JPS583526A - 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】 本発明は、距離継電器、特にその後備保護動作を安定に
行ない得るようにした距離継電器に関するものである。

電力系統を事故から保嚢する距離継電器としては種々の
ものが用いられて伝るが、近年電力系軟保ＩＩＫ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段は相手前−の事故を確実に検出して、更
に次回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段はこれより更に遠方の限時遮断を行なう
ことをその保護責務としている。この場合、第２〜４段
の限時遮断時間をそれぞれＴｚ　ｒ　Ｔｚ　＊　Ｔ４で
表わすと、−＝Ｔ２＋α　・・・・・・（１） Ｔ、　＝　Ｔ、十β　・・・・・・（２）＾なる。ただ
しα、βは協調時間、またＴ、〜Ｔ４はいずれ本数１０
０　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
ム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ＢＫは変圧器
Ｔが接続され、更に変圧器ＴＫは負荷ｚＬが接続されて
いる。ｃｎＡ、　ＣｍＢＦｉそれぞれ送電線ＴＬＫ設け
られたΔ端子側、Ｂ端子側の遮断器、ＣＲＴは変圧器Ｔ
０１次側迩断器である。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Ｃｍム＊　Ｃ
ＢＢあるいはＣＲＴ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
距離継電器ＤＺの第３段、第４段の動作領域Ｘ軸側にＺ
１１ＩＸＪ８Ｍが入って来ることが有抄、それに負荷電
流が重畳すると、更に第３段、第４段が動作し易くなる
。即ち、従来たとえば第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ＫＰ
％Ｎとして設けこの両者の出力の論理積（ＡＮＤ　）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いずれか一方が不動作となるようｋする手段が
考えられている。

しかしながら、上述し友よう々負荷電流の重畳を考える
と、このような手段もあまに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。

まえ、変圧器の励磁突入電流の減衰時定数は長いもので
は数ｓｅｃ＆ｃ達するため、上記のような時限管、　Ｉ
　Ｔ４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。

本発明は上記簡題点を解決するため虻なされた鬼のであ
り、励磁突入電流と事故電流とを確実にる。　　− 以下図面を参照しつつ実施例を説明する。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図忙おける時゛間可変形オンディレィ回路を
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、嬉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図における高斌通過フィルタを示
す図、第示す図、第１３図は第５図における継電器の特
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
におけるブラインダ−形距離継電器の特性を示す図であ
る。

第５図において、入力電圧Ｖ及び入力電流ＩＦｉ、補助
変圧器ｌ及び補助変流器２に印加される。補助変圧器１
の出力端は、メモリー回路３に接続され、その出力は方
形波変換回路４に接続される。

一方、補助変流器２の出力端は、その出力を送電線の線
路アングル９だけ進める移相回路５を介し、ベクトル合
成回路６に接続され、さらにベクトル合成回路６には前
記補助変圧器１ｊＣ接続された整定回路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に接続され、その出力ＦｉＡＮＤ回路１６
ｃ接続される。

ＡＮＤ回路９においては、前記方形波変換回路４の出力
も接続され、時間可変形オンディレィ回路１０を介して
前記継電器の出力端子とされる。

第６図は前記時間可変形オンディレィ回路ｌＯの詳細を
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
を組合せた構成である。即ち、Ｒ１〜Ｒｔｓは抵抗器、
ｃｌｅｃ、＃ｉコンデンサ、ＴＲＩ　。

ＴＲ２、ＴＲ４、ＴＲ５、ＴＲ６はスイッチング用トラ
ンジスタ、ＴＲ３はＦＩＴスイッチであって、後述する
インラッシュ検出回路によって閉路される。又、本発明
の構成に幹いては、前記時間可変形オンディレィ回路１
００制御端子（第６図に示すＴＲ３０Ｇ）には、補助変
流器、２に接続し九インラッシュ検出回路１１の出力端
が接続される。

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Ｕは、入力電流ｌを適当な電圧
に変換したものを入力とし、これＫ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）。１３は同じ上記
電圧を入力とじ、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−成
分を検出する（後述する）。そして前記高域通過フィル
タの出力を入力信号とし半波（ｔたは全波）整流する整
流回路１４、及び入力信号を滑らかな直流信号に変換す
る平滑回路１５を介して送出する。１６は低域通過フィ
ルタｎ及び平滑回路１５の出力信号ｖＤｃ及びｖＨを夫
々抑制量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「
１」として前記時間可変形オンディレィ回路１０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１５として例えば、カットオフ周波数が基本周波数よ
）充分に低いところにある低域通過フィルタを用いる。

