JP2013165591A - 保護リレーシステム及びその試験方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】試験設定部15は統合ユニット設定及び表示装置25が統合ユニット6を試験可能状態に設定したことを示す試験設定中情報を生成する。統合ユニット6の通信インターフェース部11はプロセスバス16を介して、試験設定中情報と電気量情報を保護ユニット17側に送る。保護ユニット17のリレー演算部23は試験設定中情報と系統情報である電気量情報とを組み合わせて受け取り、リレー演算試験を実行する。プロセスバス及び保護ユニットには保護ユニット表示装置28を接続し、この装置28にて試験設定中情報を表示する。
【選択図】図1
Description
(a)電力系統の電気量をディジタルデータに変換する統合ユニット。
(b)前記ディジタルデータに基づいてリレー演算を実行し保護区間内外部判定を行う保護ユニット。
(c)前記統合ユニットと前記保護ユニットとを接続するプロセスバス。
(d)前記統合ユニットを試験可能状態に設定する統合ユニット設定装置。
(e)前記統合ユニット設定装置が前記統合ユニットを試験可能状態に設定したことを示す試験設定中情報を生成する試験設定部。
(g)前記試験設定部から前記試験設定中情報を、前記試験用情報入力部から前記試験用情報をそれぞれ取り込み、これらの情報を前記プロセスバスに送信する送信部。
(h)前記プロセスバスから前記試験設定中情報及び前記試験用情報を受信する受信部。
(i)前記受信部から前記試験設定中情報及び前記試験用情報を組み合わせて受け取り、前記保護ユニットの試験を実行する試験実行部。
(j)前記保護ユニットが試験設定中であることを表示する保護ユニット表示装置。
図1を用いて、第1の実施形態について説明する。
(保護リレーシステムの概要)
第1の実施形態の特徴的な構成を説明する前に、プロセスバスを適用した保護リレーシステムの概要について、図1を参照して説明する。
上記の保護リレーシステムは通常、次のように動作する。計器用変流器2は系統の電流波形信号αを計測し、計器用変圧器5は系統の電圧波形信号βを計測する。統合ユニット6の入力変換器8は計器用変流器2から電流波形信号αを、計器用変圧器5から電圧波形信号βをそれぞれ入力し、これらの信号α、βをA/D変換部9に送る。A/D変換部9は前記波形信号α、βをディジタルデータである電気量情報に変換して、通信インターフェース部11に送る。通信インターフェース部11は電気量情報Aをプロセスバス16へと送信する。
第1の実施形態の特徴的な構成について説明する。統合ユニット6には試験用端子7a、7bと、運用情報である遮断器情報Bの入力部10と、試験設定中情報Cを生成する試験設定部15とが設けられている。試験設定中情報Cとは、後述する統合ユニット設定及び表示装置25が統合ユニット6を試験可能状態に設定したことを示す情報である。
第1の実施形態では、保護ユニット17についてリレー演算試験と遮断器情報表示試験とを実施する。リレー演算試験の実行部は保護ユニット17のリレー演算部23であり、試験用情報として系統情報である電気量情報を用いる。また、遮断器情報表示試験の実行部は保護ユニット17の遮断器情報表示処理部24及び保護ユニット表示装置28の遮断器情報表示部30であり、試験用情報には運用情報である遮断器情報を用いる。
第1の実施形態においては、統合ユニット設定及び表示装置25における第1の統合ユニット設定部26が「試験設定」を表示することで、統合ユニット6が試験設定中であることが明確に分かる。また、プロセスバス16を用いることにより、統合ユニット6の試験設定部15で生成した試験設定中情報Cを、統合ユニット6から保護ユニット17へと送信可能である。
図2は、第2の実施形態の構成図であり、上記第1の実施形態と同一の構成には同一の符号を付与し重複する説明は省略する。また第2の実施形態での系統情報及び運用情報の定義は第1の実施形態と等価とし、系統情報は電気量情報、運用情報は遮断器情報として説明する。
図2に示すように、第2の実施形態は、統合ユニット6に、試験用情報となる記録データの保存部32を備えた点に特徴がある。保存部32はA/D変換部9及び遮断器情報入力部10に接続されている。保存部32はA/D変換部9及び遮断器情報入力部10から電気量情報及び遮断器情報を取り込み、保存している。
