(57)【要約】【課題】保護継電装置自身がＣＴの飽和を検知して誤動作を阻止することで、新たな工事や設備の追加などを行わずともよい差動保護継電装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明においては上記課題の解決のために、保護適用対象の各端子電流を変流器により検出し、端子電流の差動演算により前記保護適用対象の各端子に備えられた遮断器を開放するための開放指令信号を与える内部故障判定処理部を備える差動保護継電装置において、変流器の励磁電圧と誘起電圧を求め、これらを比較することにより変流器の飽和を判定するＣＴ飽和判定処理部と、検出した端子電流が保護適用対象の通過電流であることを検出して外部故障と判定する外部故障判定処理部を備え、ＣＴ飽和判定処理部が飽和判定し、かつ外部故障判定処理部が外部判定しているときに内部故障判定処理部による遮断器を開放するための開放指令信号を阻止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護適用対象の各端子電流を変流器により検出し、端子電流の差動演算により前記保護適用対象の各端子に備えられた遮断器を開放するための開放指令信号を与える内部故障判定処理部を備える差動保護継電装置において、
前記変流器の励磁電圧と誘起電圧を求め、これらを比較することにより前記変流器の飽和を判定するＣＴ飽和判定処理部と、前記検出した端子電流が前記保護適用対象の通過電流であることを検出して外部故障と判定する外部故障判定処理部を備え、ＣＴ飽和判定処理部が飽和判定し、かつ外部故障判定処理部が外部判定しているときに前記内部故障判定処理部による遮断器を開放するための開放指令信号を阻止することを特徴とする差動保護継電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の差動保護継電装置において、
前記変流器の励磁電圧と誘起電圧を求めるためのＣＴ定数とインピーダンスを差動保護継電装置の整定値として与えることを特徴とする差動保護継電装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の差動保護継電装置において、
前記変流器の励磁電圧と誘起電圧を比較する場合に、検出した電流に直流成分が重畳されているときに飽和判定しやすくなるように修正することを特徴とする差動保護継電装置。
【請求項４】
請求項３に記載の差動保護継電装置において、
検出した電流に直流成分が重畳されていることを、検出した電流の正負波形の非対称率から判断することを特徴とする差動保護継電装置。
【請求項５】
請求項１に記載の差動保護継電装置において、
外部故障判定処理部が外部判定しているときに、前記内部故障判定処理部による差動演算のための動作感度を低下させることを特徴とする差動保護継電装置。
【請求項６】
請求項２に記載の差動保護継電装置において、
前記変流器の励磁電圧を求めるためのＣＴ定数として、ＣＴ定格負担とＣＴ二次定格とＣＴ過電流定数を使用し、励磁電圧をＣＴ定格負担とＣＴ過電流定数の積をＣＴ二次定格で除した値として求めることを特徴とする差動保護継電装置。
【請求項７】
請求項２または請求項６に記載の差動保護継電装置において、
前記変流器の誘起電圧を求めるためのＣＴ定数として、ＣＴ一次定格とＣＴ二次定格を使用し、誘起電圧を変流器で計測した一次電流とＣＴ二次定格と前記インピーダンスの積をＣＴ一次定格で除した値として求めることを特徴とする差動保護継電装置。
【請求項８】
電力系統の保護適用対象の端子電流を検出する変流器の飽和判定方法において、
前記変流器の励磁電圧と誘起電圧を比較することにより前記変流器の飽和を判定するとともに、前記励磁電圧をＣＴ定格負担とＣＴ過電流定数の積をＣＴ二次定格で除した値として求め、前記誘起電圧を変流器で計測した一次電流とＣＴ二次定格と前記インピーダンスの積をＣＴ一次定格で除した値として求めることを特徴とする変流器の飽和判定方法。
