JPS646608B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS646608B2
JPS646608B2 JP54036130A JP3613079A JPS646608B2 JP S646608 B2 JPS646608 B2 JP S646608B2 JP 54036130 A JP54036130 A JP 54036130A JP 3613079 A JP3613079 A JP 3613079A JP S646608 B2 JPS646608 B2 JP S646608B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
phase
digital
alternating current
vector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP54036130A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS55127829A (en
Inventor
Yasuhiro Kurosawa
Tetsuo Matsushima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP3613079A priority Critical patent/JPS55127829A/ja
Priority to GB8009726A priority patent/GB2050093B/en
Priority to US06/134,075 priority patent/US4344143A/en
Publication of JPS55127829A publication Critical patent/JPS55127829A/ja
Publication of JPS646608B2 publication Critical patent/JPS646608B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/40—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to ratio of voltage and current

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はその動作判定を確実に行なえるように
したデジタル形距離継電装置に関する。
一般に、電力系統に事故が発生した場合、その
事故点までの距離及び方向を検出する継電器とし
て、モー特性を備えた距離継電器（以下、モー継
電器と称する）が多く用いられている。
第１図はこのような従来から行なわれている距
離継電方式の構成を示すものである。図におい
て、１は背後インピーダンス２を介して送電線３
が接続された電源である。４，５は送電線３の電
流、電圧を夫々検出する電流、電圧変成器で、そ
の検出信号Ｉ，Ｖを距離継電器６に入力するよう
にしている。この距離継電器６では、所定の原理
に基づいて故障点までの距離を測定し、所定の方
向及び距離内にあるか否かを判定する。
従来、起動要素としてよく用いられるモー継電
器の動作としては、第２図に示す方式のものがあ
る。この第２図に示す方式は、次式のような動作
原理式に基づくものである。
VPL（Ｉ・Z1−Ｖ）＝｜Ｉ・Z1｜×｜VPL｜・cos（
−θ−Δθ）−｜VPL｜ ・｜Ｖ｜cos（Δθ）K1 ……(1) ここで、Ｉ，Ｖは電流、電圧、VPLは極性電圧
K1は最小感度定数、は最大感度角、θは電圧
Ｖの電流Ｉに対する進み位相角、Z1は整定値であ
る。また、印はベクトルの内積を表わし、Δθ
は電圧Ｖと極性電圧VPLとの位相差を表わす。一
方、第２図においてOP→は極性電圧VPLであり、
この極性電圧VPLを90度進ませた電圧ベクトル
EN→が、ベクトル（Ｉ・Z1−Ｖ）つまりGF→に対し
て“進み”であるが“遅れ”であるかにより、電
圧Ｖ（OG→）が所定の範囲にあるか否かを判定す
るものである。
ところで、このような判定をデジタル計算機に
より実行する場合は(1)式からもわかるように、そ
の演算過程において乗算が必要である。一般に、
デジタル計算機で乗算を行なう場合には、単純な
加減算に比べて十数倍の演算処理時間を要する
が、この事は高速判定の要求される距離継電器の
要件に反するものである。そこで、従来このよう
な演算処理方法を改善するために、加減算のみに
てモー継電器の機能を構成する方法として、次式
で示すような動作原理式が提案されている。
｜Ｉ・Zp｜−｜Ｉ・Zp−Ｖ｜Kp ……(2) ここで、Ｉ，Ｖは電流、電圧、Zpは整定値、
Kpは最小感度定数である。
第３図はこの(2)式の動作原理を示すものであ
る。図において、ベクトルEM→の大きさつまり、
｜Ｉ・Zp−Ｖ｜が、ベクトルOM→の大きさ｜Ｉ・
Zp｜よりも“大”であるか“小”であるかによつ
て動作判定を行なう。すなわち、このような構成
のモー継電器にすれば、容易にデジタル処理を行
なわせることができる。
しかしながら、このような動作原理のモー継電
器においては、継電器設置点の至近端で電力系統
の事故が発生した場合には、その系統電圧Ｖが零
レベル、すなわち(2)式における左辺の項が｜Ｉ・
Zp｜−｜Ｉ・Zp−０｜＝０となつて、右辺の最小
感度定数Kpより小となる為、方向判定つまり動
作判定が不可能になつてしまうという欠点があ
る。その為、継電器設置点の至近端で事故が発生
して、系統電圧Ｖが零レベルになつても方向誤認
をせずに正確に応動する距離継電器が要望されて
いる。
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたも
ので、電力系統の電流、電圧等のアナログ電気量
をデジタル量に変換し、これを定められた演算ア
ルゴリズムに基づいて演算を行ないベクトルの大
きさを比較すことによつて動作判定を行ない前記
電力系統の保護を行なうようにしたデジタル形距
