JP6645759B2 - Current differential relay system - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、複数台の電流差動リレー装置より構成される電流差動リレーシステムに関する。電流差動リレー装置は、電力系統における複数の保護制御装置から出力される制御指令を管理する。 Embodiments of the present invention relate to a current differential relay system including a plurality of current differential relay devices. The current differential relay device manages control commands output from a plurality of protection control devices in the power system.
一般に、電流差動リレー装置においては、動作原理が簡単で、高感度かつ高速で事故を検出できることから、電力系統の保護に広く採用されている。しかし、送電線保護においては、送電線の各端子の電流データを伝送し合い、全端子分の電流データを収集して差動演算する方式を採用しているため、伝送不良時は全端子分の電流データが揃わないために差動電流を生じ、誤動作する可能性がある。このため、伝送路構成がオープン構成の場合は１か所、ループ構成の場合は２か所で伝送不良が生じると、システムロックとしている。 In general, a current differential relay device is widely used for power system protection because its operating principle is simple, an accident can be detected with high sensitivity and at high speed. However, in transmission line protection, the current data of each terminal of the transmission line is transmitted, the current data of all terminals are collected, and a differential operation is adopted. Since the current data is not aligned, a differential current is generated, which may cause a malfunction. For this reason, when a transmission failure occurs at one location when the transmission path configuration is an open configuration and at two locations when a transmission path configuration is a loop configuration, the system is locked.
一方、伝送を必要とせず、電流差動リレー装置にハード構成が類似しているリレーとして、回線選択リレー(以下、バランスリレー)装置がある。バランスリレーは外部事故の場合は第一の回線と第二の回線に流れる電流が同じであるが、内部事故の場合は事故回線側に流れる電流が、もう一方の回線の電流より大きくなることを利用し、第一の回線と第二の回線の交差電流により事故検出を行うリレーである。 On the other hand, as a relay that does not require transmission and has a hardware configuration similar to that of the current differential relay device, there is a line selection relay (hereinafter, balance relay) device. In the case of an external accident, the current flowing in the first line and the second line is the same, but in the case of an internal accident, the current flowing in the accident line becomes larger than the current in the other line. It is a relay that uses and detects an accident based on the cross current between the first line and the second line.
しかし、バランスリレーは、二回線多端子系統においては、分岐併用端子に事故電流が分流するため、併用端子数が多いほど、各端子に流れる電流が小さくなり、地絡事故の場合、検出が困難になる。また、事故点によってはシリーストリップとなるため、端子数が多いほど事故除去時間も長い。 However, in a two-circuit, multi-terminal system, the fault current shunts to the combined branch terminals, so the larger the number of combined terminals, the smaller the current that flows to each terminal, making it difficult to detect a ground fault. become. Also, depending on the accident point, a series strip is used, so that the more terminals, the longer the accident elimination time.
以上の理由から、バランスリレーは伝送に関する問題はないが、４端子以上の系統には適用が難しい。このような問題に対し、３端子目以降を伝送路で接続し、零相交差電流の合成値を用いることで、伝送路で接続した端子をまとめて１端子とみなし、系統全体をあたかも３端子系統とみなすことで、端子数の問題を克服した通信型バランスリレーもある。しかし、バランスリレーや通信型バランスリレーは、電流差動リレーに比べると、保護性能が劣る。また、通信型バランスリレーは、短絡事故の場合は転送遮断にて遮断を行うため、全端子同時トリップができない。 For the above reasons, the balance relay has no problem with transmission, but is difficult to apply to a system with four or more terminals. For such a problem, the third and subsequent terminals are connected by a transmission line, and by using the composite value of the zero-phase crossing current, the terminals connected by the transmission line are collectively regarded as one terminal. There are also communication-type balance relays that overcome the problem of the number of terminals by regarding the system as a system. However, the balance relay and the communication-type balance relay have inferior protection performance as compared with the current differential relay. Further, in the case of a communication-type balance relay, in the event of a short-circuit accident, all terminals cannot be tripped at the same time because the transfer is interrupted by interruption of transfer.
このため、ハード類似性に着目し、一つの装置ソフトの中に、ループ構成のPCM電流差動リレーと通信型バランスリレーの機能を持ち、端子台の配線をつなぎかえることで装置ソフトの機能を切替える、保護機能が切り替え可能な電流差動リレー装置もある。しかし、この保護機能が切り替え可能な電流差動リレー装置は、自動的に保護機能が切り替わるわけではなく、端子台で切替えを行うために、PCM電流差動リレーとして運用している場合と、通信型バランスリレーとして運用している場合それぞれで、上述した問題点を克服できていない。 For this reason, focusing on hardware similarity, one piece of equipment software has the functions of a loop configuration PCM current differential relay and a communication type balance relay, and reconnects the wiring of the terminal block to increase the functionality of the equipment software. There is also a current differential relay device that can be switched and the protection function can be switched. However, the current differential relay device that can switch the protection function does not automatically switch the protection function. In each of the cases where it is operated as a type balance relay, the above-mentioned problems cannot be overcome.
上述した、保護機能が切り替え可能な電流差動リレー装置においては、保護方式の切替えが端子台切替えである。電流差動リレーとして運用している場合は、伝送不良によるシステムロックが発生する可能性がある。また、通信型バランスリレーとして運用している場合は、電流差動リレーよりも内外部事故判定の精度が低い。そのため、短絡事故の場合においては、転送遮断にて遮断を行うため、全端子同時トリップできないことが課題であった。 In the above-described current differential relay device whose protection function can be switched, switching of the protection method is terminal block switching. When operated as a current differential relay, there is a possibility that system lock may occur due to transmission failure. Further, when operated as a communication type balance relay, the accuracy of the internal / external accident determination is lower than that of the current differential relay. Therefore, in the case of a short-circuit accident, since the transfer is cut off by the transfer cut-off, it is a problem that all terminals cannot be tripped at the same time.
