JPS6188716A - デイジタル保護継電器の点検監視方式 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ディジタル保護継電器の点検監視方式、特に
ディノタル入力部の特性変動を考ガして行なわれるディ
ジタル保護継電器の点検監視方式％式％ 〔発明の技術的背景〕 ディジタル保護継電器（以下ディジタルリレーと云う）
は系統の電気量をサンプリングしたのちディノタル量に
変換し、マイクロコンピュータでディジタル処理を行な
うことによりリレー動作を行なう。

第９図にディジタルリレーの入力部の一般的構成を示す
。第９図において、系統の′ＦＬ流、電圧入力データは
補助変成器１を介して入力し、フィルタ２により不要調
波成分を除去したのち、サンプルホールド３により一定
のサンプリング周波数でサンプリングされる。サンプリ
ングされた電流、電圧データは、マルチブレフサ４によ
り順次選択されてＡ／Ｄ変換器５に送られ、ディジタル
量に変換される。ＣＰＵ　６はＡ／Ｄ変換器５よυ出力
される系統の電流、電圧データのディノタル値をもとに
保護演算を行ない、系統故障の検出、トリ２７６指令の
出力等の保護継電動作を行ガう。

第１０図に、第９図にて説明したディソタルリし−入力
部の点検を行なう際の方法として、例えば特開昭５６−
４９６１８号等にて一般に良く知られた方法の一宿成例
を示す。

第１０図において、７はＣＰＵ　６からの点検指令Ｃに
より入力を切換える入力切換器、８は変電所所内電源等
より所定の値の点検用信号Ｉをつくり出す点検用補助変
成器を示す。通常の運用状態では、入力切換器７は入力
端子ｒＵＪを選択し、系統からの電流、電圧データ■、
■をフィルタ２に対して出力する。点検時、ＣＰＵ　６
は入力切換器７に対して点検指令Ｃを出力し、入力端子
「σ」からｒＩＪに切換える。

これによりフィルタ２の入力には既知の大きさの点検用
信号が印加される。点検用信号Ｉは、前述した手順によ
υフィルタ２、サンプルホールド３、マルチブレフサ４
、Ａ／Ｄ変換器５によシ処理され、最終的にＣＰＵ　６
にディジタルデータの形で出力される。ＣＰＵ　６は前
記データよシ点検用信号Ｉの振幅値を算出し、予め設定
されている点検用信号の大きさと演算結果が一致するこ
とを検証することにより、入力部の動作点検を行なう。

以上の方法により、系統の基本波成分（５（ＩＨｚまた
は６０Ｈｚ）に対するディジタルリレー入力部の特性の
点検は問題なく行なうことができる。

しかしフィルタの特性変動の検出時、更に精密な自動点
検を行なう場合には、従来の基本波成分のみによる点検
方式では不充分な面がある。

例として第１１図に示す１次のロー・！スフィルタの特
性点検について説明する。

第１１図に示すフィルタの伝送特性は下記の式％式％ （１）式で表わされる伝送特性について、フィルタ構成
素子の値が変化した場合の特性変動を計算すると、第１
２図（ａ）及び（ｂ）に示される特性変動の傾向が見ら
れる。

第１２図（ａ）は第１１図におけるコンデンサＣ１の値
が減少した場合の特性変動であシ、第１２図（ｂ）は同
じく抵抗Ｒ２の値が減少した場合の特性変動を示す。第
１２図（ａ）　、　（ｂ）よ）明らかなように、コンデ
ンサＣ８の値の変動の影響はフィルタ特性の高周波数域
において顕著であシ、低周波数域の特性には殆んど影響
を与えない。

一方、Ｒ１の抵抗値の変動による影響は逆の傾向を示し
、フィルタの低周波数域のみに影響を与える。なお、こ
こで述べた低周波数域及び高周波数域とは、それぞれリ
レー入力部フィルタ特性のカットオフ周波数ＩＣに対し
、ｆｊＩ〈〈ｆｃ及びｆ、２＞＞ｆｃとなる周波数域を
示す。

