JPS60183937A - デイジタル保護継電システム - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 この発明は電力系統の母線、変圧器等電気所構内の機器
を光伝送系を介して情報交換し保護するディジタル保護
継電システムに関するものである。

〔従来技術〕

一般的なディジタル形母線保Ｖ継電装置として第１図に
示すものがある。母線に接続された各回線ＩＬ、２Ｌ　
、ＩＢ　、２Ｂの変流器ＣＴＩＬ％ＣＴ２Ｌ−ＣＴ　＋
　Ｂ　−ＣＴ　７　Ｂの２次出力を遠隔地のリレー室等
に設けらｊた母線保護装置に導入し、各回線毎に補助変
成器ＡＵＸＣＴ、アクティブフィルターＡＰ。

サンプルホールド回路ＳＨを介して電流の瞬時値を取り
出し、マルチプレッサで各回線の電流瞬時値をホールド
したものを順次切替えてアナログ／デジ々ル変換器Ｎφ
でデジタル量に変換し、これをマイクロコンピュータｃ
ｐｕで差動演算するものでゐる。このディジタル形継ｖ
ｒｉ装置は従来のアナログ形継電す置と同じ考え方で、
保護対象毎（この例では母線が対象）に対応する変流器
又は変成器より入力を受け、独立した保護継電装置とな
っている。

即ち、対応入力を１つの装置に集中させており、母線保
護、送電線保護、変圧器保護などの各装置間で保護原理
に関する入力情報の交換は実施していない。この種のデ
ィジタル形継電装置を同一電気所内の複数の母線又は変
圧器等の保護に適用する場合、その組合せシステムとし
ては第２図に示すものとなる。

図において、（１−１）〜（１−４）は母線、（２−１
）〜（２−４）は送電線、（８−１）　（８−２）は変
圧器、（４−１）〜（４−１０）　はしゃ断器、（５−
１）〜（５−１６’）はＣＴ。

（６−１）〜（６−４）は母線保護装置、（７−１）　
（７−２）は変圧器保護装置、（８−１）〜（８−８）
は入力装置、（９）は主継電要素である。一般に、母線
保護装置（６−１）〜（６−４）、変圧器保護装置（７
−１）　（７−２）等は、母線（１−１）〜（１−４）
、送電線（２−１）〜（２−４）、変圧器（８−１）　
（８−２）等の現地機器から遠隔地にあるリレー室等に
設置されている。

次に動作について説明する。母線保護装置（６−１〕〜
（６−４）は各々母線（１−１）〜（１−４）の事故を
検出し、変圧器保護装置（７−１）　（７−２）は各々
変圧器（８−１）　（ｆａ−２）の事故を検出するもの
で、入力はＣＴ（５−１）〜（５−１６）より導入し、
入力装置（８−１）〜（８−８”）を介して主継電要素
（９）で内・外部事故の判別を行なう。動作原理はキル
ヒホッフの第１法則を利用した差動方式が多く採用され
ており、被保護対象の全回線ＣＴ　２次電流のベクトル
和が所定値以上あるか否かを識別するものである。

従来の保護ｇ電システムは以上のように構成されている
ので、現地ＣＴより各保護継電装置の設置されているリ
レー室等へ多数のケーブルを介してそれぞれの電流情報
を対応する保護継電装置へ集合させる必要があり、膨大
なケーブル及びリレー室拡大等経済的な問題と構内を引
き回すケーブルへの侵入サージが、今後ますます小形化
、省エネルギー化、集積化を指向するディジタル形継電
装置においては大きな問題となってくる。

〔発明の概要〕

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するこ
とを目的になされたもので、リレー室に集合配置する従
来方式を大きく改め、構内のしゃ断器、ＣＴ設置個所近
傍に継電装置を分散配置し、各継電装置間で入力情報の
交換を行い、その情報交換は光ファイバーを利用するこ
とにより、ケーブル恒長の短縮とリレー室の廃止を図り
、ケーブルよりの侵入サージを根絶できると共に、簡素
化され小形化、省エネルギー化、集積化に適合する画期
的な新システムを提供するものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を第８図について説明する。

（１１−１）〜（１１−１０）　は各々、０１２次電流
に比例したアナログ量をディジタル量に変換するＮ勺変
換部と、各しゃ断器を動作させるトリップ回路等を収納
した入出力装置、（１２−１）〜（１２−１２）は各々
入出力装置（１１−１）〜（１１−１０＞　より受けた
論理信号レベルの並列信号を直列信号に変換するＢ変換
回路と、この直列信号を光信号に変換するＥ１０変換回
路と、Ｐｈの逆変換をするψ変換回路と、し勺の逆変換
をするＱ／Ｅ変換回路と、これらの回路を規則時間的に
コントロールするＣ０ＮＴ　回路等から構成される伝送
端末装置、（１８−１）〜（１８−４）は伝送端末装置
（１２−１）〜（１２−１２）より信号を受けて各々母
線（１−１）〜（１−４）の内部事故の検出を演算処理
し、その結果を伝送端末装置に送信する母線保護処理装
置、（１４−１）　（１４−２）は同様に変圧器（８−
１）　（８−２）の内部事故を検出するための変圧器保
護処理装置、（１５−１）〜（１５−８）　、　（１６
−１）〜（１６−８）　、（１７−１）〜（１７−８）
　、（１８−１）〜（１８−８）は各々光フアイバーケ
ーブル、（１９−１）〜（１９−４）は各々伝送端末装
置（１２−２）（１２−６）　、（１２−７）（１２−
１１）と結合し、相互に光信号を授受するリング結合装
置、（２０−１）〜（２０−５）は光フアイバーケーブ
ル、Ｑυは周期の一定なパルス発生回路を有しシステム
の同期を制御する中央管理装置である。

