專利名稱：零相電流差動(dòng)繼電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用輸電線兩端的零相電流的零相電流差動(dòng)繼電器。
背景技術(shù)：
已有的電流差動(dòng)繼電器的組成部分，包含與各相對(duì)應(yīng)的3個(gè)相電流差動(dòng)繼 電器單元和能以高靈敏度檢測(cè)出1相故障的零相電流差動(dòng)繼電器單元。已有的
電流差動(dòng)繼電器在輸電線的內(nèi)部的l相故障中，流通大于等于各相的相電流差 動(dòng)繼電器單元檢測(cè)靈敏度的電流時(shí)，因與該故障相對(duì)應(yīng)的相電流差動(dòng)繼電器單 元的動(dòng)作而對(duì)故障相的斷路器輸出控制信號(hào)(繼電器輸出)。利用這點(diǎn)，切斷僅 故障相的輸電線，消除輸電線的故障。
然而，已有的電流差動(dòng)繼電器不能檢測(cè)出故障電流小于電流差動(dòng)繼電器的 動(dòng)作靈敏度的電流。此情況下，可通過使用靈敏度較高的零相電流差動(dòng)繼電器 單元，檢測(cè)出故障，但零相電流差動(dòng)繼電器單元中不能確定故障相。因此，存
在相電流差動(dòng)繼電器單元不動(dòng)作的小接地故障電流進(jìn)行3相動(dòng)作，切斷全部輸 電線的3相的問題。為了減小這樣的問題，已有的電流差動(dòng)繼電器使零相電流 差動(dòng)繼電器單元的輸出遲后于相電流差動(dòng)繼電器單元的輸出地進(jìn)行輸出。
又，作為1相接地故障中判斷故障相的已有技術(shù)，專利文獻(xiàn)l揭示一種技 術(shù)，其中本端側(cè)的零相電流和反相電流的基準(zhǔn)相為實(shí)質(zhì)上同相位的相與3相電
壓中最小故障電壓相一致時(shí)，判斷為該相的l相接地故障。 專利文獻(xiàn)l:日本國(guó)特開2004 — 364376號(hào)公報(bào)
然而，上述專利文獻(xiàn)l記載的已有技術(shù)中，有些系統(tǒng)條件下，存在本端側(cè) 的故障電流小從而即使零相電流差動(dòng)繼電器單元?jiǎng)幼饕膊荒苷_判斷1相接地 故障的情況，用本端電流的判斷往往成為對(duì)零相電流差動(dòng)繼電器動(dòng)作不需要的 制約。又，上述專利文獻(xiàn)l記載的故障相判斷中，不管零相電流差動(dòng)繼電器本身 不需要輸入電壓，為了判斷是否l相接地故障，都需要在3相電壓中判斷最小 電壓相等的電壓判斷，所以存在必須輸入電壓信息的課題。
本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于得到一種即使本端側(cè)故障電
流小的情況下也能可靠地進(jìn)行輸電線上發(fā)生的接地故障是否1相接地故障的劃 分和其故障相的判斷的零相電流差動(dòng)繼電器。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述課題并到達(dá)上述目的，本發(fā)明的零相電流差動(dòng)繼電器，配備.-根據(jù)基于從本端的變流器得到的本端側(cè)3相電流的零相電流和從對(duì)端的變流器 得到的對(duì)端側(cè)3相電流的零相電流的差分運(yùn)算結(jié)果判斷輸電線是否接地故障的 判斷部，其中，所述判斷部配備根據(jù)對(duì)所述本端側(cè)3相電流和所述對(duì)端側(cè)3 相電流的同相電流進(jìn)行合成后得到的每相合成電流，求出以各相為基準(zhǔn)相的正 相電流的正相合成部；根據(jù)對(duì)所述本端側(cè)3相電流和所述對(duì)端側(cè)3相電流的同 相電流進(jìn)行合成后得到的每相合成電流，求出以各相為基準(zhǔn)相的反相電流的反 相合成部；以及對(duì)所述本端側(cè)3相電流的零相電流和所述對(duì)端側(cè)3相電流的零 相電流進(jìn)行合成，并求出合成零相電流的兩端零相電流合成部，并且根據(jù)所述 正相電流、所述反相電流和所述合成零相電流，進(jìn)行輸電線上發(fā)生的接地故障 是否1相接地故障的劃分并判斷其故障相。
根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)基于從本端的變流器得到的本端側(cè)3相電流的零相電流 和從對(duì)端的變流器得到的對(duì)端側(cè)3相電流的零相電流的差分運(yùn)算結(jié)果，檢測(cè)出 輸電線的接地故障時(shí)，根據(jù)基于對(duì)本端側(cè)3相電流和對(duì)端側(cè)3相電流的同相電 流進(jìn)行合成后得到的每相合成電流的以各相為基準(zhǔn)相的正相電流；基于對(duì)本端 側(cè)3相電流和對(duì)端側(cè)3相電流的同相電流進(jìn)行合成后得到的每相合成電流的以 各相為基準(zhǔn)相的反相電流；以及對(duì)本端側(cè)3相電流的零相電流和對(duì)端側(cè)3相電 流的零相電流進(jìn)行合成后得到的合成零相電流，進(jìn)行輸電線上發(fā)生的接地故障 是否l相故障的劃分，而且進(jìn)行故障相判斷，因此取得的效果能得到一種零相 電流差動(dòng)繼電器，其中即使本端側(cè)故障電流小的情況下，輸電線上發(fā)生的接地故障也能可靠地連同故障相判斷一起，進(jìn)行是否1相接地故障的劃分，而不進(jìn) 行電壓判斷。


圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明的零相電流差動(dòng)繼電器的電力用系統(tǒng)的組成的圖。 圖2是示出實(shí)施方式1的零相電流差動(dòng)繼電器的組成的框圖。
圖3是說明實(shí)施方式1的零相電流差動(dòng)繼電器的故障相判斷部的動(dòng)作用的
流程圖。
圖4是示出A相接地故障時(shí)的對(duì)稱坐標(biāo)法的等效電路。 圖5是示出BC相接地故障時(shí)的對(duì)稱坐標(biāo)法的等效電路。 圖6是示出實(shí)施方式2的零相電流差動(dòng)繼電器的組成的框圖。 圖7是說明實(shí)施方式2的零相電流差動(dòng)繼電器的故障相判斷部的動(dòng)作用的 流程圖。
圖8是示出A相接地故障時(shí)的對(duì)稱坐標(biāo)法的等效電路。 圖9是示出BC相接地故障時(shí)的對(duì)稱坐標(biāo)法的等效電路。 圖10是示出實(shí)施方式3的零相電流差動(dòng)繼電器的組成的框圖。 圖11是說明實(shí)施方式3的零相電流差動(dòng)繼電器的故障相判斷部的動(dòng)作用的 流程圖。
圖12是示出實(shí)施方式4的零相電流差動(dòng)繼電器的組成的框圖。 圖13是說明實(shí)施方式4的零相電流差動(dòng)繼電器的故障相判斷部的動(dòng)作用的 流程圖。
標(biāo)號(hào)說明
l是輸電線，2—1、 2 — 2是變流器，3、 3a、 3b、 3c是零相電流差動(dòng)繼電器， 4A、 4B、 4C是輸入電流變換部，5是接收部，6A、 6B、 6C是輸入電流變換部， 5是接收部，6A、 6B、 6C是接收電流變換部，7是電流時(shí)間同步部，8A、 8B、 8C是合成部，9是本端零相合成部。IO是對(duì)端零相合成部，ll是正相合成部， 12是反相合成部，13是兩端零相合成部，14是零相電流差動(dòng)繼電器單元部， 15、 15a、 15b、 15c是故障相判斷部，16A、 16B、 16C、 16BC、 16CA、 16AB、
6163是"與"電路，17是發(fā)送部，18是a電流運(yùn)算部，19是p電流運(yùn)算部。
具體實(shí)施例方式
下面，根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的零相電流差動(dòng)繼電器實(shí)施方式。再者， 本發(fā)明不受此實(shí)施方式限定。 實(shí)施方式1
用圖1 圖5說明本發(fā)明實(shí)施方式1。圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明零相電流差動(dòng) 繼電器的電力用系統(tǒng)的組成的圖。圖1中，電力用系統(tǒng)由輸電線1連接電源E1 和電源E2，在輸電線1的兩端配置變流器2(示出2—1、 2 — 2)，且配備取入變 流器2的次級(jí)電流從而檢測(cè)出輸電線1上是否發(fā)生故障并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果控制設(shè) 置在輸電線1的兩端的斷路器(未圖示)以保護(hù)輸電線1的零相電流差動(dòng)繼電器 3(示出3—1、 3 — 2)。圖1中，形成的組成在電源E1側(cè)配置變流器2—1，在電 源E2側(cè)配置變流器2 — 2，零相電流差動(dòng)繼電器3—1取入變流器2—1的次級(jí) 電流，零相電流差動(dòng)繼電器3 — 2取入變流器2 — 2的次級(jí)電流。
零相電流差動(dòng)繼電器3配備通信功能取入來自本端側(cè)變流器2(零相電流 差動(dòng)繼電器3—1的情況下為變流器2—1'，零相電流差動(dòng)繼電器3 — 2的情況下 為變流器2 — 2)的電流，將取入的電流的電流值作為電流信息發(fā)送到對(duì)端側(cè)的 零相電流差動(dòng)繼電器3(零相電流差動(dòng)繼電器3—1的情況下為零相電流差動(dòng)繼 電器3 — 2，零相電流差動(dòng)繼電器3 — 2的情況下為零相電流差動(dòng)繼電器3—1)。 零相電流差動(dòng)繼電器3進(jìn)行根據(jù)來自本端側(cè)的變流器2的電流和從對(duì)端側(cè)的零 相電流差動(dòng)繼電器3接收的電流信息檢測(cè)出輸電線1上是否發(fā)生故障的比率差 分運(yùn)算，并輸出根據(jù)比率差分運(yùn)算結(jié)果控制斷路器的控制信號(hào)。
圖2是示出圖l所示零相電流差動(dòng)繼電器3的組成的框圖。再者，零相電 流差動(dòng)繼電器是作為一種檢測(cè)出輸電線1上的故障的輸電線保護(hù)繼電器單元的 組成單元，但僅說明涉及作為本發(fā)明本旨的零相電流差動(dòng)繼電器單元及其單相 動(dòng)作。
圖2中，零相電流差動(dòng)繼電器3配備輸入電流變換部4(示出4A、 4B、 4C)、 發(fā)送部17、接收部5、接收電流變換部6(示出6A、 6B、 6C)、電流時(shí)間同步部
77、合成部8(示出8A、 8B、 8C)、正相合成部11、反相合成部12、本端零相合 成部9、對(duì)端零相合成部10、兩端零相合成部13、零相電流差動(dòng)繼電器單元部 14、故障相判斷部15、以及"與"電路16(16A、 16B、 16C、 16BC、 16CA、 16AB)。
輸入電流變換部4A將對(duì)從本端側(cè)的變流器2輸入的3相輸入中A相的本 端電流IA實(shí)施變換處理后得到的A相本端電流數(shù)據(jù)IIA，輸出到發(fā)送部17和 電流時(shí)間同步部7。輸入電流變換部4B將對(duì)從本端側(cè)的變流器2輸入的3相輸 入中B相的本端電流IB實(shí)施變換處理后得到的B相本端電流數(shù)據(jù)IIB，輸出 到發(fā)送部17和電流時(shí)間同步部7。輸入電流變換部4C將對(duì)從本端側(cè)的變流器 2輸入的3相輸入中C相的本端電流IC實(shí)施變換處理后得到的C相本端電流 數(shù)據(jù)IIC，輸出到發(fā)送部17和電流時(shí)間同步部7。變換處理是將來自本端側(cè)的 變流器2的有關(guān)相的本端側(cè)電流(表示IA、 IB、 IC)取入零相電流差動(dòng)繼電器3 內(nèi)，并變換成零相電流差動(dòng)繼電器3處理的電流數(shù)據(jù)的處理。具體而言，取入 該電流I，與變流器2的次級(jí)端隔離，去除取入的電流的高次諧波，并將去除 高次諧波后的本端電流I變換成數(shù)字信號(hào)的本端電流數(shù)據(jù)Il(表示IIA、 IIB、