〔背景技術の問題点〕

上記従来方式に寂いて、フィルタ構成素子の定数変化が
あった場合の特性変動の全てに対処するためには、単一
の虚構監視用信号の周波数では充分力検出ができない。

例として、点検監視用信号の周波数を低周波数域ｆｚ＋
にとった場合、第１２図（ｂ）に示されるように、抵抗
値Ｒ３の変化によるフィルタの特性変動は容易に検出で
きる反面、第１２図（ａ）に示されるように、コンデン
サＣ１の変化による特性変動は検出することができない
。

一方、点検監視用信号の周波数を高周波数域ｆｉｔにと
った場合には、抵抗値Ｒ２の定数変化によるフィルタの
特性変動の検出が不可能となる。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、定数素子の定数変動によるディジタルリレー入力部
の特性変動の検出を高精度に行なうことの可能なディジ
タル保護継電器の点検監視方式を提供することを目的と
している。

〔発明の概要〕

本発明では点検監視用信号として異なる周波数の複数の
信号をリレー入力部に印加して入力部の精密な点検監視
を行なおうとするものである。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照して実施例を説明する。第１図は本発明
によるディジタル保護継電器の点検方式を説明する一実
施例構成図である。第１図において第１０図と同一部分
については同一符号を付して説明を省略する。

第１図において、９　ａ　＋　９　ｂはそれぞれ異なる
周波数ｆｉ１及びｆｉ２の点検監視用信号を発生する発
振器、１０は前記発振器９ａ及び９ｂの出力を入力とし
、ＣＰＵ　６からの周波数選択信号Ｓにより、いずれか
一方の周波数を選択して点検時入力端へ出力する入力切
換器を示す。又、発振器９ａの発振局ｅ数ｆｉ１はリレ
ー入力部のフィルタの低周波数域に、又、発振器９ｂの
発振周波数ｆｉｔは同じく高周波数域にそれぞれ設定さ
れている。

以下に点検時の作用を説明する。先ず点検に際して、第
１図の入力切換器７は点検指令Ｃによって切換えられて
点検用人力ｒＩＪを選択する。点検用人力ｒＩＪには切
換指令Ｓによって選択された入力切換器１０によシ、発
振器９ａまたは９ｂの出力が印加されている。

ここでは説明の都合上、最初に低周波数域での試験を行
なうものとし、したがって点検用信号として周波数ｆｉ
１の発振器９ａの出力が選択されているものとする。周
波数ｆｉ１の信号出力は入力切換器１０及び７を介して
リレー入力部に印加され、最終的にディジタル量に変換
されてＣＰＵ　６に入力される。

ＣＰＵ　６は上記周波数ｆｉ１の点検用信号のディノタ
ル変換値から振幅を演算し、フィルタの正當時の特性と
点検用入力信号の振幅及び周波数から計算した理論値と
の間で比較を行なう。

今、フィルタの特性が正常な場合には両者の間の差は僅
かであるため、点検不良が出力されない。

ここで例として第１２図（ｂ）に示すようＫ、フィルタ
を構成する素子の定数変動によシ低周波数域の特性が変
動した場合を考えると、点検用信号を印加した場合のデ
ィジタル変換量が変動し、上記した理論値との間に差が
生じる。したがって、これを検出し一定時間以上に達し
た時に、外部に点検不良として出力する。これによりリ
レー入力部の低周波数域での特性変動を検出することが
できる。

前記低周波数域での試験の後、入力切換器１０は点検用
信号の入力を発振器９ｂに切換え、前記低周波数域にお
けると同様の操作により、高周波数域の周波数ｆｉｔの
点検監視信号が印加される。この信号に対しても周波数
Ｊ’７ｔの点検監視信号と同様の処理を行ない、高周波
数域における点検監視信号の振幅演算値と、予め設定さ
れている理論値との間で比較を行なう。

この処理により第１２図（ａ）に例として示したコンデ
ンサＣの変動に起因するリレー人カフィルタの高周波数
域の特性変動を確実に検出することができる。

なお、高周波数域における点検監視は、必らずしも振幅
値を正確に算出して理論値と比較する必要ｒｆｉ、なく
、単に高周波数域において点検入力のサンプリングデー
タが一定の値以下であることを確認するのみでも、実用
上充分な点検を行なうことができる。

