(57)【特許請求の範囲】
【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、インダクタンスからなる送電線の線路方程式から抵抗分、インダクタンス分を直接算出して地絡事故点を検出するディジタル形地絡距離リレーにおいて、抵抗分の零相電流補償係数とリアクタンス分の零相電流補償係数を各々個別に設定する第１の手段と、該第１の手段で設定された抵抗分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算した抵抗分補償相電流とリアクタンス分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算したリアクタンス補償相電流及び当該相電圧とから抵抗分、リアクタンス分を算出して、当該送電線の所定領域内で地絡事故点が生じたか否かを判定する第２の手段と、該送電線の２相以上の地絡事故を検出する第３の手段と、該第３の手段で２相以上の地絡事故と判定されたら該第２の手段の検出出力を阻止する第４の手段からなることを特徴とするディジタル形地絡距離継電装置。
【請求項２】
該送電線の２相以上の地絡事故を、抵抗分、リアクタンス分を算出して、前記第２の手段よりも広い領域を検出するように構成した第３の手段からなることを特徴とする請求項１記載のディジタル形地絡距離継電装置。
【請求項３】
該送電線の２相以上の地絡事故を各相の相電圧の大きさが所定値以下になったことで検出するように構成した第３の手段からなることを特徴とする請求項１記載のディジタル形地絡距離継電装置。
【請求項４】
該送電線の２相以上の地絡事故を各相の相電流の大きさが所定値以上になったことで検出するように構成した第３の手段からなることを特徴とする請求項１記載のディジタル形地絡距離継電装置。
【請求項５】
遅れ相の地絡事故を検出する第５の手段と、前記第１の手段で設定された抵抗分の零相電流補償係数とリアクタンス分の零相電流補償係数の比が所定値以上になったら、前記第３の手段の機能を活かし、未満となったら前記第３の手段の検出出力を阻止して、前記第５の手段で前記第２の手段の検出出力を阻止する第６の手段とからなることを特徴とする請求項１記載のディジタル形地絡距離継電装置。
【請求項６】
遅れ相の地絡事故を検出する第５の手段と、前記第１の手段で設定された抵抗分の零相電流補償係数とリアクタンス分の零相電流補償係数の比が所定値以上になったら、抵抗分の零相電流補償係数をリアクタンス分の零相電流補償係数と同一値とし、前記第５の手段の出力で前記第２の手段の検出出力を阻止する第７の手段とからなることを特徴とする請求項１記載のディジタル形地絡距離継電装置。
【請求項７】
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んで、抵抗、インダクタンスからなる送電線の線路方程式から抵抗分、インダクタンス分を直接算出して地絡事故点を検出するディジタル形地絡距離継電装置において、抵抗分の零相電流補償係数とリアクタンス分の零相電流補償係数を各々個別に設定する第１の手段と、該第１の手段で設定された抵抗分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算した抵抗分補償相電流とリアクタンス分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算したリアクタンス補償相電流及び当該相電圧とから抵抗分、リアクタンス分を算出して、当該送電線の所定領域内で地絡事故点が生じたか否かを判定する第２の手段と、該第１の手段で設定された抵抗分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算した抵抗分補償相電流と、前記第１の手段で設定されたリアクタンス分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算したリアクタンス補償相電流の位相差を算出して所定値以上になったら、該第２の手段の検出出力を阻止し、未満となったら遅れ相の地絡事故を検出する第５の手段の出力で前記第２の手段の検出出力を阻止する第８の手段とからなることを特徴とするディジタル形地絡距離継電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電力系統の地絡事故点迄のインピーダンスを計測する地絡距離リレーの応動を制御するディジタル形距離継電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から電力系統の２線地絡事故をインピーダンスを計測して、所定の地絡事故点迄のインピーダンスに入ってるか否かで動作判定する方式が採用されてる。