JP2013090550A - Digital protection and control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、マイクロコンピュータ(以下CPUと略称する)を適用したディジタル保護制御装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a digital protection control apparatus to which a microcomputer (hereinafter abbreviated as CPU) is applied.
電力系統を保護するディジタル保護制御装置は、電力系統の電気量や状態量を入力してディジタル量に変換し、このディジタル量を用いて所定の保護制御演算を行い、この演算結果に応じて遮断器等の機器を制御することにより、電力系統の保護制御を行う。このディジタル保護制御装置には、一般に、リレー自身の健全性を確認するための自動監視機能が組み込まれている。 The digital protection control device that protects the power system inputs the amount of electricity and state of the power system, converts it into a digital amount, performs a predetermined protection control calculation using this digital amount, and shuts off according to the calculation result The power system is protected and controlled by controlling devices such as electric appliances. In general, the digital protection control apparatus incorporates an automatic monitoring function for confirming the soundness of the relay itself.
自動監視機能は、CPUの自己診断機能を中心として構成されている。自己診断機能によりマイコン周辺素子の異常を検出した場合は、その表示・警報を出力するとともに、必要に応じて、次のような処理を行い、装置が好ましくない応動をしないように制御する。
(1) ハードウエア回路により、装置を不使用状態にする。
(2) ソフトウエアにより、装置が誤出力を出さないようにする。
(3) CPUを停止状態にする。
The automatic monitoring function is configured around a self-diagnosis function of the CPU. When an abnormality of the peripheral device of the microcomputer is detected by the self-diagnosis function, the display / alarm is output and, if necessary, the following processing is performed to control the apparatus so as not to react unfavorably.
(1) Use a hardware circuit to disable the device.
(2) Use software to make sure that the device does not output errors.
(3) Set the CPU to the stopped state.
ディジタル保護制御装置に何等かの障害が生じた場合の対応については、次のような先行技術が知られている。 The following prior art is known for dealing with a case where any failure occurs in the digital protection control device.
保護リレー装置に障害が発生した場合、極端な場合は保護機能の喪失による系統崩壊など電力系統の安定運用に支障を及ぼす可能性がある。そのため、障害が発生した保護リレー装置を速やかにもとの運用状態に復旧させることが必要である。 When a failure occurs in the protection relay device, in the extreme case, there is a possibility that it may interfere with the stable operation of the power system, such as system breakdown due to loss of the protection function. Therefore, it is necessary to promptly restore the protection relay device in which the failure has occurred to the original operation state.
保護リレー装置の運用中の障害は、装置に具備している自動監視機能にて大多数を検出することが可能である。障害が検出された場合の具体的な対応としては、下記の(1) から(6) 等のプロセスを経て、装置の復旧操作が実施される。これらの復旧操作が終了した後に、系統の運用を再開する。 Most of the faults during the operation of the protection relay device can be detected by the automatic monitoring function provided in the device. As a specific response when a failure is detected, the device recovery operation is performed through the following processes (1) to (6). After these recovery operations are completed, system operation is resumed.
(1) 障害の発生状況を把握する。
(2) 障害の発生に伴う応急処置を講じる。
(3) 障害情報を関係各所に連絡する。
(4) 該当電気所に出向いて障害内容を調査する。
(5) 障害を復旧させる。
(6) 障害が復旧した後には該当箇所の確認試験を行う。
(1) Determine the status of failure occurrence.
(2) Take first aid measures in case of failure.
(3) Report the failure information to relevant places.
(4) Visit the relevant electric power station and investigate the details of the failure.
(5) Recover the failure.
(6) After the failure is repaired, conduct a confirmation test of the relevant part.
一般に、このようなプロセスの障害対応は、故障の内容が一過性のものか、或いは永久性のものかによらず実施される。そのため、一過性の故障にもかかわらず、復旧作業に多大な手間が要求されることになる。 In general, such process failure handling is performed regardless of whether the content of the failure is transient or permanent. For this reason, in spite of a transient failure, a great deal of effort is required for the recovery work.
