JPS6349072Y2

JPS6349072Y2 -

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Publication number: JPS6349072Y2
Application number: JP17516781U
Authority: JP
Priority date: 1981-11-25
Filing date: 1981-11-25
Publication date: 1988-12-16
Also published as: JPS5880744U

Description

【考案の詳細な説明】考案の技術分野考案は２系列化された保護継電装置において、
特にその保護性能を改良して信頼性の向上を図つ
た保護継電装置に関するものである。

考案の技術的背景とその問題点従来、電力系統の保護を目的として設置される
保護継電装置には、保護対象に応じて各種の原理
に基くものがある。その中でも、系統事故発生の
確率の最も高い送電線においては、故障の確実な
検出と故障除去による停電範囲の最小化のために
搬送保護継電方式が良く用いられている。

第１図は、電流位相比較リレーを用いた搬送保
護継電方式の原理を示すものである。第１図にお
いて、BUS_A,Bは夫々電気所Ａ，Ｂの母線、Ｌは
各母線BUS_A,Bを連系する送電線、１Ａおよび１
Ｂは各々の電気所に設置された計器用変流器（以
下、CTと称する）である。また、２Ａ，２Ｂは
電流位相比較リレー（以下、位相比較リレーと称
する）、３Ａ，３Ｂは自電気所Ａ，Ｂの電流情報
を各々相手電気所Ｂ，Ａへ伝送するための信号伝
送装置、４はかかる信号送受信のためのアンテナ
を夫々示す。

ところで、上述した位相比較搬送保護継電方式
は良く知られた保護方式のひとつであり、外部事
故時には保護区間つまり第１図の送電線Ｌの一端
から流入した電流は他端より流出するのに対し、
内部故障時は両端から電流が流入することに着目
したものである。すなわち、上記２種の事故時の
両端子のCT2次電流I_AおよびI_Bの位相関係は第２
図ａ，ｂに示す如く、内部事故時は略同相、外部事故時は逆相となる。従つて、両端子の電流が位相的に重なり
があれば内部事故と判定し、重なりがなければ外
部事故と判定して、保護区間内の故障検出を確実
に行なうことができる。この場合各々の電気所に
おいては、相手電気所の電流情報を知る必要があ
り、このために前記の信号伝送装置と伝送路が必
要となる。第１図はこの信号伝送のためにマイク
に波を用いた場合を示している。

一方、第２図は送電線Ｌを上記信号伝送路とし
て使用する場合の構成を示しており、通常電力線
搬送と称するものである。第２図において、５Ａ
および５Ｂは電流情報を送電線Ｌに乗せるための
結合装置であり、その他の装置は第１図と同様で
ある。このマイクロ波による位相比較リレーを使
つた送電線保護装置としては、一般に３相交流の
各相に対応した電流情報を送受し合い各相毎に個
別に判定する、いわゆる各相位相比較リレー方式
が採用されている。

しかしながら、マイクロ波伝送においては周波
数帯域での伝送可能量に制限がある場合があり、
また電力線搬送においては経済性の観点からして
も３相分の電流情報を個別に伝送することが出来
ない場合が生ずることがある。この様な場合に
は、３相の電流量からこれらを代表するひとつの
電流量（これを標本量と称する）を合成し、これ
を用いて３相交流系統の保護を行なういわゆる標
本量位相比較リレー方式が採用されている。この
場合、標本量としては通常正相、逆相および零相
の３つの対称分成分の種々の組合せによるものが
使用されるが、すべての故障に対して万全と言え
る標本量を得ることは難しい。

以下、１例として３相交流を構成する対称分電
流のうち、正相電流と逆相電流の組せによる標本
量について説明する。

(1) 逆相電流と正相電流の組合せによる標本量いま、基準相をａ相とした場合の標本量I_t(a)
が、各種事故時にどの様に変化するかについて検
討する。但し、負荷電流は無視する。

I_t(a)＝I_a2＋I_a1／Ｋ …(1) ここで、I_a1およびI_a2はａ相を基準相とした正
相分電流および逆相分電流を示す。なお、ここで
示すＫは標本量に占める正相電流の割合を表わす
係数である。

２相短絡故障ここで、I_b1（I_c1）はｂ相（ｃ相）基準の正相分
電流、 I_b2（I_c2）はｂ相（ｃ相）基準の逆相分
電流、 I_a，I_b，I_cは故障相電流、ａ，a²はベルトルオペレーターを示す。

この(2)式から、２相短絡時の標本量がＫの値に
よつて変化すること、および同一のＫの値に対し
ても故障相により変化することがわかる。ちなみ
に、Ｋ＝１とするとbc相短絡時にａ相基準の標
本量は零となり、いくら大きな故障電流が系統に
流れても保護できないことになり、これは通常盲
点と称される。

