JPS594926B2 - 変圧器保護継電方式 - Google Patents
変圧器保護継電方式Info
- Publication number
- JPS594926B2 JPS594926B2 JP5657882A JP5657882A JPS594926B2 JP S594926 B2 JPS594926 B2 JP S594926B2 JP 5657882 A JP5657882 A JP 5657882A JP 5657882 A JP5657882 A JP 5657882A JP S594926 B2 JPS594926 B2 JP S594926B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- transformer
- current
- signal
- relay
- Prior art date
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- Expired
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は３相用変圧器に係り、特に励磁突入電流を検出
するに好適な第２高調波抑制機能を備えだ変圧器保護継
電方式に関する。
するに好適な第２高調波抑制機能を備えだ変圧器保護継
電方式に関する。
変圧器励磁時に発生する励磁突入電流の大きさ、含有高
調波成分は、励磁時の電源電圧位相、変圧器鉄心の残留
磁束密度の大きさ、方向などにより種々異なった様相を
示すのは周知の通シである。
調波成分は、励磁時の電源電圧位相、変圧器鉄心の残留
磁束密度の大きさ、方向などにより種々異なった様相を
示すのは周知の通シである。
・また変圧器巻線短絡などによる事故電流は正弦波に近
く、その第２高調波成分は基本波成分の１０％以下と言
われており、一方変圧器励磁時の励磁突入電流中の第２
高調波成分は、従来基本波成分の２０係以上と言われて
いる。
く、その第２高調波成分は基本波成分の１０％以下と言
われており、一方変圧器励磁時の励磁突入電流中の第２
高調波成分は、従来基本波成分の２０係以上と言われて
いる。
これを利用し、事故電流と励磁突入電流を判定するのに
、従来では前２者の中間の値、例えば電流中の第２高調
波成分が基本波成分の１５係以上の場合は励磁突入電流
と判定して、遮断器の引外し指令を阻止する機能を継電
器に持たせている。
、従来では前２者の中間の値、例えば電流中の第２高調
波成分が基本波成分の１５係以上の場合は励磁突入電流
と判定して、遮断器の引外し指令を阻止する機能を継電
器に持たせている。
しかし、励磁突入電流でも第２高調波成分が前記設定値
１５係以下になる場合があり、継電器の誤動作の一因と
なっている。
１５係以下になる場合があり、継電器の誤動作の一因と
なっている。
以下計算例によって説明を加える。第１図において１は
変圧器Ｙ巻線、２は変圧器６巻線を示す。
変圧器Ｙ巻線、２は変圧器６巻線を示す。
ｉＵ、ｉＶ、ｉｗおよび■。。ＩｙｔＩ、はそれぞれ６
巻線側から電圧を印加しのときのｕ、’ＶｔＷ各相の相
電流および線電流を示す。
巻線側から電圧を印加しのときのｕ、’ＶｔＷ各相の相
電流および線電流を示す。
第２図は第１図においてＵ相の電圧位相θＵが０度のと
きに電圧を印加した場合、電源インピーダンス、巻線抵
抗などを無視し変圧器鉄心中の磁束密度と各相の電流の
関係を模擬的に示した図で、ＢＵ、Ｂｖ、ＢＷはそれぞ
れ各相鉄心内の磁束密度、ＢＲＵ、ＢＲＶ、ＲＲＷはそ
れぞれ電圧印加時の各相鉄心内の残留束密度、ＢＳは飽
和磁束密度を示す。
きに電圧を印加した場合、電源インピーダンス、巻線抵
抗などを無視し変圧器鉄心中の磁束密度と各相の電流の
関係を模擬的に示した図で、ＢＵ、Ｂｖ、ＢＷはそれぞ
れ各相鉄心内の磁束密度、ＢＲＵ、ＢＲＶ、ＲＲＷはそ
れぞれ電圧印加時の各相鉄心内の残留束密度、ＢＳは飽
和磁束密度を示す。
第２図中の電流を示す記号は第１図中のものと同一であ
る。
る。
鉄心磁束密度が飽和磁束密度Ｂｓ以下の場合に励磁電流
がゼロとすると、ｉＵ、ｉｖ、ｉｗはＢ Ｕ ｔ Ｂ
ｙ ｔ Ｂ ＷがＢｓを越えている期間のみ流れる。
がゼロとすると、ｉＵ、ｉｖ、ｉｗはＢ Ｕ ｔ Ｂ
ｙ ｔ Ｂ ＷがＢｓを越えている期間のみ流れる。
