JP3456952B2 - ディジタル形距離継電器 - Google Patents
ディジタル形距離継電器Info
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/40—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to ratio of voltage and current
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は負荷電流が流れてい
る電力系統において事故点抵抗を伴った事故が発生した
際に、事故点迄のインピーダンスを計測する距離継電器
の計測精度を高めるディジタル形距離継電器に関する。
る電力系統において事故点抵抗を伴った事故が発生した
際に、事故点迄のインピーダンスを計測する距離継電器
の計測精度を高めるディジタル形距離継電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から負荷電流が流れている電力系統
において事故点抵抗を伴った事故が発生した際に生じる
インピーダンス計測誤差を予め想定してインピーダンス
を整定する方式が、距離継電器方式では採用されてい
る。この時、送電端子では、前記事故点抵抗を伴うとイ
ンピーダンスのリアクタンス分を小さく見る所謂オーバ
リーチ傾向を呈し、受電端子では逆にリアクタンス分を
大きく見る所謂アンダーリーチ傾向を呈することが分か
っている。
において事故点抵抗を伴った事故が発生した際に生じる
インピーダンス計測誤差を予め想定してインピーダンス
を整定する方式が、距離継電器方式では採用されてい
る。この時、送電端子では、前記事故点抵抗を伴うとイ
ンピーダンスのリアクタンス分を小さく見る所謂オーバ
リーチ傾向を呈し、受電端子では逆にリアクタンス分を
大きく見る所謂アンダーリーチ傾向を呈することが分か
っている。
【０００３】しかし、距離継電器の設置される端子は、
必ずしも送電か受電かで固定される訳ではなく、通常は
想定する系統条件で発生し得る前記誤差の最大を考慮し
てインピーダンス整定しているのが実情である。
必ずしも送電か受電かで固定される訳ではなく、通常は
想定する系統条件で発生し得る前記誤差の最大を考慮し
てインピーダンス整定しているのが実情である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図２に本発明の対象と
なるディジタル形距離継電器10の設置状況を示す。同図
において、変流器２を介して送電線１から負荷電流ＩＬ
と事故電流Ｉの重畳電流(Ｉ＋ＩL)及び電圧変成器３を
介して電圧Ｖが所定のレベルに変換されてディジタル形
距離継電器に導入される。同図の電圧Ｖは事故点までの
送電線インピーダンス（Ｒ＋ｊＸ）による電圧降下分と
事故点Ｆの事故点抵抗ＲAを介して流れる事故電流Ｉ／
Ｃ(Ｃ:事故電流の分流比)による事故点電圧ＶFからな
る。この関係は次の（１）式で示される。
なるディジタル形距離継電器10の設置状況を示す。同図
において、変流器２を介して送電線１から負荷電流ＩＬ
と事故電流Ｉの重畳電流(Ｉ＋ＩL)及び電圧変成器３を
介して電圧Ｖが所定のレベルに変換されてディジタル形
距離継電器に導入される。同図の電圧Ｖは事故点までの
送電線インピーダンス（Ｒ＋ｊＸ）による電圧降下分と
事故点Ｆの事故点抵抗ＲAを介して流れる事故電流Ｉ／
Ｃ(Ｃ:事故電流の分流比)による事故点電圧ＶFからな
る。この関係は次の（１）式で示される。
【０００５】
Ｖ＝Ｒ ・ (Ｉ＋ＩL)＋ｊＸ ・ (Ｉ＋ＩL)＋ＶF ……(1)
（ここに、ｊは複素数の虚数単位、ＶF＝ＲA ・ Ｉ／Ｃ ）
(1)式において、事故点電圧ＶFが距離継電器のインピー
ダンス計測誤差の要因となる。(1)式は次のように置き
換えることができる。
(1)式において、事故点電圧ＶFが距離継電器のインピー
ダンス計測誤差の要因となる。(1)式は次のように置き
換えることができる。
【０００６】
Ｖ／(Ｉ＋ＩL)＝Ｚry＝Ｒ＋ｊＸ＋{(ＲA／Ｃ)／(1＋ＩL／Ｉ)} ……(2)
∵ ＺF＝{(ＲA／Ｃ)／(1＋ＩL／Ｉ)}＝ｒF＋ｊｘF
(2)式において、{ }内部のインピーダンスがインピーダ
ンス計測誤差となる。この様相を図３に示す。図３中、
線分ＦＢは(2)式のＲA／Ｃに相当し、線分ＦＡはリレー
の見る事故点インピーダンスであり、(2)式の{ }内部に
相当する。
ンス計測誤差となる。この様相を図３に示す。図３中、
線分ＦＢは(2)式のＲA／Ｃに相当し、線分ＦＡはリレー
の見る事故点インピーダンスであり、(2)式の{ }内部に
相当する。
【０００７】又、ＦＡと線分ＡＢの大きさ比が|ＩL／Ｉ
|であり、ＦＡとＡＢの位相差δは負荷電流の事故電流
Ｉに対する進み位相分を示している。尚、この位相差δ
が一定で大きさ|ＩL／Ｉ|を変化させた時のリレーの見
るインピーダンスＺryの軌跡は図中の円上となる。これ
は線分ＦＢ(＝ＲA／Ｃ)を弦とし、円周角(π−δ)＝∠
ＦＡＢが一定の円となる。
|であり、ＦＡとＡＢの位相差δは負荷電流の事故電流
Ｉに対する進み位相分を示している。尚、この位相差δ
が一定で大きさ|ＩL／Ｉ|を変化させた時のリレーの見
るインピーダンスＺryの軌跡は図中の円上となる。これ
は線分ＦＢ(＝ＲA／Ｃ)を弦とし、円周角(π−δ)＝∠
ＦＡＢが一定の円となる。
【０００８】図中のリレーの見るインピーダンスの計測
誤差の抵抗分ｒF、リアクタンス分ｘFは次式で示され
る。(1)式において、リレーがインピーダンスを計測す
る際に適用する電流（Ｉ＋ＩL）の複素共役(Ｉ＋ＩL)*
を乗じて両辺の抵抗分、虚数分が各々等しいという条件
を使うことにより、以下のように求まる。
誤差の抵抗分ｒF、リアクタンス分ｘFは次式で示され
る。(1)式において、リレーがインピーダンスを計測す
る際に適用する電流（Ｉ＋ＩL）の複素共役(Ｉ＋ＩL)*
を乗じて両辺の抵抗分、虚数分が各々等しいという条件
を使うことにより、以下のように求まる。
【０００９】
Ｒe[Ｖ・(Ｉ＋ＩL)*]＝Ｒ・|Ｉ＋ＩL| 2 ＋Ｒe[ＶF・(Ｉ＋ＩL)*]
Ｒe[Ｚry]＝Ｒ＋{Ｒe[ＶF・(Ｉ＋ＩL)*]／|Ｉ＋ＩL| 2 } ……(3)
Ｉm[Ｖ・(Ｉ＋ＩL)*]＝Ｘ・|Ｉ＋ＩL| 2 ＋Ｉm[ＶF・(Ｉ＋ＩL)*]
Ｉm[Ｚry]＝Ｘ＋{Ｉm[ＶF・(Ｉ＋ＩL)*]／|Ｉ＋ＩL| 2 } ……(4)
上式の{}内部がインピーダンス計測誤差（ｒF＋ｊｘF）
となる。ここに、一般的な2つのベクトルＡ，Ｂ間で数
学的に [Ａ・Ｂ*]＝|Ａ|・|Ｂ|・exp(ｊ(θ)) Ｉm[Ａ・Ｂ*]＝|Ａ|・|Ｂ|・sin(θ)、 Ｒe[Ａ・Ｂ*]＝|Ａ|・|Ｂ|・cos(θ) （ここに、*印：共役複素数、θ（θ＝θA−θB）：ベ
クトルＢに対するベクトルＡの進み位相）が成立する。
この数学的な意味を踏えて、（３）、（４）式を考える
とリレーのインピーダンス計測に使用する電流（Ｉ＋Ｉ
L）に対して事故点電圧ＶFが遅れの場合はｘFは負とな
り、リレーの計測するリアクタンスＸryが実際の事故点
迄の線路リアクタンスＸより小さく計測ことになり、オ
ーバリーチの様相を呈する。逆に事故点電圧ＶFが進み
の場合はｘFは正となり、線路リアクタンスより大きく
計測することになり、アンダーリーチの様相を呈するこ
とになる。
となる。ここに、一般的な2つのベクトルＡ，Ｂ間で数
学的に [Ａ・Ｂ*]＝|Ａ|・|Ｂ|・exp(ｊ(θ)) Ｉm[Ａ・Ｂ*]＝|Ａ|・|Ｂ|・sin(θ)、 Ｒe[Ａ・Ｂ*]＝|Ａ|・|Ｂ|・cos(θ) （ここに、*印：共役複素数、θ（θ＝θA−θB）：ベ
クトルＢに対するベクトルＡの進み位相）が成立する。
この数学的な意味を踏えて、（３）、（４）式を考える
とリレーのインピーダンス計測に使用する電流（Ｉ＋Ｉ
L）に対して事故点電圧ＶFが遅れの場合はｘFは負とな
り、リレーの計測するリアクタンスＸryが実際の事故点
迄の線路リアクタンスＸより小さく計測ことになり、オ
ーバリーチの様相を呈する。逆に事故点電圧ＶFが進み
の場合はｘFは正となり、線路リアクタンスより大きく
計測することになり、アンダーリーチの様相を呈するこ
とになる。
【００１０】以上の説明から、負荷電流が流れている状
態で事故点抵抗を伴った事故が発生した時に、事故点迄
のインピーダンスを計測するディジタル形距離継電器の
計測誤差は負荷電流の方向と大きさでその様相が大きく
変わることが明らかであろう。だが、この計測誤差の最
大値を系統の運用状態と、想定する事故点抵抗の大きさ
とから算出して、ディジタル形距離継電器の整定で配慮
しているのが実情である。
態で事故点抵抗を伴った事故が発生した時に、事故点迄
のインピーダンスを計測するディジタル形距離継電器の
計測誤差は負荷電流の方向と大きさでその様相が大きく
変わることが明らかであろう。だが、この計測誤差の最
