JPS62272818A - 母線保護継電装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 Ａ　産業上の利用分野 この発明は母線保護継電装置に関する。

Ｂ１発明の概要 この発明は母線保護継電装置において、母線内部故障に
対して極めて発生頻度の高い母線外部故障について、故
障電流に含まれる直流分によって変流器（以下ＣＴと称
す）過度飽和となったときにそのＣＴ過度飽和時の動作
量及び抑制量の性質に着目したことにより、 ＣＴ誤差による誤動作を防止するようにしたものである
。

Ｃ１従来の技術 母線保護継電器は母線に接続された各線路電流のベクト
ル和、Σ　ｌｉを動作量としてこれが一定値＋＝１ 以上になったことで母線故障を検出するものである。し
かし、この種の継電器では母線外部故障でＣＴの誤差電
流により誤動作するおそれがある。このため、通常、各
線路電流の絶対値についてその総和値（スカラー和）、
＝　　ｌ　ｉｉｌに一定値（抑制率＋＝１ Ｋ）を掛けて、次に示す判定式により母線故障を検出す
ることが行なわれている。

但し、Ｉｉ：保護母線に接続された線路ｉの電流値（ベ
クトル量）を示す（線路から母線向きが正方向とする）
。

Σ　ｉｉ線路１−ｎ迄の電流値のベクトル和＋＝１ 絶対値符号電流の実効値 動作量：ｏ（ｔ）＝　ｌ　、Σ　ｉｉｌ＋＝１ 抑制量：Ｒ（ｔ）−０Σ　１ｉｉ１ （１）式の判定式で母線保護を行う方式をスカラー和抑
制電流差動力式と称す。このほか、抑制量に、線路電流
１ｉの中で、最大値のみ使用する次式の最大値抑制電流
差動方式がある。

１　　、Ｘ、　　　ｉｉｌ　　−Ｋ　　−ＭＡＸＩ　　
ｉｉｌ　　＞　　０　　　　　　　　・・　（２）＋＝
１ 但し、！ｌ！ＡＸＩ　ｉｉｌ　：線路電流Ｈの最大値を
示す。

動作量：０（ｔ）＝　ｌ　、Σ　ｉｉｌ＋＝１ 抑制量：Ｒ（ｔ）−ＭＡＸ　ｌ　ｉ　ｉ　ｌ上記に示し
た方式でも許容できるＣＴ誤差に限りがあり、特に母線
外部故障で故障電流に含まれろ直流分でＣＴが過度飽和
（以下ＣＴ飽和と称す）する場合がある。

第１１図（ａ）〜（ｇ）はＣＴ飽和が比較的弱い場合の
例を示すもので、第１１図（ａ）は母線外部故障を示す
概略構成図であり、ＣＴＩ、　ＣＴ２は変流器、ＢＵＳ
は母線、ＩＦは故障電流である。第１１図（ｂ）はＣＴ
通過電流を示し、図中斜線部はＣＴ２に飽和があり２次
電流が零となる飽和部分を示す。第１１図（ｃ）はＣＴ
２の磁束状態を示し、第１ｔ図（ｇ）はＣＴ２の磁束特
性を示す。なお、ＣＴｌハ飽和しない。第１１図（ｄ）
ハＣＴＬ、ＣＴ２の差電流（Ｂ＋　ｉ２）特性を示し、
第１１図（ｅ）は抑制量Ｒ（ｔ）、第１１図（ｆ）は動
作量０（ｔ）を示す。この第１１図（ａ）〜（ｇ）は母
線外部故障電流が通過してから数サイクル後にＣＴ２が
飽和を生じ、見掛は上電流差動継電器で動作・量（差電
流）が発生していることを示すものである。

第１２図（ａ）　〜（ｈ）及び第１３図（ａ）　〜（ｈ
）はＣＴ飽和が強い場合の例を示すもので、第１２図（
ａ）〜（ｈ）は外部故障時のＣＴ飽和が通過電流の第１
波のピーク以降かつ零点通過前に発生したときのもので
ある。

