JPH0517772B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は共架多回線系統用地絡回線選択継電器
に関する。 同一鉄塔に多数の送電線が共架される共架多回
線送電線においては、送電線の各導体間の相互イ
ンダクタンスが不平衡となり他回線（以下起誘導
系統と称す）の故障電流や負荷電流の誘導によつ
て被誘導系統の回線間を循環する零相循環電流
（以下零相循環電流Iocと称す）が発生する。被誘
導系統が高抵抗接地系統では、その中性点抵抗器
の電流容量は一般に100A〜400Aであるが、これ
に較べて零相循環電流Iocが無視できない大きさ
になるため高感度かつ信頼性の高い地絡保護が困
難という問題がある。この対策として、従来から
共架多回線高抵抗接地系統平行２回線を地絡故障
から保護する地絡回線選択継電器として次に述べ
る方式のものがある。 １線地絡時に測定可能な健全相循環電流に対し
てベクトル定数（以下補償定数と称す）を掛けて
零相循環電流を演算する。次に地絡回線選択継電
器の入力電流となる回線間零相差電流（以下零相
差電流と称す）は故障電流と零相循環電流が合成
されたもので零相差電流から上記零相循環電流の
演算値を差し引き故障電流成分のみを検出し、こ
の検出値を地絡回線選択継電器の新たな入力電流
とすることで零相循環電流による影響を取除いた
故障回線選択をする。この従来方式は、後に詳細
を述べるが、負荷電流に逆相成分があるとこれが
継電器の誤差電流となつて検出感度を低下させる
問題がある。 本発明の目的は、負荷電流に逆相成分が存在す
るときにも確実に地絡相を検出できる共架多回線
系統用地絡回線選択電器を提供するにある。 以下、従来方式の問題点も含めて本発明の原理
的な説明をする。 まず、共架多回線系統の循環電流には次の性質
がある。 性質１…起誘導系統の負荷電流の誘導によつて被
誘導系統に発生する回線間ａ，ｂ，ｃ相及び零
相循環電流Iac，Ibc，Icc，Ioc（以下循環電流
と称す）は起誘導系統の負荷電流に比例し、そ
の比例定数は共架多回線系統の電線配置や電線
の太さ及び起誘導系統の運用状態から決定され
る。 性質２…次の(1)式で定義する零相循環電流Iocと
２組の相循環電流から正相分を除外した量との
比であるベクトル定数（補償定数）Ka，Kb，
Kcは上述の性質１から明らかなように起誘導
系統の負荷電流の大きさや位相とは無関係に共
架多回線系統の電線配置や電線の太さ及び起誘
導系統の運用状態から決定される。 但し、ａ＝ε^{j 2/3}〓 上述の補償定数Ka，Kb，Kcは第１図に示す
超高圧共架系統では次の第１表のようになる。

【表】 第１図は、平行２回線の超高圧系統回路１，２
と、高抵抗接地系統回線３，４が鉄塔５に共架さ
れた送電系統を示し、超高圧系統回線１Ａ〜１Ｃ
と２Ａ〜２Ｃとは逆相配置であり、同相配置の高
抵抗接地系統回線３ａ〜３ｃと４ａ〜４ｃとの回
線間には超高圧系統（超誘導系統）の負荷電流の
誘導によつて常時循環電流が発生する。なお、
Ａ，Ｂ，Ｃ及びａ，ｂ，ｃは相を示し、Ｗ，W′，
Ｄ，D′及びｄ，Ｈは電線配置を示すもので、Ｗ
＝８ｍ、W′＝８ｍ、Ｄ＝８ｍ、D′＝8.5ｍ、ｄ＝
３ｍ、Ｈ＝20ｍである。また、電線の太さは回線
１，２が610mm²４導体、回線３，４が610mm²１導体
である。 第１図に例示する超高圧共架系において、被誘
導系統１線地絡、例えばａ相地絡が起きた場合、
該被誘導系統の健全相になるｂ相、ｃ相回線間差
電流（以下差電流と称す）Ibd，Icdは Ibd＝Ibc＋Ib_L Icd＝Icc＋Ic_L ……(2) 但し、Ibc，Iccはｂ相、ｃ相の循環電流Ib_L，
Ic_Lはｂ相，ｃ相の負荷電流となり、健全相差電
流には故障電流成分は含まれない。この(2)式中、
負荷電流成分Ib_L，Ic_Lは被誘導系統の平行２回線
内のＴ分岐負荷によつて生じる。これを正相、逆
相成分I_1L，I_2Lで表現すると（零相成分は無いと
する）、 (2)式は、 Ibd＝Ibc＋a²I_1L＋aI_2L Icd＝Icc＋aI_1L＋a²I_2L ……(3) 但し、a²＝ε^{- 2/3}〓、ａ＝ε^{j 2/3}〓 となる。このｂ相及びｃ相差電流から正相成分
