JP2019140855A - Digital protection relay - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディジタル装置のアナログ入力部の不具合を検出するアナログ入力監視の技術に関する。 The present invention relates to an analog input monitoring technique for detecting a malfunction of an analog input unit of a digital device.
ディジタル型保護継電装置は、通常状態での入力波形が飽和する高感度リレー機能を有する保護継電装置の入力信号系の監視を確実にする。例えば、特許文献1のディジタル型保護継電装置は、系統の各相の電圧又は電流のサンプリングをA/D変換を含む入力信号系を介して取り込み、この入力信号系のディジタル値からそれぞれ高感度及び低感度のリレー特性を有する保護演算を行う。本装置において、先ず、判定演算部は、入力信号系から得たディジタル値が低感度リレーの非飽和域にあることを各相別に判定する。次いで、判定演算部は、入力信号系から得たディジタル値が高感度リレーの非飽和域にあることを各相別に判定する。そして、論理積判定部は、前記両判定演算部の同じ相の判定出力が同時に成立した際に入力信号系の異常と判定する。つまり、同じ入力信号系から得るディジタル値が低感度リレーの非飽和域に有り且つ高感度リレーの非飽和域に有ることの同時成立の有無から入力信号系の正常・異常の監視を行う。
The digital type protective relay device ensures monitoring of the input signal system of the protective relay device having a high-sensitivity relay function that saturates the input waveform in the normal state. For example, the digital protection relay device of
しかしながら、特許文献1の入力信号の監視方式は、入力電気量が基本周波数であるので、実効値を算出して判定する必要があるが、回転機の回転数のような広域な周波数帯の入力量では正確な実効値演算が困難なため、実効値による判定ができない。特に、周波数が変化するとサンプリングのタイミングがずれるため正確な実効値演算ができない。
However, since the input signal monitoring method of
また、従来装置では回転数などの高周波数帯の検出をハードウェア回路によって実現していたが、近年の電子回路の進歩やハードウェア回路削減による低コスト化の要求があり、ソフトウェア処理でも実現可能な状況にある。しかしながら、ソフトウェアで実現しようとした場合に入力回路の不具合をどのように検出することができるのかが課題となる。 In addition, in the conventional device, the detection of the high frequency band such as the number of rotations was realized by the hardware circuit, but there is a demand for cost reduction by the recent advancement of electronic circuits and the reduction of the hardware circuit, which can be realized by software processing. It is in the situation. However, the problem is how to detect a failure in the input circuit when it is implemented by software.
本発明は、上記の事情の鑑み、監視対象系統の入力信号の正確な実効値の演算が困難である状況であっても、当該入力信号の監視を可能とし、さらに、その信頼性の向上を図ることを課題とする。 In view of the above circumstances, the present invention makes it possible to monitor the input signal even when it is difficult to calculate an accurate effective value of the input signal of the system to be monitored, and to improve its reliability. The task is to plan.
そこで、本発明の一態様は、監視対象系統からの入力信号である電気信号のディジタル値から高感度と低感度のリレー特性により保護演算をするディジタル型保護継電装置において、前記ディジタル値が低感度リレーの非飽和域であり且つ閾値以上であることを判定する第一判定回路と、前記ディジタル値が高感度リレーの非飽和域であり且つ閾値以上であることを判定する第二判定回路と、前記第一判定回路及び前記第二判定回路にて非飽和域且つ閾値以上であると判定された場合に正常と判断し、前記第一判定回路と前記第二判定回路のいずれかにて非飽和域且つ閾値以上を満たさないと判定された場合に異常と判断する監視回路とを備える。 Therefore, one aspect of the present invention is a digital protection relay device that performs a protection operation with a high sensitivity and a low sensitivity relay characteristic from a digital value of an electrical signal that is an input signal from a monitored system. A first determination circuit that determines that the sensitivity relay is in a non-saturated region and is greater than or equal to a threshold; and a second determination circuit that determines that the digital value is in a non-saturated region of a high-sensitivity relay and is greater than or equal to the threshold. When the first determination circuit and the second determination circuit determine that the non-saturated region is equal to or greater than the threshold value, it is determined to be normal, and either the first determination circuit or the second determination circuit is not normal. And a monitoring circuit that determines that an abnormality occurs when it is determined that the saturation range and the threshold value or more are not satisfied.