離継電装置において、上記電力系統に事故発生時
その系統電圧が零レベルとなつた場合においても
方向誤認をせずに確実にその動作判定を行なうこ
とができる信頼性の高いデジタル形距離継電装置
を提供することを目的とする。
先ず、本発明の動作原理について説明する。本
発明の動作原理は、次式のように表わされる。
｜Ｉ・Zp＋K1・VP｜ −｜Ｉ・Zp−Ｖ−K2・VP｜Kp ……(3) ここで、Ｉ，Ｖは電流、電圧、Zpは整定値、
Kpは最小感度定数、K1，K2は定数である。ま
た、VPは電圧Ｖとは異なる電圧で、例えば電圧
Ｖに対して次式のような関係となるように導出さ
れた電圧である。
VP＝Kp・Ｖ∠ψ ……(4) ここで、Kpは定数でありψは電圧VPの電圧Ｖ
に対する進み位相を表わすものである。が、この
場合VPはＶそのものをkp倍し、ψだけ位相を進
めた電圧を意味するのではなく、ＶとVPとの関
係はＶが零になつてもVPが零にならないような
関係になつている。このようなVPとＶとの関係
は例えば特開昭48−99634号公報に記載の保護リ
レーで周知である。いま、(4)式を(3)式に代入して
次式を得る。
｜Ｉ・Zp＋K1・kp・Ｖ∠ψ｜−｜Ｉ・Zp−（１＋K2・
kp∠ψ）・Ｖ｜≧Kp……(5) 次に、この(5)式に１／｜k1∠ψ｜を乗じて変形
し次式を得る。
｜Ｉ・Zp／k1∠ψ＋Ｖ｜−｜１＋k2∠ψ｜／｜k1∠ψ
｜・｜Ｉ・Zp／１＋k2∠ψ−Ｖ｜Kp・１／k1∠ψ｜…
…(6) 但し、k1＝kp・K1，k2＝Kp・K2 また、(6)式において ｛Ｉ・Zp／k1∠ψ＝a〓， Ｉ・Zp／１＋k2∠ψ＝b〓 ｜１＋k2∠ψ｜／｜k1∠ψ｜＝Ｃ｝ ……(7) と置くと、(6)式は次のように表わされる。
｜a〓＋Ｖ｜−ｃ・｜b〓−Ｖ｜Kp・１／｜k1∠ψ｜ ……(8) (8)式において、右辺の項はベクトルの解析を容
易にするため、またその値が実際的に非常に小さ
いことから、これを無視すると、 ｜a〓＋Ｖ｜ｃ・｜b〓−Ｖ｜ ……(9) が得られる。この(9)式のベクトル関係を示す
と、第４図のように表わされる。図において、ベ
クトルＡ（＝a〓）の逆方向に引いたベクトル
OA→′（＝−a〓）と、ベクトルＢ（＝b〓）とを結ぶ
ベクトルAB→＝（a〓＋b〓）を基本に考える。いま、
ベクトルA′B→を底辺とする△A′BPにおいて、ベ
クトルA′P→（＝Ｖ＋a〓）とベクトルBP→（＝Ｖ−b〓
）
の大きさ、つまり辺A′P→とBP→の比がｃ：１であ
る。従つて、ベクトル頭Ｐは辺をｃ：１に内
分する点Ｘ、及び同じく外分する点Ｙとを結ぶ線
分を直径とする円を描くことになり、(9)式を
満足する範囲はその円内部となり、第５図にその
様相を示す。この第５図において、ベクトルＸ
及びベクトルＹは次のように表わされる。
従つて、円の中心Ｚと点とを結ぶベクトル
Ｚ、及び半径（＝｜YX／２｜）は、次のように表 わされる。
また、ベクトルa〓とベクトルb〓の大きさもｃ：
１であるので、点も円上にあることは明らかで
ある。以上の関係を示すと、第６図のように表わ
される。図において、角度は電流Ｉに対する
IZpの進み角度を表わすものである。また、ベク
トルＵは Ｕ＝１／｜１＋k2∠ψ｜−k12・IZp であり、ベクトルＺとベクトルZU→の角度はψ
で、その大きさの比は１：（k1＋k2）である。従
つて、最大感度角ψnは次のように表わされる。
ψn＝＋tan-1（（k1＋k2）sinψ／１＋（k1＋k2）c
osψ）……(12) 本発明は上記のような動作原理に基づいてなさ
れたものである。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。第７図はデジタル形距離継電方式の構成を
示すもので、第１図と同一部分には同一符号を付
して示し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。７は電流変成器４、電圧変成器５により検出
れる送電線３の電流、電圧を夫々入力としそれを
デジタル量に変換するアナログ／デジタル変換器
（以下、Ａ／Ｄ変換器と称する）で、その出力を
電圧信号Ｖ，VP、電流信号Ｉとして出力する。
この場合VPはＶとVP＝kp・Ｖ∠ψなる関係にあ
る送電線電圧信号である。８は演算制御部（以
下、CPUと称する）81、プログラムメモリ部
（以下、ＲＭ部と称する）８２、メモリ部８３、
整定部８４を備えたデジタル計算機である。メモ
リ部８３は、上記各信号Ｖ，VP，Ｉが書込まれ
るもの、また整定部８４はCPU８１における演
算に必要な各定数K1，K2，整定値Zp，最小感度
定数Kpを設定するものである。ＲＭ部８２は
詳細を後述する演算アルゴリズムがプログラミン
グ化して記憶されているもの、CPU８１はメモ
リ部８３のデータ、整定部８４の整定値を基に、
ＲＭ部８２の演算アルゴリズムに沿つた演算処
理を行なうものである。
第８図はＲＭ部８２にプログルミング化して
記憶されている。CPU部８１が実行する演算ア
ルゴリズムの内容を示すフローチヤートである。
１０１はメモリ部８３に書込まれたデータＶ，
VP，Ｉを、また整定部８４に設定された定数K1，
K2，整定値Zp，最小感度定数Kpを読取るべくス
テツプである。１０２はステツプ１０１で読取つ
たデータＶ，Ｉ、整定値Zpを基に、交流量Ｉ・Zp
と（Ｉ・Zp−Ｖ）を得るべく演算を行なうステツ
プである。１０３はステツプ１０１で読取つたデ
ータVP，定数K1，K2を基に、交流量K1・VPと
K2・VPを得るべく演算を行なうステツプである。
１０４はステツプ１０２，１０３の処理内容を基
に、交流量（Ｉ・Zp＋K1・VP）を得るべく演算
を行なうステツプである。１０５はステツプ１０
４の処理内容を基に、交流量振幅値｜Ｉ・Zp＋
K1・VP｜を得るべく演算を行なうステツプであ
る。１０６はステツプ１０２，１０３の処理内容
を基に、交流量（Ｉ・Zp−Ｖ−K2VP）を得るべ
く演算を行なうステツプである。１０７はステツ
プ１０６の処理内容を基に、交流量振幅値｜Ｉ・
Zp−Ｖ−K2・VPを得るべく演算を行なうステツ
プである。１０８はステツプ１０５の処理内容｜