大値を系統の運用状態と、想定する事故点抵抗の大きさ
とから算出して、ディジタル形距離継電器の整定で配慮
しているのが実情である。
【００１１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、事故点電圧の位相と事故点に流れる事故電流が略
同位相という条件のもとで、距離継電器のインピーダン
スを計測する電流と前記事故点電流の位相と略同位相の
関係にある電流との位相差を検出して、その位相差に連
動させて距離継電器の動作特性を逐次決めることにより
距離継電器のオーバリーチ、アンダーリーチを防止する
ディジタル形距離継電器を提供することを目的とするも
のである。
あり、事故点電圧の位相と事故点に流れる事故電流が略
同位相という条件のもとで、距離継電器のインピーダン
スを計測する電流と前記事故点電流の位相と略同位相の
関係にある電流との位相差を検出して、その位相差に連
動させて距離継電器の動作特性を逐次決めることにより
距離継電器のオーバリーチ、アンダーリーチを防止する
ディジタル形距離継電器を提供することを目的とするも
のである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載のディジ
タル形距離継電器の発明は、正相抵抗分Ｒcal、正相リ
アクタンス分Ｘcalを算出する第１の手段と、電力系統
の送電線の事故を検出する所定時間前の負荷電流を記憶
する第２の手段と、事故点に流れる事故電流の位相と同
等の位相関係にある電流を抽出する第３の手段と、前記
抵抗分、リアクタンス分を直接算出する電流の位相に対
して前記第３の手段で得られた電流の位相が遅れか進み
かの関係を検出する第４の手段と、第４の手段で得られ
た位相関係において、その両電流の位相差に比例した値
を適用して前述の距離継電器の動作を判定する第５の手
段と、第２の手段で記憶された負荷電流の流れる方向が
送電方向であることを検出した場合、前記正相インピー
ダンスが所定の抵抗分、リアクタンス分を基点にして所
定の領域内にあるか否かで動作を判定する動作特性と第
５の手段の動作特性と共通する領域を動作域とし、第２
の手段で記憶された負荷電流の流れる方向が受電方向で
あることを検出した場合、前記正相インピーダンスが所
定の抵抗分、リアクタンス分を基点にして所定の領域内
にあるか否かで動作を判定する動作特性と第５の手段の
動作特性の何れかの動作領域を動作域とする第６の手段
とから構成したものである。
タル形距離継電器の発明は、正相抵抗分Ｒcal、正相リ
アクタンス分Ｘcalを算出する第１の手段と、電力系統
の送電線の事故を検出する所定時間前の負荷電流を記憶
する第２の手段と、事故点に流れる事故電流の位相と同
等の位相関係にある電流を抽出する第３の手段と、前記
抵抗分、リアクタンス分を直接算出する電流の位相に対
して前記第３の手段で得られた電流の位相が遅れか進み
かの関係を検出する第４の手段と、第４の手段で得られ
た位相関係において、その両電流の位相差に比例した値
を適用して前述の距離継電器の動作を判定する第５の手
段と、第２の手段で記憶された負荷電流の流れる方向が
送電方向であることを検出した場合、前記正相インピー
ダンスが所定の抵抗分、リアクタンス分を基点にして所
定の領域内にあるか否かで動作を判定する動作特性と第
５の手段の動作特性と共通する領域を動作域とし、第２
の手段で記憶された負荷電流の流れる方向が受電方向で
あることを検出した場合、前記正相インピーダンスが所
定の抵抗分、リアクタンス分を基点にして所定の領域内
にあるか否かで動作を判定する動作特性と第５の手段の
動作特性の何れかの動作領域を動作域とする第６の手段
とから構成したものである。
【００１３】この発明によれば、リレー設置点から事故
点までの送電線のインピーダンスを計測して事故点が所
定の動作域内にあるか否かを判定する方法において、負
荷電流が流れていて事故点抵抗を伴った事故が発生して
インピーダンス計測誤差が生じても、その計測誤差を逐
次リレーの動作特性を補正することによって、リレー動
作が正常に行えるようにしようとするものである。
点までの送電線のインピーダンスを計測して事故点が所
定の動作域内にあるか否かを判定する方法において、負
荷電流が流れていて事故点抵抗を伴った事故が発生して
インピーダンス計測誤差が生じても、その計測誤差を逐
次リレーの動作特性を補正することによって、リレー動
作が正常に行えるようにしようとするものである。
【００１４】請求項２に係わるディジタル形距離継電器
の発明は、請求項１の第３の手段において、短絡事故の
場合、事故中の電流から第２の手段で記憶された負荷電
流を差し引いた電流を抽出するように構成し、地絡事故
の場合、零相電流を抽出するように構成したものであ
る。
の発明は、請求項１の第３の手段において、短絡事故の
場合、事故中の電流から第２の手段で記憶された負荷電
流を差し引いた電流を抽出するように構成し、地絡事故
の場合、零相電流を抽出するように構成したものであ
る。
【００１５】この発明によれば、事故点に流れる事故電
流と略同位相の電流を抽出しようするものである。短絡
時はリレー入力電流から負荷電流をキャンセルした電
流、地絡時は零相電流を事故電流相当の電流として適用
しようとするものである。
流と略同位相の電流を抽出しようするものである。短絡
時はリレー入力電流から負荷電流をキャンセルした電
流、地絡時は零相電流を事故電流相当の電流として適用
しようとするものである。
【００１６】請求項３に係わるディジタル形距離継電器
の発明は、前記第３の手段において、短絡事故の場合、
事故中の電流と所定の基準電気量との内積値ＩＶpc 、
外積値ＩＶpsを前記基準電気量の大きさ|Ｖp|で除した
値から、請求項２記載の第２の手段で記憶された負荷電
流と同時刻Mの前記基準電気量との内積値(ＩLＶpc)Mと
外積値(ＩLＶps)Mを当該同時刻の前記基準電気量の大き
さ|ＶpM|で除した値を、内積値、及び外積値各々につい
て差し引いた電気量｛(ＩＶpc)／|Ｖp|−(ＩLＶpc)M／|
ＶpM|｝、｛(ＩＶps)／|Ｖp|−(ＩLＶps)M／|ＶpM|｝を
抽出するように構成したものである。
の発明は、前記第３の手段において、短絡事故の場合、
事故中の電流と所定の基準電気量との内積値ＩＶpc 、
外積値ＩＶpsを前記基準電気量の大きさ|Ｖp|で除した
値から、請求項２記載の第２の手段で記憶された負荷電
流と同時刻Mの前記基準電気量との内積値(ＩLＶpc)Mと
外積値(ＩLＶps)Mを当該同時刻の前記基準電気量の大き
さ|ＶpM|で除した値を、内積値、及び外積値各々につい
て差し引いた電気量｛(ＩＶpc)／|Ｖp|−(ＩLＶpc)M／|
ＶpM|｝、｛(ＩＶps)／|Ｖp|−(ＩLＶps)M／|ＶpM|｝を
抽出するように構成したものである。
【００１７】この発明によれば、短絡事故の場合、事故
発生前の負荷電流を事故発生前後で位相が大きく変わら
ない正相電圧を基準にして同相成分（内積値）と直交成
分（外積値）に分けて記憶し、事故中の負荷電流が重畳
している電流についても正相電圧を基準にして同相成
分、直交成分を計算して、各々の成分について事故中の
電流から、事故前の記憶した負荷電流成分をキャンセル
して、事故点電流を正相電圧と同位相、直交成分に分け
て抽出しようするものである。
発生前の負荷電流を事故発生前後で位相が大きく変わら
ない正相電圧を基準にして同相成分（内積値）と直交成
分（外積値）に分けて記憶し、事故中の負荷電流が重畳
している電流についても正相電圧を基準にして同相成
分、直交成分を計算して、各々の成分について事故中の
電流から、事故前の記憶した負荷電流成分をキャンセル
して、事故点電流を正相電圧と同位相、直交成分に分け
て抽出しようするものである。
【００１８】請求項４に係わるディジタル形距離継電器
の発明は、前記第４の手段において、短絡事故の場合、
請求項３記載の事故中の電流と所定の基準電気量との内
積値ＩＶpc 、外積値ＩＶpsと電気量 ｛(ＩＶpc)／|Ｖp|−(ＩLＶpc)M／|ＶpM|｝、 ｛(ＩＶps)／|Ｖp|−(ＩLＶps)M／|ＶpM|｝とから、 Ｉpc＝{(ＩＶps)／|Ｖp|−(ＩLＶps)M／|ＶpM|}・(ＩＶpc)／|Ｖp| −{(ＩＶpc)／|Ｖp|−(ＩLＶpc)M／|ＶpM|}・(ＩＶps)／|Ｖp| ……(5) Ｉps＝{(ＩＶpc)／|Ｖp|−(ＩLＶpc)M／|ＶpM|}・(ＩＶpc)／|Ｖp| ＋{(ＩＶps)／|Ｖp|−(ＩLＶps)M／|ＶpM|}・(ＩＶps／|Ｖp|……(6) を算出し、電気量ＩpcとＩpsの相対比から、前記事故中
の電流の位相と前記第３の手段の事故点に流れる事故電
流の位相と同等の位相関係にある電流の位相との遅れか
進みかの関係を検出するように構成したものである。
の発明は、前記第４の手段において、短絡事故の場合、
