(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自端電流と受信された対向端子の電流のベクトル和を動作量Ｉｄとして算出する動作量算出部と、自端電流と対向端子電流のスカラ和を抑制量Ｉｒとして算出する抑制量算出部と、動作量Ｉｄ及び抑制量Ｉｒに基づいて、比率差動特性の動作を判定する比率差動特性判定部とを有する電流差動継電装置において、
実数ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２について、ａ１≦ａ２，ｂ１≧ｂ２の関係が成立するときに、
Ｉｄ＞ａ１Ｉｒ＋ｂ１が成立した場合に、第１領域を動作と判定する第１領域判定部と、
Ｉｄ＞ａ２Ｉｒ＋ｂ２が成立した場合に、第２領域を動作と判定する第２領域判定部と、
第１領域と第２領域がともに動作となった場合に、比率差動特性の動作と判定し、第１領域の動作がリセットされるまで、動作を継続させる動作判定手段と、
を有することを特徴とする電流差動継電装置。
【請求項２】
自端電流と受信された対向端子の電流のベクトル和を動作量として算出する動作量算出部と、自端電流と対向端子電流のスカラ和を抑制量として算出する抑制量算出部と、第１の関係式に基づいて、比率差動特性の動作を判定する第１の比率差動特性判定部とを有する電流差動継電装置において、
自端を含む各端子のうち電流最大端子の電流値を選択する最大端子電流選択部と、
前記最大端子電流選択部によって選択された電流最大端子の電流値の変化分が、所定値以上であることを判定する変化分判定部と、
第２の関係式に基づいて、比率差動特性の動作を判定する第２の比率差動特性判定部と、
前記変化分判定部及び前記第２の比率差動特性判定部の判定結果に基づいて、外部事故の発生を判定する外部事故判定部とを有し、
前記第１の比率差動特性判定部は、前記外部事故判定部の判定結果に応じて切り替えられ、動作のし難さの異なる複数の比率差動特性を有することを特徴とする電流差動継電装置。
【請求項３】
自端電流と受信された対向端子の電流のベクトル和を動作量として算出する動作量算出部と、自端電流と対向端子電流のスカラ和を抑制量として算出する抑制量算出部と、第１の関係式に基づいて、比率差動特性の動作を判定する第１の比率差動特性判定部とを有する電流差動継電装置において、
自端を含む各端子のうち電流最大端子の電流値を選択する最大端子電流選択部と、
前記最大端子電流選択部によって選択された電流最大端子の電流値の変化分が、所定値以上であることを判定する変化分判定部と、
第２の関係式に基づいて、比率差動特性の動作を判定する第２の比率差動特性判定部と、
前記変化分判定部及び前記第２の比率差動特性判定部の判定結果に基づいて、外部事故の発生を判定する外部事故判定部と、
前記外部事故判定部の判定結果に応じて、一定時間、前記第１の比率差動特性の出力を抑制する抑制部と、
を有することを特徴とする電流差動継電装置。
【請求項４】
自端電流と受信された対向端子の電流のベクトル和を動作量として算出する動作量算出部と、自端電流と対向端子電流のスカラ和を抑制量として算出する抑制量算出部と、第１の関係式に基づいて、比率差動特性の動作を判定する第１の比率差動特性判定部とを有する電流差動継電装置において、
自端を含む各端子のうち電流最大端子の電流値を選択する最大端子電流選択部と、
前記最大端子電流選択部によって選択された電流最大端子の電流値の変化分が、所定値以上であることを判定する変化分判定部と、
第２の関係式に基づいて、比率差動特性の動作を判定する第２の比率差動特性判定部と、
前記変化分判定部及び前記第２の比率差動特性判定部の判定結果に基づいて、外部事故の発生を判定する外部事故判定部とを有し、
電流最大端子の電流値と動作量との大小関係を判定する動作量判定部と、
前記第１の比率差動特性判定部は、前記外部事故判定部の判定結果若しくは前記動作量判定部の判定結果に応じて切り替えられ、動作のし難さの異なる複数の比率差動特性を有することを特定する電流差動継電装置。
【請求項５】
電流最大端子の電流値と動作量との大小関係を判定する動作量判定部と、
前記外部事故判定部の判定結果に応じて、前記第１の比率差動特性判定部による比率差動特性の出力を抑制するとともに、前記動作量判定部の判定結果に応じて、抑制する時間を延長する延長部を有することを特徴とする請求項３記載の電流差動継電装置。
【請求項６】
自端電流と受信された対向端子の電流のベクトル和を動作量として算出する動作量算出部と、自端電流と対向端子電流のスカラ和を抑制量として算出する抑制量算出部と、第１の関係式に基づいて、比率差動特性の動作を判定する第１の比率差動特性判定部とを有する電流差動継電装置において、
自端を含む各端子のうち電流最大端子の電流値を選択する最大端子電流選択部と、
前記最大端子電流選択部によって選択された電流最大端子の電流値の変化分が、所定値以上であることを判定する変化分判定部と、
第２の関係式に基づいて、比率差動特性の動作を判定する第２の比率差動特性判定部と、
前記変化分判定部及び前記第２の比率差動特性判定部の判定結果に基づいて、外部事故の発生を判定する外部事故判定部と、
電流最大端子の電流値と動作量との大小関係を判定する動作量判定部と、
前記第１の比率差動特性判定部は、前記外部事故判定部の判定結果に応じて切り替えられ、前記動作量判定部の判定結果に応じて戻されるように、動作のし難さの異なる複数の比率差動特性を有することを特徴とする電流差動継電装置。
【請求項７】
自端零相電流と受信された対向端子の零相電流のベクトル和を零相動作量として算出する零相動作量算出部と、
