JPS6169329A - 変圧器保護方式 - Google Patents
変圧器保護方式Info
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- JPS6169329A JPS6169329A JP18959184A JP18959184A JPS6169329A JP S6169329 A JPS6169329 A JP S6169329A JP 18959184 A JP18959184 A JP 18959184A JP 18959184 A JP18959184 A JP 18959184A JP S6169329 A JPS6169329 A JP S6169329A
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明はディジタル方式の変圧器保護方式に係り、特に
演算式の係数となる保護対象変圧器固有の物理定数の設
定を簡便ならしめ、且つ高感度故障検出できる変圧器保
護方式に関する。
演算式の係数となる保護対象変圧器固有の物理定数の設
定を簡便ならしめ、且つ高感度故障検出できる変圧器保
護方式に関する。
従来、変圧器の巻線短絡故障等の異常時における変圧器
保護は、変圧器各端子電流の差動電流を検出して行なわ
れている。差動電流は巻線故障の外、変圧器の励磁突入
電流によって生ずるため、励磁突入111.#t、中の
第2高調波成分含有率が多い性質を利用し、従来はいわ
ゆる第2高調波抑制方式として励磁突入電流による変圧
器保護リレーの誤動作を防止している。
保護は、変圧器各端子電流の差動電流を検出して行なわ
れている。差動電流は巻線故障の外、変圧器の励磁突入
電流によって生ずるため、励磁突入111.#t、中の
第2高調波成分含有率が多い性質を利用し、従来はいわ
ゆる第2高調波抑制方式として励磁突入電流による変圧
器保護リレーの誤動作を防止している。
ところが、送電系統の対地静電容量、リアクタンス及び
変圧器インピーダンス等によっては、故障電流中に第2
高調波付近の低次高調波成分を含むととがあり、従来の
第2高調波抑制法では変圧器保護リレーの動作遅延、ひ
いては誤不動作によシ重犬災害を招く恐れがある。
変圧器インピーダンス等によっては、故障電流中に第2
高調波付近の低次高調波成分を含むととがあり、従来の
第2高調波抑制法では変圧器保護リレーの動作遅延、ひ
いては誤不動作によシ重犬災害を招く恐れがある。
そこで、最近下記する特開昭59−25527号のよう
なディジタル方式が提案されている。
なディジタル方式が提案されている。
(a) 変圧器各巻線の端子電圧及び端子電流を所定
のサンプリング間隔で導出する。
のサンプリング間隔で導出する。
(b) 各巻線の端子電流より得られる差動電流が所
定の検出レベルを越えたとき、次の関係が成立するかど
うかの判定を行う。
定の検出レベルを越えたとき、次の関係が成立するかど
うかの判定を行う。
Cv)−[/−) (d i/d t :1=(0)
=(1)又は (:yl(/vdt)−[:/di]=[:0〕
・−=・−=(2)ただし、〔V〕は各巻線端子電圧の
列ベクトル、(i)は各巻線端子電流の列ベクトル、〔
t〕は変圧器鉄心が磁気飽和しているときの各巻線の自
己及び相互イン ダクタンスから成るインダクタン ス行列、 (y)は〔t〕の逆行列で得られるアドミッタンス行列 であり、全て任意の基準巻数に換算した値である。
=(1)又は (:yl(/vdt)−[:/di]=[:0〕
・−=・−=(2)ただし、〔V〕は各巻線端子電圧の
列ベクトル、(i)は各巻線端子電流の列ベクトル、〔
t〕は変圧器鉄心が磁気飽和しているときの各巻線の自
己及び相互イン ダクタンスから成るインダクタン ス行列、 (y)は〔t〕の逆行列で得られるアドミッタンス行列 であり、全て任意の基準巻数に換算した値である。
(C) 励磁突入電流は変圧器鉄心が磁気飽和して生
ずるものであるから、判定式の性質よシ励磁突入の場合
(1)式又は(2)式がほぼ成立する。内部故障の場合
巻線が健全でなく、且つ一般に変圧器鉄心は磁気飽和し
ないので(1)式又は(2)式は成立しない。
ずるものであるから、判定式の性質よシ励磁突入の場合
(1)式又は(2)式がほぼ成立する。内部故障の場合
巻線が健全でなく、且つ一般に変圧器鉄心は磁気飽和し
ないので(1)式又は(2)式は成立しない。
(d) そこで、(1)式又は(2)式の左辺の演算
を行い、演算値が非零となったときのみ内部故障と判定
し、しゃ断器トリップ許容信号を出力する。
を行い、演算値が非零となったときのみ内部故障と判定
し、しゃ断器トリップ許容信号を出力する。
以上のディジタル方式によると、波形にかかわらず内部
故障電流と励磁突入電流を判別でき、信頼性の高い変圧
器保護方式とすることができる。
故障電流と励磁突入電流を判別でき、信頼性の高い変圧
器保護方式とすることができる。
上記ディジタル方式においては、演算誤差を考慮して、
(1)式又は(2)式左辺の演算値が略零が、非零かの
判定を行うのに適当な判定レベルを設定する。内部故障
を高感度検出するためには、判定レベルは低く設定する
程良い。このためには、判定式の係数であるインタフタ
ンス行列〔t〕又はアドミッタンス行列〔y〕を精度良
く設定しておかねばならない。これらの係数は保護対象
変圧器固有の物理定数であり、変圧器巻線寸法等にょシ
変圧器設計段階で計算により求め得るが、次のような問
題点がある。
(1)式又は(2)式左辺の演算値が略零が、非零かの
判定を行うのに適当な判定レベルを設定する。内部故障
