JPS6333369B2 - - Google Patents
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- JPS6333369B2 JPS6333369B2 JP5583782A JP5583782A JPS6333369B2 JP S6333369 B2 JPS6333369 B2 JP S6333369B2 JP 5583782 A JP5583782 A JP 5583782A JP 5583782 A JP5583782 A JP 5583782A JP S6333369 B2 JPS6333369 B2 JP S6333369B2
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- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- pulse
- zero point
- output
- detection circuit
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、変圧器励磁突入電流検出装置に関
するものであり、もう少し詳しくいうならば、電
力系統を保護する保護継電装置、特に変圧器を保
護するために必要な、故障電流と変圧器励磁突入
電流とを弁別できる変圧器励磁突入電流検出装置
に関するものである。
するものであり、もう少し詳しくいうならば、電
力系統を保護する保護継電装置、特に変圧器を保
護するために必要な、故障電流と変圧器励磁突入
電流とを弁別できる変圧器励磁突入電流検出装置
に関するものである。
従来、この種の目的に供する装置として、第１
図に示すような第２高調波含有率検出装置があつ
た。すなわち、電流入力端子１に接続された基本
波通過波器２と第２高調波通過波器３の出力
を比較器４に入力させ、出力端子５に検出信号を
得るものである。
図に示すような第２高調波含有率検出装置があつ
た。すなわち、電流入力端子１に接続された基本
波通過波器２と第２高調波通過波器３の出力
を比較器４に入力させ、出力端子５に検出信号を
得るものである。
ここで、変圧器励磁突入電流IIと故障電流IFと
は、第２図に示すような相違を呈する。また、第
３図は変圧器励磁突入電流IIの波高値と第２高調
波含有率の関係を示し、波高値IIがII−１、II−
２、II−３と変化するのに対応して第２高調波含
有率は曲線Ｓのように変化する。なお、波高値の
「１」は励磁磁束密度が当初から完全飽和状態に
ある変圧器を励磁したときに流れる電流の波高値
に相当し、系統定数と変圧器の飽和リアクタンス
によつて定まる値である。
は、第２図に示すような相違を呈する。また、第
３図は変圧器励磁突入電流IIの波高値と第２高調
波含有率の関係を示し、波高値IIがII−１、II−
２、II−３と変化するのに対応して第２高調波含
有率は曲線Ｓのように変化する。なお、波高値の
「１」は励磁磁束密度が当初から完全飽和状態に
ある変圧器を励磁したときに流れる電流の波高値
に相当し、系統定数と変圧器の飽和リアクタンス
によつて定まる値である。
一般に、変圧器励磁突入電流IIは、第２図に示
したように片ぶれの波形であり、故障電流IFに比
べて直流分、高調波成分が多いことは周知であ
る。この変圧器励磁突入電流IIと故障電流IFとの
弁別の手段としては、時代の流れとともに、高調
波含有率検出、第２高調波含有率検出の手法が採
用されてきた。現在、多く採用されているIIとIF
の弁別手段は、第１図のような装置による第２高
調波含有率検出によるものである。すなわち、電
流入力端子１に入力される入力電流量を基本波通
過波器２と第２高調波通過波器３に入力し、
入力電流量の基本波含有率および第２高調波含有
率に比例したそれぞれの波器の出力を比較器４
によつて比較し、一定比率以上の第２高調波含有
率のときに出力を発し、入力電流を変圧器励磁突
入電流と判定するものである。
したように片ぶれの波形であり、故障電流IFに比
べて直流分、高調波成分が多いことは周知であ
る。この変圧器励磁突入電流IIと故障電流IFとの
弁別の手段としては、時代の流れとともに、高調
波含有率検出、第２高調波含有率検出の手法が採
用されてきた。現在、多く採用されているIIとIF
