JPS5850086B2 - ４ ヘンケイキヨリケイデンキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディジタル式の４辺形距離継電器に関する。

従来の４辺形距離継電器はアナログ式のものであって、
第１図に示すように抵抗Ｒとリアクタンスｊｘとで表わ
される平面上の平行４辺形内を動作範囲とし、線路イン
ピーダンスがこの範囲に入る場合に系統の故障区間をし
ゃ断するものである。

この平行４辺形を決定するには、まず、第２図より明ら
かなように、補助変流器１で得た電流ｉを基準にし、こ
の電流と、線路のインピーダンス角にほぼ等しい角を有
する整定インピーダンス２゜とで電流ｉより進んだイン
ピーダンス降下１ｚ□を設定する。

更に、補助変圧器２で得た電圧■と１２□との差ベクト
ル１ｚｏ−■と、電圧Ｖと電流ｉとの差ベクトルｖ−ｉ
求める。

すると、辺ａはベクトル１ｚ□ Ｖが電流ｉに対し０
〜１８０°進んだ範囲内にあるという条件で決定され、
辺ａ′はベクトルｖ−ｉがｉに対しＯ〜１８０°進んだ
範囲内にあるという条件で決定される。

また、辺すはベクトルｖ−ｉが１ｚ□に対しＯ〜１８０
°進んだ範囲内にあるという条件により決定され、辺ｂ
′は１２０ Ｖが’ｚＯに対し０〜１８０°進んだ範
囲内にあるという条件により決定される。

従って、第１図においてＶが平行４辺形の中にあるため
には、ベクトル１ｚ□ Ｖとｖ−ｉを原点０が基点に
なるよう平行移動した場合、ベクトルＩＺ□Ｖとｖ−ｉ
が角度α内に存在することが必要になる。

これを瞬時波形で示すと、第３図のようになり、このα
内に１ｚＯＶとｖ−ｉが入る場合に距離継電器を動作さ
せている。

しかしながら、この従来の距離継電器は本質的にアナロ
グ式のものであり、小エネルギのディジタル情報を扱い
得るものではない。

また、従来の距離継電器は一般に電流ｉを基準にして整
定インピーダンスｚｏとの積により電流ｉより進んだ量
１ｚ□を作るものであるが、進み量はディジクル的に作
ることは困難である。

例えば、電流ｉを微分して進みベクトルを作ることも考
えられるが、電流波形に高調波が含まれる場合は微分波
形データの信頼度が低く誤差が大きくなるので好ましく
ない。

本発明は、このような従来技術の問題点にかんがみ、進
みベクトルの問題を解決し得るディジタル式の４辺形距
離継電器を提供することを目的とする。

このための本発明の距離継電器の特徴は、進みベクトル
を作る代りに検出電圧に対し遅れ電圧を作り、これら両
型圧により作られる平行４辺形の中に電流ベクトルが存
在するか否かを見る点にある。

以下、本発明の１実施例を第４図以下の図面について説
明する。

一般にディジタル回路では前述のように進み量を得るこ
とは困難であるが、遅れ量は例えばシフトレジスタなど
により容易に作ることができる。

そして、第１図の場合には電流ｉを基準にしてそれより
進んだ量ＩＺｏを作ったが、本発明の場合は電圧特に検
出電圧Ｕ−Ｖｓｉｎωｔより幾分遅れた、例えば１サン
プル遅れた電圧ｖｏ１＝Ｖｓｉｎ （ωを十〇。

１）を基準にするとともに検出電圧Ｖより数サンプル遅
れた電圧Ｖ。

２＝Ｖｓｉｎ（ωｔ＋θ。

２）を設定し、検出電流ｉに適当な定数（基準ベクトル
定数）をかけたベクトルｉ−に−Ｅｓｉｎ（ωｔ＋θ）
を利用して第１図の場合と同様に４辺形の各辺を決定す
る。

すなわち、辺ａは電圧ベクトルＶ。

２と電流ベクトルｉ−にとの差Ｖ。２−ｉ−ｋが■。

１に対してＯ〜１８０度遅れた範囲内にある条件により
決定され、辺ａ′は電流ベクトルｉ−にと電圧ベクトル
Ｖとの差がＶＯＩに対して０〜１８０度遅れた範囲内に
ある条件により決定される。

また、辺すはｉ、に−ｖがＶＯ２に対して０〜１８０度
遅れた範囲内にある条件により決定され、辺ｂ′は■。

２−１−ｋがＶ。２に対してＯ〜１８０度遅れた範囲内
にある条件により決定される。

そして、第５図に瞬時値で示すように■。１とＹｏ２の
なす角（θｏ２−θ。

１）を１８０度よりマイナスした角度α＝１８０度−（
θｏ２−θ。

１）内に２つの差ベクトルｉ−に一■、ｖｏ２−１−ｋ
がある場合、インピーダンスは辺ａ 、 ａ’、ｂ 、
ｂ’よりなる４辺形内にあると判断できる。

第４図の場合、注意すべきは基準電圧が検出電圧■より
幾分（例えば１サンプル）遅れた電圧■ｏ１であり、か
つ１つの差電圧がｉ−に−ｖであってｉ−に−ｖ。

１でないことである。この場合、その差ベクトルをｉ”
ｋ ｖｏｌであるように選ぶとベクトルｉ−ｋが４辺形
の境界となるベクトルＶ ０１上にくる場合、周波数、
温度、定数の変化により距離継電器が動作したり動作し
なかったり、すなわち不完全動作をすることがあるので
、この不完全動作を避けｉ。

