JP2009284758A - ディジタル保護継電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ディジタル保護継電装置14a、14bにおいて、演算手段15a、15bは、前記アナログ/ディジタル変換手段10a、10bから得られる自装置の電流データと、前記伝送手段11a、11bから得られる他装置の電流データとのベクトル和、即ち、差電流を計算する手段を備え、GPS衛星4からの電波が途絶えた時、もしくは前記GPS受信機5aからの一定周期パルスS0が出力できない時に、自端あるいは相手端のいずれか1端子以上で電流差動リレーの動作感度を自動的に低下させるとともに、事前に計算した前記差電流の値と近似の値となるように前記クロック発振器6a、6bの発生するクロック信号S1a、S1bの周波数の補正を行なうサンプリング同期継続手段を備える。
【選択図】図1
Description
Td=Tm+ΔT+iT ……………………(1)
Td=Ts−ΔT+jT ……………………(2)
2ΔT=Ts−Tm+(j−i)T …………(3)
ΔT=(Ts−Tm)/2 ……………………(4)
但し、
i:整数(図18(a)の場合はi=1)
j:整数(Ts<Tm時:j=i+1,Ts≧Tm時:j=i)
(数2)
Td=T0/2−T+Ts ……………………(5)
図1は本発明の第1の実施の形態を示す構成図である。図1は2つの装置にて送電線を保護する場合の構成を示しており、送電線1の両端に位置する第1の端子SS1及び第2の端子SS2に保護継電装置14a,14bが設置されている。各端子には、送電線1を流れる電流を保護継電装置14a,14bでの処理に適する大きさに変成して取り込むための変流器2a,2bと保護継電装置14a,14bに応動する遮断機3a,3bとが設けられている。
図3は本発明の第2の実施の形態を示す構成図である。図3において図1と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態と図1との差異は差電流演算手段15a,15bを付加したことである。
図4は本発明の第3の実施の形態を示す構成図である。図4において図1と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態と図1との差異は位相差演算手段16a,16bを付加したことである。
図5は本発明の第4の実施の形態を示す構成図である。図5において図1と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態と図1との差異は伝送信号受信タイミング測定手段17a,17b、装置間の伝送遅延時間演算手段18a,18bを付加したことである。
図6は本発明の第5の実施の形態を示す構成図である。図6において図1と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態と図1との差異は伝送信号受信タイミング測定手段17a,17b、装置間の伝送遅延時間演算手段18a,18bを付加したことである。
以下に本発明の第6の実施の形態を説明する。上記第2から第5の実施の形態では、GPS衛星からの電波が途絶えた時、もしくは前記GPS受信機からの一定周期パルスが出力できない時に、各々が備えたサンプリング同期継続手段にて装置間で同期のとれたサンプリングパルスを継続して出力するものであるが、これら第2から第5の実施の形態に示したサンプリング同期継続手段のうち少なくとも2つ以上を合わせ持ち、互いに補完しながら補正を行なうようにしても同様の作用効果を得ることができる。
図7は本発明の第7の実施の形態を示す構成図である。図7において図1と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態と図1との差異は設定値入力手段19a,19b、条件判定手段20a,20bを付加したことである。
以上は本発明の第1から第7の実施の形態について述べたが、各実施の形態の保護継電装置に次のような機能を持たせるようにしてもよい。複数の保護継電装置にて取得した電気量データは全て同一タイミングでサンプリングされたものであり、それらの電気量データを収集して比較検討を行なうことや新たな演算を行なうことは有効である。
一方、前述した各実施の形態は、保護対象として2端子の送電線を保護する場合について述べたが、3端子以上の多端子送電線を保護する場合や、変電所の母線や変圧器を保護する場合、更にはそれらを複合的に保護する場合にも前述同様に適用実施できるものである。
又、図9に示すようにGPS受信機5cを保護継電装置とは別置きの装置とする形態や1台のGPS受信機5dから複数の保護継電装置に一定周期パルスS0を分配する形態としても前述同様に適用実施できるものである。
図10は本発明の第11の実施の形態を示す構成図である。図10において図1と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態と図1との差異は、演算手段12a,12bより低い動作感度を持つ演算手段12a1,12b1及び一定周期パルス検出手段22a,22bを付加したことである。
(数3)
DF1:Io≦K1(Ii−Itap)
DF2:Io≦Iksc
