专利名称：电力系统的功率波动检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种功率波动检测装置，它能根据电力系统中的功率波动检测输出，防止保护继电器组发生跳闸。
图12是一张通常的直接接地系统(短路)的保护继电器系统的布线图，它刊登在日本电力公司和电力开发公司根据日本工业标准建立的电力标准B-401“保护继电器和保护继电器组”的第90页上。图13是一张当姆欧继电器的位置(如1981年5月由电气合作研究学会出版的“电气合作研究”第37卷第1期的第65页所示)为起点时获得的普通工作波形图。图13的水平轴表示阻抗的电阻分量R，而垂直轴表示阻抗的电抗分量X。在图13上能够显示姆欧继电器的相位特性，而图14至17是说明现有技术工作的定时图。
图12中，标号1表示一保护继电器组，它能在检测到电力系统中的故障时，为电力系统中配置的(图中未示出)断路器和开关产生并提供跳闸，而标号2表示一功率波动检测装置，它能根据电力系统中的功率波动检测来防止保护继电器组1发生跳闸。标号3、4和5表示1区短路姆欧继电器(图中以44S-1X1、44S-2X1和44S-3X1表示)，它们保护电力系统线段的第一、第二和第三相的1区线段；标号6、7和8表示2区短路姆欧继电器(图中以44S-1X2、44S-2X2和44S-3X2表示)，它们保护线段的第一、第二和第三相的2区线段；而9、10和11表示3区短路姆欧继电器(图中以44S-1D、44S-2D和44S-3D表示)，它们保护线段的第一、第二和第三相的3区线段。标号12表示一短路偏置姆欧继电器(图中以440M表示)，用以检测电力系统线段的第一、第二和第三相中的功率波动；13、14和15是“与”电路，用以接收1区短路姆欧继电器3至5的输出和3区短路姆欧继电器9至11的输出；16是一“或”电路，用以接收“与”电路13至15的输出并产生1区输出；而17是一禁止电路，它接收“或”电路16的输出和作为禁止输入的功率波动检测装置2的输出并产生1区保护输出。标号18、19和20表示“与”电路，将2区短路姆欧继电器6至8的输出和3区短路姆欧继电器9至11的输出作为输入接收；标号21代表一“或”电路，用以接收“与”电路18至20的输出并产生2区输出；标号22和27是“或”电路，用以接收3区短路姆欧继电器9至11的输出并产生3区输出；标号23是2区保护定时器，它由一限时操作电路构成，用以保护2区并接收“或”电路22的输出；标号24是3区保护定时器，它由一限时操作电路构成，用以保护3区并接收“或”电路22的输出；标号25是“与”电路，用以接收2区保护定时器23和“或”电路21的输出并产生2区保护输出；标号26是“或”电路，用以接收禁止电路17的1区保护输出、“与”电路25的2区保护输出以及3区保护定时器24的3区保护输出，并用以产生跳闸；标号28是禁止电路，用以接收作为禁止输入的“或”电路27的输出和短路偏置姆欧继电器12的输出；标号29是一功率波动检测定时器，它由限时操作电路构成，用以接收禁止电路28的输出；标号30是一功率波动检测和保持定时器，它由一限时操作和限时复位电路构成，用以接收禁止电路28的输出；而标号31表示“或”电路，用以接收功率波动检测和保持定时器30的输出以及功率波动检测定时器29的输出，并产生功率波动检测输出。
参看图13至17描述现有技术的工作情况。当电力系统中发生功率波动时，则电流和电压的变化要比发生系统故障时慢得多，并且波动时阻抗沿图13所示的轨迹。按照波动时该阻抗的轨迹，在短路偏置姆欧继电器于t1时刻激励之后，短路姆欧继电器9至11于时刻t2激励。如果t1和t2之间的时间差t1-t2超出功率波动检测定时器29的限时操作值，则认为电力系统中发生了功率波动，并且功率波动检测装置2产生高电位“1”，作为功率波动检测输出送至禁止电路17的禁止输入端。因此，即使短路姆欧继电路3至5与短路姆欧继电器9至11同时或迟于它们激励，禁止电路17还是继续产生低电位“0”，作为无效信号送至“或”电路26。结果，“或”电路26不发生跳闸。换句话说，功率波动检测装置2产生高电位“1”，作为功率波动检测输出送至禁止电路17的禁止输入端，从而防止保护继电器组1发生不必要的跳闸。
