JPS58123315A - 距離継電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、距離継゛亀器、特に電力系統に接続された変
圧器を事故から保護すると同時にその後備保−動作Ｆ安
定に行い得るようにした距離継電器に関するものである
。

発明の技術的背景 電力系統、特に変圧器を事故から保論する距離継電器と
しては、神々のものが用いられているが、変圧器保護に
おける信頼性を向上させるため、第１図（ａ）に示すよ
うな特性を有する距離１電器が変圧器保護継電装置とし
て多く用いられている、よく知られているように、第１
段は変圧器の事故を検出し、変圧器２次側母線までの事
故をも遮断するようにした第１段用限時避断を、第２段
、第３段はこれより更に遠方の送電線の事故及び史に遠
方のトランス事故の限時遮断を行うことをその保農責務
としている。そして駆１図（ｂ）に示す如く、第１段、
第２段、第３段のいずれかが動作しｔ（場合Ｖこ限時時
間を有して連断器を引き外すよう購１永さｒしている。

この場合、笛１〜３段の限時遮断時間を夫々Ｔｌ　＊　
Ｔ２　、Ｔ３で表すと、Ｔ２　＝　Ｔ、＋α　・・・（
１） Ｔ３　＝　’ｒｔ＋β　・・・（２） となる。但し、α、βけ協調時間、又Ｔ１〜Ｔ３はいず
れも数１００　ｍ５ｅｃ　　程度の時間としているのが
普通である。

第２図は第１図で示した特性を有する距岨縦市器ＤＺを
変圧器検層に適用した場合の系統構成例を示すもので、
図はＡ端子１ｌｌ（変圧器１次側）Ｋ適用した場合であ
る。図においてＴｒｌは変圧器を表し、端子Ｂ（変圧器
２次側）には送電線ＴＬが接続され、更に他の変圧器Ｔ
　ｒｘが接続されている。

ＣＢＴＩ、ＣＢＴ２は夫々変圧器Ｔ　ｒ　ｔに設けられ
たΔ端子（変圧器Ｔｒ１１次側）旦端子（変圧器Ｔｒｚ
　２次側）の遮断器、Ｃ３Ｓ、ＣＲ２は夫々送電線ＴＬ
に設けられた旦端子側、ｐ端子１ａｌＪ断器である。又
ＣＢＴ５は他の変圧器Ｔｒ２側、９端子（変圧器Ｔｒ２
１次＠）の遮断器である。このような系統において、遮
断器ＣＢＴ２が開放状態で、遮断器ＣＢＴＩが投入され
ると、無励磁状態にあった変圧器Ｔｒｌが励磁され、そ
の結果第３図に示すような正負不揃いな励磁突入電流が
生じることは良く知られている。

この励磁突入電流は、その大きさが大きくなると、上記
距離継電器のｆｌＮ、２段、ｓ１！３１領域に入って来
ることがあり、しかも変圧器励磁突入電流の減衰時定数
は、長いものでは数ｓｅｃ　Ｋ達するため、上記のよう
な時限Ｔ２　、　Ｔｓが設定されていても、第２段、３
段はこの励磁突入電流の影響によって誤動作し、不必要
なａｗｒ器引き外しを何うことが懸念され、抜本的な対
策の出現が強く要望されている。

発明の目的 本発明は上記問題点を解決することを目的として々され
たものであり、変圧器投入時発生する励磁突入電流によ
る距離継電器の不要応動を防止し、信頼性の高い距離継
電器を提供することを目的としている。

発明の実施例 以下図面を参照して本発明一実施例を説明する。

第４Ｍは本発明一実施例のモー形距畔継實為を示す図で
ある。第４図において、入力電圧÷及び入力電流■は、
補助変成器１及び補助変流器２に印加される。袖助豐成
器１の出力端は、メモＩＪ　−１ｒ】１路３に接続し、
その出力に、※は、方形波変換回路４に接続する。

