JP2013070475A - 継電装置 - Google Patents

継電装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2013070475A
JP2013070475A JP2011205964A JP2011205964A JP2013070475A JP 2013070475 A JP2013070475 A JP 2013070475A JP 2011205964 A JP2011205964 A JP 2011205964A JP 2011205964 A JP2011205964 A JP 2011205964A JP 2013070475 A JP2013070475 A JP 2013070475A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
relay
determination
accident
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011205964A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Kajikawa
▲吉▼浩 梶川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chugoku Electric Power Co Inc
Original Assignee
Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chugoku Electric Power Co Inc filed Critical Chugoku Electric Power Co Inc
Priority to JP2011205964A priority Critical patent/JP2013070475A/ja
Publication of JP2013070475A publication Critical patent/JP2013070475A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

【課題】電線の無保護となることを防止できる。無保護となった電線は送電することができないため、停電しなければならない。無保護となることを防止することで、系統信頼度の低下を防止することができる。
【解決手段】電線の所定位置を遮断する遮断器の下流側における所定区間での事故の発生の有無を、前記電線を流れる電流の大きさに基づいて判定する第1判定部と、前記電線における事故の発生の有無を、前記電線を流れる電流の大きさに基づいて判定する第2及び第3判定部と、前記第1乃至第3判定部の判定結果に基づいて前記遮断器を遮断させる制御部と、を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、継電装置に関する。
一般に、電線における事故を検出して、電線の所定位置に設けられた遮断器に電線を遮断させる保護継電器(特許文献1参照)が知られている。この保護継電器は、電線の電流と電圧とに基づいて電線における事故を検出した場合、遮断器に電線を遮断させる。
特開2001−268774号公報
特許文献1の保護継電器では、例えば、電線における事故を誤検出した場合でも、自動監視機能のある保護継電器では電線を保護できない虞がある。
特許文献1の保護継電器で、例えば、保護対象における事故を検出した場合、二重化された、1系列のメインリレーと2系列のフェイルセイフリレーがそれぞれ故障モードとなった場合、装置は不使用となり無保護状態となるが、本発明のシステムを構築すると1系列のメインリレー相当または、2系列のメインリレー相当のどちらか一方が正常であれば、装置を不使用にする必要がないので、電力系統の信頼度を維持し保護継電器の稼働率を向上することが可能となる。
前述した課題を解決する主たる本発明は、電線の所定位置を遮断する遮断器の下流側における所定区間での事故の発生の有無を、前記電線を流れる電流の大きさに基づいて判定する第1判定部と、前記電線における事故の発生の有無を、前記電線を流れる電流の大きさに基づいて判定する第2及び第3判定部と、前記第1乃至第3判定部の判定結果に基づいて前記遮断器を遮断させる制御部と、を備えたことを特徴とする継電装置である。
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
本発明によれば、自動監視機能のある保護継電器を使用していても、電線の保護が継続でき電力系統の信頼性を維持することができる。これに伴い保護継電器の稼働率を向上させることが可能となる。
本発明の第1乃至第3実施形態における電力設備を示す図である。 本発明の第1実施形態における継電装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第1実施形態におけるメインリレーの機能を示すブロック図である。 本発明の第1乃至第3実施形態におけるフェイルセイフリレーの機能を示すブロック図である。 本発明の第1実施形態における自動点検部の判定結果で継電装置を使用不可とする判定表を示す図である。 本発明の第1実施形態におけるトリップ判定回路を示す図である。 本発明の第2実施形態における継電装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第2及び第3実施形態における合成リレーの機能を示すブロック図である。 本発明の第2実施形態における自動点検部の判定結果で継電装置を使用不可とする判定表を示す図である。 本発明の第2実施形態におけるトリップ判定回路を示す図である。 本発明の第3実施形態における継電装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第3実施形態における自動点検部の判定結果で継電装置を使用不可とする判定表を示す図である。 本発明の第3実施形態におけるトリップ判定回路を示す図である。
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
[第1実施形態]
===電力設備===
図1は、本実施形態における電力設備を示す図である。
電力系統L100は、配電用変圧器Tr、送電線L2、電力線L1(電線)、遮断器1、3、継電装置2、4、電流センサ21、41、電圧センサ22、42、負荷R1を備えて構成される。
