JP3833821B2 - 母線保護継電装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。

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