(57)【要約】【課題】事故時の電流に直流分及びＣＴ飽和を伴う事故においても高速、且つ正確に事故発生領域を判別することにある。【解決手段】複数の母線保護領域を包含する領域での動作量と抑制量を算出し所定の比率差動演算により母線の内部事故を判定すると事故判定出力を送出する一括差動演算手段と、複数の母線保護領域での動作量を個別に算出する分割差電流算出手段と、この母線保護領域個別の動作量が所定の値以上で且つ一括差動演算手段で算出した動作量に１以下の係数を乗じた値よりも大きいとき母線保護領域個別に動作出力を送出する差電流比較手段と、この母線保護領域個別の動作出力のうち最も早く送出された動作出力を選択する保護領域先着優先回路と、この回路の出力と一括差動演算手段の出力が同時にある時に保護領域先着優先回路で選択された母線保護領域に対する遮断出力を送出する遮断出力手段とを備える。【選択図】    図１
2004328813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の母線に接続される各端子電流を所定の時間間隔でサンプリングした後、ディジタルデータに変換し、これらのディジタルデータを用いて複数の母線保護領域を包含する領域における事故の発生を識別して判定を行う母線保護継電装置において、
前記ディジタルデータを用いて前記複数の母線保護領域を包含する領域での動作量と抑制量を算出し所定の比率差動演算により母線の内部事故か外部事故かを判定し内部事故と判定されると内部事故判定出力を送出する一括差動演算手段と、
前記ディジタルデータを用いて複数の母線保護領域での動作量を個別に算出する分割差電流算出手段と、
この分割差電流算出手段で算出した母線保護領域個別の動作量が所定の値以上で且つ前記一括差動演算手段で算出した動作量に１以下の係数を乗じた値よりも大きい場合に母線保護領域個別に動作出力を送出する差電流比較手段と、
この差電流比較手段から出力された母線保護領域個別の動作出力のうち最も早く送出された母線保護領域の動作出力を選択して出力する保護領域先着優先回路と、
この保護領域先着優先回路の出力と前記一括差動演算手段の出力が同時に成立した時に前記保護領域先着優先回路で選択された母線保護領域に対する遮断出力を送出する遮断出力手段と、
を備えたことを特徴とする母線保護継電装置。
【請求項２】
請求項１記載の母線保護継電装置において、
前記保護領域先着優先回路は、差電流比較手段から出力された母線保護領域個別の出力の何れか１つが動作したとき他の母線保護領域の差電流比較演算手段からの出力を所定時間ロックする機能を有する
ことを特徴とする母線保護継電装置。
【請求項３】
電力系統の母線に接続される各端子電流を所定の時間間隔でサンプリングした後、ディジタルデータに変換し、これらのディジタルデータを用いて複数の母線保護領域を包含する領域における事故の発生を識別して判定を行う母線保護継電装置において、
前記ディジタルデータを用いて前記複数の母線保護領域を包含する領域での動作量と抑制量を算出し所定の比率差動演算により母線の内部事故か外部事故かを判定し内部事故と判定されると内部事故判定出力を送出する一括差動演算手段と、
前記ディジタルデータを用いて複数の母線保護領域を包含する領域での動作量を正、負個別に算出する一括正負差電流算出手段と、
前記ディジタルデータを用いて複数の母線保護領域個別の動作量を正負個別に算出する分割正負差電流算出手段と、
この分割正負差電流算出手段で算出した母線保護領域個別の正の動作量が所定の値以上で且つ前記一括正負差動演算手段で算出した正の動作量に１以下の係数を乗じた値よりも大きい場合に母線保護領域個別に動作出力を送出する正データ差電流比較手段と、
前記分割正負差電流算出手段で算出した母線保護領域個別の負の動作量が所定の値以上で且つ前記一括正負差動演算手段で算出した負の動作量に１以下の係数を乗じた値よりも大きい場合に母線保護領域個別に動作出力を送出する負データ差電流比較手段と、
これら正データ差電流比較手段もしくは負データ差電流比較手段から出力された母線保護領域個別の動作出力のうち最も早く送出された母線保護領域の動作出力を選択して出力する保護領域先着優先回路と、
この保護領域先着優先回路の出力と前記一括差動演算手段の出力が同時に成立した時に前記保護領域先着優先回路で選択された母線保護領域に対する遮断出力を送出する遮断出力手段と、
を備えたことを特徴とする母線保護継電装置。
【請求項４】
請求項３記載の母線保護継電装置において、
前記保護領域先着優先回路は、正データ差電流比較手段又は負データ差電流比較手段から出力された母線保護領域個別の出力の何れか１つが動作したとき他の母線保護領域に属する正データ差電流比較手段及び負データ差電流比較手段からの出力を所定時間ロックする機能を有する
ことを特徴とする母線保護継電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統の母線の事故を検出して事故除去を行う母線保護継電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
