JP2001238345A - 保護継電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直流電源に交流信号が重畳してもトリップ指
令が不要に出力されるのを防止すること。 【解決手段】 バッテリ１０のプラス電源端子Ｐとマイ
ナス電源子Ｎとを結ぶ電源回路中に、他の装置からのト
リップ信号によって回路を閉じるリレー接点１６を間に
して、リレー回路１２、１４を挿入する。リレー回路１
２、１４のトリップリレー１２ｂ、１４ｂと直列に充放
電防止用ダイオード１２ｄ、１４ｄを直列に接続し、対
地静電容量放電用高抵抗１２ｆ、１４ｆを並列に接続
し、直流電源に交流信号が重畳されたときに、この交流
信号によって対地静電容量Ｃ１、Ｃ２を介して充放電が
繰り返されるのをダイオード１２ｄ、１４ｄによって防
止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、保護継電装置に係
り、特に、電力系統の変電所などに設置された遮断器を
系統の事故時にトリップするに好適な保護継電装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電力系統の変電所などに設置された遮断
器を系統の事故時にトリップする保護継電装置として、
ディジタル型保護継電装置が知られている。この保護継
電装置は、例えば、図２に示すように、２つのトリップ
リレー５０、５２、各トリップリレー５０、５２のリレ
ー接点５４、５６、他の保護継電装置からのトリップ信
号に応答して回路を閉じるリレー接点５８を備えてお
り、他の保護継電装置からのトリップ信号に応答してリ
レー接点５８が回路を閉じると、トリップリレー５０、
５２のリレーコイルが励磁されてリレー接点５４、５６
がともに回路を閉じ、遮断器に対してトリップ指令が出
力されるようになっている。この場合、２つのトリップ
リレー５０、５２のリレーコイルがともに励磁されてリ
レー接点５４、５６がともに回路を閉じたときにのみト
リップ指令が出力されるため、一方のトリップリレーの
誤動作によってトリップ指令が出力されるのを防止する
ようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、
トリップリレー５０、５２を直列に接続するとともにリ
レー接点５４、５６を直列に接続しているため、一方の
トリップリレーの誤動作によってトリップ指令が誤って
出力されるのを防止することはできる。しかし、バッテ
リ６０のプラス側またはマイナス側に、サージ等に伴う
交流信号が重畳すると（直流電源に交流電源が混触する
と）、破線で示すように、盤間のケーブル対地静電容量
６２、６４を介して交流電流が流れ、トリップリレー５
０、５２が交互に動作することがある。トリップリレー
５０、５２が交互に動作する過程で、各トリップリレー
５０、５２の動作タイミングに重なりが生じると、この
ラップ時間によってはトリップ指令が不要に出力される
ことがある。

【０００４】本発明の目的は、直流電源に交流信号が重
畳してもトリップ指令が不要に出力されるのを防止する
ことができる保護継電装置を提供することになる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、直流電源の両電源端子間を結ぶ電源回路
中に挿入されて電圧または電流の値が設定感度になった
ときに動作するトリップリレーと、このトリップリレー
と直列に接続されて前記トリップリレーに対して直流電
流のみを流す整流素子とを含むリレー回路と、前記トリ
ップリレーとともに前記電源回路中に挿入されてトリッ
プ信号の入力により前記電源回路を閉じるトリップリレ
ー制御回路と、前記トリップリレーの動作に応答して遮
断器に対してトリップ指令を出力するトリップ指令回路
とを備えてなる保護継電装置を構成したものである。

【０００６】前記保護継電装置を構成するに際しては、
リレー回路に含まれる整流素子の代わりに、リレー回路
に、トリップリレーと並列に接続されて対地静電容量と
放電回路を形成する抵抗素子を設けることもできる。さ
らに、リレー回路のトリップリレーに直列または並列接
続される素子として、トリップリレーと直列に接続され
てトリップリレーに対して直流電流のみを流す整流素子
と、トリップリレーと並列に接続されて対地静電容量と
放電回路を形成する抵抗素子を設けることもできる。

