JPS5854574B2 - Protective relay device - Google Patents

Protective relay device

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JPS5854574B2
JPS5854574B2 JP51158128A JP15812876A JPS5854574B2 JP S5854574 B2 JPS5854574 B2 JP S5854574B2 JP 51158128 A JP51158128 A JP 51158128A JP 15812876 A JP15812876 A JP 15812876A JP S5854574 B2 JPS5854574 B2 JP S5854574B2
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JP
Japan
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terminal
traveling wave
time
power transmission
transmission line
Prior art date
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Expired
Application number
JP51158128A
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Japanese (ja)
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JPS5383047A (en
Inventor
利夫 高木
敏明 坂口
勝彦 上村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Tokyo Electric Power Co Inc
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Tokyo Electric Power Co Inc, Mitsubishi Electric Corp filed Critical Tokyo Electric Power Co Inc
Priority to JP51158128A priority Critical patent/JPS5854574B2/en
Priority to US05/863,677 priority patent/US4183072A/en
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Publication of JPS5854574B2 publication Critical patent/JPS5854574B2/en
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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は送電線の進行波の伝搬に着目して多端子送電
線を保護する保護継電装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a protective relay device that protects a multi-terminal power transmission line by focusing on the propagation of traveling waves in the power transmission line.

送電線を保護する保護継電装置の事故検出方式としては
、従来から電流差動方式あるいは位相比較方式などが提
案されているが、これらはすべて電圧、電流の基本波に
関する理論と、送電線は集中定数回路で表現されるとい
う前提に基づいて考えられていた。
Current differential methods and phase comparison methods have been proposed as fault detection methods for protective relay devices that protect power transmission lines, but these are all based on the theory of fundamental waves of voltage and current, and the theory that power transmission lines The idea was based on the premise that it would be expressed as a lumped constant circuit.

このため、系統事故あるいは開閉器の操作などに伴なう
過渡現象が発生した場合には、従来の保護継電装置は過
渡状態から定常状態に移行する過程で保護継電装置が誤
動作や誤不動作する可能性が高いという欠点があった。
Therefore, when a transient phenomenon occurs due to a system fault or the operation of a switch, conventional protective relay devices malfunction or malfunction during the transition from the transient state to the steady state. The drawback was that there was a high possibility that it would work.

このため従来の保護継電装置は時間遅れ特性をもたせて
高速動作特性を犠牲にすることによって上記誤動作や誤
不動作を防止していた。
For this reason, conventional protective relay devices have been provided with time delay characteristics and sacrificed high-speed operation characteristics to prevent the above-mentioned malfunctions and malfunctions.

この発明は従来の保護方式の2つの前提のいずれをも捨
てさり、送電線を分布定数回路とみなすことにより送電
線にのる電圧進行波あるいは電流進行波あるいはエネル
ギー進行波などの進行波を考え、多端子送電線にかける
これら進行波の伝搬が送電線事故により変化することに
着目し事故検出を行なおうとするものであり、従来の電
圧・電流の基本波に関する理論に基づく事故検出方式で
は困難な高速の事故検出を目的としてなされたものであ
る。
This invention abandons both of the two premises of conventional protection methods, and considers traveling waves such as voltage traveling waves, current traveling waves, or energy traveling waves on the transmission line by considering the power transmission line as a distributed constant circuit. , attempts to detect faults by focusing on the fact that the propagation of these traveling waves across multi-terminal power transmission lines changes due to faults in the transmission line. This was done for the purpose of detecting difficult high-speed accidents.

以下、無損失送電線を対象として本発明を説明する。The present invention will be described below with reference to a lossless power transmission line.

第1図はこの発明の基本原理を導くための2端子送電線
をあられしている。
FIG. 1 shows a two-terminal power transmission line for introducing the basic principle of this invention.

第1図において送電線ハ単位長当りAyeのインダクタ
ンス、キャパシタンスをもつ分布定数回路で示されてお
り、ei(t)、 1t(t)、ex(t)、1x(t
)、e2(t)、 12(t)はそれぞれ時刻tにおけ
る端子1の電圧・電流端子1から距離Xの地点の電圧・
電流及び端子2の電圧・電流であり、dは両端間の距離
である。
In Figure 1, the power transmission line is shown as a distributed constant circuit with inductance and capacitance of Aye per unit length, and ei(t), 1t(t), ex(t), 1x(t
), e2(t), and 12(t) are the voltage and current of terminal 1 at time t and the voltage and current at a point at distance X from terminal 1, respectively.
These are the current and the voltage/current at terminal 2, and d is the distance between both ends.

分布で結合される。Combined by distribution.

(1)、 (2)の方程式の解はすでに知られてあ・す
、 で与えられる。
The solutions of equations (1) and (2) are already known and are given by.

F(t−−)は端子1から端子2へ向う進行波、f(t
+−)は端子2から端子1へ向う進行波である。
F(t--) is a traveling wave from terminal 1 to terminal 2, f(t
+-) is a traveling wave traveling from terminal 2 to terminal 1.

式(3)、(4)から次式が得られる。The following equation is obtained from equations (3) and (4).

式5尿)ら次式が求められる。Equation 5) gives the following equation.

il、i2は各端子から流入する方向を正とする。For il and i2, the direction of inflow from each terminal is positive.

魂6)からは次式が求められる。From soul 6), the following formula can be obtained.

11y12は各端子から流入する方向を正とする。11y12 assumes that the direction of inflow from each terminal is positive.

