(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
点検機能を有し、事故検出継電器に変圧器各端子電流によって差動保護を構成する差動継電器を用い、主検出継電器に変圧器各端子電流によって差動保護を構成する差動継電器を用いた変圧器保護継電装置において、変圧器３次母線電圧の低下を検出する不足電圧継電器を有し、前記事故検出継電器不動作かつ前記不足電圧継電器動作により信号を出力する信号回路と前記信号の出力の復帰を一定時間遅延させる回路を具備し、前記主検出継電器が点検中であることかつ前記遅延回路の信号出力がないことを条件に、前記事故検出継電器動作により遮断器引き外し指令を出力する回路を有することを特徴とする変圧器保護継電装置。
【請求項２】
点検機能を有し、事故検出継電器に励磁巻線電流とタップ巻線電流を使用した電流平衡継電器を用い、主検出継電器に励磁巻線電流とタップ巻線電流を使用した電流平衡継電器を用いた変圧器保護継電装置において、変圧器３次母線電圧の低下を検出する不足電圧継電器を有し、前記事故検出継電器不動作かつ前記不足電圧継電器動作により信号を出力する信号回路と前記信号の出力の復帰を一定時間遅延させる回路を具備し、前記主検出継電器が点検中であることかつ前記遅延回路の信号出力がないことを条件に、前記事故検出継電器動作により遮断器引き外し指令を出力する回路を有することを特徴とする変圧器保譲継電装置。
【請求項３】
点検機能を有し、事故検出継電器に変圧器各端子電流によって差動保護を構成する差動継電器を用い、主検出継電器に変圧器各端子電流によって差動保護を構成する差動継電器を用いた変圧器保護継電装置において、変圧器３次母線電圧の低下を検出する不足電圧継電器を有し、前記事故検出継電器不動作かつ前記不足電圧継電器動作により信号を出力する信号回路と前記信号の出力を前記主検出継電器点検中を条件に点検中の間保持する回路を具備し、前記主検出継電器が点検中であることかつ前記保持回路の信号出力がないことを条件に、前記事故検出継電器動作により遮断器引き外し指令を出力する回路を有することを特徴とする変圧器保護継電装置。
【請求項４】
点検機能を有し、事故検出継電器に励磁巻線電流とタップ巻線電流を使用した電流平衡継電器を用い、主検出継電器に励磁巻線電流とタップ巻線電流を使用した電流平衡継電器を用いた変圧器保護継電装置において、変圧器３次母線電圧の低下を検出する不足電圧継電器を有し、前記事故検出継電器不動作かつ前記不足電圧継電器動作により信号を出力する信号回路と前記信号の出力を前記主検出継電器点検中を条件に点検中の間保持する回路を具備し、前記主検出継電器が点検中であることかつ前記保持回路の信号出力がないことを条件に、前記事故検出継電器動作により遮断器引き外し指令を出力する回路を有することを特徴とする変圧器保護継電装置。
【請求項５】
変圧器３次母線電圧の低下を検出する不足電圧継電器に替わり、変圧器１次母線電圧あるいは変圧器２次母線電圧の低下を検出する不足電圧継電器を有することを特徴とする請求項１，請求項２，請求項３あるいは請求項４記載の変圧器保護継電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は点検回路を有する変圧器保護継電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変圧器保護継電装置は、近年は一般にディジタル形保護継電装置が適用され、主検出継電器ユニットと事故検出継電器ユニットにより構成されている。常時は主検出継電器動作かつ事故検出継電器動作のＡＮＤ条件により遮断器引き外し指令を出力する。また、点検は一方のユニットを点検しその点検終了後残りのユニットの点検を実施する構成としている。