nc)。
發(fā)送部17具有與對(duì)端側(cè)的零相電流差動(dòng)繼電器3的通信接口，將從輸入電 流變換部4輸入的電流數(shù)據(jù)n作為電流信息發(fā)送到對(duì)端零相電流差動(dòng)繼電器3。 例如將PCM (Pulse Code Modulation :脈碼調(diào)制)傳輸作為通信接口。
接收部5具有與對(duì)端側(cè)的零相電流差動(dòng)繼電器3的通信接口，接收來自對(duì) 端側(cè)的零相電流差動(dòng)繼電器3的發(fā)送部17的電流信息。接收部5將接收的電 流信息輸出到接收電流變換部6，并將收到電流信息通知電流時(shí)間同步部7。
接收電流變換部6A從接收部5輸入的電流信息提取對(duì)端的零相電流差動(dòng)繼 電器3的A相本端電流數(shù)據(jù)IIA，作為A相的對(duì)端電流數(shù)據(jù)IR1A輸出到合成 部8A和對(duì)端零相合成部10。接收電流變換部6B從接收部5輸入的電流信息 提取對(duì)端的零相電流差動(dòng)繼電器3的B相本端電流數(shù)據(jù)IIB，作為B相的對(duì)端 電流數(shù)據(jù)IR1B輸出到合成部8B和對(duì)端零相合成部10。接收電流變換部6C從 接收部5輸入的電流信息提取對(duì)端的零相電流差動(dòng)繼電器3的C相本端電流數(shù)據(jù)IIC，作為C相的對(duì)端電流數(shù)據(jù)IR1C輸出到合成部8C和對(duì)端零相合成部 10。
電流時(shí)間同步部7根據(jù)來自接收部5的收到電流信息的通知，校正對(duì)端的 零相電流差動(dòng)繼電器3的電流傳播延遲時(shí)間，使接收電流變換部6輸出的對(duì)端 電流數(shù)據(jù)IR1(表示IR1A、 IR1B、 IR1C)與輸入電流變換部4輸出的本端電流數(shù) 據(jù)I1的時(shí)間關(guān)系同步，并將同步后的本端電流數(shù)據(jù)I2(表示I2A、 12B、 12C)輸 出到合成部8和本端零相合成部9。
合成部8求從電流時(shí)間同步部7輸入的每相本端電流12與從接收電流變換 部6輸入的每相對(duì)端電流數(shù)據(jù)IR1的矢量和，將求出的矢量和作為有關(guān)相的合 成電流數(shù)據(jù)IS(表示IAS、 IBS、 ICS)，輸出到正相合成部11和反相合成部12。 合成部8A將A相的本端電流數(shù)據(jù)I2A與A相的對(duì)端電流數(shù)據(jù)IR1A的矢量和 作為A相的合成電流IAS，輸出到正相合成部11和反相合成部12。合成部8B 將B相的本端電流數(shù)據(jù)I2B與B相的對(duì)端電流數(shù)據(jù)IR1B的矢量和作為B相的 合成電流IBS，輸出到正相合成部ll和反相合成部12。合成部8C將C相的本 端電流數(shù)據(jù)I2C與C相的對(duì)端電流數(shù)據(jù)IR1C的矢量和作為C相的合成電流 ICS，輸出到正相合成部11和反相合成部12。
正相合成部11根據(jù)從合成部8輸入的每相的合成電流數(shù)據(jù)IS，以各相為基 準(zhǔn)相，求將正相電流合成后的各相的正相電流數(shù)據(jù)I1S(表示I1SA、I1SB、I1SC)。 這里，設(shè)A相的合成電流數(shù)據(jù)為IAS， B相的合成電流數(shù)據(jù)為IBS， C相的合 成電流數(shù)據(jù)為ICS，則以A相為基準(zhǔn)相的合成電流的正相電流數(shù)據(jù)I1SA、以B 相為基準(zhǔn)相的合成電流的正相電流數(shù)據(jù)I1SB和以C相為基準(zhǔn)相的合成電流的 正相電流數(shù)據(jù)I1SC分別能用式1、式2和式3表示。
IlSA = (IAS + IBSZ120° + ICSZ240。)/3 ......(式1)
IlSB = (IASZ240° + IBS + ICSZ120°)/3 ......(式2)
IlSC = (IASz:i20° + IBSZ240。 + ICS)/3 ......(式3)
正相合成部11用上述式1 式3求以各相為基準(zhǔn)相的正相電流數(shù)據(jù)IIS， 并將求出的正相電流數(shù)據(jù)I1S輸出到故障相判斷部15。
反相合成部12根據(jù)從合成部8輸入的每相的合成電流數(shù)據(jù)IS，以各相為基準(zhǔn)相，求將反相電流合成后的各相的反相電流數(shù)據(jù)12S(表示12SA、I2SB、I2SC)。 這里，設(shè)A相的合成電流數(shù)據(jù)為IAS， B相的合成電流數(shù)據(jù)為IBS， C相的合 成電流數(shù)據(jù)為ICS，則以A相為基準(zhǔn)相的合成電流的反相電流數(shù)據(jù)I2SA、以B 相為基準(zhǔn)相的合成電流的反相電流數(shù)據(jù)12SB和以C相為基準(zhǔn)相的合成電流的 反相電流數(shù)據(jù)I2SC分別能用式4、式5和式6表示。
I2SA = (IAS + IBSZ240° + ICSZ120。)/3 ......(式4)
I1SB = (IASZ120° + IBS + ICSZ240°)/3 ......(式5)
IlSC = (IASZ240° + IBSz:i20° + ICS)/3 ......(式6)
反相合成部12用上述式4 式6求以各相為基準(zhǔn)相的反相電流數(shù)據(jù)I2S， 并將求出的反相電流數(shù)據(jù)12S輸出到故障相判斷部15。
本端零相合成部9對(duì)從電流時(shí)間同步部7輸入的同步的本端電流數(shù)據(jù)12的 零相電流進(jìn)行合成。本端零相合成部9將合成的電流作為本端合成零相電流I0L 輸出到兩端零相合成部13和零相電流差動(dòng)繼電器單元部14。
兩端零相合成部13對(duì)從本端零相合成部9輸入的本端合成零相電流數(shù)據(jù) IOL和從對(duì)端零相合成部IO輸入的對(duì)端合成零相電流數(shù)據(jù)IOR進(jìn)行合成。兩端 零相合成部13將合成的電流數(shù)據(jù)作為合成零相電流數(shù)據(jù)I0S輸出到故障相判斷 部15。
零相電流差動(dòng)繼電器單元部14根據(jù)從本端零相合成部9輸入的本端合成零 相電流數(shù)據(jù)IOL和從對(duì)端零相合成部IO輸入的對(duì)端合成零相電流數(shù)據(jù)IOR進(jìn)行 差分運(yùn)算，把差分運(yùn)算結(jié)果輸出到"與"電路16，并作為零相電流差動(dòng)繼電器 單元輸出，輸出到外部。
故障相判斷部15根據(jù)從正相合成部11輸入的每相的正相電流數(shù)據(jù)IIS、從 反相合成部輸入的每相的反相電流數(shù)據(jù)I2S和從兩端零相合成部13輸入的合成 零相電流數(shù)據(jù)IOS，判斷輸電線l上是否發(fā)生故障和發(fā)生故障時(shí)的故障相。故 障相判斷部15判斷為A相的l相接地故障時(shí)，使判斷輸出OA有效("有效" 按輸出進(jìn)行控制動(dòng)作的信號(hào)的含義使用，下文也相同)，并使其它判斷輸出OB、 OC、 OBC、 OCA、 OAB無效("無效"按不輸出進(jìn)行控制動(dòng)作的信號(hào)的含義使 用，下文也相同)。故障相判斷部15判斷為B相的l相接地故障時(shí)，使判斷輸出OB有效，并使其它判斷輸出OA、 OC、 OBC、 OCA、 OAB無效。故障相判 斷部15判斷為C相的1相接地故障時(shí)，使判斷輸出OC有效，并使其它判斷 輸出OA、 OB、 OBC、 OCA、 OAB無效。
故障相判斷部15判斷為BC相的2相接地故障時(shí)，使判斷輸出OBC有效， 并使其它判斷輸出OA、 OB、 OC、 OCA、 OAB無效。故障相判斷部15判斷為 CA相的2相接地故障時(shí)，使判斷輸出OCA有效，并使其它判斷輸出OA、 OB、 OC、 OBC、 OAB無效。故障相判斷部15判斷為AB相的2相接地故障時(shí)，使 判斷輸出OAB有效，并使其它判斷輸出OA、 OB、 OC、 OCA、 OCA無效。
"與"電路16將表示從故障相判斷部15輸入的各相判斷結(jié)果的判斷輸出 O(表示OA、 OB、 OC、 OBC、 OCA、 OAB)與從零相電流差動(dòng)繼電器單元部14 輸入的零相電流單元輸出的邏輯積作為各相的動(dòng)作判斷結(jié)果A①T、B①T、C(DT、 BCOT、 CAOT、 ABOT進(jìn)行輸出。再者，所述故障相判斷部15和"與"電路 16提供本發(fā)明的判斷部的功能。
接著，說明本實(shí)施方式1的零相電流差動(dòng)繼電器3的動(dòng)作。輸入電流變換 部4對(duì)從本端側(cè)的變流器2輸入的3相輸入中的有關(guān)相的電流I實(shí)施變換處理。
將對(duì)有關(guān)相的電流實(shí)施變換處理后得到的本端電流數(shù)據(jù)I1輸出到發(fā)送部17 和電流時(shí)間同步部7。發(fā)送部17將從輸入電流變換部4輸入的本端電流數(shù)據(jù)II 作為電流信息發(fā)送到對(duì)端側(cè)的零相電流差動(dòng)繼電器3。
另一方面，接收部5接收對(duì)端側(cè)的零相電流差動(dòng)繼電器3的發(fā)送部17發(fā)送 的電流信息，將收到的電流信息輸出到接收電流變換部6，并對(duì)電流時(shí)間同步 部7通知收到電流信息。接收電流變換部6從電流信息提取對(duì)端側(cè)的零相電流 差動(dòng)繼電器3的有關(guān)相的對(duì)端電流數(shù)據(jù)，將提取的對(duì)端電流數(shù)據(jù)作為對(duì)端電流 數(shù)據(jù)IR1輸出到有關(guān)相所對(duì)應(yīng)的合成部8和對(duì)端零相合成部10。
電流時(shí)間同步部7根據(jù)來自接收部5的收到電流信息的通知，校正對(duì)端的 零相電流差動(dòng)繼電器3的電流傳播延遲時(shí)間，使對(duì)端電流數(shù)據(jù)IRI與本端電流 數(shù)據(jù)II的時(shí)間關(guān)系同步，并將同步的本端電流數(shù)據(jù)12輸出到與有關(guān)相對(duì)應(yīng)的 合成部8和本端零相合成部9。
合成部8求有關(guān)相的本端電流數(shù)據(jù)12與有關(guān)相的對(duì)端電流數(shù)據(jù)IR1的矢量
11相的合成電流數(shù)據(jù)IS，輸出到正相合成部IS和
反相合成部12。
正相合成部11使用每相的合成電流數(shù)據(jù)IS，由上述式1 式3求出以各相
為基準(zhǔn)相的合成電流的正相電流數(shù)據(jù)ns，輸出到故障相判斷部i5。反相合成
部12使用每相的合成電流數(shù)據(jù)IS，由上述式4 式6求出以各相為基準(zhǔn)相的合 成電流的反相電流數(shù)據(jù)I2S，輸出到故障相判斷部15。
本端零相合成部9將對(duì)從電流時(shí)間同步部7輸入的各相的本端電流數(shù)據(jù)12 的零相電流進(jìn)行合成后得到的本端合成零相電流數(shù)據(jù)IOL，輸出到兩端零相合 成部13和零相電流差動(dòng)繼電器單元14。對(duì)端零相合成部IO將對(duì)從接收電流變 換部6輸入的各相的對(duì)端電流數(shù)據(jù)IR1的零相電流進(jìn)行合成后得到的對(duì)端合成 零相電流數(shù)據(jù)IOR,輸出到兩端零相合成部13和零相電流差動(dòng)繼電器單元14。
兩端零相合成部13將對(duì)本端合成零相電流數(shù)據(jù)IOL和合成零相電流數(shù)據(jù) IOR進(jìn)行合成后得到的合成零相電流數(shù)據(jù)IOS，輸出到故障相判斷部15。零相 電流差動(dòng)繼電器單元14根據(jù)本端合成零相電流數(shù)據(jù)I0L和對(duì)端合成零相電流數(shù) 據(jù)IOR進(jìn)行差分運(yùn)算，將差分運(yùn)算結(jié)果輸出到"與"電路16，并作為零相電流 差動(dòng)繼電器單元輸出，輸出到外部。
