JP3942137B2

JP3942137B2 - Transmission line protection device

Info

Publication number: JP3942137B2
Application number: JP2000217009A
Authority: JP
Inventors: 高久阿部; 正弘伊藤; 政夫堀; 道彦犬飼; 茂佐藤; 秀昌杉浦; 弘司半沢
Original assignee: Toshiba Corp; Chubu Electric Power Co Inc
Current assignee: Toshiba Corp; Chubu Electric Power Co Inc
Priority date: 2000-07-18
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2020-07-18
Also published as: JP2002034145A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、零相循環電流の存在する並行２回線系統に適用するのに好適な送電線保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
並行多回線の電力系統においては、系統の各相事故インピーダンスの不平衡により、事故時以外でも常時、零相循環電流が存在する。この零相循環電流が事故電流に比べて無視できない場合、特に高抵抗接地系においては、保護リレーの検出感度に影響が及び、高速度・高感度の保護が不可能になりかねない。
【０００３】
一般に、送電線の保護リレー方式の内で主保護として使用される電流差動継電装置では、保護回線内の地絡故障を検出するために比率特性を持った零相差電流リレーを用いるが、零相循環電流が増大すると比率特性上において抑制量が大きくなって、地絡故障検出感度が低下する。特に零相循環電流が大きい場合は保護リレーとして電流差動継電装置を系統に適用できなくなる。
【０００４】
以上のことを図を参照しながら説明する。図８は並行２回線の系統構成例を示すものである。図８において、母線１ａと母線１ｂとの間に、両端に遮断器２ａ，２ｂを有する第１の送電線４ａと、両端に遮断器２ｃ，２ｄを有する第２の送電線４ｂとが並行２回線を構成するように設けられている。母線１ａと１ｂには、送電線４ａを流れる零相電流が、夫々電流変成器（以下、ＣＴと称す）３ａ，３ｂによって検出される。
【０００５】
第１の送電線のＦ点で１線地絡故障があった場合、差電流リレー５ａでは、ＣＴ３ａで検出された零相電流（Ｉｏ３ａ）とＣＴ３ｂで検出された零相電流（Ｉｏ３ｂ）とから、動作量としてＩｏ３ａとＩｏ３ｂのベクトル和として得られる零相差電流の絶対値（｜Ｉｏｄ｜）と、抑制量としてＩｏ３ａとＩｏ３ｂのスカラー和（Σ｜Ｉｏ｜）を算出する。
【０００６】
差電流リレー５ａは、零相差電流（Ｉｏｄ）と各ＣＴで検出された零相電流のスカラー和（Σ｜Ｉｏ｜）が下記（１）式に示す関係を満たし、電流ベクトルと電圧ベクトルの位相関係が保護対象系統の内部方向を示すと動作し、遮断器２ａ，２ｂの遮断を可能とする。
【数１】
｜Ｉｏｄ｜≧ａ・Σ｜Ｉｏ｜＋（１−１／ａ）ｂ ………（１）
【０００７】
図９は差電流リレーの比率特性例を示すものである。図の特性において、零相差電流の絶対値（｜Ｉｏｄ｜）を縦軸とし、ＣＴ３ａで検出された零相電流（Ｉｏ３ａ）とＣＴ３ｂで検出された零相電流（Ｉｏ３ｂ）のスカラー和（Σ｜Ｉｏ｜）を横軸としている。（１）式にあるａは比率特性の傾きとして表され、ｂは縦軸と交わる切片として表される。本比率特性において（１）式を満たす動作域ｃは、比率特性上の斜線よりも上の部分となる。又、不動作域ｄは、比率特性上の斜線より下の部分となる。
【０００８】
図１０は零相循環電流（Ｉｃｏ）が存在する系統において、第１の送電線４ａのＦ点で１線地絡事故が発生した場合を示すものである。零相循環電流（Ｉｃｏ）だけが系統に流れているときに、ＣＴ３ａ，ＣＴ３ｂで検出される電流をＩｃｏ３ａ，Ｉｃｏ３ｂとすると、図示した場合において差電流リレー５ａが取り込む電気量は、１ａ端子において故障電流Ｉｏ３ａと零相循環電流Ｉｃｏ３ａのベクトル和Ｉｏａとなり、１ｂ端子においては故障電流Ｉｏ３ｂと零相循環電流Ｉｃｏ３ｂのベクトルの差Ｉｏｂとなる。
【０００９】
図１１は零相循環電流（Ｉｃｏ）が存在する系統に適用された差電流リレー５ａに取り込まれる電気量のベクトル図である。零相循環電流は地絡事故による故障電流とランダムな位相に発生する。例として９０度方向に零相循環電流の位相があったものとすると、ＣＴ３ａ，ＣＴ３ｂで検出する零相電流ベクトルのＩｏａ及びＩｏｂの大きさは、ＣＴ３ａで検出する故障電流ベクトルをＩｏ３ａ，ＣＴ３ｂで検出する故障電流ベクトルをＩｏ３ｂ，ＣＴ３ｂで検出する零相循環電流ベクトルを（−Ｉｃｏ３ｂ）とすると（２）式，（３）式で表される。
【００１０】
又、差電流リレー５ａの抑制量（Σ｜Ｉｏ｜）はＩｏａとＩｏｂのスカラー和であることから（４）式で表される。（４）式の結果から、零相循環電流が存在する系統では、差電流リレー５ａの比率特性において抑制量が大きくなることが分かる。
【００１１】
【数２】

