JPH06339221A - 地絡リレー - Google Patents

地絡リレー

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JPH06339221A
JPH06339221A JP5148437A JP14843793A JPH06339221A JP H06339221 A JPH06339221 A JP H06339221A JP 5148437 A JP5148437 A JP 5148437A JP 14843793 A JP14843793 A JP 14843793A JP H06339221 A JPH06339221 A JP H06339221A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
relay
filter
fil
ground fault
zero
Prior art date
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Pending
Application number
JP5148437A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Koizumi
廣 小泉
Noriyoshi Suga
紀善 須賀
Takeshi Okuda
剛 奥田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Kansai Electric Power Co Inc
Original Assignee
Toshiba Corp
Kansai Electric Power Co Inc
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Kansai Electric Power Co Inc filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5148437A priority Critical patent/JPH06339221A/ja
Publication of JPH06339221A publication Critical patent/JPH06339221A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 地絡リレーにおいて、模擬入力の印加等の複
雑な手段を用いることなく、かつ点検中の事故対応のよ
うにリレー動作が遅れることのないようにする。 【構成】 零相電気量に応動する地絡リレーにおいて、
導入した零相電気量に含まれるリレー演算に不要な周波
数成分を除去するためのフィルタを、同一の入力電気量
0 について2重化FIL−1,FIL−2して備え、
前記2重化したフィルタの出力のうちで交流量の大きい
方を選択してリレー演算を実施する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電力系統に発生する地絡
事故を保護するための地絡リレーに関する。
【0002】
【従来の技術】地絡事故時には零相電流(I0 ),零相
電圧(V0 )が発生するため、多くの地絡リレーでは零
相電気量をリレーに導入している。この零相電気量(V
0 ,I0 )は通常きわめて歪んだ波形であるため、一般
にアナログ回路で構成したフィルタ回路を介してリレー
演算回路に導入される。ところで、系統に事故がなく健
全であるときは零相電気量(V0 ,I0 )は一般に小さ
く、したがって上述の零相用フィルタ回路の入力量はき
わめて小さい状態にある。図6は従来の地絡リレー(地
絡過電圧リレー)の構成例であり、図中Tは入力変成
器、FILはフィルタ回路、A/DはA/D変換器、C
PUはリレー演算を実施し出力を送出するマイクロコン
ピュータ回路を示す。系統に地絡が発生し、V0 が生じ
ると、このV0 のうちの基本波成分をFILで抽出して
A/D変換器でディジタル量に変換し、CPUにてV0
の基本波の振幅値を公知の手段で計算し、これがリレー
のタップ値以上であるとき保護出力を送出するものであ
る。次に、このリレーの自己診断機能について記述す
る。図6中、CPUはマイクロコンピュータの自己診断
機能等により不良が発生した場合、そのほとんどを検出
することが可能である。A/D変換器に対しては図中の
REF基準入力を与え、これをA/D変換した結果を予
定値と比較することにより、その不良を検出することが
可能である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記方式の場合、フィ
ルタ回路(FIL)及び入力変成器(T)については、