Ｉ・Zp＋K1・VP｜及びステツプ１０７の処理内
容｜Ｉ・Zp−Ｖ−K2・VP｜を基に、交流量振幅
値差｜Ｉ・Zp＋K1・VP｜−｜Ｉ・Zp−Ｖ−K2VP
｜を得るべく演算を行ない、且つその結果とステ
ツプ１０１で読取つた最小感度定数Kpとの大小
関係を ｜Ｉ・Zp＋K1・VP｜ −｜Ｉ・Zp−Ｖ−K2・VP｜Kp なる判別式を基に比較し、判別式成立時には次の
ステツプ１０９にて“動作”と判定し、また不成
立時にはステツプ１１０にて“不動作”と判定す
るものである。
次に、かかる構成のデジタル形距離継電装置の
作用について述べる。いま、送電線３の電圧、電
流が電圧、電流変成器５，４によつて検出され、
Ａ／Ｄ変換器７に加えられてその大きさに応じた
デジタル信号に変換され、電圧信号Ｖ、電流信号
Ｉ、及び電圧信号Ｖとの関係がkp・Ｖ∠ψなる電
圧信号VPが、デジタル計算機８のメモリ部８３
に書込まれる。これより、CDU８１においては
ＲＭ部８２にプログラミングされている演算ア
ルゴリズムに従つて演算が行なわれる。つまり、
まずステツプ１０１においては、CPU８１にメ
モリ部８３のデータＶ，VP，Ｉ、整定部８４の
整定値Zp、定数K1，K2、最小感度定数Kpが夫々
読込まれる。次のステツプ１０２においては、ス
テツプ１０１で読込んだデータＶ，Ｉ，整定値Zp
を基に演算を行ない、交流量Ｉ・Zpと（IZp−Ｖ）
が得られる。次のステツプ１０３においては、ス
テツプ１０１で読込んだデータVP、定数K1，K2
を基に演算を行ない、交流量K1VPをK2VPが得ら
れる。また、次のステツプ１０４においては、ス
テツプ１０２で得られた交流量IZpと、ステツプ
１０３で得られた交流量K1VPとを基に演算を行
ない、交流量（IZp＋K1VP）が得られる。次のス
テツプ１０５においては、ステツプ１０４で得ら
れた交流量（IZp＋K1VP）の絶対値演算を行な
い、交流量振幅値｜IZp＋K1VP｜が得られる。次
のステツプ１０６においては、ステツプ１０２，
１０３で得られた交流量（IZp−Ｖ），K2VPを基
に演算を行ない、交流量IZp−Ｖ−K2VPが得られ
る。また、次のステツプ１０７においては、ステ
ツプ１０６で得られた交流量IZp−Ｖ−K2VPを基
に絶対値演算を行ない、交流量振幅値｜IZp−Ｖ
−K2VP｜が得られる。更に、次のステツプ１０
８においては、ステツプ１０５で得られた交流振
幅値｜IZp＋K1VP｜と、ステツプ１０７で得られ
た交流振幅値｜IZp−Ｖ−K2VP｜、及びステツプ
１０１で読込んだ最小感度定数Kpを基に、 ｜IZp＋K1VP｜−｜IZp−Ｖ−K2VP｜Kp なる判定演算が行なわれる。その判定演算の結
果、交流量（IZp＋K1VP）と（IZp−Ｖ−K2VP）
との振幅値差が、最小感度定数Kpよりも大なる
時には上記ステツプ１０８の判定式が成立し、ス
テツプ１０９において“動作”と判定される。ま
た、上記において逆に振幅値差が最小感度定数
Kpよりも小なる時には、その判定式は不成立で
ありステツプ１１０において“不動作”と判定さ
れる。
このように、電力系統の電圧Ｖ，電流Ｉをデジ
タル量に変換し、これを予め定められた演算アル
ゴリズムに基づいてデジタル演算を行ないベクト
ルの大きさを比較することによつて動作判定を行
ない電力系統の保護を行なうようにしてデジタル
形距離継電装置において、上記電圧Ｖに対して
Kp・Ｖ∠ψなる関係（kpは定数、ψは電圧Ｖに
対する進み位相）となるように導出された上記電
圧Ｖとは異なる電圧VP，整定部に設定された演
算に必要な各定数K1，K2，整定値Zp，最小感度
定数Kpとを用いて、 ｜IZp＋K1VP｜−｜IZp−Ｖ−K2VP｜Kpなる判
定演算を行なうようにしたので、継電器設置至近
点の電力系統に事故発生時上記電圧Ｖが零レベル
になつても方向誤認をせずに確実に動作判定を行
なうことができる。
次に、本発明の他の実施例について説明する。
先ず、その動作原理について述べる。この動作原
理は次式のように表わされる。
｜IZp＋K1VP｜−｜IZp−K2VP｜Kp ……(13) ここで、VP及びK1，K2は前記実施例と全く同
様のものである。また、前記(3)式と全く同様に考
えて a〓＝IZp／k1∠ψ，b〓＝IZp／k2∠ψ，ｃ＝k2／k1 と置き、更に定数k1＝k2と仮定した場合は、 ｜a〓＋Ｖ｜−｜a〓−Ｖ｜Kp となり、一方定数k1≠k2と仮定した場合には ｜a〓＋Ｖ｜−ｃ・｜b〓−Ｖ｜kp となる。以上の関係を図に示すと第９図のように
表わされる。図において、ベクトルＢ（＝b〓）
はIZpより角度ψだけ遅れている。また、ベクト
ルＡ（＝−a〓）はベクトルＢと180度異なつて
いる。まず、k1＝k2の時は上式からも明らかなよ
うに原点を通る直線となり、斜線部で示した領
域が動作域となり、一方、k1≠k2の時には円特性
となり、この円の中心ベクトルZ1,2及び半径
（＝｜YX／２｜）は次式のようになる。
Z1,2＝IZp／k2−k1∠−ψ， ｜YX／２｜＝｜IZp｜／｜k2−k1｜ k1＜k2の場合には、中心Z1の円内部が動作域とな
り、また逆にk1＞k2の場合には中心Z2の円外部が
動作域となる。
本実施例はこのような原理に基づいてなされた
ものである。
第１０図はＲＭ部８２にプログラミング化し
て記憶されている、CPU１が実行する演算アル
ゴリズムの内容を示すフローチヤートである。２
０１はメモリ部８３に書込まれたデータVP，Ｉ
を、また整定部８４に設定された定数K1，K2，
整定値Zp，最小感度定数Kpを読取るべくステツ
プである。２０２はステツプ２０１で読取つたデ
ータＩ、整定値Zpを基に、交流量Ｉ・Zpを得るべ
く演算を行なうステツプである。２０３はステツ
プ２０１で読取つたデータVP，定数K1，K2を基
に、交流量K1・VPとK2・VPを得るべく演算を行
なうステツプである。２０４はステツプ２０２，
２０３の処理内容を基に、交流量（Ｉ・Zp＋
K1・VP）を得るべく演算を行なうステツプであ
る。２０５はステツプ２０４の処理内容を基に、
交流量振幅値｜Ｉ・Zp＋K1・VP｜を得るべく演
算を行なうステツプである。２０６はステツプ２
