JPH0744777B2 - 励磁突入電流検出方式 - Google Patents
励磁突入電流検出方式Info
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- JPH0744777B2 JPH0744777B2 JP63022330A JP2233088A JPH0744777B2 JP H0744777 B2 JPH0744777 B2 JP H0744777B2 JP 63022330 A JP63022330 A JP 63022330A JP 2233088 A JP2233088 A JP 2233088A JP H0744777 B2 JPH0744777 B2 JP H0744777B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電力系統保護継電装置の励磁突入電流検出方
式に関するものである。
式に関するものである。
従来より変圧器励磁突入電流を検出する方法としては昭
和56年７月20日電気学会発行の文献「電気学会大学講座
保護継電工学」（P62…変圧器の励磁突入電流の特徴、P
182…検出方法）に示される第８図の如き方式があつ
た。
和56年７月20日電気学会発行の文献「電気学会大学講座
保護継電工学」（P62…変圧器の励磁突入電流の特徴、P
182…検出方法）に示される第８図の如き方式があつ
た。
第７図に示されるものは変圧器保護における励磁突入電
流の検出方式であり、（12）は被保護変圧器、（13）は
被保護変圧器の両端の変流器（CTと称す）、（14）は２
つのCT（13）の差動演算を行なう差動演算手段（一般に
CT（13）の整合を行なうための補助変流器、差動演算用
入力トランス等を含むが図示せず）、（５）は差動電流
中の基本波分を導出する基本波フイルター、（６）は同
じく第２高調波分を導出する第２高調波フイルター、
（７）は基本波フイルター（５）の出力と第２高調波フ
イルター（６）の出力を比較し、第２高調波フイルター
（６）の出力が基本波フイルター（５）の出力に対する
比が一定値以上のとき出力を出す比較器、（15）は励磁
突入電流検出出力、Trは変圧器、Ｌは負荷である。
流の検出方式であり、（12）は被保護変圧器、（13）は
被保護変圧器の両端の変流器（CTと称す）、（14）は２
つのCT（13）の差動演算を行なう差動演算手段（一般に
CT（13）の整合を行なうための補助変流器、差動演算用
入力トランス等を含むが図示せず）、（５）は差動電流
中の基本波分を導出する基本波フイルター、（６）は同
じく第２高調波分を導出する第２高調波フイルター、
（７）は基本波フイルター（５）の出力と第２高調波フ
イルター（６）の出力を比較し、第２高調波フイルター
（６）の出力が基本波フイルター（５）の出力に対する
比が一定値以上のとき出力を出す比較器、（15）は励磁
突入電流検出出力、Trは変圧器、Ｌは負荷である。
又、第９図は変圧器の励磁突入電流波形を示す図であり
Ｖは系統電圧、IIは励磁突入電流波形、ILは負荷電流
（後述）を示す。
Ｖは系統電圧、IIは励磁突入電流波形、ILは負荷電流
（後述）を示す。
次に動作について説明するが、前述文献においても第９
図におけるIIに第２高調波含有率が高いことは明白であ
り、詳述は省くが、第８図の如く所謂差動保護において
は負荷電流IL（第９図）は差動演算手段（14）による差
動演算により除かれるため、励磁突入電流ILのみが導出
されるため、的確な演算が行なえた。
図におけるIIに第２高調波含有率が高いことは明白であ
り、詳述は省くが、第８図の如く所謂差動保護において
は負荷電流IL（第９図）は差動演算手段（14）による差
動演算により除かれるため、励磁突入電流ILのみが導出
されるため、的確な演算が行なえた。
ところが、変圧器の励磁突入電流が影響されるのは前記
変圧器保護の場合のみではなく、第10図のような送電線
保護でも課題となつてくる。第10図において（21）は電
源（22）、（24）、（25）は被保護送電線であり送電線
（24）は負荷が接続されており、送電流（25）には変圧
器（11）が接続されており（23）は送電線（22）、（2
4）、（25）が接続される保護区間内の母線、（26）は
送電線保護リレーである。又第11図は送電線保護リレー
の見るインピーダンスを示す図で（27）で示される円が
保護範囲、（28）が負荷ゾーン（29）が励磁突入電流に
より見えるインピーダンスゾーン、（30）が負荷と励磁
突入電流の重畳によりインピーダンスが変化する有様を
示している。
変圧器保護の場合のみではなく、第10図のような送電線
保護でも課題となつてくる。第10図において（21）は電
源（22）、（24）、（25）は被保護送電線であり送電線
（24）は負荷が接続されており、送電流（25）には変圧
器（11）が接続されており（23）は送電線（22）、（2
4）、（25）が接続される保護区間内の母線、（26）は
送電線保護リレーである。又第11図は送電線保護リレー
の見るインピーダンスを示す図で（27）で示される円が
保護範囲、（28）が負荷ゾーン（29）が励磁突入電流に
より見えるインピーダンスゾーン、（30）が負荷と励磁
突入電流の重畳によりインピーダンスが変化する有様を