配電用変圧器Trの一次側は送電線L2に接続され、配電用変圧器Trの二次側は電力線L1に接続される。電力線L1には、遮断器1、3、負荷R1、電流センサ21、41、電圧センサ22、42が設けられる。
遮断器1、3は夫々、電力線L1における遮断器1、3が設けられた位置夫々を遮断するための装置である。遮断器1、3は夫々、後述する継電装置2、4からの遮断信号C2、C4を受信した際に、遮断器1、3夫々の接点を開く。遮断器1は、電力線L1における所定位置に設けられる。遮断器3は、電力線L1における遮断器1が設けられた位置よりも例えば下流側に設けられる。
負荷R1は、例えば工場に設けられた電気機器である。負荷R1は、例えば、電力線L1における遮断器1が設けられた位置と遮断器3が設けられた位置との間に接続される。負荷R1には、配電用変圧器Trの二次側から電力が供給される。
電流センサ21、41は、電力線L1における電流の流れる方向と大きさとを検出するための、例えば変流器である。電流センサ21、41は夫々、電力線L1における遮断器1、3夫々が設けられた位置を流れる電流の方向と大きさを検出できるように、例えば、電力線L1における遮断器1、3の近傍夫々の上流側に設けられる。
電圧センサ22、42は、電力線L1における電圧の大きさを検出するための、例えば計器用変圧器である。電圧センサ22、42は夫々、電力線L1における遮断器1、3夫々が設けられた位置の電圧の大きさを検出できるように、例えば、電力線L1における遮断器1、3の近傍夫々の上流側に設けられる。
継電装置2は、電力線L1における、遮断器1が設けられた位置と遮断器1よりも下流側の遮断器3が設けられた位置との間の区間(所定区間)(以下、「遮断器1、3の間の区間」という)において例えば短絡事故が発生した際に、例えば遮断器1を遮断させる装置である。継電装置2は、電流センサ21、電圧センサ22から夫々、電力線L1における電流の流れる方向と大きさを示す電流検出信号と、電力線L1における電圧の大きさを示す電圧検出信号とが入力されるように、電流センサ21、電圧センサ22夫々に、信号線211、222を介して接続される。継電装置2は、継電装置4との間で通信できるように、例えば通信線700によって継電装置4に接続される。尚、継電装置2の詳細については後述する。継電装置4は、電力線L1における、遮断器3が設けられた位置と遮断器3よりも下流側の遮断器(不図示)が設けられた位置との間の区間において例えば短絡事故が発生した際に、例えば遮断器3を遮断させる装置である。継電装置4は、電流センサ41、電圧センサ42から夫々、電力線L1における電流の流れる方向と大きさを示す電流検出信号と、電力線L1における電圧の大きさを示す電圧検出信号とが入力されるように、電流センサ41、電圧センサ42夫々に、信号線411、422を介して接続される。尚、継電装置4については後述する。
===継電装置===
以下、図1、図2を参照して、本実施形態における継電装置について説明する。図2は、本実施形態における継電装置の構成を示すブロック図である。
継電装置2は、電力線L1における、遮断器1、3の間の区間において例えば短絡事故が発生した際に、例えば遮断器1を遮断させる装置である。
継電装置2は、メインリレーM1、例えば2個のフェイルセイフリレーF1、F2、トリップ判定回路8(制御部)、出力回路9を備えて構成される。
メインリレーM1は、例えば、電力線L1における、遮断器1、3の間の区間で短絡事故が発生したか否かを判定してその判定結果を出力する。尚、メインリレーM1の詳細については、後述する。
フェイルセイフリレーF1、F2は、例えば、電力線L1で短絡事故が発生したか否かを判定して、その判定結果を出力する。フェイルセイフリレーF1の詳細については、後述する。尚、フェイルセイフリレーF2は、フェイルセイフリレーF1と同様な機能を有するので、フェイルセイフリレーF1の機能ついて説明し、フェイルセイフリレーF2の機能の説明については、省略する。
トリップ判定回路8は、メインリレーM1の出力、フェイルセイフリレーF1、F2の出力、自動監視情報に基づいて、遮断器1を遮断させるか否かを判定する。尚、自動監視情報、トリップ判定回路8の詳細については、後述する。
出力回路9は、トリップ判定回路8の判定結果に基づいて、遮断信号C2を出力する。尚、出力回路9の詳細については、後述する。
===メインリレー===
以下、図1乃至図3を参照して、本実施形態のおけるメインリレーについて説明する。図3は、本実施形態におけるメインリレーの機能を示すブロック図である。
メインリレーM1は、入力部51、送受信部52、リレー判定部53(第1判定部)、自動点検部54(第4判定部)、記憶部55、動作制御部56を含んで構成される。
入力部51は、電流センサ21、電圧センサ22から夫々、電流検出信号、電圧検出信号が入力される。入力部51に入力された電流検出信号、電圧検出信号は、アナログフィルタ(不図示)によってノイズを除去された後、アナログデジタル変換器(不図示)によってデジタル化されるものとする。
送受信部52は、入力部51に入力されてデジタル化された電流検出信号、電圧検出信号を継電装置4に対して送信したり、継電装置4から送信された電流検出信号、電圧検出信号を受信したりする。
リレー判定部53は、入力部51に入力された電流検出信号、送受信部52で受信した電流検出信号に基づいて、例えば、電力線L1における、遮断器1、3の間の区間で短絡事故が発生したか否かを判定する。尚、リレー判定部53による判定の詳細については、後述する。この事例は、PCMキャリアリレーの事例であるが、この発明はキャリアリレーだけではなく、メインリレー,フェイルセイフリレーの2つのCPUで構成されるシステムであれば、全てのシステムに適用可能である。
自動点検部54は、メインリレーM1が、短絡事故の発生の有無を正しく判定しているか否かを例えば一定周期毎に判定する。自動点検部54は、入力部51に対して例えば電流検出信号、電圧検出信号を模擬したテスト信号を順次入力して一定時間以内にリレー判定部53の判定結果を出力するか否かによって、メインリレーM1が、短絡事故の発生の有無を正しく判定しているか否かを判定する。自動点検部54は、その判定結果に基づく自動監視情報を出力する。尚、自動監視情報の詳細については後述する。
記憶部55には、例えばメインリレーM1を制御するためのプログラムが記憶される。
動作制御部56は、記憶部55に記憶されたプログラムに基づいて、メインリレーM1の動作を制御する、例えばCPUである。
===フェイルセイフリレー===