第2の実施形態においては、保護ユニット17のリレー演算試験及び遮断器情報表示試験を次のように実施する。まず、統合ユニット設定及び表示装置25の記録データ設定部39は、保存部32に予め保存された記録データを表示し、試験担当者の入力操作に基づいて、電気量情報である第1の記録データDを選択し、遮断器情報である第2の記録データEを選択する。
以上の常第2の実施形態によれば、保存部32に予め保存された記録データを系統情報や運用情報として使用することで、これらの情報をあらためて取り入れることなく、保護ユニット17のリレー演算試験及び遮断器情報表示試験を実施することができる。そのため、統合ユニット6及び保護ユニット17の保守及び点検作業を所望のタイミングで実施することが可能であり、システム運用者の保守及び点検業務をさらに軽減することができる。
(構成)
図3は、第3の実施形態の構成図であり、第2の実施形態と同一の構成には同一の符号を付与し重複する説明は省略する。第3の実施形態の統合ユニット6は、第2の実施形態の統合ユニット6から遮断器情報入力部10と、第2の記録データ送信部35を省略したものである。また、統合ユニット設定及び表示装置25からは第2の統合ユニット設定部27が省略されている。
第3の実施形態では、保護ユニット17のリレー演算試験を次のように実施する。すなわち、統合ユニット設定及び表示装置25の記録データ設定部39が保存部32に予め保存された記録データを表示し、試験担当者の入力操作に基づいて、電気量情報である第1の記録データDを選択する。
第3の実施形態では、統合ユニット6から保護ユニット17に送信された電気量情報である記録データD及び試験設定中情報Cと、保護ユニット17で生成された第2の試験設定中情報Fとを組み合わせて、リレー演算部23にてリレー演算試験を行う。このような第3の実施形態によれば、統合ユニット6または保護ユニット17のいずれかの設定だけで、各ユニット6、17が試験設定中であることを試験担当者に認識させることができる。これにより、システムの保守及び点検性がいっそう向上する。
(構成)
図4は、第4の実施形態の構成図であり、第3の実施形態3と同一の構成には同一の符号を付与し重複する説明は省略する。
第4の実施形態において、保護ユニット17のリレー演算試験を実施する場合、統合ユニット設定及び表示装置25の記録データ設定部39にて、電気量情報である第1の記録データDを選択する。また、対象保護ユニット表示及び選択部47にて試験対象となる保護ユニット17を選択する。
第4の実施形態によれば、次のような独自の作用効果がある。すなわち、対象保護ユニット表示及び選択部47により試験対象となる保護ユニット17を事前に選択してから試験を行うことができる。したがって、試験担当者が試験対象となるユニットを誤認することがなく、試験の作業効率がより向上する。
(構成)
図5は、第5の実施形態の構成図であり、上記第3の実施形態と同一の構成には同一の符号を付与し、重複する部分については説明を省略する。
第5の実施形態においては、リレー演算部23のリレー演算試験を実施する際、遮断器3への引き外し出力信号を許可あるいは禁止する点に特徴がある。保護ユニット17では、統合ユニット6から受信した第1の記録データDと試験設定中情報CをAND回路22aにて組合せてリレー演算部23に取り込む。リレー演算部23はこれらの情報C、Dに基づいてリレー演算試験を行う。ここでリレー演算の試験結果をHとする。このリレー演算試験結果Hと試験設定中情報CとをAND回路22bにて組み合わせて、AND回路22c、22dに送る。
以上のような第5の実施形態では、リレー演算試験を行う保護ユニット17において、遮断器3への引き外し出力信号を許可あるいは禁止することで、試験に対する試験担当者の注意力を高めることができる。また、試験設定中に、リレー演算部23が動作したとしても、リレー演算試験結果Hが所定の条件を満たしていなければ、遮断器3に対する引き外し出力信号を禁止するので、保護ユニット17の誤動作を確実に防止することができる。したがって、第5の実施形態によれば、遮断器3、統合ユニット6、保護ユニット17を組み合わせた試験を、安全に行うことが可能となる。
(構成)
図6は、第6の実施形態の構成図であり、上記第5の実施形態と同一の構成には同一の符号を付与し重複する説明は省略する。
上記第6の実施形態の統合ユニット6は、試験用情報である記録データを次のように保存する点に特徴がある。統合ユニット6においては、記録起動用リレー52からの信号I、記録時刻部53からの記録時刻信号Jと、記録手動起動部54からの記録手動起動信号Kと、受信部55が受信した記録起動信号Lのいずれかにより、記録トリガ63を実行する。これにより、統合ユニット6に入力される系統情報として、電気量データを保存部32へ保存することができる。
