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JP4543007B2 - Current differential protection system - Google Patents

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JP4543007B2 JP2006140914A JP2006140914A JP4543007B2 JP 4543007 B2 JP4543007 B2 JP 4543007B2 JP 2006140914 A JP2006140914 A JP 2006140914A JP 2006140914 A JP2006140914 A JP 2006140914A JP 4543007 B2 JP4543007 B2 JP 4543007B2
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Description

本発明は、電力系統の保護対象区間に含まれる送電線あるいは機器を保護する電流差動保護システムに関する。   The present invention relates to a current differential protection system for protecting a transmission line or a device included in a protection target section of a power system.

電力系統を保護するために使用される電流差動保護システムとしては、近年、複数の光センサの出力をカスケードに接続して差電流を得る方式のシステムが提案されている。図4は、このような光センサの出力をカスケードに接続した電流差動保護システムの一例として、光センサを2個直列にした電流差動保護システムの基本構成例を示す構成図である。   As a current differential protection system used for protecting an electric power system, a system of a system that obtains a differential current by connecting outputs of a plurality of optical sensors in cascade has been proposed in recent years. FIG. 4 is a configuration diagram showing a basic configuration example of a current differential protection system in which two photosensors are connected in series as an example of a current differential protection system in which the outputs of such photosensors are connected in cascade.

この図4において、保護対象設備10の両側に接続された一次導体21,22の外周には、光センサ31,32がそれぞれ設けられており、これらの光センサ31,32への光信号の導入と出力は、偏波面保持性を有する光ファイバケーブル40によりカスケードに接続されている。光ファイバケーブル40の光センサ31側の端部には、発光および受光を行う信号処理部50が設けられ、光センサ32側の端部には、ミラー60が設けられており、信号処理部50から発した光を光ファイバケーブル40により伝送して光センサ31,32に送り、ミラー60により折り返すようになっている。   In FIG. 4, optical sensors 31 and 32 are provided on the outer circumferences of the primary conductors 21 and 22 connected to both sides of the protection target facility 10, respectively, and the introduction of optical signals to these optical sensors 31 and 32 is performed. And the output are connected in a cascade by an optical fiber cable 40 having polarization plane holding ability. A signal processing unit 50 for emitting and receiving light is provided at the end of the optical fiber cable 40 on the optical sensor 31 side, and a mirror 60 is provided at the end of the optical sensor 32 side. The light emitted from the optical fiber cable 40 is transmitted through the optical fiber cable 40 and sent to the optical sensors 31 and 32, and is folded back by the mirror 60.

また、信号処理部50は、光学系を構成する光源51、カプラ52、位相変調子53と、カプラ52からの光信号を検出して電気信号に変換する検出器54、電気信号を処理して差電流を得る信号処理回路55を有する。   The signal processing unit 50 also processes a light source 51, a coupler 52, a phase modulator 53, a detector 54 that detects an optical signal from the coupler 52 and converts it into an electrical signal, and an electrical signal. A signal processing circuit 55 for obtaining a difference current is included.

このような構成を有する図4の電流差動保護システムの動作は次の通りである。まず、各光センサ31,32が設けられた一次導体21,22には、系統電流I1,I2が流れている。この場合、それぞれの光センサ31,32内を伝播する光は、ファラデー効果(光−磁気相互作用)によって、系統電流I1,I2の大きさに比例した光学的位相差(θ1∝I1,θ2∝I2)が生じる。   The operation of the current differential protection system of FIG. 4 having such a configuration is as follows. First, system currents I1 and I2 flow through primary conductors 21 and 22 provided with optical sensors 31 and 32, respectively. In this case, the light propagating through the respective optical sensors 31 and 32 has an optical phase difference (θ1∝I1, θ2∝) proportional to the magnitude of the system currents I1 and I2 due to the Faraday effect (light-magnetic interaction). I2) occurs.

光センサ32側の端部に設けられたミラー60によって光は折り返され、結果として信号処理部50の検出器54で検出され、電気信号に変換される。検出光量は、光センサ内部で生じた位相差(θ=θ1+θ2)に比例して変化するため、信号処理回路55では、この光量変化量から電流値Id(=I1+I2)が求められ、このようにして得られた差電流Idを用いて保護対象設備の事故の判定が行われる。   The light is folded back by the mirror 60 provided at the end portion on the optical sensor 32 side. As a result, the light is detected by the detector 54 of the signal processing unit 50 and converted into an electric signal. Since the detected light amount changes in proportion to the phase difference (θ = θ1 + θ2) generated inside the optical sensor, the signal processing circuit 55 obtains the current value Id (= I1 + I2) from this light amount change amount. Using the differential current Id obtained in this way, the judgment of the accident of the protection target equipment is performed.

このような光センサの出力をカスケードに接続した電流差動保護システムは、構成が簡略であり、信頼性や保守性に優れているという利点があるため、さらなる開発が望まれている。   Such a current differential protection system in which the outputs of the photosensors are connected in cascade has the advantage of being simple in configuration and excellent in reliability and maintainability, and therefore further development is desired.

