JPH10257660A - 電力系統保護継電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力系統において多端子化等の変更が生じ保
護方式の変更が必要となった場合、既設のリレー装置を
移設または廃棄し、新たなリレー装置を設置するため、
コスト高を招きＰＣＭ化が容易にできない課題があっ
た。 【解決手段】 自端側のリレー装置および相手端側のリ
レー装置に、電力系統の異なる保護方式をそれぞれ実現
するソフトウェアと、当該ソフトウェアにより実現され
る前記保護方式を選択する保護方式選択手段と、選択さ
れた保護方式をハードウェアの面から確立するためのハ
ードウェア確立手段と、前記保護方式選択手段により選
択した保護方式を実現するソフトウェアを実行し保護対
象となる電力系統を保護する保護手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、保護対象となる
電力送電系統に発生した異常を検出し、遮断器を動作さ
せて電力送電系統を保護する電力系統保護継電装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、７７ｋＶ以下の従来の送電線保
護継電装置を示す構成図である。この送電線保護継電装
置は、平成４年３月に電気事業連合会工務部保護制御担
当課長会議より発行された「系統保護継電方式の標準的
な考え方（ディジタル編）」のＰ１５〜Ｐ２７に示すデ
ィジタルリレーシステムと同等のものである。図におい
て、１は保護対象となる電力系統の送電線であリ、便宜
上、単線で示しているが実際はＡ相、Ｂ相およびＣ相の
３相線から構成されている。６は送電線１の一方に設け
られた自端電気所、７は自端から離間された送電線１の
他方の相手端に設けられた相手端電気所、２００は自端
電気所に設置されたディジタルリレー装置（以下、自端
側のリレー装置という）、３００は相手端電気所７に設
置されたディジタルリレー装置（以下、相手端側のリレ
ー装置という）である。

【０００３】次に、自端側のリレー装置２００，相手端
側のリレー装置３００の構成について説明する。なお、
図８では自端側のリレー装置２００の構成を図示してい
るが、相手端側のリレー装置３００においても同様の構
成である。図において１１はアナログフィルタ、１２は
データを保持するサンプルホールド回路、１３は入力チ
ャネルを切り替えるマルチプレクサ回路、１４はアナロ
グ・ディジタル変換回路、１５は入力データを使ってリ
レー演算を行う演算装置、１６はトリップ指令を出力す
るための入出力部、２１は電流を計測するための電流変
成器、２５は母線電圧を計測するための電圧変圧器、３
０は送電線１を遮断するための自端遮断器、２２は相手
端リレー装置３００の電流変成器、２６は相手端側のリ
レー装置３００の電圧変圧器、３１は同様に相手端遮断
器である。

【０００４】この自端側のリレー装置２００、相手端側
のリレー装置３００は、電力系統の送電線１の電流、電
圧をそれぞれ電流変成器２１，２２、電圧変圧器２５，
２６を介して取り込み、アナログフィルタ１１で直流分
や高調波成分を除去し、基本波を一定間隔でサンプルホ
ールド回路１２に保持し、マルチプレクサ１３のチャネ
ルを順次切り替えてアナログ量をアナログ・ディジタル
変換回路１４でディジタル演算できる形に整える。そし
て、演算装置１５で以下に述べる基本原理によってリレ
ー演算し、内部事故判定し、トリップ指令を入出力部１
６より出力し、自端遮断器３０，相手端遮断器３１によ
り送電線１を遮断して保護するものである。

【０００５】この送電線保護継電装置の基本原理である
継電方式は、例えば昭和５６年に社団法人電気学会より
発行された「保護継電工学」のＰ１６４〜Ｐ１６７に示
されている。この継電方式は、電気所間の信号伝送を必
要としないため、７７ｋＶ〜６６ｋＶ級の送電線保護と
して広く用いられているが、原理上、各電気所近傍の事
故では事故点近傍のリレー装置がまず動作し、その後に
他端のリレー装置が動作するため、この継電方式は事故
除去時間が長引く場合がある。

【０００６】また、近年、用地確保の困難性、環境保全
などの問題により送電線の建設は３端子、４端子等多端
子化する傾向にあり保護継電システムの性能向上ならび
に信頼性向上が強く要求されている。そこで、多端子系
統における区間内充電電流、流出にともなう内部事故お
よび事故時潮流通過などの問題を解決するために電流差
動保護方式が適用されている。

【０００７】以下、１９８８年に発行された「三菱電機
技報・ｖｏ１６２・Ｎｏ１０」に示された光ファイバ伝
送による多端子送電線保護システムを例にとって電流差
動保護方式について説明する。図９はこの多端子送電線
保護システムを４端子系に適用した場合のシステム構成
図である。図９において図８と同一または相当の部分に
ついては同一の符号を付し説明を省略する。図におい
て、１７は直列・並列変換器、１８は光・電気変換器、
１９は並列・直列変換器、２０は電気・光変換器であ
る。

【０００８】この多端子送電線保護システムは、リレー
演算を行う親端リレー装置４００、親端リレー装置４０
０に対し電流情報を伝送するとともに、親端リレー装置
４００からの転送遮断指令により子端リレー装置側の相
手端遮断器３１〜３３を引き外す子端リレー装置５０
０、子端リレー装置６００、子端リレー装置７００と、
親端リレー装置４００および子端リレー装置５００、子
端リレー装置６００、子端リレー装置７００間を接続す
る光ファイバ１０により構成される。なお、親端リレー
装置４００と子端リレー装置５００、子端リレー装置６
００および子端リレー装置７００のハードウェアは同様
な構成である。

【０００９】次に、この多端子送電線保護システムの動
作について説明する。この多端子送電線保護システムで
は、送電線各端に設置された親端リレー装置４００、子
端リレー装置５００、子端リレー装置６００、子端リレ
ー装置７００装置の間は、１芯の光ファイバ１０により
ループ状に接続されており、各端の電流情報はこの光フ
ァイバ１０を経由して時分割直列伝送される。先ず、親
端リレー装置４００から電流データの書き込まれていな
い空のデータフレームが子リレー端装置５００に対して
伝送される。子端リレー装置５００では、光・電気変換
器１８により受信信号を光・電気変換し、直列・並列変
換器１７によりこの変換信号を直列→並列変換した後、
データフレーム中の子端リレー装置５００用のフレーム
Ｆ１へ、電流変成器２２により取り込んだ電流データを
書き込み、さらに並列・直列変換器１９により並列→直
列変換し、電気・光変換器２０で電気→光変換を行い、
子端リレー装置７００へこのデータフレームを転送す
る。

