JP2000217242A - 保護継電器 - Google Patents

保護継電器

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JP2000217242A
JP2000217242A JP11014456A JP1445699A JP2000217242A JP 2000217242 A JP2000217242 A JP 2000217242A JP 11014456 A JP11014456 A JP 11014456A JP 1445699 A JP1445699 A JP 1445699A JP 2000217242 A JP2000217242 A JP 2000217242A
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JP
Japan
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circuit
waveform
filter circuit
output waveform
inverting
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JP11014456A
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English (en)
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Satoru Ishida
哲 石田
Seiichi Nakamura
誠一 中村
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】三相入力を必ずしも必要とはせず、単相のみで
もフィルタ回路の正常/異常の判定を常時行うことがで
きる保護継電器を提供する。 【解決手段】保護対象の交流系統からの交流波形を取込
み、該交流波形のノイズを除去するフィルタ回路2と、
2からの交流波形を反転する反転回路3と、3からの出
力波形ならびに2からの出力波形を3を介さず直接入力
し、両者の波形をそれぞれ半波整流する半波整流回路4
と、4の出力波形に基づく電気量が所定値を超えたと
き、前記保護対象の回路を開放するように指令を与える
ためのものであって、4からの出力波形に基づき所定周
期における2つの直流分を検出し、該2つの直流分の差
が所定範囲を超えたとき2の異常を判定する機能を有す
るCPU回路6を備えたもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばスイッチギ
ャ(開閉装置)に使用される保護継電器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の保護継電器において、ア
ナログ検出回路が正常に機能することは、必要不可欠な
ことである。そのアナログ検出回路の機能が正常か異常
かを判定する方法として、三相のバランスを監視するよ
うにしたものがある。
【0003】これは、主回路等の電流、電圧といった三
相の入力電気量が正常であるにかかわらず、あるいは保
護継電器内部のフィルタ回路2の入力側から演算回路1
1までの正常動作が確認されているにもかかわらず、一
相の電気量が他相の電気量より大きく検出され、三相の
バランスが崩れたことにより、アナログ検出回路の異
常、特にフィルタ回路2の異常を検出する方法である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上述べた従来の保護
継電器にあっては、アナログ検出回路、特にフィルタ回
路の健全性を監視する方法として、三相のバランス監視
を実施するには、三相分の電気量が必要になる。
【0005】さらに、通常使用時に三相の電気量のバラ
ンス異常が検出された場合に、外部からの入力電気量が
本当に正常レベルで入力されているかを判断する条件が
必要になる。もし、仮にその条件が満たされていなけれ
ば、アナログ検出回路の異常(フィルタ回路2の異常)
なのかの判断がつかなくなる。
【0006】このように、従来の構成は、三相回路のバ
ランス監視のできない回路、または単相回路でのフィル
タ回路の異常監視が不可能になる。
【0007】本発明は、このような事情に基づいてなさ
れたもので、三相入力を必ずしも必要とはせず、単相の
みでもフィルタ回路の正常/異常の判定を常時行うこと
