JPH10322887A - 地絡距離継電器 - Google Patents
地絡距離継電器Info
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- JPH10322887A JPH10322887A JP12974497A JP12974497A JPH10322887A JP H10322887 A JPH10322887 A JP H10322887A JP 12974497 A JP12974497 A JP 12974497A JP 12974497 A JP12974497 A JP 12974497A JP H10322887 A JPH10322887 A JP H10322887A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高抵抗接地系に適用しても、負荷電流及び事
故点抵抗の影響を受け難い地絡距離継電器を提供する。 【解決手段】 電力系統の電圧及び電流を導入して事故
点までの距離を演算するに当たり、第１の手段(11)が逆
相電流を算出する一方、第２の手段(12)が地絡事故相を
検出すると、第３の手段(13,14,15)が地絡事故によって
も大きさ及び位相が変化しない基準電圧と第１の手段に
よって算出された逆相電流との位相差を、地絡事故が検
出される前後に亘って算出し、少なくとも地絡事故が検
出される以前の逆相電流及び位相差を保持するように
し、さらに、第４の手段(16,17) が地絡事故後の逆相電
流、地絡事故発生前の逆相電流及び位相差、並びに地絡
事故発生後の位相差に基づいて、負荷電流及び事故点抵
抗に起因する逆相電流の位相変化分を算出し、この位相
変化分により地絡事故後の逆相電流を移相して極性量と
するもので、この極性量に基づいて測距演算手段(18)が
事故点までの距離を演算する。
故点抵抗の影響を受け難い地絡距離継電器を提供する。 【解決手段】 電力系統の電圧及び電流を導入して事故
点までの距離を演算するに当たり、第１の手段(11)が逆
相電流を算出する一方、第２の手段(12)が地絡事故相を
検出すると、第３の手段(13,14,15)が地絡事故によって
も大きさ及び位相が変化しない基準電圧と第１の手段に
よって算出された逆相電流との位相差を、地絡事故が検
出される前後に亘って算出し、少なくとも地絡事故が検
出される以前の逆相電流及び位相差を保持するように
し、さらに、第４の手段(16,17) が地絡事故後の逆相電
流、地絡事故発生前の逆相電流及び位相差、並びに地絡
事故発生後の位相差に基づいて、負荷電流及び事故点抵
抗に起因する逆相電流の位相変化分を算出し、この位相
変化分により地絡事故後の逆相電流を移相して極性量と
するもので、この極性量に基づいて測距演算手段(18)が
事故点までの距離を演算する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高抵抗接地系統に
適用するディジタル形の地絡距離継電器に関する。
適用するディジタル形の地絡距離継電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高抵抗接地系統における送電線の
地絡事故検出には地絡方向継電器が用いられていた。し
かし、この地絡方向継電器は方向判別のみを主目的とし
ているため、事故区間の識別は時限協調によって行なわ
ざるを得なかった。このため、電源端子事故ではしゃ断
遅延となること、零相循環電流が存在するような系統で
は方向判別を誤る恐れがあること等の問題があった。ま
た、近年の電力系統の構成の複雑化、多様化に伴い時限
のみでは他装置との協調をとりづらく保護機能上必ずし
も十分とは言えない状況になっている。
地絡事故検出には地絡方向継電器が用いられていた。し
かし、この地絡方向継電器は方向判別のみを主目的とし
ているため、事故区間の識別は時限協調によって行なわ
ざるを得なかった。このため、電源端子事故ではしゃ断
遅延となること、零相循環電流が存在するような系統で
は方向判別を誤る恐れがあること等の問題があった。ま
た、近年の電力系統の構成の複雑化、多様化に伴い時限
のみでは他装置との協調をとりづらく保護機能上必ずし
も十分とは言えない状況になっている。
【０００３】このような状況下では、地絡保護について
も事故区間識別能力を有する距離継電方式を適用するこ
とが望まれる。距離継電方式は周知のとおり、継電器設
置点から事故点までの距離を測定することから事故区間
識別能力が高く、前述のように電力系統の構成にあまり
左右されずに高速化が図られ、しかも自回線及び隣回線
の零相電流補償を実施すれば零相循環電流の影響を受け
ずに安定した事故検出が可能となる。
も事故区間識別能力を有する距離継電方式を適用するこ
とが望まれる。距離継電方式は周知のとおり、継電器設
置点から事故点までの距離を測定することから事故区間
識別能力が高く、前述のように電力系統の構成にあまり
左右されずに高速化が図られ、しかも自回線及び隣回線
の零相電流補償を実施すれば零相循環電流の影響を受け
ずに安定した事故検出が可能となる。
【０００４】しかるに、高抵抗接地系に地絡距離継電器
を適用するには、次のａ，ｂ項の対策を講じる必要があ
る。 ａ．電力系統周辺への誘導障害の問題上、対地電流を抑
制するために事故電流が負荷電流より小さい場合があ
り、距離測定値精度（以下、距離測定を測距と略記し、
これを測距値精度とも言う）は負荷電流による事故前後
の電流位相の変化に影響を受ける。このため、負荷電流
成分を除去する必要がある。 ｂ．継電器設置端子で入力した電気量で測距演算をする
ため、例えば、図１１に示したような系統事故、すなわ
ち、継電器ＲＹから見て距離Ｘの点で事故が発生した場
合、継電器に入力される電圧をＶa 、電流をＩa とし、
事故点の電圧をＶF 、線路降下電圧をＶL とすると、 Ｖa ＝ＶL ＋ＶF …（１） の関係が成立するので、インピーダンスとして計算され
る距離Ｘは次式で表される。
を適用するには、次のａ，ｂ項の対策を講じる必要があ
る。 ａ．電力系統周辺への誘導障害の問題上、対地電流を抑
制するために事故電流が負荷電流より小さい場合があ
り、距離測定値精度（以下、距離測定を測距と略記し、
これを測距値精度とも言う）は負荷電流による事故前後
の電流位相の変化に影響を受ける。このため、負荷電流
成分を除去する必要がある。 ｂ．継電器設置端子で入力した電気量で測距演算をする
ため、例えば、図１１に示したような系統事故、すなわ
ち、継電器ＲＹから見て距離Ｘの点で事故が発生した場
合、継電器に入力される電圧をＶa 、電流をＩa とし、
事故点の電圧をＶF 、線路降下電圧をＶL とすると、 Ｖa ＝ＶL ＋ＶF …（１） の関係が成立するので、インピーダンスとして計算され
る距離Ｘは次式で表される。
【０００５】
【数１】 この（２）式において、第１項が真値であり、第２項が
誤差分となり、事故点電圧ＶF が測距誤差の要因になっ
ている。高抵抗接地系における事故点電圧ＶFを線路降
下電圧ＶL と比較するとＶF ＞ＶL の関係にあること
が、例えば、文献「保護継電技術」（昭和５４年．東京
電気大学出版局発行、第８章、電力系統の中性点方式）
に記載されている。従って、事故点電圧ＶF の影響をで
きるだけ受けないようにする必要がある。しかして、高
抵抗接地系へ地絡距離継電器を適用するに当たって、負
荷電流及び事故点抵抗の影響を受け難い測距演算をする
必要がある。
誤差分となり、事故点電圧ＶF が測距誤差の要因になっ
ている。高抵抗接地系における事故点電圧ＶFを線路降
下電圧ＶL と比較するとＶF ＞ＶL の関係にあること
が、例えば、文献「保護継電技術」（昭和５４年．東京
電気大学出版局発行、第８章、電力系統の中性点方式）
に記載されている。従って、事故点電圧ＶF の影響をで
きるだけ受けないようにする必要がある。しかして、高
抵抗接地系へ地絡距離継電器を適用するに当たって、負
荷電流及び事故点抵抗の影響を受け難い測距演算をする
必要がある。
【０００６】因みに、事故点電圧を消去する方式とし
て、特公昭５８−２９４７１号公報に開示されたよう
に、事故電流と同位相となる極性量を選択することによ
って除去できることは知られており、この極性量にはα
回路（α・β・Ｏ法によるα変換量）の事故前後の電流
変化分を用いるようにしている。
て、特公昭５８−２９４７１号公報に開示されたよう
に、事故電流と同位相となる極性量を選択することによ
って除去できることは知られており、この極性量にはα
回路（α・β・Ｏ法によるα変換量）の事故前後の電流
