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JPH0767233B2 - Digital ground fault bus protection relay - Google Patents
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JPH0767233B2 - Digital ground fault bus protection relay - Google Patents

Digital ground fault bus protection relay

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Publication number
JPH0767233B2
JPH0767233B2 JP63327606A JP32760688A JPH0767233B2 JP H0767233 B2 JPH0767233 B2 JP H0767233B2 JP 63327606 A JP63327606 A JP 63327606A JP 32760688 A JP32760688 A JP 32760688A JP H0767233 B2 JPH0767233 B2 JP H0767233B2
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JP
Japan
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current
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zero
amount
differential
Prior art date
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JP63327606A
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JPH0251317A (en
Inventor
伸夫 江田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH0767233B2 publication Critical patent/JPH0767233B2/en
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、高抵抗接地電力系統の母線を保護するデジ
タル形地絡母線保護継電装置に関し、特に、地絡事故検
出誤差の防止並びに外部地絡事故に対する確実な動作抑
制を実現したデジタル形地絡母線保護継電装置に関する
ものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital ground fault bus protection relay device for protecting a bus of a high resistance ground power system, and more particularly to prevention of ground fault accident detection error and external The present invention relates to a digital ground fault bus protection relay device that realizes reliable operation control against a ground fault accident.

[従来の技術] 第7図は、例えば特公昭50−27574号公報に記載され
た、従来の地絡母線保護継電装置を示す構成図である。
[Prior Art] FIG. 7 is a block diagram showing a conventional ground fault bus protection relay device described in, for example, Japanese Patent Publication No. 50-27574.

図において、(1)は電力系統の母線であり、便宜的に
単線で示すが実際は三相線からなっている。(2m)(m
=1〜n)は母線(1)に接続されたn個の回線、(3
m)は各回線(2m)に設置された変流器(以下、CTとい
う)、(4)は母線(1)に接続された計器用変圧器等
の電圧変成器(以下、PTという)である。
In the figure, (1) is a bus of the electric power system, which is shown as a single line for convenience, but is actually a three-phase line. (2m) (m
= 1 to n) are n lines connected to the bus (1), (3
m) is a current transformer (hereinafter referred to as CT) installed on each line (2 m), and (4) is a voltage transformer (hereinafter referred to as PT) such as an instrument transformer connected to the busbar (1). is there.

(5m)は各CT(3m)の二次側に接続されて各回線(2m)
の零相電流Imを検出するための入力装置であり、それぞ
れ、直列配置されたトランス(6)及び(7)と、トラ
ンス(7)の二次側に接続された抵抗(8)及び整流回
路(9)とを備えている。
(5m) is connected to the secondary side of each CT (3m) and each line (2m)
Which are input devices for detecting the zero-phase current Im of the transformer, and the resistors (8) and the rectifier circuit connected to the secondary side of the transformers (6) and (7), respectively, which are arranged in series. (9) and are provided.

(10)はPT(4)の三次側から得られる母線(1)の零
相電圧Vと各入力装置(5m)の出力とに基づいてリレー
動作信号Sを導出する母線保護リレーであり、零相電圧
Vと各トランス(6)からの零相電流差動量とに基づい
て有効伏差動量をEを導出する有効分差動量導出回路
(11)と、零相電圧Vと整流回路(9)を介したトラン
ス(7)からの零相電流抑制量とに基づいて有効抑制量
を導出する有効抑制量導出回路(12)と、有効分差
動量E及び有効抑制量Eの比率差動に基づいてリレ
ー動作信号Sを導出するレベル検出回路(13)とを備え
ている。
(10) is a busbar protection relay that derives a relay operation signal S based on the zero-phase voltage V of the busbar (1) obtained from the tertiary side of PT (4) and the output of each input device (5m), An effective component differential amount deriving circuit (11) for deriving the effective breakdown differential amount E D based on the phase voltage V and the zero phase current differential amount from each transformer (6), and the zero phase voltage V and rectification. a circuit effective inhibiting amount deriving circuit for deriving an effective inhibiting amount E R based on the zero-phase current suppression amount from the transformer (7) through (9) (12), the active component differential amount E D and the effective suppression And a level detection circuit (13) for deriving the relay operation signal S based on the ratio differential of the quantity E R.

次に、第7図に示した従来の地絡母線保護継電装置の動
作について説明する。
Next, the operation of the conventional ground fault bus protection relay device shown in FIG. 7 will be described.

各零相電流Im(m=1〜n)が導入された入力装置(5
m)は、トランス(6)を介してリレー動作用の差動量
を、又、トランス(7)、抵抗(8)及び整流回路
(9)を介してリレー動作抑制用の抑制量をそれぞれ導
出する。
An input device (5 with each zero-phase current Im (m = 1 to n) introduced
m) derives the differential amount for relay operation via the transformer (6) and the suppression amount for relay operation suppression via the transformer (7), the resistor (8) and the rectifier circuit (9). To do.

一般に、母線保護リレー(10)内の有効分差動量導出回
路(11)は、全回線(21)〜(2n)に対する零相電流差
動量をベクトル合成して差動量とし、一方、有効抑制導
出回路(12)は、各整流回路(9)の出力を並列接続し
て、各回線の零相電流Imに比例した零相電流抑制量のう
ち最大値を抑制量としている。
Generally, the effective component differential amount derivation circuit (11) in the busbar protection relay (10) vector-synthesizes the zero-phase current differential amounts for all lines (2 1 ) to (2n) into a differential amount. The effective suppression derivation circuit (12) connects the outputs of the rectifier circuits (9) in parallel, and sets the maximum value of the zero-phase current suppression amounts proportional to the zero-phase current Im of each line as the suppression amount.

従って、母線(1)の外部地絡事故の場合、差動量は0
又はCT(3m)の誤差に比例した微少量となり、抑制量は
事故電流に比例した量となる。
Therefore, in the case of an external ground fault on bus (1), the differential amount is 0.
Or, it becomes a very small amount proportional to the CT (3m) error, and the suppression amount becomes an amount proportional to the fault current.

又、母線(1)の内部地絡事故の場合、差動量が事故電
流に比例した量となり、抑制量は母線(1)に流入する
各回線(2m)の事故電流のうち最大値に比例した量とな
る。
In the case of an internal ground fault on the bus (1), the differential amount is proportional to the fault current, and the suppression amount is proportional to the maximum value of the fault current of each line (2m) flowing into the bus (1). It will be the amount.

母線保護リレー(10)内のレベル検出回路(13)は、比
率差動原理を用いており、差動量及び抑制量を比率差動
によりレベル比較して母線(1)の地絡事故を検出す
る。
The level detection circuit (13) in the busbar protection relay (10) uses the ratio differential principle, and detects the ground fault accident of the busbar (1) by comparing the levels of the differential amount and suppression amount by ratio differential. To do.

このとき、母線(1)に接続された送電線にケーブル系
がある場合、通常の比率差動リレーでは内部地絡事故時
に対して確実な動作ができなくなるおそれがある。
At this time, if the power transmission line connected to the bus bar (1) has a cable system, the normal ratio differential relay may not be able to reliably operate in the event of an internal ground fault.

第8図は通常の比率差動リレーを示す構成図であり、
(2a)〜(2c)は母線(1)に接続された回線、(3a)
〜(3c)は各回線(2a)〜(2c)に設置されたCT、(1
4)は回線(2a)及び(2b)とグランドとの間に存在す
るケーブル充電容量、jIは回線(2a)及び(2b)に流
れる充電電流である。
FIG. 8 is a block diagram showing an ordinary ratio differential relay,
(2a) to (2c) are lines connected to the bus (1), (3a)
~ (3c) is the CT installed in each line (2a) ~ (2c), (1
4) the cable charging capacitance between the ground and the line (2a) and (2b), jI C is a charging current flowing through the line (2a) and (2b).