の弁別手段は、第１図のような装置による第２高
調波含有率検出によるものである。すなわち、電
流入力端子１に入力される入力電流量を基本波通
過波器２と第２高調波通過波器３に入力し、
入力電流量の基本波含有率および第２高調波含有
率に比例したそれぞれの波器の出力を比較器４
によつて比較し、一定比率以上の第２高調波含有
率のときに出力を発し、入力電流を変圧器励磁突
入電流と判定するものである。
ところが、変圧器鉄心材質等の変化により、近
年、励磁突入電流が増加の傾向にあり、これに伴
い、第３図から理解できるように、第２高調波含
有率は低下の傾向にある。また、一般の故障電流
においても当然いくらかの第２高調波成分は含ま
れる（経験的に２〜５％程度以下であるが）。こ
れらの事情を総合すると、従来の第２高調波含有
率検出装置では変圧器励磁突入電流IIと故障電流
IFに弁別が困難となつてきている。
年、励磁突入電流が増加の傾向にあり、これに伴
い、第３図から理解できるように、第２高調波含
有率は低下の傾向にある。また、一般の故障電流
においても当然いくらかの第２高調波成分は含ま
れる（経験的に２〜５％程度以下であるが）。こ
れらの事情を総合すると、従来の第２高調波含有
率検出装置では変圧器励磁突入電流IIと故障電流
IFに弁別が困難となつてきている。
この発明は、以上のような従来技術の課題を解
決するためになされたもので、その主な目的は、
変圧器励磁突入電流を第２高調波含有率によつて
検出するのではなく、電圧と電流の入力を得て、
電圧波形と電流波形の位相差により、変圧器励磁
突入電流を判定する変圧器励磁突入電流検出装置
を提供することにある。
決するためになされたもので、その主な目的は、
変圧器励磁突入電流を第２高調波含有率によつて
検出するのではなく、電圧と電流の入力を得て、
電圧波形と電流波形の位相差により、変圧器励磁
突入電流を判定する変圧器励磁突入電流検出装置
を提供することにある。
また、この発明の目的は、変圧器励磁時におけ
る入力電圧波形が零点を通つたことを検出しその
瞬間にパルスを発生する零点検出回路と、入力電
流のピーク時にパルスを発生するピーク検出回路
と、これら双方の出力パルスのパルス間隔を検出
してパルス間隔が一定値以下であるときに出力す
るパルス間隔測定回路を備えた変圧器励磁突入電
流検出装置を提供するにある。
る入力電圧波形が零点を通つたことを検出しその
瞬間にパルスを発生する零点検出回路と、入力電
流のピーク時にパルスを発生するピーク検出回路
と、これら双方の出力パルスのパルス間隔を検出
してパルス間隔が一定値以下であるときに出力す
るパルス間隔測定回路を備えた変圧器励磁突入電
流検出装置を提供するにある。
ここで、変圧器励磁時に発生する励磁突入電流
の挙動について、第４図、第５図に示す。第４図
において、Ａは定常時における変圧器励磁電流Ｉ
と変圧器鉄心磁束Φの関係図であり、Ｂは変圧器
投入時、鉄心磁束がｏであつた場合の同じく関係
図である。図において、飽和磁束をΦn、飽和磁
束における磁束ループをφn、印加電圧（定格電
圧）における対応する磁束をΦe印加電圧におけ
る磁束ループφo、定格電圧印加時の最大励磁電
流をIo、飽和磁束ループにおける残留磁束をΦr磁
束ｏより電圧印加された場合の第１ループをφs1、
この第１ループ以降の第２ループをφs、このとき
流れる最大励磁電流をIsで示している。第５図
は、第４図Ｂにおける電流、磁束を時間軸ｔに沿
つて示したものである。
の挙動について、第４図、第５図に示す。第４図
において、Ａは定常時における変圧器励磁電流Ｉ
と変圧器鉄心磁束Φの関係図であり、Ｂは変圧器
投入時、鉄心磁束がｏであつた場合の同じく関係
図である。図において、飽和磁束をΦn、飽和磁
束における磁束ループをφn、印加電圧（定格電
圧）における対応する磁束をΦe印加電圧におけ
る磁束ループφo、定格電圧印加時の最大励磁電
流をIo、飽和磁束ループにおける残留磁束をΦr磁
束ｏより電圧印加された場合の第１ループをφs1、
この第１ループ以降の第２ループをφs、このとき
流れる最大励磁電流をIsで示している。第５図
は、第４図Ｂにおける電流、磁束を時間軸ｔに沿
つて示したものである。
第２図の説明において、変圧器励磁突入電流が
片ぶれになることは示したが、第４図、第５図に
は、これがもう少し詳しく示されている。すなわ