また第１図から線路電流は
ＩＵ＝ＩＵ ｔｗｔＩｙ＝ｔｙ ＩｇｔＩＷ＝ｌＷ
ＩＶ （１）であるから、Ｉ
Ｕ 、Ｉｙｔ Ｉいは第２図中に示すような波形となる
。
ＩＶ （１）であるから、Ｉ
Ｕ 、Ｉｙｔ Ｉいは第２図中に示すような波形となる
。
第２図に示した例のようにＢＲＶとＢＲｗが等しい場合
、Ｉ、とＩＶの含有高調波成分はほぼ等しい。
、Ｉ、とＩＶの含有高調波成分はほぼ等しい。
次に、電源インピーダンス、変圧器巻線抵抗などを考慮
した厳密計算式を用い１５０ＭＶＡ３相変圧器を例にと
って、残留磁束密度Ｂ ＲＯｔＢＲｖ、ＢＲｗを種々変
えた場合の変圧器励磁突入電流の含有高調渡分を計算し
た結果を第３図〜第６図に示す。
した厳密計算式を用い１５０ＭＶＡ３相変圧器を例にと
って、残留磁束密度Ｂ ＲＯｔＢＲｖ、ＢＲｗを種々変
えた場合の変圧器励磁突入電流の含有高調渡分を計算し
た結果を第３図〜第６図に示す。
電源電圧投入位相、残留磁束密度などの条件は第２図と
同一である。
同一である。
第３図〜第６図において、各相の残留磁束密度ＢＲＵ、
ＢＲｖ。
ＢＲｖ。
ＲＲＷは定格磁束密度に対するパーセントで表わしてい
る。
る。
本計算例ではＢＲｖ−ＢＲｗ−３０係の場合、Ｖ、Ｗ相
の鉄心磁束密度は飽和磁束密度Ｂ８に達しないだめ■ツ
ーＯである。
の鉄心磁束密度は飽和磁束密度Ｂ８に達しないだめ■ツ
ーＯである。
第３図、第４図はそれぞれＢＲＵを６０％、９０％に固
定した場合で、横軸にＢＲＶ ？ ＢＲＷを示す。
定した場合で、横軸にＢＲＶ ？ ＢＲＷを示す。
縦軸は励磁突入電流ＩＵ？ Ｉ、、Ｉい中の基本波成分
と第２高調波成分の定格電流波高値に対する倍率を示す
。
と第２高調波成分の定格電流波高値に対する倍率を示す
。
ＩＵｌ 、■い １ｗ１は夫々各相の基本波の倍率、Ｉ
Ｕ２ ？ Ｉ Ｖ２５ ＩＶ２は第２高調波の倍率
である。
Ｕ２ ？ Ｉ Ｖ２５ ＩＶ２は第２高調波の倍率
である。
第５図、第６図はそれぞれＢＲＵが６０％、９０％の場
合で、各相の励磁突入電流ＩＵｌＩヤ、■いの基本波成
分に対する第２高調波成分の含有パーセントを示す。
合で、各相の励磁突入電流ＩＵｌＩヤ、■いの基本波成
分に対する第２高調波成分の含有パーセントを示す。
第５図、第６図から第２高調波成分の基本波成分に対す
る割合は、残留磁束密度によって異なるが、一般的に励
磁突入電流が犬であるほど第２高調波成分の割合は小と
なる。
る割合は、残留磁束密度によって異なるが、一般的に励
磁突入電流が犬であるほど第２高調波成分の割合は小と
なる。
本計算例では第２図に示すように、Ｕ相の相電流ｉＵが
他の２相に比して犬であるだめ、（１）式からｉＵの影
響を強く受けるＵ、Ｖ相の線路電流■Ｕ、■■は、■い
に比して犬でありＩｇｔ■ヤの第２高調波成分の割合は
１ｗに比して小となっている。
他の２相に比して犬であるだめ、（１）式からｉＵの影
響を強く受けるＵ、Ｖ相の線路電流■Ｕ、■■は、■い
に比して犬でありＩｇｔ■ヤの第２高調波成分の割合は
１ｗに比して小となっている。
更にＵ相の残留磁束密度ＢＲＵが大となるほど、ｉＵが
大となるためＩＵｌＩＶの第２高調波成分の割合は小で
ある。
大となるためＩＵｌＩＶの第２高調波成分の割合は小で
ある。
即ち本計算例では、第６図に示すようにＢＲＵ＝９０％
の場合、Ｉ、ＩＩＶの第２高調波成分は基本波の１５係
以下となり、従来方式の継電器では誤動作を避けられな
い。
の場合、Ｉ、ＩＩＶの第２高調波成分は基本波の１５係
以下となり、従来方式の継電器では誤動作を避けられな
い。
本発明の目的は従来方式の欠点をなくし、３相用変圧器
における励磁突入電流と事故電流を正確に判別し得る３
相用変圧器保護継電方式を提供するにある。
における励磁突入電流と事故電流を正確に判別し得る３
相用変圧器保護継電方式を提供するにある。
本発明は要するに基本波成分と第２高調波成分の比較を
１相毎でばく３相一括して行なうようにしだもので、具
体的には各相基本波を許容電圧とし、各相第２高調波成
分のうちで絶対値の最大のものを抑制電圧として使用す
るものである。
１相毎でばく３相一括して行なうようにしだもので、具
体的には各相基本波を許容電圧とし、各相第２高調波成
分のうちで絶対値の最大のものを抑制電圧として使用す
るものである。
