JP2004007921A

JP2004007921A - ディジタル形保護継電装置の点検試験器

Info

Publication number: JP2004007921A
Application number: JP2002160522A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Kurumi; 胡桃　一彦
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】複雑なリレーモジュール特性計算式及び動作理論値が想定入力電気量データのみをインプットするだけで、自動的に行なえるようにしたい。
【解決手段】交流電流アンプ及び交流電圧アンプにより印加する予定の想定交流入力電気量を、装置の整定・表示回路のタッチパネルあるいはパソコンより入力し、アナログ変換のうえで装置内蔵の発振器に送り、通常の交流入力を装置内蔵の入力変換器を介した降圧後の信号に相当する電気信号を発生させる手段と、自装置の保護演算に必要な整定値を自装置の整定・表示ユニットから読み込み、単体リレーモジュールの動作理論値を自装置内で自動算出し、前記発振器出力による単体リレーモジュールの動作および不動作を比較してその良否判定結果を自装置の整定・表示回路へ出力する手段とから構成した。
【選択図】　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電力系統における事故を検出し、事故による電力系統を保護するためのディジタル形保護継電装置の工場内試験・竣功試験および定期点検をするためのディジタル形保護継電装置の点検試験器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル形保護継電装置は電力系統の保護に使用され、この保護装置の動作としては、電力系統の交流電流・電圧を入力変換器で降圧のうえアナログ入力回路でディジタルデータに変換して中央演算処理装置に取り込み、予め装置に入力されたプログラムにより所定の演算を行なうことによって事故を検出後、装置に内蔵されたリレーモジュールが動作して電力系統の遮断機を作動させるようになっている。
【０００３】
その事故検出特性を確認するにあたり保護継電装置の外部から電流・電圧アンプにより交流電流・電圧を印加して模擬し、入力電気量の確認として電流計・電圧計等多数の計測器を使用して特性確認を実施する。
【０００４】
また、前記計測されたデータの評価としてはマニュアル等に記載されている計算式にしたがって保護継電装置の整定値およびパラメータとなる入力電気量の条件から理論値を高度な電卓を使用して算出し、これを計測された電気量と比較のうえで良否判定を行なっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ディジタル形保護継電装置は年々高精度・高機能化が進み、それゆえに複雑な計算が必要となってきており、保護継電装置の製造時における調整試験のほかユーザーへ納入する際行なう竣工試験、また定期点検において装置性能評価のために行なうリレーモジュール動作理論値の計算や装置へ模擬入力するための交流電流・電圧を発生させるアンプ及び電気量測定のための計測器といった試験設備の設置に多大な労力を要する。
【０００６】
ことに各処理が人間系での作業となるため誤って保護継電装置や計測器に対して誤配線や過大な電流・電圧を印加することにより、これらを破損する可能性があることのほか、理論値計算においても高精度・高機能な装置については高度な関数電卓等が使用不可欠となっている。
【０００７】
本発明では、上記課題を解決するためになされたものであり、複雑なリレーモジュール特性計算式及び動作理論値が想定入力電気量データのみをインプットするだけで自動的に行なわれるようにしたディジタル形保護継電装置の点検試験器を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るディジタル形保護継電装置の点検試験器は、電力系統の正弦波交流電流・電圧を入力し、アナログ入力回路でディジタルデータに変換後、中央演算処理装置で所定の保護演算を行なうディジタル形保護継電装置において、想定された交流入力電気量を自装置の整定・表示回路のタッチパネルあるいはパソコンから入力し、その入力データとしてメモリに記憶させる機能を有する第１の手段と、前記記憶データを装置に内蔵の発振器により模擬交流出力としてアナログ入力回路に送り込む機能を有する第２の手段と、自装置の保護演算に必要な整定値を自装置の整定回路から読み出し、前記想定入力電気量と併せて所定の演算を行なう機能を有する第３の手段と、前記演算により算出された単体リレーモジュール動作理論値から装置に内蔵の発振器出力による単体リレーモジュール動作を比較して単体リレーモジュールの良否判定をさせ、その判定結果を自装置の表示回路へ出力する機能を有する第４の手段とを備えた。
