JPH0510517Y2 - - Google Patents

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JPH0510517Y2
JPH0510517Y2 JP1985163450U JP16345085U JPH0510517Y2 JP H0510517 Y2 JPH0510517 Y2 JP H0510517Y2 JP 1985163450 U JP1985163450 U JP 1985163450U JP 16345085 U JP16345085 U JP 16345085U JP H0510517 Y2 JPH0510517 Y2 JP H0510517Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は地絡方向継電器に関し、詳しくは配電
線路での地絡故障発生時における誤動作防止機能
を有する継電器に関するものである。
従来の技術 一般に、地絡方向継電器は、変電所において高
圧非接地式線路の出口に設置して、地絡故障が発
生した配電線路を選択検出するものである。
例えば、送電線より送られてきた電力は、第2
図に示すように、受電変圧器Tにより降圧された
後、これを母線BUSから複数の配電線路F1〜Fn
に分岐されて各需用家に供給される。上記地絡方
向継電器による各配電線路F1〜Fnの地絡故障保
護は、受電変圧器Tの中性点に挿入された設置用
変成器GPTより得られる零相電圧Voと、各配電
線路F1〜Fnの出口に設けられた零相変流器ZCT1
〜ZCTnより得られる零相電流Ioとを各配電線路
F1〜Fnの地絡方向継電器DG1〜DGnに入力し、
該地絡方向継電器DG1〜DGnにより地絡故障が発
生した配電線路F1〜Fnを選択検出する。例えば、
配電線路F1に地絡故障が発生すると、その地絡
故障が発生した配電線路F1の地絡方向継電器DG1
を動作させて上記配電線路F1の遮断器CB1を開放
し、配電線路F1を他の配電線路F2〜Fnから分離
して地絡故障を除去する。この時、他の配電線路
F2〜Fnに設けられた地絡方向継電器DG2〜DGn
は動作してはならない。
ところが、上記地絡方向継電器DG1による地絡
故障除去時、配電線路F1〜Fnの零相電圧Vo、零
相電流Ioが直ちに消滅せずに、配電線路F1〜Fn
の対地容量と配電線路F1〜Fn及び受電変圧器T
のリアタンス分との共振周波数により、低周波数
の減衰性残留分が現出する。この零相電圧Voと、
零相電流Ioの減衰性残留分が原因となつて、他の
正常な配電線路F2〜Fnの地絡方向継電器DG2
DGnが誤動作する虞があつた。
そこで上記地絡故障除去時での誤動作防止機能
を有する地絡方向継電器が開発されており、例え
ば特開昭53−37838号公報に開示されたものがあ
る。この地絡方向継電器は、第3図に示すように
接地用変成器GPTより得られる零相電圧Voを入
力トランス1を介して方形波回路2に入力して波
形整形する。また零相変流器ZCT1〜ZCTnによ
り得られる零相電流Ioを入力トランス3を介して
方形波回路4に入力して波形整形する。この両方
形波の重なり状態を位相比較回路5で判別し、そ
の重なり角が90°以上ならば出力回路6からの出
力信号により地絡方向継電器DG1〜DGnを動作さ
せる。この時、上記方形波回路2と位相比較回路
5間に挿入配置された180°判定回路7により、零
相電圧Voの方形波の幅が周波数で180°の角度以
上になればその超過分をロツクするようにしたト
ランジスタ形のものである。このようにして零相
電流Ioと零相電圧Voの低周波の減衰性残留分に
よる地絡方向継電器DG1〜DGnの誤動作を防止し
ている。
考案が解決しようとする問題点 ところで、上述したように特開昭53−37838号
公報で開示されたような従来の地絡方向継電器で
は、地絡故障が発生した配電線路F1以外の配電
線路F2〜Fnでの零相電圧Voと零相電流Ioにおけ
る周波数特性に着眼して誤動作防止機能を持たせ
ているため、その誤動作防止機能を有する180°判
定回路7の回路構成が複雑となり、信頼性の高い
継電器を提供することに困難性を伴う虞もあつ
た。
問題点を解決するための手段 本考案は上記問題点に鑑みて提案されたもの
で、この問題点を解決するための技術的手段は、
電流整定された零相電流及び、電圧整定して波形
整形された零相電圧を位相比較し、地絡故障によ
り流れる零相電流の正逆方向を判別する位相比較
回路と、該位相比較回路にて逆方向の零相電流が
判別されると、その出力信号が設定レベル以上か
否かを検出する逆方向電流レベル検出回路と、該
逆方向電流レベル検出回路の出力信号を所定の時
間遅延させる遅延回路と、該遅延回路の出力信号
を所定の時間だけホールドする保持回路と、該保