１相地絡故障この場合、前記の２相短絡の如くＫの値によつ
て標本量が消滅することはないが、検出感度が故
障相により変化することは２相短絡時と同様であ
る。

また、２相地絡については正相回路から逆相お
よび零相回路への分流が、両端の逆相および零相
インピーダンスによつて複雑に変化するための計
算も繁雑となるが、故障相に応じてリレーの感度
が変化することは前述と同様であり、前記盲点の
出る場合は多くなる。

第４図は、ａ相を基準とした場合の正相分合成
回路を示す。第４図において、６，７は夫々の入
力信号I_b，I_cを120゜，240゜進ませるための位相シ
フト回路、８は位相シフト回路６，７の出力信号
と信号I_aを合成する加算回路であり、この合成出
力８ａがａ相基準の正相電流に対応する。これ
は、周知の基本式 I_a1＝１／３（I_a＋aI_b＋a²I_c）に基くものである。

また同様に、逆相分合成についても周知の基本
式である次式に基いた位相シフト回路の合成に
て、ａ相基準の逆相成分を得ることができる。

I_a2はａ相基準の逆相電流を示す式である。

I_a2＝１／３（I_a＋a²I_b＋aI_c）第５図は標本量合成回路の構成をブロツク的に
示したものである。図において、２１は第４図に
相当する正相分合成回路、また２２は逆相分合成
回路であり、各々の出力２１ａおよび２２ａは加
算回路２５に導入され、この合成出力２５ａが前
述した正相と逆相との組合せによる標本量に対応
するものである。

ところで、最近では保護システムとしての信頼
度向上の観点から、装置が２系列化（２重化とも
称する）される傾向にある。これは、同種の装置
を２組設置ししや断器の引外しを２つの装置のオ
ア条件にて行なうように構成され、万一一方の装
置が何らかの原因により動作不能となつても、他
方の装置により確実な保護を行なうことを目的と
した冗長設計思想である。

以下、標本量位相比較リレー装置を上記思想に
より２組設置する場合を考える。

前述の標本量I_t(a)は、ａ相を基準相としたI_a2＋
I_a1／Ｋなるものであつたが、ここでは同じくａ相を基準相としたI_a0＋I_a1／Ｋなる標本量を例とし、この標本量が故障種類および故障相に対応してどのよ
うに変化するか以下検討する。なお、ここで用い
るＫは(1)式で示すものと同様、標本量に占める正
相電流の割合いを示す係数である。

(2) 零相電流と正相電流の組合せによる標本量２相短絡故障１相地絡故障ここで、(4)および(5)式におけるI_a1，I_b1，I_c1，
I_a，I_b，I_c，ａ，a²は(2)および(3)式におけるそれ
らと同じものである。ところで、(2)式と(4)式とを
対比すると、(2)式におけるbc相短絡の場合、例
えばＫ＝１において標本量が消滅するが、(4)式に
おいては同種の故障においても十分なる大きさの
標本量が取り得ることができることを示してい
る。

このことは、任意の標本量を用いて所定の保護
を行なう保護継電装置にとつて盲点となる故障に
対し、かかる任意の保護継電装置の合成標本量を
得るための対称分成分の組合せとは異なる対称分
成分の組合せにより得られる標本量を用いて所定
の保護を行なう保護継電装置を２系列使用するこ
とで、盲点をなくすことができることを意味す
る。

考案の目的本考案は上記のような事情に鑑みて成されたも
ので、その目的は系統故障の種類、故障の相によ
つて標本量が消滅したり或いは非常に小さくなつ
てしや断不能となることを防止して系統を確実に
保護することができる保護継電装置を提供するこ
とにある。

考案の概要上記目的を達成するために本考案では、３相交
流系統を構成する正相、逆相および零相の３つの
対称分成分の組合せにより得られる標本量を用い
て所定の保護を行なう保護継電方式において、対
称分成分の組合わせの夫々異なる標本量を用いて
所定の保護を行なう保護継電装置を２組設置して
２系列化し、そのオア条件により保護を行なうこ
とを特徴とする。

考案の実施例以下、本考案を図面に示す一実施例について説
明する。第６図は、本考案による保護継電装置の
構成例をブロツク的に示したもので、第５図と同
一部分には同一符号を付して示す。

図において、Ａ，Ｂは夫々第１、第２の保護継
電装置例の標本量合成回路を示すものである。ま
ず、標本量合成回路Ａにおいて２１，２２は、変
流器１により検出される送電線Ｌの電流信号I_a，
I_b，I_cを導入し対称分成分の正相分、逆相分を
夫々合成する正相分、逆相分合成回路、２５はこ
の正相分、逆相分合成回路２１，２２の出力２１
ａ，２２ａを合成する加算回路で、その出力を第
１の合成標本量２５ａとして送出し、該合成標本
量２５ａを用て送電線Ｌの内部故障時しや断器１
０を引外すように第１の保護継電装置を構成す
る。

