JP2006081399A - 保護継電器 - Google Patents

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年男 田中
Junichi Inagaki
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Abstract

【課題】システム試験を考慮し、テストスイッチによる強制動作を行なわせる場合、テストスイッチの不良等による誤動作を発生させず、不良を認識可能とする。
【解決手段】保護継電器において、入力変成器1と、入力アナログ回路2と、A/D変換回路3と、演算処理回路4と、電源回路5と、リレー回路6と、テストスイッチ11より構成され、前記テストスイッチ11がON状態となった後、所定時間以内にテストスイッチがON/OFF状態を所定回数繰り返した場合、強制動作可能とする。
【選択図】図3

Description

本発明は、電力系統の電圧・電流の大きさ,位相条件により電力系統の事故を検出する保護継電器に係り、特に入力電圧・電流を所定の入力アナログ回路を介した後にA/D変換し、ロジック信号として演算処理回路に取り込み、所定の演算処理を行なうことで動作判定する演算処理回路を有する保護継電器に関する。
従来の演算処理回路を有する保護継電器は、動作レベル等の設定を設定スイッチのみで実施するか、設定スイッチと設定完了スイッチのAND条件で実施していた。又、設定状態表示は演算処理回路が認識している設定状態を7セグメント表示回路(以下、LEDとして示す)等に表示していた。
又、システム試験を考慮し強制動作を行なわせる場合、テストスイッチがON状態となった場合に強制動作させるか、テストスイッチとテストスイッチを有効とさせるための第2のスイッチが、共にON状態となった場合に強制動作させていた。
更に動作表示を行なう場合、演算処理回路が動作判定したことにより動作表示器をON状態とするか、出力接点回路に直列に電磁式のターゲット表示器を付加することで、出力接点回路に流れる遮断器トリップ電流により動作表示をしていた。
上記従来技術によれば、動作レベル等の設定を設定スイッチのみで実施すると、設定スイッチの不良により誤動作,誤不動作に至る問題があり、設定スイッチと設定完了スイッチとのAND条件で設定を有効とした場合であっても、誤動作,誤不動作に至る問題はないが、演算処理回路が認識している設定状態のみを表示することとなるため設定変更を行なう場合、設定完了前に演算処理回路が読込んでいる設定スイッチ状態が不明であるため、誤った設定変更を行なう可能性がある。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、設定スイッチの不良等により誤動作,誤不動作を発生させず、不良を認識可能とすると共に、設定変更を行なう際に、誤設定を防止可能とする保護継電器を提供することを目的としている。
本発明の[請求項1]に係る保護継電器は、入力電流・電圧の大きさ,位相条件により系統事故を検出する保護継電器において、入力電流・電圧を絶縁する入力変成器と、変成器二次側の信号を所定のレベルに変換する入力アナログ回路と、このアナログ信号を所定のディジタル信号に変換するA/D変換回路と、このディジタル信号を入力とし所定の演算処理を行なう演算処理回路と、各回路に電源電圧を供給する電源回路と、演算処理回路の判定結果を受けて外部に接点出力を出すリレー回路と、外部より演算処理回路に強制動作を認識させるためのテストスイッチより構成され、テストスイッチがON状態となった後、所定時間以内にテストスイッチがON/OFF状態を所定回数繰り返した場合、強制動作可能とするよう構成した。
本発明の[請求項2]に係る保護継電器は、[請求項1]において、演算処理回路より制御される異常状態を表示する表示回路を設け、テストスイッチが所定時間以上連続してON状態となった場合にテストスイッチの異常と判断し、前記表示回路を点灯するよう構成した。
本発明の[請求項3]に係る保護継電器は、[請求項2]において、異常による表示回路を点灯制御後、演算処理回路の所定の演算処理を停止するよう構成した。