変化分を用いるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】極性量に事故前後の電
流変化分を使用することによって、前述の負荷電流の影
響を除去できるが、距離継電器に単なる変化分電流を適
用すると次のＡ，Ｂ，Ｃ項の問題がでてくる。 Ａ．事故継続中に変化分量が零になると安定した極性量
が得られなくなり、測距演算誤差を生じてしまう。 Ｂ．周波数変動を伴う事故の場合には、変化分電流に誤
差を生じ、極性量が不安定となって、正しく測距できな
い。 Ｃ．進展あるいは追いかけ事故等では極性量自身の位相
が変化するため、正確な動作判定を期待することができ
ない。 このため、距離継電器における極性量は、事故前後の電
流変化分によらない方法で負荷電流成分を除去する必要
性があった。
流変化分を使用することによって、前述の負荷電流の影
響を除去できるが、距離継電器に単なる変化分電流を適
用すると次のＡ，Ｂ，Ｃ項の問題がでてくる。 Ａ．事故継続中に変化分量が零になると安定した極性量
が得られなくなり、測距演算誤差を生じてしまう。 Ｂ．周波数変動を伴う事故の場合には、変化分電流に誤
差を生じ、極性量が不安定となって、正しく測距できな
い。 Ｃ．進展あるいは追いかけ事故等では極性量自身の位相
が変化するため、正確な動作判定を期待することができ
ない。 このため、距離継電器における極性量は、事故前後の電
流変化分によらない方法で負荷電流成分を除去する必要
性があった。
【０００８】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、高抵抗接地系に適用するに当たり、負荷
電流及び事故点抵抗の影響を受けにくい測距演算を行う
ことにより、測距性能を向上させて安定動作が期待でき
る信頼性の高い地絡距離継電器を提供することを目的と
する。
されたもので、高抵抗接地系に適用するに当たり、負荷
電流及び事故点抵抗の影響を受けにくい測距演算を行う
ことにより、測距性能を向上させて安定動作が期待でき
る信頼性の高い地絡距離継電器を提供することを目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る地絡事故継
電器は、電力系統の電圧及び電流を導入し、送電線に発
生した地絡事故を検出すると共に、事故点までの距離を
演算するに当たり、第１の手段が逆相電流を算出する一
方、第２の手段が地絡事故相を検出すると、第３の手段
が地絡事故によっても大きさ及び位相が変化しない基準
電圧と第１の手段によって算出された逆相電流との位相
差を、地絡事故が検出される前後に亘って算出し、少な
くとも地絡事故が検出される以前の逆相電流及び位相差
を保持するようにし、さらに、第４の手段が地絡事故後
の逆相電流、地絡事故発生前の逆相電流及び位相差、並
びに地絡事故発生後の位相差に基づいて、負荷電流及び
事故点抵抗に起因する逆相電流の位相変化分を算出し、
この位相変化分により地絡事故後の逆相電流を移相して
極性量とするもので、この極性量に基づいて事故点まで
の距離を演算することにより負荷電流及び事故点抵抗の
影響を受け難い測距演算を可能にしている。
電器は、電力系統の電圧及び電流を導入し、送電線に発
生した地絡事故を検出すると共に、事故点までの距離を
演算するに当たり、第１の手段が逆相電流を算出する一
方、第２の手段が地絡事故相を検出すると、第３の手段
が地絡事故によっても大きさ及び位相が変化しない基準
電圧と第１の手段によって算出された逆相電流との位相
差を、地絡事故が検出される前後に亘って算出し、少な
くとも地絡事故が検出される以前の逆相電流及び位相差
を保持するようにし、さらに、第４の手段が地絡事故後
の逆相電流、地絡事故発生前の逆相電流及び位相差、並
びに地絡事故発生後の位相差に基づいて、負荷電流及び
事故点抵抗に起因する逆相電流の位相変化分を算出し、
この位相変化分により地絡事故後の逆相電流を移相して
極性量とするもので、この極性量に基づいて事故点まで
の距離を演算することにより負荷電流及び事故点抵抗の
影響を受け難い測距演算を可能にしている。
【００１０】第３の手段の具体的構成として、基準電圧
と逆相電流との外積値及び内積値を算出する位相差算出
手段と、算出された外積値及び内積値に基づき逆相電流
の基準電圧に対する位相差を演算し、地絡事故検出時刻
よりも所定時間だけ前の逆相電流及び位相差を保持する
事故前位相差保持手段と、算出された外積値及び内積値
に基づき、地絡事故検出時刻より後における逆相電流の
基準電圧に対する位相差を算出する事故後位相差算出手
段とを含むようにする。
と逆相電流との外積値及び内積値を算出する位相差算出
手段と、算出された外積値及び内積値に基づき逆相電流
の基準電圧に対する位相差を演算し、地絡事故検出時刻
よりも所定時間だけ前の逆相電流及び位相差を保持する
事故前位相差保持手段と、算出された外積値及び内積値
に基づき、地絡事故検出時刻より後における逆相電流の
基準電圧に対する位相差を算出する事故後位相差算出手
段とを含むようにする。
【００１１】また、第４の手段の具体的構成として、地
絡事故後の逆相電流、事故前位相差保持手段に保持され
た地絡事故前の逆相電流及び位相差、並びに事故後位相
差算出手段によって算出された地絡事故後の位相差に基
づき、負荷電流及び事故点抵抗に起因する逆相電流の位
相変化分を算出する事故前後の位相差算出手段と、算出
された位相変化分に従って、地絡事故後の逆相電流を移
相して極性量とする移相演算手段とを含むようにする。
絡事故後の逆相電流、事故前位相差保持手段に保持され
た地絡事故前の逆相電流及び位相差、並びに事故後位相
差算出手段によって算出された地絡事故後の位相差に基
づき、負荷電流及び事故点抵抗に起因する逆相電流の位
相変化分を算出する事故前後の位相差算出手段と、算出
された位相変化分に従って、地絡事故後の逆相電流を移
相して極性量とする移相演算手段とを含むようにする。
【００１２】さらに、地絡事故によっても大きさ及び位
相が変化しない基準電圧としては、地絡事故相に対する
健全相の線間電圧を用いたり、あるいは、正相電圧を用
いたりすることができるので、これらの機能を第２の手
段に持たせ、それぞれ基準電圧として第３の手段に加え
るようにしている。
相が変化しない基準電圧としては、地絡事故相に対する
健全相の線間電圧を用いたり、あるいは、正相電圧を用
いたりすることができるので、これらの機能を第２の手
段に持たせ、それぞれ基準電圧として第３の手段に加え
るようにしている。
【００１３】第３の手段が基準電圧に対する逆相電流の
位相差を求めたり、第４の手段が負荷電流及び事故点抵
抗に起因する逆相電流の位相変化分を求めるに際して、
正接関数値から逆正接関数値を求める演算を余儀無くさ
れるが、この演算を行う代わりに、正接関数値とこれに
対応する逆正接関数値とをテーブルとして記憶させた記
憶手段を設け、この記憶手段を参照することによって、
処理の負担を軽減することができる。
位相差を求めたり、第４の手段が負荷電流及び事故点抵
抗に起因する逆相電流の位相変化分を求めるに際して、
正接関数値から逆正接関数値を求める演算を余儀無くさ
れるが、この演算を行う代わりに、正接関数値とこれに
対応する逆正接関数値とをテーブルとして記憶させた記
憶手段を設け、この記憶手段を参照することによって、
処理の負担を軽減することができる。
【００１４】ところで、事故点までの距離を演算する場
合の極性量としては上述した逆相電流に限定されるもの
ではなく、零相電流を採用することもできる。そこで、
もう一つの発明は、この零相電流を用いて上述したと全
く同様な演算を実行するように構成したもので、これに
よっても、負荷電流及び事故点抵抗の影響を受け難い測
距演算が可能となる。
合の極性量としては上述した逆相電流に限定されるもの
ではなく、零相電流を採用することもできる。そこで、
もう一つの発明は、この零相電流を用いて上述したと全
く同様な演算を実行するように構成したもので、これに
よっても、負荷電流及び事故点抵抗の影響を受け難い測
距演算が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施形
態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の第１の実
施形態の構成を示すブロック図で、特に、マイクロプロ
セッサ等に持たせた機能をブロックに示したものであ
る。図１において、図示省略の電流検出器及びＡーＤ変
換器を介して得られる、ディジタル化された三相交流電
