JPH11341676A - 母線保護継電装置 - Google Patents

母線保護継電装置

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JPH11341676A
JPH11341676A JP10142919A JP14291998A JPH11341676A JP H11341676 A JPH11341676 A JP H11341676A JP 10142919 A JP10142919 A JP 10142919A JP 14291998 A JP14291998 A JP 14291998A JP H11341676 A JPH11341676 A JP H11341676A
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政夫 堀
Noriyoshi Suga
紀善 須賀
Kuniyasu Inamura
國康 稲村
Masato Okazaki
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＴ飽和対策付き分割保護用継電器を削減
し、簡易な構成とする。 【解決手段】 電力系統の変流器からのサンプリングデ
ータを用いて動作量および抑制量を算出し、複数の保護
領域を包含する領域の内・外部事故を判定する演算手段
１２と、個別保護領域に対応するサンプリングデータか
ら得られる動作量の変化量が演算手段で得られる動作量
の変化量に係数を掛けた値よりも大きいとき、その変化
量の大きい個別保護領域を事故発生領域と判定する動作
量判定手段１３と、全保護領域に対応するサンプリング
データの変化分から事故発生を検出する事故検出手段１
４と、動作量判定手段の判定結果と事故検出手段の検出
結果とから事故の発生を判定し出力する事故母線判定手
段１５と、演算手段の演算結果と事故母線判定手段の判
定結果とから事故発生領域への遮断出力を送出する遮断
母線判定手段とを設けた母線保護継電装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電力系統の保護継電
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電力系統における母線の複数の保
護領域を保護する場合、これら複数の保護領域を包含す
る領域に対して内部、外部事故を判定するＣＴ飽和対策
付き一括保護用継電器と、各個別保護領域毎に内部、外
部事故を判定するＣＴ飽和対策付き分割保護用継電器と
を個別に設置し、これら両継電器の出力の組合わせによ
り、複数の保護領域の中から事故発生母線を判定し事故
母線系に遮断出力を送出する構成となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な母線保護継電装置では、複数の保護領域を有する母線
の保護の場合には、２台以上のＣＴ飽和対策付き母線保
護継電器が必要となり、それに伴なって装置全体の構成
が複雑となり、コストの上昇および信頼性を低下させる
要因ともなっている。
【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、複数の保護領域の事故判定に際し、ＣＴ飽和を考慮
した演算を実施することにより、分割保護用継電器を削
減し、構成簡単にしてコストの低減化および信頼性を向
上する母線保護継電装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、電力系統のアナログ量
を所定の周期ごとにサンプリングし、これらサンプリン
グデータを用いて複数の保護領域の中から事故発生領域
を判定する母線保護継電装置において、前記複数の保護
領域を包含する領域に対応する前記サンプリングデータ
から得られる動作量の所定時間での変化量と前記個別保
護領域に対応する前記サンプリングデータから得られる
動作量の所定時間での変化量とを用いて事故発生領域を
判定する動作量判定手段と、前記保護領域に対応する前
記サンプリングデータの変化分から前記電力系統の事故
発生を検出する事故検出手段と、前記動作量判定手段の
判定結果と前記事故検出手段の検出結果とから前記事故
発生領域への遮断出力を送出する事故母線判定手段とを
設けた構成である。
【０００６】また、請求項２に対応する発明は、前記サ
ンプリングデータを用いて動作量および抑制量を算出
し、所定の比率差動演算によって前記複数の保護領域を
包含する領域の内部・外部事故を判定する演算手段と、
前記個別保護領域に対応する前記サンプリングデータか
ら得られる動作量の所定時間での変化量を算出し、これ
ら算出された個別保護領域の動作量の変化量と前記演算
手段によって得られる動作量の所定時間での変化量との
うち、何れか一方または両方の変化量を用いて事故発生
領域を判定する動作量判定手段と、前記保護領域に対応
する前記サンプリングデータの変化分から前記電力系統
の事故発生を検出する事故検出手段と、前記動作量判定
手段の判定結果と前記事故検出手段の検出結果とから前
記事故発生領域の事故発生を判定し、所定の時間引き延
ばした事故発生領域の判定結果を出力する第１の判定手
段と、前記演算手段の演算結果と前記第１の判定手段の
判定結果とに基づいて事故発生領域への遮断出力を送出
する第２の判定手段とを設けた構成である。
【０００７】従って、請求項１および請求項２に対応す
る発明は、以上のような手段を講じたことにより、電力
系統の複数の保護領域をもつ母線に接続される変流器か
らのアナログ電流信号を所定の周期ごとにサンプリング