【００１０】以下、子端リレー装置６００、子端リレー
装置７００においても同様の動作が行われ、子端リレー
装置６００ではデータフレーム中の子端リレー装置６０
０用のフレームＦ２へ電流変成器により取り込んだ電流
データを書き込み、子端リレー装置７００ではデータフ
レーム中の子端リレー装置７００用のフレームＦ３へ電
流変成器により取り込んだ電流データを書き込み、全て
の端子の電流データが書き込まれたデータフレームが親
端リレー装置４００へ伝送される。親端リレー装置４０
０の演算装置１５では、これらの子端電流情報と自端電
流情報を用い電流差動演算を行う。そして、この演算結
果によリ内部故障と判定した場合、親端リレー装置４０
０は自端遮断器３０を動作させるとともに、データフレ
ーム内の親端リレー装置用フレームに転送遮断用データ
を書き込み、相手端遮断器３１〜３３を動作させる。

【００１１】以上のように、それぞれのリレー装置で
は、演算処理部の動作が異なるだけでハードウェアの基
本システム構成は、直列・並列変換器１７、光・電気変
換器１８、並列・直列変換器１９、電気・光変換器２０
を除いてほぼ同様に構成されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の送電線保護継電
装置は以上のように構成されているので、リレー装置を
設置している電力系統において、多端子化等の変更が生
し保護方式の変更が必要となった場合、既設のリレー装
置を移設または廃棄し、新たなリレー装置を設置するこ
とになるため、コスト高を招き、ＰＣＭ化が容易にでき
ないという課題があった。

【００１３】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、コスト高を招くことなく多端子化
に対応でき、保護機能のグレードアップ化を実現できる
電力系統保護継電装置を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る電力系統保護継電装置は、自端側のリレー装置および
相手端側のリレー装置に、電力系統の異なる保護方式を
それぞれ実現するソフトウェアと、当該ソフトウェアに
より実現される前記保護方式を選択する保護方式選択手
段と、当該保護方式選択手段により選択された保護方式
をハードウェアの面から確立するためのハードウェア確
立手段と、前記保護方式選択手段により選択した保護方
式をもとに当該保護方式を実現するソフトウェアを実行
し前記保護対象となる電力系統を保護する保護手段とを
備えるようにしたものである。

【００１５】請求項２記載の発明に係る電力系統保護継
電装置は、ハードウェア確立手段は、保護方式選択手段
により選択された電流差動保護方式に電力系統の保護方
式をハードウェアの面から確立するためのハードウェア
の増設を可能にするハードウェア増設手段を有し、保護
手段は、前記保護方式選択手段により前記電流差動保護
方式が選択されたときには当該保護方式を実現するソフ
トウェアを実行し、前記ハードウェア増設手段により増
設されたハードウェアを利用して前記保護対象となる電
力系統を保護するようにしたものである。

【００１６】請求項３記載の発明に係る電力系統保護継
電装置は、保護対象となる電力系統の自端側のリレー装
置と相手端側のリレー装置との間をループ状に接続する
通信路と、電流差動保護方式に前記電力系統の保護方式
を確立するためのデータを前記通信路を介して授受する
インターフェイス回路との増設を可能にするハードウェ
ア増設手段を備えるようにしたものである。

【００１７】請求項４記載の発明に係る電力系統保護継
電装置は、回線選択継電保護方式あるいは電流差動保護
方式の選択を外部から変更可能に設定するための選択条
件設定用の条件端子台を保護方式選択手段が備えるよう
にしたものである。

【００１８】請求項５記載の発明に係る電力系統保護継
電装置は、条件端子台の所定の端子間を短絡することで
回線選択継電保護方式あるいは電流差動保護方式の選択
条件を外部から設定する保護方式選択手段を備えるよう
にしたものである。

【００１９】請求項６記載の発明に係る電力系統保護継
電装置は、設定された保護方式を統括するための統括Ｃ
ＰＵカードを保護手段が備え、保護方式選択手段は、前
記統括ＣＰＵカードから送られてきた選択条件をもとに
回線選択継電保護方式あるいは電流差動保護方式のいず
れかに設定するようにしたものである。

【００２０】請求項７記載の発明に係る電力系統保護継
電装置は、電源投入時または初期設定処理において、条
件端子台で設定されている選択条件または統括ＣＰＵカ
ードから送られてきた選択条件を読み込み、当該選択条
件をもとに回線選択継電保護方式あるいは電流差動保護
方式のいずれかを選択し、前記電源投入後または前記初
期設定処理後においては、前記電源投入時または初期設
定処理において読み込んだ前記選択条件をもとに回線選
択継電保護方式あるいは電流差動保護方式のいずれかを
選択する保護方式選択手段を備えるようにしたものであ
る。

【００２１】請求項８記載の発明に係る電力系統保護継
電装置は、回線選択継電保護方式あるいは電流差動保護
方式の選択を外部から変更可能に設定するための選択条
件設定用の条件設定用スイッチを保護方式選択手段が有
し、前記条件設定用スイッチにより選択され設定された
保護方式を統括するための統括ＣＰＵカードと、前記保
護方式を実現するソフトウェアを実行し前記保護対象と
なる電力系統を保護する演算ＣＰＵカードとを保護手段
が備えるようにしたものである。

【００２２】請求項９記載の発明に係る電力系統保護継
電装置は、条件設定用スイッチを統括ＣＰＵカードに備
えるようにしたものである。

【００２３】請求項１０記載の発明に係る電力系統保護
継電装置は、条件設定用スイッチを演算ＣＰＵカードに
備えるようにしたものである。

【００２４】請求項１１記載の発明に係る電力系統保護
継電装置は、電源投入時または初期設定処理において、
条件設定用スイッチにより設定されている選択条件を読
み込み、当該選択条件をもとに回線選択継電保護方式あ
るいは電流差動保護方式のいずれかを選択し、前記電源
投入時または前記初期設定処理後においては、前記電源
投入時または初期設定処理において読み込んだ前記選択
条件をもとに回線選択継電保護方式あるいは電流差動保
護方式のいずれかを選択する保護方式選択手段を備える
ようにしたものである。

