JPS5821492B2 - 多端子距離継電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多端子距離継電装置に関する。

電力系統に事故があった場合、事故点までの線路の距離
に比例するインピーダンスおよびリアクタンスを、継電
装置の設置点における系統の電圧および電流によって求
めて系統の保護を行なうのが距離継電方式である。

この距離継電方式を分岐端を有する系統、例えば３端子
、４端子系統のような多端子送電線路に適用すると、分
岐端と事故点との間の流入、流出電流により測定距離に
大きな誤差を生じ保護機能が失なわれるという問題があ
る。

以下、図面により更に上記問題点を説明する。

第１図は３端子系における単線電力系統図を示す。

端子Ａ、Ｂの間の分岐点Ｏにつながる分岐端子Ｃを有す
る系統において、Ａ−０間のインピーダンスをｚＡ、０
−Ｂ間のインピーダンスをＺＢ。

０−Ｃ間のインピーダンスをＺｏとする。

いま、０−Ｂ間の点Ｏからインピーダンス２７Ｂの地点
Ｆで事故が発生した場合、端子Ａ側にＩＡ、端子Ｃ側に
Ｉｃなる電流が流れたとすれば、端子Ａ側に設置された
距離継電装置Ｒ’ＶＡの入力となる電圧やＡは、 ＶＡ＝（ＺＡ十Ｚ’Ａ）ＩＡ十Ｚ’ＢＩｃ ’＋・・
（１）よって、距離継電装置Ｒ’ｙＡの見るインピーダ
ンスＺＲ’ ｙＡは、 ／ ＶＡ ’ Ｉｃ ＺＲｙＡ＝＝二（ＺＡ＋ＺＢ）十＝Ｚ’ Ｂ ・・
・（２）ＩＡ ＩＡ （２）式より明らかな如く、１ｃ＝ｏの場合、すなわち
、分岐端子Ｃがなく単なる端子Ａ、Ｈの２端子系統が、
或いは分岐端子Ｃがあってもこの端子Ｃは完全な非電源
端子で、電流Ｉｃの流入がないような場合には、（２）
式の右辺はＺＡ＋Ｚ’Ｂとなへ端子Ａより事故点Ｆまで
の正確なインピーダンスを測定することができる。

しかし、一般に３端子系においてＩｃ＼０であＩＣ るとすれば、（２）式の右辺の７・２７Ｂが端子ＡＡ より見た事故点Ｆまでの正確なインピーダンスＺＡ十Ｚ
’Ｈに加わることになり、端子Ａにおける距離継電装置
Ｒ′ｙＡは正確な距離測定を行えず、不動作となること
がある。

また、第２図は４端子系における単線電力系統図を示す
。

端子Ａ、Ｈの間の分岐した２点０，０′につながる分岐
端子Ｃ，Ｄを有する系統において、Ａ−０間のインピー
ダンスをｚＡ、０−０’のイ シンピーダンスをＺＥ、
０’−Ｂ間のインピーダンスをＺＢ、０−Ｃ間のインピ
ーダンスをＺｃ。

０′−Ｄ間のインピーダンスをＺＤとし、Ａ、Ｂ。

Ｃ，Ｄの各端子に夫々ｉＡ、ｉＢ、ｉｃ、ｉＤなる電流
が流れているとすると、地点Ｆで事故が発こ生した際に
端子Ａ側の距離継電装置Ｒ’ｙＡの入力となる電圧ＶＡ
は、 ｖＡ＝ｚＡ ｉＡ＋ｚＥ（ｉＡ＋ｉｃ） ＋Ｚ’Ｂ（ＩＡ＋Ｉｃ十ＩＤ） ・・・（３）よっ
て、距離継電装置Ｒ’ｙＡの見るインピーダンスＺＲ’
ｙＡは、 Ｚ Ｒ’ ｙＡ＝ （ＺＡ＋Ｚ Ｅ十Ｚ’ Ｂ ）ＩＣ
Ｉｃ＋ＩＤ ＋ ＝ Ｚ Ｅ ＋−Ｚ ’ Ｂ ・（４）ＩＡ
ＩＡ （４）式より一般にｉｃ＼ｏ、ｉＤ＼０であるならば、
３ＩＯＩｃ＋ＩＤ ７−ＺＥ、 ・ Ｚ’Ｈの分だけ端子ＡよりＩＡ
ＩＡ 事故点Ｆまでの正確なインピーダンスＺＡ＋ＺＥ十Ｚ’
Ｂに加わることになり、距離継電装置Ｒ’ｙＡは不動作
になる恐れがある。