本発明の[請求項4]に係る保護継電器は、入力電流・電圧の大きさ,位相条件により系統事故を検出する保護継電器において、入力電流・電圧を絶縁する入力変成器と、変成器二次側の信号を所定のレベルに変換する入力アナログ回路と、このアナログ信号を所定のディジタル信号に変換するA/D変換回路と、このディジタル信号を入力とし所定の演算処理を行なう演算処理回路と、各回路に電源電圧を供給する電源回路と、演算処理回路の判定結果を受けて外部に接点出力を出すリレー回路と、外部より演算処理回路に強制動作を認識させるためのテストスイッチと、任意の値を表示する表示回路と、前記表示回路の表示内容を切替えスイッチより構成され、テストスイッチがON状態中に表示切替えスイッチに変化があった場合、強制動作可能とするよう構成した。
本発明の[請求項5]に係る保護継電器は、[請求項4]において、演算処理回路より制御される異常状態を表示する表示回路を設け、テストスイッチが所定時間以上連続したON状態となった場合にテストスイッチの異常と判断し、前記表示回路を点灯するよう構成した。
本発明の[請求項6]に係る保護継電器は、[請求項5]において、異常による表示回路を点灯強制後、演算処理回路の所定の演算処理を停止するよう構成した。
以上説明したように、本発明によれば動作レベル等の設定スイッチの不良等により誤動作,誤不動作を発生させず、不良を認識可能とし、更に設定変更を行なう際に、誤設定を防止可能とする保護継電器を得ることができる。
又、システム試験を考慮し、テストスイッチによる強制動作を行なわせる場合、テストスイッチの不良等により誤動作を発生させず、不良を認識可能とする低コストの保護継電器を得ることができる。
更に、保護継電器を複数台使用し、各保護継電器のAND条件により遮断器をトリップさせるシステム構成とした場合でも、電磁式ターゲット表示器を使用せず遮断器トリップにより動作表示器をON状態とすることを可能とし、複数の要素を収納した場合でもスペースファクタを向上させ、低コストの保護継電器を得ることができる。
図1は本発明による保護継電器の実施の形態を示すブロック構成図である。入力電流・電圧を入力変成器1により絶縁し、入力変成器1の二次側の信号を入力アナログ回路2に入力し、所定のアナログ信号に変換する。
入力アナログ回路2より出力されるアナログ信号は、A/D変換回路3に入力して所定のディジタル信号に変換し、このディジタル信号は演算処理回路4に取り込まれて、所定の演算処理を実施する。
電源回路5は、電源入力より保護継電器内部の電源電圧として、安定化された電圧を各回路に供給する。リレー回路6は、演算処理回路4の演算処理結果を受けて外部に接点出力を出す。設定スイッチ7は、動作レベル等を外部より設定可能とするスイッチであり、スイッチ状態は演算処理回路4に入力される。
設定完了スイッチ8は、設定スイッチ7を有効とさせるための二重化のためのON/OFFスイッチであり、スイッチ状態は演算処理回路四に入力される。LED9は、演算処理回路4より制御されて所定の数値表示を行なう。
演算処理回路4が認識している設定スイッチ7の設定ポジション状態を、各スイッチポジション状態に応じた数値としてLED9に常時表示し、演算処理回路4が認識しているスイッチ状態を外部より確認可能とする。
設定スイッチ7の設定ポジション状態に変化があった場合、変化後のスイッチポジション状態に応じた数値をLED9にフリッカ表示することで、設定スイッチ7が変更されたことと、変更後の設定スイッチ7のポジションを外部より確認可能とする。
この状態より、設定完了スイッチ8がON状態となった時点で、演算処理回路4が認識していた設定スイッチ7の設定ポジション状態より、変化後の設定スイッチ7の設定ポジション状態に更新すると共に、7セグメントLED9にフリッカ表示させていた設定スイッチ7の変化後のスイッチポジション状態に応じた数値を、連続表示する。
本実施の形態によれば、常時は演算処理回路4が認識している設定スイッチ7の状態を外部より確認でき、設定スイッチ7が変更されれば、変更されたスイッチポジション状態も含め外部より変更されたことが確認でき、設定完了スイッチ8により設定更新を行なうため、誤った設定変更を防ぐことができ、設定スイッチ7の不良により誤設定されることがなく、設定スイッチ7の不良等による誤動作,誤不動作を防止可能となる。
