JPH0295129A

JPH0295129A - 保護継電器装置

Info

Publication number: JPH0295129A
Application number: JP63245124A
Authority: JP
Inventors: Masatsune Kosaka; 正恒香坂
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1988-09-29
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1990-04-05
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: JP2661189B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は電力供給系統の保護継電器装置に関する。

（ロ）従来の技術一般に、モータ等の負荷への電力供給は、電源側から主
遮断器を介し、各負荷毎に電磁開閉器を通して行われる
。この種の電磁開閉器は過電流・地絡トリップ付きのも
のが広く使用されており、過電流・地絡に対する保護機
能を備えている。しかしながら、負荷側で短絡事故、特
に機器組込みの半導体素子の破壊による短絡事故が発生
した場合短絡による大電流のため電磁開閉器の遮断能力
の不足で事故の拡大にいたるおそれがある。そこで、こ
の対策として、従来は短絡保護用ヒユーズを設けるか、
大電流ロック付き過電流検出機構を採用している。いず
れも電源に近い側の遮断機構に対し、大電流はど小さい
遅れで遮断を行うことにより負荷に近い側の遮断機構を
保護する遮断協調の考えを採用している。

（ハ）発明が解決しようとする課題上記した短絡事故に対する従来の対策技術は、保護用ヒ
ユーズを設けるものは、閉路時の突入電流で溶断するお
それがあるし、大電流ロック付き過電流検出機構は構成
が複雑で、装置が高価なため、大形の電気工作物の電力
供給系統以外は適用し難いとい填問題があった。

この発明は、上記問題点に着目してなされたもので、短
絡事故の際には停電範囲を局所的にする一方、所要の時
には、電源側の遮断器を動作させて負荷側の開閉器を保
護し得る簡易な構成の保護継電器装置を提供することを
目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用この発明の保
８！継電器装置は、電源側に接続される主遮断器と、こ
の主遮断器と負荷間に接続される電磁開閉器とを含む電
力供給系統を保護するものであって、負荷電流を検出す
る電流検出手段と、検出された電流を電圧値に変換する
電流／電圧変換手段と、前記電圧値のピークを保持する
ピーク保持手段と、前記電圧値を積分する積分手段と、
前記電圧値、ピーク値及び積分値を入力としてファジィ
推論を実行するファジィ推論手段とを備えており、前記
ファジィ推論手段の推論結果に応じ、前記主遮断器を動
作させるようにしている。

この保ｇｌ！継電器装置では、負荷電流が電流検出器で
検出され、さらに電圧値に変換されて、ファジィ推論手
段に入力される。また、電圧値のピーク値がピーク保護
手段で保持されて、ファジィ推論手段に入力され、同様
に電圧値が積分手段で積分されてファジィ推論手段に人
力される。ファジィ推論手段では、入力された電圧値（
現在値）、ピーク値及び積分値をもとに、所定のルール
に基づくファジィ推論手段を実行し、推論結果として電
磁開閉器の危険度（ダメージ度）を得る。危険度が大で
あれば、その出力により主遮断器を動作させる。

（ボ）実施例以下、実施例によりこの発明をさらに詳細に説明する。

第１図は、この発明の一実施例を示す保護継電器装置の
回路図である。同図において、気中遮断器（主遮断器）
１が三相の電源と二次電力線２間に接続されている。二
次電力線２と負荷３間に電磁開閉器４が接続されている
。電磁開閉器４は、主回路を閉じるためのコイル４ａを
有するほか、図示していないが、バイメタルによるトリ
ップ機構を有しており、負荷の開閉と、過負荷時の遮断
のために設けられている。短絡事故に対する遮断能力は
有していない。負荷３へ電力を供給する電力線５に、負
荷電流検出用の変流器６が結合されており、変流器６で
検出される負荷電流ｉは、ファジィ推論部７に取り込ま
れる。このファジィ推論部７については後に詳述する。

熱動継電器の常閉接点８は、主回路に過電流が流れたと
き、所定の限時を経て閉路する。過電流による遮断後は
自然空冷により閉路し、主回路の閉成を可能にする。９
は電磁開閉器制御部であり、例えばプログラマブルコン
トローラが使用される。

気中遮断器１は複数の負荷回路を一括して保護するもの
であり、トリップコイル１ａを備えている。この気中遮
断器１は、カスケード遮断協調として過負荷域に対して
は、熱動継電器よりも長く限時、短絡域に対しては熱動
継電器より短い限時で遮断を行う。１０は保護継電器群
の常閉接点であり、過電流不足電圧、地絡過電流など各
種継電器の接点で論理和の条件トリップコイル１ａに電
流を流し、気中遮断器１の遮断動作を行う。

ファジィ推論部７は、第２図に示すように、三相の過電
流検出値入力を整流する整流トラック７１、サイリスク
制御等による高周波成分を除去する低域濾波器７２、ピ
ーク保持回路７３、計測用増幅回路７４、積分回路７５
、ピーク保持回路７３と計測用増幅回路７４及び積分回
路７５の各出力が入力されるファジィ演算部７６と、二
値化部７７とから構成されている。ピーク保持回路７３
は、断続的短絡電流に対しても最大値を保持し、推論入
力として供するために設けられている。低域濾波器７２
から出力される負荷電流に応じた信号は計測用増幅回路
７４で増幅されて、負荷電流値ｉとして、また、ピーク
保持回路７３でピーク保持されてピーク電流ｉ、として
、さらに積分回路７５で積算されてＳ　ｉｄｔ　として
９、それぞれファジィ演算部７６に入力される。