【請求項９】
請求項８に記載の変流器の飽和判定方法において、
前記変流器の励磁電圧と誘起電圧を比較する場合に、検出した電流に直流成分が重畳されているときに飽和判定しやすくなるように補正比較することを特徴とする変流器の飽和判定方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の変流器の飽和判定方法において、
検出した電流に直流成分が重畳されていることを、検出した電流の正負波形の非対称率から判断することを特徴とする変流器の飽和判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は差動保護継電装置及び変流器の飽和判定方法に係り、特に外部事故時の過大通過電流に対して誤動作することを阻止できる差動保護継電装置及び変流器の飽和判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力用保護継電装置の代表的な保護原理として、保護対象機器の区間内部の故障判定を比率差動原理により実現する差動保護継電装置がある。
【０００３】
本方式の差動保護継電装置は、主回路の保護対象機器に対して、電流検出用の変流器（以下単にＣＴと略称する）を挟み込むように配置し、保護対象区間の内部故障発生時に挟み込んだＣＴから得られる差電流を高速／高感度に検出して故障検出判定を実施し、保護動作する。
【０００４】
本方式の適用にあたる制約事項として、電流検出部分であるＣＴの定格諸元を極力合わせる必要性がある。即ち、ＣＴの定格定数はもとより、接続ケーブルのサイズ、ケーブルの距離、ＣＴの二次負担に合理性を持たせる必要がある。仮に、これらの諸元に不一致があると、保護区間外部故障による過大通過電流に対して、複数のＣＴが異なる値の電流値を検出することになり、あたかも内部事故判定したと同じ状況になる。このため、ＣＴの定格諸元の相違による検出誤差を極力発生させることのない事前の諸施策を施す必要性がある。
【０００５】
即ち、主回路の故障時に発生する過大電流に対して、的確にＣＴの二次検出電流を得られるようにする事で、故障電流が過大となった場合においても、保護継電装置が誤出力しない配慮が必要となる。
【０００６】
特許文献１は、複数のＣＴの一部に飽和しやすいＣＴが存在すると差電流を生じ誤動作の原因となることから、飽和しやすいＣＴの端子に第２の検出器を追加設置し、その計測値の傾向を利用して誤動作を防止することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３４１７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１は、その適用に当り、複数のＣＴの一部に飽和しやすいＣＴが存在することが、事前判明していることを前提としている。
【０００９】
しかるに近年では、設備の老朽化にともなうプラントの部分更新や新設プラント建設時でもコスト低減の目的から、１メーカーへの発注・建設によるフルターンキー方式が減少の傾向にある。これらのプラントでの保護継電システムでは、異メーカー製によるＣＴを組み合わせた保護継電システムを構築することが前提となってきている。即ち、これらの設備においては、保護対象機器に対して比率差動保護継電方式を採用する場合には、ＣＴ定格は合致していても、ＣＴの励磁特性が大きく異なる場合がある。
【００１０】
係る条件の設備設置環境下では、複数のＣＴの一部に飽和しやすいＣＴが存在することを事前に把握することが困難であり、直ちに特許文献１の方式を実現することができない。仮に事前判明して、特許文献１の方式を実施する場合であっても、新たに第２の検出器を追加設置することに伴う、追加工事、コストアップが避けられない。
【００１１】
従って一般に係るケースでは、保護対象機器の更新にあたり、電流検出部のＣＴも同時に更新してＣＴ諸元を合わせる必要性があり、更新費用の増大、更新期間が長期化するという課題が内在している。