第１２図（ａ）〜（ｈ）は第１１図（ａ）　〜（ｇ）と
同様の内容を示すもので、第１２図Ｃｂ’）において符
号−Ａ、−Ｂ。

−Ｃはそれぞれ第１波から第３波の負波の積分値でＣＴ
が飽和しない部分を示す。また符号Ａ、Ｂ。

Ｃは第１波から第３波の正の値の波形で第１〜第３の負
波の積分値−Ａ、−Ｂ、−Ｃに等しい部分であり、この
部分を過ぎるとＣＴはまた飽和する。

第１２図（ｄ）の差電流において最初の第１波のピーク
以降で過度飽和が生じる場合、直流分は必ずある時定数
をもって減衰するので、第１２図（ｂ）に示す符号第１
波、第２波、第３波の負波の積分値の絶対値Ａ、Ｂ、Ｃ
はＡ＜Ｂ＜ＣＴとなり、かつ、第１波の飽和部分積分値
と第２波飽和部分の積分値を比較すると第２波の飽和部
分の積分値が大きいので差電流のピークは第２波目に生
じる。

第１３図（ａ）〜（ｈ）は外部故障時のＣＴ飽和が通過
電流の第１波のピーク前に発生するときのらので、第１
１図（ａ）〜（ｇ）と第１２図（ａ）　〜（ｈ）と同様
の内容であるが第１３図（ｄ）の差電流の部分が異なる
。この第１３図（ｄ）において、最初の第１波のピーク
前で飽和が生じる場合、直流分は必ず減衰するので、前
記の積分値Ａ、Ｂ、ＣはＡ＜Ｂ＜Ｃとなり、かつ、第１
波の飽和部分の積分値と第２波の負波の積分値を比較す
ると第１波の積分値が大きいので差電流のピークは第１
波目に生じる。

以上の説明からＣＴ飽和の性質は次のようになる。

（１）ＣＴ飽和が比較的弱いと母線外部故障発生から１
サイクル以上経てＣＴ飽和が発生する。この場合、抑制
量の最大値が故障発生から！サイクル以内で生じるが動
作量が一定値以上になった時間と、抑制量が一定値以上
になった時間との差はｌサイクル以上になる場合がある
。

（２）電力系統の一般的な時定数から判断してＣＴ飽和
は遅くとも、故障発生から２０Ｏｎ＋ｓ以内で生じる。

（３）母線内部事故には、ＣＴ過度飽和あり、なしにか
かわらず、動作量が一定値以上になる時間と抑制量が一
定値以上になる時間との差がほとんどない。

上記（１）から（３）までが母線外部故障でＣＴ飽和が
比較的弱い場合であるが、次の（４）は母線外部故障で
ＣＴ飽和が強い場合である。

（４）ＣＴ飽和が強くて、母線外部故障発生からＣＴ飽
和が第１波目で生じる場合は、動作量の最大値は故障発
生から２サイクル以内で生じ、また抑制量の最大値は故
障発生から１サイクル以内で生じる。

ここで、ＣＴ飽和現象について定量的に第１４図と第１
５図で簡単に述べる。

第１４図はＣＴ等価回路図で、１．は等価１次電流、１
．＝　１次電流／　Ｎ　（Ｃ７巻線比）、Ｉ、は０７２
次電流である。

第１５図はＣＴ励磁特性図である。両図からＣ７１次側
に流れる故障電流ＩＦを最大１ｍ、直流分の重畳率１０
０％、その時定数をτとすると、故障型ｔＦ、ＩＦは次
式のようになる。

１Ｆ＝　−Ｉｍｃｏｓ　（ＩＪ　ｔ＋　１ｍｅ″τ　　
　　　　・（３）一方、第１５図のＣＴ励磁特性で示す
通りＣＴが飽和するまで励磁電流は零である。故障発生
からｔ秒後の磁束φは、１「の０７２次電流に対して、
負担ＲＨを掛けたものが電圧となるので、これを積分し
た演算から求められる。

（４）式を図示すると第１６図（ａ）となる。

ここで、ＣＴの励磁特性を第１５図のように仮定してい
るので、励磁電流ｉ。及びＣＴ２次電流１２はＣＴが飽
和する迄は、励磁電流ｉ。は零、ＣＴが飽和するとＣＴ
２次誘起電圧は零となって、０７２次電流は零となり従
って、次式のようになる。

一φｍ≦φ≦φｍ　　　　　　ｉｏ＝　Ｏ、Ｌ＝　ＩＦ
／　Ｎ−φｍ〉φまたはφ〉φｍ　　ｌｏ：　ＩＦ／　
Ｎ　、　１２＝　０この（５）式を図示すると第１６図
（ｂ）となる。