【０００３】
このとき、点検中のユニットは点検入力が印加されており、点検中に事故が発生した場合に動作できない可能性がある。しかしながら、点検中に変圧器内部で事故が発生した場合、点検中止してから遮断器引き外しを実施していたのでは、事故除去が遅れ、変圧器タンクの防爆曲線と協調がとれずにタンク破壊ひいては火災に至る可能性がある。このため、点検中は非点検中の継電器ユニット収納の継電器動作単独条件で遮断器引き外し指令を出力している。この方式の例を図４を用いて具体的に説明する。
【０００４】
図４において、１次母線及び２次母線間に遮断器２を介在させて存在する変圧器１の各端子の電流が、変流器３及び入力変換器５を介して、変圧器保護継電装置の主検出継電器ユニットならびに事故検出継電器ユニットに導入される。主検出継電器ユニット及び事故検出継電器ユニットには各端子電流を用いて差動演算を行う主検出差動継電器６、事故検出差動継電器９がそれぞれ収納されている。
【０００５】
主検出継電器ユニットあるいは事故検出継電器ユニットの点検中は、点検信号がそれぞれＯＲ回路１９を介して補助リレー（ＴＸＭ）１３Ａあるいは補助リレー（ＴＸＦ）１３Ｄに入力されて動作状態に保持する。補助リレー１３Ａ及び補助リレー１３Ｄはそれぞれ常開接点を有する。
【０００６】
主検出継電器ユニットの点検中は強制的に主検出継電器ユニットの補助リレー（ＴＸＭ）１３Ａを動作させ、その開接点を閉にし、事故検出継電器ユニットの事故検出差動継電器９が動作するとの単独条件で遮断器引き外し指令を出力する。また、逆に事故検出ユニットの点検中は強制的に事故検出継電器ユニットの補助リレー（ＴＸＦ）１３Ｄを動作させ、その開接点を閉にし、主検出継電器ユニットの差動継電器６が動作するとの単独条件で遮断器引き外し指令を出力する。
【０００７】
ところで、差動継電器を用いた変圧器保護継電装置においては変圧器励磁突入電流による誤動作防止対策が必要となるが、一般的には差動電流中の第２高調波含有率が一定値以上であることを検出すると励磁突入電流と判断し、主検出差動継電器６及び事故検出差動継電器９の出力をロックするかまたは抑制量を強める処理が採用されている。
【０００８】
変圧器励磁突入電流による誤動作防止対策として、図４の例では、主検出継電器ユニット及び事故検出継電器ユニットに第２高調波含有検出要素７、ＮＯＴ回路１０をそれぞれ設け、変圧器励磁突入電流が存在する場合は入力変換器５の出力中の第２高調波の含有率が一定値以上であることを該第２高調波含有検出要素７で検出し、その出力をＮＯＴ回路１０を介して主検出差動継電器６及び事故検出差動継電器９の出力と共にＡＮＤ回路１１で条件をとるが、ＡＮＤ条件が成立しないので励磁突入電流と判断し、主検出差動継電器６あるいは事故検出差動継電器９の出力をロックして補助リレー１３Ａあるいは１３Ｄを動作させることはない。したがって、遮断器引き外し指令は出力されない。
【０００９】
変圧器励磁突入電流が存在しない場合であって、入力変換器５の出力中の第２高調波の含有率が一定値以下であれば、ＡＮＤ回路１１の一方の条件が成立し、他方の条件である主検出差動継電器６あるいは事故検出差動継電器９の出力が存在すると補助リレー１３Ａあるいは１３Ｄを動作させる。したがって、遮断器引き外し指令が出力される。
【００１０】
【発明が解決しようする課題】
