JP3833821B2 - 母線保護継電装置 - Google Patents
母線保護継電装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3833821B2 JP3833821B2 JP12141098A JP12141098A JP3833821B2 JP 3833821 B2 JP3833821 B2 JP 3833821B2 JP 12141098 A JP12141098 A JP 12141098A JP 12141098 A JP12141098 A JP 12141098A JP 3833821 B2 JP3833821 B2 JP 3833821B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- bus
- amount
- suppression
- accident
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統の抵抗接地系母線の短絡、地絡保護を行なう母線保護継電装置に係り、特に特別に地絡事故検出手段の不要動作防止用手段を使用しない簡易な構成で、地絡事故検出手段の不要動作を確実に防止できるようにした母線保護継電装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、電力系統の抵抗接地系母線の短絡、地絡保護を行なうものとして、母線保護継電装置が多く用いられてきている。
通常、この種の従来の母線保護継電装置は、抵抗接地系母線に接続される電路の各相電流を用いて差動演算を行ない、母線の短絡事故を検出して保護出力を送出する短絡事故検出手段と、抵抗接地系母線に接続される電路の零相電流を用いて差動演算を行ない、母線の地絡事故を検出して保護出力を送出する地絡事故検出手段とを備えて構成としている。
【0003】
また、短絡事故検出手段は、母線外部事故時の流出端子に集中した過大な事故電流に起因する変流器(以下、CTと称する)飽和による不要動作を防止するため、不要動作防止手段を設けて、その出力により不要な短絡事故検出手段からの保護出力の送出を阻止する構成としている。
【0004】
さらに、地絡事故検出手段は、母線外部の異相地絡事故等に起因する過大な地絡電流による不要動作を防止するため、例えば各電路の零相電流の振幅値を演算し、その振幅値が保護責務である1線地絡事故時に発生し得る所定の大きさ以上であることを検出し、この検出結果の何れかにより地絡事故検出手段からの保護出力の送出を阻止する構成としている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の母線保護継電装置においては、異相地絡事故時における地絡事故検出手段からの不要な保護出力の送出を阻止するために、各電路の零相電流の振幅値を演算し、その振幅値の大きさによって、地絡事故検出手段からの保護出力の送出を阻止する構成としていることから、その検出効果は十分であるが、電路が数十にも及ぶような抵抗接地系の母線保護においては、演算負担が非常に膨大となり、多数の演算用基板を必要として装置構成が複雑となる。
【0006】
また、短絡事故検出手段は、CT飽和による不要動作を防止するため、不要動作防止手段を設けているが、適用系統によっては、CTが飽和に対して裕度を持って選択されているとは限らず、従来の不要動作防止手段では検出し得ない厳しいCT飽和の発生する可能性があるため、不要動作防止手段の検出性能により、このようなCTに十分配慮されていない低位系統が広く存在しているにも関わらず、短絡事故検出手段の適用が制限される要因となっている。
【0007】
本発明の目的は、地絡事故検出手段のために特別に設ける不要動作防止用手段を使用しない簡易な構成で、地絡事故検出手段の不要動作を確実に防止することができ、また短絡事故検出手段の適用制限を緩和することが可能な母線保護継電装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、電力系統の抵抗接地系母線の短絡、地絡保護を行なう母線保護継電装置において、請求項1の発明では、抵抗接地系母線に接続される電路の電流を所定の時間間隔でサンプリングしディジタルデータを得るデータ取得手段と、3相各相にそれぞれ対応して設けられ、データ取得手段により得られたディジタルデータのうちの各相電流のディジタルデータを用いて所定の差動演算により母線の内部・外部事故判定を行ない、母線の短絡事故を検出して保護出力を送出する短絡事故検出手段と、データ取得手段により得られたディジタルデータのうちの零相電流のディジタルデータを用いて、事故時の動作量と抑制量とを算出し、該動作量と抑制量との大小関係に基づいて母線の内部・外部事故判定を行ない、母線の地絡事故を検出して保護出力を送出する地絡事故検出手段と、3相各相にそれぞれ対応して設けられ、データ取得手段により得られたディジタルデータのうちの各相電流のディジタルデータを用いて短絡事故時の変流器飽和対策用の動作量と抑制量とを算出し、この変流器飽和対策用の動作量と抑制量との大小関係により母線の内部・外部事故判定を行ない、その結果外部事故と判定されると出力を送出する阻止出力生成用演算手段と、3相各相に対応して設けられる阻止出力生成用演算手段のそれぞれの出力に基づいて、短絡事故検出手段からの保護出力の送出を阻止する第1の制御手段と、3相各相に対応して設けられる阻止出力生成用演算手段のうちの少なくとも1相に対応付けられる阻止出力生成用演算手段からの出力に基づいて、地絡事故検出手段からの保護出力の送出を阻止する第2の制御手段とを備える。
