JPH0334285B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は機器や回路を保護するための保護継電
器へ機器や回路の状態信号を送る信号伝送回路を
監視し、異常を検出する保護継電器回路監視装置
に関する。

〔従来技術とその問題点〕

重要な電気機械や電気回路に異常を生じたとき
確実にこの異常を検出して速やかにこれらの機械
や回路を電源から切離すなどの処置をする必要が
ある。例えば電力系統に接続されている大容量発
電機あるいは大容量変圧器が何かの原因で過電流
になつたときにこの過電流が検出されなかつたた
めに焼損したとすると、この機器の損傷が復旧す
るまでの期間は、この電力系統は大きな被害を受
けることになるからである。

上述のような事故を防ぐために、重要な電気機
器などでは保護装置に冗長性を持たせる方式にす
ることが多い。例えば発電機を過電流から保護す
る場合、発電機主回路に挿入されている変流器の
２次側に過電流継続器を接続しておき、発電機電
流が所定値以上で所定時間継続して流れるとこの
過電流継電器が動作して遮断器が引外され、この
発電機は系統から切離されるようにするのである
が、さらにこの発電機主回路に前述の変流器とは
独立して第２の変流器を挿入し、この第２変流器
の２次側に第２の過電流継電器を接続し、過電流
異常に対する保護の確実性を向上させている。こ
のような手法は過電流以外の保護すべき要素例え
ば電圧や回転速度などにも適用される。

ところでこれら過電流継電器などの保護継電器
は常時は作動せず、しかも異常時には確実に動作
することが要求されるので、そのためには定期的
な動作点検が必要である。この動作点検は過電流
継電器を例にするならば、先ず主回路に挿入され
ている変流器の２次側を短絡した後にこの過電流
継電器を変流器２次側から切離し、別に設置せる
模擬電流源から発電機の所定過電流に相当する電
流をこの過電流継電器に流し込んで動作すること
確認する。この動作点検が完了すれば上述と逆の
手順即ち過電流継電器から模擬電流源を切離した
後に変流器２次側に接続し、しかるのちに変流器
２次側の短絡を解除して元の状態に戻すのであ
る。

上述の動作点検後に元の状態へ復旧する際に例
えば変流器２次側の短絡が解除されていなかつた
とすると、発電機が過電流状態になつたときに、
この過電流情報が過電流継電器に伝達されないの
で発電機は焼損することになる。即ち異常発生時
には保護継電器が確実に動作するように常時動作
点検をしていても、保護継電器へ至る回路に短絡
や断線などがあれば発電機などの被保護機器の異
常情報が保護継電器に伝達されず、重大事故に発
展する危険がある。しかも上述の保護継電器へ情
報を伝達する回路の故障は発見が困難であるとい
う問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は電気機器など被保護機器の状態を検出
する検出器が発信する状態信号を保護継電器へ伝
達する信号伝送回路を常時監視して確実に回路状
態の異常を検出する保護継電器回路監視装置を提
供することを目的とする。

〔発明の要点〕

本発明は被保護機器の状態を検出する第１の検
出器が発信する状態信号を保護継電器へ伝達する
信号伝送回路を更に延長して信号を取出し、この
状態信号と第２の検出器が発信する状態信号とを
比較することにより信号伝送回路の状態を監視
し、この回路の異常を検出しようとするものであ
る。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の第１の実施例を示す回路図で
あつて、３相交流発電機の電流要素による保護継
電器回路監視装置であり、２組の保護継電器によ
り冗長性を有する場合である。なお各相とも構成
は同じであるから、図が複雑にならないようにＴ
相のみ記載し、Ｒ相とＳ相は省略している。

第１図において３相交流発電機１のＴ相電流は
それぞれ独立の変流器１１と３１により別個に検
出される。１０は第１電流保護回路であつて、変
流器１１が検出した電流は常時閉路している変流
器回路接点１５を経て電流継電器１２の主電流コ
イル１２Ａと電力継電器２８の主電流コイル２８
Ａ更に電流比較器３を直列に流れるが、前記の他
にも電流検出を要する継電器があるならば前記の
継続器などに直列に接続すればよい。この電流継
電器１２と電力継電器２８の電流による動作を点
検するときは、先ず常時開路している短絡接点１
４を閉路して変流器１１の２次側を短絡した後に
変流器回路接点１５を開路してから常時開路して
いる模擬電流回路接点１６を閉路して、模擬電流
源１３からの模擬電流信号を電流継電器１２の点
検用電流コイル１２Ｂと電力継電器２８の点検用
電流コイル２８Ｂに直列に流す。この模擬電流信
号の信号レベルは模擬電流源１３を調整して自由
に変えることができるから、これら電流継電器１
２などの動作を点検できる。

