KR20200038164A - 보호 릴레이 장치 - Google Patents

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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

보호 릴레이 장치는 변압기의 1차 전류 및 2차 전류에 의거하여 각 상에서의 제1 차전류 및 제1 억제전류를 산출하고, 제1 차전류에 의거하여 각 상에서의 제2 차전류를 산출하고, 1차 전류 및 2차 전류에 의거하여 각 상에서의 제2 억제전류를 산출한다. 보호 릴레이 장치는 제1 차전류 및 제1 억제전류에 의거하여 비율차동 연산을 실행하는 제1 차동 릴레이 요소와, 제2 차전류 및 제2 억제전류에 의거하여 비율차동 연산을 실행하는 제2 차동 릴레이 요소와, 전력 계통의 고장상을 판정하는 고장상 판정부를 포함한다. 제1상에 대응하는 제1 차동 릴레이 요소가 동작하고, 또한 제1상 및 제3상에 각각 대응하는 2개의 제2 차동 릴레이 요소가 동작한 경우에, 고장상 판정부는 제1상에 고장이 발생하였다고 판정한다.

Description

보호 릴레이 장치{PROTECTION RELAY DEVICE}
본 개시는 보호 릴레이 장치에 관한 것으로, 특히, 변압기를 보호하기 위한 보호 릴레이 장치에 관한 것이다.
전력 계통의 변압기를 보호하는 변압기 보호 릴레이로서, 비율차동 릴레이가 널리 사용되고 있다. 변압기의 1차측 및 2차측의 권선비, Y권선 또는Δ권선 등의 변압기의 권선 형태에 의해 생기는 1차측 및 2차측의 전류 위상의 차이, 1차측 및 2차측의 각각에 마련되는 전류 변성기(CT : Current Transformer)의 CT비 등을 고려하여, 외부 고장시에 차전류(差電流)가 생기지 않도록 비율차동 연산이 실행된다.
전기규격조사회 표준규격 전력기기보호용 비율차동 계전기 JEC-2515-2005(2006년 6월 30일 전기서원 발행)의 참고 2. 변류기 2차회로의 결선(26∼28페이지)에 의하면, Δ권선이 3차권선이고 3차회로를 사용하지 않는 Y-Y-Δ권선의 변압기에서는 변압기의 1차측 및 2차측의 CT 2차회로를 Y접속으로 하여도 위상차는 생기지 않는다. 그러나, 변압기의 1차측 및 2차측의 어느 하나, 또는 양방의 중성점이 접지하고 있는 경우에는 변압기 양단에 설치된 1차측 CT 및 2차측 CT에 둘러싸여진 보호 영역의 외부(이하, 단지 「외부」라고도 칭한다.)의 1상(相) 지락(地絡) 고장에서 영상전류가 차동량으로 되어 버리기 때문에, CT 2차회로를 Δ접속으로 하여 영상전류를 서로 지우도록 구성한다. 즉, 변압기의 권선이 Y권선인 경우에는 CT 2차회로를 Δ결선으로 하도록 구성된다. 또한, 변압기의 권선이 Δ권선인 경우에는 CT 2차회로를 Y결선으로 하도록 구성된다. 이와 같이, 변압기의 권선 형태에 응하여 CT 2차회로의 접속 방법을 적절히 선택할 필요가 있다.
여기서, 일본 특개소62-244218호 공보(식 37, 38, 89페이지)는 외부 지락 고장으로 생기는 영상전류에 의한 차전류를 제거하는 다른 방법을 개시하고 있다. 일본 특개소62-244218호 공보(이하, 「특허 문헌 1」이라고도 칭한다.)에서는 변압기의 1차측 및 2차측의 각각의 3상 CT로부터의 입력 전류를 합성하여 얻어지는 영상전류를, 각 입력 전류로부터 공제함으로써, 외부 지락 고장으로 생기는 영상전류를 제거하고 있다. 이 방법에 의하면, 3차회로를 사용하지 않는 Y-Y-Δ권선의 변압기어서, 당해 변압기의 권선 형태에 관계없이 CT 2차회로를 Y결선으로 할 수 있기 때문에, CT의 접속 시공을 잘못할 가능성을 경감할 수 있다. 또한, CT 2차회로를 Y결선으로 할 수 있기 때문에, 비율차동 릴레이에 접속함과 함께, 다른 3상전류 입력을 필요로 하는 보호 릴레이에도 CT 2차 전류를 입력할 수 있다.
전력기기 보호용 비율차동 계전기 JEC-2515-2005에 표시되는 바와 같이, 변압기 권선이 Y권선인 경우에, CT 2차회로를 Δ결선으로 하는 방법에서는 변압기 양단에 설치된 1차측 CT 및 2차측 CT에 둘러싸여진 보호 영역의 내부(이하, 단지 「내부」라고도 칭한다)의 1상 지락 고장인 경우, 고장 전류가 2상의 CT 2차회로에 유입한다. 이에 의해, 2상의 비율차동 릴레이 요소가 동작하는 경우가 있기 때문에, 고장상을 판정하기가 어렵다. 또한, 특허 문헌 1에서어도, 내부의 1선지락 고장인 경우, 지락 고장 전류의 1/3이 건전상(健全相)에 유입한다. 그 때문에, 건전상에 대해서도 비율차동 릴레이 요소가 동작하는 경우가 있어서, 고장상을 판정하기가 어렵다.
특허문헌 1 : 일본 특개소62-244218호 공보
일본 전기규격조사회 표준규격 전력기기보호용 비율차동 계전기 JEC-2515-2005(2006년 6월 30일 전기서원 발행)의 참고 2. 변류기 2차회로의 결선
본 개시의 어느 국면에서의 목적은 외부 고장시에 오동작하는 일 없이, 고장상을 보다 올바르게 판정하는 것이 가능한 보호 릴레이 장치를 제공하는 것이다.
어느 실시의 형태에 따르면, 3상의 전력 계통에 마련된 변압기를 보호하기 위한 보호 릴레이 장치가 제공된다. 보호 릴레이 장치는 변압기의 1차 권선을 흐르는 1차(次) 전류와, 변압기의 2차권선을 흐르는 2차(次) 전류에 의거하여, 각 상에서의 제1 차(差)전류 및 제1 억제전류를 산출하는 제1 전류 산출부와, 서로 다른 2상의 각각에서의 제1 차전류에 의거하여, 각 상에서의 제2 차(差)전류를 산출하고, 서로 다른 2상의 각각에서의 상기 1차 전류 및 상기 2차 전류에 의거하여, 각 상에서의 제2 억제전류를 산출하는 제2 전류 산출부와, 각 상에 대응하여 마련되고, 당해 상에서의 제1 차전류 및 제1 억제전류에 의거하여 비율차동 연산을 실행하는 제1 차동 릴레이 요소와, 각 상에 대응하여 마련되고, 당해 상에서의 제2 차전류 및 제2 억제전류에 의거하여 비율차동 연산을 실행하는 제2 차동 릴레이 요소와, 전력 계통의 고장상을 판정하는 고장상 판정부를 구비한다. 제1상, 제2상 및 제3상 중의 제1상에 대응하는 제1 차동 릴레이 요소가 동작하고, 또한 제1상 및 제3상에 각각 대응하는 2개의 제2 차동 릴레이 요소가 동작하였다는 조건을 충족시키는 경우에, 고장상 판정부는 제1상에 고장이 발생하였다고 판정한다.
다른 실시의 형태에 따르면, 3상의 전력 계통에 접속된 변압기를 보호하기 위한 보호 릴레이 장치가 제공된다. 보호 릴레이 장치는 변압기의 1차 권선을 흐르는 1차 전류와, 변압기의 2차권선을 흐르는 2차 전류에 의거하여, 각 상에서의 제1 차전류 및 제1 억제전류를 산출하는 제1 전류 산출부와, 서로 다른 2상의 각각에서의 제1 차전류에 의거하여, 각 상에서의 제2 차전류를 산출하는 제2 전류 산출부와, 각 상에 대응하여 마련되고, 당해 상에서의 제1 차전류 및 제1 억제전류에 의거하여 비율차동 연산을 실행하는 차동 릴레이 요소와, 각 상에 대응하여 마련되고, 당해 상에서의 제2 차전류의 진폭치가 임계치보다도 큰지의 여부를 판정하는 진폭 판정부와, 전력 계통의 고장상을 판정하는 고장상 판정부를 구비한다. 제1상, 제2상 및 제3상 중의 제1상에 대응하는 차동 릴레이 요소가 동작하고, 또한 제1상 및 제3상에 각각 대응하는 2개의 진폭 판정부에 의해 제2 차전류의 진폭치가 임계치보다도 크다고 판정되었다는 조건을 충족시키는 경우에, 고장상 판정부는 제1상에 고장이 발생하였다고 판정한다.
또 다른 실시의 형태에 따르면, 3상의 전력 계통에 접속된 변압기를 보호하기 위한 보호 릴레이 장치가 제공된다. 보호 릴레이 장치는 변압기의 1차 권선을 흐르는 1차 전류와, 변압기의 2차권선을 흐르는 2차 전류에 의거하여, 각 상에서의 제1 차전류를 산출하는 제1 전류 산출부와, 서로 다른 2상의 각각에서의 제1 차전류에 의거하여, 각 상에서의 제2 차전류를 산출하고, 서로 다른 2상의 각각에서의 1차 전류 및 2차 전류에 의거하여, 각 상에서의 억제전류를 산출하는 제2 전류 산출부와, 각 상에 대응하여 마련되고, 당해 상에서의 제1 차전류의 진폭치가 임계치보다도 큰지의 여부를 판정하는 진폭 판정부와, 각 상에 대응하여 마련되고, 당해 상에서의 제2 차전류 및 억제전류에 의거하여 비율차동 연산을 실행하는 차동 릴레이 요소와, 전력 계통의 고장상을 판정하는 고장상 판정부를 구비한다. 제1상, 제2상 및 제3상 중의 제1상에 대응하는 진폭 판정부에 의해 제1 차전류의 진폭치가 임계치보다도 크다고 판정되고, 또한 제1상 및 제3상에 각각 대응하는 2개의 차동 릴레이 요소가 동작하였다는 조건을 충족시키는 경우에, 고장상 판정부는 제1상에 고장이 발생하였다고 판정한다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은 첨부한 도면과 관련하여 이해되는 본 발명에 관한 다음의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.
도 1은 실시의 형태 1에 따른 보호 릴레이 장치가 적용되는 전력 계통을 도시하는 도면.
도 2는 대칭좌표법에 의한 1상 고장시의 등가 회로를 도시하는 도면.
도 3은 Y-Y-Δ 변압기에서의 1상 고장시의 전류의 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 4는 내부 고장시 및 외부 고장시에 있어서의 비율차동 릴레이 요소의 동작의 유무를 설명하기 위한 도면.
도 5는 실시의 형태 1에 따른 고장 판정 방식을 설명하기 위한 도면.
도 6은 실시의 형태 1에 따른 보호 릴레이 장치의 하드웨어 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 7은 실시의 형태 1에 따른 보호 릴레이 장치의 기능 구성의 한 예를 도시하는 블록도.
도 8은 실시의 형태 2에 따른 고장 판정 방식을 설명하기 위한 도면.
도 9는 실시의 형태 2에 따른 보호 릴레이 장치의 기능 구성의 한 예를 도시하는 블록도.
도 10은 실시의 형태 3에 따른 고장 판정 방식을 설명하기 위한 도면.
도 11은 실시의 형태 4에 따른 고장 판정 방식을 설명하기 위한 도면.
도 12는 실시의 형태 5에 따른 고장 판정 방식을 설명하기 위한 도면.
도 13은 실시의 형태 5에 따른 보호 릴레이 장치의 기능 구성의 한 예를 도시하는 블록도.
도 14는 실시의 형태 6에 따른 고장 판정 방식을 설명하기 위한 도면.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시의 형태에 관해 설명한다. 이하의 설명에서는 동일한 부품에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 그들의 명칭 및 기능도 같다. 따라서 그들에 관한 상세한 설명은 반복하지 않는다.
실시의 형태 1.
<전체 구성>
도 1은 실시의 형태 1에 따른 보호 릴레이 장치가 적용되는 전력 계통을 도시하는 도면이다. 도 1을 참조하면, 3상 전력 계통에는 피보호 기기인 변압기(8)와, 변압기(8)의 1차측(예를 들면, 고압측)에 마련된 차단기(2)와, 변압기(8)의 2차측(예를 들면, 저압측)에 마련된 차단기(3)와, 전류 변성기(4, 5)와, 보호 릴레이 장치(10)와, 고압측의 교류 전원(11)과, 저압측의 교류 전원(12)이 마련되어 있다. 교류 전원(11, 12)은 3상 교류 전원이다. 본 실시의 형태에서는 변압기(8)는 3차회로를 사용하지 않는 Y-Y-Δ권선의 변압기라고 한다.
