JPH0739123U - Ａｄ変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電力系統の保護・制御装置で使用されるＡＤ変
換装置の故障検出を高精度で行えるＡＤ変換装置を提供
する。 【構成】ＣＰＵ１は、ＡＤ変換回路３の全入力範囲を一
定のステップで分割し、各ステップに対応するデータを
前記ＤＡ変換回路２に順次書き込む。ＤＡ変換回路２
は、この書き込まれたデータに対する出力をマルチプレ
クサ４を介してＡＤ変換回路３に入力する。ＣＰＵ１
は、ＤＡ変換回路２に書き込んだデータとＡＤ変換回路
３の出力データを比較してＡＤ変換回路３の全入力範囲
での故障を検出する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、電力系統での保護・制御装置で、変成器により得られる系統の交 流電流又は電圧値に比例した信号を検出信号として取り込みディジタル信号に変 換するＡＤ変換装置の故障検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、電力系統での保護・制御装置においては、変成器等を用いて得られ る系統の交流電流や電圧値に比例したアナログ信号をＡＤ変換装置に入力し、Ａ Ｄ変換装置は、この入力された信号をディジタルデータに変換してＣＰＵに入力 し、ＣＰＵは、このディジタルデータを処理し、この処理結果に基づいて電力系 統の保護・制御を行うディジタルリレー方式のものが採用されている。

【０００３】 このような電力系統での保護・制御装置に使用されるＡＤ変換装置は、高信頼 性が要求され一般的には故障検出手段を備えている。このＡＤ変換装置の故障検 出手段は、装置内部で使用されている定電圧電源等の出力を試験電圧として入力 し、この入力に対する出力を読み取り故障検出を行っていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来のＡＤ変換装置は、この定電圧電源等の出力電圧近傍での 故障検出が行われただけで、ＡＤ変換回路の入力範囲全体での故障検出がされて いなかった。

【０００５】 図３は、ＡＤ変換装置の入力に対する出力の関係を示す図である。図３（Ａ） は、ＡＤ変換装置が正常時の入出力関係を示す図である。図３（Ｂ）は、ＡＤ変 換装置が比誤差故障時の入出力関係を示す図である。図３（Ｃ）は、ＡＤ変換装 置が非直線性故障時の入出力関係を示す図である。図３（Ｄ）は、ＡＤ変換装置 が微小入力誤差故障時の入出力関係を示す図である。これらの図から明らかなよ うに、従来のＡＤ変換装置は、故障検出を行うときの入力電圧が小さい時には比 誤差故障が検出できない。また、非直線性故障時には、入力電圧がＶ１（図３（ Ｃ）参照）以上であれば故障が検出できない。さらに、入力電圧が大きい場合に は、微小入力誤差故障時の検出もできない。このため、電力系統での保護・制御 装置は、ＡＤ変換回路の入力範囲全体での精度保証ができない欠点があった。

【０００６】 この考案の目的は、電力系統での保護・制御装置等で使用されるＡＤ変換装回 路の故障検出を高精度で行えるＡＤ変換装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この考案のＡＤ変換装置は、電力系統の交流電流又は交流電圧の大きさに比例 した信号を外部入力信号として取り込みディジタルデータに変換して出力するＡ Ｄ変換回路と、前記ＡＤ変換回路の出力をデータバス等を介して取り込みそれに 基づいて演算処理を行うＣＰＵと、データバス等を介して前記ＣＰＵより書き込 まれたディジタルデータをアナログ信号に変換して出力するＤＡ変換回路と、前 記ＡＤ変換回路への入力として前記外部入力信号と前記ＤＡ変換回路の出力を選 択する切換回路と、を備え、 前記ＣＰＵは、前記ＡＤ変換回路の所定幅の入力範囲を一定のステップで分割 し、各ステップに対応するデータを前記ＤＡ変換回路に順次書き込むステップデ ータ書込手段と、前記ステップデータ書込手段で書き込まれた各ステップ毎のデ ータに対するＡＤ変換回路の出力を読み取って前記ＡＤ変換回路の故障を判定す るＡＤ変換回路故障検出手段と、を設けたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】

