JPH1189080A - 保護継電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＴの鉄心内部の残留磁束密度による比率差
動リレーおよび遮断器の誤動作を防止する。 【解決手段】この保護継電装置は、変圧器６の内部事故
を検出し遮断信号を出力する比率差動リレー１と、変圧
器６の負荷側遮断器５に接続され、負荷側遮断器５から
入力された遮断器投入信号５ａにより一発パルス等のワ
ンショット信号７ａを発生するワンショット信号発生回
路７と、このワンショット信号発生回路７よりワンショ
ット信号７ａが発生中は比率差動リレー１の出力である
遮断信号をロックする出力ロック用スイッチ１９とを備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は発電所や変電所等で
利用される比率差動リレーを備えた保護継電装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、変電所等においては、主に変圧
器の内部短絡保護用として保護継電装置を使用している
が、残留磁束密度の影響で誤動作することがあり改善が
望まれている。

【０００３】図８は従来の保護継電装置の回路構成の一
例を示す図である。

【０００４】同図に示すように、従来の保護継電装置
は、変圧器６の電源側に接続された電流変成器２（以下
電源側ＣＴ２と呼ぶ）と負荷側に接続された電流変成器
３（以下負荷側ＣＴ３と呼ぶ）とを接続した比率差動リ
レー１が、電源側ＣＴ２、負荷側ＣＴ３それぞれから入
力された二次電流の値の差から変圧器６内部および変圧
器６が接続された回路上における事故を検出し電源側遮
断器４および負荷側遮断器５を動作させて変圧器６を保
護されている。

【０００５】従来の保護継電装置において、通常運転時
は、電源側ＣＴ２と負荷側ＣＴ３から比率差動リレー１
に流入するそれぞれの２次電流は平衡しており、リレー
出力部１１は動作しない。

【０００６】ここで、例えば変圧器６の内部の回路上の
点Ｆで短絡事故が発生したとする。この場合、電源側Ｃ
Ｔ２には、大きな事故電流が流入し、一方の負荷側ＣＴ
３に流れる電流は減少することから電源側ＣＴ２と負荷
側ＣＴ３から比率差動リレー１に流入する各ＣＴの２次
電流が不平衡となり、リレー出力部１１が動作し、遮断
信号としての比率差動リレー出力信号１ａが電源側遮断
器４と負荷側遮断器５とに与えられ、これにより電源側
遮断器４と負荷側遮断器５とが開き事故電流を遮断す
る。

【０００７】ところで、電源側ＣＴ２と負荷側ＣＴ３
は、いわゆるトランスであり、内部はコイルと鉄心で構
成されている都合上、事故電流等の大電流を検出した場
合は鉄心が磁化され、残留磁束密度が発生する。

【０００８】ここで、図９を参照して変圧器６の内部短
絡事故等で大電流が流れたときのＣＴの残留磁束密度に
ついて説明する。図９はＣＴのヒステリシスループを示
す図であり、磁化の強さと磁束密度の関係を表わしてい
る。

【０００９】ＣＴの磁化の強さを非常に大きくした後、
減少させた場合、図９に示すように、そのヒステリシス
ループは、磁化のない状態２１→弱い磁化状態２２→強
い磁化状態２３→充分に強い磁化状態２４→残留磁束密
度２５のように変化する。

【００１０】通常運転時は、磁化のない状態２１→弱い
磁化状態２２の領域で磁化が変化し、残留磁束密度は問
題にならない。

【００１１】しかしながら、大電流による強い磁化が発
生した後に電流を遮断した場合は、ＣＴのヒステリシス
ループ特性により、ＣＴにはある一定の残留磁束密度２
５が内部に残留し続ける。

【００１２】この状態で変圧器６を再通電した場合、Ｃ
Ｔ２、３に２次電流が流れると、磁束密度の変化は残留
磁束密度２５から充分に強い磁化状態２４へと変化す
る。

【００１３】上記のようなＣＴ２、３の鉄心内部の残留
磁束密度の強さは、電源側遮断器４、負荷側遮断器５の
遮断動作時のタイミングおよび遮断速度によってそれぞ
れ異なる。したがって、事故の発生で電源側遮断器４と
負荷側遮断器５によって回路は遮断されるが、各遮断器
４、５の遮断するタイミングは、かならずしも一致せ
ず、このため電源側ＣＴ２と負荷側ＣＴ３の鉄心内部の
残留磁束密度に差が生じる。 このような状態で変圧器
６に再通電すると、電源側ＣＴ２と負荷側ＣＴ３との内
部鉄心の残留磁束密度の差によって電源側ＣＴ２と負荷
側ＣＴ３から検出される２次電流が不平衡となり比率差
動リレー１が誤検出し、各遮断器４、５が誤動作する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように上述した従
来の保護継電装置では、通常運転状態においては、変圧
器比率差動リレー用に使用されるＣＴの残留磁束密度の
値はほとんど問題にならないが、ＣＴが飽和状態に達す
るような大電流が流れた直後に遮断する場合は大きな残
留磁束密度が残った状態となり、この状態で再度変圧器
を通電した場合、通電した直後にＣＴの鉄心内部の残留
磁束密度に上乗せされた磁束が生じＣＴが飽和してしま
い、この飽和によってＣＴの２次電流として正規の電流
が流れなくなり、比率差動リレーに流入する各ＣＴの２
次電流が不平衡となり比率差動リレーや遮断器が誤動作
するという問題点がある。

