JPS62141919A - 能動表示線通信チヤンネルと併用するための直接転送引はずし装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直接転送引はずし装置に、かつ広゛義には電気
機械式表示線保護継電器に係り、具体的には表示線電流
差動継電器の電気機械式装置間において信号を結合する
能動表示線通信チャンネルと共有される直接転送引はず
し装置に係る。

以　　下　　余　　白 保護継電器回路を完成するために連続的な一対の金属線
を利用する従来の電気機械式表示線差動継電器は電力網
の短い区間の電力線の保護に古くから利用されている。

この種の保１ｄｊ　Ｔ４１　ｆｆｔ器の例としてウェス
チングハウスＨＣＢ及び／またはＨＣＢ−１があり、ウ
エスチングハウス・エレクトリック・コーボレーシａン
の出版物”Ａｐｐｌｉｅｄ　ＰｒｏｔｅｃｔｉｖｅＲｅ
ｌａｙｉｎｇ”　　（１９７９年）、頁１４−１〜１４
−９に記載されている。この継電方式は第１図にブロッ
クダイヤグラムで略伝したのとほとんど同じ態様で被保
護電力線に接続される。

このような表示線式１ｕ　？ｆｔ器は先ずは満足すべき
電力線保護効果を発揮しているが、特に電力線に故障状
態が発生している時に金属の表示線が原因となって継電
器に重大な誤動作を惹起することがある。誤動作のうち
には、故障状態から起こるステーション・グラウンド・
マットの上昇によるものもあれば、被保護電力線のパス
に沿って長平方向に設置される表示線に関連する電磁干
渉（ＥＭＩ）に起因するものもある。また、表示線の使
用権の取得及び／またはそのリースの交渉に要するコス
トは増大する傾向にあり、交渉も次第に困雅になってい
ることも問題である。このような問題を克服することが
関係者すべてにとって重要な課題となりつつある。

上記需要を満たすべく新しい電流差動継電器システムを
開発した継電器メーカもあり、その１例がウェスチング
ハウスＬＣＢ電流差動継電器であり、フロリダ州コーラ
ル・スプリングスのＲｅ１ａｙ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎ
ｉｃａｔｉｎｓＤｉｖｉｓｉｏｎから発行されたＭａｒ
ｋｅｔｉｎｇＢｕｌｌｅｔｉｎＢ−７９６（１９８３年
５月）に記載されている。米国特許第４，２７５．４２
９号明細書は同様なタイプの継電器を開示している。こ
れらの継電器は今後の保護継電器のニーズに対する完全
な回答を提示しているものの、数多くの既に設置された
電気機械式表示線継電器と置換できるものあるいはそれ
らの改修に用いるものとじては有効な装置ではなく、全
部を蓋き換えることはコストの点で実現困難と思われる
。従って、すでに設看されている電気機械式表示線継電
器には依然として問題がある。

以下に提案するのは従来使用されている電気機械式電流
差動継電器の一対の連続的金属表示線に直接代わる構成
としての能動表示線結合方式である。例えばウェスチン
グハウスＨＣＢ／ＨＣＢ−１型継電器のような既存の継
電器は継電器そのものに変更を加えなくてもそのままこ
こに開示する方式の表示線結合方式とインターフェース
することができ、それによって電流差動継電器の動作特
性を完全に維持できると考えられる。

また、従来の電気ｍ械式表示線継電器では表示線継電器
のものと別の専用通信チャンネルを設けることで直接転
送引はずし機能を実現する場合や、例えば直接転送引は
ずし制御のために表示線に直接ＤＣ電圧を印加するウェ
スチングハウスＨＣＢ型の場合のように、別の制御信号
を印加しなければならない場合もある。ここに開示する
能動表示線結合方式を採用すれば、同じ能動結合通信チ
ャンネルを継電器信号の伝送にも直接転送引はずしキー
イングにも共用することができる。ただし、その場合に
は、直接転送引はずしキーイング中に電流差動継電器の
動作に関連して誤って遮断器が作動するこという可能性
があってはならない。以下の開示において、この条件を
満たす能動表示線結合通信チャンネルと、併用される直
接転送引はずし装置をも提案する。