【００２５】請求項１２記載の発明に係る電力系統保護
継電装置は、演算ＣＰＵカードの異常や演算ＣＰＵカー
ドおよび統括ＣＰＵカードに備えられた条件設定用スイ
ッチにそれぞれ設定されている選択条件の不一致を監視
する監視手段を備えるようにしたものである。

【００２６】請求項１３記載の発明に係る電力系統保護
継電装置は、統括ＣＰＵカードから所定のパターンデー
タを演算ＣＰＵカードへ送信した後に、当該演算ＣＰＵ
カードにより前記所定のパターンデータに付加されて送
られてきた前記演算ＣＰＵカードに設定されている選択
条件と前記統括ＣＰＵカードに設定されている選択条件
とを当該統括ＣＰＵカードにおいて比較することで、前
記演算ＣＰＵカードおよび前記統括ＣＰＵカードにそれ
ぞれ設定されている選択条件の不一致を監視する監視手
段を備えるようにしたものである。

【００２７】請求項１４記載の発明に係る電力系統保護
継電装置は、統括ＣＰＵカードから所定のパターンデー
タを演算ＣＰＵカードへ送信した後に、当該演算ＣＰＵ
カードに設定されている選択条件が前記所定のパターン
データに付加されて前記演算ＣＰＵカードから所定の時
間内に送られてくるかこないかにより演算ＣＰＵカード
の異常を監視する監視手段を備えるようにしたものであ
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態に
ついて説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１の電力
系統保護継電装置のリレー装置の構成を示すブロック図
であり、この電力系統保護継電装置の保護対象となる電
力系統は、例えば、図８に示す電力系統であったものが
図９に示す電力系統に変更され、多端子化に対応する必
要性が生じた場合であり、図１に示すリレー装置は図９
に示す変更された保護対象の電力系統の送電線各端に設
置される。また、各リレー装置の電流変成器、電圧変圧
器、遮断器の配置構成も図８と同様であったものが、多
端子化に伴って図９の電流変成器、電圧変圧器、遮断器
の配置構成に変更される。なお、図１はリレー装置２ａ
の構成を図示しているが、変更後の保護対象の電力系統
の送電線各端に設置される他のリレー装置においても同
様の構成である。図において１１はアナログフィルタ、
１２はデータを保持するサンプルホールド回路、１３は
入力チャネルを切り替えるマルチプレクサ回路、１４は
アナログ・ディジタル変換回路、１５は入力データを使
ってリレー演算を行う演算装置（保護手段）、１６はト
リップ指令を出力するための入出力部、５１は回線選択
継電保護方式を実現するためのソフトウェア、５２は電
流差動保護方式を実現するためのソフトウェアである。

【００２９】４０は外部から設定変更可能な条件端子台
（保護方式選択手段）であり、外部から条件端子台４０
に設定された条件設定を入出力部１６を介して演算装置
１５に読み込む。この場合例えば、条件端子台４０の端
子ａと端子Ｐとの間が接続されていると回線選択継電方
式、端子ｂと端子Ｐとの間が接続されているときには電
流差動継電方式というように予め決められている選択条
件に従い、実装している複数のソフトウェア５１，５２
から設定された保護方式を実現するソフトウェアを選択
するものである。４１はハードウェア確立手段であり、
図９に示す光・電気変換器１８、直列・並列変換器１
７、並列・直列変換器１９、電気・光変換器２０などの
ハードウェア増設用ボードのソケット、また各リレー装
置をループ状に接続する光ファイバによる通信路の接続
用コネクタなどである。

【００３０】このリレー装置２ａは、変更後の図９に示
す電力系統の送電線１の電流、電圧をそれぞれ電流変成
器、電圧変圧器を介して取り込み、アナログフィルタ１
１で直流分や高調波成分を除去し、基本波を一定間隔で
サンプルホールド回路１２に保持し、マルチプレクサ１
３のチャネルを順次切り替えてアナログ量をアナログ・
ディジタル変換回路１４でディジタル演算できる形に整
える。そして、演算装置１５のソフトウェア５１により
以下に述べる基本原理によってリレー演算し、内部事故
判定し、トリップ指令を入出力部１６より出力し、遮断
器３０，３１により送電線１を遮断して保護するもので
ある。

【００３１】図２は、この実施の形態１の電力系統保護
継電装置におけるリレー装置２ａの演算装置１５の動作
を示すフローチャートである。電源投入時または初期設
定時にはステップＳＴ１０１から処理はスタートし、そ
れ以外の通常時はステップＳＴ１０２からスタートす
る。まず、電源投入時または初期設定時には、ステップ
ＳＴ１０３において、選択条件を前記条件端子台４０か
ら読み込むか、または図示していない統括ＣＰＵカード
からの選択条件を受信することによって選択条件を認識
する。次に、ステップＳＴ１０４において認識した選択
条件を、例えばメモリに保持する。ここまでの処理が電
源投入時または初期設定時のみ実行される処埋ステップ
である。

【００３２】一方、通常時はステップＳＴ１０２からス
タートし、ステップＳＴ１０５において、ステップＳＴ
１０４で保持した選択条件をもとに、いずれの保護方式
のリレー演算を行うかを選択し、回線選択保護継電方式
が選択されている場合はステップＳＴ１０６を実行し、
また電流差動保護方式が選択されている場合はステップ
ＳＴ１０７を実行する。

【００３３】電流差動保護方式が選択されている場合
は、当然に図９に示す光・電気変換器１８、直列・並列
変換器１７、並列・直列変換器１９、電気・光変換器２
０などのハードウェアが各リレー装置に増設され、また
各リレー装置をループ状に接続する光ファイバによる通
信路が敷設されることが必要である。