例えば、CPU及びその周辺回路において一過性の故障が発生した場合、CPU回路を構成する主な要素であるICにおいては、いわゆるホットキャリア現象などの要因により一時的に誤動作状態に陥る。しかし、現象が解消した後は、ICそのものには故障の痕跡を残すことなく、それ以降は正常動作状態に復帰する。そのため、このような一過性の故障に対して、永久性の故障と同じプロセスの障害対応を取ることは、不適当である。 For example, when a transient failure occurs in the CPU and its peripheral circuits, an IC which is a main element constituting the CPU circuit temporarily enters a malfunction state due to a factor such as a so-called hot carrier phenomenon. However, after the phenomenon is resolved, the IC itself returns to the normal operation state without leaving any trace of failure. Therefore, it is inappropriate to take the same process failure response as a permanent failure for such a transient failure.
一過性の故障の過剰検出を避けるための処置としては、継続監視タイマや頻度監視タイマを自動監視回路における不良検出回路に組込みし、一定時間が経過した場合にだけ、外部に対して警報出力する処置を講じることが、一般的に行われている。しかし、例えば、一過性の故障の持続時間を判定するタイマに設定の不整合があると、一過性の故障をあたかも永久性故障とみなし、外部警報出力に至ることが想定される。 As measures to avoid over-detection of transient failures, a continuous monitoring timer and frequency monitoring timer are incorporated in the failure detection circuit in the automatic monitoring circuit, and an alarm is output to the outside only when a certain period of time has elapsed. It is common practice to take measures to do this. However, for example, if there is a setting mismatch in the timer for determining the duration of the transient failure, it is assumed that the transient failure is regarded as a permanent failure and an external alarm output is reached.
一過性の故障が生じた場合に、その現象が解消した後は、故障箇所自体は健全状態に戻っていることが多い。その場合、該当装置を再起動させることで装置を健全運用状態に復旧させることが可能となる。しかし、従来技術では、故障警報が出力された場合には、障害内容が永久性か一過性かによらず、運転保守員は故障が発生した電気所に出向して、各種定められたルーチン操作を実施する。 When a transient failure occurs, the failure part itself often returns to a healthy state after the phenomenon is resolved. In that case, it is possible to restore the apparatus to a sound operation state by restarting the corresponding apparatus. However, in the prior art, when a failure alarm is output, regardless of whether the failure content is permanent or transient, the operation maintenance staff is dispatched to the electrical station where the failure has occurred and various routines are defined. Perform the operation.
その際、不良内容が一過性の故障であれば、例えば、装置に導入している制御電源回路の活殺操作を実施することで、装置が健全状態に復旧する場合も多い。このようなケースでは、運転保守員が電気所に出向いて行う復旧作業自体が必ずしも必要不可欠な行為ではない。 At this time, if the failure content is a transient failure, for example, the device is often restored to a healthy state by performing an operation to kill the control power supply circuit installed in the device. In such a case, the restoration work itself performed by the operation and maintenance staff visiting the electric station is not necessarily an indispensable act.
本発明の実施形態の目的は、一過性の故障に対する運転保守員の作業負担を軽減し、運転保守のしやすい保護制御装置を提供することにある。 An object of an embodiment of the present invention is to provide a protection control device that reduces the work burden of an operation maintenance worker against a transient failure and facilitates operation maintenance.
本発明の実施形態は、電力系統の電気量を入力しディジタル量に変換して所定の演算を行う演算制御ユニットを保有してなるディジタル保護制御装置において、ディジタル保護制御装置の設置箇所とは離れた場所に設けられた遠隔制御部からの再起動信号を検出する再起動信号検出部と、この再起動信号検出部が検出した再起動信号に基づいて、前記演算制御ユニットを再起動する手段を備えていることを特徴とする。 An embodiment of the present invention is a digital protection control device having an arithmetic control unit that inputs a quantity of electricity in a power system and converts it into a digital quantity to perform a predetermined calculation. A restart signal detecting unit for detecting a restart signal from a remote control unit provided at a location, and means for restarting the arithmetic control unit based on the restart signal detected by the restart signal detecting unit. It is characterized by having.
