JPS5818863B2 - 母線保護方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複母線における母線保護方式に関する。

従来、電力系統の保護・制御はアナログデータで処理す
るアナログ保護継電器が一般であったが、送電容量、送
電々圧の増大、更に多端子系統の適用などにより、高信
頼度、高精度が要求されている。

系統の電圧・電流情報をディジタル変換し、ディジタル
的処理を行うディジタル保護継電器は上記の要請により
提案されているもので、近年進歩の著しい半導体技術の
成果であるマイクロコンピュータ等を用いて実現化され
つつある。

母線保護においてもディジタル処理、即ちディジタル母
線保護継電器が提案されているが具体化には至っていな
い。

一般に母線保護には線路保護と同じように電流差動の原
理が用いられるが線路保護とは使用条件が異っている。

それは、線路保護が３端子程度ですむのに対して、母線
保護は１０数端子と保護範囲を決める境界が多い事であ
る。

即ち入力データ数が線路保護に比べて圧到的に多く、処
理量が多い。

又、複母線における分割保護継電器については母線に連
なる断路器（以下ＬＳと称する）条件により入力データ
を制御しなければならない。

このように母線保護をディジタル処理で行うためには上
記の問題を解決しなければならない。

本発明はこのことに鑑み、複母線における分割保護方式
を提供しようとするものである。

以下図を用いて説明する。

第１図は複母線の構成を示したものである。

簡単のため母線に連なる回線数を２とした。

ＩＡ、ＩＢｐ２人、２ＢはＬＳで、３．４，５，６は電
流変成器（以下ＣＴと称する）で、？、８，９はしゃ断
器である。

母線Ａ、Ｂは母線結合しゃ断器９により連絡でき、回線
は１つのしゃ断器と１つの断路器で母線ＡからＢに接続
できる。

今、Ｌ８１Ａと２Ｂが閉、Ｌ８１Ｂと２Ａが開であった
場合、回線１は母線Ａ、回線２は母線Ｂに接続されてい
る事になる。

母線と回線の接続関係を図に示すと第２図となる。

この時、母線Ａの分割保護継電器はＣＴ３とＣＴ６の電
流情報を用い、母線Ｂの分割保護はＣＴ４とＣＴ５の電
流情報を用いて、それぞれ保護を行う。

又、ＬＳＩＡ？２Ａが閉でＬＳｌＢと２Ｂが開であった
場合、母線Ｂに回線は接続されない。

この時、母線Ａ分割保護継電器はＣＴ３ 、ＣＴ４ 、
ＣＴ６の電流情報を用い、母線Ｂ分割保護はＣＴ５の電
流情報を用い保護を行う。

このように、分割保護は回線と母線に連なる複数のＬＳ
の開閉状態により入力情報を制御しなければならない。

万−ＬＳの開閉状態に分割保護継電器が追従しなければ
、キルヒホッフの法則が成り立たず、誤動作、誤不動作
の原因となる。

上述したように複母線における分割保護を行う時には回
線と当該保護母線との間に接続されるＬＳの開閉条件が
必要となる。

第３図は本発明の詳細な説明するための図面で、１回線
分のみ表わしである。

図中１Ａ、１Ｂはそれぞれ母線Ａ、Ｂに接続されている
り、８．１０はしゃ断器、３は電流変成器、１１はディ
ジタル符号化部、１２はディジタル保護継電器である。

電流変成器３より得られたアナログ電流情報と、ＬＳと
機械的に連動する接点情報がディジタル符号化部１１に
入力され一定の周期で同期してディジタルデータとなる
。

実際には、このようＱこしてディジタル保護継電器に入
力されるディジタルデータは、回線数だけある。

ディジタル保護継電器１２が母線Ａ分割保護を行うなら
ば、ディジクル符号化されたＬＳｌＡの条件を用いて、
電流変成器３より得られた電流情報を制御する。

又母線Ｂ分割保護を行うのであれば、ＬＳＩＢの条件を
用いて同様に電流変成器３より得られた電流情報を制御
する。

これらの場合、電流情報の制御と１．マ該ＬＳが開であ
る時には、該電流情報を不使用とする事である。

これはサンプリングされた瞬時値データを０とし保護演
算に用いても良いし、保護演算の過程で該データを不使
用としてもよい。

ディジタル保護継電器１２は母線保護において一般に次
式で示されるような保護演算を行っている。

＋１１＋１２＋、−＋Ｉｎｌ −Ｋ（＋ 、１１１ ＋
Ｉ Ｉ２１＋・・・＋ ｌ Ｉｎｌ ） ＋Ｋｏ＞Ｏ（
１）ここで Ｋは抑制係数 Ｋｏはオフセット １１、Ｉ２．・・・ｌ Ｉ、はそれぞれ各端子電流で、
（１）式左辺第１項は差電流で動作量となり、第２項は
各端子電流の絶対値の和、即ちスカラ和による抑制量で
ある。

