JPH0622438A

JPH0622438A - 保護継電装置

Info

Publication number: JPH0622438A
Application number: JP4199041A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Fujita; 和芳藤田; Shigeto Oda; 重遠尾田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-07-03
Filing date: 1992-07-03
Publication date: 1994-01-28

Abstract

(57)【要約】【目的】他の機器等との保護協調を容易かつ確実にで
きる保護継電装置を得ることを目的とする。【構成】電力系統の事故を検出し、しゃ断指令信号を
出力する保護継電装置において、任意の動作時間特性曲
線図を入力する曲線図入力手段６０と、この曲線図入力
手段６０で入力された曲線図をデータ化する処理手段６
１と、この処理手段６１でデータ化されたデータを取り
込む入力手段６２と、この入力手段６２で取り込んだデ
ータを記憶する記憶手段６３とを具備し、動作出力信号
を出力するマイクロコンピュータにより、入力電流値に
対する動作時間テーブルを前記記憶手段６３から読出す
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、他の保護継電装置又
は機器との保護協調を必要とする保護継電装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は例えば三菱電機株式会社発行の三
菱高圧受配電用過電流継電器カタログ（ＮＯ．ＳＥ−Ｅ
３８０−Ｃ昭和６３年８月作成）に示された従来の高
圧受電設備の配電図、図６は図５の高圧受電設備による
保護協調例の動作時間特性曲線図である。

【０００３】図５において、１は電源供給元である配電
用変電所（以下、配変と略称する）の電源送り出し側の
しゃ断器、２はしゃ断器１の負荷側に設置された変流
器、３は変流器２に接続された過電流継電器であり、変
流器２の負荷側で発生した事故による過電流を該変流器
を通して検出し、しゃ断器１へしゃ断指令を与える。

【０００４】４は高圧需要家の受電側のしゃ断器、５は
しゃ断器４の負荷側に設置された変流器、６は変流器５
に接続された過電流継電器であり、変流器５の負荷側で
発生した事故による過電流を該電流器を通して検出し、
しゃ断器４へしゃ断指令を与える。７は高電圧を低電圧
に変換する変圧器、８は低圧側の過電流を検出してしゃ
断する低圧しゃ断器である。

【０００５】上記図５に示す高圧受電設備では、過電流
継電器３，６、低圧しゃ断器８が他の保護継電装置又は
機器との保護協調を必要とする保護継電装置となる。

【０００６】次に動作について説明する。今、例えば、
低圧しゃ断器８の負荷側のＦ点にて短絡事故が発生する
と、各変流器２，５及び低圧しゃ断器８に短絡事故電流
が流れ、各過電流継電器３，６及び低圧しゃ断器８内の
過電流検出部に入力される。

【０００７】そして、各過電流継電器３，６及び低圧し
ゃ断器８は動作しようとするが、この場合、短絡事故Ｆ
点に、電源側で最も近い低圧しゃ断器８のみが動作して
しゃ断し、電源側の配電線に影響を及ぼさないように、
各過電流継電器３，６及び低圧しゃ断器８の間で動作時
間の協調を持たせている。ここでは短絡事故を例に説明
したが、過負荷による保護も同様である。

【０００８】実際の保護協調では他につながる各機器の
特性も考慮する必要があり、保護協調例を図６にて説明
する。図６においては、１１は過電流継電器３の動作時
間特性曲線、１２は過電流継電器６の動作時間特性曲
線、１３は変圧器７の放熱特性曲線、１４は変圧器７の
励磁突入電流特性曲線、１５は低圧しゃ断器８のホット
スタート時のしゃ断特性曲線、１６は低圧しゃ断器８の
コールドスタート時のしゃ断特性曲線である。

【０００９】図６の横軸電流値は変流器２，５の１次側
に流れる高圧側の電流で示しており、低圧しゃ断器８の
特性は高圧側の電流に換算した値で記している。

【００１０】高圧受電器の過電流継電器６は、配変の過
電流継電器３の特性及び低圧しゃ断器８との協調を図る
他、負荷側につながる変圧器７の放熱特性や励磁突入電
流特性も考慮する必要がある。

【００１１】現状の過電流継電器６では、上記の協調を
図る為、変圧器等の放熱特性、過負荷耐量を考慮して、
限時要素の特性をほぼ電流の２乗に反比例する超反限時
特性（ＩＥＣ−２５５−４規格準拠）とすることによ
り、小入力域では低圧しゃ断器８のしゃ断特性曲線１
５，１６及び変圧器７の放熱特性曲線１３と協調をとり
やすくし、又、大入力域では配変の過電流継電器３との
協調をとりやすくしている（図６中のＡ部）。