１上にｉ−ｋがくる場合をも完全動作範囲とするように
するために、差ベクトルをｉ−に−ｖｏｌでなくｉ−に
−■に選び、そして、Ｖ （） ｔと■。

２のなす角（θｏ２−００１）を１８０度よりマイナス
した角度α＝１８０°−（θｏ２−θ。

１）内に（Ｖと■。

２のなす角θ。２を１８０度よりマイナスした角度１８
０−θ。

２ではない）２つの差ベクトルｉ−に一■、ｖｏ２−１
−ｋがあるかどうかを見るようにしたのである。

この場合の動作判定はＶ。

１×ｖｏ２のサインビットかのであってＶ。

２−ｉ −ｋ 、 ｉ −ｋ−ｖのサインビットが両方
とも変化した時はじめて行なわれる。

例えば第５図の場合、ｖｏ１×Ｖｏ２のサインビットか
のであるα領域で時間がｔｌ、ｔ２の時それぞれ■。

２−１−に、ｉ−に−■のサインビットが変わるが、時
間ｔ２に至ってはじめて距離継電器が動作されることに
なる。

また、ｖｏ１×ｖｏ２の極性変化と同時に各差電圧のサ
インビットが変化した場合も動作と判定する。

以上の本発明の４辺形距離継電器の回路は第６図に示さ
れる。

すなわち、補助変流器、変圧器および高調波除去用のア
クティブ・フィルタ（いずれも図示せず）を介してそれ
ぞれ得られた電流１１電圧ＶはそれぞれＡ／Ｄ変換器１
，１１でディジタル化される。

Ａ／Ｄ変換された電流ｉは係数器２でｌ−にとなり減算
器３へ入れられる。

一方、Ａ／Ｄ変換器１′でディジタル化された出力は並
列のメモリ（例えばシフト・レジスタ） ４ 、４’へ
送られる。

これらのメモＩＪ ４ 、４’の出力はそれぞれに１゜
ｋ２個前の遅れたサンプルである。

メモリ４′の出力ｖｎ−に２は減算器３へ入力され、そ
こでｖｎ −に２−１−ｋが計算されその出力は■とし
て示される。

また、Ａ−／Ｄ変換器１′の電圧出力は減算器３′にお
いて係数器２の出力ｉ−ｋから減算され、ｉ・ｋ−ｖｎ
が出力■となる。

一方、メモＩＪ ４ 、４’の出力ｖｎ ｋｌとｖｎ
−に２は乗算器５で乗算される。

極性判別器６は乗算器５からの出力の極性が■の場合、
すなわち、第５図の範囲α（ＶＯｌと■０□が共に正の
とき）にある場合、減算器３，３′の出力は共にｅから
■にサインビットが変化し、また（Ｖｏｌと■ｏ２が共
に負のとき）減算器３，３′の出力は共に■からｅにサ
インビットが変化したとき動作出力を発生する。

以上説明したように、本発明の距離継電器は検出電流、
検出電圧をディジタル符号に変換し、乗算器、減算器お
よび極性判別器を用いてディジクル演算を行うものであ
るから、従来のアナログ方式に比べ、装置を作動させる
電力が少なくてすむ外に、ノイズによる誤動作の除去が
容易であると共に、高速度の演算処理が可能となり、事
故発生を短時間に、正確に検出して、すばやく防止対策
の処理ができるという実用上重要な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の４辺形距離継電器の動作範囲のグラフ
、第２図は第１図に示したそれぞれの差電圧を得る回路
、第３図は第１図のベクトルの各々を波形で示したグラ
フ、第４図は本発明の距離継電器のベクトルの設定方法
を示すグラフ、第５図は第４図のベクトルを波形で示し
たグラフ、第６図は本発明の距離継電器の回路図である
。 １．１′・・・・・・Ａ／Ｄ変換器、２・・・・・・係
数器、３゜３′・・・・・・減算器、４，４′・・・・
・・メモリ、５・・・・・・乗算器、６・・・・・・極
性判別器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 検出電圧より１サンプル遅れた電圧■。 、を基準にするとともに前記検出電圧より数サンプル遅
   れた電圧■。 ２を設定し、この電圧■。２から検出電流と基準ペルト
   ル定数との乗算値を減算し、かつ前記検出電流と基準ペ
   ルトル定数の乗算値から前記検出電圧を減算し、しかも
   前記１サンプル遅れた電圧■。 １と数サンプル遅れた電圧■。２が共に正のときには前
   記両減算結果が共に負から正に、また電圧■。 １と■。２が共に負のときには前記両減算結果が共に正
   から負にサインビットが変化したときに動作出力を発生
   させるようにしたことを特徴とす、る４辺形距離継電器
   。