JPS6041533B2 - 保護継電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はモー形方向距離要素とりァクタンス形距離要素
とを備えた保叢継電装直に関する。

一般に電力系統の短絡事故に対する後僧用の保護継電装
暦としては、第１図に示すような特性を持った保護継電
装層が多く用いられる。これはモー形方向距離要素の特
性とりアクタンス形距離要素の特性とを絹合せることに
より電力系統を保護するものである。第１図は各要素の
特性をＲ−×図表に示したもので、０１は第１段ＩＪァ
クタンス形距離要素、０２は第２段ＩＪァクタンス形距
離要素、ＳＵはモー形方向距離要素、ＯＭは脱調検出又
は故障検出用オフセットモー形方向距離要素、Ｌは送電
線のインピーダンス、Ａ及びＢは電気所点をそれぞれ示
したものである。

第２図は第１図の特性を持つ保護継電装層のブロック図
である。

なお、実際の電力系統にこの保叢継電装暦を適用する場
合には、３相分の回路がそれぞれ必要であるが、説明を
簡単にするために以下１相分の回路について説明する。
図からわかるようにこの保護継電装暦は第１段ＩＪァク
タンス特性検出部１１、第２段リアクタンス特性検出部
１２、モー特性検出部１３、オフセットモー特性検出部
１４、ＡＮＤ回路１５ａ，１５ｂ，１５ｃ、ＯＲ回路１
６ａ，１６ｂ、オンディレータィマー１７ａ，１７ｂ、
および補助継電器１８とから構成される。いま第１図の
Ｐ，点故障の如く第１段保護範囲内で故障が発生したと
すると、この保護総電装層の応動は以下のようになる。

この場合、故障点Ｐ，はすべての検出部１ １〜１ ４
の特性ＳＵ，ＯＭ，０１，０２内にはいっているので検
出部１１〜１４はいずれも動作する。このためＯＲ回路
１６ａ出力“１”→ＡＮＤ回路１５ａ出力“１”→タイ
マー１７ａのＴ，時限後タイマー１７ａ動作→ＯＲ回路
１６ｂ出力“１”→補助継電器１８動作となる。次に第
１図のＰ２点で故障が発生した場合は、第２段保保護範
囲内の故障であるがこの場合の応動は第１リァクタンス
０１特性をいつ脱した故障点であるので、第１リアクタ
ンス検出部１１以外の他の検出部１２，１３，１４はす
べて動作する。

このことから検出郡１３動作→ＯＲ回路１６ａ出力“１
”→ＡＮＤ回路１５ｂ出力“１”→タイマー１７ｂの時
限後Ｔ２動作→ＯＲ回路１６ｂ出力“１”→補助継電器
１８動作となる。なおタイマー１７ａ，１７ｂの時限は
Ｔ，，Ｌ（Ｔ．＜Ｌ）とする。一方、内部至近端故障時
は送電線のインピーダンスがほぼ零なので、保後継電装
直に入力される極性電圧が“零”になり、不動作となる
。

これを防止するため、短絡保護用方向距離要素であるモ
ー特性検出部１３は極性電圧回路に共振回路等を使用し
、記憶作用を持たせている。記憶回路というのは故障前
の電圧位相を記憶するものである。このためあまり長時
間記憶すると不要応動の恐れがある。これを考慮して通
常は３〜５サイクル程度の電圧位相を記憶している。と
ころで、第２図の如く、後備保護としてこの保護継電装
層を使用する時には、一般に主保護リレーとの時間協調
上、第１段しや断を限時しや断とし、この限時しや断時
間がモー特性検出部１３の記憶作用に頼れる時間以上の
時は、動作保持をシーケンス的に対策する必要がある。
第１図のＡ点至近端故障時、この保護継電装層の応動は
次のようになる。