以　　下　　余　　白 本発明は、電力網における少なくとも１木の電力線を保
護するための電流差動保護継電器を形成し、それぞれが
電力線の内部故障が検知されると被保護電力線を流れる
電流を遮断する作動継電器コイル手段を含む少なくとも
２つの電気機械式装置間の信号転送に用いる共通の能動
通信チャンネルを共用する直接転送引はずし装置であっ
て、共通の能動通信チャンネルを電気機械式装置の信号
と共用して保護継電器の少なくとも２つの電気機械式装
置間に伝送される直接転送引はずし信号を始動するよう
に各電気機械式装置ごとに設けた第１手段と、共通の能
動通信チャンネルから直接転送引はずし信号を受信し、
これに応答して引はずし信号を発するように各電気機械
式装置ごとに設けた第２手段と、対応の電気機械式装置
の引はずし信号の制御下に対応の作動継電器コイ、ル手
段が電力線電流を遮断できないようにディスエーブルす
ることにより、共通の能動通信チャンネルを介して直接
転送引はずし信号が伝送されている間作動コイル手段に
よる誤った電力線電流遮断が起こり得ないように各電気
機械式装置ごとに設けた第３手段とから成ることを特徴
とする直接転送引はずし装置を含む。

本発明の構成要件として、各電気機械式装置は電力線に
内部故障が検知されるとこの電力線を流れる電流を遮断
する作動継電器コイルを含む。直接転送引はずし装置は
電気機械式装置と共通能動通信チャンネルを共有して各
電気機械式装置を始動すると共に、共通能動通信チャン
ネルから直接転送引はずし信号を受信し、これに応答し
て引はずし信号を発する。直接転送式引はずし装置はま
た、連携の電気機械装置の引はずし信号の制御下に対応
の作動継電器コイルを、電力線電流を遮断できないよう
にディスエーブルする各電気機械式装置ごとの手段も含
む。即ち、共通の能動通信チャンネルを介して直接転送
引はずし信号が伝送されている間、作動コイルによる誤
った電力線電流遮断は起こり得ない。

以　　下　　余　　白 以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。

従来の電気機械式電流差動表示線継電器をその使用環境
との関係で第１図に示した。電力網の電流パスを構成す
る１組の３相電力線ａ、ｂ、ｃはその各端に対応の電流
測定装置を含む。図示の実施例では、変流器１０．１２
．１４をそれぞれ電力線ａ、ｂ、ｃの一端１５に、変流
器１６．２０．２２をそれぞれ電力線ａ、ｂ、ｃの他端
２４に接続する。さらに、上記変流器に近接させて端部
１５．２４にそれぞれ遮断器２６．２８を接続する。

両端の変流器を結ぶ電力線部分３０を被保護線路区分と
する。

従来の電流差動保護継電器は２つの電気機械式装置３２
．３４と、これら装置３２．３４を接続する一対の連続
的な金属表示線３６とから成る。各電気機械式装置３２
．３４はそれぞれに連携する変流器の電流信号を単相交
流電圧信号Ｖｓに変換する複合シーケンス・フィルタ回
路３８を含む。各装置３２．３４において、信号Ｖｓは
飽和変流器４０を介して抑制コイル装置及び作動コイル
装置ｏｐの縦続接続部に供給される。電力線ａ、ｂ。

Ｃの端部１５．２４に、正常または貫通故障状態下で電
気機械式装置３２．３４の交流電圧信号Ｖｓがほぼ１８
０°位相ずれするように変流器巻線を構成する。これを
電気機械式装置３２ではプラス符号（＋）にむかって上
向きの矢印で、電気機械式装置３４ではプラス符号（＋
）にむかって下向きの矢印でそれぞれ示しである。

一対の表示線３６は絶縁変流器４２．４４を介して作動
コイル装置ｏＰを挟んでそれぞれ装置３２．３４と並列
接続する。これが作用すると、正常または故障状態にお
いて生ずる電気機械式装置３２．３４の交流電圧信号Ｖ
ｓの位相関係により、電流は抑制コイル装置Ｒにだけ限
定され、表示線３６を循環する。たたし、被保護線区間
３０に内部故障がある間は電気機械式装置３２．３４の
信号ＶＳの位相関係が反対の可能性があり、その結果、
表示線３６を電流がほとんど、あるいは全く循環せず、
その結果、電流が作動コイルＯＰを作動させ、コイル○
Ｐが遮断器２６．２８を作動させて電力線区間３０を流
れる電流を遮断することになる。