この再起動する手段としては、前記再起動信号検出部からの再起動信号に基づいて、演算制御ユニットの電源入力を活殺する装置が使用できる。 As the means for restarting, a device for activating the power input of the arithmetic control unit based on the restart signal from the restart signal detector can be used.
前記演算制御ユニットがその再起動を実行するための再起動制御部と、前記再起動信号検出部からの再起動信号を入力する入力回路を備え、前記演算制御ユニットを再起動する手段が、前記再起動信号検出部からの前記の入力回路が受信した再起動信号に基づいて、演算制御ユニットの再起動制御部を作動させるものであっても良い。 The arithmetic control unit includes a restart control unit for executing the restart, and an input circuit for inputting a restart signal from the restart signal detection unit, and the means for restarting the arithmetic control unit includes: The restart control unit of the arithmetic control unit may be operated based on the restart signal received by the input circuit from the restart signal detection unit.
前記演算制御ユニットが、前記再起動信号検出部と、再起動信号検出部からの再起動信号を入力する前記入力回路を一体化して成る再起動信号の受信部を備えていても良い。 The arithmetic control unit may include a restart signal receiving unit formed by integrating the restart signal detecting unit and the input circuit for inputting the restart signal from the restart signal detecting unit.
[1.第1実施形態]
以下に、本発明の第1実施形態を、図1を用いて説明する。
[1. First Embodiment]
Below, 1st Embodiment of this invention is described using FIG.
[1−1.構成]
図1において、10はディジタル保護制御装置、20はディジタル保護制御装置10に収納された演算制御ユニット、90はディジタル保護制御装置10に制御電源を供給するための外部電源回路である。30は外部電源回路90からの電源入力を活殺するための電源制御スイッチである。
[1-1. Constitution]
In FIG. 1, 10 is a digital protection control device, 20 is an arithmetic control unit housed in the digital
40は遠方からの指令によって保護制御装置10を再起動させる再起動信号検出部である。本実施形態において、この再起動信号検出部40は、遠隔操作によって動作条件が入力される主リレーによって構成される。50は主リレー40の接点増幅を行う補助リレー、50bは補助リレー50のb接点である。主リレー40は、運転保守員が通常勤務している制御所内に設備されている制御部70と接続されており、この制御部70からの遠隔操作によって出力された再起動信号、すなわち動作条件の入力によって作動する。
この制御部からの再起動信号は、保護制御装置10を再起動させるためのものであるから、主リレー40に対する動作条件を出力した後、あらかじめ定めた一定時間後に主リレー40に対する動作条件を解除するものである。
Since the restart signal from the control unit is for restarting the protection control device 10, the operating condition for the
P0,P1,P2は制御電源入力のプラス電源線、N0,N1,N2は同じく制御電源入力のマイナス電源線である。本実施形態では、電源制御スイッチ30を介して導入した電源線P1,N1の後段に、再起動信号検出部40を接点増幅する補助リレー50の接点50bを配置し、その後段に位置する電源線P2,N2を演算制御ユニット20に接続する。
P0, P1, and P2 are positive power lines for control power input, and N0, N1, and N2 are negative power lines for control power input. In the present embodiment, the
[1−2.作用]
このように構成された本実施形態の作用は、次の通りである。
[1-2. Action]
The operation of the present embodiment configured as described above is as follows.
