(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
抑制電圧、極性電圧に１２０°位相差のある線間電圧を使用する短絡方向リレーにおいて、
前記短絡方向リレーは、前記抑制電圧と極性電圧とを比較し極性電圧に対する抑制電圧の位相が所定の位相範囲外にあるとき不動作となる特性を有することを特徴とする短絡方向リレー。
【請求項２】
抑制電圧、極性電圧に１２０°位相差のある線間電圧を使用する短絡方向リレーにおいて、
前記極性電圧と抑制電圧とを比較し極性電圧に対する抑制電圧の位相が所定の位相範囲内のとき出力する位相比較手段と、
前記短絡方向リレーの出力を位相比較手段の出力があることを条件に出力させる論理積回路とを有することを特徴とする短絡方向リレー。
【請求項３】
前記所定の位相範囲は進み１３０°、遅れ５０°であることを特徴とする請求項１または２記載の短絡方向リレー。
【請求項４】
前記位相比較手段は位相比較リレーであることを特徴とする請求項２または３記載の短絡方向リレー。
【請求項５】
平行２回線送電線の第１回線および第２回線の電流の差および抑制電圧と極性電圧に１２０°位相差のある線間電圧を使用する短絡方向リレーと、
前記極性電圧に対し抑制電圧の位相が所定の位相範囲外にあるとき出力する位相比較リレーと、
前記短絡方向リレーの出力を位相比較リレーの出力があることを条件に出力させる論理積回路とからなることを特徴とする平行２回線用短絡回線選択リレー。
【請求項６】
前記所定の位相範囲は進み１３０°、遅れ５０°であることを特徴とする請求項５記載の平行２回線用短絡回線選択リレー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、送電線のリレー設置点の電圧と電流により短絡事故の方向を判別する短絡方向リレーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
平行２回線送電線では短絡保護リレーに回線間電流を入力することにより事故回線の選択を行う送電線保護リレーとして適用される。高抵抗接地系の平行２回線送電線保護リレーとして短絡方向リレーを適用した例を図４に、リレーの入力シーケンスを図５に示す。
【０００３】
図４はａ相を代表として示したもので、短絡方向リレー（以下単にリレーという）Ｄａ，Ｄａ′には回線１Ｌの電流Ｉａ1と回線２Ｌの電流Ｉａ2の差電流を入力とし、差電流の方向によりいずれの回線に事故があったかを選択する。
【０００４】
今、負荷端Ｂ側に近い点に短絡事故Ｆが発生すると、電源端Ａ側では回線１Ｌ，２Ｌの電流Ｉａ1′，Ｉａ2′はほぼ等しくなり差電流は殆ど表れないので、リレーＤａ′は動作しない。負荷端Ｂ側では電流差Ｉａ1−Ｉａ2≒−２Ｉａ2となり、リレーＤａは回線２Ｌ側の事故と判断して動作し遮断器ＣＢ4をトリップさせる。遮断器ＣＢ4が遮断すると回線１Ｌ側には電流Ｉａ1が流れなくなるので電源端Ａ側では電流Ｉａ1′−Ｉａ2′≒−Ｉａ2′となりリレーＤａ′が動作して遮断器ＣＢ3をトリップさせる。
【０００５】
このように短絡方向リレーの回線選択リレーとしての適用では、事故点により一端側のリレーＤａ又はＤａ′のいずれかが動作してから他端側のリレーＤａ′又はＤａが動作するケースが多い。
【０００６】
また、事故によってリレー入力電圧がＯＶ近くまで低下すると動作が不安定となるため、メモリアクション作用をもたせ事故前の電圧を２サイクル程度メモリーして事故後に使用する方法が採用されているが、上述のように一端側のリレーが動作してから他端側のリレーを動作させるまで数サイクル以上の動作継続が必要な場合がある。
【０００７】
このようなことを避けるため、抑制用の電圧と極性電圧（動作用電圧）を分離する方法がとられている（図５）。
【０００８】
図６は短絡方向リレーＤａ（Ｄｂ，Ｄｃ）の位相特性を示したものである。これらのリレーは上述のように２線短絡時の動作の安定、１線地絡時の不要動作の防止のため、相電圧は使用せず抑制電圧と極性電圧を表１のように組み合わせている。
【０００９】
【表１】
0003900742.tif 000002
【００１０】
この短絡方向リレーＤａの動作式は（１）式で表される（最高感度角７５°のリレーの場合）。
【００１１】
【数１】
0003900742.tif 000003
【００１２】