【0009】
従って、請求項1の発明の母線保護継電装置においては、抵抗接地系母線に接続される電路の各相電流を用いて母線の内部・外部事故判定を行なう阻止出力生成用演算手段からの出力で、地絡事故検出手段からの保護出力の送出を阻止することにより、特別に地絡事故検出手段の不要動作防止用手段を使用しない簡易な構成で、地絡事故検出手段の不要動作を確実に防止することができる。
【0010】
また、請求項2の発明では、抵抗接地系母線に接続される電路の電流を所定の時間間隔でサンプリングしディジタルデータを得るデータ取得手段と、3相各相にそれぞれ対応して設けられ、データ取得手段により得られたディジタルデータのうちの各相電流のディジタルデータを用いて所定の差動演算により母線の内部・外部事故判定を行ない、母線の短絡事故を検出して保護出力を送出する短絡事故検出手段と、データ取得手段により得られたディジタルデータのうちの零相電流のディジタルデータを用いて、事故時の動作量と抑制量とを算出し、該動作量と該抑制量との大小関係に基づいて母線の内部・外部事故判定を行ない、母線の地絡事故を検出して保護出力を送出する地絡事故検出手段と、3相各相にそれぞれ対応して設けられ、データ取得手段により得られたディジタルデータのうちの各相電流のディジタルデータを用いて短絡事故時の変流器飽和対策用の動作量と抑制量とを算出し、この変流器飽和対策用の動作量と抑制量との大小関係により母線の内部・外部事故判定を行ない、その結果外部事故と判定されると出力を送出する阻止出力生成用演算手段と、3相各相にそれぞれ対応して設けられ、短絡事故検出手段からの保護出力の送出を、系統電気量の1.5周期以上かつ4周期以下の所定時間だけ動作遅延させる出力遅延手段と、3相各相に対応して設けられる阻止出力生成用演算手段のそれぞれの出力に基づいて、出力遅延手段からの保護出力の送出を阻止する第1の制御手段と、3相各相に対応して設けられる阻止出力生成用演算手段のうちの少なくとも1相に対応付けられる阻止出力生成用演算手段からの出力に基づいて、地絡事故検出手段からの保護出力の送出を阻止する第2の制御手段とを備える。
【0011】
従って、請求項2の発明の母線保護継電装置においては、前記請求項1の発明の場合と同様の作用を奏するのに加えて、短絡事故検出手段からの保護出力の送出を、系統電気量の1.5周期以上かつ4周期以下の所定時間だけ出力遅延手段で動作遅延させることにより、阻止出力生成用演算手段の検出確度を向上して、母線の内部・外部事故判定をより一層確実に行なうことができ、短絡事故検出手段の適用制限、母線保護継電装置の適用の制限を緩和することができる。
【0012】
一方、請求項3の発明では、上記阻止出力生成用演算手段として、サンプル時刻の異なる複数の所定個数の抑制データDrの相互の差を用いて抑制関数f(r)の値を算出し、サンプル時刻の異なる複数の所定個数の差動電流データDdの相互の差を用いて差関数f(d)の値を算出し、抑制関数f(r)の値と差関数f(d)の値との関係が、
f(d)<K1×f(r)+K2
(但し、K1,K2は正の定数)
の関係にあることを条件に、阻止出力を送出するようにする。
【0013】
従って、請求項3の発明の母線保護継電装置においては、サンプル時刻の異なる複数の所定個数の抑制データの相互の差を用いて抑制関数の値を算出すると共に、サンプル時刻の異なる複数の所定個数の差動電流データの相互の差を用いて差関数の値を算出し、これら抑制関数の値と差関数の値との間に所定の関係が成立したことで、阻止出力を送出する阻止出力生成用演算手段を用いることにより、CT飽和の有無に関係無く、母線の外部事故であることを確実に検出することができる。
【0014】
また、請求項4の発明では、上記阻止出力生成用演算手段として、サンプル時刻の異なる複数の所定個数の差動電流データDdの相互の差を用いて差関数f(d)の値を算出し、差関数f(d)の値が抑制データf(r)よりも小さいことを条件に、阻止出力を送出するようにする。
【0015】
従って、請求項4の発明の母線保護継電装置においては、サンプル時刻の異なる複数の所定個数の差動電流データの相互の差を用いて差関数の値を算出し、この差関数の値が抑制データよりも小さい関係が成立したことで、阻止出力を送出する阻止出力生成用演算手段を用いることにより、CT飽和の有無に関係無く、母線の外部事故であることを確実に検出することができる。
【0016】
さらに、請求項5の発明では、上記阻止出力生成用演算手段として、母線に接続された全回線電流の瞬時絶対値データのうち最大値として算出される抑制量|Ir|と、抑制量|Ir|と同一時刻の全回線電流の瞬時値データを加算して得られる差動量Idと、差動量Idより所定時間前の差動量Idtとの関係が、
|Ir|−|n1×Id + n2×Idt|>K2
(但し、n1,n2およびK2は定数)
の関係にあることを条件に、阻止出力を送出するようにする。
【0017】
従って、請求項5の発明の母線保護継電装置においては、全回線電流の瞬時絶対値データのうち最大値である抑制量と、これと同一時刻の全回線電流の瞬時値データの加算値である差動量と、これより所定時間前の差動量との間に所定の関係が成立したことで、阻止出力を送出する阻止出力生成用演算手段を用いることにより、CT飽和の有無に関係無く、母線の外部事故であることを確実に検出することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本実施の形態による母線保護継電装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【0019】