一方、補助変流器２め出力端は、その出力を送電線の一
路アングルψだけ進める移送回路５ｆ介し、ベクトル合
成回路６に接続され、更にベクトル合成回路６には、前
記補助変成器１に接続した整定回路７の出力端も接続さ
れる。又前記ベクトル合成回路６の出力端は方形波変換
回路８に接続し、その出力はＡＮＤ（ロ）路９に接続す
る。ＡＮＤ回路９においては、前記方形波変換回路４の
出方も接続し、前記二つの交流信号ｘｓ６とｘｌ：　−
Ｋｇ÷との位相関係を比較するオンディレィ回路１０を
介し、オンディレィ回路１０の出端にあるインヒビット
回路１１に印加する。以上第４図の破線部分１０１　Ｆ
ｉ公知のモー形距離継電器判定部を示すものである。

本発明は上記の構成に加えて補助変成器２の出方を電流
検出要素ｎに入力し、この′成流検出要素旦の出力を前
記インヒビット回路１１のインヒビット端子に入力する
ように構成したものである。第５図は電流検出要素１２
をブロック図的に示したものである。図において１３Ｆ
ｉ、入力電流に対応する電圧信号を入力とし、これを全
波整流する整流回路である。この整流回路１３の出力端
は、直流レベルＶＤＣと比較するレベル検出回路１４に
接続され更に、レベル検出回路１４の出力端Ｋに、入力
波形連続化用のオフディレィ１戸１路１５が接続される
。第５図において破線部分１０２は電流検出部を示すも
のである。父、その出力端は変圧器突入ＩＮＭｔの影響
が懸念される時間より少し長い時間から従来技術に示す
第２段限時トリップ用タイマの時間を引いた時間に整定
したオンディレィ回路１６の入力端に接続され、このオ
ンディレィ回路１６の出力端に次段のインヒピット回路
１７のインヒビット入力端子に接続される。又インヒビ
ット（ロ）路１７の他の一方の入力端子には、前記オフ
ディレィタイマ回路１５の出力端が接続され、インヒビ
ット回路１７の出力を聾、流検出要素１２（第４図参照
）の出力とした構成としている。

以上のように構成されたモー形距離継電器の作用につい
て説明する。第４図に示寸モー形距廟継電器に印加され
た電圧ｖ１；１、補助変成器１を介して継電器内部に印
加される。又電流ＩＦｉ、補助変流器２にて継電器内部
に導入する。継電器内部に導入された′醪圧信妥はメモ
リー　１ｃ！１路３を経て′酊圧信号に評とし、方形波
変換回路４０入力とする。

一方電流信号は、補助変流器２を介し、移相回路５によ
り送電線の線路アングルψだけ進められた信号に１１に
し、ベクトル合成回路６に印加する。

ベクトル合成（ロ）路６においては、前記補助変成器１
よりの電圧信号を整定回路７を介し、電圧信号に２やと
じて印加し、合成信号に、Ｉ　−Ｋ、Ｖとして方形波変
換回路８に印加する。方形波変換回路４及び８の出力は
、次段のＡＮＤ回路９を介してオンディレィ回路ｌＯＫ
印加する。そこでＡＮＤ回路９の出力が、前記方形波費
換回路４及び８が共に「１」出力である時出力を生じ、
前記オンディレィ回路ｌＯの時間（ＩＥ７図の位相特性
を得るにはθ１＝９０゜の時間）以上前記出力ｒｌＪが
継続すれば継電器はインピビット回路１１０条件により
トリップ出力を出す。

以上のように動作する前記モー形距離継電器において変
圧器投入による変圧器の励磁突入電流Ｉ　ＲＵＳ）Ｉで
誤動作しないようにしたものが＄４図のブロック図に示
す電流検出要素昆とインピビット回路１１である。以下
軍流検出喪素移の作用を述べる。

前記モー形距離継電器に励磁突入電流Ｉ　ＲＵＳＨが印
加された場合を考える。変圧器励磁突入ｉｓｒ、ａＩＲ
Ｕ旺は、概念的に第６図Ｃ）に示す如く時間Ｔｘの間に
出る正負不揃いの波形であり、その後は単なる変圧器励
磁電流′ＸＬである。今第６図（イ）に示す変圧器励磁
突入ＩＲＵＳＨが、前記モー形距離駐電器内の正波負波
検出用全波贅流回路１３に印加されると、（ロ）に示す
電圧１　ｖＲＵ８Ｈ＋が出力される。この電圧Ｉ　ＶＲ
ＵＳＨＩ　＃ｉ次段のレベル検出回路１４にて直流電圧
■　と比較され、１※四８Ｈ１＞Ｖｌ）Ｃで前Ｃ 記レベル検出回路１４は、（゛つに示す断続出力を出す
。

