(57)【要約】【課題】保護領域外での事故において各端子のＣＴの飽和度に大きな差があっても、正確に事故発生領域を判別することにある。【解決手段】複数端子を送電線により連繋してなる電力系統の全ての端子のＣＴより入力する電流を所定の時間間隔でサンプリングした後にディジタル変換し、これらのデータを用いて動作量データと抑制量データを作成し、これら動作量データおよび抑制量データから比率差動演算を実行して保護領域内の事故の発生を判別する差動継電装置において、全てのＣＴの飽和に対する性能と事故時の系統情報を設定して保存し、これらの情報からＣＴ飽和発生時の飽和時動作量と飽和時抑制量を予測し、このデータを用いても誤動作のない差動演算の特性を新たに設定する。【選択図】　　図２
2004015930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数端子間を送電線により連繋してなる電力系統の前記各端子より変流器を介して取込まれる電流を所定の時間間隔でサンプリングした後にディジタル変換して得られる保護領域に対応する各端子のデータを収集するデータ取得手段と、
このデータ取得手段により収集された各端子のデータから動作量を算出する動作量データ作成手段と、
前記データ取得手段により収集された各端子のデータから抑制量を算出する抑制量データ作成手段と、
前記各端子の変流器の飽和現象に関する特性を予め設定する変流器情報設定手段と、
系統に事故が発生した場合の事故電流に関する情報を予め設定する系統情報設定手段と、
系統事故発生時に前記変流器情報設定手段および系統情報設定手段にそれぞれ設定された条件から変流器飽和現象に伴い発生すると考えられる飽和時動作量と飽和時抑制量とを予測する第１の演算手段と、
この第１の演算手段により得られた飽和時動作量と飽和時抑制量とから比率差動演算の誤動作を防止し得る演算係数と定数を予め設定する第２の演算手段と、前記電力系統の事故時に前記動作量および前記抑制量と前記第２の演算手段により設定された演算係数とを用いて所定の比率差動演算を実行し、事故が保護領域の内部か外部かを判定する第３の演算手段と、
この第３の演算手段の演算結果から事故発生領域の遮断器に対し遮断出力を送出する出力手段とを備えたことを特徴とした差動継電装置。
【請求項２】
請求項１記載の差動継電装置において、前記第３の演算手段は、動作量（Ｉｄ）と抑制量（Ｉｒ）を用いた２つ以上の比率差動演算
Ｉｄ−ｍ・Ｉｒ≧ｎ　（ｍは係数、ｎは定数）
による判定機能を有し、前記第１の演算手段により得られた飽和時動作量と飽和時抑制量を用いても比率差動演算による誤動作を防止し得る係数ｍを２つ以上の比率差動演算を実行する際にそれぞれ個別に設定したことを特徴とする差動継電装置。
【請求項３】
請求項１記載の差動継電装置において、前記第３の演算手段は、動作量（Ｉｄ）と抑制量（Ｉｒ）を用いた２つ以上の比率差動演算
Ｉｄ−ｍ・Ｉｒ≧ｎ　（ｍは係数、ｎは定数）
による判定機能を有し、前記第１の演算手段により得られた飽和時動作量と飽和時抑制量とを用いても比率差動演算による誤動作を防止し得る定数ｎを２つ以上の比率差動演算を実行する際にそれぞれ個別に設定したことを特徴とする差動継電装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の差動継電装置において、前記抑制量データ作成手段は、切替え可能な期間（Ｔｒｅｓ）における抑制量の最大値を保持し、第２の演算手段は、動作量（Ｉｄ）と抑制量最大値（ＩｒＴｍａｘ）を用いた以下の比率差動演算
Ｉｄ−ｍ・ＩｒＴｍａｘ≧ｎ　（ｍは係数、ｎは定数）
の実行に際して誤動作を防止し得る抑制量保持期間（Ｔｒｅｓ）を設定して前記抑制量データ作成手段に与えるようにしたことを特徴とする差動継電装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の差動継電装置において、前記第１の演算手段により算出された飽和時動作量と飽和時抑制量との関係を動作量−抑制量の平面上にプロットした図を表示させる機能を持つ飽和時特性表示手段を設けたことを特徴とする差動継電装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の差動継電装置において、前記変流器情報設定手段により設定すべき所定の項目を変流器毎に保存可能な変流器情報保存手段を設け、且つ前記変流器情報設定手段は前記変流器情報保存手段に保存された変流器情報を選択可能な構成としたことを特徴とする差動継電装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の差動継電装置において、前記系統情報設定手段により設定すべき所定の項目を系統毎に保存可能な系統情報保存手段を設け、且つ前記系統情報設定手段は前記系統情報保存手段に保存された系統情報を選択可能な構成としたことを特徴とする差動継電装置。
【請求項８】
複数端子間を送電線により連繋してなる電力系統の前記各端子より変流器を介して取込まれる電流を所定の時間間隔でサンプリングした後にディジタル変換して得られる保護領域に対応する各端子のデータを収集するデータ取得手段と、
このデータ取得手段により収集された各端子のデータから動作量を算出する動作量データ作成手段と、
前記データ取得手段により収集された各端子のデータから抑制量を算出する抑制量データ作成手段と、
前記各端子の変流器の飽和現象に関する特性を予め設定する変流器情報設定手段と、
系統に事故が発生した場合の事故電流に関する情報を予め設定する系統情報設定手段と、
系統事故発生時に前記変流器情報設定手段および系統情報設定手段にそれぞれ設定された条件から変流器飽和現象に伴い発生すると考えられる最大の飽和時動作量と飽和時抑制量を予測する第１の演算手段と、
この第１の演算手段により得られた飽和時動作量と飽和時抑制量から飽和時における比率差動演算による誤動作の有無を確認する第２の演算手段と、
この第２の演算手段により変流器飽和時に比率差動演算が誤動作する可能性が確認されると外部に警報を出力する変流器飽和警報出力手段と、
前記電力系統の事故時に前記動作量と前記抑制量とを用いて所定の比率差動演算を実行し、事故が保護領域の内部か外部かを判定する第３の演算手段と、
前記変流器飽和警報出力手段より警報が出力されると前記第３の演算手段に対して比率差動演算判定式に用いられる係数および定数を外部から入力して再設定する入力手段と、
前記第３の演算手段の演算結果から事故発生領域の遮断器に対し遮断出力を送出する出力手段とを備えたことを特徴とする差動継電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統の保護領域内における事故の発生の有無を判定する差動継電装置において、特に各端子に設置された変流器（以下単にＣＴと称する）の飽和による誤動作を防止し得る差動継電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電力系統における送電線等を差動原理に基づき保護する差動継電装置おいては、各端子に設置されたＣＴから取込まれる電流を所定の時間間隔でサンプリングした後、ディジタル変換して得られるディジタルデータを差動演算し、その演算結果に基づいて保護領域内における事故の発生か否かを判定している。
【０００３】
ところで、かかる差動継電装置において、電力系統における送電線等を保護する場合、各端子から電流を取り込むためのＣＴに飽和度の相違があると、誤差差動電流が発生し、事故電流の大きさによっては保護領域外の事故発生時に装置が誤動作することがある。
【０００４】
この対策として、例えば特許第２７６６３５０号公報に記載されている差動継電装置では、動作量（Ｉｄ）と抑制量（Ｉｒ）を用いた所定の比率差動演算
Ｉｄ−ｍ・Ｉｒ＝ｎ　［ｍは係数、ｎは定数］
に用いられる抑制量として、過去のサンプリング値の所定の期間における最大値を用することにより誤動作を防止するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この方式によれば、各端子間のＣＴの飽和度の差が僅かな場合には、保護領域外の事故での装置の誤動作を阻止することが可能であるが、適用するＣＴの特性や残留磁束の差が大きな場合には大きな差動電流が発生し、装置が誤動作する可能性があった。