例えば、特許文献1においては、架空線と電力ケーブル混在の送電線両端の電流を使用して電流差動保護を行う差動リレーと、ケーブル区間の両端の電流量から差動電流を得てケーブル区間の事故を検出する差動リレーから構成された差動保護リレーシステムが提案されている。このシステムは、ケーブル区間の事故検出としてケーブル両端の光センサの出力をカスケードに接続して差動電流を得るものである。   For example, in Patent Document 1, a differential relay that performs current differential protection using currents at both ends of an overhead line and a power cable mixed power cable, and a cable that obtains a differential current from a current amount at both ends of a cable section. A differential protection relay system composed of a differential relay for detecting an accident in a section has been proposed. This system obtains a differential current by connecting the outputs of optical sensors at both ends of a cable in cascade to detect an accident in a cable section.

ところで、特に、高抵抗接地系統の地絡事故を検出するためには、系統電流として30A程度の感度が必要であり、常時の負荷電流が3000Aも流れるような系統では、光センサ間の相対誤差が1%以下という厳しい精度が要求される。   By the way, in particular, in order to detect a ground fault in a high resistance grounding system, a sensitivity of about 30 A is necessary as a system current, and in a system in which a normal load current flows as much as 3000 A, the relative error between the optical sensors. Strict accuracy of 1% or less is required.

これに対して、実際の光センサには数%の誤差があり、また、複数の光センサをカスケードに接続して得られる差電流は、光センサ間の相対誤差により誤差を含んだものとなる。例えば、図4に示すようなカスケードに接続された2個のセンサ31,32の通過電流をIthとした時にセンサ間の相対誤差がεとすると、通過電流によって生じる差電流Idは、次の式(1)により表される。
Id=Ith×ε … 式(1)
On the other hand, an actual photosensor has an error of several percent, and the difference current obtained by connecting a plurality of photosensors in cascade includes an error due to a relative error between the photosensors. . For example, if the relative error between sensors is ε when the passing current of two sensors 31 and 32 connected in cascade as shown in FIG. 4 is Ith, the difference current Id generated by the passing current is expressed by the following equation: It is represented by (1).
Id = Ith × ε Expression (1)

このように、光センサ間の相対誤差に起因する誤差を含んだ差電流Idを用いて高抵抗接地系統の地絡事故検出を実現するためには、通過電流により誤動作することを回避するために、地絡事故検出感度を、式(1)の差電流Idより大きくする必要がある。これは、通過電流の大きさと相対誤差の大きさによって感度が大きく左右されることを意味する。   As described above, in order to realize the ground fault detection of the high resistance grounding system using the difference current Id including the error caused by the relative error between the optical sensors, in order to avoid malfunction due to the passing current. The ground fault detection sensitivity needs to be larger than the difference current Id in equation (1). This means that the sensitivity greatly depends on the magnitude of the passing current and the magnitude of the relative error.

一方、通過電流による誤動作対策としては、例えば、特許文献2において、電力系統の保護区間における任意の1端子の電流を取り込んで抑制量として用いる比率差動継電装置が提案されている。   On the other hand, as a countermeasure against malfunction due to a passing current, for example, Patent Document 2 proposes a ratio differential relay device that takes in a current of an arbitrary one terminal in a protection section of a power system and uses it as a suppression amount.

特開2004−304915JP2004-304915 特開2004−336899JP 2004-336899 A

上記のように、光センサの出力をカスケードに接続した電流差動保護システムは、構成が簡略であり、信頼性や保守性に優れているという利点がある反面、特に、高抵抗接地系統の地絡事故を検出するために十分な高い感度を得ることができないという問題点がある。   As described above, the current differential protection system in which the outputs of the photosensors are connected in cascade has the advantage of being simple in structure and excellent in reliability and maintainability. There is a problem that it is not possible to obtain a sufficiently high sensitivity for detecting a tangled accident.

例えば、特許文献1に記載の手法は、光センサが高精度、広ダイナミックレンジを持つことを前提に提案されたものであるため、ケーブル区間事故検出は単純差動方式で行われている。しかし、実際の光センサには、数%の誤差があり、また、複数の光センサをカスケードに接続して得られる差電流は、光センサ間の相対誤差により誤差を含んだものとなるため、単純差動方式だけでは高感度が望めないという問題がある。   For example, since the method described in Patent Document 1 is proposed on the assumption that the optical sensor has a high accuracy and a wide dynamic range, the cable section accident detection is performed by a simple differential method. However, an actual photosensor has an error of several percent, and the difference current obtained by connecting a plurality of photosensors in cascade includes an error due to a relative error between photosensors. There is a problem that high sensitivity cannot be expected only by the simple differential method.

また、特許文献2に記載の手法は、通過電流による誤動作対策に着目したものであり、高抵抗接地系統の地絡事故検出を目的としたものではないため、当該事故検出に要求されるような高感度化を実現するためには不十分である。   In addition, the technique described in Patent Document 2 focuses on countermeasures against malfunction caused by passing current, and is not intended for ground fault accident detection in a high resistance grounding system. It is insufficient to achieve high sensitivity.

