JP2008154411A - Protection relay system - Google Patents

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Kiyoshi Kurosawa
潔 黒澤
Noriyuki Kondo
礼志 近藤
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Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple and compact protection relay system capable of improving noise resistance. <P>SOLUTION: This protection relay system 110 includes an optical sensor 111 for detecting current passing through an electric circuit L and a relaying device 112 for interrupting the electric circuit with the electric circuit L using a detection result output from the optical sensor 111. The optical sensor 111 is connected with the relaying device 112 through an optical line 113. The relaying device 112 includes a signal processing section 124 for performing predetermined signal processing by photoelectrically converting a detected optical signal as the detection result which is output from the optical sensor 111 and input through the optical line 113. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、発電機、変圧器、電力線といった電気設備の電流もしくは電圧を検出して、設備の異常の有無を判定し、当該判定結果に基づいて異常状態にある電路などの遮断を行う保護継電システムに関する。   The present invention detects a current or voltage of an electrical facility such as a generator, a transformer, or a power line, determines whether there is an abnormality in the facility, and based on the determination result, protects the electrical circuit that is in an abnormal state. It relates to the electric system.

電力系統を構成する発電機、変圧器、電力線などの設備に発生した何らかの異常状態を検出し、その異常部分を高速に健全部分から分離して、その異常状態の波及を防いだり、異常状態の継続を阻止して設備の保護を行うことは、安定した電力供給や設備の保護を行う上では大変重要である。このような、電力系統を円滑に運用するための役割を、検出装置と継電装置とが担っている。   Detects any abnormal state that has occurred in the generators, transformers, power lines, etc. that make up the power system, isolates the abnormal part from the healthy part at high speed, prevents the abnormal state from spreading, Preventing continuation and protecting equipment is very important for stable power supply and equipment protection. Such a role for smoothly operating the power system is played by the detection device and the relay device.

具体的には、設備の電気的な現象を検出装置が捉えて、その検出装置が送出する電気信号に基づいて継電装置が正常か、異常かを判定し、異常と判断した場合は、例えば、遮断器に開放指令を与えるなどして、系統の保護を図るのである。異常と判断する場合の例としては、例えば、過電流や、過電圧、電圧低下といった、設備の故障、破壊などによって生じる電気的な信号が検出された場合などが挙げられる。   Specifically, when the detection device captures the electrical phenomenon of the facility and determines whether the relay device is normal or abnormal based on the electrical signal transmitted by the detection device, The system is protected by giving an open command to the circuit breaker. Examples of the case of determining an abnormality include, for example, a case where an electrical signal caused by equipment failure or destruction such as overcurrent, overvoltage, or voltage drop is detected.

このように、継電装置は電力供給の信頼性を確保するために大変重要な役目を担う。検出装置と継電装置の全体を総称して、保護継電システム(保護リレーシステム)と呼ぶ。   Thus, the relay device plays a very important role to ensure the reliability of power supply. The entire detection device and relay device are collectively referred to as a protective relay system (protection relay system).

継電装置に要求される性能としては、例えば、事故除去を行うための継電装置の場合は、系統事故発生に際して確実な動作が求められる。すなわち、動作の高速性と弁別性能の両立、動作信頼度と不動作の信頼度の両立とが求められる。   As the performance required for the relay device, for example, in the case of a relay device for removing an accident, a reliable operation is required when a system fault occurs. That is, it is required to achieve both high-speed operation and discrimination performance, and both operation reliability and non-operation reliability.

図10および11は、電路の電流や電圧を検出するために利用される従来の保護継電システムのブロック図の例である。従来の保護継電システム410、510は、設備(この例の場合は電路L)に配置された計器用変流器411もしくは、計器用変圧器511と、継電装置412、512とを備えており、これらは同軸ケーブル等の接続線413、513により接続されている。   10 and 11 are examples of block diagrams of a conventional protective relay system used for detecting the current and voltage of the electric circuit. The conventional protective relay systems 410 and 510 include an instrument current transformer 411 or an instrument transformer 511 and relay devices 412 and 512 arranged in the facility (electrical line L in this example). These are connected by connection lines 413 and 513 such as coaxial cables.

例えば図10の場合、計器用変流器411は、電路Lを流れる電流を検出する。具体的には、電流の変化による磁束の変化に起因して生ずる電流を計器用変流器の二次側に出力する。通常、この二次電流は、電気設備が定格電流となっている時に1Aまたは5Aとなるように調整している。   For example, in the case of FIG. 10, the instrument current transformer 411 detects the current flowing through the electric circuit L. Specifically, the current generated due to the change in magnetic flux due to the change in current is output to the secondary side of the current transformer for instrument. Normally, this secondary current is adjusted to be 1 A or 5 A when the electrical equipment is at the rated current.

例えば図11の場合は、計器用変圧器511は、電路Lに印加されている電圧を検出する。通常、計器用変圧器の二次側の出力電圧は、電路Lへの印加電圧が定格電圧であるときに出力が110ボルトとなるよう調整している。   For example, in the case of FIG. 11, the instrument transformer 511 detects the voltage applied to the electric circuit L. Normally, the output voltage on the secondary side of the instrument transformer is adjusted so that the output is 110 volts when the voltage applied to the electric circuit L is the rated voltage.

接続線413、513は、計器用変流器411または計器用変圧器511(以下、総称して「計器用変成器」という)の二次側に現れる電流もしくは電圧(検出信号)を継電装置412、512に伝送する。継電装置412、512は、変成器401、501、A/D変換器425、525、及びCPU(中央処理装置)426、526を備えている。変成器401、501は、一次側が接続線413、513に接続されており、接続線413、513を介して入力される電気信号(電流または電圧)をより低い電気信号に変換して二次側から出力する。A/D変換器425、525は変成器401、501で変換されて変成器401、501の二次側から出力される電気信号に対して、標本化及び量子化を行ってディジタル信号に変換する。CPU426、526は、A/D変換器425、525から出力されるディジタル信号を用いて電路Lの電流もしくは電圧を求め、過電流や過電圧等の設備の異常の有無を判定し、異常と判定した場合には過電流等の異常状態の波及や継続を防止するため電路Lに係る遮断器を動作させる制御等を行う。   The connection lines 413 and 513 are relays for the current or voltage (detection signal) that appears on the secondary side of the instrument current transformer 411 or the instrument transformer 511 (hereinafter collectively referred to as “instrument transformer”). 412 and 512. The relay devices 412 and 512 include transformers 401 and 501, A / D converters 425 and 525, and CPUs (central processing units) 426 and 526. The transformers 401 and 501 are connected to the connection lines 413 and 513 on the primary side, and convert the electrical signal (current or voltage) input through the connection lines 413 and 513 into a lower electrical signal to convert to the secondary side. Output from. The A / D converters 425 and 525 perform sampling and quantization on the electric signals converted from the transformers 401 and 501 and output from the secondary side of the transformers 401 and 501, and convert them into digital signals. . The CPUs 426 and 526 obtain the current or voltage of the electric circuit L using the digital signal output from the A / D converters 425 and 525, determine whether there is an abnormality in the equipment such as overcurrent or overvoltage, and determine that it is abnormal. In such a case, control for operating the circuit breaker associated with the electric circuit L is performed in order to prevent the spread and continuation of abnormal conditions such as overcurrent.

計器用変流器には、巻線形、貫通形、ブッシング形がある。また、計器用変圧器には、巻線形やコンデンサ形がある。   Instrument current transformers include winding, through, and bushing types. In addition, the instrument transformer includes a winding type and a capacitor type.

また、近年においては、上述した巻線形などの計器用変成器411、511に替わるセンサとして、ファラデー効果を利用した光電流センサ、及びポッケルス効果を利用した光電圧センサの研究開発が進められている。   In recent years, research and development of photocurrent sensors using the Faraday effect and photovoltage sensors using the Pockels effect have been promoted as sensors that replace the above-described measuring transformers 411 and 511 such as windings. .

以下の特許文献1には、過電流継電器の動作状態を示す表示器の近傍に光ファイバを配置するとともに、光ファイバを伝播した光の色を判別する色センサを備えることで、過電流継電器から離れた遠方の場所において事故情報を知り得るようにした装置が開示されている。以下の特許文献2には、透過型光ファイバセンサを用いた電路の電流を測定する装置が開示されている。以下の特許文献3には、反射型光ファイバセンサおよび透過型光ファイバセンサを用いた電路の電流を測定する装置が開示されている。更に、以下の特許文献4には、光センサを用いた電路の電圧を測定する装置が開示されている。
特開平6−295653号公報 特開2000−171659号公報 WO2003/075018再公表特許 特開平7−83961号公報
In the following Patent Document 1, an optical fiber is disposed in the vicinity of a display indicating an operation state of an overcurrent relay, and a color sensor for determining the color of light propagated through the optical fiber is provided. An apparatus is disclosed that allows accident information to be known at a distant place. The following Patent Document 2 discloses an apparatus for measuring an electric current of an electric circuit using a transmissive optical fiber sensor. Patent Document 3 below discloses an apparatus for measuring an electric current of an electric circuit using a reflection type optical fiber sensor and a transmission type optical fiber sensor. Further, Patent Document 4 below discloses an apparatus for measuring an electric circuit voltage using an optical sensor.
JP-A-6-295653 JP 2000-171659 A WO2003 / 075018 republished patent Japanese Patent Laid-Open No. 7-83961

ところで、前述した従来の保護継電システムにおいては、計器用変成器411、511を用いて、設備の電流や電圧を検出した信号は、導電材質からなる接続線413、513によって、継電装置412、512へ伝送されている。接続線413、513は導電材質からなるために、雷サージ電流、開閉サージ電流や、近接する別の設備の異常状態など、監視を行っている設備以外の電気信号の影響を受けやすい。そして、この電気信号がもたらす雑音信号のために、継電装置が誤動作したり、継電装置が故障してしまうという問題があった。   By the way, in the above-described conventional protective relay system, signals detected by the instrument transformers 411 and 511 to detect the current and voltage of the equipment are connected to the relay device 412 by connecting wires 413 and 513 made of a conductive material. 512. Since the connection lines 413 and 513 are made of a conductive material, the connection lines 413 and 513 are easily affected by electrical signals other than the equipment being monitored, such as a lightning surge current, a switching surge current, and an abnormal state of another nearby equipment. And the noise signal which this electric signal brings has had the problem that a relay device malfunctions or a relay device breaks down.

