JPS583527A - 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走距離継電器に関するものである。

電力系統を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、近年電力系統保護における信頼性を向
上させるため、館１図に示すような特性を有する距離継
電器が、＠に送電線保饅用後備保護継電装置に多く用い
らねている。詑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段用限時の稜遮断を、第３段、第４
段はこれより更に遠方の限時連断を行なうことをその保
護業務として、い予。こあ場合、第ｉ〜４段の！時値断
時間をそれぞれＴ、　、Ｔ、　、Ｔ、で表わすと、Ｔ、
　＝　Ｔ、＋α　　・・・−・−・　（１）Ｔ、　＝　
Ｔ、＋β　　・・・・・・・　（２）となる。ただし、
α、βは協調時間、ま九〒２〜Ｔ４はいずれも数１０（
ｍａｅｅ程度の時簡としているのが普通である。

第２図＃′ｉ第１図で示した特性を有する距離継電器Ｄ
Ｚ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、端子用には変圧器
Ｔを介して負荷ｚ１が接続されている。ＣＢＡ。

ＣＢ、Ｆｉそれぞれ送電ｍｌ　ＴＬ　Ｋ設けられたム端
子側、旦端子側の各遮断器、ＣＢ、は変圧器Ｔの１次側
遮断器である。なお、変圧器Ｔの２次側遮断器は図示し
ない。このような系統において、遮断器ＣＢ、、ＣＢい
あるいはＣＢ、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段の動作領域に入って来ること
が有り、それに負荷電流が重畳すると、更に第３段、第
４段が動作しやすく表る。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ＫＰＳＮとして般社この両者の出力
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ＦｉＰ、Ｎいずれか一方が不動
作となるようＫする手段が多く用いられている。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り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
記のよりな［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
定数は長い亀のでは数ｓｅｃ　Ｋ達するため、上記のよ
うな時限Ｔ１．Ｔ４が設定されていて本、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。

本発明は上記のような従来の不具合を解決するため罠な
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護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。

以下図面を参照しつつ本発明の一実施例を説明する。第
５図は本発明によるモー形距離−電器の一実施例ブロッ
ク図、第６図は第５図に於ける可変増幅器を示す図、第
７図は第５図に於けるインラッシュ検出回路を示す図、
第８図は第７図に於ける低域通過フィルタを示す図、第
９図はｔｓ７図第１３図は第５１１に於ける継電器の特
性を示す図、第１４図は他の実施例に於けるモー形距離
継電器を示すｌｌｏ第１５図は他の実施例第１４図に示
すモー形距離継電器の可変増幅回路である。

第５図に於いて、入力電圧Ｖ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。補助変圧器ｌ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、可変増幅回路５Ｋｌｌ
絖される。

第６図は前記可変増幅回路の詳細を示すもので反転増幅
器を２段カスケードに接続したものである。つｔり第＠
ＩＩＫ於ｔｎテＲ，Ｒ，ｌＲ３１Ｒ４１Ｒ，Ｆｉ、抵抗
器、ＩＣＩ、ＩＣ２は演舞増幅器、ＴＲＩ　Ｆｉ後述す
るインラッシュ検出回路の信号によって閉略するＦＥＴ
スイッチである。

以上のように構成された可変増幅回路５の出力端は、そ
の出力を送電線の線路アングルψだけ進めるための移相
回路６を介しベクトル合成量、路７に接続され、更にベ
クトル合成回路７ＫＦｉ前記補助費圧器１に接続された
整定回路８の出力端も接続される。又前記ベクトル合成
回路７の出力端は方形波費換回路９に接続され、その出
力Ｆ！ａ回路１０に接続される。

Ｐ■回路１０に於いては、前記方形波費換回路４の出力
が接続され、オンディレィ回路１１を介して前記継電器
の出力端子とされる。文本発明の構成例に′於いては前
記補助変流器２の出力端にする可変増幅回路５０制御端
子（第６図に示すＴＲＩのＧ）Ｋは、補助費流器２に接
続された。イン２ツシュ検出回路１２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
本のである。図において１Ｂ［、入力電流Ｉを適轟な電
圧Ｋｍ換して入力とし、これより基本波（商用周波）成
分及び高調波成分を除去、−ち、直流成分を検出する低
域通過フィルタ（後述する）である。１４は同じく上記
電圧を入力し、これより基本波（商用周波）成分及び低
周波成分を除去、即ち、高調波成分を検出する高域通過
フィルタ（＆述する）で、その出力を入力信号とし半波
（または全波）整流する整流回路１５、及び入力信号を
滑らかな直流信号ＫＷ換する平滑回路１６を介して送出
する。１７は前記低竣通過フィルタ１３及び平滑回路１
６の出力信号ｖＤ０及びｖｌＩ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」として前記可変
増幅回路５へ送出するためＫ、上記平滑回路１６として
例えば、カットオフ周波数が基本周波数より充分に低い
ところＫある低域通過フィルタが用いられる。

