JPS6352625A - 差動継電器 - Google Patents

差動継電器

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JPS6352625A
JPS6352625A JP61194921A JP19492186A JPS6352625A JP S6352625 A JPS6352625 A JP S6352625A JP 61194921 A JP61194921 A JP 61194921A JP 19492186 A JP19492186 A JP 19492186A JP S6352625 A JPS6352625 A JP S6352625A
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JP
Japan
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current
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relay
differential
vector
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JP61194921A
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English (en)
Inventor
宮田 三史
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は差動継電器にかかり、詳しくは外部事故時の差
動電流による誤動作を防止するようにした差動継電器に
関する。
(従来の技術) 従来、この種の差動継電器においては、変流器の特性差
や外部故障時における一部の変流器の飽和等に起因する
差動電流の発生により、継電器が誤動作するおそれがあ
る。このため、例えば第6図に示すような3端子系統の
保護に差動継電器を適用する場合、各端子電流のスカラ
ー和電流を抑制量として継電器の誤動作を防止する比率
差動継電方式が一般的に採用されている。この第6図に
おいて51は母線等の保護対象、52a、 52b、 
52cは保護対象51と端子A、B、Cとの間にそれぞ
れ接続された変流器であり、これらの2次側は図示され
ていない継電器に接続されている。
そして、第7図に示す如く、各変流器52a、 52b
52cの端子電流Ia、Ib、Icは継電器内のベクト
ル和算出回路53に入力されてベクトル和電流(差動電
流)Id(=Ia+Ib+Ic)が算出され、同時にI
a、Ib、Icはスカラー和算出回路54に入力2Aて
スカラーQiA:1Inl(=lIal+1Ibl+1
ICl)が算出される。これらのベクトル和電流工dお
よびスカラー和電流二1Inlは差動判定部55に入力
され、差動判定部55ではベクトル和電流idを動作量
、スカラー和電流)i::1Inl’を抑制量として+
id+−に工・Σ1Inlの演算を行なう。ここで、K
1は抑制係数を示す。
この演算の結果、1id1≧に□・Σ1Inlであれば
内部故障と判定して「1」を出力し、また1′Id1く
に工・ΣlIn1であれば外部故障と判定して「0」を
出力する。一方、ベクトル和電流idはレベル検出回路
56に入力されて所定の定数に2と比較され、巨d1≧
に2であればレベル検出回路56から「1」が出力され
る。前記差動判定部55およびレベル検出回路56の出
力はアンド回路57に加えられ、これらの2人力が共に
「1」である場合にリレー出力が得られる。
すなわちこの方式は、第6図の保護対象51から見て外
部にある端子C側で故障が発生し、その事故点Fに近い
変流器52cが電流の集中によって飽和した場合、外部
故障にも拘らず差動電流Fが発生してもこの電流+ic
++より大なるスカラー和電流に□・X:1Inlを抑
制量とすることで継電器の誤動作を防止するものである
(発明が解決しようとする問題点) しかるに、この種の差動継電器には以下のような問題が
ある。
すなわち、第6図のF点で故障が発生した場合、Ia、
Ibは保護対象51に対して流入電流、Icはこれらの
和としての流出電流となる。いま、IaおよびIcの波
形を第8図(イ)、(ロ)のとおりとするにこで、変流
器52cに飽和がなければIa十Ib=−Icであり、
同図(ハ)、(ニ)に示すようにfAJ作量Idがゼロ
となって継電器は動作せず1問題はない。
しかしながら、変流器52cが飽和したとするとIcの
波形は第9図(ロ)のように歪んだものとなり、Ia+
Ib”;−Icとなって外部故障にも拘らず同図(ハ)
の動作量idが発生する。この動作量idが発生した期
間は前述の抑制ff:1Inlが急減するため、差動判
定部55では正確な判定ができず、最悪の場合には1I