【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図１２は差電流リレー５ａが適用された系統に、零相循環電流（Ｉｃｏ）が存在しなかった場合と、存在した場合との、比率特性上における差電流（Ｉｏｄ）とＣＴ３ａで検出された零相電流とＣＴ３ｂで検出された零相電流のスカラー和（Σ｜Ｉｏ｜）の関係の比較である。差電流リレー５ａが検出する差電流（Ｉｏｄ）は零相循環電流の有無に関わらず一定である。
【００１３】
零相循環電流が無い場合の比率特性上の点を６ａとし、零相循環電流が存在する場合の比率特性上の点を６ｂとする。ＣＴ３ａで検出された零相電流とＣＴ３ｂで検出された零相電流のスカラー和（Σ｜Ｉｏ｜）は、（４）式の結果から零相循環電流（Ｉｃｏ）が存在すると大きくなるため、６ｂは６ａを横軸方向に移動させた点となる。このため、差電流リレー５ａの地絡故障感度が低下し、零相循環電流の大きさによっては、差電流リレー５ａが不動作になる問題がある。
【００１４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、構成簡単にして零相循環電流の大きい系統における地絡事故検出感度低下を排除することの可能な送電線保護装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の［請求項１］に係る送電線保護装置は、並行２回線送電線の複数端子の電気量を用いて、電力系統の地絡事故を判別する零相循環電流対策付差電流リレー（以下差電流リレー５と称す）を用いた送電線保護装置において、
前記差電流リレー５は、前記並行２回線一括で内部地絡を検出する地絡検出手段を備えると共に、動作量として並行２回線送電線の全端子の零相電流情報Ｉｏ３ａ，Ｉｏ３ｂ，Ｉｏ３ｃ，Ｉｏ３ｄをベクトル和して得ると共に，抑制量として並行２回線送電線の各端子から検出された零相電流情報Ｉｏ３ａとＩｏ３ｃのベクトル和及びＩｏ３ｂとＩｏ３ｄのベクトル和を夫々求めこれらの各ベクトル和をスカラー和して得る２回線一括差動リレー５ａ´と、
前記並行２回線送電線の第１ , 第２の各回線毎の零相電流情報の内、第１回線についてはＩｏ３ａ，Ｉｏ３ｂ，２回線についてはＩｏ３ｃ，Ｉｏ３ｄをもとに夫々のベクトル和を求めて前記第１，第２の各回線毎の動作量を得ると共に，２回線一括零相差電流情報の大きさＩｏ３ａ，Ｉｏ３ｂ，Ｉｏ３ｃ，Ｉｏ３ｄのベクトル和を求めて前記第１，第２の各回線共通の抑制量を得る差電流比較リレー５ｂ´とを備え、
前記２回線一括差動リレー５ａ´による下記動作式（５）と、前記差動電流比較リレー５ｂ´による下記動作式（６）との論理積条件により、第１回線遮断器２ａ，２ｂ又は、第２回線遮断器２Ｃ，２ｄのいずれかを遮断するように構成した。
記
２回線一括差動リレーの動作式
｜Ｉｏ３ａ＋Ｉｏ３ｂ＋Ｉｏ３ｃ＋Ｉｏ３ｄ｜≧ａ・（｜Ｉｏ３ａ＋Ｉｏ３ｃ｜＋｜Ｉｏ３ｂ＋Ｉｏ３ｄ｜）＋（１−１／ａ）ｂ ………（５）
第１回線の動作式
｜Ｉｏ３ａ＋Ｉｏ３ｂ｜≧Ｋ・｜Ｉｏ３ａ＋Ｉｏ３ｂ＋Ｉｏ３ｃ＋Ｉｏ３ｄ｜
第２回線の動作式
｜Ｉｏ３ｃ＋Ｉｏ３ｄ｜≧Ｋ・｜Ｉｏ３ａ＋Ｉｏ３ｂ＋Ｉｏ３ｃ＋Ｉｏ３ｄ｜
………（６）
但し、ａは比率特性の傾き
ｂは切片
ｋは係数
【００１６】
本発明の［請求項２］に係る送電線保護装置は、［請求項１］において、前記各回線毎の零相差電流の大きさと位相とから電力系統の地絡事故回線を判別する手段に対して、前記並行２回線送電線運用の遮断器及び断路器の開閉状態をもとに各回線の運用状態を判別する論理回路手段を付加し、前記回線運用状態に応じて使用する保護手段を切り替えるよう構成した。
【００１７】
本発明の［請求項３］に係る送電線保護装置は、［請求項１］において、前記各回線毎の零相差電流の大きさと位相とから電力系統の地絡事故回線を判別する手段に対して、前記電力系統の電気量から零相循環電流の大きさを算出する手段を付加し、前期零相循環電流の大きさに応じて使用する保護方式を切り替えるよう構成した。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は並行２回線の系統構成例を示す。図１において、母線１ａと母線１ｂとの間に、両端に遮断器２ａ，２ｂを有する第１の送電線４ａと、両端に２ｃ，２ｄを有する第２の送電線４ｂとが並行２回線を構成するように設けられている。母線１ａと１ｂにおいては、第１の送電線４ａを流れる零相電流が、夫々ＣＴ３ａ，ＣＴ３ｂによって検出される。又、第２の送電線４ｂを流れる零相電流は、夫々ＣＴ３ｃ，ＣＴ３ｄによって検出される。
【００２０】
第１の送電線Ｆ点の１線地絡故障を検出すると、零相循環電流対策付差電流リレー５に含まれる２回線一括差電流リレー５ａ´では、電気量としてＣＴ３ａ，ＣＴ３ｂ，ＣＴ３ｃ，ＣＴ３ｄから夫々検出された零相電流Ｉｏ３ａ，Ｉｏ３ｂ，Ｉｏ３ｃ，Ｉｏ３ｄを用いる。
【００２１】
前記２回線一括差電流リレー５ａ´では、動作量としてＩｏ３ａとＩｏ３ｂとＩｏ３ｃとＩｏ３ｄをベクトル和して得られる２回線一括零相差電流（ＩｏｄＴ）を用いる。又、抑制量としてはＩｏ３ａとＩｏ３ｃのベクトル和と、Ｉｏ３ｂとＩｏ３ｄのベクトル和を、スカラー和して得られる２回線一括抑制量（Σ｜ＩｏＴ｜）を用いる。
【００２２】
ここで２回線一括差電流リレー５ａ´では、２回線一括零相差電流（ＩｏｄＴ）と、２回線一括抑制量（Σ｜ＩｏＴ｜）が（５）式に示した関係を満たすと出力する。
【数３】
｜Ｉｏ３ａ＋Ｉｏ３ｂ＋Ｉｏ３ｃ＋Ｉｏ３ｄ｜≧
ａ・（｜Ｉｏ３ａ＋Ｉｏ３ｃ｜＋｜Ｉｏ３ｂ＋Ｉｏ３ｄ｜）＋（１−１／ａ）ｂ ………（５）
【００２３】
又、零相循環電流対策付差電流リレー５に含まれる差電流比較リレー５ｂ´は、第１の送電線４ａ，第２の送電線４ｂ夫々の零相差電流（Ｉｏｄ）と、２回線一括零相差電流（ＩｏｄＴ）を比較する。このため、零相電流Ｉｏ３ａとＩｏ３ｂをベクトル和し、第１の送電線４ａの零相差電流（Ｉｏｄａ）を得る。
【００２４】
差電流比較リレー５ｂ´は、第１の送電線４ａの零相差電流（Ｉｏｄａ）の大きさが２回線一括零相差電流（ＩｏｄＴ）の大きさの所定の割合を超過していることを条件に出力する。同様に第２の送電線４ｂの地絡故障は、零相電流Ｉｏ３ｃとＩｏ３ｄをベクトル和して得られる送電線４ｂの零相差電流（Ｉｏｄｂ）の大きさが２回線一括零相差電流（ＩｏｄＴ）の大きさの所定の割合を超過していることを条件に出力する。本リレーの処理は（６）式で表される。
【００２５】
【数４】
｜Ｉｏ３ａ＋Ｉｏ３ｂ｜≧
Ｋ｜Ｉｏ３ａ＋Ｉｏ３ｂ＋Ｉｏ３ｃ＋Ｉｏ３ｄ｜
｜Ｉｏ３ｃ＋Ｉｏ３ｄ｜≧
Ｋ｜Ｉｏ３ａ＋Ｉｏ３ｂ＋Ｉｏ３ｃ＋Ｉｏ３ｄ｜
………………………………（６）
【００２６】
零相循環電流対策付差電流リレー５は、２回線一括差電流リレー５ａと差電流比較リレー５ｂの出力がアンド条件で成立した場合に動作し、遮断器２ａ，２ｂあるいは遮断器２ｃ，２ｄを遮断する。本方式では、従来の保護リレー方式と同様に、電圧ベクトルと電流ベクトルの位相関係から保護対象の内部故障であることを検出する手段を組合せることも可能であるが、組み合わせなくても機能する。
【００２７】
図２は第１の実施の形態を実施するためのシーケンスブロック図である。送電線４ａの差電流比較リレー６ａの出力６ｄと、２回線一括差電流リレー６ｃの出力６ｆが夫々アンド回路６ｇに入力され、その出力が送電線４ａの遮断器２ａ，２ｂを開路させるよう働く。又、同様に、送電線４ｂの差電流比較リレー６ｂの出力６ｅと、２回線一括差電流リレー６ｃの出力６ｆが夫々アンド回路６ｈに入力され、その出力が送電線４ｂの遮断器２ｃ，２ｄを開路させるよう働く。