以下、図1乃至図4を参照して、本実施形態におけるフェイルセイフリレーについて説明する。図4は、本実施形態におけるフェイルセイフリレーの機能を示すブロック図である。
フェイルセイフリレーF1は、入力部61、リレー判定部63(第2判定部、第3判定部)、自動点検部64(第4判定部)、記憶部65、動作制御部66を含んで構成される。
入力部61は、電流センサ21、電圧センサ22から夫々、電流検出信号、電圧検出信号が入力される。入力部61に入力された電流検出信号、電圧検出信号は、アナログフィルタ(不図示)によってノイズを除去された後、アナログデジタル変換器(不図示)によってデジタル化されるものとする。
リレー判定部63は、入力部61に入力された電流検出信号、電圧検出信号に基づいて、例えば、電力線L1で短絡事故が発生したか否かを判定する。尚、リレー判定部63による判定の詳細については、後述する。
自動点検部64は、フェイルセイフリレーF1が、短絡事故の発生の有無を正しく判定しているか否かを例えば一定周期毎に判定する。自動点検部64は、入力部61に対して例えば電流検出信号、電圧検出信号を模擬したテスト信号を順次入力して一定時間以内にリレー判定部63の判定結果を出力するか否かによって、フェイルセイフリレーF1が、短絡事故の発生の有無を正しく判定しているか否かを判定する。自動点検部64は、その判定結果に基づく自動監視情報を出力する。尚、自動監視情報の詳細については後述する。
記憶部65は、例えば第1の領域651、第2の領域652を有する。第1の領域651には、例えばフェイルセイフリレーF1を制御するためのプログラムが記憶される。第2の領域652には、電力線L1で例えば短絡事故が発生したか否かを判定する際に用いられる過電流閾値、不足電圧閾値が記憶される。過電流閾値は、例えば、電力線L1において短絡事故が発生した際に電力線L1を流れる電流の大きさよりも小さな電流の大きさを示す情報である。不足電圧閾値は、例えば、電力線L1において短絡事故が発生した際の電力線L1の電圧の大きさよりも大きな電圧の大きさを示す情報である。
動作制御部66は、第1の領域651に記憶されたプログラムに基づいて、フェイルセイフリレーF1の動作を制御する、例えばCPUである。
===リレー判定部53、63===
以下、図1乃至図4を参照して、本実施形態におけるリレー判定部について説明する。
リレー判定部53は、例えば、電力線L1における遮断器1を上流側から下流側に向かって流れる電流の大きさ(以下、「遮断器1での電流の大きさ」という)と、電力線L1における遮断器3を上流側から下流側に向かって流れる電流の大きさ(以下、「遮断器3での電流の大きさ」という)とが略等しいか否かによって、電力線L1における、遮断器1、3の間の区間で短絡事故が発生したか否かを判定する。
例えば、遮断器1での電流の大きさと、遮断器3での電流の大きさとが略等しい場合、リレー判定部53は、電力線L1における、遮断器1、3の間の区間で短絡事故が発生していないと判定する。その場合、メインリレーM1は、例えば論理値0の信号を出力するものとする。一方、例えば、遮断器1での電流の大きさと、遮断器3での電流の大きさとが略等しくない場合、リレー判定部53は、電力線L1における、遮断器1、3の間の区間で短絡事故が発生したと判定する。その場合、メインリレーM1は、例えば論理値1の信号を出力するものとする。
リレー判定部63は、例えば、遮断器1での電流の大きさが第2の領域652に記憶された過電流閾値に示された電流の大きさよりも大きく、且つ、電力線L1における遮断器1が設けられた位置の電圧が第2の領域652に記憶された不足電圧閾値に示された電圧の大きさよりも小さいか否かによって、電力線L1で短絡事故が発生したか否かを判定する。つまり、リレー判定部63は、電力線L1を過電流が流れて且つ電力線L1の電圧が低下した際、電力線L1で短絡事故が発生したと判定する。
例えば、電力線L1を過電流が流れて且つ電力線L1の電圧が低下した(以下、「短絡事故の条件」という)場合、リレー判定部63は、電力線L1で短絡事故が発生したと判定する。その場合、フェイルセイフリレーF1は例えば論理値1の信号を出力するものとする。一方、例えば、短絡事故の条件以外の場合、リレー判定部63は、電力線L1で短絡事故が発生していないと判定する。その場合、フェイルセイフリレーF1は例えば論理値0の信号を出力するものとする。
===トリップ判定回路、出力回路===
以下、図1乃至図6を参照して、本実施形態におけるトリップ判定回路、出力回路について説明する。図5は、本実施形態における自動点検部の判定結果で継電装置を使用不可とする判定表を示す図である。図6は、本実施形態におけるトリップ判定回路を示す図である。
トリップ判定回路8は、メインリレーM1の出力、フェイルセイフリレーF1、F2の出力、自動監視情報に基づいて、遮断器1を遮断させるか否かを判定する。出力回路9は、トリップ判定回路8の判定結果に基づいて、遮断信号C2を出力する。
トリップ判定回路8は、AND回路E1、E2、E7、OR回路H1、H2、NOT回路N1を含んで構成される。
OR回路H1に対しては、フェイルセイフリレーF1、F2の出力が入力される。AND回路E1に対しては、メインリレーM1の出力、OR回路H1の出力が入力される。AND回路E2に対しては、フェイルセイフリレーF1、F2の自動監視情報が入力される。OR回路H2に対しては、メインリレーM1の自動監視情報と、AND回路E2の出力が入力される。NOT回路N1に対しては、OR回路H2の出力が入力される。AND回路E7に対しては、AND回路E1の出力と、NOT回路N1の出力が入力される。
ここで、自動監視情報は、メインリレーM1、フェイルセイフリレーF1、F2が夫々、例えば短絡事故の発生の有無を正しく判定しているか否かを夫々示す、例えば論理値である。例えば、メインリレーM1が短絡事故の発生の有無を正しく判定していると自動点検部54に判定された(以下、「正常状態」という)場合、メインリレーM1の自動監視情報は例えば論理値0に設定される。一方、例えば、メインリレーM1が短絡事故の発生の有無を正しく判定していないと自動点検部54に判定された(以下、「異常状態」という)場合、メインリレーM1の自動監視情報は例えば論理値1に設定される。尚、フェイルセイフリレーF1、F2における自動監視情報は、メインリレーM1における自動監視情報と同様であるので、その説明は省略する。例えば、メインリレーM1が正常状態であり、且つフェイルセイフリレーF1、F2のうち少なくとも何れかのフェイルセイフリレーが正常状態である場合(ケース1乃至ケース3)、OR回路H2は、論理値0の信号を出力する。その場合、NOT回路N1は、論理値1の信号を出力する。尚、NOT回路N1から論理値1の信号が出力される状態を、「継電装置2は使用可能状態である」というものとする。一方、例えば、上記ケース1乃至ケース3以外の場合(ケース4乃至ケース8)、OR回路H2は、論理値1の信号を出力する。その場合、NOT回路N1は、論理値0を出力する。尚、NOT回路N1から論理値0の信号が出力される状態を、「継電装置2は使用不可状態である」というものとする。