第８ＷＪは上記低域通過フィルタ１３の詳細な回路構成
を示すものである。図においてＲ，ＩＲ，’ＩＲ，，Ｒ
。

は抵抗器、ＣＩ　＋ＣＩ’はコンデンサ、ＩＣ３は演算
増幅幅器である。

第９図は、上記高域通過フィルタ１４の詳細な回路構成
を示すものである０図においてＲ＠　＊　Ｒ＠ＺＲ１゜
。

Ｒ１１は抵抗器、Ｃｈｅｃｋ’はコンデンサ、ＩＣ４は
演算増幅器である。

第１０図は前記比較器１７の詳細な回路構成を示す。

図においてｖＤｏ及びｖＭは前記第７図における低域通
過フィルタ１３及び平滑回路１６の出力直流レベルであ
り、■１゜はプラス電位を有する抑制量、またｖＩはマ
イナス電位を有する動作量である。セして■ヨ＋ｖつ。

≦０　　・−・−・（３）なる条件が満たされる。従っ
て第１０図に示す様に各出力ＶＩ、　Ｖり。を加算回路
１８の入力とすればＶ、％ｖ１゜の大きさの比較が行な
い得る。即ち、この事は加算回路１８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１８の
出力をレベル検出回路１９にて基準電位ｖｌと比較する
ようにすれば、入力電圧（ＶＩ＋Ｖ、。）がある所定以
上になった時Ｋ「１」信号を得ることができる。以上の
様に比較回路１７を構成する。

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ｖＦｉ
、補助費圧器１を介して継電器内部に印加される０又電
流■は、補助費流器２にで継電器内部に導入される。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を介して、可変増幅回
路５に導入され、更に移相回路６により送電線の纏絡ア
ングルψだけ進められた信号に、Ｉにされ、ベクトル合
成回路７に印加される。ベクトル合成回路７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８を介し
て電圧信号に、Ｖとして印加し、合成信号に、Ｉ−に、
Ｖとして方形波変換回路９に印加される。方形波変換回
路４及び９による出力は次段のＡＮＤ回路１０を介して
オンディレィ回路１１に印加される。そこで鰻回路１０
の出力は、前記方形波変換回路４及び９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１１の
時間（雛１０の位相特性を得るには、θ＝９０°の時間
）以上出力「１」が継続すれば継電器はトリップ出力を
導出するＯ 以上の様に動作する前記モー形距離継電器において、肇
圧器投入による変圧器の励磁突入電流！、ｌ□、で誤動
作しないために社、第５図ブロック図に示１インラッシ
ュ検出回路１２と可変増幅回路５が存在するためである
。以下にインラッシュ検出回路の作用をのべる０ 普ず前記モー形距離継電器の入力電流を！とし変圧器投
入による変圧器励磁輿入電流ｌＮＮｍ１ｌが印加された
場合を考える。変圧器突入電流！□、Ｎは、（α） 概念的には算１１図帥の様に示すことができる◎今、（
α） 第１１図［Ｋ示すように電流Ｉ□□が前記モー形距離継
電器内の低域フィルタ１３に加えられると、そ（鋺 とてその基本波及び高調波成分が除去され、−に示す様
な波形ｖＤ０の電圧、即ち、直流分が出力される。換言
すれば、入力電＃ｌＩｍｗ□から第２調妓の影響が除去
されることを意味する。これＫより、低域通過フィルタ
１３の出力としては入力電流！。。

の直流分（■ゎ。）が出力されるととＫなる。

一方、前記モー形距離継電器の入力電流ＩＩＵＩＨは高
域フィルタ１４にも加えられ、そこでその基本（Ｃ） 妓及び低周波成分が除去され、？’４ｒｃ示す様な波形
■′の電圧、つまり高調波成分が出力される。換言すわ
ば入力電流１１１１□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１４の出
力としては、入力電流工、□、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１４の出力は、整流回路
１５にで半波整流され、その出力は次段の平滑回路１６
で平滑することにより、滑らかな直流信号ＶＩＫ費換さ
れる。次にこの平滑回路１６で、直流信号Ｋｌ”換され
た高域通過フィルタ１４の高周波成分出力ｖＩと前配低
斌通過フィルタ１３の出方ｖＤｏを比較器１７に夫々加
えられる。この場合比較器１７に於いては、抑制量とし
て低域通過フィルタ１３の出力Ｖ、ｃ（直流分）が、又
動作量として平滑回路１６を通して得られる高域通過フ
ィルタ１４の出力ｖｌ（高調波）が、夫々加えられる。