本発明の実施形態ではこの点を解決すべく、伝送路平常時は電流差動リレーと同等の保護性能を有し、伝送不良時もシステムロックすることなく保護を継続できる、電流差動リレーシステムを提供することを目的とする。 In the embodiment of the present invention, in order to solve this point, a current differential relay system which has protection performance equivalent to that of a current differential relay in a normal transmission path and can continue protection without a system lock even in case of transmission failure, The purpose is to provide.
本発明の実施形態における電流差動リレーシステムは、端子にて外部の電力系統と接続し、保護対象の電力系統の保護を行う電流差動リレーシステムであって、前記端子に対して設置され、電流差動リレーシステム内に設置された他の電流差動リレー装置と伝送路を介して接続される電流差動リレー装置と、前記保護対象の電力系統を前記外部の電力系統から遮断する遮断装置と、を備え、前記電流差動リレー装置は、前記伝送路の異常の検出を行う伝送路異常検出部と、前記伝送路の異常に応じて前記電力系統内の事故の検出方法を切り替える検出方法切替部と、設置される自端子の電気量を取得する電気量取得部と、他の電流差動リレー装置が取得した他端子の電気量を前記伝送路を介して受信する伝送手段と、を備え、前記電気量取得部は、電気量として自端子の電流値を取得し、前記電流差動リレー装置は、前記保護対象の電力系統内の各端子に流れる電流値から差動電流を算出する差動電流算出部と、前記差動電流より、前記電力系統における内部事故の検出を行う内部事故検出部と、を更に備え、前記検出方法切替部は、前記伝送路において伝送路の異常箇所が２未満の場合には、前記電力系統内の事故の検出方法を前記差動電流より前記電力系統における内部事故の検出に切り替えることを特徴とする。 The current differential relay system according to the embodiment of the present invention is a current differential relay system that is connected to an external power system at a terminal and protects a power system to be protected, and is installed for the terminal. A current differential relay device connected via a transmission line to another current differential relay device installed in the current differential relay system, and a shutoff device for shutting off the power system to be protected from the external power system The current differential relay device comprises: a transmission line abnormality detection unit that detects abnormality of the transmission line; and a detection method that switches an accident detection method in the power system according to the abnormality of the transmission line. A switching unit, an electric amount obtaining unit that obtains an electric amount of the installed own terminal, and a transmission unit that receives the electric amount of the other terminal obtained by another current differential relay device via the transmission path, Prepared, said electric quantity acquisition Acquires the current value of the terminal itself as the amount of electricity, the current differential relay device, a differential current calculation unit that calculates a differential current from the current value flowing to each terminal in the power system to be protected, An internal fault detection unit that detects an internal fault in the power system from the differential current, wherein the detection method switching unit includes: and switches the detection method of an accident of the power in the system to detect the internal fault in the power system from the differential current.
以下、本発明に係る電流差動リレーシステムの実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a current differential relay system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
［１．第１実施形態］
以下には、実施形態の第１実施形態である電流差動リレーシステムを図１〜図６を用いて説明する。本実施形態の電流差動リレー装置は、端子間の伝送不良時に差動演算に用いる電気量を各端子の交差電流とすることで系統保護を継続できることを特徴とする。
[1. First Embodiment]
Hereinafter, a current differential relay system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The current differential relay device according to the present embodiment is characterized in that system protection can be continued by using the amount of electricity used for differential operation as the cross current of each terminal when transmission failure between terminals occurs.
図１は、本実施形態の電流差動リレーシステムの構成を示すブロック図である。図１を参照しつつ、本実施形態の電流差動リレーシステム１を詳細に説明する。本実施形態の電流差動リレーシステム１は、以下の（ａ）、（ｂ）の装置より構成される。
（ａ）電力系統Ｅに設置された変流器ＣＴより算出した電気量に基づいて、電力系統Ｅの事故の検出を行い、事故を検出した場合には、遮断装置ＣＢに対して遮断指令を出力する電流差動リレー装置２。
