CN101527445A - 保护控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供即使在遭遇地震等可预知的灾害等给电力设备带来损害的事态的情况下也能维持其本来的保护控制功能的保护控制装置。本发明的保护控制装置具有自动检测功能，包括：自动检查功能未起动的时候，根据灾害预测信号不使自动检测功能起动的自动检测起动停止电路；或者自动检测功能起动的时候，根据灾害预测信号起动使自动检测功能强制停止的功能的自动检测强制停止电路。

Description

保护控制装置

技术领域

本发明涉及电力系统的保护控制装置，特别是涉及具有自动检查功能或者常时监视功能的保护控制装置。

背景技术

由于电力系统的保护控制装置(以下仅称作“保护控制装置”)需要较高的可靠性，所以从以往起就设有自动检查功能或者常时监视功能(例如非专利文献1和2)。本说明书中有时将自动检查功能和常时监视功能总称为自动监视功能。

保护控制装置的自动检查用于在发生系统事故时确认是否正确动作，由于保护控制装置作为最终输出主要有常时不动作的特征，所以是必要的，用于防止误不动作。自动检查是向保护控制装置输入模拟信号，以固定的时间间隔自动进行检查对应的输出。通过该自动检查可以发现保护控制装置的误不动作于未然，防止误不动作产生的不理想状态。检查中一般需要将保护控制装置的解扣电路闭锁。

保护控制装置的常时监视利用保护控制装置的保护控制功能工作的连续期间、或者在数字型的情况下利用计算功能处理的空置时间等进行实施。常时监视时常监视构成保护控制装置的各个要素的状态，检测出其状态变化并判断为不良的时候，根据故障部位和运行方案输出警报，或者采取强制闭锁保护控制装置的输出的应对。

非专利文献1：电协同研究，第59卷，第1号，平成15年7月(保护继电器系统的开发、保养运用的效率化3-1-1(6)-图(a)～(d)及图3-1-11)

非专利文献2：电协同研究，第28卷，第1号，昭和47年7月(保护继电器自动监视2-1-1常时监视方式图2-1)

发明内容

然而，保护控制装置的自动监视功能工作的状态是保护控制装置本来的保护功能或者控制功能的一部分或者全部被限制的状态，在该状态的期间电力系统的电力设备和输电线为未被充分保护或者控制的状态。例如，若在保护控制装置的自动监视功能工作的期间发生地震，无法充分保护或者控制电力系统，可能会产生非常严重的情况。

由于以往的保护控制装置的自动检查功能一般是以固定周期起动的，所以自动检查功能可能会在例如地震震动到达之前或者到达中开始。另外，在通过常时监视未发现监视项目异常的时候为了防止从保护控制装置误输出，多采用闭锁保护控制装置的运转方案，在地震振动到来的时候保护控制装置有可能被闭锁。

另一方面，电力系统的电力设备和输电线由于地震而受损的可能性较大，所以在地震振动袭来的时候或者结束后保护控制装置需要工作，在地震发生时完全不保护、控制的这一状态并不好。

本发明鉴于上述各点而作，其目的在于提供一种即使遭遇由于地震等灾害而损害电力设备的情况下也能维持本来的保护控制功能的保护控制装置。

本发明的保护控制装置具有自动检查功能，其特征是包括：自动检查功能未起动的时候，根据灾害预测信号不使自动检查功能起动的自动检查起动停止电路，以及在自动检查功能起动的时候，根据灾害预测信号使强制停止自动检查功能的功能起动的自动检查强制停止电路。

本发明的其他的保护控制装置具有常时监视功能，其特征是包括根据灾害预测信号使常时监视功能停止的常时监视停止电路。

根据本发明，通过使用预测地震等灾害的发生的灾害预测信号，限制或者停止保护控制装置的自动检查功能或者常时监视功能，可以在发生灾害时(例如地震振动到来时)维持或者复原保护控制装置本来的保护控制功能。