すなわち、図1に示すように、本実施の形態の母線保護継電装置10は、データ取得手段11と、短絡事故検出手段である短絡保護用演算手段12−1と、阻止出力生成用演算手段13−1と、地絡事故検出手段である地絡保護用演算手段14と、第1の制御手段であるインヒビット回路15−1と、第2の制御手段である論理和回路16およびインヒビット回路17とから構成している。
【0020】
なお、短絡保護用演算手段12−1、阻止出力生成用演算手段13−1、およびインヒビット回路15−1は、それぞれ3相各相分のうちの代表の1相分のみについて図示しているが、実際には、他の2相分についても、短絡保護用演算手段12−2,12−3、阻止出力生成用演算手段13−2,13−3、およびインヒビット回路15−2,15−3として同様な構成のものがあり、説明の簡素化のためにそれらの図示を省略している。
【0021】
データ取得手段11は、図示しない電力系統の抵抗接地系母線に接続される電路に設けられたCTからの電流1〜nを所定の時間間隔でサンプリングし、ディジタルデータを得る。
【0022】
短絡保護用演算手段12−1は、データ取得手段11により得られたディジタルデータのうちの各相電流のディジタルデータを用いて、所定の差動演算により母線の内部・外部事故判定を行ない、母線の短絡事故を検出して保護出力を送出する。
【0023】
阻止出力生成用演算手段13−1は、データ取得手段11により得られたディジタルデータのうちの各相電流のディジタルデータを用いて、所定の演算により母線の内部・外部事故判定を行ない、その結果外部事故と判定されると出力を送出する。
【0024】
地絡保護用演算手段14は、データ取得手段11により得られたディジタルデータのうちの零相電流のディジタルデータを用いて、所定の差動演算により母線の内部・外部事故判定を行ない、母線の地絡事故を検出して保護出力を送出する。
【0025】
インヒビット回路15−1は、阻止出力生成用演算手段13−1からの出力13−11により、その阻止出力生成用演算手段13−1に対応する同相の短絡保護用演算手段12−1からの保護出力の送出を阻止する。
【0026】
論理和回路16は、阻止出力生成用演算手段13−1からの出力13−11、および他の2相分の阻止出力生成用演算手段13−2,13−3からの出力13−12,13−13を入力し、それらの論理和を出力する。
【0027】
インヒビット回路17は、論理和回路16からの出力により、地絡保護用演算手段14からの保護出力の送出を阻止する。
一方、上記阻止出力生成用演算手段13−1,13−2,13−3における母線の内部・外部事故判定の手法としては、例えば“特許第2565870号「差動継電装置」”に記載されている手法を適用することができる。
【0028】
すなわち、これに記載されている手法は、サンプル時刻の異なる複数の所定個数の抑制データDrの相互の差を用いて抑制関数f(r)の値を算出し、サンプル時刻の異なる複数の所定個数の差動電流データDdの相互の差を用いて差関数f(d)の値を算出し、これら算出した抑制関数f(r)の値と差関数f(d)の値との関係が、
f(d)<K1×f(r)+K2
(但し、K1,K2は正の定数)
の関係にあることを条件に、阻止出力を送出する手法である。
【0029】
次に、以上のように構成した本実施の形態の母線保護継電装置10の作用について、図2を用いて説明する。
図1において、データ取得手段11では、図示しない電力系統の抵抗接地系母線に接続される電路に設けられたn回線分のCTからの電流を、所定の時間間隔でサンプリングしてディジタルデータが得られる。
【0030】
短絡保護用演算手段12−1では、データ取得手段11で得たディジタルデータを用いて差動演算を行ない、母線の内部、外部事故判定が行なわれる。
すなわち、電力系統の抵抗接地系母線に接続される電路に設けられたn回線分のCTからの電流ij(j=1〜n)を用いて、下記(1)式に示す動作量、および下記(2)式に示す抑制量がそれぞれ算出される。
【0031】
Id=|i1+i2+…+in | …(1)
Ir=|i1|+|i2|+…+|in| …(2)
そして、これら算出した演算量の間に、所定の関係式、例えばId>k×Ir(kは係数)が成立した場合に、その動作信号が短絡保護用の保護出力として送出される。
【0032】
地絡保護用演算手段14では、データ取得手段11で得たディジタルデータを用いて差動演算を行ない、母線の内部、外部事故判定が行なわれる。
すなわち、電力系統の抵抗接地系母線に接続される電路に設けられたn回線分のCTからの零相電流I0jを用いて、下記(3)式に示す動作量、および下記(4)式に示す抑制量がそれぞれ算出される。
【0033】
I0d=|i01+i02+…+i0n| …(3)
I0r=|i01|+|i02|+…+|i0n| …(4)
そして、これら算出した演算量の間に、所定の関係式、例えばI0d>k0×I0r(k0は係数)が成立した場合に、その動作信号が地絡保護用の保護出力として送出される。
【0034】
この場合、短絡保護用演算手段12−1は、母線外部事故時の流出端CTの飽和による誤差電流によって不要動作する可能性があるが、本実施の形態では、事故時の動作量と抑制量の電流波形に着目した所定の演算を行なう阻止出力生成用演算手段13−1を設けていることにより、不要な保護出力の送出を阻止して、不要動作を防止することができる。