【００１２】
また、適用した保護継電装置に関して、前述したＣＴの検出誤差を極力発生させることのない事前の諸施策を充分に対策することが出来ない場合もあり、実運用に入ってから、保護区間外での故障で発生する過大通過電流に対して、ＣＴの誤差に起因する不要出力の可能性を内在している。
【００１３】
以上のことから本発明においては、保護継電装置自身がＣＴの飽和を検知して誤動作を阻止することで、新たな工事や設備の追加などを行わずともよい差動保護継電装置及び変流器の飽和判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明においては上記課題の解決のために、保護適用対象の各端子電流を変流器により検出し、端子電流の差動演算により前記保護適用対象の各端子に備えられた遮断器を開放するための開放指令信号を与える内部故障判定処理部を備える差動保護継電装置において、変流器の励磁電圧と誘起電圧を求め、これらを比較することにより変流器の飽和を判定するＣＴ飽和判定処理部と、検出した端子電流が保護適用対象の通過電流であることを検出して外部故障と判定する外部故障判定処理部を備え、ＣＴ飽和判定処理部が飽和判定し、かつ外部故障判定処理部が外部判定しているときに内部故障判定処理部による遮断器を開放するための開放指令信号を阻止する。
【００１５】
また、変流器の励磁電圧と誘起電圧を求めるためのＣＴ定数とインピーダンスを差動保護継電装置の整定値として与える。
【００１６】
また、変流器の励磁電圧と誘起電圧を比較する場合に、検出した電流に直流成分が重畳されているときに飽和判定しやすくなるように補正する。
【００１７】
また、検出した電流に直流成分が重畳されていることを、検出した電流の正負波形の非対称率から判断する。
【００１８】
また、外部故障判定処理部が外部判定しているときに、内部故障判定処理部による差動演算のための動作感度を低下させる。
【００１９】
また、変流器の励磁電圧を求めるためのＣＴ定数として、ＣＴ定格負担とＣＴ二次定格とＣＴ過電流定数を使用し、励磁電圧をＣＴ定格負担とＣＴ過電流定数の積をＣＴ二次定格で除した値として求める。
【００２０】
また、変流器の誘起電圧を求めるためのＣＴ定数として、ＣＴ一次定格とＣＴ二次定格を使用し、変流器で計測した一次電流とＣＴ二次定格とインピーダンスの積をＣＴ一次定格で除した値として求める。
【００２１】
本発明においては上記課題の解決のために、電力系統の保護適用対象の端子電流を検出する変流器の飽和判定方法において、変流器の励磁電圧と誘起電圧を比較することにより変流器の飽和を判定するとともに、励磁電圧をＣＴ定格負担とＣＴ過電流定数の積をＣＴ二次定格で除した値として求め、誘起電圧を変流器で計測した一次電流とＣＴ二次定格と前記インピーダンスの積をＣＴ一次定格で除した値として求める。
【００２２】
また、変流器の励磁電圧と誘起電圧を比較する場合に、検出した電流に直流成分が重畳されているときに飽和判定しやすくなるように修正比較する。
【００２３】
また、検出した電流に直流成分が重畳されていることを、検出した電流の正負波形の非対称率から判断する。
【発明の効果】
【００２４】
異なるＣＴ特性を有している差動保護継電装置において、ＣＴの諸元やＣＴ二次インピーダンスが異なるケースでも、的確に内部故障を検出し、且つ保護区間外部故障時の不要動作を阻止する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ＣＴ飽和判定処理部７の詳細構成を示す図。
【図２】ＣＴの等価回路と外部接続回路を示す図。
【図３】本発明の差動保護継電装置の全体構成を示す図。
【図４】図３の各処理部５、６、７の動作態様について説明する図。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２６】