【０００６】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、保護領域外での事故において各端子のＣＴの飽和度に大きな差があっても、ＣＴの飽和特性と系統事故発生時の事故電流に関する情報から事故時に発生し得る誤差電流を予め求めて誤動作のない特性を与えることにより、ＣＴ飽和を伴う事故においても正確に事故発生領域を判別することができる差動継電装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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差動継電装置を構成する。
【０００８】
請求項１に対応する発明は、複数端子間を送電線により連繋してなる電力系統の前記各端子より変流器を介して取込まれる電流を所定の時間間隔でサンプリングした後にディジタル変換して得られる保護領域に対応する各端子のデータを収集するデータ取得手段と、このデータ取得手段により収集された各端子のデータから動作量を算出する動作量データ作成手段と、前記データ取得手段により収集された各端子のデータから抑制量を算出する抑制量データ作成手段と、前記各端子の変流器の飽和現象に関する特性を予め設定する変流器情報設定手段と、系統に事故が発生した場合の事故電流に関する情報を予め設定する系統情報設定手段と、系統事故発生時に前記変流器情報設定手段および系統情報設定手段にそれぞれ設定された条件から変流器飽和現象に伴い発生すると考えられる飽和時動作量と飽和時抑制量とを予測する第１の演算手段と、この第１の演算手段により得られた飽和時動作量と飽和時抑制量から比率差動演算の誤動作を防止し得る演算係数と定数を予め設定する第２の演算手段と、前記電力系統の事故時に前記動作量および前記抑制量と前記第２の演算手段により設定された演算係数とを用いて所定の比率差動演算を実行し、事故が保護領域の内部か外部かを判定する第３の演算手段と、この第３の演算手段の演算結果から事故発生領域の遮断器に対し遮断出力を送出する出力手段とを備える。
【０００９】
請求項２に対応する発明は、請求項１に対応する発明の差動継電装置において、前記第３の演算手段は、動作量（Ｉｄ）と抑制量（Ｉｒ）を用いた２つ以上の比率差動演算
Ｉｄ−ｍ・Ｉｒ≧ｎ　（ｍは係数、ｎは定数）
による判定機能を有し、前記第１の演算手段により得られた飽和時動作量と飽和時抑制量とを用いても比率差動演算による誤動作を防止し得る係数ｍを２つ以上の比率差動演算を実行する際にそれぞれ個別に設定する。
【００１０】
請求項３に対応する発明は、請求項１に対応する発明の差動継電装置において、前記第３の演算手段は、動作量（Ｉｄ）と抑制量（Ｉｒ）とを用いた２つ以上の比率差動演算
Ｉｄ−ｍ・Ｉｒ≧ｎ　（ｍは係数、ｎは定数）
による判定機能を有し、前記第１の演算手段により得られた飽和時動作量と飽和時抑制量とを用いても比率差動演算による誤動作を防止し得る定数ｎを２つ以上の比率差動演算を実行する際にそれぞれ個別に設定する。
【００１１】
請求項４に対応する発明は、前記抑制量データ作成手段は、切替え可能な期間（Ｔｒｅｓ）における抑制量の最大値を保持し、第２の演算手段は、動作量（Ｉｄ）と抑制量最大値（ＩｒＴｍａｘ）とを用いた以下の比率差動演算
Ｉｄ−ｍ・ＩｒＴｍａｘ≧ｎ　（ｍは係数、ｎは定数）
の実行に際して誤動作を防止し得る抑制量保持期間（Ｔｒｅｓ）を設定して前記抑制量データ作成手段に与える。
【００１２】
請求項５に対応する発明は、請求項１乃至請求項４の何れかに対応する発明の差動継電装置において、前記第１の演算手段により算出された飽和時動作量と飽和時抑制量との関係を動作量−抑制量の平面上にプロットした図を表示させる機能を持つ飽和時特性表示手段を設ける。
【００１３】
請求項６に対応する発明は、前記変流器情報設定手段により設定すべき所定の項目を変流器毎に保存可能な変流器情報保存手段を設け、且つ前記変流器情報設定手段は前記変流器情報保存手段に保存された変流器情報を選択可能な構成とする。
【００１４】
請求項７に対応する発明は、請求項１乃至請求項４の何れかに対応する発明の差動継電装置において、前記系統情報設定手段により設定すべき所定の項目を系統毎に保存可能な系統情報保存手段を設け、且つ前記系統情報設定手段は前記系統情報保存手段に保存された系統情報を選択可能な構成とする。
【００１５】
請求項８に対応する発明は、複数端子間を送電線により連繋してなる電力系統の前記各端子より変流器を介して取込まれる電流を所定の時間間隔でサンプリングした後にディジタル変換して得られる保護領域に対応する各端子のデータを収集するデータ取得手段と、このデータ取得手段により収集された各端子のデータから動作量を算出する動作量データ作成手段と、前記データ取得手段により収集された各端子のデータから抑制量を算出する抑制量データ作成手段と、前記各端子の変流器の飽和現象に関する特性を予め設定する変流器情報設定手段と、系統に事故が発生した場合の事故電流に関する情報を予め設定する系統情報設定手段と、系統事故発生時に前記変流器情報設定手段および系統情報設定手段にそれぞれ設定された条件から変流器飽和現象に伴い発生すると考えられる最大の飽和時動作量と飽和時抑制量とを予測する第１の演算手段と、この第１の演算手段により得られた飽和時動作量と飽和時抑制量とから飽和時における比率差動演算による誤動作の有無を確認する第２の演算手段と、この第２の演算手段により変流器飽和時に比率差動演算が誤動作する可能性が確認されると外部に警報を出力する変流器飽和警報出力手段と、前記電力系統の事故時に前記動作量と前記抑制量とを用いて所定の比率差動演算を実行し、事故が保護領域の内部か外部かを判定する第３の演算手段と、前記変流器飽和警報出力手段より警報が出力されると前記第３の演算手段に対して比率差動演算判定式に用いられる係数および定数を外部から入力して再設定する入力手段と、前記第３の演算手段の演算結果から事故発生領域の遮断器に対し遮断出力を送出する出力手段とを備える。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明による差動継電装置を２端子送電線の各端子に設置した例を示す系統構成図である。
【００１８】
図１において、Ａ端子の母線ＢＡとＢ端子の母線ＢＢとの間が図示しない遮断器をそれぞれ介して送電線Ｌにより接続され、送電線ＬのＡ端子側にはＣＴＡが、送電線ＬのＢ端子側にはＣＴＢが設置され、それぞれ送電線に流れる電流を所定の変換比で取り込む構成としている。
【００１９】
Ａ端子側のＣＴ−Ａからの電流は、差動継電継電装置１０−Ａに取り込まれ、Ｂ端子側のＣＴ−Ｂからの電流は差動継電継電装置１０−Ｂに取り込まれる。
【００２０】
ここで、各差動継電装置に取り込まれた電流は、後述するデータ取得手段により所定の周期でサンプリングされた後にディジタル変換され、そのディジタルデータは送受信手段２１Ａ−１と２１−Ｂ相互間で伝送手段２２を経由して送受信される。伝送手段については専用の通信回線や伝送路やネットワークを適用する方式があるが、伝送手段に関しては本発明の主旨では無いので説明を省略する。また、他方から受信したディジタルデータについては、自端収集データとの同期制御を実施した後に動作量や抑制量の作成に用いられる。
【００２１】
図２は、本発明による差動継電装置の第１の実施形態を示すブロック構成図である。
【００２２】
図２において、差動継電装置１０は、電力系統の自端のＣＴより入力される電流を所定の時間間隔でサンプリングした後にディジタル変換して得られるデータと送受信手段２１により受信した相手端のデータを収集するデータ取得手段１１と、データ取得手段１１で収集した各端子のデータから動作量（差動電流）を算出する動作量データ作成手段１２と、データ取得手段１１により収集した各端子のデータから抑制量を算出する抑制量データ作成手段１３と、装置へ電流データを取り込むためのＣＴの飽和現象に関する特性を予め設定するＣＴ情報設定手段１４と、系統に事故が発生した場合の事故電流に関する情報を予め設定する系統情報設定手段１５と、ＣＴ情報設定手段１４と系統情報設定手段１５によりそれぞれ設定された条件から系統事故発生時にＣＴ飽和現象に伴い発生すると考えられる飽和時動作量と飽和時抑制量を予測するＣＴ飽和時電流予測手段１６と、ＣＴ飽和時電流予測手段１６により得られた飽和時動作量と飽和時抑制量から比率差動演算の誤動作を防止可能な演算係数と定数を予め設定するＣＴ飽和時演算確認手段１７と、前記動作量と前記抑制量とＣＴ飽和時演算確認手段１７にて設定した演算係数および定数を用いた比率差動演算により保護領域（保護区間）の内部又は外部事故の判定を行う差動演算手段１８と、差動演算手段１８の演算結果から事故発生領域の遮断器に対し遮断出力を送出する出力手段１９とから構成されている。