例えば、メインリレーM1の出力が論理値1の際、フェイルセイフリレーF1、F2のうち何れかの出力が論理値1の場合、AND回路E1は、論理値1の信号を出力する。例えば、メインリレーM1の出力が論理値1の際、フェイルセイフリレーF1、F2の出力が全て論理値0の場合、AND回路E1は、論理値0の信号を出力する。例えば、メインリレーM1の出力が論理値0の場合、フェイルセイフリレーF1、F2の出力に関わらず、AND回路E1は、論理値0の信号を出力する。
よって、例えば、継電装置2が使用可能状態であり、且つAND回路E1の出力が論理値1の場合、AND回路E7は、論理値1を出力する。尚、AND回路E7から論理値1の信号が出力された場合、出力回路9は、遮断信号C2を出力するものとする。一方、例えば、継電装置2が使用不可状態である場合、又はAND回路E7から論理値0の信号が出力された場合、AND回路E7は、論理値0を出力する。尚、AND回路E1から論理値0の信号が出力された場合、出力回路9は、遮断信号C2を出力しない状態となる。
===継電装置の動作===
以下、図1乃至図6を参照して、本実施形態における継電装置の動作について説明する。例えば、電力線L1における、遮断器1、3の間の区間内で例えば短絡事故(以下、「区間内事故」という)が発生した場合、電力線L1における、遮断器1、3の間の区間外で例えば短絡事故(以下、「区間外事故」という)が発生した場合、電力線L1で例えば短絡事故が発生しない場合に分けて、継電装置2の動作について説明する。
<区間内事故が発生した場合>
例えば、区間内事故が発生した場合、メインリレーM1、フェイルセイフリレーF1、F2の出力は全て、例えば論理値1となり、トリップ判定回路8のAND回路E1は、論理値1の信号を出力する。その際、例えば、継電装置2が使用可能状態である場合(図5のケース1乃至ケース3)、AND回路E7は、論理値1を出力する。継電装置2は、遮断器1に対して遮断信号C2を出力する。遮断器1は接点を開いて、電力線L1における遮断器1が設けられた位置を遮断する。一方、例えば、継電装置2が使用不可状態である場合、(図5のケース4乃至ケース8)、AND回路E7は、論理値0を出力する。継電装置2は、遮断信号C2を出力しない状態となる。その場合、遮断器1は電力線L1における遮断器1が設けられた位置を遮断しない状態となる。
<区間外事故が発生した場合>
例えば、区間外事故が発生した場合、メインリレーM1、フェイルセイフリレーF1、F2の出力は夫々、例えば論理値0、1、1となり、トリップ判定回路8のAND回路E1は、論理値0の信号を出力する。その際、継電装置2が使用可能状態であるか、使用不可状態であるかに関わらず、AND回路E7は、論理値0を出力する。継電装置2は、遮断信号C2を出力しない状態となる。遮断器1は電力線L1における遮断器1が設けられた位置を遮断しない状態となる。
<図5と図9の故障発生モードの比較>
図5には、メインリレーM1、フェイルセイフリレーF1、F2とCPUを3つもったシステム構成と、図9の合成リレーM11、フェイルセイフリレーF12のCPUを2つもったシステム構成で比較した場合、ハードウェアの故障発生率が同等とすれば、図5の使用不可となる確率は5/8であり、図9の使用不可となる確率は2/4であるから、このようなシステム構成とすることで、装置の信頼度を向上させ、さらに装置稼働率を向上させることができる。またこの事例により、単純にCPUを増設しても信頼度や装置稼働率が必ずしも向上するわけではないことが実証された。
<電力線L1で例えば短絡事故が発生しない場合>
例えば電力線L1で例えば短絡事故が発生しない場合、メインリレーM1、フェイルセイフリレーF1、F2の出力は全て、例えば論理値0となり、トリップ判定回路8のAND回路E1は、論理値0の信号を出力する。その際、前述の区間外事故が発生した場合と同様に、AND回路E7は、論理値0を出力する。継電装置2は、遮断信号C2を出力しない状態となる。その場合、遮断器1は電力線L1における遮断器1が設けられた位置を遮断しない状態となる。
前述したように、メインリレーM1は、電力線L1における、遮断器1、3の間の区間で短絡事故が発生したか否かを判定する。フェイルセイフリレーF1、F2は、電力線L1で短絡事故が発生したか否かを判定する。メインリレーM1、フェイルセイフリレーF1、F2の出力に基づいて、トリップ判定回路8は、遮断器1を遮断させるか否かを判定する。出力回路9は、トリップ判定回路8の判定結果に基づいて、遮断信号C2を出力する。よって、遮断器1、3の間の区間で短絡事故が発生したか否かと、電力線L1で短絡事故が発生したか否かに基づいて、出力回路9は、遮断信号C2を出力する。更に、電力線L1で短絡事故が発生したか否かについては、複数のフェイルセイフリレーF1、F2によって判定される。従って、継電装置2では、遮断器1、3の間の区間で短絡事故を確実に判定することによって、電力線L1の無保護となることを防止して、電力系統の信頼性を向上させることができる。
又、電力線L1における、遮断器1、3の間の区間で短絡事故が発生したことを示す論理値1の信号を、メインリレーM1が出力し、且つ電力線L1で短絡事故が発生したことを示す論理値1の信号をフェイルセイフリレーF1、F2の何れかが出力した場合、継電装置2は、遮断信号C2を出力する。つまり、遮断器1、3の間の区間で短絡事故が発生したとメインリレーM1が判定し、且つ電力線L1で短絡事故が発生したとフェイルセイフリレーF1、F2の何れかが判定した場合に限り、継電装置2は遮断信号C2を出力する。よって、例えば、メインリレーM1によって、遮断器1、3の間の区間で短絡事故が発生したと誤判定されても、フェイルセイフリレーF1、F2が電力線L1で短絡事故が発生していないと判定した場合、継電装置2は、遮断信号C2を出力しない状態となる。従って、継電装置2では、電力線L1の無保護となることを防止して、電力系統の信頼性を向上させることができる。