当該保護母線に事故がない時、又は外部事故の時、要電
流は０となり、（１）式を満さず保護継電器はトリップ
出力を送出しない。

事故があった場合には差電流は事故電流分だけ動作量と
なり、トリップ出力を送出する。

抑制量は、変流器の誤差、量子化誤差等を考え、内部事
故時以外の時に誤動作を避けるための量である。

一定の周期でサンプリングされた各端子電流の瞬時デー
タより動作量、抑制量を得るデジタル保護継電器１２の
一例を第４図に示す。

図中１２ａはＬ８条件制御回路、１２ｂは保護演算部で
ある。

１３は加算器で瞬時データにより瞬時の差電流を求める
。

絶対値を得る絶対値出力回路１４で瞬時の差電流の絶対
値を得て、これを積分器１５により電力系統の周波数の
１／２サイクル分加算して差電流の実効値に比例した量
を得る。

抑制量は各端子電流の瞬時値データがそれぞれ絶対値を
得る回路１８で絶対値となり、加算器１９で加算され、
積分器２０で１／２サイクル分加算され、実効値に比例
した量が得られる。

２１で抑制係数Ｋが乗ぜられ、加算器１６Ｇこより、動
作量とオフセットＫｏに減算され、１７で判定され、保
護出力が得られる。

第４図を式で表わすと次式とｆ、ｌる。上述した保護処
理においてＬＳ条件を考慮するためには、各端子電流の
瞬時データを制御するのが有効である。

第４図中で、ＬＳ条件による入力データの制御を動作量
と抑制量船こついて行うのに最も適した箇所はブロック
１２ａで示した箇所である。

このブロックの１回線分のＬＳ条件による入力データの
制御を第５図に示す。

即ち、瞬時データは制御回路１２ａ′に入り、同じく符
号化されたＬＳ条件が制御回路１２ａ′に入り、Ｌ８条
件がＬＳの開状態を示すものであれば瞬時データをＯと
なし、保護演算部１２ｂに入力する。

ＬＳ条件が閉状態を示すものであれば瞬時データをその
まま保護演算部１２ｂに入力する。

この方法はＬＳ条件による入力データの制御の一例であ
り、もちろん第４図中のどの処理ブロックでも入力デー
タの制御を行うことができる。

このようにする事により、従来アナログ保護継電器で行
われていたのと同様な制御ができるのである。

また強電機器であるＬＳと弱電機器であるディジタル保
護継電器との間にディジタル符号化部を置くことにより
、緩衝、インタフェース機能が持たれ、ディジタル保護
継電器は、ディジタル電流データと同様にＬＳ条件をデ
ータとしてとりこむことができる。

更に変流器より得られた電流情報とＬＳ条件が一定の周
期で同期してサンプリングされディジクル変換されるの
で、電流とＬＳ条件に時間的なずれがなく、時間的なず
れによる誤動作・誤不動作が避けられる。

本発明によればこのように複母線において事故母線を高
速度に選択しゃ断することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、複母線の構成を示す図面、第２図は、第１図
においてＬＳＩＢと２人が開、ＬＳｌＡと２Ｂが閉であ
った時の母線と回線の接続を示す図面、第３図は、本発
明の詳細な説明するための図面、第４図は、母線保護に
用いられるアルゴリズムの一例を示すブロック図、第５
図はＬＳ条件による入力データの制御回路を示す図面で
ある。 １．２・・・・・・回線、１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ・・
・・・・断路器、３，４，５，６・・・・・・電流変成
器、７，８，９゜１０・・・・・・しゃ断器、Ａ、Ｂ・
・・・・・母線、１１・・・・・・ディジクル符号化部
、１２・・・・・・ディジタル保護継電・器、１３・・
・・・・加算器、１４・・・・・・絶対値出力回路、１
５・・・・・・積分器、１６・・・・・・加算器、１７
・・・・・・判定回路、１８・・・・・・絶対値出力回
路、１９・・・・・・加算回路、２０・・・・・・積分
器、２１・・・・・・乗算回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複母線に接続される送電線路、変圧器等に設置され
   た変流器より得られるアナログ電流情報および送電線路
   、変圧器の接続母線を決める断路器の開閉信号を一定の
   周期で同期してサンプリングしデジタル量に変換し、か
   くして得られた電流デ。 ジタル量と断路器の開閉信号をデジタル的に演算し、複
   母線のうち事故母線のみを選択しゃ断することを特徴と
   する母線保護方式。