自端零相電流と対向端子零相電流のスカラ和を零相抑制量として算出する零相抑制量算出部と、
零相動作量と零相抑制量との第３の関係式に基づいて、比率差動特性を判定する第３の比率差動特性判定部と、
前記第１の比率差動特性判定部は、前記外部事故判定部の判定結果に応じて切り替えられ、前記第３の比率差動特性判定部の判定結果に応じて戻されるように、動作のし難さの異なる複数の比率差動特性を有することを特徴とする請求項２又は請求項６記載の電流差動継電装置。
【請求項８】
電流最大端子の電流値と動作量との大小関係を判定する動作量判定部と、
前記抑制部により前記第１の比率差動特性判定部の出力が抑制されている場合に、前記動作量判定部による判定結果に応じて、その抑制を解除する解除部と、
を有することを特徴とする請求項３又は請求項５記載の電流差動継電装置。
【請求項９】
自端零相電流と受信された対向端子の零相電流のベクトル和を零相動作量として算出する零相動作量算出部と、
自端零相電流と対向端子零相電流のスカラ和を零相抑制量として算出する零相抑制量算出部と、
零相動作量と零相抑制量との第３の関係式に基づいて、零相動作量が大きいことを判定する第３の比率差動特性判定部と、
前記抑制部により前記第１の比率差動特性判定部の出力が抑制されている場合に、前記第３の比率差動特性判定部による判定結果に応じて、その抑制を解除する解除部と、
を有することを特徴とする請求項３又は請求項５記載の電流差動継電装置。
【請求項１０】
電流最大端子の電流値と動作量との大小関係を判定する動作量判定部と、
自端零相電流と受信された対向端子の零相電流のベクトル和を零相動作量として算出する零相動作量算出部と、
自端零相電流と対向端子零相電流のスカラ和を零相抑制量として算出する零相抑制量算出部と、
零相動作量と零相抑制量との第３の関係式に基づいて、比率差動特性を判定する第３の比率差動特性判定部と、
前記抑制部により前記第１の比率差動特性判定部の出力が抑制されている場合に、前記動作量判定部による判定結果若しくは前記第３の比率差動特性判定部による判定結果に応じて、その抑制を解除する解除部と、
を有することを特徴とする請求項３又は請求項６記載の電流差動継電装置。
【請求項１１】
自端電流と受信された対向端子の電流のベクトル和を動作量として算出する動作量算出部と、自端電流と対向端子電流のスカラ和を抑制量として算出する抑制量算出部と、第１の関係式に基づいて、比率差動特性の動作を判定する第１の比率差動特性判定部とを有する電流差動継電装置において、
自端を含む各端子のうち電流最大端子の電流値を選択する最大端子電流選択部と、
前記最大端子電流選択部によって選択された電流最大端子の電流値の変化分が、所定値以上であることを判定する変化分判定部と、
第２の関係式に基づいて、比率差動特性の動作を判定する第２の比率差動特性判定部と、
前記変化分判定部及び前記第２の比率差動特性判定部の判定結果に基づいて、外部事故の発生を判定する外部事故判定部と、
電流最大端子の電流値と動作量との大小関係を判定する動作量判定部と、
前記第１の比率差動特性判定部は、前記外部事故判定部の判定結果に応じて切り替えられ、前記動作量判定部の判定結果に応じて、内部事故と判定した場合には、そのままリレー動作させるように、動作のし難さの異なる複数の比率差動特性を有することを特徴とする電流差動継電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、送電線保護に使用する電流差動継電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
送電線保護用の電流差動継電装置は、送電線各端子の電流を使用して、保護対象区間の内部事故や外部事故を識別し、高感度に検出する装置である。この電流差動継電装置の構成と比率差動特性の一例を、図１６を参照して説明する。すなわち、電流差動継電装置１００は、入力部１１０、受信部１２０、演算部１３０、動作量算出部１４０、抑制量算出部１５０、比率差動特性判定部１６０を有している。
【０００３】
このような電流差動継電装置１００による内部事故や外部事故の識別は、以下のように行われる。まず、演算部１３０は、入力部１１０から入力された自端電流と、受信部１２０が受信した相手端からの対向端子電流とに基づいて、電気量を演算する。演算された電気量に基づいて、動作量算出部１４０は、各端子の電流のベクトル和を動作量Ｉｄとして求め、抑制量算出部１５０は、各端子の電流のスカラ和を抑制量Ｉｒとして求める。比率差動特性判定部１６０は、動作量Ｉｄと抑制量Ｉｒとに基づいて、比率差動特性の動作・不動作の判定を行う。
【０００４】
なお、図１６は、説明の簡略化のため、２端子系統で示し、Ａ端子の電流差動継電装置のみを、機能ブロックによって図示している。なお、３端子以上の系統でも、動作量Ｉｄは同じであるが、抑制量Ｉｒは、各端子の電流のスカラ和で求められる。
【０００５】
ここで、比率差動特性は、図１６に示すように、小電流域特性Ｄｆ１と大電流域特性Ｄｆ２という２組の特性で構成される。小電流域特性Ｄｆ１は、内部事故時に事故電流が小さい場合でも検出できるようにするための特性である。大電流域特性Ｄｆ２は、外部事故時に大電流が通過した場合、電流変成器（以下ＣＴと称す）の増大した誤差電流で動作しないようにするための特性である。この例では、小電流域特性Ｄｆ１と大電流域特性Ｄｆ２が共に動作したときに、電流差動継電装置１００の出力となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１７０３７号公報
