JPS6028219B2 - デイジタルリレ−の点検装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディジタル計算機を用いて電力系統を保護する
ディジタル保護継電装畳（以降ディジタルリレーと呼ぶ
）の点検装置に関する。

保護雛電装置は電力系統に事故が発生した時のみ動作す
るものであり、常時は電力系統を監視するのみで待機状
態にあると言える。

保護継電装贋は電力系統に事故が発生した時に、装置の
不良により誤動作（例えばモー継電器が外部事故発生の
際動作すること）・謀不動作（例えばモー継電器が内部
事故発生の際動作しないこと）があってはならない。こ
のため、保護総電装層に自動点検機能を設け、一定周期
毎に装置の自動点検を行ない装置の不良を事前に臭つけ
ておくことは極めて有効である。自動点検の方式には種
々の方式があるが、故障の検出範囲を極力広くするとい
う意味で、ＣＴ回路に点検電流を重畳させる方式が有力
である。

第１図はその一例を示すものである。図において、１
１は電力系統の送電線ＴＬに接続された変流器（以下Ｃ
Ｔという）、１２は同じく電力系統の母線ＢＵＳに接続
された計器用変圧器（以下ＰＴという）で、それぞれ電
力系統の電流信号、電圧信号を保護継電器１３に伝達す
る。１４は点検電流重畳用キャンセルＣＴである。

通常は、図示しない補助リレー１５を不動作状態にして
おきその常閉接点１５ｂを閉じ、常開接点１５ａを開い
ておく。このためＣＴＩＩの２次回略に流れる潮流分は
全て保護継電器１３に流入する。点検時は図示しない補
助リレー１５を動作ごせて、その常開接点１５ａを閉じ
、常閉接点１５ｂを開く。するとＣｈ回路の潮流は、キ
ャンセル用ＣＴ１４の巻線１４ｂに生じた逆起電力によ
ってキャンセルされ、保護継電器１３には流れなくなる
。このような状態で図示しない補助リレー１６を動作さ
せて、その出力接点１６ａを閉じ点検用電源１７を巻線
１４に印加すると点検電流は巻線１４ｂ、接点１５ａを
経て保護継電器１３に流れる。このようにキャンセル用
ＣＴを用いることにより、潮流に影響されない点検電流
をＣＴ回路から保護継電器１１に印加することができ、
精度の高い自動点検が可能となる。この時点検の対象と
なる保護総電器１３は従釆から広く使われているアナロ
グリレーは勿論のこと近年発達が著しいディジタル計算
機を用いたいわゆるディジタルリレーに対しても全く同
様に適用が可能である。しかしこのような点検方式はキ
ャンセル用ＣＴ１４や補助リレー等が必要であり、かつ
キャンセル用ＣＴ１４の二次側に接点１５ａ，１５ｂを
用いるためこの接点の不良によるＣＴ回路の関路に対処
するため、キャンセル用ＣＴは容易に飽和する特性とす
る等の対策をとる必要がある。本発明はこのような点に
鑑み、ディジタルリレーの点検装置において、キャンセ
ル用ＣＴを省略して装置の簡略化を計ると共に、補助リ
レー接点の不良時の影響を皆無にしなお且つ潮流による
点検電流への影響を無くすためのディジタルリレーの点
検装置を提供することを目的とするものである。

以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第２図は本発明を実施するためのブロック構成図であり
、第１図と同一部分には同一符号を付けて説明を省略す
る。

ＣＴＩ ＩとＰＴ１２はそれぞれ電力系統ＴＬの電流情
報、電圧情報をディジタル保護継電器２３に供尊給する
。ディジタル保護継電器２３において２３１，２３２は
入力変換器であり、各々前記ＣＴＩ１，ＰＴ１２より導
入された弦流、電圧を処理しやすい適当な大きさの電圧
情報に変換する。２３３１および２３３２はフィル夕で
あり、前記入力変換器２３１，２３２の出力を導入し高
調波成分を除去し、基本波成分を出力する。

