JPS6366134B2 - - Google Patents

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JPS6366134B2
JPS6366134B2 JP59134362A JP13436284A JPS6366134B2 JP S6366134 B2 JPS6366134 B2 JP S6366134B2 JP 59134362 A JP59134362 A JP 59134362A JP 13436284 A JP13436284 A JP 13436284A JP S6366134 B2 JPS6366134 B2 JP S6366134B2
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JP59134362A
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Nobuo Eda
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は電力系統の母線、変圧器等の事故検出
を電流差動原理を用いて行なうデイジタル比率差
動保護継電装置に関するものである。
〔従来技術〕
従来、この種の装置として特公昭58−18862に
開示されたものがある。
一般に、母線の事故を検出する方法は一般的に
キルヒホツフ第1法則を適用した電流差動方式に
より、具体的には各変流器の2次電流をベクトル
合成し、そのベクトル和が規定値以上あれば母線
の事故と判定するものである。しかし、実際的に
は変流器の飽和等による誤差電流により、リレー
が誤動作することを防止するため、比率差動原理
とすることが多い。その抑制量としては変流器の
2次電流絶対値の和又は最大値に比例したものを
利用している。
第1図は電力系統の母線の構成を示す接続図で
ある。第2図は第1図に示すような母線1を保護
する従来のデイジタル母線保護継電装置のブロツ
ク図である。図において、1は母線、2−1〜2
−nは変流器、3は電流(瞬時値)I1〜Inの加算
器、4はシフトレジスタ、乗算器又は加算器等に
より、交流量のピーク値に比例した動作量を得る
演算回路、5−1〜5−nは電流I1〜Inから絶対
値を導出する絶対値回路、6は加算器、7は絶対
値回路6から出力される絶対値の和のピーク値に
比例した抑制量を得る演算回路、8は減算器、9
は比較器である。
次に、動作について説明する。変流器2−1〜
2−nにより母線1の各分岐線を流れる電流を変
流器2−1〜2−nにより変流し、これによつて
得た各電流を図示なしのアナログ・デイジタル変
換器でデイジタル量の電流I1,I2〜Inに変換する。
加算器3は電流I1,I2…Inを加算して、瞬時的な
差動値を求める。演算回路4は例えば現時点の差
動値の2乗値と、母線1の周波数の1/4サイクル
前の差動値の2乗値とを加算し、差動値の2乗ピ
ーク値に比例した動作量をとり出す。一方、導出
回路5−1〜5−nは電流I1〜Inの絶対値を各々
導出し、加算器6は、これらの絶対値により瞬時
的な抑制量の出力IRを式(I1)+(I2)+…(In)に
より求める。このIRは、瞬時値のため、各サンプ
リング周期毎に大きさが変わる。抑制量演算回路
7は出力IRを導入し、1/2サイクル間積分した値
サンプリング周期により変化しない値を得、さら
に動作量と協調とれるように2乗演算し、最後に
抑制比率Kを乗じて、抑制量KIR 2を得る。減算器
8は、リレーの比率特性を作るもので、動作量演
算回路4の動作量ID 2と演算回路7の抑制量KIR 2
とを導入し、ID 2−KIR 2の演算を行ない、この演
算の結果を比較器9に入力し、ここで定数K0
比較しK0より大いときは、母線1の内部事故と
判定する。
従来のデイジタル母線保護継電方式は以上のよ
うに構成されているので、演算式ID 2−KIR 2でも
明らかなように2乗演算を要すため演算に時間が
かかる他に特性変動を受けやすい欠点があつた。
〔発明の概要〕
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、開平処理、2乗演
算等を使用しないデイジタル比率差動保護継電装
置を提供することを目的としている。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。
第1図の母線1の事故を検出する基本原理は従
来と同じくキルヒホツフの第1法則を利用した差
動方式であり、変流器2−1〜2−nの飽和対策
として変流器2−1〜2−nの2次電流絶対値に
