JP2009017738A - Transformer protection relay - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、変圧器の電力系統の系統電流を入力として系統事故を検出して回路の遮断器をトリップする信号を出力する変圧器保護リレーに関するものであり、特に、変圧器のインラッシュ電流による電流差動リレーの誤動作を防止する変圧器保護リレーに関するものである。 The present invention relates to a transformer protection relay that outputs a signal for detecting a system fault and tripping a circuit breaker by using a system current of a power system of a transformer as an input, and in particular, by an inrush current of the transformer. The present invention relates to a transformer protection relay that prevents malfunction of a current differential relay.
従来の主要変圧器保護継電方式では、電流差動リレーを主体とした方式が多く採用されている。この電流差動リレーを主体とした主要変圧器保護継電方式では、保護対象となる変圧器の各端子電流をベクトル演算することによって事故点が変圧器の内部にあるのか、変圧器の外部にあるのかを高感度に判定できるという利点がある。この方式では、内部事故の場合に生じる差動電流によって電流差動リレーの動作コイルに通電し、遮断器をトリップさせる。 In the conventional main transformer protection relay system, a system mainly using a current differential relay is adopted. In the main transformer protection relay system based on this current differential relay, whether or not the fault point is inside the transformer by vector calculation of each terminal current of the transformer to be protected, or outside the transformer There is an advantage that it can be determined with high sensitivity whether there is any. In this system, the operating coil of the current differential relay is energized by the differential current generated in the case of an internal accident, and the circuit breaker is tripped.
しかしながら、変圧器の充電時や変圧器に連携している送電線の再閉路時にはインラッシュ電流が発生し、このインラッシュ電流によって電流差動リレーが誤動作することがあるという問題があった。 However, an inrush current is generated when the transformer is charged or when the power transmission line linked to the transformer is closed, and the current differential relay may malfunction due to the inrush current.
このような問題を改善するための従来技術として、たとえば、第2調波抑制方式がある。第2調波抑制方式は、インラッシュ電流に第2高調波成分(第2調波成分)が比較的多く含まれることに着目し、この第2調波成分の基本波成分に対する含有率が予め定められた閾値以上になった場合をインラッシュ電流と判定し、第2調波成分を抑制力として電流比率差動リレーを短時間ロックする。 As a prior art for improving such a problem, for example, there is a second harmonic suppression method. The second harmonic suppression method pays attention to the fact that the inrush current contains a relatively large amount of the second harmonic component (second harmonic component), and the content ratio of the second harmonic component with respect to the fundamental wave component is determined in advance. The case where it becomes more than a predetermined threshold value is determined as an inrush current, and the current ratio differential relay is locked for a short time using the second harmonic component as a suppression force.
一方、近年における送電設備の高電圧化や大容量化、長距離化、ケーブル系統の増加などに起因して対地静電容量が増加したことにより故障時における系統インダクタンス分との共振周波数が低下する傾向がある。特に、超高圧系統では変圧器の内部事故の際に第2調波近傍の低次高調波成分が多量に発生することが考えられ、従来の第2調波抑制方式ではインラッシュ電流と変圧器の内部事故電流との正確な判別が困難になるという問題が生じる。 On the other hand, the resonance frequency with the system inductance component at the time of failure decreases due to the increase in ground capacitance due to the recent increase in voltage, capacity, distance, and cable system of power transmission facilities. Tend. In particular, in ultra-high voltage systems, it is considered that a large amount of low-order harmonic components near the second harmonic are generated in the event of an internal fault in the transformer. In conventional second harmonic suppression methods, the inrush current and the transformer There arises a problem that it is difficult to accurately discriminate from the internal fault current.
このような問題を改善するための従来技術として、たとえば、非特許文献1がある。非特許文献1には、変圧器の3次端子電圧が大きく(0.5PU以上)、かつ差動電流中の第2調波成分も大きい(15%以上)場合にインラッシュ電流が発生したと判断して電流差動リレーをロックする電圧検出付き第2調波抑制方式に関する技術が開示されている。 As a conventional technique for improving such a problem, for example, there is Non-Patent Document 1. Non-Patent Document 1 states that inrush current occurs when the transformer's tertiary terminal voltage is large (0.5 PU or more) and the second harmonic component in the differential current is also large (15% or more). A technique relating to a second harmonic suppression method with voltage detection for determining and locking a current differential relay is disclosed.
具体的には、第2調波成分が大きくなるような変圧器の内部事故時においては変圧器の3次端子電圧が大きく低下すること、インラッシュ電流が発生する変圧器の充電時においては第2調波成分が大きいのに加えて変圧器の3次端子電圧も大きいことに着目し、変圧器の3次端子電圧検出手段を従来の第2調波抑制方式に備え、インラッシュ電流と変圧器の内部事故電流との判別を行うことを可能としている。 Specifically, the voltage at the third terminal of the transformer is greatly reduced at the time of an internal fault of the transformer where the second harmonic component is large, and at the time of charging of the transformer where inrush current is generated. Focusing on the fact that the third terminal voltage of the transformer is large in addition to the large second harmonic component, the third terminal voltage detection means of the transformer is provided in the conventional second harmonic suppression method, and the inrush current and the transformer It is possible to discriminate from the internal fault current of the vessel.
しかしながら、上記非特許文献1に記載の従来の電圧検出付き第2調波抑制方式は、変圧器の3次端子電圧の大きさを検出する際に、変圧器の3次端子電圧の歪波対策として、たとえば、1サイクル分の電圧波形の平均値をとるようにしているため、系統電流・電圧の入力の大きさや位相、電流差動リレーのサンプリングタイミング、演算タイミングなどによる動作時間のばらつきによってはインラッシュ電流の判定処理が電流比率差動の判定処理よりも時間がかかることがある。この場合、電流比率差動の判定処理結果をインラッシュ電流の判定処理結果でロック(無効に)することができず、電流差動リレーが誤動作するという問題があった。この問題は、電流差動リレーの動作時間を高速化するために電流比率差動判定の処理を高速化した場合には顕著となる。 However, the conventional second harmonic suppression method with voltage detection described in Non-Patent Document 1 described above is a countermeasure against distortion waves of the transformer's tertiary terminal voltage when detecting the magnitude of the transformer's tertiary terminal voltage. For example, since the average value of the voltage waveform for one cycle is taken, depending on variations in operation time due to the magnitude and phase of system current / voltage input, sampling timing of current differential relay, calculation timing, etc. The inrush current determination process may take longer than the current ratio differential determination process. In this case, there is a problem that the current ratio differential determination processing result cannot be locked (invalidated) with the inrush current determination processing result, and the current differential relay malfunctions. This problem becomes significant when the current ratio differential determination process is speeded up in order to speed up the operation time of the current differential relay.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、インラッシュ電流の判定処理が電流比率差動の判定処理よりも時間がかかる場合でも、電流差動リレーの誤動作を防止することができる変圧器保護リレーを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and is capable of preventing malfunction of the current differential relay even when the inrush current determination process takes more time than the current ratio differential determination process. The purpose is to obtain a device protection relay.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、変圧器のインラッシュ電流による電流差動リレーの誤動作を防止する変圧器保護リレーであって、前記変圧器の第1相の差動電流が予め定められた閾値レベル以上であるか否かを判定する第1の電流比率差動判定回路と、前記変圧器の第2相の差動電流が予め定められた閾値レベル以上であるか否かを判定する第2の電流比率差動判定回路と、前記変圧器の第3相の差動電流が予め定められた閾値レベル以上であるか否かを判定する第3の電流比率差動判定回路と、前記変圧器の第1相にインラッシュ電流が発生したか否かを判定する第1のインラッシュ判定回路と、前記変圧器の第2相にインラッシュ電流が発生したか否かを判定する第2のインラッシュ判定回路と、前記変圧器の第3相にインラッシュ電流が発生したか否かを判定する第3のインラッシュ判定回路と、前記第1、第2、または第3のインラッシュ判定回路がインラッシュ電流が発生したと判定した場合には前記第1、第2、および第3の電流比率差動判定回路の判定結果を無効として3相判定トリップ信号をネゲートにし、前記第1、第2、および第3のインラッシュ判定回路のすべてがインラッシュ電流が発生していないと判定した場合には前記第1、第2、および第3の電流比率差動判定回路の判定結果を有効とし、前記第1、第2、または第3の電流比率差動判定回路の判定結果が差動電流が前記閾値レベル以上であることを示している際に前記3相判定トリップ信号をアサートにする3相ロック方式回路と、前記第1、第2、または第3のインラッシュ判定回路がインラッシュ電流が発生したと判定した場合には、インラッシュ電流が発生したと判定した第1、第2、または第3のインラッシュ判定回路と同一相の差動電流の判定を行う前記第1、第2、または第3の電流比率差動判定回路の判定結果を無効として各相判定トリップ信号をネゲートにし、前記第1、第2、または第3のインラッシュ判定回路がインラッシュ電流が発生していないと判定した場合には、インラッシュ電流が発生していないと判定した第1、第2、または第3のインラッシュ判定回路と同一相の差動電流の判定を行う前記第1、第2、または第3の電流比率差動判定回路の判定結果を有効とし、前記第1、第2、または第3の電流比率差動判定回路の判定結果が差動電流が前記閾値レベル以上であることを示している際に前記各相判定トリップ信号をアサートにする各相ロック方式回路と、を備え、前記3相判定トリップ信号および前記各相判定トリップ信号に基づいてトリップ信号をアサートにする電流差動リレー、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is a transformer protection relay for preventing malfunction of a current differential relay due to an inrush current of a transformer, the first phase of the transformer being A first current ratio differential determination circuit for determining whether or not the differential current is equal to or higher than a predetermined threshold level; and the second phase differential current of the transformer is equal to or higher than a predetermined threshold level. A second current ratio differential determination circuit for determining whether or not there is, and a third current ratio for determining whether or not the third-phase differential current of the transformer is greater than or equal to a predetermined threshold level A differential determination circuit, a first inrush determination circuit for determining whether an inrush current is generated in the first phase of the transformer, and whether an inrush current is generated in the second phase of the transformer A second inrush determination circuit for determining whether or not the transformer A third inrush determination circuit that determines whether or not an inrush current has occurred in the third phase, and the first, second, or third inrush determination circuit has determined that an inrush current has occurred. In this case, the determination results of the first, second, and third current ratio differential determination circuits are invalidated, a three-phase determination trip signal is negated, and the first, second, and third inrush determination circuits When all of the above determine that no inrush current has occurred, the determination results of the first, second, and third current ratio differential determination circuits are validated, and the first, second, or second A three-phase lock circuit that asserts the three-phase determination trip signal when the determination result of the current ratio differential determination circuit of 3 indicates that the differential current is greater than or equal to the threshold level; Second or third a When the rush determination circuit determines that the inrush current has occurred, the differential current having the same phase as the first, second, or third inrush determination circuit that has determined that the inrush current has occurred is determined. The determination result of the first, second, or third current ratio differential determination circuit to be performed is invalidated and each phase determination trip signal is negated, and the first, second, or third inrush determination circuit is When it is determined that no rush current is generated, a differential current having the same phase as that of the first, second, or third inrush determination circuit determined that no inrush current is generated is determined. The determination result of the first, second, or third current ratio differential determination circuit is validated, and the determination result of the first, second, or third current ratio differential determination circuit is the differential current Be above threshold level Each phase lock system circuit that asserts each phase determination trip signal when indicating a current difference that asserts a trip signal based on the three-phase determination trip signal and each phase determination trip signal A dynamic relay.