この時、２線地絡事故で事故点に電圧が残った場合、進み相  （ａｂ相事故の場合ａ相）側の計測インピーダンスのリアクタンス値が実際の事故点迄のリアクタンスより小さく（以降オーバリーチと呼称）、事故点を短く見る傾向が強い。
【０００３】
その結果、送電線の自区間事故か否かを検出する地絡第１段が次区間の事故を短く見て、自区間事故であると判断して当該送電線の電力を遮断する遮断器へ誤トリップ指令を出す可能性がある。その対策として、遅れ相の地絡第１段リレーより大きな領域の事故を検出する地絡第３段リレーが動作したら進み相の地絡第１段リレーのトリップ指令を阻止する対策を実施している。
【０００４】
送電線のｂ，ｃ相２線地絡事故時の電圧、電流の傾向は図２に示すとおりである。ここに、ｂ、ｃ相の相電流から零相電流を除いた電流Ｉｂ１２，Ｉｃ１２と零相電流Ｉ０の位相差は略９０度近くある。この両電流の大きさは、送電線の背後インピーダンスの大きさに依存し、正相背後インピーダンスが極端に大きい端子（いわゆる弱電源端子）があるとその端子から流れ込む正逆相事故電流は小さくなる。
【０００５】
逆にインピーダンスが小さくなると、その端子から流れ込む正逆相電流は大きくなり、正相電源の大きさで正逆相電流と零相電流の大きさの相対比が変わり、事故点抵抗による事故点の残り電圧との位相関係がｂ、ｃ相で変化する。ｂ，ｃ相線間の事故点抵抗Ｒａと対地間の抵抗Ｒｇとしたときのｂ，ｃ相対地事故点残り電圧ＶｂＦ，ＶｃＦは次式となる。
【数１】
ＶｂＦ＝Ｒａ・Ｉｂ１２＋Ｒｇ・３Ｉ０    （ＶｃＦ＝Ｒａ・Ｉｃ１２＋Ｒｇ・３Ｉ０）      ・・・・（１）
【０００６】
図２（ａ）はＩｂ１２、Ｉｃ１２＞Ｉ０の場合、図２（ｂ）はＩｂ１２、Ｉｃ１２＜Ｉ０の場合を示す。更に、事故点抵抗は線間のＲａより、対地間抵抗Ｒｇが一般的に大きいので、共に実抵抗とすれば、ｂ，ｃ相の事故点残り電圧は零相電流位相に近くなり、ｂ，ｃ相の零相補償後のｂ，ｃ相電流Ｉｂ，Ｉｃは次式で与えられので、ｂ相の電流に対してｂ相の残り電圧は遅れ、ｃ相の電流に対してｃ相の残り電圧は進みの傾向を示す。
【０００７】
【数２】
Ｉｂ＝Ｃ１・Ｉｂ１２＋ｋ０・（Ｃ０・Ｉ０）、  Ｉｂ＝Ｃ１・Ｉｃ１２＋ｋ０・（Ｃ０・Ｉ０）      ・・・・（２）
（但し、ｋ０＝（Ｚ０−Ｚ１）／Ｚ１：零相補償係数、
Ｚ１、Ｚ０：送電線路正相、零相インピーダンス
Ｃ１、Ｃ０：事故点からリレー設置点側に流れる正相、零相電流の分流比）
【０００８】
その結果、
【数３】
ＺｂＦ＝Ｉｍ［ＶｂＦ／Ｉｂ］＝負のリアクタンス  ・・・・オーバリーチ
ＺｃＦ＝Ｉｍ［ＶｃＦ／Ｉｃ］＝正のリアクタンス  ・・・・アンダリーチ
となる。
【０００９】
従って図３に示す系統において、リレー設置点Ａから事故点Ｆまでの線路降下インピーダンスＺＩｉｎｅはｂ，ｃ相が共に正確に測定できるが、（１）式の事故点残り電圧の影響が残り、前述の傾向を呈することになる。そのため、進み相ａ相の見るインピーダンスのリアクタンス成分は実際の事故点迄の線路インピーダンスより小さく即ち距離を近く見るオーバリーチ傾向となり、ｂ相はその逆にアンダリーチ傾向となる。
【００１０】
この対策として従来から、相手母線より近く設定されている第１段領域より広く、次区間領域の事故点までのインピーダンスを見るように設定されている第３段領域のリレー要素が動作したら、進み相の第１段領域を保護するリレー要素の遮断器引き外し指令を阻止する方式が採用されている。
【００１１】
