JPS6338933B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電力系統を保護する保護継電装置にお
いて、特に搬送保護継電装置の脱調検出回路の改
良に関するものである。

従来から、電力系統における送電線の保護リレ
ーとしては、方向比較リレー方式等の距離リレ
ー、不足電圧リレーを主体とした保護継電装置が
多く用いられている。そして、これらのリレー方
式は、保護区間内を脱調軌跡が通過した場合事故
モード的に３相短絡事故相当となるため、系統安
定上不要にしや断しない様に対処している。

以下、従来の方向比較リレー方式における応動
について、第１，２，３，４図を用いて説明す
る。第１図は、従来の方向比較リレー装置の概要
を示すもので、第１図においてＡ、Ｂ、Ｃは各電
気所、１１は保護対象としての電力系統（送電
線）、１２は電流変成器で１２ａはその出力、１
３は電圧変成器で、１３ａはその出力、１４は各
電気所Ａ、Ｂ、Ｃを連系するしや断器、１５は各
電気所Ａ、Ｂ、Ｃに設置される方向比較方式の保
護リレーで１５ａはこれからのしや断指令、１６
ａはＡ電気所の保護リレー１５から相手電気所
Ｂ、Ｃの同リレー１５へ送信されるトリツプ許容
信号、１７ａはＢ電気所の保護リレー１５から相
手電気所Ａ、Ｃの同リレー１５へ送信されるトリ
ツプ許容信号、１８ａはＣ電気所の保護リレー１
５から相手電気所Ａ、Ｂの同リレー１５へ送信さ
れるトリツプ許容信号を夫々示すものである。

第２図は、第１図における保護リレーの従来の
脱調検出方式を示す図であり、図において第１図
と同一部分には同一符号を付して示す。第２図に
おいて、２０は内部事故検出を行う距離リレー、
２０ａ，２０ｂは距離リレー２０が動作した時閉
路、開路する接点、２１は距離リレー２０の出力
接点と組合せて脱調検出するための距離リレー、
２１ａは距離リレー２１が動作した時閉路する接
点である。また、２２は事故検出を行う不足電圧
リレー、２２ａ，２２ｂは不足電圧リレー２２が
動作した時閉路、開路する接点、２３は不足電圧
リレー２２の出力接点と組合わせて脱調検出する
ための不足電圧リレー、２３ａは不足電圧リレー
２３が動作した時閉路する接点、２４は上記リレ
ー２１または２３が動作し且つリレー２０および
２２が共に不動作であることを条件に一定時限後
動作する限時リレーで、距離リレー方式及び不足
電圧リレー方式により脱調と判定する。脱調検出
回路である。更に、２５は一旦限時リレー２４に
て脱調と判定したらその条件を一定時限引延ばす
限時リレー、２４ａ，２４ｂは限時リレー２４が
動作した時閉路、開路する接点、２５ａ，２５ｂ
は限時リレー２５が動作した時閉路、開路する接
点をそれぞれ示すものである。一方、第２図の１
６は受信回路１７，１８リレー２０，２１等の条
件で相手電気所へのトリツプ許容信号を構成する
送信回路であり、１６ａはその出力である。１７
はＢ電気所からの信号１７ａを受信する受信回路
であり、１７a′は信号１７ａの条件で閉路する接
点、１８はＣ電気所からの信号１８ａを受信する
受信回路であり、１８a′は信号１８ａの条件で閉
路する接点である。なお、これらの条件はＡ電気
所を例として述べたが、Ｂ、Ｃ電気所についても
信号１７ａ，１８ａの相手端子を読み替えれば同
様である。

第３図は、第２図の２０，２１の距離リレーの
特性をＲ―Ｘ座標にて表わしたものであり、リレ
ー２０の特性が２０ｃ，２１の特性が２１ｃで表
わされており、それぞれの円の内側が動作域であ
る。つまり、リレー２１の動作後リレー２０が動
作する迄の時限を第２図の限時リレー２４で検出
して脱調と判定させるのが、距離リレー方式によ
る脱調検出回路である。