この発明によれば、保護対象となる変圧器の第1相〜第3相の各相毎にインラッシュ電流が発生したか否かを判定する第1〜第3のインラッシュ判定回路の判定結果に基づいて当該相に対応する第1〜第3の電流比率差動判定回路の判定結果のみをロックする各相ロック方式回路が出力する各相判定トリップ信号と、第1〜第3のインラッシュ判定回路のいずれかの判定結果に基づいて第1〜第3の電流比率差動判定回路すべての判定結果をロックする3相ロック方式回路が出力する3相判定トリップ信号とに基づいてトリップ信号をアサートにするようにしているため、インラッシュ電流の判定処理が電流比率差動の判定処理よりも時間がかかる場合でも、電流差動リレーの誤動作を防止することができる変圧器保護リレーを得ることができるという効果を奏する。 According to this invention, the determination results of the first to third inrush determination circuits that determine whether or not an inrush current has occurred for each of the first to third phases of the transformer to be protected. Each phase determination trip signal output by each phase lock system circuit that locks only the determination result of the first to third current ratio differential determination circuits corresponding to the phase, and the first to third inrushes A trip signal is generated based on a three-phase determination trip signal output from a three-phase lock circuit that locks the determination results of all the first to third current ratio differential determination circuits based on the determination result of any of the determination circuits. Since the inrush current determination process takes more time than the current ratio differential determination process, the transformer protection relay that can prevent malfunction of the current differential relay is obtained. In There is an effect that that.
以下に、本発明にかかる変圧器保護リレーの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a transformer protection relay according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1〜図9を用いてこの発明の実施の形態1を説明する。図1は、この発明における変圧器保護リレーが適用される電力系統構成を示す図である。この電力系統構成においては、被保護変圧器Trと、被保護変圧器Trの1次端子系統電流を検出する電流変成器CT1と、被保護変圧器Trの2次端子系統電流を検出する電流変成器CT2と、被保護変圧器Trの3次端子系統電流を検出する電流変成器CT3と、被保護変圧器Trの3次端子系統電圧を検出する電圧変成器PT3と、電流変成器CT1〜CT3によって検出された被保護変圧器Trの各系統電流および電圧変成器PT3によって検出された3次端子系統電圧に基づいて被保護変圧器Trの系統事故を検出してトリップ信号を出力する変圧器保護リレーRyと、変圧器保護リレーRyが出力するトリップ信号TPによって被保護変圧器Trの各系統を遮断する系統遮断器CB1〜CB3を備えている。図1においては、系統遮断器CB1が被保護変圧器Trの1次端子系統を遮断し、系統遮断器CB2が被保護変圧器Trの2時端子系統を遮断し、系統遮断器CB3が被保護変圧器Trの3次端子系統を遮断する。なお、以下、1次端子系統を第1相、2次端子系統を第2相、3次端子系統を第3相ということがある。
Embodiment 1 FIG.
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a power system configuration to which a transformer protection relay according to the present invention is applied. In this power system configuration, the protected transformer Tr, the current transformer CT1 that detects the primary terminal system current of the protected transformer Tr, and the current transformer that detects the secondary terminal system current of the protected transformer Tr. CT2, current transformer CT3 for detecting the tertiary terminal system current of the protected transformer Tr, voltage transformer PT3 for detecting the tertiary terminal system voltage of the protected transformer Tr, and current transformers CT1 to CT3 Transformer protection for detecting a system fault of the protected transformer Tr and outputting a trip signal based on each system current of the protected transformer Tr detected by the voltage transformer and the tertiary terminal system voltage detected by the voltage transformer PT3 The circuit breakers CB1 to CB3 are provided that cut off each system of the protected transformer Tr by the relay signal Ry and the trip signal TP output from the transformer protection relay Ry. In FIG. 1, the system breaker CB1 shuts off the primary terminal system of the protected transformer Tr, the system breaker CB2 shuts off the 2:00 terminal system of the protected transformer Tr, and the system breaker CB3 is protected. The tertiary terminal system of the transformer Tr is shut off. Hereinafter, the primary terminal system may be referred to as a first phase, the secondary terminal system may be referred to as a second phase, and the tertiary terminal system may be referred to as a third phase.
一般に、変圧器保護リレーRy内の電流差動リレーは、被保護変圧器Trのインラッシュ電流によって誤動作することがある。そのため、インラッシュ電流発生時には系統遮断器CB1〜CB3を制御するトリップ信号TPをネゲートにする必要がある。すなわち、インラッシュ電流発生時には、電流差動リレーの動作をロック(無効)にする必要がある。 In general, the current differential relay in the transformer protection relay Ry may malfunction due to the inrush current of the protected transformer Tr. Therefore, it is necessary to negate the trip signal TP for controlling the system breakers CB1 to CB3 when an inrush current is generated. That is, when an inrush current is generated, it is necessary to lock (invalidate) the operation of the current differential relay.
したがって、図1に示したこの実施の形態1の変圧器保護リレーRyに用いられる電流差動リレーは、電圧検出付き第2調波抑制方式を用い、被保護変圧器Trの1〜3次端子系統電流(第1相〜第3相の差動電流)に含まれる第2調波成分のレベル、および3次端子系統(第3相)の電圧レベルに基づいてインラッシュ電流の発生の有無を検出し、インラッシュ電流が発生している場合にはトリップ信号TPをネゲートにすることで(ロックすることで)系統遮断器CB1〜CB3の誤トリップを防止するようにするものである。 Therefore, the current differential relay used in the transformer protection relay Ry of the first embodiment shown in FIG. 1 uses the second harmonic suppression method with voltage detection, and the first to third terminals of the protected transformer Tr Whether or not inrush current is generated based on the level of the second harmonic component included in the system current (the differential current of the first phase to the third phase) and the voltage level of the tertiary terminal system (third phase). When the inrush current is detected, the trip signal TP1 to CB3 is prevented from erroneous tripping by negating (locking) the trip signal TP.
