JPS58218822A

JPS58218822A - 距離継電器

Info

Publication number: JPS58218822A
Application number: JP10141782A
Authority: JP
Inventors: 等加藤
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-06-15
Filing date: 1982-06-15
Publication date: 1983-12-20

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】本発明は、距離継電器、特にその後備保一動作を安定に
行ない得るようにした距離継電器に関するものである。

や〔発明の技術的背景〕電力系統を事故から保護する距離継電器としては種々の
ものが用いられているが、近年電力系統保映における信
頼性を向上させるため、第１図に示すような特性を有す
る距離継電器が、特に送電線保護用後備保護継電装置に
多く用いられている。

よく知られているように、第１段は自区間内事故の高速
遮断を、第２段は相手母線の事故を確実に検出して、更
に次区間途中までの事故をも第２段用限時の後遮断を、
第３段，第４段はこれよシ更に遠方の限時遮断を行なう
ことをその保護買務としている。この場合、第２〜４段
の限時遮断時間をそれぞれＴ，＋Ｔ３　、’ｒ４で衣わ
すと、Ｔ３＝Ｔ２＋α　・・・（１） ’ｒ４＝Ｔ３＋β　・・・（２）となる。ただしα．βは動詞時間、またＴ２〜Ｔ４はい
ずれも数１００ｍｓｅｃ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離継電器ＤＺを
電力系統に適用した場合の系統構成を示すもので、図は
Δ端子側に適用した場合である。

図においてＴＬは送電線を表わし、端子旦には変圧器Ｔ
が接続され、更に変圧器Ｔには負荷ｚＬが接続されてい
る。ＣＢｋ、　ＣＢ、はそれぞれ送”電線ＴＬＫ設けら
れたＡ端子側、１端子側の遮断器、ＣＢ。

は変圧器Ｔの１次側赳断器である。なお、変圧器Ｔの２
次側遮断器は図示しない。上記系統において、遮断器Ｃ
ＢＡ、　ＣＢ、あるいはＣＢＴが投入されると、無励磁
状態にあった変圧器Ｔが励磁されその結果第３図に示す
ような正負不揃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
ると上記距峠継電器ＤＺ（７）第３段、第４段の動作領
域Ｘ軸側にＺＩＲＵＩＩＨが入って米ることが有り、そ
れに負荷電流が里介すると、更に第３段、第４段が動作
し易くなる。即ち、従来たとえは第４段距離継電器の動
作判定部を、第４図に示すように入力の正波と負波に対
し別々にＰ、Ｎとして設けこの両者の出力の隔理槓（Ａ
ＮＤ　）を構成して、第３図のような正負不揃の入力電
流に対してはＰ、Ｎいずれか一万が不動作となるように
する手段が考えられている。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、上述したような負荷電流の重畳を考える
と、このような手段もあまシ頼れるものではなく、こと
に最近の送電線における重潮流化の傾向のもとにおいて
は、上記のような第３段。

第４段の誤動作の可能性はますます増大しつつある。ま
た、変圧器の励磁突入電流の減衰時定数は長いものでは
ｐ　＠ｅｅに達するため、上記のような時限Ｔ　３　　
＋　Ｔ　４が設定されていても、第３段、第４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遮断器引
きはすしを行なうことが懸念される。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、励磁突入電流と事故電流とを確実に　　　　□判別
して電力系統を保腰することができる信頼性の高い距離
継電器を提供することを目的としている。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照しつつ実施例を胱明する。第５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
６図は第５図におけるブラインダ−継電器検出回路を示
す図、第７図は第５図におけるインラッシュ検出回路を
示す図、第８図は第７図における低域通過フィルタを示
す図、第９図は紺７図における尚域通過フィルタを示す
図、第１０図は第７図における比較回路を示す図（４１
１図（（］〜（ハ）及び第１２図（イ）〜（ハ）は第７
図における作用を示す図、第１３図は第６図におりる継
電器の特性を示す図、第１４図は変圧器突入−流時のイ
ンピーダンス軌跡と継電器特性を示す図、第１５図は他
の実施例ブロック図、第１６図は第１５図における継電
器の特性を示す図である。