(15)及び(16)は回線(2c)とグランドとの間に挿入
された中性点接地抵抗(以下、NGRという)及び中性点
接地リアクトル(以下、NGLという)であり、互いに並
列接続されている。NGL(16)は充電容量(14)が大き
い場合の補償用に設けられている。
(15) and (16) are a neutral point ground resistance (hereinafter referred to as NGR) and a neutral point grounded reactor (hereinafter referred to as NGL) that are inserted between the line (2c) and the ground, and are connected in parallel with each other. Has been done. NGL (16) is provided for compensation when the charge capacity (14) is large.

(17)は第7図内のトランス(6)の出力回路に相当す
る差動量導出回路、(18)は整流回路(9)の出力回路
に相当する抑制量導出回路、(1〜)はレベル検出回路
(13)に相当する比率差動リレーである。
(17) is a differential amount derivation circuit corresponding to the output circuit of the transformer (6) in FIG. 7, (18) is a suppression amount derivation circuit corresponding to the output circuit of the rectifier circuit (9), and (1) are A ratio differential relay corresponding to the level detection circuit (13).

第8図の電力系統において、母線(1)に1φG(1線
地絡)事故Aが発生して事故電流Iが流れたとする
と、回線(2a)及び(2b)のCT(3a)及び(3b)には充
電電流jIが流れ、回線(2c)のCT(3c)には、NGR(1
5)に流れる事故電流IとNGL(16)に流れるリアクト
ル電流(−jIとの合成電流(I−jI)が流れる。
In power system of Figure 8, when the bus (1) in 1FaiG (1 Senchi絡) Accident A is fault current I N flows generated, the line (2a) and CT (3a) of (2b) and ( charging current jI C flows through the 3b), the CT (3c) of the line (2c), NGR (1
Fault current flowing in 5) I N and (reactor current flowing through the 16) (combined current and -jI L (I N -jI L) NGL flows.

ここで、抑制量導出回路(18)は、充電電流jI及び合
成電流(I−jI)のうちの最大値を抑制量Iとし
て導出するので、抑制量Iは、 I=I−jI となり、合成電流(I−jI)に比例した量となる。
Here, suppression amount derivation circuit (18), so to derive the maximum value of the charging current jI C and the resultant current (I N -jI L) as inhibiting amount I R, inhibiting amount I R is I R = I N -jI L becomes, the amount proportional to the combined current (I N -jI L).

又、差動量導出回路(17)は、入力される電流を総計し
た値を差動量Iとして導出するので、差動量Iは、 I=I−jI+2jI となり、I=2Iとすれば、 I=I となる。
Further, the differential amount deriving circuit (17) derives the total value of the input currents as the differential amount I D , so that the differential amount I D becomes I D = I N −jI L + 2jI C If I L = 2I C , then I D = I N.

比率差動リレー(19)は、例えば、 I−ηI>K … を判定し、式を満たせばリレー動作信号Sを導出す
る。但し、式において、ηは比率差動定数であり、K
は判定基準となる判定基準定数である。
Ratio differential relay (19), for example, to determine the I D -ηI R> K S ... , it derives the relay operation signal S satisfies the equation. However, in the formula, η is a ratio differential constant, and K
S is a criterion constant serving as a criterion.

式から明らかなように、充電電流jI及びリアクトル
電流(−jI)などの無効分電流(事故電流Iに対し
てπ/2のベクトル位相差を持つ電流)による抑制量I
が大きくなると、比率差動リレー(19)は、母線(1)
の内部地絡事故が発生してもリレー動作信号Sを導出せ
ず、不動作となってしまう。
As is apparent from the equation, the suppression quantity I R by the charging current jI C and the reactor current (-jI L) reactive current, such as (current having a vector phase difference of [pi / 2 with respect to fault current I N)
As the ratio becomes larger, the ratio differential relay (19) is connected to the bus bar (1).
Even if an internal ground fault occurs, the relay operation signal S is not derived and the operation becomes inoperative.

このような無効電流対策として、第7図の従来装置で
は、有効分差動量導出回路(11)及び有効分抑制量導出
回路(12)による比率差動原理を用いている。
As a countermeasure against such a reactive current, the conventional device of FIG. 7 uses the ratio differential principle by the effective component differential amount derivation circuit (11) and the effective component suppression amount derivation circuit (12).

即ち、母線保護リレー(10)内の有効差動量導出回路
(11)は、各入力装置(5m)からの零相電流差動量とPT
(4)からの零相電圧Vに基づいて、零相電圧Vと同相
の有効分差動量Eを導出し、同様に、有効分抑制量導
出回路(12)は、各零相電流抑制量及び零相電圧Vに基
づいて、零相電圧Vと同相の有効分抑制量Eを導出す
る。
That is, the effective differential amount derivation circuit (11) in the busbar protection relay (10) is connected to the zero phase current differential amount from each input device (5m) and the PT
Based on the zero-phase voltage V from (4), the effective component differential amount E D in phase with the zero-phase voltage V is derived, and similarly, the effective component suppression amount derivation circuit (12) controls each zero-phase current suppression. Based on the amount and the zero-phase voltage V, the effective component suppression amount E R in phase with the zero-phase voltage V is derived.

そして、レベル検出回路(13)は、有効分差動量E
び有効分抑制量Eに基づいて、 E−η・E≧Ko … 但し、η:抑制比率定数 Ko:判定基準定数 を判定し、式を満たせば母線保護用のリレー動作信号
Sを導出する。
Then, the level detection circuit (13), based on the active component differential amount E D and the active component inhibiting amount E R, E D -η R · E R ≧ Ko ... However, eta R: inhibition ratio constant Ko: determining If the reference constant is judged and the formula is satisfied, the relay operating signal S for bus protection is derived.

[発明が解決しようとする課題] 従来の地絡母線保護継電装置は以上のように、各回線
(2m)毎の零相電流Imの有効分お総和に比例した量を有
効分差動量(動作量)Eとし、又、各回線(2m)毎の
零相電流Imの有効分に比例した量を有効分抑制量E
して、比率差動原理を用いることにより、無効分電流
(充電電流jI、又はリアクトル電流(−jI))に起
因する不要抑制量による内部地絡事故の誤不動作を防止
している。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, the conventional ground fault bus protection relay device has an effective component differential amount which is proportional to the effective component sum of the zero-phase current Im for each line (2 m). and (operation amount) E D, also the amount proportional to the active component of the zero-phase current Im of each line (2m) as the active component inhibiting amount E R, with the use of the ratio differential principle, reactive current ( thereby preventing erroneous non-operation internal ground fault due to unnecessary suppression amount due to charging current jI C, or the reactor current (-jI L)).

しかし、外部地絡事故発生時に、有効分抑制量Eとし
てはNGR電流(事故電流)Iに比例した量を得ること
ができるが、NGL(16)により過渡直流分電流が発生す
るためCT(3m)が過渡的に直流飽和を生じることがあ
り、過渡直流分電流が大きく且つ継続時間が長ければ、
抑制できずに誤動作するおそれがあるという問題点があ
った。
However, the external ground fault accident occurs, as the active component inhibiting amount E R can be obtained an amount proportional to the NGR current (fault current) I N, for transient DC component current is generated by the NGL (16) CT (3m) may transiently cause DC saturation, and if the transient DC component current is large and the duration is long,
There is a problem in that it may not be suppressed and may malfunction.