比例した抑制量を加味する比率差動方式としてい
る。
第3図において、10−1は電流I1〜In(瞬時
値のデイジタルデータ)の内、正値+のみと選択
して加算する加算器、10−2は同じく負値−の
みを選択して加算する加算器、11−1は加算器
10−1の出力と加算器10−2の出力との和を
求める加算器、13−1,13−2は加算器10
−2,11−1の出力の絶対値を導出する導出回
路、11−2は加算器10−1の出力と導出回路
13−1の出力との和を求める加算器、14は加
算器11−2の出力に定数Kを乗算する乗算器、
8は減算器、9はレベル比較器であり、第2図の
ものと同じものである。15は減算器8の出力の
内正値+のみを導出する動作波形判定器、16は
カウンターである。
次に動作について説明する。
第3図の電流I1,I2…Inは従来と同じく変流器
2−1〜2−nより導入したアナログ電流量をデ
イジタル電流量に変換したものである。電流I1
I2…Inはデイジタルデータとしてその値が正値+
であるが負値−であるかを区別するための記号を
有しているので、この記号により加算器10−
1,10−2は正値のもの、負のもののみを選択
して加算器10−1,10−2で加算をし、加算
値ΣIP、ΣINを得る。次に、加算器10−1の出力
ΣIPと加算器10−2の出力ΣINとを差動用加算器
11−1に導入し、その出力に加算値ΣI=ΣIP
ΣINを得る。加算値ΣIは電流I1,I2…Inのベクト
ル合成値に等しい差動量となる。
一方、加算器10−1の出力ΣIPと、加算器1
0−2の出力ΣINを導出回路13−1で正値+化
した出力とを抑制用加算器11−2に導入して加
算した出力IRはΣIP+|ΣIN|となる。出力IRは各
回線の電流I1,I2…Inより|I1|+|I2|+…|In
|として導出した値に等しいスカラー和抑制量で
あり、これを乗算器14に導入し、その出力に値
KIR(Kは定数)を得る。さらに値KIPと、差動用
加算器11−1の出力ΣIを絶対値導出回路13
−2により正値+化した出力|ΣI|=IDとを、減
算器8に導入してID−KIRの減算を行なう。
一般に、内部事故等はID>KIRであるが、外部
事故時は通常KIR>IDであり、内外部の判別を行
なうためにはID−KIRK0(K0は定数)を演算す
ればよいことになる。
そこで本発明ではまず動作波形判定器15はID
>KIRのときのみ入力を通過させ次にレベル比較
器9でID−KIR−K0>0を演算により判定する。
尚、動作波形判定器15は、加算器10−1と同
様に、減算器8の出力ID−KIRが正値+の時のみ
入力を取り込み、そのまま出力するようにすれば
よい。レベル比較器9の判定結果は、ID−KIR
K0>0であれば例えば出力1とし、ID−KIR−K0
<0であれば出力0とするものであり、ロジツク
レベルの信号である。この出力は各サンプリング
毎に演算するID−KIR−K0>0の結果により動作
出力1又は不動作出力0と変わる可能性がある。
このため、カウンター16は、レベル比較器9の
出力1が連続してn回カウントされた時又は1定
期間(例えば1/2サイクル間)に規定回数以上カ
ウントされた時に最終的な動作出力を送出するも
のである。
第4図は内部事故時における装置の各部の波形
図である。尚、第4図及び次に説明する第5図に
示す各信号は説明図の便宜上アナログ波形で描い
ているが、デジタル瞬時値の場合と原理的には同
じである。第4図において、IFは内部事故点に流
れる電流であり、第1図の変流器2−1〜2−n
の内電源端変流器の2次電流和を示している。
ΣIPは電流IFの正波であり、第3図の加算器10
−1の出力に相当する。ΣINは電流IFの負波であ
り、第3図の加算器10−2の出力に相当する。
ΣIは差動電流で変流器2−1〜2−nの2次電
流ベクトル和であるが、内部事故の場合電流IF
等しくなり、又電流ΣIPと電流ΣINの合成でもあ
る。これは第3図の加算器11−1の出力に相当
する。IRは電流ΣIPと電流ΣINの絶対値|ΣIN|の
合成であり、第3図の加算器11−2の出力に相
当する。IDは電流ΣIの絶対値であり、導出回路1
3−2の出力に相当する。(ID−KIR+は電流ID
り電流IRに定数K(K<1)を乗じたものを減じ
たものであり、第3図の減算器8の出力に相当す
る。内部事故の場合ID>KIRであるため、これは
第3図の動作波形判定器15の出力でもあり、こ
の出力が動作判定レベル値K0(定数)より大きい
場合、9出力を第3図のレベル比較器9の出力と
して発生する。尚、波形9出力では連続パルスで
