JPS5826249B2 - ホゴケイデンソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気所で抽出された電力系統の電気所で搬送波
を周波数変調して相手電気所へ伝送し、相手電気所では
この伝送信号と自電気所で抽出した電気量とを用いて差
動保護を行う電力系統の保護継電装置に関する。

第１図は搬送保護継電装置の概念図を示したものである
。

即ち遠隔電気所であるＡ、Ｂ両電気所間の送電線ＴＬを
保護するにあたり、変流器ＣＴの２次電流をリレー装置
Ｒｙに導入してレベル変換を行なったあと適当な電圧−
周波数変換器を通して周波数変調したものいわゆるＦＭ
波（周波数帯域は例えば１２００Ｈｚ〜２４００Ｈｚ）
を伝送装置の送信部Ｓより相手電気所へ送信する。

一方相手電気所からは相手電気所の線路電流により同様
に周波数変調された信号ＦＭ波が送られて来るのでこれ
を受信号Ｒで受信し、これを復調した信号と目端の信号
とでリレーの判定を行なうものである。

第２図は１つの端子のリレ一部Ｒｙを詳細に記したもの
である。

変流器ＣＴの２次出力ｉは入力変換器１により適当な大
きさの電圧Ｖに変換されたあと、送信側バイアス回路２
を通して直流電圧Ｖ。

を加えＶ。＋Ｖとした後に、電圧−周波数変換器（周波
数変調部ともいう）３により電圧周波数変換を行なう。

その後、結合トランス４を通じて伝送装置の送信部Ｓへ
送られる。

前記バイアス回路２でバイアス電圧Ｖ。

を加える意味は、送信部Ｓへ送る信号の周波数帯域を抑
えるためである。

となる。

今電圧−周波数変換係数を（ｋ Ｈｚ／ ｖｏ Ｉｔ
）とすると、（１）式、（２）式をそれぞれに倍した値
がとなる。

＝畦りＶ−△Ｖｓｉｎωｔによる周波数の変化を（静的
に）ｆｏ ＋△ｆ −ｆｏ −△ｆに抑える（偏位させ
る）ことができる。

（動的には高い周波数成分を生ずる。

）一方、入力変換器１の出力はリレー判定部５へ導ひか
れる前に相手端から来る信号の伝送遅れを捕虜するため
、目端信号を遅らせる必要があり、このためオず遅延回
路６に導ひかれる。

この遅延回路６で相手端から来る信号に相当する分たけ
遅らせてリレー判定部５へ信号を渡すのたが、この間に
はコンデンサ７が接続される。

これは直流分ドリフトがリレー判定部５に影響を与えな
いようにするためである。

一方、伝送系を通して導ひかれる相手端からの信号は結
合トランス８を通した後、周波数−電圧変換器（復調器
）９により電圧に変換された後、この変換器９の出力に
、受信側バイアス回路１０により負極性のバイアス電圧
−Ｖｏ を印加する。

このバイアス電圧−Ｖｏ を印加することによって ＣＦＩＶ出力’） Ｖｏ ＝（Ｖ□ ＋ｖ） Ｖｏ一
つ１り入力電気量に比例する電気量が再現する。

この信号はコンデンサ１１によって直流分除去を行なっ
た後前述のリレー判定部５へ導ひかれる。

一般にリレー判定部５ではコンデンサ７および１１から
得られる電気量からベクトル和を求め、これを動作量と
する比率差動を行うように構成されている。

ところで、伝送信号であるＦＭ波は伝送系に異常がなけ
れば保護対象ＴＬの状態いかんを問わず第３図ａで示す
ように振幅は一定であるが、伝送系にノイズが侵入する
と、ＦＭ波は第３図Ｏのようにじよう乱し、この波形は
もはや電気所ＡあるいはＢの原電流の瞬時値には対応し
ないものとなる。

従ってノイズの大きさ、その継続時間によってはリレー
判定部５が誤動作し、保護対象が無事故であるにもかか
わらずしゃ断器ＣＢを誤しゃ断するおそれがある。

このような不具合はノイズによるしよう乱たけでなく、
フェージング現象によリＦＭ波が瞬断する場合にも云え
ることである。

このため発明者らはＦＭ波がじょう乱した時、零レベル
を横ぎる波形の振幅が、正常時波形め振幅と異なること
に着目し、第４図のような伝送信号のじよう乱を検出す
るじよう孔検出装置１２を発明した。