今、各相の電流電圧変換器の入力電流基本波成分の絶対
値Ｉ ＩＵＩ ＋ ５１ ＩＶｔ ｌ 、Ｉ ＩＷ
、 ｌとし、第２高調波成分の絶対値を１■Ｕ２１１
Ｖ２１ ｔ ’Ｉ Ｗ２１とすると従来方式では励磁
突入電流と事故電流の判別を各相での基本波成分に対す
る第２高調波成分の割合の最小値、即ちｍｉｎこれは従
来方式が基本波成分と第２高調波成分の比較を１相毎に
行なっているため抑制電圧とし、て上記両成分の割合の
最小値をとらざるを得なかったものである。
値Ｉ ＩＵＩ ＋ ５１ ＩＶｔ ｌ 、Ｉ ＩＷ
、 ｌとし、第２高調波成分の絶対値を１■Ｕ２１１
Ｖ２１ ｔ ’Ｉ Ｗ２１とすると従来方式では励磁
突入電流と事故電流の判別を各相での基本波成分に対す
る第２高調波成分の割合の最小値、即ちｍｉｎこれは従
来方式が基本波成分と第２高調波成分の比較を１相毎に
行なっているため抑制電圧とし、て上記両成分の割合の
最小値をとらざるを得なかったものである。
しかし本発明第２高調波成分の絶対値ＩＩＵ２ＩｔＩ
ｈ２１ ｔ ｌ ＩＶ２ ｌ の最大値ｍａｘ（１１
Ｕ２１ ｔｌ Ｉ ｖ２ ｌ 、ＩＩ Ｗ２ ＋ ）と
各相毎の基本波成分とを比較することで事故電流が励磁
突入電流かを高精度判別することが可能となったのであ
る。
ｈ２１ ｔ ｌ ＩＶ２ ｌ の最大値ｍａｘ（１１
Ｕ２１ ｔｌ Ｉ ｖ２ ｌ 、ＩＩ Ｗ２ ＋ ）と
各相毎の基本波成分とを比較することで事故電流が励磁
突入電流かを高精度判別することが可能となったのであ
る。
数式で示せば本発明でばＵ相については
比率差動継電器を組み合わせた場合の本発明の一実施例
を第７図に示す。
を第７図に示す。
第７図において変圧器Ｙ巻線１、△巻線２に接続された
線路を流れる電流は変流器３，４を介して比率差動継電
器５に流れ込む。
線路を流れる電流は変流器３，４を介して比率差動継電
器５に流れ込む。
変圧器に励磁突入電流が生じている場合もしくは変圧器
内部事故があった場合は、アンペアターンの差電流分が
差動電流変流器７を通って変流器４に戻る。
内部事故があった場合は、アンペアターンの差電流分が
差動電流変流器７を通って変流器４に戻る。
前記差電流が所定値以上になった場合は比率差動継電器
５の接点が閉じる。
５の接点が閉じる。
又差動電流変流器７を流れる電流は変換されて阻止継電
器８内の電流電圧変換器９に流れ込む。
器８内の電流電圧変換器９に流れ込む。
この電流は電流電圧変換器９により電圧に変換され、各
相の抑制電圧部１３、許容電圧部１４の入力電圧となる
。
相の抑制電圧部１３、許容電圧部１４の入力電圧となる
。
抑制電圧部１３０入力電圧は第２高調波フイルタ１０を
介して全波整流器１２を経ることにより、各相の入力電
圧の第２高調波成分を全波整流した直流電圧が、各相の
抑制電圧部の出力電圧ＫＶＲＵ、ＫＶＲｖ、ＫＶＲｗと
なる。
介して全波整流器１２を経ることにより、各相の入力電
圧の第２高調波成分を全波整流した直流電圧が、各相の
抑制電圧部の出力電圧ＫＶＲＵ、ＫＶＲｖ、ＫＶＲｗと
なる。
許容電圧部１４０入力電圧は基本波フィルタ１１、全波
整流器１２を経ることにより各相の入力電圧の基本波成
分を全波整流した直流電圧が、各相の許容電圧部の出力
電圧Ｖ。
整流器１２を経ることにより各相の入力電圧の基本波成
分を全波整流した直流電圧が、各相の許容電圧部の出力
電圧Ｖ。
Ｕ５ＶＯＶｔＶＯＷとなる。各相の抑制電圧部の出力側
を、第７図中の十−の符号に従って＋は十同志、−は−
同志並列接続することによって得られる電圧は、各相の
抑制電圧部の出力電圧のうち最大のものであり、この電
圧が抑制電圧ＫＶＲとなる。
を、第７図中の十−の符号に従って＋は十同志、−は−
同志並列接続することによって得られる電圧は、各相の
抑制電圧部の出力電圧のうち最大のものであり、この電
圧が抑制電圧ＫＶＲとなる。
この抑制電圧と各相の許容電圧が互いに打ち消し合うよ
うに直列接続して得られる両者の差電圧は、検出部１５
の入力電圧となる。
うに直列接続して得られる両者の差電圧は、検出部１５
の入力電圧となる。
検出部では許容電圧に対する抑制電圧の割合を判定し、
この割合が所定値以下のとき接点を閉じ、比率差動継電
器接点とのＡＮＤ条件が満たされると、事故と判定し遮
断器列外し信号を出す。
