(57)【要約】【課題】基準電圧の変動および連続事故の発生にも正確に地絡事故を判定する。【解決手段】事故発生前の零相電流を凍結データ演算部２で求め、これをバッファ１３に記憶量として記憶しておき、これを事故発生時に演算部８で解凍し、回線選択地絡継電器本体１により記憶量と事故後の零相電流との差分を事故発生時の零相電流とし、これと零相電圧とから故障点を判定する。事故発生前の零相電流と基準電圧との有効分および無効分を基準電圧の実効値で除した値を１サイクルの平均化演算部１０で平均化して記憶値とする。解凍演算部８は記憶値にそれぞれ事故発生時の健全相基準電圧を実効値で除したものを乗じ、これらの両値を加算して解凍する。記憶値は、２サイクル遅延バッファ１１により事故発生時の２サイクル前のデータとし、かつタイマー１２により事故発生時から４サイクル期間は記憶値の更新を抑止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護対象系統における事故発生前の零相電流を記憶量として記憶（凍結）しておき、この記憶量と事故後の零相電流との差分を事故発生時の零相電流とし、この零相電流と基準となる零相電圧とから故障点を判定するディジタル形方向地絡継電器において、
事故発生前の零相電流と基準電圧との有効分および無効分を基準電圧の実効値で除した値を１サイクルの平均化を行って前記零相電流の記憶値とする手段と、
前記記憶値の有効分および無効分にそれぞれ事故発生時の健全相基準電圧を実効値で除したものを乗じ、これらの両値を加算して該記憶値を解凍する手段とを備えたことを特徴とするディジタル形方向地絡継電器。
【請求項２】
前記零相電流の記憶値は、２サイクル遅延バッファにより事故発生時の２サイクル前のデータとし、かつ事故発生時から４サイクル期間は記憶値の更新を抑止する手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のディジタル形方向地絡継電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護系統の電圧や電流検出値をディジタル値に変換し、これらデータを使用してコンピュータによるディジタル保護演算で回線選択地絡継電動作または方向地絡継電動作を得るディジタル形方向地絡継電器に係り、特に事故発生前の零相電流の抽出方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
回線選択地絡継電器（５０Ｇ）は、図２に平行２回線送電系統における設置例を示すように、回線１Ｌ、２Ｌの零相電流ｉ0１Ｌ、ｉ0２Ｌ（共に瞬時値）を取り込み、その差電流ｉ0ｄ（＝ｉ0１Ｌ−ｉ0２Ｌ）の大きさと方向から故障回線を特定し、故障線の遮断器（ＣＢ）のトリップ動作を得るようにしている。
【０００３】
ここで、回線選択地絡継電器は、線路に零相循環電流が発生していると、判定に影響を受ける。変電所を２回線で結ぶ系統では、健全時あるいは外線事故時で自回線と隣回線の電流はバランスして流れるため差電流は発生しないが、送電線内に事故があるとバランスがくずれて差電流が発生し、この差電流の発生でリレー動作を得ることができる。しかし、鉄塔に送電線が併架されていたりすると、変電所間の送電線に零相循環電流が常時発生し、回線選択地絡継電器の誤差要因となる。
【０００４】
そこで、回線選択地絡継電器は、事故発生前の零相電流を記憶量として記憶（凍結）しておき、この記憶量を事故発生時に解凍して事故発生後の零相電流との差分を真の零相電流とみなすことにより、零相循環電流の存在による誤動作、誤不動作を防止する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図３は事故発生前の零相電流を記憶しておく方式の回線選択地絡継電器の要部構成を示す。回線選択地絡継電器本体１は、零相電圧ｖ0（瞬時値）と零相電流ｉ0（瞬時値）の検出信号を常時取り込み、記憶量になる事故発生前の零相電流ｉ0d（Ｂ）（瞬時値）と現在の零相電流ｉ0d（瞬時値）との差分ｉ0dinを求め、この零相電流の変化幅ｉ0dinについて、下記式に示すように、零相電流ｉ0dinと零相電圧ｖ0の積が一定値を越えた時に下記式の演算により零相電流変化分を求める。
【０００６】
［数式］
Ｉ0din・Ｖ0・ｃｏｓθ−Ｋ５０Ｇ×｜Ｖ0｜≧０  かつ、｜Ｖ0｜≧ＫＶ
ただし、Ｉ0dinは零相電流の実効値、Ｖ0は零相電圧の実効値、｜Ｖ0｜は零相電圧の実効値、Ｋ５０Ｇは回線選択地絡継電器の整定値、ＫＶは零相電圧の検出整定値。
【０００７】
事故発生前の零相電流ｉ0d（Ｂ）は、ブロック２〜９を使った演算で求める。凍結データ演算部２は、９０°毎に算出する事故発生前の零相電流ｉ0dを相別に線間電圧（基準量）との有効分と無効分に分けて求める。この凍結データは以下の表に示す演算と記憶値となる。
