JP2007306711A

JP2007306711A - ディジタル保護継電器システムの出力回路

Info

Publication number: JP2007306711A
Application number: JP2006132757A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Matsushita; 勉松下
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-05-11
Filing date: 2006-05-11
Publication date: 2007-11-22

Abstract

【課題】遮断器トリップアンサー信号TASの回路の断線等により遮断器トリップアンサー信号TASが返送されない場合、トリップ連続出力監視異常警報Atcoが誤出力されたり、トリップ出力断線検出警報Atcbが誤出力されたりしないようにできる。
【解決手段】トリップ指令TDOIXと遮断器トリップ動作時に発生するトリップアンサー信号TASとによりトリップ出力監視を行うディジタル保護継電器システムの出力回路において、トリップリレーの動作に応動して前記トリップ出力監視の出力をロックし、同じ遮断器３をトリップさせる他の保護リレー５の動作に応動して前記出力回路内のトリップリレー回路の前記断線検出の出力をロックする。
【選択図】図９

Description

この発明は、ディジタル保護継電器システムの出力回路、特に監視機能を有する出力回路に関するものである。

ディジタル保護継電器システムの出力回路は、例えば電力用規格Ｂ−４０２「ディジタル保護継電器システム」に基づく監視機能を有している。
従来の保護継電器システムにおいて、例えばカード化されたトリップ出力用ディジタルアウトプット（以下「ＤＯ」と略記する）カード等、には「トリップ出力継続異常検出機能」、「トリップ回路断線検出機能」等の監視機能を有しており、その監視目的は以下のとおりである。
「トリップ出力継続異常検出機能」は、遮断器等の異常検出及びトリップ出力用ＤＯカード故障の検出を目的としている。
「トリップ回路断線検出機能」は、トリップ接点と並列に設けられたフォトカプラを解してトリップ回路に流れる微弱電流を常時監視し、リレーコイル断線等によりトリップ回路にこの監視電流が流れなくなることを断線として検出する事を目的としている。
例えば、特開平４−３４４１６号公報（特許文献１）、特開平８−１８２１７４号公報（特許文献２）を参照。

背景技術を具体的に説明すると、例えば、火力発電所における一般的な保護リレー方式は、大略的には図１１に示すように、発電機１の出力端が変圧器２、遮断器３を介して送電線４に接続されている場合、発電機１を保護する発電機保護リレー５および変圧器保護リレー６により、例えば過電流時に遮断器３がトリップされる。

発電機保護リレー５および変圧器保護リレー６は何れも、ディジタルリレーの場合は、図１２に示すように、Ａ／Ｄ変換器７の出力がリレー要素８に入力され、リレー要素８が例えば過電流に応動すると遮断器３をトリップし、発電機１や変圧器２を保護する。

リレー要素８は、大略的には、ＣＰＵ８１、記憶装置８２、ディジタル出力回路８３を備えている。

ディジタル出力回路８３は、例えば図１３に示すような回路構成になっており、例えば変圧器保護リレー６のＣＰＵ８１からのトリップ指令で閉じるトリップ接点６Ｘと、このトリップ接点６Ｘに並列に接続されたトリップ回路の断線を監視するための監視用フォトカプラ83PCと、監視ロジックTCML（後述の図１４参照）のＳ／Ｗを格納したメモリとを搭載したトリップ出力用ＤＯカード83TDOCを備え、このトリップ出力用ＤＯカード83TDOCと直列にトリップリレー３Ｘが接続されている。また、トリップリレー３Ｘには、発電機保護リレー５のＣＰＵ８１からのトリップ指令で閉じる接点５Ｘも直列に接続されている。