【特許文献２】特開２０００−２２４７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記の大電流域特性Ｄｆ２は、最大負荷電流を考慮して、ある程度右に寄せることにより、動作領域を広げる必要がある。このため、小さな電流でも飽和するようなＣＴが使用された場合、小電流域で飽和が発生し、不必要な動作となることがあり得る。逆に、大電流域を狭め過ぎると、内部事故でＣＴが飽和した際、あるいは、抵抗を伴う内部事故の際に、動作が不安定になることがあり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態は、自端電流と受信された対向端子の電流のベクトル和を動作量Ｉｄとして算出する動作量算出部と、自端電流と対向端子電流のスカラ和を抑制量Ｉｒとして算出する抑制量算出部と、動作量Ｉｄ及び抑制量Ｉｒに基づいて、比率差動特性の動作を判定する比率差動特性判定部とを有する電流差動継電装置において、以下のような技術的特徴を有する。
【０００９】
(1) 実数ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２について、ａ１≦ａ２，ｂ１≧ｂ２の関係が成立するときに、Ｉｄ＞ａ１Ｉｒ＋ｂ１が成立した場合に、第１領域を動作と判定する第１領域判定部及び、Ｉｄ＞ａ２Ｉｒ＋ｂ２が成立した場合に、第２領域を動作と判定する第２領域判定部
(2) 第１領域と第２領域がともに動作となった場合に、比率差動特性の動作と判定し、第１領域の動作がリセットされるまで、動作を継続させる動作判定手段
【００１０】
他の態様は、自端電流と受信された対向端子の電流のベクトル和を動作量として算出する動作量算出部と、自端電流と対向端子電流のスカラ和を抑制量として算出する抑制量算出部と、第１の関係式に基づいて、比率差動特性の動作を判定する第１の比率差動特性判定部とを有する電流差動継電装置において、以下のような技術的特徴を有する。
【００１１】
(1) 自端を含む各端子のうち電流最大端子の電流値を選択する最大端子電流選択部
(2) 前記最大端子電流選択部によって選択された電流最大端子の電流値の変化分が、所定値以上であることを判定する変化分判定部
(3) 第２の関係式に基づいて、比率差動特性の動作を判定する第２の比率差動特性判定部
(4) 前記変化分判定部及び前記第２の比率差動特性判定部の判定結果に基づいて、外部事故の発生を判定する外部事故判定部
(5) 前記第１の比率差動特性判定部は、前記外部事故判定部の判定結果に応じて切り替えられ、動作のし難さの異なる複数の比率差動特性を有する
【００１２】
他の態様は、自端電流と受信された対向端子の電流のベクトル和を動作量として算出する動作量算出部と、自端電流と対向端子電流のスカラ和を抑制量として算出する抑制量算出部と、第１の関係式に基づいて、比率差動特性の動作を判定する第１の比率差動特性判定部とを有する電流差動継電装置において、以下のような技術的特徴を有する。
(1) 自端を含む各端子のうち電流最大端子の電流値を選択する最大端子電流選択部
(2) 前記最大端子電流選択部によって選択された電流最大端子の電流値の変化分が、所定値以上であることを判定する変化分判定部
(3) 第２の関係式に基づいて、比率差動特性の動作を判定する第２の比率差動特性判定部
(4) 前記変化分判定部及び前記第２の比率差動特性判定部の判定結果に基づいて、外部事故の発生を判定する外部事故判定部
(5) 電流最大端子の電流値と動作量との大小関係を判定する動作量判定部
(6) 前記第１の比率差動特性判定部は、前記外部事故判定部の判定結果に応じて切り替えられ、前記動作量判定部の判定結果に応じて戻されるように、動作のし難さの異なる複数の比率差動特性を有する
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態における電流差動継電装置のロジック部を示すブロック図である。
【図２】図１のロジック部における比率差動特性判定部１４の詳細を表したブロック図である。
【図３】第２の実施形態における電流差動継電装置のロジック部を示すブロック図である。
【図４】図３のロジック部における比率差動特性判定部１６の比率差動特性の一例を示す説明図である。
【図５】図３のロジック部における比率差動特性判定部１４の比率差動特性の一例を示す説明図である。
【図６】第３の実施形態における電流差動継電装置のロジック部を示すブロック図である。
【図７】第４の実施形態における電流差動継電装置のロジック部を示すブロック図である。
【図８】第５の実施形態における電流差動継電装置のロジック部を示すブロック図である。
【図９】第６の実施形態における電流差動継電装置のロジック部を示すブロック図である。
【図１０】第７の実施形態における電流差動継電装置のロジック部を示すブロック図である。
【図１１】図１０のロジック部における比率差動特性判定部２８の比率差動特性の一例を示す説明図である。
【図１２】第８の実施形態における電流差動継電装置のロジック部を示すブロック図である。
【図１３】第８の実施形態の他の一例を示す電流差動継電装置のロジック部を示すブロック図である。
【図１４】第９の実施形態における電流差動継電装置のロジック部を示すブロック図である。
【図１５】第９の実施形態の他の一例を示す電流差動継電装置のロジック部を示すブロック図である。
【図１６】従来の電流差動継電装置の一例を示すブロック図と比率差動特性を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［１．第１の実施形態］
［１−１．構成］
