JP2008079367A - 保護継電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電力系統の系統電気量を取得し、その電気量を用いて所定の保護Ａ／Ｄ継電演算を自動的に行ない、電力系統を保護する保護継電装置を提供する。
【解決手段】この保護継電装置１０は、電力系統の系統電気量ａの電気量レベルを変換する入力変換手段１２と、この入力変換手段１２からのアナログ電気量ｂをディジタル電気量ｃに変換するＡ／Ｄ変換手段１３と、このＡ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄを算出する第１の特性値算出手段１５と、入力変換手段１２の特性値ｅを算出する第２の特性値算出手段１６と、算出されたＡ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄを保存する第１の記憶手段２１と、算出された入力変換手段１２の特性値ｅを保存する第２の記憶手段２２と、第１の記憶手段２１に保存されたＡ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄと第２の記憶手段２２に保存された入力変換手段１２の特性値ｅとから補正値ｈを求める補正値算出手段１７と、この補正値ｈを用いて変換値を補正する補正手段１８とを備えたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電力系統の系統電気量を取り扱う技術に係り、特に電力系統の系統電気量を取得し、その電気量を用いて保護継電演算を行ない、電力系統を保護するディジタル形の保護継電装置に関する。

この種の保護継電装置には、電力系統の系統電気量の入力部、いわゆるアナログ入力部の誤差を補正する手法が種々提案されている。例えば、特許文献１には、系統電気量を所定の大きさの電気量に変換する入力変換手段と、入力変換手段の出力（アナログ）電気量をディジタル電気量に変換するアナログ／ディジタル変換手段（以下、Ａ／Ｄ変換手段という。）とを組み合せることなく、系統電気量の補正値を個別に手動にて算出できる構成が開示されている。

保護継電装置は、電力系統に設けられた電圧変成器や電流変成器を介して保護リレーの入力変換手段に系統電気量を入力している。入力変換手段は、電圧変成器や電流変成器で構成され、電力系統の系統電気量を所定の大きさの電気量に変換してＡ／Ｄ変換手段に出力している。Ａ／Ｄ変換手段は入力変換手段からの出力電気量をフィルタ回路を通してフィルタリングした後、Ａ／Ｄ変換し、ディジタル値の電気量として出力している。

特許文献１に記載された保護継電装置は、入力変換手段の誤差を格納する第１の記憶手段と、Ａ／Ｄ変換手段の誤差を格納する第２の記憶手段とを有し、第１および第２の記憶手段に格納された誤差データ（以下、特性値という。）を用いて入力データを補正するものである。
特開２００４−２７４９３０号公報

特許文献１に記載された保護継電装置では、第１の記憶手段にデータを手動で予め格納させておく必要がある。すなわち、入力変換手段の入力電気量と出力電気量との位相差の誤差、および利得（ゲイン）の誤差を、電圧計や電流計などの測定器を用いて測定し、その測定値に基づく値を記憶手段に格納している。

これらの測定器による電気量の位相差誤差、その利得誤差の測定値を第１の記憶手段に入力させるデータ格納は全て手動で予め行なう必要がある。データ格納作業に多大の労力や時間を費やすことになり、データ格納作業が複雑で、補正誤差を発生させる要因となっている。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、電力系統の系統電気量を取得し、その電気量を用いて所定の保護Ａ／Ｄ継電演算を行なうことにより、電力系統を保護する保護継電装置を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、入力変換手段やＡ／Ｄ変換手段の故障時に、故障対象手段を変換する際、その交換時に、各手段を組み合せて補正値を算出する作業、すなわち較正作業を不要とした保護継電装置を提供するにある。

本発明の別の目的は、入力変換手段およびＡ／Ｄ変換手段の特性値を格納する作業労力を削減し、作業の軽減ならびに補正誤差を生じさせることがない保護継電装置を提供するにある。