以　　下　　余　　白 発明の背景の項で述べたように、従来の方式は受動的で
あり、電気機械式装置３２．３４を結ぶ連続的な一対の
金属表示線に起因する種々の問題を伴う。本発明では、
表示線３６に代わる能動表示線装置を提案することによ
り、従来の電気機械式表示線保護継電器の動作特性をそ
のまま維持しながら上記問題点の大部分を軽減するもの
である。即ち、本発明の装置は表示線３６またはこれと
絶縁変流器４２．４４との組合わせに代わって、受動金
属表示線と同じか、または同様の継電器システム電流を
搬送できるように構成されている。

以　　下　　余　　白 具体的には、各エンコーダ装置７４．７６か連携の交流
電圧信号ｖＡ、ＶＢの振幅及び位相に従って搬送波信号
を変調することにより、通信媒体８２を介して伝送する
ための伝送可能コード化信号を形成することができる。

通信媒体８２の他端において各デコーダ装置７８．８０
が受信された変調搬送波信号を復調することにより、連
携の緩衝増幅器５０．５４の入力に供給されるほぼ等価
のアナログ信号を形成することができる。なお、電気機
械式装置３２．３４の戻り電流は共通の戻りパス８４．
８６を流れ、この戻りパス８４．８６は互いに隔離する
ことができる。

動作について説明すると、振幅も位相も電圧ｖＡ、及び
Ｖ、とほぼ対応する交流電圧信号が緩衝増幅器５０．５
４の出力に発生する。すでに述べたように、正常または
故障状態下で、電圧信号ｖＡ、ＶＢの振幅及び位相関係
は抑制継電器コイル電流のすべてがインピーダンス素子
５８．６０から成る分枝回路に分流し、作動継電器コイ
ル装置を付勢して遮断器を作動させるための電流はほと
んど、あるいは全く得られない。しかし、内部故障状態
が発生すると、電圧ｖＡ及びＶ５間の瞬間的な振幅及び
／または位相関係が変化し、その結果、インピーダンス
素子５８．６−０を通る分流が減少し、電流は作動継電
器コイル装置ｏＰを流れてこれを付勢し、最終的に遮断
器を作動させることができる。上記２つのパスからの戻
り電流はそのまま互いに混合されることなくそれぞれの
共通戻り、パス８４．８６を流れることができる。

本発明は第１乃至第３図に関連して以上に述べたような
、唯１組の３相電力線を保護するため電流差動保護継電
器の２つだけの電気機械式装置を結合する能動表示線装
置に限定されるものではなく、それぞれが電力網の電流
パスを構成する複数組の３１目電力線を故障から保護す
るため、電力線の組と同数の電気機械式装置の結合にま
で拡充することができる。３つの電気機械式装置を結合
する能動表示線装置を第４図にブロックダイヤグラムで
略伝したが、これは本発明を上述のように拡充した場合
の実施例である。

第４図から明らかなように、ブロック９０．９２．９４
で示す３つの電気機械式装置を、第１図の実施態様とほ
ぼ同様に、（図示しない）対応組の変流器を介して対応
の組の電力線と接続すればよい。同様に各電気機械式装
置９０．９２．９４はそれぞれ固有の抑制継電器コイル
装着Ｒ及び作動継電器コイル装置ｏＰを含み、ほかに、
固有の独立の電流戻りパス９６．９８．１００をも含む
。

本発明のこの拡充実施態様では、能動表示線装置は各電
気機械式装置を他のすべての電気機械式装置と結合する
ための複数の能動通信チャンネルを含む。例えば、電気
機械式装置９０を通信チャンネル１０２を介して電気機
械式装置９２と、通信チャンネル１０４を介して電気機
械式装置９４とそれぞれ結合する。同様に電気機械式装
置９２を通信チャンネル１０６．１０８を介して電気機
械式装置９０．９４とそれぞれ結合し、電気機械式装置
９４を通信チャンネル１１０．１１２を介して電気機械
式装置９０．９２とそれぞれ結合する。通信チャンネル
１０２〜１１２は第３図実施例に関連して述べたものと
同様のエンコーダ／デコーダ及び通信媒体素子を含む。

また、能動表示線装置は電気機械式装置９０．９２．９
４のそれぞれに対応する複数の緩衝増幅器１１４．１１
６．１１８を含み、各緩衝増幅器１１４．１１６．１１
８をそれぞれ対応の通信チャンネルに、具体的にはその
デコーダ装置に接続することにより、それぞれのデコー
ダ装置から発生する再交換アナログ信号を加算する。例
えば、緩衝増幅器１１４は通信チャンネル１０６．１１
０のアナログ信号を加算し、緩衝増幅器１１６は通信チ
ャンネル１０２．１１２のアナログ信号を加算し、緩衝
増幅器１１８は通信チャンネル１０４．１０８のアナロ
グ信号を加算する。