第１の実施形態を、図１及び図２に従って説明する。すなわち、本実施形態は、図１に示すように、ロジック部１、入力部２、受信部３を有している。ロジック部１は、後述する各部の作用によって、電流差動継電装置として機能する部分である。
【００１５】
入力部２は、送電線に設けられた自端側のＣＴなどから、自端電流を入力する手段である。具体的には、入力部２は、受け取った自端電流について、ディジタル化、フィルタリングなどを行う機能を有している。受信部３は、相手端からの対向端子電流を、通信回線を介して受信する手段である。受信される対向端子電流は、相手端の入力部２等において、ディジタル化、フィルタリングなどが行われている。
【００１６】
ロジック部１は、演算部１１、動作量算出部１２、抑制量算出部１３、比率差動特性判定部１４等を有している。演算部１１は、入力部２が入力した自端電流と、受信部３が受信した対向端子電流とに基づいて、各種の基本的な電気量（後述する各端子電流のスカラ和やベクトル和などを得るために必要な電気量）を演算する手段である。
【００１７】
動作量算出部１２は、演算部１１によって得られた基本的な電気量に基づいて、各端子電流のベクトル和である動作量Ｉｄを算出する手段である。抑制量算出部１３は、各端子電流のスカラ和である抑制量Ｉｒを算出する手段である。比率差動特性判定部１４は、動作量算出部１２及び抑制量算出部１３の出力側に設けられている。この比率差動特性判定部１４は、動作量Ｉｄと抑制量Ｉｒとに基づいて、比率差動特性を判定して、リレーの動作信号を出力する手段である。
【００１８】
さらに、本実施形態の比率差動特性判定部１４における判定は、複数の特性の組み合わせから成立しており、典型的には２つの特性の組み合わせとなっている。すなわち、比率差動特性判定部１４は、図２に示すように、第１の電流域判定部１４−１、第２の電流域判定部１４−２、ＡＮＤ演算部１４−３、リセット部１４−４、フリップフロップ部１４−５等を有している。
【００１９】
第１の電流域判定部１４−１は、Ｉｄ＞ａ１Ｉｒ＋ｂ１が成立したか否かを確認する回路である。第２の電流域判定部１４−２は、Ｉｄ＞ａ２Ｉｒ＋ｂ２が成立したか否かを確認する回路である。ここで、一般的には、ａ１≦ａ２，ｂ１≧ｂ２が成立しており、第１の電流域（領域）は小電流域と呼ばれ、第２の電流域（領域）は大電流域と呼ばれる。
【００２０】
ＡＮＤ演算部１４−３は、第１の電流域判定部１４−１により成立と判定され、第２の電流域判定部１４−２により成立と判定された場合に、比率差動特性を動作とする回路である。リセット部１４−４は、第１の電流域判定部１４−１の出力を反転させる回路である。つまり、リセット部１４−４のリセット信号出力は、第１の電流域が動作していないときにＯＮとなる。フリップフロップ部１４−５は、ＡＮＤ演算部１４−３からの入力により、一度動作すると、リセット部１４−４の回路からのリセット信号が来ない限り、出力を続ける回路である。
【００２１】
［１−２．作用効果］
以上のような本実施形態における作用効果を説明する。すなわち、演算部１１は、入力部２及び受信部３からの自端及び相手端のデータに基づいて、電気量の演算を行う。
【００２２】
そして、抑制量算出部１３は、自端と相手端の電流の大きさを足し合わせたスカラ和である抑制量Ｉｒを演算する。また、動作量算出部１２は、自端と相手端のベクトル和の大きさである動作量Ｉｄを演算する。ここで得られた、動作量Ｉｄと抑制量Ｉｒに基づいて、比率差動特性判定部１４が、比率差動特性を演算し、条件を満たしていれば、リレーの動作信号０１を出力する。この動作信号０１は、他のロジックに使われることもあるが、一般に遮断機のトリップ信号として使われる。
【００２３】
比率差動特性判定部１４による演算は、上記のように、まず、第１の電流域判定部１４−１が、Ｉｄ＞ａ１Ｉｒ＋ｂ１が成立したか否かを判定し、第２の電流域判定部１４−２が、Ｉｄ＞ａ２Ｉｒ＋ｂ２が成立したか否かを判定する。両者が成立した場合に、ＡＮＤ演算部１４−３が、比率差動特性を動作とする。フリップフロップ部１４−５は、ＡＮＤ演算部１４−３からの入力により、一度動作すると、リセット部１４−４からのリセット信号が来ない限り、出力し続ける。
【００２４】
以上の結果として、小電流域と大電流域がともに動作することにより、比率差動特性判定部１４が一度動作と判定すると、小電流域の特性がリセットされない限り、最終的な比率差動特性を出力し続けることとなる。これにより、内部事故でＣＴ飽和が発生し、大電流域の動作が一時的にリセットされても、最終的なリレー出力を、安定して出力し続けることができ、機器の故障などを未然に防止できる。
【００２５】
［２．第２の実施形態］
［２−１．構成］
第２の実施形態を、図３〜５に従って説明する。本実施形態は、基本的には、図１に示した第１の実施形態と同様の構成である。但し、本実施形態は、最大端子電流選択部１５、比率差動特性判定部１６、変化分判定部１７、ＡＮＤ演算部１８を有している点が異なっている。また、比率差動特性判定部１４が、後述する２つの特性を切り替え可能な構成であることに特徴を有している。
【００２６】
まず、最大端子電流選択部１５は、自端の電流と相手端の電流とを比べて、最大の電流が流れている端子を見つけ、その電流値を求める手段である。比率差動特性判定部１６は、比率差動特性判定部１４とは別の比率差動特性を判定する手段であり、動作量がある一定値以下であることを検出する機能を有する。例えば、図４で示すような特性を持ち、Ｉｄ＜ａ３Ｉｒ＋ｂ３が成立するかを確認する機能が考えられる。ここで、ａ３，ｂ３は実数である。
【００２７】