故障警報が出力された場合に、運転保守員は遠方制御用の制御部70から、不良が発生した保護制御装置10に対して、再起動信号を出力する。この再起動信号により、保護制御装置10の主リレー40の動作条件が成立し、主リレー40が作動する。
When the failure alarm is output, the operation maintenance worker outputs a restart signal from the
この主リレー40の作動は補助リレー50により接点増幅され、それにより、補助リレー50のb接点50bが作動して、電源線P2,N2が開路される。その結果、この電源線P2,N2に接続されている保護制御装置10の演算制御ユニット20に対する給電が断たれ、演算制御ユニット20がリセットされる。
The operation of the
その後、あらかじめ定めた一定時間が経過すると、制御部70から主リレー40に対する動作条件が解除されるので、主リレー40は非動作状態となる。それに伴い、補助リレー50のb接点50bが閉路して、電源線P2,N2から演算制御ユニット20に対する給電が開始される。
Thereafter, when a predetermined period of time elapses, the operation condition for the
このようにして、保護制御装置10の演算制御ユニット20に対する外部電源回路90からの電源入力を、運転保守員が遠方の制御部からの操作により活殺し、演算制御ユニット20に内蔵しているCPU及びその周辺回路を再起動させる。
In this way, the power input from the external
[1−3.効果]
本実施形態によれば、演算制御ユニットに内蔵しているCPU及びその周辺回路が、一過性の故障要因により異常となっている場合においても、運転保守員は、不良が発生した電気所に出向いて該当装置の復旧に向けて各種復旧操作を実施することなく、装置を健全な状態に復旧させることが可能となる。
[1-3. effect]
According to the present embodiment, even when the CPU and its peripheral circuits built in the arithmetic and control unit are abnormal due to a temporary failure factor, the operation maintenance staff can be found at the electric station where the defect has occurred. It is possible to restore the device to a healthy state without going out and performing various restoration operations for restoring the device.
また、本実施形態では、演算制御ユニット20ら外部に設けられた主リレー40によって電源線P2,N2の活殺を行うので、演算制御ユニット20自体に変更を加える必要がない。そのため、既存の保護制御装置10にもリレーを設置するだけで簡単に適用することができる。
In the present embodiment, since the power supply lines P2 and N2 are activated by the
[2.第2実施形態]
第2実施形態を、図2に従って説明する。
[2. Second Embodiment]
A second embodiment will be described with reference to FIG.
[2−1.構成]
本実施形態においては、演算制御ユニット20が、再起動信号検出部40からの再起動信号が入力される入力回路20aと、この入力回路20aからの指令を受けて、演算制御ユニット20のCPU及びその周辺回路の再起動を実施するための再起動制御部20bを有している。この再起動制御部20bが実行する再起動に関する制御は、CPUを内蔵したシステムにおいては標準的に備えているものであり、公知の手段を採用することができる。
[2-1. Constitution]
In the present embodiment, the
本実施形態において、再起動信号検出部40は、第1実施形態と同様な主リレーを使用することができる。また、主リレー以外に、遠隔制御部70からの動作条件を検出して、入力回路20に再起動信号を出力するものであれば、他の回路や部品を使用することができる。
In the present embodiment, the restart
[2−2.作用]
本実施形態では、再起動信号検出部40が遠隔制御部70から再起動信号を受信すると、再起動信号検出部40はその再起動信号を演算制御ユニット20の入力回路20aに送信する。入力回路20aに入力された再起動信号は、再起動制御部20bに入力される。この再起動信号に基づいて、演算制御ユニット20はCPU及びその周辺回路を再起動させる。その結果、第1実施形態で説明した制御電源90を活殺したことにより生じるCPU及びその周辺回路の再起動と同様の処理が実行される。
[2-2. Action]
In this embodiment, when the restart
[2−3.効果]
本実施形態によれば、演算制御ユニットに内蔵しているCPU及びその周辺回路が、一過性の故障要因により異常となっている場合においても、運転保守員は、不良が発生した電気所に出向いて該当装置の復旧に向けて各種復旧操作を実施することなく、装置を健全な状態に復旧させることが可能となる。
[2-3. effect]
According to the present embodiment, even when the CPU and its peripheral circuits built in the arithmetic and control unit are abnormal due to a temporary failure factor, the operation maintenance staff can be found at the electric station where the defect has occurred. It is possible to restore the device to a healthy state without going out and performing various restoration operations for restoring the device.