【００２８】
図３は零相循環電流対策付差電流リレー５において、零相循環電流（Ｉｃｏ）の影響を排除可能な原理について示したものである。図において、母線１ａと母線１ｂとの間に、送電線４ａ，４ｂが並行２回線を構成するように設けられている。
【００２９】
送電線４ａに設置されたＣＴ３ａでは、１線地絡故障点Ｆに母線１ａから流入する故障電流ＩｏＦａと零相循環電流Ｉｃｏのベクトル和Ｉｏａａを検出し、ＣＴ３ｂでは故障点Ｆに母線１ｂから流入する故障電流ＩｏＦｂと零相循環電流（−Ｉｃｏ）のベクトル和Ｉｏａｂを検出する。送電線４ｂに設置されたＣＴ３ｃでは、零相循環電流（−Ｉｃｏ）をＩｏｂａとして検出し、ＣＴ３ｄでは零相循環電流ＩｃｏをＩｏｂｂとして検出する。
【００３０】
零相循環電流Ｉｃｏは送電線４ａ，母線１ｂ，送電線４ｂを通過して母線１ａから送電線４ａに戻る。このため、各母線に設置されたＣＴで検出する電流に含まれる零相循環電流成分は、隣接する回線のＣＴで検出される零相循環電流成分の逆位相で同じ大きさとなる。
【００３１】
２回線一括差電流リレー５ａの抑制量算出においては、隣回線のＣＴで検出された電流とベクトル和すると零相循環電流成分が消去されることを利用し、ＣＴ３ａで検出する零相電流ＩｏａａとＣＴ３ｃで検出する零相電流Ｉｏｂａのベクトル和を取り、Ｉｏａａの中の事故電流成分であるＩｏＦａだけを取り出す。
【００３２】
又、同様に、ＣＴ３ｂで検出する零相電流ＩｏａｂとＣＴ３ｄで検出する電流Ｉｏｂｂのベクトル和を取り、Ｉｏａｂの中の事故電流成分であるＩｏＦｂだけを取り出す。２回線一括抑制量（Σ｜Ｉｏ｜）は事故電流ＩｏＦａと事故電流ＩｏＦｂのスカラー和であるから、原理上、零相循環電流は演算量に含まれない。
【００３３】
２回線一括差電流リレー５ａの動作量となる２回線一括差電流（ＩｏｄＴ）の算出では、全ＣＴで検出される零相電流を全てベクトル和している。この処理は、隣りあう回線のＣＴで検出された零相電流をベクトル和して零相循環電流成分を消去したうえで、保護リレー演算に用いているため、零相循環電流の影響を受けない。
【００３４】
具体的には、ＣＴ３ａ，ＣＴ３ｂ，ＣＴ３ｃ，ＣＴ３ｄで夫々検出する電流Ｉｏａａ，Ｉｏａｂ，Ｉｏｂａ，Ｉｏｂｂのベクトル和を取るとＩｏＦａ＋ＩｏＦｂとなり、このベクトルは地絡事故点Ｆからの流出する地絡事故電流となり、零相循環電流（Ｉｃｏ）が含まれないものとなる。
【００３５】
又、差電流比較リレー５ｂでは、回線毎の差電流を保護リレー演算に用いる。送電線の所定の端子で検出された零相電流値をベクトル和するため、零相循環電流の影響が排除される。具体的にはＣＴ３ａ，ＣＴ３ｂで夫々検出する電流Ｉｏａａ，Ｉｏａｂのベクトル和を取ると、ＩｏＦａ＋ＩｏＦｂとなり、このベクトルは地絡事故点Ｆから大地に流出する地絡事故電流となり、零相循環電流Ｉｃｏが含まれないものとなる。
【００３６】
本実施の形態によれば、動作原理として零相循環電流の影響を受けないため、従来使用されていた保護リレー方式で問題となっていた零相循環電流が大きい系統での地絡故障検出感度の低下を防止することができる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
図４は第２の実施の形態である並行２回線の系統構成例を示す。図において、母線１ａと母線１ｂとの間に、両端に遮断器２ａ，２ｂを有する第１の送電線４ａと、両端に遮断器２ｃ，２ｄを有する第２の送電線４ｂとが並行２回線を構成するように設けられている。母線１ａと１ｂにおいては、第１の送電線４ａを流れる零相電流が、夫々ＣＴ３ａ，ＣＴ３ｂによって検出される。又、第２の送電線４ｂを流れる零相電流は、夫々ＣＴ３ｃ，ＣＴ３ｄによって検出される。
【００３８】
第１の送電線のＦ点で１線地絡故障があった場合、零相循環電流対策付差電流リレー５は、電気量としてＣＴ３ａ，ＣＴ３ｂ，ＣＴ３ｃ，ＣＴ３ｄから夫々検出された零相電流Ｉｏ３ａ，Ｉｏ３ｂ，Ｉｏ３ｃ，Ｉｏ３ｄを用いる。零相循環電流対策付差電流リレー５は、第１の送電線４ａの故障判別を行なうため、動作量として零相電流Ｉｏ３ａとＩｏ３ｂをベクトル和して得られる回線毎の零相差電流（Ｉｏｄａ）を用いる。
【００３９】
又、抑制量としてはＩｏ３ａとＩｏ３ｃのベクトル和と、Ｉｏ３ｂとＩｏ３ｄのベクトル和を、スカラー和して得られる２回線一括抑制量（Σ｜ＩｏＴ｜）を用いる。零相循環電流対策付差電流リレー５は（７）式の関係が満たされると、遮断器２ａ，２ｂを遮断する。
【００４０】
同様に、第２の送電線４ｂの故障判別を行なうためには、動作量としてＩｏ３ｃとＩｏ３ｄをベクトル和して得られる回線毎の差電流（Ｉｏｄｂ）を用いる。抑制量としてはＩｏ３ａとＩｏ３ｃのベクトル和と、Ｉｏ３ｂとＩｏ３ｄのベクトル和を、スカラー和して得られる２回線一括抑制量（Σ｜ＩｏＴ｜）を用い、零相循環電流対策付き差電流リレー５は（７）式の関係が満たされると、遮断器２ｃ，２ｄを遮断する。
【００４１】
本方式では、従来の保護リレー方式と同様に、電圧ベクトルと電流ベクトルの位相関係から保護対象の内部故障であることを検出する手段を組合せることも可能であるが、組み合わせなくても機能する。
【数５】
｜Ｉｏ３ａ＋Ｉｏ３ｂ｜≧
ａ・（｜Ｉｏ３ａ＋Ｉｏ３ｃ｜＋｜Ｉｏ３ｂ＋Ｉｏ３ｄ｜）＋（１−１／ａ）ｂ ………（７）
【００４２】
図５は零相循環電流対策付差電流リレー５において、零相循環電流（Ｉｃｏ）の影響排除可能な原理について示したものである。図において、母線１ａと母線１ｂとの間に、送電線４ａ，４ｂが並行２回線を構成するように設けられている。
【００４３】
第１の送電線４ａに設置されたＣＴ３ａでは、１線地絡故障点Ｆに母線１ａから流入する故障電流ＩｏＦａと零相循環電流Ｉｃｏとのベクトル和Ｉｏａａを検出し、ＣＴ３ｂでは故障点Ｆに母線１ｂから流入する故障電流ＩｏＦｂと零相循環電流（−Ｉｃｏ）のベクトル和Ｉｏａｂを検出する。第２の送電線４ｂに設置されたＣＴ３ｃでは、零相循環電流（−Ｉｃｏ）をＩｏｂａとして検出し、ＣＴ３ｄでは零相循環電流ＩｃｏをＩｏｂｂとして検出する。
【００４４】
零相循環電流Ｉｃｏは第１の送電線４ａ，母線１ｂ，第２の送電線４ｂを通過し母線１ａから第１の送電線４ａに戻る。このため、各母線に設置されたＣＴで検出する電流に含まれる零相循環電流成分は、隣接する回線のＣＴで検出される零相循環電流成分の逆位相で同じ大きさとなる。
【００４５】
零相循環電流対策付差電流リレー５の抑制量算出においては、隣回線のＣＴで検出された電流とベクトル和すると零相循環電流成分が消去されることを利用し、ＣＴ３ａで検出する零相電流ＩｏａａとＣＴ３ｃで検出する零相電流Ｉｏｂａのベクトル和を取り、Ｉｏａａの中の事故電流成分であるＩｏＦａを取り出す。
【００４６】
又、同様にＣＴ３ｂで検出する電流ＩｏａｂとＣＴ３ｄで検出する電流Ｉｏｂｂのベクトル和を取り、Ｉｏａｂの中の事故電流成分であるＩｏＦｂを取り出す。抑制量はＩｏＦａとＩｏＦｂのスカラー和であるから、原理上零相循環電流は演算量に含まれない。
【００４７】
零相循環電流対策付差電流リレー５の動作量算出では、回線毎の差電流を処理に用いる。差電流の算出は、送電線の両端で検出された電流値をベクトル和するため、零相循環電流の影響が排除される。具体的にはＣＴ３ａ，ＣＴ３ｂで夫々検出する零相電流Ｉｏａａ，Ｉｏａｂのベクトル和を取ると、ＩｏＦａ＋ＩｏＦｂとなり、このベクトルは地絡事故点Ｆからの流出する地絡事故電流となり、零相循環電流Ｉｃｏが含まれないものとなる。
【００４８】
