JP2002186164A - ディジタルリレー - Google Patents

ディジタルリレー

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JP2002186164A
JP2002186164A JP2000383401A JP2000383401A JP2002186164A JP 2002186164 A JP2002186164 A JP 2002186164A JP 2000383401 A JP2000383401 A JP 2000383401A JP 2000383401 A JP2000383401 A JP 2000383401A JP 2002186164 A JP2002186164 A JP 2002186164A
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Japan
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voltage
tap
resistance
circuit
voltage dividing
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Masaaki Taira
正明 平
Toyoji Harada
豊司 原田
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Nissin Electric Co Ltd
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Nissin Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】タップ整定回路1の故障診断を、ディジタルリ
レーの演算処理部が自動的に行うようにする。 【解決手段】計測の対象となる補助変流器2の出力電圧
を所望の分圧比で抵抗分圧するタップ整定回路1と、前
記計測の対象となる入力電圧に直流バイアスを与える直
流発生回路9とを備え、直流発生回路9の出力電圧の直
流分をしきい値と比較し、比較の結果を出力する。 【効果】どのタップ孔にもタップネジが通されていない
場合(タップし忘れ)、又はゴミ若しくはネジのゆるみ
などでタップネジの接触が不良になった場合を発見する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、計測の対象となる
入力電圧を所望の分圧比で抵抗分圧する抵抗分圧回路を
備えるディジタルリレーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディジタルリレーは、送電線や配電線の
保護をするために用いられるもので、変流器や変圧器が
検出した電流信号や電圧信号(交流信号)を、その入力
としている。ディジタルリレーは、検出した信号を、デ
ィジタルリレーが取り扱いやすい範囲の電圧に変換する
ための補助変流器を有している。さらに前記変流器や変
圧器の変換比に合わせて補助変流器の出力電圧を補正す
るための抵抗分圧回路(例えばタップ整定回路)を有し
ているものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記抵抗分圧回路を有
するディジタルリレーでは、実際に機械式スイッチやタ
ップネジといった部材を、人間が操作して設定するた
め、操作ミスや、接触不良が起こり得る。ところが、こ
れらの操作ミスや接触不良が起こっても、ディジタルリ
レーの演算処理部(CPU)では、タップ整定回路の故
障か、それ以外の回路、例えば補助変流器の故障なの
か、送電線や配電線に設置された変流器や変圧器の故障
なのか、断定できない。
【0004】そこで、本発明は、抵抗分圧回路の故障診
断を、演算処理部が自動的に行うことのできるディジタ
ルリレーを実現することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】(1)本発明のディジタル
リレーは、計測の対象となる入力電圧を所望の分圧比で
抵抗分圧する抵抗分圧回路を備え、前記計測の対象とな
る入力電圧に直流バイアスを与える直流バイアス付与手
段と、抵抗分圧回路の出力電圧の直流分をしきい値と比
較し、比較の結果を出力する判定処理手段とを備えるも
のである(請求項1)。
【0006】前記の構成によれば、抵抗分圧回路の出力
電圧の直流分が、抵抗分圧回路の分圧比から考えられる