【００１５】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、ＣＴの鉄心内部の残留磁束密度の影響
による比率差動リレーおよび遮断器の誤動作を防止する
ことのできる保護継電装置を提供することを目的として
いる。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１記載の発明の保護継電装置は、系統に
遮断器を介して接続される変圧器の電源側と負荷側の第
１の電流と第２の電流を検出する電流検出手段と、前記
電流検出手段により検出された第１の電流の値と第２の
電流の値との差に応じて前記変圧器における事故を判定
し前記遮断器へ遮断信号を出力するリレー演算と、前記
遮断器が投入された時点から所定時間だけ前記遮断器へ
の前記遮断信号の出力をロックする遮断信号ロック手段
とを具備したことを特徴としている。

【００１７】この請求項１記載の発明の場合、遮断器が
遮断動作後、新たに変圧器を通電した場合、所定時間だ
けリレー演算手段から出力される遮断器への遮断信号が
ロックされるので、その間の電流検出手段からの入力電
流がアンバランスになりリレー演算手段から遮断信号が
出力されても遮断器の誤動作を防止することができる。
請求項２記載の発明の保護継電装置は、三相交流線に
遮断器を介して接続される変圧器の電源側と負荷側の第
１の三相交流電流と第２の三相交流電流を検出する三相
交流電流検出手段と、前記三相交流電流検出手段により
検出された第１の三相交流の電流値と第２の三相交流の
電流値との差に応じて前記変圧器における事故を各相毎
に判定し各相毎の遮断信号を出力するリレー演算手段
と、前記リレー演算手段から出力される各相毎の遮断信
号のうち、少なくとも二相の遮断信号が成立したことを
条件に前記遮断器へ遮断信号を出力する出力回路とを具
備したことを特徴としている。

【００１８】この請求項２記載の発明の場合、各相毎の
遮断信号と遮断器からの遮断信号とが論理回路によって
論理演算されてその結果が遮断器への遮断信号として出
力され、通常の短絡事故による場合と残留磁束密度の差
による場合とが識別されるので、遮断器の誤動作を防止
することができる。

【００１９】請求項３記載の発明の保護継電装置は、系
統に遮断器を介して接続される変圧器の電源側と負荷側
の第１の電流と第２の電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された第１の電流の値と第
２の電流の値との差に応じて前記変圧器における事故を
判定し前記遮断器が投入されていることを条件に前記遮
断器へ遮断信号を出力するリレー演算手段と、前記遮断
器が投入された時点から所定時間だけ前記リレー演算手
段への遮断器投入条件を遅延させる遮断信号遅延手段と
を具備したことを特徴としている。

【００２０】この請求項３記載の発明の場合、何らかの
事故で回路上に大電流が流れてＣＴの残留磁束密度が飽
和してから収束するまでの時間だけ遮断信号遅延手段が
リレー演算手段への遮断器投入条件を遅延させるので、
遮断器の誤動作を防止することができる。

【００２１】請求項４記載の発明の保護継電装置は、系
統に遮断器を介して接続される変圧器の電源側と負荷側
の第１の電流と第２の電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された第１の電流の値と第
２の電流の値との差に応じて前記変圧器における事故を
判定し前記遮断器へ遮断信号を出力するリレー演算と、
前記遮断器が投入された時点から所定時間だけ前記リレ
ー演算手段に対する前記第１および前記第２の電流の入
力を阻止する検出電流入力阻止手段とを具備したことを
特徴としている。この請求項４記載の発明の場合、遮断
器が投入された時点から所定時間だけ検出電流入力阻止
手段がリレー演算手段に対する第１および第２の電流の
入力を阻止するので、その間はリレー演算手段への電流
入力がなくなり、リレー演算手段である比率差動リレー
の誤動作を防止することができる。

【００２２】請求項５記載の発明の保護継電装置は、系
統に遮断器を介して接続される変圧器の電源側と負荷側
の第１の電流と第２の電流を検出するホール素子と、前
記ホール素子により検出された第１の電流の値と第２の
電流の値との差に応じて前記変圧器における事故を判定
し遮断信号を出力するリレー演算手段と、前記リレー演
算手段から出力された遮断信号によって前記遮断器を遮
断する出力回路とを具備したことを特徴としている。こ
の請求項５記載の発明の場合、事故電流の検出にホール
素子を用いたことにより、従来のような残留磁束密度の
問題は無くなり、比率差動リレーの誤動作を無くすこと
ができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る第１実
施形態の保護継電装置の構成を示す図である。