附图说明

图1是本发明的实施形态1及实施形态2的保护控制装置的自动检查电路的结构图。

图2是本发明的实施形态3的保护控制装置的常时监视电路的结构图。

标号说明

1地震预测信号

2关断延时定时器(信号保持电路)

2-1关断延时定时器触点电路

3自动检测开始信号

4、9、15禁止电路(自动检测起动停止电路)

5解扣电路闭锁电路

6、12事故检测电路

7、13未检测出事故时的信号

8、14检测出事故时的信号

10、16与电路

11事故检测继电器解扣电路检测电路

17主检测继电器解扣电路检测电路

18解扣闭锁解除电路

19自动检测终止

20解扣电路

21解扣电路闭锁输出

22事故检测继电器输出

23主检测继电器输出

24断路器跳闸线圈

25-1、25-2断路器辅助触点

26常时监视电路

27电流检测电路

28监视继电器线圈

28-1监视继电器触点电路

29电阻

30常时监视用闭锁继电器线圈

30-1常时监视用闭锁继电器触点电路

52a1、52a2、52a3断路器

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的保护控制装置的实施形态。

这里以地震作为灾害的例子，示例使用紧急地震速报信号等地震预测信号作为灾害预测信号的情况，但并不限定于此。另外，紧急地震速报信号是最近开始使用的，检测早于S波到达的P波而传输信息的信号，其中S波会引起较大的摇晃。不仅限于紧急地震速报信号，也可以使用感测实际的地震振动并相应震动的加速度计测器等的输出信号作为灾害预测信号。另外，关于海啸或台风等灾害也可以使用预测设有保护控制装置的地点遭受灾害的时刻的信号。

实施形态1

图1是表示本发明的实施形态1的保护控制装置的解扣电路的自动检查电路的结构图。

从保护控制装置的解扣电路20的输出经过在接通保护对象的电力设备的断路器的条件下闭路的第1断路器辅助触点25-1，提供给断路器跳闸线圈24。在解扣电路20，事故检测继电器输出22和主检测继电器输出23串联连接。自动检查中，即自动检查功能起动的时候，通过来自解扣电路闭锁电路5的解扣电路闭锁输出21将解扣电路20无效。

保护控制装置接收紧急地震速报信号等地震预测信号1，关断延时定时器2延长地震预测信号1。自动检查开始电路3的输出信号经过禁止电路4输入至解扣电路闭锁电路5，解扣电路闭锁电路5将解扣电路闭锁输出21输出至b触点。这里，禁止电路4是使自动检查功能不起动的自动检查起动停止电路。

解扣电路闭锁电路5的输出与事故检测电路6连接，事故检测继电器解扣电路检测电路11的输出与事故检测电路12连接。

在自动检查中未检测出系统事故的时候，事故检测电路6及12将未检测出事故时的信号7或者13以检查顺序分别经过禁止电路9或者15输出，对事故检测继电器解扣电路检测电路11和主检测继电器解扣电路检查电路17依次提供动作输入，按照顺序分别实施事故检测继电器输出22的a触点输出和主检测继电器输出23的a触点输出的检查。

另一方面，在自动检查中电力系统发生系统事故的时候，事故检测电路6或者12输出检测出事故时的信号8或者14，接收该信号的解扣闭锁解除电路18解除解扣闭锁，进行自动检测终止19。

在未发生地震且电力系统未发生系统事故的通常状态下开始自动检查的时候，通过从解扣电路闭锁电路5的输出，解扣电路闭锁输出21的b触点为开，解扣电路20被闭锁。

在该解扣电路20闭锁后，未发生系统事故的时候，从事故检测电路6输出未检测出事故时的信号7。此时，关断延时定时器2的输出信号未施加至禁止电路9，从禁止电路9向事故检测继电器解扣电路检测电路11提供动作输入，进行事故检测继电器输出22的输出检测。