以上のような第6の実施形態によれば、統合ユニット6及び保護ユニット17の保守及び点検を実施するにあたり、電力系統事故発生時や任意の時刻、人間系による手動機能によって試験用の電気量情報を保存することが可能となる。また、保存された電気量情報を活用することで、容易に保護ユニット17のリレー演算部23の確認試験を行うことが可能となり、システム運用者の保守及び点検業務をいっそう簡素化することができる。
(構成)
図7は第7の実施形態の構成図であり、上記第6の実施形態と同一の構成には同一の符号を付与し重複する説明は省略する。第7の実施形態の統合ユニット6の通信インターフェース部11は、記録起動信号Lの送信部64を備えている。
第7の実施形態において、プロセスバス16は複数の統合ユニット6を接続している。第7の実施形態では、記録トリガ63を実行すると、記録トリガ63の実行を行った以外の統合ユニット6の送信部64が、プロセスバス16に接続された全ての統合ユニット6に対し記録起動信号Lを送信するようになっている。
上記の第7の実施形態によれば、記録トリガ63を行った以外の統合ユニット6で試験用記録データを保存することが可能となる。したがって、保護設備対象以外の統合ユニット6及び保護ユニット17の記録データを、プロセスバス16に接続された複数の統合ユニット6で保存して、記録データを共有することができる。このため、記録データをより活用することができ、保護ユニット17のリレー演算部23の試験や、変電機器の情報表示試験を容易に実施することが可能となって、システムの保守及び点検性を一層高めることができる。
(構成)
図8は、第8の実施形態の構成図である。第8の実施形態で定義する系統情報は電力系統または電力系統以外から入力される電気量データとして説明する。
第8の実施形態においてリレー演算部23の試験を行う場合、統合ユニット設定及び表示装置25から統合ユニット64の試験設定を行い、その後、試験用端子7a、7bから交流入力電気量を入力する。これにより、統合ユニット64の送信部66、67は電気量情報A及び試験設定中情報Cを取り込む。
第8の実施形態には、保護ユニット17側に受信先着判定処理部75を設けたことで、次のような作用効果を得ることができる。すなわち、受信先着判定処理部75が受信先着判定を行うので、プロセスス16において統合ユニット64、68を複数接続した場合でも、試験担当者は系統情報及び運用情報の到着順を意識することなく、容易に試験、保守、点検を行うことが可能となる。したがって、試験担当者の負担を軽減することが可能となる。
(構成)
図9は、第9の実施形態の構成図である。上記第6の実施形態と同一の構成には同一の符号を付与し重複する説明は省略する。
上記の第9の実施形態によれば、統合ユニット6または保護ユニット17の試験設定条件と、各々のユニット6、17で保存された記録データを用いて、統合ユニット6に内蔵された保護リレー要素の試験を行うことが可能となり、システムの保守及び点検性をより高めることができる。
(構成)
図10は、第10の実施形態の構成図であり、第1の実施形態と同一の構成には同一の符号を付与し重複する説明は省略する。
保護ユニット17は統合ユニット6cからの電気量情報Aを受信部90にて受信し、統合ユニット6dからの電気量情報を受信部91にて受信し、統合ユニット6eからの電気量情報A及び試験設定中情報Cを受信部92、93にて受信する。電気量情報Aと試験設定中情報Cと組み合わせて試験用リレー演算部94に送り、試験用リレー演算部94はリレー演算試験を実施する。
以上のような第10の実施形態によれば、リレー演算部23により通常の保護リレー演算を継続しつつ、試験用リレー演算部94にてリレー演算試験を実施することができる。このため、試験の実施と平行して、通常の保護リレー演算を継続可能である。
なお、上記の実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。すなわち、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことが可能である。これらの実施形態やその変形例は、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。
7a、7b、7c、7d、7e…試験用端子
8、8a、8b、8c、8d、8e…入力変換部
9、9a、9b、9c、9d、9e…A/D変換器