【００２４】同図において、１は比率差動リレーであ
る。この比率差動リレー１には、変圧器６の電源側に接
続された電流変成器２（以下電源側ＣＴ２と称す）と負
荷側に接続された電流変成器３（以下負荷側ＣＴ３と称
す）とが接続されている。この比率差動リレー１は、電
源側ＣＴ２と負荷側ＣＴ３とのそれぞれ２次電流が入力
され、互いの電流値の差が所定値以上になったときに遮
断信号としての比率差動リレー出力信号１ａを出力する
リレー出力部１１と、このリレー出力部１１から出力さ
れる比率差動リレー出力信号１ａを阻止（ロック）／導
通（アンロック）する出力ロック用スイッチ１９とから
構成されている。この出力ロック用スイッチ１９は、上
記ワンショット信号７ａが入力されている期間だけ開動
作し比率差動リレー出力信号１ａをロックする機能を有
している。

【００２５】すなわち、この比率差動リレー１は、電源
側ＣＴ２と負荷側ＣＴ３とのそれぞれ２次電流が入力さ
れ、互いの電流値の差が所定値以上になったときにリレ
ー出力部１１がＣＴ間の内部事故を検出し変圧器６を保
護するよう比率差動リレー出力信号１ａを出力ロック用
スイッチ１９を介して出力する。この比率差動リレー１
は、主に変圧器６の内部短絡保護用として使用されるも
のである。電源側ＣＴ２と変圧器６との間の回路上に
は、電源側遮断器４が設けられている。負荷側ＣＴ３と
変圧器６との間の回路上には、遮断器投入検出機能を有
する負荷側遮断器５が設けられている。遮断器投入検出
機能とは、比率差動リレー出力信号１ａの入力に伴い遮
断器投入信号５ａを出力する機能である。電源側遮断器
４および負荷側遮断器５は、比率差動リレー１から出力
された比率差動リレー出力信号１ａによって開動作（遮
断動作）し事故電流を遮断する。負荷側遮断器５には、
ワンショット信号発生回路７が接続されている。負荷側
遮断器５は、比率差動リレー出力信号１ａの入力に伴い
遮断器投入信号５ａをワンショット信号発生回路７へ出
力する。ワンショット信号発生回路７は、遮断器投入信
号５ａの入力によって、ある一定時間だけ、例えば１発
パルス等のワンショット信号７ａを出力するものであ
る。ここで、ある一定時間とは、それぞれのＣＴ２、３
の残留磁束密度によるＣＴ飽和の影響で互いの電流値が
アンバランスになってから、このアンバランス状態が解
消されるまでの数msecの期間である。ワンショット信号
発生回路７は、比率差動リレー１内に設けられた出力ロ
ック用スイッチ１９に接続されている。この出力ロック
用スイッチ１９は、上記ワンショット信号７ａの入力／
無入力によって比率差動リレー１と遮断器４、５間の遮
断信号の伝達回路を開／閉するものであり、例えばワン
ショット信号７ａが入力されている期間だけ開動作して
比率差動リレー出力信号１ａを阻止（ロック）する。つ
まりこの出力ロック用スイッチ１９は、リレー出力部１
１の出力をスイッチングするものである。したがって、
この出力ロック用スイッチ１９にワンショット信号７ａ
の信号が入力が無い状態では出力ロック用スイッチ１９
が閉じられ、リレー出力部１１の出力が電源側遮断器４
と負荷側遮断器５とに入力されて開動作する。つまりワ
ンショット信号発生回路７と出力ロック用スイッチ１９
とで遮断信号ロック手段が構成されている。

【００２６】以下、この保護継電装置の動作を説明す
る。この保護継電装置の場合、通常状態では、出力ロッ
ク用スイッチ１９は閉じられている。

【００２７】ここで、変圧器６の内部の回路上で短絡事
故が発生すると、比率差動リレー１に入力される電源側
ＣＴ２と負荷側ＣＴ３との電流値がアンバランスにな
り、比率差動リレー１のリレー出力部１１が事故と判定
し、リレー出力部１１より比率差動リレー出力信号１ａ
が出力ロック用スイッチ１９を通じて電源側遮断器４、
負荷側遮断器５に出力され、変圧器６に接続されている
回路を遮断動作する。

【００２８】また、これと同時に負荷側遮断器５から
は、遮断器投入信号５ａがワンショット信号発生回路７
へ出力されてワンショット信号発生回路７からワンショ
ット信号７ａが出力ロック用スイッチ１９に入力され、
リレー出力部１１から出力される遮断信号を阻止（ロッ
ク）する。

【００２９】つまり、ワンショット信号発生回路７の出
力であるワンショット信号７ａが出力されている間は、
出力ロック用スイッチ１９が開きリレー出力部１１から
出力された遮断信号を阻止（ロック）する。このワンシ
ョット信号７ａは、１発パルスであるため、次の瞬間に
は出力されなくなり、数msec後には、出力ロック用スイ
ッチ１９が閉じられる。しかし、この数msec後には、既
に電源側ＣＴ２と負荷側ＣＴ３との電流値のアンバラン
ス状態が解消されており、比率差動リレー出力信号１ａ
が出力されなくなり、電源側遮断器４と負荷側遮断器５
との誤動作は回避される。