第５図において、入力電圧■及び入力電流Ｉは、補助変
圧器１及び補助変流器２に印加される。その出力端は、
前記第１図に示す第３段モー形距離継電器特性を得る公
知のモー形距離検出回路３に印加され第３段限時動作用
タイマ回路４を介し、インヒビット回路８に印加し、そ
の出力端は、本゛継電器の出力端子となる。又前記補助
変圧器１及び補助変流器２の出力端には後述するブライ
ンダ−継電器検出回路５に接続されその出力はＡＮＤ回
路７に接続される。第６図はプライング−継電器検出回
路５の詳細を示すもので、前記補助変圧器１の出力端は
整定回路９．ベクトル合成回路１１を介し、方形波変換
回路１２に接続される。−万、補助変流器２の出力端は
、その位相を送電線のインピーダンスアングル、又は任
意のアングルψだけ進める位相回路１３を介し、前記ベ
クトル合成回路１１と方形波変換回路１４に接続され・
その出力はＡＮＤ回路１５に接続される。ＡＮＤ回路１
５に於いては、前記方形波変換回路１２の出力端も接続
され、オンディレィ回路１６を介し、前記プライング−
継電器検出回路の出力端とする。又、本発明の構成（第
５図）に於いては、ＡＮＤ回路７の片端には補助変成器
２に接続したインラッシュ検出回路６が接続され、その
出力端は、インヒビット回路８のインヒビット端子に接
続される。

第７図はインラッシュ検出回路をブロック図的に示した
ものである。図において１７は・入力電流Ｉを適当な電
圧に変換したものを入力とし、これにより基本波（商用
周波）成分、及び高調波成分を除去する低域通過フィル
タであって直流分を検出する（後述する）。１８は同じ
上記電圧を入力とし、これより基本波（商用周波）成分
及び低周波成分を除去する高域通過フィルタであって高
！Ａ成分を検出する（後述する）。そして前記高域通送
フィルタの出力音入力信号とじ半数（または全波）整流
する整流回路１９、及び入力信号を滑らかな直流信号に
変換する平滑回路２０を介して送出する。２１は低域通
過フィルタ１７、及び平滑回路２０の出力化号ｖＤｃ、
及びｖ、（を夫々抑制賞及び動作量として入力し、この
両者を比較する比較器であって、動作量〉抑制量である
場合に出力をｒｌＪとして前記ＡＮＤ回路７へ送出する
ように構成される（詳細は後述する）。上記平滑回路２
０として例えば、カットオフ周波数が基本周波数よシ充
分に低いところにある低域通過フィルタ音用いる。

第８図は上記低域通過フィルタ１．７の詳細な回路構成
を示すものである。図において、ＲＩ４゜Ｒ１４’・Ｒ
１１ｌ・Ｒ１６は抵抗器・　ＣＩＩ　・Ｃ３／は１ンデ
ンサ、ＩＣＩは演算増幅器である。

第９図は、上記高域通過フィルタ１８の詳細な回路構成
を示すもの・である。図において、Ｒ１７゜Ｒ１フ′・
Ｒ１１１，Ｒ１９は抵抗器・Ｃ４・０４′は１ンデンサ
、ＩＣ２は演）■増幅器である。

第１０図は前記比較器２１の詳細な回路構成を示すもの
である。図において、ｖＤＣ及び■８は前記第７図にお
ける低域通過フィルター７及び平滑回路２０の出力直流
レベルであシ、ＶＤＣはグラス電位を有する抑制量、ま
た■８はマイナス電位を有する動作量である。そのため
、入力電流ｌによる電圧が変圧器励磁突入電流の時には
、動作量である■、が抑制量であるＶＤＣよシも大とな
るため、　　　　　　°゛。

■Ｒ＋　ＶＤＣ≦　０　　　　・・・（３ンなる条件が
満たされる。従って第１０図に示す様に各出力■□＋　
Ｖｏｃを加算回路２２の入力とすれば、ｖＨ０■ＤＣの
大きさの比較が行ない得る。即ち、これは加算回路２２
の出力が正、もしくは負になる事を意味する。そしてこ
の加算回路２２の出力をレベル検出回路査３にて基準電
位■８と比較する様にすれば、入力電圧（■Ｈ＋ｖＤｃ
　）がある所定の値以上になった時に「１」信号を得る
ことができる。

以上の様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５図に示すモー形距離継電器に印加された電、圧Ｖは
、補助変圧器１を介して継電器内部に印加される。又、
電流−Ｉ悸袖助−変流器２にて継電器内部に導入される
。継電器内部に導入された電圧及び電流信号はモー形距
離継電器検出回路３に導入され、入力信号が所定の値に
なりたとき前記検出回路３は、モー形継電器検出回路と
して公知の作用をし、第３段限時動作用タイマ回路４で
所定の時間を測定した後、インヒビット回路８を介し、
継電器のトリップ出力となる。