なお、本発明を実際のリレー入力部に適用する場合には
、低周波数域の点検監視信号の周波数ｆ７＋を系統の基
本周波数ｆ０と等しくすることによシ演算処理が容易に
なる。これは点検監視の際の振幅値の演算に対し、通常
の運用時と同一のアルゴリズムを使用することができ、
特別な処理が不要となるためである。高周波数域の点検
監視信号周波数ｆｉ２に対しても、リレー入力部のサン
プリング周波数と一定の関係をもつように周波数を選択
することにより、振幅値演算のアルゴリズムを簡単化す
ることができる。例として、基本周波数を電気角３０°
間隔でサンプリングするりし一入力部の場合、点検監視
用周波数ｆｉ２を下記の周波数に設定することにより、
「精力式」として公知の振幅演算アルゴリズムを適用す
ることができ、点検時演算処理が容易になろう ｆｉ２”ｆｏ　（１＋２ｎ　）　　（””１．２　、・
＝）点検時の振幅値演算処理は上記の方法に限らず、振
幅が正しく演算されるものであれば同様に適用可能であ
る。

上記したように、リレー入力部の点検を周波数の異なる
２つの点検入力を切換えて実施することにより、フィル
タの高周波数域及び低周波数域の特性変動を確実に検出
することができる。

第２図は本発明による点検方式の他の実す例である。

本実施例では点検時のリレー入力部の入力を系統電気量
から点検用信号へ切換えることなく重畳回路によって行
なおうとするものである。第２図において第１図と同一
部分については同一符号を付して説明を省略する。

第２図において、１１は系統電気量入力及び点検用信号
工を入力とし、両者の加算した値を出力する重畳回路で
ある。

点検に際しては、ＣＰＵ　６からの点検指令Ｃによシ点
検用発振器９ａ及び９ｂは前記した周波数ｆｉＩ及びｆ
ｉ２の発生を開始し、点検用信号工を系統電気量に重畳
してリレー入力部に出力する。リレー入力部は常時の系
統電気量と点検用信号工が重畳した入力量をサンプリン
グする。

通常、点検の前後で系統電気量入力に大きな変化は彦い
と仮定できるので、ディジタルリレーのサンプリングデ
ータメモリに記憶されている数サイクル前の系統電気量
入力のデータは、点検時の系統電気量入力データと等し
いと考えることができる。したがって点検時のサンプリ
ングデータから数サイクル前のサンプリングデータを減
することにより、点検時に印加した点検用信号成分のみ
を算出することができる。前記の方法で算出した点検用
入力信号のサンプリング値の振幅を、点検用入力信号の
大きさ及びフィルタ２の周波数ｆｉ１及びｆｉｌにおけ
る減衰度より予想される振はと比較することにより、リ
レー入力部の点検が可能である。

以上の説明では、短時間のみリレー入力部に点検用入力
を印加して、リレー入力部の点検を行なう方法について
述べたが、本発明はこれに限定されるものではない。

即ち、点検用入力を監視用信号として常時印加し、入力
部の特性変動の常時監視を行なっても良い。

この場合の方法としては、３相入力量の平衡性を応用し
た絶対値入力監視と組合せた方法が適用できる。なお、
絶対値入力監視は平衡３相入力において各相の振幅値が
等しいことを監視するものである。更にこれを説明する
と、フィルタの減衰特性が正常な場合には、各相に印加
された監視用入力は各相とも同じように減衰されるので
、サンプリングデータは監視用入力の大きさには左右さ
れない。

したがって絶対値入力監視では系統電気量のみの入力時
と同じ判定結果が得られる。

しかし３相の入力フィルタの内いずれかの特性が変動し
、減衰度が変化した場合には、該当する相の振幅が変化
するために、３相の振幅値に不揃いが生じる。このため
絶対値入力監視により不良検出が出力され、フィルタ特
性の変動を検出することができる。