故障相判斷部15根據(jù)每相的正相電流數(shù)據(jù)I1S、每相的反相電流數(shù)據(jù)I2S 和合成零相電流數(shù)據(jù)IOS，判斷輸電線1上是否發(fā)生故障和發(fā)生故障時(shí)的故障 相。
參照?qǐng)D3的流程圖詳細(xì)說明故障相判斷部15的判斷處理動(dòng)作。故障相判斷 部15判斷合成零相電流數(shù)據(jù)IOS是否大于預(yù)定的閾值sl(步驟SIOO)。這里，將 閾值sl取為表示靈敏度等同于零相電流差動(dòng)繼電器單元部14的零相差電流繼 電器單元靈敏度的值、或大于零相電流差動(dòng)繼電器單元部14的零相差電流繼 電器單元靈敏度。
合成零相電流數(shù)據(jù)IOS大于閾值sl時(shí)(步驟S100中為"是")，故障相判斷 部15判斷合成零相電流數(shù)據(jù)IOS與對(duì)以A相為基準(zhǔn)相的合成電流的反相電流 數(shù)據(jù)I2SA的相位差是否在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)。判斷為合成零相電流數(shù)據(jù)IOS與對(duì) 以A相為基準(zhǔn)相的合成電流的反相電流數(shù)據(jù)12SA的相位差不在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)
12時(shí)(步驟S101中為"否")，故障相判斷部15判斷合成零相電流數(shù)據(jù)I0S與對(duì) 以B相為基準(zhǔn)相的合成電流的反相電流數(shù)據(jù)I2SB的相位差是否在動(dòng)作區(qū)范圍 內(nèi)(步驟S102)。
判斷為合成零相電流數(shù)據(jù)IOS與對(duì)以B相為基準(zhǔn)相的合成電流的反相電流 數(shù)據(jù)I2SB的相位差不在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步驟S102中為"否")，故障相判斷 部15判斷合成零相電流數(shù)據(jù)IOS與對(duì)以C相為基準(zhǔn)相的合成電流的反相電流 數(shù)據(jù)I2SC的相位差是否在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)(步驟S103)。
判斷為合成零相電流數(shù)據(jù)IOS與對(duì)以C相為基準(zhǔn)相的合成電流的反相電流 數(shù)據(jù)I2SC的相位差在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步驟S103中為"是")，故障相判斷部 15判斷對(duì)以C相為基準(zhǔn)相的合成電流的反相電流數(shù)據(jù)I2SC與對(duì)以C相為基準(zhǔn) 相的合成電流的正相電流數(shù)據(jù)I1SC的相位差是否在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)(步驟S104)。
判斷為對(duì)以C相為基準(zhǔn)相的合成電流的反相電流數(shù)據(jù)I2SC與對(duì)以C相為基 準(zhǔn)相的合成電流的正相電流數(shù)據(jù)I1SC的相位差在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步驟S104 中為"是")，故障相判斷部15僅使表示C相的1相接地故障判斷的判斷輸出 OC有效，使其它判斷輸出OA、 OB、 OBC、 OCA、 OAB無效(步驟S105)。
判斷為對(duì)以C相為基準(zhǔn)相的合成電流的反相電流數(shù)據(jù)I2SC與對(duì)以C相為基 準(zhǔn)相的合成電流的正相電流數(shù)據(jù)I1SC的相位差不在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步驟S104 中為"否")，故障相判斷部15僅使表示AB相的2相接地故障判斷的判斷輸 出OAB有效，使其它判斷輸出OA、 OB、 OC、 OBC、 OCA無效(步驟S106)。
另一方面，合成零相電流數(shù)據(jù)IOS小于閾值sl時(shí)(步驟S100中為"否")、 或合成零相電流數(shù)據(jù)I0S與對(duì)以C相為基準(zhǔn)相的合成電路的反相電流數(shù)據(jù)I2SC 的相位差不在動(dòng)作區(qū)內(nèi)時(shí)(步驟S103中為"否")，故障相判斷部15判斷為輸 電線1上不發(fā)生接地故障，使全部判斷輸出OA、 OB、 OC、 OBC、 OCA、 OAB 無效(步驟S107)。
另一方面，判斷為合成零相電流數(shù)據(jù)IOS與對(duì)以B相為基準(zhǔn)相的合成電流 的反相電流數(shù)據(jù)I2SB的相位差在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步驟S102中為"是")，故 障相判斷部15判斷對(duì)以B相為基準(zhǔn)相的合成電流的反相電流數(shù)據(jù)I2SB與對(duì)以 B相為基準(zhǔn)相的合成電流的正相電流數(shù)據(jù)I1SB的相位差是否在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)(步驟S108)。
判斷為對(duì)以B相為基準(zhǔn)相的合成電流的反相電流數(shù)據(jù)I2SB與以B相為基準(zhǔn) 相的合成電流的反相電流數(shù)據(jù)I2SB的相位差在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步驟S108中為 "是")，故障相判斷部15僅使表示B相的1相接地故障判斷的判斷輸出OC 有效，使其它判斷輸出OA、 0C、 OBC、 OCA、 OAB無效(步驟S109)。
判斷為對(duì)以B相為基準(zhǔn)相的合成電流的反相電流數(shù)據(jù)I2SB與對(duì)以B相為基 準(zhǔn)相的合成電流的正相電流數(shù)據(jù)I1SB的相位差不在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步驟S108 中為"否")，故障相判斷部15僅使表示CA相的2相接地故障判斷的判斷輸 出OCA有效，使其它判斷輸出OA、 OB、 OC、 OBC、 OAB無效(步驟Sl 10)。
另一方面，判斷為合成零相電流數(shù)據(jù)I0S與對(duì)以A相為基準(zhǔn)相的合成電流 的反相電流數(shù)據(jù)I2SA的相位差在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步驟S101中為"是")，故 障相判斷部15判斷對(duì)以A相為基準(zhǔn)相的合成電流的反相電流數(shù)據(jù)I2SA與對(duì)以 A相為基準(zhǔn)相的合成電流的正相電流數(shù)據(jù)I1SA的相位差是否在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi) (步驟Slll)。
判斷為對(duì)以A相為基準(zhǔn)相的合成電流的反相電流數(shù)據(jù)12SA與以A相為基 準(zhǔn)相的合成電流的反相電流數(shù)據(jù)I2SA的相位差在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步驟Slll 中為"是")，故障相判斷部15僅使表示A相的l相接地故障判斷的判斷輸出 OA有效，使其它判斷輸出OB、 OC、 OBC、 OCA、 OAB無效(步驟Sl 12)。
判斷為對(duì)以A相為基準(zhǔn)相的合成電流的反相電流數(shù)據(jù)12SA與對(duì)以A相為 基準(zhǔn)相的合成電流的正相電流數(shù)據(jù)I1SA的相位差不在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步驟 Slll中為"否")，故障相判斷部15僅使表示BC相的2相接地故障判斷的判 斷輸出OBC有效，使其它判斷輸出OA、OB、OC、OCA、OAB無效(步驟SU3)。
這樣，故障相判斷部15在合成零相電流數(shù)據(jù)I0S大于等于閾值sl的情況下， 對(duì)合成零相電流數(shù)據(jù)I0S判斷以A相為基準(zhǔn)相的合成電流的反相電流數(shù)據(jù) 12SA、以B相為基準(zhǔn)相的合成電流的反相電流數(shù)據(jù)I2SB、以及以C相為基準(zhǔn) 相的合成電流的反相電流數(shù)據(jù)I2SC中用哪個(gè)基準(zhǔn)相運(yùn)算的反相電流數(shù)據(jù)I2S 進(jìn)入動(dòng)作區(qū)，并判斷進(jìn)入動(dòng)作區(qū)的反相電流數(shù)據(jù)I2S與有關(guān)相的正相電流數(shù)據(jù) I1S的相位差是否進(jìn)入動(dòng)作區(qū)。在此有關(guān)相基準(zhǔn)的I1S與I2S的比較中，故障相
14判斷部15將對(duì)有關(guān)相的反相電流數(shù)據(jù)I2S而言有關(guān)相的正相電流數(shù)據(jù)IIS小于
士90度(即存在同相比反相接近的關(guān)系)的情況判斷為有效。于是，此判斷結(jié)果 為有效輸出時(shí)，故障相判斷部15作為1相接地故障，將有關(guān)相判斷為故障相
并加以輸出。反之，此判斷結(jié)果不是有效輸出時(shí)，有關(guān)相相當(dāng)于健全相，所以
作為2相接地故障，將有關(guān)相以外的2相判斷為故障相并加以輸出。再者，動(dòng) 作區(qū)設(shè)定A相、B相或C相的基準(zhǔn)相為動(dòng)作區(qū)的范圍內(nèi)的值。
"與"電路16A將零相電流差動(dòng)繼電器單元輸出與故障相判斷部15的判斷 輸出OA的邏輯積作為輸出A(DT進(jìn)行輸出，"與"電路16B將零相電流差動(dòng) 繼電器單元輸出與故障相判斷部15的判斷輸出OB的邏輯積作為輸出B(DT進(jìn) 行輸出，"與"電路16C將零相電流差動(dòng)繼電器單元輸出與故障相判斷部15 的判斷輸出OC的邏輯積作為輸出DDT進(jìn)行輸出，"與"電路16BC將零相電 流差動(dòng)繼電器單元輸出與故障相判斷部15的判斷輸出OBC的邏輯積作為輸出 BCOT進(jìn)行輸出，"與"電路16CA將零相電流差動(dòng)繼電器單元輸出與故障相 判斷部15的判斷輸出OCA的邏輯積作為輸出CAOT進(jìn)行輸出，"與"電路 16AB將零相電流差動(dòng)繼電器單元輸出與故障相判斷部15的判斷輸出OAB的 邏輯積作為輸出ABOT進(jìn)行輸出。
接著，參照?qǐng)D4和圖5，說明上述零相電流差動(dòng)繼電器3的動(dòng)作的正當(dāng)性。 圖4示出A相的1相接地故障(A相接地故障)時(shí)的對(duì)稱坐標(biāo)法的等效電路。圖 5示出BC相的2相接地故障(BC相接地故障)時(shí)的對(duì)稱坐標(biāo)法的等效電路。如 圖4所示，A相接地故障的情況下，電流Il、 12、 IO流通實(shí)質(zhì)上同相的電流。 另一方面，如圖5所示，BC相接地故障的情況下，電流I2與電流I0同相，但 流通電流I2與電流I1反相的電流。而且，輸電線內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，兩端電源 相位實(shí)質(zhì)上相等的情況下，在兩端將CT的極性連接成反極性，所以電流Il、 12、 IO的相位分別實(shí)質(zhì)上相等。因此，即使對(duì)兩端的合成電流而言，在A相接 地故障的情況下，正相電流數(shù)據(jù)I1SA表示的電流、反向電流數(shù)據(jù)12SA表示的 電流、合成零相電流數(shù)據(jù)IOS表示的電流流通實(shí)質(zhì)上同相的電流這條件也成立。 另一方面，在BC相接地故障的情況下，反相電流數(shù)據(jù)I2SA表示的電流與合成 零相電流數(shù)據(jù)IOS表示的電流同相而反相電流數(shù)據(jù)12S表示的電流與正相電流數(shù)據(jù)IIS表示的電流流通反相的電流這條件成立。