示している。
第10図に示すような送電線保護リレー（26）において
は、送電線（24）の負荷電流ILと送電流（25）の励磁突
入電流IIが合成された電流がリレーに印加されるので、
第11図に示すように励磁突入電流のみでも大きさが大き
くなるとゾーン（29）のように保護範囲（27）に入り込
んでくるとともに、負荷電流の大きさが大きくなると線
（30）の上を負荷ゾーン（28）に向つて保護範囲（27）
内を移動することになるとともに、第９図の波形IL＋II
のように負荷電流ILには第２高調波が含まれないため全
体の第２高調波含有率が低下してくる。
は、送電線（24）の負荷電流ILと送電流（25）の励磁突
入電流IIが合成された電流がリレーに印加されるので、
第11図に示すように励磁突入電流のみでも大きさが大き
くなるとゾーン（29）のように保護範囲（27）に入り込
んでくるとともに、負荷電流の大きさが大きくなると線
（30）の上を負荷ゾーン（28）に向つて保護範囲（27）
内を移動することになるとともに、第９図の波形IL＋II
のように負荷電流ILには第２高調波が含まれないため全
体の第２高調波含有率が低下してくる。
従つて従来のような励磁突入電流検出方式では励磁突入
電流を検出できず、励磁突入電流の収まるのを待つ時延
要素を保護リレー（26）に設ける励磁突入電流が保護範
囲内に入らないよう整定する、などの対策が必要であ
り、高速化が得られない、整定が制約されるため保護信
頼性が低下する、回路が複雑となる等の課題があつた。
電流を検出できず、励磁突入電流の収まるのを待つ時延
要素を保護リレー（26）に設ける励磁突入電流が保護範
囲内に入らないよう整定する、などの対策が必要であ
り、高速化が得られない、整定が制約されるため保護信
頼性が低下する、回路が複雑となる等の課題があつた。
本発明は上記のような課題を解消するためになされたも
ので、負荷電流に影響を受けない励磁突入電流検出方式
を得ることを目的とする。又、本発明は上記のような課
題を解消するためになされたもので、負荷電流に影響を
受けず系統故障時の高調波の影響を受けない励磁突入電
流検出方式を得ることを目的とする。
ので、負荷電流に影響を受けない励磁突入電流検出方式
を得ることを目的とする。又、本発明は上記のような課
題を解消するためになされたもので、負荷電流に影響を
受けず系統故障時の高調波の影響を受けない励磁突入電
流検出方式を得ることを目的とする。
本発明に係る励磁突入電流検出方式は、系統の３相電流
より逆相分を導出し、その逆相分中の第２高調波含有率
により励磁突入電流を検出するものである。又、本発明
に係る励磁突入電流検出方式は、系統の３相電流、電圧
より逆相分を導出し、その逆相分中の第２高調波含有率
により励磁突入電流を検出するものである。又、本発明
に係る励磁突入電流検出方式は、系統の３相電流、電圧
より逆相分正相分を各々導出し、その逆相分中及び正相
分中の第２高調波含有率により励磁突入電流を検出する
ものである。
より逆相分を導出し、その逆相分中の第２高調波含有率
により励磁突入電流を検出するものである。又、本発明
に係る励磁突入電流検出方式は、系統の３相電流、電圧
より逆相分を導出し、その逆相分中の第２高調波含有率
により励磁突入電流を検出するものである。又、本発明
に係る励磁突入電流検出方式は、系統の３相電流、電圧
より逆相分正相分を各々導出し、その逆相分中及び正相
分中の第２高調波含有率により励磁突入電流を検出する
ものである。
本発明における励磁突入電流は、逆相分演算により負荷
電流の影響が除かれる。又、本発明の励磁突入電流検出
は、逆相分演算により負荷電流の影響が除かれるととも
に、系統故障時の高調波発生時には励磁突入電流検出は
行なわない。又、本発明の励磁突入電流検出は、逆相分
演算により負荷電流の影響が除かれるとともに、系統故
障時の高調波発生時には正相分第２高調波含有率検出に
より励磁突入電流検出は行なわない。
電流の影響が除かれる。又、本発明の励磁突入電流検出
は、逆相分演算により負荷電流の影響が除かれるととも
に、系統故障時の高調波発生時には励磁突入電流検出は
行なわない。又、本発明の励磁突入電流検出は、逆相分
演算により負荷電流の影響が除かれるとともに、系統故
障時の高調波発生時には正相分第２高調波含有率検出に
より励磁突入電流検出は行なわない。
以下、本発明の一実施例を図について説明する。第１図
において（１）は系統の３相送電線、（２）は３相各々
に設けられるCT、（３）は逆相演算手段、（一般にこの
演算手段の前段階に入力トランス等が設けられておるが
図示せず）（４）は第２高調波含有率検出手段で、基本
波フイルター（５）、第２高調波フイルター（６）、比
較器（７）で構成されている。（８）は励磁突入電流検
出出力である。
において（１）は系統の３相送電線、（２）は３相各々
に設けられるCT、（３）は逆相演算手段、（一般にこの
演算手段の前段階に入力トランス等が設けられておるが
図示せず）（４）は第２高調波含有率検出手段で、基本
波フイルター（５）、第２高調波フイルター（６）、比
較器（７）で構成されている。（８）は励磁突入電流検
出出力である。
次に動作について説明する。
対称座標法による逆相電流は I2＝（IA＋a2IB＋aIC）/3で表わされ、負荷電流等対称
