JP2012503960A - 電力系統における計器用変成器の二次回路を管理する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

電力系統で計器用変成器の二次回路を管理するための方法であり、計器用変成器は電力系統に接続されており、方法は、計器用変成器の二次回路に接続され電力系統コンポーネントを保護する保護インテリジェント電子装置、即ち保護ＩＥＤによって、計器用変成器からの信号中の擾乱を検出し、保護ＩＥＤからの擾乱検出結果と、他の保護ＩＥＤの少なくとも１つからの別の擾乱検出結果の両者にしたがって、故障が計器用変成器の二次回路で生じているか否かを決定するステップを含んでおり、他の保護ＩＥＤは、計器用変成器の他の二次回路または電力系統コンポーネントに接続された別の計器用変成器の二次回路に接続されている保護ＩＥＤと、電力コンポーネントが接続しているのと同じ母線に接続された他の電力系統コンポーネントに接続されている他の計器用変成器に接続される保護ＩＥＤとを具備している。
【選択図】図５

Description

本発明は電極系統の分野、特に電力系統の計器用変成器の二次回路を管理する方法及び装置に関する。

計器用変成器は電流又は電圧を測定可能な値へ減少させるために使用され、種々の電力系統で広く使用されている。２つの基本的なタイプの計器用変成器、即ち変圧器と変流器が存在する。変圧器（明細書中ではＶＴ、コンデンサ型変圧器ＣＶＴも含む）は二次側の一次電圧を正確に再生するように設計され、変流器（ＣＴ）は電流信号用である。（ＶＴからの）電圧と（ＣＴからの）電流の一次値についての正確な情報はインテリジェント電子装置（ＩＥＤ）の正確な動作の基礎である。しかしながら故障はＶＴとＩＥＤとの間（この条件は明細書中のＶＴ故障を参照）またはＣＴとＩＥＤの間（この条件は明細書中のＣＴ故障を参照）の二次回路で生じる可能性があり、ＩＥＤの種々の保護機能の不所望な動作を生じる。例えばＶＴ故障は不良動作に対して距離保護機能を起こす可能性がある。他方で、ＣＴ故障の場合、「誤った」差動電流がＣＴ故障の相で現われ、この「誤った」差動電流の大きさが開始しきい値よりも大きいならば、差動保護機能は不良動作する可能性がある。さらに単相または二重相のＣＴ故障が「誤った」負のシーケンス電流またはゼロのシック電流を生じ、これは負／ゼロシーケンス電流をベースとする保護の不所望な動作を起こす。ＣＴ故障またはＶＴ故障により生じる可能性がある不所望な動作を防止するために、確実で高感度であり高速度の電流回路管理及び電圧回路管理（ヒューズ故障管理とも称される）が常に非常に重要である。

電流／電圧回路の管理のための多くの方法が開発されている。電流／電圧回路管理の幾つかの一般的な解決策を以下説明する。

Ａ）電流回路の管理方法
１つの電流回路管理方法は、変流器の巻線の３相のセットからのゼロシーケンス電流を変流器上の巻線の別のセットから取られた別の入力における中性点電流とを比較する方法である。差の検出は回路中の故障を示し、警報として使用され、または不所望なトリッピングを与えることが予測される保護機能を阻止するために使用される。この方法はカスタマが異なる巻線又は異なる変流器からの電流回路を混合することを必要とする。結果として、この方法は配線の複雑性を増加し、したがってＩＥＤの信頼性を減少する。さらに、この方法は３相のＣＴ故障を検出できない。その理由はこのような条件では、ゼロシーケンス電流が両巻線または両変流器に存在しないからである。

別の電流回路管理方法はゼロシーケンスの電流とゼロシーケンスの電圧の存在をチェックすることにより行われる。ゼロシーケンスの電圧が存在しない残留電流の高い値はＣＴ故障状態を示している。しかしながら、この方法はこれがゼロシーケンス測定に基づいているので３相のＣＴ故障を検出できない。第２に、非対称動作状態の期間（例えば単極の再閉路期間）に適切に動作できず、その理由は常にゼロシーケンス電流とゼロシーケンス電圧の両者が存在するからである。第３に、システムのゼロシーケンスインピーダンスが非常に小さいならば、これは不良動作する可能性がある。さらに、電圧入力は時には、利用可能ではない。

別の電流回路管理方法は相電流の突然の消滅を検出することである。しかしながら電力源とロードを接続する線上に故障が生じるとき、ロード側の保護ＩＥＤは相電流の突然の消滅も検出するから、したがってＣＴ故障管理機能は誤動作をする。

別の電流回路管理方法は同じ母線で接続する電流の変化に基づいている。その理論は内部または外部故障が少なくとも２つの電流の変化を生じるが、ＣＴ故障は単一の電流に影響を与えるだけである。しかしながらこの方法は、保護された母線に接続された全ての電力系統コンポーネント（ライン、変成器等）からのサンプルされたデータを必要とし、これは大量の通信トラフィックと低い動作速度を意味する。