以上の説明は３相入力の振幅値を比較することにより不
良の検出を行なう、絶対値入力監視について述べたが、
同様の監視を零相監視についても行なうことができる。

零相監視はデルタ入力量のベクトル和がＯになることを
応用１−て不良を検出するものであるが、各入力量に前
記の監視用入力を重畳することにより、正常時には入力
量のベクトル和＝０、フィルタ特性変動時にはベクトル
和ＮＯとなり不良の検出を行なうことができる。零相監
視の方法としては、この他零相電気量から３相電気量の
ベクトル和を減じたものがＯになることより、入力部の
不良を検出する方式もあるが、この場合も上記の方式と
同様の点検監視が可能である。したがって上記の各種の
監視を、本発明にしたかつて監視用信号の周波数を適宜
切換えて行なえば、リレー入力部の低周波数域及び高周
波数域の特性変動の検出を行なうことが可能である。

第３図は本発明による更に他の実施例構成図である。

本実施例では点検監視用信号を正弦波あノ外の方形波と
するものである。第３図において第２図と同一部分につ
いては同一符号を付して説明を省略する。

第３図において、９’ａ、９’ｂは点検指令Ｃによって
制御され、周波数１７＋及びｆｉｌの点検監視用信号を
発生する方形波発振器を示す。その他の構成及び動作は
第２図と同様である。そして方形波はディジタルリレー
を構成するディノタル回路によって容易に発生できると
同時に、０Ｎ１０ＦＦ及び振幅値の制御が容易であり、
点検監視用回路を簡単化できる利点がある。

また正弦波以外の波形の場合は（１）式による振幅値の
正確な計算は不可能であるが、他の演算方式、例えば面
積法及び２値加算法によシ、実用上充分な精度で振幅値
の演算が可能である。なお、方形波以外に三角波であっ
てもよい。

第４図は本発明による更に他の実施例構成図である。

本実施例では点検監視用信号としてＴＴＬ信号のように
正のみしか振れないロジック信号を用い、ＣＰＵ　６か
ら直接印加するようにしたものである。

第４図において第２図と同一部分については同一符号を
付して説明を省略する。

なお第４図の構成においてはＣＰＵ　６内部のロジック
信号を直接印加する方式として説明したが、これに限定
されるものではなく、公知の分周素子を用い、高い周波
数のクロック信号から分周によシ、点検監視用信号ｆｉ
をつくることもできる。

第５図は本発明による更に他の実施例構成図である。

本実施例では点検監視用信号として外部から分周比が制
御可能な可変分周器と発振器とを組合せることにより、
複数の周波数の点検監視用イハ号を発生させるようにし
たものである。

第５図において、１２は基準となる周波数を発生する発
振器、１３は発振器１２の出力を入力とし、外部よυ分
周比が設定可能な可変分周器を示す。点検監視時にはＣ
ＰＵ　６からの分周比設定信号りにより、可変分周器１
３を所定値に設定し、任意の周波数の点検監視信号を発
生させて１畳回路１１に印加し点検監視を行なう。

なお、その他の構成は第４図と同様である。

第６図は本発明による更に他の実施例構成図である。

本実施例においては点検用信号を発生させるためにマル
チプレクサを使用したものである。第６図において、１
４は正の基準電圧Ｖ＋及び負の基準電圧■−を入力とし
、ＣＰＵ６からの切換信号Ｓにしたがって前記の各入力
電圧を重畳回路１１へ出力するマルチプレクサを示す。

そして点検時以外はマルチプレクサ１４は「０」を選択
して重畳回路１１へは信号を出力しない。点検時、切換
信号Ｓはマルチプレクサ１４を点検監視のだめの周波数
ｆｉＩ及びｆ−、に切換え、重畳回路１１に対し、■＋
と■−の電圧をｆｉｌ及びｆｉ２の周波数で交互に出力
する。これによりフィルタ２の入力には、周波数ｆ−ま
たはｆ・２、振幅Ｖ＋、　Ｖ−の点検監視用信号Ｚｌ　
　　　　　　　　　　　％ が印加されることになり、フィルタ２の点検監視が可能
となる。

