JP2008043145A

JP2008043145A - デジタル保護リレー

Info

Publication number: JP2008043145A
Application number: JP2006217375A
Authority: JP
Inventors: Naoki Wakamatsu; 直樹若松
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2008-02-21

Abstract

【課題】希頻度開閉となる開閉器の操作が確実に行えるような診断機能をデジタル保護リレーに付加する。
【解決手段】電力系統の主回路１の電気量を検出するアナログ検出回路４と、アナログ検出回路４から出力される電気量を監視処理するとともに、主回路１に接続された開閉器を開閉操作する出力接点１０、１１を動作させ、且つ開閉器１を開閉操作させたときから次の開閉操作をするまでの経過時間を計測する中央処理装置６と、中央処理装置６から出力される信号で動作する警報出力接点１４と、開閉器の操作機構に用いられるグリスの経年変化に伴う硬化状態を保存する記憶装置７とを備え、経過時間からグリスの硬化状態を診断することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、遮断器などの開閉器を操作する操作機構の動作状態を診断する機能を備えたデジタル保護リレーに関する。

従来、電力系統の電圧、電流などの監視や、過電流などの異常状態を保護するため、デジタル保護リレーが広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。そして、この種のデジタル保護リレーにおいては、遮断器などの開閉器の二次側に接続された負荷の温度上昇などを診断するものが知られており、電流や温度などが計測されるようになっている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−７９０４５号公報（第２ページ、図１）特開平６−３３９２２５号公報（第３ページ、図１）

上記の従来のデジタル保護リレーにおいては、次のような問題がある。
診断機能を有するものでは、計測した電流などの積算値を所定値と比較し、負荷側の異常状態を診断するようになっている。この積算値は、開閉器が入り状態、即ち、閉路を保持している運転時間となる。

ここで、一般的に、開閉器の操作機構には、リンク、ピンなどの回転部に摩擦抵抗を抑制するためにグリスが塗布されている。このようなグリスは、周囲温度によって多少変化するが、時間経過とともに硬化する特性を持っている。このため、開閉器が入り状態であれば、電流などを計測している運転時間の積算値からグリスの硬化状態を診断することができる。

しかしながら、開閉器が切り状態にあったときには、電流などの計測が行われないので、グリスの硬化状態を診断することができない。このため、開閉器が長時間に亙って切り状態にあったときには、グリスが硬化し、操作不良を起こすことがある。なお、所定の時間内で開閉器を操作すれば、グリスの硬化を遅らせることができるが、長時間に亙って操作をしなければ、グリスの硬化は着実に進むことになる。

このため、開閉器の入り状態のみならず、切り状態にあってもグリスの硬化状態を診断することのできる機能を備えたデジタル保護リレーが望まれていた。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、グリスの硬化状態を診断し、開閉器の操作が確実に行えるような診断機能を備えたデジタル保護リレーを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のデジタル保護リレーは、電力系統の主回路の電気量を検出するアナログ検出回路と、前記アナログ検出回路から出力される前記電気量を監視処理するとともに、前記主回路に接続された開閉器を開閉操作する出力接点を動作させ、且つ前記開閉器を開閉操作させたときから次の開閉操作をするまでの経過時間を計測する中央処理装置と、前記中央処理装置から出力される信号で動作する警報出力接点と、前記開閉器の操作機構に用いられるグリスの経年変化に伴う硬化状態を保存する記憶装置とを備え、前記経過時間から前記グリスの硬化状態を診断することを特徴とする。

本発明によれば、開閉器を開閉操作させたときから次の操作をするまでの経過時間を計測し、操作機構に用いられているグリスの硬化状態を診断しているので、開閉器の開閉操作を確実に行えるようになる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

先ず、本発明の実施例に係るデジタル保護リレーを図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施例に係るデジタル保護リレーの回路構成を示す図である。

図１に示すように、電力系統の三相の主回路１には、各相に計器用変流器２が設けられ、その出力がデジタル保護リレー３に入力されている。

デジタル保護リレー３には、計器用変流器２からの電流値（電気量）を検出するアナログ検出回路４、検出された電流をアナログ値からデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路５、およびデジタル値に変換された電流値を監視処理し、主回路１を過電流などから保護する保護動作を実行する中央処理装置６が設けられている。

中央処理装置６には、計測された電流値を記録保存、呼び出しをする記憶装置７、およびその電流値などを表示する表示器８が接続されている。なお、記憶装置７には、後述するグリスの経年変化に伴う硬化状態のデータが保存されている。また、操作スイッチ９により、主回路１に設置された図示しない開閉器を閉路させる閉路出力接点１０、および開路させる開路出力接点１１が中央処理装置６を介して動作するようになっている。開閉器を開閉させた場合、閉路ではその状態を検出する入り状態入力回路１２、および開路ではその状態を検出する切り状態入力回路１３が中央処理装置６に接続されている。これらの入力回路１２、１３がそれぞれの状態を検出し、所定時間を経過すると、警報出力接点１４により、外部に信号を発するようになっている。