請求項３記載の事故中の電流と所定の基準電気量との内
積値ＩＶpc 、外積値ＩＶpsと電気量 ｛(ＩＶpc)／|Ｖp|−(ＩLＶpc)M／|ＶpM|｝、 ｛(ＩＶps)／|Ｖp|−(ＩLＶps)M／|ＶpM|｝とから、 Ｉpc＝{(ＩＶps)／|Ｖp|−(ＩLＶps)M／|ＶpM|}・(ＩＶpc)／|Ｖp| −{(ＩＶpc)／|Ｖp|−(ＩLＶpc)M／|ＶpM|}・(ＩＶps)／|Ｖp| ……(5) Ｉps＝{(ＩＶpc)／|Ｖp|−(ＩLＶpc)M／|ＶpM|}・(ＩＶpc)／|Ｖp| ＋{(ＩＶps)／|Ｖp|−(ＩLＶps)M／|ＶpM|}・(ＩＶps／|Ｖp|……(6) を算出し、電気量ＩpcとＩpsの相対比から、前記事故中
の電流の位相と前記第３の手段の事故点に流れる事故電
流の位相と同等の位相関係にある電流の位相との遅れか
進みかの関係を検出するように構成したものである。
【００１９】この発明によれば、短絡事故を検出した
ら、事故時のインピーダンスを計測するリレーの電流か
ら事故前の負荷電流を次式に示すようにキャンセルして
事故点電流相当の電流とリレーの電流との内積値、外積
値を算出して、図３に示すＦＡとＦＢ間の位相角θの正
接(tan(θ))を求める。
ら、事故時のインピーダンスを計測するリレーの電流か
ら事故前の負荷電流を次式に示すようにキャンセルして
事故点電流相当の電流とリレーの電流との内積値、外積
値を算出して、図３に示すＦＡとＦＢ間の位相角θの正
接(tan(θ))を求める。
【００２０】＜内積値＞：事故電流相当とリレーのイン
ピーダンス計測時に使用する電流（負荷電流重畳） Ｉpc＝ＩF・cos(θ)＝{(ＩＶps)／|Ｖp| −(ＩLＶps)M／|ＶpM|}・(ＩＶpc)／|Ｖp| −{(ＩＶpc)／|Ｖp|−(ＩLＶpc)M／|ＶpM|}・(ＩＶps)／|Ｖp| ……(7)ただし、θ＝θF−θi ＜外積値＞：事故電流相当とリレーのインピーダンス計
測時に使用する電流（負荷電流重畳） Ｉps＝ＩF・ sin(θ) ＝{(ＩＶpc)／|Ｖp| −(ＩLＶpc)M／|ＶpM|}・(ＩＶpc)／|Ｖp| ＋{(ＩＶps)／|Ｖp|−(ＩLＶps)M／|ＶpM|}・(ＩＶps)／|Ｖp| ……(8)ただし、θ＝θF−θi tan(θ)＝Ｉpc／Ｉps ……(9) 以上の関係を知ることにより、事故中の電流と事故点に
流れる事故電流相当の電流の位相が進みか遅れかを検出
できる。
ピーダンス計測時に使用する電流（負荷電流重畳） Ｉpc＝ＩF・cos(θ)＝{(ＩＶps)／|Ｖp| −(ＩLＶps)M／|ＶpM|}・(ＩＶpc)／|Ｖp| −{(ＩＶpc)／|Ｖp|−(ＩLＶpc)M／|ＶpM|}・(ＩＶps)／|Ｖp| ……(7)ただし、θ＝θF−θi ＜外積値＞：事故電流相当とリレーのインピーダンス計
測時に使用する電流（負荷電流重畳） Ｉps＝ＩF・ sin(θ) ＝{(ＩＶpc)／|Ｖp| −(ＩLＶpc)M／|ＶpM|}・(ＩＶpc)／|Ｖp| ＋{(ＩＶps)／|Ｖp|−(ＩLＶps)M／|ＶpM|}・(ＩＶps)／|Ｖp| ……(8)ただし、θ＝θF−θi tan(θ)＝Ｉpc／Ｉps ……(9) 以上の関係を知ることにより、事故中の電流と事故点に
流れる事故電流相当の電流の位相が進みか遅れかを検出
できる。
【００２１】請求項５に係わるディジタル形距離継電器
の発明は、前記第４の手段において、短絡事故の場合、
抵抗分、リアクタンス分を直接算出する電流と本電流と
同一相の所定時間前の電流との差分電流との外積値と内
積値との相対比から、前記事故中の電流の位相と前記第
３の手段の事故点に流れる事故電流の位相と同等の位相
関係にある電流位相との遅れか進みかの関係を検出する
ように構成したものである。
の発明は、前記第４の手段において、短絡事故の場合、
抵抗分、リアクタンス分を直接算出する電流と本電流と
同一相の所定時間前の電流との差分電流との外積値と内
積値との相対比から、前記事故中の電流の位相と前記第
３の手段の事故点に流れる事故電流の位相と同等の位相
関係にある電流位相との遅れか進みかの関係を検出する
ように構成したものである。
【００２２】この発明によれば、短絡事故を検出した
ら、抵抗分、リアクタンス分を直接算出する電流Ｉと所
定時間前の電流（負荷電流相当ＩL）との差分 ΔＩ＝
Ｉ−ＩL（瞬時値）と電流Ｉとの内積値、外積値を算出
して、図３に示すＦＡとＦＢ間の位相角θの正接(tan
(θ))を求める。
ら、抵抗分、リアクタンス分を直接算出する電流Ｉと所
定時間前の電流（負荷電流相当ＩL）との差分 ΔＩ＝
Ｉ−ＩL（瞬時値）と電流Ｉとの内積値、外積値を算出
して、図３に示すＦＡとＦＢ間の位相角θの正接(tan
(θ))を求める。
【００２３】
(ΔＩ・Ｉ)c＝|ΔＩ・Ｉ|・cos(θ)
(ΔＩ・Ｉ)s＝|ΔＩ・Ｉ|・sin(θ)
tan(θ)＝(ΔＩ・Ｉ)s／(ΔＩ・Ｉ)c ……(10)
以上の関係を知ることにより、事故中の電流と事故点に
流れる事故電流相当の電流の位相が進みか遅れかを検出
できる。
流れる事故電流相当の電流の位相が進みか遅れかを検出
できる。
【００２４】本発明の請求項６に係わるディジタル形距
離継電器は、前記第４の手段において、地絡事故の場
合、地絡相電流ｉaに零相電流ｉ0に送電線インピーダン
スの零相抵抗分と正相抵抗分の比に比例した値ｋrから
１を引いた値を乗じて得た抵抗分零相補償電流(ｋr−1)
・ｉ0を加えた電流Ｉr＝（ｉa＋(ｋr−1)・ｉ0）と零相電
流との外積値(Ｉ0・Ｉr)sと、地絡相電流ｉaに零相電流
ｉ0に送電線インピーダンスの零相リアクタンス分と正
相リアクタンス分の比に比例した値ｋxから１を引いた
値を乗じて得たリアクタンス分零相補償電流(ｋx−1)・
ｉ0を加えた電流Ｉx＝（ｉa＋(ｋx−1)・i0）と零相電流
との内積値(Ｉ0・Ｉx)cの相対比から、前記事故中の電流
の位相と請求項１記載の第３の手段の事故点に流れる事
故電流の位相と同等の位相関係にある電流の位相との遅
れか進みかの関係を検出するように構成したものであ
る。
離継電器は、前記第４の手段において、地絡事故の場
合、地絡相電流ｉaに零相電流ｉ0に送電線インピーダン
スの零相抵抗分と正相抵抗分の比に比例した値ｋrから
１を引いた値を乗じて得た抵抗分零相補償電流(ｋr−1)
・ｉ0を加えた電流Ｉr＝（ｉa＋(ｋr−1)・ｉ0）と零相電
流との外積値(Ｉ0・Ｉr)sと、地絡相電流ｉaに零相電流
ｉ0に送電線インピーダンスの零相リアクタンス分と正
相リアクタンス分の比に比例した値ｋxから１を引いた
値を乗じて得たリアクタンス分零相補償電流(ｋx−1)・
ｉ0を加えた電流Ｉx＝（ｉa＋(ｋx−1)・i0）と零相電流
との内積値(Ｉ0・Ｉx)cの相対比から、前記事故中の電流
の位相と請求項１記載の第３の手段の事故点に流れる事
故電流の位相と同等の位相関係にある電流の位相との遅
れか進みかの関係を検出するように構成したものであ
る。
【００２５】この発明によれば、地絡事故を検出した
ら、抵抗分、リアクタンス分を算出する電流として、地
絡相電流ｉaに零相電流ｉ0に送電線インピーダンスの零
相抵抗分と正相抵抗分の比に比例した値ｋrから１を引
いた値を乗じて得た抵抗分零相補償電流(ｋr−1)・ｉ0を
加えた電流Ｉr＝（ｉa＋(ｋr−1)・ｉ0）を適用し、その
電流と零相電流との外積値(Ｉ0・Ｉr)sを計算し、更に、
地絡相電流ｉaに零相電流ｉ0に送電線インピーダンスの
零相リアクタンス分と正相リアクタンス分の比に比例し
た値ｋxから１を引いた値を乗じて得たリアクタンス分
零相補償電流(ｋx−1)・ｉ0を加えた電流Ｉx＝（ｉa＋
(ｋx−1)・ｉ0）と零相電流との内積値(Ｉ0・Ｉx)cを計算
して、前記外積値(Ｉ0・Ｉr)sと内積値(Ｉ0・Ｉx)cとの相
対比から、図３に示すＦＡとＦＢ間の位相角θの正接(t
an(θ))を求める。
ら、抵抗分、リアクタンス分を算出する電流として、地
絡相電流ｉaに零相電流ｉ0に送電線インピーダンスの零
相抵抗分と正相抵抗分の比に比例した値ｋrから１を引
いた値を乗じて得た抵抗分零相補償電流(ｋr−1)・ｉ0を
加えた電流Ｉr＝（ｉa＋(ｋr−1)・ｉ0）を適用し、その
電流と零相電流との外積値(Ｉ0・Ｉr)sを計算し、更に、
地絡相電流ｉaに零相電流ｉ0に送電線インピーダンスの
零相リアクタンス分と正相リアクタンス分の比に比例し
た値ｋxから１を引いた値を乗じて得たリアクタンス分
零相補償電流(ｋx−1)・ｉ0を加えた電流Ｉx＝（ｉa＋
(ｋx−1)・ｉ0）と零相電流との内積値(Ｉ0・Ｉx)cを計算
して、前記外積値(Ｉ0・Ｉr)sと内積値(Ｉ0・Ｉx)cとの相
対比から、図３に示すＦＡとＦＢ間の位相角θの正接(t
an(θ))を求める。
【００２６】
(Ｉ0・Ｉx)c＝|Ｉ0・Ｉx|・cos(θ)
(Ｉ0・Ｉr)s＝|Ｉ0・Ｉr|・sin(θ)
tan(θ)＝(Ｉ0・Ｉr)s／(Ｉ0・Ｉx)c ……(11)