また、計器用変成器411、511そのものが導電性である場合は、計器用変成器へも外部からの電気信号が影響し、継電装置が誤動作したり、継電装置が故障してしまうという問題があった。   In addition, when the instrument transformers 411 and 511 themselves are conductive, an electrical signal from the outside also affects the instrument transformer, and the relay device malfunctions or the relay device fails. There was a problem.

更に、大きい雑音信号が保護継電器に入力された場合を想定して、装置の保護を図るために、変成器111の一次側に非直線性抵抗素子(バリスタ)427(427a,427b)、527(527a,527b)を介して接地する構造を設けるため、回路が複雑化し、部品点数が多くなるという問題もあった。   Further, assuming that a large noise signal is input to the protective relay, in order to protect the device, a non-linear resistance element (varistor) 427 (427a, 427b), 527 ( 527a and 527b), the circuit is complicated and the number of parts is increased.

また、計器用変成器411、511が導電性の材料で構成されず、上述の光電流センサ、光電圧センサ等の光センサである場合でも問題がある。これらの光センサは、センサ素子、光ファイバ等の光学系部品、光源、信号処理部などを構成する電子回路等からなる。この光センサを上記の巻線変成器411、511の代替として用いるには、光センサからの出力信号(電気信号)を継電装置412、512に、やはり導電性の接続線413、513によって接続して伝送する必要がある。   In addition, there is a problem even when the instrument transformers 411 and 511 are not made of a conductive material and are optical sensors such as the above-described photocurrent sensor and photovoltage sensor. These optical sensors include sensor elements, optical system components such as optical fibers, light sources, electronic circuits constituting a signal processing unit, and the like. In order to use this optical sensor as an alternative to the above-described winding transformers 411 and 511, an output signal (electric signal) from the optical sensor is connected to the relaying devices 412 and 512 through the conductive connection lines 413 and 513, respectively. Need to be transmitted.

更に、かかる構成にすると、継電装置412、512以外に光センサの筐体を設置するスペースが必要になるとともに、構成が複雑になって継電装置の使い勝手が悪くなるという問題がある。また、光センサを用いることでセンサ部へのサージ等の影響を排除するという利点があるものの、接続線413、513から雑音が侵入する虞が依然としてある。よって、接続線413、513が導電性であるがゆえの問題点は解消できず、雑音によって継電装置の誤動作が生じてしまう問題がある。   Furthermore, with this configuration, there is a problem that a space for installing the housing of the optical sensor is required in addition to the relay devices 412 and 512, and that the configuration is complicated and the usability of the relay device is deteriorated. Moreover, although there exists an advantage of eliminating the influence of a surge etc. to a sensor part by using an optical sensor, there exists a possibility that noise may infiltrate from the connection lines 413 and 513. Therefore, the problem that the connection lines 413 and 513 are conductive cannot be solved, and there is a problem that the relay device malfunctions due to noise.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、簡素且つ小型であり、耐雑音性を向上させることができる保護継電システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a protective relay system that is simple and small in size and can improve noise resistance.

上記課題を解決するために、本発明の保護継電システムは、測定対象(たとえば、設備の一つである電路L)の電気的な現象を検出する検出装置と、当該検出装置から出力される検出結果を用いて前記設備への電気的な接続を遮断させるための制御を行う継電装置(112、212、312)とを備える保護継電システム(110、210、310)において、
前記検出装置は光センサからなり、
前記検出装置と前記継電装置とは光線路(113、213、313)により接続され、
前記継電装置は、前記光センサから出力されて前記光線路を介して入力される前記検出結果としての検出光信号を光電変換して所定の信号処理を行う信号処理部(124、224、324)を備えることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problem, the protection relay system of the present invention outputs a detection device that detects an electrical phenomenon of a measurement target (for example, an electric circuit L that is one of the facilities) and the detection device. In a protective relay system (110, 210, 310) comprising a relay device (112, 212, 312) for performing control for blocking electrical connection to the facility using a detection result,
The detection device comprises an optical sensor,
The detection device and the relay device are connected by an optical line (113, 213, 313),
The relay device is a signal processing unit (124, 224, 324) that performs predetermined signal processing by photoelectrically converting the detection light signal output from the optical sensor and input through the optical line as the detection result. ).

この発明によると、光センサから出力された検出光信号は光線路によって継電装置に伝送され、継電装置に設けられた信号処理部によって光電変換されて所定の信号処理が行われる。   According to the present invention, the detection optical signal output from the optical sensor is transmitted to the relay device through the optical line, and is subjected to photoelectric conversion by the signal processing unit provided in the relay device to perform predetermined signal processing.

また、本発明の保護継電システムは、前記光センサが、前記測定対象に流れる電流によって生ずる磁界を検出することにより、前記測定対象を流れる電流を検出するセンサであることを特徴としている。   In the protective relay system according to the present invention, the optical sensor is a sensor that detects a current flowing through the measurement target by detecting a magnetic field generated by the current flowing through the measurement target.

また、本発明の保護継電システムは、前記光センサが、前記測定対象に印加されている電圧によって生ずる電界を検出することにより、前記測定対象の電圧を検出するセンサであることを特徴としている。   In the protective relay system of the present invention, the optical sensor is a sensor that detects the voltage of the measurement object by detecting an electric field generated by the voltage applied to the measurement object. .

また、本発明の保護継電システムは、前記継電装置が、前記光センサで前記電流の検出に用いる光信号を射出する光源(121、221、321)を備えており、前記光線路は、前記検出光信号の伝搬とともに、前記光源から射出された前記光信号を前記光センサに伝搬することを特徴としている。   In the protective relay system of the present invention, the relay device includes light sources (121, 221 and 321) for emitting an optical signal used for detecting the current by the optical sensor, and the optical line includes: Along with the propagation of the detection optical signal, the optical signal emitted from the light source is propagated to the optical sensor.

また、本発明の保護継電システムは、前記光センサが、前記検出光信号をその光学特性に応じた分岐比で分岐する分岐光学系(111c、211c、311c)を備えており、前記光線路は前記分岐光学系で分岐された前記検出光信号の各々を個別に、もしくは、その一つを個別に伝搬することを特徴としている。   In the protection relay system of the present invention, the optical sensor includes a branching optical system (111c, 211c, 311c) for branching the detection optical signal at a branching ratio corresponding to the optical characteristic thereof, and the optical line Is characterized in that each of the detection optical signals branched by the branching optical system is propagated individually or individually.

更に、本発明の保護継電システムは、前記信号処理部が、前記光線路を介して入力される前記検出光信号の各々を電気信号に変換する第1、第2の光電変換素子(131、132、231、232)と、前記第1、第2の光電変換素子で変換された電気信号から直流成分及び交流成分をそれぞれ抽出し、前記交流成分を前記直流成分で規格化した変調度信号をそれぞれ求める規格化処理部(133)と、前記規格化処理部で得られた前記変調度信号の差を求めることにより平均化処理を行う平均化処理部(134)とを備えることを特徴としている。   Furthermore, in the protective relay system of the present invention, the signal processing unit converts the detection optical signals input via the optical path into electrical signals, the first and second photoelectric conversion elements (131, 132, 231, 232) and a DC component and an AC component extracted from the electric signals converted by the first and second photoelectric conversion elements, respectively, and a modulation degree signal obtained by normalizing the AC component with the DC component is obtained. A normalization processing unit (133) to be obtained and an averaging processing unit (134) for performing an averaging process by obtaining a difference between the modulation degree signals obtained by the normalization processing unit are provided. .

また、本発明の保護継電システムは、前記信号処理部が、前記光線路を介して入力される前記検出光信号を電気信号に変換する第1の光電変換素子(331)と、前記第1の光電変換素子で変換された電気信号から直流成分及び交流成分をそれぞれ抽出し、前記交流成分を前記直流成分で規格化した変調度信号をそれぞれ求める規格化処理部(333)とを備えることを特徴としている。   In the protection relay system of the present invention, the signal processing unit converts the detection optical signal input via the optical line into an electric signal, the first photoelectric conversion element (331), and the first And a normalization processing unit (333) for respectively extracting a DC component and an AC component from the electrical signal converted by the photoelectric conversion element and obtaining a modulation degree signal obtained by normalizing the AC component with the DC component. It is a feature.

更に、本発明の保護継電システムは、前記信号処理部が、前記規格化処理部(333)の信号に対して、入出力変換比の調整を行う出力調整回路(338)を備えることを特徴としている。   Furthermore, in the protection relay system of the present invention, the signal processing unit includes an output adjustment circuit (338) that adjusts an input / output conversion ratio with respect to the signal of the normalization processing unit (333). It is said.

本発明によれば、光センサから出力された検出光信号を光線路によって継電装置に伝送し、継電装置に設けられた信号処理部によって光電変換して所定の信号処理を行っているため、簡易な構成の光センサ、光線路、及び継電装置から保護継電システムを構成することができる。そのため、保護継電システムを簡素且つ小型にすることができるという効果がある。また、光センサの検出結果(検出光信号)を光線路を介して継電装置の信号処理部に伝送しているため、耐雑音性を向上させることができるという効果がある。   According to the present invention, the detection optical signal output from the optical sensor is transmitted to the relay device via the optical line, and is subjected to predetermined signal processing by photoelectric conversion by the signal processing unit provided in the relay device. A protective relay system can be configured from an optical sensor, an optical line, and a relay device having a simple configuration. Therefore, there is an effect that the protective relay system can be made simple and small. Moreover, since the detection result (detection light signal) of the optical sensor is transmitted to the signal processing unit of the relay device via the optical line, there is an effect that noise resistance can be improved.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態による保護継電システムについて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態による保護継電システムの概略構成を示すブロック図である。図1に示す通り、本実施形態の保護継電システム110は、電路Lの周囲に配置された光センサ111と継電装置112とを備えており、これらは光線路113により接続されている。   Hereinafter, a protection relay system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a protective relay system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the protective relay system 110 of this embodiment includes an optical sensor 111 and a relay device 112 arranged around the electric circuit L, and these are connected by an optical line 113.