前述のごとく点検中に非点検中のユニットの差動継電器動作単独条件で遮断出力を出す構成の場合は、主検出継電器及び事故検出継電器の両方に励磁突入電流対策を実装する必要が生じる。このため、事故検出継電器の構成も励磁突入電流対策の処理負担が大きくなり、結果的にアナログ入力部とリレー演算部とシーケンス処理部を１ないし２枚の基板に収納することができずに、アナログ入力部とリレー演算部とシーケンス処理部をそれぞれ独立の基板構成とした主検出継電器ユニットと同等のハード構成を採用せざるを得なくなっている。この点が変圧器保護継電装置の縮小化、保守性の向上を阻害している。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、前記問題点に鑑み、事故検出継電器に第２高調波含有率判定などの複雑な機能を持たせることなく簡易な事故検出継電器構成であって、かつ点検中に事故検出継電器動作単独条件による遮断器引き外し出力を行う回路となっても励磁突入電流で誤動作せずかつ本来の保護機能を損なわない変圧器保護継電装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る変圧器保護継電装置は、点検機能を有し、事故検出継電器に変圧器各端子電流によって差動保護を構成する差動継電器を用い、主検出継電器に変圧器各端子電流によって差動保護を構成する差動継電器を用いた変圧器保護継電装置において、変圧器３次母線電圧の低下を検出する不足電圧継電器を有し、前記事故検出継電器不動作かつ前記不足電圧継電器動作により信号を出力する信号回路と前記信号の出力の復帰を一定時間遅延させる回路を具備し、前記主検出継電器が点検中であることかつ前記遅延回路の信号出力がないことを条件に、前記事故検出継電器動作により遮断器引き外し指令を出力する回路とから構成した。
【００１３】
本発明の請求項２に係る変圧器保護継電装置は、点検機能を有し、事故検出継電器に励磁巻線電流とタップ巻線電流を使用した電流平衡継電器を用い、主検出継電器に励磁巻線電流とタップ巻線電流を使用した電流平衡継電器を用いた変圧器保護継電装置において、変圧器３次母線電圧の低下を検出する不足電圧継電器を有し、前記事故検出継電器不動作かつ前記不足電圧継電器動作により信号を出力する信号回路と前記信号の出力の復帰を一定時間遅延させる回路を具備し、前記主検出継電器が点検中であることかつ前記遅延回路の信号出力がないことを条件に、前記事故検出継電器動作により遮断器引き外し指令を出力する回路とから構成した。
【００１４】
本発明の請求項３に係る変圧器保護継電装置は、点検機能を有し、事故検出継電器に変圧器各端子電流によって差動保護を構成する差動継電器を用い、主検出継電器に変圧器各端子電流によって差動保護を構成する差動継電器を用いた変圧器保護継電装置において、変圧器３次母線電圧の低下を検出する不足電圧継電器を有し、前記事故検出継電器不動作かつ前記不足電圧継電器動作により信号を出力する信号回路と前記信号の出力を前記主検出継電器点検中を条件に点検中の間保持する回路を具備し、前記主検出継電器が点検中であることかつ前記保持回路の信号出力がないことを条件に、前記事故検出継電器動作により遮断器引き外し指令を出力する回路とから構成した。
【００１５】
本発明の請求項４に係る変圧器保護継電装置は、点検機能を有し、事故検出継電器に励磁巻線電流とタップ巻線電流を使用した電流平衡継電器を用い、主検出継電器に励磁巻線電流とタップ巻線電流を使用した電流平衡継電器を用いた変圧器保護継電装置において、変圧器３次母線電圧の低下を検出する不足電圧継電器を有し、前記事故検出継電器不動作かつ前記不足電圧継電器動作により信号を出力する信号回路と前記信号の出力を前記主検出継電器点検中を条件に点検中の間保持する回路を具備し、前記主検出継電器が点検中であることかつ前記保持回路の信号出力がないことを条件に、前記事故検出継電器動作により遮断器引き外し指令を出力する回路とから構成した。
【００１６】