一般にＣＴの励磁回路のインダクタンスは、無限大でな
いので、故障電流に直流分があってもそれは抵抗分によ
り直流磁束の定常値は零となる。

Ｄ１発明が解決しようとする問題点 上記したように従来の方式では母線外部故障による電流
に含まれる直流分でＣＴが飽和し、その場合のＣＴ誤差
電流によってＵ電器が誤動作し易くなる間層かある。

Ｅ１問題点を解決するための手段 この発明の第１発明は、線路の電流を演算可能な値に変
換して入力され、出力にそれぞれ各別の演算出力を送出
する動作量及び抑制量演算要素と、動作Ｍ演算要素が一
定値より大きい場合系統故障検出と判定し、この故障検
出した時点からあらかじめ設定された期間である数サイ
クル前から数サイクル後の期間において求めた抑制量の
最大値を一定時間記憶する記憶要素と、記憶要素及び動
作量演算要素が人力され、かつ動作量が抑制量に一定値
を掛けた値より大きいときに、母線内部故障の判定出力
を送出する母線内部故障検出用電流差動継電演算要素と
からなるものである。

第２発明は、線路の電流を演算可能な値に変換して人力
され、出力にそれぞれ各別の演算出力を送出する動作量
及び抑制量演算要素と、動作量または抑制量演算要素が
一定値より大きい場合系統故障検出と判定し、この故障
検出した時点よりあらかしめ設定された期間である数サ
イクル而から数サイクル後の期間において求めた抑制量
の最大値を一定時間記憶する記憶要素と、動作量または
抑制量演算要素が入力され、その演算要素が一定値以上
で故障検出と判定された時点から数サイクル間だけ判定
出力をロックさせるロック信号出力要素と、このロック
信号出力要素、記憶要素及び動作量演算要素が人力され
、ロック信号出力要素からの出力がなくなったときで、
かつ動作量が抑制量に一定値を掛けた値より大きいとき
に、母線内部故障の判定出力を送出する母線内部故障検
出用電流差動継電演算要素と、抑制量演算要素が一定値
以上になった時間と動作量演算要素が一定値になった時
間との差が数サイクル以上のときに外部故障検出信号を
送出する外部故障検出要素と、この検出要素の出力と、
動作量及び抑制量要素の出力が入力され、動作量が抑制
量に一定値を掛けた値より大きいときに母線内部故障出
力を送出する母線外部故障検出用電流差動継電演算要素
とからなるものである。

２０作用 （ａ）上記のように構成することにより、母線外部故障
でＣＴ飽和が弱い場合は（故障発生からＣＴ飽和がｌサ
イクル以上後に発生）、電・力系統の直流分の時定数は
最長１０ｈａ程度なので直流分が存在する時間は、その
倍の２００ｍ５（直流分が元の値に対して１４％に減衰
する時間）を考慮すれば充分なので故障電流通過後に、
ＣＴ飽和により動作量０（ｔ）が発生するのは母線外部
故障が発生してからｌサイクルから２ＱＯｍｓ以内後と
なる。この場合、抑制量の最大値Ｒゝ０は、必ず故障発
生から！サイクル以内に現われる。また、母線外部故障
でＣＴ飽和が強い場合は（故障発生からＣＴ飽和になる
のがｌサイクル以内のとき）動作量０（ｔ）は故障発生
後直ちに発生するが、その最大値は故障発生後２サイク
ル以内で現われる。さらに、抑制量Ｒ（ｔ）の最大値は
故障発生後１サイクル以内で現われる。

上記のことから動作量０（ｔ）が一定値以上で故障検出
すると、母線外部・内部故障いづれの場合でも、この時
点を境に数サイクル前（約２００ｍ５前）から数サイク
ル後（約２サイクル）の抑制量　Ｒ（ｔ）の最大値ＲＭ
Ａｘが求められ、故障検出してから一定時間、前記の抑
制量の最大値を抑制量として使用した電流差動継電演算
要素で母線内部故障を検出する。

なお、故障検出してから敗サイクル後（約２サイクル）
は抑制量の最大値を求めるために電流差動継電演算要素
の出力はロックした方が好ましいと考えられる。この演
算要素の判定式は（６）式に示す。

