JPS5922450B2 - 突入電流判定方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は３相変圧器の事故を検出する電流差動継電装置
に関するものであり、特に変圧器の突入電流では動作し
ないようにするための突入電流対策にとって好適な突入
電流判定方式に関するものである。

変圧器保護用の電流差動継電装置においては変圧器の突
入電流により誤動作を生ずる場合が多いので誤動作防止
対策が行なわれる。

一般に変圧器の突入電流には基本波成分だけでなく直流
分および第２高調波成分以上の高調波成分が含まれてお
り、この変圧器の突入電流は電流差動継電装置の差回路
に流れ、かつ電流差動継電装置の動作レベル以上となり
誤動作を生じさせる。

そこで、このような突入電流による誤動作を防止するた
めの突入電流対策として高調波抑制方式が実施されてい
る。

この高調波抑制方式は、突入電流は高調波成分（特に第
２高調波成分）を多く含むが、事故電流の場合には少な
いことを利用して、変圧器の突入電流より第２高調波成
分以上の高調波成分を導出してその電気量により電流差
動継電装置の動作を抑制するものである。

その際に従来の高調波抑制方式においては、各相の電流
差動継電装置の差回路に流れる電流に第２高調波成分が
１５％以上含有された場合にはこの電流を突入電流とみ
なして電流差動継電装置が動作しないようにしている。

この１５％という値は、基本波成分を１００％とすると
直流分は５０％〜６０％前後、第２高調波成分は３０〜
５０％前後、第３高調波成分は第ある。

ところが、最近コンピュータを用いて計算したところに
よると、突入電流に含まれる第２高調波成分が以外に少
ないことがわかった。

また３相変圧器の場合には、各相の投入位相が異なるた
め各相の変圧器の突入電流において第２高調波成分が各
相とも１５％以上となるとは限らない。

したがって１５％の抑制を行なったとしてもいずれかの
相の電流差動継電装置が誤動作することがある。

このような誤動作を防止するためには高調波抑制の感度
を例えば５％のように高感度にすればよいが、このよう
に高感度にすると内部故障時に高調波成分が含有すると
誤動作となることがある。

このように従来の電流差動継電装置における高調波抑制
方式では変圧器の突入電流に対して不動作とし、内部事
故時に重畳する高調波成分に対して正常動作させること
はむずかしいという欠点があった０本発明は上記に鑑み
、変圧器保護用の電流作動継電装置にとって好適な突入
電流判定方式を提供することを目的とする。

この目的は本発明によれば次のような原理に基づいて達
成される。

すなわちＣ相回路に使用する変圧器の突入電流において
は、ある相の突入電流に含まれる第２高調波成分が少な
い場合には、他相の突入電流に含まれる第２高調波成分
が多いという性質があるため、第２高調波成分の少ない
相に対して他相の高調波成分を１よりも小さい重み付は
係数（例えば１／２）にて加算して第２高調波成分を増
加させて突入電流対策とすることにより達成されるので
ある。

以下、本発明を図に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。

図は本発明による突入電流判定方式を実施するための回
路の構成図である。

図においてａはＣ相差回路入力端子、ｂはｂ相差回路入
力端子、ＣはＣ相差回路入力端子 ｐ、 ａ。

Ｆｌｂ 、 Ｆｌｃは基本波成分検出用のフィルタ回路
、Ｆ２ ａ ｓ Ｆ２ ｂ ＋ Ｆ２ ｃは第２高調波
成分検出用のフィルタ回路、Ｒ，ａ 、 Ｒｌｂ 、
Ｒｌｃ 、 Ｒ２ａ 。

Ｒ２ｂ、Ｒ２ｃは全波整流・平滑回路、Ｒ１な、いしＲ
４は抵抗、Ａは演算増巾器、Ｔは時間判定回路、ＰＣは
パルス連続化回路、Ｒｙは出力用リレー、Ｘａ 、Ｘｂ
、ＸｃはそれぞれＣ相、ｂ相、Ｃ相の電流差動継電装置
の出力用接点を示している。

尚、図においては破線にて囲まれた部分の実施例として
Ｃ相分のみが示されているが、ｂ相分、Ｃ相分も同様に
構成される。

このような構成において、全波整流・平滑回路Ｒ１ａ
ｓ Ｒｌｂ 、 ＲｌｃとＲ２ａ 、 Ｒ２ｂ 、 Ｒ
２ｃとからは異なる極性の直流出力端子（例えば全波整
流回路Ｒ１ａ 、 Ｒｌｂ 。