本発明は、上述した課題を解決するために、電力系統の系統電気量をサンプリングしてＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換値を用いて保護継電演算を行なう保護継電装置において、前記系統電気量の電気量レベルを変換する入力変換手段と、前記入力変換手段からのアナログ電気量をディジタル電気量に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段の特性値を算出する第１の特性値算出手段と、前記入力変換手段の特性値を算出する第２の特性値算出手段と、前記第１の特性値算出手段で算出された前記Ａ／Ｄ変換手段の特性値を保存する第１の記憶手段と、前記第２の特性値算出手段で算出された前記入力変換手段の特性値を保存する第２の記憶手段と、前記第１の記憶手段に保存されたＡ／Ｄ変換手段の特性値と前記第２の記憶手段に保存された入力変換手段の特性値とから補正値を求める補正値算出手段と、前記補正値を用いて前記Ａ／Ｄ変換値を補正する補正手段とを備えたものである。

本発明に係る保護継電装置において、電力系統の系統電気量を取得してＡ／Ｄ変換し、そのＡ／Ｄ変換値を用いて所定の保護継電演算を行なうことにより、電力系統を保護することができる。

入力変換手段やＡ／Ｄ変換手段が故障した場合には、故障対象手段が新しいものと交換される際、その交換時に、交換された新しい手段の特性値に対応する特性値も交換可能なので、故障対象手段のアナログ入力部の誤差を補正する較正作業が不要となり、迅速な交換作業を能率的に効率よく短時間で実施することができる。

また、所定の電圧の印加または電流の入力だけで、入力変換手段やＡ／Ｄ変換手段に対応する特性値を自動的に求めて記憶手段に記憶することができる。

本発明に係る保護継電装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る保護継電装置の第１の実施形態を示すブロック構成図である。

この保護継電装置１０は、電力系統の系統電気量ａが取り込まれる入力変換手段１２を有し、この入力変換手段１２で系統電気量ａが所定の大きさの電気量（出力電気量）ｂに変換される。入力変換手段１２からの出力（アナログ）電気量ｂは、Ａ／Ｄ変換手段１３に入力され、このＡ／Ｄ変換手段１３でフィルタリングされた後、アナログ電気量がディジタル電気量ｃに変換されて演算手段１４に入力される。

演算手段１４は、ＭＰＵ，ＣＰＵ等のマイクロプロセッサ、メモリ等からなり、Ａ／Ｄ変換手段１３の特性値を算出する第１の特性値算出手段１５と、入力変換手段１２の特性値を算出する第２の特性値算出手段１６と、入力変換手段１２およびＡ／Ｄ変換手段１３の補正値を求める補正値算出手段１７と、この補正値算出手段１７で求められた補正値を用いてＡ／Ｄ変換データを補正する補正手段１８と、この補正手段１８で補正後のＡ／Ｄ変換値のデータを用いてリレー演算等の保護継電演算を行なう保護継電演算手段１９とから構成される。

第１の特性値算出手段１５で算出されたＡ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄは第１の記憶手段２１に入力され、保存される一方、第２の特性値算出手段１６で算出された入力変換手段１２の特性値ｅは第２の記憶手段２２に入力され、保存される。第１および第２の記憶手段２１，２２は、例えば不揮発性メモリで構成される。

第１および第２の記憶手段２１，２２は保存値（特性値）ｆ，ｇを補正値算出手段１７にそれぞれ入力している。補正値算出手段１７は保存値ｆ，ｇを入力し補正値ｈを補正手段１８に出力する。補正手段１８には、Ａ／Ｄ変換手段１３の出力（ディジタル電気量）ｃおよび補正値算出手段１７の補正値ｈがそれぞれ入力され、保護継電装置１９に対して補正後のＡ／Ｄ変換値ｉを出力している。

保護継電装置１０は、保護継電演算手段１９にディジタル形入出力手段２４が接続され、このディジタル形入出力手段２４により、遮断器２５を開閉作動させるようになっている。遮断器２５の開閉作動により、電力系統の安全性を高め、保護することができる。

保護継電装置１０は、電力系統を保護するディジタル形の保護継電装置を構成している。保護継電装置１０から保護継電演算手段１９およびディジタル形入出力手段２４を取り除くと、電力系統の系統電気量ａを取得する電気量取得装置が構成される。

保護継電装置１０の入力変換手段１２は図２に示すように構成され、複数の電圧変成器２７や複数の電流変成器２８から構成される。電流変成器２８の出力側に抵抗器２９が接続され、入力された電流値Ｉｉｎは所定の電圧レベルの電圧値Ｖｏｕｔとなって出力される。