光センサ111は、電路Lに流れる電流を検出するセンサである。具体的には、電路Lを流れる電流によって生ずる磁界を検出することにより電路Lを流れる電流を検出する。ここで、光センサ111で磁界を検出することにより電路Lを流れる電流を検出する場合には、ファラデーセンサ素子を備えた光センサ111を用いる。   The optical sensor 111 is a sensor that detects a current flowing through the electric circuit L. Specifically, the current flowing through the electric circuit L is detected by detecting the magnetic field generated by the current flowing through the electric circuit L. Here, when the current flowing through the electric circuit L is detected by detecting the magnetic field with the optical sensor 111, the optical sensor 111 including the Faraday sensor element is used.

図2は、ファラデーセンサ素子の原理を説明するための図である。図2において符号11aを付した円柱棒状の透明部材がファラデーセンサ素子であり、例えば光弾性定数が極めて小さな鉛ガラスを用いて形成されている。このファラデーセンサ素子11aの軸方向(長手方向)に対して交差する方向に電流iが流れており、この電流iによってファラデーセンサ素子11aの軸方向に沿う方向に磁界Hが生じているとする。   FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of the Faraday sensor element. A cylindrical bar-shaped transparent member denoted by reference numeral 11a in FIG. 2 is a Faraday sensor element, and is formed by using, for example, lead glass having a very small photoelastic constant. It is assumed that a current i flows in a direction intersecting the axial direction (longitudinal direction) of the Faraday sensor element 11a, and a magnetic field H is generated in a direction along the axial direction of the Faraday sensor element 11a by the current i.

かかる状態のファラデーセンサ素子11aの一端から光Liが入射すると、この光Liはファラデーセンサ素子11a中を伝播する間にファラデー効果により偏波面が回転し、偏波面がファラデー回転角θだけ回転した状態で他端から射出される。ファラデー回転角θは磁界Hの大きさに比例することから、ファラデー回転角θを測定することにより、磁界Hの発生源である電路Lを流れる電流の大きさを検出することができる。 When light Li from one end of the Faraday sensor element 11a of this state is incident, the light Li is rotated plane of polarization by the Faraday effect while propagating through the Faraday sensor element 11a, the polarization plane is rotated by the Faraday rotation angle theta F Injected from the other end. Since the Faraday rotation angle θ F is proportional to the magnitude of the magnetic field H, by measuring the Faraday rotation angle θ F , the magnitude of the current flowing through the electric circuit L that is the source of the magnetic field H can be detected.

ここで、電流iを検出するために、ファラデーセンサ素子11aの他端から射出された光Liのファラデー回転角θを測定しても良い。このようなタイプの光電流センサを、透過型光電流センサという(図6参照)。また、ファラデーセンサ素子11aの他端から射出された光Liを反射型の光学系111b(図3参照)で反射して、再度ファラデーセンサ素子11aを通過させた後の光Liのファラデー回転角θ(実際は光が反射して往復するため2θ)を測定するようにしても良い。このようなタイプの光電流センサを、反射型光電流センサという。反射型光電流センサを用いた方が、光センサを小型化且つフレキシブルな構成とすることができるので好ましい。 Here, in order to detect the current i, the Faraday rotation angle θ F of the light Li emitted from the other end of the Faraday sensor element 11a may be measured. This type of photocurrent sensor is referred to as a transmissive photocurrent sensor (see FIG. 6). Further, the light Li emitted from the other end of the Faraday sensor element 11a is reflected by the reflection type optical system 111b (see FIG. 3), and the Faraday rotation angle θ of the light Li after passing through the Faraday sensor element 11a again. F (actually, 2θ F ) because light reciprocates and reciprocates may be measured. This type of photocurrent sensor is referred to as a reflective photocurrent sensor. It is preferable to use a reflective photocurrent sensor because the photosensor can be downsized and flexible.

尚、光センサ111(図3参照)、211(図6参照)は、上述のファラデーセンサ素子11a(反射形光電流センサを用いる場合は、ファラデーセンサ素子111a及び反射型の光学系111b)以外に、ファラデーセンサ素子11aを介した光Liを、ファラデー回転角θ(反射形光電流センサを用いる場合は2θ)に応じた比率で分岐する分岐光学系111c(図3参照)、211c(図6参照)も備えている。 The optical sensors 111 (see FIG. 3) and 211 (see FIG. 6) are not limited to the above-mentioned Faraday sensor element 11a (if a reflective photocurrent sensor is used, the Faraday sensor element 111a and the reflective optical system 111b). The branch optical systems 111c (see FIG. 3) and 211c (see FIG. 3) branch the light Li via the Faraday sensor element 11a at a ratio corresponding to the Faraday rotation angle θ F (2θ F when using a reflective photocurrent sensor). 6).

図1に示す通り、継電装置112は、光源121、可変減衰器122、サーキュレータ123、信号処理部124、A/D変換器125、及びCPU(中央処理装置)126を備えており、光センサ111の検出結果を用いて電路Lに係る電路(図示省略)の遮断を必要に応じて行う。より具体的には、電気的な接続を遮断するべく、遮断器や開閉器を動作させるような制御を行ったり、そのための信号を発信する。光源121は、光センサ111で電路Lを流れる電流の検出に用いる光信号を射出するものであり、例えば0.6μm帯、0.8μm帯、1.5μm帯といったレーザ光を射出する半導体レーザ光源を用いる。可変減衰器122は、光源121から射出された光信号を調整して所定の光強度に設定するものである。   As shown in FIG. 1, the relay device 112 includes a light source 121, a variable attenuator 122, a circulator 123, a signal processing unit 124, an A / D converter 125, and a CPU (central processing unit) 126, and an optical sensor The electric circuit (not shown) related to the electric circuit L is interrupted as necessary using the detection result 111. More specifically, control for operating a circuit breaker or a switch is performed or a signal for that purpose is transmitted in order to cut off the electrical connection. The light source 121 emits an optical signal used for detecting the current flowing through the electric path L by the optical sensor 111. For example, a semiconductor laser light source that emits laser light such as a 0.6 μm band, a 0.8 μm band, and a 1.5 μm band. Is used. The variable attenuator 122 adjusts the optical signal emitted from the light source 121 and sets it to a predetermined light intensity.

サーキュレータ123は、光源121から射出され、可変減衰器122を介した光信号を光線路113(113a)に入射させるとともに、光センサ111から出力されて光線路113(113a)を介した検出光信号を信号処理部124に導くものである。尚、図1に示す通り、光センサ111と継電装置112とを接続する光線路113は、2本の光線路113a,113bからなる。   The circulator 123 emits an optical signal emitted from the light source 121 and enters the optical line 113 (113a) via the variable attenuator 122, and is output from the optical sensor 111 and detected optical signal via the optical line 113 (113a). To the signal processing unit 124. As shown in FIG. 1, the optical line 113 that connects the optical sensor 111 and the relay device 112 includes two optical lines 113a and 113b.

ここで、保護継電システム110の光学系の構成について、より具体的に説明する。図3は、保護継電システム110の光学系の具体的構成を示す図である。図3に示す通り、光源121は、直接、もしくは可変減衰器122(図3においては不図示)を介して、光コネクタC11に接続されている。また、信号処理部124に設けられた一方のフォトダイオード(PD:光電変換素子)131は光コネクタC12に接続され、他方のフォトダイオード132は光コネクタC13に接続されている。光コネクタC11とサーキュレータ123とは光線路(光ファイバ)F11により接続されている。光コネクタC12とサーキュレータ123とは光ファイバS11により接続されている。   Here, the configuration of the optical system of the protective relay system 110 will be described more specifically. FIG. 3 is a diagram illustrating a specific configuration of the optical system of the protective relay system 110. As shown in FIG. 3, the light source 121 is connected to the optical connector C11 directly or via a variable attenuator 122 (not shown in FIG. 3). Further, one photodiode (PD: photoelectric conversion element) 131 provided in the signal processing unit 124 is connected to the optical connector C12, and the other photodiode 132 is connected to the optical connector C13. The optical connector C11 and the circulator 123 are connected by an optical line (optical fiber) F11. The optical connector C12 and the circulator 123 are connected by an optical fiber S11.