トリップ回路の監視ロジックTCMLは、図１４に示すように、遮断器がトリップ動作したときに返送されてくる遮断器トリップアンサー信号TASからのディジタル信号を逆変換するインバータINVTの出力と、遮断器をトリップさせるディジタル信号の指令であるトリップＤＯ指令IDOIXとのＡＮＤをとる論理要素機能AND1と、この論理要素機能AND1が所定時間、例えば10秒、続くと、トリップ連続出力監視の結果が異常であることを報知する警報出力であるトリップ連続出力監視異常警報Atcoを発する機能、即ち前記「トリップ出力継続異常検出機能」を有している。

また、トリップ回路の監視ロジックTCMLは、図１４に示すように、トリップリレー３Ｘ回路の断線をフォトカプラ83PCの出力側の監視電流Imの大きさで検出する機能であるトリップＤＯカード断線検出機能TCBDの出力と、前記遮断器トリップアンサー信号TASからのディジタル信号を逆変換するインバータINVTの出力とのＡＮＤをとる論理要素機能AND2と、この論理要素機能AND2が所定時間、例えば20秒、続くと、トリップリレー３Ｘ回路の断線監視の結果が断線であることを報知する警報出力であるトリップ出力断線検出警報Atcbを発する機能、即ち前記「トリップ回路断線検出機能」を有している。

特開平４−３４４１６号公報（図１及びその説明）特開平８−１８２１７４号公報（図１及びその説明）

図１４のトリップ回路の監視ロジックTCMLにおいて、遮断器をトリップさせるディジタル信号の指令であるトリップＤＯ指令IDOIXが出た後、遮断器がトリップすれば遮断器トリップアンサー信号TASが返送され、インバータINVTの出力は「０」となるので、トリップ連続出力監視異常警報Atcoは出ないが、例えば遮断器トリップアンサー信号TASの回路の断線等により遮断器トリップアンサー信号TASが返送されない場合はインバータINVTの出力は「１」となるので、トリップＤＯ指令IDOIXにより遮断器がトリップしている正常動作状態であるにも拘わらず、トリップ連続出力監視異常警報Atcoが誤出力される。
また、発電機保護リレーが発電機保護リレー５のＣＰＵ８１からのトリップ指令で接点５Ｘが閉じている場合は監視電流Imは小さいのでトリップＤＯカード断線検出機能TCBDは出力「１」となるので、この場合も、例えば遮断器トリップアンサー信号TASの回路の断線等により遮断器トリップアンサー信号TASが返送されない場合は、インバータINVTの出力は「１」となるので、トリップ出力断線検出警報Atcbが誤出力される。

この発明は前述のような実情に鑑みてなされたもので、遮断器トリップアンサー信号TASの回路の断線等により遮断器トリップアンサー信号TASが返送されない場合、トリップ連続出力監視異常警報Atcoが誤出力されたり、トリップ出力断線検出警報Atcbが誤出力されたりしないようにすることを目的とするものである。

この発明に係るディジタル保護継電器システムの出力回路は、トリップ指令と遮断器トリップ動作時に発生するトリップアンサー信号とによりトリップ出力監視を行うディジタル保護継電器システムの出力回路にいて、トリップリレーの動作に応動して前記トリップ出力監視の出力をロックするものである。

この発明は、トリップ指令と遮断器トリップ動作時に発生するトリップアンサー信号とによりトリップ出力監視を行うディジタル保護継電器システムの出力回路において、トリップリレーの動作に応動して前記トリップ出力監視の出力をロックするので、遮断器トリップアンサー信号の回路の断線等により遮断器トリップアンサー信号が返送されない場合、トリップ連続出力監視異常警報が誤出力されたり、トリップ出力断線検出警報が誤出力されたりしないようにできる効果がある。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を、図１、図２、図１１、図１２に基づいて説明する。図１はディジタル出力回路の回路構成の事例を示す図、図２はディジタル出力回路の監視ロジックの事例を示す図である。なお、火力発電所における一般的な保護リレー方式の事例を示す図１１は従来も本実施の形態の場合もおなじであり、また、一般的なディジタルリレーの概略構成の事例を示す図１２についても同様に従来も本実施の形態の場合もおなじであるので、本実施の形態においては、図１１および図１２についての説明は割愛する。また、図１は図１３相当図、図２は図１４相当図であり、図１および図２において、図１３および図１４と同一または相当部分には同一符号を付し、以下の図１および図２においては図１３および図１４とことなる点を主体に説明し、他の説明は割愛する。