I_1Lの影響を取り除くために次の演算を行なう。 Ibd−aIcd＝（Ibc＋a²I_1L＋aI_2L） −ａ（Icc＋aI_1L＋a²I_2L） ＝（Ibc−aIcc）＋（ａ−１）I_2L ……(4) ここで、ａ相地絡時の零相循環電流を演算する
ために(1)式のKaと(4)式の（Ibc−aIcd）とを掛け
る。 その演算値Ａは Ａ＝Ka（Ibd−aIcd） ＝Ka｛（Ibc−aIcc）＋（ａ−１）I_2L｝ ＝Ioc／Ibc−aIcc（Ibc−aIcc）＋（ａ−１）KaI_2L ＝Ioc＋（ａ−１）KaI_2L ……(5) となる。このＡを正相分除外法による零相循環電
流の演算値と称す。ｂ相、ｃ相地絡時も同様の演
算で求められ、次の第２表に示すようになる。

【表】 次に、１線地絡時の零相差電流Iodは故障電流
I_Fと零相循環電流Iocとの和となり、 Iod＝I_F＋Ioc ……(6) このうち零相差電流Iodに含まれる零相循環電
流Iocを補償するために上述の零相循環電流の演
算値Ａを用いて次の演算を行ない、継電器入力
Iinを求める。 Iin＝Iod−Ａ ＝I_F＋Ioc−｛Ioc＋（ａ−１）KaI_2L｝ ＝I_F−（ａ−１）KaI_2L ……(7) このように、従来方式において、負荷電流に逆
相成分I_2Lがなければ、上述の(7)式の演算によつ
て故障電流I_F成分が損なわれることなく検出さ
れ、これを地絡回線選択継電器の入力電流Iinと
すれば零相循環電流が大きくとも地絡回線を正し
く検出することができる。しかし、負荷電流に逆
相成分I_2Lがあるときは継電器入力に誤差電流分
が含まれ、継電器感度が低下する。 本発明は負荷電流の逆相成分の影響を除外した
もので、３端子系統への適用を考慮したもので、
以下に原理的に説明する。 地絡回線選択継電器は、自端の回線間零相差電
流（以下零相差電流と称す）の大きさと方向によ
つて故障回線を判別するものである。このため、
相手端近傍故障では相手端が先行しや断するまで
自端の零相差電流がないため、相手端が先行しや
断して自端がしや断するいわゆるシリース・トリ
ツプとなる。第２図ａ，ｂ，ｃは平行２回線３端
子系統でのシリース・トリツプの一例を示す図で
ある。同図中、６ａ〜６ｆはしや断器、７ａ，７
ｂ，７ｃは自端及び夫々の相手端の電気所母線、
８は電源、９ａは回線３のＴ分岐負荷、９ｂ，９
ｃは相手端母線７ｂ，７ｃに接続された負荷を示
す。同図ａは相手端近傍のＦ点で地絡故障が発生
した場合を示し、自端と他方の相手端の零相差電
流は零に近いため回線選択継電器は応動できな
い。このため第２図ｂに示すように、相手端のし
や断器６ｃによつて最先行しや断（又は第１トリ
ツプ）する。しや断器６ｃが開になると、自端及
び相手端の零相差電流は増加するが、相手端の零
相差電流が地絡継電器の整定値を越え自端の零相
差電流が地絡継電器の整定値を越えない場合は第
２図ｃに示すように他方の相手端のしや断器６ｅ
がしや断する（第２トリツプ）。その後、図示し
ないが自端の地絡継電器が動作し、故障除去され
る（第３トリツプ）。 こうしたシリース・トリツプを考慮して、負荷
電流の逆相成分の影響を除外するのに、まず相手
端が先行しや断するまでは次の方法によつて継電
器入力電流を得る。 第２図に示したＴ分岐負荷によつて系統健全時
に差電流に現われる負荷電流の逆相成分をI_2Lと
すると、零相循環電流が完全に補償された継電器
入力電流Iin（以下Iinは零相循環電流が完全に補
償された継電器入力電流とする）は前述の(7)式か
ら in＝（ａ−１）Ka・_2L ……(8) となる。但し、in，_2Lは系統健全時の量を意
味し、ａ相地絡前の継電器入力電流と負荷電流の
逆相成分である。 次に、ａ相地絡時でかつ相手端先行しや断する
前の入力電流Iinは(7)式より Iin＝I_F＋（ａ−１）Ka・I_2L ……(9) となる。１線地絡時に負荷電流の逆相成分を自端
の電流から測定することは不可能であるが、高抵
抗接地系統では１線地絡時の線間電圧は系統健全
時と殆んど変らないので、Ｔ分岐負荷の大きさが
地絡故障発生前後で変化がないと仮定すれば、そ
れによつて差電流に現われる逆相成分も地絡前後
でほぼ一定値に保たれる（I_2L＝_2L）。 従つて、地絡故障発生前後の継電器入力電流