この場合の故障点Ａはすべての検出部１ １〜１ ４の
特性ＳＵ，ＯＭ，０１，０２内にはいっているので、す
べての検出部１１〜１４が動作する。すなわち検出部１
３の動作→ＯＲ回路１６ａの出力“１”→検出部１４の
動作とＯＲ回路１６ａの出力“１”によりＡＮＤ回路１
５ｃの出力“１”となる。このことから検出部１３の記
憶作用可能な時間以上で検出部１３の信号が“１”→“
０”と変化したとしてもＯＲ回路１６ａの出力はオフセ
ットモー特性検出部１４が復帰するまで“１”出力を継
続する。また第１リアクタンス特性検出部１１及びオフ
セットモー特性検出部１４は故障除去まで動作を継続す
るため、ＡＮＤ回路１５ａの出力“１”→オンデイレィ
タィマ１７ａ動作→ＯＲ回路１６ｂ出力“１”→補助継
電器１８の動作のように応動する。ところで、第２図に
示した保護継電装直には、故障除去時の電流反転現象た
とえば両端しや断器のしや断時間のずれのような現象に
対して不都合を生じる場合がある。たとえば第３図に示
すような電力系統すなわち電源Ｅ＾，ＥＢ、母線Ａ，Ｂ
、送電線ＩＬ，２Ｌ、しや断器ＣＢ−ＩＡ，ＣＢ−ＩＢ
，ＣＢ−２Ａ，ＣＢ−２Ｂよりなる電力系統にこの保護
継電装層１９が配設されている場合において、いま送電
線２Ｌ‘こ故障が発生したとする。これによってしや断
器ＣＢ−２Ｂ“開”となった時、健全回線ＩＬの通過電
流の変化は、図に示すようにしや断器にＢ−２Ｂ“開”
前においては電流ＩＦ，、しや断器ＣＢ−２Ｂ“開”後
においては電流ＩＦ，と逆方向の電流ＩＰ，′となる。
この場合の保護継電装層１９の見るインピーダンス変化
は第４図に示すようになる。すなわち図からわかるよう
にしや断器ＣＢ−２Ｂが“開”になる以前の時点におい
て、保護継電装層１９が見るインピーダンス点はＦ，点
、しや断器ＣＢ−２Ｂが“開”になった後のインピーダ
ンス点はＦ２点となる。このようなインピーダンス変化
に対して保護継電装層１９の応動は次のようになる。イ
ンピーダンス点がＦ，点のときは検出部１３，１４が動
作し、ＯＲ回路１６ａ出力“１”となる。ここで検出部
１４の動作により、ＯＲ回路１６ａの出力は“１”に保
持されるが、検出部１１が不動作のため、、ＡＮＤ回路
１５ａの出力は“０”である。次にインピーダンス点が
Ｆ２点に移動した場合の保叢継電装層１９の応動は、検
出部１１の動作、検出部１３の復帰、検出部１４の動作
継続となる。

検出部１３が復帰しても検出部１４が動作継続であるた
め、ＯＲ回路１６ａの出力は“１”で継続となる。また
検出部１１が動作になったため、これに伴なつてＡＮＤ
回路１５ａの出力“１”→Ｔ，時限後オンデイレィタイ
マー１７ａの動作→ＯＲ回略１６ｂの出力“１”→補助
継電器１８の動作となる。一般には、第３図の如くの通
過電流の変化があっても、Ａ端なの主保護リレーが正常
に動作すれば、保護継電装層１９はオンデイレィタィマ
ー１７ａの動作前に故障除去され、第１リアクタンス特
性検出部１１とオフセットモー特性検出部１４は復帰す
るため、誤しや断に至ることはない。

しかし、後備保護の機能は主保護リレーが正常に応動で
きなかった時に応敷する必要があるため、Ａ端れの主保
護リレーが不動作の場合には、保護継電装層１９が謀し
や断するおそれがある。したがって、本発明の目的は故
障除去時の電流反転現象に対しても不要応勅すること無
くかつ内部至近端故障をも確実に故障除去することが出
来る保護継電装層を提供するものである。以下、図面を
参照して、本発明の−実施例を説明する。