【００２３】
一般に差動継電装置においては、動作量データとして差動電流（各端子電流のベクトル和）の振幅値演算結果が適用され、抑制量データとして各端子電流のスカラー和や代表端子の流出電流や各端子電流において特定の電圧成分との同位相成分を抽出した後のスカラー和などの振幅値演算結果が用いられるが、上記構成の差動継電装置に関しては、振幅値演算の手法（例えば加算形や積算形といった方式）や抑制量データの種類について限定されるものではない。
【００２４】
次に上記のように構成された差動継電装置１０の作用を述べる。
【００２５】
いま、図１において、Ａ端子側のＣＴ−Ａからの電流は差動継電装置１０−Ａのデータ取得手段に取込まれ、Ｂ端子側のＣＴ−Ｂからの電流は差動継電装置１０−Ｂのデータ取得手段に取込まれる。各差動継電装置１０−Ａ、１０−Ｂのデータ取得手段に取込まれた電流は、ディジタル変換された後に互いに相手側端子の差動継電装置に送受信手段２１−Ａ，２１−Ｂより伝送手段２２を経由して送信される。
【００２６】
この場合、送受信手段２１−Ａ，２１−Ｂにより受信した相手端側からのディジタル信号については、自端収集データとの同期制御を実施した後に動作量や抑制量の作成に用いられる。
【００２７】
ここで、図２により差動保護継電装置１０の作用を詳細に説明する。
【００２８】
まず、データ取得手段１１では、電力系統の保護領域を構成する各端子側のＣＴからの電流を所定の時間間隔でサンプリングした後、ディジタル変換して得られる全端子の電流データを収集する。
【００２９】
動作量データ作成手段１２は、データ取得手段１１により収集された全端子からのデータを用いて保護領域における動作量を算出する。
【００３０】
ここでは、図１に示した２端子送電線において、データ取得手段１１にて収集した２端子の電流データに対し、例えばベクトル和から動作量（Ｉｄ）を算出する。
【００３１】
送電線Ｌを保護領域とする差動継電装置において、Ａ端子のＣＴ−Ａから取り込んだ電流をＩＡ、Ｂ端子のＣＴ−Ｂから取り込んだ電流ＩＢとした場合、動作量（Ｉｄ）は、
Ｉｄ＝ＩＡ＋ＩＢ
により算出される。
【００３２】
抑制量データ作成手段１３は、データ取得手段１１により収集された全端子からのデータを用いて保護領域における抑制量を算出する。
【００３３】
ここでは、図１に示した２端子送電線において、データ取得手段１１にて収集した２端子の電流データに対し、例えばスカラー和から抑制量（Ｉｒ）を算出する。
【００３４】
送電線Ｌを保護領域とする差動継電装置において、Ａ端子のＣＴ−Ａから取り込んだ電流をＩＡ、Ｂ端子のＣＴ−Ｂから取り込んだ電流ＩＢとした場合、抑制量（Ｉｒ）は、
Ｉｒ＝｜ＩＡ｜＋｜ＩＢ｜
により算出される。
【００３５】
一方、ＣＴ情報設定手段１４では、端子の電流データを取り込むための主ＣＴの飽和現象に関する情報を予め設定する。設定する項目としては、事故電流によるＣＴの二次励磁電圧とＣＴの飽和点電圧が確認できるものとし、例えば、端子毎にＣＴの飽和点電圧（Ｖｓａｔ）、二次巻線抵抗（Ｒｃｔ）、定常時の励磁インピーダンス（Ｌ０）、二次回路負担（Ｒｂ）、残留磁束想定値（Ｂｒ）などを設定する。
【００３６】
ＣＴの飽和点電圧（Ｖｓａｔ）は、ＣＴの励磁特性により与えられる。この場合、ＣＴ二次励磁電流の増加に対する二次励磁電圧の増加が５：１となったポイントとしても確認できる。また、定常時の励磁インピーダンス（Ｌ０）もＣＴの飽和点電圧と同様にＣＴの励磁特性から与えられ、定格電流通電時に定格負担にて発生する励磁電圧レベルでのインピーダンスを
Ｌ０＝ΔＶ／ΔＩ
として簡易的に求めることができる。
【００３７】
また、二次回路負担については、主ＣＴに接続されているケーブルの負担および主回路への保護装置の接続による負担を計算する。
【００３８】
さらに、残留磁束想定値（Ｂｒ）は、ＣＴの種別と設定する事故のケースに応じて変化させる必要がある。例えば、保護領域の内部事故直後の外部事故における飽和の影響を確認するケースと、定格電流相当の潮流が流れている時の外部事故におけるＣＴ飽和の影響を確認するケースでは、各ＣＴにおける残留磁束の設定が大きく異なる。また、ＣＴの鉄心が閉鉄心かギャップ付きかによっても残留磁束の設定が異なることから、ＣＴ飽和の影響を確認するケースとＣＴの種別により設定値を決定する。
【００３９】
図３は、ＣＴの励磁特性の一例である。この励磁特性からは、当該ＣＴの飽和点電圧（Ｖｓａｔ）および定常時の励磁インピーダンス値（Ｌ０）を読み取ることができる。
【００４０】
系統情報設定手段１５は、系統に事故が発生したときの事故電流に関する情報を設定する。設定する項目としては、差動継電装置の適用系統において保護領域の外部に事故が発生したときの事故電流（Ｉｆ）、直流分時定数（Ｔ１）、および事故電流の向き（Ｃ）を端子毎に設定する。
【００４１】
ＣＴの飽和現象は、事故電流の大きさおよび直流分時定数の大きさに大きな影響を受けることは周知である。従って、外部事故における事故点の選定については、事故電流の大きなケース、および直流分時定数の大きなケースを選定しておく必要がある。
【００４２】
ＣＴ飽和時電流予測手段１６は、ＣＴ情報設定手段１４および系統情報設定手段１５において設定された情報を用いて、保護領域の外部事故時に発生する可能性のある飽和時動作量（誤差差動電流）を算出する。
【００４３】
図４は、ＣＴの等価回路である。図４において、励磁回路に流れる励磁電流（ｉ０）は、下記（１）式にて与えられる。
【００４４】
【数１】
2004015930.tif 000003
となる。
【００４５】
図５は、ＣＴ飽和が発生しない場合に励磁回路に流れる電流の様相を示した図である。上記（３）式において、抵抗Ｒｂにおける交流成分に該当する部分をｉＯＡＣとすると、
【数２】
2004015930.tif 000004
であり、図５に示す電流１に相当する。励磁回路に流れる直流分をｉＯＤＣとした場合、
【数３】
2004015930.tif 000005
となる。これは図５に示す電流２に相当し、電流１と電流２を加えたものが電流３である。上記（３）式は、この電流３の最大値を考慮したものであり、図５における電流４として与えられる。
【００４６】
ここで、上記（３）式のＫｔｆは過渡係数と呼ばれ、交流分励磁電流のＫｔｆ倍の励磁電流が過渡的に流れることを示しているが、励磁電流と磁束は比例関係にあることから、これはそのまま事故電流の交流成分で発生する磁束に対する総合磁束の比と捉えることができる。
【００４７】
ＣＴ飽和時電流予測手段１６において、飽和時動作量を算出するためには、過渡係数（Ｋｔｆ）とＣＴの飽和点電圧と特定の電流によるＣＴ二次励磁電圧との比による等価過電流定数（Ｋｃｔ）を算出する。等価過電流定数（Ｋｃｔ）は
【数４】
2004015930.tif 000006
［　Ｉｎ２：ＣＴ２次定格電流、ｎ：ＣＴの過電流定数、Ｒｎ：ＣＴ定格負担
］
ここで、過電流定数ｎには例えばｎ≧１０、ｎ≧２０といった離散的な値での設定が行われることが多い。しかしながら、正確な飽和点電圧を計算するためには、正確な過電流定数を与える必要があるため、
【数５】
2004015930.tif 000007
として与え、等価過電流定数を
【数６】
2004015930.tif 000008
として計算する。
【００４８】
上記計算による等価過電流定数は、飽和磁束と事故時電流の交流成分による磁束のピーク値との比であり、
Ｋｔｆ＝Ｋｃｔ
なる関係を与える時刻ｔを算出することにより、飽和開始のタイミング（Ｔｓａｔ）が計算できる。ここで、ＣＴに残留磁束（Ｂｒ［％］）を考慮する場合には、Ｋｃｔに対し残留磁束分を考慮する必要があるため、
【数７】
2004015930.tif 000009
なる関係から飽和開始のタイミングを計算する。ここで計算上の解が得られない場合には、当該ＣＴは飽和しないと判断する。
【００４９】
