JP2017069995A - Digital protection controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力系統を保護制御するディジタル保護制御装置に関する。 The present invention relates to a digital protection control device that protects and controls a power system.
一般に、発電所や変電所等のプラントでは、ディジタル保護制御装置によって電力系統に供給されている電力を保護および制御している。
従来のディジタル保護制御装置は、入力変換器としてアナログ入力部に巻線トランスを適用したものが一般的であった。
しかし、近年の装置の小型化・軽量化・低コスト化の流れに伴い、巻線トランスの代替として、ホール素子などのセンサを適用した保護制御装置が用いられるようになっている(特許文献1参照)。
In general, in a plant such as a power plant or a substation, electric power supplied to an electric power system is protected and controlled by a digital protection control device.
Conventional digital protection control devices generally employ a winding transformer as an input converter in an analog input section.
However, with the trend of recent downsizing, weight reduction, and cost reduction of devices, protection control devices to which sensors such as Hall elements are applied have been used as an alternative to winding transformers (Patent Document 1). reference).
特許文献1には、電気保護対象機器の系統側と中性点側にそれぞれ設けられる変流器と、該両変流器で検出された電流値の差に基づき作動する保護リレーとを備えた保護継電システムが記載されている。特許文献1に記載の保護継電システムは、両変流器と電流飽和特性が相違する電流検出器を設け、変流器間に差電流の発生を検出したときに、変流器で検出された電流波形と前記電流検出器で検出された電流波形の推移の傾向が相似の場合には、保護リレーの動作信号の出力を停止させるように構成している。 Patent Document 1 includes a current transformer provided on each of a system side and a neutral point side of an electrical protection target device, and a protection relay that operates based on a difference between current values detected by the two current transformers. A protective relay system is described. The protective relay system described in Patent Document 1 is provided with a current detector having current saturation characteristics different from those of both current transformers, and is detected by the current transformer when the occurrence of a difference current is detected between the current transformers. If the trend of the transition of the current waveform detected by the current detector is similar, the output of the operation signal of the protection relay is stopped.
しかしながら、従来のディジタル保護制御装置に用いられるホール素子は、原理上、駆動に制御電源が必要となることから、入力変換器に多数の電子部品を実装することが不可避となる。
このため、従来のトランスを適用した入力変換器と比べて、電子部品の故障により装置が誤動作・誤不動作するリスクが大きくなる。
また、保護制御装置外部の系統側の故障によりアナログ入力が喪失するケースもあるため、主原因となる故障箇所が装置の内部故障か系統側の故障かを判別できないという課題があった。
However, the Hall element used in the conventional digital protection control device requires a control power supply for driving in principle, and thus it is inevitable to mount a large number of electronic components on the input converter.
For this reason, compared with the input converter which applied the conventional transformer, the risk that a device malfunctions or malfunctions due to a failure of an electronic component is increased.
In addition, since there is a case where the analog input is lost due to a failure on the system side outside the protection control device, there is a problem that it is not possible to determine whether the main failure point is an internal failure of the device or a failure on the system side.
本発明の目的は、入力変換基板およびアナログ入力回路の故障を検出し、装置の誤動作・誤不動作を防止するディジタル保護制御装置を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a digital protection control device that detects a failure of an input conversion board and an analog input circuit and prevents malfunction and malfunction of the device.
上記課題を解決するために、本発明のディジタル保護制御装置は、系統で発生し得ない既知の信号を生成する既知信号生成部と、入力される電力系統のアナログ信号に前記既知信号を重畳し、当該既知信号が重畳された前記アナログ信号に対して、ホール素子を用いて所定の変換処理を行う入力変換部と、を有する入力変換基板と、前記入力変換基板から第1通信回線を介して供給されるアナログ信号から不要な高調波を除去してディジタル信号に変換するアナログ入力回路と、前記アナログ入力回路通過後の前記既知信号成分の減衰率を基に、前記ホール素子を含む前記アナログ入力回路の健全性を判定する第1判定部と、を有する制御基板と、を備える。 In order to solve the above-described problems, a digital protection control device according to the present invention includes a known signal generation unit that generates a known signal that cannot be generated in a system, and superimposes the known signal on an analog signal of an input power system. An input conversion board having an input conversion section that performs a predetermined conversion process using a Hall element on the analog signal on which the known signal is superimposed, and the input conversion board via the first communication line An analog input circuit that removes unnecessary harmonics from a supplied analog signal and converts the analog signal into a digital signal, and the analog input including the Hall element based on an attenuation rate of the known signal component after passing through the analog input circuit A control board having a first determination unit for determining the soundness of the circuit.