第４図は、第２図の２２，２３の不足電圧リレ
ーの特性を電圧の絶対値にて表わしたものであ
り、リレー２２の特性が２２ｃ，２３の特性が２
３ｃで表わされており、それぞれの円の内側が動
作域である。つまり、リレー２３が動作後リレー
２２が動作する迄の時限を第２図の限時リレー２
４で検出して脱調と判定させるのが、不足電圧リ
レー方式による脱調検出回路である。

次に、かかる構成の方向比較搬送保護継電装置
において、保護区間内を脱調軌跡が通過した時の
応動について第１図および第２図を用いて説明す
る。今、第１図における送電線１１内を脱調軌跡
が通過すると、電源端であるＡ、Ｂ電気所では第
２図の距離リレー２１が動作してその接点２１ａ
が閉路する。そして、接点２１ａの閉路、２０ｂ
および２２ｂの閉路している条件が限時リレー２
４の動作時間以上継続すると、これを検出して限
時リレー２４が動作し、脱調と判定する。また、
限時リレー２４が動作する前に距離リレー２０が
動作してその接点２０ｂが開路すると、脱調とは
判定しない。又相手電気所へは距離リレー２０が
動作した事でトリツプ許容信号を与える。一方、
非電源端であるＣ電気所では第２図の不足電圧リ
レー２３が動作してその接点２３ａが閉路する。
そして、接点２３ａの閉路、２０ｂおよび２２ｂ
の閉路している条件が限時リレー２４の動作時間
以上継続すると、限時リレー２４が動作して、脱
調と判定する。また、限時リレー２４が動作する
前に不足電圧リレー２２が動作してその接点２２
ｂが開路すると脱調とは判定しない。又相手電気
所へは不足電圧リレー２２が動作しかつ１端子か
らでもトリツプ許容信号を受信している事でトリ
ツプ許容信号を与える。仮に接点２４ｂ，２５ｂ
がしや断指令１５ａの条件に入つていないとすれ
ば、電源端では２０ａ，１７ｂ，１８ｂの各接点
が閉路し電源トリツプ回路が形成され、また非電
源端では２２ａ，１７ｂ，１８ｂの各接点が閉路
し非電源トリツプ回路が形成され脱調時に不要に
しや断することになる。この為、従来の保護継電
装においては距離リレーによる脱調検出回路と、
不足電圧リレーによる脱調検出回路の双方を具備
し、保護区間１１の内部を脱調軌跡が通過した場
合は全ての端子で脱調検出を可能とさせ、２４
ｂ，２５ｂの接点によつて自端子のトリツプロツ
クを行う様に対処している。

しかし、３端子以上の多端子送電線では２端子
送電線に比べて分岐効果の影響、大電源端近傍に
重負荷端子が連系されている場合、従来の脱調検
出方式では次のような不具合がある。

(1) 第５図に示す系統でF1故障が発生すると、
大電源端子Ａと弱小電源端子Ｂからそれぞれ１
６１および１６２なる故障電流が故障点Ｆ１に
向かつて流れる。Ｂ端子の距離リレーの見る故
障点インピーダンスは、分岐効果により内部事
故であるにもかかわらず、第６図の６３ａとな
ることがあり脱調検出することになる。Ａ端子
が方向比較方式とは別に設けた第１段要素等に
よりしや断後、分岐効果がなくなりＢ端子の距
離リレーの見るインピーダンスが第６図の６３
ｂに移つても一旦６３ａにて脱調検出している
ので、Ｂ端子はトリツプ不能またはトリツプ時
間の大幅遅延を生じてしまう。

(2) 第７図に示す系統でF2故障が発生すると、
大電源端子Ａの近傍の弱小電源端子Ｃでは電圧
降下が小さく第８図の６５ａとなることがあ
る。６５ａのレベルの電圧になるとＣ端子では
脱調検出を行い、Ａ端子が何らかの方法でしや
断後６５ｂの電圧になつてもＣ端子はトリツプ
ロツクが継続し、トリツプ不能またはトリツプ
時間の遅延を生じてしまう。この対策として、
非電源トリツプを企図する不足電圧要素２２ｃ
の整定を６５ａを含む整定に変えたとすると、
脱調検出のために２２ｃに対して２３ｃは一定
の差を設ける必要があるため、２３ｃの整定値
が高くなり常時の電圧でも動作してしまう等の
不具合が生じる。

