JPS5944927A - 地絡相検出装置 - Google Patents

地絡相検出装置

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JPS5944927A
JPS5944927A JP15346782A JP15346782A JPS5944927A JP S5944927 A JPS5944927 A JP S5944927A JP 15346782 A JP15346782 A JP 15346782A JP 15346782 A JP15346782 A JP 15346782A JP S5944927 A JPS5944927 A JP S5944927A
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光一 遠藤
直毅 増田
博明 加藤
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Mitsubishi Electric Corp
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
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Tokyo Electric Power Co Inc
Mitsubishi Electric Corp
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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】 この発明は、非接地系の配市;岸におげろ地絡相を検出
する装置に関する。
従来、この釉の装置として第1図に示すものがあった。
図中、 1a、lb、lcは3相平衡の市1源、2a、
2b、2Cは電圧ea、el)、eC全有する%4Q 
1 a t 1 b 、1 cに接続されブコa 、 
l) 、 C相の配電線、3a、3b、3cは配”i■
j−A!+! 2 a、 2b、2cと大地間に存在す
る静電容量、4は抵抗Rgと共に接地事故の発生を等測
的にボすスイッチ、5a、5b、5cはコンデンザJ二
つなり、配電庫2a、2b、2Cの電圧を分圧する分圧
z:り、5a、5b、5cは分圧器5a、5b、5cの
電圧va、vb、voの2電圧につき加’ip: *す
る加重9器、7は電源1a、Ib、1cの中性点を接地
する抵抗値RMの抵抗である。
次に、Nib作について説明する。分圧器5a、5b、
5cの電圧va、vb、■oは加算器5a、(ibt6
cに対で入力され、これらの出方端には次式のような電
圧vl、V2.V3が発生する。
スイッチが投入され、a相の配置1itN2aが、地絡
すると、静電容it 3 a 、 3 b 、 3 c
及び抵抗Rgの値が変化して、第2図のベクトル図で示
すように、ベクトルの中心0が円8に沿って0′に移動
し、4■故相の電圧v1は、電圧v21 V 3 J、
り小さくなり、l Vl l(l eal < l V
2 l又は1v31  どなる。この関係は、図示なし
の論理回路により検出され、事故ありに対応される。
従来の地絡相検出装置は、以上述べたように事故発生前
後において各相の対地11L圧の絶対値が変化するのを
検出し、それらの間の大小関係から地絡相を判定してい
た。しかし、州政時に配置b:線が有する静電宕危及び
地絡抵抗が共に大きい場合は健全時のものとの差が顕著
なものと7.Cら−イ゛、(’(iX出の精度が低下す
る。検出感度を高めるためにシ」2、分圧器の分圧比及
び加算器の50J作が高IC−に安5.jl していろ
ことが必扱である。例えこのようブ、(安定化が達成で
きたとしても接続部分に接触不良等にJ二り欠相が生じ
ていることまで判別−はできない。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、Jt12絡による4Jj、 ;
!1グ電流に比例して発生する零相゛[b、圧を検出し
、この零相1(L圧と交流系統の各相の’Flj;圧に
基づ(イθ−シ)との論3!11積をとり、更に積分し
、ht Kkにノ1(、準電圧と比較することにより、
地絡相を判別できろ地絡相検出装置を提供することを目
的とする。
以下、この発明の一実施例を1ン1について説明する。
第3シ1はこの発明の地絡相検出装置?:tのブロック
図である。図中、9は配’tQ’、+j3N 2 a 