しかし、事故点迄の線路方程式（４）式から直接、線路の正相及び零相の抵抗Ｒ１ｉｎｅ１２、Ｒ１ｉｎｅ０、インダクタンス値Ｌ１ｉｎｅ１２、Ｌ１ｉｎｅ０を算出するアルゴリズム（以降ＲＬ算出形と呼称）を採用した保護リレーの零相補償方法は次式のとおりである。以下、ｂ相のリレーで説明する。
【００１２】
【数４】
0003630272.tif 000002
【００１３】
上記（７）、（８）式において、ＶｂＦは事故点残り電圧で実際には不知で保護リレーにはＶｂ（ｔ）しか入ってこないので、次式のアンダーライン部で示すように事故点残り電圧が誤差となる。
【数５】
0003630272.tif 000003
【００１４】
（５）式を基本波成分ベクトル式で表記すると（１１）式となる。
【数６】
Ｖｂ＝Ｒ１ｉｎｅ・Ｉｂ１２ｒ＋ｊω・Ｌ１ｉｎｅ１２・Ｉｂ１２ｘ＋ＶｂＦ      ・・・・（１１）
【００１５】
本式から、（９）、（１０）式相当でＲ１ｉｎｅ１２、Ｌ１ｉｎｅ１２を算出すると、
【数７】
0003630272.tif 000004
（∴Ｒｅ：複素数のｒｅａｌ  ｐａｒｔ，Ｒｅ｛ｊωＩｂ１２ｘ・Ｉｂ１２ｘ＊＝ｊω｜Ｉｂ１２ｘ｜２｝
＝０、    Ｉｍ：複素数のｉｍａｇｉｎａｒｙ  ｐａｒｔ，＊印：共役複素数）
となる。
【００１６】
上記（１２）、（１３）式の下線部が（９）、（１０）式の下線部に相当する。ここに一般的に２つのベクトルＡ、Ｂの間で、数学的に
【数８】
Ｉｍ｛Ａ・Ｂ＊｝＝｜Ａ｜・｜Ｂ｜・ｓｉｎ（θ）、      Ｒｅ｛Ａ・Ｂ＊｝＝｜Ａ｜・｜Ｂ｜・ｃｏｓ（θ）
ここで、Ａ＝｜Ａ｜ｅｊ（θ＋φ），  Ｂ＝｜Ｂ｜ｅｊφである。
（∴    ＊  ：共役複素数、θ  ：ベクトルＢに対してベクトルＡの進み位相）
が成立する。
【００１７】
この数学的な意味を踏まえて、（１２）、（１３）式で示される事故点電圧ＶｂＦと電流Ｉｂ１２ｒ、Ｉｂ１２ｘのベクトル関係を示すと図４の関係になる。同図の（ＲＦ、ω・ＬＦ）は事故点で見る同上リレーの至近点インピーダンスである。
【数９】
ベクトルＯＣ＝［ＶｂＦ・ｃｏｓ（φＶ）］／ｃｏｓ（φｒ）＝ＲＦ・｜Ｉｂ１２ｒ｜
べクトルＣＤ＝［ＶｂＦ・ｓｉｎ（φＶ−φｒ）］／ｃｏｓ（φｒ）＝ω・ＬＦ・｜Ｉｂ１２ｘ｜
【００１８】
又、従来の電気機械形、静止形リレーなどで適用されてる（以降基本波演算形と呼称）零相電流補償は、リアクタンス成分のみを考慮し、次式に示す方法を採用している。
【数１０】
0003630272.tif 000005
【００１９】
（１５）、（１６）式の関係を（１２）、（１３）式と同様にベクトル図で示すと図５のようになる。同図で基準となる電流はＩｂ１２ｚである。事故点残り電圧ＷＦの電流Ｉｂ１２ｚとその９０度進み位相成分への投影分が各々
【数１１】
ベクトルＯＡ＝ＶｂＦ・ｃｏｓ（φ）＝ＲＦ・｜Ｉｂ１２ｚ｜
ベクトルＯＢ＝ＶｂＦ・ｓｉｎ（φ）＝ωＬＦ・｜Ｉｂ１２ｚ｜
となる。
【００２０】
以上から、ＲＬ算出形リレーはｂｃ相２線地絡時の事故点残り電圧が図６（ａ）の関係になった時、ｂ相の見るインピーダンスのリアクタンス成分ｊωＬＦは正、ｃ相の見るインピーダンスのリアクタンス成分ｊωＬＦは負となる状態を示している。それに反して、図６（ｂ）は基本波演算形リレーのｂ相の見るリアクタンスは負、ｃ相のリアクタンスは正である。従って、ｂ、ｃ相２線地絡時にＲＬ算出形リレーのＲ、Ｌ成分の零相電流補償係数がＫｒ＞Ｋｘの時には、ｂ相の補償電流Ｉｂ１２ｒはＩｂ１２ｘより遅れ位相傾向になる。逆にＫｒ＜Ｋｘの場合は進み位相となる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
架空線路では遅れ位相傾向が殆どであることから、従来の基本波演算形リレーでｂ相がオーバリーチ傾向であっても、ＲＬ算出形リレーではアンダリーチ傾向になる場合も生じうる。従って進み相オーバリーチ対策を実施している従来の対策をＲＬ算出形リレーにも適用することは出来ない。又事故点の残り電圧の傾向でも様相が変わりうるので、何らかの２線地絡事故でのオーバリーチ対策は必要となる。