10…遮断器情報入力部
11、18…通信インターフェース部
12…遮断器情報の送信部
13…電気量情報の送信部
14…試験設定中情報の送信部
15、15b、15e…試験設定部
16…プロセスバス
17…保護ユニット
19、86、87、88…電気量情報の受信部
20…遮断器情報の受信部
21…試験設定中情報の受信部
23…リレー演算部
24…遮断器情報表示処理部
25…統合ユニット設定及び表示装置
26…第1の統合ユニット設定部
27…第2の統合ユニット設定部
28…保護ユニット表示装置
28A…保護ユニット表示及び設定装置
32、32a、32b、84…保存部
33、33a、33b、85…呼出部
34…第1の記録データの送信部
35…第2の記録データの送信部
36…第1の記録データの受信部
37…第2の記録データの受信部
38…試験起動部
39…記録データ設定部
44…保護ユニット設定部
47…対象保護ユニットの表示及び選択部
48…トリップ出力許可部
49…トリップ出力禁止部
75…受信先着判定処理部
Claims (16)
- 電力系統の電気量をディジタルデータに変換する統合ユニットと、
前記ディジタルデータに基づいてリレー演算を実行し保護区間内外部判定を行う保護ユニットと、
前記統合ユニットと前記保護ユニットとを接続するプロセスバスと、
前記統合ユニットを試験状可能態に設定する統合ユニット設定装置と、
前記統合ユニット設定装置が前記統合ユニットを試験可能状態に設定したことを示す試験設定中情報を生成する試験設定部と、
前記保護ユニットの試験に用いられる試験用情報を前記統合ユニットに入力する試験用情報入力部と、
前記試験設定部から前記試験設定中情報を、前記試験用情報入力部から前記試験用情報をそれぞれ取り込み、これらの情報を前記プロセスバスに送信する送信部と、
前記プロセスバスから前記試験設定中情報及び前記試験用情報を受信する受信部と、
前記受信部から前記試験設定中情報及び前記試験用情報を組み合わせて受け取り、前記保護ユニットの試験を実行する試験実行部と、
前記保護ユニットが試験設定中であることを表示する保護ユニット表示装置と、を設けたことを特徴とする保護リレーシステム。 - 前記統合ユニットが試験設定中であることを表示する統合ユニット表示装置を備えたことを特徴とする請求項1に記載の保護リレーシステム。
- 前記統合ユニットは前記試験用情報を保存する保存部と、前記保存部に保存した前記試験用情報の中から所定の試験用情報を呼び出す呼出部と、を設け、
前記送信部は前記呼出部の呼び出した試験用情報を前記プロセスバスへ送信し、
前記受信部は前記呼出部の呼び出した試験用情報を前記プロセスバスから受信することを特徴とする請求項1又は2に記載の保護リレーシステム。 - 前記保護ユニットを試験可能状態に設定する保護ユニット設定部と、
前記保護ユニット設定部が前記保護ユニットを試験可能状態に設定したことを示す第2の試験設定中情報を生成する第2の試験設定部と、を設け、
前記試験実行部は、前記第2の試験設定中情報及び前記試験用情報を組み合わせて受け取り、前記保護ユニットの試験を実行することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の保護リレーシステム。 - 前記送信部は、保護対象となる保護ユニットに対して前記試験設定中情報及び前記試験用情報を送信することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の保護リレーシステム。
- 前記保護ユニットは、保護区間内部判定を行った場合には遮断器引きはずし指令を出力し、前記試験設定中の場合は遮断器への引き外し出力信号をロックすることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の保護リレーシステム。
- 前記保護ユニットは、保護区間内部判定を行った場合には遮断器引きはずし指令を出力し、前記試験設定中であり且つ前記試験実行部による試験の結果が所定の閾値以内であれば遮断器への引き外し信号出力を出力し、前記試験設定中であり且つ前記試験実行部による試験の結果が所定の閾値から外れれば遮断器への引き外し信号出力をロックすることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の保護リレーシステム。