図２にＣＴの等価回路と外部接続回路を示す。この図で、ＣＴの等価回路２は、電流源１と外部出力端子２ａ、２ｂの間のＴ型回路として表現できる。これは、Ｔ型回路の上辺に相当する部分にＣＴの一次巻線と二次巻線のインピーダンス（一次インピーダンスＺｐと巻線インピーダンスＺｓ）の直列回路を配置し、Ｔ型回路の脚部に励磁巻線の励磁インピーダンスＺｏを配置した構成である。
【００２７】
ＣＴに保護継電装置を接続する場合には、外部出力端子２ａ、２ｂ間にケーブルインピーダンスＺｌと保護継電器盤のインピーダンスＺｒｙの直列回路が外部接続回路として接続される。
【００２８】
係るＣＴの等価回路において、一般的にＣＴの飽和現象とは、ＣＴ二次の励磁電圧Ｖｓ（励磁巻線の端子電圧）が飽和してそれ以上、励磁電圧Ｖｓが変化しなくなるために、ＣＴ二次への電流が流れなくなる現象を示している。この励磁電圧自体はＣＴの基本特性で固有であり、ＣＴ製作過程で発生する固有値を含んでおり、励磁電圧が高いＣＴほど飽和しにくいものとなる。
【００２９】
ＣＴの励磁電圧Ｖｓは、ＣＴ定格負担（変流器の二次回路に接続された負荷）とＣＴ二次定格（変流器二次回路の定格電圧、定格電流）とＣＴ過電流定数（一次電流が定格一次電流よりも大きいときの性能を表す定数）を用いて（１）式で表現できることが知られている。
【００３０】
【数１】
2013013170.tif 000003
また一般的に、ＣＴにおいては一次インピーダンスＺｐが小さいことからこれを無視すると、ＣＴ定格負担及びＣＴ過電流定数が大きくなる程、励磁電圧Ｖｓが大きくなり、結果として一次側の大電流に対して飽和しにくくなる関係にある。
【００３１】
一方、電流に対するＣＴの誘起電圧ＶｒはＣＴ固有値のみならず保護継電装置、接続ケーブルを含む、保護継電システムを構成している総負担との大きさに関係しており、（２）式で表す事ができる。
【００３２】
【数２】
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【００３３】
さらに、（１）式の励磁電圧Ｖｓと、（２）式の誘起電圧Ｖｒの関係について検討する。故障発生時には直流分の電流が重畳する。直流分として、最大重畳の１００％を考慮した場合、故障電流としては２倍の電流がＣＴに流入することを想定する。この条件の電流でＣＴが飽和しないための関係は、（１）式と（２）式から（３）式の関係が導出される。
【００３４】
【数３】
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【００３５】
本発明では、（３）式の関係に着目して、常時、リアルタイムでＣＴ固有の励磁電圧と、ＣＴ二次から検出される電流値の大きさから現在の電流値での励磁電圧ポイントを算出・比較することで、ＣＴの飽和判定を実現するものである。
【００３６】
より具体的に説明すると、（１）式の励磁電圧Ｖｓを求めるために使用するＣＴ定格負担とＣＴ二次定格とＣＴ過電流定数は、ＣＴごとに定められ、ＣＴの銘板などに記述されて予め知ることのできる値であり、ここではこれらをＣＴ定数ということにする。また（２）式において、ＣＴの誘起電圧Ｖｒを求めるために使用するＣＴ一次定格とＣＴ二次定格と巻線インピーダンスＺｓと外部接続回路のインピーダンス（Ｚｌ、Ｚｒｙ）も予め知ることのできる値である。このうち、ＣＴ一次定格とＣＴ二次定格もまたＣＴ定数である。
【００３７】
なお、（１）（２）式において、ＣＴ定数以外には、巻線インピーダンスＺｓと外部接続回路のインピーダンス（Ｚｌ、Ｚｒｙ）があるが、これらは、保護継電装置を接続するときに計測すればよい。その他の数値はＣＴ定数であり、これらは他のメーカーにおいて製造されたＣＴであっても、一般には公開された数値情報である。このことから、これらを整定値として扱い、保護継電装置を設置する時点でこれら数値を予め整定しておく。これにより、（１）式の励磁電圧ＶｓをＣＴ固有の値として扱うことができ、かつ（２）式の一次電流のみが未知の数値として残ることになる。