本発明によれば、入力変換基板およびアナログ入力回路の故障を検出し、装置の誤動作・誤不動作を防止するディジタル保護制御装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the digital protection control apparatus which detects the failure of an input conversion board | substrate and an analog input circuit, and prevents malfunctioning / malfunctioning of an apparatus can be provided.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係るディジタル保護制御装置の構成を示すブロック図である。各図において共通の構成要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
図1に示すように、ディジタル保護制御装置100は、入力変換基板1と、制御基板2と、整定部3と、ディジタル入出力部4と、各部に電源を供給する制御電源部5と、を備える。入力変換基板1は、通信回線15a,15b,…,15h(hは自然数)(第1通信回線)および通信回線15x(第2通信回線)を通して制御基板2と接続されている。入力変換基板1および制御基板2には、制御電源部5から電源が供給される。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a digital protection control apparatus according to an embodiment of the present invention. In the drawings, common components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
As shown in FIG. 1, the digital protection control device 100 includes an input conversion board 1, a control board 2, a settling unit 3, a digital input / output unit 4, and a control
[入力変換基板1]
入力変換基板1は、各チャンネル(この例ではA〜H)の外部入力部1a,1b,…,1h(hは自然数)と、制御電源部5から供給された電源からホール素子13a,13b,…,13h(hは自然数)を駆動させ、その電圧レベルを監視する電源周辺監視回路部30と、外部(保護対象)から各チャンネルの外部入力部1a,1b,…,1hに入力されたアナログ信号を適当な電圧レベルのアナログ信号に変換する入力変換部10と、を備える。
[Input conversion board 1]
The input conversion substrate 1 includes
入力変換部10は、系統で発生し得ない既知の信号を生成する既知信号生成部11と、生成した既知信号を外部からの入力に印加する加算器12a,12b,…,12h(hは自然数)と、外部からの電流や電流などのアナログ信号に対して所定の変換処理を行うホール素子13a,13b,…,13h(hは自然数)と、種々の抵抗乗数を持つ抵抗回路14a,14b,…,14h(hは自然数)と、を備える。
入力変換部10は、入力される電力系統のアナログ信号に既知信号を重畳し、既知信号が重畳されたアナログ信号に対して、ホール素子13a,13b,…,13hを用いて所定の変換処理を行う。
入力変換部10の各チャンネル(この例ではA〜H)に対応して設けられた各々の抵抗回路14a,14b,…,14hは、通信回線15a,15b,…,15hを通して制御基板2と接続されている。
なお、以下の説明において、各チャンネルの加算器12a,12b,…,12hを特に区別しない場合には、加算器12と記す。各チャンネルのホール素子13a,13b,…,13hを特に区別しない場合には、ホール素子13と記す。また、各チャンネルの抵抗回路14a,14b,…,14hを特に区別しない場合には、抵抗回路14と記す。
The input conversion unit 10 includes a known
The input conversion unit 10 superimposes a known signal on the analog signal of the input power system, and performs predetermined conversion processing on the analog signal on which the known signal is superimposed using the
Each of the
In the following description, the
一部の保護継電装置には、制御基板2にアナログ回路の故障・劣化の検出のため、定格周波数の12倍の周波数の交流信号であるf12高調波をアナログ回路に印加し、アナログ回路を通過後のf12高調波を抽出し、減衰率を検出することで、アナログ回路の健全性を確認する機構を備えている。ここでは系統で発生し得ない既知の信号として、f12高調波を加算器12によってアナログ回路に印加する。f12高調波を用いると、保護演算処理の演算周期を電気角30°とした場合、サンプリングするタイミングが1サイクル12回で0(伝送零点)になるので簡易な構成で実現できる。 In some protective relay devices, to detect failure / degradation of the analog circuit on the control board 2, an f12 harmonic that is an AC signal having a frequency 12 times the rated frequency is applied to the analog circuit. It has a mechanism to check the soundness of the analog circuit by extracting the f12 harmonic after passing and detecting the attenuation rate. Here, the f12 harmonic is applied to the analog circuit by the adder 12 as a known signal that cannot be generated in the system. When f12 harmonics are used, when the calculation cycle of the protection calculation processing is set to an electrical angle of 30 °, the sampling timing becomes 0 (transmission zero point) in 12 cycles, which can be realized with a simple configuration.