【００２２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、送電線路の線路方程式から抵抗Ｒ，リアクタンスｊωＬを直接算出する地絡距離リレーで、零相電流補償の抵抗分補償係数Ｋｒとリアクタンス補償係数Ｋｘの比を所定値以上に設定して、２線地絡が生じてもオーバリーチが発生して不要な動作をする可能性を防止するディジタル形地絡距離継電装置を提供することを目的としている。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るディジタル形地絡距離継電装置は、送電線の線路インピーダンスの抵抗分の零相電流補償係数とリアクタンス分の零相電流補償係数を各々個別に設定する第１の手段と、該第１の手段で設定された抵抗分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算した抵抗分補償相電流とリアクタンス分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算したリアクタンス補償相電流及び当該相電圧とから抵抗分、リアクタンス分を算出して、当該送電線の所定領域内で生じた地絡事故点が生じたか否かを判定する第２の手段と、該送電線に２相以上の地絡事故が発生したことを検出する第３の手段と、該第３の手段で２相以上の地絡事故と判定されたら該第２の手段の検出出力を阻止する第４の手段からなる構成とした。
【００２４】
本発明の請求項２に係るディジタル形地絡距離継電装置は、送電線の線路インピーダンスの抵抗分の零相電流補償係数とリアクタンス分の零相電流補償係数を各々個別に設定する第１の手段と、該第１の手段で設定された抵抗分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算した抵抗分補償相電流とリアクタンス分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算したリアクタンス補償相電流及び当該相電圧とから抵抗分、リアクタンス分を算出して、当該送電線の所定領域内で生じた地絡事故点が生じたか否かを判定する第２の手段と、該送電線に２相以上の地絡事故が発生したことを該第２の手段より広い領域をインピーダンス計測により検出する第３の手段と、該第３の手段で２相以上の地絡事故と判定されたら該第２の手段の検出出力を阻止する第４の手段からなる構成とした。
【００２５】
本発明の請求項３に係るディジタル形地絡距離継電装置は、送電線の線路インピーダンスの抵抗分の零相電流補償係数とリアクタンス分の零相電流補償係数を各々個別に設定する第１の手段と、該第１の手段で設定された抵抗分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算した抵抗分補償相電流とリアクタンス分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算したリアクタンス補償相電流及び当該相電圧とから抵抗分、リアクタンス分を算出して、当該送電線の所定領域内で生じた地絡事故点が生じたか否かを判定する第２の手段と、該送電線に２相以上の地絡事故が発生したことを各相の相電圧の大きさが所定値以下になったことで検出する第３の手段と、該第３の手段で２相以上の地絡事故と判定されたら該第２の手段の検出出力を阻止する第４の手段からなる構成とした。
【００２６】
本発明の請求項４に係るディジタル形地絡距離継電装置は、送電線の線路インピーダンスの抵抗分の零相電流補償係数とリアクタンス分の零相電流補償係数を各々個別に設定する第１の手段と、該第１の手段で設定された抵抗分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算した抵抗分補償相電流とリアクタンス分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算したリアクタンス補償相電流及び当該相電圧とから抵抗分、リアクタンス分を算出して、当該送電線の所定領域内で生じた地絡事故点が生じたか否かを判定する第２の手段と、該送電線に２相以上の地絡事故が発生したことを各相の相電流の大きさが所定値以上になったことで検出する第３の手段と、該第３の手段で２相以上の地絡事故と判定されたら該第２の手段の検出出力を阻止する第４の手段からなる構成とした。
【００２７】