【００３０】このようにこの第１実施形態の保護継電装
置によれば、電源側ＣＴ２と負荷側ＣＴ３の２次電流が
それぞれのＣＴ２、３の残留磁束密度によるＣＴ飽和の
影響によりアンバランスになってリレー出力部１１が誤
動作しても、このアンバランス状態が継続する期間、つ
まり遮断器４、５へ遮断信号が投入された時点から極わ
ずかな時間は、ワンショット信号７ａで出力ロック用ス
イッチ１９を開くことにより比率差動リレー出力信号１
ａが電源側遮断器４と負荷側遮断器５とに供給されるの
を一定時間阻止（ロック）するので、比率差動リレー１
内における入力電流の誤検出で電源側遮断器４および負
荷側遮断器５を遮断動作させてしまうのを防止すること
ができる。

【００３１】次に図２を参照して本発明に係る第２実施
形態の保護継電装置について説明する。図２は本発明に
係る第２実施形態の保護継電装置の回路構成を示す図で
ある。 この第２実施形態は、第１実施形態の変形例で
あり、異なる構成のみについて説明する。すなわち、こ
の第２実施形態の保護継電装置は、図２に示すように、
遮断器投入信号５ａが入力された時点からタイマ出力信
号１２ａの出力を停止し、所定時間を計時した時点でタ
イムアウトするとタイマ出力信号１２ａの出力を再開す
るタイマ１２と、このタイマ１２からのタイマ出力信号
１２ａの入力／無入力によって、比率差動リレー１と遮
断器４、５間の遮断信号の伝達回路を閉／開する出力ロ
ック用スイッチ２０とを有している。つまりこの出力ロ
ック用スイッチ２０とタイマ１２とで遮断信号遅延手段
が構成されている。

【００３２】以下、この保護継電装置の動作を説明す
る。

【００３３】この保護継電装置の場合、遮断器投入信号
５ａをある一定時間遅延させるタイマ１２と出力ロック
用スイッチ２０とにより、リレー出力部１１の出力をス
イッチングする。

【００３４】つまり、タイマ１２の出力であるタイマ出
力信号１２ａが出力されない間は出力ロック用スイッチ
２０が開き、リレー出力部１１から出力された遮断信号
を阻止（ロック）する。そして、タイマ１２が所定時間
計時後にタイムアウトしてタイマ出力信号１２ａが出力
されると、出力ロック用スイッチ２０が閉じるが、この
ときには、既に電源側ＣＴ２と負荷側ＣＴ３互いの電流
のアンバランス状態は解消されており、以降、リレー出
力部１１から出力された遮断信号が電源側遮断器４と負
荷側遮断器５とに入力されるようになる。

【００３５】このようにこの第３実施形態の保護継電装
置によれば、電源側ＣＴ２と負荷側ＣＴ３の２次電流が
ＣΤの残留磁束密度によるＣΤ飽和の影響により、アン
バランスになってリレー出力部１１が動作しても、この
アンバランス状態は遮断器投入後短時間であり、この間
の一定時間をタイマ出力信号１２ａで出力ロック用スイ
ッチ２０を開くことにより比率差動リレー出力信号１ａ
をある一定時間ロックするので、比率差動リレー１内に
おける誤検出で電源側遮断器４および負荷側遮断器５が
動作するのを防止することができる。

【００３６】次に図３を参照して本発明に係る第３実施
形態の保護継電装置について説明する。図３は本発明に
係る第３実施形態の保護継電装置の回路構成を示す図で
ある。 この第３実施形態は、上記第２実施形態の変形
例である。

【００３７】すなわち、この第３実施形態の保護継電装
置は、図３に示すように、電源側遮断器５が回路を遮断
した時点で電源側遮断器５から出力された遮断器投入信
号４ａによって所定時間だけワンショット信号を発生す
るワンショット信号発生回路７と、ワンショット信号発
生回路７から所定時間だけ発生されたワンショット信号
７ａが入力され、比率差動リレー１に対する２次側回路
（比率差動リレー１への検出電流入力回路）を短絡させ
る検出電流ロック手段としての電源側入力ロック用スイ
ッチ１７と、ワンショット信号発生回路１３から所定時
間だけ発生されたワンショット信号７ａが入力され、比
率差動リレー１に対する２次側回路（比率差動リレー１
への検出電流入力回路）を短絡させる検出電流ロック手
段としての負荷側入力ロック用スイッチ１８とを備えて
いる。

【００３８】以下、この保護継電装置の動作を説明す
る。

【００３９】この保護継電装置の場合、電源側遮断器５
が遮断動作した時点からある一定時間、ワンショット信
号発生回路７からワンショット信号７ａを発生し、電源
側入力ロック用スイッチ１７と負荷側入力ロック用スイ
ッチ１８とで２次側回路を短絡させて比率差動リレー１
への検出電流の入力を阻止する。