電流が流れるときには逆相電流は０となる。励磁突入電
流が重畳した場合にも、重ねの理により、負荷電流の影
響が除かれ励磁突入電流の逆相分のみが求まることにな
る。
電流が流れるときには逆相電流は０となる。励磁突入電
流が重畳した場合にも、重ねの理により、負荷電流の影
響が除かれ励磁突入電流の逆相分のみが求まることにな
る。
逆相分導出のための逆相演算手段としては、従来より アナログリレーでは I2＝Iab＋Ibc＜60°等 デジタルリレーでは I2＝Iat＋Ibt−２＋Ict−４ （ここでｔ−２、ｔ−４は120°相当時間、240°相当時
間を示す）等 多種提案されているが、本発明では演算手段の詳細は問
わないので詳細省略する。
間を示す）等 多種提案されているが、本発明では演算手段の詳細は問
わないので詳細省略する。
ここで逆相分演算による励磁突入電流中の第２高調波分
の挙動について述べる。
の挙動について述べる。
第２図は変圧器で一般的に発生する励磁突入電流で、Ａ
相及びＣ相で変圧器飽和が発生したケースである。（他
相への電流の回り込みが発生するので第２図のようにな
る。）又第３図はＡ相及びＣ相の励磁突入電流の関係を
示したもので、基本波同志は120°位相差であるが、第
２高調波同志が60°位相差となることを説明した図であ
る。第４図は第２図、第３図をもとに、逆相演算前後の
基本波、第２高調波各々のベクトルを示したもので
（ａ）（ｂ）は逆相演算前の基本波、第２高調波、
（ｃ）（ｄ）は逆相演算後の基本波、第２高調波のベク
トルを示す。第３図において、基本波のＡ相、Ｃ相間の
位相差はＣ相120°進みであるが、第２高調波において
は各々基本波０°ポイントにおける第２高調波はＡ相で
は90°遅れ、Ｃ相では90°進みとなつており、（第２図
においてIAは正方向、ICは負方向のため）図示の如く第
２高調波同志の位相差はＣ相が進み60°となる。
相及びＣ相で変圧器飽和が発生したケースである。（他
相への電流の回り込みが発生するので第２図のようにな
る。）又第３図はＡ相及びＣ相の励磁突入電流の関係を
示したもので、基本波同志は120°位相差であるが、第
２高調波同志が60°位相差となることを説明した図であ
る。第４図は第２図、第３図をもとに、逆相演算前後の
基本波、第２高調波各々のベクトルを示したもので
（ａ）（ｂ）は逆相演算前の基本波、第２高調波、
（ｃ）（ｄ）は逆相演算後の基本波、第２高調波のベク
トルを示す。第３図において、基本波のＡ相、Ｃ相間の
位相差はＣ相120°進みであるが、第２高調波において
は各々基本波０°ポイントにおける第２高調波はＡ相で
は90°遅れ、Ｃ相では90°進みとなつており、（第２図
においてIAは正方向、ICは負方向のため）図示の如く第
２高調波同志の位相差はＣ相が進み60°となる。
第４図においてIAI、ICIは励磁突入電流の原電流（他相
への回り込みを考慮しない電流）であり、この原電流の
うち他相へ流れる電流を各々Ｉ′AI、Ｉ′CIとしてい
る。従つてCTによつて測定される相電流IAはIAI＋Ｉ′
CI、IBはＩ′AI＋Ｉ′CI、ICはＩ′AI＋ICIとなる。こ
れは第２高調波においても同様である。次に逆相演算で
あるが、Ａ相基準でI2＝IA＋a2IB＋aICより、IAI、
ICI、Ｉ′AI、Ｉ′CIに分解後移相処理をした例を第４
図（ｃ）、（ｄ）に示している。第２高調波では、相回
転速度が基本波の２倍であるのでa:240°進み、a2:480
°進み＝120°進みとなる。第４図では逆相演算処理に
より第２高調波分は基本波に対し増幅されることを示し
ている。実系統では単相のみに励磁突入電流が発生する
ことはまれであるが、この場合には、逆相演算によつて
も第２高調波含有率が変化しないことは自明であり従つ
て従来方式より、励磁突入電流検出能力が増すことが期
待できる。
への回り込みを考慮しない電流）であり、この原電流の
うち他相へ流れる電流を各々Ｉ′AI、Ｉ′CIとしてい
る。従つてCTによつて測定される相電流IAはIAI＋Ｉ′
CI、IBはＩ′AI＋Ｉ′CI、ICはＩ′AI＋ICIとなる。こ
れは第２高調波においても同様である。次に逆相演算で
あるが、Ａ相基準でI2＝IA＋a2IB＋aICより、IAI、
ICI、Ｉ′AI、Ｉ′CIに分解後移相処理をした例を第４
図（ｃ）、（ｄ）に示している。第２高調波では、相回
転速度が基本波の２倍であるのでa:240°進み、a2:480
°進み＝120°進みとなる。第４図では逆相演算処理に
より第２高調波分は基本波に対し増幅されることを示し
ている。実系統では単相のみに励磁突入電流が発生する
ことはまれであるが、この場合には、逆相演算によつて
も第２高調波含有率が変化しないことは自明であり従つ
て従来方式より、励磁突入電流検出能力が増すことが期
待できる。
以上上記実施例では、送電線保護リレーでの挙動につい
て説明したが従来の変圧器保護リレーについて実施して
も同様の効果があり、保護対象を限定するものではな
い。
て説明したが従来の変圧器保護リレーについて実施して
も同様の効果があり、保護対象を限定するものではな
い。
又、第２高調波含有率検出手段として基本波フイルタ
ー、第２高調波フイルターによる構成のものについて図
示しているが、一般に基本波フイルターは除かれる場合