当图13中所示的功率波动时的阻抗轨迹从短路姆欧继电器9至11的保护范围内移至短路偏置姆欧继电器12的保持范围内时，“或”电路27将低电位“0”加至禁止电路28的禁止输入端；禁止电路28将高电位“1”加至波动检测定时器29及波动检测和保持定时器30；而“或”电路31根据波动检测定时器29或波动检测和保持定时器30的较短的限时操作将高电位“1”加至禁止电路17的禁止输入端。接着，当功率波动时的阻抗轨迹从短路姆欧继电器9至11的保护范围内移至短路偏置姆欧继电器12的保护范围外时，禁止电路28将低电位“0”加至波动检测定时器29及波动检测和保持定时器30。当波动检测定时器29的输出变为低电位“0”时，“或”电路31根据波动检测和保持定时器30的限时复位将低电位“0”加至禁止电路17的禁止输入端。因此当波动时的阻抗轨迹从短路姆欧继电器9至11的保护范围内移至短路偏置姆欧继电器12的保护范围外时，禁止电路17能够在波动检测和保持定时器30的限时复位之后将高电位“1”作为有效信号加至“或”电路26，以发生跳闸。换句话说，功率波动检测装置2在波动检测和保持定时器30限时复位后将低电位“0”作为功率波动检测输出加至禁止电路17的禁止输入端，从而使保护继电器组1返回一个能产生跳闸的状态。
同时，参见图14—17，图中相同的标号表示相同器件的信号波形，其中a表示短路偏置姆欧继电器12的信号波形，b表示短路姆欧继电器9至11的信号波形，c表示波动检测定时器29的信号波形，d表示波动检测和保持定时器30的信号波形，而e表示2区和3区的保护定时器23和24的信号波形。在波动检测期间，在短路姆欧继电器9至11的保护范围内，发生了由图13中F1所指的系统故障时，如果波动检测和保持定时器30的限时复位期Tr大于2区保护定时器23和3区保护定时器24的限时操作期Tt(Tr＞Tt)，见图14，那么2区保护定时器23和3区保护定时器24在其限时操作之后，将高电位“1”作为操作信号加至“或”电路26，而“或”电路26产生跳闸。相反地，如图15所示，如果波动检测和保持定时器30的限时复位期Tr小于2区保护定时器23和3区保护定时器24的限时操作期Tt(Tr＜Tt)，那么波动检测和保持定时器30在其限时复位期之后就将低电位“0”作为操作信号加至禁止电路17的禁止输入端，而禁止电路17产生“1”至“或”电路26，作为“或”电路26产生跳闸的有效信号。
当发生图13中F2所指的远地系统故障(其中短路偏置姆欧继电器激励而短路姆欧继电器9至11不激励)之后，又发生图13中F1所指的在图13中短路姆欧继电器9至11的保护范围内的系统故障时，如果如图16所示，波动检测和保持定时器30的限时复位期Tr大于2区保护定时器23和3区保护定时器24的限时操作期Tt(Tr＞Tt)，那么2区保护定时器23和3区保护定时器24在其限时操作期后将高电位“1”作为操作信号加至“或”电路26，从而“或”电路26产生跳闸。相反地，如果如图17所示，波动检测和保持定时器30的限时复位期Tr小于2区保护定时器23和3区保护定时器24的限时操作期Tt(Tr＜Tt)，那么波动检测和保持定时器30在其限时复位期后将低电位“0”作为操作信号加至禁止电路17的禁止输入端，然后禁止电路17将“1”加至“或”电路26，作为“或”电路26用以产生跳闸的有效信号。
另外，即使在未示出的接地保护继电器组的被保护段的一相中发生了接地故障，短路偏置姆欧继电路12由于其宽的保护范围还是会激励。结果，功率波动检测装置2将高电位“1”作为功率波动检测输出加至禁止电路17的禁止输入端，防止保护继电器组1产生不必要的跳闸。当在一相中发生接地故障后，又在二相或更多相中发生系统故障时，短路偏置姆欧继电器12会激励，并且同样根据波动检测和保持定时器30的限时复位期Tr与2区保护定时器23和3区保护定时器24的限时操作期Tt之间的关系，在2区保护定时器23和3区保护定时器24的限时操作期之后或波动检测和保持定时器30的限时复位期之后，自保护继电器组1的“或”电路26产生用以切断电力系统的跳闸。