また、図３は保護継電装置１０のＡ／Ｄ変換手段１３のブロック構成図を示すものである。Ａ／Ｄ変換手段１３は、演算に不要な高調波成分を除去する複数のフィルタ３１と、フィルタリングにより高調波成分が除された複数の入力を順次切り替えて出力するマルチプレクサ３２と、このマルチプレクサ３２からの出力（アナログ信号）を演算処理可能なディジタル信号（電気量）ｃに変換するＡ／Ｄ変換器３３とを備える。

図４は、入力変換手段１２の電圧変成器２７とＡ／Ｄ変換手段１３のフィルタ３１との接続関係を示す図である。電圧変成器２７とフィルタ３１とは、着脱可能なケーブル３５を介して接続される。

図４において、ケーブル３５を外した場合、Ａ／Ｄ変換手段１３のフィルタ３１の入力部、すなわちＡ部に外部から電圧を直接印加することができる。入力変換手段１２の電流変成器２８とＡ／Ｄ変換手段１３のフィルタ３１との接続関係も同様である。

図５は、入力変換手段１２とＡ／Ｄ変換手段１３との接続関係の変形例を示すものである。

この変形例は、入力変換手段１２の電圧変成器２７をＡ／Ｄ変換手段１３のフィルタ３１にスイッチ３６を介して開閉自在に接続したものである。スイッチ３６を開路にした場合、Ａ／Ｄ変換手段１３のフィルタ３１には、外部からＡ部に電圧を直接印加することができる。入力変換手段１２の電流変成器２８とＡ／Ｄ変換手段１３のフィルタ３１の場合の接続形態も同様である。

一方、Ａ／Ｄ変換手段１３に備えられるマルチプレクサ３２は、図３および図６に示すように、複数のフィルタ３１でフィルタリング処理された出力（アナログ信号）を順次切り替えてＡ／Ｄ変換器３３に出力するものである。マルチプレクサ３２の１入力には、フィルタ３１等が接続されないＢ部が設けられる。Ｂ部には外部から電圧を直接印加できるようになっている。

また、Ａ／Ｄ変換手段１３でＡ／Ｄ変換されたディジタル電気量は、演算手段１４に入力される。入力変換手段１２やＡ／Ｄ変換手段１３を構成する素子には、抵抗やコンデンサ等の素子やロジックＩＣ等により個体的な差があるため、入力したデータと出力したデータとの間に位相や振幅値（利得：ゲイン）に差ができる。

入力変換手段１２は、電力系統から得られた系統（入力）電気量ａを所要のアナログ（出力）電気量ｂに変換し、この電気量ｂをＡ／Ｄ変換手段１３にて高調波を除去した後サンプリングし、ディジタル電気量ｃに変換して演算手段１４に入力される。演算手段１４でディジタル電気量をリレー演算等の保護継電演算する場合、これらの位相や振幅値の差を補正処理する必要がある。

演算手段１４は、Ａ／Ｄ変換手段１３からディジタル電気量ｃを入力して特性値ｄを算出する第１の特性値算出手段１５を有する。第１の特性値算出手段１５は、Ａ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄを算出するものである。特性値ｄとは、Ａ／Ｄ変換手段１３に正弦波を入力したときの入力と出力の利得（振幅値）と位相差に関する値である。

Ａ／Ｄ変換手段１３の特性値を算出にするためには、外部から図示しないマンマシンインタフェース等を介して、「Ａ／Ｄ変換手段特性値算出モード」に手動で設定する。

図７は、「Ａ／Ｄ変換手段特性値算出モード」時の入力関係を説明する図である。「Ａ／Ｄ変換手段特性値算出モード」に設定する前に予め、フィルタ３１の入力はＡ部に所定の大きさで、かつ定格周波数の正弦波電圧を予め印加しておく。また、Ｂ部には所定の大きさで、かつＡ部に印加した正弦波電圧と同じ周波数で所定の位相差を持った電圧を印加しておく。所定の位相差の最も簡単な例は０度の場合である。

Ａ／Ｄ変換手段１３の特性値を算出する処理は図８のフローチャートに従って行なわれる。

Ａ／Ｄ変換手段１３の特性を算出する処理Ｓ_１（ステップ１）が「Ａ／Ｄ変換手段特性値算出モード」であるか否かがＳ_２で判断される。「Ａ／Ｄ変換手段特性値算出モード」である場合、振幅値計算Ｓ_３が行なわれる。