図１および図２において、遮断器３のａ接点３ａと誤動作防止リレー３１Ｘとの直列回路が、トリップ出力用ＤＯカード83TDOCとトリップリレー３Ｘとの直列回路に並列接続されている。自保護リレー動作の条件信号、例えば自保護リレー動作によって遮断動作する遮断器３のａ接点３ａ１の開閉状態に依存して作動する誤動作防止リレー３１Ｘ動作のロック信号MSPROが、インターフェイス入出力回路である入出力回路９により、ＡＮＤ論理要素１０に入力されるように、トリップ出力用ＤＯカード83TDOC内のS/Wロジックが構成されている。ＡＮＤ論理要素１０には、図１４と同様に、遮断器トリップアンサー信号TASからのディジタル信号を逆変換するインバータINVTの出力、および遮断器をトリップさせるディジタル信号の指令であるトリップＤＯ指令TDOIXも入力される。

次に動作について説明する。
図１および図２において、主保護リレーが動作していなければ、例えば遮断器３が遮断動作していなければ、具体的には遮断器３のａ接点がＯＦＦ状態であれば或いは遮断器３のＢ接点がＯＮ状態であれば、ＡＮＤ論理要素１０の入力信号の一つである誤動作防止リレー３１Ｘ動作のロック信号MSPROが「０」となる。従って、前述の従来のディジタル保護継電器システムの出力回路の場合のように、例えば遮断器トリップアンサー信号TASの回路の断線等により遮断器トリップアンサー信号TASが返送されない場合にインバータINVTの出力が「１」となっても、トリップＤＯ指令IDOIXにより遮断器がトリップしている正常動作状態であるにも拘わらず、トリップ連続出力監視異常警報Atcoが誤出力されるようなことはなくなる。
つまり、遮断器トリップのアンサーがない場合に、トリップＤＯ指令Ｘが継続しても（正常動作）、前述のようにトリップ出力継続異常の誤警報は出力しないこととなる。

実施の形態２．
本実施の形態２では、図３および図４に示すように、同じ遮断器３をトリップする他の保護リレー、例えば発電機保護リレー５（図１１参照）の接点出力５Ｘの動作条件5XONをトリップ出力用ＤＯカード１の前記入出力回路９にインバータINVTを介して入力するようにＳ/Ｗロジックを組んである。また、本実施の形態２では図４のトリップ出力用ＤＯカード83TDOCのＳ／Ｗロジックに、リレーＣＰＵ８１（図１２参照）からのトリップ出力指令CPUTIをインバータINVTを介して入力するように付加することにより、図４のＳ／Ｗロジックを構成してある。従って、同じ遮断器３をトリップする他の保護リレー、例えば発電機保護リレー５（図１１参照）が動作したその接点出力５ＸがＯＮの場合、又はＣＰＵ８１からのトリップ出力指令がＯＮしている場合は、トリップ回路断線検出を出力しない回路とすることができ、トリップ回路断線検出機能を有効に活用し、トリップ接点Ｘ２が何らかの異常で動作が継続し、監視電流Imが小となった場合でも上記によりトリップ回路断線検出の誤警報は出力しないこととなる。