変化分判定部１７は、最大端子電流選択部１５で求めた最大電流の変化分ΔＩＡが、一定値以上になっているかを判定する手段である。この変化分判定部１７により、系統に事故が発生したことを検出できる。ＡＮＤ演算部１８は、系統に事故が発生し、且つ、動作量が小さい時に成立する演算を行う手段である。このＡＮＤ演算部１８により、発生した事故が外部事故であったことを検出できる（外部事故検出部）。ＣＴが飽和する際、飽和が開始するまでに時間があり、その部分では、差電流が発生しない。しかし、本実施形態では、ＡＮＤ演算部１８によって、外部事故が発生してからＣＴ飽和が発生するまでの期間、外部事故を検出することができる。
【００２８】
比率差動特性判定部１４は、第１の電流域特性と第２の電流域特性から成る比率差動特性を、２つ組み合わせることにより構成されている。具体例を、図５に示す。すなわち、比率差動特性は、典型的には、第１の実施形態でも示したように、大電流域と小電流域から成る。本実施形態の比率差動特性判定部１４は、この大電流域と小電流域から成る比率差動特性を、２つ組み合わせること（比率差動特性１、比率差動特性２）により構成されている。
【００２９】
ここで、比率差動特性１を、小電流域Ｉｄ＞ａ１Ｉｒ＋ｂ１と大電流域Ｉｄ＞ａ２Ｉｒ＋ｂ２とする。比率差動特性２を、小電流域Ｉｄ＞ａ１Ｉｒ＋ｂ’１と大電流域Ｉｄ＞ａ２Ｉｒ＋ｂ’２とする。図５において、比率差動特性１は、比率差動特性２よりも、右に寄っており、動作領域が広がっている。
【００３０】
［２−２．作用効果］
以上のような本実施形態では、比率差動特性判定部１４は、ＡＮＤ演算部１８の出力がＯＮとなったとき、外部事故が発生したとし、比率差動特性１から比率差動特性２に切り替えて、動作し難くすることができる。このとき、ｂ’１＞ｂ１あるいはｂ’２＞ｂ２となっている。または、ａ１，ａ２に関しても、同様に設定しておいてもよい。
【００３１】
このように、本実施形態によれば、最大電流端子の電流値ＩＡの大きさの変化分ΔＩＡにより事故を検出し、動作量Ｉｄが抑制量Ｉｒに対して一定値以下であることから、外部事故であることを検出する。これにより、通常より動作しにくい比率差動特性２に切り替えることで、外部事故でＣＴが飽和しても、不要な動作を防ぐことが可能となる。
【００３２】
［３．第３の実施形態］
［３−１．構成］
第３の実施形態を、図６に従って説明する。本実施形態は、基本的には、図３に示した第２の実施形態と同様の構成である。但し、引き延ばしタイマ部１９、反転ロジック部２０、ＡＮＤ演算部２１を有する点が異なっている。これらは、抑制部を構成している。
【００３３】
引き延ばしタイマ部１９は、外部事故であることを検出し、ＡＮＤ演算部１８の結果がＯＮになった場合に、その結果を一定時間引き延ばす手段である。反転ロジック部２０は、外部事故が検出されると、一定時間その出力を０とする手段である。ＡＮＤ演算部２１は、反転ロジック部２０と比率差動特性判定部１４とのＡＮＤ演算を行う手段である。
【００３４】
［３−２．作用効果］
以上のような本実施形態では、引き延ばしタイマ部１９及び反転ロジック部２０を有するため、外部事故が検出されると、一定時間、ＡＮＤ演算部２１が成立しなくなる。従って、比率差動特性判定部１４が仮に動作した場合であっても、外部事故が検出されている間は、最終出力はロックされる。その間に、ＣＴ飽和が解消されれば、ＣＴ飽和による不要のリレー動作を防止する。
【００３５】
このように、本実施形態によれば、最大電流端子の電流値ＩＡの大きさの変化分ΔＩＡにより事故を検出し、動作量Ｉｄが抑制量Ｉｒに対して一定値以下であることから、外部事故であることを検出する。すると、一定時間、比率差動特性の出力が阻止されるので、外部事故でＣＴが飽和しても、不要な動作を防ぐことが可能となる。
【００３６】
［４．第４の実施形態］
［４−１．構成］
第４の実施形態を、図７に従って説明する。本実施形態は、基本的には、図３に示した第２の実施形態と同様の構成である。但し、動作量判定部２２、ＯＲ演算部２３を有する点が異なっている。
【００３７】
動作量判定部２２は、ベクトル和である動作量Ｉｄが、最大電流に比べて小さいことを確認する手段である。動作量Ｉｄは、向きが同じものを足し合わせれば、大きくなり、逆向きのものを足せば小さくなる。外部事故の場合、足し合わせる電流の向きは逆となるため、動作量Ｉｄは小さくなる方向となる。
【００３８】
［４−２．作用効果］
通常の外部事故では、出ていく電流量は入っていく電流量と同じであるため、動作量Ｉｄは零となる。しかし、ＣＴ飽和が発生すると、動作量Ｉｄをとっても、一部がキャンセルできず、零とはならない。但し、向きは逆であるので、動作量Ｉｄは、最大電流端子の電流量ＩＡよりは、幾分は小さくなる。従って、動作量判定部２２において、動作量Ｉｄが最大電流ＩＡに比べて小さいと確認されたということは、外部事故であることを意味する。
【００３９】
一方、ＡＮＤ演算部１８の出力も、外部事故検出である。このＡＮＤ演算部１８による演算は、ＣＴが飽和する前に、外部事故を検出することを目的としている。このため、ＡＮＤ演算部１８の出力と、動作量判定部２２の出力について、ＯＲ演算部２３においてＯＲ演算を行えば、ＣＴ飽和発生前と発生後ともに、外部事故を検出し続けることができる。この結果を利用して、比率差動特性判定部１４は、第２の実施形態と同様に、外部事故の場合に、比率差動特性を切り替える。
【００４０】
このように、本実施形態によれば、最大電流端子の電流値ＩＡの大きさの変化分ΔＩＡにより事故を検出し、動作量Ｉｄが抑制量Ｉｒに対して一定値以下であることに加え、動作量Ｉｄが最大電流端子の電流値ＩＡの大きさに比べ小さいことから、外部事故であることを検出する。これにより、通常より動作しにくい比率差動特性２に切り替えることで、外部事故でＣＴが飽和しても、不要な動作を防ぐことが可能となる。