背後に交流電源を有する送電線が連系される複母線の構成としては、例えば図１４に示すように母線Ａ１と母線Ｂ１及びこれら母線間を連絡する遮断器ＣＢ０により構成され、母線Ａ１と母線Ｂ１とを断路器ＬＳ１，ＬＳ２により接続すると共に、これら断路器の間に遮断器ＣＢ１を介して送電線Ｌ０１が接続され、また母線Ａ１と母線Ｂ１とを断路器ＬＳ３，ＬＳ４により接続すると共に、これら断路器の間に遮断器ＣＢ２を介して送電線Ｌ０２が接続されている。
【０００３】
また、このような系統構成の複母線の保護領域は、母線Ａ１側の分割Ａ領域と、母線Ｂ１側の分割Ｂ領域と、これら分割Ａ領域と分割Ｂ領域の２領域を包含する一括領域に区分される。
【０００４】
各送電線Ｌ０１，Ｌ０２の接続母線は、断路器ＬＳ１，ＬＳ２、断路器ＬＳ３，ＬＳ４により切換られる構成であり、各送電線の接続状態は断路器ＬＳ１〜ＬＳ４の開閉状態を取り込むことにより判別できる。図１４においては、断路器ＬＳ１，ＬＳ４が閉、断路器ＬＳ２，ＬＳ３が開の場合の一例を示している。
【０００５】
また、各送電線Ｌ０１，Ｌ０２に流れる端子電流Ｉ１，Ｉ２及び母線連絡電流Ｉｔは変流器ＣＴ１１，ＣＴ１２及びＣＴＴ１によりそれぞれ検出される。
【０００６】
ところで、このような電力系統を保護する従来の母線保護継電装置としては、図１５に示すような構成のものがある（例えば特許文献１）。
【０００７】
この母線保護継電装置は、図１５に示すようにデータ取得手段１１、一括差動演算手段１２、分割差電流算出手段１３、差電流比較手段１４及び遮断出力手段１６から構成されている。
【０００８】
データ取得手段１１は、電力系統のアナログ電気量、すなわち図１４の例では変流器ＣＴ１１，ＣＴ１２及びＣＴＴ１によりそれぞれ検出されるアナログ電気量を所定の時間間隔でサンプリングした後、ディジタルデータに変換する。
【０００９】
一括差動演算手段１２は、接続されるすべての送電線電流（Ｉ１，Ｉ２）から、動作量Ｉｄ（＝Ｉ１＋Ｉ２）の振幅値｜Ｉｄ｜及び抑制量Ｉｒ（｜Ｉ１｜＋｜Ｉ２｜）を算出し、これら算出量に所定の関係式、例えば｜Ｉｄ｜≧ＩＫ１（ＩＫ１：母線事故の感度値等の定数）及び｜Ｉｄ｜−Ｋ３・Ｉｒ≧０（Ｋ３：抑制係数）なる関係式が成立した場合に保護領域内部の事故と判定し、内部事故判定出力を送出する。
【００１０】
分割差電流算出手段１３は、分割Ａ領域に接続される送電線電流（Ｉ１，Ｉ２）及び母線連絡電流（Ｉｔ）から動作量Ｉｄａ（＝Ｉ１＋Ｉｔ）の振幅値｜Ｉｄａ｜及び分割Ｂ領域に接続される送電線及び母線連絡の動作量Ｉｄｂ（＝Ｉ２＋Ｉｔ）の振幅値｜Ｉｄｂ｜を算出する。
【００１１】
図１６は、図１４に示す母線の内部（分割Ｂ領域）に事故が発生した場合の電流及び母線毎に算出した動作量（ベクトル和）の波形を示すタイムチャートであり、（１６−ａ）は送電線Ｌ０１の電流Ｉ１、（１６−ｂ）は送電線Ｌ０２の電流Ｉ２、（１６−ｃ）は母線連絡電流Ｉｔ、（１６−ｄ）は一括領域での動作量Ｉｄを示している。ここで、一括領域において発生する差電流Ｉｄは、事故母線側の分割Ｂ領域の差電流Ｉｄｂと同一量になり、分割Ａ領域には差電流Ｉｄａは発生しない。従って、一括領域の差電流と分割領域の差電流を比較し、両者が同一になった領域に事故が発生していると判定できる。
【００１２】
そこで、図１５の差電流比較手段１４においては、分割Ａ領域の動作量｜Ｉｄａ｜が所定の値（ＩＫ２）より大きく且つ一括領域の動作量｜Ｉｄ｜に１以下の所定の係数（Ｋ１）を乗じた値よりも大きい時に分割Ａ領域事故判定出力を送出し、分割Ｂ領域に対しても同様の処理を行う。ここで、ＩＫ２は動作量に発生し得る誤差成分による誤出力を避けるための値を設定する。
【００１３】
遮断出力手段１６においては、内部事故判定出力と差電流比較手段１４の分割Ａ領域差電流比較出力または分割Ｂ領域差電流比較出力とが同時に成立したときに遮断出力を送出する。図１６の例では、一括領域の動作量｜Ｉｄ｜と分割Ｂ領域の動作量｜Ｉｄａ｜は等しいため、分割Ｂ領域差電流比較出力が送出され、分割Ｂ領域遮断出力が送出される。
【００１４】
このような母線保護継電装置によれば、分割保護用の専用のリレーを設けない簡素な構成で保護領域の区分遮断が可能になる。
【００１５】
図１７は、図１４において、母線Ｂ１に事故が発生した際にＣＴＴ１が飽和に至った場合の各部の電流及び母線毎に算出した動作量（電流ベクトル和）の波形を示すタイムチャートであり、（１７−ａ）は送電線Ｌ０１の電流Ｉ１、（１７−ｂ）は送電線Ｌ０２の電流Ｉ２、（１７−ｃ）は母線連絡電流Ｉｔ、（１７−ｄ）は一括領域での動作量Ｉｄ、（１７−ｅ）は分割Ａ領域での動作量Ｉｄａ、（１７−ｆ）は分割Ｂ領域での動作量Ｉｄｂを示している。
【００１６】
このタイムチャートから分かるように、母線Ｂ１に事故が発生した際にＣＴＴ１が飽和すると健全母線側の母線Ａにも動作量Ｉｄａが発生するため、図１５に示す母線保護継電装置では誤動作する可能性があった。
【００１７】
一般にＣＴ飽和現象は、主に電流に直流分が重畳して磁束が偏ることにより発生する。このとき、事故母線である分割Ｂ領域の動作量Ｉｄｂは正波、負波の両方が存在するのに対し、健全母線である分割Ａ領域の動作量Ｉｄａは正波、または負波のみ発生する（図１７の例では、Ｉｄａには正波のみ発生している）。このことから、一括領域、分割領域各々の動作量を正波同士、負波同士で比較することにより事故母線の判定が可能である。