次にＣＴ飽和により発生する飽和時動作量と飽和時抑制量を算出する。外部事故時の動作量は通常ゼロであるが、何れかの端子のＣＴが飽和することにより差動電流が発生し、これが飽和時動作量となる。ＣＴ飽和に伴う差動電流は飽和したＣＴの二次回路電流が励磁回路への電流流出により欠落することで発生する。
【００５０】
図６は、ＣＴ飽和発生時の磁束と二次電流を示した図である。
【００５１】
図６において、磁束（φ）が過渡直流分により飽和レベルに達することにより二次電流の一部が欠落している。磁束が飽和レベルに達するタイミングは、先に過渡係数と等価過電流定数の関係から算出した時刻（Ｔｓａｔ）と略同一となる。
【００５２】
飽和に伴う二次電流の欠落部分（図６の斜線部分）が誤差電流（Ｉｅｒｒ）となる。この飽和の発生要因は事故電流の直流分に伴う偏磁によるものであり、かつ、飽和時の励磁インピーダンス（Ｌ０）の影響によりＣＴの二次時定数が非常に小さくなったことを考慮すると、二次回路電流の欠落は一次電流の時定数に従い、徐々に小さくなって行く。
【００５３】
従って、飽和発生直後からの誤差電流（Ｉｅｒｒ）は、
【数８】
2004015930.tif 000010
として近似できる。但し、２端子以上で飽和が発生した場合には、それらの端子電流が流入方向か流出方向かを確認することにより、加算または減算を決定して全端子トータルの飽和時動作量（Ｉｄｓ）を算出できる。
【００５４】
Ｉｄｓ＝ｃ１・Ｉｅｒｒ１＋ｃ２・Ｉｅｒｒ２＋…
［　ｃ１、ｃ２…は事故電流の方向を示す係数で流出時“１”、流入時“−１”　］
但し、飽和時動作量が発生するのはＣＴ飽和発生時以降であり、ＣＴ飽和発生以前の動作量にはゼロデータを与えておく。
【００５５】
図１に示す２端子送電線を有する系統において、事故点ｘに送電線の外部事故が発生した場合、ｃ１＝−１、ｃ２＝１にて与えられるため、飽和時動作量は、
Ｉｄｓ＝−Ｉｅｒｒ１＋Ｉｅｒｒ２
として算出できる。
【００５６】
図１に示した系統において、事故点ｘに事故が発生した場合、変流器ＣＴＡと変流器ＣＴＢに流れる事故電流と直流分時定数は同一であり、残留磁束とＣＴ特性（飽和点電圧、ＣＴ二次巻線抵抗）、ＣＴ二次回路負担の相違によりＩｅｒｒ１とＩｅｒｒ２に差が生じ、飽和時動作量が発生することとなる。
【００５７】
飽和時抑制量は算出方法にもよるが、例えば各端子電流のスカラー和を抑制量としている場合には、各端子に設定した事故電流（Ｉｆ）の絶対値から各端子の誤差電流（Ｉｅｒｒ）の絶対値を減じ、その絶対値を全端子分加算することにより、飽和時抑制量（Ｉｒｓ）を算出できる。
【００５８】
【数９】
2004015930.tif 000011
【００５９】
例えば、図１に示した系統において、図示ｘ点に外部事故が発生した場合の飽和時抑制量は、
【数１０】
2004015930.tif 000012
となる。
【００６０】
ＣＴ飽和時演算確認手段１７は、ＣＴ飽和時電流予測手段１６において算出した飽和時動作量（Ｉｄｓ）と飽和時抑制量（Ｉｒｓ）から、飽和時に差動演算手段１８における比率差動演算による誤動作の有無を確認し、誤動作の可能性がある場合には、これを防止可能な演算係数と定数を設定する。
【００６１】
差動演算手段１８における比率差動要素は、例えば、動作量（Ｉｄ）と抑制量（Ｉｒ）を用いた演算式
Ｉｄｓ−ｍ・Ｉｒｓ≧ｎ　（ｍは係数、ｎは定数）…　（４）
で示される。この演算式に対し、ＣＴ飽和時電流予測手段１７にて算出した飽和時動作量と飽和時抑制量を適用した演算を実行する。この演算において、全てのタイミングで（４）式の動作条件が成立しない場合は、誤動作となることから予め設定された抑制量の係数ｍおよび定数ｎを用いて演算を実施する。
【００６２】
しかしながら、飽和時動作量と飽和時抑制量により（４）式の動作条件が成立した場合には、抑制量の係数ｍの変更を行う。
【００６３】
図７は、ＣＴ飽和時演算確認手段１７の処理フローの一例である。以下フローを用いてＣＴ飽和時演算確認手段１７の処理について述べる。
【００６４】
まず、ステップＳ１として何れかのＣＴで最初にＣＴ飽和が発生したタイミングＴｓａｔ１における飽和時動作量（Ｉｄｓ）を抽出する。
【００６５】
次にステップＳ２として同じくＴｓａｔ１における飽和時抑制量（Ｉｒｓ）を抽出する。そして、ステップＳ３としてステップＳ１、ステップＳ２で抽出した飽和時動作量と飽和時抑制量を差動演算判定式に代入する。
【００６６】
この時、定数ｎは予め設定された値をそのまま用い、（４）式において左辺＝右辺となるような抑制量係数ｍを算出する。
【００６７】
ｍ＝（Ｉｄｓ−ｎ）／Ｉｒｓ
ここで算出した係数ｍがＣＴ飽和発生時に差動演算判定が誤動作する可能性のある限界値であり、これに対し、さらにマージンを考慮した特性とする必要がある。
【００６８】
そこで、ステップＳ４では、ステップＳ３において算出した係数ｍに基づき、（４）式が左辺＜右辺となるように例えば係数ｍを１．１倍した係数ｍ’や、係数ｍに０．１を加えた係数ｍ’を決定する。また、同様にして係数ｍを変更しないままで左辺＜右辺となるような定数ｎ’を決定する方式も有効である。
【００６９】
図８は、ＣＴ飽和時演算確認手段１７の処理フローの他の例である。以下フローを用いてＣＴ飽和時演算確認手段の処理について述べる。
【００７０】
まず、ステップＳ１１として何れかのＣＴで最初にＣＴ飽和が発生したタイミングＴｓａｔ１における飽和時動作量（Ｉｄｓ）を抽出する。次にステップＳ１２として同じくＴｓａｔ１における飽和時抑制量（Ｉｒｓ）を抽出する。そして、ステップＳ１３としてステップＳ１１、ステップＳ１２で抽出した飽和時動作量と飽和時抑制量を差動演算判定式に代入する。
【００７１】
この時、抑制量の係数ｍは予め設定された値をそのまま用い、（４）式が左辺＝右辺となるような定数ｎを算出する。
【００７２】
ｎ＝Ｉｄｓ−ｍ・Ｉｒ
ここで算出した定数ｎがＣＴ飽和発生時に差動演算判定が誤動作する可能性のある限界値であり、これに対し、さらにマージンを考慮した特性とする必要がある。
【００７３】
そこで、ステップＳ１４では、ステップＳ１３において算出した定数ｎに基づき、（４）式が左辺＜右辺となるように例えば定数ｎを１．１倍した定数ｎ’や、定数ｎに最小動作感度値の５０％を加えた定数ｎ’を決定する。
【００７４】
他方、差動演算手段１８においては、動作量データ作成手段１２にて算出した動作量データ（Ｉｄ）、抑制量データ作成手段１３にて算出した抑制量データ（Ｉｒ）を用いて保護領域の内部、外部事故判定を行うため比率差動演算を行う。
【００７５】
比率差動演算は、例えば、動作量（Ｉｄ）と抑制量（Ｉｒ）の関係を示す式
Ｉｄ−ｍ・Ｉｒ≧ｎ（ｍは係数、ｎは定数）
により判定が行われる。
【００７６】
ここで判定に用いる抑制量の係数ｍおよび定数ｎは、ＣＴ飽和時演算確認手段１７でＣＴ飽和時の誤動作の確認を行い、変更の必要が無ければ予め設定された値をそのまま用い、ＣＴ飽和時演算確認手段１７で新たな係数ｍ’もしくは定数ｎ’が設定された場合には、設定値を適用した判定を行う。
【００７７】
この判定が成立した場合には、保護領域の内部に事故が発生したとして出力手段１９に対する動作信号を送出する。
【００７８】
この出力手段１９においては、差動演算手段１８が母線の内部に事故が発生していることを検出した場合に、保護領域を区分する遮断器に対して遮断出力を送出する。
【００７９】
このように飽和時動作量と飽和時抑制量を用いて新たに設定した係数ｍまたは定数ｎを差動演算手段１８に用いる演算式に適用することにより、ＣＴ飽和に伴う誤差差動電流においても誤動作の無い差動演算を実行することができる。
【００８０】
この場合、ＣＴ飽和時演算確認手段１７においては、設定可能な係数ｍおよび定数ｎを予め２つ以上用意しておき、その中から新たに適用する係数および定数を選択する方式も有効である。
【００８１】
次に本発明による差動継電装置の第２の実施形態を述べる、ハード構成については図２と同じなので、ここではその説明を省略する。
【００８２】
第２の実施形態では、図２の差動演算手段１８が動作量（Ｉｄ）と抑制量（Ｉｒ）を用いた２つ以上の比率差動演算を実行する判定式
Ｉｄ−ｍ・Ｉｒ≧ｎ　（ｍは係数、ｎは定数）
を有し、ＣＴ飽和時演算確認手段１７は差動演算手段１８において上記判定式に基づいて２つ以上の比率差動演算を実行するにあたり、ＣＴ飽和時電流予測手段１６より得られた飽和時動作量と飽和時抑制量を適用した場合にも比率差動演算の誤動作を防止可能な係数ｍをそれぞれ個別に設定するようにしたもので、それ以外は第１の実施形態と同じである。
