JPS60180416A - 保護継電器の自己診断装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、静止型保護継電器において、自己の回路機能
が正常であるかどうかを自動的かつＶ期的にチェックす
る装置に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕　、 保護継電器は、電力線や電力機器などに発生した異常状
態に応動して、被害を最小限にとどめ、他に悪影響を及
ぼさないようにするのを目的として設置される。

このように保護継電器の役割は重要なものであるので、
稀に生じる異常状態に対しても確実に作動するものでな
くてはならない。

よ−ノ そのため、保護継電器自体が正常に機能しているかどう
かを定期的に点検する必要がある。

従来は、年に数回の定期点検時に人為的にテストボタン
などを操作して事故時と同じ状況を保護継電器に与え、
正常に作動するかどうかをチェックしているのみである
ため、ある定期点検時から次の点検時までの間に保護回
路が故障した場合、その発見が遅れ、実際の地絡事故や
短絡事故が発生した場合に保護継電器が作動せず、広範
囲にわたる停電事故などの被害を生じるという問題があ
った６ 〔発明の目的〕 本発明は、このような従来の問題点を解消して保護継電
器自体に回路状態の自己診断機能を持たせ、回路に異常
が発生した際に警報を発して速やかに修理、点検を行な
うことができるようにし、保護継電器の信頼性を向上さ
せることを目的とするものである。

〔発明の構成〕

本発明は、交流信号の位相、波形、信号発生時刻、信号
量等を検出する複数の入力信号処理回路と、これら入力
信号処理回路の出力発生の時間差を検定する時間差検定
回路を有する保護継電器において、一定時間毎に診断指
令信号を発生する手段と、同手段の診断指令信号によっ
て保護継電器内の前記複数の入力信号処理回路に仮想信
号を与える手段と、保護継電器内の前記時間差検定回路
で検定された時間差が所定の範囲内にあるかどうかを判
断する手段と、同手段により所定の範囲から外れたと判
断された場合に警報信号を発生する手段とを備えたこと
を特徴とする保護継電器の自己診断装置に係り、更に具
体的には、例えば方向性地絡継電器のように零相電流検
出回路、即ち第１の入力信号処理回路と、零相電圧検出
回路、即ち第２の入力信号処理回路を有し、これら複数
の入力信号処理回路の出力信号間の位相差を検定する位
相差検定回路を有し、この検定位相差によって地絡事故
の方向性等の判断をするものにおいて、これら複数の入
力信号処理回路の入力端に仮想信号を与え、各入力信号
処理回路及び位相検定回路内で処理された出力信号間の
位相差、即ち発生位相誤差が所定範囲内に収まっている
がどうかを判断し、所定範囲を超える誤差を発生した場
合に、回路に何等かの異常が発生したと判断して、警報
信号を発生する手段を備えたことを特徴とする保護継電
器の自己診断装置に係るものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。

第１図は本発明実施例の構成を示すブロック図であり、
（１）は静止型保護継電器の保護回路、（２）は同保護
回路（］）のトトリップ出力で遮断動作する遮断器本体
、（３）は回路用直流電源発生装置、（４）は零相変流
器ＺＣＴの出力を受ける零相電流端子、（５）ば零相変
圧器ＺＰＤの出力を受ける零相電圧端子である。保護回
路ｆｉｌは、零相電流ｌｏの入力信号を処理する第１の
入力信号処理回路（３ｏ）と、零相電圧Ｖｏの入力信号
を処理ず乞第２の入力信号処理回路（３１）とを備えて
いる。第１の入力信号処理回路（３０）は、感度調整回
路（１１）、増幅回路（１２）、波形整形回路（１４）
、レベル検出回路（１６）及びアンド回路（１８）を備
え、また第２の入力信号処理回路（３１）は、増幅回路
（１３）、波形整形回路（１５）、レベル検出回路（１
７）及びＡＮＤ回路（１９）を備えており、零相電流１
０と零相電圧Ｖｏとの位相差をマイクロコンピュータ（
２０）によって演算し、設定動作位相差範囲内であった
場合に事故と判断してトリップ出力をボート５より出す
ように構成してＣ）る。