如上文所說明，此實(shí)施方式1中，根據(jù)基于從本端的變流器得到的本端側(cè)3
相電流的零相電流和從對(duì)端的變流器得到的對(duì)端側(cè)3相電流的零相電流的差分 運(yùn)算結(jié)果，檢測(cè)出輸電線的接地故障時(shí)，根據(jù)基于對(duì)本端側(cè)3相電流和對(duì)端側(cè) 3相電流的同相電流進(jìn)行合成后得到的每相合成電流(本端與對(duì)端的同相矢量和 電流)的以各相為基準(zhǔn)相的正相電流；基于對(duì)本端側(cè)3相電流和對(duì)端側(cè)3相電流 的同相電流進(jìn)行合成后得到的每相合成電流的以各相為基準(zhǔn)相的反相電流；以 及對(duì)本端側(cè)3相電流的零相電流和對(duì)端側(cè)3相電流的零相電流進(jìn)行合成后得到 的合成零相電流，進(jìn)行輸電線上發(fā)生的接地故障是否l相故障的劃分，而且進(jìn) 行故障相判斷，因此即使本端側(cè)故障電流小的情況下，輸電線上發(fā)生的接地故 障也能可靠地連同故障相判斷一起，進(jìn)行是否l相接地故障的劃分，而非以往 故障相判斷那樣使用輸入電壓。又，此實(shí)施方式l中，與零相電流的相位實(shí)質(zhì) 上一致的反相電流的基準(zhǔn)相和該基準(zhǔn)相的正向電流的相位差在動(dòng)作區(qū)的范圍 內(nèi)的情況下，判銜為有關(guān)相的1相接地故障，所以即使本端側(cè)的故障電流極小 的情況下，也能可靠地檢測(cè)出輸電線上的故障相，而非以往故障相判斷那樣使 用輸入電壓。
再者，前文參照?qǐng)D3的流程圖說明的故障判斷處理部的判斷處理動(dòng)作中， 對(duì)合成零相電流數(shù)據(jù)IOS和預(yù)定的閾值sl進(jìn)行比較，但也可不對(duì)合成零相電流 數(shù)據(jù)IOS和預(yù)定的閾值sl進(jìn)行比較，而判斷作為零相電流差動(dòng)繼電器單元部14 的輸出的零相電流差動(dòng)繼電器單元輸出的有效或無效。這時(shí)，"零相電流差動(dòng) 繼電器單元輸出有效"的情況相當(dāng)于"合成零相電流數(shù)據(jù)IOS大于閾值sl"的 情況，"零相電流差動(dòng)繼電器單元輸出無效"的情況相當(dāng)于"合成零相電流數(shù) 據(jù)IOS小于閾值sl"的情況。
實(shí)施方式2
用圖6 圖9說明本發(fā)明實(shí)施方式2。前面的實(shí)施方式1中，根據(jù)基于對(duì)稱 坐標(biāo)法的正相、反相和零相運(yùn)算進(jìn)行相位判斷，但本實(shí)施方式2進(jìn)行基于利用 克拉克坐標(biāo)法的ot電流、(5電流和零相電流的相位判斷。
16應(yīng)用本實(shí)施方式2的零相電流差動(dòng)繼電器的電力用系統(tǒng)的組成，與前文所
示實(shí)施方式1的電力用系統(tǒng)相同，但使用零相電流差動(dòng)繼電器3a—l、 3a—2， 以代替零相電流差動(dòng)繼電器3—1、 3 — 2。
圖6是示出本實(shí)施方式2的零相電流差動(dòng)繼電器3a(表示3a—l、 3a—2)的 組成的框圖。圖6所示的本實(shí)施方式2的零相電流差動(dòng)繼電器3a配備a電流運(yùn) 算部18、 (3電流運(yùn)算部19和故障相判斷部15a，以代替前文圖2所示實(shí)施方式 1的零相電流差動(dòng)繼電器3的正相合成部11、反相合成部12和故障相判斷部 15。對(duì)具有與前文圖2所示實(shí)施方式1的零相電流差動(dòng)繼電器3相同的功能的 組成部分標(biāo)注同一標(biāo)號(hào)，省略重復(fù)的說明。
oc電流運(yùn)算部18根據(jù)從合成部8輸入的每相的合成電流數(shù)據(jù)IS，求每相的 a電流數(shù)據(jù)。設(shè)A相的合成電流數(shù)據(jù)為IAS， B相的合成電流數(shù)據(jù)為IBS， C相 的合成電流數(shù)據(jù)為ICS，則能分別用式7、式8和式9表示以A相為基準(zhǔn)相的a 電流數(shù)據(jù)IaSA、以B相為基準(zhǔn)相的a電流數(shù)據(jù)IaSB和以C相為基準(zhǔn)相的a電 流數(shù)據(jù)IaSC。a電流運(yùn)算部18使用下面的式7 式9求出每相的a電流數(shù)據(jù)IaS (表示IaSA、 IaSB、 IaSC) 。 a電流運(yùn)算部將每相的a電流數(shù)據(jù)IaS輸出到故障 相判斷部15a。
IaSA = (2XIAS-IBS-ICS)/3 ......(式7)
IaSB = (_IAS + 2XIBS-ICS)/3 ......(式8)
IaSC = (-IAS-IBS + 2XICS)/3 .......(式9)
卩電流運(yùn)算部19根據(jù)從合成部8輸入的每相的合成電流數(shù)據(jù)IS，求每相的(3 電流數(shù)據(jù)。設(shè)A相的合成電流數(shù)據(jù)為IAS， B相的合成電流數(shù)據(jù)為IBS， C相 的合成電流數(shù)據(jù)為ICS，則能分別用式IO、式11和式12表示以A相為基準(zhǔn)相 的(3電流數(shù)據(jù)IPSA、以B相為基準(zhǔn)相的(i電流數(shù)據(jù)ipSB和以C相為基準(zhǔn)相的a 電流數(shù)據(jù)1(3SC。 P電流運(yùn)算部19使用下面的式10 式12求出每相的[3電流數(shù) 據(jù)If5S (表示1(3SA、 IPSB、 If3SC)。，電流運(yùn)算部將每相的P電流數(shù)據(jù)I(3S輸出 到故障相判斷部15a。
I(3SA = (IBS —ICS) X 0/3/3)......(式10)
IPSB = (ICS — IAS) X (々3/3) ......(式ll)
17I卩SC = (IAS-IBS) X 0/3/3)......(式12)
故障相判斷部15a根據(jù)從a電流運(yùn)算部18輸入的每相的a電流數(shù)據(jù)IocS、從 P電流運(yùn)算部19輸入的每相的(3電流數(shù)據(jù)I(3S和從兩端零相合成部13輸入的合 成零相電流數(shù)據(jù)IOS，判斷輸電線1上是否發(fā)生A相的l相接地故障和發(fā)生故 障時(shí)的故障相。
故障相判斷部15a判斷為A相的l相接地故障時(shí)，使判斷輸出OA有效， 并使其它判斷輸出OB、 OC、 OBC、 OCA、 OAB無效。故障相判斷部15a判斷 為B相的1相接地故障時(shí)，使判斷輸出OB有效，并使其它判斷輸出OA、 OC、 OBC、 OCA、 OAB無效。故障相判斷部15a判斷為C相的1相接地故障時(shí)， 使判斷輸出OC有效，并使其它判斷輸出OA、 OB、 OBC、 OCA、 OAB無效。
故障相判斷部15a判斷為BC相的2相接地故障時(shí)，使判斷輸出OBC有效， 并使其它判斷輸出OA、 OB、 OC、 OCA、 OAB無效。故障相判斷部15a判斷 為CA相的2相接地故障時(shí)，使判斷輸出OCA有效，并使其它判斷輸出OA、 OB、 OC、 OBC、 OAB無效。故障相判斷部15a判斷為AB相的2相接地故障 時(shí)，使判斷輸出OAB有效，并使其它判斷輸出OA、 OB、 OC、 OCA、 OCA無 效。
接著，說明本實(shí)施方式2的零相電流差動(dòng)繼電器3a的動(dòng)作。本實(shí)施方式2 的零相電流差動(dòng)繼電器3a與前文實(shí)施方式1的零相電流差動(dòng)繼電器3的不同點(diǎn) 是前文實(shí)施方式1的零相電流差動(dòng)繼電器3中，根據(jù)基于對(duì)稱坐標(biāo)法的正相、 反相和零相運(yùn)算進(jìn)行相位判斷，而本實(shí)施方式2的零相電流差動(dòng)繼電器3a進(jìn)行 利用克拉克坐標(biāo)法的a電流、卩電流和零相電流的相位判斷。其它動(dòng)作與前文實(shí) 施方式1的零相電流差動(dòng)繼電器3相同，因此這里僅說明不同點(diǎn)。
oc電流運(yùn)算部18使用從合成部8輸入的每相的合成電流數(shù)據(jù)IS，由上述式 7 式9求出每相的a電流數(shù)據(jù)IaS，輸出到故障相判斷部15a。 (3電流運(yùn)算部19 使用從合成部8輸入的每相的合成電流數(shù)據(jù)IS，由上述式10 式12求出每相 的卩電流數(shù)據(jù)I卩S，輸出到故障相判斷部15a。兩端零相合成部13將對(duì)本端合成 零相電流數(shù)據(jù)I0L和合成零相電流數(shù)據(jù)I0R進(jìn)行合成后得到的合成零相電流數(shù) 據(jù)I0S，輸出到故障相判斷部15a。故障相判斷部15a根據(jù)每相的oc電流數(shù)據(jù)IocS、每相的卩電流數(shù)據(jù)ips和合成零相電流數(shù)據(jù)IOS，判斷輸電線1上是否發(fā)生接地 故障和發(fā)生接地故障時(shí)的故障相。
參照?qǐng)D7的流程圖詳細(xì)說明故障相判斷部15a的判斷處理動(dòng)作。故障相判 斷部15a判斷合成零相電流數(shù)據(jù)IOS是否大于預(yù)定的閾值sl(步驟S200)。這里， 將閾值sl取為表示靈敏度等同于零相電流差動(dòng)繼電器單元部14的零相差電流 繼電器單元靈敏度的值、或大于零相電流差動(dòng)繼電器單元部14的零相差電流 繼電器單元靈敏度。
合成零相電流數(shù)據(jù)IOS大于閾值sl時(shí)(步驟S200中為"是")，故障相判斷 部15a判斷以A相為基準(zhǔn)相的p電流數(shù)據(jù)I(3SA是否小于預(yù)定的閾值s2(步驟 S201)。判斷為以A相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)IpSA小于閾值s2時(shí)(步驟S201中 為"是")，故障相判斷部15a判斷合成零相電流數(shù)據(jù)K)S與以A相為基準(zhǔn)相的 a電流數(shù)據(jù)IotSA的相位差是否在動(dòng)作區(qū)的范圍內(nèi)(步驟S202)。 gp ，對(duì)合成零相 電流數(shù)據(jù)IOS的電流相位判斷按以A相為基準(zhǔn)相的a電流的基準(zhǔn)相運(yùn)算的(x電流 是否在動(dòng)作區(qū)的范圍內(nèi)。
判斷為合成零相電流數(shù)據(jù)IOS與以A相為基準(zhǔn)相的a電流數(shù)據(jù)IaSA的相位 差在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步驟S202中為"是")，故障相判斷部15a僅使表示A相 的1相接地故障判斷的判斷輸出OA有效，使其它判斷輸出OB、 OC、 OBC、 OCA、 OAB無效(步驟S203)。
反之，判斷為以A相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)IPSA大于等于閾值s2時(shí)(步驟 S201中為"否")，故障相判斷部15a判斷合成零相電流數(shù)據(jù)I0S的反相電流 數(shù)據(jù)與以A相為基準(zhǔn)相的oc電流數(shù)據(jù)IocSA的相位差是否在動(dòng)作區(qū)的范圍內(nèi)(步 驟S204)。即，對(duì)合成零相電流數(shù)據(jù)IOS的反相電流判斷以A相為基準(zhǔn)相運(yùn)算 的a電流數(shù)據(jù)IaSA是否在動(dòng)作區(qū)的范圍內(nèi)。