Iinの変化分をΔIinとすると、(8)、(9)式から ΔIin＝Iin−in ＝I_F＋（ａ−１）KaI_2L−（ａ−１）Ka_2L ＝I_F＋（ａ−１）KaΔI_2L ≒I_F ……(10) 但し、ΔI_2L＝I_2L−_2L≒０とする。 となる。この(10)式の演算値ΔIinは負荷電流の逆
相成分及び零相循環電流成分が除外され、故障電
流成分のみとなる。この電流ΔIinを新ためて継
電器入力電流とすれば地絡回線を判別できる。 以上の方法で相手端先行しや断前まで（外部故
障も含む）は負荷電流の逆相成分の影響を除外す
ることができる。ところが、第２図ｂに示すよう
に、相手端が先行しや断した場合、平行２回線の
線路インピーダンスが不平衡となり自端での差回
路に生じる負荷電流は大きく変化し、自端での差
電流に現われる負荷電流逆相分の地絡故障発生前
後の変化分ΔI_2Lが零とならずに(10)式中の（ａ−
１）KaΔI_2Lが継電器入力電流に誤差電流分とし
て残る。このため、相手端が先行しや断した後は
さらに次の方法によつて継電器入力電流を得る。 負荷電流の力率が100％に近いと、１線地絡時
の地絡相を基準とした負荷電流の正相分I_1Lと故
障電流成分I_Fとの位相関係は同相又は逆位相とな
る。３端子系統（電源１端子、負荷２端子）で相
手端先行しや断した場合に自端の差電流に現われ
る負荷電流正相分の変化方向は地絡発生位置によ
る最先行しや断端子別に示す第３図に対応づけた
以下の第３表に示す通り、電源端が最先行しや断
すると相手端子の負荷端は２端子とも故障回線に
対して同方向となる。そのベクトル図を第４図
ａに示す。また、負荷端が受け潮流の状態で最先
行しや断すると、相手端子の負荷端及び電源端と
も故障回線に対して反対方向となる。そのベク
トル図を第４図ｂに示す第４図ａ，ｂ中、Ea，
Eb，Ecはａ，ｂ，ｃ相電圧、−Voはａ相地絡時
の零相電圧、ΔI_1Lは相手端先行しや断時の負荷電
流正相分の変化分である。また、第３図ａ，ｂ，
ｃ中、実線矢印はしや断器６ａ，６ｂ，６ｃが開
く前の回線３の負荷電流方向、破線矢印は該しや
断器が開いた後の該回線の負荷電流変化方向を示
す。

【表】 以上から(10)式の継電器入力電流ΔIinに対して、
相手端先行しや断時に自端の差電流に現れる負荷
電流正相分の変化分ΔI_1Lに比例した量を、以下の
第４表に示すように電源端（送電端）継電器へは
−nΔI_1L、負荷端（受電端）継電器へは＋nΔI_1Lを
加えれば故障電流I_FとΔI_1Lとは同方向のため負荷
電流の逆相分があつても故障回線を正しく判定す
ることができる。

【表】 なお、負荷電流の力率が100％であることはま
れであるが、殆どの負荷で80〜100％の間にある
と言われており、このような負荷電流についても
故障回線を正しく判定できる。 前述の第４表に示すように、受電端において、
相手端先行遮断検出後の地絡回線選択継電器
（50Gリレー）のリレー入力電流ΔI′inは ΔI′in＝ΔIin−nΔI_1L ……（10−Ａ） であり、この右辺第１項ΔIinは前述の(10)式で示
されることから上記（10−Ａ）式は次式になる。 I′in＝I_F＋（ａ−１）K_aΔI_2L＋nΔI_1L
……（10−Ｂ） ここで、地絡回線選択継電器は第８図又は後述
の（25）式〜（28）式で説明されるように、零相
電圧V₀を極性電圧とし、リレー入力電流である
Δ′inの有効分が＋ε以上で回線３を地絡回線とし
て選択し、−ε以下で回線４を地絡回線として選
択する。 また、負荷電流の正相成分I_1Lに対するその逆
相成分の比α（＝｜I_2L｜／｜I_1L｜）の最大値とし
て10％を考えれば十分である。そして、Kaの大
きさは前記第２表より最大3.71になり、（10−Ｂ）
式の右辺第２項の大きさは ｜（ａ−１）KaΔI_2L｜＝｜（ａ−１）｜・｜Ka｜・｜
αΔI_1L｜＝0.64｜ΔI_1L｜……（10−Ｃ） 但し、 ｜（ａ−１）｜＝√３ ｜Ka｜＝3.71 α＝10％ となる。 従つて、負荷電流の力率を１とすると事故回線
が３の場合に事故電流I_FとnΔI_1L（ｎ＞０）とはい
づれも零相電圧V₀と同相となる。そして、（10−
Ｂ）式の第２項は（10−Ｃ）式より負荷電流正相
