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発明の名称 比率差動継電器
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−41794
公開日 平成11年(1999)2月12日
出願番号 特願平9−192156
出願日 平成9年(1997)7月17日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】猪股 祥晃
発明者 水戸 一磨 / 加藤 等
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 電力系統に設けられた系統電圧の降圧用または昇圧用の電力系統変圧器の内部故障を検出する比率差動継電装置において、前記電力系統変圧器の一次側及び二次側のそれぞれに設けられた変流器を介して入力されるそれぞれの電流データを一定周期でサンプリング演算してそれぞれの電流の差と比率から事故の検出判定を行う事故判定検出手段と、前記電力系統変圧器の下位系統に設けられた変流器を介して入力される電流データを一定周期でサンプリングして波形演算処理を行って当該下位系統に設けられた変流器が飽和したことを検出する検出手段とを備え、前記下位系統の変流器が飽和したことを条件に、前記事故判定検出手段の事故検出特性感度を低下させるように構成したことを特徴とする比率差動継電器。
【請求項2】 電力系統に設けられた系統電圧の降圧用または昇圧用の電力系統変圧器の内部故障を検出する比率差動継電装置において、前記電力系統変圧器の一次側及び二次側のそれぞれに設けられた変流器を介して入力されるそれぞれの電流データを一定周期でサンプリング演算してそれぞれの電流の差と比率から事故の検出判定を行う事故判定検出手段と、前記電力系統変圧器の下位系統に設けられた変流器を介して入力される電流データを一定周期でサンプリング演算して基本波と第2高調波を求め、前記第2高調波の含有率が一定値以上含まれていることを検出する検出手段とを備え、前記下位系統の変流器を介して入力される電流に一定値以上の第2高調波が含まれていることを条件に、前記事故判定検出手段の事故検出特性を低下、或いは事故検出を抑制させるように構成したことを特徴とする比率差動継電器。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電力系統上における短絡等の事故を検出する比率差動継電器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】比率差動継電器を用いた従来の電力系統の保護方式の一例を図6に示す。同図において、発電所で発生した電力は、主変圧器一次側遮断器1、主変圧器3、主変圧器二次側遮断器2、さらに炉用遮断器7、炉用変圧器8を経て炉9に供給される。4は比率差動継電器であり、主変圧器一次側変流器5と主変圧器二次側変流器6より流入する電流の差電流から主変圧器3の内部事故を検出するように構成されている。
【0003】このような構成の保護方式において、主変圧器二次側遮断器2及び炉用遮断器7が開状態で主変圧器一次側遮断器1を投入すると、主変圧器3が急激に励磁され、励磁突入電流が主変圧器一次側に流入する。この励磁突入電流には少ない基本波と第2高調波と直流成分が含まれており、主変圧器一次側変流器5からのみ比率差動継電器4へ流入する。これによる比率差動継電器4の誤動作を防止するため、主変圧器一次側変流器5と主変圧器二次側変流器6より比率差動継電器4に流入する電流i1 ,i2 の差電流と、さきの流入電流の基本波に含有される第2高調波を検出することで、この継電器の動作抑制を行っている。
【0004】一方、主変圧器一次側遮断器1及び主変圧器二次側遮断器2が投入されている状態で炉用遮断器7が投入されると、炉用変圧器8が急激に励磁され、励磁突入電流が炉用変圧器8へ流入する。それと同時に励磁突入電流は主変圧器3へも流入する。この時の比率差動継電器4の誤動作対策も前述と同様の方法で行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、主変圧器3と炉用変圧器8の容量が同程度の場合、炉用変圧器8の系統編入に伴い励磁突入電流が炉用変圧器8へ流入する。同時に主変圧器3へも流入した時、主変圧器一次側変流器5の二次側電流i1 と主変圧器二次側変流器6の二次側電流i2 は若干位相ずれがあり、波高値は両変流器5,6の変流比や主変圧器3の変圧比で異なるものの、ほぼ等しい電流波形となるため差電流に含まれる第2高調波成分が著しく低下することから、差電流が発生する一方で第2高調波含有率による動作抑制が効かない、という問題があった。
【0006】さらに、炉用変圧器8の系統編入で流れる励磁突入電流に含まれる直流分で主変圧器3の一次側変流器5と二次側変流器6の一方、或いは両方が直流偏磁して飽和することにより電流i1 と電流i2 に差電流が発生して、比率差動継電器4が誤動作することがあった。
【0007】本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、電力系統において炉用変圧器の系統編入時に、炉用変圧器へ流入する励磁突入電流を炉用変圧器一次側変流器を介して検出し、励磁突入電流が減衰するまでの間、比率特性の感度を低下させる機能を備えた比率差動継電器を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明の請求項1は、電力系統に設けられた系統電圧の降圧用または昇圧用の電力系統変圧器の内部故障を検出する比率差動継電装置において、前記電力系統変圧器の一次側及び二次側のそれぞれに設けられた変流器を介して入力されるそれぞれの電流データを一定周期でサンプリング演算してそれぞれの電流の差と比率から事故の検出判定を行う事故判定検出手段と、前記電力系統変圧器の下位系統に設けられた変流器を介して入力される電流データを一定周期でサンプリングして波形演算処理を行って当該下位系統に設けられた変流器が飽和したことを検出する検出手段とを備え、前記下位系統の変流器が飽和したことを条件に、前記事故判定検出手段の事故検出特性感度を低下させるように構成したことを特徴とする。