サーキュレータ123は、光線路113aが接続される光コネクタC14と、光ファイバF12により接続されている。光コネクタC13は、光線路113bが接続される光コネクタC15と、光ファイバS13により接続されている。これら、光線路113a,113bは、光センサ111に設けられた分岐光学系111cに接続されている。分岐光学系111cは、偏光子と検光子とを兼ねる動作も行う。分岐光学系111cは、回転ファラデー素子、回転ファラデー素子に磁界を与えるマグネット、レンズ、複屈折体などからなる(図示省略)。複屈折体は、光源121から射出された光の偏波面方位が、光センサの置かれた座標系の垂直方向の座標軸に対して一定の角度(概ね22.5°)に傾くように設定される。   The circulator 123 is connected to the optical connector C14 to which the optical line 113a is connected by an optical fiber F12. The optical connector C13 is connected to the optical connector C15 to which the optical line 113b is connected by an optical fiber S13. These optical lines 113a and 113b are connected to a branching optical system 111c provided in the optical sensor 111. The branching optical system 111c also performs an operation that serves as both a polarizer and an analyzer. The branching optical system 111c includes a rotating Faraday element, a magnet that applies a magnetic field to the rotating Faraday element, a lens, a birefringent body, and the like (not shown). The birefringent body is set so that the polarization plane orientation of the light emitted from the light source 121 is inclined at a certain angle (approximately 22.5 °) with respect to the vertical coordinate axis of the coordinate system where the optical sensor is placed. The

以上の構成において、光源121から射出された光は、不図示の可変減衰器122(省略も可能)、光コネクタC11、及び光ファイバF11を順に介してサーキュレータ123に入射し、次いで光ファイバF12及び光コネクタC14を介して光線路113a中を伝播して光センサ111に入射する。光センサ111に入射した光は、分岐光学系111cを介してファラデーセンサ素子111aを通過し、反射型の光学系111bで反射されてファラデーセンサ素子111aを逆向きに通過して分岐光学系111cに再入射する。分岐光学系111cに再入射した光は、直交する2成分に分離され、光線路113a,113bに入射する。   In the above configuration, the light emitted from the light source 121 enters the circulator 123 via the variable attenuator 122 (not shown), the optical connector C11, and the optical fiber F11 (not shown) in this order, and then the optical fiber F12 and The light propagates through the optical line 113a via the optical connector C14 and enters the optical sensor 111. The light incident on the optical sensor 111 passes through the Faraday sensor element 111a via the branch optical system 111c, is reflected by the reflective optical system 111b, and passes through the Faraday sensor element 111a in the reverse direction to enter the branch optical system 111c. Re-enter. The light re-entering the branching optical system 111c is separated into two orthogonal components and enters the optical lines 113a and 113b.

ここで、仮に電路Lに電流が流れていない場合には、光がファラデーセンサ素子111aを通過してもその偏波面は回転しない。このため、分岐光学系111cに再入射した光は2成分の光量がそれぞれ等しくなるよう分岐される。これに対し、電路Lに電流が流れている場合には、光がファラデーセンサ素子111aを通過する際に、電路Lを流れる電流に起因して生ずる磁界により偏波面が回転するため、分岐光学系111cに再入射した光の偏波面はファラデー回転角2θだけ回転している。このため、分岐光学系111cに再入射した光はファラデー回転角2θに応じた比率で分岐される。尚、分岐光学系111cで分岐された分岐光が検出光信号である。 Here, if no current flows through the electric path L, the plane of polarization does not rotate even if light passes through the Faraday sensor element 111a. For this reason, the light re-entering the branching optical system 111c is branched such that the light amounts of the two components are equal. On the other hand, when a current flows through the electric path L, the polarization plane is rotated by the magnetic field generated due to the current flowing through the electric path L when light passes through the Faraday sensor element 111a. polarization plane of the light re-entering the 111c are rotated by the Faraday rotation angle 2 [Theta] F. Therefore, the light reenters the splitting optical system 111c is branched at a ratio corresponding to the Faraday rotation angle 2 [Theta] F. Note that the branched light branched by the branching optical system 111c is a detection light signal.

分岐光学系111cで分岐された検出光信号の一方は光線路113aに入射し、他方は光線路113bに入射して個別に伝搬される。光線路113aを介した検出光信号は、光コネクタC14及び光ファイバF12を順に介してサーキュレータ123に入射し、次いで光ファイバS11及び光コネクタC12を順に介して信号処理部124に設けられたフォトダイオード131で受光される。また、光線路113bを介した検出光信号は、光コネクタC15、光ファイバS12、及び光コネクタC13を順に介して信号処理部124に設けられたフォトダイオード132で受光される。   One of the detection optical signals branched by the branching optical system 111c is incident on the optical line 113a, and the other is incident on the optical line 113b and propagates individually. The detected optical signal via the optical line 113a enters the circulator 123 via the optical connector C14 and the optical fiber F12 in order, and then the photodiode provided in the signal processing unit 124 via the optical fiber S11 and the optical connector C12 in order. The light is received at 131. In addition, the detection optical signal via the optical line 113b is received by the photodiode 132 provided in the signal processing unit 124 via the optical connector C15, the optical fiber S12, and the optical connector C13 in this order.

信号処理部124は、光センサ111から出力されて光線路113を介して入力される検出光信号を光電変換して所定の信号処理を行う。図4は、信号処理部124の構成を示すブロック図である。図4に示す通り、信号処理部124は、2つのフォトダイオード131,132、規格化処理部133、及び平均化処理部134を備える。前述した通り、フォトダイオード131は光線路113aを介した検出光信号を受光し、フォトダイオード132は光線路113bを介した検出光信号を受光する。   The signal processing unit 124 performs predetermined signal processing by photoelectrically converting the detection light signal output from the optical sensor 111 and input via the optical line 113. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the signal processing unit 124. As shown in FIG. 4, the signal processing unit 124 includes two photodiodes 131 and 132, a normalization processing unit 133, and an averaging processing unit 134. As described above, the photodiode 131 receives the detection light signal via the optical line 113a, and the photodiode 132 receives the detection light signal via the optical line 113b.

規格化処理部133は、バンドパスフィルタ(BPF)135a,135b、ローパスフィルタ(LPF)136a,136b、及び除算器137a,137bを備える。バンドパスフィルタ135aは、フォトダイオード131から出力される電気信号から交流成分を抽出する。また、ローパスフィルタ136aは、フォトダイオード131から出力される電気信号から直流成分を抽出する。   The normalization processing unit 133 includes band pass filters (BPF) 135a and 135b, low pass filters (LPF) 136a and 136b, and dividers 137a and 137b. The band pass filter 135a extracts an AC component from the electrical signal output from the photodiode 131. The low pass filter 136a extracts a DC component from the electrical signal output from the photodiode 131.

同様に、バンドパスフィルタ135bはフォトダイオード132から出力される電気信号から交流成分を抽出し、ローパスフィルタ136bはフォトダイオード132から出力される電気信号から直流成分を抽出する。除算器137aは、バンドパスフィルタ135aで抽出された交流成分をローパスフィルタ136aで抽出された直流成分で除算することにより、交流成分を直流成分で規格化した変調度信号を求める。同様に、除算器137bは、バンドパスフィルタ135bで抽出された交流成分をローパスフィルタ136bで抽出された直流成分で除算することにより、交流成分を直流成分で規格化した変調度信号を求める。   Similarly, the band pass filter 135b extracts an alternating current component from the electric signal output from the photodiode 132, and the low pass filter 136b extracts a direct current component from the electric signal output from the photodiode 132. The divider 137a divides the AC component extracted by the bandpass filter 135a by the DC component extracted by the low-pass filter 136a, thereby obtaining a modulation degree signal obtained by normalizing the AC component with the DC component. Similarly, the divider 137b divides the alternating current component extracted by the band pass filter 135b by the direct current component extracted by the low pass filter 136b, thereby obtaining a modulation degree signal obtained by normalizing the alternating current component with the direct current component.

平均化処理部134は、極性反転器138と加算器139とを備えており、規格化処理部133で得られた変調度信号の差を求めることにより平均化処理を行う。極性反転器138は、規格化処理部133の除算器137bで得られた変調度信号の極性を反転する。加算器139は、規格化処理部133の除算器137aで得られた変調度信号と除算器137bから出力され、極性反転器138で極性が反転された変調度信号とを加算する。以上の処理により、平均化処理が行われ、かかる平均化処理を行うことにより、光学バイアス変動の影響を低減することができる。   The averaging processing unit 134 includes a polarity inverter 138 and an adder 139, and performs an averaging process by obtaining a difference between the modulation degree signals obtained by the normalization processing unit 133. The polarity inverter 138 inverts the polarity of the modulation degree signal obtained by the divider 137b of the normalization processing unit 133. The adder 139 adds the modulation factor signal obtained by the divider 137 a of the normalization processing unit 133 and the modulation factor signal output from the divider 137 b and inverted in polarity by the polarity inverter 138. The averaging process is performed by the above process, and the influence of the optical bias fluctuation can be reduced by performing the averaging process.

A/D変換器125は信号処理部124から出力される信号に対して標本化及び量子化を行ってディジタル信号に変換する。CPU126は、A/D変換器125から出力されるディジタル信号を用いて電路Lに流れる電流を求め、過電流等の異常の有無を判定し、異常と判定した場合には過電流等を防止するため電路Lに係る電路を遮断する制御等を行う。   The A / D converter 125 samples and quantizes the signal output from the signal processing unit 124 and converts the signal into a digital signal. The CPU 126 obtains the current flowing through the electric circuit L using the digital signal output from the A / D converter 125, determines the presence or absence of an abnormality such as an overcurrent, and prevents the overcurrent or the like when it is determined that there is an abnormality. Therefore, control etc. which cut off the electric circuit concerning electric circuit L are performed.

図1に示す保護継電システム110の光学系を介した検出光信号が信号処理部124に入射すると、フォトダイオード131,132でそれぞれ受光される。フォトダイオード131から出力された電気信号は、バンドパスフィルタ135a及びローパスフィルタ136aに入力されて交流成分及び直流成分がそれぞれ抽出される。同様に、フォトダイオード132から出力された電気信号は、バンドパスフィルタ135b及びローパスフィルタ136bに入力されて交流成分及び直流成分がそれぞれ抽出される。   When the detection light signal that has passed through the optical system of the protective relay system 110 shown in FIG. 1 enters the signal processing unit 124, it is received by the photodiodes 131 and 132, respectively. The electric signal output from the photodiode 131 is input to the band pass filter 135a and the low pass filter 136a, and an AC component and a DC component are extracted, respectively. Similarly, the electrical signal output from the photodiode 132 is input to the band pass filter 135b and the low pass filter 136b, and an AC component and a DC component are extracted, respectively.