最小電圧よりも小さくなれば、抵抗分圧回路の設定も
れ、又は接触不良と考えることができる。したがって、
抵抗分圧回路の出力電圧の直流分をしきい値と比較し、
比較の結果を出力し、管理者がこの結果をチェックする
ことにより、抵抗分圧回路の設定もれ、又は接触不良を
発見することができる。 (2) 本発明のディジタルリレーは、計測の対象となる入
力電圧を所望の分圧比で抵抗分圧する抵抗分圧回路を備
え、抵抗分圧前の入力電圧を測定する第1の測定器と、
抵抗分圧回路の出力電圧を測定する第2の測定器と、第
1の測定器の出力値と、第2の測定器との出力値とを比
較し、その比をしきい値と比較し、比較の結果を出力す
る判定処理手段とを備えるものである(請求項2)。
【0007】抵抗分圧前の入力電圧に対する抵抗分圧回
路の出力電圧の比が、抵抗分圧回路の分圧比から考えら
れる最小電圧よりも小さくなれば、抵抗分圧回路の設定
もれ、又は接触不良と考えることができる。したがっ
て、前記比をしきい値と比較し、比較の結果を出力し、
管理者がこの結果をチェックすることにより、抵抗分圧
回路の設定もれ、又は接触不良を発見することができ
る。 (3) 本発明のディジタルリレーは、計測の対象となる入
力電圧を所望の分圧比で抵抗分圧する抵抗分圧回路を備
えるディジタルリレーであって、抵抗分圧前の入力電圧
を測定する第1の測定器と、抵抗分圧回路の出力電圧を
測定する第2の測定器と、抵抗分圧回路を手動で設定し
た場合の分圧設定値を入力する入力手段と、分圧設定値
と、第1の測定器の出力値と第2の測定器との出力値と
の比とを対応づけるテーブルを記憶する記憶手段と、第
1の測定器の出力値と、第2の測定器との出力値とを比
較し、その比を求めるとともに、入力手段により入力さ
れた分圧設定値に応じた比を前記記憶手段から読み出
し、両比を比較し、比較の結果を出力する判定処理手段
とを備えるものである(請求項3)。
【0008】この発明によれば、分圧設定値と、第1の
測定器の出力値と第2の測定器との出力値との比とは、
理論的に対応付け可能なので、その結果を記憶手段に記
憶させておく。そして、管理者が、抵抗分圧回路を手動
で設定した場合の分圧設定値を入力手段により入力すれ
ば、入力手段により入力された分圧設定値に応じた比を
前記記憶手段から読み出す。実際の運用状態又は模擬運
用状態で、第1の測定器の出力値と、第2の測定器との
出力値とを比較し、その比を求め、前記読み出された比
と比較することにより、手動で設定した抵抗分圧回路の
分圧設定値が、正しかったかどうか、つまり、設定ミス
や接触不良がなかったかどうか、確認することができ
る。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面を参照しながら詳細に説明する。 −ディジタルリレーの概要− 図1は、本発明が適用されるディジタルリレーの回路図
である。ディジタルリレーは、変流器や変圧器で測定し
た系統の電流値や電圧値を入力する補助変流器2、補助
変流器2の出力を補正するためのタップ整定回路1、タ
ップ整定後の電圧信号を入力し、シリアル信号に変換す
るマルチプレクサ3、マルチプレクサ3の出力アナログ
信号をディジタル信号に変換するA/D変換器4、リレ
ー動作のための演算をする演算処理部(CPU)5、各
種データを保存するRAM6、本発明に関係するしきい
値を保存するROM7、補助リレーを動作させるととも
に、キーボードやディスプレイとインターフェイスをと
るための入出力回路8等を有している。前記A/D変換
器4、CPU5、RAM6、ROM7、入出力回路8
は、バスによって接続されている。
【0010】−第1の実施形態− 図2は、補助変流器2及びタップ整定回路1の詳細な回
路図である。補助変流器2は、電流や電圧を入力する一
次巻線21と、電圧変換するための二次巻線22を備え
ている。二次巻線22の一端はタップ整定回路1に、他
端は直流バイアス電圧を乗せるための直流発生回路9に
接続されている。タップ整定回路1は、複数の抵抗器R
1〜R7を直列につないでおり、一番接地に近い抵抗器
R7以外の各抵抗器R1〜R6には、それぞれタップ孔
が接続されている。管理者は、いずれかのタップ孔にタ
ップネジを通すことにより、分圧比を選択することがで
きる。
【0011】この第1の実施形態では、直流発生回路9
が存在するため、補助変流器2の出力点aには、常に直
流電圧Vaが重畳されている。したがって、オフセット
電圧が乗った形になる。次に、前記回路の作用を説明す
る。いずれかのタップ孔にタップネジを通していて、タ