系統健全時には入力がないため、仮に断線等の不良が発
生したとしても、その検出は不可能である。したがって
これ迄、この部分の不良を検出するために、零相回路に
模擬入力を印加し、この出力を確認してフィルタ回路や
入力変成器(入力変成器は故障率が低いことからこれに
は模擬入力を印加しないことも多い。)の不良を検出す
る方法(重畳点検)を採用していたが、この方法では模
擬入力の印加中はリレーの出力をロックせざるを得ず、
模擬入力印加中の系統事故時には、すばやく応動できな
い欠点があった(点検中の事故対応)。加えて、模擬入
力の印加や、事故対応のためにかなりの規模のハードの
追加をまねき、図6に示す程度のリレーでは経済的な視
点からも問題がある。本発明は上記事情に鑑みてなされ
たものであり、模擬入力の印加等複雑な手段を用いるこ
となく、フィルタ回路の不良を検出でき、しかも、点検
中の事故対応のようにリレー動作が遅れることのない、
簡素化された地絡リレーを提供することを目的としてい
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では零相電気量に応動する地絡リレーにおい
て、導入した零相電気量に含まれるリレー演算に不要な
周波数成分を除去するためのフィルタを、同一の入力電
気量について2重化して備え、前記2重化したフィルタ
の出力のうちで交流量の大きい方を選択してリレー演算
を実施するように構成した。
【作用】図5(a) は地絡リレーに用いられることの多い
フィルタの構成図であり、図中のRは抵抗、Cはコンデ
ンサ、AMPは演算増幅器である。図5(b) はこのフィ
ルタ周波数特性であり、基本波以外の周波数を減衰させ
る効果を有している。図5(c) はこのフィルタを構成す
る素子が不良となったときの出力と入力の信号の大きさ
と位相関係をプロットしたものであり、一定の入力量に
対して、素子不良により出力信号は位相及び大きさが種
々に変化することがわかるが、総じて、出力信号の大き
さは健全時に比較して小さくなるといえる。したがっ
て、このフィルタを2重化して設け、このフィルタの出
力信号の相対的な大きさを判定することにより、2重化
したフィルタのいずれかが不良になっていれば、これを
検出することができる。この相対的な大きさの判定は多
くの場合、地絡事故時に発生する零相電気量(V0 ,I
0 )がフィルタに印加されたときになされるが、その際
においても、相対的な大きさが大きい方の出力信号をリ
レー演算に用いることにより、地絡リレーは正常に動作
できる。
【0005】
【実施例】以下図面を参照して実施例を説明する。図1
は本発明による地絡リレーの一実施例のブロック図であ
り、図中、T−1,T−2は入力変成器、FIL−1,
FIL−2はフィルタ回路、A/DはA/D変換器、C
PUはリレー演算を実施し、出力を送出するマイクロコ
ンピュータを示している。図から明らかなように、入力
変成器とフィルタとが2重化された点に構成上の特徴が
ある。即ち、系統の零相電圧V0 は入力変成器T−1,
T−2に導入され、レベル変換と絶縁を行なった後、フ
ィルタ回路FIL−1,FIL−2に導入され、零相電
圧V0 の基本波成分を抽出し、これらの出力をA/D変
換器でディジタル量に変換し、CPUにて零相電圧(V
0 )の振幅値を計算し、これらの振幅値のうち大きい方
を用いてリレー演算を実施し、零相電圧V0 の過電圧に
応動するようにしたものである。
【0006】図2はこのCPUの処理内容を示す流れ図
の例であり、図中、S1はFIL−1の出力をサンプリ
ングしてA/D変換し、ディジタルデータv01(n) を導
出する手段、S2は同様にFIL−2の出力のディジタ
ルデータv02(n) を導出する手段であり、入力変流器T
−1,T−2,FIL−1,FIL−2が理想的なもの
であれば同一のデータとなるものである。S3,S4は
上記S1,S2の手段で得たディジタルデータのうち、
電気角で90°離れた2つのデータv01(n) ,v01(n-3)
もしくはv02(n) ,v02(n-3) を用いて振幅2乗法によ
り、振幅値の2乗を計算する手段である。S5は上記S
3,S4の出力Y1 ,Y2 のうちで大きい方を選択する
手段、S6は max{Y1 ,Y2 }とリレー整定値(V0k
2 )を比較して大きいときに出力を送出する手段であ
る。S7は出力Y1 ,Y2 の大きさがmax {Y1
2 }に比較して一定比以下のときフィルタ不良と判断
する手段である。
【0007】次に図1の実施例の作用を説明する。仮
に、フィルタFIL−1の素子に不良が発生したと仮定
すると、常時系統の零相電圧V0 は小さく、2つのフィ
ルタFIL−1,FIL−2の出力は共に小さい。した