又、外部地絡事故時において、無効分電流のみが母線
(1)を貫通した場合には、有効分抑制量がEが得ら
れず、無抑制状態となって誤動作するという問題点があ
った。
Further, when an external ground fault, when only reactive current is passed through the bus (1) is not the amount of active component suppression obtained E R, there is a problem that malfunction becomes uninhibited state It was

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、マイクロプロセッサを用いたデジタルリレー
を利用し、CTの過渡直流飽和による地絡事故検出誤差を
防止したデジタル形地絡母線保護継電装置を得ることを
目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and uses a digital relay using a microprocessor to prevent a ground fault accident detection error due to the transient DC saturation of CT. The purpose is to obtain a relay device.

又、この発明の別の発明は、外部地絡事故時に無効分電
流のみが母線を貫通しても、動作を抑制できるデジタル
形地絡母線保護装置を得ることを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a digital ground fault busbar protection device capable of suppressing the operation even if only the reactive current penetrates the busbar in the event of an external ground fault.

[課題を解決するための手段] この発明に係るデジタル形地絡母線保護継電装置は、電
圧変成器より導出した母線の零相電圧と変流器より導出
した各回線の零相電流とを各々、同一時刻、同一間隔で
サンプリングするサンプルホールド器と、サンプリング
された零相電圧及び零相電流をそれぞれデジタル量の電
圧データ及び電流データに変換するAD変換器と、電圧デ
ータ及び電流データに基づいて母線保護用のリレー動作
信号を導出する演算処理手段とを備え、演算処理手段と
して、電圧データと電流データとの積値を所定時間分だ
け加算して時間積分値を導出する時間積分手段と、時間
積分値を各回線の全数分加算して差動量を導出する差動
量演算手段と、時間積分値の絶対値に基づいて抑制量を
導出する抑制量演算手段と、差動量及び抑制量の比率差
動演算によりリレー動作信号を導出する比率差動演算手
段とを設けたものである。
[Means for Solving the Problem] A digital ground fault bus protection relay device according to the present invention provides a zero-phase voltage of a bus line derived from a voltage transformer and a zero-phase current of each line derived from a current transformer. Based on the voltage data and the current data, the sample-and-hold device that samples at the same time and the same interval, the AD converter that converts the sampled zero-phase voltage and zero-phase current into digital data and current data, respectively. And an arithmetic processing means for deriving a relay operation signal for busbar protection, and as the arithmetic processing means, a time integration means for deriving a time integral value by adding a product value of voltage data and current data for a predetermined time. , Differential amount calculation means for deriving the differential amount by adding all the time integrated values for each line, suppression amount calculation means for deriving the suppression amount based on the absolute value of the time integrated value, differential amount and Suppression The ratio differential operation amounts is provided with a the ratio differential operation means for deriving a relay operation signal.

又、この発明の別の発明に係るデジタル形地絡母線保護
継電装置は、演算処理手段として、更に、電圧データを
所定の位相角だけ移相して移相電圧データを導出する移
相手段を設け、時間積分手段、移相電圧データと電流デ
ータとの積値を所定時間分だけ加算するようにしたもの
である。
Further, a digital ground fault bus protection relay device according to another invention of the present invention further comprises, as an arithmetic processing means, a phase shift means for deriving phase shift voltage data by phase shifting voltage data by a predetermined phase angle. Is provided and the product value of the phase shift voltage data and the current data is added for a predetermined time.

[作用] この発明においては、各回線の地絡事故電力に相当する
積値を所定時間分(1サイクル分)積分し、この時間積
分値に基づいて比率差動演算を行なうことにより、ケー
ブル系の無効分電流による不要抑制量の発生を防止する
と共に、CTの過渡直流飽和による地絡事故検出誤差を軽
減する。
[Operation] In the present invention, the product value corresponding to the ground fault accident power of each line is integrated for a predetermined time (one cycle), and the ratio differential operation is performed based on this time integrated value, thereby performing the cable system. It is possible to prevent the generation of unnecessary suppression amount due to the reactive current of and to reduce the ground fault detection error due to the transient DC saturation of CT.

又、この発明の別の発明においては、電圧データを適当
な位相角(例えば、π/12〜π/6)だけ移相した後に電
流データとの積値を求め、この積値に基づいて比率差動
演算を行なうことにより、ケーブル系の無効分電流によ
る抑制量を適当量に制限し、内部地絡事故時に確実に動
作すると共に、外部地絡事故時の無効分電流により抑制
量を発生させて誤動作を防止する。
In another invention of the present invention, after the voltage data is phase-shifted by an appropriate phase angle (for example, π / 12 to π / 6), the product value with the current data is obtained, and the ratio is calculated based on this product value. By performing a differential operation, the amount of suppression due to the reactive current in the cable system is limited to an appropriate amount, and it operates reliably in the case of an internal ground fault, and the amount of suppression is generated by the reactive current in the case of an external ground fault. To prevent malfunction.

[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
図はこの発明の一実施例を示す構成図であり、(1)、
(2m)、(3m)及び(4)は前述と同様のものである。
[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
(2m), (3m) and (4) are the same as described above.

Tm(m=1〜n)は各回線(2m)に設置されたCT(3m)
からの零相電流Imを導入するための入力トランス、Toは
母線(1)に設置されたPT(4)からの零相電圧Vを導
入するための入力トランスである。
Tm (m = 1 to n) is CT (3m) installed in each line (2m)
Is an input transformer for introducing the zero-phase current Im from PT, and To is an input transformer for introducing the zero-phase voltage V from PT (4) installed on the bus bar (1).

(20)は入力トランスTo及びTmを介した零相電圧V及び
零相電流Imを導入してリレー動作信号Sを導出するデジ
タルリレーであり、零相電圧V及び電流Imに含まれる高
調波を除去するフィルタ(21)と、フィルタ(21)を介
した零相電圧V及び零相電流Imを各々同一時刻且つ同一
間隔でサンプリングするサンプルホールド器(以下、SH
という)(22)と、サンプリングされた零相電圧V及び
零相電流Imを時系列的に選択するマルチプレクサ(23)
と、マルチプレクサ(23)を介した零相電圧V及び零相
電流Imをそれぞれデジタルの電圧データDV及び電流デー
タDImに変換するAD変換器(24)と、電圧データDV及び
電流データDImを記憶するメモリ(25)と、所定のプロ
グラムに従って電圧データDV及び電流データDImの演算
を行なう演算処理手段(以下、CPUという)(26)と、C
PU(26)の演算結果即ちリレー動作信号Sを導出する出
力装置(27)とを備えている。
(20) is a digital relay that introduces the zero-phase voltage V and the zero-phase current Im through the input transformers To and Tm to derive the relay operation signal S, and detects the harmonics contained in the zero-phase voltage V and the current Im. A filter (21) to be removed and a sample-hold device (hereinafter, SH) that samples the zero-phase voltage V and the zero-phase current Im through the filter (21) at the same time and at the same interval.
(22) and a multiplexer (23) for selecting the sampled zero-phase voltage V and zero-phase current Im in time series.
And an AD converter (24) for converting the zero-phase voltage V and the zero-phase current Im through the multiplexer (23) into digital voltage data DV and current data DIm, respectively, and voltage data DV and current data DIm are stored. A memory (25), an arithmetic processing means (hereinafter, referred to as a CPU) (26) for arithmetically operating the voltage data DV and the current data DIm according to a predetermined program, and C
An output device (27) for deriving a calculation result of the PU (26), that is, a relay operation signal S is provided.