分の変化分ΔI_1Lの大きさの64％になるため、ｎ＝
１とすれば故障電流I_Fがεの値より大きければ
（ａ−１）KaΔI_2Lの大きさや位相に拘わらず地絡
回線選択継電器の入力電流ΔI′inは第８図で回線
３の事故回線領域（斜線）にあり、事故回線を正
しく検出する。 ここで、力率が0.8場合、nΔI_1Lは零相電圧V₀よ
り位相が37度進み（又は遅れ）となるが、故障電
流I_Fがεの値より大きければ上述のようにΔI′in
は回線３の事故回線領域に入り、事故回線を正し
く検出することができる。 ところが、負荷端継電器にはnΔI_1Lを加えるた
め、第３表に示すように最先行遮断端子が７ｂや
７ｃの負荷端の場合には故障電流I_FとnΔI_1L成分
の位相関係は反対になるため次に述べる処理を要
する。第５図に示すように、負荷端７ｃが最先行
しや断（第１トリツプ）すると、相手端の負荷端
継電器には第４図ｂに示すように故障電流I_Fに対
して負荷電流の正相分の変化分ΔI_1Lを反対位置で
印加するため誤不動作、誤動作する虞れがある。
このため、負荷端継電器に限り第１トリツプ（最
先行しや断）を検出すると（検出方法については
後述）電端源トリツプ（第２トリツプ）までタイ
マによる動作遅延をかける。一方、電源端継電器
は、故障電流I_Fに対して印加する負荷電流正相分
の変化分ΔI_1Lは同方向のため正動作するのでその
必要はない。電源端継電器によつて第２トリツプ
されると、負荷端継電器は故障電流I_Fと負荷電流
正相分の変化分ΔI_1Lは同方向となるので正動作す
る（第４図ａ参照）。 以上の方法で、零相循環電流や負荷電流に影響
されることなく故障回線を正しく選択することが
できるが、このためには負荷電流の正相分を検出
する必要がある。その方法を以下に説明する。 循環電流の性質として前述の性質１、２に加え
て次の性質３がある。 性質３…次の(11)式に定義する補償定数La，Lb，
Lcは、起誘導系統の潮流の大きさ、位相に無
関係であり、電線配置と電線の太さ及び起誘導
系統の運用状態によつて定まる。 但し、a²＝ε^-j2/3〓 第１図の電線配置から計算された循環電流に
よつて補償定数La，Lb，Lcを求めた結果を第
５表に示す。

【表】 被誘導系統のａ相地絡時に健全相のｂ相及びｃ
相差電流Ibd，Icdを測定すると前述の(3)式とな
る。ｃ相差電流Icdを120°遅らせてｂ相差電流Ibd
から引算すると逆相成分が除去されて次の(12)式に
なる。 Ibd−a²Icc＝（Ibd＋a²I_1L＋aI_2L） −a²（Icc＋aI_1L＋a²I_2L） ＝（Ibc−a²Icc）＋（a²−１）I_1L ……(12) 前述の性質３から(12)式に定数Laを乗ずること
によつて零相循環電流と負荷正相分との和を得る
ことができる。この演算値をＢとすると、 Ｂ＝La（Ibd−a²Icd） ＝La｛（Ibc−a²Icc）＋（a²−１）I_1L｝ ＝La（Ibc−a²Icc）＋（a²−１）LaI_1L ＝Ioc／Ibc−a²Icc（Ibc−a²Icc）＋（a² −１）LaI_1L＝Ioc＋（a²−１）LaI_1L ……(13) となる。この演算値Ｂを逆相分除去法による零相
循環電流の演算値と称する。ｂ相及びｃ相地絡時
も同様に演算値Ｂが求められ、これら演算値Ba，
Bb，Bcは第６表に示すようになる。

【表】 よつて、(13)式から(5)式を引算すると、 Ｂ−Ａ＝Ioc＋（a²−１）LaI_1L −｛Ioc＋（ａ−１）KaI_2L｝ ＝（a²−１）LaI_1L−（ａ−１）KaI_2L ……(14) となる。故に（Ｂ−Ａ）を（a²−１）Laで除す
ると Ｃ＝Ｂ−Ａ／（a²−１）La ＝I_1L−（ａ−１）KaI_2L／（ａ＋１）（ａ−１）La ＝I_1L−Ka／（ａ＋１）LaI_2L ……(15) となる。各相循環電流Ioc，Iac，Ibc，Iccはほぼ
同相のため定数KaとLaは共役に近い関係とな
る。よつて、(15)式右辺第２項の絶対値は ｜Ka／（１＋ａ）La｜≒１……(16) となる。また、負荷電流の逆相分の含有率｜
I_2L／I_1L｜はたかだか５〜10％のため(15)式から負
荷電流の正相分を検出することができる。ここ
で、(15)式の値について地絡故障発生前後の変化分