してディジタルデータに変換した後、演算手段にてサン
プリングデータを用いて動作量Ｉｄおよび抑制量Ｉｒを
算出し、所定の比率差動演算により複数の保護領域を包
含した領域の内部、外部事故を判定する。ここで、この
演算手段には既知の方式によって変流器（ＣＴ）飽和対
策を施しておく。
【０００８】さらに、動作量判定手段では、各個別保護
領域から得られるサンプリングデータであるディジタル
データから動作量の所定時間での変化量△ＩｄＡと前記
演算手段により得られる動作量の所定時間での変化量△
Ｉｄのうち、何れか一方または両方を用いて事故発生領
域を判定する。例えば量変化量を用いる場合、 ｜△ＩｄＡ｜≧Ｋ１・｜△Ｉｄ｜ （Ｋ１は１以下の係
数） なる関係が成立するとき、ＩｄＡなる動作量が得られた
保護領域を事故発生領域と判定する。このような条件成
立状態を判定することにより、ＣＴ飽和を伴う事故にお
いても事故発生後ＣＴ飽和に至る間での間は正確に判定
結果を出力できる。
【０００９】一方、事故検出手段では、全保護領域に対
応するアナログ電流信号または変換されたディジタルデ
ータ等のサンプリングデータの所定の時間での変化分を
加算し、例えば所定の感度比と比較することにより、系
統の事故発生を検出する。
【００１０】よって、事故母線判定手段または第１の判
定手段では、動作量判定手段の出力と事故検出手段の出
力とを組合わせて所定の時間引き延ばして事故母線の判
定出力を送出するので、ＣＴ飽和対策が発揮され、従来
のように複数のＣＴ飽和対策付き分割保護用継電器を必
要とせず、ＣＴ飽和に伴う事故であっても確実に事故発
生領域に遮断出力を出すことができる。
【００１１】さらに、請求項３ないし請求項７に対応す
る発明は、個別保護領域の動作量の変化量と演算手段で
得られる動作量の変化量とのうち、何れか一方または両
方の変化量を用いる場合の各種の構成である。
【００１２】さらに、請求項８および請求項９に対応す
る発明は、電力系統のアナログ量を所定の周期ごとにサ
ンプリングし、これらサンプリングデータを用いて動作
量および抑制量を算出し、所定の比率差動演算によって
前記複数の保護領域を包含する領域の内部・外部事故を
判定する演算手段と、前記サンプリングデータを正波と
負波とに分解した後、所定の演算により前記複数の保護
領域を包含する領域における正の動作量と負の動作量と
を算出するデータ算出手段と、前記個別保護領域に対応
する前記サンプリングデータから正の動作量および負の
動作量を算出し、これら正・負の動作量と前記データ算
出手段で算出された正の動作量および負の動作量に所定
の係数を掛けた値とを正同士および負同士で比較し、正
・負共に個別保護領域に対応する動作量が大きいとき、
その動作量が得られた保護領域内部の事故発生であると
検出する第１の判定手段と、前記演算手段の演算結果と
前記第１の判定手段の判定結果とに基づいて事故発生領
域への遮断出力を送出する第２の判定手段とを設けた母
線保護継電装置である。
【００１３】この請求項８および請求項９に対応する発
明は、以上のような手段を講じたことにより、データ算
出手段がサンプリングデータから複数の保護領域を包含
する領域の正の動作量Ｉｄｐおよび負の動作量Ｉｄｎと
に振り分け、また個別保護領域に対応するサンプリング
データから正の動作量ＩｄＡｐおよび負の動作量ＩｄＡ
ｎとに振り分けた後、第１の判定手段にて正の動作量同
士、負の動作量同士を下記のように比較する。
【００１４】 ｜ＩｄＡｐ｜≧Ｋ２・｜Ｉｄｐ｜ （Ｋ２は所定の係
数） ｜ＩｄＡｎ｜≧Ｋ２・｜Ｉｄｎ｜ （Ｋ２は所定の係
数） そして、以上のような関係が成立したとき、ＩｄＡｐ、
ＩｄＡｎなる動作量が得られる個別保護領域の事故発生
と判定する。この条件が成立するのは、個別保護領域の
内部事故発生時のみであり、ＣＴ飽和を伴う外部事故に
は両方の条件が同時に成立しないので、ＣＴ飽和対策と
しての役割を果たす。よって、前記演算手段の演算結果
にＣＴ飽和対策の効果が得られる事故母線判定結果を加
味し遮断母線の判定を行うことにより、複数台以上のＣ
Ｔ飽和対策付き母線保護継電器を設けることなく、１台
のＣＴ飽和対策付き母線保護継電器を用いて複数の保護
領域をもつ母線を保護するＣＴ飽和対策付きの母線保護
継電装置を実現できる。
【００１５】さらに、請求項１０に対応する発明は、サ
ンプリングデータを用いて動作量および抑制量を算出
し、所定の比率差動演算によって前記複数の保護領域を
包含する領域の内部・外部事故を判定する演算手段と、
前記個別保護領域に対応する前記サンプリングデータか
ら正の動作量および負の動作量を算出し、これら算出さ
れた個別保護領域の動作量の絶対値の何れかが前記演算
手段で算出された動作量の絶対値に所定の係数を掛けた
値よりも大きい条件が所定時間継続したとき、条件成立
した動作量が得られた個別保護領域内部の事故発生であ
ると検出する第１の判定手段と、前記演算手段の演算結
果と前記第１の判定手段の判定結果とに基づいて事故発
生領域への遮断出力を送出する第２の判定手段とを設け
た構成である。
【００１６】このような手段を講じたことにより、第１
の判定手段が個別保護領域に対応する前記サンプリング
データから正の動作量および負の動作量を算出し、これ
ら算出された個別保護領域の動作量の絶対値の何れかが
前記演算手段で算出された動作量の絶対値に所定の係数
を掛けた値よりも大きい条件が所定時間継続したとき、
条件成立した動作量が得られた個別保護領域内部の事故
発生であると判定するので、ＣＴ飽和に伴う動作量の誤