時間T発生するように表わしているが、これは前
述のように各サンプリング毎に判定した出力パル
スの連続であり、第3図のカウンター16は波形
9出力のパルス幅Tを測定しているのと同等効果
である。以上の波形図のようにして内部事故時の
動作判定がなされる。
次に第5図は外部事故の場合の装置の各部の波
形図である。IF1は母線に流入する電流の和、IF
2は外部事故点に向つて母線より流出する電流、
IF2は流出源の変流器が飽和して点線部の電流が
変流器の2次側に流れていない状態を表わしてい
る。各電流の記号は第4図と同じで第3図におけ
る出力個所も第4図で説明したものと同じであ
る。
ΣIPはIF1又はIF2の正波分の電流に相当し、
ΣINはIF1又はIF2の負波分に相当している。ΣI
は誤差差動電流に相当し、IF1とIF2のベクトル
合成、又はΣIPとΣINのベクトル合成値に等しくな
る。IRはΣIPとΣINの絶対値|ΣIN|の和であり、
変流器の飽和の生じていない時間では流入電流
ΣIPと流出電流|ΣIN|は等しいため、IR=2ΣIP
なるが、流出端の変流器が途中で飽和しΣIN≠0
となれば、流入端の変流器の2次電流ΣIPの大き
さが変化する。IDはΣIの絶対値であり(ID−KIR
+は流出端の変流器が不飽和区間においてはKIR
>IDのため、即ちID−KIRの演算結果が負データ
となるため、第3図の動作波形判定器15により
出力否定される。次に流出端の変流器が飽和開始
すれば、徐々に誤差差動電流ΣIが増加しID>KIR
となる可能性が生じてくるが、(ID−KIR+はこの
場合を示している。この波形がレベルK0を超え
ると9出力が生じることになるが、波形9の時間
Tは第4図の場合に比較して短かいものである。
尚、変流器の飽和時の波形は図面の便宜上飽和
開始で実際完全飽和にしており実際の飽和波形と
に異なるが、実際の波形でも同じである。
また、上記実施例では母線保護の例について説
明したが、本発明は変圧器保護、送電線保護等、
比率差動原理を利用するものであれば適用でき
る。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、開平演算、
2乗演算を使用しないので演算処理が極めて簡単
となり、所要時間が短かくなり、リレー動作時間
の短縮及びマイクロコンピユータの演算処理容量
を拡大できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来及び本発明の保護対象となる母線
の接続図、第2図は従来のデイジタル差動保護継
電装置のブロツク図、第3図は本発明の一実施例
によるデイジタル差動保護継電装置のブロツク
図、第4図及び第5図は本発明装置の動作を説明
するための波形図である。 8……減算器、9……レベル比較器、10−
1,10−2,11−1,11−2……加算器、
13−1,13−2……導出回路、14……乗算
器、15……動作波形判定器、16……カウンタ
ー。図中、同一符号は同一部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 電力系統の母線、変圧器及び送電線を含む各
    部分より検出された複数の電流をアナログ・デイ
    ジタル変換して得られるデジタル電流データから
    選択された正波の瞬時値の和を導出する第1演算
    と、上記複数の電流から選択された負波の瞬時値
    の和を導出する第2演算と、上記第1及び第2演
    算の各出力の和により瞬時値の差動量を求め絶対
    値を導出する第3演算と、上記第1演算の出力と
    上記第2演算の出力の絶対値との和により瞬時値
    の抑制量を導出する第4演算と、上記第3演算の
    出力と上記第4演算の出力に所定の比率を掛けた
    値との差を導出する第5演算と、この第5演算の
    出力が正値の時のみ有効とし、かつ所定値以上あ
    るのを検出したときに出力する第6演算と、この
    第6演算の出力継続時間又は出力パルス回数が所
    定値以上の時動作判定とするデイジタル比率差動
    保護継電装置。
JP59134362A 1984-06-29 1984-06-29 デイジタル比率差動保護継電装置 Granted JPS6115518A (ja)

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JPS6115518A JPS6115518A (ja) 1986-01-23
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