△Ｃをとると、 △Ｃ＝△I_1L−Ka／（１＋ａ）La△I_2L≒△I_1L ……(17) となり、相手端先行しや断時の差電流に現われる
負荷電流正相分の変化分△I_1Lを検出することが
できる。ｂ相、ｃ相地絡時も同様に考えて、これ
らの演算値は第７表に示す通りとなる。

【表】 以上、３端子系の代表的構成である電源１端
子、負荷２端子の例について原理的に説明した
が、３端子系で電源２端子、負荷１端子の場合は
電源端継電器に限り第１トリツプ（最先行しや
断）を検出すると第２トリツプまでタイマーによ
り動作遅延をかけるし、２端子系の場合は電源
端、負荷端継電器共にタイマー限時の必要はな
い。 以下に、本発明の一実施例として共架多回線用
地絡回線選択継電器を送電端に設置した場合を第
６図に基づいて説明する。同図は第２図に示す３
端子系統を３相表示したもので、第１図及び第２
図と同一部分は同一符号で示してある。第６図
中、１０は中性点抵抗器、３１ａ〜３１ｃ及び４
１ａ〜４１ｃは変流器を示しこれらを同一相で差
回路接続して電流検出部１１によつて差電流を検
出する。回線間差電流検出器１１の１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ及び１１φはａ，ｂ，ｃ相及び零相差
電流の検出部を示す。１５は第１のデータ変換器
を示し電流検出器１１によつて検出されたアナロ
グ量のａ，ｂ，ｃ相及び零相差電流Iad，Ibd，
Icd，Iod（これらを信号S₁と称す）を一定周期で
サンプリング及びアナログ−デイジタル（Ａ／
Ｄ）変換してデイジタル量S₄（Iad，Ibd，Icd）及
びS₅（Iod）を出力する。１２は電圧検出部であり
母線７ａに接続された第１の電圧検出部１３（相
電圧検出用変成器）と第２の電圧検出部１４（零
相電圧検出用変成器）から成る。１６は第２のデ
ータ変換器を示し、電圧検出部１２によつて検出
されたアナログ量のａ，ｂ，ｃ相電圧Ea，Eb，
Ec（S₂）及び零相電圧Vo（S₃）をＡ／Ｄ変換して
デイジタル量S₆（Ea，Eb，Ec）及びS₇（Vo）を
出力する。 １７は第１のフイルタ部であり、第１のデータ
変換器１５の出力S₄（Iad，Ibd，Icd）のデイジタ
ル量を入力して夫々２つの相の回線間差電流から
正相分を除外しそれらの量S₈を出力する。デイジ
タル量S₈は次の３つの量になる。 S₈a＝Ibd−ａ Icd S₈b＝Icd−ａ Iad S₈c＝Iad−ａ Icd ……(18) １８は第１の補償定数設定部であり、前述の(1)
式に示す補償定数Ka，Kb，Kcを設定すること
が可能でありかつそれらの値S₉を出力する。１９
は第１の演算部であり、フイルタ部１７の出力S₈
に設定部１８の出力S₉から正相分除外法による零
相循環電流の演算値S₁₀を求める。このS₁₀は次の
３つの演算値である。 Aa＝Ka・S₈a＝Ka（Ibd−ａ Icd） Ab＝Kb・S₈b＝Kb（Icd−ａ Iad） Ac＝Kc・S₈c＝Kc（Iad−ａ Ibd） ……(19) ２０は第２のフイルタ部であり、第１のデータ
変換部１５の出力S₄を入力して夫々２つの相の回
線間差電流から逆相分を除外した量S₁₁を出力す
る。このS₁₁は次の３つの量である。 S₁₁a＝Ibd−a²Icd S₁₁b＝Icd−a²Iad S₁₁c＝Iad−a²Ibd ……(20) ２１は第２の補償定数設定部であり、(11)式に示
す補償定数La，Lb，Lcを設定することが可能で
あり、それらの値S₁₂を出力する。２２は第２の
演算部であり、フイルタ部２０の出力S₁₁と設定
部２１の出力S₁₂から逆相分除外法による零相循
環電流の演算値S₁₃を求める。このS₁₃は次の３つ
の演算値である。 Ba＝La・S₁₁a＝La（Ibd−a²Icd） Bb＝Lb・S₁₁b＝Lb（Icd−a²Iad） Bc＝Lc・S₁₁c＝Lc（Iad−a²Ibd） ……（21） ２３は地絡相検出部であり、１線地絡時の地絡
相を判別するものである。その１例を示すと第２
のデータ変換器１６の出力S₆であるａ，ｂ，ｃ相
電圧のデイジタル量を入力して次の演算を行な
う。 L₁＝｜Eb²｜＋ｍ｜Ec｜²−（１−ｍ）｜