【００８３】
一例として、差動演算手段１８が、動作量（Ｉｄ）と抑制量（Ｉｒ）に関し、
Ｉｄ−ｍ１・Ｉｒ≧Ｎ１　　…（５−１）
Ｉｄ−ｍ２・Ｉｒ≧Ｎ２　　…（５−２）
Ｉｄ−ｍ３・Ｉｒ≧Ｎ３　　…（５−３）
［但し、ｍ１＜ｍ２＜ｍ３、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３は固定の定数で、Ｎ１＜Ｎ２＜Ｎ３］
の３つの判定式から構成されている場合について説明する。
【００８４】
図９は、差動演算手段１８の演算判定式が有する比率特性の一例である。動作量−抑制量平面において、特性２−１には判定式（５−１）が、特性２−２には判定式（５−２）が、特性２−３には判定式（５−３）が適用し、３つの判定式全てが成立した領域が差動演算手段１８における動作域となる。これらの３つの特性に対し、何れの特性に対しＣＴ飽和に伴う誤動作対策を施すかは、ＣＴ飽和時電流予測手段１６において算出した飽和時動作量と飽和時抑制量の軌跡によって決定する。
【００８５】
図９に示した例のように、飽和時動作量と飽和時抑制量による軌跡が、特性２−２の部分において動作域に入る場合には、特性２−２を構成する判定式（５−２）の抑制量に対する係数ｍを変更する。
【００８６】
図１０は本発明の第２の実施形態におけるＣＴ飽和時演算確認手段１７の処理の一例を示すフローチャートである。以下、差動電流判定確認手段１７の処理について説明する。
【００８７】
まず、ステップＳ２１として３つの判定式において、（５−１）式と（５−２）式が交わるポイントにおける抑制量Ｉｒ１−２、（５−２）式と（５−３）式が交わるポイントにおける抑制量Ｉｒ２−３とし、各々のポイントにおける抑制量の値を確認する。
【００８８】
次にステップＳ２２として、飽和時抑制量（Ｉｄｓ）と飽和時抑制量（Ｉｒｓａｔ）を（５−１）、（５−２）、（５−３）の３式にそれぞれ組み込み、３つの判定式が全て成立したサンプリングポイントを抽出し、この動作ポイントにおける飽和時抑制量（Ｉｒ＿ｐｕ）を決定する。ステップＳ２３においては、動作ポイントにおける抑制量（Ｉｒ＿ｐｕ）が
０≦Ｉｒ＿ｐｕ≦Ｉｒ１−２
の範囲内か否かを判定し、範囲内であればステップＳ２３１へ、そうで無ければステップＳ２４に進む。
【００８９】
ステップＳ２３１では（５−１）式の左辺に飽和時動作量（Ｉｄｓ）と飽和時抑制量（Ｉｒｓ）を代入した値
Ｉ８７１（ｔ）＝Ｉｄｓ（ｔ）−ｍ１・Ｉｒｓ（ｔ）
を計算する。ステップＳ２３２において、Ｉ８７１が最も大きな値となるタイミング（ｔｍａｘ）におけるＩｄｓ（ｔｍａｘ）、Ｉｒｓ（ｔｍａｘ）を選択する。ステップＳ２３３ではこの値を（５−１）式に代入し、左辺＝右辺となるような係数ｍ１”を計算する。
【００９０】
【数１１】
2004015930.tif 000013
【００９１】
ここで算出した係数ｍ１”がＣＴ飽和発生時に差動演算判定が誤動作する可能性のある限界値であり、これに対し、さらにマージンを考慮した特性とする必要がある。ステップＳ２３４では左辺＜右辺となるように例えば係数ｍ１”を１．１倍した係数ｍ１’や、係数ｍ１”に０．１を加えた係数ｍ１’を決定する。ステップＳ２３５では３つの判定式における係数の関係が
ｍ１’＜ｍ２＜ｍ３
となっているか否かを確認し、この関係が崩れる場合には、ステップＳ２３６においては、ｍ２、ｍ３について
ｍ１’＜ｍ２＜ｍ３
の関係が維持できるように再設定を行う。
【００９２】
再設定は、例えばｍ２、ｍ３の係数を所定の比率で増加させていく方式で行い、ｍ２優先で実施するが、ｍ２の変更のみではｍ２＜ｍ３の関係が維持できない場合のみ、ｍ３についても再設定を行う。
【００９３】
ステップＳ２４では動作ポイントにおける抑制量（Ｉｒ＿ｐｕ）の大きさが
Ｉｒ１−２＜Ｉｒ＿ｐｕ≦Ｉｒ２−３
の範囲内であるか否かを判定し、範囲内であればステップＳ２４１へ、そうで無ければステップＳ２５に進む。ステップＳ２４１では（５−２）式の左辺に飽和時動作量（Ｉｄｓ）と飽和時抑制量（Ｉｒｓ）を代入した値
Ｉ８７２（ｔ）＝Ｉｄｓ（ｔ）−ｍ２・Ｉｒｓ（ｔ）
を計算する。ステップＳ２４２においてはＩ８７２が最も大きな値となるタイミング（ｔｍａｘ）におけるＩｄｓ（ｔｍａｘ）、Ｉｒｓ（ｔｍａｘ）を選択する。ステップＳ２４３ではこの値を（５−２）式に代入し、左辺＝右辺となるような係数ｍ２”を計算する。
【００９４】
【数１２】
2004015930.tif 000014
【００９５】
ここで算出した係数ｍ２”がＣＴ飽和発生時に差動演算判定が誤動作する可能性のある限界値であり、これに対し、さらにマージンを考慮した特性とする必要がある。ステップＳ２４４では左辺＜右辺となるように例えば係数ｍ２”を１．１倍した係数ｍ２’や、係数ｍ２”に０．１を加えた係数ｍ２’を決定する。ステップＳ２４５では２つの判定式における係数の関係が
ｍ２’＜ｍ３
となっているか否かを確認し、この関係が崩れる場合には、ステップＳ２４６においては、ｍ３について
ｍ２’＜ｍ３
なる関係が維持できるように再設定を行う。
【００９６】
再設定は、例えばｍ３の係数を所定の比率で増加させていく方式で行う。
【００９７】
ステップＳ２５では動作ポイントにおける抑制量（Ｉｒ＿ｐｕ）の大きさがＩｒ２−３より大きいか否かを判定し、Ｉｒ２−３より大きければステップＳ２５１へ進み、そうで無ければ処理を終了する。ステップＳ２５１では（５−３）式の左辺に飽和時動作量（Ｉｄｓ）と飽和時抑制量（Ｉｒｓ）を代入した値
Ｉ８７３（ｔ）＝Ｉｄｓ（ｔ）−ｍ３・Ｉｒｓ（ｔ）
を計算する。ステップＳ２５２においてはＩ８７３が最も大きな値となるタイミング（ｔｍａｘ）におけるＩｄｓ（ｔｍａｘ）、Ｉｒｓ（ｔｍａｘ）を選択する。ステップＳ２５３ではこの値を（５−３）式に代入し、左辺＝右辺となるような係数ｍ３”を計算する。
【００９８】
【数１３】
2004015930.tif 000015
【００９９】
ここで算出した係数ｍ３”がＣＴ飽和発生時に差動演算判定が誤動作する可能性のある限界値であり、これに対し、さらにマージンを考慮した特性とする必要がある。ステップＳ２５４では左辺＜右辺となるように例えば係数ｍ３”を１．１倍した係数ｍ３’や、係数ｍ３”に０．１を加えた係数ｍ３’を決定する。
【０１００】
図１１は差動演算判定の係数再設定による対策例を示す比率特性図である。
【０１０１】
差動演算手段１８が有する３つの判定式のうち、特性２−２を与える判定がＣＴ飽和に伴う飽和時動作量と飽和時抑制量の関係で誤動作したとする。この時、動作ポイントが与える抑制量（Ｉｒ＿ｐｕ）は特性２−２を与える領域であり、特性２−２に対してＩｄｓ（ｔｍａｘ）とＩｒｓ（ｔｍａｘ）により与えられるａ点にさらにマージンを考慮した演算判定式の係数を新たに設定し、新特性２−２’を与えることにより誤動作を防止できる。
【０１０２】
このように２つ以上の差動演算判定に対して、飽和時動作量と飽和時抑制量を用いて新たに設定した係数ｍをそれぞれの演算式に適用することにより、ＣＴ飽和に伴う誤差差動電流においても誤動作の無い差動演算による判定を行なうことができる。
【０１０３】
係数ｍの決定にあたっては、２つ以上の差動演算判定に対してそれぞれ２つ以上、設定可能な係数ｍを予め用意しておき、その中から新たに適用する係数を選択する方式も有効である。
【０１０４】
次に本発明による差動継電装置の第３の実施形態を述べるに、ハード構成は図２と同じなので、その説明を省略する。
【０１０５】
第３の実施形態の差動継電装置は、図２の差動演算手段１８が動作量（Ｉｄ）と抑制量（Ｉｒ）を用いた２つ以上の比率差動演算を実行する判定式
Ｉｄ−ｍ・Ｉｒ≧ｎ　（ｍは係数、ｎは定数）
を有し、ＣＴ飽和時演算確認手段１７は差動演算手段１８において上記判定式に基づいて２つ以上の比率差動演算を実行するにあたり、ＣＴ飽和時電流予測手段１６より得られた飽和時動作量と飽和時抑制量を適用した場合にも比率差動演算の誤動作を防止可能な定数ｎをそれぞれ個別に設定するようにしたもので、それ以外は第１の実施形態と同じである。
【０１０６】
一例として、差動演算手段１８が、動作量（Ｉｄ）と抑制量（Ｉｒ）に関し、
Ｉｄ−Ｍ１・Ｉｒ≧ｎ１　　（６−１）
Ｉｄ−Ｍ２・Ｉｒ≧ｎ２　　（６−２）
Ｉｄ−Ｍ３・Ｉｒ≧ｎ３　　（６−３）