差分を除去して事故母線を正確に判定できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明に係わる母線
保護継電装置の一実施の形態を示す機能ブロック図であ
る。
【００１８】同図において、電力系統の母線保護継電装
置１０は、複数の保護領域をもつ母線に接続される変流
器からのアナログ電流信号を所定の周期ごとにサンプリ
ングしてディジタルデータに変換するデータ取得手段１
１と、このデータ取得手段１１によって変換されたディ
ジタルデータを用いて、動作量（ベクトル和）、抑制量
（スカラー和）を算出し、所定の比率差動演算により複
数の保護領域を包含した領域の内部・外部の事故を判定
する一括保護用演算手段１２と、個別保護領域毎に対応
するディジタルデータから所定時間での動作量の変化量
を算出し、この算出される個別保護領域の変化量と前記
一括保護用演算手段１２で求めた動作量の所定時間での
変化量とを比較し、変化量が大きくなる個別保護領域を
事故発生領域を判定する動作量判定手段１３と、前記デ
ータ取得手段１１によって変換されたディジタルデータ
またはアナログ電流信号の所定の時間での変化分から事
故発生を検出する事故検出手段１４と、前記動作量判定
手段１３の判定結果と前記事故検出手段１４の検出出力
とを所定の時間引き延ばした事故母線の判定結果を出力
する事故母線判定手段１５と、遮断母線用判定データを
格納する遮断母線判定テーブル１６と、一括保護用演算
手段１２の内部または外部判定出力と前記事故母線判定
手段１５の事故母線判定出力とに基づき、遮断母線用判
定データを参照して遮断母線の判定を行う遮断母線判定
手段１６とによって構成されている。
【００１９】図２は複数の保護領域をもつ母線の一構成
例である。この送電線１８の母線保護領域は、母線ＢＡ
側のＡ領域と母線ＢＢ側のＢ領域とに区分され、これら
母線ＢＡと母線ＢＢとは遮断器ＣＯＢを介して分割され
ている。この送電線１８に接続される母線ＢＡ，母線Ｂ
Ｂは断路器ＬＳＡ，ＬＳＢによって切り替えられる構成
となっている。
【００２０】次に、以上のように構成された装置の動作
について説明する。先ず、データ取得手段１１は、所定
の周期ごとに複数の保護領域をもつ母線に接続されるｎ
回線分の変流器からの電流を取り込んで順次ディジタル
データに変換し、一括保護用演算手段１２に送出する。
この演算手段１２は、ｎ回線分の変流器からのアナログ
電流をディジタルデータに変換し、これらディジタルデ
ータを用いて下記する演算式を用いて動作量Ｉｄおよび
抑制量Ｉｒを算出する。
【００２１】 Ｉｄ＝ｉ１＋ｉ２＋……＋ｉｎ …… （１） Ｉｒ＝｜ｉ１｜＋｜ｉ２｜＋……＋｜ｉｎ｜ …… （２） そして、以上のようにして得られた算出量Ｉｄ，Ｉｒを
用いて、例えば｜Ｉｄ｜−Ｋ0 ・｜Ｉｄ｜≧０ （Ｋ0
は保護目的毎に設定される係数）の関係が成立すると
き、動作信号を出力する。例えば母線の内部事故判定出
力を送出する。なお、一括保護用演算手段１２には既知
のＣＴ飽和対策演算を考慮してあるものとする。
【００２２】一方、動作量判定手段１３においては、複
数の保護領域に対して個別保護領域を識別するために、
例えば各回線の断路器（ＬＳＡ，ＬＳＢ）条件を取り込
む。断路器条件による保護領域の識別は公知の手段であ
るので、ここではその説明は省略する。
【００２３】この動作量判定手段１３による個別保護領
域の認識に関し、図２を参照して事故時に発生する動作
量（作動電流）について説明する。今、図２に示す母線
の内部，例えばＡ領域で事故が発生した場合、２つの領
域を包含する領域において発生する動作量Ｉｄは、母線
内部の２つの保護領域の中で事故が発生した保護領域に
おいて発生する動作量（作動電流）ＩｄＡと同一量とな
る。
【００２４】従って、動作量判定手段１３では、一括保
護用演算手段１２で算出される動作量Ｉｄに対し、各個
別保護領域毎に算出した２つの動作量ＩｄＡまたはＩｄ
Ｂの各々について比較し、両者の間に例えば、 ｜ＩｄＡ｜≧Ｋ１・｜Ｉｄ｜ …… （３） なる関係が成立するとき、Ａ領域に事故が発生している
と判定する。なお、前記（３）式のＫ１は１以下の係数
である。
【００２５】しかしながら、ＣＴ飽和に伴う事故の場合
には、飽和によって発生する誤差電流の影響により、前
記（３）式による判定では装置の誤応動を招く恐れがあ
る。そこで、動作量判定手段１３では、動作量の変化量
による瞬時判定を行うことによってＣＴ飽和対策として
おり、個別保護領域ごとに所定の期間例えば１／１２サ
イクル（３０度程度）の期間について動作量に対する変
化量の絶対値｜△ＩｄＡ｜、｜△ＩｄＢ｜を算出し、こ
の算出された所定の期間の変化量の絶対値｜△ＩｄＡ
｜、｜△ＩｄＢ｜と一括保護用演算手段１２において算
出された所定期間の動作量に対する変化量の絶対値｜△
Ｉｄ｜に所定の係数Ｋ１（Ｋ１は１以下の係数）を掛け
た量とを比較し、次のような関係が成立するとき、Ａ領
域に事故が発生していると判定する。
【００２６】 ｜△ＩｄＡ｜≧Ｋ１・｜△Ｉｄ｜ …… （４） 図３および図４は前記（４）式による判定の効果を説明
する図である。図３は標準的な複母線の保護系統図であ
って、母線Ａ１と、母線Ｂ１と、これら母線Ａ１，Ｂ１
を区分する遮断器ＣＢＴ１とで構成されている。この母
線Ａ１には遮断器ＣＢ１１、ＣＢ１２を介して送電線Ｌ
Ｏ１、ＬＯ２が接続されている。ＣＴＴ１、ＣＴ１１、
ＣＴ１２は変流器である。
【００２７】一方、図４は母線Ｂ１事故時のＣＴ二次電
流および各母線毎に算出した動作量（電流ベクトル和）
を説明する図である。ここで、図４（ａ）は図３のＣＴ
１１の二次電流Ｉｐ１、同図（ｂ）は図３のＣＴ１２の
