JPH0245414B2 - - Google Patents
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- JPH0245414B2 JPH0245414B2 JP60290185A JP29018585A JPH0245414B2 JP H0245414 B2 JPH0245414 B2 JP H0245414B2 JP 60290185 A JP60290185 A JP 60290185A JP 29018585 A JP29018585 A JP 29018585A JP H0245414 B2 JPH0245414 B2 JP H0245414B2
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Protection Of Transformers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、継電器を用いた変圧器保護方法に
関し、特に変圧器の内部事故を確実に検出する方
法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for protecting a transformer using a relay, and particularly to a method for reliably detecting an internal fault in a transformer.
[従来の技術]
従来より、電力系統に接続される変圧器の内部
事故を検出するために差動継電器を用いること
は、広く行なわれている。[Prior Art] Conventionally, differential relays have been widely used to detect internal faults in transformers connected to power systems.
変圧器はエネルギの通過手段であり、その出入
口に電流変成器を設け、これら検出された電流を
合成して差動電流を求め、この差動電流の有無を
以て事故の有無を検出することは、電気回路にお
けるキルホツフの第一法則が成立するか否かを見
ていることであり、最も合理的とされている。こ
うした変圧器の差動保護では、常時は変圧器の電
圧(磁束)を確立するための励磁電流が誤差とし
て差動電流になつて流れる以外はほとんど零に近
く問題はないが、投入時は変圧器の磁束(電圧)
を確立するまでの間、過渡励磁電流(励磁突入電
流)がかなりの大きさをもつて流れ、本来の事故
時に流れる故障電流と大きさの上では見分けがつ
かない。 A transformer is a means of passing energy, and installing a current transformer at the entrance and exit of the transformer, combining these detected currents to obtain a differential current, and detecting the presence or absence of an accident based on the presence or absence of this differential current is as follows: This is to see whether Kirhoff's first law holds true in electrical circuits, and is considered the most rational. In such differential protection of a transformer, normally there is no problem, except that the excitation current to establish the voltage (magnetic flux) of the transformer is almost zero and flows as a differential current as an error, but when the transformer is turned on, the Magnetic flux (voltage) of the device
Until this is established, a considerable amount of transient excitation current (excitation inrush current) flows and is indistinguishable from the fault current that would normally flow during an accident.
この問題を回避するため、従来より過渡励磁電
流の波形に着目した、いわゆる高調波抑制方式が
用いられている。即ち、変圧器投入時に流れる過
渡励磁電流を調波分析すれば、高調波成分が多い
ので、これを利用して投入時に流れる過渡励磁電
流による誤動作を防止している。 In order to avoid this problem, a so-called harmonic suppression method has conventionally been used that focuses on the waveform of the transient excitation current. That is, if the transient excitation current that flows when the transformer is turned on is analyzed by harmonics, there are many harmonic components, and this is used to prevent malfunctions caused by the transient excitation current that flows when the transformer is turned on.
しかし、上記のような差動継電器を用いた従来
方法では、検出信号の処理にフイルタを必要と
し、その過渡現象を避けるのに時間遅れを持たせ
たりするため、基本波に対する応動が遅れ、継電
器の動作時間が長くなつてしまう。又、変圧器内
部の事故検出の確実性も十分ではない。 However, in the conventional method using a differential relay as described above, a filter is required to process the detection signal, and a time delay is added to avoid the transient phenomenon, so the response to the fundamental wave is delayed and the relay operation time becomes longer. Furthermore, the reliability of detecting accidents inside the transformer is not sufficient.
これを解決するため、例えば特開昭55−18856
号公報に開示されたように、変圧器の内部誘起電
圧を求め、継電器の動作を迅速にし且つ変圧器内
部事故の検出を確実にする方法が開発されてき
た。特開昭55−18856号公報に記載された技術内
容は、変圧器の一次側電圧、電流、二次側電圧、
電流を取り込み、予め与えられた一次側、二次側
の各巻線数に応じた全体電圧を求め、これら一次
側、二次側の全体電圧の比較により、変圧器投入
時と変圧器内部事故との識別を行うものである。 To solve this problem, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-18856
As disclosed in the above publication, a method has been developed to determine the internal induced voltage of a transformer, to speed up the operation of the relay, and to ensure the detection of faults inside the transformer. The technical contents described in JP-A-55-18856 are the primary side voltage, current, secondary side voltage of the transformer,
The current is taken in, the overall voltage is determined according to the number of windings on the primary and secondary sides given in advance, and by comparing these overall voltages on the primary and secondary sides, it is possible to determine whether the transformer is turned on or if there is an internal fault in the transformer. It is used for identification.
