JPS61247219A - 変圧器保護継電装置 - Google Patents

変圧器保護継電装置

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JPS61247219A
JPS61247219A JP8810685A JP8810685A JPS61247219A JP S61247219 A JPS61247219 A JP S61247219A JP 8810685 A JP8810685 A JP 8810685A JP 8810685 A JP8810685 A JP 8810685A JP S61247219 A JPS61247219 A JP S61247219A
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JP
Japan
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transformer
current
differential
relay device
protective relay
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JP8810685A
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明 岡田
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Mitsubishi Electric Corp
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高速度、高感度化を図った変圧器保護継電
装置K関するものである。
〔従来の技術〕
第2図は例えば三菱電機技報(第46巻第6号・197
2)K示された従来の変圧器保護継電装置の回路図であ
る。図において、T、は被保護変圧器、VIIA、Vl
ll、VHCはこの変圧器T、O1次側電力線A% B
、C相を示し、vLム、VLII、Vbc  ハll圧
IMiT1の2次側電力線A%B、C相を示す。MTは
主変圧器巻線、MT8は直列巻線、MTCは共通巻線、
RTは調整変圧器巻線、CTHムは上記1次側電力線v
Hムに設置した変流器、c’rLムは上記2次側電力線
vX、ムに設置した変流器、1は変圧器保護用比率差動
継電器である。図では人相リレー(B相、C相リレーは
図示せず)を示し、内部に抑制コイルRCH%RCLと
動作コイルOC1を内置している。
2はしゃ断器、3は電源である。
第2図において、しゃ断器2を投入して変圧器を励磁し
た場合、いわゆる励磁突入電流(インラッシエ電流)!
。が電源側から流入し、比率差動継電器1の差動回路で
ある動作コイルocI Kインラッシュ電流工。のCT
2次電流leが流れて、見かけ上質圧器Trの内部故障
と同じ差動動作出力が発生し、比率差動継電器1を誤動
作させる場合がある。
この比率差動継電器1は変流器CTHムと変流器CTL
ムの2次電流差を動作力とし、変流器CTHム、CTL
ム各2次電流電流を抑制力とする継電器である。抑制力
については、変流器CTHム、CTt、ム各2次電流の
うち大きい方、または各2次電流の和を採用してもよい
。抑制力を付加している理由は、外部故障時の大きな6
通電流によって発生する変流器CTHム、CTLム間の
差動誤差電流で比率差動継電器1が誤動作するのを防ぐ
ためである。
このインラッシュ対策としては従来から様々な対策がと
られているが、最も一般的な方式は1.インラッシュ電
流中に含まれる高調波、特に第2高調波f2に着目して
差動電流中に含まれる第2高調波f2が基本波flK対
しである一定割合以上の時し、比率差動要素出力にロッ
クをかけて誤動作しない様にする方式である。この方式
を採用したものの一例として第3図に従来の変圧器保護
継電装置を示す。図中4は比率差動要素、5は限時回路
、6はインラッシュ電流検出要素、7はインヒビット回
路で、インラッシュ電流検出要素6が動作した時、ロッ
クするようにしている。
インラッシュ電流が発生した場合、比率差動要素4は0
.5c/s以下で動作するが、インラッシュ電流検出要
素6は判定のため、出力を出すまでに1c/3以上かか
る。このため比率差動要素4の出力を若干(0,5c/
g以上)遅延させないとインラッシュで誤動作となる。
この遅延の役目を果たすのが限時回路5である。
8は瞬時過電流検出要素(HOC5!素)であり、差動
電流がある一定値以上(普通、定格電流の数倍から数十
倍程度であシ、インラッシュ電流による差動電流では動
作しない値)になった時、瞬時(高速度)で動作するも
のであり、変圧器口出し部等の重故障を高速度で検出す
るものである。9はオア回路である。
上記の様に今までは第2高調波によるインラッシュ対策
で効果を上けてきたが、最近次の点に於てこの第2高論
波検出ロツク方式の比率差動継電器(第2図)が使えな
いケースが出て来た。すなわち最近電力系統はますます
大形化、複雑化して来ておシ、%にケーブル送電網の拡
大及び電源の集中・遠隔化による遠距離送電線の出現に
よって電力系統の対地静電容量が増加し、この対地静電
容量と送電線のインダクタンスの共振によって、変圧器
、送電線等の電力系統の事故時に広範囲にわたる周波数