二次電流Ｉｐ２、同図（ｃ）は図３のＣＴＴ１の二次電
流Ｉｔ、同図（ｄ）は両母線Ａ１，Ｂ１を包含する領域
での動作量Ｉｄ、同図（ｅ）は母線Ａ１の領域での動作
量ＩｄＡ、同図（ｆ）は母線Ｂ１の領域での動作量Ｉｄ
Ｂをそれぞれ表しており、変流器ＣＴＴ１がＣＴ飽和に
至った場合を想定している。
【００２８】この変流器ＣＴＴ１の飽和に伴ない、健全
母線である動作量の発生すべきでない母線Ａ１の動作量
ＩｄＡが飽和開始後に増加し、事故母線である母線Ｂ１
の動作量ＩｄＢが減少する。従って、前記（３）式に示
すような例えば１／２サイクル程度の演算窓長を必要と
する絶対振幅値による判定では誤応動を招く可能性があ
る。しかし、前記（４）式のような変化量を用いた判定
の場合には、事故発生直後からＣＴ飽和に至るまでの期
間に演算を行えば、飽和前の正常な動作量による比較判
定を行うことができるので、ＣＴ飽和の影響を受けない
判定結果を出力できる。
【００２９】一方、事故検出手段１４においては、母線
に接続される全ての変流器からのアナログ電流または変
換されたディジタルデータにおける所定の時間の変化分
△Ｉの絶対値を加算し、これら変化分絶対値の総和と所
定の感度値ＩＫ１とを比較し、変化分絶対値の総和が以
下の関係式のごとく所定の感度値ＩＫ１以上のとき、系
統に事故が発生していると検出する。
【００３０】 Σ｜△Ｉ｜≧ＩＫ１ …… （５） 以上のようにして動作量判定手段１３および事故検出手
段１４で判定動作処理および事故検出処理を行い、その
結果を事故母線判定手段１５に送出する。
【００３１】この事故母線判定手段１５は、事故検出手
段１４から事故検出信号を受けたとき、動作量判定手段
１３から出力される判定結果を確認し、例えば前記
（３）式、（４）式などの条件が成立する領域を事故母
線、不成立領域を健全母線と判定し、所定の時間判定出
力を保持する。
【００３２】その結果、遮断母線判定手段１７では、一
括保護用演算手段１２の内部・外部事故判定出力と事故
母線判定手段１５の事故母線判定出力とに基づいて事故
発生領域に遮断出力を送出する。例えば一括保護用演算
手段１２が内部事故判定を出力し、事故母線判定手段１
５がＡ領域の事故判定を出力したとき、図５に示す遮断
母線判定用テーブル１６の遮断母線用判定データを参照
し、Ａ領域の母線ＢＡに接続される回線に対する事故判
定し遮断出力を送出する。
【００３３】従って、以上のような実施の形態によれ
ば、動作量判定手段１３が各個別保護領域から得られる
サンプリングデータであるディジタルデータから動作量
の所定時間での変化量△ＩｄＡと演算手段１２により得
られる動作量の所定時間での変化量△Ｉｄとを用い、例
えば ｜△ＩｄＡ｜≧Ｋ１・｜△Ｉｄ｜ （Ｋ１は１以
下の係数）なる関係にあるとき、ＩｄＡなる動作量が得
られた保護領域を事故発生領域と判定するので、ＣＴ飽
和を伴う事故においても事故発生後ＣＴ飽和に至る間で
の間に正確に判定結果を出力できる。しかも、事故母線
判定手段１５では、動作量判定手段１３の出力と事故検
出手段１４の出力とを組合わせて所定の時間引き延ばし
て事故母線の判定出力を送出するので、ＣＴ飽和対策が
演算的に施され、従来のように複数のＣＴ飽和対策付き
分割保護用継電器を設けることなく、ＣＴ飽和に伴う事
故であっても確実に事故発生領域を判定し、遮断信号を
出力できる。
【００３４】次に、本発明に係わる保護継電装置の他の
実施の形態について説明する。この実施の形態は、図１
と同一の構成であるので、各構成要素の説明は前述する
図１の説明に譲り、以下、専ら異なる部分である動作量
判定手段１３の判定処理について説明する。
【００３５】この保護継電装置は、２つの保護領域を保
護対象とするものであり、その動作判定手段１３として
は、２つの保護領域に対しそれぞれ個別に動作量の所定
時間での変化量を算出し、これら算出された２つの動作
量の変化量のうち、一方の変化量が一括保護用演算手段
１２により演算して得られる動作量の所定時間での変化
量に所定の係数を掛けた値よりも大きく、かつ、他方の
変化量よりも大きいとき、大きい変化量が得られる領域
に事故が発生したと判定し出力する。
【００３６】すなわち、動作判定手段１３は、前記
（４）式に基づく条件成立の他に、一方の変化量の絶対
値｜△ＩｄＡ｜と他方の変化量の絶対値｜△ＩｄＢ｜と
を比較し、 ｜△ＩｄＡ｜≧｜△ＩｄＢ｜ …… （６） なる条件が成立するとき、△ＩｄＡなる動作量の変化量
が得られる領域Ａを事故発生領域として判定する。
【００３７】なお、動作判定手段１３は、前記（６）式
に示す条件判定式だけを用いて、事故領域を判定するこ
とも可能である。さらに、本発明に係わる保護継電装置
の他の実施の形態について説明する。
【００３８】この実施の形態においても、図１と同一の
構成であるので、各構成要素の説明は前述する図１の説
明に譲り、以下、専ら異なる部分である動作量判定手段
１３の判定処理について説明する。
【００３９】この保護継電装置は、２つの保護領域を保
護対象とするものであり、その動作判定手段１３として
は、一括保護用演算手段１２で算出された動作量Ｉｄと
各保護領域に対して個別に算出した動作量ＩｄＡ、Ｉｄ
Ｂとの位相比較を行い、両者の位相差が所定の位相角度
θより小さく、かつ、所定の時間での動作量の変化量△
ＩｄＡが所定の感度値ＩＫ２（ＩＫ２は予め定めた感度
値）よりも大きいとき、例えば ｜ＩｄとＩｄＡとの位相差｜≦θ …… （７） ｜△ＩｄＡ｜≧ＩＫ２ …… （８） の２つの条件が成立するとき、ＩｄＡ、△ＩｄＡなる動
作量が得られる保護領域で事故発生と判定する。