この考案のＡＤ変換装置においては、切換回路がＡＤ変換回路への入力を外部 入力信号とＤＡ変換回路の出力を選択する。ＡＤ変換装置は、ＣＰＵが前記ＡＤ 変換回路の所定幅の入力範囲を一定のステップで分割し、各ステップに対応する データを前記ＤＡ変換回路に順次書き込む。ＤＡ変換回路は、この書き込まれた 各ステップ毎のデータに対する電圧を切換回路を介してＡＤ変換回路に入力する 。ＣＰＵは、ＡＤ変換回路からの出力をバスを介して読み取って各ステップ毎に 前記ＡＤ変換回路の故障を判定する。

【０００９】

【実施例】

図１は、この考案の実施例であるＡＤ変換装置の構成を示す図である。電力系 統の保護、制御に使用されるＡＤ変換装置は、ＣＰＵ１と、前記ＣＰＵ１より書 き込まれたデータ値をアナログ電圧に変換して出力するＤＡ変換回路２と、入力 されたアナログ電圧をディジタルデータに変換するＡＤ変換回路３と、前記ＡＤ 変換回路３への入力を切り換えるマルチプレクサ４と、を備えている。前記ＤＡ 変換回路２の出力と外部から送られてくる複数の検出信号（電力系統の交流電流 又は交流電圧の大きさに比例した信号）は、マルチプレクサ４に入力されている 。また、ＣＰＵ１とＤＡ変換回路２とＡＤ変換回路３とは、相互にバス５を介し て接続され、ＣＰＵ１からマルチプレクサ４に対しては入力チャンネルデータＳ が出力される。

【００１０】 以上の構成で、ＡＤ変換装置では、外部から送られてくる複数の検出信号もし くは前記ＤＡ変換回路２の出力がマルチプレクサ４により順次切り換えられてＡ Ｄ変換回路３に入力される。ＡＤ変換回路３は、この入力された検出信号をディ ジタルデータに変換してバス５に送出する。ＣＰＵ１は、このバス５に送出され たデータを読み取り、このデータに基づいて保護、制御のための演算処理を行う 。

【００１１】 ＡＤ変換装置は、ＣＰＵ１が主機能である保護、制御のための演算処理を一定 時間間隔で実行する。ところで、ＣＰＵ１は保護、制御のための演算処理を完了 した後、次に保護、制御のための演算処理を開始するまでに余り時間があり、こ の余り時間にテストモードに入る。また、ＡＤ変換装置は外部に取り付けられた テストスイッチが操作された時にもＣＰＵ１が主機能を停止してテストモードに 入る。

【００１２】 図２は、テストモードの動作フローを示す図である。テストモードになると、 ＣＰＵ１は、上記の様にマルチプレクサ４を制御してＡＤ変換回路３への入力を 切り換え、ＤＡ変換回路２の出力が入力されるようにする（ｎ１）。ＣＰＵ１は 、ＡＤ変換回路３の全入力範囲を一定のステップで均等に分割する。全入力範囲 とは、このＡＤ変換装置が予め決められた精度で動作することが要求される入出 力特性を保証する入力範囲である。ＣＰＵ１は、この分割した各ステップに対応 する電圧をＤＡ変換回路２が出力するようにデータを順次ＤＡ変換回路２にバス を介して書き込む。

【００１３】 例えば、ＡＤ変換回路３の入力範囲が０〜Ｖc であり分割したステップ数がＮ 個とすると、ＣＰＵ１は、最初にステップ順位Ａを１とし（ｎ２）、ＤＡ変換回 路２が（Ｖc ／Ｎ）×Ａの電圧を出力するデータを書き込む（ｎ３）。ＤＡ変換 回路２は、ＣＰＵ１にデータを書き込まれたことにより（Ｖc ／Ｎ）×Ｓの電圧 を出力する。このＤＡ変換回路２の出力はマルチプレクサ４を介してＡＤ変換回 路３に入力される。ＡＤ変換回路３は、この入力電圧をディジタルデータに変換 してバス５に出力する。ＣＰＵ１は、このバス５に送出されたデータを読み取り ＡＤ変換回路３の故障判定を行う（ｎ４）。この故障判定は、下記の式で行われ る。