図2は、図1に示した変圧器保護リレーRyの本発明に関わる電流差動リレーの機能を示す図である。図2において、電流差動リレーは、電流比率差動判定回路1A〜1Cと、インラッシュ判定回路2A〜2Cと、2入力の論理和回路(以下、OR回路という)O21と、3入力のOR回路O31〜O33と、反転回路(以下、NOT回路という)N1〜N4と、2入力の論理積回路(以下、AND回路という)A21〜A25と、遅延回路4とを備え、電流比率差動判定回路1A〜1C、インラッシュ判定回路2A〜2C、OR回路O31,O32、NOT回路N1、およびAND回路A21によって3相ロック方式回路3Aを構成し、電流比率差動判定回路1A〜1C、インラッシュ判定回路2A〜2C、NOT回路N2〜N4、AND回路A22〜A24、およびOR回路O33によって各相ロック方式回路3Bを構成している。なお、AND回路A25が特許請求の範囲でいうところの各相判定トリップ信号ロック回路の機能を実現している。
FIG. 2 is a diagram showing the function of the current differential relay according to the present invention of the transformer protection relay Ry shown in FIG. In FIG. 2, the current differential relay includes current ratio
電流比率差動判定回路1A〜1Cは、電流変成器CT1〜CT3によって検出された第1相〜第3相の差動電流を入力とし、入力された差動電流が予め定められた閾値レベル以上であるか否かを判定する。電流比率差動判定回路1A〜1Cは、入力された差動電流が閾値レベル以上であると判定した場合には出力OUT1A〜OUT1Cをアサート(ここでは、“H”)にし、入力された差動電流が閾値レベルより小さいと判定した場合には出力OUT1A〜OUT1Cをネゲート(ここでは、“L”)にする。電流比率差動判定回路1A〜1Cは、出力OUT1A〜OUT1CをOR回路O31およびAND回路A22〜A24に出力する。
The current ratio
インラッシュ判定回路2A〜2Cは、電流変成器CT1〜CT3から入力される差動信号と、電圧変成器PT3から入力される被保護変圧器Trの3次端子系統電圧(第3相の電圧)とに基づいて、被保護変圧器Trの第1相〜第3相にインラッシュ電流が発生したか否かを判定する。インラッシュ判定回路2A〜2Cは、インラッシュ電流が発生したと判定した場合には出力OUT2A〜OUT2Cをアサート(ここでは、“H”)にし、インラッシュ電流が発生していないと判定した場合には出力OUT2A〜OUT2Cをネゲート(ここでは、“L”)にする。インラッシュ判定回路2A〜2Cは、出力OUT2A〜OUT2CをOR回路O32とNOT回路N2〜N4に出力する。
The
インラッシュ判定回路2A〜2Cは、それぞれ同じ内部構成を有している。図3に示した電圧検出付き第2調波抑制方式を用いたインラッシュ判定回路2Aの内部構成を参照して、インラッシュ判定回路の内部構成を説明する。図3において、インラッシュ判定回路2Aは、第2調波検出回路21と、3次電圧検出回路22と、2入力のAND回路A26とを備えている。
The
第2調波検出回路21は、電流変成器CT1から入力される差動電流(この場合は、被保護変圧器Trの第1相の差動電流)に含まれる第2調波成分の有無を検出する。第2調波検出回路21は、入力された差動電流に含まれる第2調波成分のレベルが予め定められた第2調波成分閾値レベル以上の場合に第2調波成分を検出したと判断して出力をアサート(この場合は、“H”)にし、入力された差動電流に含まれる第2調波成分のレベルが第2調波成分閾値レベルより小さい場合に第2調波成分を検出しなかったと判断して出力をネゲート(この場合は、“L”)にする。
The second
3次電圧検出回路22は、電圧変成器PT3から入力される被保護変圧器Trの3次端子系統電圧(第3相の電圧)が予め定められた閾値電圧以上であるか否かを判定する。3次電圧検出回路22は、入力された第3相の電圧が閾値電圧以上である場合には出力をアサート(この場合は、“H”)にし、入力された第3相の電圧が閾値電圧より小さい場合には出力をネゲート(この場合は、“L”)にする。
The tertiary
AND回路A26は、第2調波検出回路21および3次電圧検出回路22の出力を入力とし、これらの入力の論理和をインラッシュ判定回路2Aの出力OUT2Aとして出力する。すなわち、インラッシュ判定回路2Aは、被保護変圧器Trの第3相電流である差動電流に第2調波成分が第2調波成分閾値レベル以上含まれており、かつ被保護変圧器Trの第3相電圧が閾値電圧以上である場合に第1相にインラッシュ電流が発生していると判定して出力OUT2Aをアサート(この場合は、“H”)にする。また、インラッシュ判定回路2Aは、被保護変圧器Trの第1相の差動電流に第2調波成分が第2調波成分閾値レベル以上含まれていない場合、または被保護変圧器Trの第3相電圧が閾値電圧より小さい場合に第1相にインラッシュ電流は発生していないと判定して出力OUT2Aをネゲート(この場合は、“L”)にする。
The AND circuit A26 receives the outputs of the second
図2に戻って、3相ロック方式回路3Aは、被保護変圧器Trの第1相〜第3相のうち少なくとも1つの相の差動電流が閾値レベル以上であるか否かを判定する回路であって、被保護変圧器Trの3相のどの相にもインラッシュ電流が発生していない場合には差動電流の有無の判定結果を有効とし、被保護変圧器Trの3相のうち少なくとも1つの相にインラッシュ電流が発生した場合には差動電流の有無の判定結果を無効に(ロック)する。
Returning to FIG. 2, the three-
具体的には、電流変成器CT1〜CT3によって検出された被保護変圧器Trの各相の差動電流が閾値レベル以上であるか否かを判定する電流比率差動判定回路1A〜1Cの出力OUT1A〜OUT1CをOR回路O31に入力する。OR回路O31は、電流比率差動判定回路1A〜1Cの出力OUT1A〜OUT1Cの論理和を出力OUTO31としてAND回路A21に入力する。すなわち、OR回路O31は、被保護変圧器Trの第1相〜第3相のいずれかの相の差動電流が閾値レベル以上である場合に出力OUTO31をアサート(この場合は、“H”)にし、被保護変圧器Trの第1相〜第3相の差動電流がすべて閾値レベルより小さい場合に出力OUTO31をネゲート(この場合は、“L”)にする。
Specifically, the outputs of the current ratio
電流変成器CT1〜CT3によって検出された被保護変圧器Trの各相の差動電流および電圧変成器PT3によって検出された被保護変圧器Trの第3相電圧に基づいて、各相においてインラッシュ電流が発生したか否かを判定するインラッシュ判定回路2A〜2Cの出力OUT2A〜OUT2CをOR回路O32に入力する。
Based on the differential current of each phase of the protected transformer Tr detected by the current transformers CT1 to CT3 and the third phase voltage of the protected transformer Tr detected by the voltage transformer PT3, the inrush in each phase. The outputs OUT2A to OUT2C of the
OR回路O32は、インラッシュ判定回路2A〜2Cの出力OUT2A〜OUT2Cの論理和をとり、この論理和を出力OUTO31としてNOT回路N1および遅延回路4に入力する。すなわち、OR回路O32は、被保護変圧器Trのいずれかの相でインラッシュ電流が発生した場合に出力OUTO32をアサート(この場合は、“H”)し、被保護変圧器Trの3相すべてにインラッシュ電流が発生していない場合に出力OUTO32をネゲート(この場合は、“L”)にする。
The OR circuit O32 takes the logical sum of the outputs OUT2A to OUT2C of the
NOT回路N1は、OR回路O32の出力を反転させてAND回路A21に入力する。AND回路A21は、NOT回路N1の出力とOR回路O31の出力OUTO31との論理和を出力OUTA21としてOR回路O21に入力する。すなわち、AND回路A21は、被保護変圧器Trの第1相〜第3相のいずれの相にもインラッシュ電流が発生していない場合には被保護変圧器Trの各相の電流比率差動判定の結果を有効とし、被保護変圧器Trの第1相〜第3相のうち少なくとも1つの相にインラッシュ電流が発生した場合には被保護変圧器Trの各相の電流比率差動判定の結果を無効にする。換言すれば、AND回路A21は、被保護変圧器Trのいずれかの相の差動電流が閾値レベル以上であってかついずれの相にもインラッシュ電流が発生していない場合に出力OUTA21をアサートにし、被保護変圧器Trの各相の差動電流が閾値レベルより小さい場合、または被保護変圧器Trのいずれかの相にインラッシュ電流が発生している場合に出力OUTA21をネゲート(この場合は、“L”)にする。 The NOT circuit N1 inverts the output of the OR circuit O32 and inputs it to the AND circuit A21. The AND circuit A21 inputs the logical sum of the output of the NOT circuit N1 and the output OUTO31 of the OR circuit O31 to the OR circuit O21 as an output OUTA21. That is, the AND circuit A21 determines the current ratio differential of each phase of the protected transformer Tr when no inrush current is generated in any of the first to third phases of the protected transformer Tr. If the result of the determination is valid and an inrush current is generated in at least one of the first to third phases of the protected transformer Tr, the current ratio differential determination of each phase of the protected transformer Tr Invalidate the result of. In other words, the AND circuit A21 asserts the output OUTA21 when the differential current of any phase of the protected transformer Tr is equal to or higher than the threshold level and no inrush current is generated in any phase. When the differential current of each phase of the protected transformer Tr is smaller than the threshold level, or when the inrush current is generated in any phase of the protected transformer Tr, the output OUTA21 is negated (in this case Is “L”).