【００１８】
ところで、上記ＣＴ飽和現象を考慮した母線保護継電装置として、図１８に示すような構成のものがある（例えば特許文献２）。
【００１９】
図１８は、かかる母線保護継電装置の機能ブロック図を示すもので、図１５と同一機能部分については同一符号を付して説明する。
【００２０】
この母線保護継電装置は、図１８に示すようにデータ取得手段１１、一括差動演算手段１２、一括正負差電流算出手段６１、分割正負差電流算出手段６２、正データ差電流比較手段６３、負データ差電流比較手段６４、正負ＡＮＤ判定手段１８１及び遮断出力手段１６から構成されている。
【００２１】
上記データ取得手段１１、一括差動演算手段１２及び遮断出力手段１６の機能は図１５の場合と同じなので、ここではその説明を省略する。
【００２２】
一括正負差電流算出手段６１は、全送電線の動作量Ｉｄの正波の振幅値｜Ｉｄｐ｜及び負波の振幅値｜Ｉｄｎ｜を算出し、分割正負差電流算出手段６２は、分割Ａ領域に接続される送電線電流（Ｉ１，Ｉ２）及び母線連絡電流（Ｉｔ）から動作量Ｉｄａ（＝Ｉ１＋Ｉｔ）の正波の振幅値｜Ｉｄｐａ｜及び負波の振幅値｜Ｉｄｎａ｜及び分割Ｂ領域に接続される送電線及び母線連絡の動作量Ｉｄｂ（＝Ｉ２＋Ｉｔ）の正波の振幅値｜Ｉｄｐｂ｜及び負波の振幅値｜Ｉｄｎｂ｜を算出するものである。
【００２３】
正データ差電流比較手段６３は、分割Ａ領域の正波の動作量｜Ｉｄｐａ｜が所定の値（ＩＫ３）より大きく且つ一括領域の正の動作量｜Ｉｄｐ｜に１以下の所定の係数（Ｋ１）を乗じた値と分割Ａ領域の正波の動作量｜Ｉｄｐａ｜を比較して分割Ａ領域の正波の動作量｜Ｉｄｐａ｜の方が大きい時に分割Ａ領域正データ差電流比較出力を送出し、分割Ｂ領域に対しても同様の出力を送出する。ここで、ＩＫ３は正負個別の動作量に発生し得る誤差成分による誤出力を避けるための値を設定する。
【００２４】
負データ差電流比較手段６４は、分割Ａ領域の負波の動作量｜Ｉｄｎａ｜が所定の値（ＩＫ３）より大きく且つ一括領域の負の動作量｜Ｉｄｎ｜に１以下の所定の係数（Ｋ１）を乗じた値と分割Ａ領域の負波の動作量｜Ｉｄｎａ｜を比較して分割Ａ領域の負波の動作量｜Ｉｄｎａ｜の方が大きい時に分割Ａ領域負データ差電流比較出力を送出し、分割Ｂ領域に対しても同様の出力を送出する。
【００２５】
正負ＡＮＤ判定手段１８１は、分割Ａ領域正データ差電流比較出力と分割Ａ領域負データ差電流比較出力の両者が成立した時に分割Ａ領域事故判定出力を送出する。分割Ｂ領域についても同様の処理を行う。
【００２６】
遮断出力手段１６は、内部事故判定出力と、分割Ａ領域事故判定出力または分割Ｂ領域事故判定出力とが同時に成立したときに分割領域毎に遮断出力を送出する。これにより、ＣＴ飽和を伴う外部事故においても、事故発生領域を区分遮断することが可能である。
【００２７】
以下図１９に示すタイムチャートを見ながらその作用を説明する。
【００２８】
図１９は、図１４に示す電力系統において、母線Ｂ１に事故が発生した際にＣＴＴ１が飽和に至った場合の各部の電流及び母線毎に算出した動作量（電流ベクトル和）の波形を表したものであり、（１９−ａ）は送電線Ｌ０１の電流Ｉ１、（１９−ｂ）は送電線Ｌ０２の電流Ｉ２、（１９−ｃ）は母線連絡電流Ｉｔ、（１９−ｄ）は一括領域での動作量Ｉｄ、（１９−ｅ）は分割Ａ領域での動作量Ｉｄａ、（１９−ｆ）は分割Ｂ領域での動作量Ｉｄｂを示している。
【００２９】
また、（１９−ｇ）〜（１９−ｋ）は図１８における各出力を示しており、（１９−ｇ）は分割Ａ領域事故判定出力、（１９−ｈ）は分割Ｂ領域事故判定出力、（１９−ｉ）は内部事故判定出力、（１９−ｊ）は分割Ａ領域遮断出力、（１９−ｋ）は分割Ｂ領域遮断出力を示している。
【００３０】
図１９の例によれば、事故発生タイミングからある程度遅れて内部事故判定出力が送出されるが、事故発生直後においては直流分の影響により分割Ｂ領域での動作量Ｉｄｂは負側にはほとんど発生せず、直流分が減衰する過程において、分割Ｂ領域の負側に波形が現れて負波の動作量｜Ｉｄｎｂ｜が所定の値（ＩＫ３）より大きくなった時点で分割Ｂ領域事故判定出力が送出され、分割Ｂ領域遮断出力が送出される。
【００３１】
【特許文献１】
特開平１１−３０８７５６号公報
【００３２】
【特許文献２】
特開２００１−１０３６５６号公報
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】
このような母線保護継電装置においては、事故時の電流に直流分が重畳した場合、図１９に示す例から分かるように、事故発生直後の一括側動作量Ｉｄ及び分割Ｂ領域の動作量Ｉｄｂは正側に偏った波形となり、直流分がある程度減衰するまでの間は負側の波形（負の動作量）は大きくならない。このため、図１８に示す負データ差電流比較手段６４の出力が成立せず、事故母線の判定出力が遅れることが考えられる。
【００３４】