第2図は演算処理手段としてのCPU(26)の演算処理内
容を示す機能ブロック図であり、(31)は電圧データDV
と電流データDImとの積値DPmを所定時間分(例えば、ω
t=0〜2πに相当する1サイクル分)だけ加算して時
間積分値Pmを導出する時間積分手段、(32)は時間積分
値Pmを全回線分(m=1〜n)加算して差動量Pを導
出する差動量演算手段である。
FIG. 2 is a functional block diagram showing the contents of the arithmetic processing of the CPU (26) as the arithmetic processing means, and (31) is the voltage data DV.
The product value DPm of the current data DIm and the current data DIm for a predetermined time (for example, ω
Time integration means for deriving the time integration value Pm by adding only one cycle corresponding to t = 0 to 2π), and (32) is the difference by adding the time integration value Pm for all lines (m = 1 to n). It is a differential amount calculation means for deriving the movement amount P D.

(33)は時間積分値Pmの絶対値に基づいて抑制量P
導出する抑制量演算手段であり、各時間積分値Pmの絶対
値の最大値、又は全て(m=1〜n)のスカラー和を抑
制量Pとして導出するようになっている。
(33) is inhibiting amount calculating means for deriving an inhibitory amount P R based on the absolute value of the time integral value Pm, the maximum value of the absolute values of the time integral value Pm, or all (m = 1 to n) The scalar sum is derived as the suppression amount P R.

(34)は差動量P及び抑制量Pの比率差動演算によ
りリレー動作信号S1を導出する比率差動演算手段、(3
5)は差動量P及び電圧データDVの比から零相電流振
幅値のレベルを検出してリレー動作S2を導出する差動レ
ベル判定手段、(36)は各リレー動作信号S1及びS2の論
理積をとって最終的なリレー動作信号Sを導出するアン
ドゲートである。
(34) is a ratio differential calculation means for deriving the relay operation signal S 1 by ratio differential calculation of the differential amount P D and the suppression amount P R , (3
5) differential level determining means for detecting the level of the zero-phase current amplitude value from the ratio of the differential amount P D and the voltage data DV deriving a relay operation S 2, (36) each relay operation signals S 1 and It is an AND gate for deriving the final relay operation signal S by taking the logical product of S 2 .

次に、第1図及び第2図に示したこの発明の一実施例の
動作について説明する。
Next, the operation of the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 will be described.

PT(4)から導出された母線(1)の零相電圧V及びCT
(3m)から導出された各回線(2m)の零相電流Imは、入
力トランスTo〜Tnを介してデジタルリレー(20)に導入
され、フィルタ(21)、SH(22)及びマルチプレクサ
(23)を介してAD変換器(24)に導入され、SH(22)の
サンプリング時刻毎のデジタルデータ即ち電圧データDV
及び電流データDImとなってメモリ(25)に格納され
る。
Zero-phase voltage V and CT of bus (1) derived from PT (4)
The zero-phase current Im of each line (2m) derived from (3m) is introduced into the digital relay (20) via the input transformers To to Tn, and the filter (21), SH (22) and multiplexer (23). Is introduced into the AD converter (24) via the, and digital data, that is, voltage data DV at each sampling time of SH (22).
And the current data DIm are stored in the memory (25).

CPU(26)は、メモリ(25)から電圧データDV及び電流
データDImを読出し、まず、時間積分手段(31)を用い
て、電圧データDV及び電流データDImの積値DPmに基づい
て、各回線(2m)の地絡事故電力に相当する時間積分値
Pmを求める。
The CPU (26) reads out the voltage data DV and the current data DIm from the memory (25), and first uses the time integration means (31) based on the product value DPm of the voltage data DV and the current data DIm for each line. Time integration value equivalent to (2m) ground fault power
Find Pm.

一般に、電力系統の角周波数をω、零相電圧Vの振幅を
Vo、零相電流Imの振幅をIom、零相電圧Vと零相電流Im
との間の位相角をθmとすれば、或る時刻tにおける零
相電圧V及び零相電流Imは、それぞれ時刻tの関数、 V(t)=Vo・sinωt … Im(t)=Iom・sin(ωt+θm) … で表わされる。従って、時刻tにおける両者の積値は、 V(t)・Im(t) =Vo・Iom・sinωt・sin(ωt+θm) =Vo・Iom{cosθm−cos(2ωt+θm)}/2 … となり、式を1サイクル分(ωt=0〜2π)だけ積
分して得られた時間積分値は、 ∫[Vo.Iom{cosθm−cos(2ωt+θm)}/2]dt =π・Vo・Iom・cosθm … となる。式から、時間積分値は、零相電圧振幅値Voと
零相電流Imの有効分振幅値Iom・cosθmとの積で表わさ
れ、時刻tとは無関係であることが分かる。
Generally, the angular frequency of the power system is ω, and the amplitude of the zero-phase voltage V is
Vo, amplitude of zero-phase current Im is Iom, zero-phase voltage V and zero-phase current Im
If the phase angle between and is θm, the zero-phase voltage V and the zero-phase current Im at a certain time t are functions of the time t: V (t) = Vo · sinωt ... Im (t) = Iom · It is represented by sin (ωt + θm). Therefore, the product value of both at time t is V (t) · Im (t) = Vo · Iom · sinωt · sin (ωt + θm) = Vo · Iom {cosθm-cos (2ωt + θm)} / 2 ... The time integrated value obtained by integrating only one cycle (ωt = 0 to 2π) is ∫ [Vo.Iom {cosθm-cos (2ωt + θm)} / 2] dt = π ・ Vo ・ Iom ・ cosθm .... . From the equation, it can be seen that the time integral value is represented by the product of the zero-phase voltage amplitude value Vo and the effective component amplitude value Iom · cos θm of the zero-phase current Im, and is independent of the time t.

この場合、実際にCPU(26)で演算処理されるデジタル
データ即ち電圧データDV及び電流データDImは、一定時
間毎のサンプリング時刻tに得られる値なので、時間
積分値Pmは、1サイクルに相当する各サンプリング時刻
の積値の総和で表わされる。
In this case, since the digital data actually calculated by the CPU (26), that is, the voltage data DV and the current data DIm, are values obtained at the sampling time t K at regular intervals, the time integration value Pm corresponds to one cycle. It is represented by the sum of the product values of the sampling times t K.

例えば、サンプリング周波数がωの12倍の場合、サンプ
リング時間間隔は1サイクル(2π)の1/12即ちπ/6に
相当し、サンプリングされたデジタルデータのうちの12
個の積値を加算すれば、1サイクル分の積分が行なわれ
たことになる。従って、時刻t12において演算される時
間積分値Pmは、各サンプリング時刻tにおける電圧デ
ータDV(t)及び電流データDIm(t)をK=0か
らK=11まで総和したものとなり、 Pm=ΣDPm(t) =Σ{DV(t)・DIm(t)} =K・Vo・Iom・cosθm … 但し、K:定数 で表わされる。
For example, when the sampling frequency is 12 times ω, the sampling time interval corresponds to 1/12 of one cycle (2π), that is, π / 6, and 12 of the sampled digital data
If one product value is added, it means that one cycle of integration has been performed. Therefore, the time integration value Pm calculated at time t 12 is the sum of the voltage data DV (t K ) and the current data DIm (t K ) at each sampling time t K from K = 0 to K = 11. Pm = ΣDPm (t K ) = Σ {DV (t K ) · DIm (t K )} = K · Vo · Iom · cos θm, where K is a constant.