又、フェイルセイフリレーF1、F2は、電力線L1における同じ位置を流れる電流の大きさに基づいて、電力線L1で短絡事故が発生したか否かを判定する。従って、電力線L1における電流を検出する位置の相違に基づいてフェイルセイフリレーF1、F2の判定結果が異なることよって、例えば、区間内事故が発生しているにも関わらず、遮断信号C2を出力しない継電装置2の誤不動作を防止できる。
又、自動点検部54、64は、メインリレーM1、フェイルセイフリレーF1、F2が夫々、例えば短絡事故の発生の有無を正しく判定しているか否かを判定する。メインリレーM1が異常状態である場合、フェイルセイフリレーF1、F2が異常状態であるか正常状態であるかに関わらず、継電装置2は、使用不可状態となる。よって、メインリレーM1が異常状態の場合、継電装置2が遮断信号C2を出力するのを禁止して、例えば異常状態のメインリレーM1によって、継電装置2が遮断信号C2を誤出力するのを防止できる。従って、継電装置2の誤動作による電力線L1の無保護となることを防止して、電力系統の信頼性を更に向上できる。
又、メインリレーM1が正常状態であり、且つフェイルセイフリレーF1、F2の双方が異常状態である場合、継電装置2は、使用不可状態となる。つまり、フェイルセイフリレーF1、F2のうちの少なくとも何れかのフェイルセイフリレーと、メインリレーM1とが正常状態である場合、継電装置2は、使用可能状態となる。よって、例えば、フェイルセイフリレーF1、F2のうち何れかのフェイルセイフリレーのみが異常状態であるときも、例えば、区間内事故が発生した際に継電装置2から遮断信号C2を出力することによって、電力線L1を遮断することができる。従って、継電装置2が使用可能状態で可動する稼働率を向上して、例えば短絡事故が発生した際に電力線L1の遮断を確実に行うことによって、電力系統の信頼性を更に向上できる。
[第2実施形態]
===継電装置===
以下、図1、図7を参照して、本実施形態における継電装置について説明する。図7は、本実施形態における継電装置の構成を示すブロック図である。
継電装置2bは、合成リレーM11、フェイルセイフリレーF12、トリップ判定回路8b、出力回路9bを備えて構成される。尚、フェイルセイフリレーF12は、図2の例えばフェイルセイフリレーF1と同様な機能を有し、出力回路9bは、図2の出力回路9と同様な回路であるものとする。
合成リレーM11は、例えば、電力線L1における、遮断器1、3の間の区間で短絡事故が発生したか否かを判定すると共に、電力線L1で短絡事故が発生したか否かを判定して、その判定結果を出力する。尚、合成リレーM11は、図3のメインリレーM1の機能と図4のフェイルセイフリレーF1のリレー要素を合わせもったリレーである。尚、合成リレーM11の詳細については、後述する。
トリップ判定回路8bは、合成リレーM11の出力、フェイルセイフリレーF12の出力、強制設定値、自動監視情報に基づいて、遮断器1を遮断させるか否かを判定する。尚、強制設定値、自動監視情報、トリップ判定回路8bの詳細については、後述する。
===合成リレー===
以下、図1、図7、図8を参照して、本実施形態における合成リレーについて説明する。図8は、本実施形態における合成リレーの機能を示すブロック図である。尚、図3の機能と同様な機能については、同様な符号を付しその説明は省略する。
合成リレーM11は、リレー判定部73(第1判定部、第2判定部、第3判定部)、自動点検部74(第4判定部)、記憶部75、動作制御部76を含んで構成される。
リレー判定部73は、入力部51に入力された電流検出信号、送受信部52で受信した電流検出信号に基づいて、例えば、電力線L1における、遮断器1、3の間の区間で短絡事故が発生したか否かを判定する。又、リレー判定部73は、入力部51に入力された電流検出信号、電圧検出信号に基づいて、例えば、電力線L1で短絡事故が発生したか否かを判定する。尚、リレー判定部73による判定の詳細については、後述する。
自動点検部74は、合成リレーM11が、短絡事故の発生の有無を正しく判定しているか否かを例えば一定周期毎に判定する。自動点検部74は、その判定結果に基づく自動監視情報を出力する。尚、自動監視情報の詳細については後述する。
記憶部75は、例えば第1の領域751、第2の領域752を有する。第1の領域751には、例えば合成リレーM11を制御するためのプログラムが記憶される。第2の領域752には、過電流閾値、不足電圧閾値が記憶される。
動作制御部76は、第1の領域751に記憶されたプログラムに基づいて、合成リレーM11の動作を制御する、例えばCPUである。
===リレー判定部73===
以下、図1、図7、図8を参照して、本実施形態におけるリレー判定部について説明する。
リレー判定部73は、前述したように、電力線L1における、遮断器1、3の間の区間で短絡事故が発生したか否かを判定すると共に、電力線L1で短絡事故が発生したか否かを判定する。
例えば、電力線L1における遮断器1、3の間の区間で短絡事故が発生し、且つ電力線L1で短絡事故が発生したと、リレー判定部73によって判定された場合(以下、「合成リレーM11によって事故と判定された場合」と称する)、合成リレーM11は、例えば論理値1の信号を出力するものとする。一方、例えば、合成リレーM11によって事故と判定された場合以外の場合、合成リレーM11は、例えば論理値0の信号を出力するものとする。
===トリップ判定回路、出力回路===
以下、図1、図4、図7乃至図10を参照して、本実施形態におけるトリップ判回路について説明する。図9は、本実施形態における自動点検部の判定結果で継電装置を使用不可とする判定表を示す図である。図10は、本実施形態におけるトリップ判定回路を示す図である。
トリップ判定回路8bは、合成リレーM11の出力、フェイルセイフリレーF12の出力、強制設定値、自動監視情報に基づいて、遮断器1を遮断させるか否かを判定する。出力回路9bは、トリップ判定回路8bの判定結果に基づいて、遮断信号C2を出力する。
トリップ判定回路8bは、AND回路E3、E8、OR回路H5、NOT回路N2を含んで構成される。OR回路H5に対しては、フェイルセイフリレーF12の出力、強制設定値が入力される。ここで、強制設定値は、自動点検部74、64の自動監視情報に基づいて設定される論理値である。例えば、合成リレーM11が正常状態であり、且つフェイルセイフリレーF12が異常状態である際(ケース12)、強制設定値は論理値1に設定されるものとする。一方、例えば、ケース12以外の場合、強制設定値は論理値0に設定されるものとする。AND回路E3に対しては、OR回路H5の出力、合成リレーM11の出力が入力される。NOT回路N2に対しては、合成リレーM11の自動監視情報が入力される。AND回路E8に対しては、AND回路E3の出力、NOT回路N2の出力が入力される。