流の検出値（以下、単に電流とも言う）ｉが逆相電流算
出手段11に加えられ、同じく、図示省略の電圧検出器及
びＡーＤ変換器を介して得られる、ディジタル化された
三相交流電圧の検出値（以下、単に電圧とも言う）ｖが
事故相検出手段12及び位相差算出手段13に加えられる。
逆相電流算出手段11は電流ｉに基づき測距演算に用いる
極性量として逆相電流Ｉ2 を算出して位相差算出手段1
3、事故前後の位相差算出手段16及び移相演算手段17に
加える。
態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の第１の実
施形態の構成を示すブロック図で、特に、マイクロプロ
セッサ等に持たせた機能をブロックに示したものであ
る。図１において、図示省略の電流検出器及びＡーＤ変
換器を介して得られる、ディジタル化された三相交流電
流の検出値（以下、単に電流とも言う）ｉが逆相電流算
出手段11に加えられ、同じく、図示省略の電圧検出器及
びＡーＤ変換器を介して得られる、ディジタル化された
三相交流電圧の検出値（以下、単に電圧とも言う）ｖが
事故相検出手段12及び位相差算出手段13に加えられる。
逆相電流算出手段11は電流ｉに基づき測距演算に用いる
極性量として逆相電流Ｉ2 を算出して位相差算出手段1
3、事故前後の位相差算出手段16及び移相演算手段17に
加える。
【００１６】事故相検出手段12は電圧ｖに基づき各相電
圧の合成値を求め、その振幅値が基準値を超えたとき地
絡事故発生と判定し、そのタイミング信号を測距演算の
起動信号として事故前位相差保持手段14に加える一方、
事故相を判定し、健全な相の線間電圧（一般に、健全相
直角電圧と言う）を選択して基準電圧Ｖp を位相差算出
手段13に加えるものである。位相差算出手段13はこれに
加えられる電圧ｖ、逆相電流Ｉ2 及び基準電圧Ｖp を用
いて逆相電流Ｉ2 と基準電圧Ｖp の内積Ｉ2 ＊Ｖpcos及
び外積Ｉ2 ＊Ｖpsinを演算して事故前位相差保持手段14
及び事故後位相差算出手段15に加えるものである。
圧の合成値を求め、その振幅値が基準値を超えたとき地
絡事故発生と判定し、そのタイミング信号を測距演算の
起動信号として事故前位相差保持手段14に加える一方、
事故相を判定し、健全な相の線間電圧（一般に、健全相
直角電圧と言う）を選択して基準電圧Ｖp を位相差算出
手段13に加えるものである。位相差算出手段13はこれに
加えられる電圧ｖ、逆相電流Ｉ2 及び基準電圧Ｖp を用
いて逆相電流Ｉ2 と基準電圧Ｖp の内積Ｉ2 ＊Ｖpcos及
び外積Ｉ2 ＊Ｖpsinを演算して事故前位相差保持手段14
及び事故後位相差算出手段15に加えるものである。
【００１７】事故前位相差保持手段14はその内部にメモ
リを含み、逆相電流Ｉ2 と基準電圧Ｖp との外積と内積
との比を用いて基準電圧に対する逆相電流Ｉ2 の位相を
演算して順次記憶し、これに加えられる起動信号を基準
にして数サイクル遡った時点、すなわち、事故前の逆相
電流Ｉ2L及びその位相φ2Lを出力して事故前後の位相差
算出手段16に加える。一方、事故後位相差算出手段15は
逆相電流Ｉ2 と基準電圧Ｖp の外積と内積との比を用い
て基準電圧に対する逆相電流Ｉ2 の位相φ2Fを演算して
事故前後の位相差算出手段16に加える。事故前後の位相
差算出手段16は、これに加えられる事故前後の逆相電流
Ｉ2L、Ｉ2F及びその位相差φ2L及びφ2Fを用いて負荷の
逆相成分によって生じる極性量の位相ずれθを算出して
移相演算手段17に加えるものである。また、移相演算手
段17は位相ずれθを用いて逆相電流の移相演算を実行し
て有効成分のみの極性量Ｉ2m′を求めるものであり、こ
こで求められた極性量Ｉ2m′に従って測距演算手段18が
周知の距離測定演算を実行する構成になっている。
リを含み、逆相電流Ｉ2 と基準電圧Ｖp との外積と内積
との比を用いて基準電圧に対する逆相電流Ｉ2 の位相を
演算して順次記憶し、これに加えられる起動信号を基準
にして数サイクル遡った時点、すなわち、事故前の逆相
電流Ｉ2L及びその位相φ2Lを出力して事故前後の位相差
算出手段16に加える。一方、事故後位相差算出手段15は
逆相電流Ｉ2 と基準電圧Ｖp の外積と内積との比を用い
て基準電圧に対する逆相電流Ｉ2 の位相φ2Fを演算して
事故前後の位相差算出手段16に加える。事故前後の位相
差算出手段16は、これに加えられる事故前後の逆相電流
Ｉ2L、Ｉ2F及びその位相差φ2L及びφ2Fを用いて負荷の
逆相成分によって生じる極性量の位相ずれθを算出して
移相演算手段17に加えるものである。また、移相演算手
段17は位相ずれθを用いて逆相電流の移相演算を実行し
て有効成分のみの極性量Ｉ2m′を求めるものであり、こ
こで求められた極性量Ｉ2m′に従って測距演算手段18が
周知の距離測定演算を実行する構成になっている。
【００１８】上記のように構成された本実施形態の詳細
な動作について、図２乃至図６をも参照して以下に説明
する。逆相電流算出手段11はこれに加えられた電流ｉを
もとに測距演算に用いる極性量として逆相電流Ｉ2 を算
出する。極性量の考え方は前述の特公昭５８−２９４７
１号公報に基本原理が詳しく記載されているので詳述は
避けるが、本実施形態では逆相電流Ｉ2 を極性量として
いる。以下に、逆相電流Ｉ2 の位相と事故電流ＩF の位
相との関係について説明する。図２に示した如く、Ａ端
の電源ＥA とＢ端の電源ＥB との間に地絡事故が発生
し、事故点の電圧、すなわち、事故電圧をＶαF 、Ａ，
Ｂ端から事故点を見たインピータンスをＺA 、ＺB 、α
回路におけるＡ，Ｂ端子から事故点に流れる電流をＩ
αA 、ＩαB とした場合、次の（３）〜（５）式が成立
する。
な動作について、図２乃至図６をも参照して以下に説明
する。逆相電流算出手段11はこれに加えられた電流ｉを
もとに測距演算に用いる極性量として逆相電流Ｉ2 を算
出する。極性量の考え方は前述の特公昭５８−２９４７
１号公報に基本原理が詳しく記載されているので詳述は
避けるが、本実施形態では逆相電流Ｉ2 を極性量として
いる。以下に、逆相電流Ｉ2 の位相と事故電流ＩF の位
相との関係について説明する。図２に示した如く、Ａ端
の電源ＥA とＢ端の電源ＥB との間に地絡事故が発生
し、事故点の電圧、すなわち、事故電圧をＶαF 、Ａ，
Ｂ端から事故点を見たインピータンスをＺA 、ＺB 、α
回路におけるＡ，Ｂ端子から事故点に流れる電流をＩ
αA 、ＩαB とした場合、次の（３）〜（５）式が成立
する。
【００１９】
【数２】 ただし ＩαA ，ＩαB ：α回路におけるＡ，Ｂ端子からの電流
（大地へは流れない） ＺA ，ＺB ：α回路の事故点より見たＡ，Ｂ端側のイ
ンピーダンス Ｉβ ：β回路電流（事故相、大地へは流れない） である。そこで、（５）式を変形すると次式が得られ
る。 ＥA −ＥB ＝ＩαA ・ＺA −ＩαB ・ＺB …（６） この（６）式を（４）式に代入すると次式が得られる。
（大地へは流れない） ＺA ，ＺB ：α回路の事故点より見たＡ，Ｂ端側のイ
ンピーダンス Ｉβ ：β回路電流（事故相、大地へは流れない） である。そこで、（５）式を変形すると次式が得られ
る。 ＥA −ＥB ＝ＩαA ・ＺA −ＩαB ・ＺB …（６） この（６）式を（４）式に代入すると次式が得られる。
【００２０】
【数３】 従って、逆相電流Ｉ2 であるＩαA −ｊＩβは（７）式
を用いて次式により演算できる。
を用いて次式により演算できる。
【００２１】
【数４】 この場合、インピータンスＺA 、ＺB 及びＺA ＋ＺB は
図３に示す関係にあり、インピーダンスＺA ＋ＺB の抵
抗角をφAB、インピータンスＺB の抵抗角をφB とすれ
ば、逆相電流Ｉ2 と事故電流ＩF との位相差はφAB−φ
B となる。しかるに、Ａ，Ｂ端ともに電源であればイン
ピータンスＺA ，ＺB の抵抗角φA ，φB はほぼ等し
く、又、Ｂ端子が負荷であれば抵抗角に差を生じるが、
この場合でもＺB ＞＞ＺA であるので、位相差φAB−φ
B は小さい。
図３に示す関係にあり、インピーダンスＺA ＋ＺB の抵
抗角をφAB、インピータンスＺB の抵抗角をφB とすれ
ば、逆相電流Ｉ2 と事故電流ＩF との位相差はφAB−φ
B となる。しかるに、Ａ，Ｂ端ともに電源であればイン
ピータンスＺA ，ＺB の抵抗角φA ，φB はほぼ等し
く、又、Ｂ端子が負荷であれば抵抗角に差を生じるが、
この場合でもＺB ＞＞ＺA であるので、位相差φAB−φ
B は小さい。
【００２２】以上の理由から、逆相電流Ｉ2 を用いるこ
とによって位相が事故電流ＩF に近似した極性量、すな