【００４１】
［５．第５の実施形態］
［５−１．構成］
第５の実施形態を、図８に従って説明する。本実施形態は、基本的には、図６に示した第３の実施形態と同様の構成である。但し、本実施形態は、動作量判定部２２と反転部２４を有する点が異なる。
【００４２】
動作量判定部２２は、第４の実施形態における動作量判定部２２と同じであり、差電流である動作量Ｉｄが、最大端子の電流ＩＡより小さいことを検出することで、外部事故を検出しようとするものである。反転部２４は、動作量判定部２２の出力を反転させる手段であり、動作量判定部２２により外部事故が検出されていない場合にＯＮとなる。この信号は、ＡＮＤ演算部２１に入る。この反転部２４及びＡＮＤ演算部２１により、延長部を構成している。
【００４３】
［５−２．作用効果］
以上のような本実施形態では、比率差動特性判定部１４の出力は、ＡＮＤ演算部１８により、外部事故が検出されていない間に加え、動作量判定部２２によっても、外部事故が検出されていない間だけ、最終的にＯＮになり得る。結果として、外部事故でＣＴ飽和が発生しても、最終動作に至ることを防ぐことができる。
【００４４】
このように、本実施形態によれば、最大電流端子の電流値ＩＡの大きさの変化分ΔＩＡにより事故を検出し、動作量Ｉｄが抑制量Ｉｒに対して一定値以下であることに加え、動作量Ｉｄが最大電流端子の電流値ＩＡの大きさに比べ小さいことから、外部事故であることを検出する。これにより、一定時間比率差動特性の出力を阻止することで、外部事故でＣＴが飽和しても、不要な動作を防ぐことが可能となる。
【００４５】
［６．第６の実施形態］
［６−１．構成］
第６の実施形態を、図９に従って説明する。本実施形態は、基本的には、図３に示した第２の実施形態と同様の構成である。但し、本実施形態は、動作量判定部２５を有する点が異なる。
【００４６】
動作量判定部２５は、ベクトル和である動作量Ｉｄが、最大電流に比べて大きいことを確認する手段である。第４の実施形態で述べた通り、外部事故では、動作量Ｉｄは、ＣＴ飽和が発生しても、最大電流端子の電流量ＩＡより小さくなる。逆に、内部事故では、動作量Ｉｄは、最大電流端子と同じか、大きくなる。同じとなるのは、電源が一端にしかなく、片端流入となる場合であり、複数端に電源があれば、動作量Ｉｄは最大電流端子の電流ＩＡより大きくなる。
【００４７】
このため、動作量判定部２５により、動作量Ｉｄが、最大電流端子の電流量ＩＡ以上と判定された場合には、内部事故であることを意味する。動作量判定部２５の信号が成立した場合、比率差動特性判定部１４が、比率差動特性２に変更されていたとしても、比率差動特性１に戻り（切り替わり）、判定を行う。
【００４８】
［６−２．作用効果］
以上のような本実施形態では、外部事故が発生し、内部事故に進展した場合、まず、比率差動特性判定部１６、動作量判定部１７及びＡＮＤ演算部１８により、外部事故が検出される。結果として、比率差動特性判定部１４においては、動作し難い比率差動特性２となる。
【００４９】
この比率差動特性２では、抵抗を伴うような事故、電源位相差が大きいケースなどで動作できない場合があり得る。そのようなケースでも、動作量判定部２５により、内部事故を検出した場合、通常状態の比率差動特性１に戻し、判定することで、本来、期待される動作結果を得られる。
【００５０】
このように、本実施形態によれば、最大電流端子の電流値ＩＡの大きさの変化分ΔＩＡにより事故を検出し、動作量Ｉｄが抑制量Ｉｒに対して一定値以下であることから、外部事故であることを検出する。そして、通常より動作しにくい比率差動特性２に切り替えている場合でも、事故が内部に進展した際には、動作量Ｉｄが抑制量Ｉｒに対して一定値以上であることから、内部事故を検出することができる。
【００５１】
これにより、通常時の比率差動特性１に戻すことで、外部事故でのＣＴ飽和に強い性質を保ちながら、外部から内部への進展事故において、不要な動作遅れ、検出漏れを防ぐことが可能となる。なお、図９の変形例として、動作量判定部２５による判定が成立した場合、通常状態に戻すことなく、動作させることも考えられる。
【００５２】
［７．第７の実施形態］
［７−１．構成］
第７の実施形態を、図１０、図１１に従って説明する。本実施形態は、基本的には、図３に示した第２の実施形態と同様の構成である。但し、本実施形態は、零相抑制量算出部２６、零相動作量算出部２７、比率差動特性判定部２８を有する点が異なっている。
【００５３】
零相抑制量算出部２６は、各端子の零相電流の大きさを足し合わせたスカラ和である零相抑制量Ｉｒ０を求める手段である。これは、抑制量算出部１３の入力が、零相電流となったものと同じである。零相電流は、各相電流の和としても求められる。また、零相電流量を取り込む回路がハードウェアに付いている場合は、その値を使っても良い。
【００５４】
零相動作量算出部２７は、各端子の零相電流をベクトル的に足し合わせたベクトル和である零相動作量Ｉｒ０を求める手段である。比率差動特性判定部２８は、この零相電流の零相抑制量Ｉｒ０と零相動作量Ｉｄ０を使って、比率差動特性判定部１４と同様に、比率差動特性を組むことができる。
【００５５】
この一例が、図１１で示すような比率差動特性である。基本的に特性の式は比率差動特性１や２と同じであり、Ｉｄ０＞ａ４Ｉｒ０＋ｂ４という式で表される。また、Ｉｄ０＞ａ５Ｉｒ０＋ｂ５という式で表される大電流域特性を持たせる場合もあるが、上記の小電流域特性だけの場合もあり得る。
【００５６】
［７−２．作用効果］