本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するために提案されたものであり、その目的は、カスケードに接続された光センサ間の相対誤差により生じる差電流の影響を緩和し、保護対象区間の事故を高感度に検出可能な電流差動保護システムを提供することである。   The present invention has been proposed to solve the above-described problems of the prior art, and its purpose is to mitigate and protect the influence of the difference current caused by the relative error between the photosensors connected in cascade. To provide a current differential protection system capable of detecting an accident in a target section with high sensitivity.

本発明は、上記のような目的を達成するために、電流変成器の出力により光センサの差電流出力を補正するか、または、差電流出力として、現時点の出力と所定時間前の出力との差分を求めることにより、カスケードに接続された光センサ間の相対誤差により生じる差電流の影響を緩和し、保護対象区間の事故を高感度に検出可能としたものである。   In order to achieve the above object, the present invention corrects the differential current output of the optical sensor by the output of the current transformer, or outputs the current output and the output before a predetermined time as the differential current output. By obtaining the difference, the influence of the difference current caused by the relative error between the optical sensors connected in the cascade is reduced, and the accident in the protection target section can be detected with high sensitivity.

すなわち、本発明の一つの電流差動保護システムは、光センサの出力をカスケードに接続して保護対象区間の差電流検出を行い、光センサの差電流出力を生成する差電流検出手段と、保護対象区間の1端子に設けられた電流変成器の出力により前記光センサの差電流出力を補正する補正信号出力を生成する補正信号生成手段を有することを特徴としている。   That is, one current differential protection system of the present invention includes a differential current detection means for connecting a photosensor output in a cascade to detect a differential current in a protection target section and generating a differential current output of the photosensor, and a protection It has a correction signal generating means for generating a correction signal output for correcting the difference current output of the photosensor by the output of a current transformer provided at one terminal of the target section.

本発明によれば、カスケードに接続された光センサ間の相対誤差により生じる差電流の影響を緩和し、保護対象区間の事故を高感度に検出可能な電流差動保護システムを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the influence of the difference electric current which arises by the relative error between the optical sensors connected to the cascade can be eased, and the current differential protection system which can detect the accident of a protection object area with high sensitivity can be provided. .

以下には、本発明に係る電流差動保護システムの複数の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。なお、図4に示した従来技術と同一部分には同一符号を付している。   Hereinafter, a plurality of embodiments of a current differential protection system according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the prior art shown in FIG.

[第1の実施形態]
[構成]
図1は、本発明の第1の実施形態として、電流変成器の出力により光センサの差電流出力を補正する電流差動保護システムの概要を示す構成図である。本実施形態のシステムは、カスケードに接続されて得られた平常時の差電流が、光学系の有する固定分誤差と平常時の負荷電流から生じる比例分誤差に応じて決定されることから、平常時に流れている負荷電流と差電流の関係に着目して、負荷電流から生じる比例分誤差電流を補正するようにしたものである。
[First Embodiment]
[Constitution]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a current differential protection system that corrects a differential current output of an optical sensor by an output of a current transformer as a first embodiment of the present invention. In the system according to this embodiment, the normal difference current obtained by being connected to the cascade is determined in accordance with the fixed error and the proportional error generated from the normal load current. By paying attention to the relationship between the load current and the difference current that are sometimes flowing, the proportional error current generated from the load current is corrected.

図1に示すように、電力系統の保護対象区間に含まれる送電線または機器あるいはその両方の組合せを保護対象設備10として、この保護対象設備10の両側に接続されて端子としてそれぞれ機能する一次導体21,22の外周には、光センサ31,32がそれぞれ設けられている。一次導体21には、電流変成器33として、鉄心巻線型電流変成器あるいは光電流変成器が設けられている。なお、図1では、説明の簡略化の観点から、2端子構成としているが、3端子以上の構成も可能である。   As shown in FIG. 1, a power transmission line and / or a device included in a protection target section of a power system is used as a protection target facility 10, and primary conductors connected to both sides of the protection target facility 10 and functioning as terminals respectively. Optical sensors 31 and 32 are provided on the outer peripheries of 21 and 22, respectively. The primary conductor 21 is provided with a core winding type current transformer or a photocurrent transformer as the current transformer 33. In FIG. 1, a two-terminal configuration is used from the viewpoint of simplifying the description, but a configuration with three or more terminals is also possible.

また、光センサ31,32への光信号の導入と出力は、偏波面保持性を有する光ファイバケーブル40によりカスケードに接続され、事故検出判定部70に導かれているが、図4とは異なり、往復でループ構成されている。なお、このような光ファイバケーブル40によるカスケード構成は一例であり、図4の従来技術と同様に、末端の光センサ部でミラー60により反射させて反射形の構成としてもよい。   Also, the introduction and output of the optical signals to the optical sensors 31 and 32 are connected in cascade by the optical fiber cable 40 having polarization plane maintaining property and led to the accident detection determination unit 70, but are different from FIG. The loop structure is reciprocated. Note that such a cascade configuration using the optical fiber cable 40 is merely an example, and a reflection configuration may be used in which the optical sensor unit at the end reflects the light from the mirror 60 in the same manner as the prior art in FIG.