０２，２０３の処理内容を基に、交流量（Ｉ・Zp
−K2VP）を得るべく演算を行なうステツプであ
る。２０７はステツプ２０６の処理内容を基に、
交流量振幅値｜IZp−K2・VP｜を得るべく演算を
行なうステツプである。２０８はステツプ２０５
の処理内容｜Ｉ・Zp＋K1・VP｜及びステツプ２
０７の処理内容｜Ｉ・Zp−K2・VP｜を基に、交
流量振幅値差｜IZp＋K1・VP｜−｜Ｉ・Zp−
K2VP｜を得るべく演算を行ない、且つその結果
とステツプ２０１で読取つた最小感度定数Kpと
の大小関係を ｜Ｉ・Zp＋K1・VP｜ −｜Ｉ・Zp−K2・VP｜Kp なる判別式を基に比較し、判別式成立時には次の
ステツプ２０９にて“動作”と判定し、また不成
立時にはステツプ２１０にて“不動作”と判定す
るものである。
次に、かかる構成のデジタル形距離継電装置の
作用について述べる。いま、送電線３の電圧、電
流が前述同様に電圧、電流変成器５，４によつて
検出され、Ａ／Ｄ変換器７に加えられてその大き
さに応じたデジタル信号に変換され、電圧信号
Ｖ、電流信号Ｉ、及び電圧信号Ｖとの関係がkp・
Ｖ∠ψなる電圧信号VPが、デジタル計算機８の
メモリ部８３に書込まれる。これより、CPU８
１においてはＲＭ部８２にプログラミングされ
ている演算アルゴリズムに従つて演算が行なわれ
る。つまり、まずステツプ２０１においては、
CPU８１にメモリ部８３のデータVP，Ｉ、整定
部８４の整定値Zp、定数K1，K2、最小感度定数
Kpが夫々読込まれる。次のステツプ２０２にお
いては、ステツプ２０１で読込んだデータＩ、整
定値Zpを基に演算を行ない、交流量Ｉ・Zpが得ら
れる。次のステツプ２０３においては、ステツプ
２０１で読込んだデータVP、定数K1，K2を基に
演算を行ない、交流量K1VPとK2VPが得られる。
また、次のステツプ２０４においては、ステツプ
２０２で得られた交流量IZpと、ステツプ１０３
で得られた交流量K1VPとを基に演算を行ない、
交流量（IZp＋K1VP）が得られる。次のステツプ
２０５においては、ステツプ２０４で得られた交
流量（IZp＋K1VP）の絶対値演算を行ない、交流
量振幅値｜IZp＋K1VP｜が得られる。次のステツ
プ２０６においては、ステツプ２０２，２０３で
得られた交流量（IZp），K2VPを基に演算を行な
い、交流量IZp−K2VPが得られる。また、次のス
テツプ２０７においては、ステツプ２０６で得ら
れた交流量IZp−K2VPを基に絶対値演算を行な
い、交流量振幅値｜IZp−K2VP｜が得られる。更
に、次のステツプ２０８においては、ステツプ２
０５で得られた交流振幅値｜IZp＋K1VP｜と、ス
テツプ２０７で得られた交流振幅値｜IZp−K2VP
｜、及びステツプ２０１で読込んだ最小感度定数
Kpを基に、 ｜IZp＋K1VP｜−｜IZp−K2VP｜Kp なる判定演算が行なわれる。その判定演算の結
果、交流量（IZp＋K1VP）と（IZp−K2VP）との
振幅値差が、最小感度定数Kpよりも大なる時に
は上記ステツプ２０８の判定式が成立し、ステツ
プ２０９において“動作”と定される。また、上
記において逆に振幅値差が最小感度定数Kpより
も小なる時には、その判定式は不成立でありステ
ツプ２１０において“不動作”と判定される。
このように、電力系統の電圧Ｖ，電流Ｉをデジ
タル量に変換し、これを予め定められた演算アル
ゴリズムに基づいてデジタル演算を行ないベクト
ルの大きさを比較することによつて動作判定を行
ない電力系統の保護を行なうようにしたデジタル
形距離継電装置において、上記電圧Ｖと（kp・Ｖ
∠ψ）なる関係にある電圧VPを導出し、整定部
に設定された演算に必要な各定数K1，K2，整定
値Zp，最小感度定数Kpとを用いて、｜IZp＋K1VP
｜−｜IZp−K2VP｜Kpなる判定演算を行なうよ
うにしたので、同様に継電器設置至近点の電力系
統に事故発生時上記電圧Ｖが零レベルになつても
方向誤認をせずに確実に動作判定を行なうことが
できる。
尚、本発明は上述した実施例に限定されるもの
ではない。
(1) 上記各実施例では、電圧Ｖと異なる電圧VP
として、VP＝kp・Ｖ∠ψなる関係にある場合
つついて述べたが、この電圧VPとして電圧Ｖ
のｎサイクル若しくは（ｎ−１／２）サイクル前 の値を適用しても同様に実施することができる
ものである。
（VP＝VN：Ｖよりｎサイクル前の電圧 VP＝−VW：Ｖより（ｎ−１／２）サイクル前の 電圧） 但し、ｎは１より大なる整数 第１１図は、このような関係を前記(3)式の動
作原理に適用する場合の演算アルゴリズムの内
容を示すフローチヤートである。３０１はメモ
リ部８３に書込まれたデータＶ，Ｉを、また整
定部８４に設定された定数K1，K2，整定値Zp，
最小感度定数Kpを読取るべくステツプである。
３０２はステツプ３０１で読取つたデータＶ，
Ｉ、整定値Zpを基に、交流量Ｉ・Zpと（Ｉ・Zp
−Ｖ）を得るべく演算を行なうステツプであ
る。３０３は電圧Ｖのｎサイクル前の電圧VP
を導出するステツプである。３０４はステツプ
３０３で読取つたデータVP，定数K1，K2を基
に、交流量K1・VPとK2・VPを得るべく演算を
行なうステツプである。３０５はステツプ３０
２，３０４の処理内容を基に、交流量（Ｉ・Zp
＋K1・VP）を得るべく演算を行なうステツプ
である。３０６はステツプ３０５の処理内容を
基に、交流量振幅値｜Ｉ・Zp＋K1・VP｜を得
るべく演算を行なうステツプである。３０７は
ステツプ３０２，３０４の処理内容及びステツ
プ３０１で読取つたデータＶを基に、交流量
（Ｉ・Zp−Ｖ−K2VP）を得るべく演算を行なう
ステツプである。３０８はステツプ３０７の処
理内容を基に、交流量振幅値｜Ｉ・Zp−Ｖ−
K2・VP｜を得るべく演算を行なうステツプで
ある。３０９はステツプ３０６の処理内容｜
Ｉ・Zp＋K1・VP｜及びステツプ３０８の処理
内容｜Ｉ・Zp−Ｖ−K2・VP｜を基に、交流量
振幅値差｜Ｉ・Zp＋K1・VP｜−｜Ｉ・Zp−K1
−K2VP｜を得るべく演算を行ない、且つその