（ｂ）動作量０（ｔ）が一定値以上になった時間と抑制
量が一定値以上になった時間との差が数サイクル以上の
場合は、母線外部故障に限られるので、電流差動＠！電
演算要素の出力をロックする。あるいは抑制率Ｋを大き
くした母線外部故障検出用電流差動継電演算要素で母線
外部故障から内部故障に移行する故障を検出する。

（ｃ）母線外部故障で、ＣＴ飽和が故障発生からｌサイ
クル以内で発生する場合、抑制量Ｒ（ｔ）の最大値ＲＭ
ＡＸは故障発生からｌサイクル以内に現われる。

また、動作量０（ｔ）の最大値は故障発生から１サイフ
ルル２サイクル以内に現われる。従って、抑制量Ｒ（ｔ
）または動作量０（ｔ）が一定値以上の条件で故障した
ならば、これに上り敗サイクル（２サイクル程度）間、
抑制量Ｒ（ｔ）の最大値ＲＭＡＸを求める。

この値を故障検出してから一定時間抑制量として使用し
た母線内部故障検出用電流差動継電演算要素により、母
線内部故障を検出する。但し、故障検出されて数サイク
ル間は抑制量の最大値を求めるためと、この間に動作量
の最大値が現われるので、前記差動継電演算要素の出力
をロックする。

なお、差動継電演算要素は故障検出してから一定時間次
式を用いて母線故障を検出する。

０（ｔ）−Ｋ　ＲＭＡｘ＞　Ｏ−（６）但し、０（ｔ）
：動作量１．Σ　ｉｉｌの現在値１＝１ ＲＭＡｘ：故障検出してから数サイクル間の間に求めた
抑制量、Σ　１１１１の最大値１＝１ なお、故障検出してから一定時間過ぎると、抑制量は現
在値を使う場合がある。

第３図（ａ）〜（ｃ）は母線外部故障で故障発生から直
ちにＣＴ飽和（ＣＴ飽和が強い場合）が発生したときの
抑制量Ｒ（ｔ）、動作量０（ｔ）、　ロック信号出力要
素からのロック信号を示すものである。

Ｇ、実施例 以下図面を参照−してこの発明の一実施例を説明する。

第１図において、ｌａ、　ｌｂは電力系統の電源、２ａ
〜２ｄは線路、３は母線、４ａ〜４ｄは母線３に接続さ
れた線路２ａ〜２ｄの電流を検出する変流器ＣＴからな
る電流変成器である。５ａ〜５ｄは各線路２ａ〜２ｄに
挿入されたしゃ断器である。

６は電流変成器４ａ〜４ｄにより検出された各線路電流
１１が入力される人力変換器で、この入力変換器６は前
記電流を母線保護継電器として必要な演算を行なわせる
ため適当な値に変換するものである。入力変換器６で変
換された出カフは動作ｆｆ１ｏ（ｔ）及び抑制Ｗｋ　Ｒ
（ｔ）を求める動作量演算要素８と抑制量演算要素９に
入力される。次式は動作量及び抑制量演算要素を求める
ものである。

０（ｔ）＝　ｌ　、Σ　ｉｉｌ　　　　　　　・・・（
７）Ｒ（ｔ）＝　、Σ　１１１１　　　　　　　　　・
・・（８）但し、１１は線路電流ｉの電流ベクトル値、
絶対値符号は電流ベクトル値の実効値を示す。

動作量演算要素８は動作量０（ｔ）の出力１０を、抑制
量演算要素９は抑制量Ｒ（ｔ）の出力１１をそれぞれ送
出し、これら出力１０．１１は母線外部故障検出要素１
２に人力される。母線外部故障検出要素１２は動作量０
（ｔ）及び抑制量Ｒ（ｔ）が一定値以上になった時点ｔ
ｏ、　ｔａを検出し、動作量が抑制量に較べて数サイク
ル後に一定値以上になった場合のみ、外部故障検出信号
１３を送出する。次式（９）式及び（１０）式は動作量
０（ｔ）及び抑制ｉｔ　Ｒ（ｔ）が一定値１ｓｅｔ及び
ＩＦＬＳｅｔより大きい場合に、電力系統故障を送出で
きるものである。

