突入電流
によりCTか飽和した場合、CTの飽和現象か、CTの
励磁インピーダンスか無視てきなくなる現象として考え
られるので、電流の第2高調波含有率はCTか飽和する
前より大きくなる。ところか、第9図のようにR,Sイ
ンラソノユによりS相CTか飽和した場合、IのR3相
にて第2高調波含有率か減少する。これは、S相CT飽
和により、S相電流の位相か進むことになり、R3相に
おいて基本枝分かCT飽飽和土り増加、第2高調波分か
CT飽飽和土り減少するためである。
〔発明か解決しようとする課題〕
従来の変圧器保護継電装置は以上のように構成されてい
るので、変圧器の星状巻線側励磁突入電流によりCTか
飽和した場合、特に遅れ相開CTか飽和すると、リレー
人力となるCTの三角接続後の電流において第2高調波
分か減少することかあり、この場合リレーか誤動作する
等の問題点かあった。
本発明は上記のような課題点を解決するためになされた
もので、変圧器の星状巻線側励磁突入電流によりCTか
飽和した場合でも、安定した第2高調波含有率検出か可
能である変圧器保護継電装置を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る変圧器保護継電装置は、変圧器星状巻線側
CTを3角接続する前に、その電流中の第2高調波含有
率を検出する第2高調波検出回路を設け、この出力によ
り差動保護回路の出力をロックするようにしたものであ
る。
〔作 用〕
本発明における、第2高調波含有率検出回路は、変圧器
星状巻線側CTを3角接続する前の電流中の第2高調波
分を検出するので、CTか飽和しても励磁突入電流を検
出てきなくなることかない。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図においで、(la)(lb)(]c’+は変圧器高圧
側母線、(4a)(4b)(4C)はしゃ断器、(6a
)(6b)(6c’)は計器用変流器、(23)〜(2
5)は第2高調波含有率検出回路である。第2.3.4
図において(26)(27)、 (29)〜(31)、
 (35)は論理和回路、(28)、 (32’)(3
3’)、  (34)、  (36)、  (37)、
  (38)はインヒヒノト付論理積回路である。次に
動作について説明する。
CTは飽和する前は、その励磁インピーダンスは無限大
と見なされ、1次電流を忠実に再現するか電気学会規格
JECI201にも示される如(、直流分を含む1次電
流により極端に飽和しやすくなる。CTか飽和した場合
、従来例の項に示した如く、励磁インピーダンスの低下
により、CT2次電流電流次電流の高調波分を増幅した
ものとなる。なんとなればインピーダンスはWLで示さ
れ高調波程この価は大きくなり、励磁インピーダンスと
負担との間の電流の分流比WL/Rは高周波程負担側へ
の分流か大きくなる。即ち1次電流か励磁突入電流の如
き第2高調波を含む波形の場合、CT2次電流電流中2
高調波含有率は1次側より大きくなる。
この関係は、CTを3角接続するまで保たれるので、本
発明のような、CTを3角接続する前の所謂スター電流
の第2高調波含有率を検出するようにすれは、CT飽和
により、励磁突入電流検出感度か低下することはない。
第1図は保護リレー回路構成を示したもので第2高調波
含有率検出回路(23)、 (24)、 (25)を所
謂スター電流側に設けることを示している。第2゜3.
4図は、第2高調波検出回路の出力により、差動保護回
路の出力をロックする方式を示したもので、第2図では
3相−括ロツクにより行なう方法、第3図では差動保護
回路か使用している電流に関係する2相の論理和てロッ
クする方法、第4図では差動保護回路が使用している電
流に関係する2相のうちの進み相でロックする方法を示
している。各々、本発明の目的とする励磁突入電流によ
りCTが飽和した場合の対策は可能であるか、内部事故
時の誤ロックの可能性か、第2〜第4図に従かい、少な
くなって(る。従って方式的にもっとも安定であるのは
、第4図に示される方法であるか、経済性性の理由も加
味し、第2.3.4図の方式であってもよい。
第5図において(36)、 (37)、 (38)は論
理積回路、(32)、 (33)、 (34)はインヒ
ピソト付論理積回路、(35)は論理和回路である。次
に動作について説明する。CTは飽和する前は、その励
磁インピーダンスは、無限大と見なされ、1次電流を忠
実に再現するか、電気学会規格JEC]201にも示さ
れる如く、直流分を含む1次電流により極端に飽和しや
すくなる。CTが飽和した場合、従来例の項に示した如
く、励磁インピーダンスの低下により、CT2次電流電
流次電流の高調波分を増幅したものとなる。なんとなれ
ばインピーダンスはWして示され高調波程この価は大き
くなり、励磁インピーダンスと負担との間の電流の分流
比WL/Rは高周波程負担側への分流が大きくなる。即
ち1次電流か励磁突入電流の如き第2高調波を含む波形
の場合、CT2次電流電流中2高調波含有率は1次側よ
り大きくなる。この関係は、CTを3角接続するまで保
たれるので、本発明のような、CTを3角接続する前の
所謂スター電流の第2高調波含有率を検出するようにす
れば、CT飽和により、励磁突入電流検出感度か低下す
ることはない。
第1図は保護リレー回路構成を示したもので第2高調波
含有率検出回路(23)、 (24)、 (25)を所
謂スター電流側に設けることを示している。第5図は、
第2高調波検出回路の出力により、差動保護回路の出力
をロックする方式を示したもので、第9図の波形図に示
すようにインラッシュか発生すれば、スター電流側第2
高調波含有率検出回路(23)〜(25)は金相で第2
高調波を検出し、仮にとのCTか飽和しで、との差動保
