JP2019208294A

JP2019208294A - 保護リレーのレンジ切替方法

Info

Publication number: JP2019208294A
Application number: JP2018101174A
Authority: JP
Inventors: 勇樹吉岡; Yuki Yoshioka
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 2018-05-28
Filing date: 2018-05-28
Publication date: 2019-12-05
Anticipated expiration: 2038-05-28
Also published as: JP7137117B2

Abstract

【課題】正弦波からかけ離れた波形でも適切なレンジを選択できる保護リレーを提供する。【解決手段】保護リレーは、１回目レンジ切替部ＳＷ１とリレー処理部Ｒｙ間に２回目レンジ切替部ＳＷ２、判定部Ｃ２を追加する。判定部Ｃ２では、低レベル電気量検出回路出力信号２Ａと高レベル電気量検出回路出力信号２Ｂを比較し、高レベル電気量検出回路出力信号２Ｂが低レベル電気量検出回路出力信号２ＡのＫ’倍上回っていたら、低レベル電気量検出回路出力信号２Ａから高レベル電気量検出回路出力信号２Ｂに、２回目レンジ切替部ＳＷ２を切り替えてその後の処理を行う機能を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、電力系統の電圧・電流を測定し、その信号をもとに演算を行い、過電圧・過電流等の事故を検出し保護リレー動作を行う保護リレー装置に関するものである。より詳しくは、針状波形が入力された場合でも、測定が可能な保護リレーに関する。

保護リレーの多くは、入力の高いレベルから低いレベルまでを高精度で確認する必要があり、２つ以上の電気量検出回路(レンジ)を有している。従来はそれぞれのレンジからの出力を、アナログフィルタにて高周波成分を除去した後に、それぞれ規定値と比較して適切なレンジを選択していた。しかしながら、間欠地絡事故で発生する針状波では不適切なレンジを選択する可能性があった。

特許文献１には、入力電流の高いレベルから低いレベルまでを精度よく確認できるよう1つの入力変換器(ＣＴ)に対して低レベル用の電気量検出回路(Ａ)と高レベル用の電気量検出回路(Ｂ)の２つのレンジが用意されていて、それらの出力を切り替えるスイッチ(ＳＷ)を設け、入力によって２つを切り替える事により広範囲で高精度を得る方法が開示されている。

また特許文献２には、入力電流の大きさを検出し、フルスケールを超えるか否か判定し、その結果によりフルスケール切替信号を送出し、フルスケール切替回路でフルスケールを切り替えて処理を行う技術が開示されている。

特開平６−３４３２２２号公報特開平９−２４３６６９号公報

従来技術は正弦波入力では有効であるが、高調波が過大に重畳された波形、例えば、間欠地絡事故で発生する針状波波形では有効ではない。針状波波形はピーク値が大きく、検出回路でピーク部分がカットされる場合があり、アナログフィルタにより高周波分が減少すると波形が減衰し、判定値Ｋを下回る可能性がある。結果、元々高レベル検出回路で処理すべきところが低レベル検出回路で処理してしまう恐れがある。ピーク部分をカットしないよう電気量検出範囲を更に上げるという対策が考えられるが、現状の精度を維持しようとした場合、レンジを３つ以上に増やす必要があり、回路の増加・コスト上昇につながる。現状の構成をなるべく変更せずに、正弦波からかけ離れた波形でも適切なレンジを選択できる保護リレーを提供することを目的とする。

上記課題を解決する為に、従来技術の構成に加えて、１回目レンジ切替部（ＳＷ１）−リレー処理部（Ｒｙ）間に２回目レンジ切替部（ＳＷ２）,判定部（Ｃ２）を追加する。判定部（Ｃ２）では、低レベル電気量検出回路出力信号(２Ａ)と高レベル電気量検出回路出力信号(２Ｂ)を比較しており、高レベル電気量検出回路出力信号（２Ｂ）が低レベル電気量検出回路出力信号（２Ａ）のＫ’倍上回っていたら、（２Ａ）から（２Ｂ）にＳＷ２を切り替えてその後の処理を行う。