本発明は上記内容以外に、下記変形も可能となる。本変形例では演算処理回路4が認識している設定スイッチ7の設定ポジション状態を常時は表示せず、設定スイッチ7の設定ポジション状態に変化があった場合、変化後のスイッチポジション状態に応じた数値をLED9にフリッカ表示することで、設定スイッチ7が変更されたことと、変更後の設定スイッチ7のポジションを外部より確認可能とする。
この状態より、設定完了スイッチ8がON状態となった時点で、演算処理回路4が認識していた設定スイッチ7の設定ポジション状態より、変化後の設定スイッチ7の設定ポジション状態に更新すると共に、LED9にフリッカ表示させていた設定スイッチ7の変化後のスイッチポジション状態に応じた数値を、一定時間のみ連続表示する。
本実施の形態によれば、設定スイッチ7が変更されれば、変更されたスイッチポジション状態も含め外部より変更されたことが確認でき、設定完了スイッチ8により設定更新を行なうため、誤った設定変更を防ぐことができ、設定スイッチ7の不良により誤設定されることがなく、設定スイッチ7の不良等による誤動作,誤不動作を防止可能となる。
図2は他の実施の形態を示すブロック構成図である。図2において、図1と同一及び相当部分については、同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態において、新たに付加されたものは異常LED10である。
そして異常LED10は、演算処理回路4より制御され異常状態を表示するよう構成されている。ここで、LED9のフリッカ表示状態が、所定時間を越えた場合に設定スイッチ7の表示と判断し、異常LED10を点灯制御する。
本実施の形態によれば、常時は演算処理回路4が認識している設定スイッチ7の状態を外部より確認でき、設定スイッチ7が変更されれば、変更されたスイッチポジション状態も含め外部より変更されたことが確認でき、設定完了スイッチ8により設定更新を行なうため、誤った設定変更を防ぐことができ、設定スイッチ7の不良により誤設定されることがなく、設定スイッチ7の不良等による誤動作,誤不動作を防止可能となる。又、設定スイッチ7に不良等が発生した場合には、異常LED10を点灯させることで外部に異常を知らせることが可能となる。
本発明は上記以外に、下記変形も可能となる。LED9のフリッカ表示状態が、所定時間を越えた場合に設定スイッチ7の異常と判断し、異常LED10を点灯制御すると共に演算処理回路4の所定の演算処理を停止させることで、同様の効果を得ることもできる。
更に下記変形も可能となる。本実施の形態において、設定完了スイッチ8がON状態となった時点で、演算処理回路4が認識していた設定スイッチ7の設定ポジション状態より、変化後の設定スイッチ7の設定ポジション状態に更新すると共に、LED9にフリッカ表示させていた設定スイッチ7の変化後のスイッチポジション状態に応じた数値を、連続表示することは前記した通りである。
ここで、設定完了スイッチ8のON状態が、所定時間を越えてもOFF状態に復帰しない場合に設定完了スイッチ8の異常と判断し、異常LED10を点灯制御する。
本実施の形態によれば、常時は演算処理回路4が認識している設定スイッチ7の状態を外部より確認でき、設定スイッチ7が変更されれば、変更されたスイッチポジション状態も含め外部より変更されたことが確認でき、設定完了スイッチ8により設定更新を行なうため、誤った設定変更を防ぐことができ、設定スイッチ7の不良により誤設定されることがなく、設定スイッチ7及び設定完了スイッチ8の不良等による誤動作,誤不動作を防止可能となる。又、設定完了スイッチ8に不良等が発生した場合には、異常LED10を点灯させることで外部に異常を知らせることが可能となる。
更に下記変形も可能となる。設定完了スイッチ8のON状態が所定時間を越えてもOFF状態に復帰しない場合に、設定完了スイッチ8の異常と判断して異常LED10を点灯制御すると共に、演算処理回路4の所定の演算処理を停止させることで、同様の効果を得ることもできる。
図3は更に他の実施の形態を示すブロック構成図である。図3において、符号1〜6は図2と同様であり、本実施の形態において、新たに付加されたものはテストスイッチ11である。
このテストスイッチ11は、演算処理回路4に強制動作を認識させるスイッチであり、テストスイッチ11がON状態となった後、所定時間以内にテストスイッチ11がON/OFF状態を所定回数繰り返した場合、有効とさせる。例えば、テストスイッチ11がON状態となってから、5秒以内にOFF/ON/OFF/ON/OFFと3回路ON/OFF状態を繰り返した場合のみを有効とさせる。