また、各緩衝増幅器１１４．１１６．１１８はいずれの
場合にも連携の再変換アナログ信号の和を表わすアナロ
グ信号１２０．１２２．１２４を形成する。

さらにまた、各電気機械式装置９０．９２．９４にそれ
ぞれ対応する複数のインピーダンス素子１２６．１２８
．１３０を対応のアナログ和信号と対応の作動継電器コ
イル電圧信号の間に配置する。インピーダンス素子１２
６．１２８．１３０への分流は両端に供給される信号に
応じて異なる。作！ＩＪ継電器コイル電圧信号の制御下
に複数の通信チャンネルを駆動する電力を増大させるた
めに、能動表示線装置に、電気機械式装置９０．９２．
９４をそれぞれ対応する補助増幅器１３２．１３４．１
３６を組込めばよい。

拡充実施例の作用はＭ衝増幅器１１４．１１６．１１８
における電圧信号の加算を除けば第３図実施例に関連し
て述べたと同様である。即ち、対応の作動継電器コイル
装置ＯＰからインピーダンス素子１２６．１２８．１３
ｏへの作動電流の分流は２つ以上の他の電気機械式装置
からの電圧信号に依存する。

共通能動通信チャンネルによるアプローチの他の構成要
件は電流差動保護継電器の電気機械式装置間の信号転送
のための共通通信チャンネルを共用する直接転送引はず
し装置を含むことにある。直接転送引はずし機能により
、たまたま遮断器が開放しなかった故障電力線区間から
上流側または下流側へ信号が伝送され、この直接転送引
はずし信号が上流または下流の遮断器に直接印加されて
この遮断器を作動させ、対応の作動継電器コイルの作動
とは関係なく、故障区間の電流を遮断す用することがで
き、作動継電器コイルが誤って電力線を遮断できないよ
うにディスエーブルすることができる。即ち、対応の作
動継電器コイル装置による誤った電力線区間遮断は共通
能動通信チャンネルを介して直接転送引はずし信号が伝
送されている間は起こり得ない。

直接転送引はずしくＤＴＴ）装置の実施に好適な設計を
第５図にブロックダイヤグラムで示した。通信チャンネ
ルは第３図実施例に関連して述べたのと同一の参照符号
の素子であるエンコーダ７４、通信媒体８２及びデコー
ダ７８を含むことができる。従って、通信チャンネルは
電気機械式装置３２．３４を両者間に信号通信関係を成
立させることによって結合する。本発明ではＤＴＴ始動
回路１４０をＤＴＴキーイング信号１４２で制御するこ
とにより、ＤＴＴ信号１４４を、２つの電気機械式装置
３２．３４間の共通能動通信チャンネルを電気機械式装
置信号ＶＡと共用しながら伝送する。また、ＤＴＴ受信
回路１４６は通信チャンネルからＤＴＴ信号を受信し、
これに呼応して引はずし信号１５０を発する。この実施
例では、スイッチ１５２．１５４を対応の電気機械式装
置３２．３４の作動継電器コイル装置ＯＰとそれぞれ並
列に接続する。例えば電子式または電気機械式の各スイ
ッチ１５２．１５４を対応のＤＴＴ侶号信号４．１５０
によってそれぞれ閉成させることにより、全部の電流を
対応の電気機械式装置の作動継電器コイル装置から分流
させることで、ＤＴＴ信号が発生している間、作１継電
器コイル装置の作動を防止することができる。

直接転送引はずし装置の他の実施態様を第６図にブロッ
クダイヤグラムで示した。この実施例は第３図に関連し
て述べた能動表示線装置の実施例を利用する。この実施
例ではデコーダ／緩衝増幅器の組合わせ７８１５０　。

８４１５４の間にスイッチ１６０．１６２をそれぞれ挿
入する。たとば電子式または電気式のスイッチ１６０，
１６２はそれぞれのデコーダ装置によって再変換された
アナログ信号を通過させるかまたは阻止する。