本実施の形態によれば、動作原理として零相循環電流の影響を受けないため、従来使用されていた保護リレー方式で問題となっていた零相循環電流が大きい系統での地絡故障検出感度の低下を防止することができる。
【００４９】
（第３の実施の形態）
図６は第３の実施の形態を示すシーケンスブロック図である。図において、零相循環電流対策リレー７ａの出力７ｄと、並行２回線送電線の機器条件から判定された２回線運用条件７ｃの出力７ｆが夫々アンド回路６ｇに入力される。従来の保護リレー方式を用いた地絡事故検出リレー７ｂの出力７ｅと、並行２回線送電線の機器条件から判定された２回線運用条件７ｃの出力７ｆの否定論理が夫々アンド回路６ｈに入力される。アンド回路６ｇの出力６ｉと、アンド回路６ｈの出力６ｊが夫々オア回路６ｋに入力され、その出力が送電線の遮断器を開路させるよう働く。
【００５０】
零相循環電流対策リレーは零相循環電流による地絡事故検出感度の低下を生じないが、従来の保護リレー方式に比べると保護リレー演算に用いる電気量が多いため、零相循環電流の無い系統に適用された場合は、誤差によって従来の保護リレー方式よりも地絡事故検出感度が低下することが考えられる。
【００５１】
又、零相循環電流は並行２回線が電気的に閉回路となっている場合には発生するが、１回線運用時には発生しない。このため、零相循環電流が発生しうる並行２回線の２回線運用時には、零相循環電流対策付リレーを用い、零相循環電流が発生しない１回線運用時には、従来の保護リレー方式を用いることにより、地絡事故検出感度をより高く維持することが可能となる。
【００５２】
（第４の実施の形態）
図７は第４の実施の形態を示すシーケンスブロック図である。図において、零相循環電流対策リレー７ａの出力７ｄと、並行２回線送電線の零相循環電流の大きさを算出し、所定のレベルを超過していると判別した場合に出力する零相循環電流リレー７ｃの出力７ｆが、夫々アンド回路６ｇに入力される。従来の保護リレー方式を用いた地絡事故検出リレー７ｂの出力７ｅと、零相循環電流リレー７ｃの出力７ｆの否定論理が夫々アンド回路６ｈに入力される。アンド回路６ｇの出力６ｉと、アンド回路６ｈの出力６ｊが夫々オア回路６ｋに入力され、その出力が送電線の遮断器を開路させるよう働く。
【００５３】
零相循環電流対策リレーは零相循環電流による地絡事故検出感度の低下を生じないが、従来の保護リレー方式に比べると保護リレー演算に用いる電気量が多いため、零相循環電流が少ない系統に適用された場合は、誤差によって従来の保護リレー方式よりも地絡事故検出感度が低下することが考えられる。
【００５４】
このため、並行２回線送電線において、零相循環電流リレーが出力しているときには零相循環電流対策リレーを用い、零相循環電流リレーが出力していないときには従来の保護リレー方式を用いることにより、地絡事故検出感度をより高く維持することが可能となる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば零相循環電流が大きい系統での地絡故障検出感度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】第１の実施の形態を実施するためのシーケンスブロック図。
【図３】零相循環電流対策付差電流リレー５において、零相循環電流の影響を排除可能な原理を説明する図。
【図４】第２の実施の形態を示す系統構成図。
【図５】零相循環電流対策付差電流リレーにおいて、零相循環電流の影響を排除可能な原理を説明する図。
【図６】第３の実施の形態のシーケンスブロック図。
【図７】第４の実施の形態のシーケンスブロック図。
【図８】従来技術を示す構成図。
【図９】差電流リレーの比率特性例。
【図１０】零相循環電流のある系統への従来リレーの適用例。
【図１１】零相循環電流が差電流リレーに取り込まれる電気量のベクトル図。
【図１２】差電流リレーの比率特性例。
【符号の説明】
１母線
２遮断器
３ＣＴ
４送電線
５零相循環電流対策付差電流リレー
６ａ，６ｂ差電流比較リレー
６ｃ２回線一括電流差動リレー
７ａ零相循環電流対策リレー
７ｂ地絡事故検出リレー
７ｃ２回線運用条件[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power transmission line protection device suitable for application to a parallel two-line system in which a zero-phase circulating current exists.
[0002]
[Prior art]
In a parallel multi-line power system, a zero-phase circulating current always exists even at times other than an accident due to an imbalance in the fault impedance of each phase of the system. When this zero-phase circulating current is not negligible compared to the accident current, particularly in a high resistance grounding system, the detection sensitivity of the protection relay is affected, and high speed / high sensitivity protection may be impossible.
[0003]
In general, in the current differential relay device used as the main protection in the protection relay system of the transmission line, a zero phase difference current relay having a ratio characteristic is used to detect a ground fault in the protection line. When the zero-phase circulating current increases, the suppression amount increases in the ratio characteristics, and the ground fault detection sensitivity decreases. In particular, when the zero-phase circulating current is large, the current differential relay device cannot be applied to the system as a protection relay.
[0004]
The above will be described with reference to the drawings. FIG. 8 shows a system configuration example of two parallel lines. In FIG. 8, between the bus 1a and the bus 1b, a first power transmission line 4a having