전류 변성기(4)는 변압기(8)의 1차 권선을 흐르는 1차 전류(예를 들면, 고압측 전류)(I1)를 검출한다. 전류 변성기(5)는 변압기(8)의 2차권선을 흐르는 2차 전류(예를 들면, 저압측 전류)(I2)를 검출한다.
보호 릴레이 장치(10)는 전류 변성기(4)로부터의 1차 전류 및 전류 변성기(5)로부터의 2차 전류를 이용하여 전류 변성기(4, 5)에 둘러싸인 보호 범위 내의 내부 고장(FI)(예를 들면, 지락 고장 또는 단락 고장)을 검출하면, 변압기(8)의 양단에 마련되어 있는 차단기(2, 3)에 대해 개방 지령인 트립 신호(TR)를 출력한다. 이에 의해, 차단기(2, 3)가 개방되어, 고장 부분(여기서는 변압기(8))가 전력 계통으로부터 절리된다. 구체적으로는 보호 릴레이 장치(10)는 고장 판정부(20)와, 상태 판정부(30)와, 출력 제어부(40)를 포함한다.
고장 판정부(20)는 전류 변성기(4)에 의해 검출된 1차 전류(I1)와, 전류 변성기(5)에 의해 검출된 2차 전류(I2)를 이용하여, 내부 고장이 생기고 있는지의 여부를 판정한다. 구체적으로는 고장 판정부(20)는 내부 고장이 생기고 있다고 판정한 경우, 그 고장상을 판정하고, 고장 신호를 출력한다. 전형적으로는 고장 판정부(20)는 비율차동 릴레이 요소를 포함한다.
비율차동 릴레이 요소는 변압기(8)가 건전한 통상의 부하 전류 상태에서, 1차 전류(I1) 및 2차 전류(I2)의 벡터합이 제로가 되도록 위상, 게인 등의 전류 정합을 취하여 차(差)전류(ID)(즉, 차전류의 진폭치)를 산출한다. 비율차동 릴레이 요소는 정합 후의 데이터를 이용하여, 예를 들면, 스칼라합에 의해 억제전류(IR)(즉, 억제전류의 진폭치)를 구하고, 차전류(ID)와 억제전류(IR)로부터 비율차동 특성을 연산하다. 또한, 억제전류(IR)는 변압기 1차 전류(I1) 및 변압기 2차 전류(I2) 중 전류 진폭치가 큰 쪽의 전류 진폭치라도 좋다.
비율차동 릴레이 요소는 억제전류(IR)에 정수(α)를 승산하고, 정수(β)를 가산한 값보다도 차전류(ID)가 크다(즉, ID>α×IR+β)는 관계가 성립하는지의 여부를 판정한다. 억제전류(IR)와 차전류(ID)가 상기 관계를 충족시키는 경우, 비율차동 릴레이 요소는 동작한다(예를 들면, 동작 출력한다).
상태 판정부(30)는 변압기(8)의 여자 돌입 전류(또는 「인 러시 전류」라고도 칭한다)에 의한 보호 릴레이 장치(10)의 불필요 동작을 방지하기 위해 마련되어 있다. 구체적으로는 상태 판정부(30)는 차전류의 기본파 성분에 대한 제2 고조파 성분의 함유율이 임계치보다도 큰 경우에, 변압기(8)가 인 러시 상태(즉, 변압기(8)에 인 러시 전류가 흐르고 있는 상태)라고 판정한다. 또한, 인 러시 전류는 차전류가 되지만, 이 상태는 내부 고장이 아니다.
출력 제어부(40)는 고장 판정부(20)의 판정 결과와 상태 판정부(30)의 판정 결과에 의거하여, 차단기(2, 3)에 트립 신호(TR)(즉, 개방 지령)를 출력한다. 구체적으로는 출력 제어부(40)는 내부 고장이 발생한 경우에 트립 신호(TR)를 출력하고, 인 러시 상태인 경우 및 외부 고장이 발생한 경우에는 트립 신호(TR)를 출력하지 않는다.
이에 의해, 차단기(2) 및 차단기(3)가 개방되고, 변압기(8)는 전력 계통으로부터 분리된다. 이와 같이, 보호 릴레이 장치(10)는 인 러시 상태인 경우 및 외부 고장(FO)가 발생한 경우에는 변압기(8)를 전력 계통으로부터 분리하지 않지만, 내부 고장(FI)이 발생한 경우에는 변압기(8)를 보호하기 위해 변압기(8)를 전력 계통으로부터 분리한다.
<고장 판정 방식>
다음에, 실시의 형태 1에 따른 고장 판정 방식에 관해 구체적으로 설명한다.
도 2는 대칭좌표법에 의한 1상 고장시의 등가 회로를 도시하는 도면이다. 여기서는 Y-Y-Δ권선의 변압기(8)의 내부에서 A상의 1상 지락 고장이 발생한 경우에 관해 설명한다. 구체적으로는 도 2에는 변압기(8)의 1차측에 1상 지락 고장이 발생한 경우의 영상 회로에 주목한 전류의 흐름이 도시되어 있다. 전력 계통의 중성점 접지 방식은 직접 접지 방식이라고 한다.
도 2에서, X1은 변압기의 1차 권선 영상 임피던스, X2는 변압기의 2차권선 영상 임피던스, X3은 변압기의 3차권선 영상 임피던스를 나타내고 있고, 기타의 정상, 역상, 영상 임피던스는 도시하고 있지 않다.
도 2를 참조하면, 변압기(8)의 1차측에서 A상 지락 고장이 생기면, 1차측의 교류 전원(11)으로부터 영상전류(I0)와 같은 정상전류가 흐르고, 2차측의 교류 전원(12)으로부터 영상전류(Ig0)와 같은 정상전류가 흐르기 때문에, 영상 회로에는 이들의 합계인 전류"I0+Ig0"가 흐른다.
계속해서, 전류"I0+Ig0"는 1차측의 교류 전원(11)의 영상 회로에 흐르는 전류"I0-I01"와, 전류"Ig0+I01"로 분류(分流)한다. 전류"Ig0+I01"는 변압기(8)의 3차측의 Δ권선(X3)에 흐르는 전류"I01+I02"와, 2차측의 교류 전원(12)의 영상 회로에 흐르는 전류"Ig0-I02"로 분류한다. 그 결과, 2차측의 Y권선(X2)에는 전류"Ig0-I02"가 흐르고, 변압기(8)의 1차측의 Y권선(X1)에는 전류"Ig0+I01"가 흐른다. 도 2에 도시하는 결과로부터, Y-Y-Δ권선의 변압기(8)의 내부에서 A상의 1상 지락 고장이 발생한 경우의 전류의 흐름은 도 3과 같이 도시된다.
도 3은 Y-Y-Δ 변압기에서의 A상 고장시의 전류의 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, I1a, I1b, I1c는 1차측의 A, B, C상(相)에 흐르는 전류를 각각 나타내고 있다. I2a, I2b, I2c는 2차측의 A, B, C상에 흐르는 전류를 각각 나타내고 있다. 도 3에서는 A상 지락 고장점을 나타내는 「1LGA」보다 좌측에 CT 위치가 있는 경우의 CT 전류가 내부 고장인 경우의 전류를 나타내고, 우측에 CT 위치가 있는 경우의 CT 전류가 외부 고장인 경우의 전류를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 내부의 1상 고장시에 있어서의 전류(I10, I1a, I1b, I1c)는 각각 이하의 식(1), (2), (3), (4)으로 표시된다. 또한, 전류(I10)는 변압기의 1차측의 영상전류를 나타내고 있다.
I10=(I1a+I1b+I1c)/3=I0-I01 … (1)
I1a=3I0-I01 … (2)
I1b=-I01 … (3)
I1c=-I01 … (4)
전류(I20, I2a, I2b, I2c)는 각각 이하의 식(5), (6), (7), (8)으로 표시된다. 또한, 전류(I20)는 변압기의 2차측의 영상전류를 나타내고 있다.
I20=(I2a+I2b+I2c)/3=Ig0-I02 … (5)
I2a=3Ig0-I02 … (6)
I2b=-I02 … (7)
I2c=-I02 … (8)
A, B, C상에서의 차전류(Ida, Idb, Idc)는 각각 이하의 식(9), (10), (11)으로 표시된다.
Ida=I1a+I2a=(3I0-I01)+(3g0-I02)=3I0+3g0-(I01+I02) … (9)
Idb=I1b+I2b=-I01-I02=-(I01+I02) … (10)
Idc=I1c+I2c=-I01-I02=-(I01+I02) … (11)
이와 같이, 건전상의 차전류(Idb, Idc)는 변압기(8)의 Δ권선(X3)에 흐르는 전류와 동등하게 된다. 고장상(여기서는 A상)의 차전류(Ida)의 차전류는 "3I0+3g0-(I01+I02)"가 된다. 일반적으로는 (3I0+3g0)>(I01+I02)로, 동작 가능한 차전류가 되기 때문에, 이 Ida를 사용하는 A상에 대응하는 비율차동 릴레이 요소는 동작한다. 한편, 차전류(Idb)와 차전류(Idc)의 크기는 "I01+I02"이기 때문에, 그 크기에 의해서는 B, C상에 대응하는 비율차동 릴레이 요소가 동작할 가능성이 있다.
또한, 각 상에서의 차전류(Ida, Idb, Idc)에 대해 Δ연산을 행한 차전류(IdaΔ, IdbΔ, IdcΔ)는 이하의 식(12), (13), (14)으로 표시된다. 또한, Δ연산이란, "Ida-Idb", "Idb-Idc", "Idc-Ida"와 같이, 사이클릭으로 서로 다른 2상 사이의 차분을 취하는 처리이다.
IdaΔ=Ida-Idb=3I0+3Ig0 … (12)
IdbΔ=Idb-Idc=0 … (13)
IdcΔ=Idc-Ida=-(3I0+3Ig0) … (14)
이에 의해, 고장상(여기서는 A상)의 차전류(Ida)를 포함하는 Δ연산 후의 차전류(IdaΔ, IdcΔ)는 "3I0+3Ig0"이고, 지락 전류가 흐르는 것을 나타내고 있다. 그 때문에, 차전류(IdaΔ, IdcΔ)를 이용하는 비율차동 릴레이 요소는 동작한다.
또한, 내부 고장과 같은 사고방식에 의해, 외부의 A상의 1상 고장시에 있어서의 전류(I10, I1a, I1b, I1c)는 각각 이하의 식(15), (16), (17), (18)으로 표시된다.
I10=(I1a+I1b+I1c)/3=-Ig0-I01 … (15)
I1a=-3g0-I01 … (16)
I1b=-I01 … (17)
I1c=-I01 … (18)
전류(I20, I2a, I2b, I2c)는 각각 이하의 식(19), (20), (21), (22)으로 표시된다.
I20=(I2a+I2b+I2c)/3=Ig0-I02 … (19)
I2a=3Ig0-I02 … (20)
I2b=-I02 … (21)
I2c=-I02 … (22)
식(15)부터, 외부의 1상 고장시에 있어서의 1차측의 영상전류는 "-(Ig0+I01)"이고, 식(19)부터, 2차측의 영상전류는 "Ig0-I02"가 된다. 여기서, 1차측의 영상전류가 마이너스가 되는 이유는 보호 릴레이 장치(10)의 보호 방향이 내측을 향하고 있기 때문에 CT극성도 그것에 맞추어져 있기 때문이다.
그리고, 외부의 1상 고장시의 A, B, C상에서의 차전류(Ida, Idb, Idc)는 각각 이하의 식(23), (24), (25)으로 표시된다.
Ida=I1a+I2a=-(3Ig0+I01)+(3Ig0-I02)=-(I01+I02) … (23)
Idb=I1b+I2b=-I01-I02=-(I01+I02) … (24)
Idc=I1c+I2c=-I01-I02=-(I01+I02) … (25)
이와 같이, 차전류(Ida, Idb, Idc)는 변압기(8)의 Δ권선(X3)에 흐르는 전류와 동등하게 된다. 이에 의해, 외부 고장인 경우에는 각 상에서의 차전류(Ida, Idb, Idc)에 대해 Δ연산을 행한 차전류(IdaΔ, IdbΔ, IdcΔ)는 이하의 식(26)으로 표시하는 바와 같이, 전부 0이 된다.
IdaΔ=IdbΔ=IdcΔ=0 … (26)
따라서 외부 고장시에는 Δ연산을 행함으로써 전류"I01+I02"를 삭제할 수 있다. 상기를 감안하면, 내부 지락 고장시, 내부 단락 고장시, 외부 지락 고장시 및 외부 단락 고장시에 있어서의 비율차동 릴레이 요소의 동작의 유무는 도 4와 같이 도시된다.
도 4는 내부 고장시 및 외부 고장시에 있어서의 비율차동 릴레이 요소의 동작의 유무를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로는 도 4(a)에는 외부 및 내부의 지락 고장시에 있어서의 비율차동 릴레이 요소의 동작의 유무가 도시되어 있다. 도 4(b)에는 외부 및 내부의 단락 고장시에 있어서의 비율차동 릴레이 요소의 동작의 유무가 도시되어 있다.