ここで、自動監視情報は、合成リレーM11、フェイルセイフリレーF12が、例えば短絡事故の発生の有無を正しく判定しているか否かを示す、例えば論理値である。例えば、合成リレーM11が短絡事故の発生の有無を正しく判定していると自動点検部74に判定された(以下、「正常状態」という)場合、合成リレーM11の自動監視情報は、例えば論理値0に設定される。その場合、NOT回路N2は、論理値1を出力する。尚、NOT回路N2から論理値1の信号が出力される状態を、「継電装置2bは使用可能状態である」というものとする。一方、例えば、合成リレーM11が短絡事故の発生の有無を正しく判定していないと自動点検部74に判定された(以下、「異常状態」という)場合、合成リレーM11の自動監視情報は、例えば論理値1に設定される。その場合、NOT回路N2は、論理値0を出力する。尚、NOT回路N2から論理値0の信号が出力される状態を、「継電装置2bは使用不可状態である」というものとする。例えば、フェイルセイフリレーF12が正常状態の場合、フェイルセイフリレーF12の自動監視情報は、例えば論理値0に設定される。一方、例えば、フェイルセイフリレーF12が異常状態の場合、フェイルセイフリレーF12の自動監視情報は、例えば論理値1に設定される。
例えば、合成リレーM11の出力が論理値0の場合、フェイルセイフリレーF12の出力、強制設定値に関わらず、AND回路E3は、論理値0の信号を出力する。例えば、合成リレーM11の出力が論理値1であり且つ、フェイルセイフリレーF12の出力の論理値、強制設定値が共に0の場合、AND回路E3は、論理値0の信号を出力する。例えば、合成リレーM11の出力が論理値1であり且つ、フェイルセイフリレーF12の出力の論理値、強制設定値のうち何れかが1の場合、AND回路E3は、論理値1の信号を出力する。
よって、例えば、継電装置2bが使用可能状態であり、且つAND回路E3の出力が論理値1の場合、AND回路E8は、論理値1を出力する。尚、AND回路E8から論理値1の信号が出力された場合、出力回路9bは、遮断信号C2を出力するものとする。一方、例えば、継電装置2bが使用不可状態である場合、又はAND回路E3から論理値0の信号が出力された場合、AND回路E8は、論理値0を出力する。尚、AND回路E8から論理値0の信号が出力された場合、出力回路9bは、遮断信号C2を出力しない状態となる。
前述したように、電力線L1における遮断器1、3の間の区間で短絡事故が発生し、且つ電力線L1で短絡事故が発生したことを示す論理値1の信号を、合成リレーM11が出力すると共に、電力線L1で短絡事故が発生したことを示す論理値1の信号をフェイルセイフリレーF12が出力した場合、出力回路9bは、遮断信号C2を出力する。つまり、合成リレーM11の出力とフェイルセイフリレーF12の出力全てが、短絡事故の発生を示す際に継電装置2bは、遮断信号C2を出力する。よって、継電装置2bでは、例えば、合成リレーM11、フェイルセイフリレーF12のうち何れかのリレーが短絡事故の発生を誤判定して、電力線L1を無保護となることを防止できる。従って、電力線L1の無保護となることを防止して、電力系統の信頼性を向上させることができる。
又、トリップ判定回路8bは、合成リレーM11の出力とフェイルセイフリレーF12の出力とに基づいて、電力線L1における、遮断器1、3の間の区間で短絡事故が発生したか否かを判定する。よって、継電装置2bでは、電力線L1における、遮断器1、3の間の区間で短絡事故が発生したか否かを段階的に確実に判定できる。よって、継電装置2bでは、電力線L1の短絡事故の発生を確実に判定することによって、電力線L1を無保護となることするのを確実に防止できる。
又、合成リレーM11が正常状態であり、且つフェイルセイフリレーF12が異常状態である際(ケース12)、継電装置2bを使用不可状態とされずに、使用可能状態とされる。よって、継電装置2bが使用可能状態で可動する稼働率を向上して、電力系統の信頼性を向上できる。
又、合成リレーM11が正常状態であり、且つフェイルセイフリレーF12が異常状態である際(ケース12)、強制設定値は、例えば論理値1に設定される。よって、例えば、フェイルセイフリレーF12が異常状態の場合、例えば、区間内事故が発生した際、合成リレーM11の出力に基づいて、継電装置2bから遮断信号C2を出力することによって、電力線L1を遮断することができる。従って、継電装置2bが使用可能状態で可動する稼働率を向上して、例えば短絡事故が発生した際に電力線L1の遮断を確実に行うことによって、電力系統の信頼性を更に向上できる。
又、合成リレーM11を動作制御部76(第1のCPU)によって動作させ、フェイルセイフリレーF12を動作制御部66(第1のCPUとは異なる第2のCPU)によって動作させることによって、各CPUの負荷を軽減することができる。よって、合成リレーM11、フェイルセイフリレーF12の動作速度を高速化し、例えば、区間内事故が発生してから遮断信号C2が出力されるまでの時間を短縮できる。従って、区間内事故が発生した直後に遮断器1の接点を開くことができる、遮断スピードの速い継電装置2bを提供することができる。
[第3実施形態]
===継電装置===
本実施形態における継電装置2cは、第2実施形態における合成リレーM11、フェイルセイフリレーF12を夫々例えば2組ずつ、設けたものである。
以下、図1、図11を参照して、本実施形態における継電装置について説明する。図11は、本実施形態における継電装置の構成を示すブロック図である。
継電装置2cは、合成リレーM21、M31、フェイルセイフリレーF22、F32、トリップ判定回路8c、出力回路9cを備えて構成される。尚、合成リレーM21、M31は、図7の合成リレーM11と同様なリレーであり、フェイルセイフリレーF22、F32は、図7のフェイルセイフリレーF12と同様なリレーであるものとする。又、出力回路9cは、図7の出力回路9bと同様な回路であるものとする。
トリップ判定回路8cは、合成リレーM21、M31の出力、フェイルセイフリレーF22、F32の出力、強制設定値、自動監視情報に基づいて、遮断器1を遮断させるか否かを判定する。尚、強制設定値、トリップ判定回路8cの詳細については、後述する。
<図9と図12の故障発生モードの比較>