以上のように動作する前記モー形距離継電器に、おいて
変圧器の励磁突入電流１．υ８Ｈで誤動作しない様にす
るには、第５図プロ、り図に示すブラインダ−継電器検
出回路５．インラッシュ検出回路６、アンド回路７．及
びインヒビ、ト回路８に依存する。以下ブラインダ−継
電器検出回路５０作用をのべる。第５図及び第６図、第
１３図に示す如く、補助変圧器１で継電器内に導入され
た電圧信号は、距離整定回路９にて電圧信号に、？とじ
てベクトル合成回路１１の一万の入力となる６まだ、電
流信号は前記補助変流器２を介し移相回路１３で送電線
のアングル、又はある任意のアングルψだけ進んだ信号
に１１にされ、前記ベクトル合成回路−１１のもう１′
）の入力となる。ベクトル合成回路１１の出力は、合成
信号に、？−に１ｆとして方形波変換回路１２に印加さ
れる。又、前記移相回路１３の出力は方形波変換回路１
４にも印加される。

方形波変換回路１２及び１４の出力は、次段のＡＮＤ回
路１５を介し、オンディレィ回路１６に印加される。そ
こでＡＮＤ回路１５の出力は、前記方形変換回路１２及
び１４が共に「１」出力のとき出力を生じ、前記オンデ
ィレィ回路１６の整定時間（第１３図の位４目゛特性を
得るには、θの時間）以上「１」が継続すればグライン
ダー継電器検出回路５は「１」出力を出す。その動作域
はインラッシュ電流による、インピーダンス軌跡が存在
ｔ−る部分であることは召うまでもない。

以下にインラッシュ検出回路６の作用をのべる。

まず、前記モー形距離継電器の入力電流をｆとして、変
圧器投入による変圧器励磁突入電流ＩＲＵＩＩＨが印加
された場合を考える。変圧器突入電流１ＲＵ８Ｈは・概
念的には第１１図０）の様に示すことができる。今、＠
１１図＠）に示すように電流ＬｔｕｓＨが前記モー形距
離継亀器内の低域フィルタ１７に加えられると、そこで
そ・の基本波及び高調波成分が除去され、（ロ）に示す
様な波形ＶＤｃの電圧、即ち、直流分が出力される。こ
れは換１すれは、入力電流ＩＲＵ［ｌＨから、第２−波
の影響が除去されることを意味する。これにより、低域
通過フィルタ１７の出力としては入力電流ＩＲυ８Ｈの
直流分（ＶＤ。）が出力されることになる。

−万、前記モー形距離継電器の入力電流ＩＲＵ８Ｈは高
域フィルタ１８にも加えられ、そこでその基本波及び低
周波成分が除去され、（ハ）に示す様な波形ｖＨ′の電
圧、即ち、高調渡分が出力される。これは換言すれば入
力電流ＩＲＵｌｉＨから高調波成分のみが取出されるこ
とを意味する。これにより・高域通過フィルタ１８の出
力としては、入力電流ＩＲＵ８Ｈの高調波成分が出力さ
れることになる。そして、その高域通過フィルタ１８の
出力は、整流回路１９にて半波整流され、その出力は次
段の平滑回路２０で平滑されることにより滑かな直流信
号■□に変換される。次に、この平滑回路２０で直流信
号に変換された高域通過フィルタ１８の品詞波成分出力
■、と前記低域通過フィルタ１７の出力ｖＤｃを比較器
２１に夫々加えられる。この場合比較器２１においては
、抑制量として低域通過フィルタ１７の出力ｖＤｃ′（
＠流分）が、又、動作量として平滑回路２０を通して得
られる高域通過フィ　　　°：ルタ１８の出力Ｖ□（高
調波）が夫々加えられる。

この場合第１１図（ハ）に示す様な動作量である高調波
成分ｖ１．′が直流分■Ｄｃに比較して充分大きなもの
が得られる。従ってこれを比較器２１で検出し、動作量
■□が抑制量■Ｄｃよｐ大である時「１」を・まだその
逆に抑制１ｔｖＤｃがμｍυ作蓋ｖＨよυ大である時「
０」をその出力として送出する様に回路が構成されてい
るので、この場合には出力は「１」を生じることに彦９
インラッシュ検出回路６と゛しての出力が得られる。

次に系統に事故が発生した場合には、その事故電流Ｉ、
は事故発生直後に生じる過渡直流分が第７図に示す前記
低域フィルタ１７で検出さね、これは第１２図（イ）に
示す様な電圧波形となる。即ち、事故発生直後に生じる
過渡＠カシ分が減衰した後は、低域通過フィルタ１７０
入力電圧としては基本波成分かを１とんどとなυ、低域
通過フィルタ１７の＠流分出力は第１２図（ロ）に示す
様に徐々に減衰していき、ある減衰時定数で決まる時間
（２０〜５０　ｍｓ　）経過後には零となる。−万、高
域通過フィルタ１８で検出される尚虐波成分はこの場合
第１２図（ハ）に示す様に零である。従って整流回路１
９及び平滑回路２０を通して比較器２１に加えられる高
域通過フィルタ１８の出力は零であるから。