このようにして、本発明のディジタル形地絡距離継電装置は、送電線の抵抗分零相補償係数（＝零相インピーダンスの抵抗分と正相インピーダンスの抵抗分の比）とリアクタンス補償係数（＝零相インピーダンスのリアクタンス分と正相インピーダンスのリアクタンス分の比）を個別に設定して、リレー設置点から地絡事故点迄の送電線のインピーダンスを抵抗、リアクタンス個別に算出する演算方式を適用したリレーにおいて、２相以上の地絡事故が生じたら、送電線の所定領域迄の事故を検出する第１段リレー要素の遮断器引き外し指令を阻止しようとするものである。
【００２８】
本発明の請求項５に係るディジタル形地絡距離継電装置は、送電線の線路インピーダンスの抵抗分の零相電流補償係数とリアクタンス分の零相電流補償係数を各々個別に設定する第１の手段と、該第１の手段で設定された抵抗分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算した抵抗分補償相電流とリアクタンス分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算したリアクタンス補償相電流及び当該相電圧とから抵抗分、リアクタンス分を算出して、当該送電線の所定領域内で生じた地絡事故点が生じたか否かを判定する第２の手段と、該送電線に２相以上の地絡事故が発生したことを検出する第３の手段と、該第３の手段で２相以上の地絡事故と判定されたら該第２の手段の検出出力を阻止する第４の手段と、遅れ相の地絡事故を検出する第５の手段と、前記第１の手段で設定された抵抗分の零相電流補償係数とリアクタンス分の零相電流補償係数の比が所定値以上になったら、前記第３の手段の機能を活かし、未満となったら前記第３の手段の出力を阻止して、前記第５の手段で前記第２の手段の検出出力を阻止する第６の手段とからなる構成とした。
【００２９】
このようにして、本発明のディジタル形地絡距離継電装置は、抵抗分の零相電流補償係数とリアクタンス分の零相電流補償係数の比が所定の値より大きい場合には、２相以上の地絡事故を検出したら、前記第２の手段の出力が遮断器引き外し指令を出すのを阻止し、小さい場合には、遅れ相の地絡事故の検出出力で前記第２の手段の出力を阻止しようとするものである。
【００３０】
本発明の請求項６に係るディジタル形地絡距離継電装置は、送電線の線路インピーダンスの抵抗分の零相電流補償係数とリアクタンス分の零相電流補償係数を各々個別に設定する第１の手段と、該第１の手段で設定された抵抗分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算した抵抗分補償相電流とリアクタンス分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算したリアクタンス補償相電流及び当該相電圧とから抵抗分、リアクタンス分を算出して、当該送電線の所定領域内で生じた地絡事故点が生じたか否かを判定する第２の手段と、該送電線に２相以上の地絡事故が発生したことを検出する第３の手段と、該第３の手段で２相以上の地絡事故と判定されたら該第２の手段の検出出力を阻止する第４の手段と、遅れ相の地絡事故を検出する第５の手段と、前記第１の手段で設定された抵抗分の零相電流補償係数とリアクタンス分の零相電流補償係数の比が所定値以上になったら、抵抗分の零相電流補償係数をリアクタンス分の零相電流補償係数と同一値とし、前記第５の手段の出力で前記第２の手段の検出出力を阻止する第７の手段とからなる構成とした。
【００３１】
このようにして、本発明のディジタル形地絡距離継電装置は、抵抗分の零相電流補償係数とリアクタンス分の零相電流補償係数の比が所定値より大きければ、両者をリアクタンス分の零相電流補償係数に合わせて、従来のアナログ形の基本波演算形リレーと同じ補償にし、且つ遅れ相の地絡事故検出で前記第２の手段の出力を阻止しようとするものである。
【００３２】