図9の合成リレーM11、フェイルセイフリレーF12のCPUを2つもったシステム構成と、これを2重化した図12で比較した場合、ハードウェアの故障発生率が同等とすれば、図9の使用不可となる確率は2/4であり、図12の使用不可となる確率は4/16であるから、このようなシステム構成とすることで装置稼働率を向上させることができる。また、
の単純に2重化したような冗長したシステム構成では、ハードウェアが故障すれば装置単位に使用不可となるので,使用不可となる確率は3/4であり、このシステム構成とすることで,電力系統の信頼度は向上する。
さらに、フェイルセイフリレーF22、F32の相互乗り入れによるシステム構成により装置が正常に動作する信頼度は装置単位の独立したシステム構成とする場合に比較してさらに正常に動作する信頼度は向上する。
===トリップ判定回路===
以下、図1、図4、図11乃至図13を参照して、本実施形態におけるトリップ判定回路について説明する。図12は、本実施形態における自動点検部の判定結果で継電装置を使用不可とする判定表を示す図である。図13は、本実施形態におけるトリップ判定回路を示す図である。
トリップ判定回路8cは、合成リレーM21、M31の出力、フェイルセイフリレーF22、F32の出力、強制設定値、自動監視情報に基づいて、遮断器1を遮断させるか否かを判定する。トリップ判定回路8cは、AND回路E4、E5、E6、E9、OR回路H3、H4、NOT回路N3を含んで構成される。OR回路H3に対しては、フェイルセイフリレーF22、F32の出力、強制設定値が入力される。ここで、強制設定値は、自動監視情報に基づいて設定される論理値である。例えば、合成リレーM21又は合成リレーM31の何れかが正常状態であり、且つフェイルセイフリレーF22、F32が共に異常状態である際(ケース30、ケース33、ケース35)、強制設定値は論理値1に設定されるものとする。一方、例えば、ケース30、ケース33、ケース35以外の場合、強制設定値は論理値0に設定されるものとする。AND回路E4に対しては、合成リレーM21の出力と、OR回路H3の出力が入力される。AND回路E5に対しては、合成リレーM31の出力と、OR回路H3の出力が入力される。OR回路H4に対しては、AND回路E4、E5の出力が入力される。AND回路E6に対しては、合成リレーM21の自動監視情報、合成ンリレーM31の自動監視情報が入力される。NOT回路N3に対しては、AND回路E6の出力が入力される。AND回路E9に対しては、OR回路H4の出力、NOT回路N3の出力が入力される。
ここで、自動監視情報は、合成リレーM21、M31、フェイルセイフリレーF22、F32が、例えば短絡事故の発生の有無を正しく判定しているか否かを示す、例えば論理値である。
例えば、合成リレーM21が異常状態であり且つ、合成リレーM31が異常状態である場合(ケース27、ケース32、ケース34、ケース36)、AND回路E6は、論理値1を出力する。その場合、NOT回路N3は、論理値0を出力する。尚、NOT回路N3から論理値0の信号が出力される状態を、「継電装置2cは使用不可状態である」というものとする。一方、例えば、上記以外の場合(ケース21乃至26、ケース28乃至ケース31、ケース33、ケース35)、AND回路E6は、論理値0を出力する。その場合、NOT回路N3は、論理値1を出力する。尚、NOT回路N3から論理値1の信号が出力される状態を、「継電装置2cは使用可能状態である」というものとする。
よって、例えば、継電装置2cが使用可能状態であり、且つOR回路H4の出力が論理値1の場合、AND回路E9は、論理値1を出力する。尚、AND回路E9から論理値1の信号が出力された場合、出力回路9cは、端子T3から遮断信号C2を出力するものとする。一方、例えば、継電装置2cが使用不可状態である場合、又はOR回路H4から論理値0の信号が出力された場合、AND回路E9は、論理値0を出力する。尚、AND回路E9から論理値0の信号が出力された場合、出力回路9cは、端子T3から遮断信号C2を出力しない状態となる。
前述したように、OR回路H3の出力が、AND回路E4、E5の双方に対して入力される。フェイルセイフリレーF22、F32の出力、合成リレーM21の出力、に基づいて遮断信号C2を出力することも、フェイルセイフリレーF22、F32の出力、合成リレーM31の出力、に基づいて遮断信号C2を出力することもできる。よって、仮にフェイルセイフリレーF22が異常状態の際も、フェイルセイフリレーF32の出力、合成リレーM21の出力、に基づいて遮断信号C2を出力することも、フェイルセイフリレーF32の出力、合成リレーM31の出力、に基づいて遮断信号C2を出力することもできる。従って、合成リレー、フェイルセイフリレーを複数設ける場合、合成リレー、フェイルセイフリレーの出力を有効に利用して、継電装置2cによる電力系統を遮断するか否かの判断の精度を向上できる。
又、継電装置2cにおける、合成リレーM21、M31を共に停止させない限り、継電装置2cは使用可能状態となる。よって、合成リレーM21、M31の何れかのリレーを動作させておくことによって、継電装置2cを使用可能状態としたまま、例えば点検作業を行うことができる。よって、継電装置2cの稼働率を向上させることができる。
尚、第1乃至第3実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
1、3 遮断器
2、4、2b、2c 継電装置
8、8b、8c トリップ判定回路
9、9b、9c 出力回路
21、41 電流センサ
22、42 電圧センサ
51、61 入力部
52 送受信部
53、63、73 リレー判定部
54、64、74 自動点検部
55、65、75 記憶部
56、66、76 動作制御部
211、222、411、422 信号線
651、751 第1の領域
652、752 第2の領域
700 通信線
E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8、E9 AND回路
H1、H2、H3、H4、H5 OR回路
N1、N2、N3 NOT回路
F1、F2、F12、F22、F32 フェイルセイフリレー
M1 メインリレー
M11、M21、M31 合成リレー
R1 負荷
Tr 配電用変圧器

Claims (7)

  1. 電線の所定位置を遮断する遮断器の下流側における所定区間での事故の発生の有無を、前記電線を流れる電流の大きさに基づいて判定する第1判定部と、
    前記電線における事故の発生の有無を、前記電線を流れる電流の大きさに基づいて判定する第2及び第3判定部と、
    前記第1乃至第3判定部の判定結果に基づいて前記遮断器を遮断させる制御部と、
