JPS5922447B2 - ホゴケイデンソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパルス符号変調伝送方式を用いた保護継電装置
に関する。

保護継電装置の１例として、２端子送電線保護用電流差
動継電方式について説明する。

第１図にパルス符号変調（以下ＰＣＭと略す）伝送方式
による差動継電方式の１例をブロック図で示す。

第１図において、電気所Ａ、Ｂをそれぞれの母線１は端
子しゃ断器２、送電線３を介して連けいされている。

４は各端子に設けた主変流器である。

Ａ電気所の電流ｉＡは変流器４及び入力変換器５により
、サンプリングおよびリレー判定部６に適したレベルｉ
Ａ′に変換される。

Ｂ電気所の電流ｉＢも同様にｉＢ′に変換される。

Ｉ Ａ ＋。ｉＢ′はサンプリング回路７にて一定周期
で各々サンプリングされ、そしてＡ／Ｄ変換器８でアナ
ログ−ディジタル変換の後、通信装置９、通信回線１０
を介して互に相手電気所に伝送される。

相手電気所から電送された信号例えばｆＢは通信装置９
を介してＤ／Ａ変換器１１でディジタル−アナログ変換
の後、受信フィルタ１２を経てｉＢ′に復調され、前記
リレー判定部６に導入される。

この復調信号ｉＢ′は相手電気所Ｂでサンプリングされ
た後通信回線を介して伝送されてくるので中継器などに
より伝送遅れを生じ、リレー判定部６へはある時間遅れ
をもって到着する。

したがって、萌述の自電気所信号ｉＡ′と受信信９１
Ｂ ’を系統の電流と同一位相関係とするため自端子信
号ｉＡ′は伝送遅れ補償回路１３により遅延した後リレ
ー判定部６に導入される。

差動継電方式による判定部６では、ＡＢ両電気所に流れ
る電流に比例したｉへ′、ｉＢ′なる量の大きさおよび
位相関係に着目し、保護区間内故障か区間外故障かを判
定し、区間内故障と判定した場合者々の端子のしゃ断器
２にしゃ断指令を出しすみやかに故障を除去する。

一方通信回線じよう乱などによる受信４号の誤りを検出
する誤り検出回路１４により、誤り検出時にはロック信
号発生回路１５を動作させてリレー判定部６ヘロツク信
号を送り、判定を阻止する。

なお受信４号の誤り検出法としては周知のレベル低下検
出、パリティ検定、巡回符号検定、２連送熱合などが併
用されている。

電流差動保護継電方式において、電力系統が正常時の誤
りデータは動作量として作用する事はもちろん、Ｄ／Ａ
変換器以後の受信フィルタ、リレー判定部における誤り
データによる過渡波形も動作量として作用する。

従ってこの過渡波形が収束する時間はリレー判定部をロ
ックする必要があり、ロック時間は誤り検出継続時間Ｔ
ｅ十想定される最大過渡波形収束時間Ｔｔ＋マージンＴ
ｍ二Ｔが必要である。

第２図にこの様子を示す。第２図は電力系統送電線３の
正常時に相手端からの伝送信号が誤った場合の保護継電
装置各部の応動を示す図である。

ａは自端子（Ａ電気所）のリレー判定部入力波形、ｂは
Ｄ／Ａ変換器１１の出力波形、Ｃは受信フィルタ１２の
出力波形、ｄは差電流（ｉＡ′−１Ｂ′二ｉｄ）そして
ｅは誤り検出回路が動作したことによるロック信号発生
回路１５から出力されるロック信号である。

この第２図す。Ｃおよびｄにおいて実線波形は伝送系が
正常な場合を示し、点線波形は誤りデータ、これに基ず
く過渡波形および誤りデータによる差電流である。

なお過渡波形の発生のしかたは、受信フィルタ、リレー
判定部などの回路構成に依存する。

以上説明のように、しゃ断すべき系統故障発生時のサー
ジなどにより受信４号が乱され、データ誤りが発生する
と、たとえ誤り継続時間が短時間であってもＴｔ＋Ｔｍ
なる時間ロックが継続するため、この時間故障除去が遅
れることになり、電力系統の安定度、サービス、機器な
どに著しい障害をもたらす。

以上はディジタル量に再変換した後アナログ判定を行う
例について記したが、同様の事（誤りデータが後刻のデ
ータに影響を及ぼす事）は１ Ａ／。

ｉＢ′をディジタル量のまま電子計算機のようなディジ
タル演算装置により故障区間の判定を行う場合について
も同様である。

本発明はこの点に鑑み、通信回路のしよう乱などにより
受信４号が誤った場合のリレー判定部の実質的ロック時
間を極力短かくし、データ誤りと系統故障の同時発生に
おいても高速しゃ断を可能とする搬送保護継電装置を提
供することを目的とするものである。