以上のような本実施形態では、零相電流を使った比率差動特性を使うことで、事故電流成分だけを取り出すことができる。このため、負荷電流に影響されず、高感度で事故を検出することが可能となる。
【００５７】
例えば、高抵抗地絡事故の場合、通常の比率差動では、潮流分が抑制量Ｉｒに含まれてしまい、かつ事故電流も小さくなるため、検出感度が悪くなる。特に、潮流が大きく、事故抵抗が大きくなると、検出が難しくなる。しかし、本実施形態のように、零相電流分を使えば、潮流による影響を取り除くことができるため、高感度を保つことができる。つまり、比率差動特性判定部２８において、零相を使った比率差動特性を用いることにより、より高感度に内部事故を検出できる。
【００５８】
この比率差動特性判定部２８の結果を、比率差動特性判定部１４における比率差動特性１，２の選択に使い、比率差動特性１に戻して判定を行う。つまり、外部事故から内部事故に進展したようなケースで、最初の外部事故により、動作しにくい比率差動特性２が選択されている場合でも、比率差動特性判定部２８により、内部事故を検出すると、通常状態の比率差動特性１に戻して判定できる。これにより、内部事故が高抵抗地絡事故のようなケースであっても、本来期待される動作結果を得られる。
【００５９】
このように、本実施形態によれば、最大電流端子の電流値ＩＡの大きさの変化分ΔＩＡにより事故を検出し、動作量Ｉｄが抑制量Ｉｒに対して一定値以下であることから、外部事故であることを検出する。このために、通常より動作しにくい比率差動特性２に切り替えている場合がある。この場合であっても、零相を使った動作量Ｉｄ０と零相を使った抑制量Ｉｒ０を用いた比率差動特性を使用し、高感度に内部事故を検出することにより、通常時の比率差動特性１に戻す。これにより、外部事故でのＣＴ飽和に強い性質を保ちながら、外部から内部への進展事故において、不要な動作遅れ、検出漏れを防ぐことが可能となる。
【００６０】
また、零相電流比率差動を使った、比率差動特性のスイッチは、第６の実施形態と同時に使うことも可能である。その場合は、図１２のような構成となる。これは図９に、零相抑制量算出部２６、零相動作量算出部２７及び比率差動特性判定部２８が付け加わったもので、効果やロジックは自明であるので、説明は省略する。
【００６１】
このように並列に使うことで、通常の大電流を伴う内部事故の検出は、動作量判定部２５により行い、高抵抗事故のような検出には、零相抑制量算出部２６、零相動作量算出部２７及び比率差動特性判定部２８を使うという役割分担が可能となる。なお、図１２の変形例として、動作量判定部２５による判定が成立した場合、通常状態に戻すことなく、動作させることも考えられる。
【００６２】
［８．第８の実施形態］
［８−１．構成］
第８の実施形態を、図１３に従って説明する。本実施形態は、基本的には、図１３に示すように、図６に示した第３の実施形態と同様の構成である。但し、本実施形態は、動作量判定部２５、ＡＮＤ演算部２９、ＯＲ演算部３０を有する点が異なる。
【００６３】
動作量判定部２５は、図９に示した第６の実施形態と同様であり、内部事故を検出するものである。ＡＮＤ演算部２９は、比率差動特性判定部１４と、動作量判定部２５の内部事故検出が、ともに動作した際に、出力をＯＮとするものである。ＯＲ演算部３０は、ＡＮＤ演算部２１とＡＮＤ演算部２９の出力の一方がＯＮとなった場合に、その出力をＯＮとするものである。このＡＮＤ演算部２９及びＯＲ演算部３０により、解除部が構成されている。
【００６４】
［８−２．作用効果］
以上のような本実施形態では、主に比率差動特性判定部１６、変化分判定部１７、ＡＮＤ演算部１８で構成される外部事故検出により、ＡＮＤ演算部２１の出力が抑えられている状態でも、動作量判定部２５の内部事故検出が動作していれば、比率差動特性判定部１４の比率差動特性から、最終動作の信号を出せることになる。つまり、外部事故から内部事故に進展した場合に、最初の外部事故で出力が阻止されていても、内部事故を検出すれば、すぐにリレーが動作できる。
【００６５】
このように、本実施形態によれば、最大電流端子の電流値ＩＡの大きさの変化分ΔＩＡにより事故を検出し、動作量Ｉｄが抑制量Ｉｒに対して一定値以下であることから、外部事故であることを検出する。このために一定時間比率差動特性の出力をロックしている場合でも、事故が内部に進展した際には、動作量Ｉｄが抑制量Ｉｒに対して一定値以上であることから内部事故を検出することができる。
【００６６】
この際、ロックを解除することで、外部事故でのＣＴ飽和に強い性質を保ちながら、外部から内部への進展事故において、不要な動作遅れ、検出漏れを防ぐことが可能となる。なお、図１３の変形例として、動作量判定部２５による判定が成立した場合、通常状態に戻すことなく、動作させることも考えられる。
【００６７】
［９．第９の実施形態］
［９−１．構成］
第９の実施形態を、図１４に従って説明する。本実施形態は、基本的には、図６に示した第３の実施形態と同様の構成である。但し、零相抑制量算出部２６、零相動作量算出部２７、比率差動特性判定部２８、ＡＮＤ演算部２９、ＯＲ演算部３０、ＯＲ演算部３１を有する点が異なる。零相抑制量算出部２６、零相動作量算出部２７、比率差動特性判定部２８は、図１０の第７の実施形態で説明したものと同じであり、零相電流を用いた比率差動特性判定を行うことができる。これにより、内部事故が高感度に検出できる。
【００６８】
ＡＮＤ演算部２９は、比率差動特性判定部１４と零相の比率差動特性判定部２８の出力のＡＮＤをとる手段である。ＯＲ演算部３０は、ＡＮＤ演算部２１の出力とＡＮＤ演算部２９の出力のＯＲをとる手段である。
【００６９】
［９−２．作用効果］