由于如上所述构成现有技术的功率波动检测装置2，所以当功率波动检测期间发生系统故障，在发生远地系统故障后又在被保护段内发生系统故障，或者当在一相中发生接地故障后又在二相或更多相中发生系统故障时，会出现这样一个问题，即如果波动检测和保持定时器30的限时复位期Tr小于2区保护定时器23和3区保护定时器24的限时操作期Tt(Tr＜Tt)，那么保护继电器组2只能在功率波动检测和保持定时器30的限时复位期后才产生跳闸。
系统功率波动可能改变电源频率。在该情况下，系统功率波动检测装置2根据构成接地故障检测部件的零相位过电流继电器检测操作的设置而激励，从而接地保护继电器组产生不必要的跳闸。
本发明用以解决上述问题，并且发明的第一个目的是，通过在电力系统中发生功率波动期间发生系统故障而系统功率波动检测装置却阻碍保护继电器组产生跳闸时立即消除对保护继电器组产生跳闸的阻碍，并允许保护继电器组不论波动检测和保持定时器的限时复位期与2区保护定时器和3区保护定时器的限时操作期之间的关系如何均能产生跳闸，从而来保护电力系统。
本发明的第二个目的是，即使在唯有功率波动检测继电器激励的远地故障发生后，在被保护段中发生了故障时，通过立即消除对保护继电器组产生跳闸的阻碍，并允许保护继电器组不论波动检测和保持定时器的限时复位期与2区保护定时器和3区保持定时器的限时操作期之间的关系如何都能产生跳闸，从而来保护电力系统。
本发明的第三个目的是，即使在一相中发生接地故障后又在两相或更多相中发生故障时，通过立即消除对保护继电器组产生跳闸的阻碍，并允许保护继电器组不论功率波动检测继电器的设置时段如何都能产生跳闸，从而来保护电力系统。
本发明的第四个目的是，即使在电力系统中由波动而改变了电源频率时，也能防止接地保护继电器组产生不必要的跳闸。
根据权利要求1中要求的本发明的第一个方面，提供一种功率波动检测装置，它包含一阻抗变化率检测电路、一故障检测定时器和一释放电路。
根据权利要求2中要求的本发明的第二个方面，提供一种功率波动检测装置，其中系统功率通量固定电路使本发明第一方面的阻抗变化率检测电路的输出与本发明第一方面的故障检测定时器的输入耦合，以接收功率波动检测的输出。
根据权利要求3中要求的本发明的第三个方面，提供一种功率波动检测装置，其中本发明第二方面的系统功率通量固定电路由三输入端逻辑电路制成，它能接收阻抗变化率检测电路输出、功率波动检测输出以及用来检测电力系统中过电流的故障检测电路的输出作为输入。
根据权利要求4中要求的本发明的第四个方面，提供一种功率波动检测装置，其中为电力系统的每一相配备本发明第一方面的阻抗变化率检测电路、故障检测定时器和释放电路。
根据权利要求5中要求的本发明的第五个方面，提供一种功率波动检测装置，其中为电力系统的每一线段和每一相配备本发明第四方面的阻抗变化率检测电路。
根据权利要求6中要求的本发明的第六个方面，提供一种功率波动检测装置，其中配备一单相接地检测电路，从而由单相接地检测电路的检测输出来抑制用以检测电力系统中功率波动的功率波动检测继电器的功率波动检测输出。
在本发明第一方面的功率波动检测装置中，当阻抗变化率检测电路检测到电力系统的阻抗下跌至预定值以下，并且阻抗变化率检测电路检测操作所持续的时间比故障检测定时器中预定的时间间隔长时，释放电路取消对保护继电器组产生跳闸的阻碍。
在本发明第二个方面的功率波动检测装置中，已经接收阻抗变化率检测电路输出的系统功率通量固定电路必要时才响应功率波动检测输出，激励故障检测定时器。
在本发明第三个方面的功率波动检测装置中，已经接收阻抗变化率检测电路输出的系统功率通量固定电路必要时才响应功率波动检测输出或者电力系统故障时的过电流检测输出，激励故障检测定时器。
在本发明第四个方面的功率波动检测装置中，即使当电力系统中的功率波动改变电源频率时，为电力系统每一相配备的阻抗变化率检测电路也能防止接地保护继电器组产生不必要的跳闸。