事故検出判定部70は、保護対象設備10に接続された一次導体21,22に流れる電流を検出して事故の検出、判定を行う部分であり、信号処理部71、補正信号生成回路72、判定回路73を有する。   The accident detection / determination unit 70 is a part that detects and determines an accident by detecting the current flowing through the primary conductors 21 and 22 connected to the protection target facility 10, and includes a signal processing unit 71, a correction signal generation circuit 72, a determination A circuit 73 is included.

信号処理部71は、光学系により光信号を送出すると同時に、一次導体21,22に流れた電流に応じてカスケードに接続された光センサ31,32に生じる電流の光信号を、電気信号に変換する機能を持つ部分であり、図4の信号処理部50と同様に、保護対象設備10の差電流出力Idを生成する機能を有する。   The signal processing unit 71 sends an optical signal by the optical system, and at the same time, converts the optical signal of the current generated in the optical sensors 31 and 32 connected in cascade according to the current flowing through the primary conductors 21 and 22 into an electrical signal. As with the signal processing unit 50 in FIG. 4, it has a function of generating a differential current output Id of the protection target equipment 10.

補正信号生成回路72は、保護対象区間の1端子である一次導体21に設けられた電流変成器33の出力Iaから、保護対象設備10の差電流出力Idを補正する補正信号出力Ia’を生成する回路である。   The correction signal generation circuit 72 generates a correction signal output Ia ′ for correcting the differential current output Id of the protection target equipment 10 from the output Ia of the current transformer 33 provided on the primary conductor 21 that is one terminal of the protection target section. Circuit.

判定回路73は、信号処理部71から得られる保護対象設備10の差電流出力Idと、補正信号生成回路72から得られる補正信号出力Ia’を合成して、保護対象設備10における事故発生の有無を判定する回路であり、74は、判定回路73で生成される判定結果出力である。   The determination circuit 73 combines the difference current output Id of the protection target facility 10 obtained from the signal processing unit 71 and the correction signal output Ia ′ obtained from the correction signal generation circuit 72 to determine whether or not an accident has occurred in the protection target facility 10. 74 is a determination result output generated by the determination circuit 73.

[作用]
以上のような構成を有する第1の実施形態の作用は以下の通りである。
[Action]
The operation of the first embodiment having the above-described configuration is as follows.

事故検出判定部70において、信号処理部71からは、保護対象設備10に流れる電流に対する光センサ31,32の変換電流の差電流Idが出力され、この差電流Idが、補正信号生成回路72と判定回路73に入力される。   In the accident detection determination unit 70, the signal processing unit 71 outputs a difference current Id of the conversion current of the optical sensors 31 and 32 with respect to the current flowing through the protection target facility 10, and this difference current Id is output from the correction signal generation circuit 72. Input to the determination circuit 73.

補正信号生成回路72では、電流変成器33の出力Iaと信号処理部71の出力である差電流Idから、これらの出力Ia,Idの平常時の関係(K2)を求め、この関係式から補正信号出力Ia’を生成し、判定回路73へ入力する。   In the correction signal generation circuit 72, the normal relationship (K2) of these outputs Ia and Id is obtained from the output current Ia of the current transformer 33 and the difference current Id which is the output of the signal processing unit 71, and correction is performed from this relational expression. A signal output Ia ′ is generated and input to the determination circuit 73.

判定回路73において、保護対象設備10における事故の有無の判定は、電圧情報の有無に応じて行われる。例えば、電圧情報が与えられる場合には、不足電圧検出あるいは地絡過電圧検出などの事故検出要素を作成して判定し、また、電圧情報が与えられない場合には、補正信号生成回路72に取り込んだ電流変成器33の情報から過電流検出、地絡過電流検出などを行うことで事故判定可能である。また、固定分誤差は、異なった負荷電流の状態が得られれば、求めることができる。   In the determination circuit 73, the determination of the presence or absence of an accident in the protection target facility 10 is performed according to the presence or absence of voltage information. For example, when voltage information is given, an accident detection element such as undervoltage detection or ground fault overvoltage detection is created and determined, and when voltage information is not given, it is taken into the correction signal generation circuit 72. It is possible to determine an accident by performing overcurrent detection, ground fault overcurrent detection, and the like from the information of the current transformer 33. The fixed error can be obtained if different load current states are obtained.