【００３８】
図３に、本発明の差動保護継電装置の全体構成を示す。まず、差動保護継電装置３は、保護適用対象４として例えば変圧器に適用され、その全ての端子（ここでは一次端子と二次端子の例で示す）に設けた変流器ＣＴ１、ＣＴ２から電流Ｉｆ１、Ｉｆ２を取り込む。なお、電流は交流３相の全ての相について検出されるが、ここでは単相のみを表記している。
【００３９】
差動保護継電装置３は、内部故障判定処理部５と外部故障判定処理６で構成される。内部故障判定処理部５は、その具体回路構成の図示を省略するが、例えば保護適用対象４に流入する方向の電流を正とし、流出する方向の電流を負とするベクトル演算を実行し、全ての変流器ＣＴ１、ＣＴ２から得られた電流のベクトル和が所定値以上となるときに内部事故判定して全ての端子の遮断器ＣＢ１、ＣＢ２を開放操作する。
【００４０】
外部故障判定処理部６は、例えば保護適用対象４に流入する方向の電流を正とし、流出する方向の電流を負とする電流入力を行い、流入した電流和と同じ値の流出電流和があることを確認して、外部事故判定し、遮断器ＣＢ１、ＣＢ２の開放を阻止する機能を果たす。具体的には外部故障判定処理部６の出力Ｏ２により、内部故障判定処理部５が与えた遮断器ＣＢ１、ＣＢ２の開放操作信号Ｏ１をアンド回路２９により阻止する。
【００４１】
外部故障判定処理部６における判断論理は、上記の考え方を利用した幾つかのものが知られているが、図３の例では位相差を利用する位相差処理部６１と、瞬時値和を利用する瞬時値和処理部６２を備え、その双方が外部判定しているときに、「外部故障」と最終判断する異方式二重化方式の例で説明する。
【００４２】
図３の位相差処理部６１では、各ＣＴの同一相の電流に対して基準位相からの位相差を検出し、各ＣＴの出力の間の位相差を演算する。具体的には、高速サンプリングにより正波／負波の境界データにより基準点を求め、各々、正波／負波における与えられた規準位相からの差を算出する。求められた各相の基準位相は、全位相の合成処理を行う位相合成部により各々正波／負波毎に加算される。
【００４３】
保護対象における通常の通過電流では、正波／負波ともに位相差は各ＣＴの位相誤差特性に準拠しており、定常時では位相差は０度近傍にある。ここでは、ＣＴ固有誤差を考慮して、合成位相が設定（Ｋθ）以内にある事を判定して、外部故障と判定する。
【００４４】
瞬時値和処理部６２では、各ＣＴの同一相において瞬時値和をとり、得られた結果を実効値処理する機能を具備している。瞬時値和処理部６２では合成電流が保護対象における通常の通過電流では０近傍にあることから、ＣＴ固有誤差を考慮して合成電流が設定（ＫＩｄ）以内にある事を判定して、外部故障とする。
【００４５】
位相差処理部６１及び瞬時値和処理部６２での判定結果は、アンド回路２１で判定され、位相差処理部６１及び瞬時値和処理部６２の処理結果が成立した場合には外部故障と判定し、フリップフロップ２３をセットする。フリップフロップ２３のリセット条件は、外部故障から内部故障に進展した場合に、高速に外部故障判定をリセットする必要性があるため、位相差処理部６１及び瞬時値和処理部６２の判定結果がともに不成立となった場合に、オア回路２２の判定を持ってフリップフロップ２３をリセットする。
【００４６】
以上、考え方を説明した内部故障判定処理部５と外部故障判定処理部６で構成される差動保護継電装置３によれば、流入電流に対して内部故障判定処理部５が内部判定し、流出電流に対して外部故障判定処理部６が外部判定することにより、内外故障を正しく判別できるはずである。
【００４７】
ところが、ＣＴの検出する値にＣＴ飽和などに起因する誤差を含む場合には、外部故障時の過大通過電流の検出誤差を内部故障判定処理部５が検出して遮断器の開放信号を与え、他方で外部故障判定処理部６は入力に誤差を含んでいても、通過電流であるために正しく外部検知しているので遮断器の開放阻止信号を与えることができない。この結果、外部故障にも拘わらず遮断器の開放が実行されてしまうことになる。