circuit breakers

2a and 2b at both ends and a second power transmission line 4b having

circuit breakers

2c and 2d at both ends are parallel. It is provided so as to constitute a line. On the

buses

1a and 1b, zero-phase currents flowing through the transmission line 4a are detected by current transformers (hereinafter referred to as CT) 3a and 3b, respectively.
[0005]
If there is a one-line ground fault at point F of the first transmission line, the difference current relay 5a uses the zero-phase current (Io3a) detected by CT3a and the zero-phase current (Io3b) detected by CT3b. Then, the absolute value (| Iod |) of the zero phase difference current obtained as the vector sum of Io3a and Io3b as the operation amount and the scalar sum (Σ | Io |) of Io3a and Io3b as the suppression amount are calculated.
[0006]
In the difference current relay 5a, the scalar sum (Σ | Io |) of the zero-phase difference current (Iod) and the zero-phase current detected by each CT satisfies the relationship shown in the following equation (1), and the phase of the current vector and the voltage vector When the relationship indicates the internal direction of the protection target system, the

circuit breaker

2a, 2b can be disconnected.
[Expression 1]
| Iod | ≧ a · Σ | Io | + (1-1 / a) b (1)
[0007]
FIG. 9 shows a ratio characteristic example of the differential current relay. In the characteristics shown in the figure, the absolute value (| Iod |) of the zero-phase difference current is the vertical axis, and the scalar sum (Σ |) of the zero-phase current (Io3a) detected by CT3a and the zero-phase current (Io3b) detected by CT3b. The horizontal axis is Io |). In the equation (1), “a” is expressed as a slope of the ratio characteristic, and “b” is expressed as an intercept intersecting the vertical axis. In this ratio characteristic, the operating range c satisfying the expression (1) is a portion above the oblique line on the ratio characteristic. Further, the non-operation area d is a portion below the oblique line on the ratio characteristic.
[0008]
FIG. 10 shows a case where a one-line ground fault has occurred at point F of the first power transmission line 4a in a system in which a zero-phase circulating current (Ico) exists. If only the zero-phase circulating current (Ico) is flowing through the system and the currents detected by CT3a and CT3b are Ico3a and Ico3b, the amount of electricity taken in by the differential current relay 5a in the illustrated case is a failure at the terminal 1a. The vector sum Ioa of the current Io3a and the zero-phase circulating current Ico3a is obtained, and the vector difference Iob of the fault current Io3b and the zero-phase circulating current Ico3b is obtained at the 1b terminal.
[0009]
FIG. 11 is a vector diagram of the quantity of electricity taken into the differential current relay 5a applied to the system where the zero-phase circulating current (Ico) exists. Zero-phase circulating current occurs in random phase with fault current due to ground fault. As an example, assuming that the phase of the zero-phase circulating current is 90 degrees, the magnitudes of Ioa and Iob of the zero-phase current vector detected by CT3a and CT3b are the fault current vectors detected by CT3a as Io3a and CT3b. Assuming that the fault current vector to be detected is Io3b and the zero-phase circulating current vector to be detected by CT3b is (−Ico3b), it is expressed by equations (2) and (3).
[0010]
Further, the suppression amount (Σ | Io |) of the differential current relay 5a is expressed by the equation (4) because it is a scalar sum of Ioa and Iob. From the result of the equation (4), it can be seen that in the system in which the zero-phase circulating current exists, the suppression amount increases in the ratio characteristic of the differential current relay 5a.
[0011]
[Expression 2]

[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In FIG. 12, the difference current (Iod) on the ratio characteristic between the case where the zero-phase circulating current (Ico) does not exist and the case where it exists is detected by CT3a in the system to which the difference current relay 5a is applied. This is a comparison of the relationship between the zero-phase current and the scalar sum (Σ | Io |) of the zero-phase current detected by CT3b. The difference current (Iod) detected by the difference current relay 5a is constant regardless of the presence or absence of the zero-phase circulating current.
[0013]
The point on the ratio characteristic when there is no zero-phase circulating current is 6a, and the point on the ratio characteristic when there is a zero-phase circulating current is 6b. Since the scalar sum (Σ | Io |) of the zero-phase current detected by CT3a and the zero-phase current detected by CT3b becomes large when the zero-phase circulating current (Ico) exists from the result of the equation (4), 6b Is the point where 6a is moved in the horizontal axis direction. For this reason, the ground fault failure sensitivity of the differential current relay 5a is lowered, and there is a problem that the differential current relay 5a becomes inoperative depending on the magnitude of the zero-phase circulating current.
[0014]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a power transmission line protection device that can simplify the configuration and eliminate a decrease in ground fault detection sensitivity in a system with a large zero-phase circulating current. It is aimed.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
A transmission line protection apparatus according to [Claim 1] of the present invention is a differential current relay with a zero-phase circulating current countermeasure that uses a quantity of electricity at a plurality of terminals of a parallel two-line transmission line to determine a ground fault in an electric power system ( In the power transmission line protection device using the differential current relay 5) ,
The differential current relay 5 includes a ground fault detecting means for detecting an internal ground fault in the parallel two lines at a time, and zero phase current information Io3a, Io3b, Io3c, Io3d of all terminals of the parallel two lines transmission line as an operation amount. And the vector sum of zero phase current information Io3a and Io3c and the vector sum of Io3b and Io3d detected from each terminal of the parallel two-line transmission line as the amount of suppression, respectively. Two-line collective differential relay 5a 'obtained by summing,
Among the zero-phase current information for each of the first and second lines of the parallel two-line transmission line, the respective vector sums are obtained based on Io3a and Io3b for the first line and Io3c and Io3d for the two lines. In addition to obtaining the operation amount for each of the first and second lines, the vector sum of the magnitudes Io3a, Io3b, Io3c, and Io3d of the two-line collective zero phase difference current information is obtained. A differential current comparison relay 5b ′ for obtaining a common suppression amount,
Depending on the logical product condition of the following operation formula (5) by the two-line collective differential relay 5a ′ and the following operation formula (6) by the differential current comparison relay 5b ′, the

first circuit breakers

2a, 2b or The second circuit breaker 2C, 2d is configured to be interrupted.
Record
2-line batch differential relay operation formula
| Io3a + Io3b + Io3c + Io3d | ≧ a · (| Io3a + Io3c | + | Io3b + Io3d |) + (1-1 / a) b ......... (5)
First line operation formula
| Io3a + Io3b | ≧ K · | Io3a + Io3b + Io3c + Io3d |
Operation formula of the second line
| Io3c + Io3d | ≧ K · | Io3a + Io3b + Io3c + Io3d |
……… (6)
Where a is the slope of the ratio characteristic
b is intercept
k is a coefficient
The power transmission line protection apparatus according to [Claim 2 ] of the present invention provides the power transmission line protection apparatus according to [Claim 1], wherein the ground fault fault line of the power system is determined from the magnitude and phase of the zero phase difference current for each line. In addition, a logic circuit means for determining the operation state of each line based on the open / close state of the circuit breaker and disconnector for the parallel two-line transmission line operation is added, and the protection means to be used is switched according to the line operation state. It was configured as follows.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a power transmission line protection apparatus according to the first aspect, wherein the ground fault fault line of the power system is determined from the magnitude and phase of the zero phase difference current for each line. Thus, means for calculating the magnitude of the zero-phase circulating current from the amount of electricity of the power system is added, and the protection method to be used is switched according to the magnitude of the zero-phase circulating current in the previous period.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 shows a system configuration example of two parallel lines. In FIG. 1, between a bus 1a and a bus 1b, a first power transmission line 4a having