そして、変圧器の内部誘起電圧の両側に存在す
る漏洩インピーダンスを求め、この漏洩インピー
ダンスと全体電圧とから、電気回路的に内部誘起
電圧を求めている。更に、電気的定数に基づく内
部誘起電圧と磁気的特性に基づく内部誘起電圧と
の差の変動から内部事故を判別する方法も考えら
れる。この場合、一次側及び二次側の両方で上記
電圧差を演算し、
ω1=L1(dI1/dt)+R1I1−
V1+N1(dΦm/dt)
ε2=L2(dI2/dt)+R2I2−
V2+N2(dΦm/dt)
の変動が独立に監視される。しかし、実際には、
漏洩インピーダンスL1及びL2は、変圧器を休止
して特性試験した結果から上式のように一義的に
分離することはできず、もし、分離できたとして
も無視できない程度の誤差を含んでいる可能性が
ある。従つて、2つの電圧差を一次側及び二次側
の双方で監視して内部事故を判別することは、実
用上困難が伴う。 Then, the leakage impedance existing on both sides of the internal induced voltage of the transformer is determined, and the internal induced voltage is determined in terms of an electric circuit from this leakage impedance and the overall voltage. Furthermore, a method of determining an internal fault based on fluctuations in the difference between the internal induced voltage based on electrical constants and the internal induced voltage based on magnetic characteristics can also be considered. In this case, calculate the above voltage difference on both the primary side and the secondary side, ω 1 = L 1 (dI 1 /dt) + R 1 I 1 − V 1 + N 1 (dΦm / dt) ε 2 = L 2 ( The variation of dI 2 /dt) + R 2 I 2 − V 2 +N 2 (dΦm/dt) is independently monitored. However, in reality,
The leakage impedances L 1 and L 2 cannot be unambiguously separated as shown in the above equation from the results of characteristic tests with the transformer stopped, and even if they could be separated, they would contain errors that cannot be ignored. There is a possibility that there are. Therefore, it is difficult in practice to monitor the difference between the two voltages on both the primary side and the secondary side to determine an internal fault.
[発明が解決しようとする問題点]
従来の変圧器保護方法は以上のように、第1の
方法においては動作遅れという問題点があり、
又、第2の方法においては、電気回路的に内部誘
起電圧を求めているので、内部誘起電圧に事故が
生じても、各漏洩インピーダンスの事故と識別で
きないという問題点があつた。更に、第3の方法
においては、誤差を含む可能性のある漏洩インピ
ーダンスに基づいて一次側及び二次側の作用素ε1
及びε2を求めているので、内部事故を確実に判別
することができず、実用的でないという問題点が
あつた。[Problems to be Solved by the Invention] As described above, the first method of conventional transformer protection methods has the problem of delayed operation.
Further, in the second method, since the internal induced voltage is obtained from an electric circuit, there is a problem that even if a fault occurs in the internal induced voltage, it cannot be distinguished from a fault in each leakage impedance. Furthermore, in the third method, the primary and secondary side operators ε 1 are calculated based on the leakage impedance that may include errors.
and ε 2 , it is not possible to reliably determine internal accidents, which poses a problem that it is not practical.
この発明は上記のような問題点を解決するため
になされたもので、動作を迅速にし且つ変圧器の
内部事故を確実に検出できる変圧器保護方法を得
ることを目的とする。 This invention was made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a transformer protection method that can operate quickly and reliably detect internal faults in the transformer.
[問題点を解決するための手段]
この発明に係る変圧器保護方法は、変圧器の一
次側及び二次側のそれぞれの電流値I1,I2及び電
圧値E1,E2を検出し、電流値I1,I2から正規化さ
れた代数和電流IDを求め、この代数和電流IDと変
圧器の励磁インピーダンスの励磁特性とに基づい
て、磁気的特性に基づく変圧器の内部誘起電圧
EΦを求め、一方、変圧器の一次側及び二次側の
それぞれの電圧値E1,E2を電流値I1,I2で補償す
ると共に、一次側及び二次側について得られる2
つの電圧値を平均化して、電気的定数に基づく変
圧器の内部誘起電圧EIを求め、こうして求められ
た内部誘起電圧EΦとEIとを比較することにより、
変圧器の内部事故を判別するようにしたものであ
る。[Means for solving the problem] The transformer protection method according to the present invention detects current values I 1 and I 2 and voltage values E 1 and E 2 on the primary side and secondary side of the transformer, respectively. , the normalized algebraic sum current I D is determined from the current values I 1 and I 2 , and based on this algebraic sum current I D and the excitation characteristics of the excitation impedance of the transformer, the inside of the transformer based on the magnetic characteristics is determined. induced voltage
EΦ is calculated, and on the other hand, the voltage values E 1 and E 2 on the primary and secondary sides of the transformer are compensated with the current values I 1 and I 2 , and the 2 obtained on the primary and secondary sides is
By averaging the two voltage values to find the transformer's internal induced voltage E I based on electrical constants, and comparing the internal induced voltage EΦ and E I found in this way,
This system is designed to detect internal accidents in transformers.
[作用]
この発明においては、変圧器の内部誘起電圧に
対応する励磁インピーダンスの磁束関数即ち励磁
特性を予め求めておき、磁気回路として変圧器の
内部誘起電圧EΦを検出すると共に、電気回路と
しての内部誘起電圧EIを、一次側及び二次側につ
いて求められる2つの電圧値の平均化により求
め、これらEΦとEIとを比較することにより、そ
の変動を確実に検知して変圧器の内部事故を判別
する。[Function] In this invention, the magnetic flux function, that is, the excitation characteristic, of the excitation impedance corresponding to the internal induced voltage of the transformer is determined in advance, and the internal induced voltage EΦ of the transformer is detected as a magnetic circuit, and the internal induced voltage EΦ of the transformer is detected as an electric circuit. The internal induced voltage E I is determined by averaging the two voltage values obtained for the primary and secondary sides, and by comparing these EΦ and E I , it is possible to reliably detect fluctuations in the voltage inside the transformer. Determine accidents.