・この場合第１１図＜Ｃ） （ハ）に示す様な動作量である高調波成分■８′が、直
流分ＶＤＯＫ比較して充分大きな本のが得られる。従っ
てこれを比較器１７で検出し、動作量ｖｌｉが抑制量ｖ
Ｄ０より大である時°「１」を、またその逆に抑制量ｖ
Ｄ０が動作量■、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「１」を生じることになりインラッシュ検出回
路１２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、その事故電流工、
は事故発生直後に生じる過渡直流分が第７発生直後に生
じる過渡直流分が減衰したｑ＆け、低域通過フィルタ１
３の入力電圧としては基本波形分が＃１とんどとなり、
低域通過フィルタ１３の直流分（帥 出力は第１２図−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（２０〜５０ｎｕｓ　）蔽過後
Ｋｉｄ零と々る。一方、高域通過フィルタ１４で検出零
である）従って整流回路１５及び平滑回路１６を通［２
て比較器１７に加えらｈる高域通過フィルター４の出力
は零であるから、比較器１７には低域通過フィルタ１３
の出力のみが加えられ、その結果比較器１７においては
抑制量ｖ１゜が大きくなり、比較器１７の出力は「０」
である。即ち、インラッシュ検出回路１２の出力は送出
されず、受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１２の出力で第６図に示す可
変増幅回路のＦＥＴスイッチＴＲＩ　ｆ駆動すふと、可
す増幅回路５の増幅率は、− そのためモー形距離継電器の動作域は、８１３図に示す
如く動作リーチが−となり、この動作リー、チを前記第
１図第２段距離継電器より短かいとすれば、変圧器励磁
突入電流■□ｌでモー形距離謎電器は不要動作せず、し
かも事故電流ＩＦ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Ｋ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禁圧器
励磁突入電流とを確実に識別【７得ることができ、電力
系統の保護が確実に行がい得る０ 以上の説明は変圧器の励磁突入電流を検出［２、測距用
の電流信号の増幅度を変化させモー形距離継電器の動作
域を変化させる例を説明した。しかし本発明は、前記実
施例に限定されるものではない。そこで測距用の電圧信
号の増幅度を変化させ、動作域を変化させ石モー形距離
継電器の実施例を第１４図によって説明する。第１４図
において第５図と同じ記号は、同一の構成とし得ること
を示している。

第１４図に示すモー形距離継電器は、ｔ８５図に示す一
実施例とほぼ同一の構成であるが、第５図の可変増幅回
路５は除去され、新たにインラッシュ検出回路１２にて
駆動され、可変増幅回路２０（後述する）が整定回路８
の前に接続した構成である。

第１５図は舘記可変増幅回路２０の詳細を示す本ので、
反転増幅器を２段カスケードに接続したものである。即
ち、第１５図においてＲ１２ｅＲ□３１Ｒ１４１Ｒ１１
１は抵抗器、ＩＣ５，ＩＣｅ　Ｆｉ演算増幅器、ＴＲ２
けインラッシュ検出回路１２の信号によって閉路するＦ
ＥＴスイッチである。

以上の様に構成されたモー形距離継電器においてインラ
ッシュ検出回路１２の出力によ抄、前記可変増幅回路２
０の増幅率は、 となり、入力電圧ＶＫよる電圧に、ＶはｎＫ、Ｖとなる
。換言すればに、Ｖ一定と考えると電流ＩＫよる−とな
る。

以上により上記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。

そして後方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、全波整流形リアクタンス継電器（
特公昭３９−３２６１の原理の本の）、速断読影すアク
タンス継電器轡の、一般に′Ｍ圧と電流を用いる継電器
等においても前記モー形距離継電器と同様の発明の適用
が可能な事は言うオでもかい。

以上説明した如く、本発明によねげ電圧、電流を各入力
と干る距離継電器の電流入力形態をインラッシュ検出回
路をもうけて弁別し、それが励磁突入Ｗ　＊、の場合に
距１１１ＩｗＩ電器の例護範凹を減少する如く構成した
ので、変圧器の励磁突入ｕｒｎと事故電流を確実に判別
【、て電力系統を保膜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】

ｔ＄１図は距離後備保１１に用いられる距離継電器の特
性を示す図、ｌＩ２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Ｆｉ蜜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図における可変増幅
器を示す図、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図における萬域通過フイを示
す図、第１１図鉛〜（ロ）及び館１２図−〜婢は第７図
における作用を示す図、第１３図は館５１図における継
電器の特性を示す図、第１４図は他の実施例におけるモ
ー形距離継電器を示す図０第１５図は他の実施例第１４
図に示すモー形距離継電器の可変増幅回路である。 ５・・可変増幅回路　　　１３−低域通過フィルタ１４
・・高域通過フィルタ　１５−・整流回路１６・・・低
域通過フィルタ （７３１７）代理人弁理士　則　近　憲　佑（ほか１名
）帛７図 馬８図 帛９図 帛１０図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）系統からの電圧及び電流を入力し、事故点までの
   距離に応−じて動作す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層よう制御することを特
   徴とする距離継電器。
2. （２）特定の高調波を検出するととＫより久方電圧の大
   きさを制御する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。
3. （３）特定の高調波を検出することにより久方電圧及び
   入力電流の大きさを同時に制御−す為ことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の距離継電器。