電源周辺監視回路部30は、制御電源部5から供給された電源をホール素子13a,13b,…,13hの駆動電圧に昇圧するDC/DC部31と、ホール素子13a,13b,…,13hの駆動電圧が規定値外となった場合に制御基板2へ電源異常を通知する電源監視回路32(電源監視部)と、を備える。
電源監視回路32は、通信回線15xを通して制御基板2と接続されている。電源監視回路32は、ホール素子13a,13b,…,13hの駆動電圧が規定値外となった場合に制御基板2へ電源異常を通知する。
The power supply periphery monitoring circuit unit 30 includes a DC /
The
[制御基板2]
制御基板2は、チャンネル(A〜H)ごとに備えられたアナログフィルタ16a,16b,…,16hと、A/D変換器17と、演算処理部24と、零相監視部25(第3判定部)と、平衡度監視部26(第3判定部)と、出力比較部27(第1判定部)と、電源周辺回路異常検出部28(第2判定部)と、を備える。
上記アナログフィルタ16a,16b,…,16hおよびA/D変換器17は、入力変換基板1から第1通信回線15a,15b,…,15hを介して供給されるアナログ信号から不要な高調波を除去してディジタル信号に変換するアナログ入力回路50を構成する。
なお、以下の説明において、アナログフィルタ16a,16b,…,16hを特に区別しない場合には、アナログフィルタ16と記す。
[Control board 2]
The control board 2 includes
The
In the following description, the
演算処理部24は、高調波除去ディジタルフィルタ18と、f12高調波抽出ディジタルフィルタ19と、バッファ20,21と、CPU(Central Processing Unit)22と、ROM(Read Only Memory)23と、を備え、CPU22とROM23とバッファ20,21とは、システムバス(BUS)に接続され、システムバス(BUS)を通じて相互に通信可能に接続されている。
The arithmetic processing unit 24 includes a harmonic removal
アナログフィルタ16は、入力されたアナログ信号から不要な高調波成分を除去してA/D変換器17へ出力する、折り返し誤差防止用フィルタである。この例では、サンプリング周波数(例えば電気角20度)の1/2以下の周波数成分(直流電圧を含む)および定格周波数帯の電圧(アナログ信号)のみ通過し、それ以外の周波数成分の電圧(アナログ信号)はノイズとして所定の割合で減衰させる。
A/D変換器17は、アナログ/ディジタル変換部の一例であり、供給されたアナログ信号を2進数のディジタル信号に変換して演算処理部24の高調波除去ディジタルフィルタ18およびf12高調波抽出ディジタルフィルタ19へ出力する。
The
The A /
高調波除去ディジタルフィルタ18は、所定の定格周波数帯の電圧のみ通過し、それ以外の周波数帯の電圧および直流電圧を除去するバンドパスフィルタである。
f12高調波抽出ディジタルフィルタ19は、f12高調波周波数帯の電圧のみ通過し、それ以外の周波数帯の電圧および直流電圧を除去するバンドパスフィルタである。
バッファ20および21は、それぞれ高調波除去ディジタルフィルタ18およびf12高調波抽出ディジタルフィルタ19から供給されたデータを一時的に保持して出力する。
The harmonic elimination
The f12 harmonic extraction
The
CPU22は、制御基板2全体の制御を行うとともに、ROM23に格納されたプログラムを実行することにより、例えば、アナログ入力に含まれるf12高調波成分の減衰率によりアナログ入力回路の故障有無を識別する処理を行う。
ROM23は、CPU22が実行するプログラムや、種々のデータが記憶される。ROM23の一部は、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の書き換え可能な不揮発性メモリであってもよい。ROM23は、例えば、入力変換部10における故障の有無を識別する際に参照する出力値データが記憶されている。この出力値データは、既知信号生成部11から出力されたf12高調波の信号がアナログ入力回路50にて減衰した際のデータである。また、ROM23は、アナログ入力が三相平衡となっているか否かを判定する計算式を記憶する。