わち、事故点電圧ＶF を消去できる極性量が得られる。
ここで、常時の負荷に含まれる逆相電流の影響について
説明する。（８）式から負荷成分を考慮した場合には下
記（９）式に書き換えられる。
とによって位相が事故電流ＩF に近似した極性量、すな
わち、事故点電圧ＶF を消去できる極性量が得られる。
ここで、常時の負荷に含まれる逆相電流の影響について
説明する。（８）式から負荷成分を考慮した場合には下
記（９）式に書き換えられる。
【００２３】
【数５】 この（９）式中のＩ2Lは負荷に含まれる逆相電流であ
り、逆相電流Ｉ2 は事故電流ＩF と逆相電流Ｉ2Lの大き
さに関係する。この傾向は、図４に示すように、Ｉ2L＝
０の場合の事故電流ＩF と逆相電流Ｉ2 の位相差をφと
し、逆相電流Ｉ2Lの大きさにより生じる逆相電流Ｉ2 の
位相のずれをδとすると、負荷に含まれる逆相電流Ｉ2L
の影響により位相差φがφ±δに変化することになる。
すなわち、事故電流ＩF とほぼ同位相となる逆相電流Ｉ
2 が、負荷電流に含まれる逆相電流Ｉ2Lの位相変化の影
響を受けると測距値誤差の要因となる。
り、逆相電流Ｉ2 は事故電流ＩF と逆相電流Ｉ2Lの大き
さに関係する。この傾向は、図４に示すように、Ｉ2L＝
０の場合の事故電流ＩF と逆相電流Ｉ2 の位相差をφと
し、逆相電流Ｉ2Lの大きさにより生じる逆相電流Ｉ2 の
位相のずれをδとすると、負荷に含まれる逆相電流Ｉ2L
の影響により位相差φがφ±δに変化することになる。
すなわち、事故電流ＩF とほぼ同位相となる逆相電流Ｉ
2 が、負荷電流に含まれる逆相電流Ｉ2Lの位相変化の影
響を受けると測距値誤差の要因となる。
【００２４】本実施形態では、この位相変化分δを次の
ようにして消去する。すなわち、事故相検出手段12は、
これに加えられた電圧ｖから各相電圧の合成値Ｖam＋Ｖ
bm＋Ｖcmより零相電圧の振幅値｜Ｖ0m｜を求め、続い
て、感度値Ｖksetとの大小比較を行い、｜Ｖ0m｜＞Ｖ
ksetと判断すれば動作となる、いわゆる、地絡過電圧継
電器の機能を備えており、その動作タイミングを後述の
地絡事故発生の起動条件としている。さらに、事故相検
出手段12はこの地絡過電圧継電器が動作した時に限り、
各相電圧の振幅値からその最小値｜Ｖmin ｜を判定して
事故相を検出し、健全相の線間電圧を選択し、これを基
準電圧Ｖp として出力するる。
ようにして消去する。すなわち、事故相検出手段12は、
これに加えられた電圧ｖから各相電圧の合成値Ｖam＋Ｖ
bm＋Ｖcmより零相電圧の振幅値｜Ｖ0m｜を求め、続い
て、感度値Ｖksetとの大小比較を行い、｜Ｖ0m｜＞Ｖ
ksetと判断すれば動作となる、いわゆる、地絡過電圧継
電器の機能を備えており、その動作タイミングを後述の
地絡事故発生の起動条件としている。さらに、事故相検
出手段12はこの地絡過電圧継電器が動作した時に限り、
各相電圧の振幅値からその最小値｜Ｖmin ｜を判定して
事故相を検出し、健全相の線間電圧を選択し、これを基
準電圧Ｖp として出力するる。
【００２５】位相差算出手段13は、逆相電流算出手段11
で得られた逆相電流Ｉ2 と、事故相検出手段12で選択さ
れた基準電圧Ｖp との位相差を演算するために、それぞ
れ外積値Ｉ2 ＊Ｖpsin、内積値Ｉ2 ＊Ｖpcosを算出して
いる。この場合、基準電圧Ｖp は、事故相、大地には無
関係であるため、事故前後で位相差を生じることはな
く、位相差算出の基準量として有効である。従来より、
地絡距離継電器の方向判別においても事故相電圧より９
０度進んだ健全相直角電圧を用いていることは良く知ら
れており、例えば、文献「保護継電工学」（平成２年、
電気学会発行、第５版、第１２４頁）にも記載されたと
おりである。
で得られた逆相電流Ｉ2 と、事故相検出手段12で選択さ
れた基準電圧Ｖp との位相差を演算するために、それぞ
れ外積値Ｉ2 ＊Ｖpsin、内積値Ｉ2 ＊Ｖpcosを算出して
いる。この場合、基準電圧Ｖp は、事故相、大地には無
関係であるため、事故前後で位相差を生じることはな
く、位相差算出の基準量として有効である。従来より、
地絡距離継電器の方向判別においても事故相電圧より９
０度進んだ健全相直角電圧を用いていることは良く知ら
れており、例えば、文献「保護継電工学」（平成２年、
電気学会発行、第５版、第１２４頁）にも記載されたと
おりである。
【００２６】図５は、ａ相事故時における健全相直角電
圧Ｖbcと、事故前後の逆相電流Ｉ2との位相の関係を示
すベクトル図である。いま、健全相直角電圧Ｖbcを基準
ベクトルとし、事故前後の逆相電流をそれぞれＩ2L，Ｉ
2Fとすれば、事故前の逆相電流Ｉ2Lの位相角φ2Lは下記
（１０）式により、事故後の逆相電流Ｉ2Fの位相角φ2F
は下記（１１）式によってそれぞれ算出できる。
圧Ｖbcと、事故前後の逆相電流Ｉ2との位相の関係を示
すベクトル図である。いま、健全相直角電圧Ｖbcを基準
ベクトルとし、事故前後の逆相電流をそれぞれＩ2L，Ｉ
2Fとすれば、事故前の逆相電流Ｉ2Lの位相角φ2Lは下記
（１０）式により、事故後の逆相電流Ｉ2Fの位相角φ2F
は下記（１１）式によってそれぞれ算出できる。
【００２７】
【数６】 そこで、事故前位相差保持手段14は、事故相検出手段12
で事故判定した時刻ｔF をもとに、事故検出までの動作
遅延時間及びマージン等を考慮し、例えば、３サイクル
前の逆相電流Ｉ2L（逆相電流算出手段11で検出）及び位
相差量Ｉ2L・Ｖβsin ，Ｉ2L・Ｖβcos から（１０）式
で事故前位相差φ2Lを求め、Ｉ2L及びφ2Lを保持する。
同様にして、事故後位相差算出手段15は、事故判定した
時刻ｔF以降の事故後に得られた逆相電流Ｉ2F（逆相電
流算出手段11で検出）及び位相差量Ｉ2F・Ｖβsin ，Ｉ
2F・Ｖβcos から（１１）式で事故後位相差φ2Fを求め
る。事故前後の位相差算出手段16は、負荷の逆相成分に
よって生じる位相ずれθを直接求めるもので、この位相
ずれθは図５に示したように、事故前逆相電流Ｉ2Lと事
故後逆相電流Ｉ2Fとの変化分Ｉ2 （＝Ｉ2F−Ｉ2L）と、
事故後逆相電流Ｉ2Fとの位相差に相当し、次式によって
算出する。
で事故判定した時刻ｔF をもとに、事故検出までの動作
遅延時間及びマージン等を考慮し、例えば、３サイクル
前の逆相電流Ｉ2L（逆相電流算出手段11で検出）及び位
相差量Ｉ2L・Ｖβsin ，Ｉ2L・Ｖβcos から（１０）式
で事故前位相差φ2Lを求め、Ｉ2L及びφ2Lを保持する。
同様にして、事故後位相差算出手段15は、事故判定した
時刻ｔF以降の事故後に得られた逆相電流Ｉ2F（逆相電
流算出手段11で検出）及び位相差量Ｉ2F・Ｖβsin ，Ｉ
2F・Ｖβcos から（１１）式で事故後位相差φ2Fを求め
る。事故前後の位相差算出手段16は、負荷の逆相成分に
よって生じる位相ずれθを直接求めるもので、この位相
ずれθは図５に示したように、事故前逆相電流Ｉ2Lと事
故後逆相電流Ｉ2Fとの変化分Ｉ2 （＝Ｉ2F−Ｉ2L）と、
事故後逆相電流Ｉ2Fとの位相差に相当し、次式によって
算出する。
【００２８】
【数７】 すなわち、図５から明らかなように、事故後逆相電流Ｉ
2Fをθだけ移相すれば、逆相電流電流Ｉ2 と同位相の成
分となり、負荷電流に含まれる逆相電流Ｉ2Lによる位相
ずれを消去することができる。この場合、事故前の位相
差量φ2Lは事故前位相差保持手段14により保持されてお
り、常時一定の事故前の逆相電流Ｉ2L、位相差量φ2Lを
基準にするので、事故が長期に亘って継続する場合、あ
るいは、周波数変動が生じるような事故においても正確
な位相差が求められ、安定した極性量の移相演算が可能
となる。
2Fをθだけ移相すれば、逆相電流電流Ｉ2 と同位相の成
分となり、負荷電流に含まれる逆相電流Ｉ2Lによる位相
ずれを消去することができる。この場合、事故前の位相
差量φ2Lは事故前位相差保持手段14により保持されてお
り、常時一定の事故前の逆相電流Ｉ2L、位相差量φ2Lを
基準にするので、事故が長期に亘って継続する場合、あ
るいは、周波数変動が生じるような事故においても正確
な位相差が求められ、安定した極性量の移相演算が可能
となる。
【００２９】移相演算手段17はこの移相演算を実行する
ものである。一般に、移相演算は所定の大きさのサンプ
リングデータを合成することによって任意の位相シフト
が可能であり、例えば、図６に示すように、事故後の逆
相電流Ｉ2Fm から前述のθだけ移相した逆相電流Ｉ2m′
を求めるには次の（１３）式を用いることができる。因