本発明による継電装置の１構成例を第３図にブロック図
で示す。

第１図の場合と同様、系統の電流ＩＡ、ｊＢは入力変換
器によりｉＡ’ ＋ ｌ Ｂ’に変換される。

サンプリングは、Ａ、８両端とも共通の発振器１６のサ
ンプリング周波数にもとずいて、サンプリング回路７で
同一時刻、一定周期で行われ、サンプル値はＡ／Ｄ変換
の後信号ｆＡ（ｆＢ）として相手電気所に伝送されると
共にバッファメモリ等の伝送遅れ補償回路１３へたくわ
えられる。

伝送遅れ補償回路１３は、相手端からの受信４号ｆＢ（
ｆＡ）と同一時点でサンプリングされ更にアナログ−デ
ィジタル変換された自端子のデータｆＡ（ｆＢ）を受信
４号ｆＢ（ｆＡ）がＤ／Ａ変換器１１□および誤り検出
回路１４へ入力されるのと同時にＤ／Ａ変換器１１１、
誤り検出回路１４へ入力する。

誤り検出回路１４はＤ／Ａ変換器１１１および１１２に
与えられた２つのデータｆＡ、ｆＢに誤りがないかをチ
ェックし、あるサンプリング期間のいずれかのデータに
誤りを検出した時直ちにこれらＤ／Ａ変換器１１、。

１１２へ零リセツト信号を送り、両方のＤ／Ａ変換器出
力を強制的に零に押え込む。

なお、このリセット期間は誤りの生じている期間のみで
ある。

Ｄ／Ａ変換器１１１，１１□の出力はそれぞれ受信フィ
ルタ１２１，１２２によりＩＡ′ 、ｉＢ′に復調され
リレー判定部６に導入される。

なお誤り検出方法としては前述レベル検出法、パリティ
検定、巡回符号検定、２連送熱合等が適用できる。

次に本発明の詳細な説明する。

第４図および第５図は本発明の詳細な説明するための波
形図であり、それぞれ系統の健全時、内部故障時におけ
るｆＢに誤りデータが入った場合の波形図を示す。

まず第４図において、ａはＤ／Ａ変換器１１．の出力、
ｂは受信フィルタ１２□の出力（リレー判定部入力）、
ＣはＤ／Ａ変換器１１□の出力、ｄは受信フィルタ１２
２の出力（リレー判定部入力）、そしてｅは差電流を示
す。

時刻ｔ、からｔ６にかけて受信信号ｆＢに誤りデータが
あるものとする。

時刻ｔ１〜ｔ、まではｆＡおよびｆＢは正常であるから
、受信フィルタ１２１および１２２の出力も正常な状態
になっている。

時刻ｔ、からｔ６にかけてｆＢに誤りデータがあるので
、誤り検出回路１４が動作し、Ｄ／Ａ変換器１１．およ
び１１２に零リセツト信号を与える。

この結果時刻ｔ５〜ｔ６間はｉＡ′ 、ｉＢ′は強制的
に零値に制御され、このときの差電流ｉｄは誤りデータ
があるにもかかわらず零に維持される。

そして時刻ｔ６をすぎればｆＢが正常に復帰するので、
誤り検出回路１４は復旧し、Ｄ／Ａ変換器１１０，１１
２の零リセツト制御を停止する。

その後系統３にはもともと故障がないのだからｉｄは零
であり、従って差電流ｉｄは誤りデータの有無にかかわ
らず零になりしゃ断器を誤しゃ断することはない。

次に第５図においてａ”−ｅは第４図の信号と同じもの
を表わす。

そして時刻ｔ２から１３にかけてｆＢに誤りデータが生
じたとする。

第４図の説明からもわかるように時刻ｔ２〜ｔ３では誤
り検出回路１４が動作し、Ｄ／Ａ変換器１１１．１１□
を零リセツト制御する。

したがってこの時刻ｔ２〜ｔ３間では差動電流ｉｄは零
になる。

時刻ｔ３を過ぎると誤り検出回路１４は復旧するから、
Ｄ／Ａ変換器１１１，１１□に対してもはや零リセツト
制御は行なわない。

しかも系統３に内部故障が発生しているので、零リセツ
ト制御が解除されると直ちにｉＡ′、ｉＢ′は端子電流
ｉＡ′ 、ｉＢ′に対応した値に戻り、しかもｉＡ′
、ｉＢ′とが同相になるため、図ｅのようにｉｄが生じ
、これにもとずいてしゃ断器列外しが行なわれる。

以上述べた第３図の構成では、データ誤り発生時、誤り
データ及び同一時点での他端の正常データも強制的に零
となるので、差動継電方式において動作量となる差電流
（１ｄ＝ｉＡ’ ＋ｉ Ｂ’）は発生しない。

更にＤ／Ａ変換器以後の回路の過渡特性を一致させる事
すなわち受信フィルタ１２１゜１２□の伝達関数を揃え
ることは容易であるのでこれを一致させておけば零リセ
ットによる過渡波形は発生するものの過渡波形の差分つ
まり差動継電方式における動作量は発生しないので誤動
作の恐れがな〈従来のように、判定部をロックする必要
はない。