ップネジの接触も良好である場合、タップ整定回路1の
出力点bには、タップ位置に応じた直流電圧が現れる。
【0012】例えば、タップ位置が一番上のT1である
場合、出力点bには出力点aの直流電圧Vaがそのまま
現れる。タップ位置が2番上のT2である場合、出力点
bには出力点aの直流電圧Vaを (R2+R3+R4+R5+R6+R7)/(R1+R
2+R3+R4+R5+R6+R7) で分圧した直流電圧が現れる。タップ位置が1番下のT
6である場合、出力点bには出力点aの直流電圧Vaを (R6+R7)/(R1+R2+R3+R4+R5+R
6+R7) で分圧した直流電圧が現れる。
【0013】ところが、どのタップ孔にもタップネジが
通されていない場合(タップし忘れ)、又はゴミ若しく
はネジのゆるみなどでタップネジの接触が不良になった
場合、出力点bには出力点aの直流電圧Vaを R7/(R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7) で分圧した直流電圧V0が現れる。この直流電圧V0は、
いずれかのタップ孔T1〜T6にタップネジが通されて
いる場合に現れる直流電圧よりも、小さいものである。
したがって、この直流電圧V0、又はそれよりも少し大
きな値をしきい値として設定しておけば、CPU5は、
タップ整定回路1の出力点bの直流電圧をディジタル演
算で抽出して、しきい値よりも小さければ外部へ警報信
号を出力することにより、タップし忘れやタップ不良を
発見することができる。
【0014】なお、タップ整定回路1の出力交流電圧に
は、直流電圧が乗ることになるが、フィルタなど周知の
手段で取り除けば、A/D変換などその後の処理に支障
はない。 −第2の実施形態− 図3は、第2の実施形態に係る補助変流器2及びタップ
整定回路1の詳細な回路図である。
【0015】補助変流器2は、電流や電圧を入力する一
次巻線21と、電圧変換するための二次巻線22を備え
ている。二次巻線22には、抵抗器R0がパラレルにつ
ながれている。二次巻線22の一端はタップ整定回路1
に接続される。二次巻線22の他端は接地されている。
タップ整定回路1は、複数の抵抗器R1〜R7を直列に
つないでおり、一番接地に近い抵抗器R7以外の各抵抗
器R1〜R6には、それぞれタップ孔が接続されてい
る。管理者は、いずれかのタップ孔に、タップネジを通
すことにより、分圧比を選択することができる。
【0016】また、補助変流器2の出力点aは、第1の
演算増幅器A1に接続されている。この第1の演算増幅
器A1により、補助変流器2の交流出力電圧を出力する
ことができる。また、前記抵抗器R7の接続点cは、第
2の演算増幅器A2に接続されている。この第2の演算
増幅器A2により、タップネジの通っているタップ孔に
接続されている抵抗器の交流電圧を出力することができ
る。
【0017】補助変流器2に模擬の交流波形を入力す
る。補助変流器2の二次巻線22に流れる交流電流をI
とする。タップの位置を抵抗Rn(n=1〜6)で表す
と、抵抗器R7の接続点cの電圧Vcは、タップの位置
に応じて、 Vc=IR0R7/(R0+R1+‥‥+Rn-1+R7) と表される。どの位置にもタップネジがないときは、 Vc=IR0R7/(R0+R1+‥‥+R6+R7) と表される。
【0018】一方、第1の演算増幅器A1の接続点aの
交流電圧をVaとすると、 Va=IR0(R1+‥‥+Rn-1+R7)/(R0+R1+
‥‥+Rn-1+R7) と表される。第1の演算増幅器A1の出力、第2の演算
増幅器A2の出力は、それぞれマルチプレクサ3に入
り、CPU5は、これらの交流出力電圧Va,Vcの大き
さ(例えば実効値、ピークピーク値)A,Cをそれぞれ
算出する。CPU5によって、比r=C/Aがとられ
る。
【0019】この比rは、タップの位置を抵抗Rn(n
=1〜6)で表すと、タップの位置に応じて、 r=R7/(R1+‥‥+Rn-1+R7) となる。例えば、タップ位置がT1の場合r=1、T2の
場合r=R7/(R1+R7)、T3の場合r=R7/(R1
+R2+R7)、‥‥となる。タップし忘れやタップ不良
の場合、 r=R7/(R1+R2+R3+R4+R5+R6+R
7) となる。
【0020】つまり、タップし忘れやタップ不良の場
合、比rは、最小の値となる。したがって、この最小の
値より少し大きな値をしきい値として設定しておけば、
タップし忘れやタップ不良を発見することができる。ま
た、タップ位置に応じた比rの値を、ROM7に記憶さ
せておく。
【0021】
【表1】