第７図は本発明による更に他の実施例構成図である。

本実施例ではフィルタへの入力に際して重畳回路を用い
ず、その代りにマルチプレクサとしだものである。第７
区において、マルチプレクサ１５はＣＰＵ　６からの切
換信号Ｓによシ制御され、常時はｒＵＪ端子を選択して
系統の電流、電圧をフィルタ２へ入力する。点検時、切
換信号ＳはマルチプレクサＩ５を制御し、フィルタ２へ
Ｖ＋−Ｖ−の電圧を、周波数ｆｉ１及びｆｉｔで交互に
出力する。本実施例の場合、■＋及びＶ−を調整するこ
とによυ、フィルタ２へ印加する点検用信号を容易にｆ
ｆ１ｌｌ　ｎできる利点がある。

以上説明した実施例では比較的単純な特性のフィルタの
点検監視をｆｉｌとｆｉ２の２種類の周波数で行なうも
のとして説明したが、複雑な特性のフィルタに対しても
点検用監視周波数の種５ｆ増やすことによシ適用するこ
とができる。

第８図は３釉類以上の点検用監視周波数が必要なフィル
タ特性図である。

第８図に示すような極をもつフィルタ特性では、前述の
低周波数域、高周波数域での点検Ｌｉ視の他、極周波数
での点検監視も必要となる。即ち、ｆｌ’ｉ述の低周波
数域ｆｉ工及び高周波数域ｆｉ２における点検監視によ
シ、基本的なロー・９スフイルタの！）、を性の点検監
視を行ない、極周波８ｆｉ、付近（こついては、周波数
１７ｇの点検監視信号により、１］周波数の変動あるい
は極減表皮の変化を検出する。」ソ、上説明した第８図
の特性のフィルタ用に、点（≧ｒｉ　ｔ’ｉのための周
波数の種類を３種類とするには、第１図から第７図に示
した本発明の一構成例において、点検監視用信号源及び
周波数選択のだめの選択スイッチの接点数を１つ増やす
のみでよく、容易に実現することができる。

更に、よシ複雑なフィルタ特性の点検監視については、
複雑さに見合った周波数の異なる信号を必要数用いれば
よく、その場合の回路構成も容易に実現できることは明
らかである。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によればディジタルリレー入
力部の点検監視に際して複数の周波数により行なうよう
にしたので、ディジタルリレーを構成するフィルタの特
性変動を正確かつ高精度に点検可能なディジタルリレー
の点検監視方式を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるガイシタルリレーの点検監視方式
を説明する一実施例構成図、第２図ないし第７図は本発
明による他の実施例構成図、第８図は極をもつフィルタ
の特性何区、第９図はディジタルリレーの構成の説明図
、第１０図は従来の点検方式の一構成何区、第１１図は
入力フィルタの一構成何区、第１２図はフィルタの特性
変動を説明する図である。 １・・・補助変成器、　　　　２・・・フィルタ、３・
・・サンプルホールド、　　４・・・マルチプレクサ、
５・・・Ａ／Ｄ変換器、　　　　６・・・ＣＰＵ　。 ７．１０・・・入力切換器、　　８・・・点検用補助変
成器、９ａ、９’ａ＋９ｂ＋９’ｂ、１２−発振器、１
１・・・重畳回路、　　　　１３・・・可変分局器、１
４．１５・・・マルチプレクサ。 特許出願人　株式会社　東　　芝 代理人　弁理士　石　　井　紀　　男 第１図 Ｓ毘ｉ数窟別鈴 第３図 ５府（即（へ分つ゛ 見５図 范６図 １　　児７図 鬼１０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）リレー入力部に点検監視用信号を印加し、前記点
   検監視用信号に対する応答を検出することにより、前記
   リレー入力部の点検を行なうディジタル保護継電器の点
   検監視方式において、前記点検監視用信号として周波数
   の異なる複数の信号を用いることを特徴とするディジタ
   ル保護継電器の点検監視方式。
2. （２）周波数の異なる複数の点検監視用信号のうちの一
   つは、系統の基本周波数と等しい周波数であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のディジタル保護継
   電器の点検監視方式。