【００３４】以上説明したように、保護対象の電力系統
が多端子化に伴って図９に示すものに変更された場合に
は、光・電気変換器１８、直列・並列変換器１７、並列
・直列変換器１９、電気・光変換器２０などのハードウ
ェアおよび前記通信路の追加と前記外部から設定変更可
能な条件端子台４０により容易に電流差動保護方式に変
更でき、保護機能を向上できる。

【００３５】従って、この実施の形態１によれば、回線
選択継電保護方式から電流差動保護方式へ電力系統の保
護方式を容易かつ安価に変更でき、多端子化に伴う電力
系統の変更に容易かつ安価に対応でき、コスト高を抑制
して保護機能を向上できる電力系統保護継電装置が得ら
れる効果がある。

【００３６】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２の電力系統保護継電装置のリレー装置の構成を示
すブロック図であり、この電力系統保護継電装置の保護
対象となる電力系統も例えば、図８に示す電力系統であ
ったものが多端子化に伴って図９に示す電力系統に変更
される。図３に示すリレー装置は変更後の保護対象の電
力系統の送電線各端に設置される。また、各リレー装置
の電流変成器、電圧変圧器、遮断器の配置構成も図９と
同様である。なお、図３はリレー装置２ｂの構成を図示
しているが、変更後の保護対象の電力系統の送電線各端
に設置されている他のリレー装置においても同様の構成
である。図３において図１と同一または相当の部分につ
いては同一の符号を付し説明を省略する。図において１
５ａは統括ＣＰＵカード（保護手段）、１５ｂは演算Ｃ
ＰＵカード（保護手段）、ＳＷ１は統括ＣＰＵカード１
５ａに備えられている条件設定用スイッチ（保護方式選
択手段）である。

【００３７】次に動作について説明する。この実施の形
態２の電力系統保護継電装置では、統括ＣＰＵカード１
５ａ内に設けられた例えばディップスイッチなどによる
条件設定用スイッチＳＷ１により設定された選択条件を
内部メモリに読み込み、例えば、条件設定用スイッチＳ
Ｗ１がａ側に切り替えられているときには回線選択継電
保護方式、ｂ側に切り替えられているときには電流差動
継電保護方式というように予め決定しておいた条件に従
い、演算ＣＰＵカード１５ｂに選択条件を送信する。演
算ＣＰＵカード１５ｂはこの選択条件をもとに、例え
ば、図２のフローチャートに示すように、予め実装して
いる複数のソフトウェア５１，５２の中から前記選択条
件に従ったソフトウェアを選択し実行し、前記条件設定
用スイッチＳＷ１により選択された保護方式を実現す
る。

【００３８】この場合、前記条件設定用スイッチＳＷ１
により電流差動継電保護方式が選択されるときには、図
９に示す光・電気変換器１８、直列・並列変換器１７、
並列・直列変換器１９、電気・光変換器２０などのハー
ドウェアが各リレー装置に増設され、また各リレー装置
をループ状に接続する光ファイバによる通信路が敷設さ
れることが必要である。

【００３９】従って、光・電気変換器１８、直列・並列
変換器１７、並列・直列変換器１９、電気・光変換器２
０などのハードウェア、および各リレー装置をループ状
に接続する光ファイバ１０による通信路の追加と統括Ｃ
ＰＵカード１５ａ内に設けた条件設定用スイッチＳＷ１
の設定変更により容易に変更後の図９に示す電力系統に
対応して電流差動継電保護方式を実現でき、保護機能を
向上できる。

【００４０】以上のように、この実施の形態２の電力系
統保護継電装置によれば、回線選択継電保護方式から電
流差動保護方式へ電力系統の保護方式を変更でき、多端
子化に伴う電力系統の変更に容易かつ安価に対応し、コ
ストの上昇を抑制して保護機能を向上できる電力系統保
護継電装置が得られる効果がある。

【００４１】実施の形態３．図４は、この発明の実施の
形態３の電力系統保護継電装置のリレー装置の構成を示
すブロック図であり、この電力系統保護継電装置の保護
対象となる電力系統も例えば、図８に示す電力系統であ
ったものが多端子化に伴って図９に示す電力系統に変更
される。図４に示すリレー装置は変更後の保護対象の電
力系統の送電線各端に設置される。また、各リレー装置
の電流変成器、電圧変圧器、遮断器の配置構成も図９と
同様である。なお、図４はリレー装置２ｃの構成を図示
しているが、変更後の保護対象の電力系統の送電線各端
に設置される他のリレー装置においても同様の構成であ
る。図４において図３と同一または相当の部分について
は同一の符号を付し説明を省略する。図においてＳＷ２
は演算ＣＰＵカード１５ｂに備えられている条件設定用
スイッチ（保護方式選択手段）である。

【００４２】次に動作について説明する。この実施の形
態３の電力系統保護継電装置では、演算ＣＰＵカード１
５ｂ内に設けた例えばディップスイッチなどの条件設定
用スイッチＳＷ２に設定された選択条件を内部メモリに
読み込み、例えば、条件設定用スイッチＳＷ２がａ側に
切り替えられているときは回線選択継電保護方式、ｂ側
に切り替えられているときは電流差動継電保護方式とい
うように予め決めておいた条件に従い、この選択条件を
もとに、例えば、図２に示すフローチャートにより実装
している複数のソフトウェア５１，５２から設定された
保護方式を選択するものである。

【００４３】この場合、前記条件設定用スイッチＳＷ２
により電流差動継電保護方式が選択されるときには、図
９に示すように光・電気変換器１８、直列・並列変換器
１７、並列・直列変換器１９、電気・光変換器２０など
のハードウェアが各リレー装置に増設され、また各リレ
ー装置をループ状に接続する光ファイバによる通信路が
敷設されることが必要である。

【００４４】従って、光・電気変換器１８、直列・並列
変換器１７、並列・直列変換器１９、電気・光変換器２
０などのハードウェア、および各リレー装置をループ状
に接続する光ファイバ１０による通信路の追加と演算Ｃ
ＰＵカード１５ｂ内に設けた条件設定用スイッチＳＷ２
の設定変更により、変更後の電力系統に容易に対応で
き、保護機能を向上できる。