【0009】本発明の請求項2は、電力系統に設けられた系統電圧の降圧用または昇圧用の電力系統変圧器の内部故障を検出する比率差動継電装置において、前記電力系統変圧器の一次側及び二次側のそれぞれに設けられた変流器を介して入力されるそれぞれの電流データを一定周期でサンプリング演算してそれぞれの電流の差と比率から事故の検出判定を行う事故判定検出手段と、前記電力系統変圧器の下位系統に設けられた変流器を介して入力される電流データを一定周期でサンプリング演算して基本波と第2高調波を求め、前記第2高調波の含有率が一定値以上含まれていることを検出する検出手段とを備え、前記下位系統の変流器を介して入力される電流に一定値以上の第2高調波が含まれていることを条件に、前記事故判定検出手段の事故検出特性を低下、或いは事故検出を抑制させるように構成したことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図1は本発明の一実施例である比率差動継電器を適用した電力系統の保護装置の構成図であり、既に説明した図6の従来例と相違する点は、炉用変圧器一次側変流器10を設け、その二次側電流i3 を比率差動継電器4Aへ入力した点のみであり、その他の点は同一であるので、同一部分には同一符号を付して説明する。
【0011】図において、主変圧器一次側遮断器1,二次側遮断器2を投入し、下位に位置する炉9へ電力を供給する時、主変圧器3の一次側電流は主変圧器一次側変流器5を介してi1 に変流され、また、主変圧器3の二次側電流も、主変圧器二次側変流器6を介してi2 に変流される。これらの電流i1 ,i2 は比率差動継電器4Aに入力される。
【0012】一方、変圧器一次側遮断器1及び二次側遮断器2が投入されている状態で、炉用遮断器7を投入すると、炉用変圧器8へ励磁突入電流が流入するが、この励磁突入電流にて飽和してしまう励磁特性を持つ変流器をあらかじめ選定し、炉用変圧器8の一次側に接続しておく。そして、この炉用変圧器一次側変流器10の二次側電流を比率差動継電器4Aへ入力する。
【0013】このような図1の電力系統に適用される本実施例の比率差動継電装置(請求項1対応)を図2の構成図及び図3の動作を示すフローチャートを用いて説明する。
【0014】まず、図2において、主変圧器一次側変流器及び二次側変流器を介して比率差動継電器へ流入する電流i1 及びi2 並に炉用変圧器一次側変流器を介して流入する電流i3 は、入力変換モジュール11及びアナログ/ディジタル変換モジュール12にてデータ処理されデータバス17へ導かれる。電流i1 ,i2 のデータは、通常の比率差動継電器機能モジュール16にて処理され、比率差動継電器として必要な事故判定、トリップ出力を行う。
【0015】一方、炉用変圧器一次側変流器飽和検出モジュール13では、電流i3 のサンプリングを常時行い、炉用変圧器の励磁突入電流に含まれる直流分による炉用変圧器一次側変流器の飽和を検出する。そして、炉用変圧器一次側変流器飽和検出時には、比率特性感度低下モジュール15にて即時に比率特性を感度低下方向へ変化させる。また記憶モジュール14は流入する電流i1 ,i2 ,i3 の各データを記憶しておいて飽和検出の際比較データとして用い、さらに外部からの要請入力があった場合にはデータを出力するものである。
【0016】次に、本実施例の動作を図3のフローチャートを参照して説明する。同図において、入力電流i1 ,i2 ,i3 のそれぞれがサンプリングされ、それぞれ波形演算される(ステップS1)。次に、波形演算された電流i3 のデータから炉用変圧器一次側変流器の飽和判定処理を行って(ステップS2)、飽和なら(YES;ステップS3)動作比率特性感度を低下させる(ステップS4)。また、飽和していないなら(NO;ステップS3)、定常時の値として設定された動作比率特性に戻す(ステップS5)。このようにして選択された動作比率特性角度と入力電流i1 ,i2 のデータから入力電流i1 とi2 の差と比率の演算処理(ステップS6)を行った後、同様処理を繰り返し実行する。また、トリップ信号(ステップS8)は電流差と比率の演算処理(ステップS7)で故障検出判定された時出力される。
【0017】上記図1の如き電力系統に適用される本発明の他の本実施例の比率差動継電装置(請求項2対応)を図4の構成図及び図5の動作を示すフローチャートを用いて説明する。
【0018】まず、図4において、主変圧器一次側変流器及び二次側変流器を介して比率差動継電装置4Bへ流入する電流i1 及び電流i2 並に炉用変圧器一次側変流器を介して流入する電流i3 は、入力変換モジュール11、アナログ/ディジタル変換モジュール12にてデータ処理されデータバス17へ導かれる。
【0019】動作判定処理モジュール16は、従来の動作値整定機能、事故検出機能、動作出力機能などを備え、電流i1 ,i2 のデータと炉用変圧器一次側変流器を介して入力される電流の第2高調波含有率検出モジュール13Aからのデータにより動作出力判定を行う。また、記憶モジュール14に、それぞれの入力電流データを格納記憶し、演算データとして用いる。
【0020】次に、本実施例の動作を図5のフローチャートを参照して説明する。同図において、入力電流i1 ,i2 ,i3 のそれぞれがサンプリングされ、それぞれ波形演算される(ステップS1)。次に、波形演算された電流i3 のデータから炉用変圧器一次側変流器の第2高調波含有率検出処理を行って(ステップS2)、含有率が一定値以上(No;ステップS3)ならば動作を抑制する(ステップS4)。含有率が一定値以下であれば(Yes;ステップS3)、検出された第2高調波含有率と入力電流i1 ,i2 のデータから入力電流i1 とi2 の差と含有率の演算処理(ステップS5)を行った後、同様処理を繰り返し実行する。また、トリップ信号(ステップS7)は電流差と含有率の演算処理(ステップS6)で故障検出判定された時出力される。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明(請求項1及び請求項2対応)によれば、炉用変圧器の電力系統編入時における直流分を含む励磁突入電流の発生に伴う比率差動継電器の不要動作を回避することが可能になる。




 

 


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