４このように、分岐端子Ｃより、または更
に分岐端子りより事故点Ｆに流入する電流は、距離継電
装置の測定距離に大きな誤差として作用し、従来の距離
継電装置Ｒ’ｙＡ、すなわち、地絡検出では相電圧／相
電流、短絡検出では線間電圧／線電流の原理をもつ距離
継電装置を、多端子系統にそのま５適用することは極め
て困難である。

本発明は上記の問題点を解決するため、多端子；系統、
すなわち分岐端子に起因する測定インピーダンスの誤差
を補償する多端子距離継電装置を提供することを目的と
する。

第３図は本発明装置の１実施例を示す３端子系の単線電
力系統図である。

端子Ａ、Ｂ、Ｃに夫々フ距離継電装置ＲｙＡ、ＲｙＢ
、Ｒｙｃが設置されており、いま、距離継電装置ＲｙＡ
について述べると、この距離継電装置ＲｙＡに他の距離
継電装置ＲｙＢ、Ｒｙｃよりそれらの設置点すなわち端
子Ｂ、Ｃにおける電流ｉＢ、ｉｃがディジタル量ｉ又は
アナログ量でマイクロ波等の伝送手段により送られてい
る。

距離継電装置ＲｙＡの整定値は一般に端子Ａより端子Ｂ
までのインピーダンスｚＡ＋ｚＢの８０％、または、端
子Ａより端子ＣまでのインピーダンスｚＡ＋ｚＯの８０
％とされている。

第５図に示す如く、モー検出すなわち方向検出の整定値
ＺＳＡは端子Ｂより出る送電線（図示せず）を含み更に
その遠方、一般には端子Ａより端子Ｂまでのインピーダ
ンスＺＡ＋ＺＢの２〜３倍に整定されているが、リアク
タンス検出は正確なりアクタンス測定、すなわち距離測
定を目的としているため、 （ＺＡ＋ＺＢ ） Ｘ ０．８ ＝Ｒ８Ａ＋ｊＸｓＡ、
、、、（５゜Ｚｃ＞ＺＢ と表わせば、リアクタンス整定は第５図に示す如くにｊ
ＸｓＡに整定される。

端子Ａ側の距離継電装置ＲｙＡに関し、Ａ−０間に事故
が発生した場合には、分岐電流ＩＣの影響は受けない。

すなわちＡ−０間事故における距離継電装置ＲｙＡの見
るインピーダンスはＺＲｙ Ａ≦ｚＡであり、必ず、第
５図に斜線を施して示す領域内に事故点までのインピー
ダンスを正確に見ることができる。

また０−Ｂ間、すなわち点Ｆで事故が発生した場合には
、（２）式で示す通り、ｉｏ／１ＡＸＺ′８の誤差を生
じ、この分のりアクタンスが電流ｉｃの大きさにより距
離継電装置ＲｙＡの整定値ｊ ＸＳＡより大きいか小さ
いかが解らないことになる。

一般に距離継電装置は、超高圧以上の系統では、後備保
護装置、或いは故障点標定装置として使用されることが
多いが、主保護継電装置用として用いられる場合、前記
の如く、第３図における端子Ａの継電装置ＲＹ’ Ａに
は、端子Ｂおよび端子Ｃの電流ｉＢおよびＩＯがマイク
ロ波等の伝送装置により伝送されていると考えてよい。

従って、端子Ａ側で予め解る電気量は、端子Ａの電圧■
Ａ、端子Ａの電流ｔＡ、端子Ｃの電流ｉｃ、Ａ−０間の
インピーダンスＺＡである。

前述の如く、Ａ−０間の事故は問題なく検出可能である
が、０−Ｂ間の事故による電流ｉｃの流入によりＯ−Ｆ
間のインピーダンス２／８は解らない。

このような場合には、電流ｉｃの最大値は予め計算によ
って求めることができるから、電流ｉｃが最大めときで
も、第５図に示すモー検出が動作するようインピーダン
スＺ８Ａを定める。