The
The
零相監視部25は、入力された三相交流の零相を監視し三相交流の健全性を確認する。
平衡度監視部26は、入力された三相交流の平衡度を監視し三相交流の健全性を確認する。零相監視部25および平衡度監視部26は、アナログ入力回路50通過後の三相交流のディジタル信号を基に、アナログ入力回路50が三相平衡となっていることを判定する。零相監視部25および平衡度監視部26は、アナログ入力回路50が三相平衡となっていない場合、出力比較部27(第1判定部)および電源周辺回路異常検出部28(第2判定部)にて異常が検出されていなければ、外部の系統側の故障と判定する。
The zero
The
出力比較部27は、f12高調波成分とデータ値の比較によりアナログ入力回路50の健全性を判定する。具体的には、出力比較部27は、アナログ入力回路50通過後の既知信号成分の減衰率を基に、ホール素子13a,13b,…,13hを含むアナログ入力回路50の健全性を判定する。
The
電源周辺回路異常検出部28は、入力変換基板1の電源監視回路32と通信回線15xを介して接続され、入力変換部10の電源異常を判定する。例えば、電源周辺回路異常検出部28は、入力変換基板1のホール素子13a,13b,…,13hの駆動電圧が規定値外となった際に電源監視回路32からの通知を受けて電源異常を検出する。
The power supply peripheral circuit
[整定部3]
整定部3は、電力系統や電力機器を保護するため、継電器等の外部機器110の動作を規定した整定値を設定する。整定部3は、操作部3aおよび表示部3bを備え、監視員等が操作部3aおよび表示部3bを使用して上記整定値を設定する。整定部3により設定された整定値は、システムバス(BUS)を介してROM23に保存される。
[Settling part 3]
The settling unit 3 sets a settling value that defines the operation of the
[ディジタル入出力部4]
ディジタル入出力部4は、CPU22の制御に基づいて、継電器等の外部機器110を制御するとともに、外部機器110から状態情報を取得する。
[Digital input / output unit 4]
Based on the control of the
[制御電源部5]
制御電源部5は、ディジタル保護制御装置100の各部へ電力を供給する電源である。制御電源部5は、例えばDC−DCコンバータが適用される。制御電源部5は、入力変換基板1、制御基板2および整定部3の各部に直流5Vの電圧を供給し、ディジタル入出力部4の入力部と出力部(いずれも図示略)に対し、それぞれ直流5Vと直流15Vの電圧を供給する。
[Control power supply unit 5]
The control
以下、上述のように構成されたディジタル保護制御装置100の動作について説明する。
図2は、ディジタル保護制御装置100の信号処理例を説明する図である。図2では、入力変換基板1に入力されるアナログ入力と既知信号生成部11から出力される信号の変化を簡易的に示している。
入力変換基板1の電源周辺監視回路部30(図1参照)には、制御電源部5から所定電圧(例えば直流15V)が供給される。DC/DC部31は、供給された電圧をホール素子13a,13b,…,13hの駆動電圧まで昇圧し、ホール素子13a,13b,…,13hに供給する。上記駆動電圧は、電源監視回路32により監視されており、規定の電圧値(例えば±12〜18V)から外れた場合、電源監視回路32は、故障と判定し、通信回線15xを通して制御基板2の電源周辺回路異常検出部28へ通知する。CPU22は、電源周辺回路異常検出部28への通知を検出した場合に電源異常と判定する。
Hereinafter, the operation of the digital protection control device 100 configured as described above will be described.
