JPH03150017A - ディジタルリレーの自動点検方式 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は電力系統を保護するディジタルリレーの自動点
検方式に関する。

（従来の技術） 自動監視は保護リレー装置にとって重要な機能である。

保護リレーは電力系統が平常な時には動作せず、系統に
事故が発生した時のみ動作する。

従って、保護リレー自体に故障があり、系統事故発生時
に動作できないような事態は絶対に避けねばならない、
このために、保護リレーにおける自動監視の考え方が発
達した。

保護リレーの故障には２つのモードがある。即ち、リレ
ーの誤動作に至るモードと誤不動作となるモードである
。誤動作に至るモードの検出は比較的容易である。保護
リレーの出力を常時監視しておき、出力が−定時間以上
続いたことにより警報を出せばよい。電力系統に発生す
る事故は長時間継続することはない、従って電力系統で
発生しうる事故のａ続時間の最大よりも長時間保護リレ
ーが動作出力を継続したことにより、保護リレ一側の故
障であると判断する。この故障検出方法を一般に［常時
監視」という。近年発達したディジタルリレーにおいて
は「常時監視」の範囲はさらに広い概念となる。即ち、
保護リレーの誤動作に至らなくてもシステムの状態が平
常時と異なる状態になれば、同等かのハードウェア不良
が発生し−ていると判断し、外部に警報を出力する。

一方、誤不動作側の故障検出は平常時に不具合現象が顕
在化しないため、検出は比較的難しい。

この誤不動作側故障の検出のためには「自動点検」が必
要である。例えば一週間に１回保護機能をロックし、模
擬的に系統事故と類似の交流入力を与え、保護リレーが
正しく応動することを確認する。

また、ディジタルリレーにおいては入力回路部にアナロ
グ交流入力を印加し、データが正しく変換されることを
確認するような方法も自動点検として行なわれている。

このような「常時監視」と［自動点検」からなる自動監
視により、従来から保護リレーは高い動作信頼度を確立
している。

第８図はディジタルリレーの平均的な構成を示す、図に
おいて６１ａから６Ｉｎは入力変換器で、電力系統の電
圧量あるいは電流量を入力として適当な大きさの電圧信
号に変換する。６２ａから６２ｎは入力回路で、アナロ
グフィルター及びサンプルホールド回路で構成される。

６３はマルチグレフサで、６２ａから６２ｎの出力信号
を順次６４のＡ／Ｄ変換部へ送り出す、　Ａ／Ｄ変換部
６４では、マルチプレクサ６３から送られるアナログ信
号を順次ディジタル信号に変換する。６５はメモり部（
ＲＡＭ）でＡＩＤ変換部出カロ４の系統電圧、電流のデ
ィジタル変換データ等を記憶しておく。６６は演算部Ｈ
ＰＵで、通常マイクロコンピュータで構成される。６７
は演算プログラムを記憶しておくためのメモり（ＲＯＭ
）である。

６８は外部条件を取り込むための入カインターフエイス
（Ｄ／Ｉ）で、保護リレーの整定値の取り込みもこの入
カインターフエイスから行なわれる。６９は出カインタ
ーフエイス（Ｄｌｏ）で、電力系統に設置されたしゃ断
器へのトリップ指令もこの出カインターフエイス６９を
介して行なわれる。第８図においては、６２ａから６２
ｎの入力に点検用入力を印加し、入力回路部の点検を実
施する構成となっている。

（発明が解決しようとする課題） このようなディジタルリレーにおいては通常、厳重に常
時監視される。ディジタルリレーの常時監視方式につい
ては電気協同研究（Ｎａ４１　　Ｖｏ１．４［ディジタ
ルリレーＪ）に詳しいのでここでは詳述しない、入力変
換器６１、入力回路部６２は、系統の電流あるいは電圧
を利用して監視されるが、系統電流が存在しない場合の
電流入力回路についてはハード不良が発見できない盲点
を生じる。このため、通常はこれらの入力回路部に対し
ては自動点検が実施される。入力回路部の自動点検は、
入力部に点検用アナログ交流を印加し、メモり部６５に
正しく点検用入力が書き込まれたことを演算部ＨＰｔｌ
　６６により確認する方式が一般的である。しかし、こ
のような点検方式では点検中事故対応の問題が残る。即
ち、点検中に系統事故が発生した場合、点検を直ちに中
止し、系統保護演算に復帰させる必要がある。点検中に
系統事故を検出することは、点検中のデータからは不可
能である。点検のために入力データが変化しているから
である。

このため、入力回路点検は被点検回路を２つに分け、一
方を点検中に他の非点検中の入力を用いて系統事故を検
出する方法が一般的である。この２つの入力回路は主機
能とフェイルセーフ機能で分ける場合が多い。このよう
な方式を事故対応というが、次の理由により改善が期待
される。