【０００７】前記各保護継電装置を構成するに際して
は、以下の要素を付加することができる。

【０００８】（１）前記リレー回路は、前記トリップリ
レーに並列接続されて前記トリップリレーの電流感度を
調整する電流感度調整用抵抗を含む。

【０００９】（２）前記リレー回路は、前記トリップリ
レーに直列接続されて前記トリップリレーの電圧感度を
調整する電圧感度調整用ツェナーダイオードを含む。

【００１０】（３）前記リレー回路と前記トリップ指令
回路を複数個備え、前記複数個のリレー回路は、前記ト
リップリレー制御回路とともに互いに直列に接続され、
前記複数個のトリップ指令回路は、互いに直列に接続さ
れて前記各トリップリレーの動作を条件にトリップ指令
を出力してなる。

【００１１】前記した手段によれば、トリップリレーと
直列に整流素子を接続するようにしたため、直流電源に
サージなどに伴って交流信号が重畳しても対地静電容量
を介して重放電を繰り返すのを防止することができ、ト
リップ指令が誤って出力されるのを防止することができ
るとともに、信頼性の向上に寄与することが可能にな
る。

【００１２】また、前記した手段によれば、トリップリ
レーと並列に対地静電容量に対する放電回路を形成する
抵抗素子を接続するようにしたため、直流電源にサージ
に伴う交流信号が重畳しても、対地静電容量に充電され
た電荷を抵抗素子を介して放電させることができ、トリ
ップ指令が誤って出力されるのを防止することができる
とともに、信頼性の向上に寄与することができる。

【００１３】また、前記した手段によれば、トリップリ
レーに並列接続された電流感度調整用抵抗の抵抗値を調
整することにより電流感度を低下させることができる。
さらに、トリップリレーと直列に電圧感度調整用ツェナ
ーダイオードを直列に接続することでトリップリレーの
電圧感度を低下させることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す
保護継電装置の全体構成図である。図１において、直流
電源となるバッテリ１０のプラス電源端子Ｐとマイナス
電源端子Ｎとを結ぶ電源回路中にリレー回路１２、１
４、リレー接点１６が挿入されており、リレー接点１６
を間にしてリレー回路１２、１４が互いに直列に接続さ
れている。

【００１５】リレー回路１２は、電圧感度調整用ツェナ
ーダイオード１２ａ、トリップリレー１２ｂ、補助抵抗
１２ｃ、充放電防止用ダイオード１２ｄ、電流感度調整
用抵抗１２ｅ、対地静電容量放電用高抵抗１２ｆを備え
て構成されており、リレー回路１４は、電圧感度調整用
ツェナーダイオード１４ａ、トリップリレー１４ｂ、補
助抵抗１４ｃ、充放電防止用ダイオード１４ｄ、電流感
度調整用抵抗１４ｅ、対地静電容量放電用高抵抗１４ｆ
を備えて構成されている。

【００１６】トリップリレー１２ｂはツェナーダイオー
ド１２ａ、補助抵抗１２ｃ、ダイオード１２ｄとともに
互いに直列に接続されており、ツェナーダイオード１２
ａのカソード側とダイオード１２ｄのアノード側に抵抗
１２ｅが並列に接続され、ツェナーダイオード１２ａの
カソード側とダイオード１２ｄのアノード側に高抵抗１
２ｆが並列に接続されている。トリップリレー１２ｂは
電圧または電流の値が設定感度になったときにリレーコ
イルが励磁されてオン動作するようになっている。トリ
ップリレー１２ｂが動作すると、トリップリレー１２ｂ
のリレー接点１８が回路を閉じるように構成されてい
る。

【００１７】トリップリレー１４ｂはツェナーダイオー
ド１４ａ、補助抵抗１４ｃ、ダイオード１４ｄとともに
互いに直列に接続されており、ツェナーダイオード１４
ａのアノード側とダイオード１４ｄのカソード側に抵抗
１４ｅが並列に接続され、ツェナーダイオード１４ａの
アノード側とダイオード１４ｄのアノード側に高抵抗１
４ｆが並列に接続されている。トリップリレー１４ｂは
電圧または電流の値が設定感度になったときにリレーコ
イルが励磁されてオン動作するようになっている。トリ
ップリレー１４ｂが動作すると、トリップリレー１４ｂ
のリレー接点２０が回路を閉じるように構成されてい
る。

【００１８】トリップリレー１２ｂ、１４ｂの電流感度
は、例えば、盤間のケーブル対地静電容量を最大３μＦ
（磐間距離で４．２ｋｍ相当）とした場合、通常、約３
４０ｍＡであるが、本実施形態においては、トリップリ
レー１２ｂ、１４ｂの接点容量、他の保護継電器に用い
られるリレーの熱容量や接点開閉容量を考慮し、トリッ
プリレー１２ｂ、１４ｂと並列に抵抗１２ｅ，１４ｅを
それぞれ接続することで、トリップリレー１２ｂ、１４
ｂの電流感度を５０〜１００ｍＡに低下させることとし
ている。