すなわち、負荷電流が第1の状態(m1時点)である場合における電流変成器33の出力Iaおよび光センサ31,32の差電流IdをそれぞれIam1,Idm1、負荷電流が第2の状態(m2時点)である場合における電流変成器33の出力Iaおよび光センサ31,32の差電流IdをそれぞれIam2,Idm2とし、固定分誤差Idk、比例分誤差係数K2とすると、次の式が成立する。   That is, when the load current is in the first state (time m1), the output Ia of the current transformer 33 and the difference current Id of the optical sensors 31, 32 are respectively Iam1 and Idm1, and the load current is in the second state (time m2). ), The output Ia of the current transformer 33 and the difference current Id of the optical sensors 31 and 32 are Iam2 and Idm2, respectively, and a fixed error Idk and a proportional error K2 are obtained.

K2×Iam1+Idk=Idm1
K2×Iam2+Idk=Idm2
ここで、両式の差を取ると、
K2(Iam1−Iam2)=Idm1−Idm2
であるため、次の式(2)が得られる。
K2 × Iam1 + Idk = Idm1
K2 × Iam2 + Idk = Idm2
Here, taking the difference between the two formulas,
K2 (Iam1-Iam2) = Idm1-Idm2
Therefore, the following formula (2) is obtained.

K2=(Idm1−Idm2)/(Iam1−Iam2)
=Idm/Iam … 式(2)
ただし、Idmは平常時の差電流の差、Iamは平常時の系統側電流の差である。
K2 = (Idm1-Idm2) / (Iam1-Iam2)
= Idm / Iam Formula (2)
However, Idm is a difference in normal current difference, and Iam is a normal system-side current difference.

補正信号生成回路72では、上記の式(2)でK2を求め、得られたK2を使用して、次の式(3)により、補正信号出力Ia’が求められる。
Ia’=K2×Ia … 式(3)
ただし、K2は補正係数でベクトルである。
In the correction signal generation circuit 72, K2 is obtained by the above equation (2), and the correction signal output Ia ′ is obtained by the following equation (3) using the obtained K2.
Ia ′ = K2 × Ia (3)
However, K2 is a correction coefficient vector.

判定回路73では、信号処理部71の出力である差電流Idと、補正信号生成回路72の出力である補正信号出力Ia’を用いて、次の判定式(4)、(5)により保護対象設備10における事故の有無を判定する。
|Id|≧k0 … 式(4)
|Id−Ia’|≧k3 … 式(5)
ただし、k0,k3は定数で検出感度の整定値である。
The determination circuit 73 uses the difference current Id that is the output of the signal processing unit 71 and the correction signal output Ia ′ that is the output of the correction signal generation circuit 72, and is protected according to the following determination formulas (4) and (5). The presence or absence of an accident in the facility 10 is determined.
| Id | ≧ k0 Formula (4)
| Id−Ia ′ | ≧ k3 (5)
However, k0 and k3 are constants and are detection sensitivity setting values.

なお、判定回路73における事故判定は、式(4)と式(5)が両方とも成立した時に保護対象設備に事故発生と判定してもよいが、式(5)のみで判定してもよい。   In addition, the accident determination in the determination circuit 73 may determine that an accident has occurred in the protection target equipment when both the expressions (4) and (5) are satisfied, but may be determined only by the expression (5). .

[効果]
以上のような第1の実施形態によれば、電流変成器の出力により光センサの差電流出力を補正することにより、カスケードに接続された光センサ間の相対誤差により生じる差電流の影響を緩和し、保護対象区間の事故を高感度に検出可能である。
[effect]
According to the first embodiment as described above, the effect of the difference current caused by the relative error between the photosensors connected in the cascade is reduced by correcting the difference current output of the photosensor by the output of the current transformer. Therefore, it is possible to detect an accident in the protected section with high sensitivity.

[第2の実施形態]
[構成]
図2は、本発明の第2の実施形態として、電流変成器の出力により光センサの差電流出力を補正すると共に、電流変成器の出力から差電流出力の抑制量を生成する電流差動保護システムの概要を示す構成図である。本実施形態のシステムは、第1の実施形態と同様に、平常時に流れている負荷電流と差電流の関係に着目して、比例分誤差電流を補正すると共に、電流変成器の出力から差電流出力の抑制量を生成して、事故判定に使用するようにしたものである。
[Second Embodiment]
[Constitution]
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, wherein the differential current output of the optical sensor is corrected by the output of the current transformer and the differential current output is generated from the output of the current transformer. It is a block diagram which shows the outline | summary of a system. As in the first embodiment, the system of this embodiment focuses on the relationship between the load current and the difference current that normally flows, corrects the proportional error current, and calculates the difference current from the output of the current transformer. An output suppression amount is generated and used for accident determination.

図2に示すように、本実施形態の電流差動保護システムは、第1の実施形態における事故検出判定部70の補正信号生成回路72、判定回路73の代わりに、抑制量・補正信号生成回路75、判定回路76を設けたものである。   As shown in FIG. 2, the current differential protection system according to the present embodiment includes a suppression amount / correction signal generation circuit instead of the correction signal generation circuit 72 and the determination circuit 73 of the accident detection determination unit 70 according to the first embodiment. 75, a determination circuit 76 is provided.