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、事故時の電流に直流分及びＣＴ飽和に伴う事故においても高速、且つ正確に事故発生領域を判別することができ、また分割保護専用の装置を必要としない簡易な構成の母線保護継電装置を提供することを目的とする。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、次のような手段により母線保護継電装置を構成する。
【００３６】
請求項１に対応する発明は、電力系統の母線に接続される各端子電流を所定の時間間隔でサンプリングした後、ディジタルデータに変換し、これらのディジタルデータを用いて複数の母線保護領域を包含する領域における事故の発生を識別して判定を行う母線保護継電装置において、前記ディジタルデータを用いて前記複数の母線保護領域を包含する領域での動作量と抑制量を算出し所定の比率差動演算により母線の内部事故か外部事故かを判定し内部事故と判定されると内部事故判定出力を送出する一括差動演算手段と、前記ディジタルデータを用いて複数の母線保護領域での動作量を個別に算出する分割差電流算出手段と、この分割差電流算出手段で算出した母線保護領域個別の動作量が所定の値以上で且つ前記一括差動演算手段で算出した動作量に１以下の係数を乗じた値よりも大きい場合に母線保護領域個別に動作出力を送出する差電流比較手段と、この差電流比較手段から出力された母線保護領域個別の動作出力のうち最も早く送出された母線保護領域の動作出力を選択して出力する保護領域先着優先回路と、この保護領域先着優先回路の出力と前記一括差動演算手段の出力が同時に成立した時に前記保護領域先着優先回路で選択された母線保護領域に対する遮断出力を送出する遮断出力手段とを備える。
【００３７】
請求項２に対応する発明は、請求項１に対応する発明の母線保護継電装置において、前記保護領域先着優先回路は、差電流比較手段から出力された母線保護領域個別の出力の何れか１つが動作したとき他の母線保護領域の差電流比較演算手段からの出力を所定時間ロックする機能を有する。
【００３８】
請求項３に対応する発明は、電力系統の母線に接続される各端子電流を所定の時間間隔でサンプリングした後、ディジタルデータに変換し、これらのディジタルデータを用いて複数の母線保護領域を包含する領域における事故の発生を識別して判定を行う母線保護継電装置において、前記ディジタルデータを用いて前記複数の母線保護領域を包含する領域での動作量と抑制量を算出し所定の比率差動演算により母線の内部事故か外部事故かを判定し内部事故と判定されると内部事故判定出力を送出する一括差動演算手段と、前記ディジタルデータを用いて複数の母線保護領域を包含する領域での動作量を正、負個別に算出する一括正負差電流算出手段と、前記ディジタルデータを用いて複数の母線保護領域個別の動作量を正負個別に算出する分割正負差電流算出手段と、この分割正負差電流算出手段で算出した母線保護領域個別の正の動作量が所定の値以上で且つ前記一括正負差動演算手段で算出した正の動作量に１以下の係数を乗じた値よりも大きい場合に母線保護領域個別に動作出力を送出する正データ差電流比較手段と、前記分割正負差電流算出手段で算出した母線保護領域個別の負の動作量が所定の値以上で且つ前記一括正負差動演算手段で算出した負の動作量に１以下の係数を乗じた値よりも大きい場合に母線保護領域個別に動作出力を送出する負データ差電流比較手段と、これら正データ差電流比較手段もしくは負データ差電流比較手段から出力された母線保護領域個別の動作出力のうち最も早く送出された母線保護領域の動作出力を選択して出力する保護領域先着優先回路と、この保護領域先着優先回路の出力と前記一括差動演算手段の出力が同時に成立した時に前記保護領域先着優先回路で選択された母線保護領域に対する遮断出力を送出する遮断出力手段とを備える。
【００３９】
請求項４に対応する発明は、請求項３に対応する発明の母線保護継電装置において、前記保護領域先着優先回路は、正データ差電流比較手段又は負データ差電流比較手段から出力された母線保護領域個別の出力の何れか１つが動作したとき他の母線保護領域に属する正データ差電流比較手段及び負データ差電流比較手段からの出力を所定時間ロックする機能を有する。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００４１】
図１は、本発明による母線保護継電装置の第１の実施形態を示す機能ブロック図で、図１５と同一機能部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる機能部分について述べる。
【００４２】
図１に示す第１の実施形態において、図１５に示す従来の構成に対して、差電流比較手段１４の出力側に保護領域先着優先回路１５を設け、この保護領域先着優先回路１５の分割領域事故判定出力と一括差動演算手段１２の内部事故判定出力とを遮断出力手段１６に入力してその論理積条件で遮断出力を送出するようにしたものである。
【００４３】
この保護領域先着優先回路１５は、差電流比較手段１４から出力された保護領域個別の差電流比較出力のうち最も早く送出された保護領域の差電流比較出力を選択して送出するものである。