其后，通过去除事故检测继电器解扣电路检测电路11的输入，使事故检测继电器输出22复原。

接下来，从事故检测电路12输出未检测出事故时的信号13，在断开延时计时器2的输出信号未施加至禁止电路15的状态下，从禁止电路15向主检测继电器解扣电路检测电路17提供动作输入，进行主检测继电器输出23的输出检测。

其后，通过去除主检测继电器解扣电路检测电路17的输入，使主检测继电器输出23复原。

在确认各检查步骤正常动作、复原后，以解扣闭锁解除电路18解除解扣闭锁，进行自动检测终止19。

解扣电路20在自动检测判断为不良的时候，一般强制将从保护控制装置的输出闭锁，且输出警报等。

另一方面，解扣电路20在自动检测中若检查到电力系统发生系统事故，未强制提供检测输入的功能的事故，则事故检测电路6或者12输出检测出事故时的信号8或者14，立即以解扣闭锁解除电路18解除解扣闭锁，进行自动检测终止19，恢复保护控制装置本来的保护控制功能，进行对应于系统事故的事故对应。另外，该功能在本说明书中有时被称为自动检测的事故应对功能。

自动检测的开始一般在每天或者每周预定的星期几的预定时刻通过来自计时电路的信号起动。实施形态1的保护控制装置在通过来自计时电路的信号起动自动检测开始前接收了地震预测信号1时，将该地震预测信号1通过断开延时计时器2延长施加给禁止电路4，阻止自动检测开始电路3的信号输出，将向解扣电路闭锁电路5的信号断开，不使自动检测开始。

所以，在地震预测信号1的到达后地震振动才到达，即使电力设备和输电线等设备发生事故，保护控制装置也能发挥本来的保护控制功能。

另外，若自动检测在地震振动的预定到达时间前终止，则不必不起动自动检测功能。所以，自动检查起动停止电路被设定为使得在预定的自动检测动作中只在地震振动预计到达的时候进行上述动作。一般来讲，自动检测需要的时间为几秒到几分钟，在此之上估计几分钟的充裕，可以使自动检测起动停止电路动作。自动检测功能无效化的时间典型来讲为几分钟到十几分钟。

实施形态2

参照图1说明本发明的实施形态2的保护控制装置的动作。实施形态2的保护控制装置可以进行实施形态1的保护控制装置的动作，且可以进行下述动作。

图1中通过自动检测开始电路3的输出信号开始自动检测的状态下，假设接收了地震预测信号1。

接收地震预测信号1的时候，通过与电路10或者16求出由关断延时定时器2将地震预测信号1延长后的输出信号和各自的事故检测电路6或者12的未检测出事故时的信号7或者13的逻辑积，经由解扣闭锁解除电路18使自动检测终止19强制成立。该例中，事故检测电路6及12、与电路10及16以及解扣闭锁解除电路18构成使自动检测功能强制停止的功能起动的自动检测强制停止电路。

在起动自动检测功能并开始自动检测的状态下，通过从各禁止电路4、9或者15的任意一个的输出，解扣电路闭锁电路5、事故检测继电器解扣电路检测电路11或者主检测继电器解扣电路检测电路17的任意一个动作。

在无系统事故的状态下接收地震预测信号1的时候，关断延时定时器2的信号输入至各禁止电路4、9或者15，尽管有来自事故检测电路6和12的未检测出事故时的信号7和13的信号，解扣电路闭锁电路5、事故检测继电器解扣电路检测电路11及主检测继电器解扣电路检测电路17的所有输入仍然被断开，复员解扣电路闭锁输出21来形成解扣电路，且使自动检测的事故检测继电器输出22及主检测继电器输出23复原。

由于处在没有系统事故的状态，从事故检测电路6和12输出未检测出事故时的信号7和13的信号，所以由它们的输出与关断延时定时器2的输出信号，与电路10和16的逻辑积成立，与电路10和16的输出提供给解扣闭锁解除电路18，进行解扣闭锁解除，以与事故对应功能同样的流程进行自动检测终止19。