또한, 도 4 중에서, 「×」는 비율차동 릴레이 요소가 부동작인 것을 나타내고, 「○」는 비율차동 릴레이 요소가 동작하는 것을 나타내고, 「(○)」는 차전류"(I01+I02)"의 크기에 따라서는 비율차동 릴레이 요소가 동작할 가능성이 있는 것을 나타내고 있다.
도 4(a)를 참조하면, 도면 중의 「AG」, 「BG」, 「CG」, 「ABG」는 A상, B상, C상, AB상의 지락 고장을 각각 나타내고 있다.
도 4(a)에 도시하는 바와 같이, Δ연산을 행하지 않는 통상의 차전류(Ida, Idb, Idc)를 이용하여 비율차동 연산을 행하는 경우에는 외부 지락 고장시에 비율차동 릴레이 요소가 동작하여 버릴 가능성이 있다. 또한, 내부 지락 고장시에서도, 고장상 이외의 상에 대응하는 비율차동 릴레이 요소가 동작하여 버릴 가능성이 있다. 예를 들면, 도 4(a)에는 A상의 내부지락 고장시에, B상 및 C상의 각각에 대응하는 비율차동 릴레이 요소도 동작하여 버릴 가능성이 있는 것이 나타나 있다. B상, C상의 내부지락 고장시에 대해서도 마찬가지이다. 또한, AB상의 2상의 내부지락 고장시에는 C상에 대응하는 비율차동 릴레이 요소가 동작할 가능성이 있는 것이 나타나 있다.
한편, Δ연산 후의 차전류(IdaΔ, IdBΔ, IdCΔ)를 이용하여 비율차동 연산을 행하는 경우에는 외부 지락 고장시에 비율차동 릴레이 요소는 동작하지 않는다(즉, 부동작이다). 또한, 내부의 1상 지락 고장시에서는 고장상을 포함하는 Δ연산한 2상에 대응하는 비율차동 릴레이 요소가 동작한다. 예를 들면, A상에서의 Δ연산 후의 차전류(IdaΔ), 및 C상에서의 Δ연산 후의 차전류(IdcΔ)는 차전류(Ida)를 포함하고 있다. 그 때문에, A상의 내부지락 고장시에는 A상 및 C상에 대응하는 비율차동 릴레이 요소가 동작하고, B상에 대응하는 비율차동 릴레이 요소는 동작하지 않는다. 또한, AB상의 2상의 내부지락 고장시에는 각 상에 대응하는 비율차동 릴레이 요소가 동작한다.
계속해서, 도 4(b)를 참조하면, 도면 중의 「AB」, 「BC」, 「CA」, 「ABC」는 AB상, BC상, CA상, ABC상의 단락 고장을 각각 나타내고 있다.
도 4(b)에 도시하는 바와 같이, 차전류(Ida, Idb, Idc)를 이용하여 비율차동 연산을 행하는 경우, 외부 단락 고장시에 비율차동 릴레이 요소는 동작하지 않는다. 또한, 내부의 2상 단락 고장시에 있어서, 고장상에 대응하는 비율차동 릴레이 요소가 동작한다. 예를 들면, 도 4(b)에는 AB상의 내부 단락 고장시에, A상 및 B상에 대응하는 비율차동 릴레이 요소가 동작하고, C상에 대응하는 비율차동 릴레이 요소는 동작하지 않는다. BC상, CA상의 내부 단락 고장시에 대해서도 마찬가지이다. 또한, ABC상의 3상의 내부 단락 고장시에는 각 상에 대응하는 비율차동 릴레이 요소가 동작한다.
한편, 차전류(IdaΔ, IdBΔ, IdCΔ)를 이용하여 비율차동 연산을 행하는 경우, 외부 단락 고장시에 비율차동 릴레이 요소는 동작하지 않는다. 그렇지만, 내부 단락 고장시에서는 고장상에 관계없이 모든 상에 대응하는 비율차동 릴레이 요소가 동작하여 버린다.
도 4에 도시하는 비율차동 릴레이의 동작 상태에 근거하면, 고장상을 판정하기 위해 도 5에 도시하는 바와 같은 로직을 구축할 수 있다.
도 5는 실시의 형태 1에 따른 고장 판정 방식을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 보호 릴레이 장치(10)는 비율차동 릴레이 요소(101∼106)와, 지락 검출 회로(107)와, 인 러시 판정 회로(108∼110)와, AND 게이트(121∼126, 141∼143)와, OR 게이트(131∼133)를 포함한다.
비율차동 릴레이 요소(101, 102, 103)는 각각, Δ연산 후의 차전류(IdaΔ, IdbΔ, IdcΔ)를 이용하여 비율차동 연산을 실행한다. 예를 들면, 비율차동 릴레이 요소(101)는 차전류(IdaΔ)와 Δ연산 후의 억제전류(IraΔ)가, IdaΔ>IrΔ×α1+β1라는 관계를 충족시키는지의 여부를 판정한다. α1, β1은 정수이다. 또한, 예를 들면, 억제전류(IraΔ)는 "(|I1a-I1b|+|I2a-I2b|)"이다. 본원 명세서에서는 ||의 기호는 진폭치를 나타내고 있다.
비율차동 릴레이 요소(101)는 상기 관계를 충족시킨다고 판정한 경우에 동작하고, 그렇지 않은 경우에 부동작이 된다. 비율차동 릴레이 요소(101)는 동작하는 경우에는 출력치"1"를, 부동작인 경우에는 출력치"0"를 AND 게이트(121, 122)에 출력한다. 비율차동 릴레이 요소(102, 103)에 대해서도 마찬가지이다.
비율차동 릴레이 요소(104, 105, 106)는 각각, Δ연산을 행하지 않는 통상의 차전류(Ida, Idb, Idc)를 이용하여 비율차동 연산을 실행한다. 예를 들면, 비율차동 릴레이 요소(104)는 차전류(Ida)와 억제전류(Ira)가, Ida>Ir×α2+β2라는 관계를 충족시키는지의 여부를 판정한다. α2, β2는 정수이다. 또한, 예를 들면, 통상의 억제전류(Ira)는 "(|I1a|+|I2a|)"이다.
비율차동 릴레이 요소(104)는 동작하는 경우에는 출력치"1"를, 부동작인 경우에는 출력치"0"를 AND 게이트(121, 124, 126)에 출력한다. 비율차동 릴레이 요소(105, 106)에 대해서도 마찬가지이다.
지락 검출 회로(107)는 지락 고장을 검출하기 위한 회로이다. 구체적으로는 지락 검출 회로(107)는 |Ida+Idb+Idc|>K0라는 관계를 충족시키는지의 여부를 판정한다.
지락 검출 회로(107)는 차전류(Ida), 차전류(Idb) 및 차전류(Idc)의 벡터 합의 진폭치가 임계치(K0)보다도 큰 경우에(즉, 상기 관계를 충족시키는 경우에), 지락 고장이 검출된 것을 나타내는 출력치"1"를 AND 게이트(121∼126)에 출력한다. 지락 검출 회로(107)는 당해 진폭치가 임계치(K0) 이하인 경우에(즉, 상기 관계를 충족시키지 않는 경우에), 지락 고장이 검출되지 않은 것을 나타내는 출력치"0"를 AND 게이트(121∼126)에 출력한다.
또한, 본 실시의 형태에서는 지락 검출 회로(107)는 3상의 차전류의 벡터 합으로 지락 고장을 검출하고 있지만, 당해 구성으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 지락 검출 회로(107)는 변압기 1차측 전류의 3상전류(예를 들면, I1a, I1b, I1c)의 벡터 합의 진폭치와 변압기 2차측의 3상전류(예를 들면, I2a, I2b, I2c)의 벡터 합의 진폭치의 어느 일방에서 검출 임계치를 초과한 경우에 지락 고장을 검출하는 구성이라도 좋다.
인 러시 판정 회로(108, 109, 110)는 각각 차전류(Ida, Idb, Idc)를 이용하여, 변압기(8)가 인 러시 상태인지의 여부를 판정한다. 예를 들면, 차전류(Ida)의 기본파 성분에 대한 제2 고조파 성분의 함유율이 임계치(Kf)보다도 큰 경우에, 인 러시 판정 회로(108)는 A상에 관해 변압기(8)가 인 러시 상태라고 판정하여 출력치"1"를 AND 게이트(141)에 출력한다. 당해 함유율이 임계치(Kf) 이하인 경우에, 인 러시 판정 회로(108)는 A상에 관해 변압기(8)가 인 러시 상태가 아니라고 판정하여 출력치"0"를 AND 게이트(141)에 출력한다. 인 러시 판정 회로(109, 110)에 대해서도 마찬가지이다.
AND 게이트(121)는 비율차동 릴레이 요소(101, 103, 104)의 각 출력치와, 지락 검출 회로(107)의 출력치와의 AND 연산을 행한다. 구체적으로는 비율차동 릴레이 요소(101, 103, 104)가 동작하고, 또한 지락 검출 회로(107)에 의해 지락 고장이 검출된 경우에, AND 게이트(121)는 A상의 내부지락 고장을 나타내는 신호(즉, 출력치"1")를 OR 게이트(131)에 출력한다. 그렇지 않은 경우에는 AND 게이트(121)는 출력치"0"를 OR 게이트(131)에 출력한다.
AND 게이트(121)의 출력 동작은 도 4에 도시하는 바와 같이, A상의 내부지락 고장시에 있어서, 차전류(Ida)를 이용하는 비율차동 릴레이 요소(즉, 비율차동 릴레이 요소(104)), 및 Δ연산 후의 차전류(IdaΔ, IdcΔ)를 각각 이용하는 2개의 비율차동 릴레이 요소(즉, 비율차동 릴레이 요소(101, 103))가 동작하는 것으로도 이해된다. 또한, A상의 외부 지락 고장시에 있어서, 차전류(Ida)를 이용하는 비율차동 릴레이 요소(104)는 동작할 가능성이 있지만, Δ연산 후의 차전류(IdaΔ, IdcΔ)를 이용하는 비율차동 릴레이 요소(101, 103)는 동작하지 않기 때문에, AND 게이트(121)로부터 외부 지락 고장인 경우에 신호가 출력되는 일은 없다.
AND 게이트(122)는 비율차동 릴레이 요소(102, 101, 105)의 각 출력치와, 지락 검출 회로(107)의 출력치와의 AND 연산을 행한다. 구체적으로는 비율차동 릴레이 요소(102, 101, 105)가 동작하고, 또한 지락 검출 회로(107)에 의해 지락 고장이 검출된 경우에, AND 게이트(122)는 B상의 1상 고장을 나타내는 신호(즉, 출력치"1")를 OR 게이트(132)에 출력한다. 그렇지 않은 경우에는 AND 게이트(122)는 출력치"0"를 OR 게이트(132)에 출력한다.
AND 게이트(123)는 비율차동 릴레이 요소(103, 102, 106)의 각 출력치와, 지락 검출 회로(107)의 출력치와의 AND 연산을 행한다. 구체적으로는 비율차동 릴레이 요소(103, 102, 106)가 동작하고, 또한 지락 검출 회로(107)에 의해 지락 고장이 검출된 경우에, AND 게이트(123)는 C상의 1상 고장을 나타내는 신호(즉, 출력치"1")를 OR 게이트(133)에 출력한다. 그렇지 않은 경우에는 AND 게이트(123)는 출력치"0"를 OR 게이트(133)에 출력한다.
AND 게이트(124)는 비율차동 릴레이 요소(104, 105)의 각 출력치와, 지락 검출 회로(107)의 출력의 논리 레벨을 반전한 값과의 AND 연산을 행한다. 구체적으로는 비율차동 릴레이 요소(104, 105)가 동작하고, 또한 지락 검출 회로(107)에 의해 지락 고장이 검출되지 않은 경우에, AND 게이트(124)는 AB상의 단락 고장을 나타내는 신호(즉, 출력치"1")를 OR 게이트(131, 132)에 출력한다. 그렇지 않은 경우에는 AND 게이트(124)는 출력치"0"를 OR 게이트(131, 132)에 출력한다.
AND 게이트(124)의 출력 동작은 도 4에 도시하는 바와 같이, AB상의 단락 고장시에 있어서, 차전류(Ida, Idb)를 이용하는 2개의 비율차동 릴레이 요소(즉, 비율차동 릴레이 요소(104, 105))가 동작하는 것으로도 이해된다. 또한, Δ연산 후의 차전류를 이용하는 비율차동 릴레이 요소는 어느 단락 고장에서도 동작하여 버리기 때문에, 단락 고장의 판정에는 사용되지 않는다.