図12は本発明の第12の実施の形態を示す構成図である。図12において図8と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態と図8との差異は、解除入力手段32a,32b、受信タイミング測定手段17a,17b、タイミング差演算手段23a,23bを付加したことである。差電流演算手段15a,15bは位相差演算手段16a,16bでも良い。
図13は本発明の第13の実施の形態を示す構成図である。図13において図8と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態と図8との差異は受信タイミング測定手段17a,17b、タイミング差演算手段23a,23bを付加したことである。差電流演算手段15a,15bは位相差演算手段16a,16bでも良い。
図14は本発明の第14の実施の形態を示す構成図である。図14において図13と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態と図13との差異はタイミング差急変検出手段24a,24bを付加したことである。
図15は本発明の第15の実施の形態を示す構成図である。図15において図5と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態と図5との差異は正相電圧演算手段25a,25bを付加したことである。正相電圧演算手段25a,25bはアナログ/ディジタル変換手段10a,10bから得られる電圧データから正相電圧を求める。求めた正相電圧は伝送手段11a,11bを介して送受信され、位相差演算手段16a,16bで位相差を得る。
図16は本発明の第16の実施の形態を示す構成図である。図16において図4と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態と図4との差異は充電電流設定手段26a,26b、充電電流算出手段27a,27b、充電電流除去手段28a,28bを付加したことである。
(数4)
Ic=(V/Vn)×Icn
図17は本発明の第17の実施の形態を示す構成図である。図17において図15と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態と図15との差異は電流レベル判定手段29a,29b、位相差演算入力切換手段30a,30bを付加したことである。位相差の算出に電圧データを使う場合は流れる電流による位相ズレが問題であり、電流データを使う場合は潮流が少ないときに十分な有効数字が得られないことが問題である。
2a,2b 変流器
3a,3b 遮断器
4 GPS衛星
5a,5b,5c,5d GPS受信機
6a,6b クロック発振器
7a,7b タイミング差測定手段
8a,8b 補正手段
9a,9b サンプリングパルス発生手段
10a,10b アナログ/ディジタル変換手段
11a,11b 伝送手段
12a,12b 演算手段
13a,13b 出力手段
14a,14b 保護継電装置
15a,15b 差電流演算手段
16a,16b 位相差演算手段
17a,17b 到着タイミング測定手段
18a,18b 伝送遅延時間演算手段
19a,19b 設定値入力手段
20a,20b 条件判定手段
21a,21b データ出力手段
22a,22b 一定周期パルス検出手段
23a,23b タイミング差演算手段
24a,24b タイミング差急変検出手段
25a,25b 正相電圧演算手段
26a,26b 設定入力手段
27a,27b 充電電流算出手段
28a,28b 充電電流除去手段
29a,29b 電流レベル判定手段
30a,30b 位相差演算入力切換手段
31a,31b 変成器
32a,32b 解除入力手段
SS1 第1の端子
SS2 第2の端子
S0 一定周期パルス
S1a,S1b クロック信号
S2a,S2b サンプリングパルス
CNa,CNb カウンタ
ΔT サンプリングタイミングのずれ
T サンプリング周期
Tm 主端で測定した受信タイミング
Ts 従端で測定した受信タイミング
Td 伝送遅延時間
F0 従端→主端方向のサンプリング同期フラグ
F1 主端→従端方向のサンプリング同期フラグ
T0 サンプリング同期フラグ往復に要するサンプリング間隔
Claims (8)
- 電力系統の保護・制御のために変電所等に複数台設置され、電力系統の電気量を同一タイミングでサンプリングしたデータを使用するディジタル保護継電装置であって、GPS衛星からの電波を受信して一定周期のパルスを出力するGPS受信機と、前記電気量のサンプリングタイミングの基となるクロック信号を発生するクロック発振器と、前記クロック発振器の出力するクロック信号を基に所定周波数のサンプリングパルスを発生させるサンプリングパルス発生手段と、前記GPS受信機からの一定周期パルスと前記サンプリングパルス発生手段が出力するサンプリングパルスとのタイミング差を測定するタイミング差測定手段と、前記タイミング差測定手段で測定したタイミング差に基づいて、前記サンプリングパルス発生手段が出力するサンプリングパルスの周波数を補正する補正手段と、前記サンプリングパルス発生手段から得られるサンプリングパルスにしたがって電力系統の電気量をサンプリングして電気量データを得るアナログ/ディジタル変換手段と、前記アナログ/ディジタル変換手段から得られる電気量データを他の保護継電装置との間で送受信する伝送手段と、前記アナログ/ディジタル変換手段から得られる電気量データと前記伝送手段から得られる他の保護継電装置からの電気量データとを使用して所定の演算を行なう演算手段と、前記演算手段の演算結果に基づき所定の出力を行なう出力手段とを備えたディジタル保護継電装置において、