* 2 b #ンCにコンデンサ9 a * 9 b 
s 9 cの一端を接11g1、し、他端をコンデンサ
9(l介して接地し、コンデンサ9a〜9dの接ワ゛1
、点より零相の’rJ+’、 J:T−vo ”;に:
 4j#ろ分圧器、10は配電線2a、2b、2cにデ
ルタ接続された巻線IQaと、星形に接続きれ、電圧e
a、eb、coより角度α0だけ進イIIの参照T11
:圧である電圧uaO、’bo 、 u(oを発生すイ
)巻WS’lObとを有し、移相器の機能をもつ変圧器
、11a。
11b、11cは変圧器1oの?IT、圧”20 + 
”bo t’co ’fr、角度α1だけ移相した電圧
ual + ul)Itu(1を発生する移相回路、1
2a、12b、12c&j−電圧uaOe IJbOt
 ”coを角度αまたけ移相した電圧”82 e ub
2 p uc2 k発生する移相回路、13a〜13f
は電圧voと電圧u31 e ul)1 t ucl 
1ua2 s ub2 p 1lc2との積をとり信号
Wa1 、Wbl、wc+。
Wa2 t Wl)2 + Wo2を発生する掛算器、
14a〜14fは掛算器13a〜13fの信号wa1〜
wc1゜VVa 2〜WC2ヲ積分して信号wa11w
b19wc1゜Wa2fWb2TWo2を発生する積分
器、15a〜15f n積分器14a 〜14fの信号
wa1〜wc1゜Wa2〜wC2が基準電圧−Wi以下
となったときに地絡を示す信号a−′−c、a′〜C′
を出刃する比収器である。
次に、この発明のUjh作について説明すと)。■1−
υスIa、tb、1cの電圧ea ’ el) l e
□+j、7.1(式で表示される。
従って、これらを角度α0だけイρ和した変月−器10
の′t:(圧uao 1 ”l)OI lIC0It@
次式のようK IZる。
電圧11aO−u(0シl1、線間′11c圧に関係シ
ティz)ノで、スイッチ4の投入で示すよう/、c8相
のみ、非平衡接地の孕故点が発生してもタ二化か/、ぐ
い。従って、11)−圧”aO〜uCOT ?用い、′
[]ε圧e 、 、 e b、 e 。
より角度α1だけ遅れた位相の届、圧”al ? ”l
)11u (1に次のようKなる。
同イA(K l、て電圧e、、eb、eoより角度α2
だけ遅れた電圧11a2 ? ut)2 * uc2は
次式のようになる。
これらの電圧ua2〜’c2も線間電圧と関連している
ため、地絡事故が発生しても変化しない。a相で抵抗R
gの地絡事故が発生すると、この3相回路の中性点の電
位が変動し、零相の7Lr、 EE V Oが分圧器9
の出力端に現われる。市、圧vat工、静電容量Co 
、抵抗R,と次式のような関係にある。
vo−−VolISin(ωt−θ) ただし、 一珍 第4図は、地絡事故のa相に1);1係する’+ii’
+圧C3゜C20s ual及びualのベクトル関係
を示すベクトル図である。抵抗RgO値が裳化すると、
i’ii’、 LtE V 。
は円8の上を移動する。
電圧Vo + ual t ubl * uCl + 
”C2+ ”b2 +”c、2を入力した掛算器13a
〜13Cは、次j(、’で5:、′:、t−)すイト号
Wal  、  Wbl  、Wol 、Wa2  、
vyl)2 、Iy、2 f 1.j力する。
wa1=v□−ua1=+011E(cos(0−cz
、)−cos(2r+)t−f/−Ct、))wI) 
1−vOLlul)1=−h”T!:t 媚θ鴻−ヲリ
−cos(2f+*t−Lt、tl−21π月”Ct=
vo@tlct= ”V’E(cos(θ−a1−b)
 C05(>’t O@l] −?月3 上式において、右辺第1項は直流分であり、第2項は電
源Caの2倍の周波数で変化する交流会である。しかし
、事故相に関する情報をよ面θ1し分に含まれており、
第2狽の交流会は事故相に判定するためには消去される
べきものである。
第4図のベクトル図から明らか7’xように、a相で地
絡が生じた」μ合、電圧voのベクトルの足が円8の上
に来るので、角度α1.C2を0°〜90°の間の適当
な値に選んでおけば、電圧VOとu、111(又&S 
1+a2 )とはほぼ反対向きとなり、信号Wa1゜W
a2の直流分は負となり、地絡相でない信号Wb1、 
W(1+ Wb2 、 Wo2の直流分は正又は小さな
負の値とプfる。
積分器148〜14fは、このような信号Wa1* W
ble WCI y Wa2 、 Wb2 、 wC2
2次式のように積分して信号wa1t Wl)1 t 
WCI + Wa2 + Wt)2 +wo2を得ろ。