【0035】
以下、かかる点について、より具体的に述べる。
図2(a)は、母線外部事故時の流入電流および流出電流のCT出力電流波形図である。
【0036】
図2(a)中、実線は流入電流の総和Ip、破線は流出端子電流Isをそれぞれ示し、流出端子電流Isは過大電流のためにCT飽和を生じている様相を示している。
【0037】
また、図2(b)は、この時の動作量Idと抑制量Irを示す図である。
すなわち、本来、外部事故であれば、上記(1)式に示す動作量演算により、動作量Idは零になるべきものであり、事実図2(a)に示されるように、流出端子のCTが飽和に至るまでの期間は、図2(b)の動作量Idは零または微少であるが、CT飽和によって流出端子電流が変歪し、正常な出力電流が得られなくなると、動作量が急増する様相となっている。そして、この動作量を用いた動作判定の結果、短絡保護用演算手段12−1は不要動作に至る。
【0038】
この点、本実施の形態では、阻止出力生成用演算手段13−1において、サンプル時刻の異なる複数の所定個数の抑制データDrの相互の差を用いて抑制関数f(r)の値が求められ、サンプル時刻の異なる複数の所定個数の差動電流データDdの相互の差を用いて差関数f(d)の値が求められる。そして、これら算出した抑制関数f(r)の値と差関数f(d)の値との関係が f(d)<K1×f(r)+K2 にある時に、阻止出力生成用演算手段13−1の出力によって、短絡保護用演算手段12−1からの保護出力の送出が、インヒビット回路15−1で阻止される。
【0039】
すなわち、阻止出力生成用演算手段13−1では、母線外部事故時に、流出端CTが飽和して動作量が発生する場合においても、図2(b)に示すように、事故直後、抑制量Irの変化が大きく、動作量Idの変化が零(または微少)となる期間(非飽和期間:T)が必ず存在し、内部事故では非常に大きな差動電流となってこの非飽和期間が無いことに着目して、動作量と抑制量の変化分で母線の内外部判定を行なうことができる。この手法によれば、CT飽和の有無に関係無く、母線の外部事故を検出することができる。
【0040】
一方、地絡保護用演算手段14では、1線地絡時の保護を行なうが、微少な零相電流を検出するために高感度とする必要があり、保護継電装置に割り当てられる電流フルスケール(以下、FSと称する)も小さくせざるを得ない。従って、母線外部の異相地絡事故等によって、保護継電装置にFSを超える過大な零相電流が回路に流れた場合には、誤差電流によって不要動作に至る可能性がある。
【0041】
この点、本実施の形態では、上記のように母線外部の異相地絡事故の場合、CT飽和の有無に関わらず、阻止出力生成用演算手段13−1によって、動作量と抑制量との大小関係から母線の外部事故であることを検出でき、阻止出力生成用演算手段13−1の出力によって、地絡保護用演算手段14からの保護出力の送出が、論理和回路16を通してインヒビット回路17で阻止される。これにより、不要な保護出力の送出を阻止して、不要動作を防止することができる。
【0042】
上述したように、本実施の形態では、抵抗接地系母線に接続される電路の各相電流を用いて母線の内部・外部事故判定を行なう阻止出力生成用演算手段13−1,13−2,13−3からの出力で、それに対応する同相の短絡保護用演算手段12−1,12−2,12−3からの保護出力の送出を阻止するようにしているので、母線外部事故時のCT飽和等による不要動作を防止することが可能となる。
【0043】
また、上記各相の阻止出力生成用演算手段13−1,13−2,13−3のうちの少なくとも1相の阻止出力生成用演算手段からの出力により、地絡保護用演算手段14からの保護出力の送出を阻止するようにしているので、特別に地絡保護用演算手段14の不要動作防止用手段を使用しない簡易な構成で、地絡保護用演算手段14の不要動作を確実に防止することが可能となる。
【0044】
すなわち、地絡保護用演算手段14は、異相地絡時のような、1線地絡事故で想定される事故電流以上の過大電流を伴う事故では、誤差電流の増加によって不要動作するが、この時事故相には短絡電流相当の電流が流れるため、上記各相の阻止出力生成用演算手段13−1,13−2,13−3は、母線の内部外部事故を高速に検出することができ、この出力により地絡保護用演算手段14からの保護出力の送出を阻止して、不要な動作出力を防止することができる。
【0045】
これにより、前述した従来のような各電路の零相電流を用いた振幅値演算が不要となり、簡易な構成で、電力系統の抵抗接地系母線の短絡、地絡保護を行なうことができる。
【0046】
さらに、サンプル時刻の異なる複数の所定個数の抑制データの相互の差を用いて抑制関数の値を算出すると共に、サンプル時刻の異なる複数の所定個数の差動電流データの相互の差を用いて差関数の値を算出し、これら抑制関数の値と差関数の値との間に所定の関係が成立したことで、阻止出力を送出する阻止出力生成用演算手段13−1,13−2,13−3を用いるようにしているので、CT飽和の有無に関係無く、母線の外部事故であることを確実に検出することが可能となる。
【0047】
(第2の実施の形態)
図3は、本実施の形態による母線保護継電装置の構成例を示す機能ブロック図であり、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【0048】
すなわち、図3に示すように、本実施の形態の母線保護継電装置10は、図1における短絡保護用演算手段12−1の出力側のインヒビット回路15−1との間に、出力遅延手段18−1を付加した構成としている。