Ｒｌｃは負側、全波整流・平滑回路Ｒ２ａ、Ｒ２ｂ。

Ｒ２ｃは正側）より出力が取り出されるように構成する
。

また時間判定回路Ｔの設定時間は１／４サイクル程度に
設定される。

このように構成された回路の動作は次の通りである。

まず、３相変圧器が投入されると、ａ相差回路入力端子
ａ、ｂ相差回路入力端子す、ｃ相差回路入力端子Ｃより
各相差回路に３相変圧器の各相の巻線にそれぞれ流入す
る電流の差電流が流れる。

各相差回路を流れる電流の基本波成分をＩ、ａ。

１１ ｂ ＋ ＩＩ Ｃ％第２高調波成分を■２ａ、■
２ｂ。

１１ｃとすると、基本波成分検出用のフィルタ回路Ｆ１
ａ ｙ Ｆｌ ｂ 、 Ｆｌ ｃにて基本波成分１１
ａ。

１１ｂ、１１ｃが、また第２高調波成分検出用のフィル
タ回路Ｆ２ａ、Ｆ２ｂ、Ｆ２Ｏにて第２高調波成分がそ
れぞれ検出される。

これらの各フィルタ回路の出力はそれぞれ全波整流・平
滑回路Ｒ１ａ。

Ｒｌｂ 、 Ｒｌｃ 、 Ｒ２ａ 、 Ｒ２ｂ 、 Ｒ
２ｃに入力として加えられる。

その際に前述のように全波整流・平滑回路Ｒ，ａ ｙ
Ｒｌｂ 、 Ｒｌｃの出力極性と全波整流・平滑回路Ｒ
２ａ 、 Ｒ２ｂ 、 Ｒ２ｃの出力極性とは反対とな
るよう構成されているため、全波整流・平滑回路Ｒ１ａ
＋ Ｒｌｂ 、 Ｒｌｃの出力として−ＩＩ、ａｌ、
ｌ１１ｂｌ、−Ｉｌｌｃｌが得られ、また全波整流
・平滑回路Ｒ２ａ、Ｒ２ｂ。

Ｒ２ｃの出力としてＩ Ｉ２ａ ｌ 、 ｌ Ｉ２’ｂ
１．ｌｌ２ｃｌが得られる。

これらの全波整流・平滑回路の各出力は抵抗Ｒ１ないし
Ｒ４を介して演算増巾器Ａに入力として加えられる。

抵抗Ｒ１ないしＲ４の抵抗値を、例えば次のように設定
する。

突入電流にては演算増巾器Ａの入力が正となるように抵
抗Ｒ１の抵抗値を抵抗Ｒ３の抵抗値のχ倍、抵抗Ｒ３，
Ｒ４の抵抗値を抵抗Ｒ３の抵抗値よりも大きく、例えば
２倍とするものである。

このように抵抗Ｒ１ないしＲ４の抵抗値を設定すること
により、抵抗Ｒ１ないしＲ４は図示のように接続されて
いるため、演算増巾器に−ＩＩ、ａｌが加えられる。

したがって演算増巾器Ａにおいては基本波成分の絶対値
であるＩＩ、ａｌが自相第２高調波成分の絶対値と他相
の第２高調波成分の絶対値の半分の値との和のχ倍であ
るりも大きい場合には出力を生ずる。

すなわち演算増巾器Ａより出力が生ずるのは自相の基本
波成分の絶対値の和に対する自相の第２高調波成分の絶
対値と他相の第２高調波成分の半分の値との和の比率が
所定値以下となった場合である。

したがって演算増巾器Ａより出力が生ずるのは しＫは計算によって求められた 例えば、２３．１６％を安全係数である１、５で割った
値、例えば１５，７％に設定され、このＫの値によって
抵抗Ｒ１とＲ２との比χが設定される。