判斷為合成零相電流數(shù)據(jù)IOS的反相電流數(shù)據(jù)與以A相為基準(zhǔn)相的a電流數(shù) 據(jù)IaSA的相位差在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步驟S204中為"是")，故障相判斷部15a 僅使表示BC相的2相接地故障判斷的判斷輸出OBC有效，使其它判斷輸出 OA、 OB、 OC、 OCA、 OAB無效(步驟S205)。
判斷為合成零相電流數(shù)據(jù)IOS的反相電流數(shù)據(jù)與以A相為基準(zhǔn)相的oc電流數(shù)據(jù)laSA的相位差不在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步驟S204中為"否")、或合成零相電 流數(shù)據(jù)IOS與以A相為基準(zhǔn)相的a電流數(shù)據(jù)IaSA的相位差不在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí) (步驟S202中為"否")，故障相判斷部15a判斷以B相為基準(zhǔn)相的(5電流數(shù)據(jù) 1(3SB是否小于預(yù)定的閾值s2(步驟S206)。判斷為以B相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù) I卩SB小于閾值s2時(shí)(步驟S206中為"是否")，故障相判斷部15a判斷合成零 相電流數(shù)據(jù)IOS與以B相為基準(zhǔn)相的a電流數(shù)據(jù)IaSB的相位差是否在動(dòng)作區(qū)的 范圍內(nèi)(步驟S207)。即，對(duì)合成零相電流數(shù)據(jù)IOS的電流相位，判斷按以B相 為基準(zhǔn)相的a電流的基準(zhǔn)相運(yùn)算的a電流是否在動(dòng)作區(qū)的范圍內(nèi)。
判斷為合成零相電流數(shù)據(jù)IOS與以B相為基準(zhǔn)相的a電流數(shù)據(jù)IaSB的相位 差在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步驟S207中為"是")，故障相判斷部15a僅使表示B相 的1相接地故障判斷的判斷輸出OB有效，使其它判斷輸出0A、 OC、 OBC、 OCA、 OAB無效(步驟S208)。
另一方面，判斷為以B相為基準(zhǔn)相的p電流數(shù)據(jù)1(3SB大于閾值s2時(shí)(步驟 S206中為"否")，故障相判斷部15a判斷合成零相電流數(shù)據(jù)I0S的反相電流 數(shù)據(jù)與以B相為基準(zhǔn)相的a電流數(shù)據(jù)IaSB的相位差是否在動(dòng)作區(qū)的范圍內(nèi)(步 驟S209)。即，對(duì)合成零相電流數(shù)據(jù)IOS的反相電流判斷以B相為基準(zhǔn)相運(yùn)算 的a電流數(shù)據(jù)IaSB是否在動(dòng)作區(qū)的范圍內(nèi)。
判斷為合成零相電流數(shù)據(jù)IOS的反相電流數(shù)據(jù)與以B相為基準(zhǔn)相的ot電流數(shù) 據(jù)IaSB的相位差在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步驟S209中為"是")，故障相判斷部15a 僅使表示CA相的2相接地故障判斷的判斷輸出OCA有效，使其它判斷輸出 OA、 OB、 OC、 OBC、 OAB無效(步驟S210)。
判斷為合成零相電流數(shù)據(jù)IOS的反相電流數(shù)據(jù)與以B相為基準(zhǔn)相的oc電流數(shù) 據(jù)laSB的相位差不在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步驟S209中為"否")或合成零相電流 數(shù)據(jù)IOS與以B相為基準(zhǔn)相的a電流數(shù)據(jù)IaSB的相位差不在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步 驟S207中為"否")，故障相判斷部15a判斷以C相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)I(5SC 是否小于預(yù)定的閾值s2(步驟S211)。判斷為以C相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)I(3SC 小于預(yù)定的閾值s2時(shí)(步驟S2U中為"是")，故障相判斷部15a判斷合成零相 電流數(shù)據(jù)IOS與以C相為基準(zhǔn)相的cx電流數(shù)據(jù)IaSC的相位差是否在動(dòng)作區(qū)的范圍內(nèi)(步驟S212)。即，對(duì)合成零相電流數(shù)據(jù)IOS的電流相位判斷按以C相為基 準(zhǔn)相的a電流的基準(zhǔn)相運(yùn)算的ct電流是否在動(dòng)作區(qū)的范圍內(nèi)。
判斷為合成零相電流數(shù)據(jù)IOS與以C相為基準(zhǔn)相的a電流數(shù)據(jù)IaSC的相位 差在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步驟S212中為"是")，故障相判斷部15a僅使表示C相 的1相接地故障判斷的判斷輸出OC有效，使其它判斷輸出OA、 OB、 OBC、 OCA、 OAB無效(步驟S213)。
另一方面，判斷為以C相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)1(3SC大于等于預(yù)定的閾值 s2時(shí)(步驟S211中為"否")，故障相判斷部15a判斷合成零相電流數(shù)據(jù)IOS的 反相電流數(shù)據(jù)與以C相為基準(zhǔn)相的a電流數(shù)據(jù)IaSC的相位差是否在動(dòng)作區(qū)的范 圍內(nèi)(步驟S214)。即，對(duì)合成零相電流數(shù)據(jù)IOS的反相電流判斷按以C相為基 準(zhǔn)相相運(yùn)算的a電流數(shù)據(jù)IotSC是否在動(dòng)作區(qū)的范圍內(nèi)。
判斷為合成零相電流數(shù)據(jù)IOS的反相電流數(shù)據(jù)與以C相為基準(zhǔn)相的a電流數(shù) 據(jù)IaSC的相位差在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步驟S214中為"是")，故障相判斷部15a 僅使表示AB相的2相接地故障判斷的判斷輸出OAB有效，使其它判斷輸出 OA、 OB、 OC、 OBC、 OCA無效(步驟S215)。
另一方面，判斷為合成零相電流數(shù)據(jù)IOS的反相電流數(shù)據(jù)與以c相為基準(zhǔn) 相的a電流數(shù)據(jù)kxSC的相位差不在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步驟S214中為"否")、 判斷為合成零相電流數(shù)據(jù)IOS與以C相為基準(zhǔn)相的a電流數(shù)據(jù)IaSC的相位差不 在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)時(shí)(步驟S212中為"否")、或合成零相電流數(shù)據(jù)IOS小于閾值 sl時(shí)(步驟S200中為"否")，故障相判斷部15a判斷為輸電線1上不發(fā)生故障， 使全部判斷輸出OA、 OB、 OC、 OBC、 OCA、 OAB無效(步驟S216)。
這樣，故障相判斷部15a在合成零相電流數(shù)據(jù)I0S大于等于閾值sl時(shí)，以A 相、B相或C相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)IPS小于等于閾值s2且以有關(guān)相為基準(zhǔn) 相的oc電流數(shù)據(jù)IaS與合成零相電流數(shù)據(jù)IOS的相位差在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)的情況 下(以有關(guān)相為基準(zhǔn)相的a電流數(shù)據(jù)IaS接近同相的情況下)，判斷為有關(guān)相是1 相接地故障的故障相，而以A相、B相或C相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)I(5S大于 閾值s2且以有關(guān)相為基準(zhǔn)相的a電流數(shù)據(jù)IocS與合成零相電流數(shù)據(jù)IOS的反相 的相位差在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi)的情況下(以有關(guān)相為基準(zhǔn)相的a電流數(shù)據(jù)IaS接近反
21相的情況下)，判斷為有關(guān)相是2相接地故障中的健全相，健全相以外的2相是 故障相。再者，動(dòng)作區(qū)設(shè)定A相、B相、C相這些基準(zhǔn)相的任一相為動(dòng)作區(qū)范 圍內(nèi)的值。
接著，參照?qǐng)D8和圖9，說明上述零相電流差動(dòng)繼電器3a的動(dòng)作的正當(dāng)性。 圖8示出A相的1相接地故障(A相接地故障)時(shí)的克拉克坐標(biāo)法的等效電路。 圖9示出BC相的2相接地故障(BC相接地故障)時(shí)的克拉克坐標(biāo)法的等效電路。 如圖8所示，A相接地故障的情況下，(5電流I(3不流通電流，a電流Ia和電流 數(shù)據(jù)10流通實(shí)質(zhì)上同相的電流。另一方面，如圖9所示，BC相接地故障的情 況下，P電流I(5流通電流，a電流Ia和電流數(shù)據(jù)IO流通實(shí)質(zhì)上反相的電流。而 且，輸電線內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，兩端的電源相位實(shí)質(zhì)上相等的情況下，兩端的a 電流Ia、 P電流IP和電流數(shù)據(jù)IO的相位分別實(shí)質(zhì)上相等。因此，即使對(duì)兩端的 合成電流而言，也在A相接地故障的情況下，(5電流I(5不流通電流，a電流Ia 和電流數(shù)據(jù)10流通實(shí)質(zhì)上同相的電流。另一方面，BC相接地故障的情況下，p 電流ip流通電流且a電流Ia和電流數(shù)據(jù)10流通實(shí)質(zhì)上反相的電流的條件成立。
如上文所說明，此實(shí)施方式2中，根據(jù)基于從本端的變流器得到的本端側(cè)3 相電流的零相電流和從對(duì)端的變流器得到的對(duì)端側(cè)3相電流的零相電流的差分 運(yùn)算結(jié)果，檢測(cè)出輸電線的接地故障時(shí)，根據(jù)對(duì)本端側(cè)3相電流的零相電流和 對(duì)端側(cè)3相電流的零相電流進(jìn)行合成后得到的合成零相電流、基于對(duì)本端側(cè)3 相電流和對(duì)端側(cè)3相電流的同相電流進(jìn)行合成后得到的每相合成電流(本端與 對(duì)端的同相矢量和電流)的每相的a電流以及基于此合成電流的每相的p電流， 進(jìn)行輸電線上發(fā)生的接地故障是否1相故障的劃分，而且進(jìn)行故障相判斷，因 此即使本端側(cè)故障電流小的情況下，也能可靠地進(jìn)行輸電線上發(fā)生的接地故障 是否l相接地故障的劃分，并進(jìn)行故障相判斷，而非以往故障相判斷那樣使用 輸入電壓。又，此實(shí)施方式2中，將(3電流接近零且與零相電流的相位實(shí)質(zhì)上 一致的a電流的基準(zhǔn)相判斷為l相接地故障的故障相，所以即使本端側(cè)的故障 電流極小的情況下，也能可靠地檢測(cè)出輸電線上的故障相，而非以往故障相判 斷那樣使用輸入電壓。
再者，前文參照?qǐng)D7的流程圖說明的故障判斷處理部的判斷處理動(dòng)作中，和預(yù)定的閾值sl進(jìn)行比較，但也可不對(duì)合成零相電流 數(shù)據(jù)IOS和預(yù)定的閾值S1進(jìn)行比較，而判斷作為零相電流差動(dòng)繼電器單元部14 的輸出的零相電流差動(dòng)繼電器單元輸出的有效或無效。這時(shí)，"零相電流差動(dòng)