【０００９】
本発明の請求項２に係るディジタル形保護継電装置の点検試験器は、ディジタル形保護継電装置において、外部パソコンを接続するインターフェース手段と、前記外部パソコンにおいて想定された交流入力電気量を入力する手段と、外部パソコンが接続された保護継電装置からその保護継電装置の保護演算に必要な整定値を保護継電装置の整定回路から読み出し、前記想定交流入力電気量データと併せて所定の演算を行なう手段と、前記演算により算出された単体リレーモジュール動作理論値と前記想定交流入力電気量による単体リレーモジュールの動作とを比較して単体リレーモジュールの良否判定を行なう手段と、前記判定結果を表示する手段とを備えた。
【００１０】
本発明の請求項３に係るディジタル形保護継電装置の点検試験器は、請求項１又は請求項２において、想定交流電圧値を入力することにより不足電圧継電器の模擬試験を可能とした。
【００１１】
本発明の請求項４に係るディジタル形保護継電装置の点検試験器は、請求項１又は請求項２において、想定交流電圧値を入力することにより過電圧継電器の模擬試験を可能とした。
【００１２】
本発明の請求項５に係るディジタル形保護継電装置の点検試験器は請求項１又は請求項２において、想定交流電流値を入力することにより過電流継電器の模擬試験を可能とした。
【００１３】
本発明の請求項６に係るディジタル形保護継電装置の点検試験器は請求項１又は請求項２において、想定交流電流値を入力することにより差動電流継電器の模擬試験を可能とした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に図を参照して実施例を説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明によるディジタル形保護継電装置の実施の形態を示す構成図である。図１において電力系統１１から入力変換器１２で交流入力を保護継電装置４１に取り込み、アナログ入力回路１３でディジタルデータに変換を行なったうえでＤＲバス１８に接続されている。
【００１５】
整定・表示回路２２は保護演算に必要な整定を行なう整定回路２０のほか自装置の運用状態、動作内容等を示す表示回路１９を内蔵し、両者はインターフェース２１を介してＤＲバス１８に接続されている。
【００１６】
このほか実際の保護演算を行う中央演算処理装置１４と、遠方からの制御条件の入力および事故演算で遮断機を制御するＩ／Ｏ部で構成され、これらはＤＲバス１８を介して相互に接続されている。
【００１７】
このうち、整定・表示回路２２については性能試験に用いる想定交流電気量データ入力機構としての機能を併せ持っており、定常運用もしくは試験運用の選択機能のほか、任意の回線に電流・電圧を印加する設定機構、実際に発振を発生させる出力スイッチも具備している。
【００１８】
いずれも通常の装置整定を入力する場合と同様で整定回路２０に内蔵のタッチパネルあるいは遠隔運用仕様の場合遠隔パソコン２３での入力になる。
なお、３１は発振回路であり、入力変換器１２からの入力電気量を入力する構成を有している。
【００１９】
図２は、発振回路の構成図である。図１の整定・表示回路２２より入力する想定交流電気量のデータとしては３相分の交流電流・電圧・位相であり、印加する場合の制御としては図２の試験設定スイッチ３３が試験運用に設定されていることと、出力スイッチ３４が閉じている間のみ発振器３２からアナログ入力回路１３への回路が形成されており、交流電流・電圧信号が印加される構成を有している。
【００２０】
そして定常運用の場合は試験設定スイッチ３３がアナログ入力回路側へ接続する構成となっている。したがって入力された想定放流電気量データは図１の整定・表示回路２２からＤＲバス１８を介して図２の発振回路３１内蔵のインターフェース３５へ送られ、ここで変換された信号が発振器３２へ入力される。発振器３２に入力された信号は、交流電気量に変換され出力される。
【００２１】
一方、リレーモジュールの理論値計算と良否判定については保護演算に使用する整定データを図１の整定回路２０からＤＲバス１８を介して中央演算処理装置１４内のＲＡＭ１５の所定エリアに一旦取り込まれ、ＣＰＵ１７はＲＯＭ１６に予め書き込まれている所定の演算プログラムと前記ＲＡＭ１５に書き込まれた整定データとを組み合わせて理論値計算を行なう。