FIG. 2 is a diagram for explaining an example of signal processing of the digital protection control device 100. In FIG. 2, changes in analog input input to the input conversion board 1 and signals output from the known
A predetermined voltage (for example, DC 15 V) is supplied from the control
図2に示すように、入力変換基板1の外部入力部1a,1b,…,1h(図1参照)に例えば定格周波数の電圧入力(Si1)(図2の符号a参照)が10V印加されたとする。一方、入力変換基板1内の既知の信号を生成する既知信号生成部11(図1参照)は、系統で発生し得ない信号(Sj1)(図2の符号b参照)として、例えば定格の12倍の高調波で振幅5Vを生成したとする。
加算器12a,12b,…,12hは、電圧入力(Si1)と系統で発生し得ない信号(Sj1)とを重畳し、この重畳したアナログ信号(Si1+Sj1)(図2の符号c参照)をホール素子13a,13b,…,13hに出力する。
ホール素子13a,13b,…,13hおよび抵抗回路14a,14b,…,14hは、入力値を特定の比率(例えば50%)で変換する。ここでは、定格周波数の振幅5Vと12倍高調波の振幅2.5Vが合成されたアナログ信号(Si2+Sj2)(図2の符号d参照)となる。
As shown in FIG. 2, for example, a voltage input (Si1) (see symbol a in FIG. 2) having a rated frequency of 10 V is applied to the
The
アナログ信号(Si2+Sj2)は、通信回路15a,15b,…,15hを経由して、制御基板2内のアナログフィルタ16a,16b,…,16hに送信される。
アナログフィルタ16a,16b,…,16hは、例えばサンプリング周波数の1/2以下の周波数成分(直流電圧を含む)および定格周波数帯の電圧のみを通過させ、それ以外の周波数成分の電圧はノイズとして所定の割合で減衰する。この例の場合、アナログ信号(Si2)は、定格周波数のため影響は受けない。しかし、アナログ信号(Sj2)は、定格周波数の12倍の周波数の交流信号であるため、アナログフィルタ16a,16b,…,16hの影響を受け、所定の割合(例えば40%)に減衰(ここでは振幅1Vとなる)して、アナログ信号(Si2+Sj3)(図2の符号e参照)となる。
The analog signal (Si2 + Sj2) is transmitted to the
The analog filters 16a, 16b,..., 16h pass, for example, only a frequency component (including a DC voltage) that is ½ or less of the sampling frequency and a voltage in the rated frequency band, and the other frequency component voltages are predetermined as noise. Attenuate at a rate of. In this example, the analog signal (Si2) is not affected because of the rated frequency. However, since the analog signal (Sj2) is an AC signal having a frequency 12 times the rated frequency, the analog signal (Sj2) is affected by the
その後、A/D変換器17は、このアナログ信号(Si2+Sj3)をディジタル信号(Si3+Sj4)に変換して出力する。ここでは、ディジタル信号(Si3)(図2の符号f参照)の電圧値は、定格周波数の5V、またディジタル信号(Sj4)(図2の符号g参照)の電圧値は、f12高調波の振幅1Vの交流値である。ディジタル信号ディジタル信号(Si3+Sj4)は、高調波除去ディジタルフィルタ18およびf12高調波抽出ディジタルフィルタ19に転送される。
After that, the A /
高調波除去ディジタルフィルタ18は、所定の定格周波数帯の電圧のみ通過し、それ以外の周波数帯の電圧および直流電圧を除去する。この例の場合、ディジタル信号(Si3)は、定格周波数であるため、高調波除去ディジタルフィルタ18の影響は受けない。しかし、ディジタル信号(Sj4)は、定格周波数の12倍の周波数の交流信号であるため、高調波除去ディジタルフィルタ18でカットされ、通過後のディジタル信号(Si3)(図2の符号f参照)は、定格周波数5Vとなる。高調波除去ディジタルフィルタ18を通過したディジタル信号(Si3)は、一旦、バッファ20に蓄えられる。
The harmonic rejection
f12高調波抽出ディジタルフィルタ19は、定格周波数の12倍の定格周波数帯の電圧のみ通過し、それ以外の周波数帯の電圧および直流電圧を除去する。この例の場合、ディジタル信号(Sj4)は定格周波数の12倍の周波数の交流信号であるため、f12高調波抽出ディジタルフィルタ19の影響は受けない。しかし、ディジタル信号(Si3)は、定格周波数であるため、f12高調波抽出ディジタルフィルタ19でカットされ、通過後のディジタル信号(Sj4)(図2の符号g参照)は、f12高調波1Vの交流値となる。f12高調波抽出ディジタルフィルタ19を通過したディジタル信号(Sj4)は、一旦、バッファ21に蓄えられる。
The f12 harmonic extraction
バッファ20およびバッファ21にディジタル信号がすべて揃ったことがCPU22に通知されると、CPU22はこれらのデータを読み出す。
CPU22は、バッファ20から読み出された三相交流のディジタル信号(Si3)を零相監視部25および平衡度監視部26に転送し、ROM23に格納している計算式からアナログ入力が三相平衡となっているか否かを判定する。