【００４４】
なお、図１において、データ取得手段１１、一括差動演算手段１２、分割差動電流算出手段１３及び遮断出力手段１６は、図１５のそれらと同様の処理を行うものである。
【００４５】
図２は、複母線と同一構成の電力系統を示す構成図で、図１４と同一部分には同一符号を付して示し、ここではその説明を省略する。図２においては断路器ＬＳ１，ＬＳ３が閉、断路器ＬＳ２，ＬＳ４が開の場合の例である。
【００４６】
図３は、図２に示す母線の内部（分割Ｂ領域）に事故が発生した場合の電流及び母線毎に算出した動作量（電流ベクトル和）の波形を示すタイムチャートである。
【００４７】
図３において、（３−ａ）は送電線Ｌ０１の電流Ｉ１、（３−ｂ）は送電線Ｌ０２の電流Ｉ２、（３−ｃ）は母線連絡電流Ｉｔ、（３−ｄ）は一括領域での動作量Ｉｄ、（３−ｅ）は分割Ａ領域での動作量Ｉｄａ、（３−ｆ）は分割Ｂ領域での動作量Ｉｄｂをそれぞれ示している。この場合、母線連絡電流Ｉｔが飽和したことで健全母線側の分割Ａ領域での動作量Ｉｄａも発生しているが、事故母線側の分割Ｂ領域での動作量Ｉｄｂは事故発生タイミング直後に発生しているのに対して、健全母線側の分割Ａ領域での動作量Ｉｄａは母線連絡電流Ｉｔの飽和開始後まで発生しない。このことから、事故発生タイミング後に動作量が早く発生した領域を検出することで、事故母線の判別が可能である。
【００４８】
次に保護領域先着優先回路１５の処理の一例を図４に示すタイムチャートにより説明する。
【００４９】
保護領域先着優先回路１５においては、複数の差電流比較出力が送出された場合には、最も早く送出された出力を選択して所定の時間出力することから、図４（ａ）の例では出力された複数の差電流比較出力１または２のうち、早く出力された差電流比較出力１を選択し、分割領域事故判定出力を所定の時間送出する。
【００５０】
この時の出力時間は遮断出力手段１６が判定処理可能な時間とする。
【００５１】
また、図４（ｂ）のように差電流比較出力１〜ｎの場合においても、同様に最も早く出力された差電流を選択し、分割領域事故判定出力を所定の時間送出する。上記保護領域先着優先回路１５は、各差電流比較出力の論理和（ＯＲ）構成としても効果は同様である。
【００５２】
図５は、図２に示す母線の内部（分割Ｂ領域）に事故が発生した場合の電流及び母線毎に算出した動作量（電流ベクトル和）の波形を示すタイムチャートである。
【００５３】
図５において、（５−ａ）は送電線Ｌ０１の電流Ｉ１、（５−ｂ）は送電線Ｌ０２の電流Ｉ２、（５−ｃ）は母線連絡電流Ｉｔ、（５−ｄ）は一括領域での動作量Ｉｄ、（５−ｅ）は分割Ａ領域での動作量Ｉｄａ、（５−ｆ）は分割Ｂ領域での動作量Ｉｄｂを示している。
【００５４】
また、（５−ｇ）〜（５−ｌ）は図１における各出力を示し、（５−ｇ）は分割Ａ領域差電流比較出力、（５−ｈ）は分割Ｂ領域差電流比較出力、（５−ｉ）は分割領域事故判定出力、（５−ｊ）は内部事故判定出力、（５−ｋ）は遮断出力（分割Ａ領域）、（５−ｌ）は遮断出力（分割Ｂ領域）を示している。
【００５５】
図５に示すタイムチャートの例によれば、事故発生タイミング直後に分割Ｂ領域差電流比較出力が成立して分割Ｂ領域に対する分割領域事故判定出力が送出され、その後、内部事故判定出力が成立した時点で分割Ｂ領域に対して遮断出力（分割Ｂ領域）が送出される。事故発生タイミング後、ＣＴ飽和の影響によって分割Ａ領域差電流比較出力も成立するが、分割Ｂ領域事故判定出力が先に成立しているため、保護領域先着優先回路１５によって分割Ａ領域に対する事故判定出力及び遮断出力は送出されない。
【００５６】
このように本発明の第１の実施形態によれば、分割領域差電流比較出力に対して保護領域先着優先回路１５を用いることによって、高速に事故母線の判別が可能である。
【００５７】
図６は、図１に示す第１の実施形態の母線保護継電装置における保護領域先着優先回路の他の構成例を示す回路図である。
【００５８】
図６に示す保護領域先着優先回路１５Ａにおいては、図１の差電流比較手段１４より出力される保護領域個別の差電流比較出力の何れか一方が動作出力の場合、他方の差電流比較出力をワンショットタイマにより所定時間ロックする構成としたものである。
【００５９】
すなわち、この保護領域先着優先回路１５Ａは、１つの入力端子と１つのインヒビット入力端子を有するアンド回路ＡＮＤ１，ＡＮＤ２と、これらのアンド回路ＡＮＤ１，ＡＮＤ２の出力側に設けられたワンショットタイマＯＳＴ１，ＯＳＴ２とを備え、アンド回路ＡＮＤ１の入力端子に分割Ａ領域電流比較出力が加えられ、インヒビット入力端子にはワンショットタイマＯＳＴ２の出力が加えられ、またアンド回路ＡＮＤ２の入力端子に分割Ｂ領域電流比較出力が加えられ、インヒビット入力端子にはワンショットタイマＯＳＴ１の出力が加えられる。
【００６０】
このような構成の保護領域先着優先回路１５Ａによれば、分割Ａ領域差電流比較出力と分割Ｂ領域差電流比較出力のうち、早く送出された分割領域差電流比較出力が送出されると、ワンショットタイマにより他の分割領域差電流比較出力を所定時間ロックすることができる。
【００６１】