が多く、又、第２高調波フイルターについてもその選択
度の関係で、他の周波数領域を除去したりする場合もあ
るが、本フイルター構成を限定するものではない。
ー、第２高調波フイルターによる構成のものについて図
示しているが、一般に基本波フイルターは除かれる場合
が多く、又、第２高調波フイルターについてもその選択
度の関係で、他の周波数領域を除去したりする場合もあ
るが、本フイルター構成を限定するものではない。
第５図は本発明の他の実施例を示す図で、第５図におい
て、（１）は系統の３相送電線、（２）は３相各々に設
けられたCT、（３）は第１の逆相演算手段（一般にこの
演算手段の前に入力トランス等が設けられているが図示
せず）（４）は第１の第２高調波含有率検出手段で、基
本波フイルター（５）、第２高調波フイルター（６）、
比較器（７）で構成されている。又、（８）は３相各々
に設けられた計器用変圧器（PTと称す）、（91）は第２
の逆相演算手段（第１の逆相演算手段（３）同様、入力
トランス等は図示せず）、（10）は第２の第２高調波含
有率検出手段で、第１の第２高調波含有率検出手段
（４）と同一構成である、（11）は第１の第２高調波含
有率検出手段（４）が出力して第２の第２高調波含有率
検出手段（10）が出力していない時に出力する論理積手
段である。次に動作について説明する。
て、（１）は系統の３相送電線、（２）は３相各々に設
けられたCT、（３）は第１の逆相演算手段（一般にこの
演算手段の前に入力トランス等が設けられているが図示
せず）（４）は第１の第２高調波含有率検出手段で、基
本波フイルター（５）、第２高調波フイルター（６）、
比較器（７）で構成されている。又、（８）は３相各々
に設けられた計器用変圧器（PTと称す）、（91）は第２
の逆相演算手段（第１の逆相演算手段（３）同様、入力
トランス等は図示せず）、（10）は第２の第２高調波含
有率検出手段で、第１の第２高調波含有率検出手段
（４）と同一構成である、（11）は第１の第２高調波含
有率検出手段（４）が出力して第２の第２高調波含有率
検出手段（10）が出力していない時に出力する論理積手
段である。次に動作について説明する。
対称座標法による逆相電流はI2＝（IA＋a2IB＋aIC）/3
で表わされ、負荷電流等、対称電流が流れるときには逆
相電流は０となる。励磁突入電流が重畳した場合にも重
ねの理により負荷電流の影響が除かれ励磁突入電流の逆
相分のみが求まることになる。逆相分導出のための逆相
演算手段としては従来よりアナログリレーではI2＝Iab
＋Ibc＜60°等 デジタルリレーでは I2＝Iat＋Ibt−２＋Ict−４ （ここでｔ−２、ｔ−４は120°相当時間、240°相当時
間を示す）等 多種提案されているが、本発明では演算手段の詳細は問
わないので詳細省略する。
で表わされ、負荷電流等、対称電流が流れるときには逆
相電流は０となる。励磁突入電流が重畳した場合にも重
ねの理により負荷電流の影響が除かれ励磁突入電流の逆
相分のみが求まることになる。逆相分導出のための逆相
演算手段としては従来よりアナログリレーではI2＝Iab
＋Ibc＜60°等 デジタルリレーでは I2＝Iat＋Ibt−２＋Ict−４ （ここでｔ−２、ｔ−４は120°相当時間、240°相当時
間を示す）等 多種提案されているが、本発明では演算手段の詳細は問
わないので詳細省略する。
ここで逆相分演算による励磁突入電流中の第２高調波分
の挙動について述べる。
の挙動について述べる。
第２図は変圧器で一般的に発生する励磁突入電流で、Ａ
相及びＣ相で変圧器飽和が発生したケースである。（他
相への電流の回り込みが発生するので第２図のようにな
る。）又第３図はＡ相及びＣ相の励磁突入電流の関係を
示したもので、基本波同志は120°位相差であるが、第
２高調波同志が60°位相差となることを説明した図であ
るが、第４図は第２図、第３図をもとに、逆相演算前後
の基本波、第２高調波各々のベクトルを示したもので
（ａ）（ｂ）は逆相演算前の基本波、第２高調波、
（ｃ）（ｄ）は逆相演算後の基本波、第２高調波のベク
トルを示す。第３図において、基本波のＡ相、Ｃ相間の
位相差はＣ相120°進みであるが、第２高調波において
は各々基本波０°ポイントにおける第２高調波はＡ相で
は90°遅れ、Ｃ相では90°進みとなつており、（第２図
においてIAは正方向、ICは負方向のため）図示の如く第
２高調波同志の位相差はＣ相が進み60°となる。
相及びＣ相で変圧器飽和が発生したケースである。（他
相への電流の回り込みが発生するので第２図のようにな
る。）又第３図はＡ相及びＣ相の励磁突入電流の関係を
示したもので、基本波同志は120°位相差であるが、第
２高調波同志が60°位相差となることを説明した図であ
るが、第４図は第２図、第３図をもとに、逆相演算前後
の基本波、第２高調波各々のベクトルを示したもので
（ａ）（ｂ）は逆相演算前の基本波、第２高調波、
（ｃ）（ｄ）は逆相演算後の基本波、第２高調波のベク
トルを示す。第３図において、基本波のＡ相、Ｃ相間の
位相差はＣ相120°進みであるが、第２高調波において
は各々基本波０°ポイントにおける第２高調波はＡ相で
は90°遅れ、Ｃ相では90°進みとなつており、（第２図
においてIAは正方向、ICは負方向のため）図示の如く第