（ｂ）電流差動リレー装置２から出力される遮断指令に基づいて、電力系統Ｅを他の電力系統から遮断させる遮断装置ＣＢ。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the current differential relay system of the present embodiment. The current
(A) Based on the amount of electricity calculated from the current transformer CT installed in the electric power system E, an accident of the electric power system E is detected, and when an accident is detected, a shutoff command is issued to the shutoff device CB. Output current
(B) A cutoff device CB that cuts off the power system E from another power system based on a cutoff command output from the current
（電流差動リレー装置）
電流差動リレー装置２は、電力系統Ｅから取得した電気量に基づいて電力系統Ｅ内の事故の検出を行う。電力系統Ｅは、平行２回線４端子の例である。電力系統Ｅは、送電線１Ｌ、２Ｌからなる。電力系統Ｅは、端子Ａ〜Ｄにより外部の電力系統と接続する。電力系統Ｅの４つの端子Ａ〜Ｄには、２本の送電線１Ｌ、２Ｌが接続する。
(Current differential relay device)
The current
Ａ端子とＢ端子とは、送電線１Ｌ、２Ｌにより接続される。送電線１Ｌ、２Ｌは、電気的に平行である。Ａ端子とＢ端子とを接続する送電線１Ｌ、２Ｌには、それぞれ２つの節ａ、ｂが設けられる。それぞれの節ａ、ｂからは、送電線が１本ずつ枝分かれする。各節ａ、ｂにおいて、各送電線１Ｌ、２Ｌより枝分かれした２本の送電線１Ｌ、２Ｌは、電気的に平行となる。節ａから枝分かれした２本の送電線１Ｌ、２Ｌは、端子Ｄと接続する。節ｂから枝分かれした２本の送電線１Ｌ、２Ｌは、端子Ｃと接続する。
The A terminal and the B terminal are connected by
電流差動リレー装置２は、電力系統Ｅの端子の数と同数設置される。電流差動リレー装置２は、１つの端子に対して１台設置される。電流差動リレー装置２は、各端子Ａ〜Ｄの送電線に１Ｌ、２Ｌに設置された変流器ＣＴと接続される。変流器ＣＴは送電線１Ｌ、２Ｌに流れる電流の値及び向きを検出する。本実施形態では、４つの端子を有する電力系統Ｅに対して、４台の電流差動リレー装置２１〜２４が配置される。例えば、端子Ａに対して設置された電流差動リレー装置２１は、送電線Ｌ１の端子Ａ近傍に設置された変流器ＣＴＡＬ１と、送電線Ｌ２の端子Ａ近傍に設置された変流器ＣＴＡＬ２に接続される。
The number of the current
電流差動リレー装置２１〜２４は、有線ケーブル３により接続される。有線ケーブル３が、電流差動リレー装置２１〜２４を繋ぐ伝送路となる。電流差動リレー装置２１〜２４は、有線ケーブル３により環状に接続される。図１では、電流差動リレー装置２１は、電流差動リレー装置２２と接続される。電流差動リレー装置２２は、電流差動リレー装置２３と接続される。電流差動リレー装置２４は、電流差動リレー装置２１と接続される。電流差動リレー装置２１〜２４は、有線ケーブル３を介して双方向に伝送可能に接続される。
The current
電流差動リレー装置２１〜２４は、電力系統Ｅに設置された変流器ＣＴより算出した電気量に基づいて、電力系統Ｅの事故の検出を行い、事故を検出した場合には、遮断装置ＣＢに対して遮断指令を出力する。図２は、本実施形態における電流差動リレー装置２の構成を示すブロック図である。図２に示す通り、電気量取得部４、電気量記憶部５、伝送手段６、伝送路異常検出部７、伝送路異常判定部８、検出方法切替部９、差動電流算出部１０、内部事故検出部１１、保護指令出力部１２、交差電流算出部１３、及び短絡検出部１４を備える。
The current
電気量取得部４は、端子近傍の送電線１Ｌ、２Ｌに設置される変流器ＣＴと接続される。電気量取得部４は、接続する変流器ＣＴが計測した電流値Ｉ１Ｌ、Ｉ２Ｌを受信する。電気量取得部４は、受信した電流値Ｉ１Ｌ、Ｉ２Ｌを電気量記憶部５に転送する。例えば、端子Ａに対して設置された電流差動リレー装置２１の電気量取得部４は、端子Ａにおける電流値Ｉ１Ｌ、Ｉ２Ｌを取得する。
The electric
伝送手段６は、有線ケーブル３を介して他の電流差動リレー装置の伝送手段６と接続される。伝送手段６は、他の電流差動リレー装置の伝送手段６が送信する電気量を受信する。一方、伝送手段６は、電気量記憶部５に記憶された電気量を他の電流差動リレー装置に対して送信する。例えば、端子Ａに対して設置された電流差動リレー装置２１の伝送手段６は、端子Ｂ〜Ｄにおける電流値Ｉ１Ｌ、Ｉ２Ｌを受信する。また、端子Ｂ〜Ｄに対して設置された電流差動リレー装置２２〜２４に対して電流値Ｉ１Ｌ、Ｉ２Ｌを送信する。この場合、端子Ａに対して設置された電流差動リレー装置２１と、端子Ｃに対して設置された電流差動リレー装置２４とは、有線ケーブル３で直接で接続されていない。そのため、電流差動リレー装置２１と電流差動リレー装置２３との通信は、端子Ｂに設置された電流差動リレー装置２２または端子Ｄに対して設置された電流差動リレー装置２４を介して行われる。
The transmission means 6 is connected to the transmission means 6 of another current differential relay device via the
電気量記憶部５は、差動電流及び交差電流の計算に必要な電気量を記憶する。差動電流の計算は、後述するように、送電線１Ｌ、２Ｌごとに差動電流の計算を行う。差動電流の計算に必要な電気量は、各端子における電流値及び向きである。電気量記憶部には、自電流差動リレー装置２で取得した送電線１Ｌ及び２Ｌの電流値Ｉ１Ｌ、Ｉ２Ｌと、他の電流差動リレー装置２より転送された送電線１Ｌ及び２Ｌの電流値Ｉ１Ｌ、Ｉ２Ｌと、が記憶される。
The electric
伝送路異常検出部７は、電流差動リレー装置２１〜２４間の状態を監視し、電流差動リレー装置２１〜２４間の伝送異常の検出を行う。電流差動リレー装置２１〜２４間で例えば監視フレームを送信し、その応答を監視することにより伝送異常の検出を行う。伝送路異常検出部７は、２区間以上の伝送異常を検出した場合、電流差動リレー装置２１の伝送路異常検出部７は、電流差動リレー装置２２〜２４の伝送路異常検出部７に対して監視フレームを送信する。監視フレームを受信した電流差動リレー装置２２〜２４の伝送路異常検出部７では、監視フレームの発信元である電流差動リレー装置２１に対して受信結果を送信する。電流差動リレー装置２１の伝送異常検出部７から電流差動リレー装置２２に対して送信した監視フレームに対する応答がない場合には、電流差動リレー装置２１と電流差動リレー装置２２との間で２区間以上の伝送異常が発生していると特定する。
The transmission path abnormality detection unit 7 monitors a state between the current
伝送路異常判定部８は、伝送路異常検出部７での検出結果に基づいて、伝送路の状態の判定を行う。伝送路異常判定部８は、伝送路の状態を以下のように判定する。
（i）伝送路異常無し
（ii）電流差動リレー装置の何れかが、他の電流差動リレー装置とは伝送不可能
The transmission path abnormality determination unit 8 determines the state of the transmission path based on the detection result of the transmission path abnormality detection unit 7. The transmission path abnormality determination unit 8 determines the state of the transmission path as follows.