従って系統事故発生時のサージなどによる短時間のデー
タ誤りの発生に対しても故障判定をすみやかに行える。

本発明は以上述べた第３図の実施例のみに限定されるも
のではなく、次に述べるように種々変形して実施し得る
。

（１）第３図の実施例ではディジタル量をアナログ量に
再変換し、アナログ演算により故障区間の判定を行う例
について説明したが、ディジタル量を直接電子計算機の
ようなディジタル演算装置に導入してディジタル演算に
より故障区間の一判定を行う場合も同様である。

この場合第３図のＤ／Ａ変換器１１１，１１□が、ディ
ジタル演算装置への入力レジスタとなり、ディジタル演
算装置のディジタルフィルタ、動作判定式などによりデ
ータ誤りの影響は後刻のデータ及び不要動作を引き起す
。

したがって入力レジスタにおいて（入力レジスタでなく
でもよい）誤りデータを零リセットすれば、データ誤り
による差電流は発生しない。

（１１）以上の説明では誤り検出回路が動作したら、リ
レー判定部の入力を共にリセットする場合について記し
たが零でなくてもよいのは当然であり、ある既知の値に
リセットする事は可能であり、どのような値にリセット
するかは保護方式によって異なる。

例えば、上述の２端子送電線の差動保護方式の場合、誤
り検出回路の動作時、誤りデータを＋Ｘなる値ヘリセッ
トし、正常な方のデータを極性が逆で大きさが丁度同じ
−Ｘなる値にリセットしてもよく、この場合差動電流Ｉ
ｄ ＝＋Ｘ＋（−Ｘ）−〇となり、保護継電装置が誤
動作することはない。

更に３端子送電線の差動継電方式の場合、誤り検出回路
の動作時、リレー判定部の３端子分の入力データを共に
零リセットしてもよいし、１つの入力データを＋Ｙにリ
セにリセットしてもよい。

この場合も差動電流は零となり、保護継電装置の誤動作
を防止することができる。

要は保護継電装置の動作判定式上動作量が抑制量よりも
小さくなるような値にリセットすればよい。

（ｉｉｉ） また上記実施例では電流波形をＰＣＭ伝
送する差動継電装置について記したがこれに限定される
ものではなく、電圧波形、電力波形をＰＣＭ伝送し合い
、リレー判定を行う保護継電装置例えば特願昭５０−１
０４５７１号に記載されているような脱調検出方式にも
適用できる。

すなわち電力系統両端子電圧ＶＡ、ＶＢの位相角θとＶ
Ａ、ＶＢのベクトル和の大きさＩＶＡ十立Ｂ１により ｙ ＝ ＣＯ３θ＋ｋｌＶＡ＋ＶＢｌ （ｋ：定数
）なる量を得、このｙが整定値を越えれことを条件に区
間内脱調と判定する脱調検出方式にも適用できる。

この場合、電圧立いをとり出すＡ端子において相手端で
ある自端子から伝送されてくる電圧信号立Ｂに誤りが検
出されたとき立Ｂと自端の電圧信号ＶＡとを同時にリセ
ットし、ｙが必ず整定値よりも小さくなるようにする。

但しこの場合、零リセットは好ましくなく、ある大レベ
ルへリセットする必要がある。

（１９更に本発明は２端子送電線の電流差動保護継電装
置に限定されるものではなく、多端子送電線保護、母線
保護などに適用されることは言うまでもない。

母線保護の場合通常各電流検出点とリレー判定部は同一
個所であるが場合によっては各電流検出点と判定部設置
個所が距離的に離れており、ケーブルなどによりディジ
タル符号の伝送が行なわれる。

このような場合も電力系統に発生するサージなどにより
伝送されるディジタル符号が誤る事があり本発明は有効
である。

以上述べたように、本発明の保護継電装置は自端子の信
号と、相手端からの伝送信号とを同時に誤り検出回路に
導入し、これらの信号のうちいずれか一方の信号に誤り
があれば、リレー判定部における動作量が抑制量よりも
小さくなるような値に両信号を強制的に同時にリセット
するようにしたので、従来装置に比ベリセット時間を短
かくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の回路構成図、第２図は第１図の応動
波形図、第３図は本発明の一実施例の回路構成図、第４
図ないし第５図は第３図の装置の応動波形図である。 ７・・・・・・サンプリング回路、８・・・・・・発振
器、１０・・・・・・通信回線、９・・・・・・通信装
置、１４・・・・・・誤り検出回路、６・・・・・・リ
レー判定部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電力系統の電気量を各電気所において同一時刻、一
   定周期でサンプリングし、このサンプル値をアナログ−
   ディジタル変換した後、各電気所中送信端となる電気所
   は、受信端となる電気所に対して伝送装置を介して送信
   し、受信端ではこの受信データと自端データとをリレー
   判定部に導入し、これらの両データを演算して求めた動
   作量が、抑制量以上になったことを検出して故障区間の
   判定を行うようにした保護継電装置において、前記受信
   データの瞑りを検出する誤り検出回路を受信端に設け、
   この誤り検出回路が動作したら、その誤りの検出された
   データおよびこのデータと同時刻にサンプリングされた
   受信端における他の正常なデータを、前記リレー判定部
   における動作量が抑制量よりも小さくなる値に同時にリ
   セットした後、前記リレー判定部に導入するようにした
   保護継電装置。