[実施例]
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第1図はこの発明による変圧器保護方法を説
明するためのブロツク回路構成図である。図にお
いて、1は保護対象となる変圧器、2及び3は変
圧器1の高圧側及び低圧側にそれぞれ設けられた
電流変成器即ち変流器である。変圧器1の等価回
路は第2図に示す通りであり、高圧側の漏洩イン
ピーダンス31と、この漏洩インピーダンス31
に接続されて励磁電流を流す励磁インピーダンス
32と、この励磁インピーダンス32に並列接続
されて理想の変圧器作用を起こす部分33と、こ
の理想変圧器部分33に接続された低圧側の漏枝
インピーダンス34とからなつている。そして、
変圧器1の本体の動作は、周知のごとく高圧側の
一次側端子1aに電圧が印加されれば低圧側の負
荷に応じて一次、二次側に電流が流れる。その
際、内部の漏洩インピーダンス31によりドロツ
プを生じ、その分を差引きした後、励磁インピー
ダンス32により変圧し、更に二次側の漏洩イン
ピーダンス34によるドロツプが生じた後、二次
側端子1bに出力電圧が表れるようになつてい
る。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block circuit diagram for explaining the transformer protection method according to the present invention. In the figure, 1 is a transformer to be protected, and 2 and 3 are current transformers provided on the high voltage side and low voltage side of the transformer 1, respectively. The equivalent circuit of the transformer 1 is as shown in FIG. 2, and the leakage impedance 31 on the high voltage side and
an excitation impedance 32 connected to the excitation impedance 32 to flow an excitation current, a section 33 connected in parallel to this excitation impedance 32 to produce an ideal transformer action, and a leakage impedance 34 on the low voltage side connected to this ideal transformer section 33. It is made up of. and,
As is well known, the operation of the main body of the transformer 1 is such that when a voltage is applied to the primary terminal 1a on the high voltage side, current flows to the primary and secondary sides depending on the load on the low voltage side. At this time, a drop occurs due to the internal leakage impedance 31, and after subtracting that amount, the voltage is transformed by the excitation impedance 32, and after a drop occurs due to the secondary side leakage impedance 34, it is output to the secondary side terminal 1b. Voltage is starting to appear.
第1図において39,40は変圧器1の高圧
側、低圧側にそれぞれ設けられた電圧変成器であ
る。41〜47は変流器2,3及び変成器39,
40の電流、電圧を変成する補助変成器であり、
41及び43は高圧側の電流I1用、42及び44
は低圧側の電流I2用、45及び46はそれぞれ高
圧側及び低圧側の電圧E1,E2用、47は代数和
電流ID用である。51〜57はそれぞれ補助変成
器41〜47に対応して設けられ、各補助変成器
41〜47の出力レベルを調整するレベルコンバ
ータである。 In FIG. 1, reference numerals 39 and 40 are voltage transformers provided on the high voltage side and low voltage side of the transformer 1, respectively. 41 to 47 are current transformers 2, 3 and transformer 39,
It is an auxiliary transformer that transforms 40 currents and voltages,
41 and 43 are for high voltage side current I 1 , 42 and 44
is for the current I 2 on the low voltage side, 45 and 46 are for the voltages E 1 and E 2 on the high and low voltage sides, respectively, and 47 is for the algebraic sum current ID . Level converters 51 to 57 are provided corresponding to the auxiliary transformers 41 to 47, respectively, and adjust the output level of each of the auxiliary transformers 41 to 47.
61〜67は各レベルコンバータ51〜57を
介したI1,I2,I1,I2、E1,E2,IDの値をサンプル
し且つホールドするサンプルホールドアンプ、7
1〜74は各サンプルホールドアンプ61〜64
の出力を受けて適当なゲインで増幅する可変ゲイ
ンアンプ、75〜77はバツフアアンプである。
尚、各可変ゲインアンプ71〜74のゲイン変更
は、後述するマイクロプロセツサ84の指令出力
により行なわれる。 Sample and hold amplifiers 61 to 67 sample and hold the values of I 1 , I 2 , I 1 , I 2 , E 1 , E 2 , and ID via each level converter 51 to 57;
1 to 74 are each sample hold amplifier 61 to 64
Variable gain amplifiers 75 to 77 are buffer amplifiers that receive the output of the amplifier and amplify it with an appropriate gain.
Incidentally, the gain of each variable gain amplifier 71 to 74 is changed by a command output from a microprocessor 84, which will be described later.
81は各アンプ71〜77の出力を切換えて
ADコンバータ82に入力するマルチプレクサで
ある。ADコンバータ82は以上の動作に必要な
精度と速度を有している。83はADコンバータ
82の出力を一時記憶するレジスタである。84
はマイクロプロセツサであり、ADコンバータ8
2からの入力を受けて変換、演算、判定時の処理
を行う他、サンプルホールドアンプ61〜67、
可変ゲインアンプ71〜74、マルチプレクサ8
1、ADコンバータ82等にタイミング制御信号
を送出し且つ上記処理結果から変圧器1の内部事
故を判別し、出力ロジツク85にその判別信号を
出力するようになつている。 81 switches the output of each amplifier 71 to 77.
This is a multiplexer that inputs to the AD converter 82. The AD converter 82 has the accuracy and speed necessary for the above operation. 83 is a register that temporarily stores the output of the AD converter 82. 84
is a microprocessor and AD converter 8
In addition to receiving input from 2 and performing conversion, calculation, and judgment processing, sample and hold amplifiers 61 to 67,
Variable gain amplifiers 71 to 74, multiplexer 8
1. A timing control signal is sent to the AD converter 82 and the like, and an internal fault in the transformer 1 is determined based on the above processing result, and the determination signal is output to the output logic 85.