【0049】
なお、出力遅延手段18−1は、前記短絡保護用演算手段12−1、阻止出力生成用演算手段13−1、およびインヒビット回路15−1と同様に、それぞれ3相各相分のうちの代表の1相分のみについて図示しているが、実際には、他の2相分についても、出力遅延手段18−2,18−3として同様な構成のものがあり、説明の簡素化のためにそれらの図示を省略している。
【0050】
出力遅延手段18−1は、それに対応する同相の短絡保護用演算手段12−1からの保護出力の送出を、所定時間だけ動作遅延させる。
ここで、出力遅延手段18−1における所定時間としては、系統電気量の1.5周期以上かつ4周期以下の時間、より好ましくは系統電気量の2周期以上かつ3周期以下の時間だけ(例えば50Hz系では、系統電気量の2サイクル:40ms程度)、動作遅延させる。
【0051】
次に、以上のように構成した本実施の形態の母線保護継電装置10の作用について、図4を用いて説明する。
なお、前述した図1と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【0052】
図1において、出力遅延手段18−1では、対応する同相の短絡保護用演算手段12−1からの保護出力の送出が、系統電気量の1.5周期以上かつ4周期以下の時間だけ動作遅延される。
【0053】
そして、阻止出力生成用演算手段13−1の出力によって、出力遅延手段18−1からの出力の送出が、インヒビット回路15−1で阻止される。
これにより、阻止出力生成用演算手段13−1の検出確度を向上して、母線の内部・外部事故判定をより一層確実に行なうことができる。
【0054】
以下、かかる点について、より具体的に述べる。
図4は、母線外部事故時の流入電流および流出電流のCT出力電流波形図である。
【0055】
図4(a)は流入電流の総和Ip、図4(b)は流出端子電流Is、図4(c)は流出端CTの磁束Φ、図4(d)はこの時の動作量Idをそれぞれ示している。
【0056】
図4(c)では、流出端CTが過渡直流分を含む事故電流により磁束Φが増加して、事故発生からT1時間後に飽和レベルに到達し、このため大きな動作量が発生している状況を示し、また飽和が解けて健全な非飽和期間T2があり、再度飽和に至って動作量が発生することを繰り返し、それ以降非飽和期間T3,T4が得られている。
【0057】
この時、事故後最初の動作量によって、短絡保護用演算手段12−1からは保護出力を生じるが、阻止出力生成用演算手段13−1ではその前段の流出端CTの飽和に至るまでの期間T1で母線の外部事故様相であることを検出し、所定の時間、例えば3サイクル程度、短絡保護用演算手段12−1からの保護出力の送出が、阻止出力生成用演算手段13−1の出力によって、インヒビット回路15−1で阻止される。
【0058】
この場合、流出端CTの飽和に至る時間は、事故直後数ミリ秒程度であり、阻止出力生成用演算手段13−1は短絡保護用演算手段12−1からの保護出力の送出以前に内外部判定を行う高速性が要求されている。
【0059】
しかしながら、超高圧系統を除き、系統の安定性より短絡保護用演算手段12−1の保護出力の高速性はそれほど要求されず、例えば80ms〜100ms程度の時間は許容され、逆にCTの適用上確実な母線内部外部判定の必要性が求められている。
【0060】
図4の(c),(d)の波形を見ると、非飽和期間T1〜T4(外部事故と判定している期間)は、図示のT1,T2よりもT3,T4が長くなっている(飽和がとけて検出期間が長くなっている)。
【0061】
従って、短絡保護用演算手段12−1からの保護出力の送出を1.5サイクル程度以上遅延させると、阻止出力生成用演算手段13−1は飽和の緩やかな非飽和期間T3あるいはT4による判定が可能となり、事故直後の非飽和期間T1によるものより確実に非飽和期間を判定することができる。すなわち、飽和の厳しい条件である、電力系統の保護にも適用することができることになる。
【0062】
また、短絡保護用演算手段12−1からの保護出力の送出を5サイクル以上遅延させても、阻止出力生成用演算手段13−1は更に長い非飽和期間で判定することができるが、一般に系統安定度維持の点から許容される動作時間は80〜100ms程度であり、短絡保護用演算手段12−1からの保護出力の送出を4サイクルを超える時間遅延させることは、系統安定上から許容されず、1.5〜4サイクルの遅延が適しており、特に2〜3サイクルの遅延が最適である。
【0063】
すなわち、短絡保護用演算手段12−1の適用を制限していたCT飽和は、主に事故時の過渡直流分によるCT鉄心の磁気飽和が原因であり、その影響によるCT飽和時のCT出力電流波形には特徴があり、第1波よりも第2波におけるCT飽和がより厳しい様相を示す。
【0064】
事故時の過渡直流分によるCT飽和は、第1波がCT飽和に至る前の非飽和期間と、一度飽和してその飽和が解け、再びCTが飽和に至る様相を示し、第3波以降も飽和が解けるまでこれを繰り返す。不要動作防止手段である阻止出力生成用演算手段13−1は、飽和に至るまで、あるいは一度飽和が解けて再び飽和するまでの非飽和期間が、必ず一サイクルに一度存在することに着目したもので、検出性能は第1波で決まり、この検出性能が適用を決める条件となっている。
【0065】