従って、式(7)、 (8)、 (9)、 (10)か
ら端子1,2の電圧電流に関して の関係式が成立する。
Therefore, from equations (7), (8), (9), and (10), a relational expression regarding the voltage and current of terminals 1 and 2 is established.

(11)、 (12)7)関係式は送電線内部に事故な
どの異常が発生しない限り常に成立し、内部に事故が発
生した時のみ不成立となるから、保護を目的とする内部
事故判定に有効なものである。
(11), (12)7) The relational expression always holds true unless an abnormality such as an accident occurs inside the power transmission line, and it does not hold only when an accident occurs inside the transmission line, so it is useful for determining internal accidents for the purpose of protection. It is valid.

すなわち、式(11)を利用してなる量を定義すると、 端子1端子2内に内部事故があるとき、 ε1(t) y’ O(14) 端子1端子2内が健全であるとき ε□(t) = 0 (1
5)の関係がある。
That is, if we define the quantity using equation (11), when there is an internal fault within terminal 1 and terminal 2, ε1(t) y' O(14) When terminal 1 and terminal 2 are healthy, ε□ (t) = 0 (1
5) There is a relationship.

式(13)の61(t)を用いて内部事故の有無の判定
ができる。
The presence or absence of an internal accident can be determined using 61(t) of equation (13).

式(13)は電流の次元をもつ量で与えられているが、
両辺を2倍することにより電圧の次元をもつ量で与える
こともできる。
Equation (13) is given as a quantity with dimensions of current, but
By doubling both sides, it can also be given as a quantity having the dimension of voltage.

すなわち、 で与えられるε2(t)を用いても内部事故の有無の判
定がかとなえる。
In other words, it is possible to determine whether there is an internal accident by using ε2(t) given by ε2(t).

第2図はこの原理に基づく保護継電装置の一例を示すブ
ロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a protective relay device based on this principle.

第2図にかいて、1,2はそれぞれ端子1あ・よび端子
2. B、 、 B2は端子1、端子2にかける母線、
CTは系統電流を計測する計器用変流器、PTは系統電
圧を計測する計器用変圧器、4は電流電圧入力装置、5
は遅延時間τを有する遅延回路、6は演算装置、7は送
信装置、8は受信装置である。
In FIG. 2, 1 and 2 are terminals 1A and 2, respectively. B, , B2 are the busbars connected to terminals 1 and 2,
CT is an instrument current transformer that measures system current, PT is an instrument transformer that measures system voltage, 4 is a current voltage input device, 5
is a delay circuit having a delay time τ, 6 is an arithmetic unit, 7 is a transmitter, and 8 is a receiver.

次にこの保護継電装置の動作について説明する。Next, the operation of this protective relay device will be explained.

端子1では時間を一τにかいてCTおよびPTで計測さ
れた電流i1 (t−τ)、el (を−τ)が電流電
圧入力装置4に導出される。
At the terminal 1, the currents i1 (t-τ) and el (-τ) measured by CT and PT with time equal to τ are outputted to the current-voltage input device 4.

電流電圧入力装置4は実際にはアナログディジタル変換
回路を有して釦り、入力信号をディジタル信号に変換し
て遅延回路5に出力する。
The current/voltage input device 4 actually has an analog-to-digital conversion circuit, converts the input signal into a digital signal, and outputs the digital signal to the delay circuit 5.

遅延回路5は入力信号を時間τだげ遅延させて演算装置
6に出力する。
The delay circuit 5 delays the input signal by a time τ and outputs the delayed signal to the arithmetic unit 6.

一方、端子2では時間tにかける電流12(0、電圧・
e2(t)を計測し、これらの計測値を送信装置7を使
って端子1の受信装置8に送出する。
On the other hand, at terminal 2, the current 12 (0, voltage
e2(t) is measured, and these measured values are sent to the receiving device 8 of the terminal 1 using the transmitting device 7.

演算装置6は遅延回路5から入力される自端の電流、電
圧あ・よび受信装置8を経由して入力される他端の電流
、電圧について式(13)の演算を実行し、演算値が式
(14)の関係にあるときはしゃ断器にトリップ指令信
号を出力する。
The calculation device 6 executes the calculation of equation (13) on the current and voltage at its own end inputted from the delay circuit 5 and the current and voltage inputted at the other end via the receiving device 8, and calculates the calculated value. When the relationship expressed by equation (14) is met, a trip command signal is output to the breaker.

こ\で、この発明の基礎とする内部事故判定の基本式で
ある式(11)、 (12)の物理的意味を説明しよう
Let us now explain the physical meaning of equations (11) and (12), which are the basic equations for determining internal accidents on which this invention is based.

式(11)の左辺は時間を一τにおいて端子1から送電
線へ進入する進行波を電圧の次元で表現したものである
The left side of equation (11) expresses the traveling wave that enters the power transmission line from terminal 1 at a time of 1 τ in terms of voltage.

一方、式(11)の右辺は時間tにおいて端子2から流
出する進行波を電圧の次元で表現したものである。
On the other hand, the right side of equation (11) expresses the traveling wave flowing out from the terminal 2 at time t in the voltage dimension.

したがって、式(11)の両辺を比較すると時間を一τ
において端子1から端子2へ向って進行する進行波が時
間τ後には端子2に達することを示していることが理解
される。
Therefore, comparing both sides of equation (11), the time is 1τ
It is understood that the following shows that the traveling wave traveling from terminal 1 to terminal 2 reaches terminal 2 after time τ.