史にこの出力は、次段のオフディレィ回路１５にで（ロ
）に示す連続出力とし、次段のオンディレィ回路１６に
印加する。オンディレィ回路１６においては、整定時間
を前記突入型ＳＩ　ＲＵ８１１の影響が懸念さルる時間
より少し長い時間Ｔ４　　から従来技術に示した第２段
限時トリップ用タイマＴｌｌ　　を引いた時間Ｔ０　　
に整定するため、（ホ）に示す如く時間Ｔ０　　で出力
を出し、次段のインピビット回路１７のインピビット端
子に印加される。インピビット回路１７のもう一方の端
子は前記オフディレィ（ロ）路「の出力端子に接続され
ているため、出力は（へ）Ｋ示す如く前記オフディレィ
回路１６の整定時間Ｔ０　　だけ出ることになる。即ち
、電流検出要素１２の出カシ、前記突入電流Ｉ　ＲＵＳ
Ｈの影響が懸念される時間より少し長い時間Ｔ４から第
２段トリップ用タイマＴ、を引いただけ出力を出すこと
に・なる。

この電流検出要素νの出力をインピビット回路Ｕに印加
することにより無電圧状態からの変圧器投入においては
、前記変圧器投入による励磁電流の影響が懸念される時
間より少し長い時間Ｔ４　から第２段限時タイマ時間Ｔ
、を引いた時間Ｔｏだけ、前記第８図に示す動作域はな
くなり、ｖＬｓ図に示す如く、変圧器励磁突入電流Ｉ　
　でのインピーＵ８Ｍ ダンス軌跡Ｚ　１ｍａｓＨ（））　Ｆｉ、破線の動作域
（第８図に示す特性）がないため検出されず、更に第２
段限時タイマ時間だけトリップロックされるため、前記
モー形距離継電器は、不要応動することはない。

以上詳細に説明したように、第４図のような４１１成を
有するモー形距離継簀器により、無電圧状袢からの変圧
器投入時の励磁突入電流による前記距離継電器の不要動
作は、確実に防止できる。以上の説明は、モー形距離継
電器の出力回路に設けたインピビット回路を作用させる
ことにより継′ａ器の動作域をなくす例を記述した。し
かし、本発明は、前記実施例に限定されるものではない
。

例えば、継電器出力回路にバイパス回路を設けたオンデ
ィレィ回路を設けてもよい。そのブロック図が第９図で
ある。ｔｊｉＬＱ図において第４図と同じ記号１２．同
様の構成とし得ることを示している。

第９図に示す七−形距離継電器は、第４図に示す一実施
例とほぼ同一の構成であるが、第４図のインピビット回
路１１は、除去され新たに１１ｔｈ検出要素１２の出力
を反転回路１９で反転した出力にて駆動され詳細を後述
するバイパス回路を設けたオンティレイ回路】８（以下
バイノくス形オンディレィ回路と称す）が前記オンディ
レィ回路ｌＯにａｈした構成である。

第１０図は前記バイパス形オンディレィ回路の詳細管示
すもので、トランジスタを数段カスケードに接続し、そ
の中にオンディレィ時間を定める抵抗器及びコンデンサ
を組み合わせた構成である。

ツ１　り　＠ｔｏ１ＭノＲ１−Ｒ１３ｔｄ抵抗器、ＣＦ
ｉコンデンサ、ＴＲ２〜ＴＲ６はスイッチング用トラン
ジスタ、ＴＲＩは、本発明一実施例で前述した電流検出
要素１２の反転出力で開路するＦＥＴスイッチである。