次に、第3a図及び第3b図に示したマイクロ
プロセツサ84の詳細動作のフローチヤート図を
参照しながら、この発明の実施例の動作について
説明する。以下のフローは、周期的に発せられる
プログラム起動指令により処理される。 Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to the detailed flowchart of the operation of the microprocessor 84 shown in FIGS. 3a and 3b. The following flow is processed by a program start command issued periodically.
まず、補助変成器41,42から変圧器1の高
圧側電流I1、低圧側電流I2を読込み(ブロツク1
01)、それぞれCT比を乗じてCT即ち変流器2
の一次側電流を得た後、変圧器変圧比を乗じて正
規化された一次側電流を得る。これを電流I1の補
正(ブロツク102)及び電流I2の補正(ブロツ
ク103)と称する。次に、ブロツク104に進
み、正規化されたI1,I2から代数和電流IDを、
ID=I1+I2
により算出する。このIDの値は、補助変成器47
から検出される値よりも、補正されたI1,I2を用
いているので正確である。具体的には、正規化さ
れた代数和電流IDは、
ID=I1+(N2/N1)I2
但し、N1,N2:一次側、二次側の巻数で表さ
れる。又、実際には、I1,I2が反極性のベクトル
であるため、正規化された代数和電流IDは、公知
の差動電流となり、通常はほぼ0に近い値とな
る。 First, the high voltage side current I 1 and low voltage side current I 2 of the transformer 1 are read from the auxiliary transformers 41 and 42 (block 1
01), respectively multiplied by the CT ratio, CT, that is, current transformer 2
After obtaining the primary current, multiply by the transformer transformation ratio to obtain the normalized primary current. This is called correction of current I 1 (block 102) and correction of current I 2 (block 103). Next, proceeding to block 104, the algebraic sum current I D is calculated from the normalized I 1 and I 2 by I D =I 1 +I 2 . The value of this ID is determined by the auxiliary transformer 47
It is more accurate than the value detected from , since the corrected I 1 and I 2 are used. Specifically, the normalized algebraic sum current I D is I D = I 1 + (N 2 / N 1 ) I 2 where N 1 , N 2 are expressed as the number of turns on the primary side and secondary side. Ru. Furthermore, in reality, since I 1 and I 2 are vectors of opposite polarity, the normalized algebraic sum current I D becomes a known differential current, and usually takes a value close to 0.
この代数和電流IDは、第2図に示した変圧器1
の等価回路でいえば、内部の励磁インピーダンス
32に流す励磁電流にほぼ等しい。このとき、わ
ずかな対地静電容量による漏洩分があるが、励磁
電流に比べて小さいので無視してよい。代数和電
流IDが励磁電流に等しいので、このIDを使つて予
め与えられた励磁特性から、内部誘起電圧EΦ即
ち励磁インピーダンス32の両端間電圧V32を、
EΦ=f(ID)
で計算する(ブロツク105)。ここで、fは励
磁インピーダンス32のインピーダンス値に相当
するが、公知のように代数和電流IDの電流値に対
する関数として、非線形に変動する。 This algebraic sum current I D is calculated from the transformer 1 shown in Figure 2.
In terms of an equivalent circuit, it is approximately equal to the excitation current flowing through the internal excitation impedance 32. At this time, there is a small amount of leakage due to ground capacitance, but it can be ignored because it is small compared to the excitation current. Since the algebraic sum current I D is equal to the excitation current, from the excitation characteristics given in advance using this ID , the internal induced voltage EΦ, that is, the voltage V 32 across the excitation impedance 32, can be calculated as EΦ=f(I D ). Calculate (block 105). Here, f corresponds to the impedance value of the excitation impedance 32, and as is known, it varies nonlinearly as a function of the current value of the algebraic sum current ID .
このブロツク105では、予め与えられたテー
ブルにより、代数和電流IDに近いID0とこのID0に
対応するEΦ0を選び出し、
EΦ=EΦ0+f′(ID0)(ID−ID0)
等により計算を簡略化しても実用上支障がない。
なぜなら、IDが大きい値の領域では、f′(ID)が比
較的小さくなつており、f′(ID)△IDでも代数和電
流IDに対してEΦの誤差分が小さくなるからであ
る。 In this block 105, I D0 close to the algebraic sum current I D and EΦ 0 corresponding to this I D0 are selected from a table given in advance, and EΦ=EΦ 0 +f ' (I D0 ) (I D −I D0 ) There is no problem in practical use even if the calculation is simplified by
This is because in the region where I D is a large value, f′(I D ) is relatively small, and even f′(I D )△I D , the error of EΦ with respect to the algebraic sum current I D becomes small. It is from.
次に、補助変成器45,46から一次電圧E1、
二次電圧E2を読込み、又、補助変成器43,4
4からI1,I2を読込み、更に、タツプチエンジヤ
のタツプ位置を読込み、変圧器1内の一次、二次
巻線巻数N1,N2の値を与えられた表から読取る
(ブロツク106)。 Next, the primary voltage E 1 from the auxiliary transformers 45 and 46,
Read the secondary voltage E 2 and also the auxiliary transformer 43, 4
4 , the tap position of the tap changer is read, and the values of the numbers of turns N 1 and N 2 of the primary and secondary windings in the transformer 1 are read from the given table (block 106).
次に、ブロツク107に進み、高圧側の電圧
E1及び電流I1と、漏洩インピーダンスZ1(第2図
の漏洩インピーダンス31に相当)とから、一次
側の電気的定数に基づく変圧器1の内部誘起電圧
Ee1を
Ee1=E1−Z1I1
から求める。 Next, proceeding to block 107, the voltage on the high voltage side is
From E 1 and current I 1 and leakage impedance Z 1 (corresponding to leakage impedance 31 in Figure 2), the internal induced voltage of transformer 1 based on the electrical constants on the primary side can be calculated.