τは進行波の伝搬時間であり、両端子間距離d、%−よ
びサージ伝搬速度Vによりτ= d / vで定められ
る。
τ is the propagation time of the traveling wave, and is determined by the distance d between both terminals, %−, and the surge propagation speed V as τ=d/v.

同様にして式(12)は、時間を一τにかいて端子2か
ら端子1へ向って進行する進行波が時間τ後には端子1
に達することを示すものである。
Similarly, equation (12) shows that a traveling wave traveling from terminal 2 to terminal 1 with time τ multiplied by τ reaches terminal 1 after time τ.
This shows that it reaches .

勿論このような進行波の伝搬は端子1端子2間に内部事
故がない場合に実現されるのであり、内部事故が発生し
たときは進行波の伝搬形態が変化して式(U↓(12)
は成立しなくなる。
Of course, such traveling wave propagation is realized when there is no internal accident between terminal 1 and terminal 2. When an internal accident occurs, the propagation form of the traveling wave changes and the equation (U↓(12)
will no longer hold true.

この発明はこのような進行波の伝搬形態に着目して送電
線の保護をかとなうものである。
This invention aims to protect power transmission lines by focusing on the propagation form of such traveling waves.

第2図に示される例は上記式(11)を利用するもので
あり、遅延回路5が端子1に設けられているが、式(1
2)を利用する場合には遅延回路5は端子2に設けられ
る。
The example shown in FIG. 2 uses the above formula (11), and the delay circuit 5 is provided at the terminal 1, but the formula (1)
2), the delay circuit 5 is provided at the terminal 2.

送信装置7から受信装置81での信号伝送時間を考慮し
たうえで遅延回路6の遅延時間は設定される。
The delay time of the delay circuit 6 is set in consideration of the signal transmission time from the transmitting device 7 to the receiving device 81.

後述の第4図第6図の遅延回路の遅延時間も同様に端子
間の信号伝送時間を考慮したうえで設定される。
The delay time of the delay circuit shown in FIGS. 4 and 6, which will be described later, is similarly set in consideration of the signal transmission time between terminals.

また、演算装置6が記憶機能を有するものであるときは
遅延回路5を省略することも可能である。
Furthermore, when the arithmetic unit 6 has a storage function, the delay circuit 5 can be omitted.

次に上記の原理の多端子送電線にかげる応用を説明する
Next, the application of the above principle to a multi-terminal power transmission line will be explained.

多端子送電線の場合には、分岐点におけるキルヒホッフ
の第1法則が利用される。
In the case of multi-terminal transmission lines, Kirchhoff's first law at branch points is utilized.

第3図は、進行波とキルヒホッフの第一法則との関係を
示すための2端子送電線を示すものである。
FIG. 3 shows a two-terminal power transmission line to illustrate the relationship between traveling waves and Kirchhoff's first law.

第3図にかいてOは分岐点であり、τ1は端子1と分岐
点0間のサージ伝搬時間、τ2は端子2と分岐点0間の
サージ伝搬時間である。
In FIG. 3, O is a branch point, τ1 is a surge propagation time between terminal 1 and branch point 0, and τ2 is a surge propagation time between terminal 2 and branch point 0.

dl。d2はそれぞれ端子1,2から分岐点0間1での
距離である。
dl. d2 is the distance from terminals 1 and 2 to branch point 0 and 1, respectively.

したがって、サージ伝搬時間τ1pτ2は71 =d1
/ Vy F2 =d2/ Vである。
Therefore, the surge propagation time τ1pτ2 is 71 = d1
/VyF2=d2/V.

時間1m>いて分岐点Oから端子1,2へ向って流れる
電流をi。
The current flowing from branch point O toward terminals 1 and 2 for a time of 1 m is i.

1(t)、1o2(0、分岐点0の電圧をe。1(t), 1o2(0, the voltage at branch point 0 is e.

(1)とすると、これらについて、式(8)、 (1
0)と同様にして、 が成立する。
(1), then the equations (8), (1
0), holds true.

ここにFlは端子1から分岐点Oへ向う進行波、F2は
端子2から分岐点Oへ向う進行波、flは分岐点Oから
端子1へ向う進行波f2は分岐点Oから端子2へ向う進
行波である。
Here, Fl is a traveling wave from terminal 1 to branch point O, F2 is a traveling wave from terminal 2 to branch point O, and fl is a traveling wave from branch point O to terminal 1. f2 is a traveling wave from branch point O to terminal 2. It is a traveling wave.

式(17)、 (18)、 (19)、 (20)から
時間tでの分岐点Oの電流i。
From equations (17), (18), (19), and (20), the current i at the branch point O at time t.

1(t)、 1o2(t)が次のように求められる。1(t) and 1o2(t) are obtained as follows.

キルヒホッフの第1法則によって 1 ol(j)+ 162(t)= 0 であるから、結局以下の恒等関係が導かれる。According to Kirchhoff's first law 1 ol(j)+162(t)=0 Therefore, the following identity relation is finally derived.

式(23)は、時間t−τ1.j−τ2にかいて端子1
,2から送電線に流入する進行波F1(を−τ1)F2
(t−τ2)の和が、時間t+τ1.j+τ2にpい
て端子1,2から流出する進行波f1(t+τ1 )、
、F2 (t+τ2 )の和に等しいことを意味してい
る。
Equation (23) is based on the time t-τ1. Terminal 1 across j−τ2
, 2 into the transmission line F1 (-τ1) F2
(t-τ2) at time t+τ1. Traveling wave f1 (t+τ1) flowing out from terminals 1 and 2 at j+τ2,
, F2 (t+τ2).