次に、差動量演算手段(32)は、時間積分値Pmを全回線
分(m=1〜n)について加算し、 P=ΣPm … から、差動量Pを導出する。
Next, the differential amount calculation means (32) adds the time integrated value Pm for all lines (m = 1 to n), and derives the differential amount P D from P D = ΣPm.

一方、抑制量演算手段(33)は、各回線(2m)に対する
時間積分値Pmの絶対値をとり、そのうちの最大値Max|Pm
|、又は、|P1|〜|Pn|のスカラー和Σ|Pm|を求め、抑制
量Pとして、 P=Max|Pm| … 又は、 P=Σ|Pm| … を導出する。式又は式で表わされる抑制量Pは、
いずれが選択されてもこの発明の効果を奏することがで
きる。
On the other hand, the suppression amount calculation means (33) takes the absolute value of the time integration value Pm for each line (2m), of which the maximum value Max | Pm
|, Or, | P 1 | ~ | Pn | Pm | | look as inhibiting amount P R, P R = Max | scalar sum sigma of Pm | ... or, P R = Σ | Pm | ... to derive. Suppression amount P R of the formula or formula,
The effect of the present invention can be obtained regardless of which is selected.

次に、比率差動演算手段(34)は、導入された差動量P
及び抑制量Pに基づいて、比率差動原理を用いて、 P−η・P>O … 但し、η:比率差動定数 を判定し、式を満たす場合は、リレー動作信号S1を導
出する。
Next, the ratio differential operation means (34) receives the introduced differential amount P.
Based on D and the suppression amount P R , using the ratio differential principle, P D −η R · P R > O, where η R is a ratio differential constant, and if the formula is satisfied, the relay operation is performed. Derive the signal S 1 .

又、差動レベル判定手段(35)は、差動量P及び電圧
データDVの各絶対値の比に基づいて、 |Io|=|P|/|DV| … で与えられる差動電流|Io|を求め、この差動電流|Io
|とタップ値定数Kを比較して、 |Io|>K を満たす場合はリレー動作信号S2を導出する。
Further, the differential level determining means (35) is a differential given by | Io D | = | P D | / | DV | ... Based on the ratio of the absolute values of the differential amount P D and the voltage data DV. Current | Io D |
D | is compared with the tap value constant K T , and if | Io D |> K T is satisfied, the relay operation signal S 2 is derived.

尚、或る時刻tにおいて演算される電圧データの絶対
値|DV|は、時刻tの電圧データDV(t)とπ/2に相
当する3サンプリング前の時刻tJ−3に基づいて、 |DV| =[{DV(t)}+{DV(tJ−3)}1/2 ={{Vo・sinωt(Vo・cosωt1/2 から求められる。
Incidentally, the absolute value of the voltage data calculated in the certain time t J | DV | is based on the time t J voltage data DV (t J) to correspond to the [pi / 2 3 Sampling before time t J-3 of Te, | DV | = [{DV (t J)} 2 + {DV (t J-3)} 2] 1/2 = {{Vo · sinωt J) 2 (Vo · cosωt J) 2} 1/2 Required from.

又、式は、式及び式より、 |Io|=|P|/|DV| =|K・Vo・Σ(Iom・cosθm)|/|Vo| =|K・Σ(Iom・cosθm)| … となり、差動電流|Io|は差動量Pの絶対値に比例
した量となる。
Also, the equation is | Io D | = | P D | / | DV | = | K ・ Vo ・ Σ (Iom ・ cosθm) | / | Vo | = | K ・ Σ (Iom ・ cosθm) |, And the differential current | Io D | becomes an amount proportional to the absolute value of the differential amount P D.

アンドゲート(36)は、比率差動演算手段(34)及び差
動レベル判定手段(35)からのリレー動作信号S1及びS2
の論理積をとり、最終的なリレー動作Sを導出する。
The AND gate (36) is provided with the relay operation signals S 1 and S 2 from the ratio differential operation means (34) and the differential level determination means (35).
And the final relay operation S is derived.

これにより、次の効果が得られる。As a result, the following effects can be obtained.

(i)無効分電流の影響を受けないので、母線内部事故
に、充電電流及びNGL電流による過剰制量で不動作とな
ることがなく、確実に応答した遮断器を開放動作するこ
とができる。
(I) Since it is not affected by the reactive current, it does not become inoperable due to an excessive control of the charging current and NGL current due to an internal bus fault, and the circuit breaker that responds reliably can be opened.

(ii)CT(3m)の過渡直流飽和による誤動作を防止する
ことができる。
(Ii) It is possible to prevent malfunction due to transient DC saturation of CT (3 m).

これらの効果のうち(i)については上記〜式に基
づく説明から明らかなので、以下、第3図〜第5図を参
照しながら、効果(ii)について具体的に説明する。
Among these effects, (i) is apparent from the description based on the above formulas, and hence the effect (ii) will be specifically described below with reference to FIGS. 3 to 5.

第3図(イ)において、(2)〜(2)は母線
(1)に接続された回線、(3)〜(3は各回線
(2)〜(2)に設置されたCTであり、この場合、
回線(2)にNGR(15)が接続され、回線(2)に
ケーブル充電容量(14)及びNGL(16)が接続されてい
る。
In FIG. 3 (a), (2 X ) to (2 Z ) are lines connected to the bus (1), and (3 X ) to (3 Z are installed in each line (2 X ) to (2 Z ). The computed CT, in this case,
NGR (15) is connected to the line (2 X), cable charge capacity to the line (2 Y) (14) and NGL (16) is connected.

いま、回線(2)において1φGの外部地絡事故Aが
発生したとすると、NGR(15)には事故電流Iが流
れ、ケーブル充電容量(14)及びNGL(16)にはそれぞ
れ充電電流Ic及びリアクトル電流Iが流れる。
Assuming that the line (2 Z) external ground fault A of 1φG occurs, NGR (15) the fault current I N flows through the cable charging capacity (14) and each of the NGL (16) charge current Ic and the reactor current I L flow.

このとき、PT(4)(第1図参照)から検出される零相
電圧Vは、第3図(ロ)に示すように、式に従う正弦
波形となる。
At this time, the zero-phase voltage V detected from PT (4) (see FIG. 1) has a sinusoidal waveform according to the equation, as shown in FIG.

又、前述のように、充電電流Ic及びリアクトル電流I
の関係が|Ic|=|I|を満たものとし、電力系統のリア
クトルが発生する過渡直流分電流の時定数をTとすれ
ば、各CT(3)〜(3)における一次電流I、I
及び−Iは、それぞれ、 I=I・sinωt I=I・exp(−t/T)+(Ic−I)cosωt =I・exp(−t/T) −I=I+I =I・exp(−t/T)+I・sinωt となる。従って、Ixは零相電圧Vと同相の波形、I
過渡直流分電流Iexp(−t/T)と一致した波形、−I
はI及びIを合成した波形となる。これらの波形
を示す第3図(ロ)から、最も電流条件が厳しいCT(3
)は飽和しやすくなることが分かる。
In addition, as described above, the charging current Ic and the reactor current I L
If the relation of | Ic | = | I L | is satisfied and the time constant of the transient DC component current generated by the reactor of the power system is T, the primary current at each CT (3 X ) to (3 Z ) I X , I
Y and -I Z are each, I X = I N · sinωt I Y = I L · exp (-t / T) + (Ic-I L) cosωt = I L · exp (-t / T) -I Z = I X + I Y = I L · exp (-t / T) + a I N · sinωt. Therefore, Ix is a waveform in the same phase as the zero-phase voltage V, I Y is a waveform corresponding to the transient DC component current I L exp (−t / T), −I
Z has a waveform obtained by combining I X and I Y. From Fig. 3 (b) showing these waveforms, CT (3
It can be seen that Z 2 ) is easily saturated.