しかしながら、飽和は、第3波、第4波以降徐々に解け、非飽和期間も増加する傾向にあり、短絡保護用演算手段12−1の動作を系統安定度から許される所定時間まで動作遅延させる出力遅延手段18−1を設けることにより、第3波、第4波以降で得られる長い非飽和期間で検出することができ、不要動作防止手段である阻止出力生成用演算手段13−1の検出性がより一層確実となり、適用限界を広くすることができる。
【0066】
上述したように、本実施の形態では、短絡保護用演算手段12−1,12−2,12−3からの保護出力の送出を、系統電気量の1.5周期以上かつ4周期以下の所定時間だけ出力遅延手段18−1,18−2,18−3で動作遅延させるようにしているので、前記第1の実施の形態の場合と同様の効果を得ることが可能であるのに加えて、阻止出力生成用演算手段13−1,13−2,13−3の検出確度を向上して、母線の内部・外部事故判定をより一層確実に行なうことが可能となる。
【0067】
これにより、短絡保護用演算手段12−1,12−2,12−3の適用制限、母線保護継電装置の適用の制限を緩和することができる。
(その他の実施の形態)
(a)前記第1の実施の形態、または第2の実施の形態の阻止出力生成用演算手段13−1,13−2,13−3における母線の内部・外部事故判定の手法としては、前述した手法に限らず、例えば“特開昭62−281718号公報”に記載されている手法を適用することもできる。
【0068】
すなわち、これに記載されている手法は、サンプル時刻の異なる複数の所定個数の差動電流データDdの相互の差を用いて差関数f(d)の値を算出し、差関数f(d)の値が抑制データf(r)よりも十分小さいことを条件に、阻止出力を送出する手法である。
【0069】
この手法は、前述した手法と同様に、母線外部事故時に、流出端CTが飽和して動作量が発生する場合においても、事故直後、動作量Idの変化は零(または微少)となることに着目したもので、CT飽和の有無に関係無く、母線の外部事故を検出することができ、これで地絡保護用演算手段14からの保護出力の送出を阻止することにより、不要な動作出力を防止することが可能となる。
【0070】
(b)前記第1の実施の形態、または第2の実施の形態の阻止出力生成用演算手段13−1,13−2,13−3における母線の内部・外部事故判定の手法としては、前述した手法に限らず、例えば“特公平6−81417号公報”に記載されている手法を適用することもできる。
【0071】
すなわち、これに記載されている手法は、母線に接続された全回線電流の瞬時絶対値データのうち最大値として算出される抑制量|Ir|と、抑制量|Ir|と同一時刻の全回線電流の瞬時値データを加算して得られる差動量Idと、差動量Idより所定時間前の差動量Idtとの関係が、
|Ir|−|n1×Id + n2×Idt|>K2
(但し、n1,n2およびK2は定数)
の関係にあることを条件に、阻止出力を送出する手法である。
【0072】
この手法も、前述した各手法と同様に、母線の外部事故時の電流様相に着目したもので、CT飽和の有無に関係無く、母線の外部事故を検出することができ、これで地絡保護用演算手段14からの保護出力の送出を阻止することにより、不要な動作出力を防止することが可能となる。
【0073】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の母線保護継電装置によれば、地絡事故検出手段のために特別に設ける不要動作防止用手段を使用しない簡易な構成で、地絡事故検出手段の不要動作を確実に防止することができ、また短絡保護用演算手段の適用制限を緩和することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による母線保護継電装置の第1の実施の形態を示す機能ブロック図。
【図2】同第1の実施の形態の母線保護継電装置における作用を説明するための事故時の電流波形図。
【図3】本発明による母線保護継電装置の第2の実施の形態を示す機能ブロック図。
【図4】同第2の実施の形態の母線保護継電装置における作用を説明するための事故時電流他の波形図。
【符号の説明】
10…母線保護継電装置、
11…データ取得手段、
12−1,12−2,12−3…短絡保護用演算手段、
13−1,13−2,13−3…阻止出力生成用演算手段、
13−11,13−12,13−13…阻止出力生成用演算手段出力、
14…地絡保護用演算手段、
15−1,15−2,15−3…インヒビット回路、
16…論理和回路、
17…インヒビット回路、
18−1,18−2,18−3…出力遅延手段。
Claims (5)
- 電力系統の抵抗接地系母線の短絡、地絡保護を行なう母線保護継電装置において、
前記抵抗接地系母線に接続される電路の電流を所定の時間間隔でサンプリングしディジタルデータを得るデータ取得手段と、
3相各相にそれぞれ対応して設けられ、前記データ取得手段により得られたディジタルデータのうちの各相電流のディジタルデータを用いて所定の差動演算により前記母線の内部・外部事故判定を行ない、当該母線の短絡事故を検出して保護出力を送出する短絡事故検出手段と、
前記データ取得手段により得られたディジタルデータのうちの零相電流のディジタルデータを用いて、事故時の動作量と抑制量とを算出し、該動作量と該抑制量との大小関係に基づいて前記母線の内部・外部事故判定を行ない、当該母線の地絡事故を検出して保護出力を送出する地絡事故検出手段と、
3相各相にそれぞれ対応して設けられ、前記データ取得手段により得られたディジタルデータのうちの各相電流のディジタルデータを用いて短絡事故時の変流器飽和対策用の動作量と抑制量とを算出し、この変流器飽和対策用の動作量と抑制量との大小関係により前記母線の内部・外部事故判定を行ない、その結果外部事故と判定されると出力を送出する阻止出力生成用演算手段と、