AND 게이트(125)는 비율차동 릴레이 요소(105, 106)의 각 출력치와, 지락 검출 회로(107)의 출력의 논리 레벨을 반전한 값과의 AND 연산을 행한다. 구체적으로는 비율차동 릴레이 요소(105, 106)가 동작하고, 또한 지락 검출 회로(107)에 의해 지락 고장이 검출되지 않은 경우에, AND 게이트(125)는 BC상의 단락 고장을 나타내는 신호(즉, 출력치"1")를 OR 게이트(132, 133)에 출력하고, 그렇지 않은 경우에는 출력치"0"를 OR 게이트(132, 133)에 출력한다.
AND 게이트(126)는 비율차동 릴레이 요소(106, 104)의 각 출력치와, 지락 검출 회로(107)의 출력의 논리 레벨을 반전한 값과의 AND 연산을 행한다. 구체적으로는 비율차동 릴레이 요소(106, 104)가 동작하고, 또한 지락 검출 회로(107)에 의해 지락 고장이 검출되지 않은 경우에, AND 게이트(126)는 CA상의 단락 고장을 나타내는 신호(즉, 출력치"1")를 OR 게이트(131, 133)에 출력하고, 그렇지 않은 경우에는 출력치"0"를 OR 게이트(131, 133)에 출력한다.
OR 게이트(131)는 AND 게이트(121, 124, 126)의 각 출력치의 OR 연산을 행한다. 구체적으로는 이들 각 출력치의 적어도 하나가 "1"인 경우에는 OR 게이트(131)는 A상에 고장이 발생하고 있는 것을 나타내는 신호(즉, 출력치"1")를 AND 게이트(141)에 출력하고, 그렇지 않은 경우에는 출력치"0"를 AND 게이트(141)에 출력한다.
OR 게이트(132)는 AND 게이트(122, 124, 125)의 각 출력치의 OR 연산을 행한다. 구체적으로는 이들 각 출력치의 적어도 하나가 "1"인 경우에는 OR 게이트(132)는 B상에 고장이 발생하고 있는 것을 나타내는 신호(즉, 출력치"1")를 AND 게이트(142)에 출력하고, 그렇지 않은 경우에는 출력치"0"를 AND 게이트(142)에 출력한다.
OR 게이트(133)는 AND 게이트(123, 125, 126)의 각 출력치의 OR 연산을 행한다. 구체적으로는 이들 각 출력치의 적어도 하나가 "1"인 경우에는 OR 게이트(133)는 C상에 고장이 발생하고 있는 것을 나타내는 신호(즉, 출력치"1")를 AND 게이트(143)에 출력하고, 그렇지 않은 경우에는 출력치"0"를 AND 게이트(143)에 출력한다.
AND 게이트(141)는 OR 게이트(131)의 출력치와, 인 러시 판정 회로(108)의 출력의 논리 레벨을 반전한 값과의 AND 연산을 행한다. 구체적으로는 OR 게이트(131)의 출력치가 "1"이고, 또한 인 러시 판정 회로(108)에 의해 변압기(8)가 인 러시 상태가 아니라고 판정된 경우에는 AND 게이트(141)는 A상에 고장이 발생하고 있는 것을 나타내는 신호(Da)를 출력한다. 또한, 변압기(8)가 인 러시 상태인 경우에는 신호(Da)는 출력되지 않는다(즉, 신호(Da)의 출력이 로크된다).
마찬가지로, OR 게이트(132)의 출력치가 "1"이고, 또한 인 러시 판정 회로(109)에 의해 변압기(8)가 인 러시 상태가 아니라고 판정된 경우에는 AND 게이트(142)는 B상에 고장이 발생한 것을 나타내는 신호(Db)를 출력한다. 또한, OR 게이트(133)의 출력치가 "1"이고, 또한 인 러시 판정 회로(110)에 의해 변압기(8)가 인 러시 상태가 아니라고 판정된 경우에는 AND 게이트(143)는 C상에 고장이 발생한 것을 나타내는 신호(Dc)를 출력한다.
전형적으로는 신호(Da∼Dc)의 적어도 하나가 출력되면, 트립 신호(TR)의 출력에 의해 차단기(2) 및 차단기(3)가 개방되고, 변압기(8)는 전력 계통으로부터 분리된다.
도 5에 도시한 로직에 의하면, 지락 검출 회로(107)에 의해 지락 고장이 검출된 경우에는 Δ연산 후의 차전류를 이용하는 2개의 비율차동 릴레이 요소, 및 통상의 차전류를 이용하는 비율차동 릴레이 요소의 동작 출력에 의해 지락 고장의 고장상을 판정할 수 있다. 지락 고장이 검출되지 않은 경우에는 통상의 차전류를 이용하는 2개의 비율차동 릴레이 요소의 동작 출력에 의해 단락 고장의 고장상을 판정할 수 있다. 또한, 외부 고장을 내부 고장으로 오판정하는 일도 없다.
<하드웨어 구성>
도 6은 실시의 형태 1에 따른 보호 릴레이 장치(10)의 하드웨어 구성의 한 예를 도시하는 도면이다. 도 6을 참조하면, 보호 릴레이 장치(10)는 보조 변성기(51)와, AD(Analog to Digital 변환부(52)와, 연산 처리부(70)를 포함한다.
보조 변성기(51)는 전류 변성기(4, 5)에 의해 검출된 전류를 취입하고, 릴레이 내의 회로에 적합한 전압으로 변환하여 출력한다. AD 변환부(52)는 보조 변성기(51)로부터 출력되는 전압을 취입하여 디지털 데이터로 변환한다. 구체적으로는 AD 변환부(52)는 아날로그 필터와, 샘플 홀드 회로와, 멀티플렉서와, AD 변환기를 포함한다.
아날로그 필터는 보조 변성기(51)로부터 출력되는 전류의 파형 신호로부터 고주파의 노이즈 성분을 제거한다. 샘플 홀드 회로는 아날로그 필터로부터 출력되는 전류의 파형 신호를 미리 정해진 샘플링 주기로 샘플링한다. 멀티플렉서는 연산 처리부(70)로부터 입력되는 타이밍 신호에 의거하여, 샘플 홀드 회로로부터 입력되는 파형 신호를 시계열로 순차적으로 전환하여 AD 변환기에 입력한다. AD 변환기는 멀티플렉서로부터 입력된 파형 신호를 아날로그 데이터로부터 디지털 데이터로 변환한다. AD 변환기는 디지털 변환한 파형 신호(디지털 데이터)를 연산 처리부(70)에 출력한다.
연산 처리부(70)는 CPU(Central Processing Unit)(72)와, ROM(73)과, RAM(74)과, DI(디지털 입력) 회로(75)와, DO(디지털 출력) 회로(76)와, 입력 인터페이스(I/F)(77)와, 통신 인터페이스(I/F)(78)를 포함한다. 이들은 버스(71)로 결합되어 있다.
CPU(72)는 미리 ROM(73)에 격납된 프로그램을 판독하여 실행함에 의해, 보호 릴레이 장치(10)의 동작을 제어한다. 또한, ROM(73)에는 CPU(72)에 의해 이용되는 각종 정보가 격납되어 있다. CPU(72)는 예를 들면, 마이크로 프로세서이다. 또한, 당해 하드웨어는 CPU 이외의 FPGA(Field Programmable Gate Array), ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 및 기타의 연산 기능을 갖는 회로 등이라도 좋다.
CPU(72)는 버스(71)를 통하여, AD 변환부(52)로부터 디지털 데이터를 판독한다, CPU(72)는 ROM(73)에 격납되어 있는 프로그램에 따라, 취입한 디지털 데이터를 이용하여 제어 연산을 실행한다.
CPU(72)는 제어 연산 결과에 의거하여, DO 회로(76)를 통하여, 차단기(2, 3)에 트립 신호(TR)를 출력한다. 또한, CPU(72)는 DI 회로(75)를 통하여, 트립 신호(TR)에 대한 응답을 수취한다. 입력 인터페이스(77)는 전형적으로는 각종 버튼 등이고, 계통 운용자로부터의 각종 설정 조작을 접수한다.
<기능 구성>
도 7은 실시의 형태 1에 따른 보호 릴레이 장치(10)의 기능 구성의 한 예를 도시하는 블록도이다. 도 7을 참조하면, 보호 릴레이 장치(10)는 주된 기능 구성으로서, 전류 입력부(301)와, 제1 전류 산출부(303)와, 제2 전류 산출부(305)와, 고장 판정부(20)와, 상태 판정부(30)와, 출력 제어부(40)를 포함한다. 고장 판정부(20)는 제1 차동 릴레이 연산부(307)와, 제2 차동 릴레이 연산부(309)와, 지락 검출부(311)와, 고장상 판정부(313)와, 신호 출력부(314)를 포함한다. 이들의 각 기능은 예를 들면, 보호 릴레이 장치(10)의 마이크로 프로세서가 메모리에 격납된 프로그램을 실행함에 의해 실현된다. 또한, 이들 기능의 일부 또는 전부는 하드웨어로 실현되도록 구성되어 있어도 좋다.
전류 입력부(301)는 전류 변성기(4)로부터 출력되는 각 상의 1차 전류(I1a, I1b, I1c), 및 전류 변성기(5)로부터 출력되는 각 상의 2차전류(I2a, I2b, I2c)의 입력을 접수한다.
제1 전류 산출부(303)는 각 상의 1차 전류(I1a, I1b, I1c)와 2차 전류(I2a, I2b, I2c)에 의거하여, 각 상에서의 차전류(Ida, Idb, Idc) 및 억제전류(Ira, Irb, Irc)를 산출한다. 구체적으로는 제1 전류 산출부(303)는 각 상에 관해, 1차 전류와 2차 전류의 벡터 합을 취함에 의해 차전류(Ida, Idb, Idc)를 산출한다. 또한, 제1 전류 산출부(303)는 각 상에 관해, 1차 전류와 2차 전류와의 스칼라 합을 취함에 의해 억제전류(Ira, Irb, Irc)를 산출한다. 예를 들면, 억제전류(Ira, Irb, Irc)는 각각 "(|I1a|+|I2a|)", "(|I1b|+|I2b|)", "(|I1c|+|I2c|)"이다.
제2 전류 산출부(305)는 제1 전류 산출부(303)에 의해 산출된, 서로 다른 2상(예를 들면, A상, B상)의 각각에서의 차전류(예를 들면, 차전류(Ida), 차전류(Idb))에 의거하여, 각 상에서의 Δ연산 후의 차전류(IdaΔ, IdbΔ, IdcΔ)를 산출한다. 예를 들면, 서로 다른 2상이 A상 및 B상인 경우에는 A상에서의 차전류(Ida)와 B상에서의 차전류(Idb)와의 차분을 취함으로써, A상에서의 Δ연산 후의 차전류(IdaΔ)를 산출한다.
또한, 제2 전류 산출부(305)는 서로 다른 2상(예를 들면, A상, B상)의 각각에서의 1차 전류(예를 들면, 1차 전류(I1a, I1b)) 및 2차 전류(예를 들면, 2차 전류(I2a, I2b))에 의거하여, 각 상에서의 Δ연산 후의 억제전류(IraΔ, IrbΔ, IrcΔ)를 산출한다. 예를 들면, Δ연산 후의 억제전류(IraΔ, IrbΔ, IrcΔ)는 각각 "(|I1a-I1b|+|I2a-I2b|)", "(|I1b-I1c|+|I2b-I2c|)", "(|I1c-I1a|+|I2c-I2a|)"이다.
상태 판정부(30)는 각 상에 대응하여 마련되고, 당해 상에서의 차전류의 기본파 성분에 대한 제2 고조파 성분의 함유율에 의거하여 변압기(8)가 인 러시 상태인지의 여부를 판정하는 인 러시 판정 회로(108∼110)를 포함한다. 상태 판정부(30)는 인 러시 판정 회로(108∼110)의 판정 결과를 고장 판정부(20)의 신호 출력부(314)에 출력한다.
제1 차동 릴레이 연산부(307)는 각 상에 대응하여 마련되고, 당해 상에서의 차전류 및 억제전류에 의거하여 비율차동 연산을 실행하는 비율차동 릴레이 요소를 포함한다. 구체적으로는 제1 차동 릴레이 연산부(307)는 A상에서의 차전류(Ida) 및 억제전류(Ira)에 의거하여 비율차동 연산을 실행하는 비율차동 릴레이 요소(104)와, B상에서의 차전류(Idb) 및 억제전류(Irb)에 의거하여 비율차동 연산을 실행하는 비율차동 릴레이 요소(105)와, C상에서의 차전류(Idc) 및 억제전류(Irc)에 의거하여 비율차동 연산을 실행하는 비율차동 릴레이 요소(106)를 포함한다. 제1 차동 릴레이 연산부(307)는 비율차동 릴레이 요소(104∼106)의 동작 및 부동작을 나타내는 출력 결과를 고장상 판정부(313)에 출력한다.
