JPS60180426A - 保護継電方式 - Google Patents
保護継電方式Info
- Publication number
- JPS60180426A JPS60180426A JP3771584A JP3771584A JPS60180426A JP S60180426 A JPS60180426 A JP S60180426A JP 3771584 A JP3771584 A JP 3771584A JP 3771584 A JP3771584 A JP 3771584A JP S60180426 A JPS60180426 A JP S60180426A
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- power
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は電力系統を保護する保護継電方式に関するも
のでらる。
のでらる。
電力系統に系統事故が発生し、事故解除後系統に動揺が
生じた時、系統の動揺が安定動揺か、又は脱調に到るか
を検出する脱調保護継電方式について以下説明する。第
１図は電力系統を模擬した模擬系統図で、ｌ ａはａ端
、１ｂはｂ端の電源を示す。２は電源＋ａ、１ｂ間の送
電線、３ａは電源１ａの母線％４’は保賎継電器６ｍ（
以下リレーと呼ぶ）へ電流を導入する変成器、５”は母
線３ａからリレー６８へ電圧を導入する変成器を示す。
生じた時、系統の動揺が安定動揺か、又は脱調に到るか
を検出する脱調保護継電方式について以下説明する。第
１図は電力系統を模擬した模擬系統図で、ｌ ａはａ端
、１ｂはｂ端の電源を示す。２は電源＋ａ、１ｂ間の送
電線、３ａは電源１ａの母線％４’は保賎継電器６ｍ（
以下リレーと呼ぶ）へ電流を導入する変成器、５”は母
線３ａからリレー６８へ電圧を導入する変成器を示す。
電源１ａ、ｌｂの電圧Ｖａ −Ｖｂ （＝ Ｖａｅ−Ｊ
ｏ）間の相差角θに対してａ端の電気量※ａ 、 Ｉａ
よりまる電力Ｗ ＝ Ｐａ 十ｊＱａ ＝ Ｖａ −４
ａ （ＩａはＩａの共役複素数）の有効電力Ｐａ 、無
効電力Ｑａは第２図に示すように、有効電力Ｐａは９０
’において極大値となり、無効電力Ｑａはθが１８０°
において極大値となり、第２図のＡ点（θ＝９０°）に
おいて等しくなる。
ｏ）間の相差角θに対してａ端の電気量※ａ 、 Ｉａ
よりまる電力Ｗ ＝ Ｐａ 十ｊＱａ ＝ Ｖａ −４
ａ （ＩａはＩａの共役複素数）の有効電力Ｐａ 、無
効電力Ｑａは第２図に示すように、有効電力Ｐａは９０
’において極大値となり、無効電力Ｑａはθが１８０°
において極大値となり、第２図のＡ点（θ＝９０°）に
おいて等しくなる。
有効電力Ｐａ及び無効電力Ｑａは次の様にしてめられる
。送電線のインピーダンスｔ−７，−ＺｅＪψ＋ｊＺ（
ψ−Ｆ９０°）とすれば、電流ｉ＆＝（※ａ −Ｖｂ）
／ Ｚ ＝ Ｖａ （、１−ｅ’ ） ／Ｚ よりＷ−
Ｖａ＊Ｉａ ＝ （Ｖａ／Ｚ） （ｓｉｎθ＋ｊ（１−
ｃｏｓθ月＝Ｐａ−４−ｊＱａとなる。
。送電線のインピーダンスｔ−７，−ＺｅＪψ＋ｊＺ（
ψ−Ｆ９０°）とすれば、電流ｉ＆＝（※ａ −Ｖｂ）
／ Ｚ ＝ Ｖａ （、１−ｅ’ ） ／Ｚ よりＷ−
Ｖａ＊Ｉａ ＝ （Ｖａ／Ｚ） （ｓｉｎθ＋ｊ（１−
ｃｏｓθ月＝Ｐａ−４−ｊＱａとなる。
第３図は横軸を有効電力Ｐａ、縦軸を無効電力Ｑａとし
た時のＰＱ軌跡を示し、有効電力Ｐａ、無効電力Ｑａの
軌跡は（Ｐａ−”−）２＋Ｑａ２＝ １ （７） 円形
’ｌＬ跡であり、図中のＡ点がθ−９０°を示す。
た時のＰＱ軌跡を示し、有効電力Ｐａ、無効電力Ｑａの
軌跡は（Ｐａ−”−）２＋Ｑａ２＝ １ （７） 円形
’ｌＬ跡であり、図中のＡ点がθ−９０°を示す。
一般に電力系統では、その同期化力の大小も関係するが
、相差角θが９０°以上開くと脱調したと判断してよい
。但し、この時の無効電力Ｑａは増加、即ちＡセセｌ−