バンドパスフィルタ135a及びローパスフィルタ136aで抽出された交流成分及び直流成分は、除算器137aに入力され、交流成分が直流成分で規格化されて変調度信号が求められる。同様に、バンドパスフィルタ135b及びローパスフィルタ136bで抽出された交流成分及び直流成分は、除算器137bに入力され、交流成分が直流成分で規格化されて変調度信号が求められる。除算器137bで求められた変調度信号は極性反転器138で極性反転された後に、加算器139で除算器137aで求められた変調度信号と加算される。これにより、平均化処理が行われる。   The alternating current component and the direct current component extracted by the band pass filter 135a and the low pass filter 136a are input to the divider 137a, and the alternating current component is normalized by the direct current component to obtain a modulation degree signal. Similarly, the alternating current component and the direct current component extracted by the band pass filter 135b and the low pass filter 136b are input to the divider 137b, and the alternating current component is normalized by the direct current component to obtain a modulation degree signal. The modulation degree signal obtained by the divider 137b is inverted in polarity by the polarity inverter 138 and then added to the modulation degree signal obtained by the divider 137a by the adder 139. Thereby, an averaging process is performed.

平均化処理が行われた変調度信号はA/D変換器125でディジタル信号に変換されてCPU126に入力される。CPU126は、A/D変換器125から出力されるディジタル信号を用いて電路Lに流れる電流を求め、過電流等の異常の有無を判定し、異常と判定した場合には、例えば、過電流等を防止するため電路Lに係る電路を遮断する制御等を行う。   The modulation degree signal subjected to the averaging process is converted into a digital signal by the A / D converter 125 and input to the CPU 126. The CPU 126 obtains the current flowing through the electric circuit L using the digital signal output from the A / D converter 125, determines the presence / absence of an abnormality such as an overcurrent, and determines that there is an abnormality, for example, an overcurrent or the like. In order to prevent this, the control etc. which interrupt the electric circuit which concerns on the electric circuit L are performed.

以上説明した通り、本実施形態によれば、光センサ111から出力されて光線路113を介して入力される検出光信号を光電変換して所定の信号処理を行う信号処理部124を継電装置112に設けている。このため、簡易な構成の光センサ111、光線路113、及び継電装置112から保護継電システム110を構成することができ、保護継電システム110を簡素且つ小型にすることができる。また、本実施形態によれば、光センサ111の検出結果(検出光信号)を光線路113を介して継電装置112の信号処理部124に伝送しているため、耐雑音性を向上させることができる。その結果、保護継電システムの弁別性能を向上させるとともに、動作や不動作の信頼度の向上が実現できる。これは、電力系統の円滑な運用を行ううえで、重要な役割を担う効果といえる。更に、継電装置内の素子や回路を、過電流や過電圧から電気的に保護するために設けていた非直線性抵抗素子の省略化や小型化も可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the signal processing unit 124 that performs predetermined signal processing by photoelectrically converting the detection optical signal output from the optical sensor 111 and input through the optical line 113 is relayed. 112. For this reason, the protective relay system 110 can be comprised from the optical sensor 111 of the simple structure, the optical line 113, and the relay apparatus 112, and the protective relay system 110 can be made simple and small. Moreover, according to this embodiment, since the detection result (detection light signal) of the optical sensor 111 is transmitted to the signal processing unit 124 of the relay device 112 via the optical line 113, noise resistance is improved. Can do. As a result, it is possible to improve the discrimination performance of the protective relay system and improve the reliability of operation and non-operation. This can be said to play an important role in the smooth operation of the power system. Furthermore, the non-linear resistance element provided for electrically protecting the elements and circuits in the relay device from overcurrent and overvoltage can be omitted or downsized.

次に、本発明の別の実施形態による保護継電システムについて説明する。図5は、本発明の別の実施形態による保護継電システムの概略構成を示すブロック図である。図5に示す通り、本実施形態の保護継電システム210は、電路Lの近傍に配置され、又は電路Lの周囲に配置された光センサ211と継電装置212とを備えており、これらは光線路213により接続されている。   Next, a protection relay system according to another embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a protective relay system according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the protective relay system 210 of the present embodiment includes an optical sensor 211 and a relay device 212 that are arranged in the vicinity of the electric circuit L or arranged around the electric circuit L. They are connected by an optical line 213.

以下、図面を参照して本発明の別の実施形態による保護継電システムについて詳細に説明する。   Hereinafter, a protective relay system according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

光センサ211は、電路Lに流れる電流を検出するセンサであって、ファラデーセンサ素子を用いる。   The optical sensor 211 is a sensor that detects a current flowing through the electric circuit L, and uses a Faraday sensor element.

継電装置212は、光源221、可変減衰器222(省略可能)、信号処理部224、A/D変換器225、及びCPU(中央処理装置)226を備えており、光センサ211の検出結果を用いて電路Lに係る電路(図示省略)の遮断を行う。   The relay device 212 includes a light source 221, a variable attenuator 222 (can be omitted), a signal processing unit 224, an A / D converter 225, and a CPU (central processing unit) 226, and the detection result of the optical sensor 211 is displayed. The electric circuit (illustration abbreviation) concerning electric circuit L is intercepted using.

図5に示す通り、光センサ211と継電装置212とを接続する光線路213は、3本の光ファイバ213a、213b、213cからなる。   As shown in FIG. 5, the optical line 213 that connects the optical sensor 211 and the relay device 212 includes three optical fibers 213a, 213b, and 213c.

ここで、保護継電システム210の光学系の構成についてより具体的に説明する。図6は、保護継電システム210の光学系の具体的構成を示す図である。図6に示す通り、光源221は、直接、もしくは可変減衰器222(図6においては不図示)を介して、光コネクタC21に接続されている。また、信号処理部224に設けられたフォトダイオード(PD:光電変換素子)231は光コネクタC22に接続され、他方のフォトダイオード232は光コネクタC23に接続されている。   Here, the configuration of the optical system of the protective relay system 210 will be described more specifically. FIG. 6 is a diagram illustrating a specific configuration of the optical system of the protective relay system 210. As shown in FIG. 6, the light source 221 is connected to the optical connector C21 directly or via a variable attenuator 222 (not shown in FIG. 6). In addition, a photodiode (PD: photoelectric conversion element) 231 provided in the signal processing unit 224 is connected to the optical connector C22, and the other photodiode 232 is connected to the optical connector C23.

光コネクタC21は、光ファイバ213aが接続される光コネクタC24と光ファイバF21により接続されている。光コネクタC22は、光ファイバ213cが接続される光コネクタC26と光ファイバS23により接続されている。光コネクタC23は、光ファイバ213bが接続される光コネクタC25と光ファイバS22により接続されている。光ファイバ213aは、光センサ211に設けられた光コネクタC27に、また、光ファイバ213b、213cは、光センサ211に設けられた分岐光学系211cに接続されている。   The optical connector C21 is connected to the optical connector C24 to which the optical fiber 213a is connected by the optical fiber F21. The optical connector C22 is connected to the optical connector C26 to which the optical fiber 213c is connected by the optical fiber S23. The optical connector C23 is connected to the optical connector C25 to which the optical fiber 213b is connected by the optical fiber S22. The optical fiber 213a is connected to an optical connector C27 provided in the optical sensor 211, and the optical fibers 213b and 213c are connected to a branching optical system 211c provided in the optical sensor 211.

以上の構成において、光源221から射出された光は、不図示の可変減衰器222(省略も可能)、光コネクタC21、及び光ファイバF21及び光コネクタC24を介して光ファイバ213a中を伝播して光センサ211に入射する。光センサ211に入射した光は、偏光子211dを介してファラデーセンサ素子211aを通過して分岐光学系211cに入射する。ここで、分岐光学系211cは、前述した実施例における分岐光学系111cと異なり、偏光子の動作は兼ねていない。偏光子は、光源221から射出された光の偏波面方位が、センサの置かれた座標系の垂直方向の座標軸に対して一定の角度(概ね45°)に傾くように設定される。分岐光学系211cに入射した光は、分岐光学系211cに内在する複屈折体(検光子)によって、直交する2成分に分離され、光ファイバ213b、213cに入射する。   In the above configuration, the light emitted from the light source 221 propagates through the optical fiber 213a via the variable attenuator 222 (not shown), the optical connector C21, the optical fiber F21, and the optical connector C24. Incident on the optical sensor 211. The light incident on the optical sensor 211 passes through the Faraday sensor element 211a via the polarizer 211d and enters the branching optical system 211c. Here, unlike the branching optical system 111c in the above-described embodiment, the branching optical system 211c does not also function as a polarizer. The polarizer is set so that the polarization plane orientation of the light emitted from the light source 221 is inclined at a certain angle (approximately 45 °) with respect to the vertical coordinate axis of the coordinate system where the sensor is placed. The light incident on the branching optical system 211c is separated into two orthogonal components by a birefringent body (analyzer) inherent in the branching optical system 211c, and enters the optical fibers 213b and 213c.

ここで、仮に電路Lに電流が流れていない場合には、光がファラデーセンサ素子211aを通過してもその偏波面は回転しない。このため、分岐光学系211cに入射した光は光量が等しくなるよう分岐される。これに対し、電路Lに電流が流れている場合には、光がファラデーセンサ素子211aを通過する際に、電路Lを流れる電流に起因して生ずる磁界により偏波面が回転するため、分岐光学系211cに入射した光の偏波面はファラデー回転角θだけ回転している。このため、分岐光学系211cに入射した光はファラデー回転角θに応じた比率で分岐される。尚、分岐光学系211cで分岐された分岐光が検出光信号である。 Here, if no current flows through the electric path L, the plane of polarization does not rotate even if light passes through the Faraday sensor element 211a. For this reason, the light incident on the branching optical system 211c is branched so that the light amounts are equal. On the other hand, when a current flows through the electric path L, the polarization plane is rotated by the magnetic field generated due to the current flowing through the electric path L when light passes through the Faraday sensor element 211a. polarization plane of the light incident on the 211c are rotated by the Faraday rotation angle theta F. Therefore, light incident on the splitting optical system 211c is branched at a ratio corresponding to a Faraday rotation angle theta F. The branched light branched by the branching optical system 211c is a detection light signal.