結果とステツプ３０１で読取つた最小感度定数
Kpとの大小関係を Ｉ・Zp＋K1・VP｜ −｜Ｉ・Zp−Ｖ−K2・VP｜Kp なる判別式を基に比較し、判別式成立時には次
のステツプ３１０にて“動作”と判定し、また
不成立時にはステツプ３１１にて“不動作”と
判定するものである。
電力系統に事故がない場合には、電圧Ｖと電
圧VPとの間の関係は大きさが等しく、且つ周
波数の変動がなければ、その間の位相差は
（2nπ）若しくは（2n−１）πと異なつている
ことは明らかである。また、系統に事故が発生
した場合はその様相が異なつてくる。このこと
を３相短絡故障等の事故を例にとり説明する。
第１２図は事故時における等価回路を示すもの
である。この場合、故障Ｆの発生前の電圧EF
は、図からもわかるように EF＝IF（Zs＋Zl＋RF／C1） にて表わされる。また、故障時における故障点
の電圧V1は、V1＝IF・RF／C1にて表わされる。
従つて、故障時における継電器設置点の電圧Ｖ
は、Ｖ＝IF・Zl＋V1となる為、故障発生前の電
圧EFとの間には EF＝Ｖ＋IF・Zs ……(14) なる関係がある。（第１３図参照）従つて、こ
の（14）式で示した電圧が事故発生後ｎサイク
ル、若しくは（ｎ−１／２）サイクル間電圧VPと なることは明らかである。但し、上記において
Zsは背後インピーダンス、Zlは継電器設置点か
ら事故点までの送電線インピーダンス、RFは
故障点抵抗、またC1は電流の分流比である。
今、この（14）式の関係を前記(3)式に適用し
た場合、つまり事故発生過渡時の応動を示すと
第１４図のようになる。但し、(3)式においては
説明を容易にするめに、K1＝K2＝ｋとする。
第１４図において、点Ｐは円Ｂつまり過渡時の
特性の中心、また半径は｜PR｜であり、次式
のように表わされる。
また、同図において円Ａは事故発生前の特性で
あり、ベクトルＳはＩ・ZSPでまたベクトル
QP→はｋ／１＋2k・Ｉ・ZSPである。以上の事から わかるように、定数ｋの値を小さくすればする
ほど、円Ｂは円Ａに近づくことがわかる。従つ
て、この定数ｋの値を故障点抵抗RFや潮流等
の影響を考慮して設定するようにすれば、良好
な特性を得ることができる。
一方、（14）式の関系を前記（13）式に適用
した場合は、上記同様にK1＝K2＝ｋとすると、 ｜IZp＋KIZSP＋kV｜ −｜IZp−kIZSP−kV｜Kp ……(16) となり、この時の特性は第１５図のように表わ
される。図において、ベクトルＳはＩ・ZS、
ＯＭはIZp、Ｎは（−IZp）、MP→は（−
kIZSP）、またNQ→＝MP→である。また、ベクト
ルＡが故障発生前の特性を、ベクトルＢが過渡
時の特性を表わすものである。
以上の説明からわかるように、電力系統にお
ける継電器設置至近点での事故発生時、電圧Ｖ
の値が零になつても、電圧VPの値としては前
述したようにｎサイクル若しくは（ｎ−１／２） サイクル間事故前の電圧を示すため、背後イン
ピーダンスZSが整定値Zpの角度と大きく相違し
ない限り、方向誤認することなく良好な特性を
得ることができる。
(2) 上記各実施例における電圧VPとして、電圧
Ｖとは異なる電力系統の電圧を適用しても同様
に実施することができるものである。この場
合、電圧VPは例えば第１６図に示すような３
相の電圧量を用いて、次のように表わされる。
Ｒ相：VP(R)＝（VST∠90゜＋K3・VR）のｎサイク
ル若しくは（ｎ−１／２）サイクル前の電圧 Ｓ相：VP(S)＝（VTR∠90゜＋K3・VS）のｎサイク
ル若しくは（ｎ−１／２）サイクル前の電圧 Ｔ相：VP(T)＝（VRS∠90゜＋K3・VT）のｎサイク
ル若しくは（ｎ−１／２）サイクル前の電圧 このような関係を、前記(3)式或いは（13）式
で示した動作原理式に適用する場合は、次のよ
うになる。
｜I( )Zp＋K1・VP( )｜−｜I( )・Zp−V( )−K2・V
P( )｜Kp……(17) ｜I( )Zp＋K1・VP( )｜−｜I( )・Zp−K2・VP( )｜
Kp……(18) 但し、（ ）はＲ，Ｓ，Ｔ相の相を表わす。
１７図はこの（17）式をＲ相を例に適用する
場合の演算アルゴリズムの内容を示すフローチ
ヤートである。４０１はメモリ部８３に書込ま
れたＲ相のデータVR，IRを、また整定部８４に
設定された定数K1，K2，整定値Zp，最小感度
定数Kpを読取るべくステツプである。４０２
はステツプ４０１で読取つたデータVR，IR，整
定値Zpを基に、交流量IR・Zpと（IR・Zp−VR）
を得るるべく演算を行なうステツプである。４
０３はＳ相とＴ相の相間電圧VSTを90度進ませ
た交流量のｎサイクル前のデータを導出するス
テツプである。４０４はＲ相の電圧VRのｎサ
イクル前のデータを導出するステツプである。
４０５はステツプ４０３，４０５の処理内容を
基に、その和をとり交流量VP(R)を導出するス
テツプである。４０６はステツプ４０２の処理
内容IRZp，ステツプ４０５の処理内容VP(R)にス
テツプ４０１で読込んだ定数K1を乗じ、交流
量（IR・Zp＋K1・VP(R)を得るべく演算を行なう
ステツプである。４０７はステツプ４０６の処
理内容を基に、交流量振幅値｜IR・Zp＋K1・
VP(R)｜を得るべく演算を行なうステツプであ
る。４０８はステツプ４０１，４０２の処理内
容定数K2を乗じ、交流量及びステツプ４０５
の処理内容VP(R)にステツプ４０１で読込んだ
（IR・Zp．VR−K2VP(R)）を得るべく演算を行な
うステツプである。４０９はステツプ４０８の
処理内容を基に、交流量振幅値｜IR・Zp−VR−
K2・VP(R)｜を得べく演算を行なうステツプで
ある。４１０はステツプ４０７の処理内容｜
IR・Zp＋K1・VP(R)｜及びステツプ４０９の処理
内容｜IR・Zp−VR−K2・VP(R)｜を基に、交流
量振幅値差｜IR・Zp＋K1・VP(R)｜−｜IR・Zp−
VR−K2VP(R)｜を得るべく演算を行ない、且つ
その結果とステツプ４０１で読取つた最小感度
定数Kpとの大小関係を ｜IR・Zp＋K1・VP(R)｜−｜IR・Zp ・VR−K2・VP(R)｜Kp なる判定式を基に比較し、判別式成立時には次