【００１２】過大入力域では、機器等の焼損を防ぐ為、
瞬時要素に任意に整定された動作電流値以上の電流が流
れると、瞬時で動作するような特性となっているが、し
ゃ断器１及び４の投入時に発生する変圧器７の励磁突入
電流に対して誤動作しないよう、変圧器７の励磁突入電
流特性曲線１４との協調を図る為、２段限時特性をもた
せている（図６中のＢ部）。

【００１３】次にこの過電流継電器６の内部ブロックと
動作について説明する。図７は、昭和６３年電気学会全
国大会論文１０５５項「デジタル形高圧受電用過電流リ
レーの開発」に示された従来の過電流継電器の内部ブロ
ック図である。Ｒ相からの電流入力はＲ相整流平滑回路
２１にて直流電圧信号に変換される。又Ｔ相からの電流
入力も同様に、Ｔ相整流平滑回路２２にて変換される。
これらＲ相整流平滑回路２１、Ｔ相整流平滑回路２２か
らの出力信号は、マイクロコンピュータ２３内のＡ／Ｄ
変換器３３に取り込まれ、電流信号データとして該マイ
クロコンピュータに入力される。

【００１４】そして、限時電流整定回路２４から限時動
作整定データが、瞬時電流整定回路２５から瞬時動作整
定データが、ダイヤル整定回路２６から動作時間整定デ
ータが、整定内容としてマイクロコンピュータ２３に入
力される。

【００１５】マイクロコンピュータ２３は上記の各入力
にもとづいて演算し、動作の場合は動作表示器回路２
８、出力リレー回路２７へ出力される。２９は各回路へ
電源を供給する定電圧回路であり、この定電圧回路２９
やプログラムデータを、マイクロコンピュータ内部で監
視し、正常である時、ＲＵＮ表示回路３０へ信号を出力
してＬＥＤを点灯させる。３１は数値表示回路であり、
表示選択整定回路３２により任意の表示項目を選択して
表示する。

【００１６】次に上記マイクロコンピュータ２３の内部
での処理を図８について説明する。電流信号入力データ
と限時動作整定データにより限時要素動作判定４０（レ
ベル判定）を行ない、限時動作整定データに対し、電流
信号入力データが大きい場合、限時動作整定データに対
する電流信号入力データとの入力倍数演算４１を行な
う。

【００１７】限時動作時間データテーブル４２には、超
反限時特性の計算式（ＩＥＣ−２５５−４規格準拠）Ｔ
＝｛８０／（Ｉ²−１）｝×Ｄ／１０に対応した限時入
力倍数Ｉ及び動作時間整定データＤに対する限時動作時
間データＴをテーブル化して記憶しており、限時動作時
間演算４３として限時入力倍数演算４１の結果の限時入
力倍数Ｉ及び動作時間整定データＤから、限時動作時間
データＴを限時動作時間データテーブル４２から求め
る。この限時動作時間データＴによる動作時間を、限時
要素動作タイマー４４にて経過した後、限時動作出力信
号を動作表示器回路２８へ出力する。

【００１８】一方、瞬時要素についても、前述の限時要
素の動作とほぼ同一であり、瞬時要素動作判定４５、瞬
時入力倍数演算４６の処理を経て、瞬時動作時間演算４
８を行なう。瞬時要素動作時間データテーブル４７は、
瞬時要素２段限時特性に対応した瞬時入力倍数Ｉに対す
る瞬時動作時間データＴをテーブル化して記憶してい
る。

【００１９】瞬時要素動作判定４５で求めた瞬時動作時
間データＴによる動作時間を、瞬時要素動作タイマー４
９にて経過した後、瞬時動作出力信号を動作表示器回路
２８へ出力する。

【００２０】限時動作出力信号及び瞬時動作出力信号の
ＯＲ論理５０をとった信号は、復帰タイマー５１を通っ
て動作出力信号として出力リレー回路２７へ出力され
る。復帰タイマー５１は、ＯＲ論理５０からの信号喪失
後、一定時間は動作出力信号を保持することで、復帰時
間を持たせている。

【００２１】このように図６において、過電流継電器６
の動作時間特性曲線の位置を変えたい場合、限時電流整
定により超反限時特性曲線の位置を横軸電流方向に移動
でき、ダイヤル整定により同曲線の位置を縦軸時間方向
に移動できる。