【００４０】したがって、ワンショット信号発生回路１
３の出力であるワンショット信号１３ａが出ている間
は、電源側入力ロック用スイッチ１７と負荷側入力ロッ
ク用スイッチ１８とによってＣＴ２、３の２次側回路が
短絡されて、比率差動リレー１への電流の流入が所定時
間だけ阻止される。この所定時間の間にＣＴ２、３の残
留磁束密度によるＣＴ飽和の影響によるアンバランスが
解消されるので、電源側入力ロック用スイッチ１７と負
荷側入力ロック用スイッチ１８とがＣＴ２、３の２次側
回路を開放し、比率差動リレー１への電流の流入が開始
されても比率差動リレー１が誤動作しなくなる。

【００４１】このようにこの第３実施形態の保護継電装
置によれば、電源側ＣＴ２と負荷側ＣＴ３の２次電流が
ＣＴの残留磁束密度によるＣＴ飽和の影響によりアンバ
ランスになっても、ワンショット信号７ａによって電源
側入力ロック用スイッチ１７と負荷側入力ロック用スイ
ッチ１８とが動作して電源側ＣＴ２および負荷側ＣＴ３
の２次側回路が短絡されて比率差動リレー１への入力電
流が０となり、電源側ＣＴ２と負荷側ＣＴ３との残留磁
束密度がほぼ平衡状態になるまでの極わずかな時間は比
率差動リレー１が動作しなくなるので、比率差動リレー
１の誤動作を防止できる。

【００４２】次に図４を参照して本発明に係る第４実施
形態の保護継電装置について説明する。図４は本発明に
係る第４実施形態の保護継電装置の回路構成を示す図で
ある。 この第４実施形態は、第３実施形態の変形例で
ある。上記第４実施形態では、負荷側遮断器５にワンシ
ョット信号発生回路７を接続したが、この第３実施形態
では、電源側遮断器４にワンショット信号発生回路１３
を接続して構成する。なおこのワンショット信号発生回
路１３とワンショット信号発生回路７とは同じものであ
る。

【００４３】すなわち、この第４実施形態の保護継電装
置は、図４に示すように、電源側遮断器４が回路を遮断
した時点で電源側遮断器４から出力された遮断器投入信
号４ａによって所定時間だけワンショット信号を発生す
るワンショット信号発生回路１３と、ワンショット信号
発生回路１３から所定時間だけ発生されたワンショット
信号１３ａが入力され、比率差動リレー１に対する２次
側回路（比率差動リレー１への検出電流入力回路）を短
絡させる検出電流ロック手段としての電源側入力ロック
用スイッチ１７と、ワンショット信号発生回路１３から
所定時間だけ発生されたワンショット信号１３ａが入力
され、比率差動リレー１に対する２次側回路（比率差動
リレー１への検出電流入力回路）を短絡させる検出電流
ロック手段としての負荷側入力ロック用スイッチ１８と
を備えている。

【００４４】以下、この保護継電装置の動作を説明す
る。

【００４５】この保護継電装置の場合、電源側遮断器４
が遮断動作した時点からある一定時間、ワンショット信
号発生回路１３からワンショット信号１３ａを発生し、
電源側入力阻止スイッチ１７と負荷側入力阻止スイッチ
１８とで２次側回路を短絡させて比率差動リレー１への
検出電流の入力を阻止する。

【００４６】したがって、ワンショット信号発生回路１
３の出力であるワンショット信号１３ａが出ている間
は、電源側入力ロック用スイッチ１７と負荷側入力ロッ
ク用スイッチ１８とによってＣＴ２、３の２次側回路が
短絡されて、比率差動リレー１への電流の流入が所定時
間だけ阻止される。この所定時間の間にＣＴ２、３の残
留磁束密度によるＣＴ飽和の影響によるアンバランスが
解消されるので、電源側入力ロック用スイッチ１７と負
荷側入力ロック用スイッチ１８とがＣＴ２、３の２次側
回路を開放し、比率差動リレー１への電流の流入が開始
されても比率差動リレー１が誤動作しなくなる。

【００４７】このようにこの第４実施形態の保護継電装
置によれば、電源側ＣＴ２と負荷側ＣＴ３の２次電流が
ＣＴの残留磁束密度によるＣＴ飽和の影響によりアンバ
ラシスになっても、ワンショット信号１３ａで電源側入
力阻止手段１７と負荷側入力阻止手段１８が動作して電
源側ＣＴ２および負荷側ＣＴ３の２次側回路が短絡され
て比率差動リレー１の入力電流は０となり、電源側ＣＴ
２と負荷側ＣＴ３との残留磁束密度がほぼ平衡状態にな
るまでの極わずかな時間は比率差動リレー１が動作しな
くなるので、比率差動リレー１の誤動作を防止できる。

【００４８】次に図５を参照して本発明に係る第５実施
形態の保護継電装置について説明する。図５は本発明に
係る第５実施形態の保護継電装置の回路構成を示す図、
図６はこの保護継電装置の二相ＡＮＤ回路８の内部構成
を示す図である。