circuit breakers

2a and 2b at both ends and a second power transmission line 4b having 2c and 2d at both ends are connected in parallel. It is provided to configure. In the

buses

1a and 1b, zero-phase currents flowing through the first power transmission line 4a are detected by CT3a and CT3b, respectively. Further, the zero-phase currents flowing through the second power transmission line 4b are detected by CT3c and CT3d, respectively.
[0020]
When a one-line ground fault at the first power transmission line F is detected, the two-line collective current difference relay 5a ′ included in the zero-phase circulating current countermeasure differential current relay 5a ′ has CT3a, CT3b, CT3c, and CT3d as electric quantities. Zero phase currents Io3a, Io3b, Io3c, and Io3d detected from the above are used.
[0021]
The two-line collective difference current relay 5a ′ uses a two-line collective zero phase difference current (IodT) obtained by vector addition of Io3a, Io3b, Io3c, and Io3d as the operation amount. As a suppression amount, a two-line collective suppression amount (Σ | IoT |) obtained by scalar summing the vector sum of Io3a and Io3c and the vector sum of Io3b and Io3d is used.
[0022]
In this case two-line batch difference current relay 5 a ', a two-line batch zero retardation current (IODT), 2 lines simultaneously inhibiting amount (sigma | IoT |) is (5) outputs to satisfy the relation shown in formula.
[Equation 3]
| Io3a + Io3b + Io3c + Io3d | ≧
a · (| Io3a + Io3c | + | Io3b + Io3d |) + (1-1 / a) b (5)
[0023]
Also, the differential current comparison relay 5b ' included in the differential current relay 5 with a zero-phase circulating current countermeasure includes a zero-phase difference current (Iod) of each of the first transmission line 4a and the second transmission line 4b, and two-line batch zero. comparing a phase difference current (IODT). Therefore, hydrated vector zero-phase current Io3a and Io3b, obtain zero phase difference between currents of the first transmission line 4a to (IODA).
[0024]
Differential current comparison relay 5b 'is that the magnitude of the zero-phase difference current of the first transmission line 4a (IODA) exceeds the magnitude of a predetermined percentage of the two-line batch zero-phase difference current (IODT) Output to the condition. Similarly ground fault of the second transmission line 4b is zero-phase current Io3c and Io3d zero-phase difference of the transmission line 4b obtained by vector sum current (Iodb) size is 2 lines simultaneously zero-phase difference current ( It outputs on condition that the predetermined ratio of the magnitude | size of IodT) is exceeded. The processing of this relay is expressed by equation (6).
[0025]
[Expression 4]
| Io3a + Io3b | ≧
K | Io3a + Io3b + Io3c + Io3d |
| Io3 c + Io3d | ≧
K | Io3a + Io3b + Io3c + Io3d |
……………………………… (6)
[0026]
The differential current relay with zero-phase circulating current countermeasure 5 operates when the outputs of the two-line collective differential current relay 5a and the differential current comparison relay 5b are satisfied under an AND condition, and the

circuit breakers

2a, 2b or

circuit breakers

2c, 2d are connected. Cut off. In this method, as in the case of the conventional protection relay method, it is possible to combine means for detecting an internal failure to be protected from the phase relationship between the voltage vector and the current vector. .
[0027]
FIG. 2 is a sequence block diagram for carrying out the first embodiment. The output 6d of the differential current comparison relay 6a of the transmission line 4a and the output 6f of the two-line collective difference current relay 6c are input to the AND circuit 6g, respectively, and the outputs serve to open the

circuit breakers

2a and 2b of the transmission line 4a. . Similarly, the output 6e of the differential current comparison relay 6b of the transmission line 4b and the output 6f of the two-line collective difference current relay 6c are respectively input to the AND circuit 6h, and the outputs are the

circuit breakers

2c and 2d of the transmission line 4b. Work to open the circuit.
[0028]
FIG. 3 shows the principle by which the influence of the zero-phase circulating current (Ico) can be eliminated in the differential current relay 5 with a zero-phase circulating current countermeasure. In the figure,

power transmission lines

4a and 4b are provided between the bus 1a and the bus 1b so as to form two parallel lines.
[0029]
In CT3a installed in the transmission line 4a, the vector sum Ioaa of the fault current IoFa and the zero-phase circulating current Ico flowing from the bus 1a to the 1-wire ground fault point F is detected, and in CT3b, the fault sum F flows from the bus 1b. The vector sum Ioab of the fault current IoFb and the zero-phase circulating current (-Ico) is detected. In CT3c installed in the power transmission line 4b, the zero-phase circulating current (-Ico) is detected as Ioba, and in CT3d, the zero-phase circulating current Ico is detected as Iobb.
[0030]
The zero-phase circulating current Ico passes through the power transmission line 4a, the bus 1b, and the power transmission line 4b and returns from the bus 1a to the power transmission line 4a. For this reason, the zero-phase circulating current component included in the current detected by the CT installed in each bus has the same magnitude as the opposite phase of the zero-phase circulating current component detected by the CT of the adjacent line.
[0031]
In calculating the suppression amount of the two-line collective difference current relay 5a, the zero-phase current Ioaa detected by the CT3a is calculated by using the fact that the zero-phase circulating current component is deleted when the vector sum is added to the current detected by the CT of the adjacent line. The vector sum of the zero-phase current Ioba detected by CT3c is taken, and only IoFa that is an accident current component in Ioaa is taken out.
[0032]
Similarly, the vector sum of the zero-phase current Ioab detected by CT3b and the current Iobb detected by CT3d is taken, and only the fault current component IoFb in Ioab is taken out. Since the two-line collective suppression amount (Σ | Io |) is a scalar sum of the accident current IoFa and the accident current IoFb, the zero-phase circulating current is not included in the calculation amount in principle.
[0033]
In the calculation of the two-line collective current difference (IodT) that is the operation amount of the two-line collective current difference relay 5a, all the zero-phase currents detected in all CTs are vector-summed. This processing is not affected by the zero-phase circulating current because the zero-phase circulating current component is eliminated by vector addition of the zero-phase current detected by the CT of the adjacent line and used for the protective relay calculation. .
[0034]
Specifically, when the vector sum of the currents Ioa, Ioab, Ioba, and Iobb detected by CT3a, CT3b, CT3c, and CT3d is taken, it becomes IoFa + IoFb, and this vector becomes the ground fault current that flows out from the ground fault point F. The zero-phase circulating current (Ico) is not included.
[0035]
Further, in the differential current comparison relay 5b, the differential current for each line is used for protection relay calculation. Since the zero-phase current value detected at a predetermined terminal of the transmission line is vector-summed, the influence of the zero-phase circulating current is eliminated. Specifically, when the vector sum of the currents Ioa and Ioab detected by CT3a and CT3b is taken, it becomes IoFa + IoFb. This vector becomes the ground fault current flowing out from the ground fault point F to the ground, and the zero-phase circulating current Ico is It will not be included.
[0036]
According to the present embodiment, since the operation principle is not affected by the zero-phase circulating current, the ground fault detection sensitivity in the system having a large zero-phase circulating current, which has been a problem in the protection relay method that has been conventionally used. Can be prevented.
[0037]
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows a system configuration example of two parallel lines according to the second embodiment. In the figure, a first power transmission line 4a having

circuit breakers

2a and 2b at both ends and a second power transmission line 4b having

circuit breakers

2c and 2d at both ends are connected in parallel between the bus 1a and the bus 1b. Is provided. In the