【００４０】因みに、図４は事故時の動作量であるが、
事故発生領域である母線Ｂ１の動作量ＩｄＢとＡ１，Ｂ
１両母線を包含する領域の動作量Ｉｄは、事故発生から
ＣＴ飽和に至るまでの期間では同一の波形となる。この
ことは、事故発生領域の動作量（ベクトル）と一括保護
用演算手段１２の動作量（ベクトル）との位相差は、Ｃ
Ｔ飽和の発生するまでの期間は発生しないことになるの
で、事故発生直後の一括保護用演算手段１２で算出され
た動作量と各保護領域ごとに個別に算出した動作量との
位相差が所定の位相角度θより小さいことを前記（７）
式の条件判定式で判定することにより、ＣＴ飽和に伴な
う事故においても正確に事故母線を判定できる。一方、
前記（８）式は、位相比較判定を行うために最低限必要
な動作量の変化分のレベルを確認するための条件判定式
である。
【００４１】さらに、本発明に係わる保護継電装置の他
の実施の形態について説明する。この実施の形態におい
ても、図１と同一の構成であるので、各構成要素の説明
は前述する図１の説明に譲り、特に異なる部分である動
作量判定手段１３の判定処理について説明する。
【００４２】この保護継電装置においても２つの保護領
域を保護対象とするものであり、その動作量判定手段１
３としては、一括保護用演算手段１２で算出された動作
量Ｉｄと各保護領域に対して個別に算出した動作量Ｉｄ
Ａ、ＩｄＢとの位相比較を行い、両者の位相差の絶対値
が所定の位相角度θ例えば３０度程度より小さく、か
つ、各保護領域に対して個別に算出した動作量の所定時
間での変化量が一括保護用演算手段１２で算出された動
作量の所定時間での変化量に所定の係数を掛けた量より
も大きいとき、例えば前記（７）式と前記（４）式とが
共に成立したとき、ＩｄＡ、△ＩｄＡなる動作量が得ら
れた保護領域に事故が発生したと判定できる。
【００４３】この装置においても、動作量ＩｄＡ、Ｉｄ
Ｂの位相差が所定の位相角度θ例えば３０度程度より小
さいとき、ＣＴ飽和に達する前に（４）式、（７）式の
関係しきから判定するので、ＣＴ飽和に伴なう事故にお
いても正確に事故母線を判定できる。
【００４４】図６は本発明に係わる保護継電装置の他の
実施の形態を示す機能ブロック図である。この保護継電
装置２０は、データ取得手段２１、一括保護用演算手段
２２、複数の保護領域を包含した領域の動作量を正と負
に分けて算出する一括正負データ算出手段２３と、複数
の保護領域に対して個別に正の動作量と負の動作量とを
それぞれ算出し、これら正・負の動作量と前記一括用正
負データ算出手段で算出された動作量とを比較し、事故
が発生している保護領域を判定する事故母線判定手段２
４、遮断母線判定用データを格納する遮断母線判定テー
ブル２５および遮断母線判定手段２６とによって構成さ
れている。
【００４５】なお、データ取得手段２１、一括保護用演
算手段２２および遮断母線判定手段２６は、図１に示す
データ取得手段１１、一括保護用演算手段１２および遮
断母線判定手段１７とほぼ同一構成であるので、ここで
はその詳しい説明は省略する。
【００４６】以上のような保護継電装置の動作について
説明する。データ取得手段２１が所定の周期ごとに複数
の保護領域をもつ母線に接続される変流器からのアナロ
グ電流信号を取り込んでディジタルデータに変換し出力
すると、一括保護用演算手段２２では、データ取得手段
２１からのディジタルデータを用いて動作量、抑制量を
算出し、所定の比率差動演算により複数の保護領域を包
含した領域の内部・外部事故を判定し出力する。
【００４７】一方、一括用正負データ算出手段２３で
は、データ取得手段２１によって変換されたディジタル
データを正波と負波とに分解し、複数の保護領域を包含
した保護領域の動作量について、所定の演算例えば１サ
イクル（３６０度間）のサンプリングデータを加算する
ことにより、正の動作量｜Ｉｄｐ｜と負の動作量｜Ｉｄ
ｎ｜とに分けて算出し、事故母線判定手段２４に送出す
る。
【００４８】ここで、事故母線判定手段２４は、前記デ
ータ取得手段２１から出力されるディジタルデータに関
して従来公知である例えば各回線の断路器条件を取り込
んで個別保護領域を識別する一方、複数の保護領域例え
ばＡおよびＢの２領域について正の動作量｜ＩｄＡｐ
｜、｜ＩｄＢｐ｜と負の動作量｜ＩｄＢｐ｜、｜ＩｄＢ
ｐ｜とを算出し、これら算出された動作量と一括用正負
データ算出手段２３により算出された動作量｜Ｉｄｐ
｜、｜Ｉｄｎ｜に所定の係数を掛けた値とを正同士、負
同士にて比較し、正・負ともに各保護領域個別に算出し
た動作量の絶対値が大きいとき、例えば ｜ＩｄＡｐ｜≧Ｋ２・｜Ｉｄｐ｜ …… （９） ｜ＩｄＡｎ｜≧Ｋ２・｜Ｉｄｎ｜ …… （１０） なる関係が共に成立したとき、｜ＩｄＡｐ｜、｜ＩｄＡ
ｎ｜なる動作量が得られた保護領域に事故が発生したこ
とを検出する。Ｋ２は１以下の定数である。一方、 ｜ＩｄＢｐ｜≧Ｋ２・｜Ｉｄｐ｜ …… （１１） ｜ＩｄＢｎ｜≧Ｋ２・｜Ｉｄｎ｜ …… （１２） なる関係が共に成立したとき、｜ＩｄＢｐ｜、｜ＩｄＢ
ｎ｜なる動作量が得られた保護領域に事故が発生したこ
とを検出する。Ｋ２は１以下の定数である。
【００４９】そこで、この保護継電装置２０に関し、図
４に示す事故時の動作量から判定の効果を説明する。一
般に、事故発生母線である母線Ｂの動作量に正波と負波
との両方が存在する（同図ｆ参照）。これに対し、健全
母線である母線Ａの動作量ＩｄＡでは正波のみが存在す
る（同図ｅ参照）。これは、ＣＴ飽和に伴なって発生す
る動作量の誤差分（健全母線側に発生する誤差電流）は
正波または負波の何れか一方である片波のみに発生する