在本发明第五个方面的功率波动检测装置中，当电力系统中的功率波动改变电源频率时，为电力系统每一相和每一线段所配备的阻抗变化率检测电路能防止接地保护继电器组产生不必要的跳闸。
在本发明第六个方面的功率波动检测装置中，当一相中发生接地故障后，又在两相或更多相中发生故障时，单相接地检测电路会抑制功率波动检测继电器产生功率波动检测输出。
结合附图，本发明上述及其他目的、特征和优点将由下列描述变得更为明显。
图1是一张按照本发明实施例1的、具有一保护继电器组的功率波动检测装置的布线图；图2是一张说明实施例1功能的、姆欧继电器的工作波形图；图3是一张说明实施例1阻抗继电器功能的图；图4是一张按照本发明实施例2的、具有一保护继电器组的功率波动检测装置的布线图；图5是一张按照本发明实施例3的、具有一保护继电器组的功率波动检测装置的布线图；图6是一张按照本发明实施例4的功率波动检测装置的布线图；图7是一张显示实施例4功能的定时图；图8是一张按照本发明实施例5的功率波动检测装置的布线图；图9是一张按照本发明实施例6的功率波动检测装置的布线图；图10是一张按照本发明实施例7的功率波动检测装置的布线图；图11是一张显示实施例7功能的定时图；图12是一张具有一保护继电器组的现有技术功率波动检测装置的布线图；图13是一张说明现有技术功能的、姆欧继电器的工作波形图；图14是一张说明现有技术功能的定时图；图15是一张说明现有技术功能的定时图；图16是一张说明现有技术功能的定时图；及图17是一张说明现有技术功能的定时图。
对于本发明的较佳实施例将参照图1至11加以描述，这里与现有技术相同或对应的部分将注以相同的标号。实施例1(权利要求1)图1是按照本发明实施例1的包括电力系统保护继电器组的功率波动检测装置的接线图。在图1中，保护继电器组1包含1区短路姆欧继电器3-5、2区短路姆欧继电器6-8、3区短路姆欧继电器9-11、“与”电路13-15、产生1区输出的“或”电路16、产生相1区保护输出的禁止电路17、“与”电路18-20、产生2区输出的“或”电路21、产生3区输出的“或”电路22、构成限时操作电路的2区保护定时器23、构成限时操作电路的3区保护定时器24，产生2区保护输出的“与”电路25和产生跳闸动作的“或”电路26。功率波动检测装置2包括短路偏置姆欧继电器12、产生3区保护输出的“或”电路27、禁止电路28、构成限时操作电路的功率波动检测定时间器29、构成限时操作和限时复位的功率波动检测和保持定时器30、产生功率波动检测输出的“或”电路31、阻抗继电器32、故障检测定时器33和释放电路34。阻抗继电器32检测出由电力系统的电流、电压引起的阻抗变化率，并构成一个阻抗变化率检测电路，当阻抗变化率(变化宽度)下跌至低于一定值时该电路开始工作。阻抗继电器32的输出耦合到故障检测定时器33上，释放电路34为一禁止电路，它接收故障检测定时器33的输出作为禁止输入，还接收“或”电路31的输出以产生功率波动检测输出。释放电路17的输出加至保护继电器组1的禁止电路17的禁止输入端。当满足以下算式时阻抗继电器32激励；|R(t)－R(t－180)|＜0.5Ω……(1)|X(t)－X(t－180)|＜0.5Ω……(2)这里R(t)和x(t)分别表示阻抗的电阻和电抗分量。R(t－180)和x(t－180)表示半个周期前的对应数据。因此，在图3中，如果F3＝10欧姆而F4＝2欧姆，则算式(1)不成立而算式(2)成立。结果，阻抗继电器32不激励。如果F3＝10欧姆而F4＝9.6欧姆，上述两式都成立，阻抗继电器32就激励。