（１）点検状態を解除してから改めて保護演算を行なう
ため、シー？断器へのトリップ指令が遅れる。

（２）主機能とフェイルセーフｍｓの間にデータの行き
来が生じ、互いの独立性が損なわれる。

（３》自動点検の方式が複雑になる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、点検中
に他系の事故検出に頼らず、トリップ指令の時間遅れも
発生しないディジタルリレーの自動点検方式を提供する
ことを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段》 上記目的を達成するため、本発明では電力系統の電気量
を入力し、ディジタルデータに変換して電力系統の保護
を行なうディジタルリレーにおいて、電力系統の電気量
に対して点検入力を重畳に入力する第１の入力回路と、
点検入力のみを取り込む第２の入力回路とを備え、点検
時には第１の入力回路の出力を点検するとともに、前記
第１の入力回路と第２の入力回路の差分データを用いて
保護リレー演算を実行するよう構成した。

（作　用） したがって本来の入力回路に加え、点検入力を個別に入
力する回路を用い、点検時本来の入力回路のデータから
点検入力分をキャンセルして系統保護の演算を実施する
ことができる。

（実施例） 以下図面を参照して実施例を説明する。

第１図は本発明によるディジタルリレーの点検方式を説
明するための一実施例の構成図である。

図において、１１は入力回路で点検入力だけを入力とし
ている。１２ａから１２ｎは１１と同じ入力回路である
が、点検入力及び系統の電圧あるいは電流が入力となる
。１３は入力回路１１の出力信号である。

１４ａから１４ｎはそれぞれ１２ａから１２ｎで示す入
力回路の出力信号で、点検入力と系統電気量の両方が合
成されたものが出力となる。１５ａは合成回路で１４ａ
の信号から１３の信号を減じたものを出力とする。１５
ｂから１５ｎについても同様である。１６ａから１６ｎ
はそれぞれ１５ａから１５ｎの出力である。

１７ａは切替え回路で、平常時は１４ａの、点検時は１
６ａの信号を保護リレー演算部１Ｂの入力とする。

１７ｂから１７ｎについても同様に、それぞれ１４ｂと
１６ｂから１４ｎと１６ｎの信号を切替える。リレー演
算部１８は１７ａからｉ７ｎの信号を取り込み、系統事
故の検出を行なう、１９は点検確認部で、１４ａから１
４ｎの信号を入力とし、点検時に１４ａから１４ｎの信
号が正しいか否かを確認する。

第２図は点検時の各信号の様子を示すｅ　ｔｌは点検開
始のタイミングを、ｔ２は点検終了のタイミングを示す
、１３の信号は点検入力で、ｔ、のタイミングで切替え
回路１７が確実に切替わってから入力を印加する。１４
の信号は平常時は系統の電気量のみであるが、点検中は
系統の電気量と点検入力の合成量となる。１４の信号が
点検時に点検入力に応じて値が変化することを確認し、
後述する演算部ＨＰ０６６で点検結果の良否を判定する
。１４の信号には系統の電気量が含まれるが、点検前の
データからこれを推定してキャンセルすれば精度の良い
点検ができる。点検前のデータからの系統電気量をキャ
ンセルする方式については、例えば特公昭６Ｇ−２８２
１９号に詳しいので説明は省略する。１６の信号は１４
の信号と１３の信号の差分て−平常時も−点検中も系統
の電気量だけを示す、従って、点検時は１６の信号を用
いれば、点検中も点検の影響を受けずに系統の保Ｍ演算
を実施できる。第２図からは、点検時にだけ１４と１６
の信号を入れ替えず、平常時から１６の信号を用いれば
良いように見えるが原理上はその通りである。ただし、
入力回路１１に含まれる誤差分を考慮すると、平常時は
１４の信号を用いたほうが有利であることが理解できる
。

第１図は発明の原理を示すだけで、実際のハードウェア
の構成を示すものではない、第３図は本発明を実施する
ためのハードウェアの構成例を示す、第３図は第６図の
構成に対し、入力回路３１を点検入力専用とし、６２ａ
から６２ｎまでを系統電気量の入力用とし、点検入力も
並列に印加できるようにしている。第３図の構成におい
て第１図の機能は点検時の点検入力印加を演算部ＨＰｔ
ｌ　６６からの指令でハードウェアで行なわれる他は、
すべてソフトウェアとして、ＲＯＷ　６７に記憶された
１０グラムに従い演算部ＨＰ０６６に実行される。第１
図における１３及び１４ａから１４ｎの信号はすべてメ
モり部６５に書き込まれている。

第４図は本発明を実施する際に演算部ＨＰ０６６で実行
されるソフトウェアのフローチャートを示す。

なおフローチャートはマルチＣＰｕを想定したもので、
点検の制御と保護リレー演算とは別のフローチャートで
実行される。第４図において（ａ）は点検制御用フロー
チャートを示す、ステップＳ４１では点検中か否かを判
断し、点検中以外の時は制御を終了し、別の制御に移る
。点検中であるとステップＳ４２に郡行し、入力回路部
１１、１２ａ〜１２ｎに点検入力を印加する指令を発す
る。ステップＳ４３ではメモリ６５をチェックし、入力
回路がメモり部６５に正しくデータを伝えていることを
確認する。