一方、開閉器側の開閉制御回路１５には、制御電源１６のＰ−Ｎ間に、開閉器を閉路させる閉路コイル１７と補助接点１８とが直列に接続され、更に前記閉路出力接点１０が直列に接続されている。同様に、開閉器を開路させる開路コイル１９と補助接点２０とが直列に接続され、更に前記開路出力接点１１が直列に接続されている。また、補助接点１８と連動する補助接点２１が入り状態入力回路１２に直列に接続され、また、補助接点２０と連動する補助接点２２が切り状態入力回路１３に直列に接続されている。

次に、操作スイッチ９によって操作される開閉器の動作について説明する。

開閉器を閉路させるため、操作スイッチ９を操作すると、中央処理装置６がその信号を取り込み、閉路出力接点１０を動作させる。これにより閉路コイル１７が励磁され、開閉器が閉路するとともに、補助接点２１が閉路する。すると、入り状態入力回路１２が動作し、中央処理装置６が開閉器の入り状態を認識する。中央処理装置６では、開閉器を閉路に操作したときから、次の操作、所謂開路の操作がされるまでの経過時間を計測し積算する。この時間は表示器８に表示され、外部から確認を行うことができる。なお、表示器８では、後述するグリスの硬化状態の閾値に対する百分率や、残存する時間などを表示してもよい。

開路するときも同様に、操作スイッチ９を操作し、開路出力接点１１を動作させると、開路コイル１９が励磁され、開閉器が開路するとともに、補助接点２２が開路する。すると、切り状態入力回路１３が動作し、中央処理装置６が開閉器の切り状態を認識する。中央処理装置６では、開閉器を開路に操作したときから、次の操作、所謂閉路の操作が行われるまでの経過時間を計測し積算する。この時間も、上述と同様に、表示器８に表示される。

中央処理装置６では、予め記憶装置７に保存されているグリスの経年変化に伴う硬化状態と、次の操作が行われるまでの経過時間とを比較し、操作の可否の診断が行われる。そして、開閉器を最後に開閉操作したときからの経過時間が、操作機構を操作することが可能なグリスの硬化状態の閾値を越えるようになれば、警報出力接点１４を動作させ、外部に信号を発するようにする。また、表示器８にその表示をする。

操作機構のリンク、ピンなどの回転部には、例えばシリコン系グリスが塗布されているが、時間経過とともに酸化やゴミの付着などにより粘度が上昇する。所謂経年変化によってグリスが硬化し、硬化状態が閾値を越えると、操作機構の回転部がスムースに動作しないようになる。特に、開閉操作が滅多に行われずその状態が長時間維持される希頻度開閉のものでは、温度などの使用環境により多少変化するものの、グリスの硬化は着実に進む傾向にある。

これにより、希頻度開閉によるものでは、グリスの硬化が着実に進むものの、操作可能な硬化状態の閾値内で操作を行うことができるので、操作不良を防ぐことができる。特に、開閉器を開路させた場合には、次の操作が閉路であるので、この時間の計測ができ、確実に閉路の操作をすることができる。このような開閉器には、二回線受電設備の常時開路の予備開閉器がある。なお、二回線受電設備の一方の開閉器は常時閉路であり、通電が行われている。

上記実施例のデジタル保護リレーによれば、開閉器を開閉操作させたときから次の開閉操作をするまでの経過時間を計測し、操作機構に用いられているグリスの硬化状態を診断しているので、グリスの硬化による操作不良を未然に防ぐことができ、開閉操作を確実に行うことができる。

本発明の実施例に係るデジタル保護リレーの回路構成を示す図。

符号の説明

１主回路
２計器用変流器
３デジタル保護リレー
４アナログ検出回路
５Ａ／Ｄ変換回路
６中央処理装置
７記憶装置
８表示器
９操作スイッチ
１０閉路出力接点
１１開路出力接点
１２入り状態入力回路
１３切り状態入力回路
１４警報出力接点
１５開閉制御回路
１６制御電源
１７閉路コイル
１８、２０、２１、２２補助接点
１９開路コイル

Claims

電力系統の主回路の電気量を検出するアナログ検出回路と、
前記アナログ検出回路から出力される前記電気量を監視処理するとともに、前記主回路に接続された開閉器を開閉操作する出力接点を動作させ、且つ前記開閉器を開閉操作させたときから次の開閉操作をするまでの経過時間を計測する中央処理装置と、
前記中央処理装置から出力される信号で動作する警報出力接点と、
前記開閉器の操作機構に用いられるグリスの経年変化に伴う硬化状態を保存する記憶装置とを備え、
前記経過時間から前記グリスの硬化状態を診断することを特徴とするデジタル保護リレー。
前記経過時間が、前記グリスの硬化状態の閾値を越えるようになれば、前記警報出力接点を動作させることを特徴とする請求項１に記載のデジタル保護リレー。
前記開閉器は、希頻度開閉であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデジタル保護リレー。