繼電器單元輸出有效"的情況相當(dāng)于"合成零相電流數(shù)據(jù)IOS大于閾值sl"的
情況，"零相電流差動(dòng)繼電器單元輸出無效"的情況相當(dāng)于"合成零相電流數(shù)
據(jù)IOS小于閾值sl"的情況。 實(shí)施方式3
用圖10和圖11說明本發(fā)明的實(shí)施方式3。前面的實(shí)施方式2中，使用以各 相為基準(zhǔn)相的a電流數(shù)據(jù)IocS、以各相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)IPS和合成零相電 流IOS確定輸電線1上是否發(fā)生接地故障及其故障相。本實(shí)施方式3不用以各 相為基準(zhǔn)相的a電流數(shù)據(jù)IaS，而用以各相為基準(zhǔn)相的p電流數(shù)據(jù)I(3S和合成零 相電流IOS確定輸電線1上是否發(fā)生接地故障及其故障相。
應(yīng)用本實(shí)施方式3的零相電流差動(dòng)繼電器的電力用系統(tǒng)的組成與前文所示 實(shí)施方式1的電力用系統(tǒng)相同，但使用零相電流差動(dòng)繼電器3b—l、 3b — 2，以 代替零相電流差動(dòng)繼電器3 — 1、 3 — 2。
圖10是示出本實(shí)施方式3的零相電流差動(dòng)繼電器3b(表示3b—l、 3b—2) 的組成的框圖。圖10所示的本實(shí)施方式3的零相電流差動(dòng)繼電器3b從前文圖 6所示實(shí)施方式2的零相電流差動(dòng)繼電器3a刪除a電流運(yùn)算部18，并配備故障 相判斷部15b，以代替故障相判斷部15a。對(duì)具有與前文圖6所示實(shí)施方式2 的零相電流差動(dòng)繼電器3a相同的功能的組成部分標(biāo)注同一標(biāo)號(hào)，省略重復(fù)的說 明。
故障相判斷部15b根據(jù)從p電流運(yùn)算部19輸入的每相的p電流數(shù)據(jù)1(3S和從 兩端零相合成部13輸入的合成零相電流數(shù)據(jù)IOS，判斷輸電線1上是否發(fā)生故 障。故障相判斷部15b在判斷為A相的1相接地故障時(shí)，使判斷輸出OA有效， 使其它判斷輸出OB、 OC、 OBC、 OAC、 OAB無效。故障相判斷部15b在判斷 為B相的1相接地故障時(shí)，使判斷輸出OB有效，使其它判斷輸出OA、 OC、 OBC、 OAC、 OAB無效。故障相判斷部15b在判斷為C相的1相接地故障時(shí)，
23使判斷輸出OC有效，使其它判斷輸出OA、 OB、 OBC、 OAC、 OAB無效。
故障相判斷部15b在判斷為BC相的2相接地故障時(shí)，使判斷輸出OBC有 效，使其它判斷輸出OA、 OB、 OC、 OCA、 OAB無效。故障相判斷部15b在 判斷為CA相的2相接地故障時(shí)，使判斷輸出OCA有效，使其它判斷輸出OA、 OB、 OC、 OBC、 OAB無效。故障相判斷部15b在判斷為AB相的1相接地故 障時(shí)，使判斷輸出OAB有效，使其它判斷輸出OA、 OB、 OC、 OBC、 OCA無 效。
接著，說明本實(shí)施方式3的零相電流差動(dòng)繼電器3b的動(dòng)作。本實(shí)施方式3 的零相電流差動(dòng)繼電器3b與前面的實(shí)施方式2的零相電流差動(dòng)繼電器3a的不 同點(diǎn)是前面的實(shí)施方式2的零相電流差動(dòng)繼電器3a中，使用以各相為基準(zhǔn)相 的a電流數(shù)據(jù)IaS、以各相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)I(3S和合成零相電流IOS確定 輸電線1上是否發(fā)生故障及其故障相，本實(shí)施方式3則不用以各相為基準(zhǔn)相的 a電流數(shù)據(jù)IaS，而用以各相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)IpS和合成零相電流IOS確 定輸電線1上是否發(fā)生故障及其故障相。其它動(dòng)作與前面的實(shí)施方式2的零相 電流差動(dòng)繼電器3a相同，所以這里僅說明不同點(diǎn)，即進(jìn)行故障相判斷處理的故 障相判斷部15b的動(dòng)作。
參照?qǐng)D11的流程圖，說明本實(shí)施方式的零相電流差動(dòng)繼電器3b的故障相 判斷部15b的動(dòng)作。故障相判斷部15b判斷合成零相電流數(shù)據(jù)IOS是否大于預(yù) 定的閾值sl(步驟S300)。這里，將閾值sl取為表示靈敏度等同于零相電流差動(dòng) 繼電器單元部14的零相差電流繼電器單元靈敏度的值、或大于零相電流差動(dòng) 繼電器單元部14的零相差電流繼電器單元靈敏度。
合成零相電流數(shù)據(jù)IOS小于等于閾值sl時(shí)(步驟S300中為"否")，故障相 判斷部15b判斷為輸電線1上不發(fā)生故障，使全部判斷輸出OA、 OB、 OC、 OBC、 OCA、 OAB無效(步驟S301)。合成零相電流數(shù)據(jù)IOS大于閾值el時(shí)(步 驟S300中為"是")，判斷A相是否發(fā)生1相接地故障，即判斷是否以A相為 基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)1(3SA小于預(yù)定的閾值s2而且以B相為基準(zhǔn)相的卩電流數(shù)據(jù) I卩SB和以C相為基準(zhǔn)相的(5電流數(shù)據(jù)印SC都大于預(yù)定的閾值e3(步驟S302)。 再者，后文闡述閾值s2、 s3。以A相為基準(zhǔn)相的p電流數(shù)據(jù)IPSA小于閾值s2且以B相為基準(zhǔn)相的(3電流 數(shù)據(jù)If5SB和以C相為基準(zhǔn)相的(5電流數(shù)據(jù)I卩SC都大于閾值s3時(shí)(步驟S302中 為"是")，故障相判斷部15b判斷為A相發(fā)生l相接地故障，并僅使表示A 相的1相接地故障判斷的判斷輸出OA有效，使其它判斷輸出OB、 OC、 OBC、 OCA、 OAB無效(步驟S303)。
以A相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)1(3SA大于等于預(yù)定的閾值e2時(shí)，或以B相為 基準(zhǔn)相的卩電流數(shù)據(jù)IPSB和以C相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)IPSC至少1個(gè)小于等 于閾值s3時(shí)(步驟S302中為"否")，故障相判斷部15b判斷B相是否發(fā)生1 相接地故障，即判斷是否以B相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)IPSB小于閾值s2而且 以A相為基準(zhǔn)相的(5電流數(shù)據(jù)1(3SA和以C相為基準(zhǔn)相的(5電流數(shù)據(jù)IPSC都大 于閾值s3(步驟S304)。
以B相為基準(zhǔn)相的(5電流數(shù)據(jù)1(3SB小于閾值s2而且以A相為基準(zhǔn)相的P電 流數(shù)據(jù)IpSA和以C相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)I卩SC都大于閾值s3時(shí)(步驟S304 中為"是")，故障相判斷部15b判斷為B相發(fā)生l相接地故障，并僅使表示B 相的1相接地故障判斷的判斷輸出OB有效，使其它判斷輸出OA、 OC、 OBC、 OCA、 OAB無效(步驟S305)。
以B相為基準(zhǔn)相的(5電流數(shù)據(jù)I卩SB大于等于預(yù)定的閾值s2時(shí)，或以A相為 基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)I卩SA和以C相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)I卩SC至少1個(gè)小于 等于閾值s3時(shí)(步驟S304中為"否")，故障相判斷部15b判斷C相是否發(fā)生1 相接地故障，即判斷是否以C相為基準(zhǔn)相的p電流數(shù)據(jù)IpSC小于閾值s2而且 以A相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)IPSA和以B相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)1(5SB都大 于閾值s3(步驟S306)。
以C相為基準(zhǔn)相的(5電流數(shù)據(jù)1(3SC小于閾值s2而且以A相為基準(zhǔn)相的(5電 流數(shù)據(jù)1(3SA和以B相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)IPSB都大于閾值s3時(shí)(步驟S306 中為"是")，故障相判斷部15b判斷為C相發(fā)生l相接地故障，并僅使表示C 相的1相接地故障判斷的判斷輸出OC有效，使其它判斷輸出OA、 OB、 OBC、 OCA、 OAB無效(步驟S307)。
以C相為基準(zhǔn)相的p電流數(shù)據(jù)ipSC大于等于閾值s2而且以A相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)IPSA和以B相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)IPSB至少1個(gè)小于等于閾值s3 時(shí)(步驟S306中為"否")，故障相判斷部15b判斷以A相為基準(zhǔn)相的p電流數(shù) 據(jù)1(3SA、以B相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)I卩SB和以C相為基準(zhǔn)相的(5電流數(shù)據(jù) I卩SC中的最大值是否以A相為基準(zhǔn)相的(5電流數(shù)據(jù)IPSA(步驟S308)。
判斷為以A相為基準(zhǔn)相的I3電流數(shù)據(jù)1(3SA、以B相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù) I卩SB和以C相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)IPSC中的最大值是以A相為基準(zhǔn)相的p 電流數(shù)據(jù)IPSA時(shí)(步驟S308中為"是")，故障相判斷部15b判斷為A相是健 全相，BC相發(fā)生2相接地故障，并僅使表示BC相的2相接地故障判斷的判斷 輸出OBC有效，使其它判斷輸出OA、 OB、 OC、 OCA、 OAB無效(步驟S309)。
判斷為以A相為基準(zhǔn)相的(5電流數(shù)據(jù)I卩SA、以B相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù) If3SB和以C相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)1(3SC中的最大值不是以A相為基準(zhǔn)相的(3 電流數(shù)據(jù)IpSA時(shí)(步驟S308中為"否")，故障相判斷部15b判斷以A相為基 準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)1(3SA、以B相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)I卩SB和以C相為基準(zhǔn)相 的P電流數(shù)據(jù)IPSC中的最大值是否以B相為基準(zhǔn)相的p電流數(shù)據(jù)1(3SB(步驟 S310)。