本発明の請求項７に係るディジタル形地絡距離継電装置は、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んで、抵抗、インダクタンスからなる送電線の線路方程式から抵抗分、インダクタンス分を直接算出して地絡事故点を検出するディジタル形地絡距離継電装置において、抵抗分の零相電流補償係数とリアクタンス分の零相電流補償係数を各々個別に設定する第１の手段と、該第１の手段で設定された抵抗分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算した抵抗分補償相電流とリアクタンス分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算したリアクタンス補償相電流及び当該相電圧とから抵抗分、リアクタンス分を算出して、当該送電線の所定領域内で地絡事故点が生じたか否かを判定する第２の手段と、該第１の手段で設定された抵抗分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算した抵抗分補償相電流と、前記第１の手段で設定されたリアクタンス分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算したリアクタンス補償相電流の位相差を算出して所定値以上になったら、該第２の手段の検出出力を阻止し、未満となったら遅れ相の地絡を検出する第５の手段の出力で前記第２の手段の検出出力を阻止する第８の手段とからなる構成とした。
【００３３】
このようにして、本発明のディジタル形地絡距離継電装置は、抵抗分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算した抵抗分補償相電流と、リアクタンス分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算したリアクタンス補償相電流の位相差を算出して、位相差が所定値以上ならば２線地絡と判断し、前記第２の手段の遮断器引き外し指令を阻止しようとするものである。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図７は本発明に係る送電線用ディジタル形地絡距離継電装置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は対象となる送電線、２は変流器、３は変成器、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、５は入力変換器の電流・電圧出力をサンプリング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の電流・電圧出力をアナログ・ディジタル変換する回路、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地絡距離継電装置の動作判定及び遮断器引き外し指令を出力するための判定を行う演算回路（ＣＰＵ）、９は地絡距離リレー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。
【００３５】
図１は本発明の第１の実施形態の演算回路８（図７の演算回路８に相当）で行うディジタル形距離継電装置の動作判定の内容を示す図である。抵抗分、リアクタンス分各々の零相電流補償係数Ｋｒ、Ｋｘを設定し、各々を零相電流に乗じて、相電流に加算して零相補償相電流を得る。ｂ相の例で示したのが（６）式である。
【数１２】
Ｉｂ１２ｒ（ｔ）＝Ｃ１・Ｉｂ１２（ｔ）＋Ｋｒ・Ｃ０・Ｉ０（ｔ）、
Ｉｂ１２ｘ（ｔ）＝Ｃ１・Ｉｂ１２（ｔ）＋Ｋｘ・Ｃ０・Ｉ０（ｔ）
（∴Ｋｒ＝Ｒ１ｉｎｅ０／Ｒ１ｉｎｅ１２、  Ｋｘ＝Ｌ１ｉｎｅ０／Ｌ１ｉｎｅ１２）
【００３６】
この電流と相電圧とから、時刻ｔ１、ｔ２のデータを適用して、次式に基づいて抵抗、リアクタンスを算出する。
【数１３】
0003630272.tif 000006
【００３７】
ここで算出された抵抗分、リアクタンス分が所定の領域内の値か否かを判定し領域内に入ってれば動作と判定する。但し、この判定結果と２相以上の地絡事故か否かを判定して２相以上の地絡事故の時は、遮断器を引き外すのを阻止するように作用する。
【００３８】
