JPH0458258B2 - - Google Patents

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JPH0458258B2
JPH0458258B2 JP15748185A JP15748185A JPH0458258B2 JP H0458258 B2 JPH0458258 B2 JP H0458258B2 JP 15748185 A JP15748185 A JP 15748185A JP 15748185 A JP15748185 A JP 15748185A JP H0458258 B2 JPH0458258 B2 JP H0458258B2
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Kunio Matsuzawa
Kazuyoshi Yoshida
Kaoru Takada
Takayuki Yokoyama
Mitsuru Yamaura
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Toshiba Corp
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
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Toshiba Corp
Tokyo Electric Power Co Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、デイジタル距離継電器、特に零相補
償電流を用いたデイジタル距離継電器に関するも
のである。
〔発明の技術的背景〕
最近の系統事故現象では、電圧、電流の波形歪
が増大する傾向にあり、従来の定常状態のインピ
ーダンスに着目した距離継電器を適用する場合に
は、歪を十分に除去するためのフイルタによる動
作速度の低下、歪成分の影響による測距誤差の増
大が問題となる。そしてこの種の方式に対して
は、例えば特公昭53−31747号公報に示されるも
のが提案されている。
以下簡単に説明する。即ち、保護継電装置の距
離測定方式として、送電線の電圧V、電流I、抵
抗R、インダクタンスLの間に成立する微分方程
式、 V=LdI/dt+RI …(1) を用いる方式である。そして(1)式は定常状態及び
過渡状態においても成立することから、同式に立
脚した距離測定方式を適用することにより、上記
した波形歪に対する距離継電器の問題を改善する
ことができる。即ち、(1)式のインダクタンスL値
及び抵抗R値を求めることにより、距離測定を行
なうものである。(1)式にはインダクタンスLと抵
抗Rとの2つの未知数があるため、連立方程式と
して解く必要がある。ここで、考慮している時間
内において、インダクタンスL、抵抗Rが一定の
場合は、異なる時点m及びnにおいて次式が成立
する。
Vn=L・Jn+R・In(m時点) Vo=L・jo+R・Io(n時点) …(2) 但し j=dI/dt この連立方程式を解くと、インダクタンスL及
び抵抗Rは、各々下式となる。
上記(3)式で求められたL値及びR値を用いて距
離墜測定がなされる。
次に、この方式について第2図を用いて説明す
る。
第2図は微分方程式に立脚した距離継電器を、
マイクロコンピユータ応用のデイジタル距離継電
器により構成した場合のハードウエアを示し、1
は保護対象の送電線、2は変成器、3は変流器、
4は入力変換回路、5はA/D変換回路(アナロ
グ/デイジタル変換回路)、6は演算処理部であ
る。そして系統電圧は変成器2を介して導入さ
れ、入力変換回路4で適当な電圧レベルに変換
後、前置フイルタを経て出力v及びv0等となる。
系統電流も略同様に、変流器3を介して導入さ
れ、入力変換回路4を経て出力i及びi0等とな
る。これら両出力はA/D変換回路5にて一定間
隔で同時にサンプリングされ、順次デイジタル量
に変換され、電圧データ、電流データとしてマイ
クロコンピユータよりなる演算処理部6に入力さ
れる。
第3図は演算処理部6における処理内容を示す
機能ブロツク図である。第3図において、13は
電圧演算手段、14は電流微分演算手段、15は
電流演算手段、16はL値演算手段、17はR値
演算手段、18は継電器動作判定手段である。な
お、電流微分演算手段14は入力電流データから
電流微分値Jを算出する手段で、同じく電圧演算