以上の関係を知ることにより、事故中の事故点迄の抵抗
分とリアクタンス分を計測する事故電流Ｉr、Ｉxと事故
点に流れる事故電流相当の零相電流ｉ0の位相が進みか
遅れかを検出できる。
分とリアクタンス分を計測する事故電流Ｉr、Ｉxと事故
点に流れる事故電流相当の零相電流ｉ0の位相が進みか
遅れかを検出できる。
【００２７】請求項７に係わるディジタル形距離継電器
の発明は、前記第５の手段において、短絡事故の場合、
予め設定する抵抗分Ｒsおよびリアクタンス分Ｘsと、前
記第１の手段が直接算出した抵抗分Ｒcalおよびリアク
タンス分Ｘcal更に前記第４の手段で算出した電気量Ｉp
cとＩpsから、リアクタンス分（Ｘcal−Ｘs）と抵抗分
(Ｒcal−Ｒs)の比が前記電気量Ｉpsと電気量Ｉpcとの比
(Ｉps／Ｉpc)に予め設定する定数を乗じた量との大小を
判定し、小の場合動作、大の場合不動作とするよう構成
したものである。
の発明は、前記第５の手段において、短絡事故の場合、
予め設定する抵抗分Ｒsおよびリアクタンス分Ｘsと、前
記第１の手段が直接算出した抵抗分Ｒcalおよびリアク
タンス分Ｘcal更に前記第４の手段で算出した電気量Ｉp
cとＩpsから、リアクタンス分（Ｘcal−Ｘs）と抵抗分
(Ｒcal−Ｒs)の比が前記電気量Ｉpsと電気量Ｉpcとの比
(Ｉps／Ｉpc)に予め設定する定数を乗じた量との大小を
判定し、小の場合動作、大の場合不動作とするよう構成
したものである。
【００２８】この発明によれば、短絡事故を検出した
ら、当該短絡相間の電気量によって、事故点までの抵抗
分Ｒcal、リアクタンス分Ｘcalを個々に算出し、予め設
定する抵抗分Ｒs、リアクタンス分Ｘsと請求項４記載の
電気量Ｉps及びＩpcから次式に基づいて、動作判定し、
満足した時に動作と判定する。
ら、当該短絡相間の電気量によって、事故点までの抵抗
分Ｒcal、リアクタンス分Ｘcalを個々に算出し、予め設
定する抵抗分Ｒs、リアクタンス分Ｘsと請求項４記載の
電気量Ｉps及びＩpcから次式に基づいて、動作判定し、
満足した時に動作と判定する。
【００２９】
Ｘcal−Ｘs≦{Ｉps／Ｉpc}・ｋ・(Ｒcal−Ｒs) ……(12)
（ｋ：予め設定する定数）
又、同上式は次のようにも置き換えられることは当然で
ある。 Ｉpc・(Ｘcal−Ｘs)≦ｋ・Ｉps・(Ｒcal−Ｒs) ……(13) ここに定数ｋ＝1.0＋εでεは図４で示すθの算出値よ
り大きく設定する場合は＋側に、又小さく設定する場合
には−側にする。この様相を図４に示す。
ある。 Ｉpc・(Ｘcal−Ｘs)≦ｋ・Ｉps・(Ｒcal−Ｒs) ……(13) ここに定数ｋ＝1.0＋εでεは図４で示すθの算出値よ
り大きく設定する場合は＋側に、又小さく設定する場合
には−側にする。この様相を図４に示す。
【００３０】図４中、ＦＡはθの計測値を示し、ｋ＞1.
0の実線が計測値よりアンダーリーチ気味に、ｋ＜1.0の
実線が計測値よりオーバリーチ気味に設定することを示
している。
0の実線が計測値よりアンダーリーチ気味に、ｋ＜1.0の
実線が計測値よりオーバリーチ気味に設定することを示
している。
【００３１】以上の事故点電流相当の電流とリレーのイ
ンピーダンスを計測する電流とから、その間の電流位相
角の関係を算出することによって、距離継電器のインピ
ーダンス計測誤差をリアルタイムに補正する。
ンピーダンスを計測する電流とから、その間の電流位相
角の関係を算出することによって、距離継電器のインピ
ーダンス計測誤差をリアルタイムに補正する。
【００３２】請求項８に係わるディジタル形距離継電器
の発明は、前記第５の手段において、地絡事故の場合、
予め設定する抵抗分Ｒs、リアクタンス分Ｘsと第１の手
段が直接算出した抵抗分Ｒcal、リアクタンス分Ｘcal及
び前記内積値(Ｉ0・Ｉx)cと外積値(Ｉ0・Ｉr)sから、リア
クタンス分（Ｘcal−Ｘs）と抵抗分(Ｒcal−Ｒs)の比が
前記内積値(Ｉ0・Ｉx)c と外積値(Ｉ0・Ｉr)s との比
（(Ｉ0・Ｉr)s／(Ｉ0・Ｉx)c）に予め設定する定数を乗じ
た量との大小を比較判定し、小の場合動作、大の場合不
動作とするように構成したものである。
の発明は、前記第５の手段において、地絡事故の場合、
予め設定する抵抗分Ｒs、リアクタンス分Ｘsと第１の手
段が直接算出した抵抗分Ｒcal、リアクタンス分Ｘcal及
び前記内積値(Ｉ0・Ｉx)cと外積値(Ｉ0・Ｉr)sから、リア
クタンス分（Ｘcal−Ｘs）と抵抗分(Ｒcal−Ｒs)の比が
前記内積値(Ｉ0・Ｉx)c と外積値(Ｉ0・Ｉr)s との比
（(Ｉ0・Ｉr)s／(Ｉ0・Ｉx)c）に予め設定する定数を乗じ
た量との大小を比較判定し、小の場合動作、大の場合不
動作とするように構成したものである。
【００３３】この発明によれば、地絡事故を検出した
ら、零相補償した電流によって、事故点までの抵抗分Ｒ
cal、リアクタンス分Ｘcalを個々に算出し、予め設定す
る抵抗分Ｒs、リアクタンス分Ｘsと前記内積値(Ｉ0・Ｉ
x)c及び外積値(Ｉ0・Ｉr)sから次式に基づいて、動作判
定し、満足した時に動作と判定する。
ら、零相補償した電流によって、事故点までの抵抗分Ｒ
cal、リアクタンス分Ｘcalを個々に算出し、予め設定す
る抵抗分Ｒs、リアクタンス分Ｘsと前記内積値(Ｉ0・Ｉ
x)c及び外積値(Ｉ0・Ｉr)sから次式に基づいて、動作判
定し、満足した時に動作と判定する。
【００３４】
Ｘcal−Ｘs≦{(Ｉ0・Ｉr)s／(Ｉ0・Ｉx)c}・ｋ・(Ｒcal−Ｒs)……(14)
（ｋ：予め設定する定数）又、同上式は次のようにも置
き換えられることは当然である。 (Ｉ0・Ｉx)c・(Ｘcal−Ｘs)≦ｋ・(Ｉ0・Ｉr)s・(Ｒcal−Ｒs)……(15) ここに前記定数ｋ＝1.0＋εと同様に、εは図４で示す
θの算出値より大きく設定する場合は＋側に、又小さく
設定する場合には−側にする。この様相は図４と同様で
ある。
き換えられることは当然である。 (Ｉ0・Ｉx)c・(Ｘcal−Ｘs)≦ｋ・(Ｉ0・Ｉr)s・(Ｒcal−Ｒs)……(15) ここに前記定数ｋ＝1.0＋εと同様に、εは図４で示す
θの算出値より大きく設定する場合は＋側に、又小さく
設定する場合には−側にする。この様相は図４と同様で
ある。
【００３５】以上の事故点電流相当の電流とリレーのイ
ンピーダンスを計測する電流とから、その間の電流位相
角の関係を算出することによって、距離継電器のインピ
ーダンス計測誤差をリアルタイムに補正することができ
る。
ンピーダンスを計測する電流とから、その間の電流位相
角の関係を算出することによって、距離継電器のインピ
ーダンス計測誤差をリアルタイムに補正することができ
る。
【００３６】請求項９に係わるディジタル形距離継電器
の発明は、前記第６の手段において、前記第２の手段で
記憶された負荷電流の流れる方向が送電方向であること
を検出した場合、予め設定する抵抗分Ｒs、リアクタン
ス分Ｘsと請求項１記載のディジタル形距離継電器が直
接算出した抵抗分Ｒcal、リアクタンス分Ｘcalからリア
クタンス分(Ｘcal−Ｘs)と抵抗分(Ｒcal−Ｒs)の比が予
め設定する定数との大小で動作判定した結果と第５の手
段の動作判定した結果が共に動作と判定し場合に動作と
判定し、前記第２の手段で記憶された負荷電流の流れる
方向が受電方向であることを検出した場合、予め設定す
る抵抗分Ｒs、リアクタンス分Ｘsと前記第１の手段が直
接算出した抵抗分Ｒcal、リアクタンス分Ｘcalからリア
クタンス分(Ｘcal−Ｘs)と抵抗分(Ｒcal−Ｒs)の比が予
め設定する定数との大小で動作判定した結果と前記第５
の手段の動作判定した結果の何れかが動作と判定し場合
に動作と判定するように構成したものである。
の発明は、前記第６の手段において、前記第２の手段で
記憶された負荷電流の流れる方向が送電方向であること
を検出した場合、予め設定する抵抗分Ｒs、リアクタン
ス分Ｘsと請求項１記載のディジタル形距離継電器が直
接算出した抵抗分Ｒcal、リアクタンス分Ｘcalからリア
クタンス分(Ｘcal−Ｘs)と抵抗分(Ｒcal−Ｒs)の比が予
め設定する定数との大小で動作判定した結果と第５の手
段の動作判定した結果が共に動作と判定し場合に動作と
判定し、前記第２の手段で記憶された負荷電流の流れる
方向が受電方向であることを検出した場合、予め設定す
る抵抗分Ｒs、リアクタンス分Ｘsと前記第１の手段が直
接算出した抵抗分Ｒcal、リアクタンス分Ｘcalからリア
クタンス分(Ｘcal−Ｘs)と抵抗分(Ｒcal−Ｒs)の比が予
め設定する定数との大小で動作判定した結果と前記第５
の手段の動作判定した結果の何れかが動作と判定し場合
に動作と判定するように構成したものである。
【００３７】本発明によれば、第６の手段において、前
記第２の手段で記憶された負荷電流の流れる方向が送電