Ｂ）電圧回路管理方法
１つの電圧回路管理方法は正常に動作する状態下における測定されたゼロシーケンス電圧と予め設定されたしきい値とを比較することである。ゼロシーケンス電圧がしきい値よりも大きいならば、ＶＴ故障が検出される。この方法は擾乱又は故障が存在しないときのみしか使用できない。したがって擾乱又は故障を検出できる確実な開始エレメントが必要とされる。さらに、非対称動作状態の期間（例えば単極の再閉路期間）中には応用可能ではない。

別の電圧回路管理方法は、ゼロ／負のシーケンス電流とゼロ／負のシーケンス電圧の存在をチェックすることにより実行される。ゼロ／負のシーケンス電流が存在しないゼロ／負のシーケンス電圧の高い値はＶＴが故障状態であることを示している。この方法は３相のＶＴ故障を検出できない。これは非対称的な動作状態の期間中に適切に動作できず、その理由はゼロ／負のシーケンス電流とゼロ／負のシーケンス電圧の両者が常に存在するからである。

別の電圧回路管理方法は変圧器の二次巻線の２つの別のセットからの測定された電圧を比較することにより行われる。変圧器の２つの別の二次巻線からの同じ相の測定された電圧が異なるならば、ＶＴ故障状態が決定される。この方法は二次巻線の２つのセットからの測定された電圧を必要とし、これは配線の複雑性を増加し、したがってＩＥＤの信頼性を減少させる。

さらに、電圧と電流の両者に基づく前述の電流／電圧回路管理方法は、故障が電流と電圧の二次回路の両者で同時に生じたならば失敗する。

前述の説明で示されているように、いずれかの既存の方法はある状態下では確実ではなく、または大量の通信にたよっている。

電流／電圧回路管理機能の出力は、生じる可能性がある不所望な動作を防止するために相対的な保護機能を阻止するために使用される（例えばＶＴ故障の検出は距離継電器を遮断し、ＣＴ故障の検出は電流差動保護を阻止する）ので、管理機能は確実で高感度であり、電流／電圧の二次回路における故障の場合には高速度で動作する高感度の保護機能から不所望な動作を防止するのに短い動作期間をもたなければならない。

本発明の目的は、より確実で高感度の性能と集められる少量の情報による電流／電圧回路管理のための優れた方法および装置を提供し、したがって関連する保護機能の不所望な動作を防止することである。

本発明の１特徴によれば、電力系統で計器用変成器の二次回路を管理する方法が提供される。計器用変成器は電力系統のコンポーネントに接続されている。この方法は、
計器用変成器の二次回路に接続され電力系統コンポーネントを保護する保護ＩＥＤによって、計器用変成器からの信号中の擾乱を検出し、
保護ＩＥＤからの擾乱検出結果と、他の保護ＩＥＤの少なくとも１つからの別の擾乱検出結果の両者にしたがって、故障が計器用変成器の二次回路で生じているか否かを検出するステップを含んでおり、他の保護ＩＥＤは、計器用変成器の他の二次回路または電力系統コンポーネントに接続された別の計器用変成器の二次回路に接続されている保護ＩＥＤと、電力系統コンポーネントが接続しているのと同じ母線に接続された他の電力系統コンポーネントに接続されている他の計器用変成器に接続される保護ＩＥＤとを具備している。

本発明の別の特徴によれば、電力系統で計器用変成器の二次回路を管理するための保護ＩＥＤが与えられる。計器用変成器は保護ＩＥＤにより保護された電力系統コンポーネントに接続されている。この保護ＩＥＤは、
計器用変成器の二次回路に接続され、計器用変成器からの信号中の擾乱を検出するように構成された擾乱検出モジュールと、
擾乱検出モジュールが接続されており、擾乱検出モジュールからの擾乱検出結果と、他の保護ＩＥＤの少なくとも１つからの別の擾乱検出結果の両者にしたがって、故障が計器用変成器の二次回路で生じているか否かを決定する決定モジュールを具備し、前記他の保護ＩＥＤは、計器用変成器の他の二次回路または電力系統コンポーネントに接続された別の計器用変成器の二次回路に接続されている保護ＩＥＤと、電力系統コンポーネントが接続しているのと同じ母線に接続された他の電力系統コンポーネントに接続されている他の計器用変成器に接続される保護ＩＥＤとを具備しており、前記保護ＩＥＤはさらに、
決定モジュールに接続され、メッセージを他の保護ＩＥＤへ送信しその他の保護ＩＥＤからメッセージを受信するように適合されたインターフェースモジュールを具備している。

ＩＥＣ 61850を介して利用可能である集積された情報を利用することによって、本発明の実施形態による電流／電圧回路管理策はより確実で高感度の性能を提供し、集める必要がある情報は少量である。