その上、本実施形態では、演算制御ユニット20に対する電源を活殺するのではなく、演算制御ユニット20のCPU及びその周辺回路を再起動させるだけある。その結果、演算制御ユニット20の他の部分に対する給電を確保しつつ、再起動が可能になる。
In addition, in this embodiment, the power supply to the
[3.第3実施形態]
第3実施形態を、図3により説明する。
[3. Third Embodiment]
A third embodiment will be described with reference to FIG.
[3−1.構成]
本実施形態においては、演算制御ユニット20に、外部の制御部からの遠隔制御信号を受信するための受信回路20cが設けられている。この受信回路20cは、前記第2実施形態で示した再起動信号検出部40と再起動信号の入力回路20aとを一体としたものである。この受信回路20cの入力側は、通信回路701を介して遠方の制御所などに設けられた遠隔制御部70に接続されている。受信回路20cの出力側は、第2実施形態と同様に演算制御ユニット20に設けられた再起動制御部20bに接続されている。
[3-1. Constitution]
In the present embodiment, the
[3−2.作用] [3-2. Action]
本実施形態おいては、遠隔制御部70からの再起動信号を、通信回路701を経由して、演算制御ユニット20の受信回路20cが受信する。受信回路20cは、受信した再起動信号を再起動制御部20bに与える。その結果、演算制御ユニット20では、この再起動信号に基づいて、CPU及びその周辺回路の再起動が行われる。
In the present embodiment, the restart signal from the
[3−3.効果]
本実施形態によれば、演算制御ユニット20に内蔵しているCPU及びその周辺回路が、一過性の故障要因により異常となっている場合においても、運転保守員は、不良が発生した電気所に出向いて該当装置の復旧に向けて各種復旧操作を実施することなく、装置を健全な状態に復旧させることが可能となる。
[3-3. effect]
According to this embodiment, even when the CPU and its peripheral circuits built in the
更に、本実施形態では、演算制御ユニット20に、再起動信号検出部40と再起動信号の入力回路20aが一体となった受信回路20cを設けたことにより、演算制御ユニット外部に主リレーなどの再起動信号検出部を別途設ける必要がない。遠隔制御部70からの再起動信号を、通信回路701を経由して演算制御ユニット20に直接入力することができるので、保護制御装置10の構成を単純化できる。
Further, in the present embodiment, the
[4.他の実施形態]
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
[4. Other Embodiments]
Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10:保護制御装置
20:演算制御ユニット
20a:入力回路
20b:再起動制御部
20c:受信回路
30:電源制御スイッチ
40:再起動信号検出部(主リレー)
50:補助リレー
50b:b接点
70:遠隔制御部
701:通信回路
90:外部電源回路
P1:電源線
P2:電源線
10: protection control device 20:
50:
Claims (4)
ディジタル保護制御装置の設置箇所とは離れた場所に設けられた遠隔制御部からの再起動信号を検出する再起動信号検出部と、
この再起動信号検出部が検出した再起動信号に基づいて、前記演算制御ユニットを再起動する手段を備えていることを特徴とするディジタル保護制御装置。 In a digital protection control device having an arithmetic control unit that inputs a quantity of electricity of a power system, converts it into a digital quantity and performs a predetermined calculation,
A restart signal detection unit for detecting a restart signal from a remote control unit provided at a location distant from the installation location of the digital protection control device;
A digital protection control device comprising means for restarting the arithmetic control unit based on a restart signal detected by the restart signal detection unit.
前記演算制御ユニットを再起動する手段が、前記再起動信号検出部からの前記の入力回路が受信した再起動信号に基づいて、演算制御ユニットの再起動制御部を作動させるものであることを特徴とする請求項1に記載のディジタル保護制御装置。 The arithmetic control unit includes a restart control unit for executing the restart, and an input circuit for inputting a restart signal from the restart signal detection unit,
The means for restarting the arithmetic control unit operates the restart control unit of the arithmetic control unit based on the restart signal received by the input circuit from the restart signal detection unit. The digital protection control device according to claim 1.
The arithmetic control unit includes a restart signal receiving unit formed by integrating the restart signal detecting unit and the input circuit for inputting the restart signal from the restart signal detecting unit. The digital protection control device according to claim 3.
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