各相ロック方式回路3Bは、被保護変圧器Trの各相毎に電流比率差動判定結果を当該相にインラッシュ電流が発生しているか否かによって有効/無効とする。具体的には、NOT回路N2〜N3は、電流変成器CT1〜CT3によって検出された被保護変圧器Trの各相の差動電流および電圧変成器PT3によって検出された被保護変圧器Trの3次端子系統電圧に基づいて、各相においてインラッシュ電流が発生したか否かを判定するインラッシュ判定回路2A〜2Cの出力OUT2A〜OUT2Cを反転させてAND回路A22〜A24に出力する。
Each
AND回路A22〜A24は、電流比率差動判定回路1A〜1Cの出力OUT1A〜OUT1CとNOT回路N2〜N4の出力との論理積をとり、この論理積を出力OUTA22〜OUTA24としてOR回路O33に出力する。すなわち、AND回路A22〜A24は、被保護変圧器Trの第1相〜第3相にインラッシュ電流が発生していない場合には電流比率差動判定回路1A〜1Cの出力を有効とし、被保護変圧器Trの第1相〜第3相にインラッシュ電流が発生している場合には電流比率差動判定回路1A〜1Cの出力を無効にする。
The AND circuits A22 to A24 take the logical product of the outputs OUT1A to OUT1C of the current ratio
換言すれば、AND回路A22〜A24は、インラッシュ判定回路2A〜2Cの出力OUT2A〜OUT2Cがアサートの場合または電流比率差動判定回路1A〜1Cの出力OUT1A〜1Cがネゲートの場合に出力OUTA22〜OUTA24をネゲート(この場合は、“L”)にし、インラッシュ判定回路2A〜2Cの出力OUT2A〜OUT2Cがネゲートであってかつ電流比率差動判定回路1A〜1Cの出力OUT1A〜OUT1Cがアサートの場合に出力OUTA22〜OUTA24をアサート(この場合は、“H”)にする。
In other words, the AND circuits A22 to A24 output when the outputs OUT2A to OUT2C of the
OR回路O33は、AND回路A22〜A24の出力OUTA22〜OUTA24の論理和をとり、この論理和を出力OUTO33としてAND回路A25に出力する。すなわち、OR回路O33は、被保護変圧器Trの各相毎に電流比率差動判定結果を当該相にインラッシュ電流が発生しているか否かによって有効/無効とした結果の論理和をとる。換言すれば、OR回路O33は、当該相にインラッシュ電流が発生しておらずかつ当該相の差動電流が閾値以上となる相が存在する場合に出力OUTO33をアサート(この場合は、“H”)にし、当該相にインラッシュ電流が発生している場合、または当該相にインラッシュ電流が発生しておらずかつ当該相の差動電流が閾値より小さい場合に出力OUTO33をネゲート(この場合は、“L”)にする。 The OR circuit O33 takes a logical sum of the outputs OUTA22 to OUTA24 of the AND circuits A22 to A24 and outputs the logical sum as an output OUTO33 to the AND circuit A25. That is, the OR circuit O33 takes the logical sum of the results of valid / invalidate the current ratio differential determination result for each phase of the protected transformer Tr depending on whether or not an inrush current is generated in the phase. In other words, the OR circuit O33 asserts the output OUTO33 when there is a phase in which no inrush current is generated in the phase and the differential current of the phase is equal to or greater than the threshold (in this case, “H ”), And the output OUTO33 is negated (in this case, if an inrush current is generated in the phase, or if no inrush current is generated in the phase and the differential current of the phase is smaller than the threshold value) Is “L”).
遅延回路4は、OR回路O32の出力OUTO32、すなわち被保護変圧器Trのいずれかの相にインラッシュ電流が発生しているか否かを示す信号が入力され、この入力がアサートになってから所定時間以上アサートが継続入力されると出力をアサート(この場合は“H”)にし、入力がアサートになってから所定時間より短い時間に入力がネゲートになった場合には入力のアサートを無効として出力をネゲート(この場合は“L”)にする。なお、所定時間は、インラッシュ電流の検出、すなわちインラッシュ判定回路2A〜2Cの処理に要する時間バラツキを吸収するのに必要な時間とする。
The delay circuit 4 receives an output OUTO32 of the OR circuit O32, that is, a signal indicating whether or not an inrush current is generated in any phase of the protected transformer Tr, and is predetermined after the input is asserted. If the assertion continues for more than the time, the output is asserted (in this case “H”). If the input is negated in a time shorter than the predetermined time after the input is asserted, the input assertion is invalidated. The output is negated (in this case, “L”). Note that the predetermined time is a time necessary to absorb the time variation required for the detection of the inrush current, that is, the processing of the
AND回路A25は、遅延回路4の出力とOR回路O33の論理積をとり、この論理積を出力OUTA25としてOR回路O21に出力する。すなわちAND回路A25は、被保護変圧器Trのいずれかの相にインラッシュ電流が発生しておりかつインラッシュ電流が発生していない相の差動電流が閾値レベル以上の場合に出力OUTA25をアサート(この場合は、“H”)にし、被保護変圧器Trのいずれの相にもインラッシュ電流が発生していない場合に出力OUTA25をネゲート(この場合は、“L”)にする。 The AND circuit A25 takes the logical product of the output of the delay circuit 4 and the OR circuit O33, and outputs this logical product to the OR circuit O21 as an output OUTA25. That is, the AND circuit A25 asserts the output OUTA25 when the inrush current is generated in any phase of the protected transformer Tr and the differential current of the phase in which no inrush current is generated is equal to or higher than the threshold level. (In this case, “H”), and when no inrush current is generated in any phase of the protected transformer Tr, the output OUTA25 is negated (in this case, “L”).
OR回路O21は、AND回路A21の出力OUTA21とAND回路A25の出力OUTA25との論理積をとり、この論理積をトリップ信号TPとして系統遮断器CB1〜CB3に出力して系統遮断器CB1〜CB3を制御し系統事故を除去する。すなわち、OR回路O21は、被保護変圧器Trのいずれかの相の差動電流が閾値レベル以上であってかついずれの相にもインラッシュ電流が発生していない場合、または被保護変圧器Trのいずれかの相にインラッシュ電流が発生しておりかつインラッシュ電流が発生していない相の差動電流が閾値レベル以上の場合にトリップ信号TPをアサート(この場合は、“H”)にし、各相すべての差動電流が閾値レベルより小さい場合、またはいずれかの相にインラッシュ電流が発生しておりかつインラッシュ電流が発生していない相の差動電流が閾値レベルより小さい場合にトリップ信号TPをネゲート(この場合は、“L”)にする。 The OR circuit O21 takes a logical product of the output OUTA21 of the AND circuit A21 and the output OUTA25 of the AND circuit A25, and outputs the logical product as a trip signal TP to the system breakers CB1 to CB3 to output the system breakers CB1 to CB3. Control and eliminate grid faults. That is, the OR circuit O21 is used when the differential current of any phase of the protected transformer Tr is equal to or higher than the threshold level and no inrush current is generated in any phase, or the protected transformer Tr The trip signal TP is asserted (in this case, “H”) when the inrush current is generated in any of the phases and the differential current of the phase where the inrush current is not generated is equal to or higher than the threshold level. When the differential current of all phases is less than the threshold level, or when the inrush current is occurring in any phase and the differential current of the phase where no inrush current is occurring is less than the threshold level The trip signal TP is negated (in this case, “L”).