みに、サンプリング周期を３０度としている。 Ｉ2m′＝ｋ1 ・Ｉ2Fm ＋ｋ2 ・Ｉ2Fm-1 …（１３） ただし、ｋ1 ，ｋ2 は次の（１４）式の正接関数を満足
するように選ぶ。
ものである。一般に、移相演算は所定の大きさのサンプ
リングデータを合成することによって任意の位相シフト
が可能であり、例えば、図６に示すように、事故後の逆
相電流Ｉ2Fm から前述のθだけ移相した逆相電流Ｉ2m′
を求めるには次の（１３）式を用いることができる。因
みに、サンプリング周期を３０度としている。 Ｉ2m′＝ｋ1 ・Ｉ2Fm ＋ｋ2 ・Ｉ2Fm-1 …（１３） ただし、ｋ1 ，ｋ2 は次の（１４）式の正接関数を満足
するように選ぶ。
【００３０】
【数８】 よって、（１３）式の演算により事故後の逆相電流Ｉ
2Fm に対してθだけ移相された逆相電流Ｉ2m′を得るこ
とができ、事故電流ＩF に位相が近似し、かつ、負荷電
流に含まれる逆相電流Ｉ2Lの影響を受けない有効成分の
みの極性量が求められる。このようにして求められた極
性量Ｉ2m′に基づいて測距演算手段18が事故点までの距
離演算を実行する。なお、演算原理そのものは前述の特
公昭５８−２９４７１号公報に記載されたとおりである
が、参考までに示すとその演算式は次のようになる。
2Fm に対してθだけ移相された逆相電流Ｉ2m′を得るこ
とができ、事故電流ＩF に位相が近似し、かつ、負荷電
流に含まれる逆相電流Ｉ2Lの影響を受けない有効成分の
みの極性量が求められる。このようにして求められた極
性量Ｉ2m′に基づいて測距演算手段18が事故点までの距
離演算を実行する。なお、演算原理そのものは前述の特
公昭５８−２９４７１号公報に記載されたとおりである
が、参考までに示すとその演算式は次のようになる。
【００３１】
【数９】 ただし Ｘ ：事故点までのリアクタンス Ｉｍ（ ）：（ ）内の虚数成分 ＸSET ：整定値 である。この場合、（１５）式に示した除算を行う代わ
りに、例えば、（１５）式の除数を両辺に乗じた次の
（１６）式を用いても同様な動作を行わせることができ
る。 Ｉｍ（Ｖa ・Ｉ2m′）≦Ｉｍ（Ｉa ・Ｉ2m′）・ＸSET …（１６） なお、事故前位相差保持手段14に保存された事故前のデ
ータは、地絡距離継電器が不動作（動作ゾーン以遠の事
故）であるか、あるいは、地絡方向継電器が不動作（背
後事故）である場合にリセットされる。これにより、内
部事故中は事故前データは有効となり、進展事故にも対
応できる利点がある。
りに、例えば、（１５）式の除数を両辺に乗じた次の
（１６）式を用いても同様な動作を行わせることができ
る。 Ｉｍ（Ｖa ・Ｉ2m′）≦Ｉｍ（Ｉa ・Ｉ2m′）・ＸSET …（１６） なお、事故前位相差保持手段14に保存された事故前のデ
ータは、地絡距離継電器が不動作（動作ゾーン以遠の事
故）であるか、あるいは、地絡方向継電器が不動作（背
後事故）である場合にリセットされる。これにより、内
部事故中は事故前データは有効となり、進展事故にも対
応できる利点がある。
【００３２】かくして、本発明の第１の実施形態によれ
ば、高抵抗接地系の地絡距離を判別するに当たり、負荷
電流及び事故点抵抗の影響を受け難い距離演算を行うこ
とができ、測距性能を向上させて安定動作が期待できる
信頼性の高い地絡距離継電器を提供することができる。
ば、高抵抗接地系の地絡距離を判別するに当たり、負荷
電流及び事故点抵抗の影響を受け難い距離演算を行うこ
とができ、測距性能を向上させて安定動作が期待できる
信頼性の高い地絡距離継電器を提供することができる。
【００３３】ところで、上記第１の実施形態では、事故
前後で求めた逆相電流の位相差量から、負荷電流の影響
によって生じる位相ずれを正接関数の演算により直接算
出したが、この代わりに、予め正接関数値の数列とこれ
に対応する逆正接関数値をＲＯＭ等に設定、記憶させて
おき、位相差量の除算値をこの設定値に近似するところ
の逆正接関数値を選択することによって事故前後の位相
差を求め、この位相差の分だけ移相させて負荷電流成分
を消去することもできる。
前後で求めた逆相電流の位相差量から、負荷電流の影響
によって生じる位相ずれを正接関数の演算により直接算
出したが、この代わりに、予め正接関数値の数列とこれ
に対応する逆正接関数値をＲＯＭ等に設定、記憶させて
おき、位相差量の除算値をこの設定値に近似するところ
の逆正接関数値を選択することによって事故前後の位相
差を求め、この位相差の分だけ移相させて負荷電流成分
を消去することもできる。
【００３４】図７はこの考えに従った第２の実施形態の
構成を示すブロック図である。図中、図１と同一の要素
には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施
形態は、正接関数値の数列とこれに対応する逆正接関数
値を記憶させた記憶手段20が図１の構成要素に付加され
ており、この記憶手段20を参照して逆正接関数値を求め
るべく、図１中の事故前位相差保持手段14、事故後位相
差算出手段15及び事故前後の位相差算出手段16の代わり
に、事故前位相差選択手段24、事故後位相差選択手段25
及び事故前後の位相差選択手段26を備えている。図８は
記憶手段20に記憶された逆正接関数表の一部を示したも
のである。
構成を示すブロック図である。図中、図１と同一の要素
には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施
形態は、正接関数値の数列とこれに対応する逆正接関数
値を記憶させた記憶手段20が図１の構成要素に付加され
ており、この記憶手段20を参照して逆正接関数値を求め
るべく、図１中の事故前位相差保持手段14、事故後位相
差算出手段15及び事故前後の位相差算出手段16の代わり
に、事故前位相差選択手段24、事故後位相差選択手段25
及び事故前後の位相差選択手段26を備えている。図８は
記憶手段20に記憶された逆正接関数表の一部を示したも
のである。
【００３５】上記のように構成された第２の実施形態の
動作について、特に、図１と構成を異にする部分を中心
にして以下に説明する。事故前位相差選択手段24及び事
故後位相差選択手段25は事故前後の負荷電流の健全相直
角電圧に対する位相差を演算するに当たり、それぞれ
（１０）式及び（１１）式にて逆正接関数値を求める際
に算出される除算結果が、図８に示す逆正接関数表の数
列（tan φ）内の近似するところの逆正接算数値（φ）
を選択して、事故前の逆相電流Ｉ2Lの位相角φ2L、事故
後の逆相電流Ｉ2Fの位相角φ2Fを得る。同様にして、事
故前後の位相差選択手段26は（１２）式にて逆正接関数
値を求める際に算出される除算結果が、図８に示す逆正
接関数表の数列（tan φ）内の近似するところの逆正接
算数値（φ）を選択して直接位相差θを求める。
動作について、特に、図１と構成を異にする部分を中心
にして以下に説明する。事故前位相差選択手段24及び事
故後位相差選択手段25は事故前後の負荷電流の健全相直
角電圧に対する位相差を演算するに当たり、それぞれ
（１０）式及び（１１）式にて逆正接関数値を求める際
に算出される除算結果が、図８に示す逆正接関数表の数
列（tan φ）内の近似するところの逆正接算数値（φ）
を選択して、事故前の逆相電流Ｉ2Lの位相角φ2L、事故
後の逆相電流Ｉ2Fの位相角φ2Fを得る。同様にして、事
故前後の位相差選択手段26は（１２）式にて逆正接関数
値を求める際に算出される除算結果が、図８に示す逆正
接関数表の数列（tan φ）内の近似するところの逆正接
算数値（φ）を選択して直接位相差θを求める。
【００３６】よって、第２の実施形態によれば、正接関
数値とこれに対応する逆正接関数との対応表を用いるこ
とにより、関数演算を実行することなく、処理負担を軽
減して位相差θを得ることができ、第１の実施形態と同
様の効果が得られる。
数値とこれに対応する逆正接関数との対応表を用いるこ
とにより、関数演算を実行することなく、処理負担を軽
減して位相差θを得ることができ、第１の実施形態と同
様の効果が得られる。
【００３７】図９は本発明の第３の実施形態の構成を示
すブロック図であり、図中、図１と同一の要素には同一
の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は、
位相差演算における基準電圧を正相電圧としたもので、
基準電圧として線間電圧を選択する図１中の事故相検出
手段12の代わりに、基準電圧として正相電圧を算出する
事故相検出手段32を設けると共に、図１中の位相差算出
手段13の代わりに正相電圧を用いる位相差算出手段33を
設けた構成になっている。