を高感度検出するためには、判定レベルは低く設定する
程良い。このためには、判定式の係数であるインタフタ
ンス行列〔t〕又はアドミッタンス行列〔y〕を精度良
く設定しておかねばならない。これらの係数は保護対象
変圧器固有の物理定数であり、変圧器巻線寸法等にょシ
変圧器設計段階で計算により求め得るが、次のような問
題点がある。
(a) 実際の値に対して計算値に若干の誤差が生ず
るのは避けられず、この誤差を許容する判定レベルが高
感度化の限界となる。
るのは避けられず、この誤差を許容する判定レベルが高
感度化の限界となる。
(b) 種々の巻線構造の変圧器に対して精度良く係
数を求めるだめの計算式は繁雑で、係数設定器まシの要
因となる。
数を求めるだめの計算式は繁雑で、係数設定器まシの要
因となる。
(C) f圧器の巻線寸法等が不明の場合、予め係数
〆 を設定しておくことができない。
〆 を設定しておくことができない。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、判
定式の係数として用いる保護対象変圧器固有の物理定数
を高精度で簡便に設定でき、且つ高感度故障検出ができ
るディジタル方式の変圧器保護方式を提供するにある。
定式の係数として用いる保護対象変圧器固有の物理定数
を高精度で簡便に設定でき、且つ高感度故障検出ができ
るディジタル方式の変圧器保護方式を提供するにある。
前記目的を達成するために、本発明においては、保護対
象変圧器が正常のとき成立、異常のとき不成立となる所
定の判定式に基づく演算を第1の演算とすると、この判
定式が成立することを固定条件としたとき、サンプリン
グした電圧、電流を用いて、この判定式の係数である保
護対象変圧器固有の物理定数を逆算できることに着目し
てこれを第2の演算とし、ディジタル演算を行う計算機
自体に第2の演算を行わせることで、自動的に係数設定
を行なわせるようにしている。
象変圧器が正常のとき成立、異常のとき不成立となる所
定の判定式に基づく演算を第1の演算とすると、この判
定式が成立することを固定条件としたとき、サンプリン
グした電圧、電流を用いて、この判定式の係数である保
護対象変圧器固有の物理定数を逆算できることに着目し
てこれを第2の演算とし、ディジタル演算を行う計算機
自体に第2の演算を行わせることで、自動的に係数設定
を行なわせるようにしている。
又、この係数を書き変えb]能な不揮発性のメモリに記
憶することで、データの保存、再認定を容易にしている
。
憶することで、データの保存、再認定を容易にしている
。
本発明による変圧器保護方式に用いる計算様の基本構成
を第1図に、演算フロー例を第2図に示し、以下説明を
加える。
を第1図に、演算フロー例を第2図に示し、以下説明を
加える。
第1図において、1はいわゆるCPUと呼ばれる制御及
び演算を実行する演算部、2は記憶部、3は外部よシ係
数を設定する係数設定器、4は演算結果を出力するディ
ジタルアウトプットである。
び演算を実行する演算部、2は記憶部、3は外部よシ係
数を設定する係数設定器、4は演算結果を出力するディ
ジタルアウトプットである。
記憶部2は、ROM (Read Qn Iy Mem
o ry ) テ構成されプログラムを記憶する第1の
メモリ21、RA M (Random Access
Memory )で構成されデータを記憶する第2の
メモリ22、書き変え可能な不揮発性の、例えば半導体
不揮発性メモリEAROMで構成されデータを記憶する
第3のメモリ23から成っている。信号線12は演算部
1より記憶部2、係数設定器3、ディジタルアウトプッ
ト4等へのアドレス指定信号送出用のバスで、このバス
を通して指定された記憶部2等のアドレスよシ、記憶内
容(命令あるいはデータ等)が別の信号線11(データ
バス)を通して演算部1へ送られたシ、あるいは演算部
1よシの演算結果等が該尚アドレスの記憶素子にストア
されるようになっている。
o ry ) テ構成されプログラムを記憶する第1の
メモリ21、RA M (Random Access
Memory )で構成されデータを記憶する第2の
メモリ22、書き変え可能な不揮発性の、例えば半導体
不揮発性メモリEAROMで構成されデータを記憶する
第3のメモリ23から成っている。信号線12は演算部
1より記憶部2、係数設定器3、ディジタルアウトプッ
ト4等へのアドレス指定信号送出用のバスで、このバス
を通して指定された記憶部2等のアドレスよシ、記憶内
容(命令あるいはデータ等)が別の信号線11(データ
バス)を通して演算部1へ送られたシ、あるいは演算部
1よシの演算結果等が該尚アドレスの記憶素子にストア
されるようになっている。
第1図に示した計算機を変圧器保蝕用として用いる場合
のやや詳しい動作を次に説明する。
のやや詳しい動作を次に説明する。
電圧変成器、電流変成器によシ取り出された保護対象変
圧器の各端子電圧、端子電流は、図示しないフィルタ、
アナログ/ディジタル変換器等を介して所定のサンプリ
ング間隔で計算機に取シ込1れ、データバス11を介し
て第2のメモリ22に記憶される。第1の演算における
判定式の係数は係数設定器3より外部設定され、データ
バス11を介して第3のメモリ23に記憶される。本発
明は第1の演算における判定式の係数を自動設定できる
ことが特徴であるが、係数の自動設定を要求する係数設
定信号は、係数設定器3より外部設定される。計算機が
この係数設定信号を検知したとき、第2のメモリ22、
第3のメモリ23のデータ等より、第2の演算によって
第1の演算における判定式の係数が求められ、第3のメ