ができる保護継電器を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を実現するた
め、請求項1に対応する発明は、保護対象の交流系統か
らの交流波形を取込み、該交流波形のノイズを除去する
フィルタ回路と、前記フィルタ回路からの交流波形を反
転する反転回路と、前記反転回路からの出力波形ならび
に前記フィルタ回路からの出力波形を前記反転回路を介
さず直接入力し、両者の波形をそれぞれ半波整流する半
波整流回路と、前記半波整流回路の出力波形に基づく電
気量が所定値を超えたとき、前記保護対象の回路を開放
するように指令を与えるためのものであって、前記半波
整流回路からの出力波形に基づき所定周期における2つ
の直流分を検出し、該2つの直流分の差が所定範囲を超
えたとき前記フィルタ回路の異常を判定する機能を有す
る演算回路とを備えた保護継電器である。
【0009】前記目的を実現するため、請求項2に対応
する発明は、保護対象の交流系統からの交流波形を取込
み、該交流波形のノイズを除去するフィルタ回路と、前
記フィルタ回路からの交流波形を反転する反転回路と、
前記反転回路からの出力波形ならびに前記フィルタ回路
からの出力波形を前記反転回路を介さず直接入力し、両
者の波形をそれぞれ半波整流する半波整流回路と、前記
フィルタ回路の入力側に設けられ、該フィルタ回路の健
全性を監視する際に所定の基準監視電圧を入力する基準
監視電圧発生回路と、前記半波整流回路の出力波形に基
づく電気量が所定値を超えたとき、前記保護対象の回路
を開放するように指令を与えるためのものであって、前
記所定の基準監視電圧に基づき所定周期における2つの
直流分を検出し、該2つの直流分の差が所定範囲を超え
たとき前記フィルタ回路の異常を判定する機能を有する
演算回路とを備えた保護継電器である。
【0010】前記目的を実現するため、請求項3に対応
する発明は、前記フィルタ回路の異常を判定した場合
に、当該フィルタ回路に関係する電気量を使用する保護
要素をブロックするブロック手段とを有する請求項1ま
たは請求項2記載の保護継電器である。
【0011】前記目的を実現するため、請求項4に対応
する発明は、前記所定周期における2つの直流分を検出
する際の演算方法は、波形平均値演算方法、実効値演算
方法、二値加算方法、面積方法、振幅二乗方法、連続2
サンプル演算方法、連続3サンプル演算方法のいずれか
を使用する請求項1または請求項2記載の保護継電器で
ある。
【0012】請求項1〜請求項4のいずれかに対応する
発明によれば、アナログ検出回路のなかのフィルタ回路
部分に関し、該フィルタ回路の少なくとも1相回路で直
流分を検出することで、三相同時入力を必ずしも必要と
はせず、単相のみでもフィルタ回路の正常/異常の判定
を常時行うことができ、この結果信頼性が向上する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明するが、はじめに本発明の原理につ
いて図1を参照して説明する。図1(1)はその概略構
成を示すブロック図であり、演算回路を構成する例えば
CPU回路(中央演算処理回路)6により、半波整流回
路4からの出力波形に基づき所定周期における2つの直
流分を検出し、該2つの直流分の差が所定範囲を超えた
とき、フィルタ回路2の異常を判定するように構成した
点に特徴を有する。
【0014】具体的には、保護対象の交流系統からの交
流波形を補助変成器1を介して取込み、該交流波形のノ
イズを除去するフィルタ回路2と、フィルタ回路2から
の交流波形を反転する反転回路3と、反転回路3からの
出力波形ならびにフィルタ回路2からの出力波形を反転
回路3を介さず直接入力し、両者の波形をそれぞれ半波
整流する半波整流回路4と、半波整流回路4の出力波形
(アナログ値)をディジタル値に変換するA/D変換回
路5と、A/D変換回路5により得られる電気量が所定
値を超えたとき、保護対象の回路に有する遮断器を開放
するように指令を与えるためのものであって、半波整流
回路4からの出力波形に基づき所定周期における2つの
直流分を検出し、該2つの直流分の差が所定範囲を超え
たときフィルタ回路2の異常を判定する機能を有するC
PU回路6とからなる保護継電器である。
【0015】以上述べた構成は、少なくとも1相だけで
あっても、二相あるいは三相全てを同一構成としても、
フィルタ回路2の異常を判定することができる。
【0016】ここで、直流分検出とフィルタ回路異常検
出のしくみについて、図1の(2)から(7)を参照し
て説明する。図1の(2)は、フィルタ回路2の出力波