方向であることを検出した場合、図５で示す予め設定す
る抵抗分Ｒs、リアクタンス分Ｘsと第１の手段が直接算
出した抵抗分Ｒcal、リアクタンス分Ｘcalからリアクタ
ンス分(Ｘcal−Ｘs)と抵抗分(Ｒcal−Ｒs)の比が予め設
定する定数αとの大小比較により動作判定した結果の動
作域即ち図５中の直線ＮＦの下部域と第５の手段の動作
判定した結果の動作域即ち図５中の直線ＦＭの下部域の
共通域を動作域と判定し、又、第２の手段で記憶された
負荷電流の流れる方向が受電方向であることを検出した
場合、図６で示す予め設定する抵抗分Ｒs、リアクタン
ス分Ｘsと第１の手段が直接算出した抵抗分Ｒcal、リア
クタンス分Ｘcalからリアクタンス分(Ｘcal−Ｘs)と抵
抗分(Ｒcal−Ｒs)の比が予め設定する定数αとの大小で
動作判定した結果の動作域即ち図６中の直線ＮＦの下部
域と、第５の手段の動作判定した結果の動作域即ち図６
中の直線FLの下部域の両領域を動作域と判定するように
構成し、事故前の負荷電流の流れる方向で、動作特性を
切り替えるようにしたものである。
記第２の手段で記憶された負荷電流の流れる方向が送電
方向であることを検出した場合、図５で示す予め設定す
る抵抗分Ｒs、リアクタンス分Ｘsと第１の手段が直接算
出した抵抗分Ｒcal、リアクタンス分Ｘcalからリアクタ
ンス分(Ｘcal−Ｘs)と抵抗分(Ｒcal−Ｒs)の比が予め設
定する定数αとの大小比較により動作判定した結果の動
作域即ち図５中の直線ＮＦの下部域と第５の手段の動作
判定した結果の動作域即ち図５中の直線ＦＭの下部域の
共通域を動作域と判定し、又、第２の手段で記憶された
負荷電流の流れる方向が受電方向であることを検出した
場合、図６で示す予め設定する抵抗分Ｒs、リアクタン
ス分Ｘsと第１の手段が直接算出した抵抗分Ｒcal、リア
クタンス分Ｘcalからリアクタンス分(Ｘcal−Ｘs)と抵
抗分(Ｒcal−Ｒs)の比が予め設定する定数αとの大小で
動作判定した結果の動作域即ち図６中の直線ＮＦの下部
域と、第５の手段の動作判定した結果の動作域即ち図６
中の直線FLの下部域の両領域を動作域と判定するように
構成し、事故前の負荷電流の流れる方向で、動作特性を
切り替えるようにしたものである。
【００３８】請求項10に係わるディジタル形距離継電器
の発明は、第６の手段において、予め設定する抵抗分Ｒ
s、リアクタンス分Ｘsと第１の手段が直接算出した抵抗
分Ｒcal、リアクタンス分Ｘcalから算出した抵抗分Ｒca
lが前記設定値Ｒsより小の場合にリアクタンス分(Ｘcal
−Ｘs)と抵抗分(Ｒcal−Ｒs)の比が予め設定する定数と
の大小で動作判定し、前記算出した抵抗分Ｒcalが前記
設定値Ｒsより大もしくは等しい場合に、前記第５の手
段の動作判定結果を適用するように構成したものであ
る。
の発明は、第６の手段において、予め設定する抵抗分Ｒ
s、リアクタンス分Ｘsと第１の手段が直接算出した抵抗
分Ｒcal、リアクタンス分Ｘcalから算出した抵抗分Ｒca
lが前記設定値Ｒsより小の場合にリアクタンス分(Ｘcal
−Ｘs)と抵抗分(Ｒcal−Ｒs)の比が予め設定する定数と
の大小で動作判定し、前記算出した抵抗分Ｒcalが前記
設定値Ｒsより大もしくは等しい場合に、前記第５の手
段の動作判定結果を適用するように構成したものであ
る。
【００３９】
【発明の実施の形態】図７は本発明に係わる送電線用デ
ィジタル形距離継電器を説明する実施の形態のハードウ
エアを示す構成図である。図において、１は保護対象と
なる送電線、２は変流器、３は電圧変成器、４は変流器
２の電流出力と電圧変成器３の電圧出力とを入力して各
々適当なレベルに変換する入力変換器である。５は入力
変換器４から出力された電流、電圧出力をそれぞれサン
プリングし、保持するサンプリング保持回路、６はサン
プリング保持回路５から出力されたアナログデータの電
流、電圧出力をディジタルデータに変換すアナログディ
ジタル変換回路、７は事故前後のデータを記憶する回
路、８は前記電流、電圧データを用いて所定の周期で演
算処理を実行してディジタル形距離継電器の動作判定及
び遮断器引き外し指令を出す判定を行う演算回路（ＣＰ
Ｕ）、９はディジタル距離継電器としての動作判定結果
を出力するＩ／Ｏインターフェース回路である。
ィジタル形距離継電器を説明する実施の形態のハードウ
エアを示す構成図である。図において、１は保護対象と
なる送電線、２は変流器、３は電圧変成器、４は変流器
２の電流出力と電圧変成器３の電圧出力とを入力して各
々適当なレベルに変換する入力変換器である。５は入力
変換器４から出力された電流、電圧出力をそれぞれサン
プリングし、保持するサンプリング保持回路、６はサン
プリング保持回路５から出力されたアナログデータの電
流、電圧出力をディジタルデータに変換すアナログディ
ジタル変換回路、７は事故前後のデータを記憶する回
路、８は前記電流、電圧データを用いて所定の周期で演
算処理を実行してディジタル形距離継電器の動作判定及
び遮断器引き外し指令を出す判定を行う演算回路（ＣＰ
Ｕ）、９はディジタル距離継電器としての動作判定結果
を出力するＩ／Ｏインターフェース回路である。
【００４０】図１は、図７で示した演算回路８で行うデ
ィジタル形距離継電器10の動作判定の内容を示す図であ
る。第１の手段11は送電線の線路方程式から、事故点ま
での抵抗分Ｒcal、リアクタンス分Ｘcalを計測するもの
で、その具体的なアルゴリズムの詳細例は文献IEEE Tra
nsaction of Power Delivery ,Vol.4,No.4,Octover 198
9 p2025-2031に記載されている。又、第２の手段12は事
故が発生する前の電流即ち事故前に流れている負荷電流
を記憶するものである。この負荷電流の大きさと位相と
を記憶する方法として、当該相の負荷電流と当該相基準
の正相電圧との内積値と外積値を正相電圧の大きさで除
して、記憶する方法として、次式(16)、(17)がある。
ィジタル形距離継電器10の動作判定の内容を示す図であ
る。第１の手段11は送電線の線路方程式から、事故点ま
での抵抗分Ｒcal、リアクタンス分Ｘcalを計測するもの
で、その具体的なアルゴリズムの詳細例は文献IEEE Tra
nsaction of Power Delivery ,Vol.4,No.4,Octover 198
9 p2025-2031に記載されている。又、第２の手段12は事
故が発生する前の電流即ち事故前に流れている負荷電流
を記憶するものである。この負荷電流の大きさと位相と
を記憶する方法として、当該相の負荷電流と当該相基準
の正相電圧との内積値と外積値を正相電圧の大きさで除
して、記憶する方法として、次式(16)、(17)がある。
【００４１】内積値は
{|ＩL|・|Ｖp|・cos(θL)}／|Ｖp|＝{(ｉL／dt)m・ｖpn−
(ｉL／dt)n・ｖpm}／|Ｖp| …(16) 外積値は {|ＩL|・|Ｖp|・sin(θL)}／|Ｖp|＝{ｉLn・ｖpm−ｉLm・ｖ
pn}／|Ｖp| …(17) となる。
(ｉL／dt)n・ｖpm}／|Ｖp| …(16) 外積値は {|ＩL|・|Ｖp|・sin(θL)}／|Ｖp|＝{ｉLn・ｖpm−ｉLm・ｖ
pn}／|Ｖp| …(17) となる。
【００４２】θL：正相電圧Ｖp基準の電流進位相角
負荷電流ＩLの瞬時値(時刻tm)： ｉLm 、ＩLの微分
値：(ｉL／dt)m 正相電圧Ｖpの瞬時値 ａ相基準の例：ｖpm＝(ｖam−v0
m)＋ｊ(ｖbm−ｖcm)／√3 ｖam、ｖbm、ｖcm、ｖ0m：ａ相、ｂ相、ｃ相、零相 ｊ：90度進位相相当の処理 この関係を図８に示す。正相電圧基準で同相成分ＯＡが
負荷電流ＯＣ（ＩL）の内積値、直交成分ＯＢが外積値
となる。第３の手段13は事故点電流相当の電流を抽出す
るもので、図２の事故点電流Ｉ／Ｃ相当の電流を抽出す
る手段である。
値：(ｉL／dt)m 正相電圧Ｖpの瞬時値 ａ相基準の例：ｖpm＝(ｖam−v0
m)＋ｊ(ｖbm−ｖcm)／√3 ｖam、ｖbm、ｖcm、ｖ0m：ａ相、ｂ相、ｃ相、零相 ｊ：90度進位相相当の処理 この関係を図８に示す。正相電圧基準で同相成分ＯＡが
負荷電流ＯＣ（ＩL）の内積値、直交成分ＯＢが外積値
となる。第３の手段13は事故点電流相当の電流を抽出す
るもので、図２の事故点電流Ｉ／Ｃ相当の電流を抽出す
る手段である。
【００４３】更に、第４の手段14は、前記第３の手段13
で抽出した事故点電流相当の電流とディジタル形距離継
電器10のインピーダンスを計測する電流との位相関係を
検出する手段である。図９にディジタル形距離継電器の
インピーダンスを計測する電流ＩryをＯＡ、事故点電流
相当の電流ＩFをＯＦとした時、各々の負荷電流ＩLとの
関係を示している。同図のＩryとＩFからその間の位相
θを検出できる。
で抽出した事故点電流相当の電流とディジタル形距離継
電器10のインピーダンスを計測する電流との位相関係を