２高調波同志の位相差はＣ相が進み60°となる。
第４図においてIAI、ICIは励磁突入電流の原電流（他相
への回り込みを考慮しない電流）であり、この原電流の
うち他相へ流れる電流を各々Ｉ′AI、Ｉ′CIとしてい
る。従つてCTによつて測定される相電流IAはIAI＋Ｉ′
CI、IBはＩ′AI＋Ｉ′CI、ICはＩ′AI＋ICIとなる。こ
れは第２高調波においても同様である。次に逆相演算で
あるが、Ａ相基準でI2＝IA＋a2IB＋aICより、IAI、
ICI、Ｉ′AI、Ｉ′CIに分解後移相処理をした例を第４
図（ｃ）、（ｄ）に示している。第２高調波では相回転
速度が基本波の２倍であるのでa:240°進み、a2:480°
進み＝120°進みとなる。第４図では逆相演算処理によ
り第２高調波分は基本波に対し増幅されることを示して
いる。実系統では単相のみに励磁突入電流が発生するこ
とはまれであるが、この場合には、逆相演算によつても
第２高調波含有率が変化しないことは自明であり従つて
従来方式より、励磁突入電流検出能力が増すことが期待
できる。
への回り込みを考慮しない電流）であり、この原電流の
うち他相へ流れる電流を各々Ｉ′AI、Ｉ′CIとしてい
る。従つてCTによつて測定される相電流IAはIAI＋Ｉ′
CI、IBはＩ′AI＋Ｉ′CI、ICはＩ′AI＋ICIとなる。こ
れは第２高調波においても同様である。次に逆相演算で
あるが、Ａ相基準でI2＝IA＋a2IB＋aICより、IAI、
ICI、Ｉ′AI、Ｉ′CIに分解後移相処理をした例を第４
図（ｃ）、（ｄ）に示している。第２高調波では相回転
速度が基本波の２倍であるのでa:240°進み、a2:480°
進み＝120°進みとなる。第４図では逆相演算処理によ
り第２高調波分は基本波に対し増幅されることを示して
いる。実系統では単相のみに励磁突入電流が発生するこ
とはまれであるが、この場合には、逆相演算によつても
第２高調波含有率が変化しないことは自明であり従つて
従来方式より、励磁突入電流検出能力が増すことが期待
できる。
次に逆相電圧であるが、これも逆相電流同様の演算方式
により第２の逆相演算手段（91）により演算されるが、
励磁突入電流が流れる場合、実際には逆相電源は存在せ
ず、励磁突入電流で流れる逆相、電流によつてのみ逆相
電圧が発生するため、逆相電流との相関関係が成立す
る。この関係は系統故障の場合にも成立するが、系統故
障時高調波が発生する場合には逆相電源として高調波電
源が発生し、上記逆相電流との相関がくずれ大きな歪波
となる。従つて故障時高調波が発生する系統では逆相電
圧中の第２高調波含有率が所定値以上の場合、即ち第２
の第２高調波含有率検出手段（10）が出力を出した場合
には論理積手段（11）により励磁突入電流検出をロツク
する。
により第２の逆相演算手段（91）により演算されるが、
励磁突入電流が流れる場合、実際には逆相電源は存在せ
ず、励磁突入電流で流れる逆相、電流によつてのみ逆相
電圧が発生するため、逆相電流との相関関係が成立す
る。この関係は系統故障の場合にも成立するが、系統故
障時高調波が発生する場合には逆相電源として高調波電
源が発生し、上記逆相電流との相関がくずれ大きな歪波
となる。従つて故障時高調波が発生する系統では逆相電
圧中の第２高調波含有率が所定値以上の場合、即ち第２
の第２高調波含有率検出手段（10）が出力を出した場合
には論理積手段（11）により励磁突入電流検出をロツク
する。
以上上記実施例では、送電線保護リレーでの挙動につい
て説明したが従来の変圧器保護リレーについて実施して
も同様の効果があり、保護対象を限定するものではな
い。
て説明したが従来の変圧器保護リレーについて実施して
も同様の効果があり、保護対象を限定するものではな
い。
又、第２高調波含有率検出手段として基本波フイルタ
ー、第２高調波フイルターによる構成のものについて図
示しているが、一般に基本波フイルターは除かれる場合
が多く、又、第２高調波フイルターについてもその選択
度の関係で、他の周波数領域を除去したりする場合もあ
るが、本フイルター構成を限定するものではない。
ー、第２高調波フイルターによる構成のものについて図
示しているが、一般に基本波フイルターは除かれる場合
が多く、又、第２高調波フイルターについてもその選択
度の関係で、他の周波数領域を除去したりする場合もあ
るが、本フイルター構成を限定するものではない。
次に本発明の更に他の実施例を第６図について説明す
る。第６図において、（１）は系統の３相送電線、
（２）は３相各々に設けられたCT、（３）は逆相演算手
段（一般にこの演算手段の前に入力トランス等が設けら
れているが図示せず）（４）は第１の第２高調波含有率
検出手段で、基本波フイルター（５）、第２高調波フイ
ルター（６）、比較器（７）で構成されている。又、
（８）は３相各々に設けられた計器用変圧器（PTと称
す）、（92）は正相演算手段（逆相演算手段（３）同
様、入力トランス等は図示せず）、（10）は第２の第２
高調波含有率検出手段で、第１の第２高調波含有率検出
手段（４）と同一構成である、（11）は第１の第２高調
波含有率検出手段（４）が出力して第２の第２高調波含
有率検出手段（10）が出力していない時に出力する論理
積手段である。
る。第６図において、（１）は系統の３相送電線、