また、CPU22は、バッファ21から読み出されたディジタル信号(Sj4)を出力比較部27に転送し、出力比較部27は、制御基板2内のROM13に格納されている理論出力値と照合する。これにより、ホール素子13a,13b,…,13hを含めたアナログ入力回路50の健全性を判定することができる。
When the
The
Further, the
CPU22は、電源周辺回路異常検出部28、零相監視部25,平衡度監視部26および出力比較部27のいずれかで異常が発生した場合、保護制御装置異常と判定する。また、CPU22は、故障箇所についても、特定することができる。すなわち、CPU22は、保護制御装置異常の箇所が、電源周辺回路異常検出部28の場合は入力変換部10の電源周辺回路の故障であると判定する。CPU22は、保護制御装置異常の箇所が、出力比較部27の場合は、ホール素子13a,13b,…,13hを含めたアナログ入力回路50の故障であると判定する。その他の場合は、CPU22は、装置外部の系統側の故障と判別する。
When an abnormality occurs in any of the power supply peripheral circuit
以上説明したように、本実施形態に係るディジタル保護制御装置100は、系統で発生し得ない既知の信号を生成する既知信号生成部11と、入力される電力系統のアナログ信号に既知信号を重畳し、既知信号が重畳されたアナログ信号に対して、ホール素子13a,13b,…,13hを用いて所定の変換処理を行う入力変換部10と、を有する入力変換基板1と、入力変換基板1から通信回線15a,15b,…,15hを介して供給されるアナログ信号から不要な高調波を除去してディジタル信号に変換するアナログ入力回路50と、アナログ入力回路50通過後の既知信号成分の減衰率を基に、ホール素子13a,13b,…,13hを含むアナログ入力回路50の健全性を判定する出力比較部27と、を有する制御基板2と、を備える。
As described above, the digital protection control apparatus 100 according to the present embodiment superimposes a known signal on a known
この構成により、ホール素子13a,13b,…,13hへ供給される電源の出力電圧と、ホール素子13a,13b,…,13hの出力を監視することで、入力変換基板1およびアナログ入力回路50の故障を判定することができ、装置の誤動作・誤不動作を防止することができる。
With this configuration, the output voltage of the power supplied to the
また、本実施形態では、入力変換基板1は、ホール素子13a,13b,…,13hの駆動電圧が規定値外となった場合に制御基板2へ電源異常を通知する電源監視回路32を備え、制御基板2は、電源監視回路32と通信回線15xを介して接続され、入力変換部10の電源異常を判定するので、入力変換部10の電源周辺回路の故障を判定することができる。
In the present embodiment, the input conversion board 1 includes a power
また、本実施形態では、制御基板2は、アナログ入力回路50通過後の三相交流のディジタル信号を基に、アナログ入力回路50が三相平衡となっていることを判定する零相監視部25および平衡度監視部26を備え、零相監視部25および平衡度監視部26は、アナログ入力回路50通過後の三相交流のディジタル信号を基に、アナログ入力回路50が三相平衡となっていることを判定する。零相監視部25および平衡度監視部26は、アナログ入力回路50が三相平衡となっていない場合、出力比較部27(第1判定部)および電源周辺回路異常検出部28(第2判定部)にて異常が検出されていなければ、外部の系統側の故障と判定する。これにより、装置外部の系統側の故障と装置内部の故障との判別が可能となる。
In the present embodiment, the control board 2 determines that the analog input circuit 50 is in a three-phase equilibrium based on the three-phase AC digital signal after passing through the analog input circuit 50. The zero-
上記のように、本実施形態では、ディジタル保護制御装置100は、制御基板2に三相平衡を検出する零相監視部25および平衡度監視部26と、f12高調波成分の減衰率によってアナログ入力回路50の健全性を判断する出力比較部27と、電源周辺回路異常検出部28と、を備えるので、入力変換基板1およびアナログ入力回路50の故障を検出することができ、装置の誤動作・誤不動作を防止でき、故障箇所の切り分けも可能となる。また、装置内部の故障箇所の切り分けが可能となる。
As described above, in the present embodiment, the digital protection control device 100 has an analog input based on the zero-
本発明は上記の実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes other modifications and application examples without departing from the gist of the present invention described in the claims.
例えば、上記した実施形態例は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態例の構成の一部を他の実施形態例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態例の構成に他の実施形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 For example, the above-described exemplary embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment. . Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each exemplary embodiment.