なお、t=t、IL小事故発生した時刻とす2)。
−−(s r n 2ωt −0−−α] )−sin
(2r++t g−fノー<、t))D2ω −’ (s in (2ωi−o−al−π)−sin
(cot、、−o−al −、g−71,3))2ω 
         3 tstn(2ωt−o−11−π)−stn(wt、−
U−C1−−1π月〕2ω          3 −よ(sin(2(clt−〇−α2 )’−5jn(
20Jtl!−θイ12月〕2ω 一’ (5in(21t−0−(12−−π)−sin
(加tg−θ−a2−七一π)l :’?ω     
   3 上式において、信号wa1 j WB2は事故相のもの
であり、2ωで振動しながら負の方向に増加するが、そ
の傾きは信号wa19wa2の直流分によって決まる。
従って、信号wa11 Wa2間の閲きの差はcos 
(θ−αl)とcos(θ−α2)によって決まる、い
ま、m 4 図K 示fように、角度α1.α2を選ん
でおいて、地絡事故により発生する電圧voのベクトル
の足が、 1θ−αII〉1θ−α21 となる位置に来ると、 cos(θ−α1) < cos(θ−α2)となり、
信号wa2が信号walより急速に負の方向へ増加する
第5図は地絡事故が発生した時刻1,3前後におケル4
8 号Wa1〜wo1 * W32〜wo2の波形図で
ある。
図中のように、事故相に関連する釘列w3工9wa2が
基準電圧−Wiを超え、負方回へ増加して行くのに対し
、都政のない相の信号Wbl * Wb21 wciI
Wo2は正方向へ増加又はほとんど変化Iない。
従って、比較器15a〜15fは、信号Xへ7.J〜W
c1.Wa2〜wo2が基準値−wt以下と/工ろと、
地絡したことを示す信号a ’□ C+ ;l’〜”(
C串カする。この場合、地絡相はa相なので、仏→’H
’ n Ha’が出力される。
なお、上記実施例では、参照’Ili: EEの遅れ角
がα1とα2の2個の場合であるが、それより多(する
と、零相′nL圧のベクトルの足を工、1θ−α11.
(I−1,2,・・・n)がより小さい1直となるよう
な位置に来るため、検出時間を更にy;:; くするこ
とができる。
また、上記実施例では積分器14a〜14fが完全な時
間積分を行なう場合を説す」したが、掛算器13a〜1
3fの演算精度などが原因で、少しでも直流分があれば
、これが蓄積する。このため積分器14a〜14fの特
性を、+Q当な時定数音もつ積分、即ち一次遅れ要素の
伝達関数、□11−となるようにすることが必要となる
。この積分の時定数Tは検出すべき地絡事故の現象に比
較して長(しておけば上記実施例と同様な効果を奏する
また、上記実施例では電圧ua1”ll31 + 11
(1。
ua2 * ub2 j uc2 k正弦波としてII
J イタ力、これらを波形変換回路により正弦波と同位
相で振幅一定の矩形波に波形変換しても−り記実施例ど
回4・N、の効果を奏する。このような場合の動作の波
形を第6図及び第7図にボす。第6図において、に])
は電圧ea、(b)は電圧11 a 1の矩形波信号、
(Clは電圧Ll、12の矩形波信号、(dlは零相の
’lil’、圧vO、fel&X電圧V□、ualの積
の48号Wa1 、 (f)はnl、圧Vo、Lla2
の積の信号Wa2fr、示す。
第7図は、第6図に示す信号Waloを積分した信号W
al及び第7図に示す信号Wazoを積分した信号Wa
2の波形図である。信号Wa1.Wa2は第5図のもの
に比較して振動成分が多いが、基準値−Wiとの比較に
より事故相の判定が上記実施例と同じようにできる。
−また、上記実施例では、零相1ti:圧を正弦波とし
たが、電圧vO+  VO’を一定振幅の矩形波に成形
して掛算器に入力しても上記実施秒11と同様の効果を
奏する。
また、窓用電圧の検出感度を上げて地絡相のADτ出を
行なったゴ易合、演傍1回路のダイナミック・レンジの
Hiす約から零相市:圧の信号に飽和が生じろことがあ
るが、零相71j゛、圧の位相の情報(・工保」4され
るので、地絡相の検出は可能である。
上記実施例では糸KJcのわずかな不平i・(fとか検
出器の不平衡などVcJ′:す、正常時にもわJoかに
生じる零相電圧によるItCl、動作を防ぐため、イ」
1(分ILj回路に時定数をもたせている。従って、不
平’+:*rが原因で生じるわずかな直流分が積分器で
M分されろことはないが、この直流分によりAlt分器
の出力が地絡発生以前からそれぞれ値の異なる直7A1
.のベースケ有するので、これが閾値による地絡相検出