本発明の一態様は、前記監視回路は、前記第一判定回路と前記第二判定回路のいずれかにて非飽和域且つ閾値以上を満たさないと判定された状態が一定時間継続した場合に前記異常と判断する。 According to one aspect of the present invention, the monitoring circuit may be configured when the state where it is determined that either the first determination circuit or the second determination circuit does not satisfy the non-saturated region and the threshold value or more continues for a certain period of time. Judge as abnormal.
本発明の一態様は、前記電気信号の周波数は1500Hz以下である。 In one embodiment of the present invention, the frequency of the electrical signal is 1500 Hz or less.
以上の本発明によれば、監視対象系統の入力信号の正確な実効値の演算が困難である状況であっても、当該入力信号の監視を可能とし、さらに、その信頼性の向上を図ることができる。 According to the present invention described above, even in a situation where it is difficult to calculate an accurate effective value of an input signal of a system to be monitored, the input signal can be monitored and the reliability thereof can be improved. Can do.
以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[ディジタル型保護継電装置1の態様例]
図1(a)に示されたディジタル型保護継電装置1は、監視対象系統の一例である回転機2から入力信号(TG)として取り込んだ電気信号のディジタル値から高感度と低感度のリレー特性を有する保護演算により、回転機2の正常及び異常の監視を行う。
[Example of embodiment of digital type protective relay device 1]
A digital type
ディジタル型保護継電装置1は、第一アナログフィルタ11、第二アナログフィルタ12、マルチプレクサ13、AD変換器14及び監視部15を備える。
The digital
第一アナログフィルタ11は、パルストランス3を介した回転機2の電圧の入力信号(TG)から低感度電圧入力信号(V1)を取り出す。
The first
第二アナログフィルタ12は、入力信号(TG)から高感度電圧入力信号(V2)を取り出す。
The second
マルチプレクサ13は、低感度電圧入力信号(V1),高感度電圧入力信号(V2)のいずれかをAD変換器14に出力する。
The
AD変換器14は、マルチプレクサ13から供された低感度電圧入力信号(V1),高感度電圧入力信号(V2)のアナログ信号をディジタル信号の値に変換する。
The
監視部15は、AD変換器14から供された低感度電圧入力信号(V1),高感度電圧入力信号(V2)のディジタル値に基づき回転機2の正常及び異常の監視を行う。
The
図1(b)を参照して監視部15の各機能ブロックについて説明する。
Each functional block of the
第一判定回路51は、AD変換器14から供された前記低感度の電圧入力信号のディジタル値が低感度リレーの非飽和域であり且つ閾値以上であることの判定を行う。
The
第二判定回路52は、AD変換器14から供された前記高感度の電圧入力信号のディジタル値が高感度リレーの非飽和域であり且つ閾値以上であることの判定を行う。
The
監視回路53は、第一判定回路51,第二判定回路52の双方にて前記ディジタル値が非飽和域且つ閾値以上であると判定された場合に正常と判断する。一方、第一判定回路51,第二判定回路52のいずれかにて前記非飽和域且つ閾値以上を満たさないと判定された場合に異常と判断する。
The
[動作例の説明]
ディジタル型保護継電装置1の具体的な動作例について説明する。
[Explanation of operation example]
A specific operation example of the digital
ディジタル型保護継電装置1において、監視部15は、低感度入力信号(V1),高感度入力信号(V2)を例えば3.75°間隔でサンプリングした交流波形の瞬時値データとして監視する。
In the digital
(第一判定回路51の動作例)
図2,3を参照して監視部15の第一判定回路51の動作例について説明する。
(Operation example of the first determination circuit 51)
An operation example of the
S101:第一判定回路51の比較回路511は、低感度入力信号(V1)が100digit以上か否かを判定する。
S101: The
S102(1):低感度入力信号(V1)が100digit以上であると判定されると、第一判定回路51のオフディレイタイマT11(V1_OFFDELAYT1)にオフディレイ時間がセットされる。
S102 (1): When it is determined that the low-sensitivity input signal (V1) is 100 digits or more, the off-delay time is set in the off-delay timer T11 (V1_OFFDELAYT1) of the
S102(2):低感度入力信号(V1)が100digitよりも小さいと判定されると、オフディレイタイマT11が「0」でなければカウントダウンを行い、「0」であれば何ら処理を行わない。 S102 (2): If it is determined that the low-sensitivity input signal (V1) is smaller than 100 digits, if the off-delay timer T11 is not “0”, the countdown is performed, and if it is “0”, no processing is performed.