手段13及び電流演算手段15は各々電圧値V、
電流値Iを得る手段である。L値演算手段16
は、上記各演算手段より求められた電流微分値
J、電圧値V、電流値Iを用い。(3)式によりL値
を算出する手段で、R値演算手段17も、同様に
(3)式よりR値を算出する手段である。求められた
L値、R値は継電器動作判定手段18に導入さ
れ、継電器動作判定手段18では、L値、R値に
より距離継電器の特性に応じた動作判定を行な
い、出力を導出する。以上が微分方程式に立脚す
る距離測定方式の説明である。
ここで、平行2回線送電線における従来の地絡
距離継電器について説明する。この場合、地絡故
障の距離測定では、次に説明する零相補償によ
り、公知の測距誤差の問題がある。
第4図はF点でのa相一線地絡故障時の平行2
回線系統図である。
第4図において、 Z0は自回線零相インピーダンス Z1は自回線正相インピーダンス Z2は自回線正相インピーダンス ZMは回線間零相相互インピーダンス R0は自回線零相抵抗分 R1は自回線正相抵抗分 RMは回線間零相相互抵抗分 X0は自回線零相インダクタンス分 X1は自回線正相インダクタンス分 XMは回線間零相相互インダクタンス分 iaは自回線a相電流 ia′は隣回線a相電流 i0は自回線零相電流 i0′は隣回線零相電流 19は自回線継電器である。
平行2回線送電線では、地絡故障時、自回線零
相インピーダンスZ0と回線間零相相互インピーダ
ンスZMの影響があるため、故障点までの距離を
正確に測距するためには、継電器の入力電流は、
相電流iaだけでは不十分であり、自回線及び隣回
線の零相電流による補償をかける必要がある。
即ち、A端子自回線継電器19の継電器設置点
における故障時の電圧vaは、以下に示す(4)式とな
る、 va=Z1(ia+Z0−Z1/Z1i0+ZM/Z1i0′) =Z1(ia+Ki0+K′i0′) …(4) 但し、 K=Z0−Z1/Z1=(R0+jX0)−(R1+jX1)/R1+jX1 K′=ZM/Z1=RM+jXM/R1+jX1 〔背景技術の問題点〕 上記説明による各インピーダンスZ0,Z1,ZM
は一般に角度が異なるので、(4)式中のK,K′は
複素数であり、したがつてベクトル補償とすべき
ものである。しかし従来の継電器でベクトル補償
を行うためには、線絡定数に応じたリアクトル等
の移相手段が必要となり、現実的でないため、
Z0,Z1,ZMのリアクタンス成分、又はその絶対
値を用いて、KおよびK′を実数扱いとして零相
電流との積を求め、継電器入力電流のスカラ補償
を行なつていた。よつてインピーダンスZの抵抗
分も、リアクタンス成分も同一の補償係数を用い
て補償してしまうため、2相地絡故障時における
地絡距離継電器のオーバーリーチ(詳細は、電気
協同研究、第37巻、第1号)等の問題があつた。
この零相補償による地絡継電器の測距誤差の傾向
は、ケーブル系において、特に著しいことは周知
の通りである。
尚、以上の説明では保護対象として平行二回線
送電線をとりあげたが、単一回線送電線について
も同様に問題となつていた。
〔発明の目的〕
本発明は上記問題点を解決するためになされた
ものであり、地絡故障に際して、測距性能を向上
させたデイジタル距離継電器を提供することを目
的としている。
〔発明の概要〕
本発明では、系統の電圧V、電流I、抵抗R、
インダクタンスLとの間に成立する微分方程式V
=LdI/dt+RIを用いて距離測定を行なう距離継電 器において、地絡距離測定演算に際し、抵抗R
分、インダクタンスL分に対して、各々個別に零
相補償した電流量を適用することにより、距離測
定を行なうようにしたものである。
〔発明の基本的な考え方〕
先ず、系統の抵抗R、インダクタンスLに対し
て個別に零相補償することを骨子とする。
したがつて第4図に示す系統のA端子自回線継
電器19に着目し、継電器設置点におけるa相一
線地絡故障時の故障電圧vaを、微分方程式で表わ
すと次のようになる。
va=R1i〓+L1di〓/dt+R0i0+L0di0/dt+RMi0
+LMdi0′/dt =R1(i〓+KORi0+KMRi0′)+L1d(i〓+KOLi
0+KMLi0′)/dt =R1iR+L1diL/dt …(5) 但し、 i〓=ia−i0;モード量 KOR=R0/R1;自回線抵抗R分零相補償係数 KMR=RM/R1;隣回線抵抗R分零相補償係数 KOL=L0/L1;自回線インダクタンスL分補償係 数 KML=LM/L1;隣回路インダクタンスL分補償係 数 iR=i〓+KORi0+KMRi0′;抵抗R分零相補償電流 iL=i〓+KOLi0+KMLi0′;インダクタンスL分零