ためである。この現象は、ＣＴ飽和現象が主に電流の直
流分による磁束の偏りによって発生するためである。よ
って、前記（９）式〜（１２）式から事故時の動作量か
ら正確に事故が発生した保護領域を選定できる。
【００５０】従って、以上のような実施の形態によれ
ば、複数の保護領域に対して個別に算出した正の動作量
の絶対値および負の動作量の絶対値と、複数の保護領域
を包含する領域の正の動作量および負の動作量とを正同
士、負同士で比較することにより、ＣＴ飽和を伴なう事
故においても正確に事故母線を判定できる。
【００５１】さらに、本発明に係わる保護継電装置の他
の実施の形態について説明する。この実施の形態におい
ても、図６と同一の構成であるので、各構成要素の説明
は前述する図１の説明に譲り、特に異なる部分である事
故母線判定手段２４について説明する。
【００５２】この事故母線判定手段２４は、前述する
（９）式および（１０）式の判定条件に加えて、各保護
領域に対して個別に算出した正波の動作量の絶対値｜Ｉ
ｄＡｐ｜および負の動作量の絶対値｜ＩｄＡｎ｜が予め
定めた所定の感度値よりも大きいとき、つまり、 ｜ＩｄＡｐ｜≧ＩＫ３ …… （１３） ｜ＩｄＡｎ｜≧ＩＫ３ …… （１４） なる条件が共に成立したとき、ＩｄＡｐ、ＩｄＡｎなる
動作量の得られた領域に事故が発生したことを検出す
る。ＩＫ３は予め定める感度値である。この（１３）式
および（１４）式は、算出した動作量の絶対値による比
較判定を行うために最低限必要な動作量のレベルを確認
するためのものである。
【００５３】図７は本発明に係わる保護継電装置の他の
実施の形態を示す機能ブロック図である。この母線保護
継電装置３０は、データ取得手段３１と、一括保護用演
算手段３２と、複数の保護領域に対して個別に動作量を
算出し、この動作量と一括保護用演算手段３２で算出さ
れた動作量とを比較し、事故が発生している保護領域を
判定し、事故母線判定出力を送出する事故母線判定手段
３３と、この事故母線判定手段３３の出力に対して保護
領域毎に所定の時間の間、同一の判定結果が継続してい
るかを確認する出力確認手段３４と、図８に示す遮断母
線判定データを格納する遮断母線判定テーブル３５と、
一括保護用演算手段３２の内部外部事故判定出力と出力
確認手段３４の判定結果とに基づき、判定テーブル３５
の遮断母線判定データを参照し、遮断母線の判定を行う
遮断母線判定手段３６とによって構成されている。
【００５４】なお、データ取得手段３１および一括保護
用演算手段３２は、図１とほぼ同一の構成であるので、
ここではその構成の説明は省略する。次に、以上のよう
な保護継電装置の動作について説明する。
【００５５】データ取得手段３１が所定の時間間隔ごと
に複数の保護領域をもつ母線に接続される変流器からの
アナログ電流信号を取り込んでディジタルデータに変換
し出力すると、一括保護用演算手段３２では、データ取
得手段３１からのディジタルデータを用いて動作量、抑
制量を算出し、所定の比率作動演算により複数の保護領
域を包含した領域の内部・外部事故を判定し出力する。
【００５６】一方、事故母線判定手段３３では、図１に
示す事故母線判定手段１５と同様に各保護領域に対して
個別に動作量ＩｄＡ、ＩｄＢを算出し、これら算出され
た動作量と一括保護用演算手段３２で算出された動作量
Ｉｄとを比較し、前記（３）式によって事故発生領域を
判定するが、この場合には前述したようにＣＴ飽和に伴
う事故が発生したとき、事故発生領域を正確に判定でき
ず、装置の誤応動を招く可能性がある。
【００５７】そこで、本装置においては、事故母線判定
手段３３の判定出力を出力確認手段３４に送出し、ここ
でＣＴ飽和に伴って発生する事故でも判定可能とする。
すなわち、出力確認手段３４は、事故母線判定手段３３
の判定出力が各保護領域毎に所定の時間例えば４サイク
ルにわたって継続しているか否かを判断し、継続してい
る場合のみ事故母線判定手段３３の判定結果を出力す
る。このＣＴ飽和に伴う動作量の誤差分はＣＴ飽和の発
生直後に最大となり、その後に減少する。このＣＴ飽和
の発生原因である事故電流の直流分の減衰時定数は系統
のインピーダンスによって変化するが、一般に高抵抗設
置系統における事故では長くても５０ms程度であり、事
故後４サイクル（５０Ｈｚ系統出も８０ms）の間にはそ
の大部分が減衰する。通常、事故後４サイクルを経過す
れば、事故電流の直流分に起因するＣＴ飽和の回復する
ので、事故母線判定手段３３の判定が正確か否かを確認
できる。
【００５８】以上のようにして出力確認手段３４で判定
結果を確認した後、遮断母線判定手段３６に供給する。
この遮断母線判定手段３６は、一括保護用演算手段３２
の内部外部事故判定出力と出力確認手段３４の確認結果
の出力とを用い、図に示す遮断母線判定テーブル３５に
従って遮断出力を送出する。
【００５９】一例を述べると、遮断母線判定手段３６
は、例えば一括保護用演算手段３２が内部事故と判定
し、一方、事故母線判定手段３３がＡ領域の事故と判定
したとき、Ａ領域の母線に接続される回線に対する遮断
出力を送出する。
【００６０】従って、以上のような実施の形態によれ
ば、事故母線判定手段３３の出力側に出力確認手段３４
を設け、事故母線判定手段３３の判定出力が所定の時間
継続しているとき当該判定出力を送出するので、ＣＴ飽
和に伴う動作量の誤差分を除去できるだけでなく、ＣＴ
飽和を伴う事故時でも事故の発生領域を正確に判定でき
る。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の保護領域を包含する領域に対応するサンプリングデ