すなわち、点Ｆの事故においては、必ずモー検出は動作
するよ・うにする。

モー検出動作と、リアクタンス検出不動作の条件により
次の演算を端子Ａ側で行。

う。

すえ−ｚＡ ＩＡ ・・・（６）ｉＡＡ
ｌ６ ・・・（カ（６
）は分岐点０における電圧と見ることができ、（力は分
岐点０より事故点Ｆに流れる電流である。

：すなわち、この（６） 、 （７）なる電気量が端子
Ａ側の距離継電装置ＲＡにて作られる。

従って、この（６） 、 （７）から点Ｏより点Ｆまで
のインピーダンス２７Ｂは、 ・＝ｖＡ−ＺＡ 八 ｚＢ−、、−一一一 ・・・（８）′工Ａ＋
ＩＣ で求められる。

この（８）式より次の比較演算がなされる。

Ｚ’Ｂ＋ＺＡ＜ （ＺＡ＋ＺＢ、）Ｘｏ、８ ・・
・（９）（９）式の比較演算を行って、（９）式が成立
すれば、ｊ端子Ａ側の距離継電装置ＲＡの保護区間内で
あると判断することができる。

上記（６） 、 （力、（８）式のような演算を行って
も（９）式が成立しない場合は保護区間外の事故とみな
される。

なお、（８）式は（１）式をインピーダンス２／Ｂにつ
４いて解いたものと同様になる。

すなわち、本発明では分岐端電流の影響を受けるインピ
ーダンスＺ′Ｂが既知量によって求まることに着目し、
（６） 、 （７） 。

（８）式等の演算を行うことにより、多端子距離継電保
護を正確に行うことが可能となる。

第４図に示す４端子系統においても、端子Ａ側で同様の
演算がなされる。

ｖＡ−ｚＡＩＡ ・・・（６）
：Ａ−ｚＡｉＡ−ｚＥ（ｉＡ＋ｉｏ） ・（１０）Ｉ
Ａ＋Ｉ （、＋ｉ Ｄ ・（１
υ（１０）式は分岐点０′における電圧であり、α０式
は分岐点０′より事故点Ｆに流れる電流である。

この（６） 、 （１０） 、αυなる電気量が距離継
電装置ＲｙＡに；て作られる。

従って、点Ｏ′より点Ｆまでのインピーダンス２／Ｂは
、 Ｚ′Ｂ＝すＡ ＺＡＩＡ−ＺＥ （ＴＡ＋’ＩＯ）
・・・αりＩＡ＋ＩＯ＋ＩＤ 次いで、（９）式の比較演算を行って判定を行う。

以上の説明は端子Ａ側の距離継電装置ＲＡにいて述べた
が、端子Ｂ側の距離継電装置ＲＢ、端子Ｃ側の距離継電
装置Ｒｙｅについても同様に説明される。

端子Ｂ、端子Ｃに夫々他の端子電流がマイクロ波等によ
って伝送されていると考えればよい。

第６図は本発明装置を適用した距離継電装置の１実施例
のブロック図を示す。

同図は３端子系統に用いられるＡ端子側の距離継電装置
ＲＡの場合である。

１は七−検出回路、２はりアクタンス検出回路、３，４
はＡＮＤ回路、５は否定回路、６は分岐端補償演算回路
、７は判定回路、８はｏＲ回路である。

モー検出回路１およびリアクタンス回路２は端子Ａ側の
電気量ＶＡ、ＩＡを入力とし、分岐端補償演算回路６は
更に分岐端子Ｃ側の電流ＩＣを入力としている。

今、Ａ−０間に事故が発生すると、モー検出回路１およ
びリアクタンス検出回路２は夫々電圧ＭＡ、電流ｉＡに
基いた演算を行って動作して出力を発生するとＡＮＤ回
路３が動作しＯＲ回路８を通して保護出力が得られ、所
定の保護動作を行う。

すなわち、Ａ−０間の事故では分岐端子Ｃの影響を受け
ないため、端子Ａ側の電気量に基いて演算がなされ保護
動作を行う。

次に、０−Ｂ間に事故が発生した場合、モー検出回路１
が動作し、リアクタンス検出回路２が不動作となる。

モー検出回路１の動作出力と、否定回路５を通じたりア
クタンス検出回路２の不動作出力とはＡＮＤ回路４に導
かれ、ＡＮＤ回路４の出力は分岐端補償演算回路６に導
かれる。