(3) 第８図の特性を有する脱調検出回路で第７図
のF2故障で脱調検出を行ない自端のトリツプ
回路を第２図の２４ｂによりロツクしてしまう
場合、距離リレー２０が動作可能でトリツプ企
図しても、接点２４ｂによるロツクのためトリ
ツプ不可となつてしまう。距離リレーの感度と
不足電圧リレーの感度には当然差があるため、
こういつた現象が起こりうる。

本発明は上記のような不具合を解消するために
成されたもので、その目的は多端子送電線系統に
おける内部事故時に不要な脱調検出によるトリツ
プロツクがなされることなく確実に事故除去を行
なつて信頼度の向上を図ることができる搬送保護
継電装置を提供することにある。

まず、本発明は前記不具合点１および２が同一
端子で同時に発生することが極めて稀であること
に着目し、３端子以上の多端子送電線系統がある
場合自保護区間に脱調軌跡が通過した場合の脱調
検出回路によるトリツプロツク方法として、距離
リレー方式により脱調を検出した場合には電源ト
リツプ回路のロツクとし、不足電圧リレー方式に
より脱調を検出した場合には非電源トリツプ回路
のロツクとする事により、内部事故時に不要な脱
調を検出してトリツプ回路をすべてロツクさせず
に事故除去を優先させ、また脱調時には確実にト
リツプ回路をロツクして不要なしや断をロツクし
ようとするものである。

以下、本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。第９図は、本発明による方向比較搬
送保護継電装置を備えた電力系統の構成を示すも
のであり、第１図と同一部分には同一符号を付し
てその説明を省略し、ここでは異なる部分につい
て述べる。第９図において、１９は本発明による
脱調時のトリツプロツク方式を具備した保護リレ
ーを示すものである。

次に、第１０図は本発明よる保護リレーの脱調
時のトリツプロツク方式の具体的構成を示すもの
であり、第１０図において第９図と同一部分には
同一符号を付して示す。第１０図に於て３０は前
記第２図における２０，２１の距離リレー方式に
よる脱調検出回路で３０ａはその出力、３２は第
２図における、２２，２３の不足電圧リレー方式
による脱調検出回路で３２ａはその出力、３１は
第２図における２０，１７，１８の距離リレーに
よる電源トリツプ回路で３１ａはその出力、３３
は第２図における２２，１７，１８の不足電圧リ
レーによる非電源トリツプ回路で３３ａはその出
力である。３４，３５は信号３０ａ，３２ａを
各々反転させるノツト回路、３６はノツト回路３
４の出力、３４ａと電源トリツプ回路３１の出力
３１ａを入力とするアンド回路、３７はノツト回
路３５の出力３５ａと非電源トリツプ回路３３の
出力３３ａを入力とするアンド回路、３８は各ア
ンド回路３６，３７の出力３６ａ，３７ａを入力
とするオア回路で、その出力１５ａをしや断指令
として送出する。

かかる第１０図の回路において、信号３０ａは
脱調検出回路３０で脱調検出した時“１”レベル
が立ち、信号３１ａは電源トリツプ回路３１で内
部事故と検出した時“１”レベルが立つ。また、
信号３２ａも脱調検出回路３２で脱調検出した
時、“１”レベルが立ち、信号３３ａは非電源ト
リツプ回路３３で内部事故と検出した時“１”レ
ベルが立つ。