本発明の請求項５に係る変圧器保護継電装置は、点検機能を有し、事故検出継電器に励磁巻線電流とタップ巻線電流を使用した電流平衡継電器を用い、主検出継電器に励磁巻線電流とタップ巻線電流を使用した電流平衡継電器を用いた変圧器保護継電装置において、変圧器１次母線電圧あるいは変圧器２次母線電圧の低下を検出する不足電圧継電器を有し、前記事故検出継電器不動作かつ前記不足電圧継電器動作により信号を出力する信号回路と前記信号の出力を前記主検出継電器点検中を条件に点検中の間保持する回路を具備し、前記主検出継電器が点検中であることかつ前記保持回路の信号出力がないことを条件に、前記事故検出継電器動作により遮断器引き外し指令を出力する回路とから構成した。
【００１７】
上記のような構成により、本発明の変圧器保護継電装置は、非点検中は主検出継電器の動作と第２高調波含有検出要素などの励磁突入対策機能は実装していない事故検出継電器の動作のＡＮＤ条件により遮断器引き外し指令を出力する。主検出継電器ユニット点検中に変圧器内部事故が発生した場合は、事故検出継電器ユニットの事故検出継電器が動作するため母線電圧の低下を検出する不足電圧継電器の動作でかつ事故検出継電器ユニットの事故検出継電器が不動作である条件で成立する出力を一定時限引き延ばす回路の出力が生じず、高速に遮断器引き外しが可能となる。
【００１８】
また、主検出継電器ユニット点検中に変圧器保護範囲外の事故が発生し、電圧が低下し事故除去時の電圧回復により、励磁突入電流が発生する可能性が考えられるが、不足電圧継電器の動作でかつ事故検出継電器ユニットの事故検出継電器が不動作である条件で成立する出力を一定時限引き延ばす前記回路の出力が生じており、事故検出継電器ユニットの事故検出継電器が誤動作したとしても遮断器引き外し指令は出力されない。
【００１９】
一方、主検出継電器ユニット非点検中の励磁突入電流に対しては、遮断器引き外し指令の出力条件がが主検出継電器の動作と事故検出継電器の動作のＡＮＤ条件となるが、主検出継電器ユニットの主検出継電器に励磁突入電流対策が施してあり主検出継電器が動作出力を出さないためＡＮＤ条件が成立せず、遮断器引き外しの誤出力は生じない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、本発明の変圧器保護継電装置の実施の形態について具体的に説明する。図１において、図４に示すものと同等のものには同一の番号を付す。図１に示すものと図４のものとは、３次母線電圧の低下を検出する不足電圧継電器８を設け、不足電圧継電器の動作でかつ事故検出継電器ユニットの事故検出差動継電器９が不動作であることをＡＮＤ条件とする出力を一定時限引き延ばす復帰遅延回路１２を具備し、主検出継電器ユニット点検中は前記復帰遅延回路１２の出力が存在しないことと事故検出継電器９が動作したことを条件にして遮断器引き外し指令を出力する回路構成とした点で相違し、他は図４のものと同じである。
【００２１】
また、ここで事故検出継電器ユニットの事故検出差動継電器９は第２高調波含有率検出等の励磁突入対策機能は実装していない差動継電器である。そして、補助リレー（ＴＸＭ）１３Ａ、補助リレー（１１ＸＭ）１３Ｂ、補助リレー（ＴＸＦ）１３Ｄ、補助リレー（１１ＸＦ）１３Ｅは常開接点を有するリレーであり、補助リレー（ＴＬＸ）１３Ｃは常閉接点を有するリレーである。
【００２２】
変圧器１の各端子電流が計器用変流器３から変圧器保護継電装置１４に取り込まれ、３次母線電圧が計器用変圧器４から同様に取り込まれ、入力変換器５を介して主検出継電器ユニットと事故検出継電器ユニットに導入される。主検出継電器の主検出差動継電器６の出力は、第２高調波含有検出要素７の出力が存在しないことをＡＮＤ回路１１の条件として補助リレー（ＴＸＭ）１３Ａを駆動する。
【００２３】