【００４５】以上、説明したように、この実施の形態３
の電力系統保護継電装置によれば、保護対象となる電力
系統が多端子化に伴って変更された場合であっても、回
線選択継電保護方式から電流差動保護方式へ電力系統の
保護方式を変更でき、多端子化に伴う電力系統の変更に
容易かつ安価に対応し、コストの上昇を抑制して保護機
能を向上できる電力系統保護継電装置が得られる効果が
ある。

【００４６】実施の形態４．図５は、この発明の実施の
形態４の電力系統保護継電装置のリレー装置の構成を示
すブロック図であり、この電力系統保護継電装置の保護
対象となる電力系統も例えば、図８に示す電力系統であ
ったものが多端子化に伴って図９に示す電力系統に変更
される。図５に示すリレー装置は変更後の保護対象の電
力系統の送電線各端に設置されている。また、各リレー
装置の電流変成器、電圧変圧器、遮断器も図９と同様に
配置構成される。なお、図５はリレー装置２ｄの構成を
図示しているが、変更後の保護対象の電力系統の送電線
各端に設置されている他のリレー装置においても同様の
構成である。図５において図３と同一または相当の部分
については同一の符号を付し説明を省略する。図におい
て５３は統括ＣＰＵカード１５ａから所定のパターンデ
ータを演算ＣＰＵカード１５ｂへ送信した後に、演算Ｃ
ＰＵカード１５ｂにより前記所定のパターンデータに付
加されて送られてきた前記演算ＣＰＵカード１５ｂに設
定されている選択条件と前記統括ＣＰＵカード１５ａに
設定されている選択条件とを統括ＣＰＵカード１５ａに
おいて比較することで、演算ＣＰＵカード１５ｂおよび
統括ＣＰＵカード１５ａにそれぞれ設定されている選択
条件の不一致を監視する統括ＣＰＵカード１５ａに設け
られた監視手段である。

【００４７】次に動作について説明する。図７は、この
実施の形態４の電力系統保護継電装置のリレー装置２ｄ
の演算ＣＰＵカード１５ｂの動作を示すフローチャート
である。図６は統括ＣＰＵカード１５ａの監視手段５３
による監視動作を示すフローチャートである。統括ＣＰ
Ｕカード１５ａは電源投入時、初期設定時に選択条件を
条件設定用スイッチＳＷ１から読み込み保持する。ま
た、演算ＣＰＵカード１５ｂも電源投入時、初期設定時
に選択条件を条件設定用スイッチＳＷ２から読み込み保
持する。そして、統括ＣＰＵカード１５ａは一定時間毎
に定パターンデータを演算ＣＰＵカード１５ｂに送信す
る。この定パターンデータを受信した演算ＣＰＵカード
１５ｂは、図７に示すステップＳＴ１０８またはステッ
プＳＴ１０９において、受信した定パターンデータへ前
記初期設定時に保持した設定条件を付加して返送する。
この送信された前記設定条件の付加された定パターンデ
ータは統括ＣＰＵカード１５ａが受信し、監視手段５３
により設定条件が一致していれば一定時間後に再び定パ
ターンデータを演算ＣＰＵカード１５ｂに送信する。一
方、選択条件が不一致であれば、入出力部１６から統括
ＣＰＵカード１５ａが外部警報を出力する。

【００４８】なお、統括ＣＰＵカード１５ａは、定パタ
ーンデータを送信した後、演算ＣＰＵカード１５ｂに設
定されている選択条件が前記定パターンデータに付加さ
れて演算ＣＰＵカード１５ｂから所定の時間内に送られ
てこないときには、演算ＣＰＵカード１５ｂの異常と判
定する。

【００４９】この実施の形態４においても、前記条件設
定用スイッチＳＷ２により電流差動継電保護方式が選択
されることにより、図８の電力系統から図９に示す電力
系統への変更に容易に対応できる。なお、この実施の形
態４でも光・電気変換器１８、直列・並列変換器１７、
並列・直列変換器１９、電気・光変換器２０などのハー
ドウェアが各リレー装置に増設され、また各リレー装置
をループ状に接続する光ファイバによる通信路が敷設さ
れることが必要である。

【００５０】従って、光・電気変換器１８、直列・並列
変換器１７、並列・直列変換器１９、電気・光変換器２
０などのハードウェア、および各リレー装置をループ状
に接続する光ファイバ１０による通信路の追加と演算Ｃ
ＰＵカード１５ｂ内に設けた条件設定用スイッチＳＷ２
の設定変更により、多端子化に伴う電力系統の変更に容
易かつ安価に対応でき、コストの上昇を抑制して保護機
能を向上できる。

【００５１】以上、説明したように、この実施の形態４
の電力系統保護継電装置によれば、安価なコストによ
り、回線選択継電保護方式から電流差動保護方式へ電力
系統の保護方式を変更でき、多端子化に伴う電力系統の
変更に容易かつ安価に対応し保護機能を向上できるだけ
でなく、監視手段５３により演算ＣＰＵカード１５ｂが
正常に機能しているか否かの監視を行うことができ、信
頼性の高い電力系統保護継電装置が得られる効果があ
る。

【００５２】また、統括ＣＰＵカード１５ａの条件設定
用スイッチＳＷ１と演算ＣＰＵカード１５ｂの条件設定
用スイッチＳＷ２との間で異なった選択条件が設定され
た場合でも、警報を外部へ発することができるので信頼
性の高い電力系統保護継電装置が得られる効果がある。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、電力系統の異なる保護方式をそれぞれ実現するソ
フトウェアと、当該ソフトウェアにより実現される前記
保護方式を選択する保護方式選択手段と、当該保護方式
選択手段により選択された保護方式をハードウェアの面
から確立するためのハードウェア確立手段と、前記保護
方式選択手段により選択した保護方式をもとに当該保護
方式を実現するソフトウェアを実行し前記保護対象とな
る電力系統を保護する保護手段とをリレー装置に備える
ように構成したので、電力系統の多端子化に伴って例え
ば回線選択継電保護方式から電流差動保護方式へ電力系
統の保護方式を変更する必要が生じても、それまで回線
選択継電保護方式に対応していたリレー装置を電流差動
保護方式に対応したリレー装置へ容易かつ安価に変更で
き、多端子化に伴う電力系統の変更に容易かつ安価に対
応でき、コスト高を抑制して保護機能を向上できる電力
系統保護継電装置が得られる効果がある。