ファジィ演算部７６は、ファジィ推論を実行するだめの
回路であり、専用デバイスあるいはファジィ推論を実行
するようにプログムされたプロセッサ等が使用される。

このファジィ演算部７６は、電流値ｉ、ピーク電流ｉｐ
、電流積分値Ｓ、。

を入力として、第３図に示すルールにしたがい、ファジ
ィ推論を行い、電磁開閉器のダメージ度合を出力する。

二値化部７７ば、ファジィ演算部７６から出力されるダ
メージ度合を遮断器１をトリップするか、しないかのブ
ールイ直に変化して出力する。二値化のためのしきい値
は、電磁開閉器９からの制御信号Ｓ９により調整できる
。

第３図のテーブルで必要な入力値ｉ、、ｉ、Ｓ　ｉｄｔ
のメンバシップ関数の一例をそれぞれ第４図、第５図、
第６図に示している。ここで、ＳはＳｍａｌｌ　（小さ
い）、ＭはＭｅｄｉｕｍ　　（中くらい）、ＬはＬａｒ
ｇｅ　（大きい）を表示している。第３図のテーブルで
は、縦方向にピーク値ｉ、及び現在値ｉのＳ、Ｍ、Ｌ及
びＳ、Ｌが配列されており、横方向に積分値Ｓ　ｉｄｔ
のＳ、Ｍ、！−を配列している。

各配列の交差する欄には、出力つまり、開閉器接点機構
のダメージ度合が示されている。上記テーブルにおいて
、ピーク値ｉ、は短絡回路インピーダンスで過電流リレ
ー（７２）の瞬時要素に相当する。積分値Ｓ、。は限時
要素に相当する。現在値ｉはＸ　ｉｄｔの予測値に相当
する。これらは線路保護の経験的知識である第３図にお
いて、例えばピーク値ｉｐが小さく　　（Ｓ）、現在値
ｉも小さく（Ｓ）、かつ積分値Ｓ、。も小さい（Ｓ）場
合、ダメージ度は小さい（Ｓ）。したがって、この場合
には、遮断器１はトリップされない。しかし、例えばピ
ーク値ｉＰが太きく（Ｌ）、現在値ｉも大きく（Ｌ）、
かつ積分値Ｘ　ｉｄｔも大きい（Ｌ）場合には、推論結
果、つまりダメージ度は大きい（Ｌ）であり、この場合
はファジィ推論部７よりトリップコイル１ａに電流を流
し、遮断器１を断動作させる。

（へ）発明の効果この発明によれば、負荷電流を検出し、その負荷電流の
ピーク値、現在値及び積分値を入力として、ファジィ推
論手段でファジィルールによるｔｉｔ論を実行し、開閉
器の接点機構のダメージ度合を出力して、主遮断器を制
御するものであるから、定量化し難いシステム設計上の
経験的知識を難解な数式などを用いることなく、装置に
組込むことができる。また、人間の思考様式と類似の推
論により、電磁開閉器の接点ダメージが軽微な場合には
、主遮断器を断せず、局所的な停電範囲とするとともに
、接点ダメージが大きいと推論される場合は、主遮断器
を動作させて、電磁開閉器等を保護することにより効率
のよい遮断協調を行うことができる。

また、ファジィ推論機構は少ないジャンクシコン数で実
現できるので高速動作が可能であり、選択再閉路方式を
適用した無停止システムにも使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す保護継電器装置の
回路図、第２図は、同保護継電器装置を構成するファジ
ィ推論部の具体構成を示すブロック図、第３図は、同フ
ァジィ推論部で実行される推論ルールを表すテーブルを
示す図、第４図は同ファジィ推論部で推論演算入力とさ
れる電流ピーク値のメンバシップ関数を示す図、第５図
は、同人力される電流現在値のメンバシップ関数を示す
図、第６図は、同人力される電流積分値のメンバシップ
関数を示す図である。１：気中遮断器、　４：電磁開閉器、６：変流器、　　　７：ファジィ推論部、７３：ピーク
保持回路、７４：計測用増幅回路、７５：積分回路、　
７６：ファジィ演算部。特許出願人　　　　　立石電機株式会社代理人　　弁理
士　　中　村　茂　信

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電源側に接続される主遮断器と、この主遮断器と
負荷間に接続される電磁開閉器とを含む電力供給系統を
保護する保護継電器装置であって、負荷電流を検出する
電流検出手段と、検出された電流を電圧値に変換する電
流／電圧変換手段と、前記電圧値のピークを保持するピ
ーク保持手段と、前記電圧値を積分する積分手段と、前
記電圧値、ピーク値及び積分値を入力としてファジィ推
論を実行するファジィ推論手段とを備え、前記ファジィ
推論手段の推論結果に応じ、前記主遮断器を動作させる
ようにしたことを特徴とする保護継電器装置。