第６図の実施例はエンコーダ装置７６、通信媒体８２及
びデコーダ装置８０から成る他の通信チャンネルを介し
てＤＴＴキーイング信号１６６をＤＴＴ受信回路１６８
に伝送するＤＴＴ始動回路１６４を含む。受信に応答し
てＤＴＴ受信回路１６８は引はずし信号１７０を形成し
、これが引はずし信号１５０とは逆方向に伝送される。

スイッチ１６０．１６２は信号ｉｓｏ、ｔ７０によって
それぞれ開放される。スイッチ１６０または１６２が開
放されると、対応の増幅器５０または５４の人力におけ
る電圧信号が変化して対応のインピーダンス素子５８ま
たは６０を流れる電流を増大させる。このように構成し
たから、作動継電器コイルの動作電流が対応のインピー
ダンス素子の並列パスに分流し、作動継電器コイル装置
の作動を一防止する結果となる。ＤＴＴ信号が能動表示
線対装置の通信チャンネルを共用でき、その間、作動継
電器コイルの誤動作による対応遮断器の作動が防止され
ることが重要な点である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電気機械式電流差動表示線継電器をその
使用環境との関係で略伝するブロックダイヤグラム。 第２図は本発明の能動表示線装置の原理を示す説明図。 第３図は本発明の１つの構成要件を実施するのに好適な
能動表示線装置を略伝するブロックダイヤグラム。 第４図は本発明の他の構成要件を実施するのに好適な能
動表示線装置の他の構成を略伝するブロックダイヤグラ
ム。 第５図は本発明の他の構成要件を実施するのに好適な直
接転送引はずし装置を略伝するブロックダイヤグラム。 第６図は本発明のさらに他の構成要件を実施するのに好
適な直接転送弐引はずし装置の他の構成を略伝するブロ
ックダイヤグラムである。 ３２．３４・・・・電気機械式装置 Ｒ・・・・・・抑制継電器コイル ５８．６０・・・・インピーダンス素子７０．７２・・
・・通信チャンネル ７４．７６・・・・エンコーダ ７８．８０・・・・デコーダ ＦＩＧ、　Ｉ ＦＩＧ、２ １ノ）用

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電力網における少なくとも１本の電力線を保護する
   ための電流差動保護継電器を形成し、それぞれが電力線
   の内部故障が検知されると被保護電力線を流れる電流を
   遮断する作動継電器コイル手段を含む少なくとも２つの
   電気機械式装置間の信号転送に用いる共通の能動通信チ
   ャンネルを共用する直接転送引はずし装置であって、共
   通の能動通信チャンネルを電気機械式装置の信号と共用
   して保護継電器の少なくとも２つの電気機械式装置間に
   伝送される直接転送引はずし信号を始動するように各電
   気機械式装置ごとに設けた第１手段と、共通の能動通信
   チャンネルから直接転送引はずし信号を受信し、これに
   応答して引はずし信号を発するように各電気機械式装置
   ごとに設けた第２手段と、対応の電気機械式装置の引は
   ずし信号の制御下に対応の作動継電器コイル手段が電力
   線電流を遮断できないようにディスエーブルすることに
   より、共通の能動通信チャンネルを介して直接転送引は
   ずし信号が伝送されている間作動コイル手段による誤っ
   た電力線電流遮断が起こり得ないように各電気機械式装
   置ごとに設けた第３手段とから成ることを特徴とする直
   接転送引はずし装置。 ２、第３手段が直接転送引はずし信号によって閉成され
   るように作動継電器コイル手段と並列接続したスイッチ
   手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の直接転送引はずし装置。 ３、共通の能動通信チャンネルが各電気機械装置ごとに
   緩衝増幅器及びこれと直列に接続されて連携の電気機械
   式装置の作動継電器コイル手段と並列に電流パスを形成
   するインピーダンス素子を含み、各第３手段が対応の転
   送引はずし信号の制御下に作動継電器コイル手段の作動
   を防止するため、作動電流を並列パスに分流させる第４
   手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項また
   は第２項に記載の直接転送引はずし装置。 ４、各緩衝増幅器が通信チャンネルを介して対応の他の
   電気機械式装置から伝送される電圧信号の制御下に作動
   継電器コイル手段から並列パスへの分流を制御し、第４
   手段が電圧信号を変化させて並列パスを流れる電流を増
   大させる手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項に記載の直接転送引はずし装置。 ５、第４手段が電圧信号と緩衝増幅器の間に挿入されて
   転送引はずし信号によって開放されるスイッチ手段を含
   むことを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の直接
   転送引はずし装置。