モリに記憶される。第1の演算における判定式の係数が
確立した後は、該判定式に基づく第1の演算が行なわれ
、演算結果がディジタルアウトプット4から出力される
。
圧器の各端子電圧、端子電流は、図示しないフィルタ、
アナログ/ディジタル変換器等を介して所定のサンプリ
ング間隔で計算機に取シ込1れ、データバス11を介し
て第2のメモリ22に記憶される。第1の演算における
判定式の係数は係数設定器3より外部設定され、データ
バス11を介して第3のメモリ23に記憶される。本発
明は第1の演算における判定式の係数を自動設定できる
ことが特徴であるが、係数の自動設定を要求する係数設
定信号は、係数設定器3より外部設定される。計算機が
この係数設定信号を検知したとき、第2のメモリ22、
第3のメモリ23のデータ等より、第2の演算によって
第1の演算における判定式の係数が求められ、第3のメ
モリに記憶される。第1の演算における判定式の係数が
確立した後は、該判定式に基づく第1の演算が行なわれ
、演算結果がディジタルアウトプット4から出力される
。
ディジタルアウトプット4から出力される演算結果の一
つは、しゃ断器トリップ許容信号であり、内部故障と判
定したときこの信号が出力される。
つは、しゃ断器トリップ許容信号であり、内部故障と判
定したときこの信号が出力される。
しゃ断器トリップ許容信号は単独で、あるいは他の信号
との所定の条件が成立したとき、図示しないしゃ断器ト
リップ用リレー接点に導出される。
との所定の条件が成立したとき、図示しないしゃ断器ト
リップ用リレー接点に導出される。
第2図は、第3図に示す3巻線変圧器を保膿対象変圧器
としたときの、本発明による演算70−例で、予め第1
のメモリ21に記憶させておくものである。
としたときの、本発明による演算70−例で、予め第1
のメモリ21に記憶させておくものである。
第2図において、細枠で囲んだ各ステップは、前記した
従来のディジタル方式による演算、判定を行う第1の演
算部分を示す。大枠で囲んだ各ステップは、本発明の特
徴である、保護対象変圧器固有の物理定数を求め、第1
の演算における判定式の係数を設定するだめの第2の演
算部分を示す。
従来のディジタル方式による演算、判定を行う第1の演
算部分を示す。大枠で囲んだ各ステップは、本発明の特
徴である、保護対象変圧器固有の物理定数を求め、第1
の演算における判定式の係数を設定するだめの第2の演
算部分を示す。
第3図において、5は変圧器鉄心、61,62゜63は
それぞれ1次巻線、2次巻線、3次巻線を示す。Vl
+ V2 + Vs + L r I2 + Isはそ
れぞれ各巻線端子の電圧、電流を示す。図示しない電圧
変成器、電流変成器によって計算機に導入される各電圧
、電流は任意の基準巻数に換算されているものとして、
以下小文字で表わす。
それぞれ1次巻線、2次巻線、3次巻線を示す。Vl
+ V2 + Vs + L r I2 + Isはそ
れぞれ各巻線端子の電圧、電流を示す。図示しない電圧
変成器、電流変成器によって計算機に導入される各電圧
、電流は任意の基準巻数に換算されているものとして、
以下小文字で表わす。
以下、第3図を参照して、まず第2図の細枠で囲った第
1の演算部分の説明を行う。なお説明の簡単のため巻線
抵抗は無視するが、例えば1次巻線抵抗r1を考慮する
場合、以下の説明におけるvlをvI −萌tl K
置き代えれば良い。
1の演算部分の説明を行う。なお説明の簡単のため巻線
抵抗は無視するが、例えば1次巻線抵抗r1を考慮する
場合、以下の説明におけるvlをvI −萌tl K
置き代えれば良い。
第2図において、ステップ81で各電圧、電流をサンプ
リングし、ステップS2において差動電流Σiを求める
。ステップS3でΣiが所定の検出レベルεを越えてい
るかどうかの判定をし、越えていなければ健全であるか
ら、ステップS+sによって健全判定し、1サンプリン
グの演算を完了する。なお係数設定が完了している場合
、係数設定信号は消去され、カウンタCはOとなってい
る。
リングし、ステップS2において差動電流Σiを求める
。ステップS3でΣiが所定の検出レベルεを越えてい
るかどうかの判定をし、越えていなければ健全であるか
ら、ステップS+sによって健全判定し、1サンプリン
グの演算を完了する。なお係数設定が完了している場合
、係数設定信号は消去され、カウンタCはOとなってい
る。
Σi 力検出レベルεを越えていれば、内部故障又は励
磁突入であり、ステップS4へと進み、次に説明する判
定式に基つく演算判定を実行する。
磁突入であり、ステップS4へと進み、次に説明する判
定式に基つく演算判定を実行する。
第3図において、各巻線が健全で、鉄心が磁気飽和して
いるとき、前記の(1)式が成立し、(1)式を変形し
て(2)式が得られる。
いるとき、前記の(1)式が成立し、(1)式を変形し
て(2)式が得られる。
(1)式及び(2)式の係数行列(4)、[:y:]共
に保護対象変圧器固有の物理定数である。
に保護対象変圧器固有の物理定数である。
−励磁突入電流は変圧器鉄心が磁気飽和して生ずるもの
であるから、励磁突入電流が発生している間、(1)式
及び(2)式が成立する。内部故障時は巻線が健全で々
く、且つ一般に鉄心は磁気飽和しないので(1)式及び
(2)式は不成立となる。そこで、(1)式又は(2)
式を内部故障と励磁突入を判別するだめの判定式として
用いることができる。
であるから、励磁突入電流が発生している間、(1)式
及び(2)式が成立する。内部故障時は巻線が健全で々
く、且つ一般に鉄心は磁気飽和しないので(1)式及び