前記演算手段は、前記アナログ/ディジタル変換手段から得られる自装置の電流データと、前記伝送手段から得られる他装置の電流データとのベクトル和、即ち、差電流を計算する手段を備え、GPS衛星からの電波が途絶えた時、もしくは前記GPS受信機からの一定周期パルスが出力できない時に、自端あるいは相手端のいずれか1端子以上で電流差動リレーの動作感度を自動的に低下させるとともに、事前に計算した前記差電流の値と近似の値となるように前記クロック発振器の発生するクロック信号の周波数の補正を行なうサンプリング同期継続手段を備えたことを特徴とするディジタル保護継電装置。 - 電力系統の保護・制御のために変電所等に複数台設置され、電力系統の電気量を同一タイミングでサンプリングしたデータを使用するディジタル保護継電装置であって、GPS衛星からの電波を受信して一定周期のパルスを出力するGPS受信機と、前記電気量のサンプリングタイミングの基となるクロック信号を発生するクロック発振器と、前記クロック発振器の出力するクロック信号を基に所定周波数のサンプリングパルスを発生させるサンプリングパルス発生手段と、前記GPS受信機からの一定周期パルスと前記サンプリングパルス発生手段が出力するサンプリングパルスとのタイミング差を測定するタイミング差測定手段と、前記タイミング差測定手段で測定したタイミング差に基づいて、前記サンプリングパルス発生手段が出力するサンプリングパルスの周波数を補正する補正手段と、前記サンプリングパルス発生手段から得られるサンプリングパルスにしたがって電力系統の電気量をサンプリングして電気量データを得るアナログ/ディジタル変換手段と、前記アナログ/ディジタル変換手段から得られる電気量データを他の保護継電装置との間で送受信する伝送手段と、前記アナログ/ディジタル変換手段から得られる電気量データと前記伝送手段から得られる他の保護継電装置からの電気量データとを使用して所定の演算を行なう演算手段と、前記演算手段の演算結果に基づき所定の出力を行なう出力手段とを備えたディジタル保護継電装置において、
前記演算手段は、前記アナログ/ディジタル変換手段から得られる自装置の電流データと、前記伝送手段から得られる他装置の電流データとの位相差を計算する手段を備え、GPS衛星からの電波が途絶えた時、もしくは前記GPS受信機からの一定周期パルスが出力できない時に、自端あるいは相手端のいずれか1端子以上で電流差動リレーの動作感度を自動的に低下させるとともに、事前に計算した前記位相差の値と近似の値となるように前記クロック発振器の発生するクロック信号の周波数の補正を行なうサンプリング同期継続手段を備えたことを特徴とするディジタル保護継電装置。 - 電力系統の保護・制御のために変電所等に複数台設置され、電力系統の電気量を同一タイミングでサンプリングしたデータを使用するディジタル保護継電装置であって、GPS衛星からの電波を受信して一定周期のパルスを出力するGPS受信機と、前記電気量のサンプリングタイミングの基となるクロック信号を発生するクロック発振器と、前記クロック発振器の出力するクロック信号を基に所定周波数のサンプリングパルスを発生させるサンプリングパルス発生手段と、前記GPS受信機からの一定周期パルスと前記サンプリングパルス発生手段が出力するサンプリングパルスとのタイミング差を測定するタイミング差測定手段と、前記タイミング差測定手段で測定したタイミング差に基づいて、前記サンプリングパルス発生手段が出力するサンプリングパルスの周波数を補正する補正手段と、前記サンプリングパルス発生手段から得られるサンプリングパルスにしたがって電力系統の電気量をサンプリングして電気量データを得るアナログ/ディジタル変換手段と、前記アナログ/ディジタル変換手段から得られる電気量データを他の保護継電装置との間で送受信する伝送手段と、前記アナログ/ディジタル変換手段から得られる電気量データと前記伝送手段から得られる他の保護継電装置からの電気量データとを使用して所定の演算を行なう演算手段と、前記演算手段の演算結果に基づき所定の出力を行なう出力手段とを備えたディジタル保護継電装置において、