次に、本発明の自己診断装置の構成を説明する。

マイクロコンピュータ（２ｏ）に自己診断機能を内蔵し
、ボー１川及び２より入力を受け、ボート４より出力す
る。またマイクロコンピユー９　（２０）にクロックパ
ルスを発生するタイマ機能を内蔵し、周期的に、例えば
１時間毎に、クロックパルスをボート３より発生させる
。（２１）はこのクロックパルスにより作動される電子
スイッチ、Ｒｙは電子スイッチ（２１）により作動され
るリレー、（２２）　、　（２２”）はそれぞれリレー
Ｒｙの接点である。ＡＣ制御電源は操作変圧器（１０１
）を経、その２次側より接点（２２）　、、　（２２″
）を経てそれぞれ抵抗（１０２）　、　（１０２’）を
介し、零相電流端子（４）及び零相電圧端子（５）へ接
続する。

以下、この回路の動作状態を説明する。電力線に地絡事
故が発生した場合、零相電流端子（４）及び零相電圧端
子（５）にＩｏ、Ｖｏ倍信号入力される。

入力されたアナログの交流信号１．は感度調整回路（１
１）及び増幅回路（１２）を経て波形整形回路（１４）
で波形整形され、デジタル信号に変換され、同時にレベ
ル検出回路（１６）により設定レベル以上になったとき
出力を出し、マイクロコンピュータ（２ｏ）のボート１
に入力される。また、Ｖｏも１．の感動調整回路（１１
）を除いた同一経過をたどってマイクロコンピュータ（
２０）のボート２に入力される。

入力された波形はマイクロコンピュータ（２０）によっ
て位相差を入力時間差に換算して判断され、設定時間差
が所定の範囲内にある場合、マイクロコンピュータ（２
０）のボート（５）よりトリップ出力を出し、遮断器本
体（２）が開放される。

次に本発明の自己診断装置の構成を説明すると、マイク
ロコンピュータ（２０）のタイマ機能により例えば１時
間毎にボート３よりパルスを発生させ、電子スイッチ（
２１）をオン状態にする。そうすると、リレーＲｙが作
動し、接点（２２）が閉じ７　Ａ　ＣｉｉＵ　ｔａｎ電
源から適当な制限抵抗（１０２）　、　（１０２’）を
介して零相電流端子（４）及び零相電圧端子（５）に人
為的にＩＯ＋Ｖｏの仮想信号が入力され、この仮想信号
は、この場合、−例として同位相の信号を用いている。

入力されたアナログの交流信号は波形整形され、デジタ
ル信号に変換され、同時にレベル検出回路（１６）にて
設定レベル以上になったとき出力を出し、その信号はマ
イクロコンピュータ（２０）のボート１゜ボート２にそ
れぞれ入力される。入力された波形はマイクロコンピュ
ータ（２０）によって位相差を入力時間差に換算して判
断され、この時間差が設定誤差範囲にあるかどうかを判
断する。ＩＯ，Ｖ。

仮想信号は、この場合同位相のものを用いているので、
それぞれの回路が正常であればこの設定誤差はゼロに近
くなるはずであり、何れか一方又は両方の回路に異常が
あれば出力の位相がずれ、設定誤差範囲に入らなくなる
。このようにして設定誤差範囲より外れた場合、保護回
路（１１に異常ありとしてＬＥＤＩをオフする′出力が
ボート４より出力される。設定時間は、例えば６０Ｈｚ
において１０゜Ｖｏの動作位相角誤差を±５°とした場
合、標準時間差２．０ｍｓに対し、±０．２３ｍ５の範
囲となる。第２図は電圧Ｖｏと１．との位相関係を示す
パルス波形であり、（ａｌは標準時間差２．０＋ｕｓの
場合、（ｂｌは位相が５°　（時間差１．７７ｍ５）進
んだ場合、ｆｃｌは位。