제2 차동 릴레이 연산부(309)는 각 상에 대응하여 마련되고, 당해 상에서의 Δ연산 후의 차전류 및 억제전류에 의거하여 비율차동 연산을 실행하는 비율차동 릴레이 요소를 포함한다. 구체적으로는 제2 차동 릴레이 연산부(309)는 A상에서의 차전류(IdaΔ) 및 억제전류(IraΔ)에 의거하여 비율차동 연산을 실행하는 비율차동 릴레이 요소(101)와, B상에서의 차전류(IdbΔ) 및 억제전류(IrbΔ)에 의거하여 비율차동 연산을 실행하는 비율차동 릴레이 요소(102)와, C상에서의 차전류(IdcΔ) 및 억제전류(IrcΔ)에 의거하여 비율차동 연산을 실행하는 비율차동 릴레이 요소(103)를 포함한다. 제2 차동 릴레이 연산부(309)는 비율차동 릴레이 요소(101∼103)의 동작 및 부동작을 나타내는 출력 결과를 고장상 판정부(313)에 출력한다.
지락 검출부(311)는 각 상에서의 차전류(Ida, Idb, Idc)에 의거하여 지락 고장을 검출한다. 구체적으로는 지락 검출부(311)는 도 5 중의 지락 검출 회로(107)에 대응하고 있고, 차전류(Ida), 차전류(Idb) 및 차전류(Idc)의 벡터 합의 진폭치가 임계치(K0)보다도 큰 경우에, 지락 고장의 발생을 검출한다.
고장상 판정부(313)는 제1 차동 릴레이 연산부(307)의 출력 결과와, 제2 차동 릴레이 연산부의 출력 결과와, 지락 검출부(311)의 검출 결과에 의거하여, 전력 계통의 고장상을 판정한다.
구체적으로는 제1 차동 릴레이 연산부(307)에서의, 제1상(예를 들면, A상)에 대응하는 비율차동 릴레이 요소(예를 들면, 비율차동 릴레이 요소(104))가 동작하고, 또한, 제2 차동 릴레이 연산부(309)에서의, 제1상 및 제3상(예를 들면, C상)에 각각 대응하는 2개의 비율차동 릴레이 요소(예를 들면, 비율차동 릴레이 요소(101, 103))가 동작하였다는 조건(G1)을 충족시키는 경우에, 고장상 판정부(313)는 제1상에 고장이 발생하였다고 판정한다. 보다 구체적으로는 당해 조건(G1)을 충족시키고, 또한 지락 검출부(311)에 의해 지락 고장이 검출된 경우에, 고장상 판정부(313)는 제1상에 지락 고장이 발생하였다고 판정한다. 이 경우, 고장상 판정부(313)는 AND 게이트(121∼123)에 대응한다.
또한, 제1 차동 릴레이 연산부(307)에서의, 제1상(예를 들면, A상) 및 제2상(예를 들면, B상)에 각각 대응하는 2개의 비율차동 릴레이 요소(예를 들면, 비율차동 릴레이 요소(104, 105))가 동작하고, 또한 지락 고장이 검출되지 않은 경우에, 고장상 판정부(313)는 제1상 및 제2상(예를 들면, AB상)의 단락 고장이 발생하였다고 판정한다. 이 경우, 고장상 판정부(313)는 AND 게이트(124∼126)에 대응한다.
고장상 판정부(313)는 제1상∼제3상 중의 고장상을 나타내는 신호를 신호 출력부(314)에 출력한다. 또한, 고장상 판정부(313)는 제1상∼제3상의 모두가 고장나지 않았다고 판정한 경우에는 고장상을 나타내는 신호를 출력하지 않는다. 이 경우, 고장상 판정부(313)는 OR 게이트(131∼133)에 대응한다.
신호 출력부(314)는 고장상 판정부(313)의 판정 결과와, 상태 판정부(30)의 판정 결과에 의거하여, 고장 신호를 출력한다. 어느 국면에서는 고장상 판정부(313)에 의해 제1상(예를 들면, A상)에 고장이 발생하였다고 판정되고, 또한 제1상에 대응하는 인 러시 판정 회로(예를 들면, 인 러시 판정 회로(108))에 의해 변압기(8)가 인 러시 상태가 아니라고 판정된 경우, 신호 출력부(314)는 제1상에 고장이 발생하고 있는 것을 나타내는 고장 신호(예를 들면, 신호(Da))를 출력한다.
마찬가지로, 신호 출력부(314)는 제2상(예를 들면, B상)에 고장이 발생하고 있는 것을 나타내는 고장 신호(예를 들면, 신호(Db)) 및 제3상(예를 들면, C상)에 고장이 발생하고 있는 것을 나타내는 고장 신호(예를 들면, 신호(Dc))를 출력한다. 전형적으로는 신호 출력부(314)는 AND 게이트(141∼143)에 대응한다.
출력 제어부(40)는 신호 출력부(314)에 의해 고장 신호가 출력된 경우에, 전력 계통에 마련된 차단기(2, 3)에 개방 지령인 트립 신호(TR)를 출력한다. 구체적으로는 신호 출력부(314)로부터 신호(Da, Db, Dc)의 적어도 하나가 출력된 경우에는 출력 제어부(40)는 트립 신호(TR)를 출력한다.
또한, 보호 릴레이 장치(10)는 고장 신호를 다른 목적으로 이용하여도 좋다. 예를 들면, 신호(Da)가 출력되는 경우에, 보호 릴레이 장치(10)는 A상이 고장상인 것을 나타내는 표시를 행하여도 좋고, 로그(ログ. log)를 기록하여도 좋고, 변전소의 감시 제어 장치에 통신 신호를 출력하여도 좋다.
<이점>
실시의 형태 1에 의하면, 1상 지락 고장 및 단락 고장의 고장상을 보다 올바르게 판정할 수 있다. 또한, 외부 고장을 내부 고장으로 오판정하는 일도 없다. 그 때문에, 보호 릴레이 장치(10)는 오동작하는 일 없이, 적절히 동작할 수 있다.
또한, 2상 지락 고장인 경우에는 고장상에 단락 전류가 흐르기 때문에, 고장상의 차전류가 건전상의 차전류보다도 매우 커진다. 따라서 3상의 차전류 중 최소상의 전류 진폭치가 다른 2상의 차전류의 진폭치보다 충분히 작은 것을 확인하면, 최소상을 건전상으로 판정할 수 있기 때문에, 고장상을 판정할 수 있다.
또한, 실시의 형태 1에 의하면, 인 러시 전류에 의한 오동작을 적절히 방지할 수 있음과 함께, 변압기(8)의 인 러시 상태 중에 고장이 발생한 경우라도, 신속하게 인 러시 판정에 의거한 로크를 벗겨서 고장을 검출할 수 있다.
구체적으로는 변압기를 전력 계통에 투입 후에 1상 지락 고장이 보호 릴레이 장치의 내부에서 발생한 경우, 인 러시 전류에 포함되는 제2 고조파 성분에 의해, 일단, 비율차동 릴레이 요소의 동작은 로크된다. 그 후의 고장 발생에 의해 고장상 전류의 기본파 성분의 증가에 의해, 기본파 성분에 대한 제2 고조파 성분의 함유율이 임계치 이하로 저하되어, 로크가 벗겨지는 것이 기대된다.
그렇지만, 특허 문헌 1과 같이, 영상전류(예를 들면, 지락 고장 전류의 1/3 상당)를 각 입력 전류로부터 공제하고 있는 경우에는 고장 전류가 2/3가 되어 기본파 성분의 증가분이 삭감된다. 그 때문에, 인 러시 전류의 제2 고조파 성분의 양에 따라서는 기본파 성분에 대한 제2 고조파 성분의 함유율이 임계치 이하로 저하되지 않는 경우가 있다. 이 경우, 고장이 발생하여도 비율차동 릴레이 요소의 출력의 로크가 유지되어, 보호 릴레이 장치가 적절히 동작할 수 없고, 차단기가 개방되지 않는다. 실시의 형태 1에 의하면, 특허 문헌 1과 같이 영상전류를 각 입력 전류로부터 공제하는 처리를 행하지 않기 때문에 상기 특허 문헌 1과 같은 문제는 생기지 않는다.
또한, 실시의 형태 1에 의하면, 변압기 권선 형태에 관계없이, CT 2차회로를 Y결선으로 할 수 있기 때문에, 잘못된 접속 방법으로 CT 2차회로를 접속할 가능성을 저감할 수 있다. 또한, CT를 Δ접속하면, 다른 3상전류 릴레이에 접속하기는 어렵지만, Y접속이기 때문에, 비율차동 릴레이로부터 다른 3상전류 릴레이에의 접속도 가능해진다.
실시의 형태 2.
상술한 실시의 형태 1에서는 통상의 차전류를 이용하는 비율차동 릴레이 요소의 출력, 및 Δ연산 후의 차전류를 이용하는 비율차동 릴레이 요소의 출력에 의거하여 고장상을 판정하는 구성에 관해 설명하였다. 실시의 형태 2에서는 Δ연산 후의 차전류를 이용하는 비율차동 릴레이 요소 대신에, Δ연산 후의 차전류의 진폭치가 일정 이상인지의 여부를 판정하는 회로를 이용하여, 고장상을 판정하는 구성에 관해 설명한다.
<고장 판정 방식>
도 8은 실시의 형태 2에 따른 고장 판정 방식을 설명하기 위한 도면이다. 도 8을 참조하면, 보호 릴레이 장치(10A)는 비율차동 릴레이 요소(104∼106)와, 지락 검출 회로(107)와, 인 러시 판정 회로(108∼110)와, 진폭 판정 회로(151∼153)와, AND 게이트(124∼126, 161∼163, 181∼183)와, OR 게이트(171∼173)를 포함한다. 보호 릴레이 장치(10A)는 도 1에 도시하는 보호 릴레이 장치(10)에 대응하지만, 다른 실시의 형태와의 구별을 위해, 편의상 「A」라는 추가의 부호를 붙이고 있다. 이것은 실시의 형태 3∼5에서도 마찬가지이다.
보호 릴레이 장치(10A)의 구성은 기본적으로, 도 5에 도시한 보호 릴레이 장치(10)의 비율차동 릴레이 요소(101∼103)를, 각각 진폭 판정 회로(151∼153)로 치환한 구성에 상당한다. 또한, AND 게이트(161∼163)는 도 5 중의 AND 게이트(121∼123)에 각각 대응하고 있다. 또한, OR 게이트(171∼173)는 도 5 중의 OR 게이트(131∼133)에 각각 대응하고 있고, AND 게이트(181∼183)는 도 5 중의 AND 게이트(141∼143)에 각각 대응하고 있다.
진폭 판정 회로(151, 152, 153)는 각각 Δ연산 후의 차전류(IdaΔ, IdbΔ, IdcΔ)의 진폭치가 임계치(K1)보다도 큰지의 여부를 판정한다. 예를 들면, 차전류(IdaΔ)가 임계치(K1)보다도 큰 경우에, 진폭 판정 회로(151)는 출력치"1"를 AND 게이트(161, 162)에 출력한다. 당해 진폭치가 임계치(K1) 이하인 경우에, 진폭 판정 회로(151)는 출력치"0"를 AND 게이트(161, 162)에 출력한다. 진폭 판정 회로(152, 153)에 대해서도 마찬가지이다.
AND 게이트(161)는 진폭 판정 회로(151, 153)의 각 출력치와, 비율차동 릴레이 요소(104)의 출력치와, 지락 검출 회로(107)의 출력치와의 AND 연산을 행한다. 구체적으로는 진폭 판정 회로(151, 153)에 의해 Δ연산 후의 차전류의 진폭치가 임계치(K1)보다도 크다고 판정되어, 비율차동 릴레이 요소(104)가 동작하고, 또한 지락 검출 회로(107)에 의해 지락 고장이 검출된 경우에, AND 게이트(161)는 A상의 내부지락 고장을 나타내는 신호(즉, 출력치"1")를 OR 게이트(171)에 출력한다. AND 게이트(162, 163)에 대해서도 마찬가지이다.
OR 게이트(171)는 AND 게이트(161, 124, 126)의 각 출력치의 OR 연산을 행한다. 구체적으로는 이들 각 출력치의 적어도 하나가 "1"인 경우에는 OR 게이트(171)는 A상에 고장이 발생하고 있는 것을 나타내는 신호(즉, 출력치"1")를 AND 게이트(181)에 출력한다. OR 게이트(172, 173)에 대해서도 마찬가지이다.
AND 게이트(181)는 OR 게이트(171)의 출력치와, 인 러시 판정 회로(108)의 출력의 논리 레벨을 반전한 값과의 AND 연산을 행한다. 구체적으로는 OR 게이트(171)의 출력치가 "1"이고, 또한 인 러시 판정 회로(108)에 의해 변압기(8)가 인 러시 상태가 아니라고 판정된 경우에는 AND 게이트(181)는 A상에 고장이 발생하고 있는 것을 나타내는 신호(Da)를 출력한다. AND 게이트(182, 183)에 대해서도 마찬가지이다.