【００１９】さらに、本実施形態においては、トリップ
リレー１２ｂ、１４ｂと直列にツェナーダイオード１２
ａ、１４ａを挿入することにより、トリップリレー１２
ｂ、１４ｂの電圧感度を通常の電圧感度よりも数分の１
程度低下させて３０〜４０Ｖに設定することとしてい
る。

【００２０】また、リレー回路１２、１４のダイオード
１２ｄ、１４ｄは、トリップリレー１２ｂ、１４ｂに対
して直流電流のみを流す整流素子として構成されてお
り、直流電源にサージなどに伴って交流信号が重畳し、
リレー接点１６がオフの状態においても対地静電容量Ｃ
１、Ｃ２を介して交流信号が流れた場合でも、充放電が
繰り返されるのをダイオード１２ｄ、１４ｄによって防
止するようになっている。さらに、直流電源に交流信号
が重畳して静電容量Ｃ１、Ｃ２に電荷が充電されたとき
には、高抵抗１２ｆ、１４ｆによって放電回路を形成し
て静電容量Ｃ１、Ｃ２の電荷を放電するように構成され
ている。

【００２１】一方、リレー接点１６は、他の保護継電装
置によって系統の事故などが検出されてトリップ信号が
出力されたときに、他の保護継電装置からのトリップ信
号の入力により電源回路を閉じるトリップリレー制御回
路を構成するようになっている。すなわち、リレー接点
１６が開の状態のときにはトリップリレー１２ｂ、１４
ｂはオフの状態にあり、リレー接点１６が閉じたときに
トリップリレー１２ｂ、１４ｂが動作するようになって
いる。

【００２２】リレー接点１８、２０は互いに直列接続さ
れて電源に接続されており、トリップリレー１２ｂ、１
４ｂの動作によってリレー接点１８、２０が回路を閉じ
たときに、遮断器に対してトリップ指令を出力するよう
になっている。すなわちリレー接点１８、２０はトリッ
プ指令回路を構成するようになっている。

【００２３】なお、バッテリ１０のプラス電源端子Ｐと
マイナス電源端子Ｎにはフィルタ素子２２、２４、２６
が接続されている。

【００２４】上記構成において、リレー接点１６がオフ
（開の状態）のときに、他の保護継電装置からリレー接
点１６にトリップ信号が入力されると、リレー接点１６
がトリップ信号に応答して回路を閉じる。これによりト
リップリレー１２ｂ、１４ｂが共に動作し、リレー接点
１８、２０が回路を閉じる。この結果、遮断器に対して
トリップ指令が出力される。トリップ指令によって遮断
器がトリップされると系統の事故時に系統の機器などを
保護することができる。

【００２５】一方、リレー接点１６がオフ（開の状態）
のときに、サージなどによって直流電源に交流信号が重
畳すると、プラス電源端子Ｐ、トリップリレー１２ｂ、
ダイオード１２ｄ、対地静電容量Ｃ１、アースを結ぶラ
インまたはマイナス電源端子Ｎ、トリップリレー１４
ｂ、ダイオード１４ｄ、対地静電容量Ｃ２、アースを結
ぶラインが交流信号の伝送路として形成される。しか
し、これらのラインの間にはダイオード１２ｄ、１４ｄ
が挿入されているため、各ラインに交流信号が重畳して
も交流信号が充放電を繰り返したり、トリップリレー１
２ｂ、１４ｂがともにオンになってリレー接点１８、２
０が共に回路を閉じたりするのを防止することができ、
トリップ指令が不要に出力されるのを防止することがで
きるとともに、安定した電力供給および電力系統の信頼
性の向上に寄与することができる。

【００２６】さらに、対地静電容量Ｃ１、Ｃ２に充電さ
れた電荷は高抵抗１２ｆ、１４ｆを介して放電されるの
で、トリップ指令が不要に出力されるのを防止すること
ができ、安定した電力供給および電力系統の信頼性の向
上に寄与することができる。