以上のように構成されたモー形距離継電器において、電
流検出要素Ｕの出力の反転出力により第９図に示すオン
ディレィ回路１８を駆動（第１Ｏ図ＴＲＩを開路）する
と、前記オンディレィ回路１８の整定を変圧器投入によ
る励磁突入電流が懸念される時間より少し長い時間Ｔ４
から躯２段限時タイマ時間Ｔ２を引いた時間Ｔ０にしで
あるため、時間Ｔ０の間継電器の動作線はなくなり、更
に第２段限時タイマでタイマ時間分だけトリップ口・、
ツ久される。その□ ため変圧器突入電流による前記モー形距離継電器の４壁
応動は防止でき、本発明一実施例と同一の作用効果が得
られることは言うまでもない。以上の説明は、モー形距
離継電器の出力端にＷ流検出要素にて駆動されるインヒ
ビット回路及びオンディレィ回路を有し、距離継電器の
動作域をなくす例を記述した。

しかし、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
い。例えば従来技術に示す第２段限時タイマを、前記モ
ー形距離継電器内に設け、そのタイマを、本発明一実施
例で示した電流検出要素の出力で制御し、タイマ時間を
励磁突入電ａＩｕｕｓｎが流れている時間より少し長く
制御しても、前記突入電流ＩＲＵＢＨ［よるモー形距離
継電器の不要応動は防止でき、本発明一実施例と同一の
作用効果が得られることは、言うまでもない。

又、本発明は、他に後方オフセットモー形距離継電器、
前方オフセットモー形継電器、リアクタンス継電器等の
一般に電圧と電流を用いる距離継電器にも適用できる、
ことは言うまでもない。

以上、詳細に説明した本発明の技術を第１図に示す距離
継電器に適用した全体構成を１１図を用いて説明する。

第１１図において、前記第４図及び第５図に示す記号と
同一の記号は同一の作用をすることは言うまでも表い、
第１１図に示す如く、入力電圧やは補助変成器１で適当
々電圧に変換し、入力電流１は補助変流器２で適当な電
圧に変換する。それらの電圧は、公知の第１段リアクタ
ンス形距離継電器判定部１０３、前記モー形距離継電器
判定部１０１、公知の第３段前方オフセットモー形判定
部１０４及び電流検出部１０２へは電流１からの電圧の
みを夫々印加する。前記第１段リアクタンス判定部１０
３の出力はＯＲ回路１１０を介し、直接トリップ信号と
する。、第２段モー形距離継電器判定部１０１の出力は
前記インヒビット回路１７と、涼２段限時タイマ１０１
と、前記ＯＲ回路１１０を介してトリップ信号とする。

インヒビット回路１７のインヒビット端子には前記電流
検出部１０２に出力が生じた後一定時間だけインヒビッ
ト信号が与えられる。即ち、電流検出部１０２の出力は
インヒビット回路１７及びオンディレィ回路１６に与え
られ、１６の出力はインヒビット回路１７のインヒビッ
ト入力となる。インヒピット回路１７の出力がインヒピ
ット回路１１の入力となる。又、第３段前方オフセット
モー形距離継電器判定部１０４の出力についても前記第
２段判定部と同体の制御が行われる。オンディレィ回路
１０５、イン上ビット１−路１０６及び第３段前方オフ
セットモー形継電器判定部１０４の出力を制御するイン
ヒビット回路１０７が設けられ、第３段限時タイマ１０
９を通し、ＯＲ回路１１０を介してトリップ出力とした
構成としている。以上のように構成した距離継電器にお
いて、第１段リアクタンス形距離継電器判定部１０３は
、整定距離が短いため、変圧器投入時の励磁突入冨１流
によるインピーダンス軌跡は継電器動作域に入らず不動
作である。そのため、出力は直接トリップ出力としてい
る。父、第２段モー形距喉纒Ｍ、器判定部１０１及び躯
３段前方オフセットモー形距離継電器判定部１０４は変
圧器投入時の励磁突入電流によるインピーダンス軌跡が
、継電器動作域に入るため、それらの出力を電流検出部
１０２とオンディレィ回路１６．１０５、インヒビット
回路１７．１０６　、Ｉｔ　２段判定部１０１出力制御
用インヒビット（ロ）路１１、第３段判定１０４出力制
御用インヒビット回路１０７で制御し、継電器の不要動
作を防止する。この時のｗＬ２段にかかわるオンディレ
ィ回路１６の整定時間は、変圧器突入電流が懸念される
時、時間Ｔ工から第２段限時タイマの時間Ｔ２を引いた
時間（Ｔｏ）であり、第３段オンディレィ回路１０５の
整定は前記Ｔｘから第３段限時タイマ時間Ｔ、を引いた
時間（Ｔｚ）である。そのため、第２段、第３段各要素
で必要な時間だけ別々にトリップロックできる。以上の
ようにすることにより、第１図に示した距離継電器の励
磁突入電流による不要応動を確実に防止できる。