図８は本発明の第２の実施形態の２相以上の事故を検出する手段として、当該所定領域内にあることを検出する第２の手段の責務より広い領域を検出する第３の手段を説明する図である。図９に第２の手段の検出特性Ｘ１と本実施形態の第３の手段に適用する検出特性例Ｘ３を示す。同図で示すように第３の手段の検出領域の方が広く、且つ２回線送電線において、両回線にまたがる各々の回線の１線地絡事故の場合も、各回線毎に確実に当該相の事故を検出することができ、第３の手段で２相以上の地絡事故と判定されたら第２の手段の検出出力を阻止する第４の手段の動作により不要に２相動作を検出することはない。
【００３９】
図１０は本発明の第３の実施形態の２相以上の事故を検出する手段として、回線毎に電圧が所定値以下になったことで事故と検出する第３の手段を説明する図である。この方式では回線間に跨がる各々の回線の異名相１線地絡事故の場合、回線毎に第３の手段の検出要素を持たせても、２相事故と見てしまう可能性があり、第２の手段の検出出力を阻止する可能性が生じる。従って、本実施形態では、送電線に２相以上の地絡事故が発生したことを各相の相電圧の大きさが所定値以下になったことで検出する第３の手段を設け、この第３の手段で２相以上の地絡事故と判定されたら第２の手段の検出出力を阻止する第４の手段からなるものであり、１回線送電線にのみ有効な実施形態である。
【００４０】
図１１は本発明の第４の実施形態の２相以上の事故を検出する手段として、回線毎に相電流の大きさが所定値以上になったことで事故を検出する第３の手段を説明する図である。送電線に２相以上の地絡事故が発生したことを各相の相電流の大きさが所定値以上になったことで検出する第３の手段と、該第３の手段で２相以上の地絡事故と判定されたら第２の手段の検出出力を阻止する第４の手段から構成する。この方式では回線単位で相電流の大きさを検出するので、２回線に跨って異なる相で１線地絡が生じても２相以上の地絡事故と見てしまうことはない。また、この実施形態では相電流の大きさとあるが、当然相電流の変化分の大きさを見る構成にしても実現できることは言うまでもない。
【００４１】
図１２は本発明の第５の実施形態の第５の手段と第６の手段の関係を説明する図である。第５の手段は本発明の着目する相の地絡事故に対して、遅れ相の地絡事故を検出する第２の手段で検出する領域より広い領域を、ＲＬ算出形の地絡距離リレーで検出するように構成したものである。更に、第６の手段は抵抗分の零相電流補償係数Ｋｒとリアクタンス分の零相電流補償係数Ｋｘの大きさの比の大きさが所定値以上か、未満かで前記した第５の手段と、送電線の２相以上の地絡事故を検出する第３の手段の何れかを選択して、前記第２の手段の検出出力を阻止するようにしている。即ち、下記のように処理するようにしている。
【００４２】
【数１４】
Ｋｒ／Ｋｘ＞Ｋの場合：２相以上の地絡事故検出がされたら阻止
Ｋｒ／Ｋｘ＜Ｋの場合：遅れ相の地絡事故検出がされたら阻止
このようにして、この実施形態のディジタル形地絡距離継電装置は、抵抗分の零相電流補償係数とリアクタンス分の零相電流補償係数の比が所定の値より大きい場合には、２相以上の地絡事故を検出したら、前記第２の手段の出力が遮断器引き外し指令を出すのを阻止し、小さい場合には、遅れ相の地絡事故の検出出力で前記第２の手段の出力を阻止しようとするものである。
【００４３】
図１３は本発明の第６の実施形態の第５の手段と第６手段の関係を説明する図である。第５の手段は、本実施形態の着目する相の地絡事故に対して、送電線の所定領域内で地絡事故点が生じたか否かを判定する第２の手段で検出する領域より広い領域を、ＲＬ算出形の地絡距離リレーで検出するように構成したものである。
【００４４】
更に、第７の手段は抵抗分の零相電流補償係数Ｋｒとリアクタンス分の零相電流補償係数Ｋｘの大きさの比の大きさが所定値以上になったらＫｒをＫｘに等しくするようにして、前記した第５の手段で前記第２の手段の検出出力を阻止するようにしている。即ち、下記のように処理するようにしている。
【００４５】
【数１５】
Ｋｒ／Ｋｘ＞Ｋの場合：ＫｒをＫｘと同じ値として使用
Ｋｒ／Ｋｘ＜Ｋの場合：Ｋｒ、Ｋｘをそのまま使用
前記第２の手段のＲＬ算出を行い、前記した第５の手段でこの第２の手段の検出出力を阻止するようにしてる。
【００４６】