（１）式より抑制電圧（リレーＤａの場合Ｅａｂ）、極性電圧（リレーＤａの場合Ｅｂｃ）の位相が変化することにより（１）式右辺のＫ2項が変化するため、その位相特性は図６のように変化する。図７はこの電圧位相の変化する短絡様相を示している。
【００１３】
即ち、リレーＤａは図７（２）のａｂ間短絡と図７（１）の３相短絡に正しく動作すればその責務を果すことができる。つまり図７（１），（２）はβ＝１２０°，９０°の場合であり、位相特性は電圧Ｅｂｃと電流の極座標で第１象限になりほぼ正しい動作を行う。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記リレーＤａは保護すべき事故相以外のｃａ相短絡（図７（３））ではβ≒１８０°となり、そのときの位相特性は図６のβ＝１８０°の場合となり、第２，第４象限へ大きく変位したものとなる。
【００１５】
図８はｃａ相短絡における各電圧、電流ベクトルとリレーＤａの位相特性を図示したものである。電流Ｉｃ，ＩａはＥｃａに対し約線路のインピーダンス角だけ遅れ方向に流れる。
【００１６】
リレーＤａは相電流Ｉａが流れる（実際はＩａ1−Ｉａ2）ため、この場合動作しない。しかし、この短絡が逆方向に発生した場合で考えると、電流ＩｃとＩａの方向が全く図８とは逆方向となるため、リレーＤａの第４象限２００°近くに相電流Ｉａが入ることになり、リレーは動作することになる。
【００１７】
また、電圧ＥａｂとＥｂｃは電圧Ｅｃａが殆ど０Ｖ近い完全短絡状態となってもβ＝１８０°以上となることはないため図８以上に電流ＩａがリレーＤａの円内に入ることはないと考えられる。
【００１８】
しかし、近年のガス絶縁開閉装置など同一のタンク内に３相一括の導体を配置したものにおける内部短絡事故では事故点電圧がアーク電圧となり、このアーク電圧波形によってはリレーの高調波対策のために入れるフィルターによって波形の位相が変化することがある。
【００１９】
波形による変化が起ると、図８の円特性は更に第４象限に変位することになるので、更にリレーＤａは動作し易い方向になる。
【００２０】
このように、線間電圧と線間電圧を使った短絡方向リレーにおいては逆方向の短絡事故によってその位相特性の変化により不要動作することがある。
【００２１】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、線間電圧を抑制電圧と極性電圧として入力している短絡方向リレーの誤動作を防止しうるようにした短絡方向リレーおよび短絡方向リレーを用いた平行２回線送電線用短絡回線選択リレーを提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この発明の短絡方向リレーは、抑制電圧、極性電圧に１２０°位相差のある線間電圧を使用する短絡方向リレーにおいて、
前記短絡方向リレーは、前記抑制電圧と極性電圧とを比較し極性電圧に対する抑制電圧の位相が進み１３０°、遅れ５０°の位相範囲外にあるとき不動作となる特性を有することを特徴とする。
【００２３】
または、前記極性電圧と抑制電圧とを比較し極性電圧に対する抑制電圧の位相が進み１３０°、遅れ５０°の位相範囲内のとき出力する位相比較リレーまたは位相比較手段と、前記短絡方向リレーの出力を位相比較リレーまたは位相比較手段の出力があることを条件に出力させる論理積回路とを有することを特徴とする。
【００２４】
また、この発明の平行２回線用短絡回線選択リレーは、平行２回線送電線の第１回線および第２回線の電流の差および抑制電圧と極性電圧に１２０°位相差のある線間電圧を使用する短絡方向リレーと、前記極性電圧に対し抑制電圧の位相が進み１３０°、遅れ５０°の位相範囲外にあるとき出力する位相比較リレーと、前記短絡方向リレーの出力を位相比較リレーの出力があることを条件に出力させる論理積回路とからなることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図１〜図３を用いて説明する。
【００２６】
図１について、平行２回線１Ｌ，２Ｌの負荷端Ｂ側に、回線１Ｌ，２Ｌのａ相の電流差Ｉａ1−Ｉａ2と、線間電圧Ｅａｂ，Ｅｂｃを抑制電圧、極性電圧とするａ相用短絡方向リレーＤａと線間電圧Ｅｂｃに対しＥａｂが進み１３０°、遅れ５０°の範囲にあれば動作、これ以外の位相にある時は不動作となる特性をもったａ相用の位相比較リレーＤａｐを設ける。
【００２７】