がって max{Y1 ,Y2 }<V0k 2 が成立し、リレーは
正不動作である。ここで系統に地絡が起こり、V0 が発
生すると、2つのフィルタFIL−1,FIL−2に電
圧が加わるが、不良素子を有するFIL−1の出力レベ
ルは健全なFIL−2の出力レベルに比較して図5に示
したように小さくなるため、S3,S4の出力Y1 ,Y
2 はY1 <Y2 となり、 max{Y1 ,Y2 }=Y2 とな
る。ここでY2 は健全なフィルタの出力であるため、Y
2 ≧V0k 2 であればリレーは正動作する。即ち、リレー
判定は健全なるフィルタの出力で行なわれ、不良素子を
有するフィルタの出力の影響を受けることはない。次に
手段S7において、S3,S4の出力Y1 ,Y2 を max
{Y1 ,Y2 }と比較し、Y1 ≦k max{Y1 ,Y2
が成立した場合にはフィルタ不良と判断する。例えばk
=0.9 に選択すると、図5に示したほとんどの不良が検
出しうる。以上説明したように、本実施例によれば、入
力変換器とフィルタの2重化及び簡単なソフトウェアの
付加によりフィルタ回路の不良を検出でき、しかも事故
時に正常に応動できる地絡リレーを実現しうる。
【0008】図3は本発明の他の実施例のブロック構成
図であり、本実施例では地絡方向リレーへの適用例であ
る。図中、T−1,T−3は入力変成器、FIL−1〜
FIL−4はフィルタ、A/DはA/D変換器、CPU
はリレー演算を実施し、出力を送出するマイクロコンピ
ュータであり、電圧,電流のフィルタのみ2重化したも
のである。ここで、系統の零相電圧V0 は入力変換器T
−1に導入され、レベル変換と絶縁を行なった後フィル
タ回路FIL−1,FIL−2に導入され、零相電圧V
0 の基本波成分が抽出される。同様に系統の零相電流I
0 は入力変換器T−3に導入され、レベル変換と絶縁を
行なった後フィルタ回路FIL−3,FIL−4に導入
され、零相電流I0 の基本波成分が抽出される。これら
のフィルタの出力はA/D変換器でディジタル量に変換
される。CPUはFIL−1の出力とFIL−2の出力
のうち後述の手段により選択されたいずれか一方と、F
IL−3の出力とFIL−4の出力のうち後述の手段に
より選択されたいずれか一方とを用いて、地絡方向を判
別する演算を実施し、零相電圧V0 と零相電流I0の位
相関係に応動するようにしたものである。
【0009】図4はこのリレーの処理内容を示す流れ図
であり、図中、S8は各フィルタの出力を順次A/D変
換し、各フィルタの出力に対応したディジタルデータv
01(n ) ,v02(n) ,I01(n) ,I02(n) を導出する手
段、S9はこれらのディジタルデータを用いて各フィル
タの出力電気量の振幅値を振幅2乗法で計算する手段で
あり、Y1 〜Y4 は夫々フィルタFIL−1〜FIL−
4の出力に対応している。S10は振幅値Y1 ,Y2 のう
ちY1 がY2 よりも小さいときにディジタルデータv
01(n) をv02(n) に置換する手段及び振幅値Y3 ,Y4
のうちY3 がY4 よりも小さいときにディジタルデータ
01(n) をI02(n) に置換する手段であり、これにより
01(n) 及びI01(n) は各々零相電圧,零相電流のフィ
ルタの出力のうち、振幅値が大きい方のフィルタの出力
の瞬時値データとなる。S11は上記v01(n) 及びI
01(n) 及び電気角で90°離れたデータv01(n-3) ,I
01(n-3) を用いて地絡方向判定を行なうものであり、V
0 0 cos θ>k‖V0 ‖の演算を実施し、条件が成立
した場合、リレー動作出力を送出するものである。S12
は出力Y1 ,Y2 の大きさが max{Y1 ,Y2 }に比較
して一定比以下のとき電圧フィルタの不良と判断し、出
力Y3 ,Y4 の大きさが max{Y3 ,Y4 }に比較して
一定比以下のとき電流フィルタの不良と判断する手段で
ある。
【0010】次に図3の実施例の作用を説明する。仮に
フィルタFIL−1の素子に不良が発生したと仮定する
と、常時の系統における零相電圧V0 は小さく、2つの
フィルタの出力Y1 ,Y2 は共に小さい。したがってリ
レーは正不動作である。ここで系統に地絡が起こり零相
電圧V0 が発生すると、2つのフィルタFIL−1,F
IL−2に電圧が加わるが、不良素子を有するFIL−
1の出力レベルは健全なFIL−2の出力レベルに比較
して図5に示したように小さくなるため、S9の出力Y
1 ,Y2 はY1 <Y2 となってv01(n) =v02(n) とな
り、かつ max{Y1 ,Y2 }=Y2 となる。一方、地絡
時にI0 が発生すると2つのフィルタFIL−3,FI
L−4に電流が加わるが、両方ともに健全であり、S9