０（ｔｏ）≧ｌ５ｅｔ　　　　　　　　　　　・・・（
９）Ｒ（ｔｌｔ）≧ｌ５ｅｔ　　　　　　　　　　　−
（１０）但し、１ｓｅｔ、　ｌ５ｅｔとも電力系統故障
を検出できるだけの一定値とし、電力系統が健全時には
（９）。

（１０）式は成立しない値とする。

ｔｏ　　ＬＩｔ≧数サイクル（約２サイクル）　・・・
（１１）（１１）式が成立するとき、母線外部故障検出
信号１３を送出するが、この検出信号１３が送出される
期間は０（ｔ）≧ｌ５ｅｔが成立する間とする。

１４は母線外部故障検出用電流差動継電演算要素（以下
外部演算要素と称す）で、この外部演算要素１４には母
線外部故障検出信号１３と動作量及び抑制量演算要素８
．９の出力１０．１１が入力され、母線外部故障検出要
素１２が外部故障を検出したときのみ、次式の演算を行
う。

０（ｔ）−に、・Ｒ（ｔ）＞Ｏ・・・（１２）但し、Ｋ
１は抑制率で、母線外部故障から内部故障に移行する故
障を考慮して通常０．８〜０．９程度の値が用いられる
。（１２）式の演算が成立すると外部演算要素１４は第
１の母線内部故障検出信号１５を送出する。この検出信
号１５は母線外部故障から内部故障に移行する故障を無
視する場合は、外部演算要素１４に外部故障検出信号１
３が入力されている間は１４の出力１５を送出しない。

１６は抑制量最大値記憶要素で、この記憶要素１６には
抑制量演算要素９の出力１１が入力される。この記憶要
素１６は抑制量Ｒ（ｔ）が次式のように一定値以上で故
障検出すると、 Ｒ（ｔ）≧ｌ５ｅｔ　　　　　　　　　　−（１３）こ
れより数サイクル前から数サイクル後の間の抑制量Ｒ（
ｔ）の最大値ＲＭＡｘを求めてこの値を一定時間記憶す
る。記憶要素１６で記憶された値は出力１７として送出
される。故障検出は動作量演算要素８の出力ｌＯを入力
してこれが一定値以上で検出する場合もある。また、記
憶が一定時間過ぎると出力１７を現在の抑制量とする場
合がある。

１８は動作量演算要素８の出力ｌＯが入力され、出力に
ロック信号１９を送出するロック信号出力要素である。

このロック信号出力要素１８は動作量０（ｔ）が次式の
ように、一定値以上になると、０（ｔ）≧１ｓｅｔ　　
　　　　　　　　＝（１４）この時点から数サイクル間
（約２サイクル間）だけ、母線内部故障検出用電流差動
継電演算要素（以下内部演算要素と称す）２０にロック
信号１９を入力させる。１８へは、抑制量演算要素９の
出力１１が入力され同様の処理をする場合もある。

内部演算要素２０には上記ロック信号１９の他に、動作
量演算要素８の出力１０．外部故障検出要素１２の検出
信号１３及び記憶要素１６の出力１７が入力され、検出
信号１３の出力がない場合、内部演算要素２ｏは次式の
判定式により母線内部故障の検出を行う。

０（ｔ）　−Ｋ、　−ＲＭＡｘ＞　Ｏ−（１５）但し、
Ｋ、は抑制率で、この抑制率は約０．５程度に選ばれる
。

上記（１５）式が成立されると、母線内部故障と判定さ
れるけれどもロック信号出力要素１８からのロック信号
１９があると内部演算要素２ｏは出力を送出しない。ロ
ック信号１９がないときには内部演算要素２０から第２
の母線内部故障検出信号２１が送出される。この検出信
号２１及び第１の母線内部故障検出信号１５は論理和２
２に入力され、この論理和２２は上記いずれかの信号が
あるときにしゃ断器５ａ〜５ｄに対してしゃ断信号２３
が与えられる。

上記のように母線外部故障があったとき、故障電流によ
りＣＴ飽和になってもＣＴ誤差による誤動作が発生しな
い継電装置が得られる。

第２図は第１図に示した実施例をマイクロコンピュータ
により実現した場合の処理フローチャートである。この
第２図において、ステップＳｌは入力変換器６に相当し
、線路電流ｉｉを電流変成器４ａ〜４ｄで検出したもの
を一定周期でサンプリングホールドしてアナログデジタ
ル変換する。ステップＳ、は動作量０（ｔ）及び抑制量
Ｒ（ｔ）演算要素８．９の演算要素に相当する。ステッ
プＳ４〜Ｓ、は抑制量最大値記憶要素に相当する。ステ
ップＳ３．　Ｓ、、　Ｓ、。