次に、実際の脱調時の動作について説明する。
まず、第１０図において、保護区間内を脱調軌跡
が通過した場合、電源端子では脱調検出回路３０
と電源トリツプ回路３１が動作しその出力３０
ａ，３１ａとして“１”レベルが立つ。そして、
信号３０ａはノツト回路３４によつて反転され信
号３４ａとしては“０”レベルになり、アンド回
路３６の出力３６ａは“０”レベルとなる。よつ
てしや断指令１５ａは“０”レベルとなりしや断
器の引外し指令条件がロツクされる。また、非電
源端子では脱調検出回路３２と非電源トリツプ回
路３３が動作しその出力３２ａ，３３ａとして
“１”レベルが立つ。そして、信号３２ａはノツ
ト回路３５によつて反転され信号３５ａとしては
“０”レベルになり、アンド回路３７の出力３７
ａは“０”レベルとなる。よつて、しや断指令１
５ａは“０”レベルとなりしや断器の引外し指令
条件がロツクされる。

次に、通常の内部事故時には各脱調検出回路３
０，３２共動作しない為、電源端、非電源端共信
号３４ａ，３５ａとしては“１”レベルが立ちし
や断器に引外し指令条件が与えられる。なお、従
来の方式では信号３４ａと３５ａとをオア構成と
して信号１５ａとアンド構成としていた為、仮に
内部事故時に各脱調検出回路３０，３２で脱調検
出した場合はしや断器の引外し指令条件がすべて
ロツクされるが、第１０図に示すロツク方式とす
ればいずれか一方のしや断指令条件は活かされて
いる為系統事故の除去が可能となる。

以上説明したように本構成とすれば、３端子送
電線における内部事故時に不要な脱調検出をした
としても、電源トリツプ回路、非電源トリツプ回
路のいずれか一方のトリツプ回路が活かされてい
る為系統事故の除去を優先させ、自保護区間を脱
調軌跡が通過した場合には確実にトリツプ回路を
ロツクする事が可能な機能を備えた信頼度の高い
方向比較搬送保護継電装置が得られるものであ
る。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、次のようにしても実施することができるも
のである。

第１１図は、本発明の第２の実施例構成を示す
もので、図において第１０図と同一部分には同一
符号を付して示す。第１１図において、４１，４
２は脱調検出回路３０，３２の出力信号３０ａ，
３２ａをそれぞれ反転させるノツト回路、３９は
脱調検出回路３０の出力３０ａとノツト回路４２
の出力４２ａとを入力とするアンド回路、４０は
脱調検出回路３２の出力３２ａとノツト回路４１
の出力４１ａとを入力とするアンド回路をそれぞ
れ示す。第１１図において、脱調検出回路３０が
動作した場合はもう一方の脱調検出回路、つまり
３２による検出回路を３０ａ，４１，４１ａ，４
０の条件を用いてロツクしようとするものであ
る。又、３２ａ，４２，４２ａ，３９の条件は脱
調検出回路３２が動作した場合は、同じく３０に
よる検出回路をロツクするものである。その他の
機能は第１０図と同一である。

かかる構成とする事により、双方のトリツプ回
路（電源トリツプ回路、非電源トリツプ回路）が
同時にロツクされる事はなくなり、より一層の系
統事故の除去能力の向上を図り得るものである。

なお、第１１図の回路においては、脱調検出回
路３０，３２が同時に動作すると、脱調時にも引
外し指令がロツクされないように見えるが、この
回路の応動は実際には次の通りであり問題はな
い。

(a) 脱調時 電流、電圧は徐々に変化するので、脱調検出
回路３０，３２が同時に動作することはない。
特に、固定電源端では距離リレーによる脱調検
出回路３０が先に動作し、不足電圧による脱調
検出回路３２はその後で動作する。脱調検出
は、一旦動作したら限時復帰を持たせてリレー
トリツプ回路をロツクするので、脱調時には確
実にリレートリツプ回路がロツクされる。

(b) 内部事故時 電流、電圧は、常時潮流状態から瞬時に事故
点に移るので、脱調検出回路３０，３２は同時
に動作する。従つて、リレートリツプ回路はロ
ツクされず、トリツプ可能である。