２３４はアナログ量をディジタル量に変換するＡ′Ｄ変
換回路で、フィル夕２３３１および２３３２の出力を所
定の間隔でサンプリングし、ディジタルデータに変換す
る。

従ってこのＡ／Ｄ変換器２３４はサンプルホールド回路
を内蔵している。２３５はダイレクト・メモリ・アクセ
ス （ＤＭＡ）回路で、Ａ／Ｄ変換回路２３４の出力をメモ
リ回路２３６の所定の番地に書込む。

２３７は中央演算処理菱鷹（ＣＰＵ）で、プログラムメ
モリ回路（リード・オンリ・メモリＲｏＭ）２３８に書
かれたプログラムに従い、データメモリ回路２３６に書
かれたデータを用いて、リレーの演算を実行する。

２３９は出力回路で、ＣＰＵの演算結果に基き、しや断
器取外し指令や表示出力を出す。

１７は点検用電源で、図示しない補助リレー１６の接点
１６ａを介して点検時には点検電流１丁がディジタル保
護継電器２３の入力変換器２３１において潮流入力ＩＬ
に重畳される。

このように構成したディジタルリレーの点検のおいては
、点検時にメモリ２３６内に記憶されるデータの様子を
第３図に示す。

なお、ここで点検時とは点検開始指令が出てから点検作
業が終了するまでの期間を云う。図において、Ａは点検
電流であり、点検開始時点（接点１６オン）Ｔ，から入
力変換器２３１の１次側巻線の電流ＩＴとして印加され
る。Ｂは系統ＴＬの潮流であり、点検開始時点Ｔ，の前
と後に拘らず、一定の電流（潮流）ＩＬが流れている。
ディジタル・リレー内のデータメモリ部２３６には点検
電流Ａと潮流Ｂとの重畳されたデータの波形が記憶され
る。その波形の様子を第３図Ｃに示す。第３図Ｃにおい
て、ｍ時点Ｔｍのデータに着目すると、Ｃのデータｉ伽
はＡとＢのデータを用い、・伽ニｉ＾ｍ＋ｉ８ｍ
……‘・Ｉと表わされる。

ここに‘１１式においてｉｃｍはデータメモリ部２３６
から読み取れる値であるがｉ＾肌ｉ８ｍは個々に読み取
ることはできない。ここで潮流Ｂは点検開始時点Ｔ，の
前と後で波形の大きさが変化しないことに注目し、デー
タのサンプリング・タイミングを入力交流（例えば５０
Ｈｚ）の整数倍に定めておき、点検開始時点Ｔ，前でｉ
ＢｍのＮサイクル前のデータｉＢｍ‐ＮＬをメモリ部２
３６から読込む。この場合ｉ８ｍ＝・ＢｍＮ・Ｌである
ことは明らかである。従ってｉ＾ｍ＝・肌−ｉＢｍすな
わち１＾ｍ＝１伽−ＩＢｍＮ・Ｌである。この結果、本
発明は点検時の入力から潮流の影響を除くことができる
。第４図は、本発明による自動点検を実施するための一
例を示すフローチャートで、第２図のＣＰＵによって実
行される。

なお、この場合、図示のデータ・メモリ２３６には過云
の潮流データが十分に記憶されているものとする。第４
図において、４１のステップは点検が開始したことを認
識する。４２のステップは点検が開始された時点から過
去１サイクルの潮流のサンプリングデータを記憶する。

４３のステップは出力回路２３９を通じて前記補助リレ
ー２４を駆動する指令を与え、点検入力を印加する。

４４のステップでは、現時点のデータｉ伽からデータメ
モリ回路２３６に記憶されているデータの中からちよう
どＮサイクル前のデータｉＢｍ‐Ｎ・Ｌを引くことによ
り、真の点検入力電流値ｉ＾ｍを得る。