ここで、抑制量・補正信号生成回路75は、保護対象区間の1端子である一次導体21に設けられた電流変成器33の出力Iaから、保護対象設備10の差電流出力Idを補正する補正信号出力Ia’を生成すると共に、電流変成器33の出力Iaから差電流出力の抑制量Irを生成する回路である。   Here, the suppression amount / correction signal generation circuit 75 corrects the difference current output Id of the protection target equipment 10 from the output Ia of the current transformer 33 provided in the primary conductor 21 that is one terminal of the protection target section. This is a circuit that generates a signal output Ia ′ and also generates a suppression current Ir of the differential current output from the output Ia of the current transformer 33.

判定回路76は、信号処理部71から得られる保護対象設備10の差電流出力Idと、抑制量・補正信号生成回路75から得られる補正信号出力Ia’と差電流出力の抑制量Irを合成して保護対象設備10における事故発生の有無を判定する回路である。   The determination circuit 76 combines the difference current output Id of the protection target facility 10 obtained from the signal processing unit 71, the correction signal output Ia ′ obtained from the suppression amount / correction signal generation circuit 75, and the suppression amount Ir of the difference current output. This is a circuit for determining whether or not an accident has occurred in the protection target facility 10.

[作用]
以上のような構成を有する第2の実施形態の作用は以下の通りである。
[Action]
The operation of the second embodiment having the above configuration is as follows.

事故検出判定部70において、信号処理部71からは、保護対象設備10に流れる電流に対する光センサ31,32の変換電流の差電流Idが出力され、この差電流Idが、抑制量・補正信号生成回路75と判定回路76に入力される。   In the accident detection determination unit 70, the signal processing unit 71 outputs a difference current Id of the conversion current of the optical sensors 31 and 32 with respect to the current flowing through the protection target facility 10, and this difference current Id is used to generate a suppression amount / correction signal. The signal is input to the circuit 75 and the determination circuit 76.

抑制量・補正信号生成回路75においては、電流変成器33の出力Iaと信号処理部71の出力である差電流Idから、これらの出力Ia,Idの平常時の関係(K2)を求め、この関係式から補正信号出力Ia’を生成すると共に、電流変成器33の出力Iaから差電流出力の抑制量Irを生成する。そして、得られた補正信号出力Ia’と差電流出力の抑制量Irが、判定回路76に入力される。   The suppression amount / correction signal generation circuit 75 obtains the normal relationship (K2) between these outputs Ia and Id from the output current Ia of the current transformer 33 and the difference current Id that is the output of the signal processing unit 71. The correction signal output Ia ′ is generated from the relational expression, and the suppression amount Ir of the difference current output is generated from the output Ia of the current transformer 33. Then, the obtained correction signal output Ia ′ and the suppression amount Ir of the difference current output are input to the determination circuit 76.

この場合、補正信号出力Ia’の生成方法は、第1の実施形態において説明した通りである。また、抑制量Irの生成には、特許文献2に記載されるような既存の技術を適用可能である。   In this case, the method of generating the correction signal output Ia ′ is as described in the first embodiment. Moreover, the existing technique as described in Patent Document 2 can be applied to the generation of the suppression amount Ir.

判定回路76では、信号処理部71の出力である差電流Idと、抑制量・補正信号生成回路75の出力である補正信号出力Ia’と抑制量Irを用いて、次のような単純差動演算を行う判定式(6)、および比率差動演算を行う判定式(7)により保護対象設備10における事故の有無を判定する。   The determination circuit 76 uses the difference current Id that is the output of the signal processing unit 71, the correction signal output Ia ′ that is the output of the suppression amount / correction signal generation circuit 75, and the suppression amount Ir as follows. The presence or absence of an accident in the protection target facility 10 is determined by the determination formula (6) for performing the calculation and the determination formula (7) for performing the ratio differential calculation.

|Id’|≧k0 … 式(6)
|Id’|−k|Ir|≧k1 … 式(7)
ただし、k0は定数、kは抑制係数、k1は定数である。
この場合、Id’は、差電流Idを補正信号出力Ia’で補正した補正後の差電流であり、次のように定義される。
Id’=|Id−Ia’|
ただし、Idは信号処理部71の出力(差電流)、Ia’はK2×Iaである。
| Id ′ | ≧ k0 Formula (6)
| Id ′ | −k | Ir | ≧ k1 (7)
However, k0 is a constant, k is a suppression coefficient, and k1 is a constant.
In this case, Id ′ is a corrected difference current obtained by correcting the difference current Id with the correction signal output Ia ′, and is defined as follows.
Id ′ = | Id−Ia ′ |
However, Id is an output (difference current) of the signal processing unit 71, and Ia ′ is K2 × Ia.

なお、判定回路76における事故判定は、式(6)と式(7)が両方とも成立した時に保護対象設備に事故発生と判定してもよいが、比率差動演算を行う式(7)のみで判定してもよい。   Note that the accident determination in the determination circuit 76 may determine that an accident has occurred in the protection target equipment when both the expressions (6) and (7) are satisfied, but only the expression (7) for performing the ratio differential calculation. You may judge by.