参照图2下面将叙述本发明实施例1的操作。当一个电力系统发生功率波动时要比系统发生故障时电流、电压的变化缓慢，而阻抗遵循如图2所示的一条轨迹变化。对应于波动时刻的阻抗轨迹，短路偏置姆欧继电器12在时刻t1激励，随后短路姆欧继电器9-11在时刻t2激励。与现有技术一样，如果操作时刻t1、t2的时间差t1—t2超过功率波动检测定时间器29的操作时限，则电力系统被视作发生了功率波动，功率波动检测装置2就向禁止电路17的禁止输入端发送作为功率波动检测输出的高电平“1”以防止保护继电器组1产生不必要的跳闸动作。当图2中发生波动时的阻抗轨迹从短路姆欧继电器9-11的保护范围内部移到短路偏置姆欧继电器12保护范围的外部时，经过波动检测和保持定时器30的限时复位期之后，功率波动检测装置2向禁止电路17的禁止输入端发送作为功率波动检测输出的低电平“0”，因此保护继电器组1又恢复到能够产生跳闸动作的状态，这与已有技术是相同的。
与此同时，如果在功率波动检测期间在短路姆欧继电器9-11的保护范围内发生了系统故障，则缓慢变化着的阻抗轨迹就会移至故障点F1，如图2所示。由于阻抗在故障点F1处基本上为一固定值，阻抗继电器32就检出系统故障，经过一设定时间后检测定时器完成一个限时操作，“与”电路34取消来自“或”电路31、送往保护继电器组1的作为功率波动检测输出的高电平“1”。结果，“或”电路26就在2区保护定时器23和3区保护定时器24的限时操作之后或波动检测和保持定时器30的限时复位完成之前产生一个跳闸动作而不管波动检测和保持定时器30的限时复位期和2区保护定时器23与3区保护定时器24的限时操作期之间的关系如何。
当F1表示的系统故障发生于短路姆欧继电器9-11的保护段内并在图2中F2表示的远地系统故障之后发生时(此处短路偏置姆欧继电器12激励而短路姆欧继电器9-11未激励)，阻抗继电器32检测到系统故障F1，检测定时器33由此而完成一个限时操作，如上面所述情形。在一个设定的由限时操作引起的预定的延迟时间之后，检测定时器33向“与”电路34的禁止输入端发送一高电平“1”，而“与”电路34又取消这一高电平作为来自“或”电路31、加至保护继电器组1的功率波动检测输出。结果，“或”电路25就在2区保护定时器23和3区保护定时器24的限时操作之后或波动检测和保持定时器30的限时复位先成之前产生一个跳闸动作而不管上述两种限时期之间关系如何。
而且，即使在未画出的接地保护装置的保护段发生单相接地故障，由于保护范围较宽而使短路偏置姆欧继电器12激励，功率波动检测装置2向禁止电路17的禁止端发送一个作为功率波动检测输出的高电平“1”以防止保护继电器组1产生不必要的跳闸动作。当上述单相接地故障发生之后，又在两相或两相以上发生系统故障时，阻抗继电器32检测到系统故障，而“与”电路34将取消来自“或”电路31、并送往保护继电器组1的禁止信号，这样“或”电路26就产生一个跳闸动作，类似于上述情形。实施例2(权利要求2)图4是按照本发明实施例2的包括电力系统保护继电器组的功率波动检测装置的布线图。在图4中，本实施例2的特点在于，在阻抗继电器32(图中用△RX表示)和检测定时器33之间提供了用以固定系统功率通量的“与”电路35，阻抗继电器32的输出和“或”电路31的输出送往“与”电路35，而“与”电路35的输出送往检测定时器33。
因此，按照本实施例2，由于固定系统功率通量的“与”电路35由“或”电路31和阻抗继电器32的输出激励，所以在电力系统有功率通量的时候检测时间继电器33没有激励。因此，如果电力系统发生功率波动，除了施行实施例1的操作之外功率波动检测装置2立即检测到该波动，并防止保护继电器组1产生跳闸动作。简而言之，为了维持电压和电流大致上恒定，功率通量一般总是在电力系统内流动，所以在阻抗下跌至低于一个预定值时阻抗继电器32就要工作。因此，在没有“与”电路35固定系统功率通量的情况下，阻止了来自释入电路34的功率波动检测输出，当功率波动发生时，阻抗继电器32的复位期有可能延迟功率波动检测输出，因而也延迟了为防止保护继电器组1产生跳闸动作。基于以上理由，在电力系统正常工作情况下，固定系统功率通量的“与”电路35起到了不阻止功率波动检测输出的作用。结果，功率波动检测装置2立即检测到功率波动并防止保护继电器组1发生跳闸动作。实施例3(权利要求3)图5是按照本发明实施例3的包括电力系统保护继电器组的功率波动检测装置的布线图。在图5中，本实施例3的特点在于，上述实施例2的固定系统的功率通量的“与”电路35由一个三输出端的部件组成，提供了诸如过电流检测继电器的故障检测电路36，并把故障检测电路36的输出耦合到“与”电路35的附加输出端。