(I) No transmission path abnormality (ii) One of the current differential relay devices cannot transmit with other current differential relay devices
図３（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態の電流差動リレー装置２１〜２４間の伝送状態を示す図である。
FIGS. 3A to 3D are diagrams illustrating transmission states between the current
（i）伝送路異常無し
伝送異常無しの状態とは、電流差動リレー装置２１〜２４間で伝送可能な状態を示す。つまり、図３（ａ）に示すように、どの区間でも伝送不良が発生していない状態や、図３（ｂ）に示すように、電流差動リレー装置２１〜２４間で１か所伝送不良が発生した状態を示す。電流差動リレー装置２１〜２４は、環状に接続されている。そのため、１か所伝送不良が発生しても、正常な伝送経路により電流差動リレー装置２１〜２４は接続される。
(I) No transmission path abnormality The state of no transmission abnormality indicates a state in which transmission is possible between the current
（ii）電流差動リレー装置の何れかが、他の電流差動リレー装置とは伝送不可能
電流差動リレー装置２の何れかが、他の電流差動リレー装置とは伝送不可能な状態とは、伝送路に異常がある状態を示す。そのため、電力系統内の電流差動リレー装置２１〜２４の何れかが、他の電流差動リレー装置とは伝送不可能となる状態を示す。例えば、図３（ｄ）では、電流差動リレー装置２１が他の電流差動リレー装置２２〜２４と伝送不可能な状態である。
(Ii) Any one of the current differential relay devices cannot transmit to another current differential relay device. Any one of the current
検出方法切替部９は、伝送路異常検出部７における伝送異常の検出結果に基づいて、電力系統での事故の検出方法の切替えを行う。検出方法切替部９は、差動電流による内部事故の検出と、交差電流による電力系統内での短絡の検出とを切替える。検出方法切替部９では、伝送路異常判定部８で、「（i）伝送異常無し」と判定した場合には、差動電流による内部事故の検出を選択する。一方、伝送路異常判定部８で、「（ii）電流差動リレー装置の何れかが、他の電流差動リレー装置とは伝送不可能」と判定した場合には、交差電流の差動電流による短絡の検出を選択する。
The detection
差動電流算出部１０は、電気量記憶部５に記憶された自電流差動リレー装置２で取得した電気量と、他電流差動リレー装置２で取得した電気量より差動電流を算出する。差動電流とは、電力系統Ｅに流入する電流、及び電力系統Ｅから流出する電流の総和である。差動電流算出部１０は、送電線Ｌ１及び送電線Ｌ２において、それぞれの送電線における差動電流ΣＩ１Ｌ、ΣＩ２Ｌを算出する。差動電流ΣＩ１Ｌ、ΣＩ２Ｌは、下記の式（１）より算出される。
The differential
［式１］
差動電流ΣＩ１Ｌ＝Ｉ１Ｌ（端子Ａ）＋Ｉ１Ｌ（端子Ｂ）＋Ｉ１Ｌ（端子Ｃ）＋Ｉ１Ｌ（端子Ｄ）
差動電流ΣＩ２Ｌ＝Ｉ２Ｌ（端子Ａ）＋Ｉ２Ｌ（端子Ｂ）＋Ｉ２Ｌ（端子Ｃ）＋Ｉ２Ｌ（端子Ｄ）
・・・・（１）
[Equation 1]
Differential current ΔI 1L = I 1L (terminal A) + I 1L (terminal B) + I 1L (terminal C) + I 1L (terminal D)
Differential current ΔI 2L = I 2L (terminal A) + I 2L (terminal B) + I 2L (terminal C) + I 2L (terminal D)
... (1)
内部事故検出部１１は、電力系統Ｅ内の事故の検出を行う。事故の検出は、差動電流算出部１０での算出結果に基づく。内部事故検出部１１は、差動電流ΣＩ１Ｌ、または差動電流ΣＩ２Ｌが０であるか否かで内部事故の検出を行う。すなわち、差動電流ΣＩ１Ｌ、または差動電流ΣＩ２Ｌが０（ΣＩ１Ｌ＝０ｏｒΣＩ２Ｌ＝０）であれば、電力系統Ｅ内で事故が発生していないとする。一方、差動電流ΣＩ１Ｌ、または差動電流ΣＩ２Ｌが０でない場合（ΣＩ１Ｌ≠０ｏｒΣＩ２Ｌ≠０）には、電力系統Ｅ内で事故が発生したとする。但し、一般的には所定の大きさを超えた場合に事故が発生したとする。
The internal
交差電流算出部１３は、電気量記憶部５に記憶された電気量より交差電流の算出を行う。交差電流とは、端子に接続する送電線Ｌ１に流れる電流Ｉ１Ｌと、送電線Ｌ２に流れる電流Ｉ２Ｌの差より算出する。端子Ａ〜Ｄの交差電流を交差電流ＩＡＲ〜ＩＤＲとする。交差電流ＩＡＲ〜ＩＤＲは、下記の式（２）より算出される。
The cross
［式２］
交差電流ＩＡＲ＝Ｉ１Ｌ（端子Ａ）−Ｉ２Ｌ（端子Ａ）
交差電流ＩＢＲ＝Ｉ１Ｌ（端子Ｂ）−Ｉ２Ｌ（端子Ｂ）
交差電流ＩＣＲ＝Ｉ１Ｌ（端子Ｃ）−Ｉ２Ｌ（端子Ｃ）
交差電流ＩＤＲ＝Ｉ１Ｌ（端子Ｄ）−Ｉ２Ｌ（端子Ｄ）
・・・・（２）
[Equation 2]
Crossing current I AR = I 1L (terminal A) -I 2L (terminal A)
Cross current I BR = I 1L (terminal B) −I 2L (terminal B)
Crossing current I CR = I 1L (terminal C) -I 2L (terminal C)
Cross current I DR = I 1L (terminal D) −I 2L (terminal D)
.... (2)
短絡検出部１４は、電力系統Ｅ内の短絡の検出を行う。短絡の検出方法としては、交差電流ＩＡＲ〜ＩＤＲが所定の大きさを超えた場合に、事故が発生したとする。
The short-
保護指令出力部１２は、内部事故検出部１１で内部事故を検出した場合、または短絡検出部１４で短絡の発生を検出した場合に、遮断装置ＣＢに対して、遮断指令を出力する。
The protection
（遮断装置）
遮断装置ＣＢは、遮断指令を受けて電力系統Ｅを他の電力系統から切り離す。遮断装置ＣＢは、メカニカルな接点である。遮断装置ＣＢは、通常時には接点を閉じている。一方、遮断指令を受信した場合には、接点を開放する。
(Interrupting device)
