JPH085696A - 母線保護方法および装置 - Google Patents
母線保護方法および装置Info
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- JPH085696A JPH085696A JP7144285A JP14428595A JPH085696A JP H085696 A JPH085696 A JP H085696A JP 7144285 A JP7144285 A JP 7144285A JP 14428595 A JP14428595 A JP 14428595A JP H085696 A JPH085696 A JP H085696A
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
- H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
- H02B13/035—Gas-insulated switchgear
- H02B13/065—Means for detecting or reacting to mechanical or electrical defects
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
- H02H1/04—Arrangements for preventing response to transient abnormal conditions, e.g. to lightning or to short duration over voltage or oscillations; Damping the influence of dc component by short circuits in ac networks
- H02H1/046—Arrangements for preventing response to transient abnormal conditions, e.g. to lightning or to short duration over voltage or oscillations; Damping the influence of dc component by short circuits in ac networks upon detecting saturation of current transformers
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
- H02H7/261—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Installation Of Bus-Bars (AREA)
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
- Laying Of Electric Cables Or Lines Outside (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 外部故障と内部故障を区別することができる
母線保護装置および方法を提供する。 【構成】 ｋ＞＝２個の引出口（２）が各場合において
１つのスイッチ（３）を介して接続されている母線
（１）を保護する装置であって、引出口（２）毎に引出
口における電流特性Ｉｋを決定する電流決定装置と、ス
イッチ（３）に接続され且つ故障信号に従ってこのスイ
ッチ（３）を開くような１つのフィールド装置（５）
と、プロセス・バス（７）を介してフィールド装置
（５）に接続された中央ユニット（６）であって、ここ
で故障信号はベクトル電流特性Ｉｋから決定される、中
央ユニット（６）と、を備え、フィールド装置（５）に
は、拡張手段（９）と、電流Ｉｋの最大値Ｉｋｍａｘを
決定し且つある特別な保持時間ｔｈに対するこの最大値
Ｉｋｍａｘを保持する最大値検出器（１０）とが設けら
れている。