検出する手段である。図９にディジタル形距離継電器の
インピーダンスを計測する電流ＩryをＯＡ、事故点電流
相当の電流ＩFをＯＦとした時、各々の負荷電流ＩLとの
関係を示している。同図のＩryとＩFからその間の位相
θを検出できる。
【００４４】第５の手段15は、ディジタル形距離継電器
の予め設定するＲs、Ｘsを基点にして、前記位相θに比
例した傾きの直線を動作限界とする動作特性を実現する
手段である。
の予め設定するＲs、Ｘsを基点にして、前記位相θに比
例した傾きの直線を動作限界とする動作特性を実現する
手段である。
【００４５】更に、第６の手段は、第２の手段で算出し
た内積値から、負荷電流が送電か受電かを判定して、送
電時には予め設定するＲs、Ｘsを通り、予め設定した傾
きの直線を動作限界とする動作特性域と前記第５の手段
で定まる動作特性域と共通する動作域を動作域とし、受
電時には予め設定するＲs、Ｘsを通り、予め設定した傾
きの直線を動作限界とする動作特性域と前記第５の手段
15で定まる動作特性域と両者の和領域を動作域とする手
段である。
た内積値から、負荷電流が送電か受電かを判定して、送
電時には予め設定するＲs、Ｘsを通り、予め設定した傾
きの直線を動作限界とする動作特性域と前記第５の手段
で定まる動作特性域と共通する動作域を動作域とし、受
電時には予め設定するＲs、Ｘsを通り、予め設定した傾
きの直線を動作限界とする動作特性域と前記第５の手段
15で定まる動作特性域と両者の和領域を動作域とする手
段である。
【００４６】図10は請求項２の事故点電流相当の電流量
を抽出する第３の手段13の例を説明する図である。短絡
の場合はディジタル形距離継電器のインピーダンス計測
に適用する電流から負荷電流相当の事故前に記憶した電
流をキャンセルし、地絡事故の場合は零相電流を抽出す
るように構成する例を示している。
を抽出する第３の手段13の例を説明する図である。短絡
の場合はディジタル形距離継電器のインピーダンス計測
に適用する電流から負荷電流相当の事故前に記憶した電
流をキャンセルし、地絡事故の場合は零相電流を抽出す
るように構成する例を示している。
【００４７】図11は図10で示す短絡事故の場合に、正相
電圧を基準に事故前後の電流の同相成分と直交成分を求
めて、事故中電流の同相成分、直交成分から各々の事故
前電流の同成分をキャンセルするようにしたものであ
る。ここに正相電圧を基準にするのは、事故前後で正相
電圧の位相が大きく変動しない性質を利用したものであ
る。尚、この正相電圧の性質については特開平８−1916
9号公報で既に記載されている。
電圧を基準に事故前後の電流の同相成分と直交成分を求
めて、事故中電流の同相成分、直交成分から各々の事故
前電流の同成分をキャンセルするようにしたものであ
る。ここに正相電圧を基準にするのは、事故前後で正相
電圧の位相が大きく変動しない性質を利用したものであ
る。尚、この正相電圧の性質については特開平８−1916
9号公報で既に記載されている。
【００４８】図12は請求項４の第４の手段１４の例を説
明するものであって、事故点電流相当の電流とディジタ
ル形距離継電器のインピーダンスを計測する電流との位
相関係を検出する手段を説明する図である。短絡事故の
場合で、事故点電流相当の電流の正相電圧基準の同相成
分ＩFc 、直交成分ＩFsを次式で示す。
明するものであって、事故点電流相当の電流とディジタ
ル形距離継電器のインピーダンスを計測する電流との位
相関係を検出する手段を説明する図である。短絡事故の
場合で、事故点電流相当の電流の正相電圧基準の同相成
分ＩFc 、直交成分ＩFsを次式で示す。
【００４９】
ＩFc＝|ＩF|・cos(θF)＝｛ (ＩＶpc)／|Ｖp|− (ＩLＶp
c)M／|ＶpM|｝ ＩFs＝|ＩF|・sin(θF)＝｛ (ＩＶps)／|Ｖp|− (ＩLＶp
s)M／|ＶpM|｝ …(18) （θF：正相電圧Ｖp基準のＩFの進み位相）又、ディジ
タル形距離継電器のインピーダンスを計測する電流の正
相電圧基準の同相成分Ｉryc、直交成分Ｉrysを次式で示
す。
c)M／|ＶpM|｝ ＩFs＝|ＩF|・sin(θF)＝｛ (ＩＶps)／|Ｖp|− (ＩLＶp
s)M／|ＶpM|｝ …(18) （θF：正相電圧Ｖp基準のＩFの進み位相）又、ディジ
タル形距離継電器のインピーダンスを計測する電流の正
相電圧基準の同相成分Ｉryc、直交成分Ｉrysを次式で示
す。
【００５０】
Ｉryc＝|Ｉry|・cos(θry)＝(ＩＶpc)／|Ｖp|
Ｉrys＝|Ｉry|・sin(θry)＝(ＩＶps)／|Ｖp| ……(1
9) （θry：正相電圧Ｖp基準のＩryの進み位相） 従って、事故電流相当の電流ＩFとディジタル形距離継
電器のインピーダンスを計測する電流Ｉryとの位相差θ
＝θF−θryは次式(20)で求まる。
9) （θry：正相電圧Ｖp基準のＩryの進み位相） 従って、事故電流相当の電流ＩFとディジタル形距離継
電器のインピーダンスを計測する電流Ｉryとの位相差θ
＝θF−θryは次式(20)で求まる。
【００５１】
Ｉps＝|ＩF|・|Ｉry| ・ sin(θF−θry)
＝|ＩF| ・ sin(θF)・|Ｉry| ・ cos(θry)−|ＩF| ・ cos(θF)・
|Ｉry| ・ sin(θry) ＝{(ＩＶps)／|Ｖp|−(ＩLＶps)M／|ＶpM|}・(ＩＶpc)／
|Ｖp|−{(ＩＶpc)／|Ｖp|−(ＩLＶpc)M／|ＶpM|}・(ＩＶ
ps)／|Ｖp| Ｉpc＝|ＩF|・|Ｉry| ・ cos(θF−θry) ＝|ＩF| ・ cos(θF)・|Ｉry| ・ cos(θry)＋|ＩF| ・ sin(θF)・
|Ｉry| ・ sin(θry) ＝{(ＩＶpc)／|Ｖp|−(ＩLＶpc)M／|ＶpM|}・(ＩＶpc)／
|Ｖp|＋{(ＩＶps)／|Ｖp|−(ＩLＶps)M／|ＶpM|}・(ＩＶ
ps)／|Ｖp| ……(20) 上式におけるθ＝θF−θry とＩFとＩryとの関係を図
13に示す。
|Ｉry| ・ sin(θry) ＝{(ＩＶps)／|Ｖp|−(ＩLＶps)M／|ＶpM|}・(ＩＶpc)／
|Ｖp|−{(ＩＶpc)／|Ｖp|−(ＩLＶpc)M／|ＶpM|}・(ＩＶ
ps)／|Ｖp| Ｉpc＝|ＩF|・|Ｉry| ・ cos(θF−θry) ＝|ＩF| ・ cos(θF)・|Ｉry| ・ cos(θry)＋|ＩF| ・ sin(θF)・
|Ｉry| ・ sin(θry) ＝{(ＩＶpc)／|Ｖp|−(ＩLＶpc)M／|ＶpM|}・(ＩＶpc)／
|Ｖp|＋{(ＩＶps)／|Ｖp|−(ＩLＶps)M／|ＶpM|}・(ＩＶ
ps)／|Ｖp| ……(20) 上式におけるθ＝θF−θry とＩFとＩryとの関係を図
13に示す。
【００５２】図14は請求項５の第４の手段１４の例を説
明するものであって、ディジタル形距離継電器のインピ
ーダンスを計測する電流Ｉと同一相の所定時間前の電流
ＩLとの差分電流ΔＩとの位相関係を検出する手段を説
明する図である。尚、電流Ｉと所定の時間前の電流ＩL
の瞬時値の関係を図15に示す。同図（ａ）ではディジタ
ル形距離継電器がインピーダンスを計測する電流の瞬時
値ｉは事故電流相当の瞬時値ｉFと負荷電流ｉLの重畳分
ｉ＝ｉF＋ｉLである。事故発生前は負荷電流ｉLを示
す。同図（ｂ）は電流ｉから事故前の負荷電流ｉLをキ
ャンセルした電流を示す。即ち事故点電流相当の電流で
ある。
明するものであって、ディジタル形距離継電器のインピ
ーダンスを計測する電流Ｉと同一相の所定時間前の電流
ＩLとの差分電流ΔＩとの位相関係を検出する手段を説
明する図である。尚、電流Ｉと所定の時間前の電流ＩL
の瞬時値の関係を図15に示す。同図（ａ）ではディジタ
ル形距離継電器がインピーダンスを計測する電流の瞬時
値ｉは事故電流相当の瞬時値ｉFと負荷電流ｉLの重畳分
ｉ＝ｉF＋ｉLである。事故発生前は負荷電流ｉLを示
す。同図（ｂ）は電流ｉから事故前の負荷電流ｉLをキ
ャンセルした電流を示す。即ち事故点電流相当の電流で
ある。
【００５３】図16は地絡事故の場合で、請求項６の第４
の手段１４の例を説明するものであって、ディジタル形
距離継電器のインピーダンスを計測する電流として、抵
抗分零相補償した電流Ｉrとリアクタンス分零相補償し
た電流Ｉxと、事故点電流相当の零相電流との位相関係
を検出する第４の手段14を説明する図である。地絡事故
時の電圧Ｖは送電線の抵抗Ｒ、リアクタンスＸ及び事故
点抵抗ＲFを介して次式で表せる。
の手段１４の例を説明するものであって、ディジタル形
距離継電器のインピーダンスを計測する電流として、抵
抗分零相補償した電流Ｉrとリアクタンス分零相補償し
た電流Ｉxと、事故点電流相当の零相電流との位相関係
を検出する第４の手段14を説明する図である。地絡事故
時の電圧Ｖは送電線の抵抗Ｒ、リアクタンスＸ及び事故
点抵抗ＲFを介して次式で表せる。