ここで、ロック出力とこのロック出力を所定の時間引き延ばすワンショットタイマの効果について述べる。
【００６２】
例えば、図１に示す保護領域先着優先回路１５において、母線の内部、例えば分割Ｂ領域に事故が発生した場合、分割Ｂ領域事故判定出力のみが出力されるため、分割Ａ領域において同時事故あるいは進展事故が発生した場合には分割Ａ母線を除去することができない。
【００６３】
これに対して、図６に示す保護領域先着優先回路１５Ａにおいては、分割Ｂ領域事故判定出力が送出されると同時にワンショットタイマより出力されるロック信号により一定時間分割Ａ領域事故判定出力がロックされるので、両母線事故が発生した場合においても、事故発生タイミングから一定時間後にロック信号が解除されることで分割Ａ領域事故判定出力が送出可能となる。
【００６４】
この場合、ワンショットタイマの値は、事故判定出力後、遮断器が開放されるまでの時間に裕度を考慮した値に設定される。
【００６５】
次に図６に示す保護領域先着優先回路１５Ａにおいて、分割Ａ領域及び分割Ｂ領域の両母線に事故が発生した場合の各ロジック回路の応動を図７に示すタイムチャートにより説明する。
【００６６】
図７において、まず分割Ａ領域に事故が発生すると分割Ａ領域差電流比較出力がアンド回路ＡＮＤ１に入力され、分割Ａ領域事故判定出力が送出されると同時にワンショットタイマＯＳＴ１の動作によりロック信号１が送出され、アンド回路ＡＮＤ２のインヒビット入力端子に入力されることで、分割Ｂ領域事故判定出力がロックされる。その後、このロック信号１がアンド回路ＡＮＤ２に入力されている間に分割Ｂ領域に事故が発生し、分割Ｂ領域差電流比較出力が入力しても、この時点ではロック出力１の効果によって分割Ｂ領域事故判定出力は動作しない。その後、ワンショットタイマＯＳＴ１の復帰によってアンド回路ＡＮＤ２のロックが解除されるとその時点で分割Ｂ領域事故判定出力が送出される。
【００６７】
上記とは逆に先に分割Ｂ領域に事故が発生し、その後分割Ａ領域に事故が発生した場合も同様である。
【００６８】
図８は、本発明による母線保護継電装置の第２の実施形態を示す機能ブロック図で、図１８と同一機能部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる機能部分について述べる。
【００６９】
図８に示す第２の実施形態において、図１８に示す従来の構成の正負ＡＮＤ判定手段１８１に代えて保護領域先着優先回路６５を設け、この保護領域先着優先回路６５の分割領域事故判定出力と一括差動演算手段１２の内部事故判定出力とを遮断出力手段１６に入力してその論理積（ＡＮＤ）条件で遮断出力を送出するようにしたものである。
【００７０】
この保護領域先着優先回路６５は、正データ差電流比較手段６３もしくは負データ差電流比較手段６４から出力された保護領域個別の動作出力のうち最も早く送出された保護領域の差電流比較出力を選択して送出するものである。
【００７１】
なお、図８において、データ取得手段１１、一括差動演算演手段１２、一括正負差電流算出手段６１、分割正負差電流演算手段６２、正データ差電流比較手段６３、負データ差電流比較手段６４、遮断出力手段１６については図１８のそれらと同様の処理を行う。
【００７２】
図９は、図２に示す母線の内部（分割Ｂ領域）に事故が発生した場合の電流及び母線毎に算出した動作量（電流ベクトル和）の波形を示すタイムチャートである。
【００７３】
図９において、（９−ａ）は送電線Ｌ０１の電流Ｉ１、（９−ｂ）は送電線Ｌ０２の電流Ｉ２、（９−ｃ）は母線連絡電流Ｉｔ、（９−ｄ）は一括領域での動作量Ｉｄ、（９−ｅ）は分割Ａ領域での動作量Ｉｄａ、（９−ｆ）は分割Ｂ領域での動作量Ｉｄｂを示している。
【００７４】
この場合、母線連絡電流Ｉｔが飽和したことで健全母線側の分割Ａ領域での動作量Ｉｄａも発生しているが、事故母線側の分割Ｂ領域での動作量Ｉｄｂは事故発生タイミングと同時に発生しているのに対して、健全母線側の分割Ａ領域での動作量Ｉｄａは母線連絡電流Ｉｔの飽和開始までの間は発生しない。
【００７５】
このことから、事故発生タイミング後に動作量が早く発生した領域を検出することで、事故母線の判別が可能である。
【００７６】
次に保護領域先着優先回路６５の処理の一例について図１０により説明する。
【００７７】
保護領域先着優先回路６５においては、複数の正データまたは負データ差電流比較出力が送出された場合、最も早く送出された出力を選択して所定の時間出力することから、図１０（ａ）の例によれば、出力された正データ差電流比較出力１または２、負データ差電流比較出力１または２のうち最も早く出力された正データ差電流比較出力１を選択し、分割領域事故判定出力を所定の時間送出する。この時の出力時間は遮断出力手段１６が判定処理可能な時間とする。
【００７８】
図１０（ｂ）に示すように正データまたは負データ差電流比較出力１〜ｎの場合においても、同様に最も早く出力された正データまたは負データ差電流比較出力を選択し、分割領域事故判定出力を所定の時間送出する。保護領域先着優先回路６５は、分割領域事故判定出力を各差電流比較出力の論理和（ＯＲ）構成としても効果は同様である。