又、第４図に示す一実施例においては、変圧器投入時の
モー形距離継電器の出力ロックは、ｔＪＬ２段限時タイ
マの前に曾いたインヒビシト回路１７で実施しているが
、第１２図で示す如く、インヒビシト回路１１２を第２
段限時タイマの後５持ってきてもよい。その時のオンデ
ィレィ回路１゛１１の整定は励磁突入電流が懸念される
時間Ｔｘ　　と同一となる。

以上のような構成でも本発明一実施例と同一の作用効果
があることは盲うまでもない。

以上動作判定をアナログ演算にて行う距離継電器につい
て説明したが、系統の電圧及び電流をアナログ／デジタ
ル変換後、デジタル演算により動作判定を行うデジタル
モー形距離継電器においても、前記モー形距離継電器と
同様の適用が可能である。

第１３図はデジタル形距ＩＩＩ　ＲＹ　Ｑブロック図で
第１４図はその演算フローチャートである。第１３図に
示す如く、入力変成器２０及び入力変流器２１にて適当
な電圧に変換された入力電圧Ｑ及び入力電流ｉは次段の
アナログ／デジタル変換回路２２によりアナログ／デジ
タル変換され、デジタル演算部２３に導入する。デジタ
ル演算部２３においては、第１４図フローチャートに示
す如＜、５ｔａｐｌにて所定の電流の有無を判、１→し
た後、５ｔｅｐ３においてとに３Ｖの内積を求める。又
％　５ｔｅｐ２にて次回の亀流有りと判断した場合、５
ｔｅｐ４にて所定の時間以内かを判断し、所定の時間以
内の時、５ｔｅｐ５　Ｋて出力をロックするように演算
しても本発明一実施例と同一の作用効果が得られること
は言うまでもない。

発明の詳細 な説明した如く、本発明によれば変圧器励磁突入電流に
よる影響のある時間だけ継電器の保護範囲をなくすよう
構成し友ので変圧器励磁突入電流における距離継電器の
不要応動が簡便かつ確実に防止でき、ｇＩＩｌｉＩ性の
高い距嶋継電器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、変圧器後備保護に用いられる距離継ｇＬ器の
特性を示す図、第２図は、第１図の距離継ＩＬ器を適用
し友系統を示す図、第３図は変圧器のｗＪ蝿突入電流を
示す波形図、第４図は本発明のモー形距離継電器の一実
施例を示すブロック図、第５図は、第４図における電流
検出要素を示す図、第６図（イ）〜（へ）は第５図にお
ける作用を示す図、第７図は、第４図における継電器特
性を示す図、第８図は、第７図に示す継電器特性と変圧
器突入時のインピーダンス軌跡を示す図、第９図は、他
の実施例におけるモー形距離継電器を示す図、第１０図
は第９図にボすバイパス形オフディレィ回路を示す図、
第１１図は、他の実施例における距離継電器のブロック
図を示す図、第１２図は、更に他の来席例における距離
継電器を示す図、第１３図は、他の実施例におけるデジ
タルモー形距離継ｍｃ器を示す図、第１４図は、第１３
図に示す継電器のフローチャートである。 １・・・補助変成器　　２・・・補助変流器３・・・メ
モリ回路　　４，８・・方形波変換回路５・・・移相回
路　′　６・・・ベクトル合成回路７・・・整定回路 １０．１６，１８，１０５’、１０８，１０９，１１１
・・・オンディレィ回路１０１・・・モー形距離継電器
判定部 馬１図 （ｂ） 馬２図 馬３図 馬４図 帛７図 帛１０図 １の

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電力系統から取り入れた電圧及び電流を導入し、事故点
   までの耐塵に応じて動作する距離継電器において、電流
   入力端側に電流検出回路をそなえ、この電流検出回路が
   動作状態に変化した後、所定時間内のみ前記継電器の動
   作域をなくすことを特徴とする距離継電器。