判斷為以A相為基準(zhǔn)相的卩電流數(shù)據(jù)I卩SA、以B相為基準(zhǔn)相的卩電流數(shù)據(jù) I(3SB和以C相為基準(zhǔn)相的(5電流數(shù)據(jù)IPSC中的最大值是以B相為基準(zhǔn)相的(3 電流數(shù)據(jù)IPSB時(shí)(步驟S310中為"是")，故障相判斷部15b判斷為B相是健 全相，CA相發(fā)生2相接地故障，并僅使表示CA相的2相接地故障判斷的判 斷輸出OCA有效，使其它判斷輸出OA、OB、OC、OBC、OAB無效(步驟S311)。
判斷為以A相為基準(zhǔn)相的p電流數(shù)據(jù)1(3SA、以B相為基準(zhǔn)相的(5電流數(shù)據(jù) 1(5SB和以C相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)I(3SC中的最大值不是以B相為基準(zhǔn)相的P 電流數(shù)據(jù)IPSB時(shí)(步驟S310中為"否")，即判斷為以A相為基準(zhǔn)相的(3電流 數(shù)據(jù)IpSA、以B相為基準(zhǔn)相的(5電流數(shù)據(jù)1[3SB和以C相為基準(zhǔn)相的p電流數(shù)據(jù) IpSC中的最大值是以C相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)1(3SC時(shí)，故障相判斷部15b 判斷為C相是健全相，AB相發(fā)生2相接地故障，并僅使表示AB相的2相接 地故障判斷的判斷輸出OAB有效，使其它判斷輸出OA、 OB、 OC、 OBC、 OCA 無效(步驟S312)。接著，說明所述故障相判斷部15b的故障判斷處理的正當(dāng)性。首先，說明A
相的1相接地故障(A相接地故障)的情況。A相接地故障的情況下，進(jìn)入零相 電流差動(dòng)繼電器3b的A相的本端電流IA流通故障電流，B相和C相的本端電 流IB、 IC連通負(fù)載電流。由于取兩端的合成電流，負(fù)載電流那樣在兩端貫通 時(shí)的合成電流僅留有故障電流，下面的式13和式14成立。
IAS = If ......(式13)
IBS = ICS = 0 ......(式14)
再者，IAS是A相的合成電流數(shù)據(jù)，IBS是B相的合成電流數(shù)據(jù)，ICS是C 相的合成電流數(shù)據(jù)，If是兩端的故障電流。
艮P，由式10 式12、式13、式14，以A相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)IPSA、 以B相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)1(3SB和以C相為基準(zhǔn)相的(5電流數(shù)據(jù)IPSC分別 變成下面的3個(gè)公式，以故障相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)I(3S變成"0"，卩電流 的健全相流通故障電流。因而，"I|3SA<s2" 、 "I(5SB〉s3"禾卩"I(3SC〉s3" 這3個(gè)條件成立。這里，閾值e3是用因輸電線1的內(nèi)部故障而零相電流差動(dòng)繼 電器單元輸出進(jìn)行動(dòng)作(有效)的電流能檢測(cè)出的值。而且，閾值s2是不發(fā)生變
流器誤差造成的錯(cuò)檢的值，取為能明確區(qū)分小于s3的值。 IPSA = (IBS-ICS) X (々3/3) = 0 IPSB = (ICS - IAS) X (V3 / 3) = - If (a/3 / 3) IpSC = (IAS - IBS) X (々3 / 3) = If "3/3)
又，作為1相接地故障條件的"I(5SA<e2" 、 "ipSB〉e3"和"I(3SC〉s3" 的3條件、"I卩SC〈s2"、 "IpSA>s3"和"II3SOs3"的3條件、以及"IPSC <s2" 、 "I(3SA〉s3"和"I(3SB>s3"的3條件都不成立時(shí)，形成2相接地 故障。例如，BC相的2相接地故障(BC接地故障)的情況下，A相的本端電流 IA流通負(fù)載電流，B相和C相的本端電流流通故障電流。由于取兩端的合成電 流，負(fù)載電流那樣在兩端貫通時(shí)的合成電流僅留有故障電流，下面的式15成
IAS = 0 ......(15)
再者，IAS是A相的合成電流數(shù)據(jù)。由上述式10 式12、式15，設(shè)B相與C相之間流通的電流的電流數(shù)據(jù)為IBCS，則以A相為基準(zhǔn)相的I3電流數(shù)據(jù) I卩SA、以B相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)1(5SB和以C相為基準(zhǔn)相的(5電流數(shù)據(jù)IPSC 分別變成下面的3個(gè)公式。這里，"IBCS的有效值> IBS的有效值=ICS的 有效值"的關(guān)系成立，所以對(duì)以A相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)IpSA、以B相為基 準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)IPSB和以C相為基準(zhǔn)相的p電流數(shù)據(jù)If3SC這3個(gè)電流數(shù)據(jù)呈 現(xiàn)最大電流數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)相成為2相接地故障的健全相。這樣，能用每相的卩電 流數(shù)據(jù)I卩S的有效值判斷執(zhí)行故障相判斷處理。
I(3SA = (IBS - ICS) X (V3 / 3) = IBCS (力/ 3)
I(3SB = (ICS _ IAS) X (a/3 / 3) = ICS (々3 / 3)
IpSC = (IAS-IBS) X (a/3 / 3) = - IBS (々3 / 3)
如上文所說明，此實(shí)施方式3中，根據(jù)基于從本端的變流器得到的本端側(cè)3 相電流的零相電流和從對(duì)端的變流器得到的對(duì)端側(cè)3相電流的零相電流的差分 運(yùn)算結(jié)果，檢測(cè)出輸電線的接地故障時(shí)，根據(jù)對(duì)本端側(cè)3相電流的零相電流和 對(duì)端側(cè)3相電流的零相電流進(jìn)行合成后得到的合成零相電流、以及基于對(duì)本端 側(cè)3相電流和對(duì)端側(cè)3相電流的同相電流進(jìn)行合成后得到的每相合成電流(本端 與對(duì)端的同相矢量和電流)的每相的P電流，進(jìn)行輸電線上發(fā)生的接地故障是否 1相故障的劃分和故障相判斷，因此即使本端側(cè)故障電流小的情況下，也可靠 地進(jìn)行輸電線上發(fā)生的接地故障是否l相接地故障的劃分和故障相判斷，而非 以往故障相判斷那樣使用輸入電壓。又，此實(shí)施方式3中，根據(jù)每相的(3電流 有效值的大小判斷2相接地故障的故障相，因此即使本端側(cè)的故障電流極小的 情況下，也能可靠地檢測(cè)出輸電線上的故障相，而非以往故障相判斷那樣使用 輸入電壓。而且，通過使用克拉克坐標(biāo)法，不需要對(duì)稱坐標(biāo)的正相電流、反相 電流的運(yùn)算所需的相移運(yùn)算，能使處理簡(jiǎn)化。
再者，前文參照?qǐng)D11的流程圖說明的故障判斷處理部的判斷處理動(dòng)作中， 對(duì)合成零相電流數(shù)據(jù)IOS和預(yù)定的閾值sl進(jìn)行比較，但也可不對(duì)合成零相電流 數(shù)據(jù)IOS和預(yù)定的閾值el進(jìn)行比較，而判斷作為零相電流差動(dòng)繼電器單元部14 的輸出的零相電流差動(dòng)繼電器單元輸出的有效或無效。這時(shí)，"零相電流差動(dòng) 繼電器單元輸出有效"的情況相當(dāng)于"合成零相電流數(shù)據(jù)IOS大于閾值sl"的情況，"零相電流差動(dòng)繼電器單元輸出無效"的情況相當(dāng)于"合成零相電流數(shù) 據(jù)I0S小于閾值S1"的情況。
實(shí)施方式4
用圖12和圖13，說明本發(fā)明的實(shí)施方式4。前面的實(shí)施方式1 3中，確 定輸電線1上是否發(fā)生1相接地故障或2相接地故障和發(fā)生故障的相，但本實(shí) 施方式4僅確定輸電線1上是否發(fā)生1相接地故障或2相接地故障和發(fā)生1相 接地故障的相。
應(yīng)用本實(shí)施方式4的零相電流差動(dòng)繼電器的電力用系統(tǒng)的組成與前文所示 實(shí)施方式1的電力用系統(tǒng)相同，但使用零相電流差動(dòng)繼電器3c—l、 3c—2，以 代替零相電流差動(dòng)繼電器3—1、 3 — 2。
圖12是示出本實(shí)施方式4的零相電流差動(dòng)繼電器3c(表示3c—l、 3c — 2)的 組成的框圖。圖12所示的本實(shí)施方式4的零相電流差動(dòng)繼電器3c從前文圖10 所示實(shí)施方式3的零相電流差動(dòng)繼電器3b刪除"與"電路16BC、 16CA、 16AB， 添加"與"電路163，并配備故障相判斷部15c，以代替故障相判斷部15b。對(duì) 具有與前文圖10所示實(shí)施方式3的零相電流差動(dòng)繼電器3b相同的功能的組成 部分標(biāo)注同一標(biāo)號(hào)，省略重復(fù)的說明。
故障相判斷部15c根據(jù)從(3電流運(yùn)算部19輸入的每相的P電流數(shù)據(jù)I卩S和從 兩端零相合成部13輸入的合成零相電流數(shù)據(jù)IOS，判斷輸電線1上是否發(fā)生故 障。故障相判斷部15c在判斷為A相的1相接地故障時(shí)，使判斷輸出OA有效， 使其它判斷輸出OB、 OC、 03(D無效。故障相判斷部15c在判斷為B相的l相 接地故障時(shí)，使判斷輸出OB有效，使其它判斷輸出OA、 OC、 030無效。故 障相判斷部15c在判斷為C相的l相接地故障時(shí)，使判斷輸出OC有效，使其 它判斷輸出OA、 OB、 030無效。而且，故障相判斷部15c在判斷為發(fā)生1相 接地故障以外的故障時(shí)，使判斷輸出03$有效，使其它判斷輸出OA、 OB、 OC 無效。
"與"電路163將從故障判斷部15c輸入的表示3相動(dòng)作的判斷輸出03O 與從零相電流差動(dòng)繼電器單元14輸入的零相電流單元輸出的邏輯積，作為3相動(dòng)作判斷結(jié)果3<DT進(jìn)行輸出。
接著，本發(fā)明實(shí)施方式4的零相電流差動(dòng)繼電器3c與前面的實(shí)施方式3的 零相電流差動(dòng)繼電器3b的不同點(diǎn)是前面的實(shí)施方式3的零相電流繼電器3b 確定2相接地故障的故障相，而本實(shí)施方式4的零相電流繼電器3c中，不確定 2相接地故障的故障相，并輸出是否3相動(dòng)作的判斷。其它動(dòng)作與前面的實(shí)施 方式3的零相電流繼電器3b相同，所以這里僅說明不同點(diǎn)，即進(jìn)行故障相判 斷處理的故障相判斷部15c的動(dòng)作。
參照?qǐng)D13的流程圖，說明本實(shí)施方式4的零相電流差動(dòng)繼電器3c的故障 相判斷部15c的動(dòng)作。故障相判斷部15c判斷合成零相電流數(shù)據(jù)I0S是否大于 預(yù)定的閾值sl(步驟S400)。合成零相電流數(shù)據(jù)IOS小于閾值sl時(shí)(步驟S400中 為"否")，故障相判斷部15c判斷為輸電線1上不發(fā)生故障，使全部判斷輸出 0A、 OB、 OC、 030無效(步驟S401)。