ｓ、、　ｓ、、　ｓ、、、　ｓ、、は母線外部故障検出
要素に相当する。ステップｓｔｙは外部演算要素１４、
ステップＳ１３は内部演算要素２０に相当する。ステッ
プＳ１４はロック信号出力要素１８、ステップＳ１５は
論理和２２としゃ断器５ａ〜５ｄのトリップ指令に相当
する。

次にこの発明の実施例によるＵ電装室と従来の継電装置
の演算式を比較した結果を第１表に示す。

第１表において、外部故障時、従来の継電装置は抑制量
Ｒ（ｔ）について最小値ＲＭＩＮになった時点が最も厳
しいので、この発明の実施例によるＵ電装室は抑制量の
制御効果を次式で評価することにした。

ＲＭＡＸ７　ＲＭＩＮ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　、、、（１６）また、内部故障時、この発明の
実施例では抑制量ＲＭＡＸを使用するので、従来の継電
装置に比較して感度低下は次式となる。

ＲＭＡＸ／ＲＣＯｎＳｔ　　　　　　　　　　、、、　
（１７）ｏｎｓｔ 但し、Ｒは抑制量の定常値である。

第２表はこの発明による継電装置と従来の継電装置とを
デジタルシミュレーションするときの条件を表わしたも
ので、この条件により母線外部。

内部故障をデジタルシミュレーションした結果を第４図
から第９図（ａ）〜（ｄ）に示す。

第４図は、第２表に示すデジタルシミュレーション条件
で、１＝０で母線外部故障が発生し動作ｆｆｉ　０（ｔ
）　、抑制ｉｔ　Ｒ（ｔ）を求めた結果を示す。Ｒ”Ａ
Ｘは、故障発生後の抑制量の最大値を示す。時間の単位
はｍｓ（秒）で、動作量、抑制量の大きさの単位はＡ（
アンペア）で、Ｃ７０のＣＴ４０００Ａ　／　５　Ａの
ＣＴ２次側に換算した値が基準となっている。まず、母
線外・内部故障は、ＥＭＴＰ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍａｇ
ｎｅｔｉｃ　ＴｒａｎｓｉｅｎｔＰｒｏｇｒａｍ）を使
って、各線路電流とそのＣ７２次電流を算出した。ＥＭ
ＴＰは電力系統の過度現象を解析する一般的なプログラ
ムである。これより得られたＣ７２次電流に対して電流
データについて、次のアナログフィルタ（ＡＦ）を通し
、 但し、Ｋ　＝　１．（１３３９，ωｐ＝　６００．００
ｔ（ｚ、　ω、＝　１８８．４６）１ｚ、　ω、−２４
３．６９１（ｚ、　　ａ　＝　１．２６３３である。

データを３０’毎にサンプリングし、デジタル量に変換
し、さらに次のデジタルフィルタ（ＤＦ）を通した。

ＤＦ（デジタルフィルタ出力）＝（ｔ＋ｚ−’）２・（
１＋Ｚ−”）・（１＋Ｚ−’）但し、Ｚ−１：ｉ＝Ｏは
現在のサンプリング値、−１は３０’Ｘｉ前のサンプリ
ング値である。

このデジタルフィルタ出力から次の動作ＩＡ　０（ｔ）
　。

抑制！　Ｒ（ｔ）を得る。

０（ｔ）＝　ｌ　ｉｔ　＋　Ｌ＋　Ｌ　１Ｒ（ｔ）−ｌ
　　ｉｌｌ　　＋　　ｌ　　Ｌｌ　　＋　　ｌ　　ｉｓ
ｌ但し、ｉｔ、　ｉｔ、　ｌ＊はＣＴＩ、　２．３の２
次側Ｎ流、絶対値符号は実効値を示す。