典型的な二次系統構造を示す図である。 二重保護ＩＥＤのための典型的な二次系統構造を示す図である。 本発明の１実施形態による二次系統構造を示す図である。 本発明の別の実施形態による二重保護ＩＥＤの二次系統の構造を示す図である。 本発明の１実施形態による方法を示すフローチャートである。 本発明の１実施形態による保護ＩＥＤを示すブロック図である。

本発明の種々の付加的な目的、特徴、利点は以下の詳細な説明および添付図面を参照してより完全に認識されることができる。
以下の説明を通して、本発明をさらに徹底して理解するために特別な詳細について説明する。しかしながら本発明はこれらの詳細なしに実施されることができる。他の例では、よく知られたコンポーネントは説明を不必要に曖昧にすることを避けるために詳細には示さず、説明しない。したがって、明細書および図面は本発明を限定するためではなく例示として考慮される。さらに同じ参照符合は明細書と通して同じ素子を示している。

本発明の実施形態は、ＩＥＣ ６１８５０標準“Communication networks and systemsin substations”により規定されたジェネリック・オブジェクト−オリエンティッド・サブステーション・イベント（ＧＯＯＳＥ）にしたがって保護ＩＥＤ間の少量の通信トラフィックで利用可能である統合された情報を使用することにより優れた電流／電圧回路管理方法及び装置を提案する。

この明細書中の前述の「統合された情報」は２つの意味を有することができ、それによって２つの原理が提案される。

原理１：「統合された情報」は前述の電力系統コンポーネントが動作状態にあり同じ母線に接続される限り、１つの電力系統コンポーネントを保護する１つの保護ＩＥＤだけでなく、他の電力系統コンポーネントを保護する他の保護ＩＥＤからの擾乱検出結果を意味している。

この原理は電圧回路管理を１例として取ることにより説明されることができる。
図１は典型的な二次系統の構造を示す図である。発明を限定するのではなく例示の目的で、原理１は図１に示されている二次系統構造を使用することにより説明される。図１の二次系統の構造では例えば、統合された情報はそれぞれ３つの電力系統コンポーネント（図示せず）を保護する保護ＩＥＤ、即ちＩＥＤ１、ＩＥＤ２、ＩＥＤ３からの擾乱検出結果を含んでいなければならない。超高圧（ＥＨＶ）系統では、例えば異なる電力系統コンポーネントを保護する保護ＩＥＤの二次電圧信号は通常、異なる変圧器、即ちＶＴ１、ＶＴ２，ＶＴ３からのものである。電力系統で故障又は擾乱がしょうじたとき、電圧擾乱は同時に全ての保護ＩＥＤ、即ちＩＥＤ１、ＩＥＤ２、ＩＥＤ３により検出されることができる。故障がＶＴの二次回路で、例えばＶＴ３とＩＥＤ３の間で生じたとき、ＩＥＤ３のみが電圧擾乱を検出するが、他の保護ＩＥＤ、即ちＩＥＤ１とＩＥＤ２は任意の擾乱を検出しない。この二次回路における故障と電力系統の故障又は擾乱状態との差は二次回路に置ける故障の検出に使用されることができる。

原理２：二重保護ＩＥＤを有する電力系統コンポーネント（２２０ｋＶまたはそれを超える電圧レベルの非常に普通の構造）では、２つの保護ＩＥＤは２つの電圧／電流変成器、または電力系統コンポーネントに接続する電圧／電流変成器の２つの二次巻線にそれぞれ接続される。したがって、「統合された情報」は同じ電力系統コンポーネントを保護する両者の保護ＩＥＤからの擾乱検出結果を意味する。

この原理は電圧回路管理を１例として採用することにより説明されることもできる。

図２は二重保護ＩＥＤの典型的な二次系統構造を示す図である。限定ではなく例示の目的で、原理２を図２に示されている二次系統構造を使用することにより説明する。図２の二次系統の構造では例えば、統合された情報はＶＴ１の第１の二次巻線に接続されているＩＥＤ Ａ１からの擾乱検出結果と、ＶＴ１の第２の二次巻線に接続されているＩＥＤ Ｂ１からの擾乱検出結果とを含むべきである。電力系統で故障又は他の擾乱が生じたとき、ＩＥＤ Ａ１とＩＥＤ Ｂ１の両者は同時に電圧擾乱を検出する。１つの保護ＩＥＤ（ＩＥＤ Ａ１）が電圧擾乱を検出し、他（ＩＥＤ Ｂ１）が検出しない条件は、ＶＴ１とＩＥＤ Ａ１の第１の二次巻線の間で二次回路に故障が生じたことを示す。

前述の２つの原理は全ての電圧／電流信号を集めるために各保護ＩＥＤを必要としないことに注意すべきである。保護ＩＥＤ間で交換される非常に少量の情報、即ち擾乱検出結果はこのような管理プロセスには十分である。詳細な構成を添付図面を参照して以下説明する。