振幅値計算Ｓ_３では、Ａ／Ｄ変換手段１３のフィルタ３１への入力、すなわちＡ部に入力された電圧に対応するＡ／Ｄ変換後のデータを用いて振幅値（電圧値）の計算をする。Ａ／Ｄ変換後のデータ、すなわち瞬時値を用いた正弦波の振幅値の計算方法は、次式を用いて行なわれる。

式（１）で求めた振幅値Ｖ_ｃａｌとＡ／Ｄ変換手段１３に誤差が存在しない場合の理想振幅値Ｖ_ｉｄｌとの比を次式で求める。

位相計算Ｓ_４では、Ａ／Ｄ変換手段１３のフィルタ３１の入力、すなわちＡ部に入力された電圧に対応するＡ／Ｄ変換後のデータと、Ｂ部に入力された電圧に対応するＡ／Ｄ変換後のデータから位相差θ_ａｄを算出する。

瞬時値を用いて２つの正弦波の位相差を計算する方法は、例えば公知のゼロクロス法を用いて位相差θ_ａｄを計算する。振幅値計算Ｓ_３および位相計算Ｓ_４は、複数の各フィルタ３１に対してそれぞれ行なう。

特性値保存Ｓ_５では、各フィルタ３１毎に振幅比Ｖ_ｒａｄおよび位相差θ_ａｄを特性値ｄとして第１の記憶手段２１に保存する。

一方、演算手段１４の第２の特性値算出手段１６は、入力変換手段１２の特性値ｅを算出するものである。入力変換手段１２の特性値ｅを算出する場合には、「入力変換手段特性値算出モード」に設定する。

「入力変換手段特性値算出モード」の場合も、前述した「Ａ／Ｄ変換手段特性値算出モード」の場合と同様に、外部からのマンマシンインタフェース等を介して手動で設定する。

図９は、「入力変換手段特性値算出モード」時の入力関係を説明する図である。「入力変換手段特性値算出モード」に設定する前に予め、図９に示すように、入力変換手段１２に所定の大きさで、かつ定格周波数の正弦波電圧を印加するか、正弦波電流を入力しておく。

一方、Ａ／Ｄ変換手段１３のマルチプレクサ３２にはＢ部から所定の大きさで、かつ入力変換手段１２に印加した正弦波電圧または入力した正弦波電流と同じ周波数で所定の位相差を持った電圧を印加する。ここに、所定の位相差とは、第１の特性算出手段１５におけるＡ部とＢ部に印加する両電圧との位相差と同じ値である。

入力変換手段１２の特性値を算出する処理は、図１０のフローチャートに従って行なわれる。

Ｓ_８で「入力変換手段特性値算出モード」である場合には、振幅値計算がＳ_９で行なわれる。振幅値計算では、入力変換手段１２に印加された電圧または入力された電流に対応するＡ／Ｄ変換後のデータを用いて振幅値を計算する。この振幅値の計算は式（１）と同じである。

そして、式（１）で求めた振幅値Ｖ_ｃａｌと、入力変換手段１２およびＡ／Ｄ変換手段１３に誤差が存在しない場合の理想振幅値Ｖ_{ｉｄｌｔｏｔａｌ}との比を振幅比Ｖ_{ｒｔｏｔａｌ}とすると、

振幅値計算Ｓ_９に続いて位相差を検出するために、位相計算がＳ_１０で実施される。位相計算Ｓ_１０では、入力変換手段１２に印加された電圧または入力された電流に対応するＡ／Ｄ変換後のデータと、Ａ／Ｄ変換手段１３のマルチプレクサ３２にＢ部から入力された電圧に対するＡ／Ｄ変換後のデータから位相差を算出する。この位相差算出についても、例えば公知のゼロクロス法により位相差θ_{ｔｏｔａｌ}を算出する。

位相差θ_{ｔｏｔａｌ}を算出した後、入力変換手段１２の特性値をＳ_１１の入力変換特性計算で算出する。入力変換手段１２の特性値ｅ（Ｖ_ｒｉｐｔ，θ_ｉｐｔ）を次式で求める。