つぎに、図4〜図9のタイミングチャートを参照して、この発明における変圧器保護リレーの電流差動リレーの動作について説明する。まず、図4〜図6のタイミングチャートを参照して、各相ロック方式回路3Bにおいて電流差動リレーの動作時間を高速化し、インラッシュ判定回路2Aの3次電圧検出回路22において3次電圧検出判定に時間を要した場合の動作を例に挙げて、3次電圧検出判定に時間を要した場合の動作について説明する。
Next, the operation of the current differential relay of the transformer protection relay according to the present invention will be described with reference to the timing charts of FIGS. First, referring to the timing charts of FIGS. 4 to 6, the operation time of the current differential relay is increased in each
図4は、各相ロック方式回路3Bの動作を説明するためのタイミングチャートである。図4においては、時刻t0に被保護変圧器Trが投入され、電流比率差動判定回路1A〜1Cは電流変成器CT1〜CT3から入力される差動電流が閾値レベル以上であるか否かの判定を開始する。一方、電流変成器CT1〜CT3から入力される差動信号と、電圧変成器PT3から入力される被保護変圧器Trの3次端子系統電圧とに基づいて、被保護変圧器Trの各系統のインラッシュ電流が発生したか否かの判定を開始する。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of each
時刻t1において、インラッシュ判定回路2Bが第2相にインラッシュ電流が発生したと判定して出力OUT2Bを“H”にする。よって、第2相では、インラッシュ電流が発生したことにより電流比率差動判定回路1Bの出力OUT1Bが出力OUT2Bによってロックされ、AND回路A23の出力OUTA23は“L”固定(不要応動なし)となる。
At time t1, the
また、インラッシュ判定回路2A,2Cは、第1相,第3相にインラッシュ電流が発生したと判定していないため、出力OUT2A,OUT2Cは“L”のままである。しかし、電流比率差動判定回路1A,1Cが第1相,第3相の差動電流が閾値レベルより小さいと判定しているため、出力OUT1A,OUT1Cが“L”となり、AND回路A22,A24の出力OUTA22,OUTA24も“L”となる。したがって、各相ロック方式回路3Bの出力(OR回路O33の出力)OUTO33は“L”となる。
Further, since the
時刻t2において、インラッシュ判定回路2Cが第3相にインラッシュ電流が発生したと判定して出力OUT2Cを“H”にする。よって、第3相では、インラッシュ電流が発生したことにより電流比率差動判定回路1Cの出力OUT1Cが出力OUT2Cによってロックされ、AND回路A24の出力OUTA24は“L”固定(不要応動なし)となる。
At time t2, the
一方、電流比率差動判定回路1Aが第1相の差動電流が閾値レベル以上となったと判定し出力OUT1Aを“H”にする。インラッシュ判定回路2Aは第1相においてインラッシュ電流が発生していないと判定しており出力OUT2Aは“L”のままである。したがって、電流比率差動判定回路1Aの出力OUT1Aはインラッシュ判定回路2Aの出力OUT2Aによってロックされることはない。よって、AND回路A22の出力OUTA22は“H”となり、各相ロック方式回路3Bの出力OUTO33は“H”となる。
On the other hand, the current ratio
時刻t3において、インラッシュ判定回路2Aが第1相にインラッシュ電流が発生したことを判定して出力OUT2Aを“H”にする。よって、第1相では、インラッシュ電流が発生したことにより電流比率差動判定回路1Aの出力OUT1Aが出力OUT2Aによってロックされ、AND回路A22の出力OUTA22が“L”になる。よって、各相ロック方式回路3Bの出力OUTO33は“L”となる。
At time t3, the
このように、電流比率差動判定回路1A〜1C、およびインラッシュ判定回路2A〜2Cの各判定要素は、系統電流・電圧の入力の大きさや位相、電流差動リレーのサンプリングタイミング、演算タイミングなどによって動作時間にばらつきがあり、3次電圧検出回路22の判定に時間を要する。そのため、各相ロック方式回路3Bは、たとえば、図4に示したタイミングチャートに示したように、インラッシュ判定回路2Aの出力OUT2A(ロック信号)の出力が遅れ、電流比率差動判定回路1Aの出力OUT1Aをロックできずに誤トリップすることがある。すなわち、図4において、各相ロック方式回路3Bは、第1相のみロック信号(出力OUT2A)の出力が遅れ不要応動を出力し(出力OUTA22の“H”)、第2,3相は不要応動なし(出力OUTA23,OUTA24の“L”)となり、各相ロック方式回路3Bの各相判定トリップ信号(出力OUTO33)として不要応動(“H”)を出力することがある。
As described above, the determination elements of the current ratio
図5は、3相ロック方式回路3Aの動作を説明するためのタイミングチャートである。図5に示すように、3相ロック方式回路3Aでは、時刻t0において被保護変圧器Trが投入され、時刻t1において、インラッシュ判定回路2Bが第2相のインラッシュ電流の発生を検出して出力OUT2Bを“H”にすると、OR回路O32は出力OUTO32を“H”にする。これにより、電流比率差動判定回路1A〜1Cの出力OUT1A〜OUT1Cの論理和を取るOR回路O31の出力OUTO31がロックされ、3相ロック方式回路3Aの出力(AND回路A21の出力OUTA21)が“L”となり、時刻t2において電流比率差動判定回路1A,1Bの出力OUT1A,OUT1Bが“H”になり、時刻t3において電流比率差動判定回路1Cの出力OUT1Cが“H”になっても、3相ロック方式回路3Aの出力OUTA21は“L”固定のままとなる。
FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of the three-
このように、電流比率差動判定回路1A〜1C、およびインラッシュ判定回路2A〜2Cの各判定要素は、系統電流・電圧の入力の大きさや位相、電流差動リレーのサンプリングタイミング、演算タイミング等により動作時間にばらつきがあり、3次電圧検出回路22の判定に時間を要する場合でも、図5のタイミングチャートに示したように、3相ロック方式回路3Aは、インラッシュ判定回路2A〜2Cのうち最初にロック信号を出力する(OUT2A〜OUT2Cの“H”にする)判定要素によって電流比率差動判定回路1A〜1Cの出力OUT1A〜1Cを阻止することができる。すなわち、図5において、3相ロック方式回路3Aは、第2相のインラッシュ判定回路2Bが最も速くロック信号を出力し(出力OUT2Bを“H”にし)、3相ロック方式回路3Aの出力OUTA21(3相判定トリップ信号)として不要応動なし(“L”)を出力する。
As described above, the determination elements of the current ratio
図6は、図4および図5に示した各相ロック方式回路3Bの出力OUTO33および3相ロック方式回路3Aの出力OUTA21と、3相ロック方式回路3Aのロック信号であるOR回路O32の出力OUTO32と、遅延回路4の出力OUTDと、AND回路A25の出力OUTA25と、OR回路O21の出力であるトリップ信号TPとの関係を示すタイミングチャートである。
6 shows the output OUTO33 of each
図6においては、先の図5のタイミングチャートを参照して説明したように、3相ロック方式回路3Aの出力OUTA21は“L”固定となり、時刻t1において、3相ロック方式回路3Aのロック信号である出力OUTO32は“H”となる。一方、先の図4のタイミングチャートを参照して説明したように、各相ロック方式回路3Bの出力OUTO33は、時刻t2において“H”になり時刻t3において“L”になる。
In FIG. 6, as described with reference to the timing chart of FIG. 5, the output OUTA21 of the three-
遅延回路4は、時刻t1において“H”となった出力OUTO32を入力とし、この入力を遅延時間dlyだけ遅延させ時刻t4に出力OUTDを“H”にする。AND回路A25は、各相ロック方式回路3Bの出力OUTO33と遅延回路4の出力OUTDの論理積を出力OUTA25としてOR回路O21に出力する。したがって、AND回路A25は、遅延回路4の出力OUTDすなわち3相ロック方式回路3Aのロック信号を遅延させた信号によって、各相ロック方式回路3Bの出力OUTO33が時刻t2から時刻t3まで“H”となる不要応動の出力を防止する。これにより、3相ロック方式回路Aの出力OUTA21と遅延回路4の出力OUTDの論理和をとるOR回路O21は、出力であるトリップ信号TPを“L”固定とし、比率差動リレーの不要応動を防止している。
The delay circuit 4 receives the output OUTO32 that has become “H” at time t1, and delays this input by the delay time dly, and sets the output OUTD to “H” at time t4. The AND circuit A25 outputs the logical product of the output OUTO33 of each
つぎに、図7〜図9のタイミングチャートを参照して、被保護変圧器Trに事故が発生した場合、すなわち事故変圧器を投入した場合の動作について、第1,2相が事故相である場合を例に挙げて説明する。図7は、各相ロック方式回路3Bの動作を説明するためのタイミングチャートである。
Next, referring to the timing charts of FIGS. 7 to 9, when an accident occurs in the protected transformer Tr, that is, when the accident transformer is turned on, the first and second phases are the accident phases. A case will be described as an example. FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation of each
図7においては、時刻t10において被保護変圧器Trに事故が発生し、電流比率差動判定回路1A〜1Cは電流変成器CT1〜CT3から入力される差動電流が閾値レベル以上であるか否かの判定を開始する。一方、電流変成器CT1〜CT3から入力される差動信号と、電圧変成器PT3から入力される被保護変圧器Trの3次端子系統電圧とに基づいて、被保護変圧器Trの各系統のインラッシュ電流が発生したか否かの判定を開始する。
In FIG. 7, an accident occurs in the protected transformer Tr at time t10, and the current ratio
時刻t11において、電流比率差動判定回路1A,1Bが第1,2相の差動電流が閾値レベル以上になったと判定し出力OUT1A,OUT1Bを“H”にする。また、インラッシュ判定回路2A,2Bは、第1,2相にインラッシュ電流が発生していないと判定して出力OUT2A,OUT2Bは“L”のままにする。よって、AND回路A22,A23は、出力OUTA22,OUTA23を“H”にする。すなわち、第1,2相においては、インラッシュ電流が発生していないためロック信号が発生していない(出力OUT2A,OUT2Bが“L”の)ため、電流比率差動判定回路1A,1Bの出力OUT1A,OUT1Bはロックされることなく出力される。よって、各相ロック方式回路3Bの出力(OR回路O33の出力)OUTO33は“H”となる。
At time t11, the current ratio
一方、インラッシュ判定回路2Aは第3相にインラッシュ電流が発生したと判定して出力OUT2Cを“H”にする。これにより、第3相では、インラッシュ電流が発生したことにより電流比率差動判定回路1Cの出力OUT1Cが出力OUT2Bによってロックされ、時刻t11以降に電流比率差動判定回路1Cの出力OUT1Cが“H”になってもAND回路A24の出力OUTA24は出力を“L”固定とする。
On the other hand, the
図8は、3相ロック方式回路3Aの動作を説明するためのタイミングチャートである。図8に示すように、3相ロック方式回路3Aでは、時刻t10において被保護変圧器Trに事故が発生すると、時刻t11において、電流比率差動判定回路1A,1Bが第1,2相の差動電流が閾値レベル以上になり出力OUT1A,OUT1Bが“H”になると、OR回路O31は出力OUTO31を“H”にする。
FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation of the three-