一方、事故検出継電器９は第２高調波含有率の検出等の励磁突入電流対策なしで補助リレー（ＴＸＦ）１３Ｄを駆動する。また、不足電圧継電器８が動作し、事故検出継電器９が不動作であるとのＡＮＤ条件により補助リレー（ＴＬＸ）１３Ｃを駆動し、その出力は復帰遅延回路１２により所定時限だけ引き延ばされる。また、１１ＸＭは主検出継電器ユニット点検中の間駆動される補助リレー１３Ｂであり、１１ＸＦは事故検出継電器ユニット点検中の間駆動される補助リレー１３Ｅである。
【００２４】
非点検中の場合は、主検出継電器６の動作出力で駆動される補助リレー（ＴＸＭ）１３Ａと事故検出継電器９の動作出力で駆動される補助リレー（ＴＸＦ）１３Ｄが動作したことにより、補助リレー（ＴＸＭ）１３Ａと補助リレー（ＴＸＦ）１３Ｄの常開接点が閉成して遮断器引き外し指令が出力される。このときは補助リレー（ＴＸＭ）１３Ａの動作条件には励磁突入電流対策の条件が含まれている。
【００２５】
即ち、変圧器励磁突入電流が存在する場合は、入力変換器５の出力中の第２高調波の含有率が一定値以上であることを第２高調波含有検出要素７で検出し、その出力をＮＯＴ回路１０を介して主検出差動継電器６の出力と共にＡＮＤ回路１１で条件をとるが、ＡＮＤ条件が成立しないので励磁突入電流と判断し、主検出差動継電器６の出力をロックして補助リレー（ＴＸＭ）１３Ａを動作させることはない。したがって、補助リレー（ＴＸＭ）１３Ａの常開接点は開放されたままであり遮断器引き外し指令は出力されない。
【００２６】
変圧器励磁突入電流が存在しない場合は、入力変換器５の出力中の第２高調波の含有率が一定値以下であることを第２高調波含有検出要素７が検出すれば、ＡＮＤ回路１１の一方の条件が成立し、他方の条件である主検出差動継電器６の出力が存在するとＡＮＤ条件が成立し、補助リレー（ＴＸＭ）１３Ａを動作させる。したがって、補助リレー（ＴＸＭ）１３Ａの常開接点が閉成されて遮断器引き外し指令が出力される。
【００２７】
事故検出継電器ユニット点検中の場合は、補助リレー（１１ＸＦ）１３Ｅが動作しその常開接点は閉成され、主検出差動継電器６の動作出力で駆動される補助リレー（ＴＸＭ）１３Ａの動作により遮断器引き外し指令が出力される。この場合も補助リレー（ＴＸＭ）１３Ａの動作条件に、上記したような、励磁突入電流対策の条件が含まれている。
【００２８】
一方、主検出継電器ユニット点検中の場合は、補助リレー（１１ＸＭ）１３Ｂが動作しているため、補助リレー（１１ＸＭ）１３Ｂの常開接点は閉成されている。変圧器内部事故で即時に事故検出差動継電器９が動作すると、ＡＮＤ回路１１の条件は成立しないため補助リレー（ＴＬＸ）１３Ｃは動作せず、その接点は閉成されたままであり、補助リレー（ＴＸＦ）１３Ｄの動作により、補助リレー（ＴＸＦ）１３Ｄの常開接点は閉成されて遮断器引き外し指令が出力される。
【００２９】
主検出継電器ユニット点検中で変圧器保護範囲外の事故で電圧低下が生じた場合は、不足電圧継電器８がそれを検出して出力しＡＮＤ回路１１の条件は成立して補助リレー（ＴＬＸ）１３Ｃが動作するため、補助リレー（ＴＬＸ）１３Ｃの常閉接点は開放され、例え、その後の事故除去電圧回復による励磁突入電流によって事故検出差動継電器９が動作したとしても、補助リレー（ＴＬＸ）１３Ｃの常閉接点の開放により引き外し指令が出力ロックされており、遮断器引き外し指令の誤出力は生じない。
【００３０】
このことにより、事故検出差動継電器９に第２高調波含有率検出などの複雑な励磁突入電流対策を施さずとも、励磁突入電流で誤動作することなく、かつ点検中の事故に対し高速に遮断器引き外し指令の出力が可能となる。
【００３１】
本発明の変圧器保護継電装置の他の実施の形態を図２に示す。図２のものは、図１に示す本発明の変圧器保護継電装置における主検出差動継電器６と事故検出差動継電器９に替えて、変圧器１の励磁巻線１６の電流とタップ巻線１５の電流の平衡がくずれたことにより巻線の故障を検出する主検出電流平衡継電器１７及び事故検出電流平衡継電器１８を適用した場合である。そして、その他の構成及び回路要素の番号は図１のものと同様である。