这样，在自动检测开始，解扣闭锁状态下接收地震预测信号1的时候，以与事故对应功能同样的流程进行自动检测终止19，可以恢复保护控制装置本来的功能。

接收了地震预测信号1时的关断延时定时器2的时间设定至少要考虑从地震的主震袭来到结束的时间，如实施形态1那般决定。

这里是基于地震预测信号1结束自动检测，但实际上以地震预测信号1阻止自动检测开始，或者若在自动检测中则过渡到事故对应的时候，地震振动到达并结束后，自动检测仍未实施，或者是中断检测的状态，到下一次检测开始时刻为止的期间，会持续没有达到自动检测这一目的的状态。通常，操作员通过按压按钮开关等手动开始自动检测进行对应的时候较多。若取代手动开始来设置存储以地震预测信号1中断自动检测的信息，经过预定的时间后输出自动检测开始信号的自动检测再起动电路的话，可以在地震振动结束后尽可能快地再起动自动检测。

实施形态3

非专利文献2记载的保护控制装置的常时监视是利用保护控制装置的保护控制功能连续工作的期间，或者在数字型的情况下利用运算功能处理的空闲时间等而实施的。

图2是表示本发明的实施形态3的保护控制装置中，常时监视3相解扣电路是否保持在正常连接的导通状态的结构的图。

从保护控制装置的解扣电路20的输出经过主检测继电器输出23、断路器跳闸线圈24、第1断路器辅助触点25-1及常时监视用闭锁继电器线圈30的触点电路30-1而输出，在断路器跳闸线圈24流有电流。

在断路器接通的第1断路器辅助触点25-1为闭的条件下，通过由监视继电器线圈28和电阻29组成的电流检测电路27在断路器跳闸线圈24流有位于断路器跳闸电流的阈值以下的微小的监视电流。第1断路器辅助触点25-1具有与3个电力系统的相(1～3)分别对应的断路器52a1、52a2及52a3。这里，添加的“a”表示通电时为闭的触点。

由监视继电器线圈28和电阻29组成的电流检测电路27、第2断路器辅助触点25-2及常时监视用闭锁继电器线圈30总称为常时监视电路26。

关断延时定时器2的条件、监视继电器线圈28的条件及断路器的条件分别通过各自的触点电路2-1、28-1及25-2的串联电路对常时监视用闭锁继电器线圈30通电。

常时监视用闭锁继电器线圈30构成为使得由其触点电路30-1使保护控制装置的解扣电路20开放。

关断延时定时器2接收地震预测信号1并随动，其触点电路2-1为即动、缓放型。

在图2中为了便于说明，将保护控制装置的解扣电路20的内部只表示为3个单相的主检测继电器输出23，省略解扣电路闭锁输出及事故检测继电器。

由于保护控制装置若由于断路器跳闸线圈24的断线或者第1断路器辅助触点25-1的接触不良等原因，在未流有断路电流的状态下被放置，则电力系统发生系统事故时保护控制装置正常地判断且希望开放断路器的时候，会发生保护控制装置不动作这样的不理想。

因此，电力系统在运转中导通断路器的时候，第1断路器辅助触点25-1为关闭，通过由监视继电器线圈28和电阻29组成的电流检测电路27，在断路器跳闸线圈24流有位于断路器动作的阈值以下的微小的监视电流。

监视继电器线圈28检测通过断路器跳闸线圈24流有的微小的监视电流并动作，监视断路器跳闸线圈24的断线或者第1断路器辅助触点25-1的接触不良等异常。

断路器导通，第2断路器辅助触点25-2为关闭的情况下，在没有地震预测信号1的状态下，关断延时定时器2的触点电路2-1为关闭，但由于监视继电器线圈28的触点电路28-1为开，常时监视用闭锁继电器线圈30没有被通电，常时监视正常工作。