Ea｜² L₂＝ｍ｜Eb｜²＋｜Ec｜²−（１−ｍ）｜Ea｜² L₃＝｜Ec｜²＋ｍ｜Ea｜²−（１−ｍ）｜Eb｜² L₄＝ｍ｜Ec｜²＋｜Ea｜²−（１−ｍ）｜Eb｜² L₅＝｜Ec｜²＋ｍ｜Eb｜²−（１−ｍ）｜Ec｜² L₅＝｜Ec｜²＋ｍ｜Eb｜²−（１−ｍ）｜Ec｜² L₆＝ｍ｜Ea｜²＋｜Eb｜²−（１−ｍ）｜Ec｜²……（22
） 但し、 ｜Ｅ｜²は絶対値の二乗 ｍはスカラー係数 さらに、地絡相検出部２３は上述のL₁〜L₆か
ら次の第８表に示す判定式により地絡相を判別し
て１線地絡時の地絡相判別信号S₁₄を出力する。
その特性は第７図に示される。

【表】 ２４は地絡故障検出部であり、その１例を示す
と第２のデータ変換器１６の出力S₇すなわち零相
電圧のデイジタル量を入力しその大きさが一定値
以上になることによつて地絡故障を検出し、地絡
故障検出信号S₁₅を出力する。 ２５は第１の選択部であり、地絡相検出部２３
の判別信号S₁₄と演算部１９の演算値S₁₀を入力
し、地絡相判別信号S₁₄によつて系統１線地絡時
の正相分除外法による零相循環電流の演算値S₁₀
を次の第９表のように選択して出力S₁₆を得る。

【表】 ２６は第３の演算部であり、系統１線地絡時に
相手端先行しや断時までの回線選択地絡継電器の
入力電流△Iinを演算する。この演算部２６へは、
選択部２５の出力S₁₆になる系統１線地絡時の正
相分除外法による零相循環電流の演算値と、第１
のデータ変換部１５の出力S₅になる零相差電流
Iodのデイジタル量及び地絡故障検出部２４の出
力S₁₅になる地絡故障検出信号を入力して前述の
(10)式の演算をし、その演算値△Iin（S₁₇）を出力
する。 すなわち零相差電流Iodから正相分除外法によ
る零相循環電流の演算値Ａを差し引き、さらにそ
の値について信号S₁₅によつて地絡故障発生を知
り、地絡故障発生前後の変化分を演算する。これ
を式で示すと次の（23）式となる。 △Iin＝（Iod−Ａ）−（−）≒I_F ……（23） 但し、−は系統健全時の量を示し、（Iod
−Ａ）は系統１線地絡時の量を示す。 ２７は第２の選択部であり、地絡相判別信号
S₁₄及び演算部２２の演算値S₁₃を入力し、他絡相
判別信号S₁₄によつて系統１線地絡時の逆相分除
外法による零相循環電流の演算値S₁₈を次の第10
表のように選択して出力S₁₈とする。

【表】 ２８は第４の演算部であり、地絡故障発生前後
の負荷電流正相分の変化分△Ｃを検出し、その値
S₁₉を出力する。この演算部２８へは選択部２５
の出力S₁₆になる系統１線地絡時の正相分除外法
による零相循環電流の演算値Ａと、選択部２７の
出力S₁₈になる系統１線地絡時の逆相分除外法に
よる零相循環電流の演算値Ｂと、地絡故障検出部
２４の出力S₁₅になる地絡故障検出信号と、設定
部２１の出力S₁₂になる補償定数La，Lb，Lcと、
地絡相検出部２３の出力S₁₄になる地絡相判別信
号とを入力し、地絡相に応じて回線間差電流に現
われる負荷電流正相分の故障発生前後の変化分△
Ｃを前述の第７表に従つて求め、この値S₁₉を出
力する。 ２９は相手端先行しや断検出部であり、演算部
２８の出力S₁₉になる負荷電流正相分の故障発生
前後の変化分△Ｃを入力し、この絶対値が一定値
以上の場合には相手端先行しや断有りと判定して
信号S₂₁を出力するし、絶対値が一定値未満で相
手端先行しや断無しと判定するときには信号S₂₀
を出力する。 ３０は第１の地絡回線選択部であり、演算部２
６の出力S₁₇になる△Iin（(10)式参照）と、データ
変換部１６の出力S₇なる零相電圧Voのデイジタ
ル量と、相手端先行しや断検出部２９の出力S₂₀
になる相手端先行しや断なし信号とを入力し、系
統１線地絡でかつ相手端が先行しや断されない期
間までの地絡回線の選択を行なつて地絡回線判別
信号S₂₂，S₂₃を出力する。この選択部３０におい
て、地絡故障が発生して相手端が先行しや断する
までの期間の演算部２６からの入力S₁₇からの入
力△Iinは(10)式から △Iin≒I_F ……（24） となり、ほぼ故障電流成分のため相手端先行しや
断なし信号S₂₀の成立条件で地絡回線の判定を行
なう。その１例として、次の（25）、（26）式から
零相電流Voを極性電圧として△Iinの有効分が一
定値±ε以上又は以下の判定から地絡回線を判別