【００１４】 ｜ＡＤ変換回路３の出力値−入力に対するＡＤ変換回路３の出力理論値｜＞ε εは、ＡＤ変換回路３を故障かどうかを判定する基準値であり、予め設定されて いる。上記式が満足すると故障と判定する。

【００１５】 ＣＰＵ１は、この故障判定でＡＤ変換回路３が故障でないと判定すると、ステ ップ順位Ａとステップ数Ｎを比較する（ｎ５）。この比較で、ステップ順位Ａが ステップ数Ｎ以下であると判定されると、ＣＰＵ１は、ステップ順位Ａに１を加 え（ｎ６）、つぎのステップに対応する電圧をＤＡ変換回路２が出力するように バス５を介して書き込む（ｎ３）。ＣＰＵ１は、上記と同様にＡＤ変換回路３の 故障判定を行う（ｎ４）。一方、ステップ順位Ａがステップ数Ｎより大きいと判 定されると、ＣＰＵ１は、テストモードを完了し、通常動作モードに移行する（ ｎ７）。これにより、ＣＰＵ１は、分割したステップ数で繰り返して故障判定を 行うこととなり、ＡＤ変換回路３の故障検出をＡＤ変換回路３の全入力範囲で行 うこととなる。

【００１６】 一方、ＣＰＵ１は、この故障判定でＡＤ変換回路３が故障であると判定すると 、エラー処理を含む故障時処理を行う（ｎ８）。

【００１７】 このように、ＡＤ変換装置は、ＡＤ変換回路３の故障検出をＡＤ変換回路３の 全入力範囲で判定するため、図３に示すような比誤差故障や非直線性故障や微小 入力誤差故障の検出が確実に行え、電力系統での保護・制御装置のＡＤ変換回路 の精度保証が行える。

【００１８】

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば、ＡＤ変換装置に使用されるＡＤ変換回路の 故障の検出を高精度で確実に行える。

【００１９】 例えば、ＡＤ変換回路が比誤差故障時には、入力が大きい範囲で、故障が検出 される。また、非直線性故障時や微小入力誤差故障時には、入力が小さい範囲で 故障が検出される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例であるＡＤ変換装置の構成を
示す図である。

【図２】同実施例であるＡＤ変換装置のテストモードで
のフローを示す図である。

【図３】ＡＤ変換回路の入出力の関係を示す図である。

【符号の説明】

１−ＣＰＵ ２−ＤＡ変換回路 ３−ＡＤ変換回路 ４−マルチプレクサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力系統の交流電流又は交流電圧の大き
   さに比例した信号を外部入力信号として取り込みディジ
   タルデータに変換して出力するＡＤ変換回路と、前記Ａ
   Ｄ変換回路の出力をデータバス等を介して取り込みそれ
   に基づいて演算処理を行うＣＰＵと、データバス等を介
   して前記ＣＰＵより書き込まれたディジタルデータをア
   ナログ信号に変換して出力するＤＡ変換回路と、前記Ａ
   Ｄ変換回路への入力として前記外部入力信号と前記ＤＡ
   変換回路の出力を選択する切換回路と、を備え、 前記ＣＰＵは、前記ＡＤ変換回路の所定幅の入力範囲を
   一定のステップで分割し、各ステップに対応するデータ
   を前記ＤＡ変換回路に順次書き込むステップデータ書込
   手段と、前記ステップデータ書込手段で書き込まれた各
   ステップ毎のデータに対するＡＤ変換回路の出力を読み
   取って前記ＡＤ変換回路の故障を判定するＡＤ変換回路
   故障検出手段と、を設けたことを特徴とするＡＤ変換装
   置。