〉０である。
、相差角θが９０°以上開くと脱調したと判断してよい
。但し、この時の無効電力Ｑａは増加、即ちＡセセｌ−
〉０である。
ｔ
このように電力系統の脱調を判定するためには、電源端
の電圧・電流より有効電力Ｐ、無効電力Ｑをめ、そのＰ
Ｑ軌跡がθ−９０°の点を越えたかどうか判定すれば良
いことになる。
の電圧・電流より有効電力Ｐ、無効電力Ｑをめ、そのＰ
Ｑ軌跡がθ−９０°の点を越えたかどうか判定すれば良
いことになる。
さて、ＰＱ軌跡が９０°を越えたかどうかを判定する一
実施例を説明する。系統の電圧電流をデジタルサンプリ
ングして得られる瞬時値Ｖ（ｔ）、、ｉ（リヨり Ｖ＝
ｖ（ｔ）＋ｊｖ（ｔ −’） ＝Ｖｄ＋ｊｖｑ １＝ｉ
ｆｔｌ＋Ｊｉ（ｔ−Ｈ）＝ Ｉｄ ＋ ｊＩｑ したが
ってＰ＝ＶｄＩｄ−４−ＶｑＩｑ Ｑ二ｖｑＩｄ −Ｖ
ｄ Ｉｑ としてめることが出来る（むとレーはサンプ
リング時刻がΣ異なることを示す）。
実施例を説明する。系統の電圧電流をデジタルサンプリ
ングして得られる瞬時値Ｖ（ｔ）、、ｉ（リヨり Ｖ＝
ｖ（ｔ）＋ｊｖ（ｔ −’） ＝Ｖｄ＋ｊｖｑ １＝ｉ
ｆｔｌ＋Ｊｉ（ｔ−Ｈ）＝ Ｉｄ ＋ ｊＩｑ したが
ってＰ＝ＶｄＩｄ−４−ＶｑＩｑ Ｑ二ｖｑＩｄ −Ｖ
ｄ Ｉｑ としてめることが出来る（むとレーはサンプ
リング時刻がΣ異なることを示す）。
第４図の軌跡１００において、ｘＯ・・・Ｘｎ、？Ｘｎ
は時刻ｔ。・・・ｔｎ−１・ｔｎにおける有効電力Ｐ１
無効電力Ｑ値のＰＱ座標軸の座標点を示し、ｙｎ、ｙｎ
−１は各々座標ｘｎ ｌ Ｘｎ−１と座標Ｘｎ −ｍ
ｌ Ｘｎ−ｍ−１とを結ぶ直線−即ち弦を示す。図例で
は弦Ｙｎ−１の方向は第１象限方向、弦ｙｎは第２象限
方向を示し、第１象限から第２象限へ方向変化（象限変
化を〔１→２〕と以下略称する）があることで、Ａ点（
相差角９０°）を越えたものと判定することが出来る。
は時刻ｔ。・・・ｔｎ−１・ｔｎにおける有効電力Ｐ１
無効電力Ｑ値のＰＱ座標軸の座標点を示し、ｙｎ、ｙｎ
−１は各々座標ｘｎ ｌ Ｘｎ−１と座標Ｘｎ −ｍ
ｌ Ｘｎ−ｍ−１とを結ぶ直線−即ち弦を示す。図例で
は弦Ｙｎ−１の方向は第１象限方向、弦ｙｎは第２象限
方向を示し、第１象限から第２象限へ方向変化（象限変
化を〔１→２〕と以下略称する）があることで、Ａ点（
相差角９０°）を越えたものと判定することが出来る。
また軌跡１０１は弦の象限変化が第２象限から第１象限
へ即ち象限変化〔２→１〕へ、軌跡１０２は象限変化〔
４→３〕へ、軌跡＋０３は象限変化〔３→４〕へそれぞ
れ方向変化した時Ａ点を越えたものと判定することがで
きる。
へ即ち象限変化〔２→１〕へ、軌跡１０２は象限変化〔
４→３〕へ、軌跡＋０３は象限変化〔３→４〕へそれぞ
れ方向変化した時Ａ点を越えたものと判定することがで
きる。
一般に電力系統は多機系で構成されているため、保護す
べき系統（以下本系統と呼ぶ）に連系されている各系統
の動揺が影響し合い、リレーの見るＰＱ軌跡は複雑な動
きをする。
べき系統（以下本系統と呼ぶ）に連系されている各系統
の動揺が影響し合い、リレーの見るＰＱ軌跡は複雑な動
きをする。
第５図は本系統に連系される小７容量系統の局部脱調時
のＰＱ軌跡例（実線）を示す。図中、波線は本系統脱調
軌跡を示す。金弟５図の弦）’ｎ＋１ とｙｎの軌跡方
向を見ると象限方向〔１→２〕の方向変化を脱調と判定
するが、波線軌跡上のＡ点が本系統脱潤点であるので、
局部脱調であることを次のようにして検出する。弦と弧
の曲率関係を説明する第６図に二Ｆ、−いて半径Ｒの軌
跡＋１０上の弧２に対する弦ｙｒの大きさの比（曲率）
と半径ｒの軌跡１１１上の弧２に対する弦ｙｒの間にｙ
Ｒ／Ｚ ＞ ｙ、／Ｚ（Ｒ＞ｒ）の関係がある。従って
曲率＝弦／弧の大きさの大小関係で局部脱調か本系統脱
調か判定することが出来る。一方安定動揺を説明する第
７図に示す事故点Ｆからの安定動揺時の軌跡においても