一方、インラッシュ判定回路2Cが第3相にインラッシュ電流が発生したことを検出して出力OUT2Cを“H”にするとOR回路O23は出力OUTO32を“H”にする。これにより、OR回路O31の出力OUTO31はロックされ、AND回路A21は出力を“L”固定にする。すなわち、電流比率差動判定回路1A,1Bが第1,2相の事故を検出しているにもかかわらずその結果が出力されない。
On the other hand, when the
図9は、図7および図8に示した各相ロック方式回路3Bの出力OUTO33および3相ロック方式回路3Aの出力OUTA21と、3相ロック方式回路3Aのロック信号であるOR回路O32の出力OUTO32と、遅延回路4の出力OUTDと、AND回路A25の出力OUTA25と、OR回路O21の出力であるトリップ信号TPとの関係を示すタイミングチャートである。
9 shows the output OUTO33 of each
図9においては、先の図8のタイミングチャートを参照して説明したように、3相ロック方式回路3Aの出力OUTA21は“L”固定となり、時刻t11において、3相ロック方式回路3Aのロック信号である出力OUT32Aは“H”となる。一方、先の図7のタイミングチャートを参照して説明したように、各相ロック方式回路3Bの出力OUTO33は、時刻t11において“H”になる。
In FIG. 9, as described with reference to the timing chart of FIG. 8, the output OUTA21 of the three-
遅延回路4は、時刻t11において“H”となった出力OUT32Aを入力とし、この入力を遅延時間dlyだけ遅延させ時刻t12に出力OUTDを“H”にする。AND回路A25は、各相ロック方式回路3Bの出力OUTO33と遅延回路4の出力OUTDの論理積を出力OUTA25としてOR回路O21に出力する。したがって、各相ロック方式回路3Bの出力OUTO33は、時刻t12までは遅延回路4の出力OUTDによってロックされ、時刻t12において出力OUTDが“H”になると各相ロック方式回路3Bの出力OUTO33が有効となってAND回路A25は出力OUTA25を“H”にする。これにより、出力OUTA25と出力OUTA21の論理和をとるOR回路O21は出力であるトリップ信号TPを“H”にして、系統遮断器CB1〜CB3を制御することが可能となる。
The delay circuit 4 receives the output OUT32A that has become “H” at time t11, delays this input by the delay time dly, and sets the output OUTD to “H” at time t12. The AND circuit A25 outputs the logical product of the output OUTO33 of each
このように、この実施の形態1においては、被保護変圧器Trの第1相〜第3相の各相毎にインラッシュ電流が発生したか否かを判定するインラッシュ判定回路2A〜2Cの判定結果に基づいて当該相に対応する電流比率差動判定回路1A〜1Cの判定結果のみをロックする各相ロック方式回路3Bが出力する各相判定トリップ信号である出力OUTO33と、インラッシュ判定回路2A〜2Cのいずれかの判定結果に基づいて電流比率差動判定回路1A〜1Cすべての判定結果をロックする3相ロック方式回路3Aが出力する3相判定トリップ信号である出力OUTA21とに基づいてトリップ信号TPをアサートにするようにしているため、インラッシュ電流の判定処理が電流比率差動の判定処理よりも時間がかかる場合でも、電流差動リレーの誤動作を防止することができる。
As described above, in the first embodiment, the
また、この実施の形態1においては、インラッシュ判定回路2A〜2Cのいずれかの判定結果である出力OUTO32を遅延時間dly遅延させた信号で各相トリップ信号である出力OUTO33をロックする各相トリップ信号ロック回路であるAND回路A25を設け、AND回路A25の出力OUTA25と3相判定トリップ信号である出力OUTA21に基づいてトリップ信号TPをアサートにするようにしているため、インラッシュ電流発生時にまず3相ロック方式回路3Aの判定結果によって電流比率差動リレーの誤動作を防止した後に、事故器投入対策として、一定時限後に各相ロック方式回路3Bの判定結果に切り替えることが可能としている。これにより、3相ロック方式回路3Aによって、インラッシュ電流が発生したか否かの判定処理が速い相を用いて、電流差動リレーの誤トリップ信号の出力を阻止することができ、電流差動リレーを高速化した場合にも、電流比率差動判定回路1A〜1Cとインラッシュ判定回路2A〜2Cとの処理の時限協調に裕度を確保しやすくなり、流差動リレーの動作時間を高速化するために電流比率差動判定の処理を高速化した場合でも電流差動リレーの誤動作を防止することができる。また、各相ロック方式回路3Aによって、事故変圧器投入時に事故相とインラッシュ相が異なる場合は事故相の検出を容易にすることができる。
Further, in the first embodiment, each phase trip that locks the output OUTO33 that is each phase trip signal with a signal obtained by delaying the output OUTO32 that is the determination result of any of the
実施の形態2.
図10〜図12を用いてこの発明の実施の形態2を説明する。先の実施の形態1では、各相ロック方式回路3Bの出力OUTO33を3相ロック方式回路3Aのロック信号であるOUTO32を遅延時間dly分遅延させることで、各相ロック方式回路3Bの出力OUTO33の誤トリップを防止する回路構成としたが、この実施の形態2では、各相ロック方式回路3Bの出力OUTO33がアサートになってから遅延時間dly以上アサートが継続したか否かを判定することで各相ロック方式回路3Bの出力OUTO33の誤トリップを防止するものである。
Embodiment 2. FIG.
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, the output OUTO33 of each
この実施の形態2の変圧器保護リレーが適用される電力系統構成は、先の図1に示した実施の形態1の電力系統構成と同じであるので、ここではその説明を省略する。 Since the power system configuration to which the transformer protection relay of the second embodiment is applied is the same as the power system configuration of the first embodiment shown in FIG. 1, the description thereof is omitted here.
図10は、この実施の形態2の変圧器保護リレーRyの本発明に関わる電流差動リレーの機能を示す構成図である。図10に示したこの実施の形態2の電流差動リレーは、先の図2に示した実施の形態1の電流差動リレーとほぼ同じであり、相違点は、実施の形態1の電流差動リレーからAND回路A25が削除され、遅延回路4の入力に3相ロック方式回路3AのOR回路O32の出力OUTO32の代わりに、各相ロック方式回路3BのOR回路O33の出力OUTO33が入力され、OR回路O21の一方の入力に遅延回路4の出力OUTDが入力されていることである。なお、先の図2に示した実施の形態1の電流差動リレーと同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
FIG. 10 is a configuration diagram showing the function of the current differential relay according to the present invention of the transformer protection relay Ry of the second embodiment. The current differential relay according to the second embodiment shown in FIG. 10 is substantially the same as the current differential relay according to the first embodiment shown in FIG. 2, and the difference is the current difference between the first and second embodiments. The AND circuit A25 is deleted from the dynamic relay, and the output OUTO33 of the OR circuit O33 of each
遅延回路4は、各相ロック方式回路3BのOR回路O33の出力OUTO33、すなわち各相ロック方式回路3Bによるトリップ信号がアサートになってから所定時間以上アサートが継続入力されると出力OUTDをアサートにし、各相ロック方式回路3Bによるトリップ信号がアサートになってから所定時間より短い時間に各相ロック方式回路3Bによるトリップ信号がネゲートになった場合には入力されたトリップ信号のアサートを無効として出力をネゲートにする。なお、所定時間は、インラッシュ電流の検出、すなわちインラッシュ判定回路2A〜2Cの処理に要する時間バラツキを吸収するのに必要な時間とする。
The delay circuit 4 asserts the output OUTD when the assertion is continuously input for a predetermined time or more after the output signal OUTO33 of the OR circuit O33 of each phase
つぎに、図11および図12を参照して、この実施の形態2の電流差動リレーの動作について説明する。なお、この実施の形態2の電流差動リレーの3相ロック方式回路3Aおよび各相ロック方式回路3Bは先の実施の形態1と同じである。よって、電流差動リレーの3相ロック方式回路3Aおよび各相ロック方式回路3Bの動作は、先の図4、図5、図7、図9のタイミングチャートを参照して説明した動作と同じであるので、ここではその説明を省略する。
Next, the operation of the current differential relay according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 11 and FIG. The three-
まず、図11のタイミングチャートを参照して、各相ロック方式回路3Bにおいて電流差動リレーの動作時間を高速化し、インラッシュ判定回路2Aの3次電圧検出回路22において3次電圧検出判定に時間を要した場合の動作を例に挙げて、3次電圧検出判定に時間を要した場合の動作について説明する。
First, referring to the timing chart of FIG. 11, the operation time of the current differential relay is increased in each
各相ロック方式回路3Bにおいて電流差動リレーの動作時間を高速化し、インラッシュ判定回路2Aの3次電圧検出回路22において3次電圧検出判定に時間を要した場合、各相ロック方式回路3Bは、先の図4のタイミングチャートを参照して説明したように動作し、図11のタイミングチャートに示すように、出力OUTO33は、時刻t2から時刻t3までの間“H”になる。
When each
遅延回路4は、時刻t2において出力OUTO33(自身の入力)が“H”になると、入力の変化を監視して遅延時間dly以上入力の“H”が継続するかを判定する。ここで、時刻t2から時刻t3までの間の時間は遅延回路4の遅延時間dly(時刻t2から時刻t5までの間の時間)よりも短い。したがって、遅延回路4は、時刻t2から時刻t3までの間の出力OUTO33のアサートを無効として出力OUTDを“L”固定とする。 When the output OUTO33 (its own input) becomes “H” at time t2, the delay circuit 4 monitors the change of the input and determines whether the input “H” continues for the delay time dly or longer. Here, the time from time t2 to time t3 is shorter than the delay time dly of the delay circuit 4 (time from time t2 to time t5). Therefore, the delay circuit 4 invalidates the assertion of the output OUTO33 from time t2 to time t3 and fixes the output OUTD to “L”.