のステツプ４１１にて“動作”と判定し、また
不成立時にはステツプ４１２にて“不動作”と
判定するものである。なお、上記においてはＲ
相に関する場合をを述べたが、Ｓ相，Ｔ相に関
しても同様に実現することができることは言う
までもない。結局、電圧VP( )として電圧V( )
とは異なる相の電圧を用いても同様の効果が得
られるものである。すなわち、この場合には電
力系統に１線地絡事故が発生し、地絡相電圧が
零レベルになつても他の相の電圧の相間電圧は
健全時と変らず、前述したように方向誤認する
ことを防止することができる。なお、上記にお
いてＲ相１線地絡時の電圧のベクトル偏向を示
すと第１８図に示すようになることは周知のこ
とである。図において、ベクトルRR→′＝2V2F
（：逆相電圧）、SS→′，TT→′＝−V2Fである。ま
た、Ｒ相の電位は地絡時対地電位になる。更
に、図からもわかるように事故後の相間電圧
VS′T′は健全時の相間電圧VSTと変わらない。な
お、１点鎖線は健全時の相電圧を表わすもので
ある。
(3) 上記各実施例において、故障点抵抗や負荷の
影響に対しても系統条件に則して、適切に前記
各定数k1，k2，kpを設定するようにすれば、更
に正確な装置の応動を期待することができるも
のである。
以上説明したように本発明によれば、電力系統
の電流Ｉ，電圧Ｖ等のアナログ電気量をデジタル
量に変換し、これを定められた演算アルゴリズム
に基づいて演算を行ないベクトルの大きさを比較
することによつて動作判定を行ない前記電力系統
の保護を行なうようにしたデジタル形距離継電装
置において、電圧Ｖに対してkp・Ｖ∠ψなる関係
（kpは定数，ψは電圧Ｖに対する進み位相）とな
るように導出された上記電圧Ｖとは異なる電圧
VP，上記電圧Ｖのｎもしくは（ｎ−1/2）サイク
ル前の電圧VP，上記電圧Ｖとは異なる相の相間
電圧VPのうちいずれか一つの電圧VPと、予め設
定された定数K1，K2・整定値Zp・最小感度値Kp
等の整定値と、上記電圧Ｖもしくは電流Ｉとを用
いて、予め定められた演算アルゴリズムに従つて
判定演算を行なうようにしたので、上記電力系統
に事故発生時その系統電圧が零レベルになつた場
合においても方向誤認をせずに確実にその動作判
定を行なうことができるデジタル形距離継電装置
が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は距離継電方式の一般的な構成を示す
図、第２図はモー継電器の一般的な特性を示す
図、第３図はモー継電器の動作原理を説明するた
めの図、第４図、第５図、第６図、第９図、第１
２図、第１３図、第１４図、第１５図、第１６
図、第１８図は本発明の動作原理及び特性を説明
するための図、第７図は本発明のデジタル形距離
継電装置の一実施例を示す構成ブロツク図、第８
図は第７図におけるROM部の演算アルゴリズム
を示すフローチヤート、第１０図、第１１図、第
１７図は本発明の他の実施例における演算アルゴ
リズムを示すフローチヤートである。 １…電源、２…背後インピーダンス、３…送電
線、４…電流変成器、５…電圧変成器、６…距離
継電器、７…Ａ／Ｄ変換器、８…デジタル計算
機、８１…CPU、８２…ＲＭ部、８３…メモ
リ部、８４…整定部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 電力系統の電流Ｉ，電圧Ｖ等のアナログ電気
    量をデジタル量に変換し、これを定められた演算
    アルゴリズムに基づいて演算を行ないベクトルの
    大きさを比較することによつて動作判定を行ない
    前記電力系統を保護するようにしたデジタル形距
    離継電装置において、前記電圧Ｖに対してkp・Ｖ
    ∠ψなる関係（kpは定数、ψは電圧Ｖに対する進
    み位相）となるように導出された前記電圧Ｖとは
    異なる電圧VP、前記電圧Ｖのｎもしくは（ｎ―
    １／２）サイクル前の電圧VP、前記電圧Ｖとは異な
    る相の相間電圧VPのうちいずれか一つの電圧VP
    と、予め設定された定数K1，K2・整定値Zp・最
    小感度値Kp等の整定値と、前記電流Ｉ，電圧Ｖ
    とを用い、前記演算アルゴリズムとして ｜IZp＋K1VP｜−｜IZp−Ｖ−K2VP｜Kp なる判定演算を行なつて動作判定を行なうように
    したことを特徴とするデジタル形距離継電装置。 ２ 電力系統の電流Ｉ，電圧Ｖ等のアナログ電気
    量をデジタル量に変換し、これを定められた演算
    アルゴリズムに基づいて演算を行ないベクトルの
    大きさを比較することによつて動作判定を行ない
    前記電力系統を保護するようにしたデジタル形距
    離継電装置において、前記電圧Ｖに対してkp・Ｖ
    ∠ψなる関係（kpは定数、ψは電圧Ｖに対する進
    み位相）となるように導出された前記電圧Ｖとは
    異なる電圧VP、前記電圧Ｖのｎもしくは（ｎ―
    １／２）サイクル前の電圧VP、前記電圧Ｖとは異な
    る相の相間電圧VPのうちいずれか一つの電圧VP
    と、予め設定された定数K1，K2・整定値Zp・最
    小感度値Kp等の整定値と、前記電流Ｉとを用い、
    前記演算アルゴリズムとして ｜IZp＋K1VP｜−｜IZp−K2VP｜Kp なる判定演算を行なつて動作判定を行なうように
    したことを特徴とするデジタル形距離継電装置。
JP3613079A 1979-03-27 1979-03-27 Digital distance relay unit Granted JPS55127829A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3613079A JPS55127829A (en) 1979-03-27 1979-03-27 Digital distance relay unit
GB8009726A GB2050093B (en) 1979-03-27 1980-03-21 Digital distance relay system