次に、第１２図は本発明の第３の実施例構成を
示すもので、図において第１０図と同一部分には
同一符号を付して示す。第１２図において、５１
は固定電源端子が休止した事を電力線搬送等の条
件または別途手段により検出する休止端検出回路
であり、その出力信号５１ａは固定電源端が休止
の時“１”レベルが立つ。また、５３は各信号３
０ａ，５１ａを入力とするアンド回路で５３ａは
その出力、５４は同じく信号３２ａと５１ａを入
力とするアンド回路で５４ａはその出力をそれぞ
れ示すものである。

かかる第１２図に示す回路は、脱調検出を固定
電源端でのみ行ない、固定電源端で脱調検出した
ら自端のトリツプ指令をロツクするとともに相手
端へはトリツプ阻止信号の送出を行ない、相手端
子では脱調検出を行なわないような構成とした方
式に適用可能な回路である。固定電源端並用時は
信号５１ａに“０”レベルが立ち、信号３０ａ，
３２ａの条件をトリツプ回路の条件に無関係にさ
せる。そうすると、信号３４ａ，３５ａとしては
常時“１”レベルが立つため、信号３６ａ，３７
ａの条件は信号３１ａと３３ａの出力のみにより
制御されることになる。また、固定電源端休止時
は５１ａに“１”レベルが立ち信号３０ａ，３２
ａの条件が活かされる事になる。その他の機能は
第１０図と同一である。

本発明を適用することにより、確実に脱調検出
可な固定電源端からのみ脱調時トリツプロツク信
号が与えられる為、内部事故時に不要な脱調ロツ
クがかかることはなく、また固定電源端が休止し
た場合は残りの端子の脱調検出回路を使用して脱
調ロツクを行ない得るように切替えられるため、
系統事故等に対する装置の信頼度および系統安定
度の向上を図ることができまた、固定電源端での
み脱調検出を行なわせるため、非電源端の脱調検
出回路を省略することが可能である。

ここで、固定電源端とは、系統の変化があつて
も背後電源の状態が常に十分大きく、距離リレー
が完全動作し得るに足る事故電流が確保される端
子をいう。特に、各端子の場合、背後電源容量が
大きければ遠方事故においても分岐効果による影
響度合が小さい。また、固定電源端でのみ脱調検
出を行なうことにより、特に多端子送電線におけ
る内部事故による第５図、第７図にて説明した分
岐効果の影響や、電圧が十分に低下せずに内部事
故であるにもかかわらず誤つて脱調と検出するこ
とが防止でき、極めて信頼性の高い装置とするこ
とができる。すなわち、背後容量の大きな電源端
子が多端子系統の一端に接続されていると、他の
端子では分岐効果の影響が著しく大きく出るの
で、背後容量の大きな電源端子でのみ代表して脱
調検出を行なうことはその効果が極めて大であ
る。

上記においては、３端子送電線系統について述
べたが、２端子送電線或いは４端子以上の送電線
系統についても同様に本発明を適用することが可
能であり、その他その要旨を変更しない範囲内で
種々に変形して実施できることは言うまでもな
い。