因此，按照本实施例3，由于故障检测电路36工作在电流超过预定的系统故障值或电压低于预定的系统故障值的状态下，功率波动检测装置2就可以在必要时不激励。当电力系统发生功率波动时，除了施行实施例2的操作以外，功率波动检测装置2立即检测到功率波动并防止保护继电器组1发生跳闸动作。实施例4(权利要求4)图6是按照本发明实施例4的包括电力系统保护继电器组的功率波动检测装置的布线图。图7是解释实施例4的操作的定时图。在图6中，实施例4的特点在于，(1)实施例2的阻抗继电器32由第一相接地阻抗继电器51(图中用△RXG—1表示)、第二相接地阻抗继电器52(图中用△RXG-2表示)和第三相接地阻抗继电器53(图中用△RXG—3表示)组成；(2)上述实施例2的固定系统功率通量的“与”电路35由第一相接地“与”电路54、第二相接地“与”电路55和第三相接地“与”电路56组成，这三个电路的每个电路接收“或”电路31的输出并各自独立地接收第一相、第二相、第三相接地阻抗继电器51-53的输出；(3)上述实施例2的故障检测定时器33由第一相接地故障定时器66、第二相接地故障定时器67、和第三相接地故障定时器68和短路检测定时器69组成；(4)实施例2所述的释放电路34由第一相接地释放电路、第二相接地释放电路71、第三相接地释放电路72和短路释放电路73组成；(5)本装置包括接收第一相、第二相和第三相接地“与”电路54-56输出的“与”电路57、接收第一相和第二相接地“与”电路54和55的输出的“与”电路58、接收第二相和第三相接地“与”电路55和56的输出的“与”电路59、接收第一相和第三相接地“与”电路54和56的输出的“与”电路60、接收“与”电路58-60的输出的“或”电路61、接收“或”电路61的输出和作为禁止输入的“与”电路57的输出的禁止电路62以及接收作为禁止输入的禁止电路62的输出和第一相、第二相、第三相接地“与”电路54-56的输出的禁止电路63-65；(6)把禁止电路63-65的输出端分别耦合到第一相、第二相和第三相接地故障检测定时器66-68上，把“或”电路61的输出端耦合到短路检测定时器69上，把短路检测定时器69的输入端耦合到短路释放电路73的禁止输入端，并把短路释放电路73的输入端与“与”电路31的输出端耦合。
因此，按照本实施例4，由于第一相、第二相和第三相接地检测输出和短路检测输出是分开产生的，所以即使电力系统发生功率波动期间电源频率有变化，除了施行上述实施例1的操作外，功率波动检测装置可以防止接地保护继电器组产生不必要的跳闸动作。参见图7(A)，7(B)和7(C)，图中相同的标号表示相同电路部分的信号波形，其中标号a表示第一相接地阻抗继电器51的信号波形，标号b表示第二相接地阻抗继电器52的信号波形，标号c表示第三相接地阻抗继电器53的信号波形，标号d表示“与”电路58至60的信号波形，标号e表示“与”电路57的信号波形，标号f表示“与”电路62的信号波形，标号g表示禁止电路63的信号波形，标号h表示禁止电路64的信号波形，而标号i表示禁止电路65的信号波形。简而言之，当一相发生接地故障时，如图7(A)所示，在第一相、第二相和第三相接地阻抗继电器51-53中与相应的发生故障的那一相的阻抗继电器激励，“与”电路57-60、“或”电路61和禁止电路62均未激励，“与”电路63-65中只有一个激励。当发生所图7(B)所示的二相接地故障时，在第一相、第二相和第三相接地阻抗继电器51-53中，有与相应的发生故障的那两个相的阻抗继电器激励，“与”电路58-60和“或”电路61激励，“与”电路57未激励，禁止电路62激励，“与”电路63-65未激励。而且，在发生如图7(C)所示的三相故障时，第一相、第二相和第三相接地阻抗继电器都激励，“与”电路57-60和“或”电路61激励，禁止电路62未激励，“与”电路63-65激励。