相補償電流 L1;自回線正相インダクタンス分 L0;自回線零相インダクタンス分 LM;回線間零相相互インダクタンス分 このようにして各定数R,Lを各々零相補償す
ると共に、前記各定数の補償電流 iL=i〓+KOLi0+KMLi0′及びiR=i〓+KORi0+KMRi0′ を夫々求め、異なる時点tn及びtoでの電圧演算値
Van,Vao、電流演算値IRn,IRo及び電流微分値
JLn,JLoを求めて、(2)式に順じて表わすと下記(6)
式となる。
Van=R1IRn+L1JLn Vao=R1IRo+L1JLo …(6) したがつて(6)式の連立方程式を解くことによ
り、インダクタンスL1値、抵抗R1値は以下の(7)
式となる。
以上が基本的な考え方である。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照して実施例を説明する。第1図
は本発明による距離継電器の一実施例を説明する
機能ブロツク図である。なおハードウエア構成は
第2図と同様であるので、説明は省略する。又、
第3図と同一部分については同一符号を付して説
明を省略する。
第1図において、7は自回線零相電流補償演算
手段(インダクタンスL分)で、入力された自回
線零相電流i0と自回線インダクタンスL分の零相
補償係数KOLとの乗算を行ないKOLi0を導出する。
8は前記7と同様な自回線零相電流補償手段(抵
抗R分)で、入力された自回線零相電流i0と自回
線抵抗R分零相補償係数KORとの乗算を行ない
KORi0を導出する。又、9は隣回線零相電流補償
演算手段(インダクタンスL分)で、入力された
隣回線零相電流i0′と隣回線インダクタンスL分零
相補償係数KMLとの乗算を行ないKMLi0′を導出す
る。10は前記した9と同様な隣回線零相電流補
償演算手段(抵抗R分)で、入力された隣回線零
相電流i0′を隣回線抵抗R分零相補償係数KMRとの
乗算を行ないKMRi0′を導出する。11は零相補償
電流演算手段(インダクタンスL分)で、入力さ
れたa相電流iaと前記演算手段7で得られた演算
値KOLi0及び前記演算手段9で得られた演算値KML
i0′の3つを加算して、零相補償電流iLを導出する
手段である。12は前記した演算手段11と同様
な零相補償電流演算手段(抵抗R分)で、入力さ
れたa相電流jaと演算手段8で得られた演算値
KORi0及び演算手段9で得られた演算値KMRi0′の3
つを加算して、零相補償電流iRを導出する手段で
ある。
演算手段11,12にて求められた演算値(補
償電流)iL,iRは、夫々電流微分演算手段14及
び電流演算手段15に入力され、更に電圧演算手
段13で得られた量と共に、L値演算手段16及
びR値演算手段17に入力されて、(7)式によりL
値及びR値が求められる。そして求められたL値
及びR値は、継電器動作判定手段18に導入され
て動作判定がなされる。
なお、上記実施例において、隣回線抵抗R分零
相補償係数KMR、隣回線零相補償係数KMLをKMR
=0、KML=0とすれば、抵抗R分、インダクタ
ンスL分零相補償電流iR,iLは、下記(8)式となり、 iR+KORi0 iL=ia+KOLi0 …(8) 自回線零相補償電流のみ、あるいは単一送電線
の零相補償のみとなることは明らかである。
〔発明の効果〕
以上説明した如く、本発明によれば送電線の電
圧V、電流I、抵抗R、インダクタンスLの間に
成立する微分方程式V=LdI/dt+RIを用いて距離 測定を行なう距離継電器において、系統の地絡故
障の距離測定演算に適用する電流量として、抵抗
R分、インダクタンスL分の各々を個別に零相補
償した電流量を用いるように構成したので、測距
性能の改善されたデイジタル距離継電器を提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による距離継電器の一実施例を
説明するための機能ブロツク図、第2図は一般的
な距離継電器のハードウエア構成図、第3図は微
分方程式に立脚する距離測定方式を用いた距離継
電器の従来の演算処理部の機能ブロツク図、第4
図はa相一線地絡故障時の平行2回送電系統図で
ある。 1…送電線、2…変成器、3…変流器、4…入
力変換回路、5…A/D変換回路、6…演算処理