【００４８】
本発明のＣＴ飽和判定処理部７は、ＣＴの検出する値にＣＴ飽和などに起因する誤差を含むことを検知し、内部故障判定処理部５による遮断器の開放を阻止する。図１にＣＴ飽和判定処理部７の詳細構成を示す。
【００４９】
図１において、ＣＴ飽和判定処理部７は、ＣＴの相ごとに設置される。各相とも同一回路構成でよいので、図の例ではａ相の回路構成を記載し、他の相の構成の記載を割愛している。
【００５０】
図１の飽和判定部７３では（３）式を実行する。また、誘起電圧演算部７１は（２）式を実行する。励磁電圧演算部７２は（１）式を実行する。
【００５１】
このうち、励磁電圧演算部７２において（１）式を実行するためには、前述したように式中の全ての値が事前に知られているので、これらを整定値として予め入力しておく。つまり、励磁電圧演算部７２では、ＣＴ定数（二次定格、定格負担、過電流定数）を整定値として取り込み、ＣＴ固有の定数として誘起電圧Ｖｓを得る。
【００５２】
また、誘起電圧演算部７１において（２）式を実行するには、前述したように式中の多くの値が事前に知られているので、これらを整定値として予め入力しておく。つまり、誘起電圧演算部７１では、ＣＴ定数（一次定格、二次定格、巻線インピーダンス）及び、装置側負担（ケーブルインピーダンスＺｌ、リレー盤負担Ｚｒｙ）を整定値として取り込んでおり、これらの定数と、現在のＣＴ二次電流を用いて、（２）に式より誘起電圧Ｖｒを演算する。
【００５３】
誘起電圧Ｖｒを演算するにあたり、現在のＣＴ二次電流を以下のようにして求める。ＣＴ二次の検出電流は、フィルタ部７８に入力されて基本波成分を抽出する。このとき、フィルタ部７８による検出電流の位相の遅れを生じるので、位相遅れ補償部７９において、位相遅れを補償する。位相補償されたデータは、積分処理部７０により積分されて、実効値が求められる。誘起電圧演算部７１では、積分処理部７０で実効値処理化された現在のＣＴ二次電流に、整定値として入力された値を用いて（２）式を実行し、ＣＴに誘起されている誘起電圧Ｖｒを演算する。
【００５４】
最後に、最終的なＣＴの飽和判定は飽和判定部７３により、励磁電圧演算部７２、誘起電圧演算部７１の出力を用いて（３）式により行うが、本発明では更に補正係数Ｋによる補正を考慮することでより高精度の判定とする。補正係数Ｋは、故障電流が直流成分を含み、正側の値と負側の値とで大きく相違することから、直流成分の含有割合を正負の非対象率の形で把握し、（３）式の演算に反映させたものである。
【００５５】
このために、まず非対称判定部７６では、ＣＴ検出電流の非対称率を判定するためにＣＴ二次電流の瞬時値から正波ピーク値と負波ピーク値を求め、その割合から非対称率を算定する。非対称率は、例えば直流成分を含まず、従って正波ピーク値と負波ピーク値の絶対値が同じであるときに０％、交流と同量の直流成分を含む場合に１００％と計算する。
【００５６】
補正係数Ｋ選択テーブル７７では、非対称判定部７６の結果から飽和判定部７３で適用する定数Ｋを選択する。非対称率が０％の場合にはＫ＝０．５とし、非対称率が１００％の場合にはＫ＝１とする。この結果、交流のピーク値が同じであっても直流成分が含有されるほど、飽和と判定されやすい特性にできる。
【００５７】
上記の飽和判定は、各相で実施し、最後にオア回路７４では、当該端子のＣＴの各相の判断結果のうち、いずれかの相に飽和判定が出た場合には、飽和と判定する。また同様に、保護継電装置に電流を取り込んでいる他の端子の全ＣＴに対して同様の処理を実施することで、構成されているシステムでのＣＴ飽和現象を検出する機能を有する。
【００５８】