(2)式は不成立となる。そこで、(1)式又は(2)
式を内部故障と励磁突入を判別するだめの判定式として
用いることができる。
(2)式を展開すると、(3)納至(5)式が得られる
。
。
ylI/vt dt +’y12fv2dt+yH3f
V3 dt −f di1=0・・・・・・・・・(
3) V2t/Vtdt+yzz、/”vzdt+y+a/v
adt /dj2=0・・・・・・・・・(4) ’Js1/v+ dt+Y3zfV2dt+Yssf
Vsdt−/din =0・・・・・・・・・(5) (3)納至(5)式の総和である )’to/V+dt+3’go/Vzdt+Vot/V
’3dt /dΣi=0・・・・・・・・・(6) も又、(3)納至(5)式と同様に、内部故障と励磁突
入を判別する判定式として用いることができる。なお、
任意の基準巻数に換算された行列の対称性から、 Ylb =YkJ k、j=1〜3 ・・・・・・
(7)であり、又、 である。
V3 dt −f di1=0・・・・・・・・・(
3) V2t/Vtdt+yzz、/”vzdt+y+a/v
adt /dj2=0・・・・・・・・・(4) ’Js1/v+ dt+Y3zfV2dt+Yssf
Vsdt−/din =0・・・・・・・・・(5) (3)納至(5)式の総和である )’to/V+dt+3’go/Vzdt+Vot/V
’3dt /dΣi=0・・・・・・・・・(6) も又、(3)納至(5)式と同様に、内部故障と励磁突
入を判別する判定式として用いることができる。なお、
任意の基準巻数に換算された行列の対称性から、 Ylb =YkJ k、j=1〜3 ・・・・・・
(7)であり、又、 である。
これらのアドミツタンス値は、第1の演算における判定
式の係数として、外部より係数設定器に設定され、又は
後述する第2の演算によって求められ、第3のメモリに
記憶されている。
式の係数として、外部より係数設定器に設定され、又は
後述する第2の演算によって求められ、第3のメモリに
記憶されている。
(3)納至(6)式が成立したら励磁突入であり健全判
壷する、又は少くとも1個の式が不成立なら内部故障判
定するために、第2図に示したフローに従い、次のよう
に(3)結盟(6)式左辺の演算を行なう。
壷する、又は少くとも1個の式が不成立なら内部故障判
定するために、第2図に示したフローに従い、次のよう
に(3)結盟(6)式左辺の演算を行なう。
差動電流Σiが最初に所定の検出レベル8を越えたとき
を演算開始時点として第2図のステップ814で初期設
定を行い、2回目以降、Σiがeを越えている間、ステ
ップSS以下の演算を行う。
を演算開始時点として第2図のステップ814で初期設
定を行い、2回目以降、Σiがeを越えている間、ステ
ップSS以下の演算を行う。
ステップSl、で演算する電流増分を、(9)式に示す
。
。
i 1(OL i 2 (0)+ i s (0)
+Σ1(0)は差動電流Σ1が1回目に検出レベルを越
えたときの各電流値で、ステップ814において初期設
定されている。
+Σ1(0)は差動電流Σ1が1回目に検出レベルを越
えたときの各電流値で、ステップ814において初期設
定されている。
次にステップS6で(11式で示す電圧積分値を求める
。
。
差動電流Σlが最初に所定の検出レベルεを越えたとき
、S+ + St * SsはステップS目においてO
に初期設定されている。例えば台形則によるディジタル
積分手法は衆知なので、(10)式の具体的演算式は省
略する。
、S+ + St * SsはステップS目においてO
に初期設定されている。例えば台形則によるディジタル
積分手法は衆知なので、(10)式の具体的演算式は省
略する。
ステップS7の演算は、ステップS9における演算のう
ち、後述する第2の演算と共通する演算部分を、プログ
ラムメモリ節約、演算時間短縮のために共通フローの部
分で実行するようにしたものである。
ち、後述する第2の演算と共通する演算部分を、プログ
ラムメモリ節約、演算時間短縮のために共通フローの部
分で実行するようにしたものである。
次にステップS9で次の演算を行う。
ステップ81Gで演算されたPt l P2 r Ps
IPoは、各々判定式(3)結盟(6)式における左
辺の演算値である。
IPoは、各々判定式(3)結盟(6)式における左
辺の演算値である。
ステップSttで演算値を判定し、ステップ8Bで内部
故障判定、又はステップ813で健全判定が行なわれる
。
故障判定、又はステップ813で健全判定が行なわれる
。
内部故障判定したとき、単独で、又は他の判定法との所
定の条件が成立したとき、第1図のディジタルアウトプ
ット4より、しゃ断器トリップ許容信号を出力する。
定の条件が成立したとき、第1図のディジタルアウトプ
ット4より、しゃ断器トリップ許容信号を出力する。
以上で第1の演算に関する説明を終り、次に第2の演算
の説明を行う。
の説明を行う。
アドミッタンス行列〔y〕における対角要素を求めるた
め、(3)結盟(5)式を変形するとa21納至Q4)
式が得られる。
め、(3)結盟(5)式を変形するとa21納至Q4)
式が得られる。
ytt=(fdlt (y+2/Vadt+Yts/
V3dt))/fV+dt・・・・・・・・・αa 3’a2=(−/di2(yg+、/V+dt+)’a
s/Vsdt))/fVzdf・・・・・・・・・03 Y33=(/di3 (3’s+fVtdt+ysz
/vzdl)//V3dt・・・・・・・・・a荀 Qり結盟(14)式右辺に含まれるアドミッタンス定数
は、アドミッタンス行列(y)における非対角要素であ