とのじよう孔検出装置の詳細は特願昭４９−５４５１０
号明細書（搬送保護継電装置、昭和４９年５月１７日出
願）を参照すれば明らかになるので以下簡単に説明する
。

受信部Ｒで受信されたＦＭ波はＦ／Ｖ変換器９に導入さ
れると共に伝送信号のじよう乱を検出するしよう孔検出
装置１２にも導入される。

図中ＭＴはインピーダンス整合部であり、Ｒｅｃｌは入
力信号のうち正極性の波形を整流する整流回路、ＬＤｌ
は整流回路Ｒｅｃ１ の出力信号レベルが予定時間以上
設定レベルよりも低下すると出力信号を生じるように構
成されている。

同様にＲｅｃ２は入力波形のうち負極性の波形を整流す
る整流回路、ＬＤ２は整流回路Ｒｅｃ２の出力信号レベ
ルが予定時間以上設定レベルよりも低下すると出力信号
を生じるように構成されている。

そしてＯＲはオア回路である。このじよう孔検出装置１
２に第３図ａのような正常なＦＭ波を導入すると各回路
は第５図ａのように応動し、装置１２としての総合的な
出力信号は生じない。

しかし、装置１２に第３図すのようなしよう乱した波形
が入ると、各回路は第５図すのように応動し、じよう乱
検出信号が出る。

このじよう乱検出信号をロック信号として第６図のよう
にリレー判定部５に導入し、リレー判定部５の判定機能
を一時的に停止させる。

このようにすればＦＭ波がじょう乱してもリレー判定部
５が誤動作することはないから、しゃ断器の誤しゃ断を
防ぐことができ、電力系統の安定度を向上させることが
できるようになる。

しかし、発明者らは更に検討を加えた結果、第６図の方
式にもオだ改良の余地のあることが判明した。

すなわち、ＦＭ波が瞬断回復した場合のようにリレー判
定部入力が急激に変化した場合は、リレー判定部５の入
力側にあるコンデンサ１１による過渡現象が生じ、リレ
ー判定部５が誤動作しかねないことが判明した。

これについて第７図の波形図を参照してもう少し詳しく
説明する。

第７図ａは説明を簡単にするために電気所に流れる電流
が零すなわちＣＴの２次電流が零の場合のＦＭ波を示す
ミ従ってこのＦＭ波は振幅および周波数の一定な正弦波
である。

今時側ｔ１ でＦＭ波が急激に零になり、時間Ｔ１後回
復したとする。

（この時間Ｔ１は約１ミリ秒である）。

すると、時刻ｔ１ より前では復調波すなわち周波数
−電圧変換器９の出力は＋ｖｏであったが、時刻ｔ１
で零となり、このためバイアス回路１０の出力は第７図
すで示すように、今昔で零であったものが時刻ｔ１にな
ると共に一■。

１で急激に落ち込んでし１う。そして時刻ｔ２ でＦＭ
波が回復すると、コンデンサ１１の０点側の波形は点線
で示すように応動するが、０点側の波形は回復直前にコ
ンデンサ１１を充電していた電気量が回復後に放電する
ので実線で示すように指数関数的に減衰する波形となる
。

この過渡直流分の大きさは瞬断継続時間Ｔ１ によって
も変わるが、リレー判定部５０判定レベルに対して十分
動作し得る値となる第７図００前述のじよう孔検出装置
１２はＦＭ波のしゃ所期間のみリレー判定部５に判定停
止信号（ロック信号）を送るが、コンデンサ１１の電荷
の過渡期間中はロック信号を発生しない。

従ってリレー判定部はＴ２期間内に誤動作することが考
えられる。

この不具合を解決するには、ロック信号をＦＭ波回復後
にも一定時間Ｔ２以上リレー判定部５に与えてやればよ
いが、単にロック信号付加時間を長くするだけでは逆の
不具合が発生するおそれがある。

例えば雷撃等によって系統内部事故が発生した場合、伝
送信号も同時にじよう乱するおそれがあり、この時じよ
う孔検出装置１２のロック信号が長すぎるとリレー判定
部５が誤不動作あるいはしゃ断器中外しが大幅に遅れる
も−それがある。

本発明は電気所で抽出した電力系統の電気量で搬送波を
周波数変調して相手電気所へ伝送し、相手電気所では伝
送されてきた信号と自電気所で抽出した電気量とをリレ
ー判定部に導入して内部事故判定を行うようにした保護
継電装置において、伝送信号波形がじょう乱し、それが
回復した時に発生する過渡的な波形がリレー判定部に及
ぼす時間を短かくするようにした保護継電装置を得るこ
とを目的とするものである。