（２）は３相各々に設けられたCT、（３）は逆相演算手
段（一般にこの演算手段の前に入力トランス等が設けら
れているが図示せず）（４）は第１の第２高調波含有率
検出手段で、基本波フイルター（５）、第２高調波フイ
ルター（６）、比較器（７）で構成されている。又、
（８）は３相各々に設けられた計器用変圧器（PTと称
す）、（92）は正相演算手段（逆相演算手段（３）同
様、入力トランス等は図示せず）、（10）は第２の第２
高調波含有率検出手段で、第１の第２高調波含有率検出
手段（４）と同一構成である、（11）は第１の第２高調
波含有率検出手段（４）が出力して第２の第２高調波含
有率検出手段（10）が出力していない時に出力する論理
積手段である。
次に動作について説明する。
対称座標法による逆相電流はI2＝（IA+a2IB+aIC）/3で
表わされ、負荷電流等、対称電流が流れるときには逆相
電流は０となる。励磁突入電流が重畳した場合にも重ね
の理により負荷電流の影響が除かれ励磁突入電流の逆相
分のみが求まることになる。逆相分導出のための逆相演
算手段としては従来よりアナログリレーではI2＝Iab＋I
bc＜60°等 デジタルリレーではI2＝Iat＋Ibt−２＋Ict−４ （ここでｔ−２、ｔ−４は120°相当時間、240°相当時
間を示す）等 多種提案されているが、本発明では演算手段の詳細は問
わないので詳細省略する。
表わされ、負荷電流等、対称電流が流れるときには逆相
電流は０となる。励磁突入電流が重畳した場合にも重ね
の理により負荷電流の影響が除かれ励磁突入電流の逆相
分のみが求まることになる。逆相分導出のための逆相演
算手段としては従来よりアナログリレーではI2＝Iab＋I
bc＜60°等 デジタルリレーではI2＝Iat＋Ibt−２＋Ict−４ （ここでｔ−２、ｔ−４は120°相当時間、240°相当時
間を示す）等 多種提案されているが、本発明では演算手段の詳細は問
わないので詳細省略する。
ここで逆相分演算による励磁突入電流中の第２高調波分
の挙動について述べる。
の挙動について述べる。
第２図は変圧器で一般的に発生する励磁突入電流で、Ａ
相及びＣ相で変圧器飽和が発生したケースである。（他
相への電流の回り込みが発生するので第２図のようにな
る。）又第３図はＡ相及びＣ相の励磁突入電流の関係を
示したもので、基本波同志は120°位相差であるが、第
２高調波同志が60°位相差となることを説明した図であ
る。第４図は第２図、第３図をもとに、逆相演算前後の
基本波、第２高調波各々のベクトルを示したもので
（ａ）（ｂ）は逆相演算前の基本波、第２高調波、
（ｃ）（ｄ）は逆相演算後の基本波、第２高調波のベク
トルを示す。第３図において、基本波のＡ相、Ｃ相間の
位相差はＣ相120°進みであるが、第２高調波において
は各々基本波０°ポイントにおける第２高調波はＡ相で
は90°遅れ、Ｃ相では90°進みとなつており、（第２図
においてIAは正方向、ICは負方向のため）図示の如く第
２高調波同志の位相差はＣ相が進み60°となる。
相及びＣ相で変圧器飽和が発生したケースである。（他
相への電流の回り込みが発生するので第２図のようにな
る。）又第３図はＡ相及びＣ相の励磁突入電流の関係を
示したもので、基本波同志は120°位相差であるが、第
２高調波同志が60°位相差となることを説明した図であ
る。第４図は第２図、第３図をもとに、逆相演算前後の
基本波、第２高調波各々のベクトルを示したもので
（ａ）（ｂ）は逆相演算前の基本波、第２高調波、
（ｃ）（ｄ）は逆相演算後の基本波、第２高調波のベク
トルを示す。第３図において、基本波のＡ相、Ｃ相間の
位相差はＣ相120°進みであるが、第２高調波において
は各々基本波０°ポイントにおける第２高調波はＡ相で
は90°遅れ、Ｃ相では90°進みとなつており、（第２図
においてIAは正方向、ICは負方向のため）図示の如く第
２高調波同志の位相差はＣ相が進み60°となる。
第４図においてIAI、ICIは励磁突入電流の原電流（他相
への回り込みを考慮しない電流）であり、この原電流の
うち他相へ流れる電流を各々Ｉ′AI、Ｉ′CIとしてい
る。従つてCTによつて測定される相電流IAはIAI＋Ｉ′
CI、IBはＩ′AI＋Ｉ′CI、ICはＩ′AI＋ICIとなる。こ
れは第２高調波においても同様である。次に逆相演算で
あるが、Ａ相基準でI2＝IA+a2IB+aICより、IAI、ICI、
ＩＡ′Ｉ、ＩＣ′Ｉに分解後移相処理をした例を第４図
（ｃ）（ｄ）に示している。第２高調波では相回転速度
が基本波の２倍であるのでa:240°進み、a2:480°進み
＝120°進みとなる。第４図では逆相演算処理により第
２高調波分は基本波に対し増幅されることを示してい
る。実系統では単相のみに励磁突入電流が発生すること
はまれであるが、この場合には、逆相演算によつても第
２高調波含有率が変化しないことは自明であり従つて従
来方式より、励磁突入電流検出能力が増すことが期待で
きる。
への回り込みを考慮しない電流）であり、この原電流の
うち他相へ流れる電流を各々Ｉ′AI、Ｉ′CIとしてい
る。従つてCTによつて測定される相電流IAはIAI＋Ｉ′
CI、IBはＩ′AI＋Ｉ′CI、ICはＩ′AI＋ICIとなる。こ
れは第２高調波においても同様である。次に逆相演算で
あるが、Ａ相基準でI2＝IA+a2IB+aICより、IAI、ICI、