対向する保護継電装置間の伝送信号の受信タイミングを測定する手段と、前記測定した受信タイミングを対向端に伝送する手段と自端及び対向端で測定した伝送信号の受信タイミングを基に対向する装置間の伝送遅延時間を演算する手段とを備え、上りと下りの伝送遅延時間が等しい条件の下で、GPS衛星からの電波が途絶えた時、もしくは前記GPS受信機からの一定周期パルスが出力できない時に、自端あるいは相手端のいずれか1端子以上で電流差動リレーの動作感度を自動的に低下させるとともに、前記演算した伝送遅延時間をもとに前記クロック発振器の発生するクロック信号の周波数の補正を行なうサンプリング同期継続手段を備えたことを特徴とするディジタル保護継電装置。 - 電力系統の保護・制御のために変電所等に複数台設置され、電力系統の電気量を同一タイミングでサンプリングしたデータを使用するディジタル保護継電装置であって、GPS衛星からの電波を受信して一定周期のパルスを出力するGPS受信機と、前記電気量のサンプリングタイミングの基となるクロック信号を発生するクロック発振器と、前記クロック発振器の出力するクロック信号を基に所定周波数のサンプリングパルスを発生させるサンプリングパルス発生手段と、前記GPS受信機からの一定周期パルスと前記サンプリングパルス発生手段が出力するサンプリングパルスとのタイミング差を測定するタイミング差測定手段と、前記タイミング差測定手段で測定したタイミング差に基づいて、前記サンプリングパルス発生手段が出力するサンプリングパルスの周波数を補正する補正手段と、前記サンプリングパルス発生手段から得られるサンプリングパルスにしたがって電力系統の電気量をサンプリングして電気量データを得るアナログ/ディジタル変換手段と、前記アナログ/ディジタル変換手段から得られる電気量データを他の保護継電装置との間で送受信する伝送手段と、前記アナログ/ディジタル変換手段から得られる電気量データと前記伝送手段から得られる他の保護継電装置からの電気量データとを使用して所定の演算を行なう演算手段と、前記演算手段の演算結果に基づき所定の出力を行なう出力手段とを備えたディジタル保護継電装置において、
対向する保護継電装置間の伝送信号の受信タイミングを測定する手段と、自端で測定した伝送信号の受信タイミングにより対向する装置からの伝送遅延時間を演算する手段とを備え、GPS受信機からの一定周期パルスが正常に出力されている期間に、各装置において伝送遅延時間を演算・記録し、GPS衛星からの電波が途絶えた時、もしくは前記GPS受信機からの一定周期パルスが出力できない時に、自端あるいは相手端のいずれか1端子以上で電流差動リレーの動作感度を自動的に低下させるとともに、既に記録した前記伝送遅延時間と現在のデータ受信タイミングとから、前記クロック発振器の発生するクロック信号の周波数の補正を行なうサンプリング同期継続手段を備えたことを特徴とするディジタル保護継電装置。 - 電力系統の保護・制御のために変電所等に複数台設置され、電力系統の電気量を同一タイミングでサンプリングしたデータを使用するディジタル保護継電装置であって、GPS衛星からの電波を受信して一定周期のパルスを出力するGPS受信機と、前記電気量のサンプリングタイミングの基となるクロック信号を発生するクロック発振器と、前記クロック発振器の出力するクロック信号を基に所定周波数のサンプリングパルスを発生させるサンプリングパルス発生手段と、前記GPS受信機からの一定周期パルスと前記サンプリングパルス発生手段が出力するサンプリングパルスとのタイミング差を測定するタイミング差測定手段と、前記タイミング差測定手段で測定したタイミング差に基づいて、前記サンプリングパルス発生手段が出力するサンプリングパルスの周波数を補正する補正手段と、前記サンプリングパルス発生手段から得られるサンプリングパルスにしたがって電力系統の電気量をサンプリングして電気量データを得るアナログ/ディジタル変換手段と、前記アナログ/ディジタル変換手段から得られる電気量データを他の保護継電装置との間で送受信する伝送手段と、前記アナログ/ディジタル変換手段から得られる電気量データと前記伝送手段から得られる他の保護継電装置からの電気量データとを使用して所定の演算を行なう演算手段と、前記演算手段の演算結果に基づき所定の出力を行なう出力手段とを備えたディジタル保護継電装置において、
GPS衛星からの電波が途絶えた時、もしくは前記GPS受信機からの一定周期パルスが出力できない時に、自端あるいは相手端のいずれか1端子以上で電流差動リレーの動作感度を自動的に低下させるとともに、前記請求項1乃至4に記載のサンプリング同期継続手段の少なくとも2つ以上を組み合わせて前記クロック発振器の発生するクロック信号の周波数の補正を行なうことを特徴とするディジタル保護継電装置。 - 請求項2又は請求項5記載のディジタル保護継電装置において、前記演算手段で前記アナログ/ディジタル変換手段から得られる自装置の電圧データと、前記伝送手段から得られる他装置の電圧データとから位相差を計算する手段を備えることを特徴とするディジタル保護継電装置。
- 請求項2又は請求項5記載のディジタル保護継電装置において、前記アナログ/ディジタル変換手段から得られる自装置の電圧データから充電電流を計算する手段と、同様に前記アナログ/ディジタル変換手段から得られる自装置の電流データから充電電流をキャンセルする手段と、充電電流をキャンセルした電流データを他の保護継電装置との間で送受信する伝送手段と、前記伝送手段から得られる他装置の充電電流をキャンセルした電流データとの位相差を計算する手段を備えることを特徴とするディジタル保護継電装置。
- 請求項6及び請求項7双方の特徴を備える保護継電装置において、位相差を計算する電流データの振幅が小さいとき、自動的に電圧データを用いて位相差を計算することを特徴とするディジタル保護継電装置。
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