第4図(イ)は例えば回線(2)に設置された一般的な
CT(3)を概念的に示す構成図、第4図(ロ)は各電流
に波形図であり、I〔1〕及びI〔2〕はCT(3)にお
ける一次電流及び二次電流、Iexは誤差に相当する励磁
電流、IDEは励磁電流Iexに含まれる過渡直流分誤差で
ある。
FIG. 4 (a) shows a typical example installed on the line (2).
FIG. 4 (b) is a schematic diagram conceptually showing the CT (3), and FIG. 4 (b) is a waveform diagram for each current. I [1] and I [2] are primary and secondary currents in the CT (3), Iex Is the exciting current corresponding to the error, and I DE is the transient DC component error contained in the exciting current Iex.

第4図(ロ)から、CT(3)の一次側に過渡直流分電流
(例えば、exp(−t/T))を含む一次電流I〔1〕(実
線)を印加すると、CT(3)は飽和しやすくなることが
分かる。又、このとき発生する励磁電流Iex(破線)
は、一次電流I〔1〕の位相(零相電圧Vの位相)より
約π/2遅れの交流電流の他に、過渡直流分誤差IDE(2
点鎖線)を多く含んでいることが分かる。
From FIG. 4 (b), when a primary current I [1] (solid line) containing a transient DC component current (for example, exp (−t / T)) is applied to the primary side of CT (3), CT (3) It can be seen that is easily saturated. Also, the exciting current Iex generated at this time (dashed line)
Is an AC current delayed by about π / 2 from the phase of the primary current I [1] (phase of the zero-phase voltage V), and the transient DC component error I DE (2
It can be seen that it contains many dotted lines.

いま、簡単のため、過渡直流分誤差IDEを、 IDE=exp(−t/T) とし、又、回線(2)の数を1個のみとして、過渡直流
分誤差IDEに対して差動量Pがほとんど影響を受けな
いことを説明する。前述の〜式より、過渡直流分誤
差IDEによる差動量誤差ΔPは、 ΔPD=∫{exp(-t/T)・Vo・sinωt}dt =Γ{[-(t)cosωt]-[(t)sinωt]/ωT} =Γ{1/ω-(tQ)} … となる。但し、 Γ=1/{1+(1/ωT)} ≒1 … =exp(−t/T)/ω … であり、[−(t)cosωt]及び[(t)sinω
t]は、それぞれ、t=tを代入した値からt=0を
代入した値を減算した値であり、tはωt=2πに相
当する時刻を示す。式及び式を式に代入すれば、 ΔPD={1-exp(-tQ/T)}/ω{1+(1/ωt)} ≒{1-exp(-tQ/T)}/ω となり、ωが十分大きいことを考慮すれば、差動量誤差
ΔPはほとんど零となり、大幅に軽減されることが分
かる。尚、励磁電流の交流分は、約π/2遅れであり、前
述の〜式に示す通り、無効分としてほとんど除去さ
れることになる。
For simplification, the transient DC component error I DE is set to I DE = exp (−t / T), and the difference between the transient DC component error I DE is set to only one line (2). Explain that the momentum P D is hardly affected. From the above equations (1) to (6), the differential amount error ΔP D due to the transient DC component error I DE is ΔP D = ∫ {exp (-t / T) ・ Vo ・ sinωt} dt = Γ {[-(t) cosωt]- [(t) sinωt] / ωT} = Γ {1 / ω- (t Q )}…. However, Γ = 1 / {1+ (1 / ωT) 2 } ≈1 ... = exp (-t / T) / ω ... and [-(t) cosωt] and [(t) sinω
t] is the value obtained by subtracting the value obtained by substituting t = 0 from the value obtained by substituting t = t Q , and t Q indicates the time corresponding to ωt = 2π. By substituting the equation and the equation into the equation, ΔP D = {1-exp (-t Q / T)} / ω {1+ (1 / ωt) 2 } ≈ {1-exp (-t Q / T)} Therefore, it can be seen that the differential amount error ΔP D becomes almost zero and is significantly reduced, considering that / ω 2 is sufficiently large. The alternating current component of the exciting current is delayed by about π / 2, and as shown in the above formulas, it is almost removed as an ineffective component.

第5図(イ)は第3図(イ)に対応する回路図、第5図
(ロ)は波形図、第5図(ハ)は第5図(ロ)に対応す
る演算出力を示す波形図であり、I′〜I′は各CT
(3)〜(3)から検出される二次電流を示してい
る。
FIG. 5 (a) is a circuit diagram corresponding to FIG. 3 (a), FIG. 5 (b) is a waveform diagram, and FIG. 5 (c) is a waveform showing the operation output corresponding to FIG. 5 (b). a diagram, I X '~I Z' each CT
The secondary currents detected from (3 X ) to (3 Z ) are shown.

第5図から明らかななに、地絡事故電流の流入端となる
CT(3)及び(3)の二次電流I′及びI′の
和(I′+I′)は、過渡直流分電流を含んだ波形
となり、流出端となるCT(3)の二次電流I′は二
次電流(I′−I′)とほぼ反極性の波形となり、
全二次電流和(I′+I′+I′)は誤差差動電
流I′となる。
As is clear from Fig. 5, it becomes the inflow end of the ground fault current.
The sum (I X ′ + I Y ′) of the secondary currents IX ′ and I Y ′ of CT (3 X ) and (3 Y ) has a waveform including a transient DC component current, and CT (3) which is an outflow end. The secondary current I Z ′ of Z ) has a waveform almost opposite in polarity to the secondary current (I X ′ −I Y ′),
The sum of all secondary currents (I X ′ + I Y ′ + I Z ′) becomes the error differential current I D ′.

又、二次電流(I′+I′)及びI′を絶対値演
算した演算出力|IR12|及び|IR3|は、抑制量演算手段
(33)で用いられる時間積分値Pmの絶対値波形に相当
し、誤差差動電流I′の演算出力IRDは、差動量演算
手段(32)から導出される差動量Pの誤差に相当す
る。
Also, the calculation outputs | I R12 | and | I R3 | obtained by calculating the absolute values of the secondary currents (I X ′ + I Y ′) and I Z ′ are the time integral value Pm used in the suppression amount calculation means (33). The calculation output I RD of the error differential current I D ′ corresponds to the absolute value waveform and corresponds to the error of the differential amount P D derived from the differential amount calculating means (32).

第5図から、二次電流に過渡直流分電流を分んでいる場
合でも、演算出力IRD(差動量誤差ΔPD)が著しく軽減
できることが分かる。
It can be seen from FIG. 5 that the operation output I RD (differential amount error ΔP D ) can be remarkably reduced even when the transient DC component current is included in the secondary current.

次に、第6図を参照しながら、この発明の別の発明の一
実施例について説明する。
Next, an embodiment of another invention of the present invention will be described with reference to FIG.

第6図において、(31)〜(36)は前述と同様のもので
あり、又、各演算出力には同様の封号に「′」を付して
対応させている。
In FIG. 6, (31) to (36) are the same as those described above, and each operation output is associated with the same seal with a “′”.