［実施形態１］
本発明のこの実施形態は原理１にしたがっており、１例として電圧回路管理を採用して説明される。

本発明の実施形態による電圧回路管理方法を図３および５を参照して以下説明する。図３は本発明の１実施形態による二次システム構造を示す図である。図３では、保護ＩＥＤ、即ちＩＥＤ１、ＩＥＤ２、ＩＥＤ３はそれぞれＶＴ１、ＶＴ２、ＶＴ３に接続されており、それぞれ電力系統コンポーネント（図示せず）を保護する。３つの電力系統コンポーネントは同じ母線に接続され、全て動作状態にある。ブレーカーＢ１、Ｂ２、Ｂ３は電力系統コンポーネントと母線との間をオン／オフしてそれぞれ切り換えるように設計されている。図５は本発明の１実施形態による方法を示すフローチャートである。

本発明の好ましい実施形態では、ＩＥＤ１、ＩＥＤ２、ＩＥＤ３のような各保護ＩＥＤは電圧擾乱を検出でき、それ（例えばＩＥＤ１）が電圧擾乱を検出すると、他の保護ＩＥＤ（例えばＩＥＤ２とＩＥＤ２）に対していずれの相で擾乱が検出されたかを通信プロトコルを介して、例えばＧＯＯＳＥ（図３の参照符合“8-1”）を介して通知する。以下の例では、管理プロセスをＩＥＤ１に関して説明する。

図３と共に図５を参照すると、ブロックS501では、ＩＥＤ１は電圧擾乱を検出する。

ブロックS502で、電圧擾乱の検出時に、ＩＥＤ１はＧＯＯＳＥを介してメッセージを他の保護ＩＥＤ、即ちＩＥＤ２とＩＥＤ３に送信する。そのメッセージは電圧擾乱の検出を示す。メッセージはいずれの相で電圧擾乱が検出されたかを示すこともできる。

ブロックS503で、ＩＥＤ１はＶＴ故障シンボルを設定し、ＩＥＤ１の保護動作を阻止する。

予め設定された短い遅延（例えばｔ１）でＩＥＤ１が任意の他の保護ＩＥＤ(例えばＩＥＤ２)からメッセージを得て、ブロックS504でメッセージがＩＥＤ２が対応する電圧擾乱、即ち同じ相で電圧擾乱を検出したことを示すならば、ＩＥＤ１は電力系統で生じた故障または擾乱が存在することを決定し、ブロックS506で保護ＩＥＤ、即ちＩＥＤ１の適切な動作を可能にするためにＶＴ故障シンボルをリセットする。

予め設定された短い遅延（例えばｔ１）で任意の他の保護ＩＥＤ(例えばＩＥＤ２、ＩＥＤ３)から同じ相で電圧擾乱を検出したことを示すメッセージを獲得しないならば、ブロックS504で、ＩＥＤ１はＶＴ故障がブロックS505で生じたことを決定する。ＶＴ故障の発生を検出したとき、ＩＥＤ１は所望に応じてＶＴ故障警報信号を出力できる。

予め設定された短い遅延ｔ１は通信形態にしたがって設定されるべきである（典型的には１０ｍｓが十分である）。

ブロックS505における処理後、ＩＥＤのＶＴ故障シンボルは手作業でオペレータによりリセットされるか、または測定された電圧信号が予め規定されたリセット論理を満たした後、例えば電圧が予め設定された期間に予め設定された通常の範囲に留まった後、自動的にＩＥＤ１によりリセットされる。

［実施形態２］
本発明のこの実施形態は原理２にしたがい、電圧回路管理を１例として採用して説明される。

この実施形態では、本発明の実施形態による電圧回路管理方法を図４および５を参照して以下説明する。図４は本発明の別の実施形態による二重保護ＩＥＤの二次系統構造を示す図である。図４では２つの保護ＩＥＤ、即ちＩＥＤ Ａ１とＩＥＤ Ｂ１が電力系統コンポーネント（図示せず）を保護するために設けられ、２つの保護ＩＥＤ、即ちＩＥＤ Ａ２とＩＥＤ Ｂ２は別の電力系統コンポーネント（図示せず）を保護するために設けられている。２つの電力系統コンポーネントは同じ母線に接続されている。ＩＥＤ Ａ１は変流器ＣＴ11と変圧器ＶＴ１の第１の二次巻線に接続されている。ＩＥＤ Ｂ１は変流器ＣＴ12と変圧器ＶＴ１の第２の二次巻線に接続されている。ＩＥＤ Ａ２は変流器ＣＴ21と変圧器ＶＴ２の第１の二次巻線に接続されており、ＩＥＤ Ｂ２は変流器ＣＴ22と変圧器ＶＴ２の第２の二次巻線に接続されており、ＣＴ11、ＣＴ12、ＶＴ１はＩＥＤ Ａ１とＩＥＤ Ｂ１により保護される電力系統コンポーネントに接続され、ＣＴ21、ＣＴ22、ＶＴ２はＩＥＤ Ａ２とＩＥＤ Ｂ２により保護される電力系統コンポーネントに接続されている。