dl)K工・Σ1Inlの期間を生じると共に、idが
一定のレベルを越えることでレベル検出回路56の出力
も「1」となり、同図(ニ)の如く継電器が不要動作し
てしまう可能性がある。
特に多端子系統においては、外部故障時に故障端子(例
えば端子C)に電流が集中して変流器が飽和し易いため
、上述のように継電器が誤動作する可能性が極めて高い
という問題があった。
本発明は上記の問題点を解決するべく提案されたもので
、その目的とするところは、変流器の飽和に起因する動
作量の不要発生を未然に防止して外部故障時の継電器の
誤動作を防ぎ、しかも感度の向上を可能にしだ差動継電
器を提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、電力系統の閉回路網内の各端子電流のベクト
ル和電流(差¥IJ電流)を継電器の動作量とし、かつ
各端子電流のスカラー和電流を継電器の抑制量とする差
動継電器において、各端子電流と差動電流との位相関係
を位相判定回路にて監視し、外部故障の際に、差動電流
しこ対しである端子電流がほぼ90″の進み位相にある
ことを検出して当該端子電流にかかる変流器の飽和を判
別すると同時に、減算器によって当該端子電流から差動
電流を減じて擬似端子電流を生成し、この擬似端子電流
を他の端子電流と共にベクトル合成することにより、継
電器の動作量をゼロにすることを特徴とする。
(作用) 本発明は、外部故障に伴う変流器の飽和時において、健
全端子電流に比べて飽和端子電流のみがベクトル和電流
(差動電流)に対してほぼ90°の進み位相になってい
ることに着目したもので、この関係から検出した飽和端
子電流を加工して非飽和状態の擬似端子電流を得、かか
る擬似端子電流と健全端子電流とのベクトル合成によっ
て差動電流を算出する。
すなわち、第6図に示したように端子Cにて外部故障が
発生した場合を考えると、端子C側の変流器52cが飽
和していない場合の各端子電流Ia。
Ib、Icのベクトル図は各変流器52a 、 S2b
 、 52cの特性が等しいとすれば第1図のとおりで
あり、IC= −(I a+ I b)となって差動電
流idはゼロである。次に、変流器52cが飽和したと
するとベクトル図は第2図のようになる。つまり、飽和
端子型=Ic’−Icが発生する。ここで、飽和端子電
流Ic’は差動電流idに対してほぼ90°の進み位相
になっており、他の健全端子電流Ia、IbはIdに対
して遅れ位相となっている。
また、Ic″−Id=Icであるから、飽和端子電流I
c’から差動電流idを減じれば非飽和時の端子電流に
等しい擬似端子電流Icが得られる。このIcとIa、
Ibをベクトル合成すればidがゼロとなり、変流器5
2eの飽和時にも継電器不要動作の原因となる動作量が
発生することはない。
一方、内部故障時における各電流のベクトル図は第3図
の如くなり、発生するidに対して90゜の進み位相の
端子電流は存在しないからIdを減しることもなく、i
dを動作音として所定の継電器動作が行なわれる。
(実施例) 以下、図に沿って本発明の詳細な説明する。
まず、第4図は本発明の、第1実施例を示すものである
。図において、1はベクトル和算出回路であり、従来と
同様に変流器からの端子電流Ia、 Ib。
Icがそれぞれ入力されて差動電流としてのベクトル和
電流Idが算出される。また2はスカラー和算出回路で
あり、各端子電流のスカラー和電流Σ1Inlが算出さ
れる。
ベクトル和算出回路1の出力側には位相判定回路3,4
.5が並列的に接続さ拉ていると共に、これらの位相判
定回路3,4.5には各端子電流Ia、 より、Xcが
それぞれ入力されている。更に、各端子電流Ia、Ib
、 ICは位相判定回路3,4゜5の後段に設けられた
減算器6,7.8の「+」端子にも加わっており、こわ
らの減算器6,7.8の「−」端子には、位相判定回路
3,4.5の出力信号にて動作する電子的スイッチの如
きスイッチ9.10.11により差動電流工dが入力さ
れるようになっている。
また、減算器6,7.8の出力側にはこれらを介した端
子電流のベクトル和id′を求めるベクトル和算出回路
12が接続され、その出力はスカラー和算出回路2の出
力と共に差動判定部13に加えられている。この差動判
定部13はlLd’lとスカラー和算出回路2からのΣ
1Inlに基づ<K、・::1Inlとの大小関係を判
定するものである。
一方、14はli dl≧に2の関係式(K、は定数)
から差動電流idのレベルを検出するレベル検出回路で
あり、その出力は差動判定部13の出力と共にアンド回
路15に加えられ、このアンド回路15からリレー出力
が得られるようになっている。
次にこの動作を説明する。まず外部故障時に端子電流I
cにかかる変流器が飽和したと仮定すると、前述の如く