【００２２】
ＣＰＵ１７によって計算された理論値は再びＲＡＭ１５の所定エリアに書き込まれ、ＤＲバス１８を経由、整定・表示回路２２に内蔵の表示回路１９へ管理値の上限・下限とともに出力される。これにより表示回路１９内蔵の画面あるいは遠隔パソコン２３により確認が可能である。
【００２３】
次に良否判定として入力電気量に対するリレーモジュールの応動を確認する。前記の理論値算出、表示により所定の入力電気量は分かっているので算出理論値をもとに前記方法で交流電気量を印加する。すると入力変換器１２から実際の交流入力はないものの、発振回路３１からの出力によって装置本体としては交流入力が印加されたものとみなされて、通常の保護演算を行なう。
【００２４】
中央演算処理装置１４に内蔵のＲＡＭ１５には模擬入力電気量、理論値のデータが書き込まれているから、両者のデータをＣＰＵ１７により照合して入力電気量が理論値管理値範囲内であること、単体リレーモジュールが動作すると１が成立するオシロ出力とのＡＮＤ条件が成立・不成立の判断がやはり中央演算処理装置１４のＣＰＵ１３で下される。
【００２５】
その結果ＡＮＤ条件が成立すれば「良」、不成立の場合は「否」となりその結果はＣＰＵ１４からＲＡＭ１５の所定エリアに一旦格納、ＤＲバス１８を経由して整定・表示回路２２に内蔵の表示回路１９へ伝送されて表示される。
【００２６】
同時に出力スイッチ３４はＣＰＵ１７からの信号によりＤＲバス１８を経由して、発振回路３１のＤ／Ａ変換器３５によりアナログ変換されて接点が開
放される。よって発振器３２からの交流信号出力がカットされる。
【００２７】
また、試験結果については再度出力スイッチを前記条件により閉じることで図１の整定・表示回路２２の整定回路２０からインターフェイス２１を介して表示回路１９へ指令が送られリセットされる。以降はこれらの繰り返しによって処理が進められる。
【００２８】
（第２の実施の形態）
図３は本発明によるディジタル形保護継電装置の第２の実施の形態を示す構成図である。図３において、図１と同一機能部分については同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態では保護継電装置４１に信号変換器４２を内蔵しこの信号変換器４２は保護継電装置内のＤＲバスに接続されていて、保護継電装置４１と外部パソコン４４とのデータ交換に使用するようになっている。
【００２９】
保護継電装置４１と外部パソコン４４との接続は接続ケーブル４３を介して行なう構成を有しており、その他は図１と同様である。そして動作としては予め所定の演算プログラムが組み込まれた外部パソコン４４より試験設定を試験運用にする。そのデータは外部パソコン４４から信号変換器４２を経て保護継電装置４１のＤＲバスから中央演算処理装置へ送られ、所定の処理によりソフト的に回路が定常運用から試験運用に切り替えられる。
【００３０】
そのうえで外部パソコンに想定交流電気量を入力し、出力スイッチを出力設定にする。それにより入力した交流電気量データが保護継電装置４１内に取り込まれる。次に、外部パソコン４４の出力スイッチが出力設定になったことで外部パソコン４４内部ではこれも予め組み込まれた所定の演算プログラムにより、それまでの試験結果表示をリセット、同時に保護継電装置４１の整定回路から信号変換器４２を介して保護演算に使用する整定データが読み込まれ、前記交流電気量データと併せて単体リレーモジュールの理論値とその管理値計算が行なわれる。
【００３１】
また、前記で入力した交流電気量によって保護継電装置４１内においても保護演算が行なわれており、単体リレーモジュールの動作あるいは不動作の情報がやはり信号変換器４２を介して外部パソコン４４に送られる。ここで外部パソコン４４は単体リレーモジュールの理論値と実際の単体リレーモジュールの動作を比較する。
【００３２】
ここで単体リレーモジュール動作時の交流電気量が前記理論値で管理値以内であれば良、以外であれば否の判定を下し結果は外部パソコン４４に表示される。同時に外部パソコン４４内の出力スイッチが自動的にＯＦＦ設定となり、試験スタンバイ状態となる。以降はこれらの繰り返しにより処理が進められる。
【００３３】
以下に図４を用いて処理の内容を整理する。まず、ステップＳ４１で整定値を読み込み、ステップＳ４２で試験設定であるか否かを判定する。ここで定常設定であればステップＳ４３へ移って系統入力のアナログ処理を行ない、ステップＳ４４にて通常の保護演算処理を行なう。