第５図は本発明の一実施例を示すブ。ック図である。な
お第２図と同一の要素、部分については説明を省略する
。１５ｄ，１５ｅ，１５ｆはＡＮＤ回路、１６ｃはＯＲ
回路、１７ｃ，１７ｄはオンデイレータイマである。

オンデイレータイマ１７ｃの時限Ｔ，．およびオンディ
レータィマ１７ｄの時限Ｔ，２は以下に述べるようにし
て定められる。すなわちＴ，．十Ｔ，２＝Ｔ，の整定と
する。ここで時限Ｔ，は従来のオンディレータィマ１７
ａの時限である。時限Ｔ，．は電流反転時の第１段リア
クタンス特性検出部１１とモ−特性検出部１３との動作
復帰ラップ時間の最大値より大とし、モー特性検出部１
３の記憶時間より小とする。一般に電流反転現象による
動作から復帰するまでの復帰時間と、不動作状態から動
作するまでの動作時間とを比較すると、復帰時間の方が
大の場合が多い。したがって、動作時間より復帰時間の
方が大きい縦電器の場合においては、電流反転時、第１
段リアクタンス特性検出部１１とモー特性検出部１３と
の動作ラップ時間が生じる。つまりオンディレータィマ
１７ｃの時限Ｔ，．はこの動作ラップ時間の最大値より
大に整定される。次に本発明による保護継電装層の電流
反転現象が生じた事故時における動作を説明する。

事故点が第４図Ｆ，点の時検出部１３及び検出部１４が
動作となるが、検出部１１が不動作であるため、ＡＮＤ
回路１ ５ｄの出力は“０”である。したがって保護雛
電装層は動作しない。次に電流反転の影響で事故点がＦ
，点よりＦ２点に移動した時検出部１３は動作状態より
不動作へ、検出部１１は不動作状態より動作となる。こ
のためＡＮＤ回路１５ｄの出力は短時間“１”となるが
、検出部１１の動作時間と検出部１３の復帰とのラップ
時間が時限Ｔ，．以下であるので、オンディレータイマ
ー１７ｃの出力は“０”である。次に内部至近端故障時
の応動は次のようになる。

内部故障であるので、検出部１１〜１４すべてが動作と
なる。これによってＡＮＤ回路１５ｄの出力が“１”→
Ｔ，．時限後オンディレータィマ１７ｃ動作→ＯＲ回路
１６ｃの出力“１”→Ｔ，２時限後オンデイレータィマ
１７ｄ出力“１”→ＯＲ回路１６ｃの出力‘‘１’’→
補助継電器１８の動作→接点１８ד閉”となる。モー
特性検出部１３の記憶時間経過後、モー特性検出部１３
が復帰するが、検出部１１及び検出部１４の動作により
、ＡＮＤ回路１ ６ｅの出力“１”、ＯＲ回路１ ６ｃ
の出力“１”であるので、ＡＮＤ回路１ ５ｆの出力が
“１”となるため、ＯＲ回路１６ｃの出力は検出部１１
又は検出部１４が復帰するまで“１”を保持する。即ち
、内部至近端故障に対しても正確に応動し、電流反転現
象でも、不要な応動をすることはない。第６図は他の一
実施例を示すブロック図である。

図からわかるように、この実施例は第５図に示した実施
例とほぼ同機の回路となっているが、第５図におけるＡ
ＮＤ回路１５ｆとＯＲ回路１６ｃによる保持回路の代り
に、ＮＯＴ回路２０とフリツプフ。ツプ回路２１により
、メモリー保持を行なっている。即ち、内部至近端故障
時には検出部１１〜１４が動作し、ＡＮＤ回路１５ｄの
出力“１”→時限Ｔ，．後オンディレータィマ１７ｃの
出力“１”→フリツプフロツプセツト入力、Ｓ＝１によ
りフリップフロップ回路２１の出力はＱ＝“１”となる
。