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、図1および図2に示すように、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行するためのソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、又は、IC(Integrated Circuit)カード、SD(Secure Digital)カード、光ディスク等の記録媒体に保持することができる。また、本明細書において、時系列的な処理を記述する処理ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理(例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理)をも含むものである。 Each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit. Also, as shown in FIGS. 1 and 2, each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software for interpreting and executing a program in which the processor realizes each function. Information such as programs, tables, and files for realizing each function is stored in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), an IC (Integrated Circuit) card, an SD (Secure Digital) card, an optical disk, etc. It can be held on a recording medium. Further, in this specification, the processing steps describing time-series processing are not limited to processing performed in time series according to the described order, but are not necessarily performed in time series, either in parallel or individually. The processing (for example, parallel processing or object processing) is also included.
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。 In addition, the control lines and information lines are those that are considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.
1 入力変換基板
1a,1b,…,1h 外部入力部
2 制御基板
13a,13b,…,13h ホール素子
10 入力変換部
11 既知信号生成部
12a,12b,…,12h 加算器
13a,13b,…,13h ホール素子
14a,14b,…,14h 抵抗回路
15a,15b,…,15h 通信回線(第1通信回線)
15x 通信回線(第2通信回線)
16a,16b,…,16h アナログフィルタ
17 A/D変換器
18 高調波除去ディジタルフィルタ
19 f12高調波抽出ディジタルフィルタ
20,21 バッファ
22 CPU
23 ROM
24 演算処理部
25 零相監視部(第3判定部)
26 平衡度監視部(第3判定部)
27 出力比較部(第1判定部)
28 電源周辺回路異常検出部(第2判定部)
30 電源周辺監視回路部
31 DC/DC部
32 電源監視回路(電源監視部)
50 アナログ入力回路
100 ディジタル保護制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
15x communication line (second communication line)
16a, 16b,..., 16h Analog filter 17 A /
23 ROM
24
26 Equilibrium monitoring unit (third determination unit)
27 Output comparison unit (first determination unit)
28 Power supply peripheral circuit abnormality detection unit (second determination unit)
30 Power supply periphery
50 Analog input circuit 100 Digital protection control device
Claims (4)
入力される電力系統のアナログ信号に前記既知信号を重畳し、当該既知信号が重畳された前記アナログ信号に対して、ホール素子を用いて所定の変換処理を行う入力変換部と、を有する入力変換基板と、
前記入力変換基板から第1通信回線を介して供給されるアナログ信号から不要な高調波を除去してディジタル信号に変換するアナログ入力回路と、
前記アナログ入力回路通過後の前記既知信号成分の減衰率を基に、前記ホール素子を含む前記アナログ入力回路の健全性を判定する第1判定部と、を有する制御基板と、
を備えることを特徴とするディジタル保護制御装置。 A known signal generator for generating a known signal that cannot be generated in the system;
An input conversion unit including: an input conversion unit that superimposes the known signal on an analog signal of an input power system and performs a predetermined conversion process using a Hall element on the analog signal on which the known signal is superimposed A substrate,
An analog input circuit that removes unnecessary harmonics from the analog signal supplied from the input conversion board via the first communication line and converts the analog signal into a digital signal;
A control board having a first determination unit for determining soundness of the analog input circuit including the Hall element based on an attenuation rate of the known signal component after passing through the analog input circuit;
A digital protection control device comprising:
前記制御基板は、前記電源監視部と第2通信回線を介して接続され、前記入力変換部の電源異常を判定する第2判定部をさらに備える
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 input conversion board further includes a power supply monitoring unit for notifying a power supply abnormality to the control board when the driving voltage of the Hall element is outside a specified value,
2. The digital protection according to claim 1, wherein the control board further includes a second determination unit that is connected to the power supply monitoring unit via a second communication line and determines a power supply abnormality of the input conversion unit. Control device.
前記第3判定部は、前記アナログ入力回路が三相平衡となっていない場合、前記第1判定部および前記第2判定部にて異常が検出されていなければ、外部の系統側の故障と判定する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のディジタル保護制御装置。 The control board further includes a third determination unit that determines that the analog input circuit is in a three-phase equilibrium based on a three-phase AC digital signal after passing through the analog input circuit,
When the analog input circuit is not in a three-phase balance, the third determination unit determines that an external system side failure has occurred unless an abnormality is detected by the first determination unit and the second determination unit. The digital protection control apparatus according to claim 1 or 2, wherein
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 digital protection control device according to claim 1, wherein the known signal is an f12 harmonic signal which is an AC signal having a frequency 12 times the rated frequency.
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- 2015-09-28 JP JP2015189132A patent/JP2017069995A/en active Pending
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