【００３４】
一方、ステップＳ４２において試験設定であればステップＳ４５へ移って模擬電気量を入力し、出力スイッチ３４のＯＮを待つ。ステップＳ４６において、前記出力スイッチがＯＮとなるとステップＳ４７へ移って判定表示リセットとし、ステップＳ４８で特性計算をし、ステップＳ４９で理論値と比較して良否判定をする。又、ステップＳ４９１でその結果を画面表示し、ステップＳ４９２で出力スイッチ接点開放をして終了する。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば複雑なリレーモジュール特性計算式および動作理論値が想定入力電気量データのみをインプットするだけで自動的に行なわれるほか、動作確認についても試験機材等を用意することなく実施できることによる省力化の効果がある。また、試験に必要な整定値データについても系統保護運用に用いられる自装置のものを使用するため整定条件が多数ある装置についても正確な計算が可能であり、効率的な試験が可能な保護継電装置が供給できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるディジタル形保護継電装置の第１の実施の形態を示す構成図
【図２】本発明によるディジタル形保護継電装置の第２の実施の形態を示す構成図
【図３】図１の主要な追加要素である発振回路の詳細図
【図４】処理の流れを示すフローチャート
【符号の説明】
１１：電力系統　　　　　３１：発振回路　　　　　４１：保護継電装置
１２：入力変換器　　　　３２：発振器　　　　　　４２：信号切替器
１３：アナログ入力回路　３３：試験設定スイッチ　４３：接続ケーブル
１４：中央演算処理装置　３４：出力スイッチ　　　４４：外部パソコン
１５：ＲＡＭ　　　　　　３５：Ｄ／Ａ変換器
１６：ＲＯＭ
１７：ＣＰＵ
１８：ＤＲバス
１９：表示回路
２０：整定回路
２１：インターフェース
２２：整定・表示回路
２３：遠隔パソコン

Claims

電力系統の正弦波交流電流・電圧を入力し、アナログ入力回路でディジタルデータに変換後、中央演算処理装置で所定の保護演算を行なうディジタル形保護継電装置において、想定された交流入力電気量を自装置の整定・表示回路のタッチパネルあるいはパソコンから入力し、その入力をデータとしてメモリに記憶させる機能を有する第１の手段と、前記記憶データを装置に内蔵の発振器により模擬交流出力としてアナログ入力回路に送り込む機能を有する第２の手段と、自装置の保護演算に必要な整定値を自装置の整定回路から読み出し、前記想定入力電気量と併せて所定の演算を行なう機能を有する第３の手段と、前記演算により算出された単体リレーモジュール動作理論値から装置に内蔵の発振器出力による単体リレーモジュール動作を比較して単体リレーモジュールの良否判定をさせ、その判定結果を自装置の表示回路へ出力する機能を有する第４の手段とを備えたことを特徴とするディジタル形保護継電装置の点検試験器。
ディジタル形保護継電装置において、外部パソコンを接続するインターフェース手段と、前記外部パソコンにおいて想定された交流入力電気量を入力する手段と、外部パソコンが接続された保護継電装置からその保護継電装置の保護演算に必要な整定値を保護継電装置の整定回路から読み出し、前記想定交流入力電気量データと併せて所定の演算を行なう手段と、前記演算により算出された単体リレーモジュール動作理論値と前記想定交流入力電気量による単体リレーモジュールの動作とを比較して単体リレーモジュールの良否判定を行なう手段と、前記判定結果を表示する手段とを備えたことを特徴とするディジタル形保護継電装置の点検試験器。
請求項１又は請求項２記載のディジタル形保護継電装置の点検試
試験器において、想定交流電圧値を入力すことにより不足電圧継電器の模
擬試験を可能とすることを特徴とするディジタル形保護継電装置の点検試
験器。
請求項１又は請求項２記載のディジタル形保護継電装置の点検試験器において、想定交流電圧値を入力することにより過電圧継電器の模擬試験を可能とすることを特徴とするディジタル形保護継電装置の点検試験器。
請求項１又は請求項２記載のディジタル形保護継電装置の点検試験器において、想定交流電流値を入力することにより過電流継電器の模擬試験を可能とすることを特徴とするディジタル形保護継電装置の点検試験器。
請求項１又は請求項２記載のディジタル形保護継電装置の点検試験器において、想定交流電流値を入力することにより差動電流継電器の模擬試験を可能とすることを特徴とするディジタル形保護継電装置の点検試験器。