［但し、ｎ１＜ｎ２＜ｎ３、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３は固定の係数で、Ｍ１＜Ｍ２＜Ｍ３］
の３つの判定式から構成されている場合について説明する。
【０１０７】
図１２は差動演算手段１８の演算判定式が有する比率特性の一例である。
【０１０８】
動作量−抑制量平面において、特性３−１には判定式（６−１）が、特性３−２には判定式（６−２）が、特性３−３には判定式（６−３）が適用し、３つの判定式全てが成立した領域が差動演算手段１８における動作域となる。これらの３つの特性に対し、何れの特性に対しＣＴ飽和に伴う誤動作対策を施すかは、ＣＴ飽和時電流予測手段１６において算出した飽和時動作量と飽和時抑制量の軌跡によって決定する。
【０１０９】
図１２に示した例のように、飽和時動作量と飽和時抑制量による軌跡が、特性３−３の部分において動作域に入る場合には、特性３−３を構成する判定式（６−３）の抑制量に対する定数を変更する。
【０１１０】
図１３は本発明の第３の実施形態におけるＣＴ飽和時演算確認手段１７の処理の一例を示すフローチャートである。以下、差動電流判定確認手段１７の処理について説明する。
【０１１１】
まず、ステップＳ３１として３つの判定式において、（６−１）式と（６−２）式が交わるポイントにおける抑制量Ｉｒ１−２、（６−２）式と（６−３）式が交わるポイントにおける抑制量Ｉｒ２−３とし、各々のポイントにおける抑制量の値を確認する。ステップＳ３２として、飽和時抑制量（Ｉｄｓ）と飽和時抑制量（Ｉｒｓａｔ）を（６−１）、（６−２）、（６−３）の３式にそれぞれ組み込み、３つの判定式が全て成立したサンプリングポイントを抽出し、この動作ポイントにおける飽和時抑制量（Ｉｒ＿ｐｕ）を決定する。
【０１１２】
ステップＳ３３においては、動作ポイントにおける抑制量（Ｉｒ＿ｐｕ）が
０≦Ｉｒ＿ｐｕ≦Ｉｒ１−２
の範囲内か否かを判定し、範囲内であればステップＳ３３１へ、そうで無ければステップＳ３４に進む。ステップＳ３３１では（６−１）式の左辺に飽和時動作量（Ｉｄｓ）と飽和時抑制量（Ｉｒｓ）を代入した値
Ｉ８７１（ｔ）＝Ｉｄｓ（ｔ）−Ｍ１・Ｉｒｓ（ｔ）
を計算する。ステップＳ３３２においてＩ８７１が最も大きな値となるタイミング（ｔｍａｘ）におけるＩｄｓ（ｔｍａｘ）、Ｉｒｓ（ｔｍａｘ）を選択する。
【０１１３】
ステップＳ３３３ではこの値を（６−１）式に代入し、左辺＝右辺となるような定数ｎ１”を計算する。
【０１１４】
ｎ１”＝Ｉｄｓ−Ｍ１・Ｉｒｓ
ここで算出した定数ｎ１”がＣＴ飽和発生時に差動演算判定が誤動作する可能性のある限界値であり、これに対してさらにマージンを考慮した特性とする必要がある。ステップＳ３３４では左辺＜右辺となるように例えば定数ｎ１”を１．１倍した定数ｎ１’や、定数ｎ１”に最小動作感度値の５０％を加えた定数ｎ１’を決定する。ステップＳ３３５では３つの判定式における定数の関係が
ｎ１’＜ｎ２＜ｎ３
となっているか否かを確認し、この関係が崩れる場合には、ステップＳ３３６においては、ｎ２、ｎ３について
ｎ１’＜ｎ２＜ｎ３
の関係が維持できるように再設定を行う。
【０１１５】
再設定は、例えばｎ２、ｎ３の係数を所定の比率で増加させていく方式で行い、ｎ２優先で実施するが、ｎ２の変更のみではｍ２＜ｍ３の関係が維持できない場合のみ、ｍ３についても再設定を行う。
【０１１６】
ステップＳ３４では動作ポイントにおける抑制量（Ｉｒ＿ｐｕ）の大きさが
Ｉｒ１−２＜Ｉｒ＿ｐｕ≦Ｉｒ２−３
の範囲内であるか否かを判定し、範囲内であればステップＳ３４１へ、そうで無ければステップＳ３５に進む。ステップＳ３４１では（６−２）式の左辺に飽和時動作量（Ｉｄｓ）と飽和時抑制量（Ｉｒｓ）を代入した値
Ｉ８７２（ｔ）＝Ｉｄｓ（ｔ）−Ｍ２・Ｉｒｓ（ｔ）
を計算する。ステップＳ３４２においてはＩ８７２が最も大きな値となるタイミング（ｔｍａｘ）におけるＩｄｓ（ｔｍａｘ）、Ｉｒｓ（ｔｍａｘ）を選択する。ステップＳ３４３ではこの値を（６−２）式に代入し、左辺＝右辺となるような定数ｎ２”を計算する。
【０１１７】
ｎ２”＝Ｉｄｓ−Ｍ２・Ｉｒｓ
ここで算出した定数ｎ２”がＣＴ飽和発生時に差動演算判定が誤動作する可能性のある限界値であり、これに対してさらにマージンを考慮した特性とする必要がある。ステップＳ３４４では左辺＜右辺となるように例えば定数２”を１．１倍した定数ｎ２’や、定数ｎ２”に最小動作感度値の５０％を加えた定数ｎ２’を決定する。ステップＳ３４５では２つの判定式における定数の関係が
ｎ２’＜ｎ３
となっているか否かを確認し、この関係が崩れる場合には、ステップＳ３４６においては、ｎ３について
ｎ２’＜ｎ３
なる関係が維持できるように再設定を行う。再設定は、例えばｎ３の定数を所定の比率で増加させていく方式で行う。
【０１１８】
ステップＳ３５では動作ポイントにおける抑制量（Ｉｒ＿ｐｕ）の大きさがＩｒ２−３より大きいか否かを判定し、Ｉｒ２−３より大きければＳステップ３５１へ進み、そうで無ければ処理を終了する。ステップＳ３５１では（６−３）式の左辺に飽和時動作量（Ｉｄｓ）と飽和時抑制量（Ｉｒｓ）を代入した値
Ｉ８７３（ｔ）＝Ｉｄｓ（ｔ）−Ｍ３・Ｉｒｓ（ｔ）
を計算する。ステップＳ３５２においてはＩ８７３が最も大きな値となるタイミング（ｔｍａｘ）におけるＩｄｓ（ｔｍａｘ）、Ｉｒｓ（ｔｍａｘ）を選択する。ステップＳ３５３ではこの値を（６−３）式に代入し、左辺＝右辺となるような定数ｎ３”を計算する。
【０１１９】
ｎ３”＝Ｉｄｓ−Ｍ３・Ｉｒｓ
ここで算出した係数ｍ３”がＣＴ飽和発生時に差動演算判定が誤動作する可能性のある限界値であり、これに対し、さらにマージンを考慮した特性とする必要がある。ステップ３５４では左辺＜右辺となるように例えば定数ｎ３”を１．１倍した定数ｎ３’や、定数ｎ３”に最小動作感度５０％を加えた定数ｎ３’を決定する。
【０１２０】
図１４は差動演算判定の定数再設定による対策例を示す比率特性図である。差動演算手段が有する３つの判定式のうち、特性３−３を与える判定がＣＴ飽和に伴う飽和時動作量と飽和時抑制量の関係で誤動作したとする。この時、動作ポイントが与える抑制量（Ｉｒ＿ｐｕ）は特性３−３を与える領域であり、特性３−３に対してＩｄｓ（ｔｍａｘ）とＩｒｓ（ｔｍａｘ）により与えられるｂ点にさらにマージンを考慮した演算判定式の定数を新たに設定し、新特性３−３’を与えることにより誤動作を防止できる。
【０１２１】
このように２つ以上の差動演算判定に対し、飽和時動作量と飽和時抑制量を用いて新たに設定した定数ｎをそれぞれの演算式に適用することにより、ＣＴ飽和に伴う誤差差動電流においても誤動作の無い差動演算判定とすることができる。
【０１２２】
なお、係数ｍの決定にあたっては、２つ以上の差動演算判定に対してそれぞれ２つ以上、設定可能な係数ｍを予め用意しておき、その中から新たに適用する係数を選択する方式も有効である。
【０１２３】
また、第２の実施形態において説明した係数ｍの再設定による対策と第３の実施形の定数ｎによる対策を、特性毎に分けて適用する方式も有効である。
【０１２４】
図１５は本発明による差動継電装置の第４の実施形態を示すブロック構成図で、図２と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【０１２５】
第４の実施形態では、図１５に示すように抑制量データ作成手段２３を切替え可能な所定の期間（Ｔｒｅｓ）における抑制量データの最大値を保持する構成とし、ＣＴ飽和時演算確認手段２７として、ＣＴ飽和時電流予測手段１６からの飽和時動作量と（Ｉｄｓ）と所定の期間（Ｔｒｅｓ）における飽和時抑制量の最大値（ＩｒｓＴｍａｘ）を用いた以下の比率差動演算
Ｉｄｓ−ｍ・ＩｒｓＴｍａｘ≧ｎ　（ｍは係数、ｎは定数）
によりＣＴ飽和時の誤動作の有無を確認し、飽和時にも誤動作の無い期間Ｔｒｅｓを抑制量データ作成手段２３に与えるようにしたもので、他の構成は図２と同じである。
【０１２６】
図１６は、抑制量データの最大値保持を示した図である。縦軸が飽和時の抑制量データ、横軸が時刻を示している。保持期間無しでの飽和時抑制量の変化（上段）に対し、保持期間をＴｒｅｓ１とした飽和時抑制量（中断）が保持無し時に比べて抑制量の減少を防止できる。さらに保持時間をＴｒｅｓ２とした飽和時抑制量の変化（下段）は、さらに長時間抑制量の減少を防いでいる。
【０１２７】
図１７は、抑制量保持時間相違による動作量と抑制量の軌跡を比較した図である。