持回路にてホールドされる所定の時間が経過する
まで出力信号を送出しない出力回路とからなり、
配電線路での地絡故障発生時、地絡故障が発生し
た配電線路に正方向の零相電流が流れるのに対し
て他の正常な配電線路に逆方向の零相電流が流れ
ることを位相比較回路及び逆方向電流レベル検出
回路により検出し、地絡故障が発生した配電線路
の遮断後、検出した逆方向の零相電流の減衰性残
留分が減衰するまでの時間を保持回路で確保し、
その保持回路でホールドされた減衰時間だけ出力
回路から出力信号を送出しないで正常な配電線路
の遮断器を不動作状態とするものである。
作 用 本考案に係る地絡方向継電器によれば、配電線
路の地絡故障発生時、その配電線路に正方向の零
相電流が流れる一方、他の配電線路に逆方向の零
相電流が流れ、この逆方向の零相電流を検出す
る。この逆方向の零相電流の検出後、所定の時間
を継電器の不動作タイムとして設定する。
実施例 本考案に係る地絡方向継電器を第2図に示す配
電系統に適用した一実施例を第1図を参照しなが
ら説明する。第1図は本考案に係る地絡方向継電
器DG1〜DGnの回路構成を示すブロツク図であ
る。同図において、GPTは前述したように受電
変圧器Tの中性点に挿入された接地用変成器、
ZCT1〜ZCTnは各配電線路F1〜Fnの出口に設け
られた零相変流器である。8,9は入力トランス
10,11を介して接地用変成器GPT及び零相
変流器ZCT1〜ZCTnに接続されたフイルタ回路
で、上記接地用変成器GPT、零相変流器ZCT1
ZCTnより得られる零相電圧Vo、零相電流Ioの高
周波成分を除去して基本周波数成分を取出す。1
2は電圧整定回路で、上記フイルタ回路8から出
力される零相電圧Voを電圧整定し、これをレベ
ル検出回路13で所定のレベル以上か否かを検出
する。14はフイルタ回路8から出力される零相
電圧Voを正弦波から方形波に変換する波形整形
回路、15は上記レベル検出回路13と、波形整
形回路14との出力の論理積をとるAND回路、
16は前記フイルタ回路9に接続された位相調整
回路で、零相変流器ZCT1〜ZCTnにより得られ
る零相電流Ioの位相を、接地用変成器GPTより
得られる零相電圧Voの位相に一致させる。17
はこの位相調整された零相電流Ioを電流整定する
整流整定回路、18はAND回路15から出力さ
れた零相電圧Voと、電流整定回路17から出力
された零相電流Ioが入力される位相比較回路で、
上記零相電圧Vo、零相電流Ioを位相比較して地
絡故障発生時に前記零相変流器ZCT1〜ZCTnに
流れる零相電流Ioの正逆方向を判別する。19は
位相比較回路18に出力接続された正方向電流レ
ベル検出回路で、零相変流器ZCT1〜ZCTnに正
方向の零相電流Ioが流れて上記位相比較回路18
で判別された結果、その位相比較回路18から送
出される出力信号が所定のレベル以上か否かを検
出する。
次に、この地絡方向継電器DG1〜DGnにおける
誤動作防止回路20は、上記位相比較回路19に
接続された後述の逆方向電流レベル検出回路2
1、遅延回路22、保持回路23及び出力NOT
回路24から構成される。上記逆方向電流レベル
検出回路21は、零相変流器ZCT1〜ZCTnに逆
方向の零相電流Ioが流れて位相比較回路18で判
別された結果、その位相比較回路18から送出さ
れる出力信号が所定のレベル以上か否かを検出す
る。遅延回路22は、ノイズ等による逆方向電流
レベル検出回路21の誤動作を防止するためのも
ので、上記逆方向電流レベル検出回路21の出力
信号を所定の時間t1だけ遅延させる。また、保持
回路23は、遅延回路22の出力信号を所定の時
間t2だけホールドし、この保持時間t2の設定によ
り地絡故障発生時での地絡方向継電器の不動作タ
イムを確保する。この保持時間t2が経過するまで
は、保持回路23の出力により出力回路24から
出力信号が送出されない。
更に、図中、25は前記電流整定回路17に接
続された整流回路で、電流整定回路17から出力
される零相電流Ioを整流し、それをレベル検出回
路26で所定のレベル以上か否かを検出する。2
7は出力回路24の出力信号を所定の時間t3だけ
保持するタイマー回路、28は正方向電流レベル
検出回路19とタイマー回路27の出力信号の論
理積をとるAND回路、29は増幅回路30を介
してAND回路28に出力接続された電磁リレー
で、上記AND回路28の出力信号を増幅回路3
0で増幅し、これにより配電線路F1〜Fnの遮断
器CB1〜CBnを動作させる。
次に第2図に示す配電系統における地絡故障発
生等での地絡方向継電器の動作例を、地絡故障が
発生した配電線路の地絡方向継電器と、それ以外
の他の正常な配電線路の地絡方向継電器とについ
て説明する。
例えば、第1図及び第2図に示すように配電線
路F1に地絡故障が発生すると、その配電線路F1