の高調波電流が比較的長時間(数サイクル)発生するこ
とが明らかになってきた。この事故時に発生する高調波
の中には系統条件によってあらゆる周波数成分が含まれ
るが、対地静電容量の大きな系統に於ては既に第2高調
波が基本波に対して20〜30チも含まれる系統が発生
してきている。このことは、変圧器内部事故時、この様
に多くの第2高調波分が事故電流中に含有されれば、第
2高調波検出ロツク方式の比率差動継電器は、ロックが
かかつて内部事故であるのに動作出来ない事になる。勿
論、この事故時に発生する高調波は系統の抵抗分くよシ
、数サイクル後には減衰する事になるが、その間変圧器
保護リレーがロックされる事になると変圧器の爆発など
大事故に至る危険性がある。さらに、従来のものは上記
の問題点以外に高感度化が図れないという問題点もある
。以下にこO問題点について説明する。
この従来の比率差動継電器1の検出感度IDKは、常時
の差動誤差電流(IDJ)で誤動作しないために、ID
J値より大きくしておかなければならない。すなわち、
この常時差動誤差電流IDJを小さくしない限シは、リ
レーの検出感度を上げる( IDIC値を小さくする)
ことができないという問題点がある。
常時の差動誤差電流IDJを分析してみると、第2、図
の調整変圧器RTのタップ移動による誤差電流rot 
s変圧器両端の変流器CTHム、c’l’、、ムの特性
バラツキによる誤差電流4DCs及びリレー上の誤差(
整定誤差やハードウェア上の誤差)電流IDRである。
この内誤差電流IDCs IDRは比較的小さい(定格
電流の2〜4%程度)が、タップチェンジャーによる誤
差電流はかなシ大きな値(定格電流05〜10%程度)
である。すなわち、タップチェンジャーによる誤差電流
の影響を受けない方式にしないと高感度化は図れないと
とくなる。
従来の変圧器保護継電装置では、第2図に示す比率差動
継電器による保護でも感度的に見て、実用上余り問題は
なかったが、最近の変圧器のように大容量化してくると
変圧器の内部構造が変わってきて、同じ1ターンレア(
層間短絡)事故でも第2図の変流器CTLム、CT、ム
の位置から電流を継電器に導入する方法では、感度的に
検出が困難になってきた。すなわち、変圧器が大容量化
されるに従い、巻線電流が増大するため2つ以上のコイ
ルが並列に接続される構造になシ、従来の第2図の比率
差動継電器1では変圧器の複数個の並列フィルの内1つ
のコイルに1ターンレア事故が発生しても、定格電流に
対する事故電流の割合が、1コイルの変圧器の場合に比
較して並列コイル数分の1に小さく見えるため、見かけ
上感度が低下して、lターンレア、2ターンレア事故な
どの微弱事故が発見できなくなる傾向にある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の変圧器保護継電装置は以上のように構成されてい
るので、被保護変圧器Trの内部事故電流中の第2高論
波分くよシ誤ロックがかかシ、また大容量変圧器では微
弱事故が検出できないなどの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためKなされ
たもので、インラッシュ電流に対して差動誤差電流は発
生せず、またタップチェンジャーによる誤差を生ずるこ
となく高感度、高速度が可能な変圧器保護継電装置を得
ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る変圧器保護継電装置は、複数の変圧器タ
ンクの対応する巻線・端子間相互で差動をとる比率差動
要素と、変圧器の1次、2次端子間の差動をとる瞬時過
電流検出要素と、これら各要素によシトリツブを指令す
るトリップ指令手段とを備えたものである。
〔作用〕
この発明における変圧器保護継電装置は、複数の変圧器
タンクの対応する巻線・端子間相互で差動をとるので、
変圧器正常運転時の差動電流は零となシ、レア事故、−
線地絡事故が発生すれば、その事故電流分だけ差が生じ
比率差動要素が動作し、トリップ指令が出される。
〔実施例〕
第1図は本発明の変圧器保護継電装置の一実施例を示す
回路図である。図において第2図に示す従来装置と同じ
構成部分く同一符号を付した。従ってその構成部品の説
明は省略し、本実施例の異なる部分を説明する。
第1図は単巻変圧器巻線のA相分のみを示し、B相、C
相分は省略している。
l相分の並列コイル数は6個の場合を表わしており、1
相分が2つの変圧器タンク10t、10rK区分されて
いる。変圧器タンク10tIlのコイルを添字「t」、
変圧器タンク10rllのコイルを゛  添字rrJと
して表わしている。
CTLtl −CTC−15s CTLyl 〜CTL
r5は主変圧器の27k a fi −i!−1m i
f e を1−今m1lB−r〒t−4,−CT−バー
CTcr、〜CTCr5は変圧器の中性点側に設置した
変流器である。CT、ムは変圧器の1次側に設置し良度
流器、c’r、、ムは変圧器の2次側に設置した変流器
である。
11は本発明の変圧器保護継電装置で、ncBB〜RC
BL5 t RC1irl〜RC8r5はCTLtI 
〜CTLL5 *CTX、rl〜CTpr5 iCよる
電流を入力する抑制コイルで、これらの差動電流を動作
コイル0Csl〜oc85に入力している。RCczx