以下第８図を参照して本発明の一実施例について説明す
る。

ただし、第６図の回路に対応する部分については同一符
号をつけて説明は省略する。

本実施例は受信側バイアス回路１０とコンデンサ１１と
の間に常閉接点１３ｂを設け、じよう孔検出装置１２の
動作時、この接点１３ｂを開らくようにしたものである
。

１３は接点１３ｂを動作させる補助リレーである、勿論
、このような電磁形リレー１３接点１３ｂに代えて半導
体スイッチング素子を使用できることは言う昔でもない
。

第９図は第８図で示した本発明の各部の応動を示す図で
あり、記号は第７図と対応させである。

時刻ｔ１ でＦＭ波がじょう乱すると、ごくわずかな時
間遅れて時刻ｔ４ でじよう孔検出装置１２が動作する
。

補助リレー１３の動作遅れを無視すると時刻ｔ４ で補
助リレー１３が動作し、接点１３ｂを直ちに開らく。

このためバイアス電圧０ぬ）がコンデンサ１１に印加さ
れる時間はごくわずかになる。

リレー判定部５は時刻ｔ１〜ｔ４間誤出力を発生するが
、この時間は前述のように極めて短かいので、保護継電
装置Ｒｙから総合的な引外し指令が出ることはない。

伝送信号のしゃ断継線中はリレー判定部５を引き続きロ
ックすることによりその誤動作を防止する。

伝送信号が回復した時にはじよう孔検出装置１２は若干
おくれで復帰するが、接点１３ｂが閉路する時にはコン
デンサの０点側波形はほとんど零であり、リレー判定部
５が誤動作することはない。

厳密には瞬断発生時に補助リレー１３の接点１３ｂが開
路に要する時間の間にコンデンサ１１に充電された電荷
が放電するので、第９図時刻ｔ５にも示すようにわずか
の電位が０点に現われるが、じよう孔検出装置１２の動
作時間が高速度に構成されているので、この電位は非常
に小さくリレー判定部５を誤動作させるに足るレベルは
発生しない。

本発明は以上述べた実施例に限定されるものではなく、
以下述べる（１）〜（３）の実施例についても同様に実
施できるものである。

（１） 他の実施例その１ リレ一部Ｒｙの回路構成は第８図の回路構成にかぎらず
第１０図のように受信側バイアス回路１０の次に帯域フ
ィルタあるいは低域フィルタ等のフィルター回路１４が
接続される場合がある。

（帯域フィルタの場合はコンデンサ１１は必ずしも必要
でない。

）この場合にはフィルタ回路１４の過渡現象による影響
を防止するために、ＦＭ波の瞬断時にフィルタ回路１４
の前段テバイアスを零となるようにした方がよく、第１
０図の例では補助リレー１３が動作した時に−Ｖ。

のバイアスを除去する方法を示している。

上記の説明から明白なようにじよう孔検出装置１２はＦ
Ｍ波がしゃ断されたことを検出して動作出力を生じるよ
うに構成されている。

（２）他の実施例その２ 第１１図は本発明の更に他の実施例を示す図であり、じ
よう孔検出装置１２のロック信号を若干継続させるため
に、遅延復帰回路１５を付加したものである。

この実施例によれば補助リレー１３の復帰時よりも、リ
レー判定回路のロック信号を解除する時間を遅らせるこ
とができ、リレー判定部の誤動作を更に効果的に防ぐこ
とができる。

（３）他の実施例その３ 第１２図は本発明の更にまた他の実施例を示す図である
。

この実施例はじよう孔検出装置１２の動作により、ロッ
ク信号の発生する時刻よりも補助リレー１３の動作する
時刻を遅らせるために遅延動作回路１６を設けている。

伝送信号波形の瞬断時間が非常に短かい場合（例えばｆ
。

−１２００（Ｈｚ）の場合、敷液しゃ断程度）瞬断回復
時間と補助リレー１３の復帰時間とのずれのために第８
図の場合には逆に過渡出力が大きくなるおそれがある。

このために遅延動作回路１６に適尚な時間を設定し、伝
送信号の瞬断時間が非常に短かい場合には接点１３ｂを
開らかないようにしている。

以上述べたように、本発明によれば電気所で抽出した電
力系統の電気量で搬送波を周波数変調して伝送する際に
、伝送信号に瞬断あるいはノイズ等の影響でしよう乱が
発生し、とのじよう孔開復時に生ずる過渡的な波形が影
響する時間を短かくすることが可能である。

なお図面では示さないが、３端子以上の多端子系統に本
発明を適用する場合、リレー判定部を全ての電気所に設
けずに任意の一個所（中央電気所）にのみ設け、この中
央電気所に各電気所からの伝送信号を集めて動作判定を
行うようにし、この判定結果を他の電気所に転送し、事
故区間をしゃ断するようにしてもよい。