【００２２】又、瞬時電流整定により瞬時要素の２段限
時特性曲線を横軸電流方向に移動できる。これら３つの
整定により、電源側，負荷側の各機器との保護協調の調
整を行なう。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】従来の保護継電装置は
以上のように構成されているので、例えば電源供給元で
ある配変の電源送り出し側の過電流継電器３のダイヤル
整定が、一般にはダイヤル１の所をダイヤル０．５にて
整定されるケースがあり、これは図６で考えると、動作
時間特性曲線１１が下に下がってくることになるので、
過電流継電器６の限時動作整定，ダイヤル整定，瞬時整
定により動作時間特性曲線１２の位置を操作しても、協
調がとれないという問題点があった。

【００２４】上記は過電流継電器３のダイヤル整定の高
速化に対する問題のみあげたが、変圧器７の特性又は低
圧しゃ断器の特性，整定によっても同様である。

【００２５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、保護継電装置としての過電
流継電器の動作時間特性を保護協調上最適化することを
目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る保
護継電装置は、任意の動作時間特性曲線図を入力する曲
線図入力手段と、この曲線図入力手段で入力された曲線
図をデータ化するデータ化手段と、このデータ化手段で
データ化されたデータを取り込む入力手段と、この入力
手段で取り込んだデータを記憶する記憶手段とを具備し
たものである。

【００２７】請求項２の発明に係る保護継電装置は、電
源側，負荷側につながる他の機器の動作特性曲線図を入
力する曲線図入力手段と、この曲線図入力手段から入力
された曲線図を保護協調上最適化する計算手段と、この
計算手段で計算された最適な曲線図をデータ化するデー
タ化手段と、このデータ化手段でデータ化されたデータ
を取り込む入力手段と、この入力手段で取り込んだデー
タを記憶する記憶手段とを具備したものである。

【００２８】請求項３の発明に係る保護継電装置は、任
意の動作特性曲線図を数式にて入力する数式入力手段
と、この数式入力手段で数式で入力した動作特性を作図
手段を介在させ、または、直接データ化するデータ化手
段と、このデータ化手段でデータ化されたデータを取り
込む入力手段と、この入力手段で取り込んだデータを記
憶する記憶手段とを具備したものである。

【００２９】

【作用】請求項１の発明における保護継電装置は、任意
の動作時間特性曲線図を入力することにより、保護協調
上、最適な動作時間特性が得られ、限時電流整定，瞬時
電流整定，ダイヤル整定等のわずらわしい整定が不要と
なる。

【００３０】請求項２の発明における保護継電装置は、
電源側，負荷側につながる他の機器の動作特性曲線図を
入力し、この入力された曲線図から最適な特性を計算す
ることにより、最適な動作時間特性曲線を使用者が検討
する必要がなく、検討時間の短縮及び検討に関する知識
が少ない使用者にも入力が可能となる。

【００３１】請求項３の発明における保護継電装置は、
任意の動作特性曲線図を数式にて入力することにより、
保護協調上、最適な動作時間特性が得られ、限時電流整
定，瞬時電流整定，ダイヤル整定等のわずらわしい整定
が不要となる。

【００３２】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１は請求項１の発明の一実施例を示すブロック
図であり、例えば前記図５の高圧受電設備の配線図中に
示された保護協調を必要とする保護継電装置としての過
電流継電器６について説明する。なお、前記図７と同一
部分には、同一符号を付して重複説明を省略する。

【００３３】図１において、６０は保護協調上最適な任
意の動作時間特性曲線図を入力する曲線図入力手段、６
１は入力された動作時間特性曲線図をデータ化するデー
タ化手段、６２はデータ化手段６１からのデータを保護
協調を必要とする保護継電装置としての過電流継電器内
部へ入力するデータ入力手段、６３はデータ入力手段６
２にて入力したデータを記憶する記憶手段である。

【００３４】次に動作について説明する。過電流継電器
６に求める最適の動作時間特性曲線図を任意の曲線図を
入力する曲線図入力手段６０によりデータ化手段６１に
入力する。このデータ化手段６１の具体例としては、使
用者が紙の上に任意に描いた曲線図を読取る装置を用い
て、電子計算機の画面上に同一の曲線図を入力するもの
である。

【００３５】データ化手段６１に入力された曲線図は、
電流値に対する動作時間データに変換され、データを内
部へ入力するデータ入力手段６２を介して記憶手段６３
に記憶される。この記憶手段６３は動作時間データテー
ブルとして使用され、マイクロコンピュータ２３からデ
ータを読出す。

【００３６】以下、上記の過電流継電器６のＲ相又はＴ
相に電流が入力された時の処理について説明する。ただ
し、過電流継電器６としての基本的な動作は、前記図７
に示した従来の過電流継電器６と同じであるから、詳細
な説明は省略し、マイクロコンピュータ２３の内部処理
を図２について説明する。