比較器２１には低域通過フィルタ１７の出力のみが加え
られ、その結果比較器においては抑制量ｖＤｃが大きく
なシ、比ｅ器２１の出力は「ｏ」となる。即ち、インラ
ッシュ検出回路６の出力は送出されず、変圧器投入によ
る励磁突入電流と事故電流とが明確に判別され得たこと
になる。

このインラッシュ検出回路６の出力と先にのベニまたブ
ラインダ−継電器検出回路５の出方をＡＮＤ回路７を介
したＡＮＤ出力で、インヒビット回路８のインヒビット
端子を制御することで、前記モー形距離継電器の動作域
は第１４図に示す形となυ、変圧器突入電流単独でのイ
ンピーダンス２ＩＲυ８１軌跡←）は継電器の動作域に入れず前記継電器は不動作
である。さらに変圧器突入電流に負荷電流が重畳した場
合でも、前記第１４図に示す如くインピーダンスＺ２Ｒ
ＬＩｇＨ軌跡（ロ）は前記モー形距離継電器の動作域に
入れず継電器は不動作である。そのため、変圧器突入電
流ＩＲＵ［ＩＨでは動作せず、事故電（ｊａｒ、　Ｉ　
Ｆで動作する如き動作域が可変なモー形距離ｌＡ（電器
を得たことになる＠以上詳細に説明した様に＝７ｚ、　５図の株な構成を南
するモー形距離、継電器によシ、系統に発生する事故電
流と変圧器励碑朶入電流とを確実に識別し得ることがで
き、電力系統の保護が確実に行ない得る。

又、本発明は他に第５図に示すモー形距離継電器のブラ
インダ−継電器検出回路５を、第１５図に示す如く前方
オフセットモー形距離継電器検出回路に置き七えても第
１６図に示す如く、インラッシュ電流単独でのインピー
ダンスｚｌＲυＢＢ（ハ）及びインラッソー′胤流に負
向電流が１臂した場合のインピーダンスＺ２ＲＵＩＩＨ
に）はモー形継電器の動作域に入れず継電器は不動作で
ある。

更に本発明は他に内時性を有する時間測定形のオフセッ
トモー形距離継電器、前方オフセットモー形距離継電器
、インピーダン哀形距離継電器等においても本発明一実
施例と同一の作用効果が得られることはｂうまでもない
。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば事故発生に際して高
調渡分を検出し、これによシ保護範囲をインビーダンχ
虹ｌの滞留部分を縮少するよう構成したので、変圧器の
励磁突入電流と事故電流を確実に判別して電力系統を保
護することのできる信頼性の高い距離継電器を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は距離後備保護に用いられる距離継電器の特性を
示□す図、第２図は第１図の距離継電器を適用した系統
を示す図、第３図は変圧器の励磁突入電流を示す波形図
、第４図は一般的な距離継電器の動作判定部を示す構成
図、第５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６図、は第５甲におけるブラインダ−
継電器検出回路を示す図、第７図は第５図におけるイン
ラッシュ検出回路を示す図、第８図は第７図における低
域通過フィルタを示す図、第９図は第７図にお　　　　
ζ。ける高域通過フィルタを示す図、第１０図は第７図にお
ける比較回路を示す図、第１１図０ン〜（う及び第１２
図（イ）〜（ハ）は第７図における作用を示す図、第１
３図は第６図におけるグラインダー継電器検出回路の特
性を示す図、第１４図は変圧器突入電流時のインピーダ
ンス軌跡と継電器特性を示す図、第１５図は他の実、施
例におけるモー形距離継電器の構成を示す。第１６図は
他の実施例における変圧器突入電流時のインピーダンス
軌跡と継電器特性を示す図である。５・・・ブラインダ−継電器検出回路１７・・・低域通過フィルタ　１Ｂ・・・高域通過フィ
ルタ１９・・・整流回路　　　　　　２０・・・低域通
過フィルタ１１荊１図第２図第６図第７図第８図第９図第１２図第１３囚￥１４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　電力系統からの電圧及び′電流を導入し、事故
一点までの距離に応じて動作する距離継電器において、
前記系統からの入力が夫々導入されるモー形距離継電器
検出回路及びブラインダ−継電器検出回路と、系統に発
生する励磁突入電流を検出するインラッシュ検出回路と
を夫々そなえ、プラインダル継電器検出回路出力と励磁
突入電流中の特定島調波検出によるインラッシュ検出回
路出力とにより前記モー形距離継電器検出回路の動作域
を減少させることを特徴とする距＃１．袖′亀器。
（２）　　ブラインダ−継電器検出回路に代えて前方オ
フセットモー形距離継電器をもうけたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の距離継電器。