[効果]
以上のような第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果が得られることに加えて、さらに、保護対象区間における1端子の電流を取り込んで抑制量を生成し、この抑制量を使用した比率作動演算による事故判定を行うことにより、外部事故時に発生する通過電流の影響を緩和できるため、保護対象区間の事故をより高感度に検出可能である。
[effect]
According to the second embodiment as described above, in addition to obtaining the same effect as that of the first embodiment, further, the amount of suppression is generated by taking in the current of one terminal in the protection target section. By performing the accident determination by the ratio operation calculation using the suppression amount, the influence of the passing current that occurs at the time of the external accident can be reduced, so that the accident in the protection target section can be detected with higher sensitivity.

参考例
[構成]
図3は、本発明の参考例として、光センサの差電流出力として、現時点の出力と所定時間前の出力との差分を求める電流差動保護システムの概要を示す構成図である。本参考例のシステムは、カスケードに接続されて得られた平常時の差電流が、光学系の有する固定分誤差と平常時の負荷電流から生じる比例分誤差に応じて決定されることから、事故時と平常時の差電流の差分に着目して、負荷電流によって生じている誤差分を除去するようにしたものである。
[ Reference example ]
[Constitution]
FIG. 3 is a configuration diagram showing an outline of a current differential protection system that obtains a difference between a current output and an output before a predetermined time as a differential current output of an optical sensor as a reference example of the present invention. In the system of this reference example , the normal difference current obtained by connecting to the cascade is determined according to the fixed error and the proportional error generated from the normal load current. By paying attention to the difference between the difference current between the hour and the normal time, the error caused by the load current is removed.

図3に示すように、本参考例の電流差動保護システムは、第1の実施形態における事故検出判定部70の補正信号生成回路72、判定回路73の代わりに、判定回路77を設けたものである。ここで、判定回路77は、信号処理部71から得られる保護対象設備10の差電流出力を使用して、現時点の差電流出力Idと所定時間前の出力Idnとの差分を求めて、保護対象設備10における事故発生の有無を判定する回路である。 As shown in FIG. 3, the current differential protection system of the present embodiment, the correction signal generation circuit 72 of the fault detection determination unit 70 in the first embodiment, in place of the decision circuit 73, those provided with a determination circuit 77 It is. Here, the determination circuit 77 uses the differential current output of the protection target equipment 10 obtained from the signal processing unit 71 to obtain a difference between the current differential current output Id and the output Idn of a predetermined time before the protection target equipment. It is a circuit for determining whether or not an accident has occurred in the facility 10.

[作用]
以上のような構成を有する参考例の作用は以下の通りである。
[Action]
The operation of the reference example having the above configuration is as follows.

事故検出判定部70において、信号処理部71からは、保護対象設備10に流れる電流に対する光センサ31,32の変換電流の差電流Idが出力され、この差電流Idが、判定回路77に入力される。   In the accident detection determination unit 70, the signal processing unit 71 outputs the difference current Id of the conversion current of the optical sensors 31 and 32 with respect to the current flowing through the protection target facility 10, and this difference current Id is input to the determination circuit 77. The

判定回路77では、信号処理部71の出力である差電流を使用して、現時点の差電流出力Idと予め設定された所定時間前の差電流出力Idnの差分を求め、この差分の値が一定値以上であれば、保護対象設備10における事故と判定する。
この場合の判定式は、次のように表される。
|Id−Idn|≧k4
ただし、k4は検出感度(整定値)である。
The determination circuit 77 uses the difference current that is the output of the signal processing unit 71 to obtain a difference between the current difference current output Id and a preset difference current output Idn before a predetermined time, and the value of the difference is constant. If it is equal to or greater than the value, it is determined that the accident is in the protection target facility 10.
The judgment formula in this case is expressed as follows.
| Id-Idn | ≧ k4
However, k4 is a detection sensitivity (setting value).

ここで、所定時間前の差電流出力Idnは、固定分誤差(Idk)と負荷電流により生じる比例分誤差(K2×Ian)を加算したものであり、現時点の差電流出力Idは、外部事故時には、固定分誤差Idkと事故分電流Idfと負荷電流Ianの加算されたものから生じる比例分誤差(K2×(Idf+Ian))の加算である。   Here, the difference current output Idn before a predetermined time is obtained by adding a fixed error (Idk) and a proportional error (K2 × Ian) caused by the load current. , A proportional error (K2 × (Idf + Ian)) resulting from the addition of the fixed error Idk, the accident current Idf, and the load current Ian.