【００２７】前記実施形態においては、リレー回路を２
個設けて２重化したものについて述べたが、単一のリレ
ー回路の場合でも本発明を適用することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
トリップリレーと直列に整流素子を接続するようにした
ため、直流電源にサージなどに伴って交流信号が重畳し
ても対地静電容量を介して重放電を繰り返すのを防止す
ることができ、トリップ指令が誤って出力されるのを防
止することができるとともに、信頼性の向上に寄与する
ことが可能になる。

【００２９】また、本発明によれば、トリップリレーと
並列に対地静電容量に対する放電回路を形成する抵抗素
子を接続するようにしたため、直流電源にサージに伴う
交流信号が重畳しても、対地静電容量に充電された電荷
を抵抗素子を介して放電させることで、トリップ指令が
誤って出力されるのを防止することができ、信頼性の向
上に寄与することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す保護継電装置の全体
構成図である。

【図２】従来例の全体構成図である。

【符号の説明】

１０ バッテリ １２、１４ リレー回路 １６、１８、２０ リレー接点 １２ａ、１４ａ 電圧感度調整用ツェナーダイオード １２ｂ、１４ｂ トリップリレー １２ｃ、１４ｃ 補助抵抗 １２ｄ、１４ｄ 充放電防止用ダイオード １２ｅ、１４ｅ 電流感度調整用抵抗 １２ｆ、１４ｆ 対地静電容量放電用高抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 茂 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分事業所内 (72)発明者 野呂 純 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分事業所内 (72)発明者 久米 彩登 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分事業所内 Ｆターム(参考） 5G042 EE03

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源の両電源端子間を結ぶ電源回路
   中に挿入されて電圧または電流の値が設定感度になった
   ときに動作するトリップリレーと、このトリップリレー
   と直列に接続されて前記トリップリレーに対して直流電
   流のみを流す整流素子とを含むリレー回路と、前記トリ
   ップリレーとともに前記電源回路中に挿入されてトリッ
   プ信号の入力により前記電源回路を閉じるトリップリレ
   ー制御回路と、前記トリップリレーの動作に応答して遮
   断器に対してトリップ指令を出力するトリップ指令回路
   とを備えてなる保護継電装置。
2. 【請求項２】 直流電源の両電源端子間を結ぶ電源回路
   中に挿入されて電圧または電流の値が設定感度になった
   ときに動作するトリップリレーと、このトリップリレー
   と並列に接続されて対地静電容量に対する放電回路を形
   成する抵抗素子とを含むリレー回路と、前記トリップリ
   レーとともに前記電源回路中に挿入されてトリップ信号
   の入力により前記電源回路を閉じるトリップリレー制御
   回路と、前記トリップリレーの動作に応答して遮断器に
   対してトリップ指令を出力するトリップ指令回路とを備
   えてなる保護継電装置。
3. 【請求項３】 直流電源の両電源端子間を結ぶ電源回路
   中に挿入されて電圧または電流の値が設定感度になった
   ときに動作するトリップリレーと、このトリップリレー
   と直列に接続されて前記トリップリレーに対して直流電
   流のみを流す整流素子と、前記トリップリレーと並列に
   接続されて対地静電容量に対する放電回路を形成する抵
   抗素子とを含むリレー回路と、前記トリップリレーとと
   もに前記電源回路中に挿入されてトリップ信号の入力に
   より前記電源回路を閉じるトリップリレー制御回路と、
   前記トリップリレーの動作に応答して遮断器に対してト
   リップ指令を出力するトリップ指令回路とを備えてなる
   保護継電装置。
4. 【請求項４】 前記リレー回路は、前記トリップリレー
   に並列接続されて前記トリップリレーの電流感度を調整
   する電流感度調整用抵抗を含むことを特徴とする請求項
   １、２または３のうちいずれか１項に記載の保護継電装
   置。
5. 【請求項５】 前記リレー回路は、前記トリップリレー
   に直列接続されて前記トリップリレーの電圧感度を調整
   する電圧感度調整用ツェナーダイオードを含むことを特
   徴とする請求項１、２、３または４のうちいずれか１項
   に記載の保護継電装置。
6. 【請求項６】 前記リレー回路と前記トリップ指令回路
   を複数個備え、前記複数個のリレー回路は、前記トリッ
   プリレー制御回路とともに互いに直列に接続され、前記
   複数個のトリップ指令回路は、互いに直列に接続されて
   前記各トリップリレーの動作を条件にトリップ指令を出
   力してなることを特徴とする請求項１、２、３、４また
   は５のうちいずれか１項に記載の保護継電装置。