４５のステップでは４４のステップで得た真の点検入力
電流ｉＴ値を用い、点検入力ｉＴの振幅値を計算する。

振幅値を計算する手法は種々の手法が有り得るが、一例
としてｉ＾ｍと９００位相の異なるデータｉ＾ｍ−３（
３００サンプリングと仮定）を用い、次式により得られ
る。１１ＡＩ２＝ｉミｍ十ｉ宅ｍ−３ ……（
２｝４６のステップは４５のステップで計算された値が
所定の範囲にあるか否かを次式によりチェックし、範囲
内にあればステップ４７にて点検良と判定する。

範囲外にあればステップ４８にて点検不良と判定する。
ＩＫ十ご１２＞ＩＩＡＩ２＞ＩＫ−ご１２．．・．．・
‘３’ ‘３｝式でＫは予め定められた点検入力の大きさで、ご
は許容誤差を示す。

本発明による如く、潮流の影響をキャンセルすることに
より、どの値を４・さくすることができ、従って、高精
度な点検が行なえる。以上に示したような点検により、
第２図において、入力変換器２３１、フィル夕２３３２
、Ａ／Ｄ変換回路２３４、ダイレクト・メモリ・アクセ
ス２３５、メモリ部２３６の各部が点検の対象となり、
素子不良等による僅かなデータの変化に対しても、非常
に高感度に故障が検出できる。また本発明によって、第
１図に示されたキャンセル用ＣＴ１４、補助リレー１５
およびその配線部を省くことができる。以上の説明では
、データメモリ回路２３６に過去の電流データが十分に
記憶されている場合の例を述べたが、記憶されているデ
ータの数が不十分な場合にも本発明は十分適用できる。
すなわち、点検が開始される直前の１サイクル分のデー
タを特にデータ・メモリ回路内の他のエリアに記憶して
おき、点検時の潮流分と同一位相のデータをその記憶さ
れたデータの中から取出してキャンセルすることにより
、前記の例と全く同機に潮流キャンセルを行なうことが
できる。この場合のフローチャートを第５図に示す。第
５図において、５１のステップで点検開始すると、５２
のステップで過去１サイクルの電流データをデータメモ
リ回路２３６内の特別のエリアに記憶する。次の５３の
ステップで、第４図の例と同様点検入力を印加すると５
４のステップで、点検電流データを５２のステップで記
憶したデータを用いてキャンセルする。５５以下のステ
ップは第４図の例と全く同様であるので、ここでは説明
を省略するがこのような方法により記憶されたデータ数
が少ない場合でも過去１サイクル分さえあれば容易に本
発明を適用することができる。

尚、上述の実例ではディジタルリレーの電流特性の点検
について述べたが、以下述べるように、電流特性、電圧
特性の点検も行なうことができる。

第６図は本発明の他の実施例を示す図であり、第３図と
同一部分には同一符号をつけて詳細説明を省略する。

第６図においてＣＴＩ ＩおよびＰＴ１２によりディジ
タルリレー２３へ系統の電流・電圧を導入する。１９は
系統のインピーダンスを模擬するりアクトルである。

点検時、常開接点１８ａを閉、常閉接点１８ｂを開にす
ることによりディジタルリレー２３の電圧入力をＳＴ１
２の出力から前記リアクトル１９の両端の点検用電圧に
切換える。ディジタル・リレー２３が洗７図に示すモー
特性を得るようにプログラムされているとする。なお点
検用電流、電圧により、リレー２３の見るインピーダン
スは第７図のＡ点となるように、リアクトル１９が予め
設定されるものとする。このような点検入力を与えた場
合ディジタルリレ−２３が動作するか否かをチェックす
る訳であるが、この時第８図に示すフローチャートに従
って潮流をキャンセルした電流データを使うことにより
、点検ポイントＡを動作限界付近とすることが可能とな
り、精度の高い点検が実施できる。第８図において、８
１のステップで点検開始したことを認識すると、８２の
ステップで出力回路２３９を通して補助リレー接点１６
ａ，１８ａ，１８ｂを駆動し、点検入力電流、電圧を印
加する。８３のステップではデータメモリ回路２３６に
記憶されているデータの中から、ちようどＮサイクル前
のデータｉＢｍ‐Ｎ・Ｌを現時点の電流データｉ伽から
引くことにより第３図での実施例と同様真の点検入力電
流値ｉ凧を得る。

