JPS6226247B2 - - Google Patents

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JPS6226247B2
JPS6226247B2 JP50008432A JP843275A JPS6226247B2 JP S6226247 B2 JPS6226247 B2 JP S6226247B2 JP 50008432 A JP50008432 A JP 50008432A JP 843275 A JP843275 A JP 843275A JP S6226247 B2 JPS6226247 B2 JP S6226247B2
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JP
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JP50008432A
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JPS5183145A (ja
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Minoru Iwasaki
Mitsuyasu Furuse
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Meidensha Corp
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
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Meidensha Corp
Tokyo Electric Power Co Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電力系統の送配電線路、変圧器、発
電機等の保護において、従来より行なわれている
電流差動の原理を基本として各端子の電流をデジ
タル量に変換し、該デジタル量の四則演算により
高速度にしかも簡単な原理による比率特性をもつ
保護継電方式を提供せんとするものである。
従来の比率差動保護方式は、保護領域の各端子
電流のベクトル和を動作力とし、各端子電流のス
カラ和または各端子電流の内の最大値で抑制効果
をもたせることが一般である。本発明は、この抑
制効果を得る時各端子のスカラ量をそれぞれ求め
たり、またそのスカラ量の内最大のものを見つけ
ることは特にデジタル量によつて演算する場合
は、回路が複雑となりまた多くの処理時間を要す
るので好ましくないことに着目して、この改良を
ねらつたものであり、以下第1図、第2図、第3
図、第4図によりその原理を説明する。
第1図aにおいて2,3は被保護線路または機
器1の両端にもうけられた変流器である。
第2図aの1,2,3も第1図と同様のものを
示し、第1図は被保護線路または機器1に事故が
ない場合を示し、第2図は被保護線路または機器
1に事故が発生している場合を示している。
第1図bに示す波形は、被保護線路または機器
1に事故がない場合変流器2および3より得られ
る電流の波形でこの電流I〓,I〓のベクトル和
I〓dはこの場合ほぼ0となる。
第1図cの波形はI〓,I〓のベクトル差すな
わちI〓またはI〓の極性を逆にして加算した波
形図である。同図ではI〓を−I〓として加算
し、その波形I〓R,I〓−I〓を示しており、I
R
はほぼ2I〓または−2I〓となる。
第2図bの波形は、被保護線路または機器1に
事故が発生している場合であるからI〓,I〓
第1図bとは逆に同方向になることを示し、その
ベクトル和I〓dは約2I〓または2I〓となるこ
とを示している。また第2図cはこの場合のI〓
とI〓のベクトル差を示す波形で、I〓またはI〓
のいずれかの極性を逆にして加える。図ではI〓
を−I〓として加算した場合を示し、その値I〓
はほぼ0となる。
保護方式として前記第1図、第2図で示す両端
変流器2,3の出力のベクトル和を動作力、ベク
トル差を抑制力とすれば、被保護線路または機器
1に事故がない場合や被保護区間外の事故に対し
ては動作力は最小となり抑制力は最大となる。一
方被保護線路または機器1に事故が発生すれば、
動作力は最大となり抑制力は最小となる。すなわ
ちこれは事故保護を行う場合動作力、抑制力の配
分としては理想的なものとなる訳である。
以下変流器2および3より得られる電流を一定
の間隔φ度毎にサンプリングしてこれをアナログ
ーデジタル変換器によりデジタル量に変換し、こ
のデジタル量により前記ベクトル和、ベクトル差
による保護方式を説明する。
I〓の瞬時値をi1 I〓の瞬時値をi2 I〓dの瞬時値をid I〓Rの瞬時値をiR と各電流のデジタル量及びベクトル和、ベクトル
差は(1)式の如く示される。
(但しθはi1とi2の位相差I1,I2は夫々i1,i2の最大
値) よつて id=(I1+I2cosθ)sinωt+I2sinθcosωt=√1 2+21 22 2sin(ωt +tan-1sinθ/I+Icosθ) ……(2) iR=(I1−I2cosθ)sinωt−I2sinθcosωt=√1 2−21 22 2sin(ωt −tan-1sinθ/I−Icosθ) ……(3) (2)式および(3)式に示される瞬時値は第3図に示
す如く任意のサンプリング位置………
でそれぞれid1、id2、id3………idn、iR1、iR2
R3………iRnの如くサンプリング間隔φ度毎に
得られる。
ここで各サンプリング位置で得られる瞬時値を