ここでは両送電線のサージインピーダンスは等しいので
分岐点での反射は起らず、Fl(t−τ1)=f2(t
+τ2 )、F2 (を−τ2 )=ft(t+τ1
)となる。
Here, since the surge impedances of both transmission lines are equal, no reflection occurs at the branch point, and Fl(t-τ1)=f2(t
+τ2 ), F2 (−τ2 )=ft(t+τ1
).

式(23)は端子1,2間に内部事故がない限り常に成
立するから、この関係が成立するか否かによってサージ
インピーダンスの等しい2端子送電線の内部事故の有無
を判定できる。
Since equation (23) always holds true as long as there is no internal fault between terminals 1 and 2, it is possible to determine whether or not there is an internal fault in the two-terminal power transmission line with equal surge impedance depending on whether this relationship holds.

第7図は3本の異なるサージインピーダンスの送電線が
分岐点Oに接続されている場合00点にかける進行波の
反射及び透過についての説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of reflection and transmission of a traveling wave applied to point 00 when three power transmission lines with different surge impedances are connected to branch point O.

第7図イは、端子1から進入した進行波F1(を−τ1
)の0点における反射及び透過を示す説明図であり、
図示のように 端子2゜ 3への透過波は、 となる。
Figure 7A shows the traveling wave F1 (-τ1) that entered from terminal 1.
) is an explanatory diagram showing reflection and transmission at the 0 point of
As shown in the figure, the transmitted wave to terminal 2°3 is as follows.

第7図口は、端子2から進入した進行波F2(t−τ2
)00点における反射及び透過を示す説明図であり、図
示のような反射及び透過がおこなわれる。
Figure 7 shows the traveling wave F2 (t-τ2) entering from terminal 2.
) is an explanatory diagram showing reflection and transmission at the 00 point, and the reflection and transmission as shown are performed.

端子3から進入した進行波F3 (を−τ3)について
は、第7図へに示すような反射及び透過が0点で起きる
Regarding the traveling wave F3 (-τ3) entering from the terminal 3, reflection and transmission as shown in FIG. 7 occur at the zero point.

時刻t−τ1に端子1から進入する進行波F1(t−τ
1)9時刻t−τ2に端子2から進入する進行波F2
(t−τ2)、時刻を一τ3に端子3から進入する進行
波F3 (t−τ3)は、0点で時刻tにかいて透過及
び反射を行った後、時刻t+τ1に端子1に、時刻t+
τ2に端子2に、時刻t+τ3に端子3に達してそれぞ
れの送電線から流出する。
Traveling wave F1 (t-τ
1) Traveling wave F2 entering from terminal 2 at time t-τ2
(t-τ2), the traveling wave F3 (t-τ3) entering from terminal 3 at time 1τ3 is transmitted and reflected at point 0 at time t, and then enters terminal 1 at time t+τ1 at time t+
It reaches terminal 2 at time τ2, reaches terminal 3 at time t+τ3, and flows out from the respective power transmission lines.

時刻t+τ1に端子1から流出する進行波f。A traveling wave f flows out from terminal 1 at time t+τ1.

(t + rl)は、Fl (t −rl )の反
射波とF2 (を−τ2 )あ・よびF3(t−τ3)
の透過波の合成であり、第7図から次式のように求めら
れる。
(t + rl) is the reflected wave of Fl (t - rl), F2 (-τ2) and F3 (t-τ3)
It is a combination of the transmitted waves of , and can be obtained from FIG.

同様に時刻t+τ2に端子2から流出する進行波f2(
t+τ2)は、 また、時刻t+τ3に端子3から流出する進行波f3(
t+τ3)は、 従って、時刻を一τ1ツ t−τ2ttr3jt+τ1
.t+τ2.t+τ3にかいて測定した進行波について
、上述の式(26) 、 (24)、 (25)の左
辺と右辺との差を演算し、演算値が一定値以下であれば
故障なし、一定値以上であれば故障ありとして送電線の
故障の有無を判断できる。
Similarly, traveling wave f2 (
t+τ2) is also the traveling wave f3(
t+τ3) is therefore, the time is 1τ1 t-τ2ttr3jt+τ1
.. t+τ2. For the traveling wave measured at t+τ3, calculate the difference between the left and right sides of equations (26), (24), and (25) above, and if the calculated value is below a certain value, there is no failure, and above the certain value. If so, it can be determined that there is a failure and whether there is a failure in the power transmission line.

分岐点OVcn本の送電線が接続されている場合にに番
目の送電線に時刻t−τKに進入した進行波FK(t−
τK)は0点で次のように反射および透過される。
When the branch point OVcn transmission lines are connected, the traveling wave FK (t-
τK) is reflected and transmitted at the 0 point as follows.

ただし、Z K p τえはに番目の送電線のサージ
インピーダンスとサージ伝搬時間である。
However, Z K p τ is the surge impedance and surge propagation time of the second transmission line.

上記透過波及び反射波に基づいて、異なるサージインピ
ーダンスを有する3本以上の送電線が分岐点に接続され
てなる保護区間にあ・いて、k番目の送電線から時刻t
+τえにかいて流出する進行波fK(t+τK)と時刻
t−τ1(i=1,2・・・k、・・・、n)において
i番目の送電線に進入する進行波Fi(を−τi)との
関係が得られる。
Based on the above-mentioned transmitted waves and reflected waves, if three or more power transmission lines with different surge impedances are connected to a branch point and are in a protected area, from the kth transmission line to the time t.
+τ, the traveling wave fK (t+τK) that flows out and the traveling wave Fi (- τi) is obtained.