第８図は上記低域通過フィルタ１２の詳細な回路構成を
示すものである。図において、Ｊ４　ｅ　Ｒ１４’　ｅ
札Ｓ　’　ＲＩＩＩは抵抗器％　Ｃ，ｅ　ＣＱはコンデ
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１３の詳細な回路構成
を示すものである。図において、Ｒ１，・Ｒ１，′・Ｒ
ＩＩ　’　”ＩＩは抵抗器、Ｃ４＠Ｃ′４はコンデンサ
、ＩＣ２は演算増幅器である。

第１０図は前記比較器１６の詳細な回路構成を示すもの
である。図において、ＶＤＣ及び霜　前記第７図におけ
る低域通過フィルタ１２及び平滑回路１５の出力直流レ
ベルであり、ｖＤＣはプラス電位を有する抑制量、ま九
ｖＨ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ＩＫよる電圧が変圧器励磁突入電流の時には、
動作量であるｖＨが抑制量であるＶＤＣよりも大となる
ため、鳳　＋ｖＤｃ≦０　・・・・−（３） なる条件が満たされる。従って第１ｏｒＩＡＶｃ示す様
に各出力Ｖｌ’ｆ　ｓ　ＶＤＣを加算回路１７の入力と
すれば、ｖ）１１ｖＤｃの大きさの比較が行ない得る。

即ち、これは加算回路１７の出力が正、もしくは負に一
＆る事を意味する。そしてこめ加算回路１７の出方をレ
ベル検出回路１８にて基準電位ｖＢ　　と比較する様和
すれば、入力電圧（ｖＨ十ｖＤｃ）がある所定の以上に
なった時Ｋ「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ｌを介して継電器内部に印加される。又、電
流！は補助変流・器２にて継電器内部に導入されふ。継
電器内部に導入された電圧信号はメモリー回路３を経て
電圧信号に、Ｖとし、方形波変換回路４０入力とされる
。

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、Ｉ
Ｋされ、ベクトル合成回路６に印加される。ベクトル合
成回路６においては、前記補助変圧器１よりの電圧信号
を整定回路７を介して電圧信号に、Ｖとして印加され、
合成信号に、Ｉ　−に、Ｖとして方形波変換回路８に印
加される。方形波変換回路４及びｇ°小出力次段のＡＮ
Ｄ回路９を介して時間可変形オンディレィ回路１０に、
印加される。

そこでム冊回路９の出力は、前記方形波変換回路４及び
８が共に「１」出力であるとき出力を生じ、前記オンデ
ィレィ回路１０の時間（第１３図の位相特性を得るには
θ１＝９０°の時間）以上「１」が継続すれば継電器は
トリップ出力を発生する。

以上の様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ＩＲＵＳＨで誤動
差しない様にするＫは、第５図ブロック図に示すインラ
ッシュ検出回路１１と時間可変形オンディレィ回路１０
＆Ｃよる動作に依存する。以下にインラッシュ検出回路
１１の作用をのべる。

番 まず、前記モー形距離継電器の入力電流を工として、変
圧器投入による変圧器励磁突入電流ＩＲＵｉｌＨが印加
された場合を考える。変圧器突入暖流ＩＲＵＳＨは、概
念的には第１１図（４０様に示すことができる。今、第
１１回頭に示すように電流ＩＲＵＩｉＨが前記モー形距
離継電器内の低域フィルタ１２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、←）Ｋ示す様な
波形ｖＤＣの電圧、即ち、直流分が出力伐れる。これは
換言すれば、入力電流！１ｌＵ１１１１から、第２調波
の影響が除去されることを意味する。これＫより、低域
通過フィルター２の出力としては入力電流Ｉ　ＲＵｌｉ
Ｈの直流分（Ｖｏｃ）が出方されることになる。

一方、前記モー形距離継電器の入力電流ＩＲＵ８Ｈけ高
域フィルタ１３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、ｅうに示す様な波形■Ｈ′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１１１Ｕ８Ｈ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１３の出方
とじては、入力電流ＩＩＵａＨ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１３の出
力は、整流回路１４にて半波整流され、その出力は次段
の平滑回路１５で平滑されることＫより、滑かな直流信
号ｖＨＫ変換される。次に１この平滑回路１５で直流信
号に変換された高域通過フィルタ１３の高調波成分出力
■Ｈと前記低域通過フィル月２の出力ｖＤｃを比較器１
６に夫々加えられる。この場合比較器１６においては、
抑制量として低域通過フィルタνの出力ｖＤｃ（直流分
）が、又、動作量として平滑回路１５を通して得られる
高域通過フィルタ１３の出力ＶＨ（高調波）が、夫々加
え６れる。この場合第１１図（ハ）に下す様な動作量で
ある高調波成分１′が、直流分ｖＤｃ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１ｇで検出し
、動作ｌ１ｖＨが抑制量ｖ。Ｃより犬である時「１」を
、またその逆に抑制量ｖ。Ｃが動作量ｖＨより大である
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、この場合には出力には「１」を生じること
になりインラッシュ検出回路１１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１２で検出され、これ（イン は第１２図−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直流分が減衰した後は、低域通過フ
ィルタ１２の入力電圧としては基本波成分がほとんどと
なり、低域通過フィルタ１２の直流分出力は第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（２０〜５０ｍ５　）経過後には零となる。