実施の形態３．
本実施の形態３では、図５および図６に示すように、同じ遮断器３をトリップする他の保護リレー、例えば発電機保護リレー５（図１１参照）の接点出力５Ｘの動作条件をトリップ出力用ＤＯカード１の前記入出力回路９にインバータINVTを介して入力するようにＳ/Ｗロジックを組んである。
また、本実施の形態３ではトリップ出力用ＤＯカード83TDOC内のトリップ接点６Ｘのａ接点６Ｘａおよび同ｂ接点６Ｘｂを監視電流回路ＣＤImに図示の接続関係で付加したことにより、図６のＳ／Ｗロジックを構成することで、同じ遮断器３をトリップする他の保護リレー、例えば発電機保護リレー５（図１１参照）が動作したその接点出力５ＸがＯＮの場合はトリップ回路断線検出を出力しない回路とすることができ、またトリップ接点Ｘ２がＯＮしている場合でも監視電流を検出でき、トリップ回路断線検出機能を有効に活用する回路とすることができる。
故にトリップ接点Ｘ２が何らかの異常で動作が継続した場合でも上記によりトリップ回路断線検出の誤警報は出力しないこととなる。

実施の形態４．
本実施の形態４では、図７および図８に示すように、同じ遮断器３をトリップする他の保護リレー、例えば発電機保護リレー５（図１１参照）の接点出力５Ｘの動作条件をトリップ出力用ＤＯカード１の前記入出力回路９にインバータINVTを介して入力するようにＳ/Ｗロジックを組んである。
また、本実施の形態４では、図７に示すようにロックアウトリレー８６Ｘの出力接点であるａ接点８６Ｘａおよびｂ接点８６Ｘｂを使用した場合の事例を示してあり、トリップ出力用ＤＯカード83TDOC内のトリップ接点Ｘ２及びロックアウトリレー接点８６Ｘａを監視電流回路に付加したことにより、図８のＳ／Ｗロジックを構成することで、同じ遮断器３をトリップする他の保護リレー、例えば発電機保護リレー５（図１１参照）が動作したその接点出力５ＸがＯＮの場合はトリップ回路断線検出を出力しない回路とすることができ、またトリップ接点６ＸがＯＮしている場合でも監視電流を検出でき、トリップ回路断線検出機能を有効に活用する回路とすることができる。
故にトリップ接点６Ｘが何らかの異常で動作が継続した場合でも上記によりトリップ回路断線検出の誤警報は出力しないこととなる。

実施の形態５．
本実施の形態５では、図９に示すように、図２に例示する前述の実施の形態１と図４に例示する前述の実施の形態２とを組み合わせてトリップ出力用ＤＯカード83TDOC内Ｓ／Ｗロジックを構成した事例であり、前述の実施の形態１および前述の実施の形態２の各機能、作用効果を併せ持つものである。

実施の形態６．
本実施の形態６では、図１０に示すように、図２に例示する前述の実施の形態１と、図６に例示する前述の実施の形態３とを組み合わせて、あるいは図８に例示する前述の実施の形態４とを組み合わせて、トリップ出力用ＤＯカード83TDOC内Ｓ／Ｗロジックを構成した事例であり、前述の実施の形態１および前述の実施の形態３の各機能、作用効果、あるいは、前述の実施の形態１および前述の実施の形態４の各機能、作用効果、を併せ持たせることができるものである。

この発明の実施の形態１を示す図で、ディジタル保護継電器システムのディジタル出力回路の回路構成の事例を示す図である。この発明の実施の形態１を示す図で、ディジタル出力回路の監視ロジックの事例を示す図である。この発明の実施の形態２を示す図で、ディジタル保護継電器システムのディジタル出力回路の回路構成の事例を示す図である。この発明の実施の形態２を示す図で、ディジタル出力回路の監視ロジックの事例を示す図である。この発明の実施の形態３を示す図で、ディジタル保護継電器システムのディジタル出力回路の回路構成の事例を示す図である。この発明の実施の形態３を示す図で、ディジタル出力回路の監視ロジックの事例を示す図である。この発明の実施の形態４を示す図で、ディジタル保護継電器システムのディジタル出力回路の回路構成の事例を示す図である。この発明の実施の形態４を示す図で、ディジタル出力回路の監視ロジックの事例を示す図である。この発明の実施の形態５を示す図で、ディジタル出力回路の監視ロジックの事例を示す図である。この発明の実施の形態６を示す図で、ディジタル出力回路の監視ロジックの事例を示す図である。この発明の実施の形態１〜６、および従来の何れにも一般的に採用される火力発電所等における保護リレー方式の事例を示す図である。この発明の実施の形態１〜６、および従来の何れにも一般的に採用されるディジタル保護リレーの事例の概略構成図である。従来のディジタル保護継電器システムのディジタル出力回路の回路構成の事例を示す図である。従来のディジタル出力回路の監視ロジックの事例を示す図である。