同様に、電源端Ａ側にａ相用の短絡方向リレーＤａ′と位相比較リレーＤａｐ′を設ける。同様に負荷端Ｂ側および電源端Ａ側にｂ相，ｃ相用の短絡方向リレーＤｂ，ＤｃおよびＤｂ′，Ｄｃ′と、位相比較リレーＤｂｐ，ＤｃｐおよびＤｂｐ′，Ｄｃｐ′を設ける。
【００２８】
図２について、負荷端Ｂ側のａ相用の短絡方向リレーＤａの出力は位相比較リレーＤａｐの出力があることを条件とする論理積回路ＡＮＤａを介して論理積回路ＯＲ１から出力される。また、ｂ相，ｃ相用の短絡方向リレーＤｂ，Ｄｃの出力はそれぞれ位相比較リレーＤｂｐ，Ｄｃｐの出力があることを条件とする論理積回路ＡＮＤｂ，ＡＮＤｃを介して論理和回路ＯＲ１から出力されるようになっている。同様に電源端Ａ側の短絡方向リレーＤａ′，Ｄｂ′，Ｄｃ′の出力はそれぞれ位相比較リレーＤａｐ′，Ｄｂｐ′，Ｄｃｐ′の出力があることを条件とする論理積回路を介して論理和回路から出力されるようにしてある。
【００２９】
上記実施の形態の動作について説明する。短絡方向リレーＤａの抑制電圧Ｅａｂと極性電圧Ｅｂｃの位相差は図３に示すように、３相短絡ではほぼ１２０°、ａｂ相短絡およびｂｃ相短絡ではほぼ９０°、ｃａ相短絡ではほぼ１８０°となる。短絡方向リレーＤａは３相短絡、ａｂ相短絡で動作する。３相短絡、ａｂ相短絡以外はその動作責務はなく、動作しなくてもよいが、ｃａ相短絡のときは特性が第２，第４象限にずれるため、短絡方向リレーの保護範囲（リレーＤａの見る前方事故）の事故では動作しないが、逆方向の事故で動作、即ち誤動作が発生する恐れがある。
【００３０】
位相比較リレーＤａｐは、線間電圧ｂｃに対し線電圧Ｅａｂが進み１３０°、遅れ５０°の範囲にあれば動作する。それ以外の位相にある時は不動作となる。
【００３１】
論理積回路ＡＮＤａは短絡方向リレーＤａが出力した場合、その出力を位相比較リレーＤａｐの出力があることを条件に通す。しかして上記誤動作が発生する恐れがある逆方向のｃａ相間短絡のように相間電圧ＥａｂとＥｂｃが１８０°となるような事故に対して位相比較リレーＤａｐは出力しないので、短絡方向リレーＤａの出力は論理積回路ＡＮＤａでロックされ、誤動作が防止される。
【００３２】
また、短絡方向リレーＤｂ，Ｄｃの論理出力回路はそれぞれ上記短絡方向リレーＤａのそれと同様に構成されているので、それぞれ逆方向の相間短絡事故時の短絡方向リレーＤｂ，Ｄｃの誤動作を防止できる。
【００３３】
また、電源端Ａ側の短絡方向リレーＤａ′，Ｄｂ′，Ｄｃ′の論理出力回路は上記負荷端Ｂ側（図２）と同様に構成されているので、短絡方向リレーＤａ′，Ｄｂ′，Ｄｃ′の誤動作を防止できる。
【００３４】
【発明の効果】
この発明は、上述のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏する。
（１）短絡方向リレーに短絡方向リレーが誤動作しやすい逆方向の線間短絡事故を検出しうる位相比較リレーを設け、位相比較リレーが動作していることを条件に短絡方向リレーの出力を出力させるので、逆方向の短絡事故による短絡方向リレーの誤動作を防止できる。
（２）ディジタルリレー等においては、短絡方向リレー演算の他に同一入力を使って位相比較機能を付加するだけで、逆方向の短絡事故に対する誤動作を防止することができる。
（３）位相比較リレーの付加により短絡方向リレーの機能、性能に影響を与えることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態にかかる短絡方向リレーと位相比較リレーの入力説明図。
【図２】同、短絡方向リレーと位相比較リレーの入力電圧・電流ベクトル説明図。
【図３】同、位相比較リレーの動作範囲と電圧ベクトルを示すグラフ。
【図４】従来例にかかる短絡方向リレーの入力説明図。
【図５】同、短絡方向リレーの入力・電流ベクトル説明図。
【図６】同、短絡方向リレーの短絡様相による位相特性の変化を示すグラフ。
【図７】短絡時の電圧ベクトル図。
【図８】ａｃ相短絡時の電圧、電流ベクトルと短絡方向リレーの位相特性を示すグラフ。
【符号の説明】
Ｄａ，Ｄａ′…地絡方向リレー
Ｄａｐ，Ｄａｐ′…位相比較リレー
【図１】
0003900742.tif 000004
【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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