同様に象限方向〔１→２〕の方向変化があり脱調と判定
する。この場合も曲率によって本系統脱調でないことを
判断できるが、本来は安定動揺である。このように安定
動揺の折返し点付近ある囚は局部税調においては必ず曲
率が小さくなるような弦が作成される。
のＰＱ軌跡例（実線）を示す。図中、波線は本系統脱調
軌跡を示す。金弟５図の弦）’ｎ＋１ とｙｎの軌跡方
向を見ると象限方向〔１→２〕の方向変化を脱調と判定
するが、波線軌跡上のＡ点が本系統脱潤点であるので、
局部脱調であることを次のようにして検出する。弦と弧
の曲率関係を説明する第６図に二Ｆ、−いて半径Ｒの軌
跡＋１０上の弧２に対する弦ｙｒの大きさの比（曲率）
と半径ｒの軌跡１１１上の弧２に対する弦ｙｒの間にｙ
Ｒ／Ｚ ＞ ｙ、／Ｚ（Ｒ＞ｒ）の関係がある。従って
曲率＝弦／弧の大きさの大小関係で局部脱調か本系統脱
調か判定することが出来る。一方安定動揺を説明する第
７図に示す事故点Ｆからの安定動揺時の軌跡においても
同様に象限方向〔１→２〕の方向変化があり脱調と判定
する。この場合も曲率によって本系統脱調でないことを
判断できるが、本来は安定動揺である。このように安定
動揺の折返し点付近ある囚は局部税調においては必ず曲
率が小さくなるような弦が作成される。
この発明は本系統の脱調時以外の安定動揺ａるいは局部
脱調時において共に曲率が小さくなる点に着目して、弦
の方向の処理についてなされたもので、本系統脱調以外
の脱調を検出しない保護継電方式を提供することを目的
としている。
脱調時において共に曲率が小さくなる点に着目して、弦
の方向の処理についてなされたもので、本系統脱調以外
の脱調を検出しない保護継電方式を提供することを目的
としている。
以下この発明の一実施例を図について説明する。
この発明の構成を示す第８図において、ａは入力電気量
より有効電力Ｐａ、無効電力Ｑａを演算する第１演算部
、８ａは各時刻の有効電力Ｐａと無効電力Ｑａより弦を
作成する第２演算部ｔ９ａは弦の方向変化を判定する判
定部である。
より有効電力Ｐａ、無効電力Ｑａを演算する第１演算部
、８ａは各時刻の有効電力Ｐａと無効電力Ｑａより弦を
作成する第２演算部ｔ９ａは弦の方向変化を判定する判
定部である。
次に動作について説明する。７ａはディジタルサンプリ
ングして得られる入力電気量Ｖ （ｔ） ｌ ｉ （ｔ
）の瞬時値Ｖｄ、Ｖｑ、Ｉｄ、Ｉｑｊり有効電力Ｐａ＝
ＶｄＩｄ十ＶｑＩｑ、無効電力Ｑａ ＝ ＶｑＩｄ −
ＶｄＩｑをめて出力する。８ａは各サンプリング時刻の
有効電力Ｐと無効電力Ｑ軸上の座標点ｘ。（Ｐｎ、Ｑｎ
）、ｘｎ＋１・・・から弦ｙｙ１ ” ｘｎ −ｘｎ−
ｒ。を検出する。ここでＸ。
ングして得られる入力電気量Ｖ （ｔ） ｌ ｉ （ｔ
）の瞬時値Ｖｄ、Ｖｑ、Ｉｄ、Ｉｑｊり有効電力Ｐａ＝
ＶｄＩｄ十ＶｑＩｑ、無効電力Ｑａ ＝ ＶｑＩｄ −
ＶｄＩｑをめて出力する。８ａは各サンプリング時刻の
有効電力Ｐと無効電力Ｑ軸上の座標点ｘ。（Ｐｎ、Ｑｎ
）、ｘｎ＋１・・・から弦ｙｙ１ ” ｘｎ −ｘｎ−
ｒ。を検出する。ここでＸ。
はｎ時刻の有効電力Ｐｎと無効電力Ｑｎによって得られ
る座標点を示す。また、Ｚｎ＝： ｘｎ−Ｘｏ−、、７
，ｎ＝”” ”ｎ −１−”ｎ−２・・・から座標点の
移動距離である弧ｚ ＝ ｚｎ＋ｚｎ、＋−・・十ｚｎ
−ｒｒ＋−＋−＋をめ曲率イ直ｆｎ＝ｙｎ／ｚ≧Ｆ（
Ｆは定数）を判定する。そしてｆｎ≧Ｆの条件のときに
はｙｎの方向を第１〜第４象限の方向として判定部９ａ
へ出力し、ｆｎ＜Ｆの条件のときにはｙｎの方向を判定
部９ａへ出力しない処理を行う。
る座標点を示す。また、Ｚｎ＝： ｘｎ−Ｘｏ−、、７
，ｎ＝”” ”ｎ −１−”ｎ−２・・・から座標点の
移動距離である弧ｚ ＝ ｚｎ＋ｚｎ、＋−・・十ｚｎ
−ｒｒ＋−＋−＋をめ曲率イ直ｆｎ＝ｙｎ／ｚ≧Ｆ（
Ｆは定数）を判定する。そしてｆｎ≧Ｆの条件のときに