ステップ３４４ではステップＳ４３の結果を判断し、結
果が正しければステップＳ４５で点検結果良を、正しい
結果が得られなければステップ３４６で点検不良を外部
に表示する。第４図（ｂ）は保護リレー演算のフローチ
ャートで、ステップＳ４７で点検中でなければステップ
Ｓ４９に制御が移り、通常の保護リレー演算を実行す−
る。ステップＳ４７で点検中であればステップ３４８に
制御が移り、ステップ３４８ではリレー演算用のデータ
を１４の信号から１６の信号に切替えて、ステップＳ４
９のリレー演算に供する。

第５図は他の実施例の構成図である。本実施例では点検
入力を５１及び６１ａから６１ｎの入力変換器の一次側
から入力した例である。本発明において点検入力を入力
変換器の一次側から入れようと、二次側から入れようと
、点検の範囲が異なるだけで発明の効果は等しいことは
いうまでもない。

本実施例において、点検入力用の入力変換回路を系統電
気量の入力回路とは別に設けることになるが、複数の系
統電気量用に対し、共通に１つ設ければよいため、過渡
にハード量が増大することはない、ディジタルリレーに
おいてはＡ／Ｄ変換器部の変換精度チェック用として、
直流の一定値を入力することがよくあるが、このような
入力チャンネルと本発明による入力回路とを共用すれば
、さらに効率的なハードウェア構成が可能となる。

なお本発明においては、点検中に保護リレー演算に用い
る１６の信号には入力回路３１の誤差分も含まれている
。従って点検中の保護−リレー演算においては検出感度
を若干低下させることも、現実の手段としては有り得る
。

第６図は従来の自動点検方式を、本発明における第１図
と対比して書いたものである。保護リレー演算部１８と
点検確認部１９は常に同一信号１４ａから１４ｎを用い
ている。従って主ＷｊｔＰｂ側７１の点検中に系統事故
が発生した場合、フェイルセーフ部７２から事故発生情
報を受けて点検解除し、改めて保護演算を開始する。

この間のタイムチャートを第７図（ａ）に示す。

系統事故発生後フェイルセーフリレーがｔＦＯＯＰ時間
後に動作し、主機能側では直ちに点検入力を断とする。

しかし、フィルタ一等入力回路部の過渡応答を考慮し、
一定時間を。、、後に点検を解列する。主機能リレーが
動作し得るのは点検解列後、更にリレー動作時間を。、
を経た後である、これに対し、第７図（ｂ）は本発明に
よるタイムチャートを示す、本発明では１６の信号を用
いることにより点検中事故が発生しても主機能リレーの
動作時間遅れは全く発生しない。

第７図（ａ）と（ｂ）を比較し、本発明により点検中の
系統事故において、動作時間が次の値だけ速くすること
ができる。

ｔｏＦＦ：過渡応答を避けるための点検解除遅れ時間 以上に加え第６図における主機能リレー７１とフェイル
セーフリレー７２の間の信号の渡りも本発明では不要に
なる。

［発明の効果］ 以上説明したように一本発明によれば以下に列挙する効
果を奏する。

（１）点検中でも保護リレー演算が行なわれるため、点
検中事故に対するし４Ｐｌ！Ｉｒ器トリップ指令の時間
遅れがなくなった。

（２）主機能とフェイル七−フＩ！能の間の信号の行き
来が不要となり、両者の独立性が高められた。

１３）従来方式において、点検中事故発生時は点検入力
を解除し、その影響がなくなってから保護演算を復帰さ
せていたが、このような点検時の複雑な制御が簡素化さ
れた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるディジタルリレーの自動点検方式
を説明する実施例のブロック図、第２図は第１図の点検
時の各信号の波形図、第３図は本発明を実施するための
ハードウェア構成図、第４図は本発明を実施するための
処理内容を示すフローチャート、第５図は他の実施例の
構成図、第６図はらの点検方式の原理図、第７図は従来
と本発明のタイムチャートによる対比図、第８図は従来
の点検方式によるディジタルリレーのハードウェア構成
を示す図である。 １１、１２ａ〜１２ｎ・・・入力回路 １５ａ〜１５ｎ　−・−合成回路 １７ａ〜１７ｎ・・・切替え回路 １８・−・リレー演算部 １９・・・点検確認回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電力系統の電気量を入力し、ディジタルデータに変換し
   て電力系統の保護を行なうディジタルリレーにおいて、
   電力系統の電気量に対して点検入力を重畳して入力する
   第１の入力回路と、点検入力のみを取り込む第２の入力
   回路とを備え、点検時には第１の入力回路の出力を点検
   するとともに、前記第１の入力回路と第２の入力回路の
   差分データを用いて保護リレー演算を実行することを特
   徴とするディジタルリレーの自動点検方式。