動作点検が完了すれば、上述と逆の手順すなわ
ちまず模擬電流回路接点１６を開路した後に変流
器回路接点１５を閉路し、しかる後に短絡接点１
４を開路すれば元の状態に復帰する。

第１電流保護回路１０の動作点検が済めば、変
流器３１，電流継電器３２とその主電流コイル３
２Ａならびに点検用電流コイル３２Ｂ，電力継電
器４８とその主電流コイル４８Ａならびに点検用
電流コイル４８Ｂ，模擬電流源３３，常時開路し
ている短絡接点３４，常時閉路している変流器回
路接点３５および常時開路している模擬電流回路
接点３６である第２電流保護回路３０の動作点検
を行なうが、その手順は第１電流保護回路１０の
場合と同じである。

変流器１１と３１の１次側には同じ電流が流れ
ているから、両変流器の変流比が同一であるなら
ば、これら保護継電器が接続されている変流器１
１と３１の２次側回路に異常がない限り、電流比
較器３に流れ込む両変流器からの電流は同一であ
る。もしも短絡接点１４か３４あるいは変流器回
路接点１５か３５に動作不良や接触不良が生じた
り、または変流器１１か３１の２次側回路が断
線，短絡，接地などの異常を生じると、電流比較
器３に流れ込む２つの電流値に差異を生じる。電
流比較器３は２つの電流をその電流値に比例する
直流電圧に変換して比較する手段や、電流の磁気
作用を利用して両電流を相互に逆極性に作用さ
せ、電流が不平衡になつたときに発生する磁束を
検出する手段などを内蔵させておけば回路異常の
有無や異常の程度を知ることができる。なお変流
器１１と３１の変流比が異なるときはその電流差
を考慮して電流比較器３の動作を設定すればよ
い。

第１図における２８Ｃと２８Ｄはそれぞれ電力
継電器２８の主電圧コイルと点検用電圧コイルで
あり、４８Ｃと４８Ｄは同じくそれぞれ電力継電
器４８の主電圧コイルと点検用電圧コイルであつ
て、その動作は後述するのでここでは触れない。

第２図は本発明の第２の実施例を示す回路図で
あつて、３相交流発電機の電流要素を１組の保護
継電器で保護する場合であり、第１図の場合と同
様にＴ相のみ記載している。

第２図において３相交流発電機１のＴ相電流を
検出する変流器１１は、その２次電流を変流器回
路接点１９を経て電流継電器１７の主電流コイル
１７Ａと電流比較器３とを直列に流れる。この電
流継電器１７は点検用電流コイルを持たないの
で、動作点検をする場合は変流器１１の２次側を
短絡接点１４で短絡した後に、変流器回路接点１
９と模擬電流回路接点１６により主電流コイル１
７Ａに流れる電流を変流器１１の２次側から模擬
電流源１３に切換えて動作を点検するようにして
いる。Ｔ相には変換器３１を追加してその２次側
を電流比較器３に接続して両変流器１１と３１の
２次電流を比較すれば保護継電器回路の異常を検
出できることは既に説明したとおりである。

第３図は本発明の第３の実施例を示す回路図で
あつて、３相交流発電機が２組の電圧要素の保護
継電器で保護されている場合であるが、図が複雑
になるのを避けるためにＲ相とＴ相の線間のみを
記載している。

第３図において２０は第１電圧保護回路であつ
て、計器用変圧器２１で検出される３相交流発電
機１のＲ相とＴ相の線間電圧は、常時閉路してい
る計器用変圧器回路接点２５を経て電圧継電器２
２の主電圧コイル２２Ｃと電力継電器２８の主電
圧コイル２８Ｃと電圧比較器５に入力するが、前
記の他にも電圧検出を要する継電器があるならば
更に上記の継電器などに並列に接続すればよい。
この電圧継電器２２と電力継電器２８の電圧によ
る動作を点検するときは計器用変圧器回路接点２
５を開路し、常時閉路している模擬電圧回路接点
２６を閉路して模擬電圧源２３からの模擬電圧信
号を電圧継電器２８の点検用電圧コイル２２Ｄと
２８Ｄに入力させ、模擬電圧源２３の発生電圧を
変化させる。動作点検が完了すれば、計器用変圧
器回路接点２５と模擬電圧回路接点２６を元の状
態に戻す。

第２電圧保護回路４０はＲ相とＴ相の線間電圧
を検出する計器用変圧器４１，電圧継電器４２と
その主電圧コイル４２Ｃならびに点検用電圧コイ
ル４２Ｄ，電力継電器４８とその主電圧コイル４
８Ｃならびに点検用電圧コイル４８Ｄ，計器用変
圧器回路接点４５，模擬電圧回路接点４６からな
つており、模擬電圧源２３は第１電圧保護回路２
０と共用している。この第２電圧保護回路４０の
動作は上述の第１電圧保護回路２０の場合と同じ
であるから、その説明は省略する。また電力継電
器２８と４８のそれぞれの主電流コイル２８Ａと
４８Ａならびに点検用電流コイル２８Ｂと４８Ｂ
は既に説明済みであり、電圧保護には無関係なの
でここでは触れない。