はｙｎの方向を第１〜第４象限の方向として判定部９ａ
へ出力し、ｆｎ＜Ｆの条件のときにはｙｎの方向を判定
部９ａへ出力しない処理を行う。
判定部９ａは第２演算部８ａより出力される弦の方向変
化を見て象限方向〔ｌ→２）、（２・→１〕。
化を見て象限方向〔ｌ→２）、（２・→１〕。
〔３→ｊ）、［４→３〕のパターンの時脱調出力１０８
を出力する。ｆｎ＜Ｆの条件の時には弦の方向が第２演
算部８ａより出力されないので、この時は弦の方向はＹ
ｎ−＋の時の方向をｙｎの方向として取扱う。即ちｆｎ
＜Ｆの時はそれ以前の弦の方向と同方向として処理する
。第５図の例ではｙｎからＹｎ＋１まで各々の曲率値が
ｆｎ＜Ｆ・・・ｆｎ＋ｊ＜Ｆとした時、弦７ｎ−１の方
向と弦ｙｎ＋ｊ＋１の方向を第１象限方向とした時はｙ
ｎ−１からｙｎ’＋ｔ＋１までの方向はすべて第１象限
方向として処理する。従ってこの間においては弦の方向
変化がないので税調は検出しない。また第７図の例では
ｙｎから’ｎ＋ｌまで各々の曲率値ｆｎ＜Ｆ・・・・・
・ｆｎ＋Ｉ＜Ｆとした時、弦ｙｎ−＋の方向が第１象限
方向、弦Ｙｎ＋ｉ＋１の方向が第３象限方向とすれば弦
３’ｎ−１から’Ｉｎ＋１までの弦の方向はすべて第、
１象限として処理する。弦Ｔｎ＋ｔと弦７ｆｌｌ＋１と
の間で象限方向〔１→３〕の方向変化が生じるが、税調
時の方向変化パターンとは異なるので税調は検出しない
。
を出力する。ｆｎ＜Ｆの条件の時には弦の方向が第２演
算部８ａより出力されないので、この時は弦の方向はＹ
ｎ−＋の時の方向をｙｎの方向として取扱う。即ちｆｎ
＜Ｆの時はそれ以前の弦の方向と同方向として処理する
。第５図の例ではｙｎからＹｎ＋１まで各々の曲率値が
ｆｎ＜Ｆ・・・ｆｎ＋ｊ＜Ｆとした時、弦７ｎ−１の方
向と弦ｙｎ＋ｊ＋１の方向を第１象限方向とした時はｙ
ｎ−１からｙｎ’＋ｔ＋１までの方向はすべて第１象限
方向として処理する。従ってこの間においては弦の方向
変化がないので税調は検出しない。また第７図の例では
ｙｎから’ｎ＋ｌまで各々の曲率値ｆｎ＜Ｆ・・・・・
・ｆｎ＋Ｉ＜Ｆとした時、弦ｙｎ−＋の方向が第１象限
方向、弦Ｙｎ＋ｉ＋１の方向が第３象限方向とすれば弦
３’ｎ−１から’Ｉｎ＋１までの弦の方向はすべて第、
１象限として処理する。弦Ｔｎ＋ｔと弦７ｆｌｌ＋１と
の間で象限方向〔１→３〕の方向変化が生じるが、税調
時の方向変化パターンとは異なるので税調は検出しない
。
以上のように、この発明によれば安定動揺又は局部脱調
時のＰＱ座標点間の弦とその座標間の移動距離でらる弧
との曲率値を算出し、該曲率値が定数により小さい時は
、弦の方向をそれ以前の弦の方向と同一方向として処理
し、脱調検出を行うような構成にしたので、高精度で信
頼度の高い保護継電方式が得られる効果がある。
時のＰＱ座標点間の弦とその座標間の移動距離でらる弧
との曲率値を算出し、該曲率値が定数により小さい時は
、弦の方向をそれ以前の弦の方向と同一方向として処理
し、脱調検出を行うような構成にしたので、高精度で信
頼度の高い保護継電方式が得られる効果がある。
第１図は電力系統の模擬系統図、第２図はａ端す端の相
差角に対する有効電力、無効電力図、第３図は有効電力
Ｐと無効電力Ｑの軌跡図、第４図は脱調検出の説明図、
第５図は局部脱調時の有効電力Ｐと無効電力Ｑの軌跡図
、第６図は曲率の説明図、第７図は安定動揺図、第８図
はこの発明の一実施例による保護継電方式を示す構成図
である。 １・・・電源、２・・・送電線、３・・・母線、４，５
・・・変成器、６胃リレー、７・・・第１演算部、８・
・・第２演算部、９・・・判定部、１０・・・出力。 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 手 イ売 補 正 Ｗ （自発） ｆ！、７’＋庁長官殿 １、事ｆｌの表示 特願昭５９−８７７１５号２ 発明
の名称 保強継電方式 ３１由］■二をする者 代表者片１．ｌ＋ ｆ、、−：残部 ４ 代 理 人 郵１史番°弓 １０５（ｉ″ 所 東