一方高域通過フィルタ１３で検出される高調波成分はこ
の場合第７図ｅつに示す様に零である。従って整流回路
１４及び平滑回路１５全通して比較器１６に加えられる
高域通過フィルタ１３の出力は零であるから、比較器１
６には低域通過フィルタ１２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が大きくなり、比
較器１６の出力は「０」となる。即ち、インラッシュ検
出回路１１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１１の出方で第６図に示す時
間可変形オンディレィ回路ｌｏのＦＥＴスイッチＴＲ３
を駆動すると、時間可変形オンディレィ回路の測定時間
は、ＴＩ　＝τｃＩｍｓ　（τけＲ８とＲ９の分圧で定
まる値）からＴ、　＝τ（ＣＩ十〇２）Ｒと時間が長く
なり第１３図に示す如く前記オンディレィ回路１゜によ
る時間測定角は＃１が０２となる（θ１＜ＴＩ、θ２シ
Ｔｘ　）。

そのため、モー形距離継電器の動作域は第１３図に示す
如く木ノ葉形となり、蕗１４図に示す如く変圧器突入電
流単独でのインピーダンスｚＩＩＵＩＩＩＩＩＬ　１印
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アも
、前記第１４図に示す如くインピーダンスｚ！ｔｕｒｓ
ａ軌跡＠は本継電器の動作域（木の葉特性）に滞在する
が、その時間は円特性時よりけるかに短かく、かつ前述
の従来技術に示した第３段及び第４段限時トリップ用タ
イマ一時間Ｔ３゜Ｔ４より短かいため、遮断器トリップ
ＫＦｉ至らない。

そのため、変圧器突入電流ＩＩＵＩＩＨＩｒｉ動作せず
、事故電流ＩＰで動作する動作域が可変できるモー形距
離継電器を得たことになる。

以上詳細に説明した様に第５図の様な構成を有するモー
形距離継電器により、系統に発生する事故電流と変圧器
励磁突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。

本発明は他に円特性を有する時間棚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
ンピーダンス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言うまでもない。

又、本発明は他に吟間測定形の直線プライング−形距離
継電器においても適用軒並である。本ブラインダー形距
離継電器においては、第１５図に側の動作域を有する特
性は折れ曲り変圧器突入電１％Ｅ　ＩＩＬＵｌｉＨでの
インピーダンスＺＩＲＵＢ１１をさけることができる。

そのた吟、一本発明一実施例と同一の作用効果を得る事
が明白である。

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Ｋより保護範囲を狭めると同時に
インピーダンス軌跡の滞留時間を短かくするよう構成し
たので、変圧器の励磁突入電流と事故電流を確実に判別
して電力系統を保鏝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
示す回、第２図は第１図の距離継ＩＩ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図における時間可変形オン
ディレィ回路を示す図、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図における高域通
過フィルタを示す図、第１０図は第７図（／ソ における比較回路を示す図、第１１図（（）〜縛及び（
／、Ｑ 第１２図（（イ）〜縛は第７図における作用を示す図、
第１３図は第５図における継電器の特性を示す図、第１
４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ブライン
ダ−形距離継電器の特性を示す図である。 １０・・・時間可変形オンディレィ回路、１２・・・低
域通過フィルタ、 １３・・・高域通過フィルタ、 １４・・・整流回路、 １５・・・低域通過フィルタ。 （７３１７）代理人　弁理士　則　近　憲　佑（はが１
ｒ馬５図 馬６図 帛９図

Claims (1)

【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、前記各電気被の
   合成値によって位相比較を行なうことにより事故点まで
   の距離に応じて動作する位相比較方式による距離継電器
   において、電流入力端側に高調波検出回路と直流分検出
   回路とを夫々そなえ、上記高調波検出回路によって特定
   の高調波を検出すること妃より時間測定角度を変化させ
   て動作域を減少させると共に、インピーダンス軌跡の動
   作域滞在時間を減少させることを特徴とする距離継電器
   。