この式は多端子送電線の内部に故障がない限り常に成立
する関係である。
This equation holds true as long as there is no failure inside the multi-terminal power transmission line.

従って、式(29)7)両辺の差をεえとしてε、が設
定値より犬なるときは内部故障あり、設定値より小なる
ときは内部故障なしと判定できる。
Therefore, if ε is the difference between both sides of equation (29) (7), it can be determined that there is an internal failure when ε is greater than the set value, and that there is no internal failure when it is smaller than the set value.

第7図及び式(28) 、 (27)に示すように透過
および反射が行なわれることは、過渡現象の理論でよく
知られているところである。
It is well known from the theory of transient phenomena that transmission and reflection occur as shown in FIG. 7 and equations (28) and (27).

以上では多端子送電線を進行波の伝搬に着目して保護す
るこの発明の原理を示したが、以下にこの発明の詳細な
説明する。
The principle of the present invention, which protects a multi-terminal power transmission line by focusing on the propagation of traveling waves, has been described above, and the present invention will be explained in detail below.

第4図は、この発明に係る保護継電装置のサージインピ
ーダンスが等しい3端子送電線にかける一実施例を示す
ブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the protective relay device according to the present invention applied to three-terminal power transmission lines with equal surge impedance.

第4図にち・いて、3は端子3、B3は端子3の母線、
11,12,13は端子1.2.3から送電線へ流入す
る進行波を検出する進行波検出装置21.22,23は
端子1.2.3から流出する進行波を検出する装置、3
1,32.33はそれぞれ遅延時間がT+τ1 、T+
τ2tT+τ3である遅延回路、41,42.43は遅
延時間がそれぞれT−τ1.T−τ2.T−τ3である
遅延回路、9は判定回路である。
In Figure 4, 3 is the terminal 3, B3 is the bus bar of the terminal 3,
11, 12, 13 are traveling wave detection devices 21 for detecting traveling waves flowing into the power transmission line from the terminal 1.2.3; 22, 23 are devices for detecting traveling waves flowing out from the terminal 1.2.3;
1, 32, and 33 have delay times T+τ1 and T+, respectively.
Delay circuits 41, 42, and 43 each have a delay time of T-τ1. T-τ2. T-τ3 is a delay circuit, and 9 is a determination circuit.

伺、τ1は端子1と分岐点0間のサージ伝搬時間、τ2
は端子2と分岐点0間のサージ伝搬時間、τ3は端子3
と分岐点0間のサージ伝搬時間、Tはτ1.τ2.τ3
よりも十分大きい定数である。
τ1 is the surge propagation time between terminal 1 and branch point 0, τ2
is the surge propagation time between terminal 2 and branch point 0, and τ3 is terminal 3
and the surge propagation time between branch point 0, T is τ1. τ2. τ3
is a constant that is sufficiently larger than .

次に第4図の保護継電装置の動作について説明する。Next, the operation of the protective relay device shown in FIG. 4 will be explained.

進行波検出装置IL 12,13は時間t−τ□を一
τ2.t−τ3において送電線へ流入する進行波F1
(を−τ1 )、F2(t−τ2)、F3(t−τ3)
を検出する。
The traveling wave detectors IL 12, 13 change the time t-τ□ to -τ2. Traveling wave F1 flowing into the transmission line at t-τ3
(-τ1), F2 (t-τ2), F3 (t-τ3)
Detect.

この進行波の検出は計器用変流器CT、計器用変圧器P
Tの出力を導入してかこなわれる。
The detection of this traveling wave is carried out by the instrument current transformer CT, the instrument transformer P.
This can be done by introducing the output of T.

一方、進行波検出装置21゜22.23は時間t+τ1
.t+τ2.t+τ3にかいて送電線から流出する進行
波fl(t+τ、)f2(t+τ2)、f3(t+τ3
)を検出する。
On the other hand, the traveling wave detector 21°22.23 detects the time t+τ1
.. t+τ2. Traveling waves fl(t+τ,) f2(t+τ2), f3(t+τ3) flowing out from the transmission line at t+τ3
) is detected.

式(5)、 (6)の左辺にPT出力、CT出出力上び
サージインピーダンスを代入することによって進行波F
、(t−τ1)(1=’L 2,3 )あ・よび進行
波f、(t+τ、)(1=1t 2. 3)が得られる
By substituting the PT output, CT output output, and surge impedance into the left sides of equations (5) and (6), the traveling wave F
, (t-τ1)(1='L2,3)A, and a traveling wave f, (t+τ,)(1=1t2.3) are obtained.

これらの進行波検出装置11. 12. 13,212
2.23の出力は遅延回路3L 32,33゜41.4
2,43によって遅延される。
These traveling wave detection devices 11. 12. 13,212
2.23 output is delay circuit 3L 32,33°41.4
2,43.

これらの遅延回路は、異なる時間を一τ1yj−τ2゜
を−τ3.t+τ□、t+τ2tt+τ3に検出された
検出値をそれぞれ、T+τ1yT+τ2゜T+τ3.T
−τ1.T−τ2?T−τ3遅延させることによって、
同一時間t+TKhいて各検出値を比較するために設け
られる。
These delay circuits have different times: -τ1yj−τ2°, −τ3. The detection values detected at t+τ□ and t+τ2tt+τ3 are respectively expressed as T+τ1yT+τ2°T+τ3. T
-τ1. T-τ2? By delaying T-τ3,
It is provided to compare each detection value at the same time t+TKh.