Find Ee 1 from Ee 1 = E 1 − Z 1 I 1 .
続いてブロツク108において、低圧側の電圧
E2及び伝流I2と、漏洩インピーダンスZ2(第2図
の漏洩インピーダンス34に相当)とから、二次
側の電気的定数に基づく変圧器1の内部誘起電圧
Ee2を
Ee2=E2+Z2I2
から求める。 Next, in block 108, the voltage on the low voltage side is
From E 2 and current I 2 and leakage impedance Z 2 (corresponding to leakage impedance 34 in Figure 2), the internal induced voltage of transformer 1 based on the electrical constants on the secondary side can be calculated.
Find Ee 2 from Ee 2 = E 2 + Z 2 I 2 .
こうして一次側及び二次側について求められた
内部誘起電圧Ee1及びEe2を、変圧器巻線比(高
圧側:N1、低圧側:N2)により寒準化して補正
し、
Ee1/N1≒Ee2/N2
を確かめる(ブロツク109)。 The internal induced voltages Ee 1 and Ee 2 thus obtained for the primary and secondary sides are corrected by cooling them using the transformer turns ratio (high voltage side: N 1 , low voltage side: N 2 ), and are calculated as Ee 1 / Confirm N 1 ≒Ee 2 /N 2 (block 109).
尚、単位法(p.u.)による基準化がブロツク1
07及び108で既に行われた場合には、ブロツ
ク109において
Ee1≒Ee2
が確かめられる。もし、両者が大きく異なる場合
は、計測系の故障等とみなして公知の警報装置
(図示せず)を作動させることは言うまでもない。 Note that standardization using the unit method (pu) is block 1.
07 and 108, in block 109 it is verified that Ee 1 ≈Ee 2 . It goes without saying that if there is a large difference between the two, it is assumed that there is a failure in the measurement system and a known alarm device (not shown) is activated.
ここで、2つの誘起電圧が等しければ内部事故
がないとみてよいから、内部誘起電圧として確か
らしい値は、両者を平均化した値、即ち、
EI=k・Ee1+l・Ee2
で求められる(ブロツク110)。ここで、Ee1
及びEe2は単位法によつて基準化された値であ
り、重み付け変数k及びlの値は、常識的には、
k=l=1/2
である。 Here, if the two induced voltages are equal, it can be assumed that there is no internal fault, so the most likely value for the internal induced voltage is found by averaging the two, that is, E I = k・Ee 1 + l・Ee 2 (block 110). Here, Ee 1
and Ee 2 are values standardized by the unit method, and the values of the weighting variables k and l are, in common sense, k=l=1/2.
こうして端子電圧E1及びE2にそれぞれ電流補
償を施して求めた内部誘起電圧EIと、測定電流I1
及びI2の正規化された代数和電流IDから求めた磁
気的特性に基づく内部誘起電圧EΦとを比較すれ
ば(ブロツク111)、これらは事故がなければ
当然等しい筈である。又、電気的定数に基づく内
部誘起電圧EIは事故がなければ低下することはな
く一定なので、その変動分を考慮した値k0を選び
これらを比較すれば(ブロツク112)、EIは一
定値k0以上である。これら2つの条件のどちらか
が成立しているとき、マイクロプロセツサ84
は、変圧器内部に事故はないと判断して抑制出力
「1」を出力する(ブロツク113)。 In this way, the internal induced voltage E I obtained by applying current compensation to the terminal voltages E 1 and E 2 and the measured current I 1
and the internal induced voltage EΦ based on the magnetic characteristics obtained from the normalized algebraic sum current I D of I 2 (block 111), they should of course be equal unless there is an accident. In addition, the internal induced voltage E I based on the electrical constant does not decrease unless there is an accident and is constant, so if we select a value k 0 that takes into account the variation and compare them (block 112), E I will be constant. The value k is greater than or equal to 0 . When either of these two conditions is met, the microprocessor 84
determines that there is no accident inside the transformer and outputs a suppression output of "1" (block 113).
以上のように、入力側及び出力側双方の電流、
電圧の測定値I1,I2,E1,E2から、電流I1,I2に
基づく内部誘起電圧EΦと、電圧E1,E2に基づく
内部誘起電圧EIとを求め、これらを比較すると共
に、変動分を検出して事故の判別を行つているの
で、過渡励磁状態において生じる不安定検出動作
を防止し且つ即応性及び信頼性の優れた変圧器保
護方法を実現していることが解る。又、変圧器の
休止状態での試験では、実際には分離できない漏
洩インピーダンス31及び34の電気的定数を、
一次側及び二次側から得られる値を平均化して丸
め処理することにより誤差を相殺し、電気的定数
に基づく内部誘起電圧EIを求めているので、実用
的で信頼性の高い事故判別を行うことができる。
もし、漏洩インピーダンス31及び33側で事故
が発生すれば、電気的定数に基づく内部誘起電圧
EIが変動し、励磁インピーダンス32側で事故が
発生すれば、磁気的特性に基づく内部誘起電圧
EΦが変動することになる。従つて、両者の比較
により内部事故及びその異常部分を確実に検出す
ることができ、速やかに変圧器の保護を行うこと
ができる。 As mentioned above, the current on both the input side and the output side,
From the measured voltage values I 1 , I 2 , E 1 , E 2 , find the internal induced voltage EΦ based on the currents I 1 , I 2 and the internal induced voltage E I based on the voltages E 1 , E 2 , and calculate these. In addition to comparison, faults are determined by detecting fluctuations, which prevents unstable detection operations that occur in transient excitation states and realizes a transformer protection method with excellent responsiveness and reliability. I understand. In addition, in tests with the transformer in rest state, the electrical constants of the leakage impedances 31 and 34, which cannot actually be separated, are
By averaging and rounding the values obtained from the primary and secondary sides, errors are canceled out and the internal induced voltage E I based on electrical constants is determined, making practical and reliable fault detection possible. It can be carried out.