る。これらの非対角要素は3巻線変圧器の各巻線間の漏
れインダクタンスから、予め精度良く求め得ることを次
に示す。
V3dt))/fV+dt・・・・・・・・・αa 3’a2=(−/di2(yg+、/V+dt+)’a
s/Vsdt))/fVzdf・・・・・・・・・03 Y33=(/di3 (3’s+fVtdt+ysz
/vzdl)//V3dt・・・・・・・・・a荀 Qり結盟(14)式右辺に含まれるアドミッタンス定数
は、アドミッタンス行列(y)における非対角要素であ
る。これらの非対角要素は3巻線変圧器の各巻線間の漏
れインダクタンスから、予め精度良く求め得ることを次
に示す。
第3図に示した3巻線変圧器は、鉄心が磁気飽和してい
るとき一般に第4図の等価回路で表わせる。第4図にお
いて(3)結盟(6)式が1戊立することが証明されて
いる。
るとき一般に第4図の等価回路で表わせる。第4図にお
いて(3)結盟(6)式が1戊立することが証明されて
いる。
又、一般に変圧器鉄心が磁気飽和していないとき、第4
図におけるY+o r Y2o + ’Jsoの要素値
はほぼ零となるので、この要*を第4図から取り除くと
第5図で示すように、〔y〕の非対角要素である3個の
独立なアドミッタンス喪家から成る回路が得られる。
図におけるY+o r Y2o + ’Jsoの要素値
はほぼ零となるので、この要*を第4図から取り除くと
第5図で示すように、〔y〕の非対角要素である3個の
独立なアドミッタンス喪家から成る回路が得られる。
第5図は鉄心が磁気飽和していないときの3巻線変圧器
の通常の等価回路であり、3個の独立なアドミッタンス
要素は、3巻線変圧器の各巻線間に存在する3個の独立
な漏れインダクタンスにより求めることができる。
の通常の等価回路であり、3個の独立なアドミッタンス
要素は、3巻線変圧器の各巻線間に存在する3個の独立
な漏れインダクタンスにより求めることができる。
変圧器の各巻線間の漏れインダクタンスは、変圧器設計
段階で求め得るのは勿論、変圧器製造後の標準的な試験
データとして正確な測定値を得ることができるので、ア
ドミッタンス行列(y〕における3個の非対角要素も又
予め正確に求めておくことができる。
段階で求め得るのは勿論、変圧器製造後の標準的な試験
データとして正確な測定値を得ることができるので、ア
ドミッタンス行列(y〕における3個の非対角要素も又
予め正確に求めておくことができる。
(7)式の関係から02)結盟04)式右辺のアドミッ
タンス定数は全て既知となるので、予め外部よシ第1図
における係数設定器3を介して、第3のメモリ23に記
憶させておく。
タンス定数は全て既知となるので、予め外部よシ第1図
における係数設定器3を介して、第3のメモリ23に記
憶させておく。
02)結盟04)式は、(3)結盟(5)式が成立する
ことを固定条件として導出された演算式であるから、変
圧器巻線が健全で、且つ鉄心が磁気飽和しているときに
演算した場合にのみ、保轄対象変圧器固有の正しいアド
ミッタンス定数が求まる。これは励磁突入試験を行うこ
とによって可能である。
ことを固定条件として導出された演算式であるから、変
圧器巻線が健全で、且つ鉄心が磁気飽和しているときに
演算した場合にのみ、保轄対象変圧器固有の正しいアド
ミッタンス定数が求まる。これは励磁突入試験を行うこ
とによって可能である。
そこで第2の演算によって係数自動設定を行う場合、励
磁突入試験を行う前に予め、係数自動設定を要求する係
数設定信号を、係数設定器3に設定しておく。果2図に
おけるカウンタCは、第2の演算を実行するサンプリン
グステップ数をカラ、・ 7トすれOf・
!″初は01イ=7切イ′されている。
磁突入試験を行う前に予め、係数自動設定を要求する係
数設定信号を、係数設定器3に設定しておく。果2図に
おけるカウンタCは、第2の演算を実行するサンプリン
グステップ数をカラ、・ 7トすれOf・
!″初は01イ=7切イ′されている。
第2図における第2の演算を、係数設定信号とカウンタ
Cの状況別に次に説明する。
Cの状況別に次に説明する。
(a) 係数設定信号あり、C=00とき係数設定器
3に係数設定信号を設定した直後の状況である。励磁突
入試験を開始した当初の、差動電流Σ1が所定の検出レ
ベルεを越えないうちは、ステップS8.ステップ81
7を経て、ステップ813で健全判定をし、状況は変ら
ない。
3に係数設定信号を設定した直後の状況である。励磁突
入試験を開始した当初の、差動電流Σ1が所定の検出レ
ベルεを越えないうちは、ステップS8.ステップ81
7を経て、ステップ813で健全判定をし、状況は変ら
ない。
Σiが最初にεを越えたとき、ステップ814゜815
を経て、ステップ81gにおいてカウンタCに1サイク
ル程度に相当するサンプリングステップ数を設定し、係
数設定信号を消去する。
を経て、ステップ81gにおいてカウンタCに1サイク
ル程度に相当するサンプリングステップ数を設定し、係
数設定信号を消去する。
(b) 係数設定信号あり、CN3のときこの状況は
あり得ない。
あり得ない。
(C) 係数設定信号なし、C〜Oのとき(a)にお
いてΣ1が最初にεを越えた後の状況である。Σ1がe
を越えていなければ、ステップS3.ステップ817を
経て、ステップSi@へと進む。Σ1がεを越えていれ
ば、ステップSsを経て、ステップ5illにおいて(
lり結盟(14)式の演算によって仮の係数Y1’x
l y’221 )”33を求め、ステップ819へと
1゜ ステップ819でカウンタCの値を1減算した後、ステ
ップ82GでCの値がゼロかどうかの判定を行う。Cが