- 前記統合ユニットには記録設定可能な記録起動用リレーと、記録起動手動部と、記録時刻設定部と、前記保護ユニットからの記録起動信号の受信部の少なくとも1つを備え、これらの構成要素のいずれかからの信号をトリガとして、前記試験用情報を保存することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の保護リレーシステム。
- 前記保護ユニットには当該ユニットに内蔵の保護リレー起動による記録設定部と、記録手動起動部と、記録時刻設定部と、記録起動信号の出力部と、遮断器への引き外し指令信号出力部の少なくとも1つを備え、これらの構成要素のいずれかからの信号をトリガとして、前記保護ユニット側で採用された前記試験用情報を保存することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項の記載の保護リレーシステム。
- 前記保護ユニットが複数の前記統合ユニットを必要とする場合、任意の統合ユニットにおける前記試験用情報の保存指令信号をもとに、全ての統合ユニットにおける系統情報を保存することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の保護リレーシステム。
- 前記保護ユニットは対象保護区間に対して1系列、前記統合ユニットは対象保護区間に対して複数系列設置し、
前記任意の統合ユニットから前記試験設定中情報と前記試験用情報を受信することで、当該統合ユニットの前記試験設定部が前記試験設定中情報を生成することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の保護リレーシステム。 - 前記保護ユニットは対象保護区間に対して1系列、前記統合ユニットは対象保護区間に対して複数系列設置し、
複数の統合ユニットの前記送信部が前記試験設定中情報と前記試験用情報件を送信すると、前記保護ユニットの前記受信部に対する受信到達時間が最速の統合ユニットを判別する最速受信の判別部を備えたことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の保護リレーシステム。 - 前記保護ユニットは、前記試験設定中情報と前記試験用情報のみを用いて、当該保護ユニットの試験を行うことを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の保護リレーシステム。
- 前記統合ユニットは、前記試験設定中情報と前記試験用情報のみを用いて、当該統合ユニットに内蔵された保護リレー要素の試験設定を行うことを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の保護リレーシステム。
- 前記保護ユニットは、前記保護リレー演算部と別に、試験用の保護リレー演算部を備えたことを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の保護リレーシステム。
- 電力系統の電気量をディジタルデータに変換する統合ユニットと、前記ディジタルデータに基づいてリレー演算を実行し保護区間内外部判定を行う保護ユニットと、前記統合ユニットと前記保護ユニットとを接続するプロセスバスとを備えた保護リレーシステムの試験方法であって、
前記統合ユニットを試験状可能態に設定する統合ユニット設定ステップと、
前記統合ユニット設定ステップにて前記統合ユニットを試験可能状態に設定したことを示す試験設定中情報を生成する試験設定ステップと、
前記保護ユニットの試験に用いられる試験用情報を前記統合ユニットに入力する試験用情報入力ステップと、
前記試験設定ステップで生成した前記試験設定中情報と、前記試験用情報入力ステップで入力した前記試験用情報をそれぞれ取り込み、これらの情報を前記プロセスバスに送信する送信ステップと、
前記プロセスバスから前記試験設定中情報及び前記試験用情報を受信する受信ステップと、
前記試験設定中情報及び前記試験用情報を組み合わせて受け取り、前記保護ユニットの試験を実行する試験実行ステップと、
前記保護ユニットが試験設定中であることを表示する試験設定表示ステップと、を含むことを特徴とする保護リレーシステムの試験方法。
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JP2003029817A (ja) * | 2001-07-16 | 2003-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | 分散型制御システム |
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