ータから得られる動作量と個別保護領域に対応するサン
プリングデータから得られる動作量とを用い、ＣＴ飽和
を伴う事故時でも事故発生領域を判別するようにしたの
で、ＣＴ飽和対策付き分割保護用継電器を削減でき、よ
って簡易な構成でコストの低減化および信頼性を向上さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係わる母線保護継電装置の一実施の
形態を示す機能構成図。
【図２】 複数の保護領域をもつ母線の一構成例図。
【図３】 標準的な複母線構成の母線系統を示す図。
【図４】 図３に示す母線Ｂ１に事故が発生した時のＣ
Ｔ二次電流および各母線毎に算出された動作量を示す
図。
【図５】 図１に示す遮断母線用判定テーブルのデータ
配列例図。
【図６】 本発明に係わる母線保護継電装置の他の実施
の形態を示す機能構成図。
【図７】 本発明に係わる母線保護継電装置のさらに他
の実施の形態を示す機能構成図。
【図８】 図７に示す遮断母線用判定テーブルのデータ
配列例図。
【符号の説明】
１１，２１，３１…データ取得手段 １２，２２，３２…一括保護用演算手段 １３…動作量判定手段 １４…事故検出手段 １５，２４，３３…事故母線判定手段 １６，２５，３５…遮断母線判定テーブル １７，２６，３６…遮断母線判定手段 ２３…一括正負データ算出手段 ２４…出力確認手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲村 國康 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 岡崎 正人 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 (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電力系統のアナログ量を所定の周期ご
    とにサンプリングし、これらサンプリングデータを用い
    て複数の保護領域の中から事故発生領域を判定する母線
    保護継電装置において、 前記複数の保護領域を包含する領域に対応する前記サン
    プリングデータから得られる動作量の所定時間での変化
    量と前記個別保護領域に対応する前記サンプリングデー
    タから得られる動作量の所定時間での変化量とを用いて
    事故発生領域を判定する動作量判定手段と、前記保護領
    域に対応する前記サンプリングデータの変化分から前記
    電力系統の事故発生を検出する事故検出手段と、前記動
    作量判定手段の判定結果と前記事故検出手段の検出結果
    とから前記事故発生領域への遮断出力を送出する事故母
    線判定手段とを備えたことを特徴とする母線保護継電装
    置。
  2. 【請求項２】 電力系統のアナログ量を所定の周期ご
    とにサンプリングし、これらサンプリングデータを用い
    て複数の保護領域の中から事故発生領域を判定する母線
    保護継電装置において、 前記サンプリングデータを用いて動作量および抑制量を
    算出し、所定の比率差動演算によって前記複数の保護領
    域を包含する領域の内部・外部事故を判定する演算手段
    と、前記個別保護領域に対応する前記サンプリングデー
    タから得られる動作量の所定時間での変化量を算出し、
    これら算出された個別保護領域の動作量の変化量と前記
    演算手段によって得られる動作量の所定時間での変化量
    とのうち、何れか一方または両方の変化量を用いて事故
    発生領域を判定する動作量判定手段と、前記保護領域に
    対応する前記サンプリングデータの変化分から前記電力
    系統の事故発生を検出する事故検出手段と、前記動作量
    判定手段の判定結果と前記事故検出手段の検出結果とか
    ら前記事故発生領域の事故発生を判定し、所定の時間引
    き延ばした事故発生領域の判定結果を出力する第１の判
    定手段と、前記演算手段の演算結果と前記第１の判定手
    段の判定結果とに基づいて事故発生領域への遮断出力を
    送出する第２の判定手段とを備えたことを特徴とする母
    線保護継電装置。
  3. 【請求項３】 動作量判定手段は、前記個別保護領域
    に対応する前記サンプリングデータから得られる動作量
    の所定時間での変化量を算出し、これら算出された個別
    保護領域の動作量の変化量が前記複数の保護領域を包含
    する領域に対応する前記サンプリングデータから得られ
    る動作量の所定時間での変化量に所定の係数を掛けた値
    よりも大きいとき、その変化量の大きい個別保護領域を
    事故発生領域と判定することを特徴とする請求項１また
    は請求項２に記載の母線保護継電装置。
  4. 【請求項４】 前記動作量判定手段は、２つの保護領
    域の中から事故発生領域を判定する場合、前記２つの個
    別保護領域に対応する前記サンプリングデータから得ら
    れる動作量の所定時間での変化量を算出し、これら算出
    された２つの動作量の変化量のうち一方の動作量の変化
    量が前記２つの保護領域を包含する領域に対応する前記
    サンプリングデータから得られる所定時間での動作量の
    変化量に所定の係数を掛けた値よりも大きく、かつ、他
    方の動作量の変化量よりも大きいとき、大きい変化量が
    得られる個別保護領域を事故発生領域と判定することを
    特徴とする請求項１または請求項２に記載の母線保護継
    電装置。