すブロック図であり、図中、図１と同一の要素には同一
の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は、
位相差演算における基準電圧を正相電圧としたもので、
基準電圧として線間電圧を選択する図１中の事故相検出
手段12の代わりに、基準電圧として正相電圧を算出する
事故相検出手段32を設けると共に、図１中の位相差算出
手段13の代わりに正相電圧を用いる位相差算出手段33を
設けた構成になっている。
【００３８】ここで、事故相検出手段32は事故相の判定
機能と正相電圧算出機能とを備えている。この場合、事
故相検出手段32は、正相電圧Ｖ1 を対称座標法とαβＯ
法との関係によって算出するもので、例えば、ａ相基準
の場合には次の（１７）式にて算出する。
機能と正相電圧算出機能とを備えている。この場合、事
故相検出手段32は、正相電圧Ｖ1 を対称座標法とαβＯ
法との関係によって算出するもので、例えば、ａ相基準
の場合には次の（１７）式にて算出する。
【００３９】
【数１０】 ａ相１線地絡の場合、前記αβＯ変換法によれば、β回
路は開放でα回路と零相回路が直列接続の関係にあるた
め、本電圧量としても事故前後の位相の変化は少ないと
言える。よって、正相電圧を位相差算出における基準量
としても、上述したと同様な動作を行わせることができ
るため、第１の実施形態と同様の効果が得られる。な
お、図９に示した正相電圧を基準電圧とする場合でも、
位相差及び移相量の算出に際して、図７及び図８に示し
た記憶手段２０を参照することにより処理負担を軽減さ
せることができる。
路は開放でα回路と零相回路が直列接続の関係にあるた
め、本電圧量としても事故前後の位相の変化は少ないと
言える。よって、正相電圧を位相差算出における基準量
としても、上述したと同様な動作を行わせることができ
るため、第１の実施形態と同様の効果が得られる。な
お、図９に示した正相電圧を基準電圧とする場合でも、
位相差及び移相量の算出に際して、図７及び図８に示し
た記憶手段２０を参照することにより処理負担を軽減さ
せることができる。
【００４０】図１０は本発明の第４の実施形態の構成を
示すブロック図であり、図中、図１と同一の要素には同
一の符号を付してその説明を省略する。この実施形態
は、極性量として零相電流を選択するもので、図１中の
逆相電流算出手段11の代わりに零相電流算出手段41を用
い、さらに、図１中の位相差算出手段13の代わりに位相
差演算における基準電圧を正相電圧とする位相差算出手
段43を用いた構成になっている。なお、逆相電流Ｉ2 の
代わりに零相電流Ｉ0 を用いたことに対応して、図１中
のＩ2 がＩ0 に、φ2 がφ0 に置き換えられ、各演算式
もこれと同様の置換で済むため、図１と構成を異なる点
を中心にしてその動作を以下に説明する。
示すブロック図であり、図中、図１と同一の要素には同
一の符号を付してその説明を省略する。この実施形態
は、極性量として零相電流を選択するもので、図１中の
逆相電流算出手段11の代わりに零相電流算出手段41を用
い、さらに、図１中の位相差算出手段13の代わりに位相
差演算における基準電圧を正相電圧とする位相差算出手
段43を用いた構成になっている。なお、逆相電流Ｉ2 の
代わりに零相電流Ｉ0 を用いたことに対応して、図１中
のＩ2 がＩ0 に、φ2 がφ0 に置き換えられ、各演算式
もこれと同様の置換で済むため、図１と構成を異なる点
を中心にしてその動作を以下に説明する。
【００４１】零相電流検出手段41は、これに加えられた
電流ｉをもとに測距演算に用いる極性量と零相電流Ｉ0
を算出する。なお、図１０には示していないが、零相電
流検出手段41は相電流を加算するものであっても、零相
電流Ｉ0 を直接検出するものであっても良い。零相電流
Ｉ0 の位相と事故電流ＩF の位相とは次の関係がある。
すなわち、図２において、Ｏ回路の事故点から見たＡ，
Ｂ端側の零相インピーダンスをそれぞれＺ0A，Ｚ0Bとす
ると、（８）式は次の（１８）式に置換できる。
電流ｉをもとに測距演算に用いる極性量と零相電流Ｉ0
を算出する。なお、図１０には示していないが、零相電
流検出手段41は相電流を加算するものであっても、零相
電流Ｉ0 を直接検出するものであっても良い。零相電流
Ｉ0 の位相と事故電流ＩF の位相とは次の関係がある。
すなわち、図２において、Ｏ回路の事故点から見たＡ，
Ｂ端側の零相インピーダンスをそれぞれＺ0A，Ｚ0Bとす
ると、（８）式は次の（１８）式に置換できる。
【００４２】
【数１１】 そして、図３中のＺA をＺ0A、ＺB をＺ0Bとして扱う
と、前述したようにＡ，Ｂの両端が共に電源であれば零
相インピーダンスＺ0A，Ｚ0Bの抵抗角はほぼ等しく、Ｂ
端子が負荷端子であればＺ0B＞＞Ｚ0Aであるため位相差
は少なく、（８）式の関係より零相電流Ｉ0Fを用いるこ
とで事故電流ＩF に位相が近似することとなり、上述し
たと同質の極性量とすることができる。しかして、図１
に示した第１の実施形態で逆相電流Ｉ2 としている極性
量を零相電流Ｉ0 で考えることによって、第１の実施形
態と同様の作用、効果が得られるなお、極性量として零
相電流Ｉ0 を選択した場合でも、図７に示す第２の実施
形態で用いた逆正接関数表によって同様な位相算出を行
っても上述したと同様の作用、効果が得られることは言
うまでもない。
と、前述したようにＡ，Ｂの両端が共に電源であれば零
相インピーダンスＺ0A，Ｚ0Bの抵抗角はほぼ等しく、Ｂ
端子が負荷端子であればＺ0B＞＞Ｚ0Aであるため位相差
は少なく、（８）式の関係より零相電流Ｉ0Fを用いるこ
とで事故電流ＩF に位相が近似することとなり、上述し
たと同質の極性量とすることができる。しかして、図１
に示した第１の実施形態で逆相電流Ｉ2 としている極性
量を零相電流Ｉ0 で考えることによって、第１の実施形
態と同様の作用、効果が得られるなお、極性量として零
相電流Ｉ0 を選択した場合でも、図７に示す第２の実施
形態で用いた逆正接関数表によって同様な位相算出を行
っても上述したと同様の作用、効果が得られることは言
うまでもない。
【００４３】ところで、上述した第１乃至第４の各実施
形態では、距離継電器の動作判定に、リアクタンス成分
を直接算出する演算方式を採用したが、これ以外の判定
方式を採用することもできる。すなわち、距離継電器の
動作判定原理には、例えば、上記文献「保護継電工学」
（電気学会発行、第５版、第１２２頁）に記述されてい
る電流と整定値から電圧に変換し、等価的にインピーダ
ンスを電圧に置き換えて判定する位相比較判定方式及び
絶対値比較方式がある。次の（１９）式は一般的な位相
比較方式の判定式である。 Ｘ・Ｉ2 −ＶＩsin φ−ｋ≧０ …（１９） ただし ｋ：抑制項 φ：電圧Ｖと電流Ｉの位相差である。
形態では、距離継電器の動作判定に、リアクタンス成分
を直接算出する演算方式を採用したが、これ以外の判定
方式を採用することもできる。すなわち、距離継電器の
動作判定原理には、例えば、上記文献「保護継電工学」
（電気学会発行、第５版、第１２２頁）に記述されてい
る電流と整定値から電圧に変換し、等価的にインピーダ
ンスを電圧に置き換えて判定する位相比較判定方式及び
絶対値比較方式がある。次の（１９）式は一般的な位相
比較方式の判定式である。 Ｘ・Ｉ2 −ＶＩsin φ−ｋ≧０ …（１９） ただし ｋ：抑制項 φ：電圧Ｖと電流Ｉの位相差である。
【００４４】この判定式自体は本発明の主旨ではないの
で詳述は避けるが文献「保護継電工学」（電気学会発
行、第５版、第１０１頁）に記載されているものであ
る。因みに、（１３）式で得られた逆相電流Ｉ2m′を
（１９）式の両辺に乗算して整理すると次の（２０）式
が得られる。 Ｘ・Ｉ2 ・Ｉ2m′≧（ＶＩsin φ＋ｋ）Ｉ2m′…（２０） この（２０）式は第１の実施形態として説明した（１
６）式と等価であり、測距演算手段18の内部構成を変更
するだけで済み、この判定法を用いても上述したと同様
の動作を行わせることができる。
で詳述は避けるが文献「保護継電工学」（電気学会発
行、第５版、第１０１頁）に記載されているものであ
る。因みに、（１３）式で得られた逆相電流Ｉ2m′を
（１９）式の両辺に乗算して整理すると次の（２０）式
が得られる。 Ｘ・Ｉ2 ・Ｉ2m′≧（ＶＩsin φ＋ｋ）Ｉ2m′…（２０） この（２０）式は第１の実施形態として説明した（１
６）式と等価であり、測距演算手段18の内部構成を変更
するだけで済み、この判定法を用いても上述したと同様
の動作を行わせることができる。
【００４５】また、動作量、抑制量の算出手段として絶