相が５“　（時間差２．２３ｍ５）遅れた場合をそれぞ
れ示している。

なお、位相差の検出のみならず、各電圧、電流信号の幅
ａ、ｂそのものを判断させることによって波形整形回路
等の部品の不良を診断するように構成することも可能で
ある。

また、各葆護回路やマイクロコンピュータには直流電源
発生装置（３）より例えば±１５Ｖ、＋５Ｖの電圧が供
給されているが、各電源に制限抵抗Ｒ１〜Ｒａを介して
ＬＥＤ２〜４を接続することにより、何等かの原因でい
ずれかの電源がオスした場合に、該当するＬＥＤが消え
、これによって電源の異常を検知することができる。Ｌ
ＥＤＩ〜４の点滅と共にブザー等の音響発生器で警報を
発するようにすることができるのは当然である。

第３図はマイクロコンピュータ（２０）内での処理を示
すフローチャートである。同図において′ｒ１は自己診
断時間周期（ボート３よりの信号発生インターバル時間
）であり、例えば１時間毎に設定される。また′１゛２
は信号伝送遅延時間タイム（ＶＯ，Ｉｏが注入されてボ
ート１，２に出力されるまでの時間）であり、例えば３
０ｍ５に設定される。

Ｔ　−１１’　Ｖ　、ｌ　ｌ’　ｇ　ｆｌ　Ｊ−ト　９
　？ｔ　λ　力３’！ｈ　／７’ｌ　ｋＸ　：Ｂ　ｅ、
ｉ＝　Ｆ−’１７あり、従ってＶｏ及び１．の時間差の
タイムである。

このようにして保護回路ｔ１）の作動が正常かどうかを
自己診断することができる。

〔効果〕

上述したように本発明によれば、下記の効果を奏するも
のである。

（ａｌ　短いインターバルで自己機能の自動チェックを
行なうことができるので、保護継電器の故障や異常を即
座に検知し、報知することができる。

ｔｂｌ　自動的に故障の表示を行ない、診断時間も数１
０ｍ５と短かいので、従来の人為的チェックの手間を省
くことができ、点検のタイムロスをなくすことができる
。

ｔｃ）ＡＣ制御電源の印加忘れをチェックすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施回路例を示すブロック図、第２図
は検出信号の位相差を説明する波形図、第３図はマイク
ロコンピュータにおける処理の流れを示すフローチャー
トである。 ＋１）：保護回路　（２）：遮断器本体（３）；直流電
源発生装置　（４）：零相電流端子（５）；零相電圧端
子 （１１）　：感度調整回路　（１２）、　（１３）　：
増幅回路（１４）、　（１５）　：波形整形回路（１６
）、　（１７）　ニレベル検出回路（１Ｂ）、　（１９
）　：アンド回路 （２０）　：マイクロコンピュータ ＜２１）　：電子スイッチ （２２）、　（２２’）　：接点 （３０）　：第１の入力信号処理回路 （３１）　：第２の入力信号処理回路 （１０１）　：操作変圧器 （１０２）　、　（１０２″）二制限抵抗特許出願人　
株式会社　戸上電機製作所代理人　小堀　益（ほか１名
）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、交流信号の位相、波形、信号発生時刻、信号量等を
   検出する複数の入力信号処理回路と、これら入力信号処
   理回路の出力発生の時間差を検定する時間差検定回路を
   有する保護継電器において、一定時間毎に診断指令信号
   を発生する手段と、同手段の診断指令信号によって保護
   継電器内の前記複数の入力信号処理回路に仮想信号を与
   える手段と、保護継電器内の前記時間差検定回路で検定
   された時間差が所定の範囲内にあるかどうかを判断する
   手段と、同手段により所定の範囲から外れたと判断され
   た場合に警報信号を発生する手段とを備えたことを特徴
   とする保護継電器の自己診断装置。