すなわち、現時点の差電流出力Idと所定時間前の差電流出力Idnは、次のように定義される。
Id=Idf+Idk+K2×(Idf+Ian)
Idn=Idk+K2×Ian
That is, the current difference current output Id and the difference current output Idn a predetermined time ago are defined as follows.
Id = Idf + Idk + K2 × (Idf + Ian)
Idn = Idk + K2 × Ian

また、現時点の差電流出力Idと所定時間前の差電流出力Idnとの差分は、次のように定義される。
Id−Idn=Idf+K2×Idf=(1+K2)・Idf
Further, the difference between the current difference current output Id and the difference current output Idn a predetermined time ago is defined as follows.
Id−Idn = Idf + K2 × Idf = (1 + K2) · Idf

したがって、K2を1より充分小さい値(例えば0.03)とすることにより、負荷電流から生じている誤差分の影響を除去することができる。   Therefore, by setting K2 to a value sufficiently smaller than 1 (for example, 0.03), it is possible to eliminate the influence of the error generated from the load current.

[効果]
以上のような参考例によれば、差電流出力として、現時点の出力と所定時間前の出力との差分を求めることにより、カスケードに接続された光センサ間の相対誤差により生じる差電流の影響を緩和し、保護対象区間の事故を高感度に検出可能である。
[effect]
According to the above reference example , as the difference current output, the difference between the current output and the output before a predetermined time is obtained, so that the influence of the difference current caused by the relative error between the photosensors connected to the cascade can be reduced. Mitigates and can detect accidents in protected areas with high sensitivity.

[他の実施形態]
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他にも多種多様な変形例が実施可能である。例えば、図面に示したシステム構成は、一例にすぎず、具体的な構成は適宜選択可能である。
[Other Embodiments]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other variations can be implemented within the scope of the present invention. For example, the system configuration shown in the drawings is merely an example, and a specific configuration can be selected as appropriate.

本発明の第1の実施形態に係る電流差動保護システムの概要を示す構成図。The block diagram which shows the outline | summary of the current differential protection system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る電流差動保護システムの概要を示す構成図。The block diagram which shows the outline | summary of the current differential protection system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の参考例に係る電流差動保護システムの概要を示す構成図。The block diagram which shows the outline | summary of the current differential protection system which concerns on the reference example of this invention. 光センサの出力をカスケードに接続した従来の電流差動保護システムの一例を示す構成図。The block diagram which shows an example of the conventional current differential protection system which connected the output of the optical sensor in cascade.

符号の説明Explanation of symbols

10…保護対象設備
21,22…一次導体
31,32…光センサ
33…電流変成器
40…光ファイバケーブル
70…事故検出判定部
71…信号処理部
72…補正信号生成回路
73,76,77…判定回路
74…判定結果出力
75…抑制量・補正信号生成回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Protection object equipment 21, 22 ... Primary conductor 31, 32 ... Optical sensor 33 ... Current transformer 40 ... Optical fiber cable 70 ... Accident detection judgment part 71 ... Signal processing part 72 ... Correction signal generation circuit 73, 76, 77 ... Determination circuit 74 ... determination result output 75 ... suppression amount / correction signal generation circuit

Claims (5)

電力系統の保護対象区間に含まれる送電線あるいは機器を保護する電流差動保護システムにおいて、
光センサの出力をカスケードに接続して前記保護対象区間の差電流検出を行い、光センサの差電流出力を生成する差電流検出手段と、
前記保護対象区間の1端子に設けられた電流変成器の出力により前記光センサの差電流出力を補正する補正信号出力を生成する補正信号生成手段
を有することを特徴とする電流差動保護システム。
In the current differential protection system that protects the transmission line or equipment included in the protection target section of the power system,
Differential current detection means for connecting the output of the optical sensor in a cascade to detect the differential current in the protection target section and generating the differential current output of the optical sensor;
A current differential protection system comprising correction signal generation means for generating a correction signal output for correcting a difference current output of the photosensor by an output of a current transformer provided at one terminal of the protection target section.
前記光センサの差電流出力と前記補正信号出力に基づいて、前記保護対象区間の事故の有無を判定する判定手段
を有することを特徴とする請求項1に記載の電流差動保護システム。
2. The current differential protection system according to claim 1, further comprising: a determination unit that determines whether there is an accident in the protection target section based on a difference current output of the photosensor and the correction signal output.
前記補正信号生成手段は、前記電流変成器の出力から、前記光センサの差電流出力の抑制量を生成するように構成された
ことを特徴とする請求項1に記載の電流差動保護システム。
The current differential protection system according to claim 1, wherein the correction signal generation unit is configured to generate a suppression amount of a difference current output of the photosensor from an output of the current transformer.
前記光センサの差電流出力、前記補正信号出力、および前記抑制量を使用した比率差動演算を行い、前記保護対象区間の事故の有無を判定する判定手段
を有することを特徴とする請求項3に記載の電流差動保護システム。
4. The apparatus according to claim 3, further comprising: a determination unit that performs a ratio differential operation using the difference current output of the optical sensor, the correction signal output, and the suppression amount to determine whether there is an accident in the protection target section. Current differential protection system as described in.
前記電流変成器は、鉄心巻線型電流変成器あるいは光電流変成器である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の電流差動保護システム。
5. The current differential protection system according to claim 1, wherein the current transformer is an iron core winding type current transformer or a photocurrent transformer. 6.
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