に悪影響を与える。
第8図は、このような悲影メ;÷を除去すイ)ため、積
分器(時定数Tの一次遅れ便;+4)の出力をコンデン
サCを介して」1v、り出すようにした回1品図であろ
。この場合、時定数CRの値は、積分の時定数と同様に
、予想される地絡現象及び常時の系統の擾乱の程度を勘
案して選ぶようにする1、CRの回路と積分回路の位置
を前後に入れ替えても動作は同じである。
また、上記実施例では、電圧’ao s ’bo r 
ucOを導出するのに、3相の移相変圧器を利用したが
、容量分圧器を利用してこれらを導出してもよい。
第9図は、このような他の実施例の回路図であり、位相
α−30°の場合を示す。分圧器5a、5b・5Cの出
力t’z 加算器6a、6b、6cK人カされ、電圧u
a(1* ubo * 11(o ’e導出している。
以上のように、この発明によれば、系統の零相電圧の信
号と、移相された系統の参照電圧との積ととり、更に積
分し、最後に基準電圧とレベルにつき比較判定をするこ
とにより、事故相の判別をするようにしたので、雑音に
よる影響を少なくすることができ、安定に動作する装置
が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の地絡相検出装置の回路図、第2図は地絡
相発生時の各相及び零相電圧のベクトル図、第3図はこ
の発明の一実施例1によろ地紹相tニーy出装置の回路
図、81′!4図は第3図に示す装置に人力される?f
’ly圧のベクトル図、第5図は第3図に示す装置の動
作の波形図、第6図及υ・NS71ンロ」−この発明の
他の実施例による地絡相(61出装置i;iの動作の波
形図、第8図及び第9図はこの発明の他の実施例による
地絡相検出装置の回路1ン1である。 3a〜3b、9a 〜9d、co−*コyデンーリ、4
・・・スイッチ、6a〜6C・・・加傍−器、9・・・
分圧器、10−−−変圧器、11a〜11c、12a〜
12C・・・移相回路、13 a〜13 f ”・J:
lI算器、14a 〜14C−−−積分÷)′(,15
a〜15f・・・比較器。 なお、図中、同一符号は同一部分を示す。 代 理 人   葛 野 伯 −<b=:か1名)第 
 6  図 M8図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)交流系統から各相の電圧を導入して上記電圧に比
    例した電圧信号を発生する回路と、上記電圧信号を所定
    位相だけ移相する複数の移相回路と、上記各移相回路の
    出力′電圧と上記系統電圧との積をとる複数の掛算器と
    、上記各掛算器の出力信号1c積分する複数の積分器と
    、上記積分器の出力信号が所定の負の基準電・玉取下と
    なったときに事故の検出を示す信号を発生する複数の比
    較器とを備えた地絡相検出装置。
  2. (2)各移相回路の出力信号を一定振11’ir:の矩
    形波に変換する波形変換回路を備え、零相111’、圧
    と掛算すべ(上記矩形波を掛算器に供給するようにした
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の地絡相検
    出装置。
  3. (3)零相電圧を一定振幅の矩形波に変換する波形変換
    回路を備え、移相回路の出力信号と掛算すべ(上記矩形
    波を掛嘗器に供給するようにしたことを特徴とする特許
    11「s求の範囲第1項記載の地絡相検出装置。
  4. (4)積分器に直流遮断用のコンデンサを直列接続した
    ことを特徴とする特許請求の111)間第1項乃士第3
    項のいずれかに記載の地絡相検出装置1゛′¥0
JP15346782A 1982-09-03 1982-09-03 地絡相検出装置 Granted JPS5944927A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63238908A (ja) * 1987-03-27 1988-10-05 Sumitomo Metal Ind Ltd 穿孔圧延方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63238908A (ja) * 1987-03-27 1988-10-05 Sumitomo Metal Ind Ltd 穿孔圧延方法

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