(37)は電圧データDVを所定の位相角θo(例えば、π
/12〜π/6程度)だけ移相する移相手段であり、時間積
分手段(31)に対して移相電圧データDVθを導出するよ
うになっている。
(37) shows the voltage data DV as a predetermined phase angle θo (for example, π
/ 12 to π / 6)), and is adapted to derive the phase shift voltage data DV θ to the time integration means (31).

この場合、時刻tにおける移相零相電圧Vθ(t)は、
式より、 Vθ(t)=Vo・sin(ωt+θo) となりり、零相電流Im(t)との積値は、式より、 Vθ(t)・Im(t) =Vo・Iom・sin(ωt+θo)・sin(ωt+θm) =Vo・IoM{cos(θm-θo)-cos(2ωt+θm+θo)}/2 となり、時間積分値は、式より、 ∫Vθ(t)・Im(t)dt =π・Vo・Iom・cos(θm−θo) となる。
In this case, the phase shift zero-phase voltage V θ (t) at time t is
From the equation, V θ (t) = Vo · sin (ωt + θo), and the product value with zero-phase current Im (t) is V θ (t) · Im (t) = Vo · Iom · sin (ωt + θo) · sin ( ωt + θm) = Vo · IoM {cos (θm-θo) -cos (2ωt + θm + θo)} / 2 , and the time integration value, the equation, ∫V theta (t ) · Im (t) dt = π · Vo · Iom · cos (θm−θo).

従って、各サンプリング時刻tに移相手段(37)から
導出される移相電圧データDVθ(tは、 DVθ(t)=Vo・sin(ωt+θo) =K1Vo・sinωt+K2Vo・cosωt =K1Vo(t)+K2{−Vo(tK−3)} =K1Vo(t)−K2Vo(tK+3) … となる。但し、K1=cosθo、K2=sinθoであり、t
K−3はπ/2に相当する3サンプリング前の時刻を表わ
す。
Therefore, at each sampling time t K , the phase shift voltage data DV θ (t K is derived from the phase shift means (37) is DV θ (t K ) = Vo · sin (ωt K + θo) = K 1 Vo · sin ωt K + K 2 Vo · cosωt K = K 1 Vo (t K ) + K 2 {−Vo (t K−3 )} = K 1 Vo (t K ) −K 2 Vo (t K + 3 ), where K 1 = cos θo, K 2 = sin θo, and t
K-3 represents the time three samplings before, which corresponds to π / 2.

又、時刻t12に差動量演算手段(32)から導出される時
間積分値Pm′は、時刻tにおける移相電圧データDVθ
(t)と電流データDIm(t)との積値を、=0
から=t1まで総和したものであるから、式及び式
より、 Pm′=Σ{DVθ(t)・DIm(t)} =K・Vo・Iom・cos(θm−θo) … となる。
Further, the time integral value Pm ′ derived from the differential amount calculating means (32) at the time t 12 is the phase shift voltage data DV θ at the time t K.
The product value of (t K ) and the current data DIm (t K ) is K = 0.
Since it is obtained by summing up K = t 1 from the equation and equation, Pm '= Σ {DV θ (t K) · DIm (t K)} = K · Vo · Iom · cos (θm-θo) ... Becomes

この時間積分値Pm′に基づいて、差動量演算手段(32)
及び抑制量演算手段(33)は、前述と同様に差動量
′及び抑制量P′を導出し、比率差動演算手段
(34)はリレー動作信号S1′を導出する。
Based on this time integrated value Pm ′, differential amount calculation means (32)
And the suppression amount calculation means (33) derives the differential amount P D ′ and the suppression amount P R ′ as described above, and the ratio differential calculation means (34) derives the relay operation signal S 1 ′.

又、差動レベル判定手段(35)は、式に基づいて差動
電流|Io′|を求め、タップ値定数Kと比較して、|
Io′|>Kを満たすときにリレー動作信号S2′を導
出するが、このときの差動電流|Io′|は、式よ
り、 |Ic|=|P′|/|DV| =|K・VoΣ{Iom・cos(θm−θo)}/|Vo| =|KΣ{Iom・cos(θm−θo)}| … となる。
Further, the differential level determination means (35) obtains the differential current | Io D ′ | based on the formula, compares it with the tap value constant K T, and
When Io D ′ |> K K is satisfied, the relay operation signal S 2 ′ is derived, and the differential current | Io D ′ | at this time is | Ic D | = | P D ′ | / | DV | = | K · VoΣ {Iom · cos (θm−θo)} / | Vo | = | KΣ {Iom · cos (θm−θo)} |

最後に、アンドゲート(36)は、リレー動作信号S1′及
びS2′の論理積をとって最終的なリレー動作信号Sを導
出する。
Finally, the AND gate (36) ANDs the relay operation signals S 1 ′ and S 2 ′ to derive the final relay operation signal S.

第6図の構成によれば、時間積分値Pm′に基づいて導出
される制御量P′は、式から明らかなように、零相
電流Imのうちの|cos(θm−θo)|に比例した量とな
る。又、内部又は外部地絡事故時に母線(I)を貫通す
る無効分電流(Ic又はI)による抑制量は、無効分電
流が零相電圧Vに対してπ/2の位相差をもっていること
から、 |cos(−θo±π/2)|=sinθo| が成立するため、|sinθo|に比例した量となる。
According to the configuration shown in FIG. 6, the control amount P R ′ derived based on the time integration value Pm ′ is, as is clear from the equation, the | cos (θm−θo) | of the zero-phase current Im. It is a proportional amount. Further, reduction through reactive current (Ic or I L) passing through the bus (I) when an internal or external ground fault is that the reactive current has a phase difference of [pi / 2 relative to the zero-phase voltage V Therefore, | cos (−θo ± π / 2) | = sinθo | holds, so the amount is proportional to | sinθo |.

従って、移相手段(37)における位相角|θoを適当値
(例えば、π/12〜π/6程度)に設定すれば、内部地絡
事故時の過剰抑制による不動作、及び、外部地絡事故時
の無抑制による誤動作を共に防止することができる。
Therefore, if the phase angle | θo in the phase shift means (37) is set to an appropriate value (for example, about π / 12 to π / 6), the malfunction due to excessive suppression during an internal ground fault and the external ground fault will occur. It is possible to prevent malfunctions due to unrestrained accidents.

[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、電圧変成器より導出し
た母線の零相電圧と変流器より導出した各回線の零相電
流とを各々、同一時刻、同一間隔でサンプリングするサ
ンプルホールド器と、サンプリングされた零相電圧及び
零相電流をそれぞれデジタル量の電圧データ及び電流デ
ータに変換するAD変換器と、電圧データ及び電流データ
に基づいて母線保護用のリレー動作信号を導出する演算
処理手段とを設けると共に、演算処理手段を、電圧デー
タと電流データとの積値を所定時間分だけ加算して時間
積分値を導出する時間積分手段と、時間積分値を各回線
の全数分加算して差動量を導出する差動量演算手段と、
時間積分値の絶対値に基づいて抑制量を導出する抑制量
演算手段と、差動量及び抑制量の比率差動演算によりリ
レー動作信号を導出する比率差動演算手段とで構成した
ので、無効分電流の影響を受けずに信頼性の高いリレー
動作信号を導出できると共に、変流器の過渡直流飽和に
よる地絡事故検出誤差を防止したデジタル形地絡母線保
護継電装置が得られる効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the zero-phase voltage of the bus bar derived from the voltage transformer and the zero-phase current of each line derived from the current transformer are sampled at the same time and at the same interval. A sample and hold device, an AD converter that converts the sampled zero-phase voltage and zero-phase current into digital voltage data and current data, respectively, and a relay operation signal for busbar protection based on the voltage data and current data. The calculation processing means for deriving is provided, and the calculation processing means includes a time integration means for adding a product value of the voltage data and the current data for a predetermined time to derive a time integration value, and a time integration value for each line. Differential amount calculating means for deriving the differential amount by adding all the numbers,
Since it is composed of the suppression amount calculation means for deriving the suppression amount based on the absolute value of the time integration value and the ratio differential calculation means for deriving the relay operation signal by the ratio differential calculation of the differential amount and the suppression amount, it is invalid. It is possible to derive a highly reliable relay operation signal without being affected by the branch current and to obtain a digital ground fault bus protection relay device that prevents a ground fault accident detection error due to transient DC saturation of the current transformer. is there.