ゼロでないとき、状況は変らず、ステップ813へ進む
。Cがゼロのとき、ステップ821で仮の係数Y’+
t ・Y’22 * Y’msを第3のメモリの所定の
アドレスに記憶する。又、(8)式によ’) V+o
l Y2O* ’180を求め、同様に第3のメモリの
所定のアドレスに記憶し、これにより全ての係数が確定
する。
いてΣ1が最初にεを越えた後の状況である。Σ1がe
を越えていなければ、ステップS3.ステップ817を
経て、ステップSi@へと進む。Σ1がεを越えていれ
ば、ステップSsを経て、ステップ5illにおいて(
lり結盟(14)式の演算によって仮の係数Y1’x
l y’221 )”33を求め、ステップ819へと
1゜ ステップ819でカウンタCの値を1減算した後、ステ
ップ82GでCの値がゼロかどうかの判定を行う。Cが
ゼロでないとき、状況は変らず、ステップ813へ進む
。Cがゼロのとき、ステップ821で仮の係数Y’+
t ・Y’22 * Y’msを第3のメモリの所定の
アドレスに記憶する。又、(8)式によ’) V+o
l Y2O* ’180を求め、同様に第3のメモリの
所定のアドレスに記憶し、これにより全ての係数が確定
する。
(d) 係数設定信号なし、C=0
係数が既に確定していて、係数自動設定を要求しない場
合、又は、(C)によシ係数が確定した後の状況で、前
記の第1の演算を行う。
合、又は、(C)によシ係数が確定した後の状況で、前
記の第1の演算を行う。
以上説明した係数自動設定のタイムチャートを第6図に
示す。
示す。
次に本発明の応用例、変形例について説明する。
第2図で示した本発明の演算フロー例では、第2の演算
を実行している所定の時間の間は、常に健全判定をして
おり、しゃ断器トリップ許容信号の出力が禁止されてい
るが、この間も第1の演算を実行して、内部故障か、健
全かの判定をすることができる。
を実行している所定の時間の間は、常に健全判定をして
おり、しゃ断器トリップ許容信号の出力が禁止されてい
るが、この間も第1の演算を実行して、内部故障か、健
全かの判定をすることができる。
例えば、第2の演算ステップSs 、 81s + S
+* +820 + 821 の部分を、第1の演算
の轍路ステップであるステップ812.813の後で実
行する。この場合、ステップ821において仮の係数を
、第3のメモリにおける他のアドレスに記憶するように
しておくことで、必要であればこれを係数設定器などを
介して外部に取り出し、予め設定しておいた係数の精度
確認をすることができる。
+* +820 + 821 の部分を、第1の演算
の轍路ステップであるステップ812.813の後で実
行する。この場合、ステップ821において仮の係数を
、第3のメモリにおける他のアドレスに記憶するように
しておくことで、必要であればこれを係数設定器などを
介して外部に取り出し、予め設定しておいた係数の精度
確認をすることができる。
又、係数設定のだめの励磁突入試験時の内部故障発生に
対処するため、予めアドミッタンス定数3’+t l
)’22 + y33 として真値と異なる値、例えば
Oを設定しておくことで常に内部故障判定させ、第2の
演算が終了した所定の時間の後にしゃ断器トリップ許容
信号を出力させることができる。
対処するため、予めアドミッタンス定数3’+t l
)’22 + y33 として真値と異なる値、例えば
Oを設定しておくことで常に内部故障判定させ、第2の
演算が終了した所定の時間の後にしゃ断器トリップ許容
信号を出力させることができる。
ステップ5tflにおいて、す/プリングステップ毎ニ
a3納至(14)式で求めた仮ノ係数Y’u 、 Y’
zz ry′33は、理想的には不変である。しかし、
演算誤差等によって、実際にはサンプリングステップ毎
に値が若干異なると考えられる。そこで、サンプリング
ステップ毎に求めた複数の仮の係数から、ステップ82
1において第3のメモリに設定する係数を選択する方法
の幾つかを次に示す。
a3納至(14)式で求めた仮ノ係数Y’u 、 Y’
zz ry′33は、理想的には不変である。しかし、
演算誤差等によって、実際にはサンプリングステップ毎
に値が若干異なると考えられる。そこで、サンプリング
ステップ毎に求めた複数の仮の係数から、ステップ82
1において第3のメモリに設定する係数を選択する方法
の幾つかを次に示す。
第1の方法は、特定のサンプリングステップでの値を選
択することである。演算誤差が小さく、できるだけ真値
に近い値を選択するために、例えば、第2の演算を行っ
ている所定の時間の間において、差動電流Σiが最大の
とき、又はa乃結盟I式右辺の分母の値が最大のときに
求めた仮の係数を選択することができる。
択することである。演算誤差が小さく、できるだけ真値
に近い値を選択するために、例えば、第2の演算を行っ
ている所定の時間の間において、差動電流Σiが最大の
とき、又はa乃結盟I式右辺の分母の値が最大のときに
求めた仮の係数を選択することができる。
第2の方法は、複数のサンプリングステップでの値の平
均値を用いることである。この場合、差動電流Σiが所
定の検出レベルeを越えた最初のステップ、又は最後の
ステップは、変圧器鉄心磁気飽和の程度が低いと考えら
れるので、どちらか一方、又は両方を除外し、残りのサ
ンプリンゲスど1 テップでの値の平均値を用い
ることができる。
均値を用いることである。この場合、差動電流Σiが所
定の検出レベルeを越えた最初のステップ、又は最後の
ステップは、変圧器鉄心磁気飽和の程度が低いと考えら
れるので、どちらか一方、又は両方を除外し、残りのサ