以下の例では、管理プロセスをＩＥＤ Ａ１に関して説明する。

図４と共に図５を参照すると、ブロックS501では、ＩＥＤ Ａ１は電力系統における電圧擾乱を検出する。

ブロックS502で、電圧擾乱を検出したとき、ＩＥＤ Ａ１はＧＯＯＳＥを介して他の保護ＩＥＤであるＩＥＤ Ｂ１へメッセージを送信する。そのメッセージは電圧擾乱の検出を示している。メッセージはさらにいずれの相で電圧擾乱が検出されたかについても示すことができる。

ブロックS503で、ＩＥＤ Ａ１はＶＴ故障シンボルを設定し、ＩＥＤ Ａ１の保護動作を阻止する。

予め設定された短い遅延（例えばｔ１）で、ＩＥＤ Ａ１はＩＥＤ Ｂ１からメッセージを得て、ブロックS504でＩＥＢ Ｂ１が対応する電圧擾乱、即ち同じ相の電圧擾乱を検出したことをメッセージが示すならば、ブロックS506でＩＥＤ Ａ１は電力系統で生じた故障又は擾乱が存在することを決定し、保護ＩＥＤであるＩＥＤ Ａ１の適切な動作を可能にするためにＶＴ故障シンボルをリセットする。その後プロセスはブロックS501へ進む。

予め設定された短い遅延（例えばｔ１）で、ブロックS504でＩＥＤ Ａ１がＩＥＤ Ｂ１から同じ相で電圧擾乱の検出を示すメッセージを獲得しないならば、ＩＥＤ Ａ１はブロックS505で、ＶＴ故障が生じたことを決定する。ＶＴ故障の発生を決定したとき、ＩＥＤ Ａ１はブロックS505で所望に応じてＶＴ故障警報信号を出力できる。

ブロックS505における処理後、ＩＥＤ Ａ１のＶＴ故障シンボルは手作業でオペレータによりリセットされるか、または測定された電圧信号が予め規定されたリセット論理を満たした後、例えば電圧が予め設定された期間に予め設定された通常の範囲に留まった後、自動的にＩＥＤ Ａ１によりリセットされることができる。

勿論、図４に示されているような二重保護構造では、ＩＥＤ Ｂ１に加えて、ＩＥＤ Ａ１はＩＥＤ Ａ１により保護されている電力系統コンポーネントが接続するのと同じ母線に接続されている他の電力系統コンポーネントの他の保護ＩＥＤ、ＩＥＤ Ａ２およびＩＥＤ Ｂ２等へメッセージを送信することもできる。処理手順は実施形態１の手順に類似しているので、反復して説明はしない。

［実施形態３］
本発明のこの実施形態を電流回路管理を１例として採用して説明する。

この実施形態は図３に示されているように二次系統の構造を有する電力系統における電流回路管理方法を提供する。この実施形態による管理方法は、電流回路を管理するためのこの実施形態の管理方法では、保護ＩＥＤにより検出されるべきものが電流擾乱である点を除いては実施形態１の方法とほぼ同じである。したがって保護ＩＥＤ間で通信されるメッセージは僅かに異なって設計される。結果として、管理方法の詳細な手順については反復して説明しない。

［実施形態４］
この実施形態は図４に示されているような二次系統の構造を有する電力系統の電流回路管理方法を与える。この実施形態による管理方法は、電流回路を管理するためのこの実施形態の管理方法では保護ＩＥＤにより検出されるべきものが電流擾乱である点を除いて実施形態２の方法とほぼ同じである。したがって保護ＩＥＤ間で通信されるメッセージは僅かに異なって設計される。結果として、管理方法の詳細な手順についてはここでは反復して説明しない。

提案された電圧回路管理及び電流回路管理方法は各相に対して実現されることができることに注意すべきである。

提案された電圧回路管理及び電流回路管理方法は通常および非通常の両者の計器用変成器で有効であり、３相の動作条件と２相の動作条件の両者において、二次回路において１相、２相、３相の故障を検出できる。

提案された方法は他のＩＥＤからサンプルされたデータを集めるためにＩＥＤを必要としないで、ＩＥＤ間で擾乱検出結果を交換しさえすればよく、したがって通信量は非常に小さい。結果として、この方法は高い信頼性を有する。

提案された方法の１つの特性として、ＩＥＣ ６１８５０は通常の配線を減少するだけでなく、通常の問題を解決し保護性能を改良するために使用されることができることが示される。