结果，即使在电力系统发生功率波动期间电源频率有所变化，也能防止接地保护继电器组产生不必要的跳闸动作。实施例5(权利要求5)图8是按照本发明实施例5的包括电力系统保护继电器组的功率波动检测装置的布线图。在图8中，实施例5的特点在于，(1)实施例4中的阻抗继电器32由第一相、第二相和第三相接地阻抗继电器51-53、第一相短路阻抗继电器81(图中用△RXS—1表示)、第二相短路阻抗继电器82(图中用△RXS—2表示)和第三相短路阻抗继电器83(图中用△RXS—3表示)组成；(2)上述实施例4的固定系统功率通量的“与”电路35由第一相、第二相和第三相短路“与”电路84-86组成；(3)上述实施例4的故障检测定时器33由第一相、第二相和第三相接地故障检测定时器66-68和第一相、第二相和第三相短路检测定时器87-89组成。在本实施例5中，和上述的实施例4一样，释放电路33由第一相、第二相和第三相接地释放电路70-72和短路释放电路73组成。
因此，按照本实施例5，与实施例4不同，由于这里对每一相都提供阻抗继电器和故障检测定时器，因而简化了逻辑电路的结构，即使在电力系统发生功率波动期间电源频率有变化，也能防止接地保护继电器组产生不必要的跳闸动作。实施例6(权利要求5)图9是按照本发明实施例6的包括电力系统保护继电器组的功率波动的检测装置的布线图。如图9所示，本实施例6的特点在于，上述的实施例5的短路释放电路73由第一相、第二相和第三相短路释放电路91-93组成，这样对第一相上都能产生短路检测输出。
在图6、8和9中，为简明起见没有画出短路和接地保护继电器组。实施例7(权利要求6)图10是按照本发明实施例7的包括电力系统保护继电器组的功率波动检测装置的布线图。图11是解释本实施例7的操作的定时图。在图10中，本实施例7的特点在于，上述实施例1的禁止电路28由一个含有两个禁止输入端的三输入端元件构成，单相接地检测电路47的输出信号加到其中一个禁止输入端。单相接地检测电路47由以下部分组成三级接地姆欧继电器37、38和39(图中分别以44G-1D、44G-2D和44G-3D表示)、接收三级接地姆欧继电器37-39输出信号的“或”电路40、接收三级接地姆欧继电器37和38输出的“与”电路41、接收三级接地姆欧继电器38和39输出的“与”电路42、接收三级接地姆欧继电器37和39输出的“与”电路43、接收“与”电路41-43输出的“或”电路44、接收“或”电路44和“或”电路40输出的“与”电路45、构成限时操作电路以接收“与”电路45输出的单相接地检测定时器46。单相接地检测定时器耦合到禁止电路28的禁止输入端。
因此，按照本实施例7，由于单相接地检测电路47的输出被用作禁止保护继电器组1作出跳闸动作的信号，所以即使在发生一个单相接地故障后又发生一个两相或两相以上的系统故障，除了施行实施例1的操作以外，功率波动检测装置2也能不阻碍保护继电器单元产生跳闸动作。参见图11(A)和图11(B)，两图中相同的标号表示相同电路部分的信号波形，其中标号a，b和c分别表示三级接地姆欧继电器37、38和39的信号波形，d表示“或”电路40的信号波形，标号e表示“与”电路41至43的信号波形，标号f表示禁止电路45的信号波形，而标号g表示接地检测定时器46的信号波形。简而言之，当发生一个如图11(A)所示的单相接地故障时，激励与故障相对应的三级接地姆欧继电器37-39中的一个继电器，激励下一级的“或”电路40，“与”电路41-43未激励，激励“与”电路45，而单相接地检测定时器46完成限时操作。当发生一个如图11(B)所示两相接地故障时，激励与故障相对应的三级姆欧继电器37-39中的两个继电器，激励“或”电路40和“与”电路41-43，“与”电路45未激励，也未激励单相接地检测定时器。结果，即使在单相接地故障之后又发生了两相系统故障，保护继电器组1也会立即产生跳闸动作而不管波动检测和保持定时器30的限时复位期与2区保护定时器23和3区保护定时器24的限时操作周期之间的关系如何。