）という条件が成立しているときである。

この演算増巾器Ａの出力は時間判定回路Ｔに入力として
加えられる。

この時間判定回路Ｔの設定時間は１／４サイクル程度に
設定されているため演算増巾器Ａの出力が１／４サイク
ル程度以上継続した場合にのみ時間回路Ｔは出力を生ず
る。

この時間回路Ｔは全波整流・平滑回路の出力が多少の脈
動分を含んでいるためこれによる誤動作やノイズ等によ
る誤動作を防止するために設けられている。

この時間判定回路の出力は場合によっては継続パルスと
なるため、パルス連続化回路ＰＣにより連続信号に変換
される。

このパルス連続化回路ＰＣの出力により（場合によって
はこの出力を増巾して）出力用リレーＲｙを付勢し、電
流差動継電装置の１出力接点Ｘａに対して直列接続され
た出力用リレーＲｙの接点Ｘを閉路させて電動差動継電
装置のトリップロックを解除する。

以上の説明からも明らかなように自相の第２高調波成分
の絶対値と他相の第２高調波成分の絶対値の例えば半分
の値との和を用いているが、このような方式を用いるこ
とにより次のような効果がある。

すなわち変圧器が投入されて突入電流が流れた場合、そ
の突入電流に含まれる基本波成分、第２高調波成分、各
相別の基本波成分に対する第２高調波成分の比、および
自相の基本波成分の絶対値に対する自相の第２高調波成
分の絶対値と他相の第２高調波成分の絶対値の半分の値
との和の比は次の第１表、第２表のようになる。

第１表は１相の第２高調波の含有率が小さい場合、第２
表は２相の第２高調波の含有率が小さい場合である。

第１表、第２表からも明らかなように、本発明によれば
１相の第２高調波成分の含有率が小さい場合、２相の高
調波成分の含有率が小さい場合のいずれにおいても、得
られる値は含有率の小さい相、大きい相のいずれに対し
ても大きな値となる。

したがって第２高調波成分の含有率が小さい相があった
としても突入電流と判定して誤動作を防止することがで
きるため、高調波抑制の感度を高感度とすることができ
、内部事故時に重畳する高調波成分による誤不動作を防
止することができる。

このように本発明によれば、ある相の第２高調波成分の
含有率が少ない場合には他の相の第２高調波成分の含有
率は太きいという３相回路に使用する変圧器の突入電流
の性質を利用して、第２高調波成分の含有率の少ない相
に対して他相の第２高調波成分を加算して第２高調波成
分を増加させ突入電流対策としたため、高調波抑制を高
感度とした場合でも内部事故の場合の誤不動作をなくす
ことができる。

とくに、自相の第２高調波成分の絶対値に他相の第２高
調波成分の絶対値を加え合わせる場合に、前者の値に対
して後者の値を小さな重み付は係数、例えば半分の重み
付は係数を与えることによって次の効果がもたらされる
。

すなわち、自相に内部事故が存在している状態で変圧器
が投入された際に、他相（健全相）の突入電流による第
２高調波成分のために突入電流判定条件が成立して自相
（事故相）の電流差動継電装置の保護動作が阻止される
という不都合を極力避けることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による突入電流判定方式を実施するための回
路のブロック回路図である。 Ｆｌ ａ 、 Ｆｌ ｂ ｔ Ｆｌ ｃ・・・・・・基
本波成分検出用フィルタ回路、Ｆ２ ａ ｙ Ｆ２ ｂ
ｔ、 Ｆ２ ｃ・・・・・・第２高調波成分検出用フ
ィルタ回路、Ｒ１ａ 、 Ｒｌｂ、Ｒｌｃ。 Ｒ２ａ 、 Ｒ２ｂ 、 Ｒ２ｃ・・・・・・全波整流
・平滑回路、Ａ・・・・・・演算増巾器、Ｔ・！・・・
・時間判定回路、ＰＣ・・・・・・パルス連続化回路、
Ｒｙ・・・・・・出力用リレー、Ｒ１ないしＲ４・・・
・・・抵抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 三相変圧器の各相毎に設けられた各電流差動継電装
   置の差回路を流れる電流よる基本波成分と第２高調波成
   分とをそれぞれ検出し、自相の第２高調波成分の絶対値
   に他相の第２高調波成分の絶対値を１よりも小さい重み
   付は係数にて加え合わせた値と自相の基本波の絶対値と
   の比が所定値以上になった場合に突入電流と判定し、自
   相の電流差動継電装置の出力を阻止するようにしたこと
   を特徴とする突入電流判定方式。