The cutoff device CB receives the cutoff command and disconnects the power system E from another power system. The breaking device CB is a mechanical contact. The breaker CB normally closes the contact. On the other hand, when a cutoff command is received, the contact is opened.
遮断装置ＣＢは、送電線Ｌ１及び送電線Ｌ２の端子Ａ〜Ｄの近傍に設置される。遮断装置ＣＢは、図示しないネットワークにより電流差動リレー装置２１〜２４と接続される。遮断装置ＣＢには、電流差動リレー装置２１〜２４の遮断指令出力部１２が出力した遮断指令が転送される。
The breaking device CB is installed near the terminals A to D of the transmission line L1 and the transmission line L2. The breaking device CB is connected to the current
［１−２．作用］
以上の様な構成を有する本実施形態の電流差動リレーシステム１における動作について説明する。図５は、本実施形態の電流差動リレーシステム１の動作を示すフローチャートである。
[1-2. Action]
The operation of the current
以下のフローチャートでは、説明のために図４のように電流差動リレー装置２１と電流差動リレー装置２４との間、及び電流差動リレー装置２２と電流差動リレー装置２３との間で伝送不良が発生したとする。この状態で、送電線Ｌ１の端子Ａと端子Ｂとの間で短絡事故が発生したとする。
In the following flow chart, for the sake of explanation, transmission between the current
電流差動リレーシステム１が運用を開始すると、各電流差動リレー装置２１〜２４は自端子に設置された変流器ＣＴから電流値Ｉ１Ｌ、Ｉ２Ｌを取得する。ここで取得した電流値Ｉ１Ｌ、Ｉ２Ｌは、電気量として電気量記憶部５に記憶される（ＳＴＥＰ１０１）。
When the current
次に、各電流差動リレー装置２１〜２４間で、電気量の共有を図る（ＳＴＥＰ１０２）。電気量の共有は、各電流差動リレー装置２１〜２４を繋ぐ有線ケーブル３を介して行われる。各電流差動リレー装置２１〜２４の伝送手段６は、自電流差動リレー装置２で取得した電気量を他の電流差動リレー装置２に送信する。一方、他の電流差動リレー装置２から送信される電気量を受信し、電気量記憶部５に記憶する。
Next, the amount of electricity is shared between the current
ＳＴＥＰ１０１、ＳＴＥＰ１０２と並行して、伝送路の異常検出を行う（ＳＴＥＰ１０３）。伝送路の異常検出には、各電流差動リレー装置２１〜２４より、監視フレームを送信することで行う。
In parallel with STEP101 and STEP102, abnormality of the transmission path is detected (STEP103). The transmission line abnormality is detected by transmitting a monitoring frame from each of the current
伝送路異常判定部８は、伝送路の異常検出の結果に基づいて、伝送路の異常を判定する。伝送路の異常判定は、伝送路に２以上の異常の有無（Ｓ１０４）の判定を行う。 The transmission path abnormality determination unit 8 determines the transmission path abnormality based on the result of the transmission path abnormality detection. In the transmission path abnormality determination, the presence or absence of two or more abnormalities in the transmission path (S104) is determined.
伝送路に２以上の異常がない場合（ＳＴＥＰ１０４：ＮＯ）には、電気量記憶部５を参照して、送電線Ｌ１、Ｌ２毎の差動電流のΣＩ１Ｌ、ΣＩ２Ｌを算出する（ＳＴＥＰ１０５）。そして、差動電流ΣＩ１Ｌ、ΣＩ２Ｌより内部事故の検出を行う（ＳＴＥＰ１０６）。内部事故が検出された場合には、その遮断装置ＣＢに対して遮断指令を出力する（ＳＴＥＰ１０７）。遮断装置ＣＢでは、遮断指令の受信に基づいて、電力系統Ｅを他の電力系統から切り離すように接点を開放する。
If there is no abnormality of two or more in the transmission path (STEP 104: NO), the electric
一方、２以上の伝送路に異常がある場合（ＳＴＥＰ１０４：ＹＥＳ）には、電気量記憶部５を参照して、自端子と伝送可能な他端子における交差電流を算出する（ＳＴＥＰ１０８）。そして、算出した交差電流より短絡の検出を行う（Ｓ１０９）。短絡が検出され場合には、遮断装置ＣＢに対して遮断指令を出力する（ＳＴＥＰ１０７）。遮断装置ＣＢでは、遮断指令の受信に基づいて、電力系統Ｅを他の電力系統から切り離すように接点を開放する。 On the other hand, if there is an abnormality in two or more transmission paths (STEP 104: YES), the cross-current between the own terminal and another terminal capable of transmission is calculated with reference to the electric quantity storage unit 5 (STEP 108). Then, a short circuit is detected from the calculated cross current (S109). If a short circuit is detected, a cutoff command is output to the cutoff device CB (STEP 107). In the cutoff device CB, based on the reception of the cutoff command, the contacts are opened so as to disconnect the power system E from other power systems.