母線保護装置および方法を提供する。 【構成】 ｋ＞＝２個の引出口（２）が各場合において
１つのスイッチ（３）を介して接続されている母線
（１）を保護する装置であって、引出口（２）毎に引出
口における電流特性Ｉｋを決定する電流決定装置と、ス
イッチ（３）に接続され且つ故障信号に従ってこのスイ
ッチ（３）を開くような１つのフィールド装置（５）
と、プロセス・バス（７）を介してフィールド装置
（５）に接続された中央ユニット（６）であって、ここ
で故障信号はベクトル電流特性Ｉｋから決定される、中
央ユニット（６）と、を備え、フィールド装置（５）に
は、拡張手段（９）と、電流Ｉｋの最大値Ｉｋｍａｘを
決定し且つある特別な保持時間ｔｈに対するこの最大値
Ｉｋｍａｘを保持する最大値検出器（１０）とが設けら
れている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、保護実行の分野に係
る。この発明は請求項１の序文による母線保護方法に由
来するものであり、更に、母線保護装置に関する。
る。この発明は請求項１の序文による母線保護方法に由
来するものであり、更に、母線保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような母線保護装置は、H. Ungrad
等による "Schutztechnik in Elektroenergiesystemen"
（"Protection practise in electric power system
s"), Springer Verlag 1991のページ182 ffに既に述べ
られている。母線保護システムでは、電流は、変流器を
用いて母線の引出口で検出されなければならない。短絡
−母線の保護ゾーンの内側および外側の−の場合には、
大きな電流が発生し、これらの電流は、変流器の磁心飽
和を引き起こすことがある。これが母線保護システムの
調子を狂わせることもある。従来のアナログ母線保護装
置では、変流器の飽和はアナログ方法で検出され、保護
装置はブロックされる。しかしながら、変流器が飽和し
てしまうために上で特定したシステムは外部故障と外部
故障とを区別しない。他の手段は、ＢＢＣカンパニから
出ているＩＮＸ２母線保護システム（BrownBoveri Mitt
eilungen (Brown Boveri News) , Volume 52, No.4/5,
ページ326 〜339)によるものである。ここでは、電流に
比例する電圧が、いわゆるセーパー（shapers)によって
方形波信号に変換される。１つのセーパーが電流の各半
波に対して、それ故、両方に対して、設けられている。
変流器の飽和の影響を軽減するため、積分器がセーパー
の下流側に接続されて、デジタル方形波信号をある時間
の間それらの作動位置に保持する。この付加的なデバイ
スの結果、主な変流器の各飽和に関しては、それが強す
ぎるために電流が実際のゼロ交差（zero crossing)の前
にブレイク・ダウンしてしまうような場合であっても、
開始された半波の方向は、測定が終了するまで、若しく
は次の半波が開始するまでのいずれかのときまで記憶さ
れる。分岐電流の方向若しくは位相を比較することによ
って故障を検出し、内部若しくは外部故障が存在するか
どうかを判断することが可能である。
等による "Schutztechnik in Elektroenergiesystemen"
（"Protection practise in electric power system
s"), Springer Verlag 1991のページ182 ffに既に述べ
られている。母線保護システムでは、電流は、変流器を
用いて母線の引出口で検出されなければならない。短絡
−母線の保護ゾーンの内側および外側の−の場合には、
大きな電流が発生し、これらの電流は、変流器の磁心飽
和を引き起こすことがある。これが母線保護システムの
調子を狂わせることもある。従来のアナログ母線保護装
置では、変流器の飽和はアナログ方法で検出され、保護
装置はブロックされる。しかしながら、変流器が飽和し
てしまうために上で特定したシステムは外部故障と外部
故障とを区別しない。他の手段は、ＢＢＣカンパニから
出ているＩＮＸ２母線保護システム（BrownBoveri Mitt
eilungen (Brown Boveri News) , Volume 52, No.4/5,
ページ326 〜339)によるものである。ここでは、電流に
比例する電圧が、いわゆるセーパー（shapers)によって
方形波信号に変換される。１つのセーパーが電流の各半
波に対して、それ故、両方に対して、設けられている。
変流器の飽和の影響を軽減するため、積分器がセーパー
の下流側に接続されて、デジタル方形波信号をある時間
の間それらの作動位置に保持する。この付加的なデバイ
スの結果、主な変流器の各飽和に関しては、それが強す
ぎるために電流が実際のゼロ交差（zero crossing)の前
にブレイク・ダウンしてしまうような場合であっても、
開始された半波の方向は、測定が終了するまで、若しく
は次の半波が開始するまでのいずれかのときまで記憶さ
れる。分岐電流の方向若しくは位相を比較することによ
って故障を検出し、内部若しくは外部故障が存在するか
どうかを判断することが可能である。
【０００３】このシステムは、非常に複雑なアナログシ
ステムであり、これは特に、位相比較の保護アルゴリズ
ムのためにのみ使用され得る。これ以外にも、このよう
なシステムは最初に述べた本の194 ff頁に既述されてい
る。
ステムであり、これは特に、位相比較の保護アルゴリズ
ムのためにのみ使用され得る。これ以外にも、このよう
なシステムは最初に述べた本の194 ff頁に既述されてい
る。
【０００４】
【発明の概要】故に、本発明の１つの目的は母線保護の
新規な方法と新規な装置を提供することにあり、ここで
は、変流器における飽和の影響下にある場合でさえ、外
部および内部故障を確実に検出し且つ区別することが可
能である。特に、この方法は数的なものとされ、異なる
保護アルゴリズムに対して使用され得る。この目的は第
１の請求項の特徴によって最初に述べられたタイプの方
法で達成される。本発明による方法の重要な点は、引出
口における電流の最大値が決定され、これらがある保持
時間の間保持されるということである。電流値はこの場
合それ自身の最大値若しくはそれに比例する値のいづれ
かに保持される。こうして矯正された電流特性は、これ
に続いて、更にベクトル的に処理される。故障信号はこ
れらの電流特性を用いて異なる保護アルゴリズムによっ
て決定される。保護アルゴリズムとしては、電流安定性
を有した電流比較や位相比較から好きなものを選ぶこと
ができる。
新規な方法と新規な装置を提供することにあり、ここで
は、変流器における飽和の影響下にある場合でさえ、外
部および内部故障を確実に検出し且つ区別することが可
能である。特に、この方法は数的なものとされ、異なる
保護アルゴリズムに対して使用され得る。この目的は第
１の請求項の特徴によって最初に述べられたタイプの方
法で達成される。本発明による方法の重要な点は、引出
口における電流の最大値が決定され、これらがある保持
時間の間保持されるということである。電流値はこの場
合それ自身の最大値若しくはそれに比例する値のいづれ
かに保持される。こうして矯正された電流特性は、これ
に続いて、更にベクトル的に処理される。故障信号はこ
れらの電流特性を用いて異なる保護アルゴリズムによっ
て決定される。保護アルゴリズムとしては、電流安定性
を有した電流比較や位相比較から好きなものを選ぶこと
ができる。
【０００５】本発明による装置は引出口毎に最大値検出
器と拡張手段とを有したフィールド装置を備えており、
この装置によって、上に述べた最大値を拡張する方法を
実行することができる。更に他の実施例がサブクレーム
に記載されている。本発明による設計の利点は、特に、
変流器の飽和による妨害的な影響を抑制できることにあ
る。この結果は、変流器とは無関係の保護システムの機
能性である。特に、フォールス・トリッピング（false
tripping) は外部故障の場合には確実に防止される。更
に、本発明による母線保護システムは異なる保護アルゴ
リズムにも適している。
器と拡張手段とを有したフィールド装置を備えており、
この装置によって、上に述べた最大値を拡張する方法を
実行することができる。更に他の実施例がサブクレーム
に記載されている。本発明による設計の利点は、特に、
変流器の飽和による妨害的な影響を抑制できることにあ
る。この結果は、変流器とは無関係の保護システムの機
能性である。特に、フォールス・トリッピング（false
tripping) は外部故障の場合には確実に防止される。更
に、本発明による母線保護システムは異なる保護アルゴ
リズムにも適している。
【０００６】
【実施例】図を見れば明らかなように、同じ参照番号は
幾つかの図面を通じて同じか若しくは対応する部分を表
示しており、図３は本発明による保護装置のブロック図
を示す。１は、ｋ＞＝２個の引出口２（３は説明されて
いる）を示す。各引出口２は、負荷１２、スイッチ３を
通じて母線１に接続されている消費者、即ちジェネレー
タを備える。変流器４は、スイッチ３と母線１の間に付
加的に設けられている。電流特性Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、概
してＩｋは、ｋ個の引出口２によって変流器４で決定さ
れる。故障がいづれかの場所で発生した場合、即ち短絡
（矢印によって示されている）が発生した場合、電流Ｉ
ｋは短時間の間に増大し、それらの方向若しくはそれら
の位相角度を変化させることがある。母線保護の目的
は、内部故障の場合、即ち監視されている母線１の領域
における短絡の場合に、スイッチ３によってできるだけ
早く引出口２を分離させ、損害および動作障害をできる
だけ少なくするよう維持することにある。電流Ｉｋは故
障の場合には非常に大きくなるため、磁心飽和は変流器
４で生じ得る。この結果、電流はもはや図１および２の
破線によって表示されているようなサイン曲線では変化
せず、最大となり再び減衰する（実線によって表示され
る）。
幾つかの図面を通じて同じか若しくは対応する部分を表
示しており、図３は本発明による保護装置のブロック図
を示す。１は、ｋ＞＝２個の引出口２（３は説明されて
いる）を示す。各引出口２は、負荷１２、スイッチ３を
通じて母線１に接続されている消費者、即ちジェネレー
タを備える。変流器４は、スイッチ３と母線１の間に付
加的に設けられている。電流特性Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、概
してＩｋは、ｋ個の引出口２によって変流器４で決定さ
れる。故障がいづれかの場所で発生した場合、即ち短絡
（矢印によって示されている）が発生した場合、電流Ｉ
ｋは短時間の間に増大し、それらの方向若しくはそれら
の位相角度を変化させることがある。母線保護の目的
は、内部故障の場合、即ち監視されている母線１の領域
における短絡の場合に、スイッチ３によってできるだけ
早く引出口２を分離させ、損害および動作障害をできる
だけ少なくするよう維持することにある。電流Ｉｋは故
障の場合には非常に大きくなるため、磁心飽和は変流器
４で生じ得る。この結果、電流はもはや図１および２の
破線によって表示されているようなサイン曲線では変化
せず、最大となり再び減衰する（実線によって表示され
る）。
【０００７】様々な引出口の電流を互いに比較するた
め、電流Ｉｋの更なる処理はベクトル的に実行されなけ
ればならない。この目的のため、電流Ｉｋのベクトル基
本周波数要素（vectorial fundamental frequency comp
onent)Ｉｋが決定される。これは好ましくはフーリエ変
換によって行われる。しかしながら、変流器の飽和は基
本周波数要素Ｉｋからは検出され得ず、それ故、この影
響もまた最小にすることは不可能である。変流器が飽和
した場合、電流Ｉｋの基本周波数要素Ｉｋの位相および
振幅は、歪みなしの特性からかなり歪む。付加的な安定
がなければ、これは保護システムをフォールス・トリッ
ピングへ導く可能性がある。本発明による方法および装
置の目的は、それ故、電流値を数的に安定させることで
ある。これは、分岐電流Ｉｋの最大Ｉｋｍａｘが決定さ
れ、この最大Ｉｋｍａｘがある保持時間ｔｈ（図１を参
照）の間拡張されたときに達成される。もし、数値母線
保護（numerical busbar protection)の場合に基本周波
数要素Ｉｋの決定前にこの方法が適用されたならば、保
護システムの機能における変流器の飽和の影響は実質的
に減少される。
め、電流Ｉｋの更なる処理はベクトル的に実行されなけ
ればならない。この目的のため、電流Ｉｋのベクトル基
本周波数要素（vectorial fundamental frequency comp
onent)Ｉｋが決定される。これは好ましくはフーリエ変
換によって行われる。しかしながら、変流器の飽和は基
本周波数要素Ｉｋからは検出され得ず、それ故、この影
響もまた最小にすることは不可能である。変流器が飽和
した場合、電流Ｉｋの基本周波数要素Ｉｋの位相および
振幅は、歪みなしの特性からかなり歪む。付加的な安定
がなければ、これは保護システムをフォールス・トリッ
ピングへ導く可能性がある。本発明による方法および装
置の目的は、それ故、電流値を数的に安定させることで
ある。これは、分岐電流Ｉｋの最大Ｉｋｍａｘが決定さ
れ、この最大Ｉｋｍａｘがある保持時間ｔｈ（図１を参
照）の間拡張されたときに達成される。もし、数値母線
保護（numerical busbar protection)の場合に基本周波
数要素Ｉｋの決定前にこの方法が適用されたならば、保
護システムの機能における変流器の飽和の影響は実質的
に減少される。
【０００８】最大のＩｋｍａｘを拡張するため、最大Ｉ
ｋｍａｘ自身（図１の「簡易最大拡張」）、若しくはそ
れに比例する値（図２の「動的最大拡張」）のいづれに
おいても電流値は保持され得る。両方の変化に共通する
ことは、保持時間ｔｈが、外部から指示された最大保持
時間ｔｏと最大の発生の瞬間ｔａの間の差として計算さ
れることである。経験により、５０Ｈｚシステムにおけ
る最適な最大保持時間ｔｏは１２．５ｍｓであることが
分かった。有効な最大Ｉｋｍａｘが検出された場合、こ
の値はｔｈの時間間隔の間保持され、その結果、方形波
信号の型が作り出される。動的最大拡張の場合、最大値
Ｉｋｍａｘはそれに比例する値で保持される。比例係数
ｖは次のような公式を用いて計算される。 ｖ＝１／ sin (２π ｔａ／Ｔｏ） ｔａは最大Ｉｋｍａｘの発生の瞬間に対応し、ｔｏはシ
ステム周波数の時間間隔に対応する。上述した方法によ
る最大値の拡張後、電流特性Ｉｋは更にベクトル的に処
理される。つまり、基本周波数要素Ｉｋだけが考慮され
る。
ｋｍａｘ自身（図１の「簡易最大拡張」）、若しくはそ
れに比例する値（図２の「動的最大拡張」）のいづれに
おいても電流値は保持され得る。両方の変化に共通する
ことは、保持時間ｔｈが、外部から指示された最大保持
時間ｔｏと最大の発生の瞬間ｔａの間の差として計算さ
れることである。経験により、５０Ｈｚシステムにおけ
る最適な最大保持時間ｔｏは１２．５ｍｓであることが
分かった。有効な最大Ｉｋｍａｘが検出された場合、こ
の値はｔｈの時間間隔の間保持され、その結果、方形波
信号の型が作り出される。動的最大拡張の場合、最大値
Ｉｋｍａｘはそれに比例する値で保持される。比例係数
ｖは次のような公式を用いて計算される。 ｖ＝１／ sin (２π ｔａ／Ｔｏ） ｔａは最大Ｉｋｍａｘの発生の瞬間に対応し、ｔｏはシ
ステム周波数の時間間隔に対応する。上述した方法によ
る最大値の拡張後、電流特性Ｉｋは更にベクトル的に処
理される。つまり、基本周波数要素Ｉｋだけが考慮され
る。
【０００９】２つの好ましい保護アルゴリズムが以下に
記載されている。これにより、電流特性Ｉｋから故障信
号を発生することができる。安定係数ｋｓｔは、電流安
定性を有した電流比較方法の場合に計算され、ｋｓｔは
電流特性の幾何学的合計と電流特性の数的合計の商に対
応する。次の公式によって表現される。 ｋｓｔ＝│ΣＩｋ│／Σ│Ｉｋ│ ここで、ｋ＝１．．． 引出口の数 Ｉｋ＝引出口ｋにおける電流特性 内部故障の場合、ｋｓｔはほぼ値１に到達し、一方、外
部故障の場合、それは０の最小値に到達する。閾値を用
いて外部故障と内部故障を区別することが可能である。
最大拡張を持たない方法の場合、内部故障若しくは外部
故障に対するｋｓｔの領域は互いに重なり合うため、こ
の結果、明確な区別は不可能である。どのようにすれば
内部故障を外部故障から明確に区別できるかどうかの基
準は、内部故障に対する最小ｋｓｔ係数と外部故障に対
する最大ｋｓｔ値の間の差ｄｋｓｔにある。
記載されている。これにより、電流特性Ｉｋから故障信
号を発生することができる。安定係数ｋｓｔは、電流安
定性を有した電流比較方法の場合に計算され、ｋｓｔは
電流特性の幾何学的合計と電流特性の数的合計の商に対
応する。次の公式によって表現される。 ｋｓｔ＝│ΣＩｋ│／Σ│Ｉｋ│ ここで、ｋ＝１．．． 引出口の数 Ｉｋ＝引出口ｋにおける電流特性 内部故障の場合、ｋｓｔはほぼ値１に到達し、一方、外
部故障の場合、それは０の最小値に到達する。閾値を用
いて外部故障と内部故障を区別することが可能である。
最大拡張を持たない方法の場合、内部故障若しくは外部
故障に対するｋｓｔの領域は互いに重なり合うため、こ
の結果、明確な区別は不可能である。どのようにすれば
内部故障を外部故障から明確に区別できるかどうかの基
準は、内部故障に対する最小ｋｓｔ係数と外部故障に対
する最大ｋｓｔ値の間の差ｄｋｓｔにある。
【００１０】以下の表に掲げたものは、経験によって得
られた値であって、内部故障と外部故障を区別すること
に関して、本発明による方法のうちどの方法が有利であ
るのかを視覚的に明らかにしたものである。 方法 ｄｋｓｔ 外部故障に対する 内部故障に対する 最大ｋｓｔ 最小ｋｓｔ 最大拡張なし −０．１２ ０．９１ ０．７９ 簡易最大拡張 ０．１７ ０．７９ ０．９６動的最大拡張 ０．３５ ０．６１ ０，９６ 最大拡張を持たない方法の場合、その結果は負のｄｋｓ
ｔ、即ち、外部故障と内部故障に対するｋｓｔの範囲は
重なっており、エラーのない状態で区別するのは不可能
である。動的最大拡張の場合、ｄｋｓｔは簡易最大拡張
の場合よりほぼ２倍大きい。このように、動的方法は明
らかに影響されにくいものであり、飽和の影響を実質的
に受けることはない。
られた値であって、内部故障と外部故障を区別すること
に関して、本発明による方法のうちどの方法が有利であ
るのかを視覚的に明らかにしたものである。 方法 ｄｋｓｔ 外部故障に対する 内部故障に対する 最大ｋｓｔ 最小ｋｓｔ 最大拡張なし −０．１２ ０．９１ ０．７９ 簡易最大拡張 ０．１７ ０．７９ ０．９６動的最大拡張 ０．３５ ０．６１ ０，９６ 最大拡張を持たない方法の場合、その結果は負のｄｋｓ
ｔ、即ち、外部故障と内部故障に対するｋｓｔの範囲は
重なっており、エラーのない状態で区別するのは不可能
である。動的最大拡張の場合、ｄｋｓｔは簡易最大拡張
の場合よりほぼ２倍大きい。このように、動的方法は明
らかに影響されにくいものであり、飽和の影響を実質的
に受けることはない。
【００１１】第２に、好ましい保護アルゴリズムは位相
比較アルゴリズムである。この場合、電流方向は、各引
出口の電流特性Ｉｋからの位相角φｋを利用して決定さ
れる。外部若しくは内部故障が存在するかどうかは、位
相角φｋにおける差から決定することができる。２個の
引出口を有するシステムの場合、電流の位相差の絶対値
がπ／２より小さければ、内部故障が存在する。差の絶
対値がこの値以上である場合、故障は外部である。まと
めに、図３及び４を利用して、本発明による保護システ
ムに必要なデバイスについて更に説明する。３個の引出
口２（例えば、この引出口では電流Ｉ１．．．Ｉ３が流
れている）は、母線１から分流する。これらの電流特
性、概してＩｋ、は、電流検出手段で検出される。電流
検出手段は例えば、変流器４とＡ／Ｄ変換器１１を備え
る。Ａ／Ｄ変換器は、フィールド装置（field unit) ５
の各引出口２に対して設けられており、対応する変流器
４に接続されている。Ａ／Ｄ変換器１１の上流側に接続
されているのは、アンチ−エイリアシング・フィルタと
して機能するロー・パス・フィルタ１４である。Ａ／Ｄ
変換器１１の下流側に接続されているのは、最大値Ｉｋ
ｍａｘが決定される最大値検出器１０である。この値
は、保持時間ｔｈの間、拡張手段９に保持される。拡張
手段９の下流には、ベクトル基本周波数要素Ｉｋを決定
するためにフーリエ・フィルタ８を接続することが好ま
しい。こうして準備された電流特性Ｉｋは、プロセス・
バス７を介して中央ユニット６へフィールド装置５によ
って与えられる。。中央ユニット６では、上に述べた保
護アルゴリズムの１つに従って故障信号が判断される。
フィールド装置５は、中央ユニット５によってプロセス
・バス７を介して、内部故障が存在するときはスイッチ
３を開くよう命令される。これは、各フィールド装置５
に設けられた制御装置１３によって実行される。
比較アルゴリズムである。この場合、電流方向は、各引
出口の電流特性Ｉｋからの位相角φｋを利用して決定さ
れる。外部若しくは内部故障が存在するかどうかは、位
相角φｋにおける差から決定することができる。２個の
引出口を有するシステムの場合、電流の位相差の絶対値
がπ／２より小さければ、内部故障が存在する。差の絶
対値がこの値以上である場合、故障は外部である。まと
めに、図３及び４を利用して、本発明による保護システ
ムに必要なデバイスについて更に説明する。３個の引出
口２（例えば、この引出口では電流Ｉ１．．．Ｉ３が流
れている）は、母線１から分流する。これらの電流特
性、概してＩｋ、は、電流検出手段で検出される。電流
検出手段は例えば、変流器４とＡ／Ｄ変換器１１を備え
る。Ａ／Ｄ変換器は、フィールド装置（field unit) ５
の各引出口２に対して設けられており、対応する変流器
４に接続されている。Ａ／Ｄ変換器１１の上流側に接続
されているのは、アンチ−エイリアシング・フィルタと
して機能するロー・パス・フィルタ１４である。Ａ／Ｄ
変換器１１の下流側に接続されているのは、最大値Ｉｋ
ｍａｘが決定される最大値検出器１０である。この値
は、保持時間ｔｈの間、拡張手段９に保持される。拡張
手段９の下流には、ベクトル基本周波数要素Ｉｋを決定
するためにフーリエ・フィルタ８を接続することが好ま
しい。こうして準備された電流特性Ｉｋは、プロセス・
バス７を介して中央ユニット６へフィールド装置５によ
って与えられる。。中央ユニット６では、上に述べた保
護アルゴリズムの１つに従って故障信号が判断される。
フィールド装置５は、中央ユニット５によってプロセス
・バス７を介して、内部故障が存在するときはスイッチ
３を開くよう命令される。これは、各フィールド装置５
に設けられた制御装置１３によって実行される。
【００１２】こうして、本発明は母線保護方法および装
置を全体的に利用可能とするものであり、これは変流器
における飽和現象とは無関係であり、外部故障と内部故
障を確実に検出し且つ区別し、更にまた、異なる保護ア
ルゴリズムにも使用することができる。本発明の多数の
変更や変形が可能なことは上のことから明らかである。
故に、請求の範囲の範囲内において本発明はここに特に
記述されたもの以外の方法で実行可能であることも理解
すべきである。
置を全体的に利用可能とするものであり、これは変流器
における飽和現象とは無関係であり、外部故障と内部故
障を確実に検出し且つ区別し、更にまた、異なる保護ア
ルゴリズムにも使用することができる。本発明の多数の
変更や変形が可能なことは上のことから明らかである。
故に、請求の範囲の範囲内において本発明はここに特に
記述されたもの以外の方法で実行可能であることも理解
すべきである。
【図１】歪みのない分岐電流信号と変流器の飽和によっ
て歪んでしまった分岐電流信号の時間特性を示す。
て歪んでしまった分岐電流信号の時間特性を示す。
【図２】歪みのない分岐電流信号と変流器によって歪ん
だ拡張された分岐電流信号の時間特性を本発明による最
大値のオーバシュートと拡張とともに示す。
だ拡張された分岐電流信号の時間特性を本発明による最
大値のオーバシュートと拡張とともに示す。
【図３】本発明による保護装置のブロック図を示す。
【図４】フィールド装置の一部のブロック図を示す。
１ 母線 ２ 引出口 ３ スイッチ ４ 変流器 ５ フィールド装置 ６ 中央ユニット ７ プロセス・バス ８ フーリエ・フィルタ ９ 拡張手段 １０ 最大値検出器 １１ Ａ／Ｄ変換器 １２ 負荷 １３ 制御装置 １４ ロー・パス・フィルタ Ｉ１．．．３ 引出電流 Ｉｋ 引出電流Ｉｋ ベクトル引出電流 Ｉｋｍａｘ 引出電流の最大値 ｔｈ 保持時間 ｔｏ 最大保持時間 ｔａ 最大のＩｋｍａｘの発生の瞬間 Ｔｏ システム周波数の間隔 ｖ 比例係数
Claims (10)
- 【請求項１】 ｋ＞＝２個の引出口を有した母線（１）
の保護方法において、 ａ）電流特性Ｉｋが引出口（２）で決定される段階と、 ｂ）ベクトル電流特性Ｉｋによって故障信号が決定され
る段階と、 ｃ）電流Ｉｋの最大Ｉｋｍａｘが決定される段階と、 ｄ）最大Ｉｋｍａｘの決定後、電流特性Ｉｋがこの最大
Ｉｋｍａｘである特別な保持時間ｔｈの間保持される段
階と、を備えることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法において、前記保持
時間ｔｈは、ｔｈ＝ｔｏｔａによって計算され、ここ
で、ｔａは最大Ｉｋｍａｘの発生の瞬間に対応し、ｔｏ
は外部から指示された最大保持時間に対応する方法。 - 【請求項３】 請求項１若しくは２のいづれかに記載の
方法において、引出口の電流特性Ｉｋは保持時間ｔｈの
間対応する最大Ｉｋｍａｘに比例する値で保持される方
法。 - 【請求項４】 請求項３記載の方法において、前記最大
値Ｉｋｍａｘには次の係数が掛け算され、 ｖ＝１／ sin（２π ｔａ／Ｔｏ） ここでｔａは最大値Ｉｋｍａｘの発生時間に対応し、Ｔ
ｏはシステム周波数の基本間隔に対応する方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいづれかに記載の方法に
おいて、故障信号として、ベクトル電流特性Ｉｋの幾何
学的合計とベクトル電流特性Ｉｋの数的合計の商に対応
する安定係数ｋｓｔが計算される方法。 - 【請求項６】 請求項５記載の方法において、内部故障
若しくは外部故障が存在するかどうかがｋｓｔの値によ
って決定され、ここでは特に、ｋｓｔの低限界値のアン
ダシュート時には外部故障が存在すると決定され、上部
限界値のオーバシュート時には内部故障が存在すると決
定される方法。 - 【請求項７】 請求項１〜４のいづれかに記載の方法に
おいて、ベクトル電流特性Ｉｋを用いて、位相情報の１
つの項目φｋが計算され、位相情報の項目φｋを用いて
内部故障若しくは外部故障が存在するかどうかが判断さ
れる方法。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいづれかに記載の方法に
おいて、フーリエ・フィルタがベクトル電流特性Ｉｋを
決定するために使用される方法。 - 【請求項９】 ｋ＞＝２個の引出口（２）が各場合にお
いて１つのスイッチ（３）を介して接続されている母線
（１）を保護する装置において、 ａ）引出口（２）毎に、引出口における電流特性Ｉｋを
決定する電流決定装置と、 ｂ）スイッチ（３）に接続され、且つ、故障信号に従っ
てこのスイッチ（３）を開くような、各場合における１
つのフィールド装置（５）と、 ｃ）プロセス・バス（７）を介してフィールド装置
（５）に接続された中央ユニット（６）であって、ここ
で故障信号はベクトル電流特性Ｉｋから決定される、中
央ユニット（６）と、を備え、 ｄ）フィールド装置（５）には、拡張手段（９）と、電
流Ｉｋの最大値Ｉｋｍａｘを決定し且つある特別な保持
時間ｔｈに対するこの最大値Ｉｋｍａｘを保持する最大
値検出器（１０）とが設けられている、ことを特徴とす
る装置。 - 【請求項１０】 請求項９記載の装置において、フーリ
エ・フィルタ（８）は、ベクトル電流特性Ｉｋを決定す
るために各フィールド装置（５）に設けられており、フ
ィルタ（８）は拡張手段（９）の下流側に接続されてい
る装置。
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