形2aであって、フィルタ回路2が正常の場合の電流波
形または電圧波形で、正弦波形となっている。
【0017】図1の(3)は半波整流回路4の出力波形
4a,4bであり、図1の(4)は、CPU回路6が後
述する直流分演算方法により図1の(3)から直流分6
a,6bを演算した波形を示している。
【0018】図1の(5)〜(7)はいずれもフィルタ
回路2が故障した場合の電流波形または電圧波形で、図
1の(5)はフィルタ回路2の出力波形2Aであり、図
1の(6)は半波整流回路4の出力波形4A,4Bであ
り、図1の(7)は、CPU回路6が例えば波形平均値
演算方法により図1の(6)から直流分を演算した波形
を示している。
【0019】これらの図から明らかなように、フィルタ
回路2が正常の時は直流分6a,6bの差分がほぼ等し
い関係にある。
【0020】これが仮に、フィルタ回路2が故障した場
合、フィルタ回路2の出力波形は2Aのように正負のど
ちらかに振り切れた波形になる。すると、半波整流回路
4で得られる波形は4A,4Bとなり、この波形の直流
分を算出すると6A、6Bが求められる。このとき6A
と6Bには差分が生じることになる。
【0021】この差分が発生した時に、CPU回路6は
フィルタ回路2が異常であると判定する。つまり、本発
明は半波整流回路4の出力である半波波形の直流分の差
分を検出することにより、フィルタ回路2の健全性を監
視する保護継電器である。
【0022】半波整流回路4により半波波形4a、4b
に変換される。この半波波形4a、4bをCPU演算回
路6にて波形平均値(直流分)6a、6bを算出する。
この波形平均値(直流分)の差があるレベル以上である
とフィルタ回路の異常と判断する。
【0023】以上述べた本発明によれば、アナログ検出
回路のなかのフィルタ回路2の部分に関し、該フィルタ
回路2の少なくとも1相回路で直流分を検出する構成に
なるようにしたので、三相入力を必ずしも必要とはせ
ず、単相のみでもフィルタ回路の正常/異常の判定を常
時行うことができ、この結果信頼性が向上する。
【0024】<第1の実施形態>図2は、第1の実施形
態を説明するための図であり、(1)はその構成を説明
するためのブロック図であり、図1と異なる点は、CP
U回路61の構成である。具体的には、(2)で示すフ
ィルタ回路2の出力波形を、(3)で示す半波整流回路
4により半波整流し、該半波波形4a、4bからCPU
演算回路61は、波形平均値演算方法により(4)で示
すように直流分61a、61bを算出し、この波形平均
値(直流分)の差があるレベル以上であるとフィルタ回
路2の異常と判断するものである。
【0025】波形平均値演算方法は、1周期の間におけ
る半波波形4a、4bをそれぞれ平均して直流分を求め
る方法である。
【0026】このように構成することで、図1の回路と
同様な作用効果が得られる。
【0027】<第2の実施形態>図3は、第2の実施形
態を説明するための図であり、(1)はその構成を説明
するためのブロック図であり、図1と異なる点は、フィ
ルタ回路21の入力側に所定の基準監視電圧を入力でき
るように、基準監視電圧発生回路7とスイッチ8の直列
回路を新たに設け、これにより得られる基準監視電圧か
ら2つの直流分を検出するようにした点である。
【0028】具体的には、該基準監視電圧は、フィルタ
回路21、反転回路3、半波整流回路41により、
(3)に示すように半波波形41a、41bに変換され
る。この半波波形41a、41bをCPU演算回路62
にて(4)に示すように直流分62a、62bを算出す
る。この直流分の差があるレベル以上であるとフィルタ
回路21の異常と判断する。
【0029】以上のような方法でフィルタ回路21の異
常を判定した場合に、当該フィルタ回路に関係する電気
量(計測)を使用する保護要素をブロックする[例え
ば、電流のフィルタ回路21が異常の時、OC(過電流
保護)特性、INST(瞬時過電流保護)特性などの電
流保護要素をブロックする]機能を有する保護継電器で
ある。
【0030】以上述べた第2の実施形態も第1の実施形
態と同様な作用効果が得られる。
【0031】<変形例>前述の実施形態では、半波整流
回路の出力波形から直流分を演算する方法として波形平
均値演算方法を例に挙げて説明したが、これに限らず実
効値演算方法、二値加算方法、面積方法、振幅二乗方
法、連続2サンプル演算方法、連続3サンプル演算方法
のいずれかの演算方法を使用する保護継電器であっても
よい。これらの演算方法は、公知例えば電気共同研究<