次に第８図に示す保護システムの動作について説明する
。母線（１−１）〜（１−４”）又は変圧器（８−１）
（８−２）の事故を検出する基本原理は従来装置と同じ
差動方式であり、母線（１−１）の保護はＣＴ（５−１
）（５−４）　（５−６）により、母線（１−２＞の保
護はＣＴ（５−２）（５−４）　（５−８）により、母
線（１−８）の保護はＣＴ（５−９）　（５−１８）　
（５−１６）により、母線（１−４＞の保護はＣＴ　（
５−１０）　（５−１８）　（５−１５）　により、変
圧器（８−１）の保護は　ＣＴ（５−６）　（５−９）
により、変圧器（８−２）の保護は　ＣＴ（５−８）　
（５−１０）によりＣＴ　２次電流のベクトル和が所定
値以上であれば、対応しゃ断器がトリップされる。各Ｃ
Ｔ　２次電流は入出力装置（１１−１）〜（１１−１０
）　によりデジタル量に変換し、これを伝送端末装置（
１２−１）〜（１２−１２）　で光伝送して、各処理袋
＠（１８−ｔ）〜（１８−４）　、（１４−１）、（１
４−２）　が必要な情報を集収し保護演算をする。

すなわち伝送端米製ｆｌ（１２−１）〜（１２−８）間
は光フアイバーケーブル（１５−１）〜（１５−８）で
リング状に結合し、同様に伝送端末装置（１２−４）〜
（１２−６）　、（１２−７）〜（１２−９）　、　（
１２−１０）〜（１２−１２）　は各々光フアイバーケ
ーブル（１６−１）〜（１６−８’）　、（１７−１）
〜（１７−８）　、（１８−１）〜（１８−８）でリン
グ状に結合すること（以下この各リングを分割リングと
称する。）により、各伝送端末装置より送信するＣＴ２
次電流情報、しゃ断器トリップ情報（実施例では図示し
ていないが必要に応じ、断路器の開閉情報、その他機器
のＱＮ−ＯＦＦ状態情報等）をループ状に伝送し、そｆ
ｌらの情報を必要とする伝送端末装置で取り込むことが
できるように構成している。

第３図の実施例では母線保護処理装置（１８−１）〜（
１８−４）は、各々伝送端末装置（１２−８）　、（１
２−４）、（１２−９）　、　（１２−１０）と情報交
換し、変圧器保護処理袋ｆ！１１（１４−１）　（１４
−２）は各々伝送端末装置（１２−２）及び（１２−７
）　、（１２−６）　及び（１２−１１”）と情報交換
するようにしているが、母線保護処理装置の場合は同一
の分割リング内であれば他のいずれの伝送端末装置と結
合してもよい。

さて、前記分割リングを構成する光フアイバーケーブル
は１芯であり、これを通る光信号はパルス状の光ＯＮ　
−ＯＦＦ　で構成したデジタル信号であり、電気アナロ
グ量又は機器のＯＮ　−ＯＦＦ　信号は各々一定規前で
変換さオ］たディジタルワードを時分割的に直列伝送さ
れるようになっている。したがって各伝送端末装置より
信号を送信する場合、同時に複数の伝送端末装置の信号
を同一光ファイバーに乗せることはできないので、送信
時間をずらしながら時分割で送信することになる。前記
分割リングの情報伝送形態はいずれも、この時分割方式
であるが、母線又は変圧器の保護を差動方式で行なう場
合、各ＣＴ　２次電流の同一時刻における電流の瞬時値
をベクトル合成しないとキルヒホッフの第１法則は成立
しないことになり、時分割伝送方式によるサンプリング
指令伝送は不適当となる。そこで、各ＣＴの瞬時値デー
タを取り出すサンプリング回路のサンプル指令は同一時
刻に、全ＣＴのサンプリング回路に与える必要が生じ、
これを次のような方法で対処する。