なお、Ｓ_９〜Ｓ_１１の振幅値計算、位相計算および入力変換手段特性値計算は、図２に示す複数の各電圧変成器２７および電流変成器２８に対してそれぞれ行なう。

各電圧変成器２７および電流変成器２８毎に計算された入力変換手段１２の特性値ｅ（Ｖ_ｒｉｐｔ，θ_ｉｐｔ）は、特性値保存Ｓ_１２により第２の記憶手段２２に保存される。

演算手段１４に備えられた第１の特性値算出手段１５および第２の特性値算出手段１６は、ディジタル形保護継電装置１０を運用する前に、「Ａ／Ｄ変換手段特性値算出モード」もしくは「入力変換手段特性値算出モード」の状態で動作するものである。保護継電装置１０を運用する際には、「Ａ／Ｄ変換手段特性算出モード」か「入力変換手段特性値算出モード」の状態に設定することを必要としない。

演算手段１４の補正値算出手段１７は、入力変換手段１２およびＡ／Ｄ変換手段１３の特性の誤差を補正する補正値を求めるものである。補正値算出手段１７は、第１の記憶手段２１に保存された特性値ｆ（Ｖ_ｒａｄ，θ_ａｄ）、第２の記憶手段２２に保存された特性値ｇ（Ｖ_ｒｉｐｔ，θ_ｉｐｔ）から、次式により入力変換手段１２およびＡ／Ｄ変換手段１３の総合特性値（Ｖ_{ｒｔｏｔａｌ}，θ_{ｔｏｔａｌ}）を求めるものである。

さらに、この補正値ｈ（Ｖ_{ｒｔｏｔａｌ}，θ_{ｔｏｔａｌ}）を用いて、入力変換手段１２およびＡ／Ｄ変換手段１３の特性の誤差を補正するため、公知の次式により補正値ｈ（ｋ_０，ｋ_１）を求める。

続いて、補正値算出手段１７で求めた補正値ｈ（ｋ_０，ｋ_１）を用いてＡ／Ｄ変換データを公知の次式を用いて補正手段１８で補正する。

補正手段１８は、補正値算出手段１７で求めた補正値ｈ（ｋ_０，ｋ_１）を用いて（１０）式によりＡ／Ｄ変換データを補正するものであり、補正手段１８で補正されたＡ／Ｄ変換データ（Ａ／Ｄ変換値ｉ）は、保護継電演算手段１９に入力され、保護継電演算が行なわれる。保護継電演算手段１９での保護継電演算によりディジタル型入出力手段２４を介して遮断器２５が作動し、電力系統が保護される。

図１に示されたディジタル形の保護継電装置１０から入力変換手段１２、Ａ／Ｄ変換手段１３および第１，第２の記憶手段２１，２２を独立して取外し可能に接続することができ、入力変換手段１２、Ａ／Ｄ変換手段１３、第１および第２の記憶手段２１，２２はそれぞれ独立させることができる。入力変換手段１２、Ａ／Ｄ変換手段１３、第１および第２の記憶手段２１，２２の保護継電装置１０の着脱はコネクタやソケット等の公知の結合素子を用いて行なわれる。

次に、保護継電装置１０の作用を説明する。

保護継電装置１０の入力変換手段１２およびＡ／Ｄ変換手段１３を構成する電気部品（素子）には、特性誤差がある。

保護継電装置１０の入力変換手段１２に、所定の大きさでかつ定格周波数の正弦波電圧を印加するか正弦波電波を入力し、例えば図９に示すＢ部からＡ／Ｄ変換手段１３のマルチプレクサ３２に所定の大きさでかつ前記入力変換手段１２に印加または入力した正弦波電圧または正弦波電流と同じ周波数で所定の位相差を持った電圧を印加した場合、入力変換手段１２の入力に対応するＡ／Ｄ変換後のデータは、その利得（ゲイン）、位相差ともに所定の値に対して誤差が生じる。

利得の誤差の度合、すなわち特性値は、（３）式による振幅比Ｖ_{ｒｔｏｔａｌ}となり、位相差の特性値は、位相差θ_{ｔｏｔａｌ}となる。

一方、補正値算出手段１７で算出された補正値ｈ（ｋ_０，ｋ_１）を用いてＡ／Ｄ変換データＸ（ｍ），Ｘ（ｍ−１）を補正すると、補正後のＡ／Ｄ変換データＹ（ｍ）は、（８）式〜（１０）式により、