さらに実効値は次の演算で求める。

３×実効値＝　１ＤＦｍ１’＋ｌＤＦｍ、ｌ’＋ｊＤＦ
ｍ−，１２但し、ＩＤＦｍ１２はデジタルフィルタ出力
現在値。

ｌＤＦｍ−ｔｌ’はデジタルフィルタ６０°前の値、ｊ
ＤＦｍ−４１２はデジタルフィルタ１２０°前の値であ
る。

アナログ、デジタルフィルタの出力を第１７図に示す。

第５図は、第４図から求めた動作量０（ｔ）及び抑制量
Ｒ（ｔ）より、従来のＵ電装室で母線故障検出したこと
を示すもので、判定式は次式になる。

０（ｔ）−０，５Ｒ（ｔ）＞　０ 上式の左辺を第５図（ａ）に示すが故障発生から１１ｍ
５〜３１ｍ５の間、この値は正の値になるので第５図（
ｂ）にこの期間を示す。第５図（ｂ）において１１ｍｓ
〜３１ｍ５の間、従来の継電装置は誤動作する。

一方、第６図は、本発明による継電装置で母線故障検出
したことを示すもので第１図のロック信号出力要素１８
の出力であるロック信号１９を第６図（ｃ）、内部演算
要素２０の判定出力２１を第６図（ｄ）、（１５）式の
左辺の値を第６図（ａ）及び（１５）式が成立した時間
を第６図（ｂ）に示す。

まず、第４図に示す通り、（９）、　（１０）式で１％
ｅｔ＝　ＩＯＡ　、　１ｇｅｔ＝　ＩＯＡに設定すると
、（９）、　（１０）式が成立した時間差ｔｏ　　ｔＲ
ｌｌ（（１１）式で示される時間差である２サイクル以
上でないため、母線外部故障検出要素１２は、母線外部
故障検出信号１３を送出しない。このため内部演算要素
２０で（１５）式で母線内部故障の検出が行われる。ま
た、抑制量最大値記憶要素１６で、故障発生から約８ｍ
ｓ後（１３）式が成立するので１６は抑制量の最大値約
８７Ａを記憶してこの値１７を２０へ送出する。

（１５）式を再び記す。

０（ｔ）−０，５ＲＭＡｘ＞　０ （１５）式の左辺の値を第６図（ａ）に示す。また、（
１５）式が成立する期間は第６図（ｂ）に示すが、これ
は故障発生後１１ｍ５〜２７ｍ５となる。しかし、ロッ
ク信号出力要素１８の出力であるロック信号１９が故障
発生から１０ｍ５〜４３ｍ５間出力されるので、内部演
算要素２０の判定出力２１は出力されない。従って、本
発明による継電装置は誤動作しない。

第７〜９図は、第２表に示すデジタルシミュレーション
条件で１＝０で母線内部故障が発生した場合を示す。図
の見方は第４〜６図と同じである。

第８図は第７図から求めた動作量０（ｔ）及び抑制量Ｒ
（ｔ）より従来の継電装置で母線故障検出したことを示
すもので、故障発生から６ｍｓで従来の継電装置は正動
作する。また、第９図は本発明による継電装置で母線故
障検出したことを示すもので、故障発生から、４３ｍ５
で正動作する。

第１０図は第２表に示したＣＴ励磁特性図である。

上述したデジタルシミュレーションによるこの発明の効
果を表にして示したものが第３表である。

この第３表から、この発明のものは母線外部故障におい
て、従来に比較して抑制量は約１．９倍あり、母線内部
故障において抑制量は約０．５倍あるので、外部故障時
には抑制量が制御されたため見掛は上１．９倍となるの
で動作しに＜＜、内部故障には抑制量は逆に小さくなる
ので動作し易い利点がある。