ち、定格電圧が印加されたのちの定常状態におい
ては第４図Ａのように、印加電圧に対応する磁束
Φe、そのときの励磁電流Ioで囲まれるループφo内
を電流、磁束が移動しているわけであるが、当
初、電圧印加時は、鉄心に残留磁束がないとする
と、磁束Φはｏ点から第１ループφs1のルートで
磁束Φeが得られる点まで行き、そのあと第２ル
ープφs内を移動することになる。この場合、励磁
電流としては最大励磁電流Isが必要となる。この
ときに電圧、電流、磁束の関係を示したのが第５
図である。すなわち、電圧ｅの零点で励磁電流は
最大値Isとなる。
片ぶれになることは示したが、第４図、第５図に
は、これがもう少し詳しく示されている。すなわ
ち、定格電圧が印加されたのちの定常状態におい
ては第４図Ａのように、印加電圧に対応する磁束
Φe、そのときの励磁電流Ioで囲まれるループφo内
を電流、磁束が移動しているわけであるが、当
初、電圧印加時は、鉄心に残留磁束がないとする
と、磁束Φはｏ点から第１ループφs1のルートで
磁束Φeが得られる点まで行き、そのあと第２ル
ープφs内を移動することになる。この場合、励磁
電流としては最大励磁電流Isが必要となる。この
ときに電圧、電流、磁束の関係を示したのが第５
図である。すなわち、電圧ｅの零点で励磁電流は
最大値Isとなる。
この発明は、かかる点に着目したもので、電圧
の零点と電流のピーク点との時間差をとらえて変
圧器励磁突入電流を検出しようとするものであ
り、以下詳述する。
の零点と電流のピーク点との時間差をとらえて変
圧器励磁突入電流を検出しようとするものであ
り、以下詳述する。
第６図はこの発明の一実施例であり、第１の矩
形波変換回路６と第１の微分回路７でなる零点検
出回路８に電圧入力が接続され、波形微分回路
９、第２の矩形波変換回路１０および第２の微分
回路１１からなるピーク検出回路１２に電流入力
が接続される。さらに、セツトリセツトフリツプ
フロツプ１３，１４と、これらセツトリセツトフ
リツプフロツプの出力を計時して時間幅が一定値
以下であるときに出力する計時回路１５，１６，
１７，１８および論理和回路１９でなるパルス間
隔測定回路２０を備え、第１、第２の微分回路
７，１１の立上り側出力ｃ，ｉ、立下り側出力
ｄ，ｊがそれぞれセツトリセツトフリツプフロツ
プ１３と１４に入力するように接続されている。
各部の対応する出力波形については、第７図と対
応させるために記号ａ，ｂ，………，ｋ，ｌを付
している。
形波変換回路６と第１の微分回路７でなる零点検
出回路８に電圧入力が接続され、波形微分回路
９、第２の矩形波変換回路１０および第２の微分
回路１１からなるピーク検出回路１２に電流入力
が接続される。さらに、セツトリセツトフリツプ
フロツプ１３，１４と、これらセツトリセツトフ
リツプフロツプの出力を計時して時間幅が一定値
以下であるときに出力する計時回路１５，１６，
１７，１８および論理和回路１９でなるパルス間
隔測定回路２０を備え、第１、第２の微分回路
７，１１の立上り側出力ｃ，ｉ、立下り側出力
ｄ，ｊがそれぞれセツトリセツトフリツプフロツ
プ１３と１４に入力するように接続されている。
各部の対応する出力波形については、第７図と対
応させるために記号ａ，ｂ，………，ｋ，ｌを付
している。
第７図は、第６図の対応各部の波形を示した図
である。なお、ａは入力電圧波形、ｆは入力電流
波形である。
である。なお、ａは入力電圧波形、ｆは入力電流
波形である。
次に動作について説明する。
電圧入力ａを矩形波変換回路６により矩形波ｂ
とする。この矩形波ｂは微分回路７によつて、第
７図ｃ，ｄのようなパルス波形となる。一方、電
流入力ｆは波形微分回路９によつて波形ｇとな
り、これは第２の矩形波変換回路１０により波形
ｈとなる。この波形ｈを第２の微分回路１１に通
すことによりｉ，ｊのごときパルス波形とされ
る。これらのパルス波形は、正パルスｃとｉがセ
ツトリセツトフリツプフロツプ１３の、負パルス
ｄ，ｊがセツトリセツトフリツプフロツプ１４の
セツト端子、リセツト端子にそれぞれ入力され
る。ここでは特に負パルスに着目し、セツトリセ
ツトフリツプフロツプ１４の出力ｋ，ｌを示して
おり、第７図の波形ｋを計時回路１７が計時し、
一定時間以下であることにより出力する。ここで
いう一定時間は、一般の系統故障時に観測される
電圧電流位相差60゜〜70゜から考慮されるべきであ