本実施の形態によれば、予め定められた時間内に、予め定められた回数テストスイッチ11がON/OFF状態を繰り返した場合のみ有効とすることで、万一テストスイッチ11が不良となった場合であってもテストスイッチ11を二重化することなく、誤動作を防止することができる。
図4は更に他の実施の形態を示すブロック構成図である。図4において、図3と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。図4の特徴部分は図3の構成に異常LED10を付加したものである。
そして、テストスイッチ11は前記した通り演算処理回路4に強制動作を認識させるスイッチであり、テストスイッチ11がON状態となった後、所定時間以内にテストスイッチ11がON/OFF状態を所定回数繰り返した場合、有効とさせる。
例えば、テストスイッチ11がON状態となってから、5秒以内にOFF/ON/OFF/ON/OFFと3回ON/OFF状態を繰り返した場合のみ有効とさせるものである。異常LED10は、演算処理回路4より制御され異常状態を表示するよう構成され、テストスイッチ11が所定時間以上連続してON状態となった場合に、テストスイッチ11の異常と判断し異常LED10を点灯制御する。
本実施の形態によれば、予め定められた時間内に、予め定められた回数テストスイッチ11がON/OFF状態を繰り返した場合のみ有効とすることで、万一テストスイッチ11が不良となった場合でもテストスイッチ11を二重化することなく、誤動作を防止することができ、テストスイッチ11に不良が発生した場合、外部に異常を知らせることができる。
本発明は上記以外に、下記変形も可能となる。テストスイッチ11が所定時間以上連続してON状態となった場合に、テストスイッチ11の異常と判断し異常LED10を点灯制御すると共に、演算処理回路4の所定の演算処理を停止させることで、同様の効果を得ることもできる。
図5は更に他の実施の形態を示すブロック構成図である。図5において、符号1〜6,9,11は既に説明した通りであり、本実施の形態で新たに付加したものは表示切替えスイッチ12のみである。情報LED9は、演算処理回路4より制御され所定の数値表示を行ない、表示切替えスイッチ12はLED9の表示内容を切り替えるスイッチである。
例えば、表示切替えスイッチ12がON状態の場合には、LED9には入力レベル表示を行ない、表示切替えスイッチ12がOFF状態の場合には、LED9に動作レベル表示を行なう。テストスイッチ11は、演算処理回路4に強制動作を認識させるスイッチであり、テストスイッチ11がON状態となっても、表示切替えスイッチ12に変化がない場合には演算処理回路4に強制動作を認識させない。
本実施の形態によれば、テストスイッチ11と表示切替えスイッチ12のAND条件により強制動作を有効とさせることより、テストスイッチ11が不良となった場合でも誤動作を防止することができ、専用の二重化スイッチを設けることなく二重化構成することができる。
図6は更に他の実施の形態を示すブロック構成図である。図6において、図5と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。図6は図5の構成に加えて異常LES10を設けたものである。
異常LED10は、演算処理回路4より強制されて異常状態を表示するLEDであり、テストスイッチ11がON状態となり、表示切替えスイッチ12に変化がなく、このON状態が所定時間以上継続した場合に、テストスイッチ11の異常と判断して異常LED10を点灯制御する。その他の作用は図5と同様である。
本実施の形態によれば、テストスイッチ11と表示切替えスイッチ12のAND条件により強制動作を有効とさせることより、テストスイッチ11が不良となった場合であっても誤動作を防止することができ、専用の二重化スイッチを設けることなく二重化構成することができ、テストスイッチ11に不良が発生した場合、外部に異常を知らせることができる。
本発明は上記以外に、下記変形も可能となる。テストスイッチ11がON状態となり、表示切替えスイッチ12に変化がなく、このON状態が所定時間以上継続した場合に、テストスイッチ11の異常と判断して異常LED10を点灯制御すると共に、演算処理回路4の所定の演算処理を停止させることで、同様の効果を得ることもできる。