対値比較方式を採用しても上述したと同様の動作を行わ
せることができる。なおまた、上記実施例ではマイクロ
プロセッサ等に持たせた機能を合計８個の機能ブロック
で表現したが、これらの機能の分解又は合併により新た
なブロック名を付して表現することもできる。
対値比較方式を採用しても上述したと同様の動作を行わ
せることができる。なおまた、上記実施例ではマイクロ
プロセッサ等に持たせた機能を合計８個の機能ブロック
で表現したが、これらの機能の分解又は合併により新た
なブロック名を付して表現することもできる。
【００４６】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、極性量の位相ずれの要因となる負荷電流
の影響を、変化分電流を用いずに消去することができ、
事故継続中も安定した極性量を維持し、かつ、周波数変
動、進展事故にも演算誤差の少ない距離演算を行うこと
により、測距性能を向上させ安定動作の期待できる信頼
性の高い地絡継電装置を提供することができる。
発明によれば、極性量の位相ずれの要因となる負荷電流
の影響を、変化分電流を用いずに消去することができ、
事故継続中も安定した極性量を維持し、かつ、周波数変
動、進展事故にも演算誤差の少ない距離演算を行うこと
により、測距性能を向上させ安定動作の期待できる信頼
性の高い地絡継電装置を提供することができる。
【図１】本発明の地絡距離継電器に係る第１の実施形態
の構成を示すブロック図。
の構成を示すブロック図。
【図２】図１に示した実施形態の適用線路を示した等価
回路図。
回路図。
【図３】図１に示した実施形態の動作を説明するため
に、逆相電流と事故電流との位相差の関係を、インピー
ダンスを用いて示したベクトル図。
に、逆相電流と事故電流との位相差の関係を、インピー
ダンスを用いて示したベクトル図。
【図４】図１に示した実施形態の動作を説明するため
に、負荷に含まれる逆相分による逆相電流の位相ずれを
示したベクトル図。
に、負荷に含まれる逆相分による逆相電流の位相ずれを
示したベクトル図。
【図５】図１に示した実施形態の動作を説明するため
に、健全相電圧を基準として事故前後の逆相電流の位相
差を示したベクトル図。
に、健全相電圧を基準として事故前後の逆相電流の位相
差を示したベクトル図。
【図６】図１に示した実施形態の動作を説明するため
に、逆相電流のサンプリングデータをもとに移相演算を
行う手法を示すベクトル図。
に、逆相電流のサンプリングデータをもとに移相演算を
行う手法を示すベクトル図。
【図７】本発明の地絡距離継電器に係る第２の実施形態
の構成を示すブロック図。
の構成を示すブロック図。
【図８】図７に示した実施形態で参照する逆正接関数表
を示した図表。
を示した図表。
【図９】本発明の地絡距離継電器に係る第３の実施形態
の構成を示すブロック図。
の構成を示すブロック図。
【図１０】本発明の地絡距離継電器に係る第４の実施形
態の構成を示すブロック図。
態の構成を示すブロック図。
【図１１】本発明を適用する送電線系統事故を説明する
系統図。
系統図。
１１ 逆相電流算出手段 １２，３２ 事故相検出手段 １３，３３，４３ 位相差算出手段 １４，２４ 事故前位相差保持手段 １５，２５ 事故後位相差算出手段 １６，２６ 事故前後の位相差算出手段 １７ 移相演算手段 １８ 測距演算手段 ２０ 記憶手段 ４１ 零相電流算出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山 川 寛 東京都千代田区内幸町一丁目１番３号 東 京電力株式会社内 (72)発明者 斎 藤 浩 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 黒 沢 保 広 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 天 羽 秀 也 東京都府中市晴見町２丁目24番地の１ 東 芝システムテクノロジー株式会社内
Claims (12)
- 【請求項１】電力系統の電圧及び電流を導入し、送電線
に発生した地絡事故を検出すると共に、事故点までの距
離を演算する地絡事故継電器において、 前記電流の逆相電流を算出する第１の手段と、 前記電圧に基づいて地絡事故相を検出する第２の手段
と、 前記電圧に基づいて予め算出された基準電圧と前記第１
の手段によって算出された逆相電流との位相差を、前記
第２の手段によって地絡事故が検出される前後に亘って
算出し、少なくとも地絡事故が検出される以前の前記逆
相電流及び前記位相差を保持する第３の手段と、 前記第１の手段によって算出された地絡事故後の逆相電
流、前記第３の手段によって算出、保持された地絡事故
発生前の前記逆相電流及び前記位相差、並びに前記第３
の手段によって算出された地絡事故発生後の前記位相差
に基づいて、負荷電流及び事故点抵抗に起因する前記逆
相電流の位相変化分を算出し、この位相変化分により前
記第１の手段によって算出された地絡事故後の前記逆相
電流を移相して極性量とする第４の手段と、 を備え、前記第４の手段によって得られた前記極性量に
基づいて事故点までの距離を演算することを特徴とする
地絡事故継電器。 - 【請求項２】前記第３の手段は、 前記基準電圧と前記第１の手段によって算出された逆相
電流との外積値及び内積値を算出する位相差算出手段
と、 前記位相差算出手段により算出された外積値及び内積値
に基づき前記逆相電流の前記基準電圧に対する位相差を
演算し、前記第２の手段による地絡事故検出時刻よりも
所定時間だけ前の前記逆相電流及び前記基準電圧に対す
る位相差を保持する事故前位相差保持手段と、 前記位相差算出手段により算出された外積値及び内積値
に基づき、前記第２の手段による地絡事故検出時刻より
後における前記逆相電流の前記基準電圧に対する位相差
を算出する事故後位相差算出手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１に記載の地絡事故継
電器。 - 【請求項３】前記第４の手段は、 前記第１の手段によって算出された地絡事故後の逆相電
流、前記事故前位相差保持手段に保持された地絡事故前
の前記逆相電流及び位相差、並びに前記事故後位相差算
出手段によって算出された地絡事故後の位相差に基づ
き、負荷電流及び事故点抵抗に起因する前記逆相電流の
位相変化分を算出する事故前後の位相差算出手段と、 前記事故前後の位相差算出手段によって算出された位相
変化分に従って、前記第１の手段によって算出された地
絡事故後の逆相電流を移相して極性量とする移相演算手
段と、 を備えたことを特徴とする請求項１に記載の地絡事故継
電器。 - 【請求項４】前記第２の手段は、地絡事故相に対する健
全相の線間電圧を検出する手段を備え、この線間電圧を
基準電圧として前記第３の手段に加えることを特徴とす
る請求項１に記載の地絡事故継電器。 - 【請求項５】前記第２の手段は、地絡事故相に対する正
相電圧を検出する手段を備え、この正相電圧を基準電圧
として前記第３の手段に加えることを特徴とする請求項
１に記載の地絡事故継電器。 - 【請求項６】正接関数値とこれに対応する逆正接関数値
とをテーブルとして記憶させた記憶手段を備え、前記第
３の手段は前記記憶手段を参照して前記位相差を求め、
前記第４の手段は前記記憶手段を参照して前記位相変化
分を求めることを特徴とする請求項１に記載の地絡事故
継電器。 - 【請求項７】電力系統の電圧及び電流を導入し、送電線
に発生した地絡事故を検出すると共に、事故点までの距
離を演算する地絡事故継電器において、 前記電流の零相電流を算出又は導入する第１の手段と、 前記電圧に基づいて地絡事故相を検出する第２の手段
と、 前記電圧に基づいて算出された基準電圧と前記第１の手
段によって算出された零相電流との位相差を、前記第２
の手段によって地絡事故が検出される前後に亘って算出
し、少なくとも地絡事故が検出される以前の前記零相電
流及び前記位相差を保持する第３の手段と、 前記第１の手段によって算出された地絡事故後の零相電
流、前記第３の手段によって算出、保持された地絡事故
発生前の前記零相電流及び前記位相差、並びに前記第３
の手段によって算出された地絡事故発生後の前記位相差
に基づいて、負荷電流及び事故点抵抗に起因する前記零
相電流の位相変化分を算出し、この位相変化分により前
記第１の手段によって算出された地絡事故後の前記零相
電流を移相して極性量とする第４の手段と、 を備え、前記第４の手段によって得られた前記極性量に
基づいて事故点までの距離を演算することを特徴とする