提案された方法では、ＩＥＤは他のＩＥＤの少なくとも１つと通信する必要があり、この他のＩＥＤは、同じ電力系統コンポーネントに接続されるか、または同じ母線に接続される他の電力システムコンポーネントに接続されている計器用変成器の１以上の他の二次回路に接続されることが理解される。したがって、前述の条件が存在することを確実にするために各ＩＥＤにより周期的に状態のチェックが行われる必要がある。前述の条件は、ただ１つの電力系統コンポーネント（１以上の相）が母線に接続されるか、またはただ１つのＩＥＤが、同じ電力系統コンポーネントまたは同じ母線に接続されている電力系統コンポーネントを保護する全てのＩＥＤ間で動作状態にあるか、或いは通信が休止中である等のときに、存在しないことができる。電圧／電流回路管理の伝統的な方法は、必要とされる状件が存在しない場合にバックアップとしてＩＥＤに含まれることもできる。しかしながら必要とされる条件が存在しない確率は非常に小さいことに注意すべきである。通信技術の急速な発展により、サブステーション内の通信は非常に確実である。状態のチェックは当業者により適切な構造を有するＩＥＤにより容易に行われることができるので、ここでは説明しない。

図６は本発明の実施形態による保護ＩＥＤを示すブロック図である。以下、本発明の実施形態による保護ＩＥＤについて、１例として電圧回路を採用してより説明する。

図６を参照すると、保護ＩＥＤ600は二次回路管理機能を行い、電力系統で計器用変成器630の二次回路を管理するように構成されている。計器用変成器630は保護ＩＥＤ600により保護される電力系統コンポーネント（図示せず）に接続されている。この二次回路管理機能について説明すると、保護ＩＥＤ600は擾乱検出モジュール601と、決定モジュール602と、インターフェースモジュール603を含んでいる。

擾乱検出モジュール601は決定モジュール602に接続され、計器用変成器630から信号中の擾乱を検出するように構成されている。

決定モジュール602は、擾乱検出モジュール601からの擾乱検出結果と他の保護ＩＥＤの少なくとも１つ（例えばＩＥＤ620）からの別の擾乱検出結果との両者にしたがって、計器用変成器630の二次回路で故障が生じたか否かを決定するように構成されている。他の保護ＩＥＤは、計器用変成器630の他の二次回路、または計器用変成器630が接続されている電力系統コンポーネントに接続された他の計器用変成器の二次回路に接続される保護ＩＥＤと、電力系統コンポーネントが接続されているのと同じ母線に接続される他の電力系統コンポーネントに接続されている他の計器用変成器に接続されている保護ＩＥＤとを含んでいる。

インターフェースモジュール630は決定モジュール602に接続され、他の保護ＩＥＤ、例えばＩＥＤ620へメッセージを送信し、そこからメッセージを受信するように構成されている。

本発明の１実施形態では、擾乱検出モジュール601が擾乱を検出し、インターフェースモジュール603が予め設定された遅延で任意の他の保護ＩＥＤから対応する擾乱の検出を示したメッセージを受信しないならば、決定モジュール601は計器用変成器630と保護ＩＥＤ600との間の二次回路で故障が生じたことを決定する。

別の実施形態では、擾乱検出モジュール601が擾乱を検出し、インターフェースモジュール603が予め設定された遅延で任意の他の保護ＩＥＤから対応する擾乱の検出を示したメッセージを受信するならば、決定モジュール602は電力系統に故障または擾乱が生じたことを決定する。

別の実施形態では、擾乱検出モジュール601が擾乱を検出したとき、決定モジュール602は保護ＩＥＤ600の保護動作を阻止するようにシンボルを設定し、擾乱の検出を示すメッセージを他の保護ＩＥＤ、例えばＩＥＤ620へ放送するようにインターフェースモジュール603に命令する。メッセージはいずれの相で擾乱が検出されたかも示すことができる。

別の実施形態では、決定モジュール602は故障又は擾乱が電力系統で生じたことが決定されたとき保護ＩＥＤ600の保護動作を可能にするようにシンボルをリセットする。

インターフェースモジュール603はＩＥＣ ６１８５０標準方式により規定されるＧＯＯＳＥを介して他の保護ＩＥＤへメッセージを送信し、そこからメッセージを受信することができる。

保護ＩＥＤ600はさらに決定モジュール602に接続された構造モジュール605を含むことができる。構造モジュール605は設定される必要のある遅延及び他のパラメータを予め設定するように構成されている。シンボルは構造モジュール605を介してオペレータにより手作業でリセットされることができる。

保護ＩＥＤ600は別の実施形態により警報出力モジュール604を含むことができる。警報出力モジュール604は決定モジュール602の制御下で警報信号を出力するように構成されている。計器用変成器630とＩＥＤ600との間で二次回路に故障が生じたことが決定されたとき、決定モジュール602は二次回路に故障が発生したことを示す警報信号を出力するように警報出力モジュール604に命令する。