分岐光学系211cで分岐された検出光信号の一方は光ファイバ213bに入射し、他方は光ファイバ213cに入射して個別に伝搬される。光ファイバ213bを介した検出光信号は、光コネクタC25、光ファイバS22、及び光コネクタC23を順に介して信号処理部224に設けられたフォトダイオード232で受光される。また、光ファイバ213cを介した検出光信号は、光コネクタC26、光ファイバS23、及び光コネクタC22を順に介して信号処理部224に設けられたフォトダイオード231で受光される。   One of the detection optical signals branched by the branching optical system 211c enters the optical fiber 213b, and the other enters the optical fiber 213c and propagates individually. The detection optical signal via the optical fiber 213b is received by the photodiode 232 provided in the signal processing unit 224 via the optical connector C25, the optical fiber S22, and the optical connector C23 in this order. The detection optical signal via the optical fiber 213c is received by the photodiode 231 provided in the signal processing unit 224 via the optical connector C26, the optical fiber S23, and the optical connector C22 in this order.

信号処理部224は、光センサ211から出力されて光線路213を介して入力される検出光信号を光電変換して所定の信号処理を行う。その回路および処理は、反射型光ファイバセンサの場合と同様である(図4参照)。   The signal processing unit 224 photoelectrically converts the detection optical signal output from the optical sensor 211 and input through the optical line 213, and performs predetermined signal processing. The circuit and processing are the same as in the case of the reflective optical fiber sensor (see FIG. 4).

図5に示す保護継電システム210の光学系を介した検出光信号が信号処理部224に入射すると、フォトダイオード231,232でそれぞれ受光される。フォトダイオード231から出力された電気信号は、バンドパスフィルタ135a及びローパスフィルタ136aに入力されて交流成分及び直流成分がそれぞれ抽出される。同様に、フォトダイオード232から出力された電気信号は、バンドパスフィルタ135b及びローパスフィルタ136bに入力されて交流成分及び直流成分がそれぞれ抽出される。   When the detection light signal via the optical system of the protective relay system 210 shown in FIG. 5 enters the signal processing unit 224, the light is received by the photodiodes 231 and 232, respectively. The electrical signal output from the photodiode 231 is input to the band pass filter 135a and the low pass filter 136a, and an AC component and a DC component are extracted, respectively. Similarly, the electrical signal output from the photodiode 232 is input to the band pass filter 135b and the low pass filter 136b, and an AC component and a DC component are extracted, respectively.

バンドパスフィルタ135a及びローパスフィルタ136aで抽出された交流成分及び直流成分は、除算器137aに入力され、交流成分が直流成分で規格化されて変調度信号が求められる。同様に、バンドパスフィルタ135b及びローパスフィルタ136bで抽出された交流成分及び直流成分は、除算器137bに入力され、交流成分が直流成分で規格化されて変調度信号が求められる。除算器137bで求められた変調度信号は極性反転器138で極性反転された後に、加算器139で除算器137aで求められた変調度信号と加算される。これにより、平均化処理が行われる。   The alternating current component and the direct current component extracted by the band pass filter 135a and the low pass filter 136a are input to the divider 137a, and the alternating current component is normalized by the direct current component to obtain a modulation degree signal. Similarly, the alternating current component and the direct current component extracted by the band pass filter 135b and the low pass filter 136b are input to the divider 137b, and the alternating current component is normalized by the direct current component to obtain a modulation degree signal. The modulation degree signal obtained by the divider 137b is inverted in polarity by the polarity inverter 138 and then added to the modulation degree signal obtained by the divider 137a by the adder 139. Thereby, an averaging process is performed.

平均化処理が行われた変調度信号はA/D変換器225でディジタル信号に変換されてCPU226に入力される。CPU226は、A/D変換器225から出力されるディジタル信号を用いて電路Lに流れる電流を求め、過電流等の異常の有無を判定し、異常と判定した場合には、例えば、過電流等を防止するため電路Lに係る電路を遮断する制御等を行う。   The modulation degree signal subjected to the averaging process is converted into a digital signal by the A / D converter 225 and input to the CPU 226. The CPU 226 obtains the current flowing through the electric circuit L using the digital signal output from the A / D converter 225, determines the presence / absence of an abnormality such as an overcurrent, and determines that there is an abnormality, for example, an overcurrent or the like In order to prevent this, the control etc. which interrupt the electric circuit which concerns on the electric circuit L are performed.

以上説明した通り、本実施形態によれば、光センサ211から出力されて光線路213を介して入力される検出光信号を光電変換して所定の信号処理を行う信号処理部224を継電装置212に設けている。このため、簡易な構成の光センサ211、光線路213、及び継電装置212から保護継電システム210を構成することができ、保護継電システム210を簡素且つ小型にすることができる。また、本実施形態によれば、光センサ211の検出結果(検出光信号)を光線路213を介して継電装置212の信号処理部224に伝送しているため、耐雑音性を向上させることができる。その結果、保護計電システムの弁別性能を向上させるとともに、動作や不動作の信頼度の向上が実現できる。これは、電力系統の円滑な運用を行ううえで重要な役割を担う効果といえる。更に、継電装置内の素子や回路を、過電流や過電圧から電気的に保護するために設けていた非直線性抵抗素子の省略化や小型化も可能となる。   As described above, according to this embodiment, the signal processing unit 224 that performs predetermined signal processing by photoelectrically converting the detection optical signal output from the optical sensor 211 and input through the optical line 213 is relayed. 212. For this reason, the protective relay system 210 can be comprised from the optical sensor 211 of the simple structure, the optical line 213, and the relay apparatus 212, and the protective relay system 210 can be made simple and small. Moreover, according to this embodiment, since the detection result (detection optical signal) of the optical sensor 211 is transmitted to the signal processing unit 224 of the relay device 212 via the optical line 213, noise resistance is improved. Can do. As a result, it is possible to improve the discrimination performance of the protection metering system and improve the reliability of operation and non-operation. This can be said to play an important role in smooth operation of the power system. Furthermore, the non-linear resistance element provided for electrically protecting the elements and circuits in the relay device from overcurrent and overvoltage can be omitted or downsized.

次に、本発明の別の実施形態による保護継電システムについて説明する。図7は、本発明の別の実施形態による保護継電システムの概略構成を示すブロック図である。図7に示す通り、本実施形態の保護継電システム310は、電路Lの近傍に配置され、又は電路Lの周囲に配置された光センサ311と継電装置312とを備えており、これらは光線路313により接続されている。   Next, a protection relay system according to another embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of a protective relay system according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the protective relay system 310 of this embodiment includes an optical sensor 311 and a relay device 312 that are arranged in the vicinity of the electric circuit L or arranged around the electric circuit L. They are connected by an optical line 313.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態による保護継電システムについて詳細に説明する。   Hereinafter, a protection relay system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

光センサ311は、電路Lに印加されている電圧を検出するセンサである。具体的には、電路Lに印加された電圧(実際には、分圧器によって分圧された電圧)によって生ずる電界を検出することにより電路Lに印加されている電圧を検出する。ここで、光センサ311で電界を検出することにより電路Lに印加された電界を検出する場合には、ポッケルスセンサ素子を備えた光センサ311を用いることができる。   The optical sensor 311 is a sensor that detects a voltage applied to the electric circuit L. Specifically, the voltage applied to the electric circuit L is detected by detecting the electric field generated by the voltage applied to the electric circuit L (actually, the voltage divided by the voltage divider). Here, in the case where the electric field applied to the electric path L is detected by detecting the electric field with the optical sensor 311, the optical sensor 311 provided with the Pockels sensor element can be used.

ポッケルスセンサ素子は、印加される電界の強度を光強度に変換し、この光強度から電圧の測定をするものであり、このような電気光学結晶としては、Bi12、GeO20、Bi1220、Bi12SiO20などの旋光性を有するものが利用される。 The Pockels sensor element converts the intensity of an applied electric field into light intensity, and measures voltage from this light intensity. Examples of such electro-optic crystals include Bi 12 , GeO 20 , Bi 12 O 20. , Bi 12 SiO 20 or the like having optical activity is used.

継電装置312は、光源321、可変減衰器322(省略可能)、信号処理部324、A/D変換器325、及びCPU(中央処理装置)326を備えており、光センサ311の検出結果を用いて電路Lに係る電路(図示省略)を必要に応じて遮断する。   The relay device 312 includes a light source 321, a variable attenuator 322 (can be omitted), a signal processing unit 324, an A / D converter 325, and a CPU (central processing unit) 326, and the detection result of the optical sensor 311 is displayed. The electric circuit (illustration omitted) which concerns on the electric circuit L is used, and it interrupts | blocks as needed.

図7に示す通り、光センサ311と継電装置312とを接続する光線路313は、2本の光ファイバ313a,313cからなる。   As shown in FIG. 7, the optical line 313 that connects the optical sensor 311 and the relay device 312 includes two optical fibers 313a and 313c.

ここで、保護継電システム310の光学系の構成についてより具体的に説明する。図8は、保護継電システム310の光学系の具体的構成を示す図である。図8に示す通り、光源321は、直接、もしくは可変減衰器322(図8においては不図示)を介して、光コネクタC31に接続されている。また、信号処理部324に設けられたフォトダイオード(PD:光電変換素子)331は光コネクタC32に接続されている。   Here, the configuration of the optical system of the protective relay system 310 will be described more specifically. FIG. 8 is a diagram illustrating a specific configuration of the optical system of the protective relay system 310. As shown in FIG. 8, the light source 321 is connected to the optical connector C31 directly or via a variable attenuator 322 (not shown in FIG. 8). In addition, a photodiode (PD: photoelectric conversion element) 331 provided in the signal processing unit 324 is connected to the optical connector C32.

光コネクタC31は、光ファイバ313aが接続される光コネクタC34と光ファイバF31により接続されている。光コネクタC32は、光ファイバ313cが接続される光コネクタC36と、光ファイバS33により接続されている。光ファイバ313aは、光センサ311に設けられた光コネクタC37に、また、光ファイバ313cは、光センサ311に設けられた光コネクタC38に接続されている。   The optical connector C31 is connected to the optical connector C34 to which the optical fiber 313a is connected by the optical fiber F31. The optical connector C32 is connected to the optical connector C36 to which the optical fiber 313c is connected by the optical fiber S33. The optical fiber 313a is connected to an optical connector C37 provided in the optical sensor 311, and the optical fiber 313c is connected to an optical connector C38 provided in the optical sensor 311.