If an accident occurs on the leakage impedance 31 and 33 sides, the internal induced voltage based on the electrical constants
If E I fluctuates and a fault occurs on the excitation impedance 32 side, the internal induced voltage based on the magnetic characteristics
EΦ will fluctuate. Therefore, by comparing the two, internal accidents and their abnormal parts can be reliably detected, and the transformer can be promptly protected.
第3b図は、第3a図のブロツク112に続く
フローチヤート図であり、電流及び電圧の検出値
からマイクロプロセツサ84が第2高調波成分を
検出して、投入時の異常検知における誤動作を阻
止するようにした場合を説明するためのものであ
る。この考え方は、いわゆる第2高周波抑制機能
という従来行なわれていた方法であるが、フイル
タを使用せずにマイクロプロセツサ84の演算処
理により調波分析を行うようにしているので基本
波に対する応動が迅速になり、第3a図の動作に
付加して一層の効果が得られるものである。 FIG. 3b is a flowchart following block 112 in FIG. 3a, in which the microprocessor 84 detects the second harmonic component from the detected current and voltage values to prevent malfunctions in abnormality detection at the time of power-on. This is to explain the case where it is done. This concept is a conventional method known as the so-called second high frequency suppression function, but since the harmonic analysis is performed by the arithmetic processing of the microprocessor 84 without using a filter, the response to the fundamental wave is reduced. This is quick and provides even greater effects in addition to the operation shown in FIG. 3a.
まず、上述の電流I1,I2及びE1,E2の読込み時
点で、以下の調波分析に便利な電圧0の時点を読
込み(ブロツク114)、このときのI1,I2の値
を(I1)0,(I2)0とする。これを用いて、
(ID)0=(I1)0+(I2)0・N2/N1
を算出する(ブロツク115)。 First, at the time of reading the above-mentioned currents I 1 , I 2 and E 1 , E 2 , the time of voltage 0, which is convenient for the following harmonic analysis, is read (block 114), and the values of I 1 and I 2 at this time are read. Let be (I 1 ) 0 and (I 2 ) 0 . Using this, (I D ) 0 = (I 1 ) 0 + (I 2 ) 0 ·N 2 /N 1 is calculated (block 115).
以下、(ID)0、(ID)1…、(ID)11をそれぞれ、ω
t=
2π/12毎に順次読込み記憶する(ブロツク11
5,116,117)。これらを、y0,y1,…,
y11とすると、直流分a0、基本波分a1及びb1、第
2高周波分a2及びb2は、それぞれ
a0=(y0+y1+y2+…+y11)/12
a1=[y0−y6+(y1−y5−y7+y11)/2
+√3・(y2−y4−y8−y10)/2]/6
b1=[y0+y6+y3−y9
+(y2+y4−y0−y10)/2
+√3(y1−y5−y7−y11)/2]/6
a2=[y0+y6−y3−y9+(y1−y2−y4
+y5+y7−y8−y10−y11)/2]/6
b2=[y0+y3+y6+y9+√3(y1+y2
−y4−y5+y7+y8−y10−y11)/2]/6
として求まる(ブロツク118)。 Below, (I D ) 0 , (I D ) 1 ..., (I D ) 11 are respectively ω
t=
Sequentially read and store every 2π/12 (block 11
5,116,117). These are y 0 , y 1 ,...,
If y 11 , the DC component a 0 , the fundamental wave components a 1 and b 1 , and the second high frequency components a 2 and b 2 are respectively a 0 = (y 0 +y 1 +y 2 +...+y 11 )/12 a 1 = [y 0 − y 6 + (y 1 − y 5 − y 7 + y 11 )/2 +√3・(y 2 − y 4 − y 8 − y 10 )/2]/6 b 1 = [y 0 +y 6 +y 3 −y 9 +(y 2 +y 4 −y 0 −y 10 )/2 +√3(y 1 −y 5 −y 7 −y 11 )/2]/6 a 2 = [y 0 +y 6 −y 3 −y 9 + (y 1 −y 2 −y 4 +y 5 +y 7 −y 8 −y 10 −y 11 )/2]/6 b 2 = [y 0 +y 3 +y 6 +y 9 +√ 3(y 1 +y 2 −y 4 −y 5 +y 7 +y 8 −y 10 −y 11 )/2]/6 (block 118).
次に、こうして求めた各直流成分の中から、直
流分a0を所定値kと比較して(ブロツク119)、
直流分a0が大きいときは、これを検出してブロツ
ク123に進み抑制出力「1」を生じるようにす
る。 Next, from among the DC components obtained in this way, the DC component a0 is compared with a predetermined value k (block 119),
When the DC component a0 is large, this is detected and the process proceeds to block 123, where a suppression output of "1" is generated.