S103:第一判定回路51の比較回路512は、低感度入力信号(V1)が80digit以上であるか否かを判定する。
S103: The
S104(1):低感度入力信号(V1)が80digit以上であると判定されると、第一判定回路51のオフディレイタイマT12(V1_OFFDELAYT2)にオフディレイ時間がセットされる。
S104 (1): When it is determined that the low sensitivity input signal (V1) is 80 digits or more, the off delay time is set in the off delay timer T12 (V1_OFFDELAYT2) of the
S104(2):低感度入力信号(V1)が80digitよりも小さいと判定されると、オフディレイタイマT12が「0」でなければカウントダウンを行い、「0」であれば何ら処理を行わない。 S104 (2): If it is determined that the low-sensitivity input signal (V1) is smaller than 80 digits, if the off-delay timer T12 is not “0”, the countdown is performed, and if it is “0”, no processing is performed.
(第二判定回路52の動作例)
図2,4を参照して監視部15の第二判定回路52の動作例について説明する。
(Operation example of the second determination circuit 52)
An operation example of the
S201:第二判定回路52の比較回路521は、高感度入力信号(V2)が1000digit以上か否かを判定する。
S201: The
S202(1):高感度入力信号(V2)が1000digit以上であると判定されると、第二判定回路52のオフディレイタイマT21(V2_OFFDELAYT1)にオフディレイ時間がセットされる。
S202 (1): When it is determined that the high-sensitivity input signal (V2) is 1000 digits or more, the off-delay time is set in the off-delay timer T21 (V2_OFFDELAYT1) of the
S202(2):高感度入力信号(V2)が1000digitよりも小さい場合、オフディレイタイマT21が「0」でなければカウントダウンを行い、「0」であれば何ら処理を行わない。 S202 (2): When the high-sensitivity input signal (V2) is smaller than 1000 digits, if the off-delay timer T21 is not “0”, the countdown is performed, and if it is “0”, no processing is performed.
S203:第一判定回路51の比較回路522は、低感度入力信号(V1)が800digit以上であるか否かを判定する。
S203: The
S204(1):高感度入力信号(V2)が800digit以上であると判定されると、オフディレイタイマT22(V2_OFFDELAYT2)にオフディレイ時間がセットされる。 S204 (1): When it is determined that the high sensitivity input signal (V2) is 800 digits or more, the off delay time is set in the off delay timer T22 (V2_OFFDELAYT2).
S204(2):高感度入力信号(V2)が800digitより小さいと判定されると、オフディレイタイマT22が「0」でなければカウントダウンを行い、「0」であれば何ら処理を行わない。 S204 (2): If it is determined that the high-sensitivity input signal (V2) is smaller than 800 digits, if the off-delay timer T22 is not “0”, the countdown is performed, and if it is “0”, no processing is performed.
(監視回路53の動作例)
図2,5を参照して監視部15の監視回路53の動作例を説明する。
(Operation example of the monitoring circuit 53)
An operation example of the
S301:監視回路53の第一論理回路531は、オフディレイタイマT11がカウント中であるか、または、オフディレイタイマT21がカウント中であるかを判断する。
S301: The
S302:オフディレイタイマT11とオフディレイタイマT21の一方がカウント中であると判断された場合、第二論理回路532は、オフディレイタイマT12がカウント中かつオフディレイタイマT22がカウント中であるか否かを判定する。
S302: When it is determined that one of the off-delay timer T11 and the off-delay timer T21 is counting, the
S303(1):オフディレイタイマT12とオフディレイタイマT22のいずれもカウント中でないと判断され、さらに、このカウント中でない状態が監視タイマ534にて設定された一定期間(例えば、60s)継続すると、第三論理回路533は、不一致監視の結果として、監視対象系統(回転機2)の異常と判断し、処理を終了する。
S303 (1): It is determined that neither the off-delay timer T12 nor the off-delay timer T22 is counting, and further, when the state not counting is continued for a certain period (for example, 60 s) set by the
S303(2):S301でオフディレイタイマT11とオフディレイタイマT21の両方ともカウント中でないと判定された場合、または、S302でオフディレイタイマT12とオフディレイタイマT22の両方ともカウント中であると判定された場合、第三論理回路533は、不一致監視の結果として、前記監視対象系統の正常と判断し、処理を終了する。
S303 (2): If it is determined in S301 that both off-delay timer T11 and off-delay timer T21 are not counting, or it is determined in S302 that both off-delay timer T12 and off-delay timer T22 are counting. If it is determined, the
(本実施形態の効果)