    を備えたことを特徴とする継電装置。
  2. 前記制御部は、
    前記第1乃至第3判定部の判定結果が夫々、前記事故の発生を示すとき、前記遮断器を遮断させる
    ことを特徴とする請求項1に記載の継電装置。
  3. 前記制御部は、
    前記第1判定部の判定結果が前記事故の発生を示すと共に、前記第2又は第3判定部の判定結果のうち少なくとも一方が前記事故の発生を示すとき、前記遮断器を遮断させる
    ことを特徴とする請求項1に記載の継電装置。
  4. 前記制御部は、
    前記第1及び第2判定部による判定結果と、前記第3判定部による判定結果とに基づいて、前記事故の発生の有無を判定する
    ことを特徴とする請求項2に記載の継電装置。
  5. 前記第2及び第3判定部は、
    前記電線における同じ位置を流れる電流の大きさに基づいて、前記事故の発生の有無を夫々判定する
    ことを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の継電装置。
  6. 前記第1乃至第3判定部夫々が前記事故の発生の有無を正しく判定しているか否かを判定する第4判定部
    を備え、
    前記制御部は、前記第1判定部が前記事故の発生の有無を正しく判定していないと前記第4判定部によって判定された場合、前記第2及び第3判定部夫々が前記事故の発生の有無を正しく判定しているか否かの前記第4判定部の判定結果に関わらず、前記遮断器を遮断させない
    ことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の継電装置。
  7. 前記第1乃至第3判定部夫々が前記事故の発生の有無を正しく判定しているか否かを判定する第4判定部
    を備え、
    前記制御部は、前記第1判定部が前記事故の発生の有無を正しく判定していると前記第4判定部によって判定され、且つ前記第2及び第3判定部が前記事故の発生の有無を正しく判定していないと前記第4判定部によって判定された場合、前記遮断器を遮断させない
    ことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の継電装置。
JP2011205964A 2011-09-21 2011-09-21 継電装置 Withdrawn JP2013070475A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011205964A JP2013070475A (ja) 2011-09-21 2011-09-21 継電装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011205964A JP2013070475A (ja) 2011-09-21 2011-09-21 継電装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013070475A true JP2013070475A (ja) 2013-04-18

Family

ID=48475551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011205964A Withdrawn JP2013070475A (ja) 2011-09-21 2011-09-21 継電装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013070475A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018042343A (ja) * 2016-09-06 2018-03-15 リンナイ株式会社 電源装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018042343A (ja) * 2016-09-06 2018-03-15 リンナイ株式会社 電源装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20140192458A1 (en) Power distribution systems and methods of operating a power distribution system including arc flash detection
EP2862252B1 (en) A power bay protection device and a method for protecting power bays
JP2018064416A (ja) 並行2回線送電線保護システム
KR100807342B1 (ko) 개별 계전기의 보호요소 동작신호를 사용한 3중화 보호 시스템
JP2016537631A (ja) 回路の電気的故障を検出する方法
JP4731403B2 (ja) 総合後備保護機能付き母線保護継電装置
JP2007244138A (ja) 保護回路
CN112041765A (zh) 风力涡轮机故障监测系统和方法
JP2013062974A (ja) 保護継電システム
KR20170124817A (ko) 디지털 보호 계전기 삼중화 시스템
JP2013070475A (ja) 継電装置
JP6209109B2 (ja) 保護継電装置
JP2005312180A (ja) ディジタル保護リレーシステム
CN106684840B (zh) 一种直流极控制系统中直流保护均不可用时出口方法
JP5431080B2 (ja) 電流差動保護継電装置
KR102036413B1 (ko) 피상전력 검출요소를 이용한 발전기 차단기 차단실패 보호요소 로직
JP2013106456A (ja) 保護継電器
JP6745707B2 (ja) 送電線保護リレーシステム及び送電線保護方法
JP5534757B2 (ja) 電流差動継電装置
KR101545891B1 (ko) 계전기를 이용한 3중 보호 장치
JP2014017947A (ja) ネットワークプロテクタ
JP2009055763A (ja) ネットワーク送電保護装置
JP2011254626A (ja) 送電線保護装置
KR102127471B1 (ko) 변전소 종합 ai 후비보호시스템
JPH04200223A (ja) 保護継電装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20141202