［１−３．効果］
以上のような構成及び作用を有する本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
[1-3. effect]
According to the present embodiment having the above-described configuration and operation, the following effects can be obtained.
（１）電流差動リレーシステム１内の電流差動リレー装置２１〜２４の伝送経路の状態に応じて、その状態に適した電力系統の保護を実施することができる。すなわち、通常時においては、差動電流のΣＩ１Ｌ、ΣＩ２Ｌに基づいて、内部事故の検出を行う。一方、伝送路において、２以上の異常が検出され全端子の電流値が揃わない場合には、交差電流ＩＡＲ〜ＩＤＲに基づいて短絡の有無の検出を行う。
(1) According to the state of the transmission path of the current
差動電流のΣＩ１Ｌ、ΣＩ２Ｌに基づく、内部事故の検出では、全ての端子の電流情報を検出できないと、電流差が生じる。そのため、系統の保護を正常に行うことができなくなる。しかしながら、伝送路に異常が発生した場合に演算方法を切替えることで、系統の保護を継続することが可能となる。これにより、システムロックを防止することが可能となる。 In detecting an internal accident based on the differential currents ΔI 1L and ΔI 2L , a current difference occurs if current information of all terminals cannot be detected. Therefore, the protection of the system cannot be performed normally. However, by switching the calculation method when an abnormality occurs in the transmission path, it is possible to continue protection of the system. This makes it possible to prevent system lock.
（２）また、本実施形態では、４つの電流差動リレー装置２１〜２４からなる電流リレーシステムについて説明したが、電流差動リレー装置の数は２つ以上であればこれに限らない。例えば、６つの電流差動リレー装置２１〜２６から構成することもできる。その場合には、伝送路において、３つの伝送異常が発生した場合でも、図６に示すように、電流差動リレー装置２１〜２６が、交差電流に基づき短絡の発生を検出することができる。
(2) In the present embodiment, the current relay system including the four current
（３）また、差動電流による内部事故の検出方法、及び交差電流による短絡の検出方法は、他の方法を利用することもできる。例えば、本実施形態では、電気量記憶部５に記憶された端子に接続する送電線Ｌ１に流れる電流Ｉ１Ｌと、送電線Ｌ２に流れる電流Ｉ２Ｌの差より交差電流を算出したが、交差電流を計測する変流器ＣＴを電力系統Ｅに設置しても良い。
(3) In addition, other methods can be used for the method of detecting an internal accident by a differential current and the method of detecting a short circuit by a cross current. For example, in the present embodiment, the cross current is calculated from the difference between the current I 1L flowing through the transmission line L1 connected to the terminal stored in the electric
（４）本実施形態では、伝送路の異常が発生した場合に、電力系統Ｅにおける事故の検出方法を、差動電流による内部事故の検出から、交差電流の差動による短絡の検出に切り替えた。しかしながら、事故の検出方法の切替えは、これに限らない。例えば、通常時には、差動電流による内部事故の検出と、交差電流による短絡の検出と、を併用しておく。そして、伝送路の異常が２以上発生した場合には、交差電流による短絡の検出のみに切替ても良い。 (4) In the present embodiment, when an abnormality occurs in the transmission line, the method of detecting an accident in the power system E is switched from detecting an internal accident by differential current to detecting a short circuit by differential cross current. . However, switching of the accident detection method is not limited to this. For example, at normal times, detection of an internal accident by a differential current and detection of a short circuit by a cross current are used together. Then, when two or more transmission line abnormalities occur, switching to only detection of a short circuit due to cross current may be performed.
内部事故検出部１１では、差動電流ΣＩ１Ｌ、または差動電流ΣＩ２Ｌが０であるか否かで内部事故の検出を行ったが、これに限らない。例えば、所定の値を設定しておき、差動電流ΣＩ１Ｌ、または差動電流ΣＩ２Ｌが所定の値を超えた場合に、内部事故を検出したとしても良い。
The internal
［２．第２の実施形態］
本実施形態の電流差動リレーシステムは、伝送路に２以上の異常か発生していない平常時には、自端子と他端子の零相電流より算出した第１の零相差動電流と、自端子の零相電圧とを用いた方向判定により地絡事故の検出を行う。一方、伝送路に２以上の異常が発生した場合には、零相交差電流から算出した第２の零相差動電流と、自端子の零相電圧とを用いた方向判定により地絡事故の検出を行う。
[2. Second Embodiment]
The current differential relay system according to the present embodiment includes a first zero-phase differential current calculated from the zero-phase currents of the own terminal and the other terminals in a normal state when two or more abnormalities do not occur in the transmission line, and The ground fault is detected by the direction determination using the zero-sequence voltage. On the other hand, when two or more abnormalities occur in the transmission line, the ground fault is detected by direction determination using the second zero-phase differential current calculated from the zero-phase crossing current and the zero-phase voltage of the own terminal. I do.