Ｈ、発明の効果 以上述べたように、この発明によれば、ＣＴ飽和が強い
場合でも、系統故障時の抑制量の最大値を抑制量として
使用することにより故障時において抑制量が約１．５〜
２．０倍になり、さらに母線内部故障時において抑制量
の最大値は故障期間中のその定常値に較べて小さいので
、感度低下がなく、従って母線外部故障では誤動作しに
くく、かつ母線内部故障では高感度に故障検出ができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は第１図の実施例をマイクロコンピュータにより実現し
た場合の処理フローチャート、第３図（ａ）、　（ｂ）
、　（ｃ）は母線外部故障時でＣＴ飽和が強いときの抑
制量、動作量及び継電装置ロック信号を示す特性図、第
４図から第９図（ａ）〜（ｄ）はデジタルシミュレーソ
ヨンによる従来の継電装置とこの発明のＵ電装室の比較
特性図、第１０図はＣＴ励磁特性図、第１１図（ａ）〜
（［）は母線外部故障時のＣＴ飽和が弱い場合における
説明図及び特性図、第１２図（ａ）〜（ｈ）及び第１３
図（ａ）〜（ｈ）は母線外部故障時のＣＴ飽和が通過電
流の第１波のピーク以降かつ零点通過前に発生する場合
及び第１波のピーク前に発生する場合における説明図及
び特性図、第１４図はＣＴ等価回路図、第１５図はＣＴ
励磁特性図、第１６図はＣＴ飽和時のＣＴ磁束と励磁電
流及びＣＴ２次電充電流特性図１７図はフィルタ総合特
性図である。 ４ａ〜４ｄ・・電流変成器、５ａ〜５ｄ・・・しゃ断器
、６・・人力変換器、８・・・動作量演算要素、９・・
・抑制量演算要素、１２・・・母線外部検出要素、１４
・・・母線外部故障検出用電流差動継電要素、１６・・
・抑制量最大記憶要素、１８・・・ロック信号出力要素
、２０・・母線内部故障検出用電流差動Ｕ型要素、２２
・・・論理和。 第５図 内耶奉改 マｏＩ７　　　■０こ　　　　ＯＶＯＺ−ＶＯ７−訂 面 ０　　　　　　　　　　　　　　１−　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　ｖ・−ノ　　　　　　　　
　　　　　　　　−ノ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　〜ノ１＋１ＣＴ２　ン′フく電ン〃じ 手続補正書に） 昭和６１年特許ＩＸ第１１２１８３号 ２、発明の名称 母線保護継電装置 ３、　補正をする者 事件との関係　　出願人 （６１０）株式会社　明　電　舎 ４、代理人〒１０４ 東京都中央区明石町１番２９号　掩済仝ビル昭和６１年
７月２９日 ７、補正の内容 （１）　　明細書簡あ頁第５行目に記載の「第１１図（
ａ）〜（ｆ）」を「第１１図（ａｌ〜（ｇ）」と補正す
る。 （２）同書に添付の図面第１２図（ａｌ〜（ｈｌを別紙
のように補正する。 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）線路の電流を演算可能な値に変換して入力され、
   出力にそれぞれ各別の演算出力を送出する動作量及び抑
   制量演算要素と、動作量演算要素が一定値より大きい場
   合系統故障検出と判定し、この故障検出した時点からあ
   らかじめ設定された期間である数サイクル前から数サイ
   クル後の期間において求めた抑制量の最大値を一定時間
   記憶する記憶要素と、この記憶要素及び前記動作量演算
   要素が入力され、動作量が抑制量に一定値を掛けた値よ
   り大きいときに、母線内部故障の判定出力を送出する母
   線内部故障検出用電流差動継電演算要素とからなる母線
   保護継電装置。
2. （２）線路の電流を演算可能な値に変換して入力され、
   出力にそれぞれ各別の演算出力を送出する動作量及び抑
   制量演算要素と、動作量または抑制量演算要素が一定値
   より大きい場合系統故障検出と判定し、この故障検出し
   た時点よりあらかじめ設定された期間である数サイクル
   前から数サイクル後の期間において求めた抑制量の最大
   値を一定時間記憶する記憶要素と、動作量または抑制量
   演算要素が入力され、その演算要素が一定値以上で故障
   検出と判定された時点から数サイクル間だけ判定出力を
   ロックさせるロック信号出力要素と、このロック信号出
   力要素、記憶要素及び動作量演算要素が入力され、ロッ
   ク信号出力要素からの出力がなくなつたときで、かつ動
   作量が抑制量に一定値を掛けた値より大きいときに、母
   線内部故障の判定出力を送出する母線内部故障検出用電
   流差動継電演算要素と、抑制量演算要素が一定値以上に
   なつた時間と動作量演算要素が一定値になつた時間との
   差が数サイクル以上のときに外部故障検出信号を送出す
   る外部故障検出要素と、この検出要素の出力と、動作量
   及び抑制量要素の出力が入力され、動作量が抑制量に一
   定値を掛けた値より大きいときに母線内部故障出力を送
   出する母線外部故障検出用電流差動継電演算要素とから
   なる母線保護継電装置。