部、7…自回線零相電流補償演算手段(インダク
タンスL分)、8…自回線零相電流補償演算手段
(抵抗R分)、9…隣回線零相電流補償演算手段
(インダクタンスL分)、10…隣回線零相電流補
償演算手段(抵抗R分)、11…零相補償電流演
算手段(インダクタンスL分)、12…零相補償
電流演算手段(抵抗R分)、13…電圧演算手段、
14…電流微分演算手段、15…電流演算手段、
16…L値演算手段、17…R値演算手段、18
…継電器動作判定手段、19…自回線継電器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電力系統からの複数の電気量をデイジタル量
    に変換して導入し、微分方程式に立脚する距離測
    定手段を介してリレー出力を導出する距離継電器
    において、上記電力系統が平行2回線送電線であ
    るとき、その平行2回線送電線の内で当該距離継
    電器の保護対象となる回線(以降、自回線と称
    す)の零相電流と、自回線抵抗分零相補償係数と
    の積値と、自回線に対しての隣の回線(以降、隣
    回線と称す)の零相電流と、隣回線抵抗分零相補
    償係数との積値を求め、これら両者の和を求める
    第1の手段と、自回線の各相電流と上記第1の手
    段からの出力との和を求めて抵抗分零相補償電流
    を得る第2の手段、及び自回線零相電流と自回線
    インダクタンス分零相補償係数との積値と、隣回
    線零相電流と隣回線インダクタンス分零相補償係
    数との積値を求め、これら両者の和を求める第3
    の手段と、自回線の各相電流と上記第3の手段か
    らの出力との和を求めてインダクタンス分零相補
    償電流を得る第4の手段、その第4の手段により
    得られた電流の微分量を求める第5の手段と、上
    記電力系統の電圧量と第2の手段からの出力及び
    第5の手段からの各出力から送電線のインダクタ
    ンス分を求める第6の手段と、上記電力系統の電
    圧量と第2の手段からの出力及び第5の手段から
    の出力から送電線の抵抗分を求める第7の手段と
    からなることを特徴とするデイジタル距離継電
    器。 2 第1の手段は、自回線零相電流と自回線抵抗
    分零相補償係数との積値を求める手段であり、第
    3の手段は、自回線零相電流と自回線インダクタ
    ンス分零相補償係数との積値を求める手段である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のデ
    イジタル距離継電器。 3 電力系統からの複数の電気量をデイジタル量
    に変換して導入し、微分方程式に立脚する距離測
    定手段を介してリレー出力を導出する距離継電器
    において、上記電力系統が単一送電線であると
    き、送電線の零相電流と送電線の抵抗分零相補償
    係数との積値を求める第1の手段と、送電線の各
    相電流と上記第1の手段からの出力との和を求め
    て抵抗分零相補償電流を得る第2の手段、及び送
    電線の零相電流と送電線のインダクタンス分零相
    補償係数との積値を求める第3の手段と、送電線
    の各相電流と上記第3の手段からの出力との和を
    求めてインダクタンス分零相補償電流を得る第4
    の手段、その第4の手段により得られた電流の微
    分量を求める第5の手段と、上記電力系統の電圧
    量と第2の手段からの出力及び第5の手段からの
    各出力から送電線のインダクタンス分を求める第
    6の手段と、上記電力系統の電圧量と第2の手段
    からの出力及び第5の手段からの出力から送電線
    の抵抗分を求める第7の手段とからなることを特
    徴とするデイジタル距離継電器。
JP15748185A 1985-07-17 1985-07-17 ディジタル距離継電器 Granted JPS6218919A (ja)

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JPS6218919A JPS6218919A (ja) 1987-01-27
JPH0458258B2 true JPH0458258B2 (ja) 1992-09-17

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