以上の構成において、光源321から射出された光は、不図示の可変減衰器322(省略も可能)、光コネクタC31、及び光ファイバF31及び光コネクタC34を介して光ファイバ313a中を伝播して光センサ311に入射する。光センサ311に入射した光は、偏光子311d、1/4波長板311e、ポッケルスセンサ素子311aを通過して、分岐光学系(検光子)311cに入射する。ポッケルスセンサ素子311aの両端にはリード線311fおよび311gを介して測定対象の電圧が印加される。なお、電路Lが高電圧である場合は、分圧器340の出力によって得られる光の強度変化を測定し、分圧比等を考慮した演算を行うことで、実際の測定対象(例えば電路L)の印加電圧が測定される。   In the above configuration, the light emitted from the light source 321 propagates through the optical fiber 313a via the variable attenuator 322 (not shown), the optical connector C31, the optical fiber F31, and the optical connector C34. The light enters the optical sensor 311. The light incident on the optical sensor 311 passes through the polarizer 311d, the quarter-wave plate 311e, and the Pockels sensor element 311a, and enters the branching optical system (analyzer) 311c. A voltage to be measured is applied to both ends of the Pockels sensor element 311a via lead wires 311f and 311g. In addition, when the electric circuit L is a high voltage, the intensity change of the light obtained by the output of the voltage divider 340 is measured, and an operation in consideration of the voltage division ratio and the like is performed, so that the actual measurement target (for example, the electric circuit L) is measured. The applied voltage is measured.

ここで、仮に電路Lに電圧が印加されていない場合には、光がポッケルスセンサ素子311aを通過しても屈折率は変化しない。このため、検光子311cに入射した光は、光コネクタC38および光ファイバ313cを介してすべてフォトダイオード331に受光される(光線路損失がないとした場合)。これに対し、電路Lに電圧が印加されている場合には、光がポッケルスセンサ素子311aを通過する際に、電路Lの電圧に起因して生ずる電界により、光の屈折率が変化する。検光子311cに入射した光は、光の屈折率の変化に応じた比率で分岐される。尚、検光子311cで電界の強度に応じて分岐された分岐光が検出光信号である。光の強度は、電界の強度に応じて変化することになる。   Here, if no voltage is applied to the electric circuit L, the refractive index does not change even if light passes through the Pockels sensor element 311a. For this reason, all the light incident on the analyzer 311c is received by the photodiode 331 via the optical connector C38 and the optical fiber 313c (when there is no optical line loss). On the other hand, when a voltage is applied to the electric path L, the light refractive index changes due to the electric field generated due to the voltage of the electric path L when the light passes through the Pockels sensor element 311a. The light incident on the analyzer 311c is branched at a ratio corresponding to the change in the refractive index of the light. The branched light branched according to the electric field strength by the analyzer 311c is a detection light signal. The intensity of light changes according to the intensity of the electric field.

分岐光学系311cで分岐された検出光信号は光ファイバ313cに入射して伝搬される。光ファイバ313cを介した検出光信号は、光コネクタC36、光ファイバS33、及び光コネクタC32を順に介して信号処理部324に設けられたフォトダイオード331で受光される。   The detection optical signal branched by the branch optical system 311c is incident on the optical fiber 313c and propagated. The detection optical signal via the optical fiber 313c is received by the photodiode 331 provided in the signal processing unit 324 via the optical connector C36, the optical fiber S33, and the optical connector C32 in this order.

信号処理部324は、光センサ311から出力されて光線路313を介して入力される検出光信号を光電変換して所定の信号処理を行う。図9は、信号処理部324の構成を示すブロック図である。図9に示す通り、信号処理部324は、1つのフォトダイオード331、規格化処理部333、及び出力調整回路338を備える。なお、出力調整回路338はなくてもよい。また、フォトダイオード331と規格化処理部333との間に増幅回路を設けてもよい。前述した通り、フォトダイオード331は光ファイバ313cを介した検出光信号を受光する。   The signal processing unit 324 photoelectrically converts the detection optical signal output from the optical sensor 311 and input through the optical line 313, and performs predetermined signal processing. FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of the signal processing unit 324. As shown in FIG. 9, the signal processing unit 324 includes one photodiode 331, a normalization processing unit 333, and an output adjustment circuit 338. Note that the output adjustment circuit 338 may be omitted. Further, an amplifier circuit may be provided between the photodiode 331 and the normalization processing unit 333. As described above, the photodiode 331 receives the detection light signal via the optical fiber 313c.

規格化処理部333は、バンドパスフィルタ(BPF)335、ローパスフィルタ(LPF)336、及び除算器337を備える。バンドパスフィルタ335は、フォトダイオード331から出力される電気信号から交流成分を抽出する。ここで、フォトダイオード331から出力される電気信号の交流成分は、光源321から射出された光が電路Lに印加された電圧(高電圧の場合は、分圧器の出力電圧)によって発生する電界に比例して変調された成分である。また、ローパスフィルタ336は、フォトダイオード331から出力される電気信号から直流成分を抽出する。   The normalization processing unit 333 includes a band pass filter (BPF) 335, a low pass filter (LPF) 336, and a divider 337. The band pass filter 335 extracts an AC component from the electrical signal output from the photodiode 331. Here, the AC component of the electric signal output from the photodiode 331 is an electric field generated by the voltage (the output voltage of the voltage divider in the case of a high voltage) applied to the electric circuit L by the light emitted from the light source 321. Proportionally modulated component. The low pass filter 336 extracts a direct current component from the electrical signal output from the photodiode 331.

除算器337は、バンドパスフィルタ335で抽出された交流成分をローパスフィルタ336で抽出された直流成分で除算することにより、交流成分を直流成分で規格化した変調度信号を求める。   The divider 337 divides the AC component extracted by the bandpass filter 335 by the DC component extracted by the low-pass filter 336, thereby obtaining a modulation degree signal obtained by normalizing the AC component with the DC component.

出力調整回路338は、規格化処理部333で求められた変調度の入出力変換比の調整を行いアナログ出力を行う。なお、出力調整回路338は省略してもよい。   The output adjustment circuit 338 adjusts the input / output conversion ratio of the modulation degree obtained by the normalization processing unit 333 and performs analog output. Note that the output adjustment circuit 338 may be omitted.

A/D変換器325は信号処理部324から出力される信号に対して標本化及び量子化を行ってディジタル信号に変換する。CPU326は、A/D変換器325から出力されるディジタル信号を用いて電路Lに印加される電圧を求め、過電圧等の異常の有無を判定し、異常と判定した場合には過電圧等を防止するため電路Lに係る電路を遮断する制御等を行う。   The A / D converter 325 performs sampling and quantization on the signal output from the signal processing unit 324 and converts the signal into a digital signal. The CPU 326 obtains the voltage applied to the electric circuit L using the digital signal output from the A / D converter 325, determines the presence / absence of an abnormality such as an overvoltage, and prevents the overvoltage or the like when the abnormality is determined. Therefore, control etc. which cut off the electric circuit concerning electric circuit L are performed.

図7に示す保護継電システム310の光学系を介した検出光信号が信号処理部324に入射すると、フォトダイオード331で受光される。フォトダイオード331から出力された電気信号は、バンドパスフィルタ335及びローパスフィルタ336に入力されて交流成分及び直流成分がそれぞれ抽出される。   When the detection light signal via the optical system of the protective relay system 310 shown in FIG. 7 enters the signal processing unit 324, the light is received by the photodiode 331. The electric signal output from the photodiode 331 is input to the band pass filter 335 and the low pass filter 336, and an AC component and a DC component are extracted, respectively.

バンドパスフィルタ335及びローパスフィルタ336で抽出された交流成分及び直流成分は除算器337に入力され、交流成分が直流成分で規格化されて変調度信号が求められる。除算器337で求められた変調度信号は、出力調整回路338によって、入出力変換比の調整を行ってアナログ出力を行う。   The alternating current component and the direct current component extracted by the band pass filter 335 and the low pass filter 336 are input to the divider 337, and the alternating current component is normalized by the direct current component to obtain a modulation degree signal. The modulation degree signal obtained by the divider 337 is subjected to analog output by adjusting the input / output conversion ratio by the output adjustment circuit 338.

信号処理部324から出力された変調度信号は、A/D変換器325でディジタル信号に変換されてCPU326に入力される。CPU326は、A/D変換器325から出力されるディジタル信号を用いて電路Lに印加された電圧を求め、過電圧等の異常の有無を判定し、異常と判定した場合には、例えば、過電圧等を防止するため電路Lに係る電路を遮断する制御等を行う。   The modulation degree signal output from the signal processing unit 324 is converted into a digital signal by the A / D converter 325 and input to the CPU 326. The CPU 326 obtains the voltage applied to the electric circuit L using the digital signal output from the A / D converter 325, determines the presence / absence of an abnormality such as an overvoltage, and determines that there is an abnormality, for example, an overvoltage or the like. In order to prevent this, the control etc. which interrupt the electric circuit which concerns on the electric circuit L are performed.