［２−１．構成］
図７は、本実施形態の電流差動リレーシステムの構成を示すブロック図である。すなわち、本実施形態の電流差動リレーシステムは、図７に示すように、各端子Ａ〜Ｄにおいて、送電線Ｌ１と送電線Ｌ２との間にかかる電圧を検出する電圧計ＶＴを備える。なお、第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
[2-1. Constitution]
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of the current differential relay system of the present embodiment. That is, as shown in FIG. 7, the current differential relay system of the present embodiment includes a voltmeter VT that detects a voltage applied between the transmission line L1 and the transmission line L2 at each of the terminals A to D. Note that the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
図８は、本実施形態の電流差動リレー装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の電流差動リレー装置は、前記実施形態の電流差動リレー装置２の差動電流算出部１０に代えて第１の零相差動電流算出部１５を配置し、交差電流算出部１３に代えて第２の零相差動電流算出部１６を配置し、内部事故検出部１１と短絡検出部１４に代えて地絡事故検出部１７を配置した構成とする。
FIG. 8 is a block diagram illustrating the configuration of the current differential relay device according to the present embodiment. In the current differential relay device of the present embodiment, a first zero-sequence differential
電気量取得部４は、電気量として、自端子の送電線１Ｌ及び２Ｌにおける電流値Ｉ１Ｌ、Ｉ２Ｌに加えて、自端子の電圧値Ｖを取得する。自端子の電圧値Ｖは、各端子に配置された電圧計Ｖより取得する。所得した自端子の電圧値Ｖは、送電線１Ｌ及び２Ｌにおける電流値と同様に、電気量記憶部５に記憶される。
The electric
第１の零相差動電流算出部１５は、電気量記憶部５に記憶された自電流差動リレー装置２で取得した自端子の零相電流と、他電流差動リレー装置２で取得した他端子の第１の零相電流の差動電流を算出する。
The first zero-sequence differential
第２の零相差動電流算出部１６は、自端子の零相の交差電流と、他端子の零相の交差電流より第２の零相差動電流を算出する。
The second zero-phase differential
地絡事故検出部１７は、第１及び第２の零相差動電流算出部で算出した零相差動電流と、自端の零相電圧より、地絡事故の検出を行う。
The
［２−２．作用］
以上の様な構成を有する本実施形態の電流差動リレーシステム１における動作について説明する。図９は、本実施形態の電流差動リレーシステム１の動作を示すフローチャートである。図９のフローチャートは、前記実施形態のフローチャートである図５のＳＴＥＰ１０５、１０６、１０８、１０９を変更したものである。
[2-2. Action]
The operation of the current
電流差動リレーシステム１が運用を開始され、伝送路に２以上の異常がない場合（ＳＴＥＰ２０４：ＮＯ）には、電気量記憶部５を参照して、送電線Ｌ１、Ｌ２毎の零相の差動電流のΣＩ１Ｌ、ΣＩ２Ｌを算出する（ＳＴＥＰ２０５）。そして、零相の差動電流ΣＩ１Ｌ、ΣＩ２Ｌと、自端の零相電圧を用いた方向判定を行い地絡事故の検出を行う（ＳＴＥＰ２０６）。地絡事故が検出された場合には、その遮断装置ＣＢに対して遮断指令を出力する（ＳＴＥＰ２０７）。遮断装置ＣＢでは、遮断指令の受信に基づいて、電力系統Ｅを他の電力系統から切り離すように接点を開放する。
When the operation of the current
一方、伝送路に２以上の異常がある場合（ＳＴＥＰ２０４：ＹＥＳ）には、電流差動リレー装置２１〜２４が、自端子及び伝送可能な他端子における零相の交差電流を算出する。そして算出した交差電流より零相の差動電流を算出する。この差動電流が、第２の差動電流となる（ＳＴＥＰ２０８）。そして、第２の差動電流と、自端の零相電圧を用いた方向判定を行い地絡事故の検出を行う（ＳＴＥＰ２０６）。地絡事故が検出された場合には、その遮断装置ＣＢに対して遮断指令を出力する（ＳＴＥＰ２０７）。遮断装置ＣＢでは、遮断指令の受信に基づいて、電力系統Ｅを他の電力系統から切り離すように接点を開放する。
On the other hand, when there are two or more abnormalities in the transmission path (STEP 204: YES), the current
［２−３．効果］
以上のような構成及び作用を有する本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。第１の実施形態と同様に、電流差動リレーシステム１内の電流差動リレー装置２の伝送経路の状態に応じて、その状態に適した電力系統Ｅの保護を実施することができる。
[2-3. effect]
According to the present embodiment having the above-described configuration and operation, the following effects can be obtained. Similarly to the first embodiment, according to the state of the transmission path of the current
［３．他の実施形態］
本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。具体的には、平行２回線系統を保護する電流差動リレーにおいて、全端子の電流値が揃った場合には、各回線単位で電流差動を行い、全端子の電流値が揃わない場合には交差電流の差動を行うことにあり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
[3. Other Embodiments]
Although a plurality of embodiments according to the present invention have been described herein, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the inventions. Specifically, in a current differential relay that protects a parallel two-line system, when the current values of all terminals are equal, current differential is performed for each line, and when the current values of all terminals are not equal, Is for performing differential of cross current, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and their equivalents.