US06/134,075 US4344143A (en) 1979-03-27 1980-03-26 Digital type distance relay system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3613079A JPS55127829A (en) 1979-03-27 1979-03-27 Digital distance relay unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS55127829A JPS55127829A (en) 1980-10-03
JPS646608B2 true JPS646608B2 (ja) 1989-02-03

Family

ID=12461193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3613079A Granted JPS55127829A (en) 1979-03-27 1979-03-27 Digital distance relay unit

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4344143A (ja)
JP (1) JPS55127829A (ja)
GB (1) GB2050093B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1703612A2 (en) 2001-08-27 2006-09-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Protective relay system

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56162921A (en) * 1980-05-20 1981-12-15 Tokyo Shibaura Electric Co Protection relay unit
US4377833A (en) * 1981-08-17 1983-03-22 Electric Power Research Institute, Inc. Methods and apparatus for protecting electrical reactors
JPS5854825A (ja) * 1981-09-29 1983-03-31 株式会社東芝 保護継電装置
JPS5854824A (ja) * 1981-09-29 1983-03-31 株式会社東芝 保護継電装置
JPS6039312A (ja) * 1983-08-10 1985-03-01 株式会社東芝 保護継電装置
JPS60113615A (ja) * 1983-11-24 1985-06-20 株式会社東芝 デイジタル形保護継電装置
SE441138B (sv) * 1984-02-01 1985-09-09 Asea Ab Digitalt impedansrele
JPH0828934B2 (ja) * 1984-07-31 1996-03-21 株式会社東芝 保護制御装置
JPS61112527A (ja) * 1984-11-07 1986-05-30 三菱電機株式会社 デイジタル距離継電器
JPS6240019A (ja) * 1985-08-13 1987-02-21 三菱電機株式会社 デジタル距離継電方式
US4747061A (en) * 1986-03-17 1988-05-24 Westinghouse Electric Corp. Automatic transfer switch for a wide range of source voltage
DE3611083A1 (de) * 1986-04-03 1987-10-08 Licentia Gmbh Verfahren und vorrichtung fuer die anregung eines mehrphasigen distanzschutzes
AU603871B2 (en) * 1987-03-03 1990-11-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Digital locator
JP2694993B2 (ja) * 1989-02-22 1997-12-24 株式会社日立製作所 電力用信号処理システムおよびディジタル保護リレー装置
US5282361A (en) * 1991-05-27 1994-02-01 Sung Lee D Device for facilitating exhaust action of an internal combustion engine
US5790418A (en) * 1995-10-17 1998-08-04 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Adaptive polarizing memory voltage time constant
JP3456952B2 (ja) * 2000-06-28 2003-10-14 株式会社東芝 ディジタル形距離継電器
JP3830824B2 (ja) * 2002-01-28 2006-10-11 株式会社東芝 ディジタル形方向継電器
EP2070170B1 (en) * 2006-09-19 2013-06-05 ABB Technology AG Method and apparatus for determining circular characteristic
WO2009008871A1 (en) * 2006-10-13 2009-01-15 Abb Technology Ag Faulted phase decision method between current and voltage based delta phase selectors