この割合が所定値以下のとき接点を閉じ、比率差動継電
器接点とのＡＮＤ条件が満たされると、事故と判定し遮
断器列外し信号を出す。
しかし前記割合が所定値以上のときは励磁突入電流と判
定し、接点を閉じないのである。
定し、接点を閉じないのである。
なお上記差電圧は、検出感度をαとすると動作式はｖｏ
−ＫＶＲ＞αと表わされ、αの値を非常に小さく（α＋
＝０）とするとｖｏ−ＫＶＲ＞０、動作することになる
。
−ＫＶＲ＞αと表わされ、αの値を非常に小さく（α＋
＝０）とするとｖｏ−ＫＶＲ＞０、動作することになる
。
ちなみに本発明及び従来方法による基本波に対する第２
高調波の割合を数学的に比較すると次の＋Ｉｗ２１及び
Ｋｖ≦ＫＵ≦Ｋｗの場合を想定する。
高調波の割合を数学的に比較すると次の＋Ｉｗ２１及び
Ｋｖ≦ＫＵ≦Ｋｗの場合を想定する。
この条件に従うと第２高調波成分の割合は、従来方式で
は となり、上記の本発明実施例では各相ごとにとなる。
は となり、上記の本発明実施例では各相ごとにとなる。
次に、（２）式と（３−１） 、（３−２） 。
（３−３）との比をとると前記関係から夫々、（４−１
） 、 （４−２）、（４−３）式のようになる。
） 、 （４−２）、（４−３）式のようになる。
即ち、本発明における第２高調波成分の割合は従来方式
より犬であり、同様にして■Ｕ２ ”Ｖ２ ’Ｉ Ｗ２
およびＫＵ、Ｋｖ、Ｋｗの大小関係が異なっても本
発明における第２高調波成分の割合が従来方式に比して
常に犬であることを証明できる。
より犬であり、同様にして■Ｕ２ ”Ｖ２ ’Ｉ Ｗ２
およびＫＵ、Ｋｖ、Ｋｗの大小関係が異なっても本
発明における第２高調波成分の割合が従来方式に比して
常に犬であることを証明できる。
第７図で本発明の２つの実施例を示したが、従来方式に
比してどの程度効果があるかを計算したものを第８図、
第９図に示す。
比してどの程度効果があるかを計算したものを第８図、
第９図に示す。
第８図、第９図は第３図〜第６図と同一変圧器、同一条
件で計算したものである。
件で計算したものである。
第８図、第９図はそれぞれＢＲＵが６０％、９０％の場
合に検出される第２高調波成分の割合を示したものであ
り、実線は従来方式、一点鎖線は第７図に示す本発明の
実施例に相当する。
合に検出される第２高調波成分の割合を示したものであ
り、実線は従来方式、一点鎖線は第７図に示す本発明の
実施例に相当する。
まだ第７図に示した本発明の実施例において、許容電圧
部１４は基本波成分のみを取り出すように示したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、例えば基本波成
分と第３高調波成分のように幾つかの高調波成分を含ま
せるようにしても、本発明の効果を妨げるものではない
。
部１４は基本波成分のみを取り出すように示したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、例えば基本波成
分と第３高調波成分のように幾つかの高調波成分を含ま
せるようにしても、本発明の効果を妨げるものではない
。
一方、今まで述べてきたのは、変圧器の△巻線側投入時
の線路電流に関してであったが、Ｙ巻線側投入時の線路
電流を利用する場合でも、本発明は効果がある。
の線路電流に関してであったが、Ｙ巻線側投入時の線路
電流を利用する場合でも、本発明は効果がある。
Ｙ巻線側投入時の線路電流に関し、第８図、第９図と同
様に計算した結果を第１０図、第１１図に示す。
様に計算した結果を第１０図、第１１図に示す。
第１０図、第１１図はそれぞれＢＲＵが６０％、９０ｑ
６の場合に検出される第２高調波成分の割合を示したも
のであり、本発明においては従来方式に比して第２高調
波成分の割合が大巾に大きくなることがわかる。
６の場合に検出される第２高調波成分の割合を示したも
のであり、本発明においては従来方式に比して第２高調
波成分の割合が大巾に大きくなることがわかる。
以上の説明のように、本発明によれば、励磁突入電流と
事故電流とを正確に判別することができ、継電器の誤動
作を最小限にとどめることができる。
事故電流とを正確に判別することができ、継電器の誤動
作を最小限にとどめることができる。
第１図は￥−△３相変圧器を示す図、第２図は変圧器の