【００３７】電流信号入力データに基づいて動作時間演
算４３で、記憶手段６３の電流に対する動作時間データ
テーブルより動作時間データを求め、この動作時間デー
タによる動作時間の経過後、動作タイマー４４の動作出
力信号を、動作表示器回路２８及び出力リレー回路２７
へ出力することにより、任意の動作時間特性を得ること
ができる。

【００３８】なお、上記の曲線図入力手段６０、データ
化手段６１は過電流継電器６の内部に組込んだものでも
良い。

【００３９】本実施例１では、過電流継電器６に保護協
調上、最適の動作時間特性曲線図を入力できる他、限時
電流整定，ダイヤル整定，瞬時電流整定等のわずらわし
い整定が不要となる利点がある。

【００４０】実施例２．図３は請求項２の発明の一実施
例を示すブロック図であり、前記図１と同一部分には同
一符号を付して重複説明を省略する。図１に示す実施例
１では、過電流継電器６に求める最適の動作時間特性曲
線図を、任意の曲線図を入力する曲線図入力手段６０で
入力しているため、使用者が過電流継電器６に求める最
適の動作時間特性曲線図を検討する必要があった。

【００４１】しかるに本実施例では、過電流継電器６の
電源側，負荷側につながる各機器の特性曲線図を入力す
ることで、過電流継電器６に求める最適の動作時間特性
曲線図を自動的に計算して入力する。

【００４２】つまり、本実施例２では、図１における任
意の曲線図を入力する曲線図入力手段６０を他の機器の
特性曲線図を入力する曲線図入力手段７０と他の機器の
特性から最適な特性を計算する計算手段７１とに変更し
た構成であり、過電流継電器６の内部構成及びマイクロ
コンピュータ内部での処理については、前記図１に示す
実施例１と同一である

【００４３】次に動作について説明する。例えば図３に
おいて、他の機器の特性曲線を入力する曲線図入力手段
７０にて、過電流継電器の電源側，負荷側につながる各
機器、すなわち、配変の過電流継電器６の動作時間特性
やトランスの放電特性等を、他の機器の特性から最適な
特性を計算する計算手段７１に入力すると、電源側，負
荷側の特性曲線の中間を結ぶ曲線図を自動的に計算し、
データ化手段６１に入力される。その後の動作について
は、図１に示す実施例１と同一の為、説明を省略する。

【００４４】なお、上記の計算手段７１は、単に電源
側，負荷側の特性の中間をとるのみでなく、過電流継電
器６の慣性特性やしゃ断器のしゃ断時間等を考慮して、
負荷側又は電源側に重み付けしてその間の曲線を計算し
ても良い。

【００４５】本実施例２では過電流継電器６に求める最
適の動作時間特性曲線を使用者が検討する必要がなくな
る為、検討時間の短縮及び検討に関する知識が少ない使
用者にも入力が可能となる。

【００４６】実施例３．図４は請求項３の発明の一実施
例を示すブロック図であり、前記図１と同一部分には同
一符号を付して重複説明を省略する。図１に示す実施例
１では、過電流継電器６に求める最適の動作時間特性曲
線図を、任意の曲線図を入力する曲線図入力手段で入力
しているが、本実施例３では、過電流継電器６に求める
最適の動作時間特性曲線を数式にて入力する。

【００４７】つまり、本実施例３では、図１における任
意の曲線図を入力する曲線図入力手段６０を任意の数式
を入力する数式入力手段８０と入力した数式から曲線図
を描く描画手段８１に変更した構成であり、過電流継電
器６の内部構成及びマイクロコンピュータ内部での処理
については、前記図１に示す実施例１と同一である。

【００４８】次に動作について説明する。例えば図４に
おいて、数式入力手段８０にて入力電流値に対する動作
時間で表わした任意の数式を、描画手段８１に入力する
と、数式は曲線図化されてデータ化手段６１に入力され
る。その後の動作については、図１に示す実施例１と同
一の為、説明を省略する。

【００４９】なお、上記数式入力手段８０、描画手段８
１は過電流継電器内部に組込んだものでも良く、又、描
画手段８１を無くし、数式入力手段８０からの数式を直
接データ化手段６１でデータ化するような構成でも良
い。

【００５０】又、数式入力手段８０として、数式を検討
する時間を省く為、数種類の数式をあらかじめ用意して
おき、その中から選択して使用できるような機能として
も良い。