ＩＡ′Ｉ、ＩＣ′Ｉに分解後移相処理をした例を第４図
（ｃ）（ｄ）に示している。第２高調波では相回転速度
が基本波の２倍であるのでa:240°進み、a2:480°進み
＝120°進みとなる。第４図では逆相演算処理により第
２高調波分は基本波に対し増幅されることを示してい
る。実系統では単相のみに励磁突入電流が発生すること
はまれであるが、この場合には、逆相演算によつても第
２高調波含有率が変化しないことは自明であり従つて従
来方式より、励磁突入電流検出能力が増すことが期待で
きる。
次に正相電圧であるが、これも逆相電流同様の公知の演
算方式により正相演算手段（９）により演算されるが、
第５図の如く変圧器にて励磁突入電流が流れても電源電
圧Ｅに対して背後インピーダンスZ1Bでの電圧降下及び
電圧歪が発生するのみで、歪の割合は非常に少ない。
又、系統故障が発生し電圧歪が発生する場合には、前方
インピーダンスZ1Fと歪波故障電流により電圧歪が発生
するので、電流の歪率に比し大きく歪むことになるた
め、正相演算手段（92）の出力より第２高調波含有率を
第２の第２高調波含有率検出手段（10）により所定値以
上と検出した時励磁突入電流と判定しないよう論理積手
段（11）により判定する。
算方式により正相演算手段（９）により演算されるが、
第５図の如く変圧器にて励磁突入電流が流れても電源電
圧Ｅに対して背後インピーダンスZ1Bでの電圧降下及び
電圧歪が発生するのみで、歪の割合は非常に少ない。
又、系統故障が発生し電圧歪が発生する場合には、前方
インピーダンスZ1Fと歪波故障電流により電圧歪が発生
するので、電流の歪率に比し大きく歪むことになるた
め、正相演算手段（92）の出力より第２高調波含有率を
第２の第２高調波含有率検出手段（10）により所定値以
上と検出した時励磁突入電流と判定しないよう論理積手
段（11）により判定する。
以上上記実施例では、送電線保護リレーでの挙動につい
て説明したが従来の変圧器保護リレーについて実施して
も同様の効果があり、保護対象を限定するものではな
い。
て説明したが従来の変圧器保護リレーについて実施して
も同様の効果があり、保護対象を限定するものではな
い。
又、第２高調波含有率検出手段として基本波フイルタ
ー、第２高調波フイルターによる構成のものについて図
示しているが、一般に基本波フイルターは除かれる場合
が多く、又、第２高調波フイルターについてもその選択
度の関係で、他の周波数領域を除去したりする場合もあ
るが、本フイルター構成を限定するものではない。
ー、第２高調波フイルターによる構成のものについて図
示しているが、一般に基本波フイルターは除かれる場合
が多く、又、第２高調波フイルターについてもその選択
度の関係で、他の周波数領域を除去したりする場合もあ
るが、本フイルター構成を限定するものではない。
〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、３相電流の逆相分に
含まれる第２高調波の含有率が所定値より大きく、か
つ、３相電圧の逆相分又は正相分に含まれる第２高調波
の含有率が所定値より大きくないとき、励磁突入電流の
検出信号を出力するように構成したので、負荷電流の影
響を受けずに精度よく励磁突入電流を検出できるととも
に、事故が発生したとき励磁突入電流の検出信号を誤っ
て出力するのを防止できる効果がある。
含まれる第２高調波の含有率が所定値より大きく、か
つ、３相電圧の逆相分又は正相分に含まれる第２高調波
の含有率が所定値より大きくないとき、励磁突入電流の
検出信号を出力するように構成したので、負荷電流の影
響を受けずに精度よく励磁突入電流を検出できるととも
に、事故が発生したとき励磁突入電流の検出信号を誤っ
て出力するのを防止できる効果がある。
第１図はこの発明の励磁突入電流検出方式の一実施例を
示すブロツク図、第２図は一般の励磁突入電流波形を示
す波形図、第３図は励磁突入電流波形の第２高調波の位
相差を説明する波形図、第４図は励磁突入電流波の第２
高調波の位相差を説明するベクトル図、第５図はこの発
明の他の実施例を示すブロツク図、第６図はこの発明の
更に他の発明の実施例を示すブロツク図、第７図は対称
座標法の説明図、第８図は従来の励磁突入電流検出方式
を示すブロツク図、第９図は電圧、励磁突入電流、負荷
電流を示す波形図、第10図は送電線保護区間を示す接続
図、第11図は送電線保護リレーのインピーダンス特性図
である。 図において、（１）は送電線、（２）はCT、（３）は第
１の逆相演算手段、（４）は（第１の）第２高調波含有
率検出手段、（91）は第２の逆相演算手段、（92）は正
相演算手段、（10）は（第２の）第２高調波含有率検出
手段、（11）は論理積手段である。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
示すブロツク図、第２図は一般の励磁突入電流波形を示
す波形図、第３図は励磁突入電流波形の第２高調波の位
相差を説明する波形図、第４図は励磁突入電流波の第２
高調波の位相差を説明するベクトル図、第５図はこの発
明の他の実施例を示すブロツク図、第６図はこの発明の
更に他の発明の実施例を示すブロツク図、第７図は対称
座標法の説明図、第８図は従来の励磁突入電流検出方式