以上説明した通り、本実施形態によれば、光センサ311から出力されて光線路313を介して入力される検出光信号を光電変換して所定の信号処理を行う信号処理部324を継電装置312に設けている。このため、簡易な構成の光センサ311、光線路313、及び継電装置312から保護継電システム310を構成することができる。よって、保護継電システム310を簡素且つ小型にすることができる。また、本実施形態によれば、光センサ311の検出結果(検出光信号)を光線路313を介して継電装置312の信号処理部324に伝送しているため、耐雑音性を向上させることができる。更に、継電装置内の素子や回路を、過電流や過電圧から電気的に保護するために設けていた非直線性抵抗素子の省略化や小型化も可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the signal processing unit 324 that performs predetermined signal processing by photoelectrically converting the detection optical signal output from the optical sensor 311 and input through the optical line 313 is relayed. 312 is provided. For this reason, the protective relay system 310 can be comprised from the optical sensor 311 of the simple structure, the optical line 313, and the relay apparatus 312. FIG. Therefore, the protective relay system 310 can be made simple and small. Moreover, according to this embodiment, since the detection result (detection optical signal) of the optical sensor 311 is transmitted to the signal processing unit 324 of the relay device 312 via the optical line 313, noise resistance is improved. Can do. Furthermore, the non-linear resistance element provided for electrically protecting the elements and circuits in the relay device from overcurrent and overvoltage can be omitted or downsized.

以上、本発明の実施形態による保護継電システムについて説明したが、本発明は上記実施形態に制限される訳ではなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、継電装置内に、光源、可変減衰器、サーキュレータ、及び信号処理部が個別に設けられた構成を例に挙げて説明したが、これらが1つの筐体内に設けられた構成であっても良い。また、光源や可変減衰器、のいずれか、もしくはすべてを継電装置外に配置する構造としてもよい。更に、継電装置の筐体が電気的に遮蔽された構造であれば外部に存在する電気信号による雑音の影響を更に受けにくくなるため好ましい。   The protection relay system according to the embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment, and can be freely changed within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the light source, the variable attenuator, the circulator, and the signal processing unit are individually provided in the relay device has been described as an example. However, these are provided in one housing. The structure may be different. In addition, any or all of the light source and the variable attenuator may be arranged outside the relay device. Furthermore, it is preferable that the casing of the relay device is electrically shielded because it is less susceptible to noise caused by an external electrical signal.

更に、各光線路である光ファイバのうち、F11,F12,113a,F21,213a、F31,313aは偏波面保持光ファイバである方が伝送時に光線路内での偏波面の変動が少ないため好ましい。偏波面が変動すると、最終的な出力の光量が変動するため、測定誤差を生じさせる要因となるためである。   Furthermore, among the optical fibers that are the optical lines, F11, F12, 113a, F21, 213a, and F31, 313a are preferably polarization-maintaining optical fibers because there is less fluctuation of the polarization plane in the optical line during transmission. . This is because if the polarization plane fluctuates, the final output light amount fluctuates, which causes a measurement error.

その他の光ファイバは、単一モード光ファイバの方が望ましい。マルチモード光ファイバであると、伝送損失が大きくなるためである。しかし、あまり距離が長くない場合はこだわる必要はない。所望の目的を達する程度の光ファイバを用いればよい。また、単に光量を捕らえることが出来ればよいから、偏波面を保持する必要はない。従って、コスト面でデメリットとなる偏波面保持ファイバをあえて利用する必要はないが、利用してもかまわない。   Other optical fibers are preferably single mode optical fibers. This is because a transmission loss increases in the case of a multimode optical fiber. However, if the distance is not too long, there is no need to stick to it. An optical fiber that can achieve a desired purpose may be used. Moreover, it is only necessary to be able to capture the amount of light, so there is no need to maintain the plane of polarization. Therefore, it is not necessary to use a polarization-maintaining fiber that is disadvantageous in terms of cost, but it may be used.

また、上記実施形態では、電路Lを流れる電流や印加された電圧により生ずる磁界や電界を検出することにより、電路Lを流れる電流や印加された電圧を検出するファラデーセンサ素子またはポッケルスセンサ素子からなる光センサが備わっている場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明は電路Lに流れる電流や電路Lに印加されている電圧の検出に限られず、電流や電圧を検出する場合一般に広く適用することができる。電力設備だけでなく、より小さい変換器や電気回路の電流や電圧を検出する際にも用いることができることはいうまでもない。   Moreover, in the said embodiment, it consists of a Faraday sensor element or a Pockels sensor element which detects the electric current which flows through the electric circuit L, and the magnetic field and electric field which arise with the applied voltage, and detects the electric current which flows through the electric circuit L, and the applied voltage. The case where an optical sensor is provided has been described as an example. However, the present invention is not limited to the detection of the current flowing through the electric circuit L and the voltage applied to the electric circuit L, and can be widely applied to the detection of current and voltage in general. Needless to say, it can be used not only for electric power equipment but also for detecting current and voltage of smaller converters and electric circuits.

本発明の一実施形態による保護継電システムの概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a protective relay system according to an embodiment of the present invention. ファラデーセンサ素子の原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle of a Faraday sensor element. 保護継電システム110の光学系の具体的構成を示す図である。It is a figure which shows the specific structure of the optical system of the protection relay system 110. 信号処理部124の構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a configuration of a signal processing unit 124. FIG. 本発明の別の実施形態による保護継電システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the protection relay system by another embodiment of this invention. 保護継電システム210の光学系の具体的構成を示す図である。It is a figure which shows the specific structure of the optical system of the protection relay system 210. 本発明の別の実施形態による保護継電システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the protection relay system by another embodiment of this invention. 保護継電システム310の光学系の具体的構成を示す図である。It is a figure which shows the specific structure of the optical system of the protection relay system 310. 信号処理部324の構成を示すブロック図である。3 is a block diagram illustrating a configuration of a signal processing unit 324. FIG. 従来の保護継電システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the conventional protection relay system. 従来の保護継電システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the conventional protection relay system.

符号の説明Explanation of symbols

110 保護継電システム
111 光センサ
111c 分岐光学系
112 継電装置
113 光線路
121 光源
124 信号処理部
131,132 フォトダイオード
133 規格化処理部
134 平均化処理部
L 電路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 Protection relay system 111 Optical sensor 111c Branching optical system 112 Relay apparatus 113 Optical line 121 Light source 124 Signal processing part 131,132 Photodiode 133 Normalization processing part 134 Averaging processing part L Electric circuit

Claims (8)

検出装置と、継電装置とを備える保護継電システムにおいて、
光センサからなる前記検出装置と、
前記検出装置と、前記継電装置とを接続する光線路と、
前記検出装置から送出される検出光信号の光電変換を行う信号処理部と、
を備えることを特徴とする保護継電システム。
In a protective relay system comprising a detection device and a relay device,
The detection device comprising an optical sensor;
An optical line connecting the detection device and the relay device;
A signal processing unit that performs photoelectric conversion of a detection light signal transmitted from the detection device;
A protective relay system comprising:
前記光センサは、測定対象に流れる電流によって生ずる磁界を検出することにより、前記測定対象を流れる電流を検出するセンサであることを特徴とする請求項1記載の保護継電システム。   The protective relay system according to claim 1, wherein the optical sensor is a sensor that detects a current flowing through the measurement target by detecting a magnetic field generated by the current flowing through the measurement target. 前記光センサは、測定対象に印加された電圧によって生ずる電界を検出することにより、前記測定対象に印加された電圧を検出するセンサであることを特徴とする請求項1記載の保護継電システム。   The protective relay system according to claim 1, wherein the optical sensor is a sensor that detects a voltage applied to the measurement target by detecting an electric field generated by the voltage applied to the measurement target. 前記継電装置は、光信号を射出する光源を備えていることを特徴とする請求項1乃至請求項3に記載の何れか一項に記載の保護継電システム。   The protective relay system according to any one of claims 1 to 3, wherein the relay device includes a light source that emits an optical signal. 前記光線路は、前記検出光信号の伝搬とともに、前記光源から射出された前記光信号を前記光センサに伝搬することを特徴とする請求項4記載の保護継電システム。   The protection relay system according to claim 4, wherein the optical line propagates the optical signal emitted from the light source to the optical sensor along with the propagation of the detection optical signal. 前記光センサは、分岐光学系を備えており、
前記光線路は前記分岐光学系で分岐された前記検出光信号の各々を個別に伝搬すること
を特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の保護継電システム。
The optical sensor includes a branching optical system,
The protective relay system according to any one of claims 1 to 5, wherein the optical line individually propagates each of the detection optical signals branched by the branch optical system.
前記信号処理部は、前記光線路を介して入力される前記検出光信号の各々を電気信号に変換する第1、第2の光電変換素子と、
前記第1、第2の光電変換素子で変換された電気信号から直流成分及び交流成分をそれぞれ抽出し、前記交流成分を前記直流成分で規格化した変調度信号をそれぞれ求める規格化処理部と、
前記規格化処理部で得られた前記変調度信号の差を求めることにより平均化処理を行う平均化処理部と
を備えることを特徴とする請求項1、請求項2、請求項4乃至請求項6の何れか一項に記載の保護継電システム。
The signal processing unit includes first and second photoelectric conversion elements that convert each of the detection optical signals input via the optical line into electrical signals;
A normalization processing unit that extracts a DC component and an AC component from the electrical signals converted by the first and second photoelectric conversion elements, respectively, and obtains a modulation degree signal obtained by normalizing the AC component with the DC component;
An averaging processing unit that performs an averaging process by obtaining a difference between the modulation degree signals obtained by the normalization processing unit. The protective relay system according to any one of 6.
前記信号処理部は、前記光線路を介して入力される前記検出光信号を電気信号に変換する光電変換素子と、
前記光電変換素子で変換された電気信号から直流成分及び交流成分を抽出し、前記交流成分を前記直流成分で規格化した変調度信号を求める規格化処理部と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載の保護継電システム。
The signal processing unit includes a photoelectric conversion element that converts the detection optical signal input via the optical line into an electrical signal;
A normalization processing unit that extracts a DC component and an AC component from the electrical signal converted by the photoelectric conversion element, and obtains a modulation degree signal obtained by normalizing the AC component with the DC component;
The protective relay system according to any one of claims 1 to 6, further comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101038866B1 (en) * 2008-12-23 2011-06-02 재단법인 포항산업과학연구원 Circuit and method for sensing over current using transmission of optic signal
CN103425076A (en) * 2012-05-17 2013-12-04 上海梅山钢铁股份有限公司 Drawer cabinet control device

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