地絡事故継電器。 - 【請求項８】前記第３の手段は、 前記基準電圧と前記第１の手段によって算出された零相
電流との外積値及び内積値を算出する位相差算出手段
と、 前記位相差算出手段により算出された外積値及び内積値
に基づき前記零相電流の前記基準電圧に対する位相差を
演算し、前記第２の手段による地絡事故検出時刻よりも
所定時間だけ前の前記零相電流及び前記基準電圧に対す
る位相差を保持する事故前位相差保持手段と、 前記位相差算出手段により算出された外積値及び内積値
に基づき、前記第２の手段による地絡事故検出時刻より
後における前記零相電流の前記基準電圧に対する位相差
を算出する事故後位相差算出手段と、 を備えたことを特徴とする請求項７に記載の地絡事故継
電器。 - 【請求項９】前記第４の手段は、 前記第１の手段によって算出された地絡事故後の零相電
流、前記事故前位相差保持手段に保持された地絡事故前
の前記零相電流及び位相差、並びに前記事故後位相差算
出手段によって算出された地絡事故後の位相差に基づ
き、負荷電流及び事故点抵抗に起因する前記零相電流の
位相変化分を算出する事故前後の位相差算出手段と、 前記事故前後の位相差算出手段によって算出された位相
変化分に従って、前記第１の手段によって算出された地
絡事故後の零相電流を移相して極性量とする移相演算手
段と、 を備えたことを特徴とする請求項７に記載の地絡事故継
電器。 - 【請求項１０】前記第２の手段は、地絡事故相に対する
健全相の線間電圧を検出する手段を備え、この線間電圧
を基準電圧として前記第３の手段に加えることを特徴と
する請求項７に記載の地絡事故継電器。 - 【請求項１１】前記第２の手段は、地絡事故相に対する
正相電圧を検出する手段を備え、この正相電圧を基準電
圧として前記第３の手段に加えることを特徴とする請求
項７に記載の地絡事故継電器。 - 【請求項１２】正接関数値とこれに対応する逆正接関数
値とをテーブルとして記憶させた記憶手段を備え、前記
第３の手段は前記記憶手段を参照して前記位相差を求
め、前記第４の手段は前記記憶手段を参照して前記位相
変化分を求めることを特徴とする請求項７に記載の地絡
事故継電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12974497A JP3628143B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 地絡距離継電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12974497A JP3628143B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 地絡距離継電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10322887A true JPH10322887A (ja) | 1998-12-04 |
| JP3628143B2 JP3628143B2 (ja) | 2005-03-09 |
Family
ID=15017140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12974497A Expired - Fee Related JP3628143B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 地絡距離継電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3628143B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6873508B2 (en) | 2001-08-27 | 2005-03-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Protective relay system |
| KR100694279B1 (ko) | 2005-06-18 | 2007-03-14 | 한국철도기술연구원 | 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전방법 |
| KR100696984B1 (ko) * | 2005-06-18 | 2007-03-20 | 한국철도기술연구원 | 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전시스템 및 그제어방법 |
| CN103296653A (zh) * | 2013-05-19 | 2013-09-11 | 国家电网公司 | 输电线路单相高阻接地故障继电保护方法 |
| JP2014014208A (ja) * | 2012-07-03 | 2014-01-23 | Takaoka Electric Mfg Co Ltd | 地絡方向継電装置 |
| CN103630798A (zh) * | 2013-09-12 | 2014-03-12 | 清华大学 | 输电线路单相接地故障单端测距方法 |
| CN105024362A (zh) * | 2015-07-01 | 2015-11-04 | 国家电网公司 | 一种用于消除同塔双回线单相接地过渡电阻的方法 |
| CN112433084A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-03-02 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种低压台区过电压原因的判断方法及装置 |
-
1997
- 1997-05-20 JP JP12974497A patent/JP3628143B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6873508B2 (en) | 2001-08-27 | 2005-03-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Protective relay system |
| KR100694279B1 (ko) | 2005-06-18 | 2007-03-14 | 한국철도기술연구원 | 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전방법 |
| KR100696984B1 (ko) * | 2005-06-18 | 2007-03-20 | 한국철도기술연구원 | 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전시스템 및 그제어방법 |
| JP2014014208A (ja) * | 2012-07-03 | 2014-01-23 | Takaoka Electric Mfg Co Ltd | 地絡方向継電装置 |
| CN103296653A (zh) * | 2013-05-19 | 2013-09-11 | 国家电网公司 | 输电线路单相高阻接地故障继电保护方法 |
| CN103630798A (zh) * | 2013-09-12 | 2014-03-12 | 清华大学 | 输电线路单相接地故障单端测距方法 |
| CN103630798B (zh) * | 2013-09-12 | 2016-02-24 | 清华大学 | 输电线路单相接地故障单端测距方法 |
| CN105024362A (zh) * | 2015-07-01 | 2015-11-04 | 国家电网公司 | 一种用于消除同塔双回线单相接地过渡电阻的方法 |
| CN112433084A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-03-02 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种低压台区过电压原因的判断方法及装置 |
| CN112433084B (zh) * | 2020-11-18 | 2023-10-20 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种低压台区过电压原因的判断方法及装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3628143B2 (ja) | 2005-03-09 |
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