を示すブロツク図、第９図は電圧、励磁突入電流、負荷
電流を示す波形図、第10図は送電線保護区間を示す接続
図、第11図は送電線保護リレーのインピーダンス特性図
である。 図において、（１）は送電線、（２）はCT、（３）は第
１の逆相演算手段、（４）は（第１の）第２高調波含有
率検出手段、（91）は第２の逆相演算手段、（92）は正
相演算手段、（10）は（第２の）第２高調波含有率検出
手段、（11）は論理積手段である。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】電力系統の３相電流を入力し、対称座標法
の逆相分を演算する第１の逆相演算手段と、上記第１の
逆相演算手段により演算された逆相分に含まれる第２高
調波の含有率を演算するとともに、その含有率が所定値
より大きいとき検出信号を出力する第１の第２高調波含
有率検出手段と、上記電力系統の３相電圧を入力し、対
称座標法の逆相分を演算する第２の逆相演算手段と、上
記第２の逆相演算手段により演算された逆相分に含まれ
る第２高調波の含有率を演算するとともに、その含有率
が所定値より大きいとき検出信号を出力する第２の第２
高調波含有率検出手段と、上記第１の第２高調波含有率
検出手段により検出信号が出力され、かつ、上記第２の
第２高調波含有率検出手段により検出信号が出力されな
いとき、励磁突入電流の検出信号を出力する論理積手段
とを備えた励磁突入電流検出方式。 - 【請求項２】電力系統の３相電流を入力し、対称座標法
の逆相分を演算する逆相演算手段と、上記逆相演算手段
により演算された逆相分に含まれる第２高調波の含有率
を演算するとともに、その含有率が所定値より大きいと
き検出信号を出力する第１の第２高調波含有率検出手段
と、上記電力系統の３相電圧を入力し、対称座標法の正
相分を演算する正相演算手段と、上記正相演算手段によ
り演算された正相分に含まれる第２高調波の含有率を演
算するとともに、その含有率が所定値より大きいとき検
出信号を出力する第２の第２高調波含有率検出手段と、
上記第１の第２高調波含有率検出手段により検出信号が
出力され、かつ、上記第２の第２高調波含有率検出手段
により検出信号が出力されないとき、励磁突入電流の検
出信号を出力する論理積手段とを備えた励磁突入電流検
出方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63022330A JPH0744777B2 (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | 励磁突入電流検出方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63022330A JPH0744777B2 (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | 励磁突入電流検出方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01198218A JPH01198218A (ja) | 1989-08-09 |
| JPH0744777B2 true JPH0744777B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=12079697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63022330A Expired - Fee Related JPH0744777B2 (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | 励磁突入電流検出方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0744777B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5534753B2 (ja) * | 2009-09-11 | 2014-07-02 | 株式会社東芝 | 変圧器の保護方式とその装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5622529A (en) * | 1979-08-01 | 1981-03-03 | Hitachi Ltd | Transformer protector |
| JPS5631325A (en) * | 1979-08-22 | 1981-03-30 | Hitachi Ltd | Transformer protecting device |
-
1988
- 1988-02-01 JP JP63022330A patent/JPH0744777B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01198218A (ja) | 1989-08-09 |
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Legal Events
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