計器用変成器630は変圧器または変流器であることができる。計器用変成器630が変圧器である場合、擾乱は電圧の擾乱である。計器用変成器630が変流器である場合、擾乱は電流の擾乱である。

１実施形態では、擾乱検出モジュール601は各相で過電圧印加リレーとして構成される。過電圧印加リレーが動作するならば、擾乱が検出されたことを意味する。過電圧印加は次式で計算されるべきである。
Δｖ（ｘ）＝ｖ(ｘ)−２ｖ（ｘ−Ｎ）＋ｖ（ｘ−２Ｎ） （式１）
ここで、Δｖは電圧印加を指し、ｖは測定された電圧を指し、Ｎは電力周波数サイクル当たりのサンプリング点である。

計算された電圧印加がしきい値よりも大きいとき、過電圧印加中継が動作する。過電圧中継のしきい値は予め設定された値であるか、または１サイクル前に測定された電圧印加の予め設定された割合（例えば５％）或いは１サイクル前に測定された電圧印加の予め設定された割合（例えば１５０％）、または前述の値の２以上の予め規定された組合せであってもよい。

例示的な擾乱検出方法について前述したが、当業者は多くの他の擾乱検出方法が存在することに注意すべきである。

同様に、電流回路管理のための保護ＩＥＤ600の１実施形態は図６の参照により容易に理解されることができるので、ここでは説明しない。

前述のモジュール及びプロセスはハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、またはその組合せで実行されることができる。

例えば前述の方法はソフトウェアで行われることができ、その方法のステップを行うためのコンピュータコードを含んでいる。このコンピュータコードはプロセッサの読取り可能な媒体またはコンピュータプログラムプロダクトのようなマシンの読取り可能な媒体に記憶されることができる。マシンの読取り可能な媒体またはプロセッサの読取り可能な媒体はマシンによる読取り及び実行が可能な形態の情報を記憶または転送することができる任意の媒体（例えばプロセッサ、単一のチップ、マイクロプロセッサ又はコンピュータ等）を含むことができる。

別の例では、前述のモジュール及びプロセスは、フィールドプログラム可能なゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラム可能なアレイ論理（ＰＡＬ）装置、電気的にプログラム可能な論理及びメモリ装置、標準的なセルベースの装置、および特定用途用集積回路（ＡＳＩＣＳ）、完全にカスタムの集積回路のようなプログラム可能な論理装置（ＰＬＤ）を含むがこれらに限定されない任意の種々の回路にプログラムされた機能として実行されることができる。本発明の特徴を実行するための幾つかの他の可能性は、メモリ（電子的に消去・プログラム可能型読取専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等）を有するマイクロ制御装置、埋設されたマイクロプロセッサ、ファームウェア、ソフトウェア等を含んでいる。

ここで説明がされた例及び実施形態は例示のみを目的としており、それを考慮した種々の変形および変化が当業者に示唆され、この明細書及び請求項の技術的範囲内に含まれることが理解されよう。

Claims (14)