【００４９】この第２実施形態は、電源側ＣＴ２および
負荷側ＣＴ３により検出される電流が三相交流の場合の
例である。

【００５０】図５に示すように、電源側ＣＴ２および負
荷側ＣＴ３により検出される電流が三相交流の場合、保
護継電装置は、Ｓ相、Ｔ相、Ｒ相等の各相毎の三つのリ
レー出力部１１Ｒ、１１Ｓ、１１Ｔを設けた比率差動リ
レー１と、この比率差動リレー１からそれそれ出力され
る各相出力信号１Ｓ、１Ｔ、１Ｒと遮断器５からの遮断
器投入信号５ａとが入力され、これら入力信号を論理演
算し、この演算結果を遮断信号として遮断器４、５へ出
力する二相ＡＮＤ回路８とを有する構成とする。なお、
比率差動リレー１において、Ｓ相のリレー出力部１１Ｓ
が動作時には比率差動リレーＳ相出力信号１Ｓが出力さ
れ、Ｔ相のリレー出力部１１Ｔが動作時には比率差動リ
レーＴ相出力信号１Ｔが出力され、Ｒ相のリレー出力部
１１Ｒが動作時には比率差動リレーＲ相出力信号１Ｒが
出力されるものとする。

【００５１】図６に示すように、二相ＡＮＤ回路８は、
三相のうちのいずれか２相を組み合わせて論理積演算す
るＡＮＤ回路９１〜９３と、遮断器投入信号５ａを所定
時間遅延させる遅延タイマ１１と、この遅延タイマ１１
により遅延された信号と各相の出力信号１Ｒ、１Ｓ、１
Ｔとを論理積演算するＡＮＤ回路９４〜９６と、それぞ
れのＡＮＤ回路９１〜９３、９４〜９６どうしの出力を
論理和演算するＯＲ回路１０１〜１０３と、これらＯＲ
回路１０１〜１０３の出力を論理和演算してこの演算結
果を最終的に二相ＡＮＤ回路出力信号８ａ（遮断信号）
として出力するＯＲ回路１０４とを備えている。

【００５２】以下、この保護継電装置の動作を説明す
る。

【００５３】通常、変圧器６に接続された電源側ＣＴ２
および負荷側ＣＴ３の残留磁束密度は、電源側遮断器４
と負荷側遮断器５の遮断するタイミングと遮断速度によ
り決まる。

【００５４】三相交流の場合、回路上に短絡事故が発生
すると、三相すべてに異常電流が流れて、比率差動リレ
ー１の各リレー出力部１１Ｒ、１１Ｓ、１１Ｔから遮断
信号である比率差動リレーＲ相出力信号１Ｒ、比率差動
リレーＳ相出力信号１Ｓ、比率差動リレーＴ相出力信号
１Ｔが二相ＡＮＤ回路８へ出力される。

【００５５】二相ＡＮＤ回路８では、三相のうちのいず
れか２相を組み合わせて論理積演算する（ＡＮＤをと
る）と共に、遮断器投入信号５ａを遅延タイマ１１で遅
延させた信号と各相の出力信号とを論理積演算し（ＡＮ
Ｄをとり）、それぞれの演算結果どうしを論理和演算す
る（ＯＲをとる）。この論理演算の結果、最終段のＯＲ
回路１０４から二相ＡＮＤ回路出力信号８ａ、つまり遮
断信号が電源側遮断器４と負荷側遮断器５とに出され
る。これにより、電源側遮断器４と負荷側遮断器５とが
遮断動作し、変圧器６を保護することができる。

【００５６】ところで、この保護動作によって、電源側
ＣＴ２および負荷側ＣＴ３に残留磁束密度が最も多く残
るタイミングとしては正弦波形のピーク時（波高値）で
あり、三相全てに残留磁束密度が残ることは極めて少な
く通常はどれか一相に残留磁束密度が残る。

【００５７】したがって、一度遮断動作した電源側遮断
器４および負荷側遮断器５をリセットして変圧器６に再
通電した場合、電源側ＣＴ２または負荷側ＣＴ３から比
率差動リレー１にいずれか一相に多くの残留磁束密度を
含んだＣΤ２次電流が流入し、いずれかのリレー出力部
１１Ｒ、１１Ｓ、１１Ｔが動作し、比率差動リレーＲ相
出力信号１Ｒ、比率差動リレーＳ相出力信号１Ｓ、比率
差動リレーＴ相出力信号１Ｔのうち、残留磁束密度を多
く含んだいずれか一相のみの遮断信号が出力され、他の
二相のリレー出力部１１からは遮断信号が出力されな
い。

【００５８】この場合、二相ＡＮＤ回路８にて三相のう
ちのいずれか２相を組み合わせて論理積演算すると、一
相のみの信号は後段に出力されなくなり、遮断器投入信
号５ａを遅延タイマ１１で遅延させた信号と各相の出力
信号とを論理積演算した結果も後段へ出力されなくな
り、それぞれの演算結果どうしを論理和演算した結果で
も二相ＡＮＤ回路８からは、遮断信号が出力されなくな
る。