2乗して次に示す引算、加算を行なう。
(id12−α×(id22+(id32 ……(4) (iR1−α×(iR2+(iR3 ……(5) (但しαはサンプリング間隔φの余弦で定まる定
数) (4)式の結果は β(I1 2+2I1I2cosθ+I2 2) ……(6) (5)式の結果は β(I1 2−2I1I2cosθ+I2 2) ……(7) となる。(但しβはサンプリング間隔φの正弦の
2乗により定まる定数) すなわち(2)式、(3)式におけるピーク値の2乗と
して求まる成分、いいかえればベクトル和および
ベクトル差の絶対値の2乗が求まつたことにな
る。
ここで保護方式の判定条件としてベクトル和の
絶対値の2乗(6)式が一定値K1 2(βを含んだ整定
値)以上あることを判定する。
(I1 2+2I1I2cosθ+I2 2)≧K1 2 ……(8) 比率特性を考える場合I1とI2の位相関係は第1
図bに示す状態で表わされるからθ=180゜と考
えると(8)式は (I1−I2−K1)(I1−I2+K1)≧0 ……(9) (9)式となり、この(9)式が成立する条件は、 (I1−I2−K1)≧0のとき (I1−I2+K1)≧0 (I1−I2−K1)≦0のとき (I1−I2+K1)≦0 であり、前者は第4図イ,ロに示す比率特性とな
り、後者は−I1、−I2の領域の特性となる。−I、−
I2は電流の極性を両方ともに逆にしたものであ
り、I1、I2と同じことになる。
次にベクトル和の絶対値の2乗に一定レベル
K0を加え、ベクトル差の絶対値の2乗との比率
がK以上となつたとき、動作する条件は次のよう
にして求められる。
(I1 2+2I1I2cosθ+I2 2)+K0−K(I1 2−2I1I2cosθ+I2 2)≧0 ……(10) (但しK0はβを含んだ一定レベル) (10)式においても(9)式と同様θ=180゜とすれば (I1−I22+K0−K(I1+I22≧0 ……(11) さらに(11)式はI1について解く(I2でも同じ)と
(12)式となる。
I1≧1/1−K{I2(1+K)±√42 20(1−)} ……(12) (12)式は第4図比率特性で図示するとハの如くな
る。第4図の点Aは(11)式でI1=I2とした場合で、
このI1、I2の値は また第4図に示すハの曲線は(12)式でI2またはI1
が大きくなるに従つて右辺の√ 内のK0(1−
K)が無視され I1=I/1−K(1+K+2√) ……(14) I1=I/1−K(1+K−2√) ……(15) (14)、(15)に示される直線に近づく、前記(9)
式、(11)式の論理積で保護動作を判定すれば、第4
図に斜線で示す部分が動作範囲それ以外は不動作
となることは明らかである。
以下本発明の具体例を更に詳述する。
第5図は本発明の1実施例を示すブロツク図
で、1は被保護3端子送電線路、2,3,4はそ
れぞれの端子にもうけられた変流器であり、5,
6,7は前記変流器より得られるアナログ量をデ
ジタル量に変換するアナログ−デジタル変換器で
ある。8,9はマイクロ波等の送信装置でB、C
端子で得られる電流情報をA端のマイクロ波受信
装置10へデジタル量で送信する。11は位相比
較器で受信装置10より出力されるiA、iB、i
Cの位相比較を行つて、同一位相と反対位相の電
流を判断する。すなわち自端の変流器2によつて
検出された電流を基準とし、送られてきた他端
B、C側の電流の位相が同相方向(0゜)か、あ
るいは反対方向(180゜)かを方向比較リレーの
原理で判断するが、第5図のiA、iB、iCの場
合は基準となる流入する電流iAに対して流出す
るiB、iCは反対方向の位相であると判断され
る。12はベクトル和回路で、この回路12は動
作力の瞬時値idを得るためのもので、(1)式(但し
1式は2端子)に基ずきid=iA+iB+iCの加
算を行ない、その結果のidを第1の2乗加算回路
15に送出する。この回路15は送られてきたid
のうち、第3図で示すように定められた間隔φに
よつてサンプリングされた信号の3サンプル分で
あるid1、id2、id3を用いて(4)式の演算、いわゆる
3積法にもとずく演算を行なつて動作力となるid
の2乗に比例する絶対値を求める。13はベクト
ル差回路で、この回路13は抑制力の瞬時値iR
を得るためのもので位相比較器11により判断さ
れた位相方向をもとに(1)式のiR=iA+(−iB
C)の演算を行つてiRを求め、その結果は第2
の2乗加算引算回路14に送出される。回路14
は、第3図で示すように送られてきたiRをidと
同期した間隔でサンプリングし、3サンプリング
値iR1、iR2、iR3を用いて(5)式の演算を行ない
抑制力となるiRの2乗に比例する絶対値が得ら
れる。2乗加算引算回路14,15で得られた各
演算値は比例判定回路16に入力されて(11)式に基
き比率判定される。17は判定回路で、この判定
回路17は(9)式による判定を行なう。18は比例
判定回路16と判定回路17との論理積を得るた
めのAND回路で、AND条件成立時に保護動作を
行なうためのトリツプ信号を出力する。
なおベクトル和回路12およびベクトル差回路
13はソフト的に処理してもよいが、一般に市販
されているような和算器、あるいは減算器が用い
られるが、2乗加算引算回路14,15はマイク
ロコンピユータが用いられてソフト的に実行され
るが、その機能としては送られてきたiR(又は
id)を第3図で示すように連続した3サンプリン
グ分のiR1、iR2、iR3(又はid1、id2、id3)の2
乗を演算する手段、現時点のサンプリング値をi
R3とすると演算された2番目の積値(iR2
サンプリング間隔の余弦で定まる定数を乗じる手