まず、前記４組の分割リングを一括するためリング結合
装置（１９−１’）〜（１９−４＞を設けて中央管埋装
ｒｑｍ、　２υと情報交換できるように光フアイバーケ
ーブル（２０−１）〜（２０−５）でリング状に結合す
る。（以下、これを一括リングと称する。） 次に、中央管理装置Ｑυにマスタークロックと称す周期
の一定なパルス発生回路を設け、ここがら発信した同期
信号はリング結合装置（１９−１）　に受信され、マス
タークロックの一定パルス（ワード）の時間Ｔ後に次の
リング結合装置（１９−２）に同期信号を送信する。以
下同様にマスタークロックの一定パルス（ワード）で決
定される時間Ｔを経由する毎に順次リング結合装置（１
９−８）　、（１９−４）　へと伝送される。ここで、
各リング結合装Ｊ（１９−１）〜（１９−４）　は同期
信号を受信後も、中央管理装置ＱＩ）又は上流のリング
結合装置より送信されてくる一定のパルス（ワード）を
受信し、こｔ′１をカウントすることにより、あらかじ
め各リング結合装置毎に設定されていたカウント数後に
サンプル指令を出すようにする。すなわちリング結合装
置の１つを通る時間をＴとすれば、第８図の実施例であ
ればリング結合装り着（１９−１）　は４Ｔ後、（１９
−２）は８１′後、（１９−８）は２Ｔ後、（１９−４
）はＩＴ後に相当するカウントパルスで、−斉にサンプ
ル指令を出すことになる。このサンプル指令は、伝送端
末装置（１２−２）　、（１２−６’）　、（１２−７
）　、（１２−１１）に伝送され、この各装置がまたマ
スタークロック発生装置となり、各分割リング内の各伝
送端末装置に同期信号を伝えていくものである。以上の
同期方法で、電気所内の複数の分割リングを、同時に起
動することができ、中央管理装置Ｑυで決定さｔまた一
定のサンプリング周期毎に電気所内一括同期システムと
することができる。

尚、電気所内一括同期システムを必要としない場合は、
一括リングは不要で、各分割リンク毎に同期をとればよ
いが、第８図の実施例のように変圧器（８−１）又は（
８−２）の保護をする場合、母線（１−１）と（１−８
）又は（１−２）と（１−４）に接続されたＣ′Ｆ２次
電流全電流する必要があり、ＣＴとか入力装置、伝送端
末装置とかを母線保護処理装置と試用しようとすれば、
必然的に電気所内一括同期システムが必要となるし、又
こうしておけば、差動演算処理のためだけでなく、異系
統併入時の同期検定とか、母線ＰＤの他区分転用等にも
利用できる。

また、上記実施例では単母線の例であるが、二重母線へ
の適用も同様であり、分割リングの追加又は端子数の追
加又は各リング内の端子数が異なっていても支障ない。

さらに中央管理装置Ｑ］）へ分割リングの情報をリング
結合装置を介して伝送することも可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、構内のしゃ断器、Ｃ
Ｔ設置個所近傍に分散配置した入力装置に接続される伝
送端末装置を光フアイバーケーブルで直列接続して分割
リングを形成し、この分割リングを一括管理する一括リ
ングを設けることにより、従来ケーブルの削減、リレー
室縮小及びＣＴ、入力装置、伝送端末装置の共用化、情
報の一元化等大きな経済的効果を奏するデジタル保護継
電システムがｊ冴ら才Ｉる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のディジタル形母線保護継電装置を示すブ
ロック図、簡２図は母線及び変圧器を対象とした従来の
ディジタル保護継電システムを示すブロック図、第８図
はこの発明に係るディジタル保護継電システムの一実施
例により母線及び変圧器を保護するシステムを示すブロ
ック図である。 図において、（１−１’）〜（１−４）は母線、（２−
１）〜（２−４）は送電線、（８−１）　（８−２）は
変圧器、（４−１）〜（４−１０）はしゃ断器、（５−
１）〜（５−１６）は変流器、（１１−１）〜（１１−
１０）　は入出力装置、（１２−１）〜（１２−１２＞
は伝送端末装置、（１８−１）〜（１８−４＞は母線保
護処理装置、（１４−１）　（１４−２）　は変圧器保
護処理装置、（１５−１）〜（１５−８＞　、　（１６
−１）〜（１６−８＞　、（１７−１）〜＜ｔ７−８）
、（１８−１）〜（１８−８）、　（２０−１）〜（２
０−５）　は光フアイバーケーブル、（１９−１）〜（
１９−４）はリング結合装置、切）は中央管理装置であ
る。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人　大岩増雄 第１図 １８　２Ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の母線を有する電力系統を保護するシステムにおい
   て、各母線単位に母線の各入出力電流に応じてそれぞれ
   ディジタル信号を導出する入出力装置、これら入出力装
   置にそ１ぞれ接続さｔ１電気信号と光信号を変換し同期
   出力する伝送端末装置、これら伝送端末装置を直列接続
   して母ＷＪ１位で分割リングを形成する光フアイバーケ
   ーブル、母線単位の上記伝送端末装置の何ズ１か１つに
   接続され該当母線を差動保護する母線保護処理装置、母
   線単位の上記伝送端末装置の何れか１つに接続され同期
   信号を入力するとそれぞれ所定時間後に該当伝送端末装
   置に同期指令を発する結合装置、これら結合装置と上記
   同期信号を発する中央管理装置を直列接続して一括リン
   グを形成する光フアイバーケーブルを備えたことを特徴
   するディジタル保護継電システム。