（１４）式は（１１）式と同じになり、（１０）式の補正処理により、要求される理想的なＡ／Ｄ変換データＹ（ｍ）が得られる。

また、特性値は入力変換手段１２の特性値ｅとＡ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄに分けられる。

振幅比（利得の特性値）Ｖ_{ｒｔｏｔａｌ}と位相差θ_{ｔｏｔａｌ}は、入力変換手段１２およびＡ／Ｄ変換手段１３を合せた総合特性値を示すものである。

入力変換手段１２の特性値ｅを（Ｖ_ｒｉｐｔ，θ_ｉｐｔ）とし、Ａ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄを（Ｖ_ｒａｄ，θ_ａｄ）とすると、総合特性値Ｖ_{ｒｔｏｔａｌ}，θ_{ｔｏｔａｌ}は、（６）式および（７）式のように分解できる。

そして、第１の特性値算出手段１５により、Ａ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄ（Ｖ_ｒａｄ，θ_ａｄ）を直接求めることができる。

しかし、Ａ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄ（Ｖ_ｒａｄ，θ_ａｄ）は、ケーブル３５あるいはスイッチ３６を外すことにより、入力変換手段１２が切り離されて直接求めることができるが、入力変換手段１２の特性値ｅ（Ｖ_ｒｉｐｔ，θ_ｉｐｔ）を直接求めることができない。

そこで、第２の特性値算出手段１６の前半部分にて、入力変換手段１２とＡ／Ｄ変換手段１３とを合せた特性値（Ｖ_{ｒｔｏｔａｌ}，θ_{ｔｏｔａｌ}）をまず求める。そして、（６）式，（７）式の変形である（４）式および（５）式を用いて間接的に入力変換手段１２の特性値をｅ（Ｖ_ｒｉｐｔ，θ_ｉｐｔ）を求める。

このようにして、第１の記憶手段２１にはＡ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄ（Ｖ_ｒａｄ，θ_ａｄ）が格納され、第２の記憶手段２２に入力変換手段１２の特性値ｅ（Ｖ_ｒｉｐｔ，θ_ｉｐｔ）が格納される。Ａ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄと入力変換手段１２の特性値ｅは、第１および第２の記憶手段２１，２２に個別に保守管理される。

保護継電装置１０の運用中に、入力変換手段１２およびＡ／Ｄ変換手段１３の少なくとも一方が故障した場合、故障した入力変換手段１２やＡ／Ｄ変換手段１３は正常な新しいものと交換される。

入力変換手段１２が故障した場合には、正常な新しい入力変換手段１２に交換するとともに、第２の記憶手段２２も新たな入力変換手段１２の特性値ｅが保存されたものに交換される。入力変換手段１２を交換する際に、第２の記憶手段２２も交換するので、アナログ入力部の誤差を補正する較正作業が不要となり、迅速な交換が可能となる。

また、Ａ／Ｄ変換手段１３を交換する場合も、同様に第１の記憶手段２１を同時に交換することにより、同様の効果が得られる。

また、入力変換手段１２の特性値を保存する際には、電圧計や電流計の測定器を用いて測定し、測定値を手動にて第２の記憶手段２２に保存するという作業が不要となる。所定の電圧の印加または電流の入力だけで、入力変換手段１２の特性値ｅが第２の記憶手段２２に自動的に保存される。

［第２の実施形態］
図１１は本発明に係る保護継電装置の第２実施形態を示すブロック構成図である。

第２の実施形態に示される保護継電装置１０Ａは、第１実施形態の保護継電装置１０に第３の記憶手段４０を追設したものであり、他の構成および作用は第１実施形態の保護継電装置１０と実質的に異ならないので、同じ構成には同一符号を付して重複説明を省略する。

第３の記憶手段４０は、第１の記憶手段２１に保存されたＡ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄを複写保存する一方、第２の記憶手段２２に保存された入力変換手段１２の特性値ｅをも複写保存している。第３の記憶手段４０に保存されたＡ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄは、第１の記憶手段２１に複写保存させることが可能である。同様に、第３の記憶手段４０に保存された入力変換手段１２の特性値ｅは、第２の記憶手段２２に複写保存させることも可能である。