−RCcz5s RCCrl −RCCr5は、c’r
cz1〜CTCA5、CTCrl 〜CTcr5 Kよ
る電流を入力する抑制コイルで、これらの差動電流を動
作コイルOCC,〜occ5 K入力している。481
〜483.4C1〜4C3は比率差動要素である。oc
2は1次側の変流器CT、ムと2次側の変流器CTLム
の差動電流を入力する動作コイルで、12〜14はOR
回路である。
第1図に示すような変圧器タンクの並列コイル数が3コ
イルという奇数の場合、コイル配置の関係から3コイル
間で漏れ磁束が異なる丸め、変圧器正常運転時でも3コ
イルに流れる電流値は若干異なっている。しかし、変圧
器タンク10tと1Orは全く同一構造であるので、対
応するコイル通しく例えば電流ILtIと電流”Lr1
s電流ICtIと電流lCr1 )は、同一電流となる
。そこで第1図に示すように、2つの変圧器タンク10
t、10rの対応する箇所を通しで差動電流をとれば、
変圧器の正常運転時は差動電流は零となる丸め、変圧器
保護継電装置11は不動作である。
主変圧器の直列巻線IM’rszt〜MTst3t M
T8rl〜MT8r5のどれかくレア事故とか一線地絡
事故が発生すれば、その事故電流分だけ電流IL41〜
LLtSと電流x、、rl〜lLr5 とに差が生じ比
率差動要素481〜483が動作する。例えば直列巻’
flAMTatzK−線地絡事故が発生すると、電流I
Lt2と電流lLr2とに差が生じ比率差動要素482
が動作する。
この事故の場合、電流IC2l〜ICl3 と電流lC
r1〜lCr3には差が生じない。それは、共通巻線M
′rCL1〜MTc15 、 MTCrl 〜MTcr
5の上側が接続されているため、直列巻線側で事故が生
じても電流IC2I〜ICt5 * lCr1〜lCr
3 Kは電流差が生じないからである。
次に主変圧器の共通巻線MTCtI 〜MTCA3 *
 MTCrl〜MTc r5のどれかまたは調整変圧器
巻線RTt、〜RTt5 、 RTア1〜a’rr5の
どれかにレア事故とか一線地絡事故が発生すれば、その
事故電流分だけ電流ICtI ”’ ICl3 と電流
lCr1− lCr3 とに差が生じ、比率差動要素4
01〜4C3が動作する。
変圧器事故としては以上のケース以外に変圧器の並列巻
紐部の電流に差が表われないケースもある。
そのケースは21点(主変圧器1次側端子部)、22点
(主変圧器2次側端子部)の事故であシ、重大事故(事
故電流の大きい事故)となる。この場合は、1次側電流
11と2次側電流I2とに差が生じ、HOCi!素(瞬
時過電流検出要素)8が高速度(0,5サイクル以内)
で動作する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発BAKよれば並列接続されている
複数の変圧器タンクの各変圧器に対応する並列巻線間の
差動をとるよう構成し九ので、原理的に負荷電流、外部
事故電流及びインラッシュ電流に対して差動誤差電流は
発生せず、しかもタップチェンジャーによる誤差が生じ
ないため高感度化も可能となり、また、インラッシュ電
流対策も不要となるため、従来の比率差動継電器では問
題であった変圧器事故電流中の第2高論波分によシ誤ロ
ックがかかるという欠点も解消され高速化のものが得ら
れる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施になる変圧器保護継電装置を
示す回路図、第2図は従来の変圧器保護継電装置を示す
回路図、第3図は第2図の要部詳細図である。 図において、481〜48B 、4C1〜4C3・・・
比率差動要素、8・・・IOC要素(瞬時過電流検出要
素)−。 10t、10r・・・変圧器タンク、11・・・変圧器
保護継電装置、12〜14・・・OR回路(トリップ指
令手段)、MTgt1〜MT8t5 、 MTarl 
〜MTgy5 ””直列巻線、MT(tl 〜MTcL
5 、 MTcy1+ MTCr3 m共通巻線、RT
tl −RTz5 、 RTr1〜RTrう・・・調整
変圧器巻線 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出飄人  三菱電機株式会社 *2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数の巻線を有して複数に並列接続された変圧器タンク
    から成る変圧器の事故を検出する変圧器保護継電装置に
    おいて、前記変圧器タンクの対応する共通巻線間の差動
    電流並びに前記各変圧器タンクの対応する2次側端子相
    互間の差動電流を動作力とし、前記各巻線・各端子の最
    大電流あるいは和電流を抑制力とする複数の比率差動要
    素と、前記変圧器の1次、2次各端子間の差動電流を入
    力とする瞬時過電流検出要素と、この瞬時過電流検出要
    素あるいは前記比率差動要素のうち一方が動作した時に
    トリップ指令を出力するトリップ指令手段とを備えたこ
    とを特徴とする変圧器保護継電装置。
JP8810685A 1985-04-24 1985-04-24 変圧器保護継電装置 Pending JPS61247219A (ja)

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