再度図３にもどり、本実施例での外部故障判定機能付き差動保護継電装置について説明する。まず、図３に示すように、図１のＣＴ飽和判定処理部７の出力は、アンド回路２８において、外部故障判定処理部６の出力との一致が取られる。ＣＴ飽和判定処理部７が飽和と判定し、かつ外部故障判定処理部６が外部故障と判定してそれぞれ出力し、その両判定結果が成立した場合には、アンド回路２８により保護対象機器４の外部故障であると判断する。
【００５９】
アンド回路２８の出力Ｏ２はアンド回路２９に与えられ、これにより内部故障判定処理部５の出力を判定期間中はロックする。なお、外部故障判定処理部６の単独の判定出力の場合には、外部故障によるＣＴ誤差発生と判断し、この場合には適用している差動保護継電装置の検出感度を低下させる信号に適用する。
【００６０】
以上説明した図３の各部の処理部５、６、７を備えることによる動作態様について説明する。図４は、内部故障発生かつＣＴ飽和なしの第１のケース、内部故障発生かつＣＴ飽和ありの第２のケース、外部故障発生かつＣＴ飽和なしの第３のケース、外部故障発生かつＣＴ飽和ありの第４のケースのときの図３各部状態を示している。このケースごとに、図３の各部処理部５、６、７の動作態様について説明する。
【００６１】
まず内部故障発生のケースについて、各端子から電流が流入する内部故障では、内部故障判定処理部５が出力Ｏ１として「１」を与える。他方、外部故障判定処理部６は、外部判定していないので出力せず「０」である。従って、この状態で第２のケースのように、ＣＴ飽和判定処理部７が飽和と判定し「１」を出力したとしても、または第２のケースのように、ＣＴ飽和判定処理部７が非飽和と判定し「０」を出力したとしても、アンド回路２８の出力Ｏ２が「０」である。従って、アンド回路２９により内部故障判定処理部５の出力による遮断器開放指示が正しく出される。
【００６２】
次に、外部故障による通過電流の場合、第３のケースではＣＴ非飽和であり、内部故障判定処理部５は、差電流を検出しておらず出力Ｏ１として「０」を与える。但し、第４のケースではＣＴ飽和により、内部故障判定処理部５が差電流を検出し、出力Ｏ１として「１」を与えることがある。
【００６３】
他方、外部故障判定処理部６は、ＣＴ飽和、ＣＴ非飽和に関わらず外部判定して「１」を出力する。これに対して、ＣＴ飽和判定処理部７はＣＴ飽和のとき（ケース４）「１」を与え、ＣＴ非飽和のとき（ケース３）「０」を与えている。このため、アンド回路２８の出力Ｏ２は、ＣＴ飽和のとき（ケース４）「１」を与え、ＣＴ非飽和のとき（ケース３）「０」を与えることになり、結果としてケース４での誤った内部出力判定結果（Ｏ１）が遮断器遮断信号として遮断器に与えられることを阻止できる。
【００６４】
以上詳細に述べたように、本発明では、ＣＴ二次電流の瞬時値を用いて非対称率を演算し、ＣＴ励磁電圧Ｖｓと現状電流値での誘起電圧Ｖｒをリアルタイムに処理する事で対象機器に流入する電流に対してＣＴ飽和判定機能と、瞬時値合成による差電流検出と位相合成誤差判定による外部故障判定機能とを組み合わせた、比率差動保護を実現するものである。
【符号の説明】
【００６５】
１：電流源
２：ＣＴ等価回路
２ａ、２ｂ：外部出力端子
３：差動保護継電装置
４：保護適用対象
５：内部故障判定処理部
６：外部故障判定処理部
７：ＣＴ飽和判定処理部
２１、２８：アンド回路
２２、７４：オア回路
２３：フリップフロップ
２９：アンド回路
６１：位相差処理部
６２：瞬時値和処理部
７０：積分処理部
７１：誘起電圧演算部
７２：励磁電圧演算部
７３：飽和判定部
７６：非対称判定部
７７：補正係数Ｋ選択テーブル
７８：フィルタ部
７９：位相遅れ補償部
ＣＴ：変流器
ＣＢ：遮断器
Ｖｓ：励磁電圧
Ｖｒ：ＣＴの誘起電圧
Ｚｐ：一次インピーダンス
Ｚｓ：巻線インピーダンス
Ｚｏ：励磁インピーダンス
Ｚｌ：ケーブルインピーダンス
Ｚｒｙ：リレー盤インピーダンス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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