フリップフロップ回路２１のリセットＲは、検出部１１
又は検出部１４の復帰により、ＡＮＤ回路１ ５ｅの出
力“０”→ＮＯＴ回路２０の出力“１”→フリツブフロ
ツプリセツト入力Ｒ＝“１”により出力Ｑ＝“０”とな
る。

したがって、内部至近端故障時には、しや断指令により
、故障が除去されるまで、Ｑ＝“１”が保持される。

このため、モー特性検出部１３が記憶時間後復帰しても
問題ない。以上の説明では保持回路のリセット条件を０
１要素である第１段リアクタンス特性検出部１ １又は
ＯＭ要素であるオフセットモ−特性検出部１４の不動作
を条件にしたが、ＯＭ要素だけでも良い。又、ＯＭ要素
の如くオフセットモー形方向距離要素でなく、不足電圧
継電器等の故障検出継電器であっても良い。またリアク
タンス要素が四辺形特性のものであっても良いことは言
うまでも無い。以上述べた如く、本発明によれば、リア
クタンス形距離要素出力とモ−形方向距離要素出力とが
一定時間以上継続したことをオンディレータィマーで検
出し、これをオフセットモー形方向距離要秦又は故障検
出要素が復帰するまで保持することにより、鰭流反転現
象に対して不要な応動することなく、内部至近端故障に
対しても確実に応動する保護継電装層を提供出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は保護継電装層の特性図、第２図は従来の保護継
電装層のブロック図、第３図は電流反転現象を説明する
ための系統の等価回路図、第４図は電流反転現象が生じ
た場合に保叢継電装直がとらえる事故点を示した特性図
、第５図、第６図は本発明の一実施例を示すブロック図
である。 １１・…・・第１段リアクタンス特性検出部、１２・・
・・・・第２段リアクタンス特性検出部、１３・・・・
・・モ−特性検出部、１４・・…・オフセットモー特性
検出部、１５・…・・ＡＮＤ回路、１６・・…・ＯＲ回
路、；７・・・・・・オンディレータィマ、１８……補
助継電器、１９・・・・・・操護継電装暦、２０・・・
・・・ＮＯＴ回路、２１・・・・・・フリツプフロップ
回路。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リアクタンス特性検出部、モー特性検出部およびオ
   フセツトモー特性検出部を備えた保護継電装置において
   、前記リアクタンス特性検出部とモー特性検出部との双
   方が動作したとき励磁されるように構成されかつ故障電
   流反転時に前記リアクタンス特性検出部とモー特性検出
   部とがラツプして動作する時間よりも長い整定時間を有
   するオンデイレータイマと、このオンデイレータイマの
   出力を入力してこの入力を保持すると共に前記リアクタ
   ンス特性検出部および前記オフセツトモー特性検出部の
   少なくともいずれか一方が復帰したことによりリセツト
   される保持回路と、この保持回路の出力を入力し故障除
   去信号を出力する手段とから成る保護継電装置。 ２ リアクタンス特性検出部、モー特性検出部および不
   足電圧検出要素を備えた保護継電装置において、前記リ
   アクタンス特性検出部とモー特性検出部との双方が動作
   したとき励磁されるように構成されかつ故障電流反転時
   に前記リアクタンス特性検出部とモー特性検出部とがラ
   ツプして動作する時間よりも長い整定時間を有するオン
   デイレータイマと、このオンデイレータイマの出力を入
   力してこの入力を保持すると共に前記リアクタンス特性
   検出部および前記不足電圧検出要素の少なくともいずれ
   か一方が復帰したことによりリセツトされる保持回路と
   、この保持回路の出力を入力し故障除去信号を出力する
   手段とから成る保護継電装置。