  5. 【請求項５】 前記動作量判定手段は、２つの保護領
    域の中から事故発生領域を判定する場合、２つの個別保
    護領域に対応する前記サンプリングデータから得られる
    動作量の所定時間での変化量を算出し、これら算出され
    た２つの動作量の変化量のうち一方の動作量の変化量が
    他方の動作量の変化量よりも大きいとき、その大きい変
    化量が得られる個別保護領域を事故発生領域と判定する
    ことを特徴とする請求項２に記載の母線保護継電装置。
  6. 【請求項６】 前記動作量判定手段は、２つの保護領
    域の中から事故発生領域を判定する場合、２つの個別保
    護領域に対応する前記サンプリングデータから得られる
    動作量と前記２つの保護領域を包含する領域に対応する
    前記サンプリングデータから得られる動作量との位相差
    を求め、この位相差が所定の角度以内であり、かつ、前
    記２つの個別保護領域に対応する前記サンプリングデー
    タから得られる動作量の所定時間での変化量が予め設定
    された感度値よりも大きいとき、これら両条件が成立し
    た個別保護領域を事故発生領域と判定することを特徴と
    する請求項１または請求項２に記載の母線保護継電装
    置。
  7. 【請求項７】 前記動作量判定手段は、２つの保護領
    域の中から事故発生領域を判定する場合、２つの個別保
    護領域に対応する前記サンプリングデータから得られる
    動作量と前記２つの保護領域を包含する領域に対応する
    前記サンプリングデータから得られる動作量との位相差
    を求め、この位相差が所定の角度以内であり、かつ、前
    記２つの個別保護領域に対応する前記サンプリングデー
    タから得られる動作量の所定時間での変化量が前記２つ
    の保護領域を包含する領域に対応する前記サンプリング
    データから得られる動作量の所定時間での変化量よりも
    大きいとき、これら両条件が成立した個別保護領域を事
    故発生領域と判定することを特徴とする請求項１または
    請求項２に記載の母線保護継電装置。
  8. 【請求項８】 電力系統のアナログ量を所定の周期ご
    とにサンプリングし、これらサンプリングデータを用い
    て複数の保護領域の中から事故発生領域を判定する母線
    保護継電装置において、 前記サンプリングデータを用いて動作量および抑制量を
    算出し、所定の比率差動演算によって前記複数の保護領
    域を包含する領域の内部・外部事故を判定する演算手段
    と、前記サンプリングデータを正波と負波とに分解した
    後、所定の演算により前記複数の保護領域を包含する領
    域における正の動作量と負の動作量とを算出するデータ
    算出手段と、前記個別保護領域に対応する前記サンプリ
    ングデータから正の動作量および負の動作量を算出し、
    これら正・負の動作量と前記データ算出手段で算出され
    た正の動作量および負の動作量に所定の係数を掛けた値
    とを正同士および負同士で比較し、正・負共に個別保護
    領域に対応する動作量が大きいとき、その動作量が得ら
    れた保護領域内部の事故発生であると検出する第１の判
    定手段と、前記演算手段の演算結果と前記第１の判定手
    段の判定結果とに基づいて事故発生領域への遮断出力を
    送出する第２の判定手段とを備えたことを特徴とする母
    線保護継電装置。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の母線保護継電装置に
    おいて、 前記第１の判定手段は、前記個別保護領域に対応する前
    記サンプリングデータから正の動作量および負の動作量
    を算出し、この動作量と前記データ算出手段で算出され
    る正の動作量および負の動作量に所定の係数を掛けた値
    とを正同士および負同士で比較し、正・負共に個別保護
    領域に対応する動作量が大きく、かつ、その個別保護領
    域に対応する正の動作量および負の動作量が共に予め定
    めた所定値よりも大きいとき、その大きい動作量が得ら
    れた保護領域内部の事故発生であると検出する手段を設
    けたことを特徴とする母線保護継電装置。
  10. 【請求項１０】 電力系統のアナログ量を所定の周期
    ごとにサンプリングし、これらサンプリングデータを用
    いて複数の保護領域の中から事故発生領域を判定する母
    線保護継電装置において、 前記サンプリングデータを用いて動作量および抑制量を
    算出し、所定の比率差動演算によって前記複数の保護領
    域を包含する領域の内部・外部事故を判定する演算手段
    と、前記個別保護領域に対応する前記サンプリングデー
    タから正の動作量および負の動作量を算出し、これら算
    出された個別保護領域の動作量の絶対値の何れかが前記
    演算手段で算出された動作量の絶対値に所定の係数を掛
    けた値よりも大きい条件が所定時間継続したとき、条件
    成立した動作量が得られた個別保護領域内部の事故発生
    であると検出する第１の判定手段と、前記演算手段の演
    算結果と前記第１の判定手段の判定結果とに基づいて事
    故発生領域への遮断出力を送出する第２の判定手段とを
    備えたことを特徴とする母線保護継電装置。
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