遅延回路3132.33の出力合計、すなわち、F、(
を−τ□)十F2(を−τ2)十F3(t−τ3)が判
定回路9に入力される。
The sum of the outputs of the delay circuits 3132.33, that is, F, (
−τ□) 1F2 (−τ2) 1F3 (t−τ3) are input to the determination circuit 9.

同様に遅延回路4L 42,43の出力、すなわち、f
l(t+τ、)、f2(t+τ2)f3(t+τ3)が
判定回路9に入力される。
Similarly, the output of the delay circuit 4L 42, 43, that is, f
l(t+τ,), f2(t+τ2) f3(t+τ3) are input to the determination circuit 9.

第4図の実施例は、前述の如くサージインピーダンスが
等しい3端子送電線であるから、前記式(24)t%式
% 従って、判定回路9は上記式(30)、 (31)、
(32)の両辺の差を演算し、又は上記各式(30)、
(31)。
Since the embodiment shown in FIG. 4 is a three-terminal power transmission line with equal surge impedance as described above, the determination circuit 9 uses the above equations (30), (31),
Calculate the difference between both sides of (32), or each of the above equations (30),
(31).

(32)の両辺を加算した式 の両辺の差を演算し、その演算値が設定値以上であると
きは送電線の内部事故と判定する。
The difference between both sides of the equation (32) is calculated, and if the calculated value is greater than or equal to the set value, it is determined that there is an internal fault in the power transmission line.

送電線に内部故障がないときは式(32)、 (30)
、 (31)が成立することば式(26)、 (24)
、 (25)から容易に理解できる。
When there is no internal failure in the transmission line, formula (32), (30)
, (31) holds, the verbal expressions (26), (24)
, can be easily understood from (25).

端子数が4個以上の多端子送電線を保護する保護継電装
置、も第4図と同様にして得られることは明らかである
It is clear that a protective relay device for protecting a multi-terminal power transmission line having four or more terminals can also be obtained in the same manner as shown in FIG.

上記ではサージインピーダンスが一定である送電線につ
いてこの発明の詳細な説明したが、異なるサージインピ
ーダンスを有する送電線が分岐点に接続される送電線に
対しても進行波の伝搬に着目して保護継電装置を得るこ
とができる。
In the above, the present invention has been described in detail with respect to a power transmission line with a constant surge impedance, but protection joints can also be applied to power transmission lines where power transmission lines having different surge impedances are connected to a branch point by focusing on the propagation of traveling waves. electrical equipment can be obtained.

第5図は、異なるサージインピーダンスを有スる送電線
における進行波の透過釦よび反対の原理を示すための2
端子送電線を示すものである。
Figure 5 shows the transmission of traveling waves in transmission lines with different surge impedances and two diagrams to illustrate the opposite principle.
This shows a terminal transmission line.

第5図において、Zi j τ1は端子1と分岐点0
間の送電線のサージインピーダンス及びサージ伝搬時間
、Z2 p τ2は端子2と分岐点0間の送電線のサ
ージインピーダンス及びサージ伝搬時間、Fl(t−τ
1)は時間を一τ1に釦いて端子1から送電線に流入す
る進行波、F2(t−τ2)は時間t−τ2にかいて端
子2から送電線に流入する進行波である。
In Fig. 5, Zi j τ1 is between terminal 1 and branch point 0.
Z2 p τ2 is the surge impedance and surge propagation time of the transmission line between terminal 2 and branch point 0, Fl(t-τ
1) is a traveling wave that flows into the power transmission line from terminal 1 at time t-τ1, and F2 (t-τ2) is a traveling wave that flows into the power transmission line from terminal 2 at time t-τ2.

これらの進行波F1(t−τ1)。F2(t−τ2)は
分岐点0で反射波成分と透過波成分を生ずる。
These traveling waves F1 (t-τ1). F2(t-τ2) produces a reflected wave component and a transmitted wave component at branch point 0.

式(28)、 (27)によれば、進行波F1(t−τ
□)の透過波成分はFl (を−τ1)と2z2Z2−
Zl z 1 + z 2 ″積・反射波成分はF・(trx
)z1+z2 となることがわかる。
According to equations (28) and (27), the traveling wave F1(t-τ
The transmitted wave components of □) are Fl (−τ1) and 2z2Z2−
Zl z 1 + z 2 ″ product/reflected wave component is F・(trx
) z1+z2.

同様にして、進行波F2(を−τ2)の透過波成分は したがって、時間t+τ1にかいて端子1から流出する
進行波f1(t+τ1 )は次式で求められる。
Similarly, the transmitted wave component of the traveling wave F2 (-.tau.2) and the traveling wave f1 (t+.tau.1) flowing out from the terminal 1 at time t+.tau.1 can be determined by the following equation.

同様にして、時間t+τ2において端子2から流出する
進行波f2(t+τ2)は、 となる。
Similarly, the traveling wave f2 (t+τ2) flowing out from the terminal 2 at time t+τ2 is as follows.

上記式(34)、 (33)は端子1,2間に内部事故
がないときは常に成立するから、送電線の内部事故の判
定に用いることができる。
Since the above equations (34) and (33) always hold true when there is no internal fault between terminals 1 and 2, they can be used to determine an internal fault in the power transmission line.

第6図は、上記関係式(33)を用いて送電線を保護す
るこの発明に係る保護継電装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of a protective relay device according to the present invention that protects a power transmission line using the above relational expression (33).