【００５４】請求項２記載の発明によれば、保護方式選
択手段により選択された電流差動保護方式に電力系統の
保護方式をハードウェアの面から確立するためのハード
ウェアの増設を可能にするハードウェア増設手段と、前
記保護方式選択手段により前記電流差動保護方式が選択
されたときには当該保護方式を実現するソフトウェアを
実行し、前記ハードウェア増設手段により増設されたハ
ードウェアを利用して前記保護対象となる電力系統を保
護する保護手段とを備えるように構成したので、電力系
統の多端子化に伴って回線選択継電保護方式から電流差
動保護方式へ電力系統の保護方式を変更する必要が生じ
ても、それまで回線選択継電保護方式に対応していたリ
レー装置を電流差動保護方式に対応したリレー装置へ容
易かつ安価に変更でき、多端子化に伴う電力系統の変更
に容易かつ安価に対応でき、コスト高を抑制して保護機
能を向上できる電力系統保護継電装置が得られる効果が
ある。

【００５５】請求項３記載の発明によれば、保護対象と
なる電力系統の自端側のリレー装置と相手端側のリレー
装置との間をループ状に接続する通信路と、電流差動保
護方式に電力系統の保護方式を確立するためのデータを
前記通信路を介して授受するインターフェイス回路の増
設を可能にするハードウェア増設手段を備えるように構
成したので、電力系統の多端子化に伴って回線選択継電
保護方式から電流差動保護方式へ電力系統の保護方式を
変更する必要が生じても、それまで回線選択継電保護方
式に対応していたリレー装置を電流差動保護方式に対応
したリレー装置へ、前記ハードウェア増設手段を利用し
てハードウェア面の増設を行って容易かつ安価に変更で
き、多端子化に伴う電力系統の変更に容易かつ安価に対
応でき、コスト高を抑制して保護機能を向上できる電力
系統保護継電装置が得られる効果がある。

【００５６】請求項４記載の発明によれば、回線選択継
電保護方式あるいは電流差動保護方式の選択を外部から
変更可能に設定するための選択条件設定用の条件端子台
を備えるように構成したので、電力系統の多端子化に伴
って回線選択継電保護方式から電流差動保護方式へ電力
系統の保護方式を変更する必要が生じても、それまで回
線選択継電保護方式に対応していたリレー装置を電流差
動保護方式に対応したリレー装置へ、前記条件端子台に
より設定された選択条件を変えることにより容易かつ安
価に変更でき、多端子化に伴う電力系統の変更に容易か
つ安価に対応でき、コスト高を抑制して保護機能を向上
できる電力系統保護継電装置が得られる効果がある。

【００５７】請求項５記載の発明によれば、条件端子台
の所定の端子間を短絡することで回線選択継電保護方式
あるいは電流差動保護方式の選択条件を外部から設定す
るように構成したので、電力系統の多端子化に伴って回
線選択継電保護方式から電流差動保護方式へ電力系統の
保護方式を変更する必要が生じても、それまで回線選択
継電保護方式に対応していたリレー装置を電流差動保護
方式に対応したリレー装置へ、前記条件端子台における
端子間の短絡状態を変えることにより容易かつ安価に変
更でき、多端子化に伴う電力系統の変更に容易かつ安価
に対応でき、コスト高を抑制して保護機能を向上できる
電力系統保護継電装置が得られる効果がある。

【００５８】請求項６記載の発明によれば、統括ＣＰＵ
カードから送られてきた選択条件をもとに回線選択継電
保護方式あるいは電流差動保護方式のいずれかの保護方
式を設定するように構成したので、統括ＣＰＵカードか
ら送られてきた選択条件によっても回線選択継電保護方
式あるいは電流差動保護方式のいずれかの保護方式を設
定できる効果がある。

【００５９】請求項７記載の発明によれば、電源投入時
または初期設定処理において、条件端子台で設定されて
いる選択条件または統括ＣＰＵカードから送られてきた
選択条件を読み込み、当該選択条件をもとに回線選択継
電保護方式あるいは電流差動保護方式のいずれかを選択
し、前記電源投入後または前記初期設定処理後において
は、前記電源投入時または初期設定処理において読み込
んだ前記選択条件をもとに回線選択継電保護方式あるい
は電流差動保護方式のいずれかを選択するように構成し
たので、電力系統の多端子化に伴って回線選択継電保護
方式から電流差動保護方式へ電力系統の保護方式を変更
する必要が生じても、それまで回線選択継電保護方式に
対応していたリレー装置を電流差動保護方式に対応した
リレー装置へ、電源投入時または初期設定処理において
前記条件端子台で設定されている選択条件または前記統
括ＣＰＵカードから送られてきた選択条件を読み込むこ
とで容易かつ安価に変更でき、多端子化に伴う電力系統
の変更に容易かつ安価に対応でき、コスト高を抑制して
保護機能を向上できる電力系統保護継電装置が得られる
効果がある。

【００６０】請求項８記載の発明によれば、回線選択継
電保護方式あるいは電流差動保護方式の選択を外部から
変更可能に設定するための選択条件設定用の条件設定用
スイッチと、当該条件設定用スイッチにより選択され設
定された保護方式を統括するための統括ＣＰＵカード
と、前記保護方式を実現するソフトウェアを実行し前記
保護対象となる電力系統を保護する演算ＣＰＵカードと
を備えるように構成したので、電力系統の多端子化に伴
って回線選択継電保護方式から電流差動保護方式へ電力
系統の保護方式を変更する必要が生じても、それまで回
線選択継電保護方式に対応していたリレー装置を電流差
動保護方式に対応したリレー装置へ、前記条件設定用ス
イッチの状態により容易かつ安価に変更でき、多端子化
に伴う電力系統の変更に容易かつ安価に対応でき、コス
ト高を抑制して保護機能を向上できる電力系統保護継電
装置が得られる効果がある。