一方、3相ロック方式回路3Aは、先の図5のタイミングチャートを参照して説明したように動作し、図11のタイミングチャートに示すように出力OUTA21は“L”固定となる。出力OUTA21と出力OUTDとの論理和をとるOR回路O21は、出力であるトリップ信号TPを“L”固定にし、比率差動リレーの不要応動を防止している。
On the other hand, the three-
つぎに、図12のタイミングチャートを参照して、被保護変圧器Trに事故が発生した場合、すなわち事故変圧器を投入した場合の動作について、第1,2相が事故相である場合を例に挙げて説明する。この場合、各相ロック方式回路3Bは、先の図7のタイミングチャートを参照して説明したように動作し、図12のタイミングチャートに示すように、出力OUTO33は、時刻t11において“H”になる。
Next, referring to the timing chart of FIG. 12, when an accident occurs in the protected transformer Tr, that is, the operation when the accident transformer is turned on, the case where the first and second phases are the accident phase is an example. Will be described. In this case, each
遅延回路4は、時刻t11において出力OUTO33(自身の入力)が“H”になると、入力の変化を監視して遅延時間dly以上入力の“H”が継続するかを判定する。ここでは、出力OUTO33は時刻t11において“H”になった後変化しない。よって、遅延回路4は、時刻t11から遅延時間dlyが経過した時刻t12において出力OUTDを“H”にする。 When the output OUTO33 (own input) becomes “H” at time t11, the delay circuit 4 monitors the change of the input and determines whether the input “H” continues for the delay time dly or longer. Here, the output OUTO33 does not change after it becomes “H” at time t11. Therefore, the delay circuit 4 sets the output OUTD to “H” at time t12 when the delay time dly has elapsed from time t11.
一方、3相ロック方式回路3Aは、先の図8のタイミングチャートを参照して説明したように動作し、図12のタイミングチャートに示すように出力OUTA21は、“L”固定となる。時刻t12において、出力OUTA21と出力OUTDとの論理和をとるOR回路O21は、出力であるトリップ信号TPを“H”にして”系統遮断器CB1〜CB3を制御することが可能となる。
On the other hand, the three-
このように、この実施の形態2においては、被保護変圧器Trの第1相〜第3相の各相毎にインラッシュ電流が発生したか否かを判定するインラッシュ判定回路2A〜2Cの判定結果に基づいて当該相に対応する電流比率差動判定回路1A〜1Cの判定結果のみをロックする各相ロック方式回路3Bが出力する各相判定トリップ信号である出力OUTO33と、インラッシュ判定回路2A〜2Cのいずれかの判定結果に基づいて電流比率差動判定回路1A〜1Cすべての判定結果をロックする3相ロック方式回路3Aが出力する3相判定トリップ信号である出力OUTA21とに基づいてトリップ信号TPをアサートにするようにしているため、インラッシュ電流の判定処理が電流比率差動の判定処理よりも時間がかかる場合でも、電流差動リレーの誤動作を防止することができる。
As described above, in the second embodiment, the
また、この実施の形態2においては、各相ロック方式回路3Bが出力する各相判定トリップ信号である出力OUTO33のアサートが遅延時間dlyの間継続した場合に出力OUTO33を遅延時間dlyだけ遅延させて出力OUTDとして出力し、この出力OUTDと3相ロック方式回路3Aが出力する3相判定トリップ信号である出力OUTA21とに基づいてトリップ信号TPをアサートにするようにしているため、3相ロック方式回路3Aのインラッシュ判定条件を用いることなく、インラッシュ電流発生時にまず3相ロック方式回路3Aの判定結果によって電流比率差動リレーの誤動作を防止した後に、事故器投入対策として、一定時限後に各相ロック方式回路3Bの判定結果に切り替えることが可能としている。これにより、3相ロック方式回路3Aによって、インラッシュ電流が発生したか否かの判定処理が速い相を用いて、電流差動リレーの誤トリップ信号の出力を阻止することができ、電流差動リレーを高速化した場合にも、電流比率差動判定回路1A〜1Cとインラッシュ判定回路2A〜2Cとの処理の時限協調に裕度を確保しやすくなり、流差動リレーの動作時間を高速化するために電流比率差動判定の処理を高速化した場合でも電流差動リレーの誤動作を防止することができる。また、各相ロック方式回路1A〜1Cによって、事故変圧器投入時に事故相とインラッシュ相が異なる場合は事故相の検出を容易にすることができる。
In the second embodiment, when the output OUTO33, which is each phase determination trip signal output from each
実施の形態3.
図13を用いてこの発明の実施の形態3を説明する。先の実施の形態1および2では、各相ロック方式回路3Bにおいて電流比率差動判定回路1A〜1C動作時間を高速化した場合について説明した。この実施の形態3では、電流比率差動判定回路1A〜1Cの高速化を行わない場合について説明する。
Embodiment 3 FIG.
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first and second embodiments, the case where the operation time of the current ratio
この実施の形態3の変圧器保護リレーが適用される電力系統構成は、先の図1に示した実施の形態1の電力系統構成と同じであるので、ここではその説明を省略する。 Since the power system configuration to which the transformer protection relay of the third embodiment is applied is the same as the power system configuration of the first embodiment shown in FIG. 1, the description thereof is omitted here.
図13は、この実施の形態3の変圧器保護リレーRyの本発明に関わる電流差動リレーの機能を示す構成図である。図13に示したこの実施の形態3の電流差動リレーは、先の図10に示した実施の形態2の電流差動リレーから遅延回路4を削除し、各相ロック方式回路3BのOR回路O33の出力OUTO33がOR回路O21の一方に入力する。なお、先の図2に示した実施の形態1の電流差動リレーと同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
FIG. 13 is a configuration diagram showing the function of the current differential relay according to the present invention of the transformer protection relay Ry of the third embodiment. In the current differential relay of the third embodiment shown in FIG. 13, the delay circuit 4 is deleted from the current differential relay of the second embodiment shown in FIG. 10, and the OR circuit of each
電流比率差動判定回路1A〜1Cは、先の実施の形態2の電流比率差動判定回路1A〜1Cとその機能は同じであるが、回路構成として高速化が行われておらず、インラッシュ判定回路2A〜2Cの3次電圧検出回路22の処理時間とのずれが生じない、またはそのずれが誤トリップとならないように回路素子の遅延によって吸収されるようになっている。したがって、先の図4のタイミングチャートを参照して説明したように、電流比率差動判定回路1Aの出力OUT1Aとインラッシュ判定回路2Aの出力OUT2Aとがそれぞれ“H”になるタイミングに大きなずれが生じることがない。そのため、インラッシュ判定回路2Aの出力OUT2Aによって電流比率差動判定回路1Aの出力OUT1Aをロックすることが可能となり、AND回路A22の出力OUTA22は、図4における時刻t2から時刻t3までの間“H”となるような状態が発生しない。
The current ratio
このように、この実施の形態3においては、被保護変圧器Trの第1相〜第3相の各相毎にインラッシュ電流が発生したか否かを判定するインラッシュ判定回路2A〜2Cの判定結果に基づいて当該相に対応する電流比率差動判定回路1A〜1Cの判定結果のみをロックする各相ロック方式回路3Bが出力する各相判定トリップ信号である出力OUTO33と、インラッシュ判定回路2A〜2Cのいずれかの判定結果に基づいて電流比率差動判定回路1A〜1Cすべての判定結果をロックする3相ロック方式回路3Aが出力する3相判定トリップ信号である出力OUTA21とに基づいてトリップ信号TPをアサートにするようにしているため、インラッシュ電流の判定処理が電流比率差動の判定処理よりも時間がかかる場合でも、電流差動リレーの誤動作を防止することができる。
As described above, in the third embodiment, the
なお、先の実施の形態1〜3においては、インラッシュ判定回路2A〜2Cは先の図3に示した第2調波検出回路21と、3次電圧検出回路22と、AND回路26とで構成する電圧検出付き第2調波抑制方式としたが、インラッシュ判定回路2A〜2Cの構成はこれに限るものではなく、インラッシュ電流が発生したか否かの判定が行えればどのような回路構成であってもかまわない。
In the first to third embodiments, the
たとえば、入力された差動電流に含まれる第2調波成分の含有率によってインラッシュ電流が発生したか否かを判定する第2調波検出処理のみ(図3に示した第2調波検出回路21のみ)で構成するようにしてもよい。この場合、歪み波対策によって第3相電圧の判定に時間がかかる3次電圧検出処理(図3に示した3次電圧検出回路22)を行う必要がないため、インラッシュ電流の発生の判定時間を短縮することが可能となり、電流差動リレーの動作をより高速化することができる。
For example, only the second harmonic detection process for determining whether or not the inrush current is generated based on the content ratio of the second harmonic component included in the input differential current (the second harmonic detection shown in FIG. 3). The
また、先の実施の形態1〜3では、被保護変圧器Trを保護する変圧器保護リレー内の電流差動リレーを例に挙げて説明したが、これに限るものではなく、インラッシュ電流の発生の有無の判定による処理が必要なリレー、たとえば、変圧器保護の距離リレーや過電流リレーにとして用いてもよいし、変圧器保護に限らず、保護区間内にインラッシュ電流が流入し、このインラッシュ電流に対する対策が必要な装置に用いてもよい。 In the first to third embodiments, the current differential relay in the transformer protection relay that protects the protected transformer Tr has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. It may be used as a relay that requires processing by determining whether or not it occurs, for example, a distance relay or an overcurrent relay for transformer protection, and is not limited to transformer protection, inrush current flows into the protection section, You may use for the apparatus which needs the countermeasure with respect to this inrush current.