第6図にあ・いて、11,12,21,31,3241
.6,7,8は第2図、第4図に示すものと同一である
As shown in Figure 6, 11, 12, 21, 31, 3241
.. 6, 7, and 8 are the same as those shown in FIGS. 2 and 4.

進行波検出装置11は時間を一τ1において端子1から
送電線に流入する進行波F1(を−τ1)を検出する。
The traveling wave detection device 11 detects the traveling wave F1 (-τ1) flowing into the power transmission line from the terminal 1 at a time of τ1.

進行波検出装置21は時間t+τ1に釦いて端子1から
流出する進行波f1(t+τ□)を検出し、進行波検出
装置12は時間を一τ2において端子2から送電線に流
入する進行波F2(t−F2)を検出する。
The traveling wave detection device 21 detects the traveling wave f1(t+τ□) flowing out from the terminal 1 at time t+τ1, and the traveling wave detecting device 12 detects the traveling wave F2(t+τ□) flowing from the terminal 2 into the power transmission line at time 1τ2. t-F2) is detected.

遅延回路31,32.41は上記各進行波検出装置11
,12,21の出力をそれぞれT+τ1.T+τ2t
T−τ1だげ遅延させて出力する。
The delay circuits 31, 32, and 41 are connected to each of the traveling wave detection devices 11 described above.
, 12, 21 respectively as T+τ1. T+τ2t
The output is delayed by T-τ1.

送信装置7は端子2の遅延回路32の出力を端子1の受
信装置8に送信する。
The transmitting device 7 transmits the output of the delay circuit 32 at the terminal 2 to the receiving device 8 at the terminal 1.

演算装置6は遅延回路31,41の出力F1(を−τ1
)、f。
The arithmetic unit 6 outputs the output F1 (−τ1) of the delay circuits 31 and 41.
), f.

(t+τ2)および受信装置8の出力F2(t−τ2)
に基づいて式(33)の演算を時間t+Tlc>いて実
行する。
(t+τ2) and the output F2 of the receiving device 8 (t-τ2)
The calculation of equation (33) is executed based on the time t+Tlc>.

演算装置6は、式(33)の関係が成立すれば送電線は
健全であると判定し、式(33)の関係が成立しないと
きは内部事故であると判定する。
The arithmetic device 6 determines that the power transmission line is healthy if the relationship expressed by equation (33) holds, and determines that an internal accident occurs when the relationship expressed by equation (33) does not hold.

式(33)の演算に必要なサージインピーダンスZ1
y Z2の値はあらかじめ演算装置6にセットされる
0式(33)の右辺の進行波F□(を−τ1)。
Surge impedance Z1 required for calculation of equation (33)
The value of y Z2 is set in advance in the arithmetic unit 6 as the traveling wave F□ (-τ1) on the right side of equation (33).

F2(を−τ2)の値の導出は計器用変圧器PT、計器
用変流器CTの出力値およびサージインピーダンスの値
を式(5)の左辺に代入することによって求められる。
The value of F2 (-τ2) can be derived by substituting the output values of the potential transformer PT, the potential current transformer CT, and the surge impedance value into the left side of equation (5).

同様にして式(33)の左辺の進行波fl(t+τ1)
は式(6)によって求められる。
Similarly, the traveling wave fl(t+τ1) on the left side of equation (33)
is determined by equation (6).

第6図は式(33)を用いる保護継電装置を示すもので
あるが、式(34)を用いて送電線の内部事故を判定す
る保護継電装置も第6図と同様に構成することができる
Although Fig. 6 shows a protective relay device that uses equation (33), a protective relay device that uses equation (34) to determine internal faults in power transmission lines can also be configured in the same way as shown in Fig. 6. I can do it.

!た、第6図の装置は2本の異なるサージインピーダン
スの送電線が分岐点Oに接続されるものを対象としてい
るが、3本以上の異なるサージインピーダンスを有する
送電線が分岐点Oに接続されるものを対象とする保護継
電装置も式(29)に基づき容易に得られる。
! Additionally, the device shown in Fig. 6 is intended for a device in which two power transmission lines with different surge impedances are connected to branch point O, but it is also applicable when three or more power transmission lines with different surge impedances are connected to branch point O. A protective relay device that is intended for use with

即ち、異なるサージインピーダンスを有するn本の送電
線が分岐点に接続されている場合には、式(29)の両
辺の差をεえとしてε、が設定値より大なるときは内部
故障あり設定値より小なるときは内部故障なしと判定す
れば良い。
In other words, when n transmission lines with different surge impedances are connected to a branch point, the difference between both sides of equation (29) is assumed to be ε, and if ε is larger than the set value, an internal failure is set. If it is smaller than the value, it may be determined that there is no internal failure.

上記のようにこの発明は、進行波の伝搬形態が送電線の
内部事故によって変化することを検出して送電線を保護
するようにしたから、系統の電圧および電流の原波形を
その1ま利用できる点に特徴がある。
As mentioned above, this invention protects power lines by detecting changes in the propagation form of traveling waves due to internal faults in the power line, so the original waveforms of the voltage and current of the grid are used for the first time. It is characterized by what it can do.

多端子送電線の進行波の伝搬に着目して導出された式(
29)、(24)、(25)、(26)、(27)、(
28)は多端子保護区間の内部事故に対しては不成立で
あり外部事故に対しては常に成立するから、多端子系統
の内部事故検出方式として完全なものである。
The formula (
29), (24), (25), (26), (27), (
28) does not hold for internal faults in the multi-terminal protection section, but always holds for external faults, so it is a perfect method for detecting internal faults in multi-terminal systems.