【００５９】このように各相の出力信号１Ｒ、１Ｓ、１
Ｔをこの二相ＡＮＤ回路８を通すことにより、本来の事
故時の出力信号と残留磁束密度の影響での誤検出による
出力信号とを識別し、本来の事故時のみに遮断信号が出
力されるようになる。

【００６０】このようにこの第２実施形態の保護継電装
置によれば、電源側ＣＴ２と負荷側ＣＴ３の２次電流が
ＣＴの残留磁束密度によるＣＴ飽和の影響によりアンバ
ランスとなっていずれかのリレー出力部１１Ｒ、１１
Ｓ、１１Ｔが動作しても、比率差動リレーＲ相出力信号
１Ｒ、比率差動リレーＳ相出力信号１Ｓ、比率差動リレ
ーＴ相出力信号１Ｔのうちいずれか一相の信号しか出力
されないことから、この信号を２相ＡＮＤ回路８を通し
て遮断信号として電源側遮断器４および負荷側遮断器５
に出力することにより電源側遮断器４および負荷側遮断
器５の誤動作を防止することができる。

【００６１】次に図７を参照して本発明に係る第６実施
形態の保護継電装置について説明する。図７は本発明に
係る第６実施形態の保護継電装置の回路構成を示す図で
ある。 同図に示すように、この第６実施形態の保護継
電装置は、従来、電流検出器として利用していた電源側
ＣＴ２、負荷側ＣＴ３、つまり電流変成器を、ホール素
子１４、１５に変更した例である。

【００６２】すなわち、電源側から変圧器６に続く回路
上にホール素子１４が設けられており、変圧器６から負
荷側に続く回路上にホール素子１５が設けられている。

【００６３】ホール素子１４は、変圧器６へ入力される
電源側の電流を検出し比率差動リレー１へ出力するもの
であり、ホール素子１５は、変圧器６から出力される負
荷側の電流を検出し比率差動リレー１へ出力するもので
ある。

【００６４】以下、この保護継電装置の動作を説明す
る。

【００６５】この保護継電装置の場合、回路上に大電流
が流れた場合でも従来の電流変成器のように残留磁束密
度が生じることはなく、電源側遮断器４および負荷側遮
断器５をリセット（再投入）して変圧器６を通電した場
合でも電源側ホール素子１４と負荷側ホール素子１５に
は、ほぼ同等の電流が検出され、比率差動リレー１に入
力された電源側ホール素子出力１４ａと負荷側ホール素
子出力１５ａとの電流値で比率差動リレー１が動作する
ことがなくなる。

【００６６】このようにこの第６実施形態の保護継電装
置によれば、比率差動リレー１の入力手段を従来のＣＴ
２、３に代えてホール素子１４、１５としたことによ
り、従来の鉄心を使用したＣＴ２、３に起因する問題が
発生しなくなり、比率差動リレーの誤検出や遮断器の誤
動作を防止することができる。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、遮断器が遮断動作後、新たに変圧器を通電し
た場合、所定時間だけ遮断信号出力手段から出力される
遮断器への遮断信号をロックするので、その間、電流検
出手段から入力される電流がアンバランスになり、遮断
信号出力手段から遮断信号が出力されても遮断器が誤動
作しなくなる。

【００６８】請求項２記載の発明によれば、各相毎の遮
断信号と遮断器からの遮断器投入信号とが論理回路によ
って論理演算されてその結果が遮断器への遮断信号とし
て出力され、通常の短絡事故による場合と残留磁束密度
の差による場合とが識別されるので、遮断器の誤動作を
防止することができる。

【００６９】請求項３記載の発明によれば、何らかの事
故で回路上に大電流が流れてＣＴの残留磁束密度が飽和
してから収束するまでの時間だけ遮断信号遅延手段が次
の遮断信号の入力を遅延させるので、遮断器の誤動作を
防止することができる。

【００７０】請求項４記載の発明によれば、遮断器が回
路を遮断した時点でタイマが制御信号の出力を停止する
と共に所定時間計時して制御信号の出力を再開し、この
タイマからの制御信号の入力によってスイッチが遮断信
号出力手段から遮断器への遮断信号の伝達回路を導通さ
せるので、伝達回路が導通するまでの時間に、ＣＴの残
留磁束密度が収束すれば、遮断信号が出力されなくな
り、遮断器の誤動作を防止することができる。

【００７１】請求項５記載の発明によれば、遮断器が前
記回路を遮断した時点から所定時間だけ検出電流ロック
手段が遮断信号出力手段に対する第１および第２の電流
の入力をロックするので、その間は遮断信号出力手段へ
の電流入力がなくなり、遮断信号出力手段である比率差
動リレーの誤動作を防止することができる。

【００７２】請求項６記載の発明によれば、事故電流の
検出にホール素子を用いたことにより、従来のような残
留磁束密度の問題は無くなり、比率差動リレーの誤動作
を防止することができる。