(第41巻、第4号)、ディジタルリレー、昭和61年
1月、社団法人電気共同研究会発行>の文献に開示され
ている、振幅値を演算する方法と同一である。
【0032】また、前述の実施形態では、フィルタ回路
の入力としては電圧波形、電流波形を取り込むようにし
たが、このフィルタ回路の入力としては、事故時の直流
分検出を考慮して、電圧、電流、零相電流、零相電圧な
どのいずれかでもよく、フィルタ回路は入力電気量を応
じて変更しても、前述の実施形態と同様な作用効果が得
られる。
【0033】
【発明の効果】以上述べた本発明によれば、三相入力を
必ずしも必要とはせず、単相のみでもフィルタ回路の正
常/異常の判定を常時行うことができ、この結果、誤動
作防止が実現でき、信頼性が向上する保護継電器を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による保護継電器の原理を説明するため
のブロック図。
【図2】本発明による保護継電器の第1の実施形態を示
すブロック図。
【図3】本発明による保護継電器の第2の実施形態を示
すブロック図。
【符号の説明】
1…補助変成器 2,21…フィルタ回路 3…反転回路 4,41…半波整流回路 5…A/D変換回路 6,61…CPU回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 保護対象の交流系統からの交流波形を取
    込み、該交流波形のノイズを除去するフィルタ回路と、 前記フィルタ回路からの交流波形を反転する反転回路
    と、 前記反転回路からの出力波形ならびに前記フィルタ回路
    からの出力波形を前記反転回路を介さず直接入力し、両
    者の波形をそれぞれ半波整流する半波整流回路と、 前記半波整流回路の出力波形に基づく電気量が所定値を
    超えたとき、前記保護対象の回路を開放するように指令
    を与えるためのものであって、前記半波整流回路からの
    出力波形に基づき所定周期における2つの直流分を検出
    し、該2つの直流分の差が所定範囲を超えたとき前記フ
    ィルタ回路の異常を判定する機能を有する演算回路と、 を備えたことを特徴とする保護継電器。
  2. 【請求項2】 保護対象の交流系統からの交流波形を取
    込み、該交流波形のノイズを除去するフィルタ回路と、 前記フィルタ回路からの交流波形を反転する反転回路
    と、 前記反転回路からの出力波形ならびに前記フィルタ回路
    からの出力波形を前記反転回路を介さず直接入力し、両
    者の波形をそれぞれ半波整流する半波整流回路と、 前記フィルタ回路の入力側に設けられ、該フィルタ回路
    の健全性を監視する際に所定の基準監視電圧を入力する
    基準監視電圧発生回路と、 前記半波整流回路の出力波形に基づく電気量が所定値を
    超えたとき、前記保護対象の回路を開放するように指令
    を与えるためのものであって、前記所定の基準監視電圧
    に基づき所定周期における2つの直流分を検出し、該2
    つの直流分の差が所定範囲を超えたとき前記フィルタ回
    路の異常を判定する機能を有する演算回路と、 を備えたことを特徴とする保護継電器。
  3. 【請求項3】 前記フィルタ回路の異常を判定した場合
    に、当該フィルタ回路に関係する電気量を使用する保護
    要素をブロックするブロック手段と、 を有する請求項1または請求項2記載の保護継電器。
  4. 【請求項4】 前記所定周期における2つの直流分を検
    出する際の演算方法は、波形平均値演算方法、実効値演
    算方法、二値加算方法、面積方法、振幅二乗方法、連続
    2サンプル演算方法、連続3サンプル演算方法のいずれ
    かを使用することを特徴とする請求項1または請求項2
    記載の保護継電器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101770926B1 (ko) 2016-12-30 2017-08-23 엘에스산전 주식회사 직류 성분에 의한 전기적 외란 검출 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101770926B1 (ko) 2016-12-30 2017-08-23 엘에스산전 주식회사 직류 성분에 의한 전기적 외란 검출 방법
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