したがって、この発明により、開閉器の開閉に伴うサー
ジの影響または内部事故時の過渡現象に起因する多端子
保護継電装置の誤動作や誤不動作を完全に防止すること
ができる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to completely prevent malfunctions or malfunctions of the multi-terminal protective relay device due to the effects of surges accompanying the opening and closing of a switch or transient phenomena at the time of an internal accident.

これにより、従来の保護継電装置の欠点は克服されると
ともに、瞬時値をもちいて動作判定がおこなえることに
なり、高速動作性能においても従来の保護継電装置の性
能に比して一段と優れた保護継電装置が実現される。
As a result, the drawbacks of conventional protective relay devices can be overcome, and operation can be judged using instantaneous values, making it even better than conventional protective relay devices in terms of high-speed operation performance. A protective relay device is realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は分布定数回路で示した送電線、第2図はこの発
明の基礎となる保護継電装置の例を示すブロック図、第
3図は2端子送電線における進行波の伝搬形態の説明図
、第4図はこの発明に係る保護継電装置の3端子送電線
にかげる一実施例を示スブロック図、第5図は異なるサ
ージインピーダンスを有する送電線の進行波の反射及び
透過の説明図、第6図は異なるサージインピーダンスを
有する送電線を保護するこの発明に係る保護継電装置の
一実施例を示すブロック図、第7図は3本の送電線の分
岐点にかける進行波の透過及び反射の説明図である。 図において、1,2.3は送電線の端子、4は電圧電流
入力装置、5,31,32,33,41゜42.43は
遅延回路、6は演算装置、9は判定回路、11,12,
13,21,22,23は進行波検出装置、CTは計器
用変流器、PTは計器用変圧器、0は分岐点、Fl(を
−τ、)、F2(を−τ2)は送電線に流入する進行波
、f、(を十τ1)、f2(t+τ2)は送電線から流
出する進行波、e 1(t)。 e Jt)、 i 1 (t)、 i 2(t)は
端子電圧pよび端子電流、Zl、z2は送電線のサージ
インピーダンス、τ1゜τ2は送電線のサージ伝搬時間
である。 な訃、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Figure 1 shows a power transmission line using a distributed constant circuit, Figure 2 is a block diagram showing an example of a protective relay device that is the basis of this invention, and Figure 3 explains the propagation form of traveling waves in a two-terminal power transmission line. 4 is a block diagram showing an embodiment of the protective relay device according to the present invention applied to a three-terminal power transmission line, and FIG. 5 is an explanation of reflection and transmission of traveling waves in power transmission lines having different surge impedances. 6 is a block diagram showing an embodiment of a protective relay device according to the present invention that protects power transmission lines having different surge impedances, and FIG. It is an explanatory diagram of transmission and reflection. In the figure, 1, 2.3 are power transmission line terminals, 4 is a voltage/current input device, 5, 31, 32, 33, 41°42.43 is a delay circuit, 6 is an arithmetic device, 9 is a judgment circuit, 11, 12,
13, 21, 22, 23 are traveling wave detection devices, CT is a voltage transformer, PT is a voltage transformer, 0 is a branch point, Fl (-τ, ), F2 (-τ2) are power transmission lines The traveling wave flowing into the transmission line, f, (10τ1), f2(t+τ2) is the traveling wave flowing out from the transmission line, e1(t). e Jt), i 1 (t), and i 2 (t) are the terminal voltage p and terminal current, Zl and z2 are the surge impedance of the power transmission line, and τ1゜τ2 is the surge propagation time of the power transmission line. The same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 n個(nは複数)の送電線が分岐点Xに接続された
多端子保護区間を伝搬する進行波の伝搬形態が上記保護
区間の事故により変化することを検出して保護区間を保
護する保護継電装置にかいて上記多端子保護区間の境界
を構成する各端子をk(k=1.2・・・n)とし、各
区間kXのサージ伝搬時間卦よびサージインピーダンス
がそれぞれTK(k=1y 2”n )、Z K (
k =1 p 2 ””n)、上記各端子にの時刻を
一τえ、t+τ、に釦ける進行波がFK(t−τK)、
fK(t+τK)であるとき、 な6量を演算しこの演算値が上記保護区間の事故により
変化することを検出して上記保護区間を保護するように
したことを特徴とする保護継電装置。
[Claims] 1. It is detected that the propagation form of a traveling wave propagating through a multi-terminal protected section in which n (n is plural) transmission lines are connected to a branch point X is changed due to an accident in the protected section. In the protective relay device that protects the protection zone, each terminal constituting the boundary of the multi-terminal protection zone is k (k = 1.2...n), and the surge propagation time and surge of each zone kX are The impedances are TK (k=1y 2”n) and ZK (
k = 1 p 2 ""n), set the time at each terminal above one τ, and press the button t + τ, the traveling wave is FK (t - τK),
When fK(t+τK), the protection relay device is characterized in that it calculates six quantities, detects that the calculated value changes due to an accident in the protection area, and protects the protection area.
JP51158128A 1976-12-29 1976-12-29 Protective relay device Expired JPS5854574B2 (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52114940A (en) * 1976-03-19 1977-09-27 Mitsubishi Electric Corp Digital protective relay unit of multiple terminal transmission line

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS52114940A (en) * 1976-03-19 1977-09-27 Mitsubishi Electric Corp Digital protective relay unit of multiple terminal transmission line

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