按照本发明第一个方面，由于在阻抗变化率检测电路检测到电力系统阻抗变化下跌至低于一预定值并且该电路的检测操作时间超过故障检测定时器中预定值时释放电路取消了对保护继电器组发生跳闸动作的功能的阻碍，所以当远地故障后此时只有功率波动检测继电器激励如电力系统功率波动期间发生了系统故障或保护段发生故障，保护继电器单元就会立即产生跳闸动作而不管波动检测和保护定时器的限时复位期与2区保护定时器和3区保护定时器的限时操作期之间的关系如何。
按照本发明的第二个方面，由地接收阻抗变化率检测电路输出的系统功率通量固定电路只在需要时才响应功率波动检测输出而激励故障检测定时器，所以可以防止由电力系统中功率通量引起的功率波动检测装置误动作。
按照本发明的第三个方面，由于接收阻抗变化率检测电路输出的系统功率能量固定电路只在需要时才响应电力系统中的功率波动的检测的输出或故障发生时的过电流保护输出而激励故障检测定时器，所以功率波动检测装置不需未激励，而且可以有效地防止由电力系统中功率通量引起的该装置的误动作。
按照本发明的第四个方面，由于在每相上都提供了阻抗变化率检测电路，而功率波动检测装置对每相产生接地检测输出以及短路检测输出，所以即使在功率波动时电源频率有所变化也能防止接地保护继电器组发生不必要的跳闸动作。
按照本发明的第五个方面，由于在电力系统的每一线段和每相上都提供了阻抗变化率检测电路，而功率波动检测装置对每相上产生接地检测输出以及短路输出，所以即使在功率波动时电源频率有所变化也能防止接地保护继电器组发生不必要的跳闸动作。
按照本发明的第六个方面，在发生单相接地故障之后又发生两相或两相以上的系统故障，由于提供了单相接地检测电路，并且检测电力系统功率波动的功率波动检测继电器的输出是禁止的，所以保护继电器组立即产生跳闸动作而不管波动检测和保持定时器的限时复位期与2区保护定时器和3区保护定时器的限时操作期之间的关系如何。
权利要求
1.一种电力系统的功率波动检测装置，其特征在于，能根据功率波动检测输出防止保护电力系统用的保护继电器组产生跳闸，功率波动检测装置包含一用来检测电力系统中阻抗变化率的阻抗变化率检测电路；一由阻抗变化率检测电路的输出所激励的故障检测定时器；以及一用来根据故障检测定时器的输出和功率波动检测输出的逻辑积，消除对保护继电器组产生跳闸阻碍的释放电路。
2.根据权利要求1所述的电力系统的功率波动检测装置，其特征在于，用以接收功率波动检测输出的系统功率通量固定电路使阻抗变化率检测电路的输出与故障检测定时器的输入互连。
3.根据权利要求2所述的电力系统的功率波动检测装置，其特征在于，系统功率通量固定电路由量逻辑电路组成，逻辑电路用来接收阻抗变化率检测电路的输出、功率波动检测输出和用以检测电力系统中过电流的故障检测电路的输出。
4.根据权利要求1所述的电力系统的功率波动检测装置，其特征在于，为电力系统的每一相配备阻抗变化率检测电路、故障检测定时器和释放电路。
5.根据权利要求4所述的电力系统的功率波动检测装置，其特征在于，为电力系统的每一线段和每一相配备阻抗变化率检测电路。
6.一种电力系统的功率波动检测装置，其特征在于，包含一功率波动检测继电器，所述功率波动检测继电器用来检测电力系统中功率波动并能根据功率波动检测继电器的检测输出防止保护电力系统用的保护继电器组产生跳闸，功率波动检测装置还进一步包含一单相接地检测电路，所述单相接地检测电路用来检测电力系统中的单相接地故障并根据其检测输出抑制功率波动检测继电器的输出。
全文摘要
当阻抗继电器(32)检测到电力系统的阻抗变化下跌至预定值以下，并且该阻抗继电器(32)检测操作的持续时间比在故障检测定时器(33)中设置的预定时间长时，释放电路34取消对保护继电器组产生跳闸的阻碍，从而保护继电器组能够不管波动检测和保持定时器的限时复位期与2区保护定时器和3区保护定时器的限时操作期之间的关系如何，而立即产生跳闸。
文档编号H02H3/40GK1122962SQ9510348
公开日1996年5月22日 申请日期1995年4月27日 优先权日1994年4月27日
发明者木村寿孝, 尾田重远 申请人:三菱电机株式会社