<기능 구성>
도 9는 실시의 형태 2에 따른 보호 릴레이 장치(10A)의 기능 구성의 한 예를 도시하는 블록도이다. 도 9를 참조하면, 보호 릴레이 장치(10A)의 기능 구성은 보호 릴레이 장치(10)의 고장 판정부(20)를 고장 판정부(20A)로 치환한 것이다. 고장 판정부(20A)는 제1 차동 릴레이 연산부(307)와, 지락 검출부(311)와, 고장상 판정부(313A)와, 신호 출력부(314)와, 판정부(315)를 포함한다. 또한, 제2 전류 산출부(305A)는 제2 전류 산출부(305)와 실질적으로 동일한 기능을 갖는다. 제2 전류 산출부(305A)는 각 상에서의 Δ연산 후의 차전류(IdaΔ, IdbΔ, IdcΔ)를 판정부(315)에 대해 출력한다.
판정부(315)는 각 상에 대응하여 마련되고, 당해 상에서의 Δ연산 후의 차전류의 진폭치가 임계치(K1)보다도 큰지의 여부를 판정하는 진폭 판정 회로를 포함한다. 구체적으로는 판정부(315)는 A상에서의 차전류(IdaΔ)의 진폭치가 임계치(K1)보다도 큰지의 여부를 판정하는 진폭 판정 회로(151)와, B상에서의 차전류(IdbΔ)의 진폭치가 임계치(K1)보다도 큰지의 여부를 판정하는 진폭 판정 회로(152)와, C상에서의 차전류(IdcΔ)의 진폭치가 임계치(K1)보다도 큰지의 여부를 판정하는 진폭 판정 회로(153)를 포함한다.
고장상 판정부(313A)는 제1 차동 릴레이 연산부(307)의 출력 결과와, 판정부(315)의 판정 결과와, 지락 검출부(311)의 검출 결과에 의거하여, 전력 계통의 고장상을 판정한다.
구체적으로는 제1 차동 릴레이 연산부(307)에서의, 제1상(예를 들면, A상)에 대응하는 비율차동 릴레이 요소(104)가 동작하고, 또한 제1상 및 제3상(예를 들면, C상)에 각각에 대응하는 2개의 진폭 판정 회로(예를 들면, 진폭 판정 회로(151, 153))에 의해 Δ연산 후의 차전류의 진폭치가 임계치(K1)보다도 크다고 판정되었다는 조건(G2)을 충족시키는 경우에, 고장상 판정부(313A)는 제1상에 고장이 발생하였다고 판정한다. 보다 구체적으로는 당해 조건(G2)을 충족시키고, 또한 지락 검출부(311)에 의해 지락 고장이 검출된 경우에, 고장상 판정부(313A)는 제1상에 지락 고장이 발생하였다고 판정한다. 이 경우, 고장상 판정부(313A)는 AND 게이트(161∼163)에 대응한다.
고장상 판정부(313A)의 단락 고장의 판정 방식은 고장상 판정부(313)의 단락 고장의 판정 방식과 마찬가지이다. 구체적으로는 제1 차동 릴레이 연산부(307)에서의, 제1상 및 제2상에 각각 대응하는 비율차동 릴레이 요소가 동작하고, 또한 지락 고장이 검출되지 않은 경우에, 고장상 판정부(313A)는 제1상 및 제2상에 단락 고장이 발생하였다고 판정한다.
<이점>
실시의 형태 2에 의하면, Δ연산 후의 차전류를 이용하는 비율차동 릴레이 요소 대신에, Δ연산 후의 차전류의 진폭치가 임계치(K1)보다도 큰지의 여부를 판정하는 회로를 이용한다. 예를 들면, 외부 고장으로 CT 포화가 1차측 또는 2차측의 전류의 어느 것에서 발생하면 불필요한 차전류가 생길 가능성이 있다. 그 때문에, 억제전류에 의해 불필요 판정을 억제하는 기능을 갖는 비율차동 릴레이 요소보다도, 당해 회로의 쪽이 불필요 출력을 행하여 버릴 가능성이 높아진다. 그러나, 일반적으로는 변압기의 외부 고장에서는 변압기의 양단 CT를 흐르는 전류는 변압기의 내부 임피던스가 크고, 고장 전류가 제한되기 때문에 CT 포화의 가능성은 낮다.
따라서 CT 포화시에 있어서의 정밀도는 실시의 형태 1보다도 뒤떨어지는 것이지만, CT 포화를 특히 고려할 필요가 없는 경우에는 실시의 형태 1보다도 간이한 구성으로, 실시의 형태 1과 동등한 이점을 갖는다.
실시의 형태 3.
상술한 실시의 형태 1에서는 지락 검출 회로(107)를 이용하여, 지락 고장과 단락 고장을 구별하는 구성에 관해 설명하였다. 실시의 형태 3에서는 지락 검출 회로(107)를 이용하지 않고서 고장상을 판정하는 구성에 관해 설명한다.
<고장 판정 방식>
도 10은 실시의 형태 3에 따른 고장 판정 방식을 설명하기 위한 도면이다. 도 10을 참조하면, 보호 릴레이 장치(10B)는 비율차동 릴레이 요소(101∼106)와, 인 러시 판정 회로(108∼110)와, AND 게이트(191∼193, 201∼203)를 포함한다.
보호 릴레이 장치(10B)의 구성은 도 5 중의 보호 릴레이 장치(10)의 지락 검출 회로(107)를 삭제한 구성에 상당한다. 지락 검출 회로(107)의 삭제에 수반하여, 보호 릴레이 장치(10)에서의 복수의 논리 게이트(예를 들면, AND 게이트(124∼126), 및 OR 게이트(131∼133))도 삭제되어 있다.
AND 게이트(191)는 비율차동 릴레이 요소(101, 103, 104)의 각 출력치의 AND 연산을 행한다. 구체적으로는 비율차동 릴레이 요소(101, 103, 104)가 동작한 경우에, AND 게이트(191)는 A상의 내부 고장을 나타내는 신호(즉, 출력치"1")를 AND 게이트(201)에 출력한다. 마찬가지로, AND 게이트(192)는 비율차동 릴레이 요소(102, 101, 105)가 동작한 경우에, B상의 내부 고장을 나타내는 신호를 AND 게이트(202)에 출력한다. 비율차동 릴레이 요소(103, 102, 106)가 동작한 경우에, AND 게이트(193)는 C상의 내부 고장을 나타내는 신호를 AND 게이트(203)에 출력한다.
AND 게이트(201)는 AND 게이트(191)와, 인 러시 판정 회로(108)의 출력의 논리 레벨을 반전한 값과의 AND 연산을 행한다. 구체적으로는 AND 게이트(191)의 출력치가 "1"이고, 또한 인 러시 판정 회로(108)에 의해 변압기(8)가 인 러시 상태가 아니라고 판정된 경우에는 AND 게이트(201)는 A상에 고장이 발생하고 있는 것을 나타내는 신호(Da)를 출력한다. AND 게이트(202, 203)에 대해서도 마찬가지이다. 전형적으로는 신호(Da∼Dc)의 적어도 하나가 출력되면, 개방 지령에 의해 차단기(2) 및 차단기(3)가 개방되고, 변압기(8)는 전력 계통으로부터 분리된다.
상기한 바와 같이, 지락 검출 회로(107)를 삭제한 구성인 경우, 지락 고장이 없는지의 판정은 할 수 없지만, 1상 지락 고장, 2상 단락 고장에서는 올바르게 고장상을 판정하고, 외부 고장에서의 동작도 없다.
도 4를 참조하면, A상의 내부지락 고장인 경우, Δ연산 후의 차전류(IdaΔ, IdcΔ)를 이용하는 2개의 비율차동 릴레이 요소(101, 103), 및 통상의 차전류(Ida)를 이용하는 비율차동 릴레이 요소(104)는 동작하지만, 차전류(IdbΔ)를 이용하는 비율차동 릴레이 요소(105)는 동작하지 않는다. 이 경우, AND 게이트(191)는 출력치"1"를 출력하고, AND 게이트(192)는 출력치"0"를 출력하고, AND 게이트(193)는 출력치"0"를 출력한다. 그 때문에, 보호 릴레이 장치(10B)는 A상이 고장상인 것을 판정할 수 있다.
또한, 도 4를 참조하면, AB상의 단락 고장인 경우, 차전류(IdaΔ, IdbΔ, IdcΔ)를 각각 이용하는 3개의 비율차동 릴레이 요소(101, 102, 103) 및 차전류(Ida, Idb)를 각각 이용하는 2개의 비율차동 릴레이 요소(104, 105)가 동작한다. 이 경우, AND 게이트(191)는 출력치"1"를 출력하고, AND 게이트(192)는 출력치"1"를 출력하고, AND 게이트(193)는 출력치"0"를 출력한다. 그 때문에, 보호 릴레이 장치(10B)는 A상이 고장상이라고 판정할 수 있다.
마찬가지로, CA상의 단락 고장인 경우, 비율차동 릴레이 요소(101, 102, 103) 및 비율차동 릴레이 요소(104, 106)가 동작한다. 이 경우, AND 게이트(191)는 출력치"1"를 출력하고, AND 게이트(192)는 출력치"0"를 출력하고, AND 게이트(193)는 출력치"1"를 출력한다. 그 때문에, 보호 릴레이 장치(10B)는 A상이 고장상이라고 판정할 수 있다.
따라서 보호 릴레이 장치(10B)는 지락 고장 및 단락 고장의 구별은 할 수 없지만, 적어도 A상이 고장상인 것을 올바르게 판정할 수 있다. B상 및 C상에 대해서도 마찬가지이다. 그 때문에, 1상 지락 고장, 및 2상 단락 고장시에서는 보호 릴레이 장치(10B)는 고장상을 올바르게 판정할 수 있다. 또한, 보호 릴레이 장치(10B)는 2상 지락 고장시에는 3상 고장이라고 판정할 가능성은 있는 것이지만, 변압기(8)의 내부 고장에 대한 보호 동작으로서는 실시의 형태 1에 따른 보호 릴레이 장치(10)와 마찬가지가 된다.
<기능 구성>
보호 릴레이 장치(10B)의 기능 구성은 도 7 중의 지락 검출부(311)를 삭제한 구성에 상당한다. 실시의 형태 3에 따른 고장상 판정부는 제1 차동 릴레이 연산부(307)의 출력 결과와, 제2 차동 릴레이 연산부(309)의 출력 결과에 의거하여, 전력 계통의 고장상을 판정한다. 구체적으로는 제1 차동 릴레이 연산부(307)에서의, 제1상(예를 들면, A상)에 대응하는 비율차동 릴레이 요소(예를 들면, 비율차동 릴레이 요소(104))가 동작하고, 또한 제2 차동 릴레이 연산부(309)에서의, 제1상 및 제3상(예를 들면, C상)에 각각에 대응하는 2개의 비율차동 릴레이 요소(예를 들면, 비율차동 릴레이 요소(101, 103))가 동작한 경우에, 실시의 형태 3에 따른 고장상 판정부는 제1상에 고장이 발생하였다고 판정한다.
<이점>
실시의 형태 3에 의하면, 실시의 형태 1보다도 간이한 구성으로, 실시의 형태 1과 거의 동등한 이점을 갖는다.
실시의 형태 4.
상술한 실시의 형태 3에서는 통상의 차전류를 이용하는 비율차동 릴레이 요소의 출력, 및 Δ연산 후의 차전류를 이용하는 비율차동 릴레이 요소의 출력에 의거하여 고장상을 판정하는 구성에 관해 설명하였다. 실시의 형태 4에서는 Δ연산 후의 차전류를 이용하는 비율차동 릴레이 요소 대신에, Δ연산 후의 차전류의 진폭치가 일정 이상인지의 여부를 판정하는 회로를 이용하여, 고장상을 판정하는 구성에 관해 설명한다.
<고장 판정 방식>
도 11은 실시의 형태 4에 따른 고장 판정 방식을 설명하기 위한 도면이다. 도 11을 참조하면, 보호 릴레이 장치(10C)는 비율차동 릴레이 요소(104∼106)와, 인 러시 판정 회로(108∼110)와, 진폭 판정 회로(151∼153)와, AND 게이트(211∼213, 221∼223)를 포함한다.
보호 릴레이 장치(10C)의 구성은 도 8 중의 보호 릴레이 장치(10A)의 지락 검출 회로(107)를 삭제한 구성에 상당한다. 지락 검출 회로(107)의 삭제에 수반하여, 보호 릴레이 장치(10A)에서의 복수의 논리 게이트(예를 들면, ND 게이트(124∼126), 및 OR 게이트(171∼173))도 삭제되어 있다.