るが、一般には10゜相当時間以下が選定される。
以上の計時回路の出力は論理和回路１９を経て検
出信号として出力される。
とする。この矩形波ｂは微分回路７によつて、第
７図ｃ，ｄのようなパルス波形となる。一方、電
流入力ｆは波形微分回路９によつて波形ｇとな
り、これは第２の矩形波変換回路１０により波形
ｈとなる。この波形ｈを第２の微分回路１１に通
すことによりｉ，ｊのごときパルス波形とされ
る。これらのパルス波形は、正パルスｃとｉがセ
ツトリセツトフリツプフロツプ１３の、負パルス
ｄ，ｊがセツトリセツトフリツプフロツプ１４の
セツト端子、リセツト端子にそれぞれ入力され
る。ここでは特に負パルスに着目し、セツトリセ
ツトフリツプフロツプ１４の出力ｋ，ｌを示して
おり、第７図の波形ｋを計時回路１７が計時し、
一定時間以下であることにより出力する。ここで
いう一定時間は、一般の系統故障時に観測される
電圧電流位相差60゜〜70゜から考慮されるべきであ
るが、一般には10゜相当時間以下が選定される。
以上の計時回路の出力は論理和回路１９を経て検
出信号として出力される。
なお、正パルス側フリツプフロツプ１３の出力
については触れなかつたが、以上の波形では、正
パルス側で計時回路がカウントアツプすることは
自明である。
については触れなかつたが、以上の波形では、正
パルス側で計時回路がカウントアツプすることは
自明である。
また、この発明においては、電流波形ｆを波形
微分しているので、電流波形が大きいほど回路が
安定となり、変圧器励磁突入電流の検出能力が増
大する利点がある。
微分しているので、電流波形が大きいほど回路が
安定となり、変圧器励磁突入電流の検出能力が増
大する利点がある。
以上の実施例では、説明の簡略化を考慮して正
パルスと負パルスを各別に判定するように装置を
構成したものについて述べたが、正、負それぞれ
のパルス出力が加わる整流回路を設けることによ
り、セツトリセツトフリツプフロツプを共用化し
ても同様の効果を得ることができる。
パルスと負パルスを各別に判定するように装置を
構成したものについて述べたが、正、負それぞれ
のパルス出力が加わる整流回路を設けることによ
り、セツトリセツトフリツプフロツプを共用化し
ても同様の効果を得ることができる。
さらに、以上の実施例においては、パルス間隔
測定回路としてセツトリセツトフリツプフロツプ
の出力幅を計時する装置を示したが、パルス間隔
測定手段は、これに限るものではない。また、波
形微分回路を電流入力側回路に設けているが、こ
れに代えてギヤツプトランスのような他の機能と
複合したものでもよく、同様の効果を奏する。
測定回路としてセツトリセツトフリツプフロツプ
の出力幅を計時する装置を示したが、パルス間隔
測定手段は、これに限るものではない。また、波
形微分回路を電流入力側回路に設けているが、こ
れに代えてギヤツプトランスのような他の機能と
複合したものでもよく、同様の効果を奏する。
以上述べたように、この発明は、電圧波形の零
点と電流波形のピーク点の位相差を検出するよう
に構成したので、従来の技術では検出不可能であ
つた大電流時においても確実に変圧器励磁突入電
流を弁別、検出することができる。
点と電流波形のピーク点の位相差を検出するよう
に構成したので、従来の技術では検出不可能であ
つた大電流時においても確実に変圧器励磁突入電
流を弁別、検出することができる。
第１図は従来の装置の結線図、第２図は変圧器
励磁突入電流の一般的波形図、第３図は変圧器励
磁突入電流値と第２高調波含有率の関係を示す特
性図、第４図は変圧器鉄心内磁束と励磁電流との
関係を示す特性図、第５図は第４図における特性
を時間軸上に描記した特性図、第６図はこの発明
の一実施例の結線図、第７図は同じく各部波形図
である。 ６，１０……矩形波変換回路、７，１１……微
分回路、８……零点検出回路、９……波形微分回
路、１２……ピーク検出回路、１３，１４……セ
ツトリセツトフリツプフロツプ、１５，１６，１
７，１８……計時回路、１９……論理和回路、２
０……パルス間隔測定回路。
励磁突入電流の一般的波形図、第３図は変圧器励
磁突入電流値と第２高調波含有率の関係を示す特
性図、第４図は変圧器鉄心内磁束と励磁電流との
関係を示す特性図、第５図は第４図における特性
を時間軸上に描記した特性図、第６図はこの発明