【００５４】
Ｖ＝Ｒ・Ｉr＋ｊＸ・Ｉx＋ＲF・ＩF ……(21)
ここにＩFは事故点に流れる事故電流で、一線地絡事故
では図17で示すように、正相、逆相、零相対称分電流は
等しい。更に、正相回路では、ディジタル形距離継電器
が設置される端子の電流には負荷電流が重畳されるが、
零相回路は負荷電流の影響を受けないので、零相回路の
事故点から見る両端子のインピーダンス角は略等しくな
る。このため、事故点に流れる零相電流とディジタル形
距離継電器に入力される零相電流の位相は略等しくな
る。この条件を仮定して、上式から以下の関係が成立す
る。
では図17で示すように、正相、逆相、零相対称分電流は
等しい。更に、正相回路では、ディジタル形距離継電器
が設置される端子の電流には負荷電流が重畳されるが、
零相回路は負荷電流の影響を受けないので、零相回路の
事故点から見る両端子のインピーダンス角は略等しくな
る。このため、事故点に流れる零相電流とディジタル形
距離継電器に入力される零相電流の位相は略等しくな
る。この条件を仮定して、上式から以下の関係が成立す
る。
【００５５】
Ｉm[Ｖ・Ｉr*]＝Ｘ・Ｉm[ｊＩx・Ｉr*]＋ＲF・Ｉm[ＩF・Ｉr*]
Ｘry＝ Ｉm[Ｖ・Ｉr*]／Ｉm[ｊＩx・Ｉr*]＝Ｘ＋ＲF・Ｉm[ＩF・Ｉr*]／Ｉm[
ｊＩx・Ｉr*]
ｘF ＝ ＲF・Ｉm[ＩF・Ｉr*]／Ｉm[ｊＩx・Ｉr*] …(22)
Ｒe[Ｖ・Ｉx*]＝Ｒ・Ｒe[Ｉr・Ｉx*]＋ＲF・Ｒe[ＩF・Ｉx*]
Ｒry＝ Ｒe[Ｖ・Ｉx*]／Ｒe[Ｉr・Ｉx*]＝Ｒ＋ＲF・Ｒe[ＩF・Ｉx*]／ Ｒe[Ｉ
r・Ｉx*]
ｒF＝ ＲF・Ｒe[ＩF・Ｉx*]／ Ｒe[Ｉr・Ｉx*] …(23)
上式で、事故点電流ＩF相当の電流としてディジタル形
距離継電器に入力される零相電流Ｉ0を適用する。事故
点抵抗を見るインピーダンスの位相角は次式で定義さ
れ、その関係をＲ，Ｘ平面で示すと図18となる。
距離継電器に入力される零相電流Ｉ0を適用する。事故
点抵抗を見るインピーダンスの位相角は次式で定義さ
れ、その関係をＲ，Ｘ平面で示すと図18となる。
【００５６】
tan(θ)＝ｘF／ｒF
＝{ Ｉm[ＩF・Ｉr*]／Ｉm[ｊＩx・Ｉr*]}／{Ｒe[ＩF・Ｉx*]／ Ｒe[Ｉr・Ｉx
*]}
＝|Ｉr／Ｉx|・sin(θF−θr)／cos(θF−θx)
＝ (Ｉ0／Ｃ0・Ｉr)s／(Ｉ0／Ｃ0・Ｉx)c ……(24)
∵ |ＩF・Ｉr|・sin(θF−θr)＝Ｉm[ＩF・Ｉr*]＝(Ｉ0／Ｃ0・Ｉr)s
|ＩF・Ｉx|・cos(θF−θx)＝Ｒe[ＩF・Ｉx*]＝(Ｉ0／Ｃ0・Ｉx)c
（Ｃ0：零相電流の継電器設置端子に流れる分流比で略
実数を仮定）ここに事故点電流ＩF相当として零相電流
Ｉ0を適用すれば、上式の位相θを検出することができ
る。
実数を仮定）ここに事故点電流ＩF相当として零相電流
Ｉ0を適用すれば、上式の位相θを検出することができ
る。
【００５７】図19は第５の手段１５の例を説明するもの
であって、（２０）式に記載の電気量Ｉpcと電気量Ｉps
を適用して、第１の手段が算出した抵抗分Ｒcalとリア
クタンス分Ｘcalと予め設定した定数Ｒs、Ｘsとから定
める所定の動作特性を補正して所望の特性を実現する手
段を説明する図である。動作判定式は次式で示すとおり
で、直線特性となる。
であって、（２０）式に記載の電気量Ｉpcと電気量Ｉps
を適用して、第１の手段が算出した抵抗分Ｒcalとリア
クタンス分Ｘcalと予め設定した定数Ｒs、Ｘsとから定
める所定の動作特性を補正して所望の特性を実現する手
段を説明する図である。動作判定式は次式で示すとおり
で、直線特性となる。
【００５８】
Ｘcal−Ｘs＜k・tan(θ)・(Ｒcal−Ｒs) ……(25)
∵ tan(θ)＝Ｉps／Ｉpc
ｋは予め設定する定数で、ｋ＜１の特性は同図中のＦＡ
で示す直線、ｋ＞１の特性はＦＢで示す直線特性とな
る。
で示す直線、ｋ＞１の特性はＦＢで示す直線特性とな
る。
【００５９】図20は第５の手段１５の例を説明するもの
であって、（１１）式に記載の電気量(Ｉ0・Ｉr)sと電気
量(Ｉ0・Ｉx)cを適用して、ディジタル形距離継電器が直
接算出した抵抗分Ｒcalとリアクタンス分Ｘcalと予め設
定した定数Ｒs、Ｘsとから定める所定の動作特性を補正
して所望の特性を実現する手段を説明する図である。動
作判定式は次式で示すとおりで、直線特性となる。
であって、（１１）式に記載の電気量(Ｉ0・Ｉr)sと電気
量(Ｉ0・Ｉx)cを適用して、ディジタル形距離継電器が直
接算出した抵抗分Ｒcalとリアクタンス分Ｘcalと予め設
定した定数Ｒs、Ｘsとから定める所定の動作特性を補正
して所望の特性を実現する手段を説明する図である。動
作判定式は次式で示すとおりで、直線特性となる。
【００６０】
Ｘcal−Ｘs＜ｋ・tan(θ)・(Ｒcal−Ｒs) ……(26)
∵ tan(θ)＝(Ｉ0・Ｉr)s／(Ｉ0・Ｉx)c
ｋは予め設定する定数で、ｋ＜１の特性は同図中のＦＡ
で示す直線、ｋ＞１の特性はＦＢで示す直線特性とな
る。
で示す直線、ｋ＞１の特性はＦＢで示す直線特性とな
る。
【００６１】図21は第６の手段１６の例を説明するもの
であって、事故前に流れていた負荷電流が送電方向の場
合の、動作特性を実現する手段を示す。又、図22は事故
前に流れていた負荷電流が受電方向の場合の、動作特性
を実現する手段を示す。
であって、事故前に流れていた負荷電流が送電方向の場
合の、動作特性を実現する手段を示す。又、図22は事故
前に流れていた負荷電流が受電方向の場合の、動作特性
を実現する手段を示す。
【００６２】図23は第１の手段が算出した抵抗分Ｒcal
が予め設定したＲsより小ならば、所望の特性を下式で
示される図中のＣ領域とし、 Ｃ領域： Ｘcal−Ｘs＜α・(Ｒcal−Ｒs)Ｒcalが Ｒsより大きければ、請求項７もしくは請求項８
記載の次式で示すＤ領域とする動作特性を実現する手段
を示す。 Ｄ領域： Ｘcal−Ｘs＜k・tan(θ)・(Ｒcal−Ｒs)
が予め設定したＲsより小ならば、所望の特性を下式で
示される図中のＣ領域とし、 Ｃ領域： Ｘcal−Ｘs＜α・(Ｒcal−Ｒs)Ｒcalが Ｒsより大きければ、請求項７もしくは請求項８
記載の次式で示すＤ領域とする動作特性を実現する手段
を示す。 Ｄ領域： Ｘcal−Ｘs＜k・tan(θ)・(Ｒcal−Ｒs)
【００６３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
事故発生時流れていた負荷電流と事故時の事故点抵抗に
よって生じる距離継電器のインピーダンス計測誤差を、
逐次その誤差分に合わせて距離継電器の動作特性を補正
することによって、オーバリーチ、アンダーリーチによ
る不正動作を抑制するディジタル形距離継電器を実現す
ることができる。
事故発生時流れていた負荷電流と事故時の事故点抵抗に
よって生じる距離継電器のインピーダンス計測誤差を、
逐次その誤差分に合わせて距離継電器の動作特性を補正
することによって、オーバリーチ、アンダーリーチによ
る不正動作を抑制するディジタル形距離継電器を実現す
ることができる。
【図１】本発明の実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明のディジタル形距離継電器の設置状況を
示す。
示す。
【図３】本発明の対象となるインピーダンス計測のベク
トル関係を示す図。
トル関係を示す図。
【図４】本発明の対象となる特性をＲ−Ｘ平面で示した
図。
図。
【図５】本発明の対象となる特性をＲ−Ｘ平面で示した
図。
図。
【図６】本発明の対象となる特性をＲ−Ｘ平面で示した
図。
図。
【図７】本発明のディジタル形距離継電器の構成例図。
【図８】本発明の第２の手段を説明するベクトル図。
【図９】本発明の第３の手段を説明するベクトル図。
【図１０】本発明の第３の手段を説明する構成図。
【図１１】本発明の第３の手段の短絡事故の場合の構成
を説明する図。
を説明する図。
【図１２】本発明の第４の手段の短絡事故の場合の構成
を説明する図。
を説明する図。
【図１３】本発明の第４の手段の位相関係を説明するベ
クトル図。
クトル図。
【図１４】本発明の第４の手段の短絡事故の場合の構成
を説明する図。
を説明する図。
【図１５】本発明の第３の手段を構成する他の実施例の
効果を説明する図。
効果を説明する図。
【図１６】本発明の第３の手段を構成する他の実施例の
構成方法を説明する図。
構成方法を説明する図。
【図１７】一線地絡時の対称分等価回路。
【図１８】本発明の効果を説明する図。
【図１９】本発明の効果を説明する図。
【図２０】本発明の効果を説明する図。
【図２１】本発明の効果を説明する図。
【図２２】本発明の効果を説明する図。
【図２３】本発明の効果を説明する図。
１…送電線、２…変流器、３…変成器、４…入力変換