buses

1a and 1b, zero-phase currents flowing through the first power transmission line 4a are detected by CT3a and CT3b, respectively. Further, the zero-phase currents flowing through the second power transmission line 4b are detected by CT3c and CT3d, respectively.
[0038]
When there is a one-line ground fault at point F of the first power transmission line, the zero-phase circulating current countermeasure added differential current relay 5 detects the zero-phase current Io3a detected from the CT3a, CT3b, CT3c, and CT3d, respectively. , Io3b, Io3c, Io3d. The differential current relay 5 with zero-phase circulating current countermeasures determines the failure of the first power transmission line 4a. Therefore, the zero-phase difference current (Ioda) for each line obtained by vector addition of the zero-phase currents Io3a and Io3b as operation amounts. Is used.
[0039]
As a suppression amount, a two-line collective suppression amount (Σ | IoT |) obtained by scalar summing the vector sum of Io3a and Io3c and the vector sum of Io3b and Io3d is used. The differential current relay with zero-phase circulating current countermeasure 5 breaks the

circuit breakers

2a and 2b when the relationship of the expression (7) is satisfied.
[0040]
Similarly, in order to determine the failure of the second power transmission line 4b, the difference current (Iodb) for each line obtained by vector addition of Io3c and Io3d is used as the operation amount. As the suppression amount, a two-line collective suppression amount (Σ | IoT |) obtained by scalar summing the vector sum of Io3a and Io3c and the vector sum of Io3b and Io3d is used. Breaks the

circuit breakers

2c and 2d when the relationship of the expression (7) is satisfied.
[0041]
In this method, as in the case of the conventional protection relay method, it is possible to combine means for detecting an internal failure to be protected from the phase relationship between the voltage vector and the current vector. .
[Equation 5]
| Io3a + Io3b | ≧
a · (| Io3a + Io3c | + | Io3b + Io3d |) + (1-1 / a) b (7)
[0042]
FIG. 5 shows the principle by which the influence of the zero-phase circulating current (Ico) can be eliminated in the differential current relay 5 with a zero-phase circulating current countermeasure. In the figure,

power transmission lines

4a and 4b are provided between the bus 1a and the bus 1b so as to form two parallel lines.
[0043]
In CT3a installed in the first power transmission line 4a, the vector sum Ioaa of the fault current IoFa and the zero-phase circulating current Ico flowing from the bus 1a to the one-line ground fault point F is detected. In CT3b, the fault point F is detected. A vector sum Ioab of the fault current IoFb and the zero-phase circulating current (−Ico) flowing from the bus 1b is detected. In CT3c installed in the second power transmission line 4b, the zero-phase circulating current (-Ico) is detected as Ioba, and in CT3d, the zero-phase circulating current Ico is detected as Iobb.
[0044]
The zero-phase circulating current Ico passes through the first power transmission line 4a, the bus 1b, and the second power transmission line 4b and returns from the bus 1a to the first power transmission line 4a. For this reason, the zero-phase circulating current component included in the current detected by the CT installed in each bus has the same magnitude as the opposite phase of the zero-phase circulating current component detected by the CT of the adjacent line.
[0045]
In calculating the suppression amount of the differential current relay 5 with zero-phase circulating current countermeasures, the zero-phase detected by CT3a is utilized by using the fact that the zero-phase circulating current component is eliminated when the vector sum is added to the current detected by the CT of the adjacent line. The vector sum of the current Ioa and the zero-phase current Ioba detected by CT3c is taken, and the fault current component IoFa in Ioa is taken out.
[0046]
Similarly, the vector sum of the current Ioab detected by CT3b and the current Iobb detected by CT3d is taken, and the fault current component IoFb in Ioab is taken out. Since the suppression amount is a scalar sum of IoFa and IoFb, the zero-phase circulating current is not included in the calculation amount in principle.
[0047]
In calculating the operation amount of the differential current relay 5 with a zero-phase circulating current countermeasure, the differential current for each line is used for processing. Since the difference current is calculated by vector summing the current values detected at both ends of the transmission line, the influence of the zero-phase circulating current is eliminated. Specifically, when the vector sum of the zero-phase currents Ioa and Ioab detected by CT3a and CT3b is taken, it becomes IoFa + IoFb. This vector becomes the ground fault current flowing out from the ground fault point F, and the zero-phase circulating current Ico. Is not included.
[0048]
According to the present embodiment, since the operation principle is not affected by the zero-phase circulating current, the ground fault detection sensitivity in the system having a large zero-phase circulating current, which has been a problem in the protection relay method that has been conventionally used. Can be prevented.
[0049]
(Third embodiment)
FIG. 6 is a sequence block diagram showing the third embodiment. In the figure, the output 7d of the zero-phase circulating current countermeasure relay 7a and the output 7f of the two-line operation condition 7c determined from the equipment conditions of the parallel two-line transmission line are input to the AND circuit 6g. The negative logic of the output 7e of the ground fault detection relay 7b using the conventional protection relay system and the output 7f of the two-line operation condition 7c determined from the equipment conditions of the parallel two-line transmission line are respectively input to the AND circuit 6h. The The output 6i of the AND circuit 6g and the output 6j of the AND circuit 6h are input to the OR circuit 6k, respectively, and the outputs serve to open the circuit breaker of the transmission line.
[0050]
Zero-phase circulating current countermeasure relays do not cause a decrease in ground fault detection sensitivity due to zero-phase circulating current, but the amount of electricity used for protection relay computation is larger than that of conventional protection relay systems, so there is no zero-phase circulating current. When applied to the above, it is conceivable that the ground fault detection sensitivity is lower than that of the conventional protection relay system due to an error.
[0051]
Further, the zero-phase circulating current is generated when the parallel two lines are electrically closed, but is not generated during the operation of one line. For this reason, use a relay with zero-phase circulating current countermeasures when operating two parallel parallel lines that can generate zero-phase circulating current, and use a conventional protection relay system when operating one-line without generating zero-phase circulating current. Thus, it becomes possible to maintain the ground fault detection sensitivity higher.
[0052]
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a sequence block diagram showing the fourth embodiment. In the figure, the output 7d of the zero-phase circulating current countermeasure relay 7a and the magnitude of the zero-phase circulating current of the parallel two-line transmission line are calculated, and the zero-phase circulation output when it is determined that the predetermined level is exceeded. The output 7f of the current relay 7c is input to the AND circuit 6g. The negative logic of the output 7e of the ground fault detection relay 7b using the conventional protection relay system and the output 7f of the zero-phase circulating current relay 7c is input to the AND circuit 6h. The output 6i of the AND circuit 6g and the output 6j of the AND circuit 6h are input to the OR circuit 6k, respectively, and the outputs serve to open the circuit breaker of the transmission line.
[0053]
Zero-phase circulating current countermeasure relay does not cause a decrease in ground fault detection sensitivity due to zero-phase circulating current, but because the amount of electricity used for protection relay calculation is larger than that of the conventional protection relay system, a system with less zero-phase circulating current When applied to the above, it is conceivable that the ground fault detection sensitivity is lower than that of the conventional protection relay system due to an error.
[0054]
For this reason, in the parallel two-line transmission line, the zero-phase circulating current relay is used when the zero-phase circulating current relay is outputting, and the conventional protective relay system is used when the zero-phase circulating current relay is not outputting. In addition, it becomes possible to maintain the ground fault detection sensitivity higher.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent a decrease in ground fault detection sensitivity in a system with a large zero-phase circulating current.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sequence block diagram for carrying out the first embodiment;
FIG. 3 is a diagram for explaining a principle capable of eliminating the influence of a zero-phase circulating current in the differential current relay with a zero-phase circulating current countermeasure;
FIG. 4 is a system configuration diagram showing a second embodiment.
FIG. 5 is a diagram for explaining a principle capable of eliminating the influence of the zero-phase circulating current in the differential current relay with a countermeasure for the zero-phase circulating current.
FIG. 6 is a sequence block diagram according to the third embodiment.
FIG. 7 is a sequence block diagram according to the fourth embodiment.
FIG. 8 is a configuration diagram showing a conventional technique.
FIG. 9 is a ratio characteristic example of a differential current relay.
FIG. 10 shows an application example of a conventional relay to a system having a zero-phase circulating current.
FIG. 11 is a vector diagram of an electric quantity in which a zero-phase circulating current is taken into a differential current relay.
FIG. 12 is a ratio characteristic example of a differential current relay.
[Explanation of symbols]
1 Bus 2 Circuit breaker 3 CT
4 Transmission line 5 Zero-phase circulating current countermeasure differential current relay 6a, 6b Differential current comparison relay 6c 2-line collective current differential relay 7a Zero-phase circulating current countermeasure relay 7b Ground fault detection relay 7c 2-line operating conditions