符号の説明

１発電機、
２変圧器、
３遮断器、
３ａ遮断器のａ接点、
３ａ１遮断器のａ接点、
３ａ２遮断器のａ接点、
３Ｘトリップリレー、
３Ｘａトリップリレーの出力接点、
３１Ｘ誤動作防止リレー、
４送電線、
５発電機保護リレー、
5XON 他の保護リレーの接点出力５Ｘ条件、
６変圧器保護リレー、
６Ｘトリップ接点、
６Ｘａトリップ接点６Ｘのａ接点、
６Ｘｂトリップ接点６Ｘのｂ接点、
７Ａ／Ｄ変換器、
８リレー要素、
８１ＣＰＵ、
８２記憶装置、
８３ディジタル出力回路、
83PC フォトカプラ、
83TDOC トリップ出力用ＤＯカード、
８６Ｘロックアウトリレー、
８６Ｘａロックアウトリレーのａ接点、
８６Ｘｂロックアウトリレーのｂ接点、
９入出力回路、
１０ＡＮＤ論理要素、
Atcb トリップ出力断線検出警報、
Atco トリップ連続出力監視異常警報、
CPUTI ＣＰＵからのトリップ出力指令、
Ｉｍ監視電流、
INVT インバータ、
MSPRO 誤動作防止リレー３１Ｘ動作のロック信号、
Ｔ１，Ｔ２タイマー、
TCBD トリップＤＯカード断線検出機能、
TCML 監視ロジック,
TDOIX トリップＤＯ指令。

Claims

トリップ指令と遮断器トリップ動作時に発生するトリップアンサー信号とによりトリップ出力監視を行うディジタル保護継電器システムの出力回路にいて、トリップリレーの動作に応動して前記トリップ出力監視の出力をロックすることを特徴とするディジタル保護継電器システムの出力回路。
請求項１に記載のディジタル保護継電器システムの出力回路において、遮断器のａ接点に応動して前記トリップ出力監視の出力をロックすることを特徴とするディジタル保護継電器システムの出力回路。
出力回路内のトリップリレー回路の断線検出を行うディジタル保護継電器システムの出力回路にいて、同じ遮断器をトリップさせる他の保護リレーの動作に応動して前記出力回路内のトリップリレー回路の前記断線検出の出力をロックすることを特徴とするディジタル保護継電器システムの出力回路。
請求項３に記載のディジタル保護継電器システムの出力回路において、出力回路内のトリップ回路断線検出を行う監視電流回路に、出力回路内のトリップリレーを作動させるトリップ接点に連動する接点を介挿したことを特徴とするディジタル保護継電器システムの出力回路。
請求項３に記載のディジタル保護継電器システムの出力回路において、出力回路内のトリップ回路断線検出を行う監視電流回路に、出力回路内のトリップリレーを作動させるトリップ接点に応動するロックアウトリレー接点を介挿したことを特徴とするディジタル保護継電器システムの出力回路。
トリップ指令と遮断器トリップ動作時に発生するトリップアンサー信号とによりトリップ出力監視を行うディジタル保護継電器システムの出力回路にいて、トリップリレーの動作に応動して前記トリップ出力監視の出力をロックし、同じ遮断器をトリップさせる他の保護リレーの動作に応動して前記出力回路内のトリップリレー回路の前記断線検出の出力をロックすることを特徴とするディジタル保護継電器システムの出力回路。