図7は更に他の実施の形態を示すブロック構成図である。入力電流・電圧を入力変成器1により絶縁し、入力変成器1の二次側の信号を入力アナログ回路2に入力し、所定のアナログ信号に変換する。入力アナログ回路2より出力されるアナログ信号を、A/D変換回路3に入力し所定のディジタル信号に変換し、このディジタル信号は演算処理回路4に取り込まれて、所定の演算処理を実施する。
電源側回路5は、電源入力より保護継電器内部の電源電圧として、安定化された電圧を各回路に供給する。リレー回路6は、演算処理回路4の演算処理結果を受けて外部に接点出力を出す。
動作表示器13は演算処理回路4より制御されて動作/不動作の状態を表示する表示器であり、リレー回路6の出力接点回路に流れる電流をカレントセンサ14により検出し、カレントセンサ14より出力される電流レベルが、所定レベル以上か否かをレベル検出回路15により判定し、判定結果を演算処理回路4に入力する。
演算処理回路4が動作判定し、リレー回路6の接点回路をメーク状態とし、この接点回路を介して外部に設けた遮断器にトリップ電流が流れると、カレントセンサ14によりこのトリップ電流を検出しレベル検出回路15により所定レベル以上の電流が流れたことを判定し、この判定結果を演算処理回路4に入力する。
演算処理回路4は、動作判定しリレー回路6の接点回路をメークさせたことと、レベル検出回路15よりリレー回路6の接点回路に遮断器トリップ電流が流れたことの判定結果とのAND条件により、動作表示器13を動作状態の表示に制御する。
本実施の形態によれば、演算電流回路4が動作判定し、リレー回路6の接点回路をメークさせただけでは、動作表示器13を動作状態に表示制御せず、遮断器トリップ電流が流れたこととのAND条件により、動作表示器13を動作状態に表示制御するため、保護継電器を複数台使用して各保護継電器のAND条件により遮断器をトリップさせるシステム構成とした場合でも、遮断器トリップ状態と動作表示器状態を一致させることができる。
図8は更に他の実施の形態を示すブロック構成図である。第1の入力電流・電圧を入力変成器1-1 により絶縁し、入力変成器1-1 の二次側の信号を入力アナログ回路2-1 に入力し、所定のアナログ信号に変換する。同様に第2の入力電流・電圧を入力変成器1-2 により絶縁し、入力変成器1-2 の二次側の信号を入力アナログ回路2-2 に入力し、所定のアナログ信号に変換する。
入力アナログ回路2-1 及び2-2 より出力されるアナログ信号を、A/D変換回路3に入力し所定のディジタル信号に変換し、このディジタル信号は演算処理回路4に取り込まれて、所定の演算処理を実施する。電源回路5は、電源入力より保護継電器内部の電源電圧として、安定化された電圧を各回路に供給する。
リレー回路6-1 は、演算処理回路4の第1の入力電流・電圧要素に対応した演算処理結果を受けて外部に接点出力を出す。同様にリレー回路6-2 は、演算処理回路4の第2の入力電流・電圧要素に対応した演算処理結果を受けて外部に接点出力を出す。
動作表示器13-1は、演算処理回路4より制御され第1の入力電流・電圧要素側の動作/不動作の状態を表示する表示器であり、同様に動作表示器13-2は、第2の入力電流・電圧要素側の動作/不動作の状態を表示する。
リレー回路6-1 及びリレー回路6-2 の出力接点回路に流れる電流をカレントセンサ14により検出し、カレントセンサ14より出力される電流レベルが、所定レベル以上か否かをレベル検出回路15により判定し、判定結果を演算処理回路4に入力する。
演算処理回路4が動作判定し、リレー回路6-1 又は6-2 の接点回路をメーク状態とし、この接点回路を介して外部に設けた遮断器にトリップ電流が流れると、カレントセンサ14によりこのトリップ電流を検出し、レベル検出回路15により所定レベル以上の電流が流れたことを判定し、この判定結果を演算処理回路4に入力する。
演算処理回路4は、動作判定リレー回路6-1 又は6-2 の接点回路をメークさせたことと、レベル検出回路15よりリレー回路6-1 又は6-2 の接点回路に遮断器トリップ電流が流れたことの判定結果とのAND条件により、動作表示器13-1又は13-2を動作状態の表示に制御する。