Claims

並行２回線送電線の複数端子の電気量を用いて、電力系統の地絡事故を判別する零相循環電流対策付差電流リレー（以下差電流リレー５と称す）を用いた送電線保護装置において、
前記差電流リレー５は、前記並行２回線一括で内部地絡を検出する地絡検出手段を備えると共に、動作量として並行２回線送電線の全端子の零相電流情報Ｉｏ３ａ，Ｉｏ３ｂ，Ｉｏ３ｃ，Ｉｏ３ｄをベクトル和して得ると共に，抑制量として並行２回線送電線の各端子から検出された零相電流情報Ｉｏ３ａとＩｏ３ｃのベクトル和及びＩｏ３ｂとＩｏ３ｄのベクトル和を夫々求めこれらの各ベクトル和をスカラー和して得る２回線一括差動リレー５ａ´と、
前記並行２回線送電線の第１ , 第２の各回線毎の零相電流情報の内、第１回線についてはＩｏ３ａ，Ｉｏ３ｂ，２回線についてはＩｏ３ｃ，Ｉｏ３ｄをもとに夫々のベクトル和を求めて前記第１，第２の各回線毎の動作量を得ると共に，２回線一括零相差電流情報の大きさＩｏ３ａ，Ｉｏ３ｂ，Ｉｏ３ｃ，Ｉｏ３ｄのベクトル和を求めて前記第１，第２の各回線共通の抑制量を得る差電流比較リレー５ｂ´とを備え、
前記２回線一括差動リレー５ａ´による下記動作式（５）と、前記差動電流比較リレー５ｂ´による下記動作式（６）との論理積条件により、第１回線遮断器２ａ，２ｂ又は、第２回線遮断器２Ｃ，２ｄのいずれかを遮断することを特徴とする送電線保護装置。
記
２回線一括差動リレーの動作式
｜Ｉｏ３ａ＋Ｉｏ３ｂ＋Ｉｏ３ｃ＋Ｉｏ３ｄ｜≧ａ・（｜Ｉｏ３ａ＋Ｉｏ３ｃ｜＋｜Ｉｏ３ｂ＋Ｉｏ３ｄ｜）＋（１−１／ａ）ｂ ………（５）
第１回線の動作式
｜Ｉｏ３ａ＋Ｉｏ３ｂ｜≧Ｋ・｜Ｉｏ３ａ＋Ｉｏ３ｂ＋Ｉｏ３ｃ＋Ｉｏ３ｄ｜
第２回線の動作式
｜Ｉｏ３ｃ＋Ｉｏ３ｄ｜≧Ｋ・｜Ｉｏ３ａ＋Ｉｏ３ｂ＋Ｉｏ３ｃ＋Ｉｏ３ｄ｜
………（６）
但し、ａは比率特性の傾き
ｂは切片
ｋは係数 Using electric quantity of a plurality terminals of parallel 2-circuit transmission lines, in the power transmission line protection device using the zero-phase circulation current measures with differential current relay to determine the ground fault of the power system (hereinafter referred to as the differential current relay 5) ,
The differential current relay 5 includes a ground fault detecting means for detecting an internal ground fault in the parallel two lines at a time, and zero phase current information Io3a, Io3b, Io3c, Io3d of all terminals of the parallel two lines transmission line as an operation amount. And the vector sum of zero phase current information Io3a and Io3c and the vector sum of Io3b and Io3d detected from each terminal of the parallel two-line transmission line as the amount of suppression, respectively. Two-line collective differential relay 5a 'obtained by summing,
Among the zero-phase current information for each of the first and second lines of the parallel two-line transmission line, the respective vector sums are obtained based on Io3a and Io3b for the first line and Io3c and Io3d for the two lines. In addition to obtaining the operation amount for each of the first and second lines, the vector sum of the magnitudes Io3a, Io3b, Io3c, and Io3d of the two-line collective zero phase difference current information is obtained. A differential current comparison relay 5b ′ for obtaining a common suppression amount,
Depending on the logical product condition of the following operation formula (5) by the two-line collective differential relay 5a ′ and the following operation formula (6) by the differential current comparison relay 5b ′, the first circuit breakers 2a, 2b or A power transmission line protection device that shuts off any of the second circuit breakers 2C and 2d.
Record
2-line batch differential relay operation formula
| Io3a + Io3b + Io3c + Io3d | ≧ a · (| Io3a + Io3c | + | Io3b + Io3d |) + (1-1 / a) b ......... (5)
First line operation formula
| Io3a + Io3b | ≧ K · | Io3a + Io3b + Io3c + Io3d |
Operation formula of the second line
| Io3c + Io3d | ≧ K · | Io3a + Io3b + Io3c + Io3d |
……… (6)
Where a is the slope of the ratio characteristic
b is intercept
k is a coefficient

請求項１記載の送電線保護装置において、前記各回線毎の零相差電流の大きさと位相とから電力系統の地絡事故回線を判別する手段に対して、前記並行２回線運用の遮断器及び断路器の開閉状態をもとに各回線の運用状態を判別する論理回路手段を付加し、前記回線運用状態に応じて使用する保護手段を切り替えることを特徴とする送電線保護装置。 2. The circuit breaker and the disconnector for the parallel two-line operation according to claim 1, wherein the means for discriminating a ground fault line of the electric power system from the magnitude and phase of the zero phase difference current for each line. A transmission line protection device comprising: a logic circuit means for determining an operation state of each line based on an open / closed state of a device, and switching a protection means to be used according to the line operation state .

請求項１記載の送電線保護装置において、前記各回線毎の零相差電流の大きさと位相とから電力系統の地絡事故回線を判別する手段に対して、前記電力系統の電気量から零相循環電流の大きさを算出する手段を付加し、前記零相循環電流の大きさに応じて使用する保護方式を切り替えることを特徴とする送電線保護装置。 2. The power transmission line protection device according to claim 1, wherein a zero-phase circulation is determined from the amount of electricity of the power system, with respect to means for determining a ground fault fault line of the power system from the magnitude and phase of the zero-phase difference current for each line. A power transmission line protection apparatus characterized by adding a means for calculating a current magnitude and switching a protection method to be used according to the magnitude of the zero-phase circulating current .