このようにして、この実施形態のディジタル形地絡距離継電装置は、抵抗分の零相電流補償係数とリアクタンス分の零相電流補償係数の比が所定値より大きければ、両者をリアクタンス分の零相電流補償係数に合わせて、従来のアナログ形の基本波演算形リレーと同じ補償にし、且つ遅れ相の地絡事故検出で前記第２の手段の出力を阻止しようとするものである。
【００４７】
図１４は本発明の第７の実施形態の第８の手段と、抵抗分の零相電流補償係数とリアクタンス分の零相電流補償係数を各々個別に設定する第１の手段、送電線の所定領域内で地絡事故点が生じたか否かを判定する第２の手段の関係を説明している。ここに（６）式で示す、抵抗分零相補償相電流Ｉｂ１２ｒとリアクタンス分零相補償相電流Ｉｂ１２ｘの位相差θを算出手法は種々ある。例えば下式でも実現できる。
【００４８】
【数１６】
0003630272.tif 000007
【００４９】
この位相差θが所定値以上になったら、２相以上の地絡事故が発生したものとして、前記第２の手段の検出出力を阻止するようにし、前記位相差が所定値以下であれば、遅れ相の地絡事故を検出する第５の手段の出力で前記第２の手段の検出出力を阻止するようにしている。
【００５０】
このようにして、この実施形態のディジタル形地絡距離継電装置は、抵抗分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算した抵抗分補償相電流と、リアクタンス分の零相電流補償係数を零相電流に乗じて相電流と加算したリアクタンス補償相電流の位相差を算出して、位相差が所定値以上ならば２線地絡と判断し、前記第２の手段の遮断器引き外し指令を阻止しようとするものである。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、抵抗分、リアクタンス分各々の零相電流補償した相電流と相電圧から、事故点迄の抵抗、リアクタンスを直接算出するＲＬ算出形を基準にした地絡距離リレーにおいて、２線地絡時に生じるオーバリーチによる不要な動作を容易に阻止できるディジタル形地絡距離継電装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディジタル形地絡距離継電装置の第１の実施形態図。
【図２】２線地絡時の事故点電圧と電流の傾向図。
【図３】本発明の対象となる電力系統図。
【図４】本発明が解決すべき電力系統の現象の説明図。
【図５】本発明が解決すべき現象に対する、従来の地絡距離リレーの示す性能を説明する図。
【図６】本発明が解決すべき現象の説明図。
【図７】本発明のディジタル形地絡距離継電装置のハードウエアを示す構成図。
【図８】本発明のディジタル形地絡距離継電装置の第２の実施形態図。
【図９】第２手段の検出特性Ｘ１と第３手段に適用する検出特性例Ｘ３の特性図。
【図１０】本発明のディジタル形地絡距離継電装置の第３の実施形態図。
【図１１】本発明のディジタル形地絡距離継電装置の第４の実施形態図。
【図１２】本発明のディジタル形地絡距離継電装置の第５の実施形態図。
【図１３】本発明のディジタル形地絡距離継電装置の第６の実施形態図。
【図１４】本発明のディジタル形地絡距離継電装置の第７の実施形態図。
【符号の説明】
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
【図１】
0003630272.tif 000008
【図２】
0003630272.tif 000009
【図３】
0003630272.tif 000010
【図４】
0003630272.tif 000011
【図５】
0003630272.tif 000012
【図６】
0003630272.tif 000013
【図７】
0003630272.tif 000014
【図８】
0003630272.tif 000015
【図９】
0003630272.tif 000016
【図１０】
0003630272.tif 000017
【図１１】
0003630272.tif 000018
【図１２】
0003630272.tif 000019
【図１３】
0003630272.tif 000020
【図１４】
0003630272.tif 000021