合成零相電流數(shù)據(jù)IOS大于閾值sl時(shí)(步驟S400中為"是")，故障相判斷 部15c判斷是否以A相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)IpSA小于預(yù)定的闕值s2而且以B 相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)I(3SB和以C相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)I13SC都大于預(yù)定 的閾值e3(步驟S402)。以A相為基準(zhǔn)相的(i電流數(shù)據(jù)IPSA小于閾值s2且以B 相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)I(3SB和以C相為基準(zhǔn)相的(5電流數(shù)據(jù)I(5SC都大于閾值 s3時(shí)(步驟S402中為"是")，故障相判斷部15c判斷為A相發(fā)生1相接地故 障，并僅使表示A相的l相接地故障判斷的判斷輸出OA有效，使其它判斷輸 出OB、 OC、 03巾無效(步驟S403)。
以A相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)I(3SA大于等于預(yù)定的閾值s2時(shí)，或以B相為 基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)I(5SB和以C相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)IPSC至少l個(gè)小于等 于閾值e3時(shí)(步驟S402中為"否")，故障相判斷部15b判斷是否以B相為基 準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)1(3SB小于閾值s2而且以A相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)I|3SA和 以C相為基準(zhǔn)相的卩電流數(shù)據(jù)1(3SC都大于閾值s3(步驟S404)。以B相為基準(zhǔn)相 的P電流數(shù)據(jù)1(3SB小于閾值s2而且以A相為基準(zhǔn)相的fJ電流數(shù)據(jù)IPSA和以C 相為基準(zhǔn)相的卩電流數(shù)據(jù)I(3SC都大于閾值s3時(shí)(步驟S404中為"是")，故障 相判斷部5b判斷為B相發(fā)生I相接地故障，并僅使表示B相的1相接地故障
30判斷的判斷輸出OB有效，使其它判斷輸出OA、 OC、 03①無效(步驟S405)。
以B相為基準(zhǔn)相的卩電流數(shù)據(jù)I卩SB大于等于預(yù)定的閾值s2時(shí)，或以A相為 基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)IpSA和以C相為基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)IPSC至少1個(gè)小于 等于閾值s3時(shí)(步驟S404中為"否")，故障相判斷部15c判斷是否以C相為 基準(zhǔn)相的P電流數(shù)據(jù)I卩SC小于閾值s2而且以A相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)1(3SA 和以B相為基準(zhǔn)相的p電流數(shù)據(jù)IPSB都大于閾值e3(步驟S406)。以C相為基準(zhǔn) 相的p電流數(shù)據(jù)1(3SC小于閾值s2而且以A相為基準(zhǔn)相的p電流數(shù)據(jù)IpSA和以 B相為基準(zhǔn)相的p電流數(shù)據(jù)ipSB都大于閾值s3時(shí)(步驟S406中為"是")，故 障相判斷部15c判斷為C相發(fā)生1相接地故障，并僅使表示C相的1相接地故 障判斷的判斷輸出OC有效，使其它判斷輸出OA、 OB、 03①無效(步驟S407)。 以C相為基準(zhǔn)相的(5電流數(shù)據(jù)IPSC大于等于閾值s2而且以A相為基準(zhǔn)相的 卩電流數(shù)據(jù)I(5SA和以B相為基準(zhǔn)相的(3電流數(shù)據(jù)I卩SB至少l個(gè)小于等于閾值s3 時(shí)(步驟S406中為"否")，故障相判斷部15c判斷為發(fā)生1相接地故障以外的 故障，使表示3相動(dòng)作的判斷輸出03(D有效，使其它判斷輸出OA、 OB、 OC 無效(步驟S408)。
這樣，故障相判斷部15c省略前面的實(shí)施方式3的故障相判斷部15b的2 相接地故障的判斷處理，在合成零相電流IOS大于閾值sl時(shí)判斷為輸電線1不 發(fā)生故障，并在發(fā)生的故障都不是A相、B相、C相的1相接地故障時(shí)不確定 故障相，僅輸出發(fā)生故障的信息。
如上文所說明，此實(shí)施方式4中，根據(jù)基于從本端的變流器得到的本端側(cè)3 相電流的零相電流和從對(duì)端的變流器得到的對(duì)端側(cè)3相電流的零相電流的差分 運(yùn)算結(jié)果，檢測(cè)出輸電線的接地故障時(shí)，根據(jù)對(duì)本端側(cè)3相電流的零相電流和 對(duì)端側(cè)3相電流的零相電流進(jìn)行合成后得到的合成零相電流、以及基于對(duì)本端 側(cè)3相電流和對(duì)端側(cè)3相電流的同相電流進(jìn)行合成后得到的每相合成電流(本端 與對(duì)端的同相矢量和電流)的每相的卩電流，進(jìn)行輸電線上發(fā)生的接地故障是否 1相故障的劃分和故障相判斷，因此即使本端側(cè)故障電流小的情況下，也能可 靠地進(jìn)行輸電線上發(fā)生的接地故障是否l相接地故障的劃分和故障相判斷，而 非以往故障相判斷那樣使用輸入電壓。又，此實(shí)施方式4中，根據(jù)每相的p電流有效值的大小判斷1相接地故障的故障相，因此即使本端側(cè)的故障電流極小 的情況下，也能可靠地檢測(cè)出輸電線上的故障相，而非以往故障相判斷那樣使 用輸入電壓。
而且，作為l相接地故障中確定故障相的各相動(dòng)作，取為3相動(dòng)作，不在2 相接地故障時(shí)確定故障相，所以僅為卩電流的各相有效值大小的判斷，能使處 理簡(jiǎn)化。
再者，前文參照?qǐng)D13的流程圖說明的故障判斷處理部的判斷處理動(dòng)作中， 對(duì)合成零相電流數(shù)據(jù)I0S和預(yù)定的閾值S1進(jìn)行比較，但也可不對(duì)合成零相電流
數(shù)據(jù)IOS和預(yù)定的閾值sl進(jìn)行比較，而判斷作為零相電流差動(dòng)繼電器單元部14
的輸出的零相電流差動(dòng)繼電器單元輸出的有效或無效。這時(shí)，"零相電流差動(dòng)
繼電器單元輸出有效"的情況相當(dāng)于"合成零相電流數(shù)據(jù)IOS大于閾值sl"的
情況，"零相電流差動(dòng)繼電器單元輸出無效"的情況相當(dāng)于"合成零相電流數(shù)
據(jù)IOS小于閾值sl"的情況。
工業(yè)上的實(shí)用性
綜上所述，本發(fā)明的零相電流差動(dòng)繼電器作為輸電線發(fā)生故障時(shí)僅切斷故 障相的發(fā)明是有用的。
權(quán)利要求
1、一種零相電流差動(dòng)繼電器，配備根據(jù)基于從本端的變流器得到的本端側(cè)3相電流的零相電流和從對(duì)端的變流器得到的對(duì)端側(cè)3相電流的零相電流的差分運(yùn)算結(jié)果，判斷輸電線是否有接地故障的判斷部，其特征在于，所述判斷部配備根據(jù)對(duì)所述本端側(cè)3相電流和所述對(duì)端側(cè)3相電流的同相電流進(jìn)行合成后得到的每相的合成電流，求出以各相為基準(zhǔn)相的正相電流的正相合成部；根據(jù)對(duì)所述本端側(cè)3相電流和所述對(duì)端側(cè)3相電流的同相電流進(jìn)行合成后得到的每相的合成電流，求出以各相為基準(zhǔn)相的反相電流的反相合成部；以及對(duì)所述本端側(cè)3相電流的零相電流和所述對(duì)端側(cè)3相電流的零相電流進(jìn)行合成，并求出合成零相電流的兩端零相電流合成部，所述零相電流差動(dòng)繼電器根據(jù)所述正相電流、所述反相電流和所述合成零相電流，進(jìn)行輸電線上發(fā)生的接地故障是否可判斷為1相接地故障的故障相的劃分。
2、 如權(quán)利要求1中所述的零相電流差動(dòng)繼電器，其特征在于， 所述判斷部根據(jù)所述合成零相電流和各相的所述反相電流，判斷所述接地故障是否為1相接地故障，并且在判斷出所述接地故障不是1相接地故障時(shí)，判斷為已被判定為沒有該接 地故障的相以外的2相發(fā)生2相接地故障。
3、 一種零相電流差動(dòng)繼電器，配備根據(jù)基于從本端的變流器得到的本端 側(cè)3相電流的零相電流和從對(duì)端的變流器得到的對(duì)端側(cè)3相電流的零相電流的 差分運(yùn)算結(jié)果，判斷輸電線是否接地故障的判斷部，其特征在于，所述判斷部配備根據(jù)對(duì)所述本端側(cè)3相電流和所述對(duì)端側(cè)3相電流的同相電流進(jìn)行合成后 得到的每相的合成電流，求出每相的P電流的p電流運(yùn)算部；以及對(duì)所述本端側(cè)3相電流的零相電流和所述對(duì)端側(cè)3相電流的零相電流進(jìn)行 合成，并求出合成零相電流的兩端零相電流合成部，所述零相電流差動(dòng)繼電器根據(jù)P電流和所述合成零相電流，進(jìn)行輸電線上發(fā) 生的接地故障是否可判斷為1相接地故障的故障相的劃分。
4、 如權(quán)利要求3中所述的零相電流差動(dòng)繼電器，其特征在于， 所述判斷部根據(jù)所述P電流的大小，判斷所述接地故障是否為l相接地故障，并且在判斷出所述接地故障不是l相接地故障時(shí)，判斷為具有所述各相的P電流中最大電流的相以外的2相發(fā)生2相接地故障。
5、 如權(quán)利要求3或4中所述的零相電流差動(dòng)繼電器，其特征在于， 所述判斷部還配備-根據(jù)對(duì)所述本端側(cè)3相電流和所述對(duì)端側(cè)3相電流的同相電流進(jìn)行合成后 得到的每相的合成電流，求出每相的a電流的a電流運(yùn)算部， 所述判斷部對(duì)每相執(zhí)行下列各判斷處理根據(jù)所述(3電流的大小，判斷所述接地故障是否為本相的接地故障的第l判 斷處理；所述第1判斷處理判斷出所述接地故障有1相接地故障的可能性時(shí)，根據(jù) 所述合成零相電流的同相分量與所述a電流的相位差，判斷所述接地故障是否 可判斷為1相接地故障的故障相的第2判斷處理；以及所述第1判斷處理判斷出所述接地故障沒有1相故障的可能性時(shí)，根據(jù)所 述合成零相電流的反相電流與所述a電流的相位差，判斷是否為已被判定為沒 有所述1相接地故障的相以外的2相接地故障的第3判斷處理。
全文摘要
檢測(cè)出接地故障的零相電流差動(dòng)繼電器中，即便是本端側(cè)故障電流小的情況下，也可靠地進(jìn)行輸電線上發(fā)生的接地故障是否1相接地故障的劃分和故障判斷，而不進(jìn)行電壓判斷。故障判斷部(15)根據(jù)對(duì)從本端的變流器得到的本端側(cè)3相電流的零相電流(I0L)和從對(duì)端的變流器得到的對(duì)端側(cè)3相電流的零相電流(I0R)進(jìn)行合成后得到的合成零相電流數(shù)據(jù)(I0S)；根據(jù)對(duì)本端側(cè)3相電流和對(duì)端側(cè)3相電流的同相電流進(jìn)行合成而得到的每相合成電流數(shù)據(jù)(IAS～I(xiàn)CS)求出的以各相為基準(zhǔn)相的正相電流數(shù)據(jù)(I1SA～I(xiàn)1SC)；以及根據(jù)合成電流數(shù)據(jù)(IAS～I(xiàn)CS)求出的以各相為基準(zhǔn)相的反相電流數(shù)據(jù)(I2SA～I(xiàn)2SC)，進(jìn)行輸電線上發(fā)生的接地故障是否1相接地故障的劃分和故障相判斷。
文檔編號(hào)H02H3/26GK101510680SQ20081009917
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2008年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月13日
發(fā)明者尾田重遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社