励磁突入電流と鉄心磁束密度の関係を説明するだめの図
、第３図〜第６図は変圧器励磁突入電流の含有高調渡分
を計算により求めた図、第７図は本発明の実施例を示す
概略結線図、第８図〜第１１図は本発明の効果を従来方
式と比較するだめに計算した図である。 ９・・・電流電圧変換器、１０・・・第２高調波フイル
タ、１２・・・全波整流器、１３・・・抑制電圧部、１
４・・・許容電圧部、１５・・・検出部。
励磁突入電流と鉄心磁束密度の関係を説明するだめの図
、第３図〜第６図は変圧器励磁突入電流の含有高調渡分
を計算により求めた図、第７図は本発明の実施例を示す
概略結線図、第８図〜第１１図は本発明の効果を従来方
式と比較するだめに計算した図である。 ９・・・電流電圧変換器、１０・・・第２高調波フイル
タ、１２・・・全波整流器、１３・・・抑制電圧部、１
４・・・許容電圧部、１５・・・検出部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １３相変圧器各端の電流差に応じて変圧器内部事故を検
出する差動継電器が電流差を検出し、変圧器流入電流が
励磁突入電流であることを検出する阻止継電器が励磁突
入電流を検出しないとき前記３相変圧器を送電線から開
放する変圧器保護継電方式において、前記阻止継電器は
３相変圧器各相の電流差より第１の信号として基本波成
分の信号の絶対値を求め、また３相変圧器各相の電流差
より第２の信号として第２高調波成分のうち最大なもの
の絶対値を求め、各相毎の第１の信号と第２の信号の比
又は差によって励磁突入電流か否かを判定することを特
徴とする変圧器保護継電方式。 ２３相変圧器各端の電流差に応じて変圧器内部事故を検
出する差動継電器が電流差を検出し、変圧器流入電流が
励磁突入電流であることを検出する阻止継電器が励磁突
入電流を検出しないとき前記３相変圧器を送電線から開
放する変圧器保護継電方式において、前記阻止継電器は
３相変圧器各相の電流差より第１の信号として基本波成
分と第３高調波成分から成る信号の絶対値、又は基本波
成分と第３高調波成分と第４高調波成分以上の成分から
成る信号の絶対値を求め、また３相変圧器各相の電流差
より第２の信号として第２高調波成分のうち最大なもの
の絶対値を求め、各相毎の第１の信号と第２の信号の比
又は差によって励磁突入電流か否かを判定することを特
徴とする変圧器保護継電方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5657882A JPS594926B2 (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | 変圧器保護継電方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5657882A JPS594926B2 (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | 変圧器保護継電方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57202833A JPS57202833A (en) | 1982-12-11 |
| JPS594926B2 true JPS594926B2 (ja) | 1984-02-01 |
Family
ID=13031033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5657882A Expired JPS594926B2 (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | 変圧器保護継電方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS594926B2 (ja) |
-
1982
- 1982-04-07 JP JP5657882A patent/JPS594926B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57202833A (en) | 1982-12-11 |
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