【００５１】本実施例３では、過電流継電器６に保護協
調上、最適の動作時間特性曲線を数式で入力できる他、
限時電流，ダイヤル整定，瞬時電流整定等わずらわしい
整定が不要となる利点がある。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、任意の動作時間特性曲線図を入力するので保護協調
上、最適な動作時間特性が得られ、限時電流整定，瞬時
電流整定，ダイヤル整定等のわずらわしい整定が不要と
なるという効果がある。

【００５３】請求項２の発明によれば、電源側，負荷側
につながる他の機器の動作特性曲線図を入力し、この入
力された曲線図から最適な特性を計算するので、最適な
動作時間特性曲線を使用者が検討する必要がなく、検討
時間の短縮及び検討に関する知識が少ない使用者にも入
力が可能となるという効果がある。

【００５４】請求項３の発明によれば、任意の動作特性
曲線図を数式で入力するので、保護協調上、最適な動作
時間特性が得られ、限時電流整定，瞬時電流整定，ダイ
ヤル整定等のわずらわしい整定が不要となるという効果
がある。従って、いずれの発明によっても、保護協調を
必要とする保護継電装置としての過電流継電器の動作時
間特性曲線を使用者が任意に可変できることにより、電
源側，負荷側につながる各機器との保護協調がとりやす
く、波及事故の防止に役立つものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の一実施例を示すブロック図で
ある。

【図２】図１の実施例におけるマイクロコンピュータの
内部処理図である。

【図３】請求項２の発明の一実施例を示すブロック図で
ある。

【図４】請求項３の発明の一実施例を示すブロック図で
ある。

【図５】高圧受電設備の配電図である。

【図６】動作時間特性曲線図である。

【図７】従来の保護継電装置としての過電流継電器のブ
ロック図である。

【図８】図７に示す過電流継電器におけるマイクロコン
ピュータの内部処理図である。

【符号の説明】

２１Ｒ相整流・平滑回路（整流・平滑回路）２２Ｔ相整流・平滑回路（整流・平滑回路）２３マイクロコンピュータ２４限時電流整定回路（電流整定回路）２５瞬時電流整定回路（電流整定回路）２６ダイヤル整定回路（電流整定回路）３３アナログ／ディジタル変換器６０曲線図入力手段６１データ化手段６２入力手段６３記憶手段７０曲線図入力手段７１計算手段８０数式入力手段８１描画手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電流入力を直流電圧信号に変換する整流
平滑回路と、この直流電圧信号をディジタル信号に変換
するアナログ／ディジタル変換器と、このアナログ／デ
ィジタル変換器からのディジタル信号および電流整定回
路からの整定データを入力して動作出力信号を演算する
マイクロコンピュータを有する保護継電装置において、
任意の動作時間特性曲線図を入力する曲線図入力手段
と、この曲線図入力手段で入力された曲線図をデータ化
するデータ化手段と、このデータ化手段でデータ化され
たデータを取り込む入力手段と、この入力手段で取り込
んだデータを記憶する記憶手段とを具備したことを特徴
とする保護継電装置。
【請求項２】電流入力を直流電圧信号に変換する整流
平滑回路と、この直流電圧信号をディジタル信号に変換
するアナログ／ディジタル変換器と、このアナログ／デ
ィジタル変換器からのディジタル信号および電流整定回
路からの整定データを入力して動作出力信号を演算する
マイクロコンピュータを有する保護継電装置において、
電源側，負荷側につながる他の機器の動作特性曲線図を
入力する曲線図入力手段と、この曲線図入力手段から入
力された曲線図を保護協調上最適化する計算手段と、こ
の計算手段で計算された最適な曲線図をデータ化するデ
ータ化手段と、このデータ化手段でデータ化されたデー
タを取り込む入力手段と、この入力手段で取り込んだデ
ータを記憶する記憶手段とを具備したことを特徴とする
保護継電装置。
【請求項３】電流入力を直流電圧信号に変換する整流
平滑回路と、この直流電圧信号をディジタル信号に変換
するアナログ／ディジタル変換器と、このアナログ／デ
ィジタル変換器からのディジタル信号及び電流整定回路
からの整定データを入力して動作出力信号を演算するマ
イクロコンピュータを有する保護継電装置において、任
意の動作特性曲線図を数式にて入力する数式入力手段
と、この数式入力手段で数式で入力した動作特性を描画
手段を介在させ、又は、直接データ化するデータ化手段
と、このデータ化手段でデータ化されたデータを取り込
む入力手段と、この入力手段で取り込んだデータを記憶
する記憶手段とを具備したことを特徴とする保護継電装
置。