1. 電力系統における計器用変成器の二次回路を管理する方法において、
   前記計器用変成器は電力系統のコンポーネントに接続されており、
   前記方法は、
   前記計器用変成器の前記二次回路に接続され、前記電力系統コンポーネントを保護する保護インテリジェント電子装置、即ち保護ＩＥＤによって、前記計器用変成器からの信号における擾乱を検出し、
   前記保護ＩＥＤからの擾乱検出結果と、他の保護ＩＥＤの少なくとも１つからの別の擾乱検出結果の両者にしたがって、故障が前記計器用変成器の前記二次回路で生じているか否かを決定するステップを含んでおり、前記他の保護ＩＥＤは、前記計器用変成器の他の二次回路または前記電力系統コンポーネントに接続された別の計器用変成器の二次回路に接続されている保護ＩＥＤと、前記電力系統コンポーネントが接続されているのと同じ母線に接続された他の電力系統コンポーネントに接続されている他の計器用変成器に接続される保護ＩＥＤとを具備している方法。
2. 前記計器用変成器の前記二次回路で前記故障が生じたか否かを決定するステップは、
   擾乱が前記保護ＩＥＤにより検出され、対応する擾乱の検出を示すメッセージが予め設定された遅延で任意の他の保護ＩＥＤから前記保護ＩＥＤにより受信されないならば、前記保護ＩＥＤにより、前記故障が前記計器用変成器の前記二次回路で生じたことを決定する請求項１記載の方法。
3. 前記計器用変成器の前記二次回路で前記故障が生じたか否かを決定するステップは、
   擾乱が前記保護ＩＥＤにより検出され、対応する擾乱の検出を示すメッセージが予め設定された遅延で前記他の保護ＩＥＤの少なくとも１つから前記保護ＩＥＤにより受信されたならば、前記保護ＩＥＤにより、故障又は擾乱が電力系統で生じたことを決定する請求項１記載の方法。
4. 前記検出後、前記方法はさらに、
   擾乱を検出したとき、前記保護ＩＥＤにより、前記他の擾乱ＩＥＤへ擾乱の検出を示すメッセージを送信し、前記保護ＩＥＤにより前記保護ＩＥＤの保護動作を阻止するシンボルを設定するステップを含んでいる請求項１乃至３のいずれか１項記載の方法。
5. 前記方法はさらに、
   前記故障または擾乱が前記電力系統で生じたことが決定されたならば、前記保護ＩＥＤの前記保護動作を可能にするため前記シンボルをリセットするステップを含んでいる請求項４記載の方法。
6. 前記保護ＩＥＤはＩＥＣ ６１８５０により規定されたジェネリック・オブジェクト−オリエンティッド・サブステーション・イベント、即ちＧＯＯＳＥを介して前記他の保護ＩＥＤへメッセージを送信し、前記他の保護ＩＥＤからメッセージを受信する請求項４記載の方法。
7. 前記計器用変成器は変圧器または変流器であり、前記計器用変成器が変圧器であるならば前記擾乱は電圧信号の擾乱であり、前記計器用変成器が変流器であるならば前期擾乱は電流信号の擾乱である請求項１乃至３のいずれか１項記載の方法。
8. 前記保護ＩＥＤにより送信された前記メッセージはさらに前記擾乱が生じる相を示し、前記対応する擾乱は前記保護ＩＥＤにより検出された擾乱が生じた相と同じ相で発生する請求項４記載の方法。
9. 電力系統で計器用変成器の二次回路を管理するための保護インテリジェント電子装置、即ち保護ＩＥＤにおいて、
   前記計器用変成器は前記保護ＩＥＤにより保護された電力系統のコンポーネントに接続されており、
   前記保護ＩＥＤは、
   前記計器用変成器の前記二次回路に接続され、前記計器用変成器からの信号中の擾乱を検出するように構成された擾乱検出モジュールと、
   前記擾乱検出モジュールが接続されており、前記擾乱検出モジュールからの擾乱検出結果と、他の保護ＩＥＤの少なくとも１つからの別の擾乱検出結果の両者にしたがって、故障が前記計器用変成器の前記二次回路で生じているか否かを決定する決定モジュールとを具備しており、前記他の保護ＩＥＤは、前記計器用変成器の他の二次回路または前記電力系統コンポーネントに接続された別の計器用変成器の二次回路に接続されている保護ＩＥＤと、前記電力系統コンポーネントが接続されているのと同じ母線に接続された他の電力系統コンポーネントに接続されている他の計器用変成器に接続される保護ＩＥＤとを具備しており、前記保護ＩＥＤはさらに、
   さらに、前記決定モジュールに接続され、メッセージを前記他の保護ＩＥＤへ送信し前記他の保護ＩＥＤからメッセージを受信するように構成されたインターフェースモジュールを具備している保護インテリジェント電子装置。
10. 前記擾乱検出モジュールが擾乱を検出し、前記インターフェースモジュールが対応する擾乱の検出を示すメッセージを予め設定された遅延で任意の前記他の保護ＩＥＤから受信しないならば、前記決定モジュールは前記故障が前記計器用変成器の前記二次回路中で生じたことを決定するようにさらに構成されている請求項９記載の保護ＩＥＤ。
11. 前記擾乱検出モジュールが擾乱を検出し、前記インターフェースモジュールが対応する擾乱の検出を示すメッセージを予め設定された遅延で任意の前記他の保護ＩＥＤの少なくとも１つから受信したならば、前記決定モジュールは前記故障又は擾乱が前記電力系統で生じたことを決定するようにさらに構成されている請求項９記載の保護ＩＥＤ。
12. 前記決定モジュールはさらに、前記保護ＩＥＤの保護動作を阻止するようにシンボルを設定し、前記擾乱検出モジュールが擾乱を検出したとき、前記擾乱の検出を示すメッセージを前記他の保護ＩＥＤを送信するように前記インターフェースモジュールに命令するように構成されている請求項９乃至１１のいずれか１項記載の保護ＩＥＤ。
13. 前記決定モジュールはさらに、前記故障又は擾乱が前記電力系統で生じたことが決定されたとき、前記保護ＩＥＤの前記保護動作を可能にするようにシンボルにリセットするように構成されている請求項１２記載の保護ＩＥＤ。
14. 前記インターフェースモジュールはさらに、ＩＥＣ ６１８５０により規定されているジェネリック・オブジェクト−オリエンティッド・サブステーション・イベント、即ちＧＯＯＳＥを介して前記他の保護ＩＥＤへメッセージを送信し、前記他の保護ＩＥＤからメッセージを受信するように構成されている請求項１２記載の保護ＩＥＤ

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