器、５…サンプリング保持回路、６…アナログディジタ
ル変換回路、７…メモリ、８…ＣＰＵ、９…Ｉ／Ｏイン
ターフェース、10…ディジタル距離継電器、11…第１の
手段、12…第２の手段、13…第３の手段、14…第４の手
段、15…第５の手段、16…第６の手段。
器、５…サンプリング保持回路、６…アナログディジタ
ル変換回路、７…メモリ、８…ＣＰＵ、９…Ｉ／Ｏイン
ターフェース、10…ディジタル距離継電器、11…第１の
手段、12…第２の手段、13…第３の手段、14…第４の手
段、15…第５の手段、16…第６の手段。
フロントページの続き
(72)発明者 斎藤 浩
東京都府中市東芝町１番地 株式会社東
芝 府中事業所内
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02H 3/40
G01R 31/08
Claims (10)
- 【請求項１】 電力系統の送電線の電圧、電流を所定の
周期でサンプリングして取り込み、抵抗、リアクタンス
等からなる送電線の線路方程式から事故点までのインピ
ーダンスを計測して事故点が所定の領域内にあるか否か
を検出するディジタル形距離継電器において、 正相抵抗分Ｒcal、正相リアクタンス分Ｘcalを算出する
第１の手段と、 事故を検出する時点よりも所定時間前の負荷電流を記憶
する第２の手段と、 事故点に流れる事故電流の位相と同等の位相関係にある
電流を抽出する第３の手段と、 前記正相抵抗分、正相リアクタンス分を直接算出する電
流の位相に対して前記第３の手段により得られた電流の
位相が遅れか進みかの関係を検出する第４の手段と、 前記第４の手段で得られた位相関係において、その両電
流の位相差に比例した値を適用して前述の距離継電器の
動作を判定する第５の手段と、 前記第２の手段で記憶された負荷電流の流れる方向が送
電方向であることを検出した場合、前記正相インピーダ
ンスが所定の抵抗分、リアクタンス分を基点にして所定
の領域内にあるか否かで動作を判定する動作特性と前記
第５の手段の動作特性と共通する領域を動作域と判定
し、前記第２の手段で記憶された負荷電流の流れる方向
が受電方向であることを検出した場合、前記正相インピ
ーダンスが所定の抵抗分、リアクタンス分を基点にして
所定の領域内にあるか否かで動作を判定する動作特性と
前記第５の手段の動作特性の何れかの動作領域を動作域
と判定する第６の手段と、からなることを特徴とするデ
ィジタル形距離継電器。 - 【請求項２】 前記第３の手段は、短絡事故の場合、事
故中の電流から前記第２の手段で記憶された事故検出時
点よりも所定時間前の負荷電流を差し引いた電流を抽出
するように構成し、地絡事故の場合、零相電流を抽出す
るように構成したことを特徴とする請求項１記載のディ
ジタル形距離継電器。 - 【請求項３】 前記第３の手段は、短絡事故の場合、事
故中の電流と所定の基準電気量との内積値ＩＶpc 、外
積値ＩＶpsを前記基準電気量の大きさ|Ｖp|で除した値
から、前記第２の手段で記憶された負荷電流と同時刻M
の前記基準電気量との内積値(ＩLＶpc)Mと外積値(ＩLＶ
ps)Mを当該同時刻の前記基準電気量の大きさ|ＶpM|で除
した値を、内積値、及び外積値各々について差し引いた
電気量｛(ＩＶpc)／|Ｖp|−(ＩLＶpc)M／|ＶpM|｝、
｛(ＩＶps)／|Ｖp|−(ＩLＶps)M／|ＶpM|｝を抽出する
ように構成した事を特徴とする請求項２記載のディジタ
ル形距離継電器。 - 【請求項４】 前記第４の手段は、短絡事故の場合、前
記事故中の電流と所定の基準電気量との内積値ＩＶpc
、外積値ＩＶpsと電気量 ｛(ＩＶpc)／|Ｖp|−(ＩLＶpc)M／|ＶpM|｝、 ｛(ＩＶps)／|Ｖp|−(ＩLＶps)M／|ＶpM|｝とから、 Ｉpc＝{(ＩＶps)／|Ｖp|−(ＩLＶps)M／|ＶpM|}・(ＩＶp
c)／|Ｖp|−{(ＩＶpc)／|Ｖp|−(ＩLＶpc)M／|ＶpM|}・
(ＩＶps)／|Ｖp| Ｉps＝{(ＩＶpc)／|Ｖp|−(ＩLＶpc)M／|ＶpM|}・(ＩＶp
c)／|Ｖp|＋{(ＩＶps)／|Ｖp|−(ＩLＶps)M／|ＶpM|}・
(ＩＶps)／|Ｖp| を算出し、電気量ＩpcとＩpsの相対比から、前記事故中
の電流の位相と前記事故点に流れる事故電流の位相と同
等の位相関係にある電流の位相との遅れか進みかの関係
を検出するように構成したことを特徴とする請求項３記
載のディジタル形距離継電器。 - 【請求項５】 前記第４の手段は、短絡事故の場合、抵
抗分、リアクタンス分を直接算出する電流とこの電流と
同一相の所定時間前の電流との差分電流との外積値と内
積値との相対比から、前記事故中の電流の位相と前記事
故点に流れる事故電流の位相と同等の位相関係にある電
流位相との遅れか進みかの関係を検出するように構成し
たことを特徴とする請求項１記載のディジタル距離継電
器。 - 【請求項６】 前記第４の手段は、地絡事故の場合、地
絡相電流ｉaに零相電流ｉ0に送電線インピーダンスの零
相抵抗分と正相抵抗分の比に比例した値ｋrから１を引
いた値を乗じて得た抵抗分零相補償電流(ｋr−1)・ｉ0を
加えた電流Ｉr＝（ｉa＋(ｋr−1)・ｉ0）と零相電流との
外積値(Ｉ0・Ｉr)sと、地絡相電流ｉaに零相電流ｉ0に送
電線インピーダンスの零相リアクタンス分と正相リアク
タンス分の比に比例した値ｋxから１を引いた値を乗じ
て得たリアクタンス分零相補償電流(ｋx−1)・ｉ0を加え
た電流Ｉx＝（ｉa＋(ｋx−1)・ｉ0）と零相電流との内積
値(Ｉ0・Ｉx)cの相対比（(Ｉ0 ・ Ｉr)s／(Ｉ0 ・ Ｉx)c）か
ら、前記事故中の電流の位相と前記第３の手段により抽
出された事故点に流れる事故電流の位相と同等の位相関
係にある電流の位相との遅れか進みかの関係を検出する
ように構成した事を特徴とする請求項１記載のディジタ
ル形距離継電器。 - 【請求項７】 前記第５の手段は、短絡事故の場合、予
め設定する抵抗分Ｒs、リアクタンス分Ｘsと前記第１の
手段が直接算出した抵抗分Ｒcal、リアクタンス分Ｘcal
及び前記第４の手段で算出された電気量ＩpcとＩpsか
ら、リアクタンス分（Ｘcal−Ｘs）と抵抗分(Ｒcal−Ｒ
s)の比が前記電気量Ｉpsと電気量Ｉpcとの比(Ｉps／Ｉp
c)に予め設定する定数を乗じた量との大小を比較判定
し、小の場合動作、大の場合不動作とするよう構成した
ことを特徴とする請求項４記載のディジタル形距離継電
器。 - 【請求項８】 前記第５の手段は、地絡事故の場合、予
め設定する抵抗分Ｒs、リアクタンス分Ｘsと前記第１の
手段が直接算出した抵抗分Ｒcal、リアクタンス分Ｘcal
及び前記内積値(Ｉ0・Ｉx)cと外積値(Ｉ0・Ｉr)sから、リ
アクタンス分（Ｘcal−Ｘs）と抵抗分(Ｒcal−Ｒs)の比
が前記内積値(Ｉ0・Ｉx)c と外積値(Ｉ0・Ｉr)s との比
（(Ｉ0・Ｉr)s／(Ｉ0・Ｉx)c）に予め設定する定数を乗じ
た量との大小を比較判定し、小の場合動作、大の場合不
動作とするように構成したことを特徴とする請求項６記
載のディジタル形距離継電器。 - 【請求項９】 前記第６の手段は、前記第２の手段で記
憶された負荷電流の流れる方向が送電方向であることを
検出した場合、予め設定する抵抗分Ｒs、リアクタンス
分Ｘsと前記第１の手段が直接算出した抵抗分Ｒcal、リ
アクタンス分Ｘcalからリアクタンス分(Ｘcal−Ｘs)と
抵抗分(Ｒcal−Ｒs)の比が予め設定する定数との大小比
較により動作判定した結果と、前記第５の手段の動作判
定した結果とが共に動作と判定した場合に動作と判定
し、前記第２の手段で記憶された負荷電流の流れる方向
が受電方向であることを検出した場合、予め設定する抵
抗分Ｒs、リアクタンス分Ｘsと前記第１の手段が直接算
出した抵抗分Ｒcal、リアクタンス分Ｘcalからリアクタ
ンス分(Ｘcal−Ｘs)と抵抗分(Ｒcal−Ｒs)の比が予め設
定する定数との大小比較により動作判定した結果と前記
第５の手段の動作判定した結果の何れかが動作と判定し
た場合に動作と判定するように構成したことを特徴とす
る請求項７または８のいずれかに記載のディジタル形距
離継電器。 - 【請求項１０】 前記第６の手段は、予め設定する抵抗
分Ｒs、リアクタンス分Ｘsと前記第１の手段が直接算出
した抵抗分Ｒcal、リアクタンス分Ｘcalから算出した抵
抗分Ｒcalが前記設定値Ｒsより小の場合にリアクタンス
分(Ｘcal−Ｘs)と抵抗分(Ｒcal−Ｒs)の比が予め設定す
る定数との大小比較により動作判定し、前記算出した抵
抗分Ｒcalが前記設定値Ｒsより大もしくは等しい場合
に、前記第５の手段の動作判定結果を適用するように構
成したことを特徴とする請求項７または請求項８のいず
れかに記載のディジタル形距離継電器。
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