【０１２８】
このような構成の差動継電装置２０において、ＣＴ飽和時演算確認手段２７においては、抑制量保持期間の相違により、飽和時動作量と飽和時抑制量を用いた演算判定に動作条件が成立するか否かを判定する。
【０１２９】
例えば、差動演算手段１８が特性４−１、特性４−２、特性４−３の３つの判定を持ち、抑制量データ作成手段２３が抑制量の最大値保持期間として保持無し、保持期間Ｔｒｅｓ１、保持期間Ｔｒｅｓ２を切替え可能であった場合、ＣＴ飽和時演算確認手段２７は、この３つの抑制量保持期間を適用し、飽和時動作量と飽和時抑制量を用いた判定を行う。
【０１３０】
ここで、図１７に示したように保持期間Ｔｒｅｓ２を適用した場合のみ動作に至らない（３つの判定式が全て成立することは無い）ことを確認した場合、このＴｒｅｓ２を抑制量データ作成手段２３に与える。この抑制量データ作成手段２３においては、このＴｒｅｓ２を適用し抑制量の最大値を保持する演算を採用する。
【０１３１】
これにより、ＣＴ飽和に伴う差動電流により誤動作を防止可能な差動演算判定が可能となる。但し、何れのＴｒｅｓを選択した場合にも、差動演算判定の誤動作が避けられない場合が考えられる。この場合には第１の実施形態乃至第３の実施形態で述べ対策と組合わせることにより、より大きな効果が得られる。
【０１３２】
図１８は本発明による差動継電装置の第５の実施形態を示すブロック構成図で、図２と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【０１３３】
第５の実施形態では、図１８に示すように第１の実施の形態と処理の異なるＣＴ飽和時演算確認手段３７と差動演算手段３８とし、ＣＴ飽和時電流予測手段１６より得られた飽和時動作量と飽和時抑制量による比率差動演算が誤動作する可能性がある場合に装置から警報を出力するＣＴ飽和警報出力手段３Ａと装置外部から差動演算手段３８の判定に用いる係数および定数を設定可能な差動演算判定式入力手段３Ｂを追加したものである。
【０１３４】
このような構成の差動継電装置３０において、上記ＣＴ飽和時演算確認手段３７は、差動演算手段３８に実装している差動演算判定式と同一の判定式にＣＴ飽和時電流予測手段１８からの飽和時動作量と飽和時抑制量を適用し判定を行う。例えば、差動演算手段３８が
Ｉｄ−Ｍ１・Ｉｒ≧Ｎ１　　（７−１）
Ｉｄ−Ｍ２・Ｉｒ≧Ｎ２　　（７−２）
の２つの差動演算判定式を持つ場合、ＣＴ飽和時演算確認手段３７においては、飽和時動作量（Ｉｄｓ）と飽和時抑制量（Ｉｒｓ）を適用した判定
Ｉｄｓ（ｔ）−Ｍ１・Ｉｒｓ（ｔ）≧Ｎ１　　（８−１）
Ｉｄｓ（ｔ）−Ｍ２・Ｉｒｓ（ｔ）≧Ｎ２　　（８−２）
を行う。
【０１３５】
ここで、（８−１）式と（８−２）式が共に成立するタイミングが存在する場合、ＣＴ飽和時演算確認手段３７はＣＴ飽和警報出力手段３Ａに対して誤動作警報信号を送出する。このＣＴ飽和警報出力手段３Ａにおいては、ＣＴ飽和演算確認手段３７から誤動作警報信号を受け取った場合には、装置の外部に対して警報を出力する。
【０１３６】
一方、差動演算判定式入力手段３Ｂにおいては、例えば（７−１）式、（７−２）式に示した差動演算判定式における抑制量係数Ｍ１，Ｍ２や、定数Ｎ１，Ｎ２を装置外部から入力可能な構成とする。
【０１３７】
また、差動演算手段３８においては、動作量データ作成手段１２と抑制量データ作成手段１３からのデータを用いて前記判定式による演算を行うが、差動演算判定式入力手段において新しい係数や定数の入力があった場合には、新しい設定値による演算を行う。
【０１３８】
これにより、ＣＴ飽和に伴い比率差動演算の誤動作が発生する可能性があることが、外部への警報出力により速やかに判断可能であり、かつ、誤動作に至らない差動演算判定式の再設定が可能となる。
【０１３９】
図１９は本発明による差動継電装置の第６の実施形態を示すブロック構成図で、図２と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【０１４０】
第６の実施の形態では、図１９に示すようにＣＴ飽和時電流予測手段１６より得られる飽和時動作量と飽和時抑制量を用いて動作量−抑制量平面での軌跡を描く飽和時特性表示手段４Ｃを追加するようにしたものである。
【０１４１】
このような構成の差動継電装置４０において、例えば、差動演算手段１８は１つの比率差動演算の判定式
Ｉｄ−ｍ・Ｉｒ≧ｎ　　（ｍは係数、ｎは定数）
により構成されており、ＣＴ飽和時演算確認手段１９が飽和時動作量（Ｉｄｓ）と飽和時抑制量（Ｉｒｓ）を用いて比率差動演算の誤動作の無い抑制量係数および定数を決定する場合、飽和時特性表示手段４Ｃでは、差動演算手段１８の持つ特性および飽和時動作量と飽和時抑制量の軌跡を描く。この差動演算手段１８の持つ特性を描く場合、前記比率差動演算の判定式に対し、所定の間隔で抑制量（Ｉｒｐ）を与え、その時計算される動作量（Ｉｄｐ）を計算する。
【０１４２】
Ｉｄｐ＝ｍ・Ｉｒｐ＋ｎ　（ｐ＝１，２，３、…）
この時の（Ｉｒｐ、Ｉｄｐ）をＸ−Ｙ平面上の座標と見なし、所定の間隔毎に計算した座標間を直線で結ぶことにより特性を描くことができる。飽和時動作量（Ｉｄｓ）と飽和時抑制量（Ｉｒｓ）は時刻ｔを与えることにより特定の値が得られることから、これらの軌跡を描く場合、所定のサンプリング間隔にて計算されたＩｄｓ（ｔ）、Ｉｒｓ（ｔ）を（Ｉｒｓ（ｔ）、Ｉｄｓ（ｔ））の配列で時刻順に並べ、これをＸ−Ｙ平面上の座標と見なし、サンプリング毎の座標を直線で結ぶことにより軌跡を描くことができる。
【０１４３】
さらに、飽和時特性表示手段４Ｃにおいては、専用の表示器（ディスプレイ）または外部からアクセスが可能なメモリを持ち、表示器上またはデータ要求により他の媒体で閲覧可能である。
【０１４４】
これにより、ＣＴ飽和が発生した場合の飽和度を視覚的に捉えることができることから、第１の実施形態乃至第４の実施形態で説明した誤動作防止対策に対し、何れを採用するかの選択が容易となる他、対策後の特性に対して余裕度の確認が容易となる。
【０１４５】
図２０は、本発明による差動継電装置の第７の実施形態を示すブロック構成図で、図２と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【０１４６】
第７の実施形態では、図２と処理の異なるＣＴ情報設定手段５４とし、このＣＴ情報設定手段５４により設定したＣＴ情報をＣＴ毎に保存可能なＣＴ情報保存手段５Ｄを追加するようにしたものである。
【０１４７】
このような構成の差動継電装置５０において、ＣＴ情報設定手段５４の処理手順を図２１に示すフローチャートにより説明する。
【０１４８】
まず、ステップＳ４１として既存のＣＴ情報を参照するか否かを確認し、参照しない場合はステップＳ４２へ、参照する場合はステップＳ４４へ進む。
【０１４９】
ステップＳ４２では新たに設定を行うＣＴに対し例えばＣＴ名称を設定する。ステップＳ４２１ではＣＴの飽和点電圧（Ｖｓａｔ）を設定し、ステップＳ４２２ではＣＴの二次巻線抵抗値（Ｒｃｔ）を設定、ステップ４２３ではＣＴの定常時の励磁インピーダンス（Ｌ０）を設定し、ステップＳ４２４ではＣＴの二次回路負担（Ｒｂ）を設定し、ステップＳ４２５ではＣＴの残留磁束想定値（Ｂｒ）を設定する。
【０１５０】
また、ステップＳ４３では全てのＣＴ設定が完了したかを確認し、完了していない場合はステップＳ４１へ戻り、完了した場合はステップＳ４５に進む。
【０１５１】
ステップＳ４４においては、既存のＣＴ情報設定の一覧を取得し、ステップＳ４４１においては参照するＣＴ名称を選択する。ステップＳ４４２では既存データを読出し、ステップＳ４４３ではＣＴの特性が既存データと同じかを確認する。同じ場合、ステップＳ４４７にジャンプし、変更する場合はステップＳ４４４に進む。ステップＳ４４４ではＣＴの飽和点電圧（Ｖｓａｔ）を設定し、ステップＳ４４５ではＣＴの二次巻線抵抗値（Ｒｃｔ）を設定し、ステップＳ４４６ではＣＴの定常時の励磁インピーダンス（Ｌ０）を設定し、ステップＳ４４７ではＣＴの二次回路負担（Ｒｂ）を設定し、ステップＳ４４８ではＣＴの残留磁束想定値（Ｂｒ）を設定し、ステップ４３に戻る。
【０１５２】
そして、ステップ４５においては、入力された各ＣＴ情報をＣＴ情報保存手段に保存する。
【０１５３】