以上のように、本発明にかかる変圧器保護リレーは、インラッシュ電流による誤動作を防止する必要のあるシステムに有用であり、特に、インラッシュ電流の判定処理が電流比率差動の判定処理よりも時間がかかるシステムに適している。 As described above, the transformer protection relay according to the present invention is useful for a system that needs to prevent malfunction due to inrush current, and in particular, the determination process of inrush current is more than the determination process of current ratio differential. Suitable for time-consuming systems.
1A,1B,1C 電流比率差動判定回路
2A,2B,2C インラッシュ判定回路
3A 3相ロック方式回路
3B 各相ロック方式回路
4 遅延回路
21 第2調波検出回路
22 3次電圧検出回路
A21,A22,A23,A24,A25,A26 AND回路
CB1,CB2,CB3 系統遮断器
CT1,CT2,CT3 電流変成器
N1,N2,N3,N4 NOT回路
O31,O32,O33,O21 OR回路
PT3 電圧変成器
Ry 変圧器保護リレー
Tr 被保護変圧器
1A, 1B, 1C Current ratio
Claims (5)
前記変圧器の第1相の差動電流が予め定められた閾値レベル以上であるか否かを判定する第1の電流比率差動判定回路と、
前記変圧器の第2相の差動電流が予め定められた閾値レベル以上であるか否かを判定する第2の電流比率差動判定回路と、
前記変圧器の第3相の差動電流が予め定められた閾値レベル以上であるか否かを判定する第3の電流比率差動判定回路と、
前記変圧器の第1相にインラッシュ電流が発生したか否かを判定する第1のインラッシュ判定回路と、
前記変圧器の第2相にインラッシュ電流が発生したか否かを判定する第2のインラッシュ判定回路と、
前記変圧器の第3相にインラッシュ電流が発生したか否かを判定する第3のインラッシュ判定回路と、
前記第1、第2、または第3のインラッシュ判定回路がインラッシュ電流が発生したと判定した場合には前記第1、第2、および第3の電流比率差動判定回路の判定結果を無効として3相判定トリップ信号をネゲートにし、前記第1、第2、および第3のインラッシュ判定回路のすべてがインラッシュ電流が発生していないと判定した場合には前記第1、第2、および第3の電流比率差動判定回路の判定結果を有効とし、前記第1、第2、または第3の電流比率差動判定回路の判定結果が差動電流が前記閾値レベル以上であることを示している際に前記3相判定トリップ信号をアサートにする3相ロック方式回路と、
前記第1、第2、または第3のインラッシュ判定回路がインラッシュ電流が発生したと判定した場合には、インラッシュ電流が発生したと判定した第1、第2、または第3のインラッシュ判定回路と同一相の差動電流の判定を行う前記第1、第2、または第3の電流比率差動判定回路の判定結果を無効として各相判定トリップ信号をネゲートにし、前記第1、第2、または第3のインラッシュ判定回路がインラッシュ電流が発生していないと判定した場合には、インラッシュ電流が発生していないと判定した第1、第2、または第3のインラッシュ判定回路と同一相の差動電流の判定を行う前記第1、第2、または第3の電流比率差動判定回路の判定結果を有効とし、前記第1、第2、または第3の電流比率差動判定回路の判定結果が差動電流が前記閾値レベル以上であることを示している際に前記各相判定トリップ信号をアサートにする各相ロック方式回路と、
を備え、
前記3相判定トリップ信号および前記各相判定トリップ信号に基づいてトリップ信号をアサートにする電流差動リレー、
を備えることを特徴とする変圧器保護リレー。 A transformer protection relay that prevents malfunction of the current differential relay due to the inrush current of the transformer,
A first current ratio differential determination circuit for determining whether or not the first-phase differential current of the transformer is equal to or higher than a predetermined threshold level;
A second current ratio differential determination circuit for determining whether or not the second-phase differential current of the transformer is equal to or higher than a predetermined threshold level;
A third current ratio differential determination circuit for determining whether or not the third-phase differential current of the transformer is equal to or higher than a predetermined threshold level;
A first inrush determination circuit for determining whether an inrush current is generated in the first phase of the transformer;
A second inrush determination circuit for determining whether an inrush current has occurred in the second phase of the transformer;
A third inrush determination circuit for determining whether an inrush current has occurred in the third phase of the transformer;
If the first, second, or third inrush determination circuit determines that an inrush current has occurred, the determination results of the first, second, and third current ratio differential determination circuits are invalidated. If the three-phase determination trip signal is negated and all of the first, second, and third inrush determination circuits determine that no inrush current is generated, the first, second, and The determination result of the third current ratio differential determination circuit is validated, and the determination result of the first, second, or third current ratio differential determination circuit indicates that the differential current is greater than or equal to the threshold level. A three-phase lock circuit that asserts the three-phase determination trip signal when
When the first, second, or third inrush determination circuit determines that an inrush current has occurred, the first, second, or third inrush that has determined that an inrush current has occurred The determination result of the first, second, or third current ratio differential determination circuit that determines the differential current in the same phase as the determination circuit is invalidated, and each phase determination trip signal is negated, and the first, second, When the second or third inrush determination circuit determines that no inrush current has occurred, the first, second, or third inrush determination has determined that no inrush current has occurred. The determination result of the first, second, or third current ratio differential determination circuit that determines the differential current in the same phase as the circuit is valid, and the first, second, or third current ratio difference The judgment result of the motion judgment circuit A phase lock method circuitry for asserting the phase determination trip signal when indicating that but is the threshold level or above,
With
A current differential relay for asserting a trip signal based on the three-phase determination trip signal and each phase determination trip signal;
A transformer protection relay comprising:
前記3相判定トリップ信号または前記各相判定トリップ信号がアサートの場合にトリップ信号をアサートにすること、
を特徴とする請求項1に記載の変圧器保護リレー。 The current differential relay is
Asserting a trip signal when the three-phase decision trip signal or each phase decision trip signal is asserted;
The transformer protection relay according to claim 1.
前記各相判定トリップ信号のアサートが継続しているか否かを監視し、前記各相判定トリップ信号のアサートが予め定められた遅延時間の間継続した場合には前記各相判定トリップ信号を前記遅延時間だけ遅延させて出力し、前記各相判定トリップ信号のアサートが前記遅延時間の間継続しなかった場合には前記各相判定トリップ信号のアサートを無効にする遅延回路、
をさらに備え、
前記遅延回路が出力または前記3相判定トリップ信号がアサートの場合にトリップ信号をアサートにすること、
を特徴とする請求項1に記載の変圧器保護リレー。 The current differential relay is
It is monitored whether or not the assertion of each phase determination trip signal is continued, and when the assertion of each phase determination trip signal is continued for a predetermined delay time, the respective phase determination trip signals are delayed. A delay circuit that delays the output of each phase determination trip signal when the assertion of each phase determination trip signal is not continued during the delay time,
Further comprising
Asserting a trip signal when the delay circuit is output or the three-phase decision trip signal is asserted;
The transformer protection relay according to claim 1.
前記第1、第2、または第3のインラッシュ判定回路がインラッシュ電流が発生したと判定した場合に当該インラッシュ判定結果を監視し、前記インラッシュ判定結果が予め定められた遅延時間の間継続した場合には前記インラッシュ判定結果を前記遅延時間だけ遅延させて出力し、前記インラッシュ判定結果が前記遅延時間の間継続しなかった場合には前記インラッシュ判定結果を無効としてインラッシュ電流が発生しなかったことを示す信号を出力する遅延回路と、
前記遅延回路が出力する信号がインラッシュ電流が発生しなかったことを示す場合には前記各相ロック方式回路が出力する各相判定トリップ信号を無効にして出力をネゲートにし、前記遅延回路が出力する信号がインラッシュ電流が発生したことを示す場合には前記各相ロック方式回路が出力する各相判定トリップ信号を有効にして出力をアサートにする各相判定トリップ信号ロック回路と、
をさらに備え、
前記各相判定トリップ信号ロック回路の出力または前記3相判定トリップ信号がアサートの場合にトリップ信号をアサートにすること、
を特徴とする請求項1に記載の変圧器保護リレー。 The current differential relay is
When the first, second, or third inrush determination circuit determines that an inrush current has occurred, the inrush determination result is monitored, and the inrush determination result is determined for a predetermined delay time. If it continues, the inrush determination result is output after being delayed by the delay time, and if the inrush determination result does not continue for the delay time, the inrush determination result is invalidated and the inrush current is output. A delay circuit that outputs a signal indicating that no occurrence occurred;
When the signal output from the delay circuit indicates that no inrush current has occurred, each phase determination trip signal output from each phase lock circuit is invalidated and the output is negated, and the delay circuit outputs Each phase determination trip signal lock circuit that validates each phase determination trip signal output by each phase lock method circuit and asserts the output when an inrush current signal is generated, and
Further comprising
Asserting a trip signal when the output of each phase determination trip signal lock circuit or the three-phase determination trip signal is asserted;
The transformer protection relay according to claim 1.
を特徴とする請求項1〜4の何れか一つに記載の変圧器保護リレー。 The first, second, and third inrush determination circuits use a second harmonic suppression circuit with voltage detection;
The transformer protection relay according to any one of claims 1 to 4.
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