US10938314B2 (en) 2018-07-23 2021-03-02 Smart Wires Inc. Early detection of faults in power transmission lines
US11411389B1 (en) * 2021-03-15 2022-08-09 General Electric Technology Gmbh Systems and methods for a controlled dynamic MHO distance characteristic

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3599044A (en) * 1970-04-30 1971-08-10 Fuji Electric Co Ltd Superhigh-speed relaying system and apparatus for protection of power systems
CH565468A5 (ja) * 1973-01-31 1975-08-15 Bbc Brown Boveri & Cie
US3885199A (en) * 1973-07-02 1975-05-20 Hitachi Ltd Protective relaying device
JPS52100149A (en) * 1976-02-18 1977-08-22 Tokyo Electric Power Co Inc:The Digital failure point evaluating unit
US4183072A (en) * 1976-12-29 1980-01-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Protective relaying system
JPS6046615B2 (ja) * 1977-06-13 1985-10-17 東京電力株式会社 保護制御装置
US4219860A (en) * 1978-12-20 1980-08-26 General Electric Company Overcurrent relay apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1703612A2 (en) 2001-08-27 2006-09-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Protective relay system
EP1708329A2 (en) 2001-08-27 2006-10-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Protective relay system
EP1708330A2 (en) 2001-08-27 2006-10-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Protective relay system

Also Published As

Publication number Publication date
GB2050093A (en) 1980-12-31
JPS55127829A (en) 1980-10-03
US4344143A (en) 1982-08-10
GB2050093B (en) 1984-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS646608B2 (ja)
US4731689A (en) Directional detection in connection with faults in a power supply network
US4281386A (en) Systems for detecting faults in electric power systems
US4542468A (en) Ground detection arrangement for an A.C. generator
JPS62239815A (ja) 電力系統内の故障領域決定、直接トリツピングのための方法および装置
US4333151A (en) Method for protecting an electric power system and digital protective system
US5619392A (en) Method and device for protecting busbars
US3992651A (en) Active symmetrical component network for protective relays
EP0020047B1 (en) Method and apparatus for fault identification in electric power transmission systems
CA1106917A (en) Distance relaying systems
JP3835874B2 (ja) 漏電検出器
US4755903A (en) Distance measuring relay for line faults
JP7064237B2 (ja) 絶縁監視装置
JPH0974660A (ja) 高調波検出装置
JP2021071336A (ja) 励磁突入電流の判別装置および判別方法
JPH04236123A (ja) インバータ装置
JPH0643196A (ja) 低圧電路における絶縁監視方式
JP2633637B2 (ja) 対称分保護リレー
JP2581061B2 (ja) 電力系統の保護装置
JP2723286B2 (ja) 地絡検出装置
JPH0336920A (ja) 回転電機地絡保護装置
JP2794237B2 (ja) 電力ケーブル線路の事故区間検出方法
JP2723354B2 (ja) ディジタル保護継電装置の点検方式
JPS6259526B2 (ja)
JP2686191B2 (ja) 方向距離継電装置