する。 （△Iin・Vo）／｜Vo｜＞＋ε ……（25） （△Iin・Vo）／｜Vo｜＜−ε ……（26） 但し、（△Iin・Vo）はベクトル内積値、｜Vo
｜は絶対値を示す。 選択部３０はこの（25）式成立で回線３の地
絡、（26）式成立で回線４の地絡と判定し、回線
３の地絡では地絡回線判別信号S₂₂を出力し、回
線４の地絡では判別信号S₂₃を出力する。 ３１は第２の地絡回線選択部であり、演算部２
６の出力S₁₇になる△Iin（（23）式参照）と、デー
タ変換部１６の出力S₇になる零相電圧Voのデイ
ジタル量と、演算部２８の出力S₁₉になる△Ｃ（第
７表参照）と、検出部２９の出力S₂₁になる相手
端先行しや断有り信号を入力し、系統１線地絡で
かつ相手端が先行しや断された後の地絡回線の選
択を行ない、地絡回線判別信号S₂₄及びS₂₅を出力
する。この選択部３１では選択部３０と同様に、
地絡故障が発生してかつ相手端先行しや断後の継
電器入力電流を第４表の値△Iinとし、継電器へ
印加する負荷電流正相分の方向は電源端と負荷端
とでは反対位相とし、相手端先行しや断有り信号
の成立を条件として地絡回線の判定を行なう。そ
の１例として次の（27）式及び（28）式から地絡
回線の判別を行なう。 （△I′in・Vo）／｜Vo｜＞＋ε ……（25） （△I′in・Vo）／｜Vo｜＜−ε ……（26） 演算部３１はこの（27）式成立で回線３の地絡
と判定してその判別信号S₂₄を出力し、（28）式成
立で回線４の地絡と判定してその判定信号S₂₅を
出力する。 これら選択部３０と３１の出力のうち、回線３
の地絡回線判別信号S₂₂、S₂₄はオアゲート３３に
よる論理和を取つて回線３のしや断器６ａのトリ
ツプ指令S₂₇とされるし、回線４の地絡回線判別
信号S₂₃，S₂₅はオアゲート３４による論理和を取
つて回線４のしや断器６ｂのトリツプ指令S₂₈と
される。 但し、電源１端子、負荷２端子の３端子系での
負荷端継電器又は電源２端子、負荷１端子の３端
子系での電源端継電器に限つては、破線ブロツク
で示すように、オフデイレータイマ部３２とアン
ドゲート３５，３６を用意する。該ブロツク中、
オフデイレータイマ部３２は相手端先行しや断部
２９の出力S₂₁なる相手端先行しや断有りの信号
を入力とし、該信号S₂₁の入力から一定時間後
（回線選択地絡継電器の動作時間とし第断器動作
時間の和に相当）にオン信号S₂₆を出力する。ア
ンドゲート３５及び３６はオフデイレータイマ部
３２出力S₂₆の成立を条件にオアゲート３３及び
３４の出力を夫々回線３の新たなトリツプ指令
（S₂₇）及び回線４の新たなトリツプ指令（S₂₈）
とする。こうしたオフデイレータイマ部による条
件付加を必要とするのは、負荷端最先行しや断で
相手端である負荷端継電器について故障電流I_Fと
負荷電流の正相分の変化分△I_1Lとの位相関係が
反対位相になるためで、電源端によるしや断（第
２トリツプ）まで負荷端継電器をロツクする必要
性による。 なお、実施例において、１７〜３６で示される
各部演算処理回路はコンピユータによるデイジタ
ル演算で実施可能である。また、実施例では３端
子系統を例にとつて説明したが２端子系統にも適
用できるのは勿論、超高圧共架系に限らず高抵抗
接地系統のみからなる共架系や平行４回線も適用
できる。 以上のとおり、本発明によれば、共架多回線系
統での高抵抗接地系統に発生する零相循環電流及
び負荷電流の逆相成分に殆んど影響されることな
く地絡回線を選択できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は超高圧共架系の電線配置図、第２図
ａ，ｂ，ｃは平行２回線３端子系統でのシリース
トリツプを説明するための系統状態図、第３図
ａ，ｂ，ｃは最先行しや断端子別の自端負荷電流
正相分の変化方向を示す図、第４図ａは相手負荷
端最先行しや断時の自端の電流ベクトル図、第４
図ｂは相手電源端最先行しや断時の自端の電流ベ
クトル図、第５図は負荷端最先行しや断時の相手
端地絡回線選択継電器の応動を説明するためのタ
イムチヤートとその系統状態図、第６図は本発明
の一実施例を示す共架多回線系統用地絡回線選択
継電器のブロツク図、第７図は地絡相判別特性図