ンプリンゲスど1 テップでの値の平均値を用い
ることができる。
以上は、保護対象変圧器の1相分についての係数設定法
である。三相変圧器の各相について個々に上記方法で係
数を設定することができる。しかし、励磁突入電流は三
相の全てに発生するとは限らず、係数が確定しない相が
生ずることを防ぐだめの方法について次に示す。
である。三相変圧器の各相について個々に上記方法で係
数を設定することができる。しかし、励磁突入電流は三
相の全てに発生するとは限らず、係数が確定しない相が
生ずることを防ぐだめの方法について次に示す。
第1の方法は、特定の1相の係数を三相共通の係数とし
て選択することである。例えば、第2の演算を行ってい
る所定の時間の間において、差動電流Σiの値が最大と
なった相の係数を選択する。
て選択することである。例えば、第2の演算を行ってい
る所定の時間の間において、差動電流Σiの値が最大と
なった相の係数を選択する。
第2の方法は、少くとも2相の係数の平均値を三相共通
の係数として選択することである。
の係数として選択することである。
第3の方法は、係数が確定しない相が生じた場合、係数
が確定した他の1相の係数値、又は他の2相の係数の平
均値を、当該相の係数値として選択することである。
が確定した他の1相の係数値、又は他の2相の係数の平
均値を、当該相の係数値として選択することである。
又、差動電流Σiが検出レベルεを越えず、係数設定信
号が消去されない相が生ずるのを防ぐために、3相のう
ちの任意の1相の差動電流Σiが最初に検出レベルεを
越えたとき、第2の演算を行う所定の時間の経過が3相
同時に開始するよう、カウンタCを設定するととができ
る。
号が消去されない相が生ずるのを防ぐために、3相のう
ちの任意の1相の差動電流Σiが最初に検出レベルεを
越えたとき、第2の演算を行う所定の時間の経過が3相
同時に開始するよう、カウンタCを設定するととができ
る。
更に、第2の演算によって係数を求める励磁突入試験時
において、 (a) 複数のサンプリングステップにおいて、第2
の演算によって求めた係数が演算誤差を越えて不一致の
とき1 、(b)各相毎の第2の演算によって求めた係数におい
て、少くとも2相の係数が演算誤差を越えて不一致のと
き、 内部故障と判定し、しゃ断器トリップ許容信号、又は警
告信号を出力することができる。
において、 (a) 複数のサンプリングステップにおいて、第2
の演算によって求めた係数が演算誤差を越えて不一致の
とき1 、(b)各相毎の第2の演算によって求めた係数におい
て、少くとも2相の係数が演算誤差を越えて不一致のと
き、 内部故障と判定し、しゃ断器トリップ許容信号、又は警
告信号を出力することができる。
以上の本発明の説明ではアドミッタンス行列(y)にお
ける対角要素Ytt s ’Izz * Ysaをまず
求め、次に(8)式により’/1o + ’J2o 、
’jsoを求める方法を示した。これは逆の手順でも
良い。即ち、(8)式をaノ結盟(I4)式に代入する
ことで、逆の手順が得られることが明らかである。
ける対角要素Ytt s ’Izz * Ysaをまず
求め、次に(8)式により’/1o + ’J2o 、
’jsoを求める方法を示した。これは逆の手順でも
良い。即ち、(8)式をaノ結盟(I4)式に代入する
ことで、逆の手順が得られることが明らかである。
又、本発明は3巻線変圧器に限らず、任意の多巻線変圧
器に適用され得る。例えば、N巻線変圧器の場合、アド
ミッタンス行列[y)の対角要素はN個、非対角要素は
N (N−1)個である。
器に適用され得る。例えば、N巻線変圧器の場合、アド
ミッタンス行列[y)の対角要素はN個、非対角要素は
N (N−1)個である。
[y]は対称行列であるから、N (N−1)/2個の
独立な非対角要素は、同数の独立な漏れインダクタンス
よシ、予め正確な値を設定しておくことができる。従っ
て、N個の対角要素は(13納至(1(式に対応するN
個の演算式により求めることができる。
独立な非対角要素は、同数の独立な漏れインダクタンス
よシ、予め正確な値を設定しておくことができる。従っ
て、N個の対角要素は(13納至(1(式に対応するN
個の演算式により求めることができる。
以上、本発明によれば、ディジタル方式の変圧器保護方
式において、判定式の係数となる保護対象変圧器固有の
物理定数を簡単に、精度良く設定でき、且つ高感度故障
検出できる効果がある。
式において、判定式の係数となる保護対象変圧器固有の
物理定数を簡単に、精度良く設定でき、且つ高感度故障
検出できる効果がある。
第1図は本発明に用いる計算機の基本構成図、第2図は
本発明の演算フロー図、第3図は3巻線変圧器の路線図
、第4図及び第5図はその等価回路、第6図は本発明に
よる変圧器保護方式の動作タイムチャートである。
本発明の演算フロー図、第3図は3巻線変圧器の路線図
、第4図及び第5図はその等価回路、第6図は本発明に
よる変圧器保護方式の動作タイムチャートである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、プログラムを記憶する第1のメモリと、データを記
憶する第2のメモリと、データを記憶する書き変え可能
な不揮発性の第3のメモリと、外部より係数を設定する
係数設定器と、所定の順序に従って第1のメモリよりプ
ログラムを取出してこれを解析し、第2及び第3のメモ
リのデータ等を得て演算を行う演算部と、演算結果を出
力するディジタルアウトプットより成る計算機を用い、
保護対象変圧器に関する例えば電圧、電流のような所定
の検出物理量を所定のサンプリング間隔で第2のメモリ