ＣＴ情報保存手段５Ｄにおいては、各ＣＴ情報をＣＴ名称に並び替えて所定のデータ保存エリアに情報を保存すると共に、この名称のみを一覧として出力可能なように別のエリアに保存しておく。これらの保存領域のメモリは装置の電源が切れた場合にも内容が消去されないよう、不揮発性のメモリを使用する等の対策を施す。
【０１５４】
以上のように各ＣＴ情報の保存および再編集を可能とすることにより、容易に装置の設定が可能となる。
【０１５５】
図２２は本発明による差動継電装置の第８の実施形態を示すブロック構成図で、図２と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【０１５６】
第８の実施形態では、図２と処理の異なる系統情報設定手段６５とし、系統情報設定手段１５で設定すべき所定の項目を系統毎に保存可能な系統情報保存手段６Ｅを追加したものである。
【０１５７】
このような構成の差動継電装置６０において、系統情報設定手段６５の処理手順を図２３に示すフローチャートにより説明する。
【０１５８】
まず、ステップＳ５１として既存の系統情報を参照するか否かを確認し、参照しない場合はステップＳ５２へ、参照する場合はステップＳ５４へ進む。
【０１５９】
ステップＳ５２では新たに設定を行う系統情報に対し、例えば、系統−事故点−端子を示す番号を設定する。ステップ５２１ではその事故点における端子の事故電流（Ｉｆ）を設定、
ステップＳ５２２ではその事故点における端子電流の直流分時定数（Ｔ１）を設定し、ステップＳ５２３ではその事故点における端子電流の電流の向き（Ｃ）を設定する。この電流の向きは保護領域に対して流出方向であれば＋１を、流入方向であれば−１を設定する。
【０１６０】
ステップＳ５３では全ての端子電流に対する設定が完了したか否かを確認し、完了していない場合はステップＳ５１へ戻り、完了した場合はステップＳ５５に進む。
【０１６１】
ステップＳ５４においては、既存の系統情報設定の一覧を取得し、ステップＳ５４１においては参照する系統―事故点―端子を示す番号を選択する。ステップＳ５４２では既存データを読出し、ステップＳ５４３ではその事故点における端子の事故電流（Ｉｆ）を設定または流用し、ステップＳ５４４ではその事故点における端子電流の直流分時定数（Ｔ１）を設定または流用し、ステップＳ５４５ではその事故点における端子電流の電流の向き（Ｃ）を設定または流用し、ステップＳ５３に戻る。
【０１６２】
ステップＳ５５においては入力された各系統情報を系統情報保存手段６Ｅに保存する。
【０１６３】
この系統情報保存手段６Ｅにおいては、各系統情報を系統―事故点―端子を示す番号順に並び替えて所定のデータ保存エリアに情報を保存すると共に、この番号のみを一覧として出力可能なように別のエリアに保存しておく。これらの保存領域のメモリは装置の電源が切れた場合にも内容が消去されないように、不揮発性のメモリを使用する等の対策を施す。
【０１６４】
以上のように各系統情報の保存および再編集を可能とすることにより、容易に装置の設定が可能となる。
【０１６５】
なお、前述した各実施形態では、差動継電装置を２端子送電線の電力系統に適用する場合について述べたが、３端子以上の電力系統に対しても同様に適用することができる。
【０１６６】
また、前述した各実施形態では、保護領域を構成する各端子に差動継電装置を設置し、ＣＴからの電流をデータ取得手段１１により所定の周期でサンプリングした後、ディジタル変換して得られるデータを伝送手段２１により相手端側に伝送するようにしたが、全ての端子が至近にある場合には、代表端子に設置された差動継電装置のデータ取得手段１１に全ての端子のＣＴから直接電流を取込むようにしてもよい。
【０１６７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、ＣＴの飽和に対する性能と事故時の系統情報を設定して保存し、これらの情報からＣＴ飽和発生時の飽和時動作量と飽和時抑制量を予測し、このデータを適用しても誤動作のない差動演算の特性を新たに設定することにより、ＣＴ飽和が発生した場合にも誤動作に至らない差動継電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による差動継電装置を適用した一例を示す保護系統図。
【図２】本発明による差動継電装置の第１の実施形態を示すブロック構成図。
【図３】同実施の形態を説明するためのＣＴ励磁特性図。
【図４】同実施の形態を説明するためのＣＴ等価回路図。
【図５】同実施の形態を説明するためのＣＴ励磁回路電流の波形図。
【図６】同じくＣＴ二次電流と磁束の波形図。
【図７】同実施の形態におけるＣＴ飽和時演算確認手段の処理の一例を示すフローチャート。
【図８】同実施の形態におけるＣＴ飽和時演算確認手段の他の処理例を示すフローチャート。
【図９】本発明による差動継電装置の第２の実施形態を説明するための比率特性図。
【図１０】同実施の形態におけるＣＴ飽和時演算確認手段の処理の一例を示すフローチャート。
【図１１】同実施の形態において、差動演算判定の係数再設定による対策例を示す比率特性図。
【図１２】本発明による差動継電装置の第３の実施形態を説明するための比率特性図。
【図１３】同実施の形態におけるＣＴ飽和時演算確認手段の処理の一例を示すフローチャート。
【図１４】同実施の形態において、差動演算判定の係数再設定による対策例を示す比率特性図。
【図１５】本発明による差動継電装置の第４の実施形態を示すブロック構成図。
【図１６】同実施の形態の形態を説明するための飽和時抑制量の変化を示す図。
【図１７】同実施の形態を説明するための比率特性図。
【図１８】本発明による差動継電装置の第５の実施形態を示すブロック構成図。
【図１９】本発明による差動継電装置の第６の実施形態を示すブロック構成図。
【図２０】本発明による差動継電装置の第７の実施形態を示すブロック構成図。
【図２１】同実施の形態におけるＣＴ情報設定手段の処理の一例を説明するためのフローチャート。
【図２２】本発明による差動継電装置の第８の実施形態を示すブロック構成図。
【図２３】同実施の形態における系統情報設定手段の処理の一例を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１０，２０，２０−Ａ，２０−Ｂ，３０，４０，５０，６０…差動継電装置
１１，２１−Ａ，２１−Ｂ…データ取得手段
１２…動作量データ作成手段
２２…伝送手段
１３，２３…抑制量データ作成手段
１４，５４…ＣＴ情報設定手段
１５，６５…系統情報設定手段
１６…ＣＴ飽和時電流予測手段
１７，２７，３７…ＣＴ飽和時演算確認手段
１８，３８…差動演算手段
１９…出力手段
３Ａ…ＣＴ飽和警報出力手段
３Ｂ…差動演算判定式入力手段
４Ｃ…飽和時特性表示手段
５Ｄ…ＣＴ情報保存手段
６Ｅ…系統情報保存手段
ＣＴＡ，ＣＴＢ…変流器
ＩＡ，ＩＢ，ｉ１，ｉ２，ｉ０…電流
ＡＢ…送電線
Ｌ０…励磁インピーダンス
Ｌｂ，Ｒｂ…負荷
φ…磁束
【図１】
2004015930.tif 000016
【図２】
2004015930.tif 000017
【図３】
2004015930.tif 000018
【図４】
2004015930.tif 000019
【図５】
2004015930.tif 000020
【図６】
2004015930.tif 000021
【図７】
2004015930.tif 000022
【図８】
2004015930.tif 000023
【図９】
2004015930.tif 000024
【図１０】
2004015930.tif 000025
【図１１】
2004015930.tif 000026
【図１２】
2004015930.tif 000027
【図１３】
2004015930.tif 000028
【図１４】
2004015930.tif 000029
【図１５】
2004015930.tif 000030
【図１６】
2004015930.tif 000031
【図１７】
2004015930.tif 000032
【図１８】
2004015930.tif 000033
【図１９】
2004015930.tif 000034
【図２０】
2004015930.tif 000035
【図２１】
2004015930.tif 000036
【図２２】
2004015930.tif 000037
【図２３】
2004015930.tif 000038