図１１に示されたディジタル形保護継電装置１０Ａは、図示しないマンマシンインタフェースからの指令に基づくＣＰＵやＭＰＵに内蔵されたプログラムにより、第１の記憶手段２１と第３の記憶手段４０との間のデータ複写保存が可能である。同様に第２の記憶手段２２と第３の記憶手段４０との間のデータ複写保存も可能である。

第２実施形態に示されたディジタル形保護継電装置１０Ａは、Ａ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄを記録し、格納する第１の記憶手段２１や入力変換手段１２の特性値ｅを記録し、格納する第２の記憶手段２２が故障した場合に優れた機能を有する。

保護継電装置１０Ａの運用中に、第１の記憶手段２１が故障した場合には、正常な新しい第１の記憶手段２１に交換される。しかし、新しい第１の記憶手段２１にはＡ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄが保存されていない。

このため、第３の記憶手段４０にＡ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄを予め複写保存しておき、この特性値ｄを交換された新たな第１の記憶手段２１に複写保存される。新たな第１の記憶手段２１に特性値ｄを複写保存させることで、Ａ／Ｄ変換手段１３のアナログ入力部の誤差を補正するための較正作業が不要となり、迅速な交換を行なうことができる。

第２の記憶手段２２が故障した場合にも、第１の記憶手段２１が故障した場合と同様な作業手順で第２の記憶手段２２の交換が迅速に効率よく短時間に行なうことができる。

［第３の実施形態］
図１２は本発明に係るディジタル形保護継電装置の第３の実施形態を示すブロック構成図である。

第３の実施形態に示されたディジタル形保護継電装置１０Ｂは、第２の実施形態に示された保護継電装置１０Ａの変形例を示すものであり、通信インターフェース４１以外の構成は、第２の実施形態と異ならないので、同じ構成には同一符号を付して重複説明を省略する。

通信インターフェース４１は、第１の記憶手段２１および第２の記憶手段２２にそれぞれ接続される。通信インターフェース４１は、無線あるいは有線の通信手段（図示せず）を介してパソコン等の外部通信機器（図示せず）と通信が可能である。

第３実施形態に示されたディジタル形保護継電装置１０Ｂにおいては、第１の記憶手段２１に保存されたＡ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄは、通信インターフェース４１を介してパソコン等の外部通信機器との通信が可能であり、パソコン等の外部機器に保存しておいたＡ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄを新しい第１の記憶手段２１に外部の遠隔地から転送保存が可能である。

第２の記憶手段２２に保存された入力変換手段１２の特性値ｅについても、通信インターフェース４１を介して外部からの通信で、新しい第２の記憶手段２２に転送保存させることができる。

第３実施形態に示されたディジタル形保護継電装置１０Ｂも、第２実施形態に示された保護継電装置１０Ａと同様に、第１の記憶手段２１や第２の記憶手段２２が故障した場合に優れた機能を発揮し、故障した第１の記憶手段２１や第２の記憶手段２２を較正作業が不要で、迅速に交換させることができる。

保護継電装置１０Ｂの運用中に、第１の記憶手段２１が故障した場合には、正常な新しい第１の記憶手段２１に交換される。しかし、新しい第１の記憶手段２１には、Ａ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄが保存されていない。

このため、第１の記憶手段２１は、通信インターフェース４１を介して外部通信機器に通信可能に接続しておき、第１の記憶手段２１が故障して新しい第１の記憶手段２１に交換されると、この新しい第１の記憶手段２１にＡ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄを転送保存させるために、パソコン等の外部機器に保存しておいたＡ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄを第１の記憶手段２１に転送保存させる。

この場合にも、パソコン等の外部機器に保存されたＡ／Ｄ変換手段１３の特性値ｄを交換された新しい第１の記憶手段２１に通信手段を介して複写保存させることができ、Ａ／Ｄ変換手段１３のアナログ入力部の誤差を補正するための較正作業が不要となり、迅速な交換作業を効率よく実施できる。

入力変換手段１２の特性値ｅを格納し、保存された第２の記憶手段２２を新しい第２の記憶手段２２に交換する場合にも、パソコン等の外部機器に保存された入力変換手段１２の特性値ｅを用いて通信手段を利用することで、交換された新しい第２の記憶手段２２に入力変換手段１２の特性値ｅを簡単かつ容易に転送保存させることができる。