【０００８】
【表１】
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【０００９】
系統健全時検出部３は、系統の過電圧（６４）リレーまたは不足電圧（２７）リレーが動作していない状態を検出する。オンディレイタイマー４は、検出部３が系統電圧異常を検出したときに論理「１」から論理「０」に動作して論理積演算部５への入力を抑止し、この時点から２サイクルの遅れで論理「１」に復帰して論理積演算部５への凍結データの入力を許容する。論理積演算部５は、系統健全時には現在の凍結データを１サイクル周期で順次取り込み、２段の記憶バッファ６から記憶バッファ７にシフトして順次格納させ、系統電圧異常時には凍結データの入力をタイマー４の出力によって２サイクル期間だけ阻止する。
【００１０】
これらブロック２〜７により、記憶バッファ６に記憶される零相電流は事故発生時から１サイクル前の値になり、記憶バッファ７に記憶される零相電流は事故発生時から２サイクル前の値になり、この記憶バッファ７に記憶される零相電流に事故電流を含まないものを得る。
【００１１】
記憶量の解凍演算部８は、地絡相判別リレー９により判別された地絡相の零相電流を、記憶バッファ７に記憶される零相電流と基準量（健全相線間電圧）から、事故発生前の零相電流ｉ0d（Ｂ）を求める。この解凍演算は、上記表中にＡ相地絡時の場合を示すように、有効分と無効分別に記憶値と健全相線間電圧との積を求め、それらを加算する。
【特許文献１】特開平０２−２２３３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の記憶機能を使用したディジタル形の回線選択地絡継電器や方向地絡継電器には以下の問題があった。
【００１３】
（１）基準量が変化すると記憶量の解凍が正確にできない。
【００１４】
前記の零相電流の凍結時に使用する健全相線間電圧Ｖｂｃ，Ｖｃａ，Ｖａｂと、解凍時に使用する健全相線間電圧Ｖｂｃ，Ｖｃａ，Ｖａｂとが変動していると、求められる零相電流ｉ0d（Ｂ）に誤差が発生し、回線選択地絡継電器本体１での演算結果も不正確なものになる。
【００１５】
（２）連続事故発生時等の事故電流を記憶してしまう。
【００１６】
通常の事故発生には、記憶バッファ７には事故発生前の零相電流データを記憶することができるが、短時間で事故が連続した場合には前回事故時に記憶した値が記憶バッファ７に記憶されてしまい、これを事故発生前の零相電流ｉ0d（Ｂ）とした演算になってしまい、誤動作、誤不動作を起こすおそれがある。同様に、中性点接地抵抗（ＮＲ）の解放／投入により変化した零相電流を記憶してしまい、誤動作、誤不動作を起こすおそれがある。
【００１７】
本発明の目的は、基準電圧の変動および連続事故の発生にも正確に地絡事故を判定することができるディジタル形方向地絡継電器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、前記の課題を解決するため、凍結データは、事故発生前の零相電流と基準電圧との有効分および無効分を健全相基準電圧の実効値で除した値を１サイクルの平均化を行って記憶し、凍結データの解凍には記憶値の有効分および無効分にそれぞれ事故発生時の基準電圧を実効値で除したものを乗じ、これらの両値を加算することにより、事故発生前と事故発生後の基準電圧の変動による誤差の発生を少なくする。
【００１９】
さらに、本発明は、凍結データ（零相電流）の記憶値は２サイクル遅延バッファにより事故発生時の２サイクル前のデータとし、かつ事故発生時から４サイクル期間は記憶値の更新を抑止することにより、連続事故の発生にも誤った事故電流の記憶を無くす。
【００２０】
以上のことから、本発明は、以下の構成を特徴とする。
【００２１】
（１）保護対象系統における事故発生前の零相電流を記憶量として記憶（凍結）しておき、この記憶量と事故後の零相電流との差分を事故発生時の零相電流とし、この零相電流と基準となる零相電圧とから故障点を判定するディジタル形方向地絡継電器において、
事故発生前の零相電流と基準電圧との有効分および無効分を基準電圧の実効値で除した値を１サイクルの平均化を行って前記零相電流の記憶値とする手段と、
前記記憶値の有効分および無効分にそれぞれ事故発生時の健全相基準電圧を実効値で除したものを乗じ、これらの両値を加算して該記憶値を解凍する手段とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
（２）前記零相電流の記憶値は、２サイクル遅延バッファにより事故発生時の２サイクル前のデータとし、かつ事故発生時から４サイクル期間は記憶値の更新を抑止する手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