【００７９】
図１１は、図２に示す母線の内部（分割Ｂ領域）に事故が発生した場合の電流及び母線毎に算出した動作量（電流ベクトル和）の波形を示すタイムチャートである。
【００８０】
図１１において、（１１−ａ）は送電線Ｌ０１の電流Ｉ１、（１１−ｂ）は送電線Ｌ０２の電流Ｉ２、（１１−ｃ）は母線連絡電流Ｉｔ、（１１−ｄ）は一括領域での動作量Ｉｄ、（１１−ｅ）は分割Ａ領域での動作量Ｉｄａ、（１１−ｆ）は分割Ｂ領域での動作量Ｉａｂを示している。
【００８１】
また、（１１−ｇ）〜（１１−ｎ）は図９における各出力を示し、（１１−ｇ）は分割Ａ領域正データ差電流比較出力、（１１−ｈ）は分割Ａ領域負データ差電流比較出力、（１１−ｉ）は分割Ｂ領域正データ差電流比較出力、（１１−ｊ）は分割Ｂ領域負データ差電流比較出力、（１１−ｋ）は分割領域事故判定出力、（１１−ｌ）は内部事故判定出力、（１１−ｍ）は遮断出力（分割Ａ領域）、（１１−ｎ）は遮断出力（分割Ｂ領域）を示している。
【００８２】
図１１に示すタイムチャーチの例によれば、事故発生タイミング直後に分割Ｂ領域正データ差電流比較出力が成立して分割Ｂ領域に対して分割領域事故判定出力が送出され、その後、内部事故判定出力が成立した時点で分割Ｂ領域に対して遮断出力が所定の時間送出される。事故発生タイミング後、ＣＴの飽和の影響によって分割Ａ領域正データ差電流比較出力も成立するが、分割Ｂ領域正データ差電流比較出力が先に成立しているため、保護領域先着優先回路６５の効果によって分割Ａ領域に対して事故判定出力及び遮断出力は送出されない。
【００８３】
このように本発明の第２の実施形態によれば、分割領域差電流比較出力に対して保護領域先着優先回路６５を用いることによって、高速に事故母線の判別が可能である。
【００８４】
図１２は、図６に示す第２の実施形態の母線保護継電装置における保護領域先着優先回路の他の構成例を示すものでものである。
【００８５】
図１２に示す保護領域先着優先回路６５Ａにおいては、図８の正データ差電流比較手段６３または負データ差電流比較手段６４より出力される保護領域個別の差電流比較出力の何れか一方が動作出力の場合、他の保護領域に属する正データ差電流比較手段及び負データ差電流比較手段からの出力を所定時間ロックする構成としたものである。
【００８６】
すなわち、この保護領域先着優先回路６５Ａは、１つの入力端子と２つのインヒビット入力端子を有するアンド回路ＡＮＤ１１〜ＡＮＤ１４、これらアンド回路ＡＮＤ１１〜ＡＮＤ１４の出力側に設けられたワンショットタイマＯＳＴ１１〜ＯＳＴ１４及びオア回路ＯＲ１１，ＯＲ１２を備えている。
【００８７】
上記アンド回路ＡＮＤ１１の入力端子に分割Ａ領域正データ差電流比較出力が加えられ、２つのインヒビット入力端子の一方にワンショットタイマＯＳＴ１２の出力が、他方にワンショットタイマＯＳＴ１４の出力が加えられる。
【００８８】
上記アンド回路ＡＮＤ１２の入力端子に分割Ｂ領域正データ差電流比較出力が加えられ、２つのインヒビット入力端子の一方にワンショットタイマＯＳＴ１１の出力が、他方にワンショットタイマＯＳＴ１３の出力が加えられる。
【００８９】
同様に上記アンド回路ＡＮＤ１３の入力端子に分割Ａ領域負データ差電流比較出力が加えられ、２つのインヒビット入力端子の一方にワンショットタイマＯＳＴ１２の出力が、他方にワンショットタイマＯＳＴ１４の出力が加えられる。
【００９０】
上記アンド回路ＡＮＤ１４の入力端子に分割Ｂ領域負データ差電流比較出力が加えられ、２つのインヒビット入力端子の一方にワンショットタイマＯＳＴ１１の出力が、他方にワンショットタイマＯＳＴ１３の出力が加えられる。
【００９１】
また、上記オア回路ＯＲ１１にはアンド回路ＡＮＤ１１及びアンド回路ＡＮＤ１３の出力が、オア回路ＯＲ１２にはアンド回路ＡＮＤ１２及びアンド回路ＡＮＤ１４の出力がそれぞれ加えられる。
【００９２】
このような構成の保護領域先着優先回路６５Ａによれば、分割Ａ領域正データ差電流比較出力と分割Ｂ領域負データ差電流比較出力のうち最も早く送出された出力を優先して分割領域事故判定出力を送出すると同時にワンショットタイマにより他の分割領域事故判定出力が所定時間ロックされる。
【００９３】
ここで、ロック出力及びロック出力を所定の時間引き延ばすワンショットタイマの効果を述べる。
【００９４】
例えば、図８に示す保護領域先着優先回路６５において、母線の内部、例えば分割Ｂ領域に事故が発生した場合、分割Ｂ領域事故判定出力のみが出力されるため、分割Ａ領域において同時事故あるいは進展事故が発生した場合には分割Ａ母線を除去することができない。
【００９５】
これに対して、図１２に示す保護領域先着優先回路６５Ａにおいては、分割Ａ領域または分割Ｂ領域正データ差電流比較出力、或いは分割Ａ領域または分割Ｂ領域負データ差電流比較出力のいずれかが入力されると、事故発生領域に該当する事故判定出力を送出すると同時にワンショットタイマにより他の分割領域に対応する事故判定出力を一定時間ロックすることにより、両母線事故が発生した場合においても、事故発生タイミングから一定時間後に分割Ａ領域事故判定出力の送出が可能である。
【００９６】