である。第８図は事故回線領域とリレー入力電流
の関係を示す図である。 １Ａ，１Ｂ，１Ｃ，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ……超高
圧送電線、３ａ，３ｂ，３ｃ，４ａ，４ｂ，４ｃ
……高抵抗接地系統送電線、５……鉄塔、６ａ，
６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ……しや断器、７
ａ，７ｂ，７ｃ……母線、８……電源、９ａ，９
ｂ，９ｃ……負荷、１０……中性点接地抵抗器、
１１……回線間差電流検出器、１２……電圧検出
部、１３……相電圧検出用変換器、１４……零相
電圧検出用変成器、１５，１６……データ変換
器、１７，２０……フイルタ部、１８，２１……
補償定数設定部、１９，２２……演算部、２３…
…地絡相検出部、２４……地絡故障検出部、２
５，２７……選択部、２６，２８……演算部、２
９……相手端先行しや断検出部、３０，３１……
地絡回線選択部、３２……オフデイレータイマ
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 共架多回線電力系統において、高抵抗接地系
   統の回線間各ａ，ｂ，ｃ相差電流Iad，Ibd，Icd
   及び回線間零相差電流Iodを検出する回線間差電
   流検出器１１と、高抵抗接地系統の母線の各ａ，
   ｂ，ｃ相電圧Ea，Eb，Ec及び零相電圧Voを検
   出する電圧検出部１２と、上記差電流Iad，Ibd，
   Icdのうちの２つの相の差電流から正相分を除外
   した量S₈を得る第１のフイルタ部１７と、零相循
   環電流Iocと２組の相循環電流から正相分を除外
   した量との比とした補償定数Ka，Kb，Kcと上
   記量S₈から正相分除外法により零相循環電流の演
   算値Aa，Ab，Acを求める第１の演算部１９と、
   上記差電流Iad，Ibd，Icdのうちの２つの相の差
   電流から逆相分を除外した量S₁₁を得る第２のフ
   イルタ部２０と、零相循環電流と２組の相循環電
   流から逆相分を除外した量との比とした補償定数
   La，Lb，Lcと上記量S₁₁から逆相分除外法によ
   り零相循環電流の演算値Ba，Bb，Bcを求める第
   ２の演算部２２と、上記電圧検出部１２の検出出
   力から１線地絡時の地絡相判別信号S₁₄を得る地
   絡相検出部２３と、上記電圧検出部１２の検出出
   力から地絡故障検出信号S₁₅を得る地絡故障検出
   部２４と、上記判別信号S₁₄と第１の演算部１９
   の演算値Aa，Ab，Acから当接地絡相の演算値
   を選択した出力S₁₆を得る第１の選択部２５と、
   この選択出力S₁₆と上記零相差電流Iodから上記地
   絡故障検出信号S₁₅が与えられる地絡故障前後の
   継電器入力電流Iinの変化分ΔIinを演算する第３
   の演算部２６と、上記判別信号S₁₄と第２の演算
   部２２の演算値Ba，Bb，Bcから当接地絡相の演
   算値を選択した出力S₁₈を得る第２の選択部２７
   と、上記地絡相検出信号S₁₄が与えられたときに
   上記信号S₁₆，S₁₈，S₁₅及び補償定数La，Lb，Lc
   から地絡故障発生前後の負荷電流正相分の変化分
   ΔCを求める第４の演算部２８と、この変化分ΔC
   の絶対値が一定値以上のとき相手端先行しや断有
   りとして信号S₂₁を出力し相手端先行しや断無し
   には信号S₂₀を出力する相手端先行しや断検出部
   ２９と、上記変化分ΔIinの有効分が零相電圧Vo
   を極性として一定値範囲内にあることから相手端
   先行しや断無しの信号S₂₀が与えられるまでの地
   絡回線の選択をする地絡回線選択部３０と、上記
   変化分ΔIinの有効分とΔCが零相電圧Voを極性と
   して一定値範囲内にあることから上記相手端先行
   しや断有りの信号S₂₁が与えられた後の地絡回線
   の選択をする第２の地絡回線選択部３１と、上記
   第１、第２の地絡回線選択部３０，３１の論理和
   出力から夫々の回線の地絡回線判別信号を得る論
   理回路部とを備えたことを特徴とする共架多回線
   系統用地絡回線選択継電器。