又、各調波成分ai、biの絶対値を所定値k′と比
較して(ブロツク120)、これらが全て小さい
ときは、励磁電流そのものが小さいのであるか
ら、ブロツク123に進み抑制出力「1」を生じ
てよい。 Also, the absolute value of each harmonic component ai, bi is compared with a predetermined value k' (block 120), and if these are all small, the excitation current itself is small, so the process proceeds to block 123 and the suppression output is set to ``1''. ” may occur.
更に、各調波成分ai、biの互いに直交する成分
の比をとり、所定値k′と比較して(ブロツク12
1)、例えば
a2<k1b1
b2<k1a1
であれば、ブロツク123に進み抑制出力「1」
を出力する。同時に、
a2<k2a1
b2<k2b1
を満足している場合も抑制出力「1」を出力す
る。 Furthermore, the ratio of mutually orthogonal components of each harmonic component ai and bi is calculated and compared with a predetermined value k' (block 12).
1), for example, if a 2 < k 1 b 1 b 2 < k 1 a 1 , the process proceeds to block 123 and the suppression output is "1".
Output. At the same time, the suppression output "1" is also output when a 2 <k 2 a 1 b 2 <k 2 b 1 is satisfied.
更に、第2高調波成分の実効値I〓f2及び基本波
成分の実効値I〓f1をそれぞれ、
I〓f2=√2 2+2 2
I〓f1=√1 2+1 2
から求め、所定値k″と比較して(ブロツク12
2)、
I〓f2≧k12I〓f1
であれば、第2高調波成分が大であるとして、ブ
ロツク123に進み抑制出力「1」を生じさせ
る。 Furthermore, the effective value I〓f 2 of the second harmonic component and the effective value I〓f 1 of the fundamental wave component are respectively calculated as follows: I〓f 2 =√ 2 2 + 2 2 I〓f 1 =√ 1 2 + 1 2 and compare it with the predetermined value k'' (block 12
2) If I〓f 2 ≧k 12 I〓f 1 , it is assumed that the second harmonic component is large, and the process proceeds to block 123, where a suppression output of "1" is generated.
以上のブロツク119〜122の各比較条件が
いずれも成立しないときは、内部事故と判別して
ブロツク124に進み動作出力「1」を生じせし
める。 If none of the comparison conditions in blocks 119 to 122 are satisfied, it is determined that an internal accident has occurred, and the process proceeds to block 124, where an operation output of "1" is generated.
このようにして、変圧器健全時の過渡現象によ
り生じる差動継電器の誤動作は、完全に防止され
る。 In this way, malfunctions of the differential relay caused by transient phenomena when the transformer is healthy are completely prevented.
又、この発明によれば、変圧器1の内部事故時
には電圧が低下して電流が流入するため、電流
I1,I2に基づいて生じると仮定した内部誘起電圧
EΦと、電圧E1,E2に基づいて推定した内部誘起
電圧EIとが等しくなく(EΦ>EI)なり、平衡関
係(ブロツク111)がくずれる結果、ブロツク
113に進まず抑制出力「1」を生じない。従つ
て、第2調波成分を差動電流中に見出しにくい場
合にも、ブロツク124に進み動作出力「1」を
生じることになる。尚、上記実施例において、第
3a図のブロツク107及び108内で用いられ
る漏洩インピーダンスZ1及びZ2は、オンライン計
測値によつて補正された値であることは言うまで
もない。即ち、時間的に変動し得る計測値E1,
E2,I1,I2,N1及びN2と、変圧器運転開始前
(オンライン)に試験計測された一次及び二次間
の漏洩インピーダンスZ12(単位法によつて基準化
された値)とを用いて、例えば
Z1=−I2・Z12/(I1−I2)+
(E1−E2)/(I1−I2)
Z2=I1・Z12/(I1−I2)−
(E1−E2)/(I1−I2)
から計算される。従つて、Z1及びZ2をほぼ正確に
分離することができる。ここで、
Z1+Z2=Z12
である。 Further, according to the present invention, when an internal fault occurs in the transformer 1, the voltage drops and current flows;
Internal induced voltage assumed to occur based on I 1 and I 2
EΦ and the internal induced voltage E I estimated based on the voltages E 1 and E 2 are not equal (EΦ>E I ), and the equilibrium relationship (block 111) is broken. As a result, the process does not proceed to block 113 and the suppression output is ” does not occur. Therefore, even if it is difficult to find the second harmonic component in the differential current, the process proceeds to block 124 and produces the operating output "1". In the above embodiment, it goes without saying that the leakage impedances Z 1 and Z 2 used in blocks 107 and 108 in FIG. 3a are values corrected by on-line measured values. That is, the measured value E 1 which can vary over time,
E 2 , I 1 , I 2 , N 1 and N 2 , and the leakage impedance Z 12 between the primary and secondary tested and measured before the transformer starts operation (online) (a value standardized by the unit method) ), for example, Z 1 = −I 2 · Z 12 / (I 1 − I 2 ) + (E 1 − E 2 ) / (I 1 − I 2 ) Z 2 = I 1 · Z 12 / It is calculated from I 1 − I 2 ) − (E 1 − E 2 )/(I 1 − I 2 ). Therefore, Z 1 and Z 2 can be separated almost accurately. Here, Z 1 +Z 2 =Z 12 .