の一実施例の結線図、第７図は同じく各部波形図
である。 ６，１０……矩形波変換回路、７，１１……微
分回路、８……零点検出回路、９……波形微分回
路、１２……ピーク検出回路、１３，１４……セ
ツトリセツトフリツプフロツプ、１５，１６，１
７，１８……計時回路、１９……論理和回路、２
０……パルス間隔測定回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 変圧器励磁に伴う入力電圧が零点を通つたこ
とを検出してパルスを発生する零点検出回路と、
前記変圧器励磁に伴う入力電流がピークに達した
ことを検出してパルスを発生するピーク検出回路
と、前記零点検出回路の出力パルスおよび前記ピ
ーク検出回路の出力パルスのパルス間隔を検出し
このパルス間隔が一定値以下であるとき出力する
パルス間隔測定回路を備えてなることを特徴とす
る変圧器励磁突入電流検出装置。 ２ 零点検出回路が、入力電圧を零点以上か以下
かで矩形波とする第１の矩形波変換回路と、この
矩形波変換回路の出力を微分する第１の微分回路
でなる特許請求の範囲第１項記載の変圧器励磁突
入電流検出装置。 ３ ピーク検出回路が、入力電流波形を微分する
波形微分回路と、この波形微分回路の出力を零点
以上か以下かで矩形波とする第２の矩形波変換回
路と、この矩形波変換回路の出力を微分する第２
の微分回路でなる特許請求の範囲第１項記載の変
圧器励磁突入電流検出装置。 ４ 零点検出回路およびピーク検出回路それぞれ
の出力パルスを正パルス同志および負パルス同志
各別にパルス間隔を測定するよう、パルス間隔測
定回路を２系統とした特許請求の範囲第１項記載
の変圧器励磁突入電流検出装置。 ５ 零点検出回路およびピーク検出回路それぞれ
の出力パルスを整流し、正、負パルスを１系統の
パルス間隔測定回路で測定するための整流回路を
設けた特許請求の範囲第１項記載の変圧器励磁突
入電流検出装置。 ６ パルス間隔測定回路として、セツトリセツト
フリツプフロツプと、このセツトリセツトフリツ
プフロツプの２つの出力の計時回路を備えた特許
請求の範囲第１項記載の変圧器励磁突入電流検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5583782A JPS58172926A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 変圧器励磁突入電流検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5583782A JPS58172926A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 変圧器励磁突入電流検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58172926A JPS58172926A (ja) | 1983-10-11 |
| JPS6333369B2 true JPS6333369B2 (ja) | 1988-07-05 |
Family
ID=13010099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5583782A Granted JPS58172926A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 変圧器励磁突入電流検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58172926A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5140813B2 (ja) * | 2007-12-12 | 2013-02-13 | 東京電力株式会社 | 励磁突入電流現象特定方法 |
-
1982
- 1982-03-31 JP JP5583782A patent/JPS58172926A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58172926A (ja) | 1983-10-11 |
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