の出力Y3 ,Y4 はY3 =Y4 となって、いずれのフィ
ルタの出力も大差ないものである。この結果、地絡方向
演算はフィルタFIL−2の出力(V0 )とフィルタF
IL−3又はFIL−4の出力(I0 )のディジタルデ
ータで実施されることになり、これらのフィルタは全て
健全であるのでリレーは正常に動作判定を行ない得る。
次に、素子不良のあるフィルタFIL−1の振幅値Y
1 は相対的に小さいため、Y1 ≦k max{Y1 ,Y2
が成立つと考えられ、kを十分に大きくすれば、ほとん
どの不良を検出することができる。本実施例によればフ
ィルタの2重化及び簡単なソフトウェアの付加により、
フィルタ回路の不良を検出でき、しかも事故時に正常に
応動できる地絡リレーを実現することができる。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば同
一電気量に対して入力段に2重化してフィルタを設け、
この2重化した各フィルタの出力のうちで交流量の大き
い方の出力を用いて、リレー演算を行なうように構成し
たので、模擬入力の印加等複雑な手段を用いることな
く、フィルタ回路の不良を検出でき、しかも点検中の事
故対応のようにリレー動作が遅れることのない簡素化さ
れた地絡リレーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による地絡リレーの一実施例のブロック
図。
【図2】図1の処理内容を示す流れ図
【図3】他の実施例のブロック図。
【図4】図3の処理内容を示す流れ図。
【図5】地絡リレーのフィルタの構成例図、フィルタの
周波数特性、フィルタ故障時の入力/出力の信号の大き
さと位相特性図。
【図6】従来の地絡リレーの構成例図。
【符号の説明】
T−1,T−2,T−3 入力変成器 FIL,FIL−1,FIL2〜FIL4 フィルタ回
路 A/D A/D変換器 CPU マイクロコンピュータ REF 基準入力
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 剛 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】零相電気量に応動する地絡リレーにおい
    て、導入した零相電気量に含まれるリレー演算に不要な
    周波数成分を除去するためのフィルタを、同一の入力電
    気量について2重化して備え、前記2重化したフィルタ
    の出力のうちで交流量の大きい方を選択してリレー演算
    を実施することを特徴とする地絡リレー。
JP5148437A 1993-05-27 1993-05-27 地絡リレー Pending JPH06339221A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5148437A JPH06339221A (ja) 1993-05-27 1993-05-27 地絡リレー

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JP5148437A JPH06339221A (ja) 1993-05-27 1993-05-27 地絡リレー

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JPH06339221A true JPH06339221A (ja) 1994-12-06

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ID=15452778

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JP5148437A Pending JPH06339221A (ja) 1993-05-27 1993-05-27 地絡リレー

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112886828A (zh) * 2021-01-13 2021-06-01 江苏金风科技有限公司 一种电网模拟器拓扑结构及其控制方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112886828A (zh) * 2021-01-13 2021-06-01 江苏金风科技有限公司 一种电网模拟器拓扑结构及其控制方法
CN112886828B (zh) * 2021-01-13 2022-08-12 江苏金风科技有限公司 一种电网模拟器拓扑结构及其控制方法

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