以上のような本実施形態では、主に比率差動特性判定部１６、変化分判定部１７、ＡＮＤ演算部１８で構成される外部事故検出により、ＡＮＤ演算部２１の出力が押さえられている状態でも、零相抑制量算出部２６、零相動作量算出部２７、比率差動特性判定部２８の内部事故検出が動作していれば、比率差動特性判定部１４の比率差動特性から、最終動作の信号を出せることになる。つまり、外部事故から内部事故に進展した場合に、最初の外部事故で出力がロックされていても、内部事故を検出すれば、すぐに、リレーが動作できる。
【００７０】
このように、本実施形態によれば、最大電流端子の電流値ＩＡの大きさの変化分ΔＩＡにより事故を検出し、動作量Ｉｄが抑制量Ｉｒに対して一定値以下であることから、外部事故であることを検出する。これにより一定時間比率差動特性の出力をロックしている場合でも、零相を使った動作量Ｉｄ０と零相を使った抑制量Ｉｒ０を用いた、比率差動特性を使用し、高感度に内部事故を検出することにより、通常時の比率差動特性に戻すことができる。このため、外部事故でのＣＴ飽和に強い性質を保ちながら、外部から内部への進展事故において、不要な動作遅れ、検出漏れを防ぐことが可能となる。
【００７１】
また、零相電流比率差動を使った、比率差動ロックの解除は、第８の実施形態と同時に使うことも可能である。その場合、図１５のような構成となる。これは、図１４に、動作量判定部２５と、ＯＲ演算部３１が付け加わったもので、効果やロジックは自明であるので、説明は省略する。このように並列に使うことで、通常の大電流を伴う内部事故の検出は、動作量判定部２５により行い、高抵抗事故のような検出には、零相抑制量算出部２６、零相動作量算出部２７及び比率差動特性判定部２８を使うという役割分担が可能となる。なお、図１５の変形例として、動作量判定部２５による判定が成立した場合、通常状態に戻すことなく、動作させることも考えられる。
【００７２】
［１０．他の実施形態］
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、上記の各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の実施形態を実現できる。上記の各実施形態に示された全構成要素から、幾つかの構成要素を省略してもよい。
【００７３】
例えば、電気量、設定値、しきい値等、実施形態に用いられる情報の具体的な内容、値は自由であり、特定の内容、数値には限定されない。また、実施形態において、値に対する大小判断、一致不一致の判断等において、以上、以下として値を含めるように判断するか、より大きい、より小さいとして値を含めないように判断するかも自由である。したがって、特許請求の範囲においても、値の設定によっては、「以上」を「より大きい」、「以下」を「より小さい」と読み替えてもよい。
【００７４】
また、例えば、電流差動継電装置は、その各部の機能を、コンピュータを所定のプログラムで制御することによって実現できる。この場合のプログラムは、コンピュータのハードウェアを物理的に活用することで、各部の機能を実現するものであり、かかるプログラム及びプログラムを記録した記録媒体は、単独でも本発明の一態様である。
【００７５】
また、例えば、通信やデータ処理に必要なデータ、設定値、演算式等を記憶したり一時的に保持する手段としては、コンピュータに設定された記憶部において実現される。この記憶部としては、現在又は将来において利用可能なあらゆるレジスタ、メモリ、ディスク等の記憶媒体が適用可能である。
【００７６】
さらに、例えば、電流差動継電装置の一部若しくは全部を専用の回路として構成することもできる。かかる回路は、例えば、各機能を実現するＡＳＩＣやＣＰＵ等のＩＣチップやその他の周辺回路、複数の機能を集約したシステムＬＳＩ等、種々考えられるものであり、特定のものには限定されない。ハードウェア処理とソフトウェア処理の範囲も自由である。
【符号の説明】
【００７７】
１…ロジック部
２，１１０…入力部
３，１２０…受信部
１１，１３０…演算部
１２，１４０…動作量算出部
１３，１５０…抑制量算出部
１４，１６，２８，１６０…比率差動特性判定部
１４−１…第１の電流域判定部
１４−２…第２の電流域判定部
１４−３，１８，２１，２９…ＡＮＤ演算部
１４−４…リセット部
１４−５…フリップフロップ部
１５…最大端子電流選択部
１６…比率差動特性判定部
１７…変化分判定部
１９…タイマ部
２０…反転ロジック部
２２，２５…動作量判定部
２３，３０，３１…ＯＲ演算部
２４…反転部
２６…零相抑制量算出部
２７…零相動作量算出部
１００…電流差動継電装置
【図１】
0005468477.tif 000002
【図２】
0005468477.tif 000003
【図３】
0005468477.tif 000004
【図４】
0005468477.tif 000005
【図５】
0005468477.tif 000006
【図６】
0005468477.tif 000007
【図７】
0005468477.tif 000008
【図８】
0005468477.tif 000009
【図９】
0005468477.tif 000010
【図１０】
0005468477.tif 000011
【図１１】
0005468477.tif 000012
【図１２】
0005468477.tif 000013
【図１３】
0005468477.tif 000014
【図１４】
0005468477.tif 000015
【図１５】
0005468477.tif 000016
【図１６】
0005468477.tif 000017