護回路かそのために誤動作しても、論理積回路(36)
〜(38)は全て成立しているためインヒビット付論理
積回R(32’)〜(34)により差動保護回路(8)
〜00)の出力をロックすることかできる。尚、仮にと
こかの相に事故かある状態で、変圧器投入を行なった場
合、事故相以外ではインラッシュの発生の可能性かある
。この場合、スター電流側についている第2高調波含有
率検出回路(23)〜(25)は、少なくとも事故相に
ついては第2高調波含有率検出を行なわないことになる
。(厳密には事故電流と他相のインラノノユ電流の廻り
込み分により、第2高調波含有率検出を行なう可能性も
あるか、その場合には従来方式でもトリップできず、本
願との差異かないため、ここでは事故電流か大きく、第
2高調波含有率検出しないケースについて述へる。) 従って論理積回路(36)〜(38)のうち、事故相を
含む2相分か不成立となる。
これにより、事故相を含む2相分の差動保護回路((8
)〜00)のうちの2つ)に対応するインヒビット付論
理積回路((32)〜(34)のうちの2つ)かロック
されることはなく、差動保護回路か動作すればその出力
をさまたげることなく、正常な保護か行なわれる。尚、
上記実施例では差動保護回路(8)(9)、C0)には
従来例通り、第2高調波含有率検出回路(第7図、α力
、αS、ag)にて構成される)を含むか、否かに言及
していないか、本発明による第2高調波回路に対し、差
動保護回路(8)、 (9)、C0)内蔵の第2高調波
含有率検出回路かあっても、なんらかまわない。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、第2高調波含有率検出回
路を変圧器星状巻線側CTの3角接続する前に設けたの
で、CTか飽和しても安定な励磁突入電流検出を行なう
ことかでき、精度の高いものか得られる効果かある。又
、内部事故に対して何ら不都合なく精度の高いものか得
られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による変圧器保護継電装置の
構成を示す図、第2図〜第5図は夫々本発明の他の実施
例による変圧器保護継電装置の内部構成を示す図、第6
図は従来の例、第7図は従来例の内部構成図、第8図は
変圧器保護用CTの接続説明図、第9図は励磁突入電流
説明図である。 図においで、(3)は変圧器、(8)、 (9)、 C
1,)は差動保護リレー、(23)、 (24)、 (
25)は第2高調波含有率検出回路。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代  理  人   大  岩  増  雄に 第1図 第2図 ユズ丁[EI各 第3図 第5図 第4図 第6図 第7図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)星状巻線を有する変圧器を差動保護する変圧器保
    護継電装置において、上記星状巻線より母線側の変流器
    の2次側を三角接続する接続点より変流器巻線側の変流
    器2次電流中の各相の第2高調波含有率を検出する第2
    高調波含有率検出回路を設け、この第2高調波含有率検
    出回路の出力により差動保護回路の出力をロックするこ
    とを特徴とする変圧器保護継電装置。
  2. (2)星状巻線を有する変圧器を差動保護する変圧器保
    護継電装置において上記星状巻線より母線側の変流器の
    2次側を三角接続する接続点より変流器巻線側の変流器
    2次電流中の各相の第2高調波含有率を検出する第2高
    調波含有率検出回路を設け、3相各相の第2高調波含有
    率検出回路の出力の論理和で、3相各相の差動保護回路
    の出力を一括してロックすることを特徴とする変圧器保
    護継電装置。
  3. (3)星状巻線を有する変圧器を差動保護する変圧器保
    護継電装置において上記星状巻線より母線側の変流器の
    2次側を三角接続する接続点より変流器巻線側の変流器
    2次電流中の各相の第2高調波含有率を検出する第2高
    調波含有率検出回路を設け、これら第2高調波含有率検
    出回路のそれぞれの出力の各々2相分の出力の各論理和
    で、当該2相の差分入力を差動保護回路の入力としてい
    る差動保護回路の出力をロックすることを特徴とする変
    圧器保護継電装置。
  4. (4)星状巻線を有する変圧器を差動保護する変圧器保
    護継電装置において上記星状巻線より母線側の変流器の
    2次側を三角接続する接続点より変流器巻線側の変流器
    2次電流中の各相の第2高調波含有率を検出する第2高
    調波含有率検出回路を設け、3相中の2相の第2高調波
    含有率検出回路の出力のうち進み相の出力で、当該2相
    の差分入力を差動保護回路の入力としている差動保護回
    路の出力をロックすることを特徴とする変圧器保護継電
    装置。
  5. (5)星状巻線を有する変圧器を差動保護する変圧器保
    護継電装置において上記星状巻線より母線側の変流器の
    2次側を三角接続する接続点より変流器巻線側の変流器
    2次電流中の各相の第2高調波含有率を検出する第2高
    調波含有率検出回路を設け、これら第2高調波含有率検
    出回路のそれぞれの出力の各々2相分の出力の各論理積
    で、当該2相の差分入力を差動保護回路の入力としてい
    る差動保護回路の出力をロックすることを特徴とする変
    圧器保護継電装置。
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