以上のディジタル型保護継電装置1によれば、回転機2の回転数のような広域な周波数帯の入力量では正確な実効値演算が困難であっても、当該入力値の監視が可能となる。したがって、回転機2の回転数の監視方式の信頼性が向上する。
(Effect of this embodiment)
According to the digital
特に、監視部15において、オフディレイタイマ(第一判定回路51,第二判定回路52のオフディレイタイマ)は、交流入力の瞬時値データで判定するので、0点を通過時に監視タイマ534が復帰しないように、オフディレイする。
In particular, in the
また、監視回路53においては、監視タイマ534が実装され、第一判定回路51と第二判定回路52のいずれかにて非飽和域且つ閾値以上を満たさないと判定された状態が一定時間継続した場合に前記異常と判断される。したがって、過渡的な入力による誤検出が防止される。
In the
最新のディジタルリレーでは技術進歩もあり高調波除去を目的にサンプリング周波数を従来型の30°から30°以下(例えば、3.75°)サンプリングすることにより機能を向上させることができる。 With the latest digital relays, there are technological advances, and the function can be improved by sampling at a sampling frequency of 30 ° to 30 ° (for example, 3.75 °) of the conventional type for the purpose of eliminating harmonics.
ディジタル型保護継電装置1においては、3.75°サンプリングにすることにより、高周波数帯の波形では波高値が閾値を超えている時間の短縮化が可能となり、30°の比べ高周波数帯の波高値検出が可能となる。
In the digital
30°サンプリングでは30°間の波高値は検出できないので、30°に比べ8倍サンプリング周波数が高い3.75°にすることにより、検出できる周波数帯が広範囲となる。特に、3.75°でのサンプリングにおいては、波高値検出が可能な回転機の周波数は0−1500Hz(1500Hz以下)となる。 Since the peak value between 30 ° cannot be detected by 30 ° sampling, the frequency band that can be detected becomes wide by setting the sampling frequency to 3.75 °, which is 8 times higher than 30 °. In particular, in the sampling at 3.75 °, the frequency of the rotating machine capable of detecting the peak value is 0 to 1500 Hz (1500 Hz or less).
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲内で様々な態様で実施が可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various modes within the scope of the claims of the present invention.
1…ディジタル型保護継電装置
11…第一アナログフィルタ、12…第二アナログフィルタ、13…マルチプレクサ、14…AD変換器、15…監視部
51…第一判定回路、511…比較回路、512…比較回路、T11,T12…オフディレイタイマ
52…第二判定回路、521…比較回路、522…比較回路、T21,T22…オフディレイタイマ
53…監視回路、531…第一論理回路、532…第二論理回路、533…第三論理回路、534…監視タイマ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ディジタル値が低感度リレーの非飽和域であり且つ閾値以上であることを判定する第一判定回路と、
前記ディジタル値が高感度リレーの非飽和域であり且つ閾値以上であることを判定する第二判定回路と、
前記第一判定回路及び前記第二判定回路にて非飽和域且つ閾値以上であると判定された場合に正常と判断し、前記第一判定回路と前記第二判定回路のいずれかにて非飽和域且つ閾値以上を満たさないと判定された場合に異常と判断する監視回路と
を備えたことを特徴とするディジタル型保護継電装置。 In the digital type protective relay device that performs protection operation with high sensitivity and low sensitivity relay characteristics from the digital value of the electrical signal that is the input signal from the monitored system,
A first determination circuit that determines that the digital value is in a non-saturated region of a low-sensitivity relay and is equal to or greater than a threshold;
A second determination circuit that determines that the digital value is in a non-saturated region of a high-sensitivity relay and is equal to or greater than a threshold;
When it is determined that the first determination circuit and the second determination circuit are non-saturated and above the threshold value, it is determined as normal, and either the first determination circuit or the second determination circuit is not saturated. And a monitoring circuit that determines that an abnormality occurs when it is determined that the threshold value is not satisfied.
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JP2003009374A (en) * | 2001-06-15 | 2003-01-10 | Mitsubishi Electric Corp | Digital protective relay apparatus |
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