本実施の形態によれば、演算処理回路4が動作判定し、リレー回路6-1 又は6-2 の接点回路をメークさせただけでは、動作表示器13-1又は13-2を動作状態に表示制御せず、遮断器トリップ電流が流れたこととのAND条件により、動作表示器13-1又は13-2を動作状態に表示制御するため、保護継電器を複数台使用して各保護継電器のAND条件により遮断器をトリップさせるシステム構成とした場合でも、遮断器トリップ状態と動作表示状態を一致させることができる。
又、1つのカレントセンサ14とレベル検出回路15によりリレー回路6-1 及び6-2 の接点回路の電流を検出可能であり、スペースファクタを向上させ、低コストの保護継電器を実現することができる。なお、本実施の形態は、2要素タイプの保護継電器としているが、複数要素についても適用可能である。又、上記実施の形態では数値表示用のLEDとして「7セグメントLED」について説明したが、LEDに限らず、数値を表示できる機能を有するものであれば適用可能である。
本発明による保護継電器の実施の形態を示すシステム構成図。 他の実施の形態を示すシステム構成図。 更に他の実施の形態を示すシステム構成図。 更に他の実施の形態を示すシステム構成図。 更に他の実施の形態を示すシステム構成図。 更に他の実施の形態を示すシステム構成図。 更に他の実施の形態を示すシステム構成図。 更に他の実施の形態を示すシステム構成図。
符号の説明
1 入力変成器
2 入力アナログ回路
3 A/D変換回路
4 演算処理回路
5 電源回路
6 リレー回路
7 設定スイッチ
8 設定完了スイッチ
9 7セグメントLED(表示回路)
10 異常LED
11 テストスイッチ
12 表示切替えスイッチ
13 動作表示器
14 カレントセンサ
15 レベル検出回路

Claims (6)

  1. 入力電流・電圧の大きさ,位相条件により系統事故を検出する保護継電器において、入力電流・電圧を絶縁する入力変成器と、変成器二次側の信号を所定のレベルに変換する入力アナログ回路と、このアナログ信号を所定のディジタル信号に変換するA/D変換回路と、このディジタル信号を入力とし所定の演算処理を行なう演算処理回路と、各回路に電源電圧を供給する電源回路と、演算処理回路の判定結果を受けて外部に接点出力を出すリレー回路と、外部より演算処理回路に強制動作を認識させるためのテストスイッチより構成され、テストスイッチがON状態となった後、所定時間以内にテストスイッチがON/OFF状態を所定回数繰り返した場合、強制動作可能とすることを特徴とした保護継電器。
  2. 請求項1記載の保護継電器において、演算処理回路より制御される異常状態を表示する表示回路を設け、テストスイッチが所定時間以上連続してON状態となった場合にテストスイッチの異常と判断し、前記表示回路を点灯することを特徴とした保護継電器。
  3. 請求項2記載の保護継電器において、異常による表示回路を点灯制御後、演算処理回路の所定の演算処理を停止することを特徴とした保護継電器。
  4. 入力電流・電圧の大きさ,位相条件により系統事故を検出する保護継電器において、入力電流・電圧を絶縁する入力変成器と、変成器二次側の信号を所定のレベルに変換する入力アナログ回路と、このアナログ信号を所定のディジタル信号に変換するA/D変換回路と、このディジタル信号を入力とし所定の演算処理を行なう演算処理回路と、各回路に電源電圧を供給する電源回路と、演算処理回路の判定結果を受けて外部に接点出力を出すリレー回路と、外部より演算処理回路に強制動作を認識させるためのテストスイッチと、任意の値を表示する表示回路と、前記表示回路の表示内容を切替える表示切替えスイッチより構成され、テストスイッチがON状態中に表示切替えスイッチに変化があった場合、強制動作可能とすることを特徴とした保護継電器。
  5. 請求項4記載の保護継電器において、演算処理回路より制御される異常状態を表示する表示回路を設け、テストスイッチが所定時間以上連続してON状態となった場合にテストスイッチの異常と判断し、前記異常表示回路を点灯することを特徴とした保護継電器。
  6. 請求項5記載の保護継電器において、異常による表示回路を点灯制御後、演算処理回路の所定の演算処理を停止することを特徴とした保護継電器。
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