AND 게이트(211)는 진폭 판정 회로(151, 153)의 각 출력치와, 비율차동 릴레이 요소(104)의 출력치와의 AND 연산을 행한다. 구체적으로는 진폭 판정 회로(151, 153)에 의해 Δ연산 후의 차전류의 진폭치가 임계치(K1)보다도 크다고 판정되고, 또한 비율차동 릴레이 요소(104)가 동작한 경우에, AND 게이트(211)는 A상의 내부지락 고장을 나타내는 신호(즉, 출력치"1")를 AND 게이트(221)에 출력한다. AND 게이트(212, 213)에 대해서도 마찬가지이다.
AND 게이트(221)는 AND 게이트(211)와, 인 러시 판정 회로(108)의 출력의 논리 레벨을 반전한 값과의 AND 연산을 행한다. 구체적으로는 AND 게이트(211)의 출력치가 "1"이고, 또한 인 러시 판정 회로(108)에 의해 변압기(8)가 인 러시 상태가 아니라고 판정된 경우에는 AND 게이트(221)는 A상에 고장이 발생하고 있는 것을 나타내는 신호(Da)를 출력한다. AND 게이트(222, 223)에 대해서도 마찬가지이다. 전형적으로는 신호(Da∼Dc)의 적어도 하나가 출력되면, 개방 지령에 의해 차단기(2) 및 차단기(3)가 개방되고, 변압기(8)는 전력 계통으로부터 절리된다.
<기능 구성>
보호 릴레이 장치(10C)의 기능 구성은 도 9 중의 지락 검출부(311)를 삭제한 구성에 상당한다. 실시의 형태 4에 따른 고장상 판정부는 제1 차동 릴레이 연산부(307)의 출력 결과와, 판정부(315)의 판정 결과에 의거하여, 전력 계통의 고장상을 판정한다. 구체적으로는 제1 차동 릴레이 연산부(307)에서의, 제1상(예를 들면, A상)에 대응하는 비율차동 릴레이 요소(예를 들면, 비율차동 릴레이 요소(104))가 동작하고, 또한 제1상 및 제3상(예를 들면, C상)에 각각에 대응하는 2개의 진폭 판정 회로(예를 들면, 진폭 판정 회로(151, 153))에 의해 Δ연산 후의 차전류의 진폭치가 임계치(K1)보다도 크다고 판정된 경우에, 실시의 형태 4에 따른 고장상 판정부는 제1상에 고장이 발생하였다고 판정한다.
<이점>
실시의 형태 4에 의하면, CT 포화시에 있어서의 정밀도는 실시의 형태 3보다도 뒤떨어지는 것이지만, CT 포화를 특히 고려할 필요가 없는 경우에는 실시의 형태 3보다도 간이한 구성으로, 실시의 형태 3과 동등한 이점을 갖는다.
실시의 형태 5.
상술한 실시의 형태 1에서는 통상의 차전류를 이용하는 비율차동 릴레이 요소의 출력, 및 Δ연산 후의 차전류를 이용하는 비율차동 릴레이 요소의 출력에 의거하여 고장상을 판정하는 구성에 관해 설명하였다. 실시의 형태 5에서는 통상의 차전류를 이용하는 비율차동 릴레이 요소 대신에, 당해 차전류의 진폭치가 일정 이상인 경우에 출력하는 회로를 이용하여, 고장상을 판정하는 구성에 관해 설명한다.
<고장 판정 방식>
도 12는 실시의 형태 5에 따른 고장 판정 방식을 설명하기 위한 도면이다. 도 12를 참조하면, 보호 릴레이 장치(10D)는 비율차동 릴레이 요소(101∼103)와, 인 러시 판정 회로(108∼110)와, 진폭 판정 회로(231∼232)와, AND 게이트(241∼246, 251∼253)와, OR 게이트(261∼263)를 포함한다.
보호 릴레이 장치(10D)의 구성은 도 5 중의 보호 릴레이 장치(10)의 비율차동 릴레이 요소(104∼106)를, 각각 진폭 판정 회로(231∼233)로 치환한 구성에 상당한다. 또한, AND 게이트(241∼246)는 도 5 중의 AND 게이트(121∼126)에 각각 대응하고 있다. 또한, OR 게이트(261∼263)는 도 5 중의 OR 게이트(131∼133)에 각각 대응하고 있고, AND 게이트(251∼253)는 도 5 중의 AND 게이트(141∼143)에 각각 대응하고 있다.
진폭 판정 회로(231, 232, 233)는 각각 차전류(Ida, Idb, Idc)의 진폭치가 임계치(K2)보다도 큰지의 여부를 판정한다. 예를 들면, 차전류(Ida)가 임계치(K2)보다도 큰 경우에, 진폭 판정 회로(231)는 출력치"1"를 AND 게이트(241, 244, 246)에 출력한다. 당해 진폭치가 임계치(K2) 이하인 경우에, 진폭 판정 회로(232)는 출력치"0"를 AND 게이트(241, 244, 246)에 출력한다. 진폭 판정 회로(232, 233)에 대해서도 마찬가지이다.
AND 게이트(241)는 비율차동 릴레이 요소(101, 103)의 각 출력치와, 진폭 판정 회로(231)의 출력치와, 지락 검출 회로(107)의 출력치와의 AND 연산을 행한다. 구체적으로는 진폭 판정 회로(231)에 의해 차전류(Ida)의 진폭치가 임계치(K2)보다도 크다고 판정되고, 또한 비율차동 릴레이 요소(101, 103)가 동작하고, 또한 지락 검출 회로(107)에 의해 지락 고장이 검출된 경우에, AND 게이트(241)는 A상의 내부지락 고장을 나타내는 신호(즉, 출력치"1")를 OR 게이트(261)에 출력한다. AND 게이트(242, 243)에 대해서도 마찬가지이다.
AND 게이트(244)는 비율차동 릴레이 요소(231, 232)의 각 출력치와, 지락 검출 회로(107)의 출력의 논리 레벨을 반전한 값과의 AND 연산을 행한다. 구체적으로는 비율차동 릴레이 요소(231, 232)가 동작하고, 또한 지락 검출 회로(107)에 의해 지락 고장이 검출되지 않은 경우에, AND 게이트(244)는 AB상의 단락 고장을 나타내는 신호(즉, 출력치"1")를 OR 게이트(261, 262)에 출력한다. AND 게이트(245, 246)에 대해서도 마찬가지이다.
OR 게이트(261)는 AND 게이트(241, 244, 246)의 각 출력치의 OR 연산을 행한다. 구체적으로는 이들 각 출력치의 적어도 하나가 "1"인 경우에는 OR 게이트(261)는 A상에 고장이 발생하고 있는 것을 나타내는 신호(즉, 출력치"1")를 AND 게이트(251)에 출력한다. OR 게이트(262, 263)에 대해서도 마찬가지이다.
AND 게이트(251)는 OR 게이트(261)와, 인 러시 판정 회로(108)의 출력의 논리 레벨을 반전한 값과의 AND 연산을 행한다. 구체적으로는 OR 게이트(261)의 출력치가 "1"이고, 또한 인 러시 판정 회로(108)에 의해 변압기(8)가 인 러시 상태가 아니라고 판정된 경우에는 AND 게이트(251)는 A상에 고장이 발생하고 있는 것을 나타내는 신호(Da)를 출력한다. AND 게이트(252, 253)에 대해서도 마찬가지이다. 전형적으로는 신호(Da∼Dc)의 적어도 하나가 출력되면, 개방 지령에 의해 차단기(2) 및 차단기(3)가 개방되고, 변압기(8)는 전력 계통으로부터 분리된다.
<기능 구성>
도 13은 실시의 형태 5에 따른 보호 릴레이 장치(10D)의 기능 구성의 한 예를 도시하는 블록도이다. 도 13을 참조하면, 보호 릴레이 장치(10D)의 기능 구성은 보호 릴레이 장치(10)의 고장 판정부(20)를 고장 판정부(20D)로 치환한 것이다. 고장 판정부(20D)는 제2 차동 릴레이 연산부(309)와, 고장상 판정부(313D)와, 신호 출력부(314)와, 판정부(317)를 포함한다. 또한, 제1 전류 산출부(303D)는 제1 전류 산출부(303)와 실질적으로 동일한 기능을 갖는다. 제1 전류 산출부(303D)는 각 상에서의 통상의 차전류(Ida, Idb, Idc)를 산출한다.
판정부(317)는 각 상에 대응하여 마련되고, 당해 상에서의 Δ연산 전의 차전류의 진폭치가 임계치(K2)보다도 큰지의 여부를 판정하는 진폭 판정 회로를 포함한다. 구체적으로는 판정부(317)는 A상에서의 차전류(Ida)의 진폭치가 임계치(K2)보다도 큰지의 여부를 판정하는 진폭 판정 회로(231)와, B상에서의 차전류(Idb)의 진폭치가 임계치(K2)보다도 큰지의 여부를 판정하는 진폭 판정 회로(232)와, C상에서의 차전류(Idc)의 진폭치가 임계치(K2)보다도 큰지의 여부를 판정하는 진폭 판정 회로(233)를 포함한다.
고장상 판정부(313D)는 제2 차동 릴레이 연산부(309)의 출력 결과와, 판정부(317)의 판정 결과와, 지락 검출부(311)의 검출 결과에 의거하여, 전력 계통의 고장상을 판정한다.
구체적으로는 제1상(예를 들면, A상)에 대응하는 진폭 판정 회로(예를 들면, 진폭 판정 회로(231))에 의해 통상의 차전류의 진폭치가 임계치(K2)보다도 크다고 판정되고, 또한 제2 차동 릴레이 연산부(309)에서의, 제1상 및 제3상(예를 들면, C상)에 대응하는 2개의 비율차동 릴레이 요소(예를 들면, 비율차동 릴레이 요소(101, 103))가 동작하였다는 조건(G3)을 충족시키는 경우에, 고장상 판정부(313D)는 제1상에 고장이 발생하였다고 판정한다. 보다 구체적으로는 당해 조건(G3)을 충족시키고, 또한 지락 검출부(311)에 의해 지락 고장이 검출된 경우에, 고장상 판정부(313D)는 제1상에 지락 고장이 발생하였다고 판정한다. 이 경우, 고장상 판정부(313D)는 AND 게이트(241∼243)에 대응한다.
또한, 제1상 및 제2상(예를 들면, B상)에 각각 대응하는 2개의 진폭 판정 회로(예를 들면, 진폭 판정 회로(231, 232))에 의해 통상의 차전류의 진폭치가 임계치(K2)보다도 크다고 판정되고, 또한 지락 고장이 검출되지 않은 경우에, 고장상 판정부(313D)는 제1상 및 제2상에 단락 고장이 발생하였다고 판정한다.
<이점>
실시의 형태 5에 의하면, 통상의 차전류를 이용하는 비율차동 릴레이 요소 대신에, 통상의 차전류의 진폭치가 임계치(K2)보다도 큰지의 여부를 판정하는 회로를 이용한다. 이 경우, 외부 고장시에 CT 포화에서 문제가 될 가능성이 있는 것은 도 4에서 단락 외부 고장에서의 불필요 출력이지만, 이 불필요 출력은 고장상 표시의 결과에 영향을 주지 않는다. 그 때문에, 실시의 형태 1보다도 간이한 구성으로, 실시의 형태 1과 동등한 이점을 갖는다.
실시의 형태 6.
상술한 실시의 형태 5에서는 지락 검출 회로(107)를 이용하여, 지락 고장과 단락 고장을 구별하는 구성에 관해 설명하였다. 실시의 형태 6에서는 지락 검출 회로(107)를 이용하지 않고서 고장상을 판정하는 구성에 관해 설명한다.
<고장 판정 방식>
도 14는 실시의 형태 6에 따른 고장 판정 방식을 설명하기 위한 도면이다. 도 14를 참조하면, 보호 릴레이 장치(10E)는 비율차동 릴레이 요소(101∼103)와, 인 러시 판정 회로(108∼110)와, 진폭 판정 회로(231∼232)와, AND 게이트(271∼273, 281∼283)를 포함한다.
보호 릴레이 장치(10E)의 구성은 도 12 중의 보호 릴레이 장치(10D)의 지락 검출 회로(107)를 삭제한 구성에 상당한다. 지락 검출 회로(107)의 삭제에 수반하여, 보호 릴레이 장치(10D)에서의 복수의 논리 게이트(예를 들면, AND 게이트(244∼246), 및 OR 게이트(261∼263))도 삭제되어 있다.
AND 게이트(271)는 비율차동 릴레이 요소(101, 103)의 각 출력치와, 진폭 판정 회로(231)의 출력치와의 AND 연산을 행한다. 구체적으로는 진폭 판정 회로(231)에 의해 차전류(Ida)의 진폭치가 임계치(K2)보다도 크다고 판정되고, 또한 비율차동 릴레이 요소(101, 103)가 동작한 경우에, AND 게이트(271)는 A상의 내부지락 고장을 나타내는 신호(즉, 출력치"1")를 AND 게이트(281)에 출력한다. AND 게이트(272), 273에 대해서도 마찬가지이다.