の零相変流器ZCT1に図示破線矢印で示す正方向
の零相電流Ioが流れる。この時、零相変流器
ZCT1より得られる零相電流Ioは、接地用変成器
GPTより得られる零相電圧Voよりも位相が90°進
んでいる。この地絡故障が発生した配電線路F1
の地絡方向継電器DG1では、まず接地用変成器
GPTより入力トランス10を介して得られた零
相電圧Voは、フイルタ回路8で高周波成分が除
去され、更に電圧整定回路12及びレベル検出回
路13にて、電圧整定されて所定のレベル以上か
否かが検出される。また、上記フイルタ回路8か
ら出力された零相電圧Voは、波形整形回路14
で正弦波から方形波に変換されてAND回路15
に送出される。そして、電圧整定回路12の出力
信号が所定のレベル以上であれば、レベル検出回
路13からの出力信号によりAND回路15から
方形波化された出力信号が得られる。一方、零相
変流器ZCT1より入力トランス11を介して得ら
れた零相電流Ioは、フイルタ回路9で高周波成分
が除去され、前記零相電圧Voよりも位相が90°進
んでいるため、位相調整回路16にて位相変換さ
れる。その結果得られた零相電圧Voと同相の零
相電流Ioを、電流整定回路17で電流整定して位
相比較回路18にその出力信号を送出する。この
位相比較回路18では、電流整定された零相電流
Ioと、AND回路15から出力された零相電圧Vo
とを位相比較し、上記零相電流Ioの正逆方向を判
別する。即ち、上記零相電流Ioを零相電圧Voに
よるスイツチングで全波整流し、更に平滑化して
プラスレベルの出力信号を得る。そしてこの位相
比較回路18から送出されるプラスレベルの出力
信号が、所定のレベル以上か否かを正方向電流レ
ベル検出回路19で検出する。一方、前記電流整
定回路17から出力された零相電流Ioは、整流回
路25及びレベル検出回路26にて、整流されて
所定のレベル以上か否か検出される。上記零相電
流Ioが所定のレベル以上であれば、レベル検出回
路26の出力信号が出力回路24を介してそのま
まタイマー回路27に入力される。この出力信号
は上記タイマー回路27を介して所定の時間t3
け保持されてAND回路28に入力される。ここ
で前記位相比較回路18から送出されるプラスレ
ベルの出力信号が所定のレベル以上であれば、正
方向電流レベル検出回路19からの出力信号が
AND回路28に入力される。これによりAND回
路28から送出される出力信号で、増幅回路30
を介して電磁リレー29を作動させ、この電磁リ
レー29の作動により配電線路F1の遮断器CB1
(第2図参照)を開放し、上記配電線路F1を他の
配電線路F2〜Fnから分離して地絡故障を除去す
る。
次にこの地絡故障発生時、前述したように地絡
故障が発生した配電線路F1に正方向の零相電流Io
が流れると共に、他の正常な配電線路F2〜Fnに
逆方向の零相電流Ioが流れる。この時、零相変流
器ZCT2〜ZCTnより得られる零相電流Ioは、接
地用変成器GPTより得られる零相電圧Voと位相
が180°ずれている。この他の正常な配電線路F2
Fnの地絡方向継電器DG2〜DGnでは、まず前記
接地用変成器GPT及び零相変流器ZCT2〜ZCTn
より入力トランス8,9を介して得られた零相電
圧Vo及び零相電流Ioは、地絡故障が発生した配
電線路F1の地絡方向継電器DG1の場合で前述した
ように、最終的にAND回路15及び電流整定回
路17を経て位相比較回路18に夫々入力され
る。この位相比較回路18では、AND回路15
から出力される方形波の零相電圧Voと、電流整
定された零相電圧Voと逆相の零相電流Ioとを位
相比較して零相電流Ioの正逆方向を判別する。即
ち、この場合、上記零相電流Ioを零相電圧Voに
よるスイツチングで全波整流し、更に平滑化して
マイナスレベルの出力信号を得る。この位相比較
回路18から送出されるマイナスレベルの出力信
号が、所定のレベル以上か否かを逆方向電流レベ
ル検出回路21で検出する。上記マイナスレベル
の出力信号が所定のレベル以上であれば、逆方向
電流レベル検出回路21の出力信号が遅延回路2
2に送出される。この遅延回路22では、上記逆
方向電流レベル検出回路21の出力信号を所定の
時間t1だけ遅延させ、この遅延時間t1経過後に出
力信号を送出する。この遅延回路22の出力信号
が保持回路23に入力されると、該保持回路23
では、上記遅延回路22の出力信号を所定の時間
t2だけホールドし、この保持時間t2内で出力信号
を送出する。この保持回路23の出力信号と共
に、電流整定された零相電流Ioが整流回路25及
びレベル検出回路26を介して出力回路24に入
力されると、該出力回路24の出力は得られな
い。その結果、AND回路28が出力しないため、
電磁リレー29が作動せず正常な配電線路F2