又、この場合、ブロツク107及び108にお
いて、巻数N1及びN2を用いて、電圧E1,E2及び
電流I1,I2をそれぞれ単位法(P.u.)で表現する
基準化が行われているので、ブロツク109にお
いては、
Ee1≒Ee2
が判定される。尚、ブロツク109は、単なる計
測系チエツク用のブロツクであり、この発明の特
徴ではないので、削除してもよい。 Also, in this case, in blocks 107 and 108, voltages E 1 and E 2 and currents I 1 and I 2 are standardized to be expressed in unit system (Pu) using the number of turns N 1 and N 2 . Therefore, in block 109, Ee 1 ≈Ee 2 is determined. Note that the block 109 is simply a block for checking the measurement system and is not a feature of the present invention, so it may be deleted.
更に、ブロツク110において、k及びlの値
を、
k=l=1/2
として、内部誘起電圧Ee1及びEe2を平均化する
場合を示したが、k及びlの値は、
k+l=1
を満たす範囲内で、それぞれ任意に設定され得る
ことは言うまでもない。 Furthermore, in block 110, the case where the internal induced voltages Ee 1 and Ee 2 are averaged by setting the values of k and l as k=l=1/2 was shown, but the values of k and l are as follows: k+l=1 It goes without saying that each can be set arbitrarily within the range that satisfies the following.
[発明の効果]
以上のようにこの発明によれば、変圧器の一次
側及び二次側のそれぞれの電流値I1,I2及び電圧
値E1,E2を検出し、電流値I1,I2の代数和電流ID
と変圧器内の励磁インピーダンスの励磁特性励磁
特性とに基づいて変圧器の内部誘起電圧EΦを求
め、一方、電圧値E1,E2を電流値I1,I2で補償し
て変圧器の内部誘起電圧EIを求め、2つの内部誘
起電圧EΦとEIとを比較することにより、変圧器
の内部事故を判別するようにしたので、変圧器内
部の励磁インピーダンスの故障による事故を確実
に検知できる変圧器保護方法が得られる効果があ
る。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the current values I 1 and I 2 and the voltage values E 1 and E 2 on the primary and secondary sides of the transformer are detected, and the current value I 1 is detected . , I 2 algebraic sum current I D
The internal induced voltage EΦ of the transformer is determined based on By determining the internal induced voltage E I and comparing the two internal induced voltages EΦ and E I , we are able to determine an internal fault in the transformer, thereby ensuring that no fault occurs due to a failure in the excitation impedance inside the transformer. This has the effect of providing a transformer protection method that can be detected.
第1図はこの発明の一実施例を説明するための
ブロツク構成図、第2図は変圧器の等価回路図、
第3a図及び第3b図はこの発明の一実施例の動
作を説明するためのフローチヤート図である。
1……変圧器、2,3……電流変成器、39,
40……電圧変成器、84……マイクロプロセツ
サ、I1……一次側電流値、I2……二次側電流値、
E1……一次側電圧値、E2……二次側電圧値、ID…
…代数和電流、EΦ,EI……内部誘起電圧、10
5……EΦを求めるブロツク、110……EIを求
めるブロツク、111……EΦとEIとを比較する
ブロツク、尚、図中、同一符号は同一又は相当部
分を示す。
FIG. 1 is a block configuration diagram for explaining one embodiment of the present invention, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a transformer,
FIGS. 3a and 3b are flowcharts for explaining the operation of an embodiment of the present invention. 1...Transformer, 2, 3...Current transformer, 39,
40...Voltage transformer, 84...Microprocessor, I1 ...Primary side current value, I2 ...Secondary side current value,
E 1 ...Primary side voltage value, E 2 ...Secondary side voltage value, I D ...
...Algebraic sum current, EΦ,E I ...Internal induced voltage, 10
5...Block for calculating EΦ, 110...Block for calculating E I , 111... Block for comparing EΦ and E I. In the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
値I1,I2から正規化された代数和電流IDを求め、
この代数和電流IDと前記変圧器の励磁インピーダ
ンスの励磁特性とに基づいて、磁気的特性に基づ
く前記変圧器の内部誘起電圧EΦを求め、 一方、前記変圧器の一次側及び二次側のそれぞ
れの電圧値E1,E2を前記電流値I1,I2で補償する
と共に、前記一次側及び二次側から得られる値を
平均化して、電気的定数に基づく前記変圧器の内
部誘起電圧E1を求め、 前記内部誘起電圧EΦとEIとを比較することに
より、前記変圧器の内部事故を判別するようにし
たことを特徴とする変圧器保護方法。[Claims] 1. Calculate the normalized algebraic sum current I D from the current values I 1 and I 2 on the primary and secondary sides of the transformer,
Based on this algebraic sum current ID and the excitation characteristic of the excitation impedance of the transformer, the internal induced voltage EΦ of the transformer based on the magnetic characteristics is determined, The respective voltage values E 1 and E 2 are compensated by the current values I 1 and I 2 , and the values obtained from the primary and secondary sides are averaged to calculate the internal induction of the transformer based on electrical constants. A method for protecting a transformer, characterized in that an internal fault in the transformer is determined by determining a voltage E 1 and comparing the internal induced voltage EΦ and E I.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60290185A JPS61173626A (en) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | Transformer protection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60290185A JPS61173626A (en) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | Transformer protection |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61173626A JPS61173626A (en) | 1986-08-05 |
| JPH0245414B2 true JPH0245414B2 (en) | 1990-10-09 |
Family
ID=17752848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60290185A Granted JPS61173626A (en) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | Transformer protection |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61173626A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54101140A (en) * | 1978-01-26 | 1979-08-09 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | System for protecting transformer |
-
1985
- 1985-12-23 JP JP60290185A patent/JPS61173626A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61173626A (en) | 1986-08-05 |
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