本発明の方法を用いると保護リレーの間欠地絡事故で発生する針状波波形等、高調波が過大に重畳された波形でも適切なレンジを選択できる。

図１は、従来のブロック図である。図２は、従来のフローチャートである。図３は、本発明のブロック図である。図４は、本発明のフローチャートである。

本発明の具体的な動きについて図３本発明のブロック図と、図４本発明のタイミングチャートを用いて説明する。
（１）電力系統からの電気量(電流入力)（０）がリレー内の入力変換器(補助変流器)(ＣＴ)に入力される。なお、電流入力（０）は正弦波ではなく、間欠地絡事故で発生する針状波が入力されたとする。
（２）電流入力（０）は、入力変換器(補助変流器)(ＣＴ)を通って、入力変換器信号（１）を出力し、低レベル検出回路(Ａ)と高レベル検出回路(Ｂ)の両方に入力される。レベル検出回路は、一般的にゲイン回路(ＡＧ,ＢＧ)とアナログフィルタ回路(ＡＦ,ＢＦ)で構成されており、今回もこの構成とする。
（３）電流入力（１）は、針状波波形であり、ピーク部分が低レベルゲイン回路（ＡＧ）,高レベルゲイン回路（ＢＧ）でそれぞれカットされる。その後低レベルアナログフィルタ（ＡＦ）,高レベルアナログフィルタ（ＢＦ）により高周波分が減衰され、低レベル電気量検出回路出力信号（２Ａ）、高レベル電気量検出回路出力信号（２Ｂ）として出力されて、１回目レンジ切替部（ＳＷ１）に入力される。高レベル電気量検出回路出力信号（２Ｂ）は、１回目レンジ切替部（ＳＷ１の制御部（Ｃ１）に入力されて、判定値（Ｋ）と比較する。判定値（Ｋ）は、低レベル検出回路（Ａ）の検出範囲の最大値から所定値だけ小さい値としている。
（２Ｂ）が判定値（Ｋ）を下回れば（２Ａ）を選択し、上回れば（２Ｂ）を選択する。本来、針状波は大きい値であり（２Ｂ）を選択するはずが、ピーク部分が高レベルゲイン回路（ＢＧ）でカットされ、高レベルアナログフィルタ（ＢＦ）で減衰してしまい、判定値（Ｋ）を下回り、低レベル電気量検出回路出力信号（２Ａ）を選択しまう場合がある。(本来は、高レベル電気量検出回路出力信号（２Ｂ）を選ぶはずが、不適切なレンジを選択してしまう。)
（４）ＳＷ１の出力信号（２Ｃ）と、高レベル電気量検出回路出力信号（２Ｂ）は、ＳＷ２及びＣ２に入力される。Ｃ２は、低レベル電気量検出回路出力信号（２Ａ）と高レベル電気量検出回路出力信号（２Ｂ）を比較し、高レベル電気量検出回路出力信号（２Ｂ）が低レベル電気量検出回路出力信号（２Ａ）のＫ’倍上回っていたら、低レベル電気量検出回路出力信号（２Ａ）⇒高レベル電気量検出回路出力信号（２Ｂ）にＳＷ２を切り替えて出力する。つまり、適切なレンジに選択し直している。
（５）ＳＷ２の出力がリレー処理部(Ｒｙ)に入力され、出力信号（４）を接点回路等の各回路へ出力する。判定値Ｋ’＝(1/アナログフィルタでの減衰量（測定値）)以上の値とする。本実施例ではレンジが２個の場合を説明したが、レンジが３つ以上の場合でも、ＳＷ１後の出力で選択された出力値とその一つ上位の出力値を比較することで、同様のパフォーマンスを発揮することができる。

＜部品、回路名＞
ＣＴ：入力変換器（補助変流器）
Ａ：低レベル電気量検出回路
ＡＧ：低レベルゲイン回路
ＡＦ：低レベルアナログフィルタ
Ｂ：高レベル電気量検出回路
ＢＧ：高レベルゲイン回路
ＢＦ：高レベルアナログフィルタ
ＳＷ１：1回目レンジ切替部
ＳＷ２：2回目レンジ切替部
Ｃ１：判定部（1段目入力）
Ｃ２：判定部（2段目入力）
Ｒｙ：リレー処理部
＜信号名＞
０：アナログ入力
１：入力変換器出力信号
２Ａ：低レベル電気量検出回路出力信号
２Ｂ：高レベル電気量検出回路出力信号
３：ＳＷ１制御信号
４：リレー要素出力信号
５：ＳＷ２制御信号

Claims

入力変換器と、その後段にゲイン回路とアナログフィルタで構成されるレベルの異なる検出回路と、前記検出回路のレンジ切替部２個と、前記レンジ切替の判定を行う判定部を２個備え、1回目レンジ切替部は、高レベル検出回路の出力値と判定値を比較し、出力値が判定値以上の場合は、そのまま高レベル検出回路で処理し、出力値が判定値以下の場合は、低レベル検出回路に切替え、２回目レンジ切替部は、高レベル検出回路の出力値が、低レベル検出回路の出力値のＫ‘倍より大きければ、高レベル検出回路の出力値に切替えることを特徴とする保護リレー。