【００３２】
この事故検出電流平衡継電器１８も励磁突入電流対策が必要となるが、図１と同様に、不足電圧継電器８の動作と事故検出電流平衡継電器１８の不動作の条件が成立したときの出力を一定時間引き延ばす回路である復帰遅延回路１２の組み合わせにより、事故検出電流平衡継電器１８に励磁突入電流対策を付加せずとも、励磁突入電流で誤動作せず、かつ点検中であっても変圧器内部事故時は高速に遮断器引き外し指令を出力することが可能となる。非点検中及び点検中のそれぞれの事故に対する動作は図１の実施例の場合と同じであるので、ここではその説明は省略する。
【００３３】
本発明の変圧器保護継電装置の他の実施の形態を図３に示す。図３のものは、図１または図２の復帰遅延回路１２の代わりに、不足電圧継電器８が動作でかつ事故検出差動継電器９が不動作のＡＮＤ条件が成立することによりなされる出力を、主検出継電器ユニット点検中の条件により保持する回路とした例である。その他の回路構成は図１または図２のものと同じである。
【００３４】
不足電圧継電器８の動作と事故検出差動継電器９の不動作のＡＮＤ回路１１Ａでの条件成立による出力がＯＲ回路１９を経て、主検出継電器ユニット点検中の条件とＡＮＤ回路１１Ｂでの条件成立により出力されて補助リレー（ＴＬＸ）１３Ｃを駆動すると同時にＯＲ回路１９に入力される。このため、主検出継電器ユニット点検中の条件がなくなるまでは補助リレー（ＴＬＸ）１３Ｃが駆動保持される。それ以外の励磁突入電流に対する動作と変圧器内部事故に対する動作は図１、図２に説明したことと全く同じであるので、ここではその説明は省略する。
【００３５】
また、以上の説明においては、不足電圧継電器８が検出する電圧を３次母線電圧の低下を検出するものとして説明したが、１次母線電圧の低下を検出するようにしても、または２次母線電圧の低下を検出するようにしてもあるいは遮断器２より変圧器端子側に設置された計器用変圧器による各端子電圧の低下を検出するような構成をとってもよく、その作用効果には変わりはない。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明を用いれば、事故検出継電器に第２高調波含有率判定などの複雑な励磁突入電流対策要素を設けずに簡易な事故検出継電器構成とすることができ、点検中に事故検出継電器の動作単独条件による遮断器引き外し指令の出力を行う回路となっても励磁突入電流で誤動作せず、かつ点検中であっても変圧器内部事故に対して高速に事故除去可能な、縮小化され保守性の向上した変圧器保護継電装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を説明した構成図。
【図２】本発明の他の実施の形態を示した構成図。
【図３】本発明の他の実施の形態を示した構成図。
【図４】従来装置の説明図。
【符号の説明】
１  変圧器
２  遮断器
３  計器用変流器（ＣＴ）
４  計器用変圧器（ＰＴ）
５  入力変換器
６  主検出差動継電器
７  第２高調波含有検出要素
８  不足電圧継電器
９  事故検出差動継電器
１０  ＮＯＴ回路
１１  ＡＮＤ回路
１２  復帰遅延（オフディレイ）回路
１３  補助リレー
１４  変圧器保護継電装置
１５  タップ巻線
１６  励磁巻線
１７  主検出電流平衡継電器
１８  事故検出電流平衡継電器
１９  ＯＲ回路
【図１】
0003562674.tif 000002
【図２】
0003562674.tif 000003
【図３】
0003562674.tif 000004
【図４】
0003562674.tif 000005