【００６１】請求項９記載の発明によれば、条件設定用
スイッチを統括ＣＰＵカードに備えるように構成したの
で、電力系統の多端子化に伴って回線選択継電保護方式
から電流差動保護方式へ電力系統の保護方式を変更する
必要が生じても、それまで回線選択継電保護方式に対応
していたリレー装置を電流差動保護方式に対応したリレ
ー装置へ、前記統括ＣＰＵカードに備えられた前記条件
設定用スイッチの状態により容易かつ安価に変更でき、
多端子化に伴う電力系統の変更に容易かつ安価に対応で
き、コスト高を抑制して保護機能を向上できる電力系統
保護継電装置が得られる効果がある。

【００６２】請求項１０記載の発明によれば、条件設定
用スイッチを演算ＣＰＵカードに備えるように構成した
ので、電力系統の多端子化に伴って回線選択継電保護方
式から電流差動保護方式へ電力系統の保護方式を変更す
る必要が生じても、それまで回線選択継電保護方式に対
応していたリレー装置を電流差動保護方式に対応したリ
レー装置へ、前記演算ＣＰＵカードに備えられた前記条
件設定用スイッチの状態により容易かつ安価に変更で
き、多端子化に伴う電力系統の変更に容易かつ安価に対
応でき、コスト高を抑制して保護機能を向上できる電力
系統保護継電装置が得られる効果がある。

【００６３】請求項１１記載の発明によれば、電源投入
時または初期設定処理において、条件設定用スイッチに
より設定されている選択条件を読み込み、当該選択条件
をもとに回線選択継電保護方式あるいは電流差動保護方
式のいずれかを選択し、前記電源投入後または前記初期
設定処理後においては、前記電源投入時または初期設定
処理において読み込んだ前記選択条件をもとに回線選択
継電保護方式あるいは電流差動保護方式のいずれかを選
択するように構成したので、電力系統の多端子化に伴っ
て回線選択継電保護方式から電流差動保護方式へ電力系
統の保護方式を変更する必要が生じても、それまで回線
選択継電保護方式に対応していたリレー装置を電流差動
保護方式に対応したリレー装置へ、電源投入時または初
期設定処理において前記条件設定用スイッチの状態によ
り容易かつ安価に変更でき、多端子化に伴う電力系統の
変更に容易かつ安価に対応でき、コスト高を抑制して保
護機能を向上できる電力系統保護継電装置が得られる効
果がある。

【００６４】請求項１２記載の発明によれば、演算ＣＰ
Ｕカードの異常や演算ＣＰＵカードおよび統括ＣＰＵカ
ードに備えられた条件設定用スイッチにそれぞれ設定さ
れている選択条件の不一致を監視する監視手段を備える
ように構成したので、前記統括ＣＰＵカードで設定され
ている選択条件と前記演算ＣＰＵカードで設定されてい
る選択条件とが一致しない場合でも警報を外部へ発する
ことができ、また前記監視手段により前記演算ＣＰＵカ
ードが正常に機能しているか否かの監視を行うことがで
き、信頼性の高い電力系統保護継電装置が得られる効果
がある。

【００６５】請求項１３記載の発明によれば、統括ＣＰ
Ｕカードから所定のパターンデータを演算ＣＰＵカード
へ送信した後に、当該演算ＣＰＵカードにより前記所定
のパターンデータに付加されて送られてきた前記演算Ｃ
ＰＵカードに設定されている選択条件と前記統括ＣＰＵ
カードに設定されている選択条件とを当該統括ＣＰＵカ
ードにおいて比較することで、前記演算ＣＰＵカードお
よび前記統括ＣＰＵカードにそれぞれ設定されている選
択条件の不一致を監視手段が監視するように構成したの
で、統括ＣＰＵカードで設定されている選択条件と前記
演算ＣＰＵカードで設定されている選択条件とが一致し
ない場合でも、警報を外部へ発することができるので信
頼性の高い電力系統保護継電装置が得られる効果があ
る。

【００６６】請求項１４記載の発明によれば、統括ＣＰ
Ｕカードから所定のパターンデータを演算ＣＰＵカード
へ送信した後に、当該演算ＣＰＵカードに設定されてい
る選択条件が前記所定のパターンデータに付加されて前
記演算ＣＰＵカードから所定の時間内に送られてくるか
こないかにより、監視手段が演算ＣＰＵカードの異常を
監視するように構成したので、前記監視手段により前記
演算ＣＰＵカードが正常に機能しているか否かの監視を
行うことができ、信頼性の高い電力系統保護継電装置が
得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１の電力系統保護継電
装置のリレー装置の構成を示すブロック図である。