前記3相各相に対応して設けられる阻止出力生成用演算手段のそれぞれの出力に基づいて、前記短絡事故検出手段からの保護出力の送出を阻止する第1の制御手段と、
前記3相各相に対応して設けられる阻止出力生成用演算手段のうちの少なくとも1相に対応付けられる阻止出力生成用演算手段からの出力に基づいて、前記地絡事故検出手段からの保護出力の送出を阻止する第2の制御手段と、
を備えて成ることを特徴とする母線保護継電装置。 - 電力系統の抵抗接地系母線の短絡、地絡保護を行なう母線保護継電装置において、
前記抵抗接地系母線に接続される電路の電流を所定の時間間隔でサンプリングしディジタルデータを得るデータ取得手段と、
3相各相にそれぞれ対応して設けられ、前記データ取得手段により得られたディジタルデータのうちの各相電流のディジタルデータを用いて所定の差動演算により前記母線の内部・外部事故判定を行ない、当該母線の短絡事故を検出して保護出力を送出する短絡事故検出手段と、
前記データ取得手段により得られたディジタルデータのうちの零相電流のディジタルデータを用いて、事故時の動作量と抑制量とを算出し、該動作量と該抑制量との大小関係に基づいて前記母線の内部・外部事故判定を行ない、当該母線の地絡事故を検出して保護出力を送出する地絡事故検出手段と、
3相各相にそれぞれ対応して設けられ、前記データ取得手段により得られたディジタルデータのうちの各相電流のディジタルデータを用いて短絡事故時の変流器飽和対策用の動作量と抑制量とを算出し、この変流器飽和対策用の動作量と抑制量との大小関係により前記母線の内部・外部事故判定を行ない、その結果外部事故と判定されると出力を送出する阻止出力生成用演算手段と、
3相各相にそれぞれ対応して設けられ、前記短絡事故検出手段からの保護出力の送出を、系統電気量の1.5周期以上かつ4周期以下の所定時間だけ動作遅延させる出力遅延手段と、
前記3相各相に対応して設けられる阻止出力生成用演算手段のそれぞれの出力に基づいて、前記出力遅延手段からの保護出力の送出を阻止する第1の制御手段と、
前記3相各相に対応して設けられる阻止出力生成用演算手段のうちの少なくとも1相に対応付けられる阻止出力生成用演算手段からの出力に基づいて、前記地絡事故検出手段からの保護出力の送出を阻止する第2の制御手段と、
を備えて成ることを特徴とする母線保護継電装置。 - 前記請求項1または請求項2に記載の母線保護継電装置において、
前記阻止出力生成用演算手段としては、
サンプル時刻の異なる複数の所定個数の抑制データDrの相互の差を用いて抑制関数f(r)の値を算出し、
サンプル時刻の異なる複数の所定個数の差動電流データDdの相互の差を用いて差関数f(d)の値を算出し、
前記抑制関数f(r)の値と差関数f(d)の値との関係が、f(d)<K1×f(r)+K2(但し、K1,K2は正の定数)の関係にあることを条件に、阻止出力を送出するようにした
ことを特徴とする母線保護継電装置。 - 前記請求項1または請求項2に記載の母線保護継電装置において、
前記阻止出力生成用演算手段としては、
サンプル時刻の異なる複数の所定個数の差動電流データDdの相互の差を用いて差関数f(d)の値を算出し、
当該差関数f(d)の値が抑制データf(r)よりも小さいことを条件に、阻止出力を送出するようにした
ことを特徴とする母線保護継電装置。 - 前記請求項1または請求項2に記載の母線保護継電装置において、
前記阻止出力生成用演算手段としては、
前記母線に接続された全回線電流の瞬時絶対値データのうち最大値として算出される抑制量|Ir|と、当該抑制量|Ir|と同一時刻の全回線電流の瞬時値データを加算して得られる差動量Idと、当該差動量Idより所定時間前の差動量Idtとの関係が、|Ir|−|n1×Id + n2×Idt|>K2(但し、n1,n2およびK2は定数)の関係にあることを条件に、阻止出力を送出するようにした
ことを特徴とする母線保護継電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12141098A JP3833821B2 (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 母線保護継電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12141098A JP3833821B2 (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 母線保護継電装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11318026A JPH11318026A (ja) | 1999-11-16 |
JP3833821B2 true JP3833821B2 (ja) | 2006-10-18 |
Family
ID=14810494
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12141098A Expired - Lifetime JP3833821B2 (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 母線保護継電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3833821B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5361455B2 (ja) * | 2009-03-05 | 2013-12-04 | 株式会社東芝 | 母線保護継電装置 |