本発明に係る保護継電装置の第１実施形態を示すブロック構成図。 図１の保護継電装置に備えられる入力変換手段の構成図。 図１の保護継電装置に備えられるＡ／Ｄ変換手段のブロック構成図。 図１の保護継電装置に備えられる入力変換手段の電圧変成器とＡ／Ｄ変換手段のフィルタとの接続関係を示す図。 図１の保護継電装置に備えられる入力変換手段の電圧変成器とＡ／Ｄ変換手段のフィルタとの接続関係を示す図。 図１の保護継電装置に備えられるＡ／Ｄ変換手段のマルチプレクサへの入力を説明する図。 図１の保護継電装置における「Ａ／Ｄ変換手段特性値算出モード」時の入力関係を説明する図。 図１の保護継電装置に備えられるＡ／Ｄ変換手段の特性値を算出する処理を示すフローチャート。 図１の保護継電装置における「入力変換手段特性値算出モード」時の入力関係を説明する図。 図１の保護継電装置に備えられる入力変換手段の特性値を算出する処理を示すフローチャート。 本発明に係る保護継電装置の第２実施形態を示すブロック構成図。 本発明に係る保護継電装置の第３実施形態を示すブロック構成図。

符号の説明

１０ 保護継電装置
１２ 入力変換手段
１３ Ａ／Ｄ変換手段
１４ 演算手段
１５ 第１の特性値算出手段
１６ 第２の特性値算出手段
１７ 補正値算出手段
１８ 補正手段
１９ 保護継電演算手段
２１ 第１の記憶手段
２２ 第２の記憶手段
２４ ディジタル形入出力手段
２５ 遮断器
２７ 電圧変成器
２８ 電流変成器
３１ フィルタ
３２ マルチプレクサ
３３ Ａ／Ｄ変換器
３５ ケーブル
３６ スイッチ
４０ 第３の記憶手段
４１ 通信インターフェース

Claims (5)

1. 電力系統の系統電気量をサンプリングしてＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換値を用いて保護継電演算を行なう保護継電装置において、
   前記系統電気量の電気量レベルを変換する入力変換手段と、
   前記入力変換手段からのアナログ電気量をディジタル電気量に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
   前記Ａ／Ｄ変換手段の特性値を算出する第１の特性値算出手段と、
   前記入力変換手段の特性値を算出する第２の特性値算出手段と、
   前記第１の特性値算出手段で算出された前記Ａ／Ｄ変換手段の特性値を保存する第１の記憶手段と、
   前記第２の特性値算出手段で算出された前記入力変換手段の特性値を保存する第２の記憶手段と、
   前記第１の記憶手段に保存されたＡ／Ｄ変換手段の特性値と前記第２の記憶手段に保存された入力変換手段の特性値とから補正値を求める補正値算出手段と、
   前記補正値を用いて前記Ａ／Ｄ変換値を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする保護継電装置。
2. 前記入力変換手段、前記Ａ／Ｄ変換手段、前記第１および第２の記憶手段は、それぞれ独立して保護継電装置から取外し可能に設けられた請求項１記載の保護継電装置。
3. 前記第１の記憶手段に保存されたＡ／Ｄ変換手段の特性値および前記第２の記憶手段に保存された入力変換手段の特性値の少なくとも一方を複写保存する第３の記憶手段を備えた請求項１または２記載の保護継電装置。
4. 前記第１の記憶手段に保存された前記Ａ／Ｄ変換手段の特性値および前記第２の記憶手段に保存された入力変換手段の特性値の少なくとも一方を、外部機器とやり取りするための通信インターフェースを備えた請求項１または２記載の保護継電装置。
5. 前記Ａ／Ｄ変換手段の特性値を算出する第１の特性値算出手段と、
   前記入力変換手段の特性値を算出する第２の特性値算出手段と、
   前記第１の特性値算出手段で算出されたＡ／Ｄ変換手段の特性値と前記第２の特性値算出手段で算出された入力変換手段の特性値とから補正値を算出する補正値算出手段と、
   前記補正値を用いて前記Ａ／Ｄ変換値を求める補正手段と、
   前記Ａ／Ｄ変換値を用いて保護継電演算を行なう保護継電演算手段と
   から構成される演算手段を備えた請求項１記載の保護継電装置。

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