この場合、ワンショットタイマの値は、事故判定出力後、遮断器が開放されるまでの時間に裕度を考慮した値に設定される。
【００９７】
次に図１２に示す保護領域先着優先回路６５Ａにおいて、分割Ａ領域及び分割Ｂ領域の両母線に事故が発生した場合の各ロジック回路の応動を図１３に示すタイムチャートにより説明する。
【００９８】
図１３において、まず分割Ａ領域に事故が発生して分割Ａ領域正データ差電流比較出力がアンド回路ＡＮＤ１１に入力されると、分割Ａ領域事故判定出力が送出されると同時にワンショットタイマＯＳＴ１１より一定時間出力されるロック信号１により分割Ｂ領域正データ及び分割Ｂ領域負データ差電流比較出力が入力されるアンド回路ＡＮＤ１２及びＡＮＤ１４のインヒビット入力端子に加えられ、分割Ｂ領域事故判定出力の送出がロックされる。その間に分割Ｂ領域に事故が発生して分割Ｂ領域正データ差電流比較出力がアンド回路ＡＮＤ１２に入力しても、この時点ではロック信号１がインヒビット入力端子に加えられているので、分割Ｂ領域事故判定出力は送出されない。
【００９９】
その後、ワンショットタイマＯＳＴ１１の復帰によってアンド回路ＡＮＤ１３のロックが解除されるとその時点で分割Ｂ領域事故判定出力が送出される。
【０１００】
また、分割Ａ領域負データ差電流比較出力がアンド回路ＡＮＤ１２に入力された場合も同様である。
【０１０１】
上記とは逆に先に分割Ｂ領域に事故が発生し、その後分割Ａ領域に事故が発生した場合も同様である。
【０１０２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、事故時の電流に直流分及びＣＴ飽和に伴う事故においても高速且つ正確に事故発生領域を判別することができ、しかも分割保護専用の装置を必要としない簡易な構成の母線保護継電装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による母線保護継電装置の第１の実施形態を示す機能ブロック図。
【図２】送電線の接続された複母線の構成図。
【図３】同実施形態において、図２に示す母線の内部に事故が発生した場合の電流及び母線毎に算出した動作量の波形を示すタイムチャート。
【図４】同実施形態における保護領域先着優先回路の処理の一例を説明するためのタイムチャート。
【図５】同実施形態において、図２に示す母線の内部に事故が発生した場合の電流及び母線毎に算出した動作量の波形を示すタイムチャート。
【図６】本発明の第１の実施形態における保護領域先着優先回路の他の構成例を示す回路図。
【図７】同保護領域先着優先回路において、分割Ａ領域及び分割Ｂ領域の両母線に事故が発生した場合の各ロジック回路の応動を示すタイムチャート。
【図８】本発明による母線保護継電装置の第２の実施形態を示す機能ブロック図。
【図９】同実施形態において、図２に示す母線の内部に事故が発生した場合の電流及び母線毎に算出した動作量の波形を示すタイムチャート。
【図１０】同実施形態における保護領域先着優先回路の処理の一例を説明するためのタイムチャート。
【図１１】同実施形態において、図２に示す母線の内部に事故が発生した場合の電流及び母線毎に算出した動作量の波形を示すタイムチャート
【図１２】図８に示す第２の実施形態の母線保護継電装置における保護領域先着優先回路の他の構成例を示す回路図。
【図１３】同保護領域先着優先回路において、分割Ａ領域及び分割Ｂ領域の両母線に事故が発生した場合の各ロジック回路の応動を示すタイムチャート。
【図１４】送電線の接続された複母線の構成図。
【図１５】従来の母線保護継電装置の一例を示す機能ブロック図。
【図１６】母線の内部に事故が発生した場合の電流及び母線毎に算出した動作量の波形を示すタイムチャート。
【図１７】図１４において、母線Ｂ１に事故が発生した際にＣＴＴ１が飽和に至った場合の各部の電流及び母線毎に算出した動作量の波形を示すタイムチャート。
【図１８】変流器の飽和を考慮した従来の母線保護継電装置を示す機能ブロック図。
【図１９】同母線保護継電装置において、図１４に示す母線Ｂ１に事故が発生した際にＣＴＴ１が飽和に至った場合の各部の電流及び母線毎に算出した動作量の波形を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１１…データ取得手段
１２…一括差電流演算手段
１３…分割差電流算出手段
１４…差電流比較手段
１５，１５Ａ…保護領域先着優先回路
１６…遮断出力手段
６１…一括正負差電流算出手段
６２…分割正負差電流算出手段
６３…正データ差電流比較手段
６４…負データ差電流比較手段
６５，６５Ａ…保護領域先着優先回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2004328813.tif 000017
【図１６】
2004328813.tif 000018
【図１７】
2004328813.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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