８４のステップではステップ８３で得た真の点検入力電
流値と点検電圧とを用い、第７図のモー特性を計算する
。

ステップ８５では演算結果が動作であるか否かを判定し
、動作であれば８６ステップにて点検良と判定する。ま
た不動作であればステップ８７にて点検不良と判定する
。また、以上の例では、点検電流の印加を入力変換器部
に点検巻線にて重畳させたが、例えば第９図に示す如く
、点検用入力変換器２４，２５を別個に設け、フィルタ
部２３３にて重畳させる方式においても全く同様に本発
明が適用できる。

以上述べたように、本発明によればディジタルリレーの
点検時に潮流キャンセル用ＣＴを用いることなく、潮流
に影響されない点検が可能となり、装置の簡易縮小化、
信頼度向上の面で大いに改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の保護継電装層の構成を示す図、第２図は
本発明の一実施例を示す構成図、第３図は点検電流と潮
流が重畳される様子と、事前潮流デ−夕により潮流分を
キャンセルし、真の点検電流を得る様子を示す図、第４
図は本発明を実行するための一実施例のフローチャート
、第５図は他の実施例のフローチャート、第６図は本発
明の他の実施例の構成を示す図、第７図は第６図に用い
たりレーの特性例と点検入力によるインピーダンスを示
す図、第８図は第６図に示す実施例のフローチャート、
第９図は入力変換器の他の例を示す回路図である。 １ １・・・電流変成器（ＣＴ）、２３・・・ディジタ
ルリレー、２３１，２３２・・・入力変換器、２３４・
・・Ａ／Ｄ変換器、２３６・・・データメモリ回路、２
３７・・・ＣＰＵ、２３８…プログラムメモリ回路、２
３９…出力回路。 第ＬＩ図 第２図 第３図 第４図 第５図 第７図 第６図 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電力系統から抽出した潮流を入力変換器により所望
   の大きさの信号に変換し、この信号をデイジタル信号に
   変換した後データメモリ回路に書き込み、予めプログラ
   ムメモリ回路に書き込まれたプログラムに従い前記デー
   タメモリ回路内のデータを用いて所望のリレー演算をす
   るデイジタルリレーにおいて、点検期間中、点検電流を
   前記電力系統から抽出した潮流に重畳して前記データメ
   モリ回路に書き込み、かつこの重畳されたデータから点
   検電流印加前に前記データメモリ回路に書き込まれた潮
   流データを差し引くようにしたデイジタルリレーの点検
   装置。 ２ 特許請求の範囲第１項のものにおいて、点検開始指
   令が出てから潮流データをデータメモリ回路の特別エリ
   アに書き込み、次に潮流データに点検電流を重畳してデ
   ータメモリ回路に書き込み、この重畳分から前記特別エ
   リアに書き込んだ潮流分を差し引くようにしたデイジタ
   ルリレーの点検装置。 ３ 特許請求の範囲第１項のものにおいて、入力変換器
   は潮流を入力する部分、点検電流を入力する部分および
   共通の出力部分を有することを特徴とするデイジタルリ
   レーの点検装置。 ４ 特許請求の範囲第１項のものにおいて、入力変換器
   の潮流分を入力変換する部分および点検電流を入力変換
   する部分を磁気的に分離し、それぞれの出力電気量をフ
   イルタで合成することを特徴とするデイジタルリレーの
   点検装置。