以上のとおり、本発明によれば、凍結データは、事故発生前の零相電流と基準電圧との有効分および無効分を健全相基準電圧の実効値で除した値を１サイクルの平均化を行って記憶し、凍結データの解凍には記憶値の有効分および無効分にそれぞれ事故発生時の基準電圧を実効値で除したものを乗じ、これらの両値を加算することにより、事故発生前と事故発生後の基準電圧の変動による誤差の発生を少なくすることができる。
【００２４】
さらに、本発明によれば、凍結データ（零相電流）の記憶値は２サイクル遅延バッファにより事故発生時の２サイクル前のデータとし、かつ事故発生時から４サイクル期間は記憶値の更新を抑止することにより、連続事故の発生にも誤った事故電流の記憶を無くすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明の実施形態を示す回線選択地絡継電器の要部構成図であり、図３と異なる部分は、事故発生前の零相電流の記憶方式と、事故発生時の零相電流の解凍方式にある。これらを以下に詳細に説明する。
【００２６】
（１）事故発生前の零相電流の記憶方式
凍結データ演算部２は、９０°毎に算出する事故発生前の零相電流ｉ0dを相別に線間電圧（基準量）との有効分と無効分に分けて、１サイクル期間で４回演算し、４つ（ｎ＝１〜４）のデータを求める。この凍結データは、基準量にはその実効値で除した正規化を行っておき、記憶値は１サイクル期間の４つのデータの平均値を求めるもので、以下の表に示す凍結演算と記憶値とする。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
これら記憶値の解凍は、上記表中にＡ相地絡時の場合で示すように、健全相線間電圧として、Ｖｂｃ・ｓｉｎωｔをその実効値（振幅の絶対値）｜Ｖｂｃ｜で除したものを使用し、有効分と無効分別に記憶値と健全相線間電圧との積を求め、それらを加算する。この演算により、凍結データはその１サイクルの平均化を行うこと、およびこの平均化基準電圧の振幅Ｖｂｃに対して、解凍するときの基準電圧の振幅｜Ｖｂｃ｜で除することにより、解凍するときの基準電圧が変動している場合、その変動分を補正した記憶値を得、これに誤差が含まれるのを防止する。
【００２９】
（２）事故発生時の零相電流の解凍方式
図１において、平均化演算部１０は、凍結データ演算部２で求める凍結データの１サイクル期間での平均化演算を行う。遅延バッファ１１は、平均化した凍結データを２サイクル期間遅らせる。オンディレイタイマー１２は、系統健全時検出部３が系統電圧異常を検出したときから４サイクル期間だけ論理積演算部５への入力（記憶更新）を阻止する。論理積演算部５は、系統健全時には２サイクルの遅延バッファ１１に格納されている平均化凍結データを順次取り込み、このデータを記憶バッファ１３に格納する。解凍演算部８は、事故発生時に記憶バッファ１３に格納される平均化凍結データを解凍し、事故発生前の零相電流Ｉ0（Ｂ）として方向地絡継電器１の入力とする。
【００３０】
したがって、記憶バッファ１３に記憶される零相電流（凍結データ）は、平均化演算部１０により平均化することにより電圧変動による誤差の発生を減らし、２サイクル遅延バッファ１１により遅延させることにより、従来の記憶バッファ６，７による遅延と同じに記憶値に事故電流が含まれるのを防止できる。
【００３１】
これに加えて、記憶バッファ１３に記憶される零相電流は、オンディレイタイマー１２による遅延によって、系統健全状態が４サイクル経過した後になされ、事故が連続した場合の事故電流が記憶値として格納されるのを回避することができる。なお、４サイクル経過していない場合は前回の事故前の記憶値を使用することになる。また、中性点接地抵抗（ＮＲ）の解放／投入により変化した零相電流を記憶してしまうこともない。
【００３２】
なお、実施形態では回線選択地絡継電器の場合を示すが、電流入力の違いがあるが、原理的にはほとんど変わりがない方向地絡継電器に適用して同等の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態を示す回線選択地絡継電器の要部構成図。
【図２】回線選択地絡継電器の設置例。
【図３】回線選択地絡継電器の要部構成図（従来）。
【符号の説明】
【００３４】
１  回線選択地絡継電器本体
２  凍結データ演算部
３  系統健全時検出部
４  ２サイクルのオンディレイタイマ
５  論理積演算部
６、７、１３  記憶バッファ
８  記憶量の解凍演算部
９  地絡相判別リレー
１０  １サイクルの平均化演算部
１１  ２サイクル遅延バッファ
１２  ４サイクルのオンディレイタイマ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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