に取込み、該検出物理量を変数とし、且つ予め第3のメ
モリに設定しておく、例えばインダクタンス、アドミッ
タンスのような保護対象変圧器固有の物理定数を係数と
し、且つ保護対象変圧器が正常のとき成立する所定の判
定式に基づく第1の演算を行い、判定式が不成立のとき
ディジタルアウトプットより警告信号又はしゃ断器トリ
ップ許容信号を出力するものにおいて、係数設定器より
外部から設定される係数設定信号の有無を検知し、係数
設定信号が有るとき、所定の時間の間、上記検出物理量
を用いて上記判定式が成立する係数値を求める第2の演
算を行い、該計数値を上記第1の演算における判定式の
係数として、第3のメモリに格納するように構成したこ
とを特徴とする変圧器保護方式。 2、上記第1の演算における判定式は、検出物理量とし
て保護対象変圧器の各巻線の端子電圧及び端子電流又は
端子電流より得られる差動電流を変数とし、且つ保護対
象変圧器固有の物理定数として該変圧器鉄心磁気飽和時
の巻線インダクタンス又はアドミッタンスを係数とし、
且つ該変圧器鉄心磁気飽和時に成立するものであること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の変圧器保護方
式。 3、上記係数設定器より外部から設定される係数設定信
号有りを検知し、且つ保護対象変圧器の3相各相毎の端
子電流の差動電流が所定値以上であることを検知したと
き、当該相の上記第2の演算を行う所定の時間の経過が
開始する、又は3相同時に第2の演算を行う所定の時間
の経過が開始するように構成したことを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の変圧器保護方式。 4、上記第2の演算によって求めた複数回のサンプリン
グステップにおける係数値において、特定回のサンプリ
ングステップ時の係数値を、又は複数回のサンプリング
ステップ時の係数値の平均を、上記第1の演算における
判定式の係数として第3のメモリに格納するように構成
したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の変圧
器保護方式。 5、保護対象変圧器の3相各相の上記第2の演算によっ
て求めた係数値において、自相の第2の演算によって求
めた係数値を、又は他相の第2の演算によって求めた係
数値を、又は自相の第2の演算と他相の第2の演算によ
って求めた係数値の平均を、自相の上記第1の演算にお
ける判定式の係数として、第3のメモリに格納するよう
に構成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の変圧器保護方式。 6、上記第2の演算によって求めた係数値において、同
一相の複数のサンプリングステップ時の係数値が、又は
少くとも2相の係数値が、演算誤差を越えて不一致のと
き、ディジタルアウトプットから警告信号又は、しゃ断
器トリップ許容信号を出力するように構成したことを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の変圧器保護方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18959184A JPS6169329A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 変圧器保護方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18959184A JPS6169329A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 変圧器保護方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6169329A true JPS6169329A (ja) | 1986-04-09 |
Family
ID=16243878
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18959184A Pending JPS6169329A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 変圧器保護方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6169329A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0679105U (ja) * | 1993-04-21 | 1994-11-04 | 東京光音電波株式会社 | フェーダー |
JP2003056138A (ja) * | 2001-08-20 | 2003-02-26 | Otis:Kk | 排水連結具 |
-
1984
- 1984-09-12 JP JP18959184A patent/JPS6169329A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0679105U (ja) * | 1993-04-21 | 1994-11-04 | 東京光音電波株式会社 | フェーダー |
JP2003056138A (ja) * | 2001-08-20 | 2003-02-26 | Otis:Kk | 排水連結具 |
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