一方、標本量合成回路Ｂにおいて、２７，２８
は、変流器１′により検出される送電線Ｌの電流
信号I_a，I_b，I_cを導入し対称分成分の正相分、零
相分を夫々合成する正相分、零相分合成回路、３
１はこの正相分、零相分合成回路２７，２８の出
力２７ａ，２８ａを合成する加算回路で、その出
力を第２の合成標本量３１ａとして送出し、該合
成標本量３１ａを用いて送電線Ｌの内部故障時し
や断器１０を引外すように第２の保護継電装置を
構成する。

かかる如く構成した２系列の保護継電装置にお
いては、送電線Ｌの内部故障発生時に前述したよ
うに、一方の１組の標本量が零またはリレーの動
作感度に達しない程度の非常に小さな値になつた
としても、他の１組の標本量が前述したように確
実に得られ、よつて該標本量を用いて所定の保護
を行なう第１または第２の保護継電装置により、
しや断器１０を引外して送電線Ｌを確実に保護す
ることが可能となる。

このように、３相交流系統を構成する正相、逆
相および零相の３つの対称分成分のうちの正相、
逆相なる２つの成分を適宜組合わせて第１の合成
標本量を得、宜つ該合成標本量を用いて送電線Ｌ
の保護を行なう第１の保護継電装置と、上記第１
の合成標本量を得るための対称分成分の組合せと
は異なる正相、零相なる２つの成分を適宜組合わ
せて第２の合成標本量を得、且つ該合成標本量を
用いて送電線Ｌの保護を行なう第２の保護継電装
置とから２系列構成し、少なくともいずれか一方
（オア条件）の保護継電装置が動作したことを条
件に送電線Ｌのしや断器１０を引外すようにした
ものである。

従つて、従来のような１組のみまたは同一標本
量による装置を２組設置した場合に、故障の種類
および故障の相によつては標本量が消滅あるいは
非常に小さくなつてしや断不能となるようなこと
を防止し、内部故障時に送電線Ｌを確実に保護す
ることができ極めて信頼性の高いものである。

尚、上記実施例では、正相電流と逆相電流の組
合せによる合成標本量を用いた保護継電装置と、
正相電流と零相電流の組合わせによる合成標本量
を用いた保護継電装置の双方による２系列化され
たものについて述べたが、本発明の主旨は２系列
を構成する２つの保護継電装置が異なる合成標本
量を使用することであり、正相、逆相および零相
の３つの対称分成分のうち任意の２つまたは３つ
の成分の組合わせにより得られる任意の標本量に
対して適用できることは言うまでもない。

また、搬送保護継電装置としては電力線搬送、
マイクロ波搬送或いは光伝送による、位相比較、
パイロツトワイヤ保護継電装置に対しても適用可
能である。

その他、本考案はその要旨を変更しない範囲
で、種々に変形して実施することができる。

考案の効果以上説明したように本考案によれば、系統故障
の種類、故障の相によつて標本量が消滅したり或
いは非常に小さくなつてしや断不能となること防
止し確実に系統を保護することができる極めて信
頼性の高い保護継電装置が堤供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図は搬送保護継電方式を説明す
るための図、第２図ａ，ｂは位相比較の原理を説
明するための図、第４図は正相分合成回路、第５
図は標本量合成回路、第６図は本考案の一実施例
を示す図である。１Ａ，１Ｂ，１，１′……CT、２Ａ，２Ｂ……
保護リレー、３Ａ，３Ｂ……信号伝送装置、４
Ａ，４Ｂ……アンテナ、５Ａ，５Ｂ……結合装
置、６，７……位相シフト回路、８……加算器、
１０……しや断器、２１，２７……正相分合成回
路、２２……逆相分合成回路、２５，３１……加
算器、２８……零相分合成回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

３相交流系統を構成する正相、逆相および零相
の３つの対称分成分のうち任意の少なくとも２つ
の成分を適宜組合わせて得た第１の合成標本量を
用いて所定の保護を行なう第１の保護継電装置
と、前記第１の合成標本量を得るための対称分成
分の組合わせとは異なる少なくとも２つの成分を
組合わせて得た第２の合成標本量を用いて所定の
保護を行なう第２の保護継電装置とを備え、前記
第１または第２の少なくとも一方の装置が動作し
たことを条件に所定のしや断器を引外すようにし
たことを特徴とする保護継電装置。