１ …電流差動リレーシステム
２ …電流差動リレー装置
３ …有線ケーブル
４ …電気量取得部
５ …電気量記憶部
６ …伝送手段
７ …伝送路異常検出部
８ …伝送路異常判定部
９ …検出方法切替部
１０…差動電流算出部
１１…内部事故検出部
１２…保護指令出力部
１３…交差電流算出部
１４…短絡検出部
１５…第１の零相差動電流算出部
１６…第２の零相差動電流算出部
１７…地絡事故検出部
ＣＴ…変流器
ＣＶ…電圧計
ＣＢ…遮断装置
Ａ〜Ｄ…端子
ａ、ｂ…節
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記端子に対して設置され、電流差動リレーシステム内に設置された他の電流差動リレー装置と伝送路を介して接続される電流差動リレー装置と、
前記保護対象の電力系統を前記外部の電力系統から遮断する遮断装置と、
を備え、
前記電流差動リレー装置は、
前記伝送路の異常の検出を行う伝送路異常検出部と、
前記伝送路の異常に応じて前記電力系統内の事故の検出方法を切り替える検出方法切替部と、
設置される自端子の電気量を取得する電気量取得部と、
他の電流差動リレー装置が取得した他端子の電気量を前記伝送路を介して受信する伝送手段と、
を備え、
前記電気量取得部は、電気量として自端子の電流値を取得し、
前記電流差動リレー装置は、
前記保護対象の電力系統内の各端子に流れる電流値から差動電流を算出する差動電流算出部と、
前記差動電流より、前記電力系統における内部事故の検出を行う内部事故検出部と、を更に備え、
前記検出方法切替部は、前記伝送路において伝送路の異常箇所が２未満の場合には、前記電力系統内の事故の検出方法を前記差動電流より前記電力系統における内部事故の検出に切り替えることを特徴とする電流差動リレーシステム。 A current differential relay system that connects to an external power system at a terminal and protects the power system to be protected,
A current differential relay device installed for the terminal and connected via a transmission line with another current differential relay device installed in the current differential relay system,
A shutoff device for shutting off the power system to be protected from the external power system,
With
The current differential relay device,
A transmission line abnormality detection unit that detects an abnormality of the transmission line,
A detection method switching unit that switches a method of detecting an accident in the power system according to the abnormality of the transmission line,
An electric quantity acquisition unit for acquiring the electric quantity of the installed own terminal,
Transmission means for receiving the electric quantity of the other terminal obtained by the other current differential relay device via the transmission path,
With
The electric quantity acquisition unit acquires a current value of the own terminal as an electric quantity,
The current differential relay device,
A differential current calculation unit that calculates a differential current from a current value flowing through each terminal in the power system to be protected,
An internal accident detection unit that detects an internal accident in the power system from the differential current,
The detection method switching unit, wherein, when less than anomaly of the transmission line 2 in the transmission path, switch the detection method of an accident of the power in the system to detect the internal fault in the power system from the differential current A current differential relay system, characterized in that:
前記電流差動リレー装置は、
自端子における交差電流と、伝送可能な他端子の交差電流の算出を行う交差電流算出部と、
前記交差電流より短絡の検出を行う短絡検出部と、を更に備え、
前記検出方法切替部は、前記伝送路において前記伝送路の異常の箇所が２以上の場合には、前記電力系統内の事故の検出方法を前記交差電流による前記電力系統における短絡の検出に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の電流差動リレーシステム。 The electric quantity acquisition unit acquires a current value of the own terminal as an electric quantity,
The current differential relay device,
A cross current at its own terminal, a cross current calculation unit that calculates a cross current of another terminal that can be transmitted,
A short-circuit detection unit that detects a short circuit from the cross current,
The detection method switching unit, wherein when the abnormal point of the transmission path in a transmission path is two or more, switches the detection method of an accident of the power in the system to detect a short circuit in the power system by the crossing current The current differential relay system according to claim 1, wherein:
前記電流差動リレー装置は、
自端子の零相電流と他端子の零相電流とから第１の零相差動電流を算出する第１の零相差動電流算出部と、
前記第１の零相差動電流より前記電力系統における地絡事故の検出を行う地絡事故検出部と、
を更に備え、
前記検出方法切替部は、前記伝送路において伝送路の異常箇所が２未満の場合には、前記電力系統内の事故の検出方法を前記第１の零相差動電流より前記電力系統における地絡事故の検出に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の電流差動リレーシステム。 The electric quantity acquisition unit acquires the current value and the voltage value of the own terminal as the electric quantity,
The current differential relay device,
A first zero-phase differential current calculation unit that calculates a first zero-phase differential current from the zero-phase current of the own terminal and the zero-phase current of the other terminal;
A ground fault detector for detecting a ground fault in the power system from the first zero-phase differential current,
Further comprising
The detection method switching unit, wherein, when anomaly is less than 2 of the transmission path in the transmission path, a ground fault in the power system the detection method than the first zero-phase differential current accident of the power in the system The current differential relay system according to claim 1, wherein the current differential relay system is switched to detection of an accident.
前記電流差動リレー装置は、
自端子の交差電流と、伝送可能な他端子の交差電流から第２の零相差動電流を算出する第２の零相差動電流算出部と、
前記第２の零相差動電流より前記電力系統における地絡事故の検出を行う地絡事故検出部と、
を更に備え、
前記検出方法切替部は、前記伝送路において前記伝送路の異常の箇所が２以上の場合には、
前記電力系統内の事故の検出方法を前記第２の零相差動電流より前記電力系統における地絡事故の検出に切り替えることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の電流差動リレーシステム。 The electric quantity acquisition unit acquires a current value of the own terminal as an electric quantity,
The current differential relay device,
A second zero-phase differential current calculation unit that calculates a second zero-phase differential current from the cross current of the own terminal and the cross current of another terminal that can be transmitted;
A ground fault detector for detecting a ground fault in the power system from the second zero-phase differential current,
Further comprising
The detection method switching unit, when there are two or more abnormal locations of the transmission path in the transmission path,
Current differential relay according to claim 1 or claim 3, characterized in that switching the detection method of an accident of the power in the system to detect the ground fault in the power system from the second zero-phase differential current system.
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