AND 게이트(281)는 AND 게이트(271)와, 인 러시 판정 회로(108)의 출력의 논리 레벨을 반전한 값과의 AND 연산을 행한다. 구체적으로는 AND 게이트(271)의 출력치가 "1"이고, 또한 인 러시 판정 회로(108)에 의해 변압기(8)가 인 러시 상태가 아니라고 판정된 경우에는 AND 게이트(281)는 A상에 고장이 발생하고 있는 것을 나타내는 신호(Da)를 출력한다. AND 게이트(282, 283)에 대해서도 마찬가지이다. 전형적으로는 신호(Da∼Dc)의 적어도 하나가 출력되면, 개방 지령에 의해 차단기(2) 및 차단기(3)가 개방되고, 변압기(8)는 전력 계통으로부터 분리된다.
<기능 구성>
보호 릴레이 장치(10E)의 기능 구성은 도 13 중의 지락 검출부(311)를 삭제한 구성에 상당한다. 실시의 형태 6에 따른 고장상 판정부는 판정부(317)의 판정 결과와, 제2 차동 릴레이 연산부(309)의 출력 결과에 의거하여, 전력 계통의 고장상을 판정한다. 구체적으로는 제1상(예를 들면, A상)에 대응하는 진폭 판정 회로(예를 들면, 진폭 판정 회로(231))에 의해 통상의 차전류의 진폭치가 임계치(K2)보다도 크다고 판정되고, 또한 제2 차동 릴레이 연산부(309)에서의, 제1상 및 제3상(예를 들면, C상)에 대응하는 2개의 비율차동 릴레이 요소(예를 들면, 비율차동 릴레이 요소(101, 103))가 동작한 경우에, 실시의 형태 6에 따른 고장상 판정부는 제1상에 고장이 발생하였다고 판정한다.
<이점>
실시의 형태 6에 의하면, 실시의 형태 5보다도 간이한 구성으로, 실시의 형태 5와 동등한 이점을 갖는다.
기타의 실시의 형태.
(1) 상술한 실시의 형태에서는 Δ연산시에, IdaΔ=Ida-Idb, IdbΔ=Idb-Idc, IdcΔ=Idc-Ida라는 연산 방식을 채용하고 있지만, 당해 구성으로 한정되지 않는다. 예를 들면, IdaΔ=Ida-Idc, IdbΔ=Idb-Ida, IdcΔ=Idc-Idb라는 연산 방식을 채용하는 구성이라도 좋다. 이 경우, Δ연산 후의 억제전류(IraΔ, IrbΔ, IrcΔ)는 각각 "(|I1a-I1c|+|I2a-I2c|)", "(|I1b-I1a|+|I2b-I2a|)", "(|I1c-I1b|+|I2c-I2b|)"가 된다.
(2) 상술한 실시의 형태에서는 Y-Y-Δ권선의 변압기에 의거하여 설명하였지만, Y-Δ권선의 변압기에 같은 사고방식을 적용하여도 좋다.
(3) 상술한 실시의 형태로서 예시한 구성은 본 발명의 구성의 한 예이고, 다른 공지의 기술과 조합시키는 것도 가능하고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 일부를 생략하는 등, 변경하여 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상술한 실시의 형태에서, 다른 실시의 형태에서 설명한 처리 및 구성을 적절히 채용하여 실시하는 경우라도 좋다.
본 발명의 실시의 형태에 관해 설명하였지만, 금회 개시된 실시의 형태는 모든 점에서 예시이고 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의해 나타나고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims (10)

  1. 3상의 전력 계통에 마련된 변압기를 보호하기 위한 보호 릴레이 장치로서,
    상기 변압기의 1차 권선을 흐르는 1차(次) 전류와, 상기 변압기의 2차권선을 흐르는 2차(次) 전류에 의거하여, 각 상에서의 제1 차(差)전류 및 제1 억제전류를 산출하는 제1 전류 산출부와,
    서로 다른 2상의 각각에서의 상기 제1 차전류에 의거하여, 각 상에서의 제2 차(差)전류를 산출하고, 서로 다른 2상의 각각에서의 상기 1차 전류 및 상기 2차 전류에 의거하여, 각 상에서의 제2 억제전류를 산출하는 제2 전류 산출부와,
    각 상에 대응하여 마련되고, 당해 상에서의 상기 제1 차전류 및 상기 제1 억제전류에 의거하여 비율차동 연산을 실행하는 제1 차동 릴레이 요소와,
    각 상에 대응하여 마련되고, 당해 상에서의 상기 제2 차전류 및 상기 제2 억제전류에 의거하여 비율차동 연산을 실행하는 제2 차동 릴레이 요소와,
    상기 전력 계통의 고장상을 판정하는 고장상 판정부를 구비하고,
    제1상, 제2상 및 제3상 중의 상기 제1상에 대응하는 상기 제1 차동 릴레이 요소가 동작하고, 또한 상기 제1상 및 상기 제3상에 각각 대응하는 2개의 상기 제2 차동 릴레이 요소가 동작하였다는 조건을 충족시키는 경우에, 상기 고장상 판정부는 상기 제1상에 고장이 발생하였다고 판정하는 것을 특징으로 하는 보호 릴레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    지락 고장을 검출하는 지락 검출부를 더 구비하고,
    상기 조건을 충족시키고, 또한 상기 지락 고장이 검출된 경우에, 상기 고장상 판정부는 상기 제1상에 지락 고장이 발생하였다고 판정하는 것을 특징으로 하는 보호 릴레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1상 및 상기 제2상에 각각 대응하는 상기 제1 차동 릴레이 요소가 동작하고, 또한 상기 지락 고장이 검출되지 않은 경우에, 상기 고장상 판정부는 상기 제1상 및 상기 제2상의 단락 고장이 발생하였다고 판정하는 것을 특징으로 하는 보호 릴레이 장치.
  4. 3상의 전력 계통에 접속된 변압기를 보호하기 위한 보호 릴레이 장치로서,
    상기 변압기의 1차 권선을 흐르는 1차 전류와, 상기 변압기의 2차권선을 흐르는 2차 전류에 의거하여, 각 상에서의 제1 차전류 및 제1 억제전류를 산출하는 제1 전류 산출부와,
    서로 다른 2상의 각각에서의 상기 제1 차전류에 의거하여, 각 상에서의 제2 차전류를 산출하는 제2 전류 산출부와,
    각 상에 대응하여 마련되고, 당해 상에서의 상기 제1 차전류 및 상기 제1 억제전류에 의거하여 비율차동 연산을 실행하는 차동 릴레이 요소와,
    각 상에 대응하여 마련되고, 당해 상에서의 상기 제2 차전류의 진폭치가 임계치보다도 큰지의 여부를 판정하는 진폭 판정부와,
    상기 전력 계통의 고장상을 판정하는 고장상 판정부를 구비하고,
    제1상, 제2상 및 제3상 중의 상기 제1상에 대응하는 상기 차동 릴레이 요소가 동작하고, 또한 상기 제1상 및 제3상에 각각 대응하는 2개의 상기 진폭 판정부에 의해 상기 제2 차전류의 진폭치가 상기 임계치보다도 크다고 판정되었다는 조건을 충족시키는 경우에, 상기 고장상 판정부는 상기 제1상에 고장이 발생하였다고 판정하는 것을 특징으로 하는 보호 릴레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    지락 고장을 검출하는 지락 검출부를 더 구비하고,
    상기 조건을 충족시키고, 또한 상기 지락 고장이 검출된 경우에, 상기 고장상 판정부는 상기 제1상에 지락 고장이 발생하였다고 판정하는 것을 특징으로 하는 보호 릴레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1상 및 상기 제2상에 각각 대응하는 상기 차동 릴레이 요소가 동작하고, 또한 상기 지락 고장이 검출되지 않은 경우에, 상기 고장상 판정부는 상기 제1상 및 상기 제2상의 단락 고장이 발생하였다고 판정하는 것을 특징으로 하는 보호 릴레이 장치.
  7. 3상의 전력 계통에 접속된 변압기를 보호하기 위한 보호 릴레이 장치로서,
    상기 변압기의 1차 권선을 흐르는 1차 전류와, 상기 변압기의 2차권선을 흐르는 2차 전류에 의거하여, 각 상에서의 제1 차전류를 산출하는 제1 전류 산출부와,
    서로 다른 2상의 각각에서의 상기 제1 차전류에 의거하여, 각 상에서의 제2 차전류를 산출하고, 서로 다른 2상의 각각에서의 상기 1차 전류 및 상기 2차 전류에 의거하여, 각 상에서의 억제전류를 산출하는 제2 전류 산출부와,
    각 상에 대응하여 마련되고, 당해 상에서의 상기 제1 차전류의 진폭치가 임계치보다도 큰지의 여부를 판정하는 진폭 판정부와,
    각 상에 대응하여 마련되고, 당해 상에서의 상기 제2 차전류 및 상기 억제전류에 의거하여 비율차동 연산을 실행하는 차동 릴레이 요소와,
    상기 전력 계통의 고장상을 판정하는 고장상 판정부를 구비하고,
    제1상, 제2상 및 제3상 중의 상기 제1상에 대응하는 상기 진폭 판정부에 의해 상기 제1 차전류의 진폭치가 상기 임계치보다도 크다고 판정되고, 또한 상기 제1상 및 제3상에 각각 대응하는 2개의 상기 차동 릴레이 요소가 동작하였다는 조건을 충족시키는 경우에, 상기 고장상 판정부는 상기 제1상에 고장이 발생하였다고 판정하는 것을 특징으로 하는 보호 릴레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    지락 고장을 검출하는 지락 검출부를 더 구비하고,
    상기 조건을 충족시키고, 또한 상기 지락 고장이 검출된 경우에, 상기 고장상 판정부는 상기 제1상에 지락 고장이 발생하였다고 판정하는 것을 특징으로 하는 보호 릴레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1상 및 상기 제2상에 각각 대응하는 2개의 상기 진폭 판정부에 의해 상기 제1 차전류의 진폭치가 상기 임계치보다도 크다고 판정되고, 또한 상기 지락 고장이 검출되지 않은 경우에, 상기 고장상 판정부는 상기 제1상 및 상기 제2상의 단락 고장이 발생하였다고 판정하는 것을 특징으로 하는 보호 릴레이 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 상에 대응하여 마련되고, 당해 상에서의 상기 제1 차전류의 기본파 성분에 대한 제2 고조파 성분의 함유율에 의거하여 상기 변압기가 인 러시 상태인지의 여부를 판정하는 인 러시 판정부와,
    상기 고장상 판정부의 판정 결과와 상기 인 러시 판정부의 판정 결과에 의거하여, 고장 신호를 출력하는 신호 출력부와,
    상기 신호 출력부에 의해 상기 고장 신호가 출력되는 경우에, 상기 전력 계통에 마련된 차단기에 개방 지령을 출력하는 출력 제어부를 더 구비하고,
    상기 고장상 판정부에 의해 상기 제1상에 고장이 발생하였다고 판정되고, 또한 상기 제1상에 대응하는 상기 인 러시 판정부에 의해 상기 변압기가 인 러시 상태가 아니라고 판정된 경우에, 상기 신호 출력부는 상기 제1상에 고장이 발생하고 있는 것을 나타내는 상기 고장 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 보호 릴레이 장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7292193B2 (ja) * 2019-12-03 2023-06-16 三菱電機株式会社 保護リレー装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62244218A (ja) 1986-04-14 1987-10-24 株式会社東芝 変圧器保護用差動継電装置
KR20090093753A (ko) * 2008-02-29 2009-09-02 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 전류 차동 보호 릴레이
JP2013055735A (ja) * 2011-09-01 2013-03-21 Mitsubishi Electric Corp 変圧器保護継電器
KR20160026876A (ko) * 2013-05-30 2016-03-09 엔알 일렉트릭 컴퍼니 리미티드 전류형 인버터 차동 보호 방법 및 보호계전장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59149729A (ja) * 1983-02-15 1984-08-27 株式会社東芝 差動継電器
JPH01259720A (ja) * 1988-04-06 1989-10-17 Mitsubishi Electric Corp 変圧器保護リレー
JP2002186169A (ja) * 2000-12-11 2002-06-28 Toshiba Corp 変圧器保護継電装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62244218A (ja) 1986-04-14 1987-10-24 株式会社東芝 変圧器保護用差動継電装置
KR20090093753A (ko) * 2008-02-29 2009-09-02 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 전류 차동 보호 릴레이
JP2013055735A (ja) * 2011-09-01 2013-03-21 Mitsubishi Electric Corp 変圧器保護継電器
KR20160026876A (ko) * 2013-05-30 2016-03-09 엔알 일렉트릭 컴퍼니 리미티드 전류형 인버터 차동 보호 방법 및 보호계전장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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일본 전기규격조사회 표준규격 전력기기보호용 비율차동 계전기 JEC-2515-2005(2006년 6월 30일 전기서원 발행)의 참고 2. 변류기 2차회로의 결선

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