【００７３】請求項７記載の発明によれば、事故の発生
で遮断器が回路を遮断動作し、その後、再投入したとき
にワンショット信号出力により遮断信号を所定時間ロッ
クするので、所定時間内にＣＴの鉄心内部の残留磁束密
度が収束すれば、遮断信号が出力されなくなり遮断器の
誤動作を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態の保護継電装置の回
路構成を示す図。

【図２】本発明に係る第２実施形態の保護継電装置の回
路構成を示す図。

【図３】本発明に係る第３実施形態の保護継電装置の回
路構成を示す図。

【図４】本発明に係る第４実施形態の保護継電装置の回
路構成を示す図。

【図５】本発明に係る第５実施形態の保護継電装置の回
路構成を示す図。

【図６】第５実施形態の保護継電装置の２相ＡＮＤ回路
の構成を示す図。

【図７】本発明に係る第６実施形態の保護継電装置の回
路構成を示す図。

【図８】従来の保護継電装置の回路構成の一例を示す
図。

【図９】従来の保護継電装置においてＣＴのヒステリシ
スループ特性を示す図。

【符号の説明】

１…比率差動リレー、１１、１１Ｒ、１１Ｓ、１１Ｔ…
リレー出力部、１ａ…比率差動リレー出力信号、２…電
源側ＣＴ、３…負荷側ＣＴ、４…電源側遮断器、５…負
荷側遮断器、５ａ…遮断器投入信号、６…変圧器、７、
１３…ワンショット信号発生回路、７ａ、１３ａ…ワン
ショット信号、８…２相ＡＮＤ回路、８ａ…２相ＡＮＤ
回路出力信号、１Ｒ…比率差動リレーＲ相出力信号、１
Ｓ…比率差動リレーＳ相出力信号、１Ｔ…比率差動リレ
ーＴ相出力信号、１２…タイマ、１２ａ…タイマ出力信
号、１４…電源側ホール素子、１４ａ…電源側ホール素
子出力、１５…負荷側ホール素子、１５ａ…負荷側ホー
ル素子出力、１７…電源側入力ロック用スイッチ、１８
…負荷側入力ロック用スイッチ、１９、２０…出力ロッ
ク用スイッチ、Ｆ…事故点、２１…磁化のない状態、２
２…弱い磁化、２３…強い磁化、２４…充分に強い磁
化、２５…残留磁束密度。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 系統に遮断器を介して接続される変圧器
   の電源側と負荷側の第１の電流と第２の電流を検出する
   電流検出手段と、 前記電流検出手段により検出された第１の電流の値と第
   ２の電流の値との差に応じて前記変圧器における事故を
   判定し前記遮断器へ遮断信号を出力するリレー演算と、 前記遮断器が投入された時点から所定時間だけ前記遮断
   器への前記遮断信号の出力をロックする遮断信号ロック
   手段とを具備したことを特徴とする保護継電装置。
2. 【請求項２】 三相交流線に遮断器を介して接続される
   変圧器の電源側と負荷側の第１の三相交流電流と第２の
   三相交流電流を検出する三相交流電流検出手段と、 前記三相交流電流検出手段により検出された第１の三相
   交流の電流値と第２の三相交流の電流値との差に応じて
   前記変圧器における事故を各相毎に判定し各相毎の遮断
   信号を出力するリレー演算手段と、 前記リレー演算手段から出力される各相毎の遮断信号の
   うち、少なくとも二相の遮断信号が成立したことを条件
   に前記遮断器へ遮断信号を出力する出力回路とを具備し
   たことを特徴とする保護継電装置。
3. 【請求項３】 系統に遮断器を介して接続される変圧器
   の電源側と負荷側の第１の電流と第２の電流を検出する
   電流検出手段と、 前記電流検出手段により検出された第１の電流の値と第
   ２の電流の値との差に応じて前記変圧器における事故を
   判定し前記遮断器が投入されていることを条件に前記遮
   断器へ遮断信号を出力するリレー演算手段と、 前記遮断器が投入された時点から所定時間だけ前記リレ
   ー演算手段への遮断器投入条件を遅延させる遮断信号遅
   延手段とを具備したことを特徴とする保護継電装置。
4. 【請求項４】 系統に遮断器を介して接続される変圧器
   の電源側と負荷側の第１の電流と第２の電流を検出する
   電流検出手段と、 前記電流検出手段により検出された第１の電流の値と第
   ２の電流の値との差に応じて前記変圧器における事故を
   判定し前記遮断器へ遮断信号を出力するリレー演算と、 前記遮断器が投入された時点から所定時間だけ前記リレ
   ー演算手段に対する前記第１および前記第２の電流の入
   力を阻止する検出電流入力阻止手段とを具備したことを
   特徴とする保護継電装置。
5. 【請求項５】 系統に遮断器を介して接続される変圧器
   の電源側と負荷側の第１の電流と第２の電流を検出する
   ホール素子と、 前記ホール素子により検出された第１の電流の値と第２
   の電流の値との差に応じて前記変圧器における事故を判
   定し遮断信号を出力するリレー演算手段と、 前記リレー演算手段から出力された遮断信号によって前
   記遮断器を遮断する出力回路とを具備したことを特徴と
   する保護継電装置。