以上説明したように本発明によれば、多端子送
電線系統における内部事故時に不要な脱調検出に
よるトリツプロツクがなされる事なく事故除去が
可能となり系統事故に対する事故除去の信頼度向
上を図ることができる搬送保護継電装置が提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の方向比較搬送保護継電装置を示
す構成図、第２図は従来の脱調検出方式を説明す
る為の装置構成図、第３図は従来の距離リレー方
式による脱調検出リレーの特性をＲ―Ｘ座標化し
た図、第４図は従来の不足電圧リレー方式による
脱調検出リレーの特性を電圧の絶対値表現した
図、第５図は従来の不具合を説明するための系統
図、第６図は第５図を説明するためのリレー特性
図、第７図は従来の他の不具合を説明するための
系統図、第８図は第７図を説明するためのリレー
特性図、第９図は本発明を適用する概略系統構成
図、第１０図は本発明の一実施例を示す構成図、
第１１図及び第１２図は本発明の他の実施例を示
す構成図である。 １９…保護リレー、３０，３２…脱調検出回
路、３１，３３…電源、非電源トリツプ回路、５
１…休止端検出回路、３４，３５，４１，４２…
ノツト回路、３６，３７，３９，４０，５３，５
４…アンド回路、３８…オア回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電力系統の送電線を保護する距離リレー、不
   足電圧リレーを主体とした方向比較搬送保護継電
   装置において、距離リレーの組合せにより脱調を
   検出する第１の脱調検出回路と、不足電圧リレー
   の組合せにより脱調を検出する第２の脱調検出回
   路と、方向比較搬送保護方式での距離リレーの動
   作によりしや断器引外しを企図する電源トリツプ
   回路と、不足電圧リレーの動作によりしや断器引
   外しを企図する非電源トリツプ回路と、前記第１
   の脱調検出回路による脱調非検出と、前記電源ト
   リツプ回路の動作との論理積条件を求める第１の
   論理積回路と、前記第２の脱調検出回路による脱
   調非検出と、前記非電源トリツプ回路の動作との
   論理積条件を求める第２の論理積回路と、前記第
   １の論理積回路出力と第２の論理積回路出力との
   論理和条件を求め、その論理和出力をしや断器引
   き外し指令として送出する論理和回路とを備えて
   成ることを特徴とする搬送保護継電装置。 ２ 電力系統の送電線を保護する距離リレー、不
   足電圧リレーを主体とした方向比較搬送保護継電
   装置において、距離リレーの組合せにより脱調を
   検出する第１の脱調検出回路と、不足電圧リレー
   の組合せにより脱調を検出する第２の脱調検出回
   路と、方向比較搬送保護方式での距離リレーの動
   作によりしや断器引外しを企図する電源トリツプ
   回路と、不足電圧リレーの動作によりしや断器引
   外しを企図する非電源トリツプ回路と、前記第１
   の脱調検出回路による脱調検出と、第２の脱調検
   出回路による脱調非検出との論理積条件を求める
   第１の論理積回路と、この第１の論理積回路の反
   転出力と、前記電源トリツプ回路の動作との論理
   積条件を求める第２の論理積回路と、前記第２の
   脱調検出回路による脱調検出と、第１の脱調検出
   回路による脱調非検出との論理積条件を求める第
   ３の論理積回路と、この第３の論理積回路の反転
   出力と、前記非電源トリツプ回路の動作との論理
   積条件を求める第４の論理積回路と、前記第２の
   論理積回路出力と第４の論理積回路出力との論理
   和条件を求め、その論理和出力をしや断器引き外
   し指令として送出する論理和回路とを備えて成る
   ことを特徴とする搬送保護継電装置。 ３ 電力系統の送電線を保護する距離リレー、不
   足電圧リレーを主体とした方向比較搬送保護継電
   装置において、距離リレーの組合せにより脱調を
   検出する第１の脱調検出回路と、不足電圧リレー
   の組合せにより脱調を検出する第２の脱調検出回
   路と、方向比較搬送保護方式での距離リレーの動
   作によりしや断器引外しを企図する電源トリツプ
   回路と、不足電圧リレーの動作によりしや断器引
   外しを企図する非電源トリツプ回路と、固定電源
   端子が休止したことを検出する休止端検出回路
   と、前記第１の脱調検出回路による脱調検出と、
   休止端検出回路による固定電源端子の休止検出と
   の論理積条件を求める第１の論理積回路と、この
   第１の論理積回路の反転出力と、前記電源トリツ
   プ回路の動作との論理積条件を求める第２の論理
   積回路と、前記第２の脱調検出回路による脱調検
   出と、休止端検出回路による固定電源端子の休止
   検出との論理積条件を求める第３の論理積回路
   と、この第３の論理積回路の反転出力と、前記非
   電源トリツプ回路の動作との論理積条件を求める
   第４の論理積回路と、前記第２の論理積回路出力
   と第４の論理積回路出力との論理和条件を求め、
   その論理和出力をしや断器引き外し指令として送
   出する論理和回路とを備えて成ることを特徴とす
   る搬送保護継電装置。