段、この乗算値α(iR2を1番目のサンプリ
ング積値(iR1より引算する手段およびこの
引算結果に現時点である3番目の積値(iR3
を加算する手段を備えている。
以上のようなものに線路1が正常で、例えばi
A=5(A)、iB=3(A)、iC=2(A)であつたとする
と、位相比較器11は送られてきた3端子の信号
のうち、自端の電流iAを基準として、この電流
Aと他端の電流iB、iCとの位相関係を判断
し、この判断に基いてベクトル差回路13におい
て自端電流iAと反対位相の電流iB、iCの差、
すなわちiR=5+(−3−2)=0を求め2乗加
算引算回路14に送出する。一方ベクトル和回路
12においては、ベクトル和の絶対値id=5+3
+2=10Aの演算が行なわれ、2乗加算引算回路
15において電流の大きさが直流的に求まり、こ
の値が動作力となる。各回路14,15の各出力
は比率判定回路16に出力され、(11)式により比率
判定されるが、この場合動作力が抑制力に比較し
て大のため、この比率判定回路16は出力を発生
する。
また回路15の動作力は判定回路17にも出力
され(9)式に基ずく判定が行なわれるが、この場合
第4図イ,ロの不感帯領域内であるので判定回路
17は出力を発生せず、したがつてAND回路1
8は出力を発生しない。
このように線路1に事故がなければ電流の小さ
い領域では判定回路16の出力は得られるかもし
れないが、判定回路17の出力は得られず、した
がつてAND回路18の出力は得られない。また
線路1の外部事故で大きな電流が通過するような
場合には、変流器2,3,4の飽和によりベクト
ル和が大となつて判定回路17の出力が得られる
かもしれないが、判定回路16は比率抑制である
ため動作しない。従つてAND回路18の出力は
得られない。一方内部事故では17,16の出力
はいずれも得られ18の出力が出て動作すること
になる。
以上のように本発明は、抑制力を得るときベク
トル差を求め、その絶対値を演算するようにした
ものであるから、従来のものと比較して高速度
に、しかも簡単に比率特性が得られるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本発明を説明するための原理
図、第3図は説明のためのデジタル量の演算説明
図、第4図は本発明の比率特性図、第5図は本発
明の1実施例を説明するブロツク図である。 2〜4は変流器、5〜7はアナログ−デジタル
変換器、8,9は送信装置、11は位相比較器、
12はベクトル和回路、13はベクトル差回路、
14,15は夫々第1、第2の2乗加算引算回
路、16,17は判定回路、18はAND回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 3端子以上の電力系統の保護領域の各端子電
    流を各々一定間隔にてサンプリングし、各サンプ
    リング時点の電流値をデイジタル量に変換する手
    段、変換された前記各端子電流のデイジタル量を
    導入し、自端の電流位相を基準として他端の電流
    位相方向を比較する位相比較手段、前記各端子電
    流のデイジタル量のベクトル和を求め、求められ
    たベクトル和の各サンプリング時点の値を2乗
    し、2番目のサンプリング積値にサンプリング間
    隔で定まる定数を乗じた後に1番目のサンプリン
    グ積値を引算し、この値の3番目のサンプリング
    積値を加算して動作力を得る第1の2乗加算引算
    手段、この手段にて得られた動作力が一定値以上
    時に出力を発生する判定手段、前記位相比較手段
    にて比較された自端端子電流のデジタル量とこの
    自端とは反対位相関係にある端子の端子電流のデ
    イジタル量とのベクトル差を求め、求められたベ
    クトル差のサンプリング時点の値を2乗し、2番
    目のサンプリングの積値にサンプリング間隔で定
    まる定数を乗じた後に1番目のサンプリング積値
    を引算し、この値に3番目のサンプリング積値を
    加算して抑制力を得る第2の2乗加算引算手段、
    この手段によつて求められた抑制力と前記第1の
    2乗加算引算手段によつて得られた動作力を導入
    し、動作力が抑制力に対して一定の比率以上の時
    に出力を発生する比率判定手段、この手段の出力
    と前記判定手段の出力とを導入し、両出力有時に
    出力を発生する論理積手段とを備えたことを特徴
    とする保護継電方式。
JP50008432A 1975-01-20 1975-01-20 Expired JPS6226247B2 (ja)

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JPS5183145A JPS5183145A (ja) 1976-07-21
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02112562U (ja) * 1989-02-27 1990-09-10

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02112562U (ja) * 1989-02-27 1990-09-10

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JPS5183145A (ja) 1976-07-21

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