-
1998
- 1998-04-30 JP JP12141098A patent/JP3833821B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11318026A (ja) | 1999-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2565870B2 (ja) | 差動継電装置 | |
JPS60501986A (ja) | 交流電力送電線路保護用相継電器 | |
EP0453196A2 (en) | Transformer differential relay | |
JP3836620B2 (ja) | 地絡電流抑制装置の保護装置および地絡抑制方法 | |
WO2008103342A1 (en) | Device and method for detecting faulted phases in a multi-phase electrical network | |
JP3833821B2 (ja) | 母線保護継電装置 | |
JPH01190215A (ja) | 相選択器 | |
JP6887906B2 (ja) | 零相電流差動リレー | |
WO2022149256A1 (ja) | 零相電流差動リレー | |
US20240250518A1 (en) | High-impedance differential protection using a diversity of signals | |
JP3011420B2 (ja) | ディジタル形母線保護リレー | |
JP2503972B2 (ja) | 母線保護継電装置 | |
JP2778148B2 (ja) | 共架多回線系統用地絡回線選択継電器 | |
JP2550080B2 (ja) | 保護継電装置 | |
JPH0510633B2 (ja) | ||
JPS60245423A (ja) | 比率差動リレ− | |
JPS59204418A (ja) | 共架多回線地絡保護リレ− | |
JPH0670446A (ja) | ディジタル地絡相選別継電器 | |
JPS6359720A (ja) | デイジタル形電流差動リレ− | |
JPH01170318A (ja) | 比率差動リレー | |
JPH09149539A (ja) | 差動継電装置 | |
JPS5814137B2 (ja) | 母線選択継電装置 | |
JPH0370425A (ja) | 回線選択継電装置 | |
JPH0225768A (ja) | 故障点標定装置 | |
JPS62293928A (ja) | 比率差動継電方式 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040809 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20050131 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20050729 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20050729 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050929 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051011 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051209 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060404 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060602 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060718 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060720 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090728 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090728 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100728 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110728 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120728 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130728 Year of fee payment: 7 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |