JP3129759B2 - ディジタル形電流差動保護リレー装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、π形分岐端子を含む多
端子送電線の各端子に対応してそれぞれ設けられ、相互
に電流値情報および断路器の開閉情報を送受信して系統
保護するディジタル形電流差動保護リレー装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】π形分岐のある３端子の送電線に適用し
たこの種の従来の保護リレー装置として図５に示すもの
があった。

【０００３】同図において、Ａ端子、Ｂ端子およびＣ端
子からなる３端子送電線において、Ｃ端子がπ形分岐構
成になっている。このうち、Ａ端子には断路器13および
遮断器15が直列に接続され、Ｂ端子には断路器23および
遮断器25が直列に接続されている。一方、Ｃ端子にはＡ
端側の断路器33A とＢ端側の断路器33B との相互接合点
に変圧器36と遮断器35とが直列に接続されている。ま
た、Ａ端子、Ｂ端子およびＣ端子に対応してディジタル
形電流差動保護リレー装置（以下、単に、電流作動リレ
ー装置と略記する）11，21，31が設けられている。

【０００４】ここで、Ａ端子の電流差動リレー装置11に
は断路器13を通る電流を検出する変流器10の二次回路電
流が導入されると共に、断路器13の補助接点（図示省
略）による開閉情報が取り込まれる。これと同様に、Ｂ
端子の電流差動リレー装置21には断路器23を通る電流を
検出する変流器20の二次回路電流が導入されると共に、
断路器23の補助接点（図示省略）による開閉情報が取り
込まれる。また、Ｃ端子の電流差動リレー装置31にはそ
れぞれ断路器33A ，33B を通る電流を検出する変流器30
A ，30B の各二次回路電流が導入されると共に、断路器
33A ，33B の補助接点（図示省略）による各開閉情報が
取り込まれる。

【０００５】また、電流差動リレー装置11、21および31
は、それぞれ通信装置12，22および32を介して、電流値
情報および断路器の開閉情報を相互に送受信する。そし
て、全ての端子の電流値情報および断路器の開閉情報に
基いて全端子間の事故区間判別および遮断区間判別をし
て、この判別結果により自端の遮断器15，25，35を開路
させる。

【０００６】この場合、事故区間および遮断区間を判別
する具体的な手法としては、各変流器10，20，30A ，30
B の二次回路電流をそれぞれＩ₁₀，Ｉ₂₀，Ｉ_30A ，Ｉ
_30B として、下表の演算に従う。

【０００７】

【表１】 一方、π形分岐のある４端子以上の送電線に適用した保
護リレー装置は現在のところ存在しないが、因みに、４
端子の送電線に適用するものとしては、図６に示す構成
が考えられる。ここでは、Ｃ端子およびＤ端子がπ形分
岐になっている。

【０００８】このうち、Ｄ端子にあっては、Ａ端側の断
路器43A とＢ端側の断路器43B との相互接合点に変圧器
46と遮断器45とが直列に接続されている。また、Ｄ端子
に対応して設けられる電流差動リレー装置41にはそれぞ
れ断路器43A ，43B を流れる電流を検出する変流器40A
，40B の各二次回路電流が導入されると共に、断路器4
3A ，43B の補助接点（図示省略）による各開閉情報が
取り込まれる。さらに、電流差動リレー装置41は、通信
装置42を介して、他の電流差動リレー装置と電流値情報
および断路器の開閉情報を送受信し、他と同様にして全
端子間の事故区間および遮断区間を判別する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した電流作動リレ
ー装置にあっては、断路器の開閉条件により各端子で
は、保護系統の内部か外部かの、いわゆる、事故区間の
判定はできるが、いずれの端子間での事故かを判定し、
適切な遮断をするための、いわゆる、遮断区間の判定が
できないという問題がある。以下、このことを図５を用
いて説明する。

【００１０】図５において、断路器33A は開路状態であ
ると仮定する。この状態で、変流器10および変流器30A
間のｆ₁ 点で事故が発生すれば、Ａ端子から事故点ｆ₁
に事故電流が流れる。従って、この事故電流に対応する
電流が変流器10の二次回路に流れ、この電流が電流差動
リレー装置11に導入される。また、Ｂ端子の変流器20お
よびＣ端子の変流器30B は、それぞれ断路器33A の開路
により、事故の影響を受けず、通常の二次回路電流を電
流差動リレー装置21および電流差動リレー装置31に導入
する。一方、Ｃ端子の変流器30A には断路器33Aの開路
により、Ｃ端子からの電流の流れ込みはなく、二次回路
電流も零となる。

【００１１】以上の情報により、電流差動リレー装置1
1，21，31がＡ端子とＣ端子との間の事故と判定し、こ
のうち、Ａ端子の電流差動リレー装置11が開路指令を出
力して遮断器15を開路させる。しかし、Ｂ端子の電流差
動リレー装置21およびＣ端子の電流差動リレー装置31は
遮断器の開路指令を出力しないため、遮断器25および遮
断器35はいずれも閉路状態を保持する。なお、変流器20
および変流器30B 間のｆ₂ 点で事故が発生した場合で
も、これと同様にして、事故区間および遮断区間の判別
が行われる。

【００１２】しかし、断路器33A が開路状態であると
き、変流器30A と断路器33A との間のｆ₃ 点で事故が発
生したとすると、前述した動作とは異なり、電流差動リ
レー装置が誤動作する。すなわち、ｆ₃ 点で事故が発生
した場合、Ａ端子からｆ₃ 点に流れ込む電流が変流器10
で検出され、その二次回路電流が電流差動リレー装置11
に導入される。Ｃ端子の変流器30A もまたこの事故電流
を検出して二次回路電流を電流差動リレー装置31に導入
する。このとき、電流差動リレー装置31は断路器33A が
開路状態にあるという条件とは無関係に、変流器30Aの
二次回路電流を変流器30B の二次回路の増大電流として
処理する。一方、Ｂ端子の変流器20は断路器33A が開路
しているという条件から、事故の影響を受けずにいる。

【００１３】以上の情報により、電流差動リレー装置11
は遮断器15に対する開路指令を出力してこの遮断器15を
開路させる。また、断路器33A が開路しているという条
件が成立しているけれどもこの条件とは無関係に、変流
器20と変流器30B をそれぞれ流れる電流値が相違するこ
とから、区間事故と判定され、電流差動リレー装置31も
遮断器35に対する開路指令を出力してこの遮断器35を開
路させてしまう。すなわち、Ｃ端子は事故の影響を受け
ることなく、通常通りに電力を供給することが可能であ
るにも拘らず、遮断器35を誤動作させてしまう。

【００１４】このことは、変流器10および断路器13間、
変流器20および断路器23間、変流器30B および断路器33
B 間に事故が発生したときにも同様である。以下、この
事故を盲点事故と呼称する。

【００１５】しかして、図５に示した従来の保護リレー
装置においては、盲点事故に対して遮断区間の判定が不
能になっており、図６の４端子π形分岐の送電線に対応
する保護リレー装置においてもこれと全く同様な事情に
あった。

【００１６】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、各端子の変流器および断路器間で事故が
発生した場合でも、遮断区間を確実に判別することので
きる、保護リレー装置を得ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、π形分岐端子
を含む多端子送電線の前記π形分岐端子に設けられ、自
端の電流値情報および断路器の開閉情報を取込むと共に
これらの情報を他端に送信し、かつ、他端の電流値情報
および断路器の開閉情報を受信し、自端と他端の各電流
値情報および断路器の開閉情報に基づいて全端子間の事
故区間判別および遮断区間判別をして、この判別結果に
応じて自端の遮断器を開路するディジタル形電流差動保
護リレー装置において、自端の断路器が開路中の送電線
の電流値をゼロとして、自端の断路器が閉路中の送電線
の電流値情報をそのまま送信する送信選択手段と、断路
器が開路中である他端の送電線の電流値をゼロとして電
流値情報を受信する受信処理手段と、を備えたことを特
徴とするものである。

【００１８】

【作用】本発明においては、自端の断路器が開路中の送
電線の電流値をゼロとして、自端の断路器が閉路中の送
電線の電流値情報のみを送信し、自端と他端との間に設
けられた断路器および他端の断路器の少なくとも一方が
開路中である他端の送電線の電流値をゼロとして電流値
情報を受信するようにしたため、π形分岐端子の変流器
および断路器間で発生した事故に対しても遮断区間の判
別が可能になっている。

【００１９】

【実施例】図１は本発明の一実施例の構成を、適用対象
と併せて示したブロック図である。同図において、図５
と同一の符号を付したものはそれぞれ同一の要素を示
す。ここでは、電流差動リレー装置31の詳細な構成が示
されており、ここに新たな機能が付加されている。

【００２０】すなわち、電流差動リレー装置31は、入力
変換器１，２、フィルタ3A，3B、Ａ−Ｄ変換器4A，4B、
ディジタル演算処理部５、および、光インタフェース６
とを備えている。このうち、入力変換器１の一次側に変
流器30A の二次回路が接続され、この入力変換器１の二
次側がフィルタ3Aを介してＡ−Ｄ変換器4Aの入力端に接
続されている。また、入力変換器２の一次側に変流器30
B の二次回路が接続され、この入力変換器２の二次側が
フィルタ3Bを介してＡ−Ｄ変換器4Bの入力端に接続され
ている。Ａ−Ｄ変換器4A，4Bの各出力端はディジタル演
算処理部５および光インタフェース６に接続されてい
る。また、ディジタル演算処理部５には、断路器33A ，
33B の状態を検出する断路器補助接点34A ，34B もそれ
ぞれ接続されている。一方、ディジタル演算処理部５
は、自端の断路器が開路中の送電線の電流値をゼロとし
て、自端の断路器が閉路中の送電線の電流値情報をその
まま送信する送信選択手段51と、開路中である他端の送
電線の電流値をゼロとして電流値情報を受信して自端の
遮断器の開路指令の出力処理をする受信処理手段52とを
備えている。なお、送信選択手段51はπ形分岐端子に対
応して設けられる電流差動リレー装置のみに設けられ、
受信処理手段52は各端子に対応して設けられる電流差動
リレー装置にそれぞれ設けられている。

【００２１】上記のように構成された本実施例の動作を
以下に説明する。

【００２２】先ず、π形分岐のＣ端子における変流器30
A の二次回路電流は、入力変換器１によって処理に好適
な電圧に変換される。この入力変換器１の出力は、フィ
ルタ3Aによって高調波成分が除去された後、Ａ−Ｄ変換
器4Aによってディジタル化されてディジタル演算処理部
５および光インタフェース６に加えられる。これと同様
に、変流器30B の二次回路電流は、入力変換器２によっ
て処理に好適な電圧に変換される。この入力変換器２の
出力は、フィルタ3Bによって高調波成分が除去された
後、Ａ−Ｄ変換器4Bによってディジタル化されてディジ
タル演算処理部５および光インタフェース６に加えられ
る。

【００２３】また、遮断区間を判別するために、断路器
33A ，33B の開閉に応動する断路器補助接点34A ，34B
の開閉情報もディジタル演算処理部５に取り込まれる。

【００２４】ここで、ディジタル演算処理部５は、断路
器の開閉情報と、この断路器が閉路されている線路の電
流値情報を他端の電流差動リレー装置にそれぞれ送信す
ると共に、他端の電流差動リレー装置から同様な情報を
受信する。

【００２５】次に、電流差動リレー装置31は全ての端子
の電流値情報および断路器開閉情報に基いて事故区間と
遮断区間とを判別し、判別結果を他端の電流差動リレー
装置に送信すると共に、同様な判別結果を他端の電流差
動リレー装置から受信する。

【００２６】ディジタル演算処理部５を構成する送信選
択手段51は、変流器30A および30Bによる２組の電流値
情報のうち、断路器が閉路されている側の電流値情報の
みを他端に送信する。また、受信処理手段52は断路器が
開路中の他端子の電流値情報の電流値をゼロとして受信
する。

【００２７】図２は送信選択手段51に対応するディジタ
ル演算処理部５の処理手順の一例を示すフローチャート
である。この場合、ステップ（以下、ステップをＳと略
記する）10で断路器33A が閉路しているか否かを判別
し、閉路しておれぱＳ11にて断路器33B が閉路している
か否かを判別する。そして、断路器33B が閉路していな
ければＳ12で変流器30A の二次回路電流情報のみを送信
する。断路器33B も閉路していた場合にはＳ13にて断路
器33A ，33B の両方の二次回路電流の加算値情報を送信
する。一方、Ｓ10で断路器33A が閉路していないと判定
された場合でも、Ｓ11にて断路器33B が閉路しているか
否かを判定する。そして、断路器33B が閉路しておれば
Ｓ14で変流器30B の二次回路電流情報のみを送信する。
また、断路器33B も閉路していなければ、Ｓ15で電流を
零としてその情報を送信する。

【００２８】図３は受信処理手段52に対応するディジタ
ル演算処理部の処理手順の一例で、特に、Ａ端子の電流
差動リレー装置11がＣ端子の電流値情報を受信した場合
を示す。ここではＳ20で断路器33A が閉路しているか否
かを判定し、閉路している時には、Ｓ21でＣ端子の電流
情報導入有りとして自端の遮断器の開路指令の出力処理
を実行し、反対に、閉路していない時には、Ｓ22でＣ端
子の電流値情報導入無し（電流値情報の電流値はゼロで
ある）として自端の遮断器の開路指令の出力処理を実行
する。

【００２９】図４は受信処理手段52に対応するディジタ
ル演算処理部の処理手順の一例で、特に、Ａ端子の電流
差動リレー装置11がＢ端子の電流値情報を受信した場合
を示す。すなわち、Ｓ30で断路器33A が閉路しているか
否かを判定し、閉路している場合にはＳ31で断路器33B
が閉路しているか否かを判定し、閉路しておればＳ32に
てＢ端子の電流値情報導入有りとして処理する。若し、
断路器33A および33Bのいずれか一方が閉路していなか
ったとすると、Ｓ33にてＢ端子からの電流値情報がなか
ったものとして処理する。これは、端子Ａから見て、Ｂ
端子との間に設けられる断路器33A ，33B のいずれか一
方が開路しておれば、Ｂ端子の電流値情報を受信しても
電流値をゼロとして処理することに外ならない。

【００３０】以上の処理により、例えば、断路器33A が
開路しているという条件で、図５中のｆ₃ 点で事故が発
生すると、電流差動リレー装置11はＣ端子およびＢ端子
の両方の情報に対して、これらの電流値情報が導入され
なかったものとして自端の遮断器の開路指令の出力処理
を実行するため、従来は盲点事故として判定できなかっ
た事故をも確実に検出することができる。

【００３１】なお、上記実施例ではπ形分岐路を一つだ
け含んでいる３端子の送電線に適用したものについて説
明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、π
形端子を二つ以上含む多端子送電線にも適用できること
は明らかである。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明によって明らかなように本発
明によれば、自端の断路器が開路中の送電線の電流値を
ゼロとして、自端の断路器が閉路中の送電線の電流値情
報をそのまま送信し、自端と他端との間に設けられた断
路器および他端の断路器の少な くとも一方が開路中であ
る他端の送電線の電流値をゼロとして電流値情報を受信
するようにしたため、π形分岐端子の変流器および断路
器間で発生した事故に対しても遮断区間の判別が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を、適用対象と併せて
示したブロック図。

【図２】本発明の一実施例の主要素の処理手順を示すフ
ローチャート。

【図３】本発明の一実施例の主要素の処理手順を示すフ
ローチャート。

【図４】本発明の一実施例の主要素の処理手順を示すフ
ローチャート。

【図５】従来の保護リレー装置の構成を、適用対象と併
せて示したブロック図。

【図６】従来のもう一つの保護リレー装置の構成を、適
用対象と併せて示したブロック図。

【符号の説明】

５ ディジタル演算処理部 １０ 変流器 １１ 電流差動リレー装置 １３ 断路器 １５ 遮断器 ２０ 変流器 ２１ 電流差動リレー装置 ２３ 断路器 ２５ 遮断器 ３０Ａ 変流器 ２０Ｂ 変流器 ３１ 電流差動リレー装置 ３３Ａ 断路器 ３３Ｂ 断路器 ３５ 遮断器 ５１ 送信選択手段 ５２ 受信処理手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上 野 和 生 東京都府中市東芝町１ 株式会社東芝 府中工場内 (56)参考文献 特開 昭58−108920（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−262836（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02H 3/28 H02H 7/26

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】π形分岐端子を含む多端子送電線の前記π
   形分岐端子に設けられ、自端の電流値情報および断路器
   の開閉情報を取込むと共にこれらの情報を他端に送信
   し、かつ、他端の電流値情報および断路器の開閉情報を
   受信し、自端と他端の各電流値情報および断路器の開閉
   情報に基づいて全端子間の事故区間判別および遮断区間
   判別をして、この判別結果に応じて自端の遮断器を開路
   するディジタル形電流差動保護リレー装置において、 自端の断路器が開路中の送電線の電流値をゼロとして、
   自端の断路器が閉路中の送電線の電流値情報をそのまま
   送信する送信選択手段と、 断路器が開路中である他端の送電線の電流値をゼロとし
   て電流値情報を受信する受信処理手段と、 を備えたことを特徴とするディジタル形電流差動保護リ
   レー装置。