２つの計器用変圧器２１と４１の２次側回路に
異常例えば断線，短絡，接地あるいは計器用変圧
器回路接点２５か４５の動作不良や接触不良など
があると、電圧比較器５に入力する２つの電圧に
差異を生じるのでこの電圧比較器５により上述せ
る回路異常の有無や異常の程度を容易に検出する
ことができる。

第４図は本発明の第４の実施例を示す回路図で
あつて、３相交流発電機を１組の電圧要素の保護
継電器で保護している場合であり、Ｒ−Ｓ相の線
間電圧保護のみを記載している。

第４図において３相交流発電機１の各線間電圧
は２個の計器用変圧器２１と４１をＶ結線するこ
とにより検出される。Ｒ−Ｓ間電圧はこのＶ結線
せる計器用変圧器の２次側から常時閉路している
計器用変圧器回路接点２５を経て電圧継電器２７
の主電圧コイル２７Ｃと電圧比較器５に印加され
ている一方、計器用変圧器２次側のＳ−Ｔ間電圧
が電圧比較器５に入力して、このＲ−Ｓ間電圧と
Ｓ−Ｔ間電圧を比較して計器用変圧器２次側回路
の回路異常を監視する。３相回路の各線間電圧が
平衡していれば特に計器用変圧器を追加しなくて
も本実施例の回路構成で回路異常を監視すること
ができる。２３は模擬電圧源，２６は模擬電圧回
路接点であつて、動作点検をするときは電圧継電
器２７の主電圧コイル２７Ｃに印加する電源を計
器用変圧器２次側からこの模擬電圧源２３に切換
えて使用する。

第３の実施例と第４の実施例に記載の電圧比較
器５は入力が電圧入力であるだけであつて、その
構造・機能などは前述の電流比較器３とほぼ同じ
である。

〔発明の効果〕

この発明によれば被保護機器の状態を検出する
検出器から保護継電器へ状態信号を伝達する信号
伝送回路を延長して状態信号を取出し、信号比較
器に入力させるとともに、第２の検出器からの状
態信号も上記信号比較器に入力させて比較する構
成とする。このような構成により２つの状態信号
の差異から信号伝送回路の異常を検出できるの
で、回路異常のために保護継電器が動作せず被保
護機器に重大故障が発生するのを防ぐことができ
る。さらに検出器そのものの故障により検出器が
発する信号に異常があることも検出することがで
きる。

なお被保護機器が重要機器であつて、保護継電
器が複数設置されている場合は信号比較器のみの
増設で保護の確実度を向上させ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図，第３図および第４図はいずれ
も本発明の第１，第２，第３および第４の実施例
を示す回路図である。 １……３相交流発電機、３……電流比較器、５
……電圧比較器、１０……第１電流保護回路、１
１，３１……変流器、１２，１７，３２……電流
継電器、１２Ａ，１７Ａ，３２Ａ……電流継電器
主電流コイル、１２Ｂ，３２Ｂ……電流継電器点
検用電流コイル、１３，３３……模擬電圧源、１
４，３４……短絡接点、１５，１９，３５……変
流器回路接点、１６，３６……模擬電流回路接
点、２０……第１電圧保護回路、２１，４１……
計器用変圧器、２２，２７，４２……電圧継電
器、２２Ｃ，２７Ｃ，４２Ｃ……電圧継電器主電
圧コイル、２２Ｄ，４２Ｄ……電圧継電器点検用
電圧コイル、２３……模擬電圧源、２５，４５…
…計器用変圧器回路接点、２６，４６……模擬電
圧回路接点、２８，４８……電力継電器、２８
Ａ，４８Ａ……電力継電器主電流コイル、２８
Ｂ，４８Ｂ……電力継電器点検用電流コイル、２
８Ｃ，４８Ｃ……電力継電器主電圧コイル、２８
Ｄ，４８Ｄ……電力継電器点検用電圧コイル、３
０……第２電流保護回路、４０……第２電圧保護
回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被保護機器の状態を検出する第１検出器が発
   する状態信号を信号伝送回路により保護継電器に
   導く一方、該保護継電器の動作を点検する際は別
   途設置せる模擬信号源からの模擬状態信号を前記
   保護継電器に導くとともに前記信号伝送回路を開
   路して第１検出器からの状態信号を中断させるよ
   うなされた保護継電器において、被保護機器の状
   態を検出する第２検出器と、該第２検出器が発す
   る状態信号と前記信号伝送回路開路部の負荷側か
   ら取出される第１検出器からの状態信号とを比較
   する手段を備えてなることを特徴とする保護継電
   器回路監視装置。