发生系统事故时保护控制装置的解扣电路20即使动作，由于断路器跳闸线圈24的断线或者第1断路器辅助触点25-1的接触不良等，成为未流有断路器解扣电流的状态，监视继电器线圈28的微小电流被断开，触点电路28-1复原，将常时监视用闭锁继电器线圈30通电，使其触点电路30-1开放，使得从保护控制装置不输出断路指令，且从保护控制装置输出未图示的警报等，特定其结果中的不理想的地方，进行装置的修复。

从发生未流有该断路电流的状态的常时监视异常到进行修复的期间，保护控制装置失去了本来的功能无法应对电力系统的系统事故。

该期间发生地震，接收地震预测信号1的时候，激励关断延时定时器2，该即动、缓放型的触点电路2-1高速打开，常时监视用闭锁继电器线圈30的电路被切断并复原。常时监视用闭锁继电器线圈30的触点电路30-1复原，解除解扣电流20的闭锁，防备系统事故的发生。

若该状态下检测出除了发生监视不良的相以外的其他相的系统事故，事故发生相的主检测继电器输出23进行动作，来自解扣电路20的解扣电流流过断路器线圈24使断路器动作。

这样，在常时监视发现保护控制装置的异常，在解扣闭锁的状态下，若产生地震预测信号1，则保护控制装置强制终止常时监视，复原作为保护控制装置本来的保护控制功能。该例子中，触点电路2-1及常时监视用闭锁继电器线圈30的触点电路30-1构成强制使常时监视功能终止的常时监视停止电路。

接收了地震预测信号1的时候的关断延时定时器2的触点电路2-1接收地震预测信号1并高速随动，至少考虑从地震的主震袭来到结束的时间，为即动、缓放型。

实施形态4

在上述实施形态1-3的保护控制电路中，根据使用关断延时定时器(信号保持电路)2使地震预测信号1延迟的输出信号，使保护控制装置包括的自动监视功能无效，维持或者复原本来的保护控制功能。

本发明不限于此，例如在图1中，在接收地震预测信号1后，也可以使用计算机决定使自动监视功能无效化的时刻，在该时刻向禁止电路4输出信号。

这样，本发明的保护控制装置的自动监视装置利用紧急地震速报信号等的地震预测信号，使保护控制装置的自动监视功能无效，返回装置本来的任务，来应对地震引起的电力系统的系统事故。所以，通过自动监视功能使装置的可靠性提高，另一方面自动监视在与地震发生时刻重合的时候，也能确保该装置本来的功能的可靠性。

上述说明中以电力系统的保护控制装置为例进行了说明，但也能应用在限制其功能具有自动监视自身好坏的功能的其他装置。

Claims (7)

1.一种保护控制装置，具有自动检测功能，其特征在于，包括：

在自动检测功能未起动的时候，根据灾害预测信号不使自动检测功能起动的自动检测起动停止电路。

2.如权利要求1所述的保护控制装置，其特征在于，

还包括接收所述灾害预测信号并保持一定时间的信号保持电路；

所述自动检测起动停止电路在接收来自所述信号保持电路的输出时使自动检测功能不起动。

3.如权利要求1所述的保护控制装置，其特征在于，还包括：

在自动检测功能起动的时候，起动根据灾害预测信号使自动检测功能强制停止的功能的自动检测强制停止电路。

4.如权利要求3所述的保护控制装置，其特征在于，

还包括接收所述灾害预测信号并保持一定时间的信号保持电路，

所述自动检测强制停止电路在接收来自所述信号保持电路的输出时使自动检测功能强制停止的功能起动。

5.一种保护控制装置，具有常时监视功能，其特征在于，包括：

根据灾害预测信号使常时监视功能停止的常时监视停止电路。

6.如权利要求5所述的保护控制装置，其特征在于，

还包括接收所述灾害预测信号并保持一定时间的信号保持电路，

所述常时监视停止电路在接收来自所述信号保持电路的输出时使常时监视功能停止。

7.如权利要求1至6中任意一项所述的保护控制装置，其特征在于，

所述灾害预测信号是紧急地震速报信号。

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