捷た、伝送信号のしよう乱を検出する装置は第４図に限
定すべきものではなく、端子電流に応じた信号を伝送す
るチャンネルの他に監視信号を伝送するチャンネルを近
接して設け、この監視信号のしよう乱を検出することに
より間接６勺に端子電流に応じた信号のじよう乱を検出
するようにしてもよい。

更にオた、ＦＭ波のしよう乱検出原理は特に第４図で例
示したいわゆる波高値監視方式に限定すべきものではな
く、他の周知のじよう乱検出原理例えば、ＦＭ波の受信
周波数が常時予定の周波数帯域に存在しているか否かを
監視し、予定の周波数帯域から受信周波数が外れたらじ
よう乱を検出する周波数監視方式％式％

【図面の簡単な説明】

第１図は搬送保護継電装置の概念図、第２図は従来のリ
レ一部の一例を示す詳細回路図、第３図ａ、ｂは伝送系
の正常時および異常時の伝送信号波形を示す図、第４図
は伝送信号の波形じよう乱を検出する装置の一例を示す
ブロック図、第５図ａ、ｂは伝送系の正常時および異常
時に督けるじよう乱検出装置の各部出力波形図、第６図
は本発明を完成する以前のリレ一部の詳細回路図、第７
図は第６図に示すリレー判定部の応動を説明するための
図、第８図は本発明の一実施例を示す詳細回路図、第９
図は第８図に示すリレー判定部の応動を説明するための
図、第１０図ないし第１２図はそれぞれ本発明の他の実
施例の一部を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電力系統の電気所から抽出された電気量に第１のバ
   イアス回路によりバイアス量を加えた後、搬送波を周波
   数変調し、この被変調波を伝送装置を介して対向する電
   気所に伝送し、この被変調波を受信する電気所では被変
   調波を復調した後毛２のバイアス回路により前記バイア
   ス量と同じ量のバイアス量を差し引き、このバイアス量
   を差し引いた後の電気量と自電気所で抽出された電気量
   とをリレー判定部に導入して事故判定を行うようにした
   ものにおいて、リレー判定部を有する電気所には相手電
   気所から伝送されてくる信号を入力し、この伝送信号に
   前記リレー判定部の誤動作を生じ得るじよう乱が発生す
   ると動作し、出力を生ずるじよう乱検出装置を設け、こ
   のじよう乱検出装置の動作出力により、前記リレー判定
   部の機能を停止させると共に、前記第２のバイアス回路
   を経てリレー判定部に導入される電気量を実質的に零に
   したことを特徴とする保護継電装置。 ２ 電力系統の電気所から抽出された電気量に第１のバ
   イアス回路によりバイアス量を加えた後、搬送波を周波
   数変調し、この被変調波を伝送装置を介して対向する電
   気所に伝送し、この被変調波を受信する電気所では被変
   調波を復調した後毛２のバイアス回路により前記バイア
   ス量と同じ量のバイアス量を差し引き、このバイアス量
   を差し引いた後の電気量と自電気所で抽出された電気量
   とをリレー判定部に導入して事故判定を行うようにした
   ものにおいて、リレー判定部を有する電気所には相手電
   気所から伝送されてくる信号を入力し、この伝送信号に
   前記リレー判定部の誤動作を生じ得るじよう乱が発生す
   ると動作し、出力を生ずるじよう乱検出装置を設け、と
   のじよう乱検出装置の動作出力により前記リレー判定部
   の機能を停止させ、前記じよう乱検出装置が予定時間以
   上動作を継続すると動作する遅延動作回路を設け、この
   遅延動作回路の動作出力により前記第２のバイアス回路
   の出力を実質的に零にしたことを特徴とする保護継電装
   置。 ３ 電力系統の電気所から抽出された電気量に第１のバ
   イアス回路によりバイアス量を加えり後、搬送波を周波
   数変調し、この被変調波を伝送装置を介して対向する電
   気所に送信し、この被変調波を受信する電気所では被変
   調波を復調した後毛２のバイアス回路により前記バイア
   ス量と同じ量のバイアス量を差し引き、このバイアス量
   を差し引いた後の電気量と自電気所で抽出された電気量
   とをリレー判定部に導入して事故判定を行うようにした
   ものにおいて、リレー判定部を有する電気所には相手電
   気所から伝送されてくる信号を入力し、この入力がしゃ
   断されるとこれを検出するじよう乱検出装置を設け、こ
   のしよう乱検出装置の動作出力により、前記リレー判定
   部の機能を停止させると共に、前記第２のバイアス回路
   のバイアス量を除去したことを特徴とする保護継電装置
   。