【0022】管理者が、タップネジを挿入した位置をテ
ンキーで入力し、CPU5が、テンキーで入力された位
置に応じた比rの値を、前記ROM7から読み出し、実
際に測定した比rと比較する。比較の結果、両値にしき
い値以上の差があれば、タップ不良と判断することがで
きる。 −他の実施形態− 以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実
施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、
タップ整定回路1に代えてロータリースイッチ等の機械
式スイッチを採用した場合でも、本発明は適用可能であ
る。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが
可能である。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明のディジタルリレー
によれば、抵抗分圧回路の故障診断を、演算処理部が自
動的に行うことのできるディジタルリレーを実現するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるディジタルリレーの回路図
である。
【図2】第1の実施形態に係る補助変流器2及びタップ
整定回路1の詳細な回路図である。
【図3】第2の実施形態に係る補助変流器2及びタップ
整定回路1の詳細な回路図である。
【符号の説明】
1 タップ整定回路 2 補助変流器 3 マルチプレクサ 4 A/D変換器 5 演算処理部(CPU) 6 RAM 7 ROM 8 入出力回路 9 抵抗分圧回路 21 一次巻線 22 二次巻線 A1 第1の演算増幅器 A2 第2の演算増幅器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】計測の対象となる入力電圧を所望の分圧比
    で抵抗分圧する抵抗分圧回路を備えるディジタルリレー
    であって、 前記計測の対象となる入力電圧に直流バイアスを与える
    直流バイアス付与手段と、 抵抗分圧回路の出力電圧の直流分をしきい値と比較し、
    比較の結果を出力する判定処理手段とを備えることを特
    徴とするディジタルリレー。
  2. 【請求項2】計測の対象となる入力電圧を所望の分圧比
    で抵抗分圧する抵抗分圧回路を備えるディジタルリレー
    であって、 抵抗分圧前の入力電圧を測定する第1の測定器と、 抵抗分圧回路の出力電圧を測定する第2の測定器と、 第1の測定器の出力値と、第2の測定器との出力値とを
    比較し、その比をしきい値と比較し、比較の結果を出力
    する判定処理手段とを備えることを特徴とするディジタ
    ルリレー。
  3. 【請求項3】計測の対象となる入力電圧を所望の分圧比
    で抵抗分圧する抵抗分圧回路を備えるディジタルリレー
    であって、 抵抗分圧前の入力電圧を測定する第1の測定器と、 抵抗分圧回路の出力電圧を測定する第2の測定器と、 抵抗分圧回路を手動で設定した場合の分圧設定値を入力
    する入力手段と、 分圧設定値と、第1の測定器の出力値と第2の測定器と
    の出力値との比とを対応づけるテーブルを記憶する記憶
    手段と、 第1の測定器の出力値と、第2の測定器との出力値とを
    比較し、その比を求めるとともに、入力手段により入力
    された分圧設定値に応じた比を前記記憶手段から読み出
    し、両比を比較し、比較の結果を出力する判定処理手段
    とを備えることを特徴とするディジタルリレー。
  4. 【請求項4】前記抵抗分圧回路は、タップ整定回路であ
    ることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記
    載のディジタルリレー。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100694486B1 (ko) 2006-06-09 2007-03-14 (주) 피에스디테크 단자대 풀림 검출 장치 및 검출 방법
JP2010068692A (ja) * 2008-09-12 2010-03-25 Hitachi Ltd ディジタル保護制御装置
KR101039129B1 (ko) 2008-09-18 2011-06-07 한국전기안전공사 단자대 풀림 검출장치 및 검출방법

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