【図２】 この実施の形態１の電力系統保護継電装置に
おけるリレー装置の演算装置の動作を示すフローチャー
トである。

【図３】 この発明の実施の形態２の電力系統保護継電
装置のリレー装置の構成を示すブロック図である。

【図４】 この発明の実施の形態３の電力系統保護継電
装置のリレー装置の構成を示すブロック図である。

【図５】 この発明の実施の形態４の電力系統保護継電
装置のリレー装置の構成を示すブロック図である。

【図６】 この発明の実施の形態４の電力系統保護継電
装置のリレー装置における統括ＣＰＵカードの監視手段
による監視動作を示すフローチャートである。

【図７】 この発明の実施の形態４の電力系統保護継電
装置のリレー装置の演算ＣＰＵカードの動作を示すフロ
ーチャートである。

【図８】 回線選択継電保護方式による従来の送電線保
護継電装置を示す構成図である。

【図９】 電流差動保護方式による多端子送電線保護シ
ステムを４端子系に適用した場合の従来の電力系統保護
継電装置を示すシステム構成図である。

【符号の説明】

２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ リレー装置、１５ 演算手段
手段（保護手段）、１５ａ 統括ＣＰＵカード（保護手
段）、１５ｂ 演算ＣＰＵカード（保護手段）、ＳＷ
１，ＳＷ２ 条件設定用スイッチ（保護方式選択手
段）、４０ 条件端子台（保護方式選択手段）、４１
ハードウェア確立手段、５１，５２ ソフトウェア、５
３ 監視手段。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 保護対象となる電力系統の事故を検出
   し、当該電力系統の自端側のリレー装置および相手端側
   のリレー装置により前記電力系統の各継電器を遮断動作
   させることで電力系統を保護する電力系統保護継電装置
   において、 前記自端側のリレー装置および相手端側のリレー装置
   に、 電力系統の異なる保護方式をそれぞれ実現するソフトウ
   ェアと、 当該ソフトウェアにより実現される前記保護方式を選択
   する保護方式選択手段と、 当該保護方式選択手段により選択された保護方式をハー
   ドウェアの面から確立するためのハードウェア確立手段
   と、 前記保護方式選択手段により選択した保護方式をもとに
   当該保護方式を実現するソフトウェアを実行し前記保護
   対象となる電力系統を保護する保護手段とを備えたこと
   を特徴とする電力系統保護継電装置。
2. 【請求項２】 電力系統の異なる保護方式は、回線選択
   継電保護方式および電流差動保護方式であり、 ハードウェア確立手段は、前記保護方式選択手段により
   選択された前記電流差動保護方式に前記電力系統の保護
   方式をハードウェアの面から確立するためのハードウェ
   アの増設を可能にするハードウェア増設手段を有し、 保護手段は、前記保護方式選択手段により前記電流差動
   保護方式が選択されたときには当該保護方式を実現する
   ソフトウェアを実行し、前記ハードウェア増設手段によ
   り増設されたハードウェアを利用して前記保護対象とな
   る電力系統を保護することを特徴とする請求項１記載の
   電力系統保護継電装置。
3. 【請求項３】 ハードウェア増設手段は、保護対象とな
   る電力系統の自端側のリレー装置と相手端側のリレー装
   置との間をループ状に接続する通信路と、電流差動保護
   方式に前記電力系統の保護方式を確立するためのデータ
   を前記通信路を介して授受するインターフェイス回路の
   増設を可能にすることを特徴とする請求項２記載の電力
   系統保護継電装置。
4. 【請求項４】 保護方式選択手段は、回線選択継電保護
   方式あるいは電流差動保護方式の選択を外部から変更可
   能に設定するための選択条件設定用の条件端子台を備え
   ていることを特徴とする請求項２または請求項３記載の
   電力系統保護継電装置。
5. 【請求項５】 保護方式選択手段は、条件端子台の所定
   の端子間を短絡することで回線選択継電保護方式あるい
   は電流差動保護方式の選択条件を外部から設定すること
   を特徴とする請求項４記載の電力系統保護継電装置。
6. 【請求項６】 保護手段は設定された保護方式を統括す
   るための統括ＣＰＵカードを備え、 保護方式選択手段は、前記統括ＣＰＵカードから送られ
   てきた選択条件をもとに回線選択継電保護方式あるいは
   電流差動保護方式のいずれかに設定することを特徴とす
   る請求項４または請求項５記載の電力系統保護継電装
   置。
7. 【請求項７】 保護方式選択手段は、電源投入時または
   初期設定処理において、条件端子台で設定されている選
   択条件または統括ＣＰＵカードから送られてきた選択条
   件を読み込み、当該選択条件をもとに回線選択継電保護
   方式あるいは電流差動保護方式のいずれかを選択し、前
   記電源投入後または前記初期設定処理後においては、前
   記電源投入時または初期設定処理において読み込んだ前
   記選択条件をもとに回線選択継電保護方式あるいは電流
   差動保護方式のいずれかを選択することを特徴とする請
   求項６記載の電力系統保護継電装置。
8. 【請求項８】 保護方式選択手段は、回線選択継電保護
   方式あるいは電流差動保護方式の選択を外部から変更可
   能に設定するための選択条件設定用の条件設定用スイッ
   チを有し、 保護手段は、前記条件設定用スイッチにより選択され設
   定された保護方式を統括するための統括ＣＰＵカード
   と、前記保護方式を実現するソフトウェアを実行し前記
   保護対象となる電力系統を保護する演算ＣＰＵカードを
   備えていることを特徴とする請求項２または請求項３記
   載の電力系統保護継電装置。
9. 【請求項９】 条件設定用スイッチは統括ＣＰＵカード
   に備えられていることを特徴とする請求項８記載の電力
   系統保護継電装置。
10. 【請求項１０】 条件設定用スイッチは演算ＣＰＵカー
    ドに備えられていることを特徴とする請求項８または請
    求項９記載の電力系統保護継電装置。
11. 【請求項１１】 保護方式選択手段は、電源投入時また
    は初期設定処理において、条件設定用スイッチにより設
    定されている選択条件を読み込み、当該選択条件をもと
    に回線選択継電保護方式あるいは電流差動保護方式のい
    ずれかを選択し、前記電源投入時または前記初期設定処
    理後においては、前記電源投入時または初期設定処理に
    おいて読み込んだ前記選択条件をもとに回線選択継電保
    護方式あるいは電流差動保護方式のいずれかを選択する
    ことを特徴とする請求項８から請求項１０のうちのいず
    れか１項記載の電力系統保護継電装置。
12. 【請求項１２】 演算ＣＰＵカードの異常や演算ＣＰＵ
    カードおよび統括ＣＰＵカードに備えられた条件設定用
    スイッチにそれぞれ設定されている選択条件の不一致を
    監視する監視手段を備えていることを特徴とする請求項
    １０または請求項１１記載の電力系統保護継電装置。
13. 【請求項１３】 監視手段は、統括ＣＰＵカードから所
    定のパターンデータを演算ＣＰＵカードへ送信した後
    に、当該演算ＣＰＵカードにより前記所定のパターンデ
    ータに付加されて送られてきた前記演算ＣＰＵカードに
    設定されている選択条件と前記統括ＣＰＵカードに設定
    されている選択条件とを当該統括ＣＰＵカードにおいて
    比較することで、前記演算ＣＰＵカードおよび前記統括
    ＣＰＵカードにそれぞれ設定されている選択条件の不一
    致を監視することを特徴とする請求項１２記載の電力系
    統保護継電装置。
14. 【請求項１４】 監視手段は、統括ＣＰＵカードから所
    定のパターンデータを演算ＣＰＵカードへ送信した後
    に、当該演算ＣＰＵカードに設定されている選択条件が
    前記所定のパターンデータに付加されて前記演算ＣＰＵ
    カードから所定の時間内に送られてくるかこないかによ
    り演算ＣＰＵカードの異常を監視することを特徴とする
    請求項１２記載の電力系統保護継電装置。