又、この発明の別の発明においては、演算処理手段に、
更に、電圧データを所定の位相角だけ移相して移相電圧
データを導出する移相手段を設け、外部地絡事故時に無
効分電流のみが母線を貫通しても動作を抑制できるよう
にしたので、内部地絡事故時に確実に動作すると共に、
外部地絡事故時の誤動作を防止できるデジタル形地絡母
線保護装置が得られる効果がある。
In another invention of the present invention, the arithmetic processing means includes:
Furthermore, a phase shift means for deriving the phase shift voltage data by shifting the voltage data by a predetermined phase angle is provided so that the operation can be suppressed even if only the reactive current penetrates the bus in the event of an external ground fault. So, it works reliably in the event of an internal ground fault, and
There is an effect that a digital ground fault busbar protection device that can prevent malfunction in the event of an external ground fault is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例を示す構成図、第2図は第
1図内の演算処理手段の構成を示す機能ブロック図、第
3図(イ)は外部地絡事故例を示す回路図、第3図
(ロ)は外部地絡事故時の零相電圧及び変流器の一次電
流を示す波形図、第4図(イ)は変流器を示す概念的な
構成図、第4図(ロ)は変流器における一次電流、二次
電流及び励磁電流を示す波形図、第5図(イ)は外部地
絡事故例を示す回路図、第5図(ロ)は外部地絡事故時
の変流器の二次電流を示す波形図、第5図(ハ)は第5
図(ロ)に対応してこの発明により得られる演算出力を
示す波形図、第6図はこの発明の別の発明の一実施例に
よる演算処理手段を示す機能ブロック図、第7図は従来
の地絡母線保護継電装置を示す構成図、第8図は第7図
の動作を説明するための外部地絡事故例を示す構成図で
ある。 (1)……母線、(21)〜(2n)……回線 (31)〜(3n)……変流器(CT) (4)……電圧変成器(PT) (22)……サンプルホールド器(SH) (24)……AD変換器 (26)……演算処理手段(CPU) (31)……時間積分手段、(32)……差動量演算手段 (33)……抑制量演算手段 (34)……比率差動演算手段 (37)……移相手段、V……零相電圧 I1〜In……零相電流、DV……電圧データ DI1〜DIn、DIm……電流データ Pm、Pm′……時間積分値 P、P′……差動量、P、P′……抑制量 DVθ……移相電圧データ S、S1、S1′……リレー動作信号 尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the arithmetic processing means in FIG. 1, and FIG. 3 (a) is a circuit showing an example of an external ground fault. Fig. 3 (b) is a waveform diagram showing the zero-phase voltage and the primary current of the current transformer at the time of an external ground fault, and Fig. 4 (a) is a conceptual configuration diagram showing the current transformer. Figure (b) is a waveform diagram showing the primary current, secondary current, and exciting current in the current transformer, Figure 5 (a) is a circuit diagram showing an example of an external ground fault, and Figure 5 (b) is an external ground fault. Waveform diagram showing the secondary current of the current transformer at the time of accident, Figure 5 (c) is
FIG. 6 is a waveform diagram showing an arithmetic output obtained by the present invention corresponding to FIG. 6B, FIG. 6 is a functional block diagram showing an arithmetic processing means according to another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 8 is a configuration diagram showing a ground fault bus protection relay device, and FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of an external ground fault accident for explaining the operation of FIG. (1) …… Bus, (2 1 ) to (2n) …… Line (3 1 ) to (3n) …… Current transformer (CT) (4) …… Voltage transformer (PT) (22) …… Sample-and-hold device (SH) (24) …… AD converter (26) …… Computation processing means (CPU) (31) …… Time integration means, (32) …… Differential amount calculation means (33) …… Suppression Quantity calculating means (34) …… Ratio differential calculating means (37) …… Phase shifting means, V …… Zero phase voltage I 1 to In …… Zero phase current, DV …… Voltage data DI 1 to DIn, DIm ... ... current data Pm, Pm '...... time integral value P D, P D' ...... differential amount, P R, P R '...... inhibiting amount DV theta ...... phase voltage data S, S 1, S 1' ...... Relay operation signal In the figures, the same symbols indicate the same or corresponding parts.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電力系統の母線に設置された電圧変成器
と、 前記母線に接続された各回線に設置された変流器と、 前記電圧変成器より導出した前記母線の零相電圧と前記
変流器より導出した前記各回線の零相電流とを各々、同
一時刻、同一間隔でサンプリングするサンプルホールド
器と、 サンプリングされた前記零相電圧及び前記零相電流をそ
れぞれデジタル量の電圧データ及び電流データに変換す
るAD変換器と、 前記電圧データ及び前記電流データに基づいて前記母線
保護用のリレー動作信号を導出する演算処理手段とを備
え、 前記演算処理手段は、 前記電圧データと前記電流データとの積値を所定時間分
だけ加算して時間積分値を導出する時間積分手段と、 前記時間積分値を前記各回線の全数分加算して差動量を
導出する差動量演算手段と、 前記時間積分値の絶対値に基づいて抑制量を導出する抑
制量演算手段と、 前記差動量及び前記抑制量の比率差動演算により前記リ
レー動作信号を導出する比率差動演算手段と、 を含むことを特徴とするデジタル形地絡母線保護継電装
置。
1. A voltage transformer installed on a bus of a power system, a current transformer installed on each line connected to the bus, a zero-phase voltage of the bus derived from the voltage transformer, and A sample-and-hold device for sampling the zero-phase current of each of the lines derived from the current transformer at the same time and at the same interval, and the sampled zero-phase voltage and the zero-phase current, respectively, as digital voltage data and An AD converter for converting into current data, and an arithmetic processing means for deriving the relay operation signal for protecting the bus based on the voltage data and the current data, the arithmetic processing means, the voltage data and the current A time integrating means for adding a product value with data for a predetermined time to derive a time integrated value, and a differential amount calculator for adding the time integrated value for all of the lines to derive a differential amount. A suppression amount calculation means for deriving a suppression amount based on the absolute value of the time integration value; and a ratio differential calculation means for deriving the relay operation signal by a ratio differential calculation of the differential amount and the suppression amount. A digital type ground fault bus protection relay device characterized by including.
【請求項2】演算処理手段は、電圧データを所定の位相
角だけ移相して移相電圧データを導出する移相手段を含
み、時間積分手段は、前記移相電圧データと電流データ
との積値を所定時間分だけ加算することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のデジタル形地絡母線保護継電
装置。
2. The arithmetic processing means includes a phase shift means for deriving the phase shift voltage data by shifting the phase of the voltage data by a predetermined phase angle, and the time integrating means includes the phase shift voltage data and the current data. The digital ground fault bus protective relay device according to claim 1, wherein product values are added for a predetermined time.
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