飽和端子電流Ic’の発生に伴ってベクトル和算出回路
1から差動電流〒dが発生する。この差動電流idは各
端子電流Ia、 Ib、 Ic’と共に位相判定回路3
,4.5に入力される。ここで、idに対してほぼ90
’の進み位相であるのはIc’のみであるから、位相判
定回路5の出力によってスイッチ11が閉じ、次段の減
算器8のr−」端子にidが入力される。従って減算器
8ではIc’−1dの演算が行なわれ、変流器に飽和が
ないものと仮定した擬似端子電流Icが生成される。
この擬似端子電流IcはIa、Ibと共にベクトル和算
出回路12に導かれるが、前述した如<Ic=−(Ia
+Ib)であるため、再度のベクトル合成により差動電
流id′、換言すれば動作量はゼロとなる。これにより
次段の差動判定部13の出力はrOJとなり、レベル検
出回路14の出力に拘らずアンド回路15からはリレー
出力が生じない。すなわち、外部故障時における継電器
の不要動作が未然に防止さ九る。
また、変流器が非飽和状態であればIdが本来的にゼロ
であるからリレー出力はなく、内部事故の場合にあって
は従来の差動判定方式によりリレー出力が得られること
となる。
次いで、第5図は本発明の第2実施例を示している、こ
の実施例は、差動電流工dの値があるレベル以上になっ
た場合にスイッチ16.17.18を動作させて差動電
流Idを位相判定回路3,4.5内に取り込むようにし
たものであり、スイッチ16゜17、18はレベル検出
回路14′によって制御されるようになっている。その
他の構成および動作は第1実施例と同様であるため、詳
述を省略する。
なお1以上の各実施例においては3端子系統の差動継電
器について説明したが、本発明はこれ以外の複数端子系
統に適用可能であり、また、比率差動継電方式を含む差
動継電方式であれば、発電機や変圧器等を保護対象とす
る場合でもよい。更に、差動継電方式の判定式としてl
Td’l−に工・=11nlを用いているが、一般的に
はこの判定式に限定されるものではない。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば、変流器が飽和した場合に
その端子を検出し、飽和端子電流を用いて生成した擬似
端子電流にてベクトル合成を行なうことで動作量をゼロ
にしているため、外部故障時の変流器飽和に伴う継電器
の誤動作を確実に防止することができる。また、内部故
障時において。
保護対象からの流出電流がある場合でも誤判定するおそ
れがないため、高感度な差動継電器を得ることができる
【図面の簡単な説明】
第1図は外部故障時における変流器の非飽和状態の電流
ベクトル図、第2図は同じく飽和状態の電流ベクトル図
、第3図は内部故障時しこおける電流ベクトル図、第4
図および第5図はそれぞれ本発明の第1.第2実施例を
示すブロック図、第6図は本発明が適用される電力系統
の単線結線図、第7図は従来例を示すブロック図、第8
図(イ)〜(ニ)は変流器の非飽和状態における動作説
明図、第9図(イ)〜(ニ)は同じく飽和状態における
動作説明図である。 1.12・・・ベクトル和算畠回路 2・・・スカラー和算出回路 3.4.5・・・位相判定回路  6,7.8・・・減
算器9.10,11,16,17.18・・・スイッチ
13・・・差動判定部   14 、14’・・・レベ
ル検出回路15・・アンド回路 第6図 第7図 訣 第8図 第9図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 電力系統の閉回路網内の各端子電流のベクトル和電流を
    継電器の動作量とし、かつ前記各端子電流のスカラー和
    電流を継電器の抑制量とする差動継電器において、 前記各端子電流と前記ベクトル和電流との位相関係を監
    視し、前記ベクトル和電流に対して端子電流がほぼ90
    °の進み位相にあることを検出した際に当該端子電流か
    ら前記ベクトル和電流を減じて擬似端子電流を生成し、
    この擬似端子電流を他の端子電流と共にベクトル合成す
    ることを特徴とした差動継電器。
JP61194921A 1986-08-20 1986-08-20 差動継電器 Pending JPS6352625A (ja)

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JP61194921A JPS6352625A (ja) 1986-08-20 1986-08-20 差動継電器

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JPS6352625A true JPS6352625A (ja) 1988-03-05

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