すなわち、ＡＮＤ回路４の出力が得られると、分岐端子
Ｃ側の電流ＩＣの影響を受けているものと判断し、この
出力信号は分岐端補償演算回路６の演算開始条件となる
。

この演算回路６では前記の（６） 、 （７） 。（８
）式の演算が行われ、判定回路７で（９）式に示す判定
がなされる。

判定回路７で（９）式が成立すれば、ＯＲ回路８を通し
て出力端子９に保護出力か得られ、所定の保護動作を行
う。

上記実施例では、分岐端補償演算回路６において、（６
） 、 （力、（８）式に示す演算を行う場合について
説明したが、分岐端子Ｃより流入する電流ＩＱと端子Ａ
の電流ＩＡの位相が予めほとんど同位相であることが系
統のインピーダンス電源定数等により求められている場
合は、（１）式に示す１ｃ／ｉＡをスカラ量として計算
できる。

すなわち電流イｃか電流ｉＡに対しどの程度の大きさを
持つかを知ることができる。

従って、（１）式は、ｖＡ＝（ＺＡ＋Ｚ′Ｂ）ＩＡ＋Ｚ
′Ｂ−ＫｉＡ（但し、Ｋはｉｏ／ｉＡ） と表わすことができ、 夏よ ＺＲｙＡ＝八＝ＺＡへ（”＋Ｋ）Ｚ′Ｂ となる。

Ｋの大きさが求められるから補償の程度を決定すること
ができる。

上述の如く、本発明になる多端子距離継電装置によれば
、多端子電力系統において、分岐端子と事故点との間で
電流が流れても、この電流によって生ずる距離測定誤差
を補償しているため、距離継電器の設置点より事故点ま
での距離を正確に測定しえて、その範囲内で正確に所定
の動作を行うことができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は夫々３端子系および４端子系にお
ける従来の継電装置を説明する単線電力系統図、第３図
および第４図は夫々３端子系および４端子系における本
発明装置を説明する単線電力系統図、第５図は距離継電
装置のモー特性、リアクタンス特性を示すＲ−Ｘ座標図
、第６図は本発明装置を適用した距離継電装置の１実施
例のブロック図である。 １・・・・・・モー検出回路、２・・・・・・リアクタ
ンス検出回路、３，４・・・・・・ＡＮＤ回路、５・・
・・・・否定回路、６・・・・・・分岐端補償演算回路
、Ｔ・・・・・・判定回路、８・・・・・・ＯＲ回路、
ＲＡ、ＲＢｙＲｙ（３・・・・・・距離継電装置、Ａ、
Ｂ、Ｃ，Ｄ・・・・・・端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多端子電力系統の距離継電装置において、各端子に
   距離継電装置を設置し、該各距離継電装置の入力となる
   電気量をマイクロ波等の伝送手段により該他の距離継電
   装置との間で相互に送受するようにし、各距離継電装置
   を、当該継電装置設置端子側から入力される電流及び電
   圧量に基づきモー特性及びリアクタンスを夫々検出する
   モー検出回路及びリアクタンス検出回路と、前記モー検
   出回路の出力と前記リアクタンス検出回路の出力とのＡ
   ＮＤ条件をとる第１のＡＮＤ回路と、前記モー検出回路
   の出力と前記リアクタンス検出回路の反転出力とのＡＮ
   Ｄ条件をとる第２のＡＮＤ回路と、前記第２のＡＮＤ回
   路の出力を条件として当該距離継電装置設置端子側から
   入力される電流及び電圧量と分岐端子側から入力される
   電流量に基づき当該距離継電装置側インピーダンスの演
   算を行うと共に事故点までのインピーダンスを演算する
   分岐端補償演算回路と、該分岐端補償演算回路の出力に
   基づき所定の比較演算を行い当該距離継電装置の保護区
   間内であるかどうかを判定する判定回路と、前記第１の
   ＡＮＤ回路の出力と前記判定回路のＯＲ条件をとるＯＲ
   回路から構成し、事故点が分岐端子の影響がない場合は
   第１のＡＮＤ回路の出力として、事故点が分岐端子の影
   響がある場合には前記判定回路の出力として前記ＯＲ回
   路から保護出力を得るように構成したことを特徴とする
   多端子距離継電装置。