１（ｉｆｆ区西＃ｉ僑１１’ｌ−１４Ｕｏ号５、補正の
対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容
差角に対する有効電力、無効電力図、第３図は有効電力
Ｐと無効電力Ｑの軌跡図、第４図は脱調検出の説明図、
第５図は局部脱調時の有効電力Ｐと無効電力Ｑの軌跡図
、第６図は曲率の説明図、第７図は安定動揺図、第８図
はこの発明の一実施例による保護継電方式を示す構成図
である。 １・・・電源、２・・・送電線、３・・・母線、４，５
・・・変成器、６胃リレー、７・・・第１演算部、８・
・・第２演算部、９・・・判定部、１０・・・出力。 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 手 イ売 補 正 Ｗ （自発） ｆ！、７’＋庁長官殿 １、事ｆｌの表示 特願昭５９−８７７１５号２ 発明
の名称 保強継電方式 ３１由］■二をする者 代表者片１．ｌ＋ ｆ、、−：残部 ４ 代 理 人 郵１史番°弓 １０５（ｉ″ 所 東
１（ｉｆｆ区西＃ｉ僑１１’ｌ−１４Ｕｏ号５、補正の
対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容
Claims (1)
- 電力系統の電圧信号と電流信号をディジタルサンプリン
グした瞬時値から、該各サンプリング時刻における有効
電力と無効電力を演算する第１演算部と、前記第１演算
部の処理した有効電力と無効電力を入力し、座標点間を
結ぶ弦および該座標点間の移動距離である弧を演算し、
該弦と該弧より曲率値を検出する第２演算部と、前記第
２演算部の有効電力と無効電力の座標点間を結ぶ弦の象
限方向変化を検出して所定の象限方向の時に脱調出力を
送出する判定部とを備え、上記曲率値と設定値を比較し
て設定値以下の曲率値のときは該弦方向をそれ以前の弦
方向と同一方向として処理することを特徴とする保護継
電方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3771584A JPS60180426A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 保護継電方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3771584A JPS60180426A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 保護継電方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60180426A true JPS60180426A (ja) | 1985-09-14 |
| JPH031890B2 JPH031890B2 (ja) | 1991-01-11 |
Family
ID=12505210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3771584A Granted JPS60180426A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 保護継電方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60180426A (ja) |
-
1984
- 1984-02-28 JP JP3771584A patent/JPS60180426A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH031890B2 (ja) | 1991-01-11 |
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