Fnの各遮断器CB2〜CBnは閉状態に保持される。
このように地絡故障発生時、誤動作防止回路2
0の保持回路23で所定の時間t2のタイムラグを
設定することにより、地絡方向継電器DG2〜DGn
の不動作タイムを形成してその誤動作を防止して
いる。一方、地絡故障が発生した配電線路F1
地絡方向継電器DG1についはその遮断器CB1を開
放させるまでの所要時間は、タイマー回路27に
よる設定時間t3に左右される。従つて、仮にこの
タイマー回路27による設定時間t3のみをタイム
ラグとして正常な配電線路F2〜Fnの地絡方向継
電器DG2〜DGnの不動作タイムを形成した場合、
逆に地絡故障が発生した配電線路F1の地絡方向
継電器DG1の動作速度が遅くなるという不都合が
ある。そこで地絡故障が発生した配電線路F1
地絡方向継電器DG1については、上記タイマー回
路27による設定時間t3のみをタイムラグとし
て、この設定時間t3を必要最小限にし、また正常
な配電線路F2〜Fnの地絡方向継電器DG2〜DGn
については、誤動作防止回路20の保持回路23
による所定の時間t2を上記地絡方向継電器DG2
DGnの不動作タイムとして、この保持時間t2を充
分確保する。これにより地絡故障発生時での地絡
方向継電器の動作速度が大幅に向上すると共に、
他の地絡方向継電器の誤動作防止も確実となつて
高感度で、且つ、安全性に優れた地絡方向継電器
を提供できる。
考案の効果 本考案に係る地絡方向継電器では、配電線路の
地絡故障発生時、その配電線路に流れる零相電流
の正逆方向を検出し、逆方向の零相電流の検出
後、所定の時間を継電器の不動作タイムとして設
定するようになしたから、地絡故障発生時、地絡
故障が発生した配電線路の遮断後に正常な配電線
路に流れる逆方向の零相電流の減衰性残留分が減
衰するまでその配電線路の遮断器を不動作状態に
できるので、正常な配電線路の遮断器の誤動作を
確実に防止することが可能となる。また、この不
動作タイムを設定するための回路構成が大幅に簡
略化されて信頼性の高い継電器を提供することが
実現容易となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案に係る地絡方向継電器の回路構
成の一実施例を示すブロツク図、第2図は地絡保
護を説明するための配電系統の一例を示す説明
図、第3図は地絡方向継電器の回路構成の従来例
を示すブロツク図である。 18……位相比較回路、21……逆方向電流レ
ベル検出回路、22……遅延回路、23……保持
回路、24……出力回路、Vo……零相電圧、Io
……零相電流。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 電流整定された零相電流及び、電圧整定して波
    形整形された零相電圧を位相比較し、地絡故障に
    より流れる零相電流の正逆方向を判別する位相比
    較回路と、 該位相比較回路にて逆方向の零相電流が判別さ
    れると、その出力信号が設定レベル以上か否かを
    検出する逆方向電流レベル検出回路と、 該逆方向電流レベル検出回路の出力信号を所定
    の時間遅延させる遅延回路と、 該遅延回路の出力信号を所定の時間だけホール
    ドする保持回路と、 該保持回路にてホールドされる所定の時間が経
    過するまで出力信号を送出しない出力回路とから
    なり、 配電線路での地絡故障発生時、地絡故障が発生
    した配電線路に正方向の零相電流が流れるのに対
    して他の正常な配電線路に逆方向の零相電流が流
    れることを位相比較回路及び逆方向電流レベル検
    出回路により検出し、地絡故障が発生した配電線
    路の遮断後、検出した逆方向の零相電流の減衰性
    残留分が減衰するまでの時間を保持回路で確保
    し、その保持回路でホールドされた減衰時間だけ
    出力回路から出力信号を送出しないで正常な配電
    線路の遮断器を不動作状態とすることを特徴とす
    る地絡方向継電器。
JP1985163450U 1985-10-24 1985-10-24 Expired - Lifetime JPH0510517Y2 (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6055824A (ja) * 1983-09-06 1985-04-01 東京電力株式会社 高圧配電系統の地絡保護システム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6055824A (ja) * 1983-09-06 1985-04-01 東京電力株式会社 高圧配電系統の地絡保護システム

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