JP2555725Y2 - ディジタルリレー - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、時計回路を備えたデ
ィジタルリレーに関する。

【０００２】

【従来の技術】保護継電器として用いられるディジタル
リレーには、従来より、保護システムの健否チェック、
または特性確認を自動的に実施する自動監視機能が備え
られていて、たとえば一日〜数日に一回、定期的に自動
点検が行われる。このような自動点検機能を有するディ
ジタルリレーには、比較的長周期で一定の処理を行うた
めに時計回路が備えられている。自動点検を行う周期は
外部から一定範囲内で任意に設定することができ、ディ
ジタルリレーの制御部におけるＣＰＵは時計回路を用い
て、設定された周期で予め定められた自動点検処理を行
う。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】ところが、このような
時計回路を備えた従来のディジタルリレーにおいては、
自動点検の起動タイミングを内蔵の時計回路の計時内容
に基づいて行うだけであるため、何らかの原因で時計回
路が不良となって停止すれば、設定周期を超えても自動
点検が起動されないままとなる。また、何らかの原因で
時計の精度が低下すれば、自動点検の起動タイミングが
ずれてゆくことになる。しかも従来の常時監視では自動
点検が正しく定期的に行われているか否かの検出ができ
ず、時計回路の異常動作も発見できなかった。仮に、係
員が定期的に点検するとしても、１日に数分程度の遅れ
や進み等は容易に確認できない。そのため、本来なら自
動点検によって発見されるべき不動作故障が発見され
ず、信頼性が低下するおそれがあった。

【０００４】この考案の目的は、時計回路の異常動作状
態を検出し、これによりたとえば自動点検の起動が正し
く定期的にかかっているか否かを判定できるようにした
ディジタルリレーを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この考案は、時刻または
時間を計時する時計回路を備え、この時計回路の計時内
容に基づき、設定された点検周期で自動点検を起動させ
る手段を備えたディジタルリレーにおいて、時計回路と
は独立して一定周期でカウントを行う時計監視用タイマ
と、前記時計監視用タイマのカウント値が、前記点検周
期の許容最長周期に相当する上限値に達するまでに自動
点検が起動されたか否かを判定する手段と、自動点検の
処理の１つとして前記カウント値が前記点検周期の許容
最短周期に相当する下限値未満であるか否かを判定する
手段とを設けたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】この考案のディジタルリレーでは、一定周期で
時計監視用タイマが作動され、この時計監視用タイマの
カウント値が、点検周期の許容最長周期に相当する上限
値に達したときに自動点検が起動されたか否かが判定さ
れる。一定周期で時計監視用タイマをカウントする手段
は時計回路とは独立しているため、仮に時計回路部にお
いて原発振回路やカウンタが故障して時計が異常動作し
ても、時計監視用タイマは独立してカウントを続ける。
もし、時計監視用タイマのカウント値が、点検周期の許
容最長周期に相当する上限値を超えても自動点検が起動
されなければ、時計回路の動作が異常に遅い（または停
止している）ことが判る。また、この考案のディジタル
リレーでは、時計監視用タイマのカウント値が前記点検
周期の許容最短周期に相当する下限値以上であるか否か
の判定が、自動点検の処理の１つとして行われる。も
し、時計監視用タイマのカウント値が、点検周期の許容
最短周期に相当する下限値に達するまでに自動点検が起
動されたなら、時計回路の動作が異常に速いことが判
る。これらの時計回路の点検は常時監視項目または自動
点検項目の１つとして行うことにより、時計回路の異常
を検知したとき、その異常状態を直ちに報知することが
できる。

【０００７】

【実施例】この考案の実施例であるディジタルリレーの
構成をブロック図として図２に示す。図２においてＣＰ
Ｕ１はＲＯＭ４に書き込まれているプログラムを実行す
ることによってこの装置全体をディジタルリレーとして
機能させる。クロック発生回路２はＣＰＵ１およびタイ
ミング制御回路３に対しクロック信号を与える。タイミ
ング制御回路３はクロック信号を分周するとともに、Ｃ
ＰＵ１に対し一定周期で割り込み信号を与え、また各部
にタイミング信号を与える。ＲＡＭ５はサンプリングデ
ータの一時記憶、リレー演算の際のワーキングエリアお
よび後述する各種変数の記憶エリア等として用いられ
る。ＤＩ／Ｏ６は補助リレーのリレー接点状態を入力
し、ＣＰＵ１はＤＩ／Ｏ６を介して補助リレーの接点状
態を読み取る。ＤＩ／Ｏ７には常時監視において故障を
検知したことを表す補助リレー等の各種補助リレーが接
続されていて、ＣＰＵ１は時計回路の停止不良状態の検
出時にＤＩ／Ｏ７を介してその補助リレーを制御する。
キースイッチ９は各種値やモードの設定に用いられ、キ
ー制御回路８がキー入力制御を行う。表示器１１は時計
回路の異常動作状態を含めてディジタルリレーユニット
全体の動作状態を表示する。表示制御回路１０は表示器
１１の表示制御を行う。絶縁変換器１２，１３は被測定
信号を絶縁状態で所定レベルの電圧信号に変換し、フィ
ルタ１４，１５は折り返し誤差を防ぐために低域のみ通
過させ、サンプルホールド回路１６，１７はサンプリン
グ周期ごとに入力信号をホールドする。マルチプレクサ
１８は選択信号により選択された一方のホールド信号を
Ａ／Ｄコンバータ１９へ与える。

【０００８】Ａ／Ｄコンバータ１９はこれをディジタル
データに変換する。不揮発性メモリ２０は整定値を記憶
する。時計回路２１は、クロックジェネレータ、分周回
路、計時カウンタおよびＣＰＵのバスラインとのインタ
ーフェイスを行う回路からなる。ＣＰＵ１は必要な時点
で時計回路２１内の計時カウンタに対する時刻設定また
は計時カウンタの読み取りを行う。

【０００９】次に、第２図に示したＲＡＭ５内の一部構
成を図３に示す。図３において「時計監視用タイマＣ」
は、後述するリレープログラムの実行時にそのつどイン
クリメントされ、後述するメインプログラムの実行時お
よび自動点検プログラムの処理時に読み出される。「点
検周期」は自動点検を行う周期（日数）、「点検時刻」
は自動点検を行う時刻である。「点検開始日カウンタ」
は次回の自動点検を行う日までの残り日数である。「時
計読取データ」は図２に示した時計回路２１の内容を読
み取って格納するデータである。また、Ｃ１，Ｃ２は時
計監視用タイマの比較対象となるカウント値の上限値お
よび下限値である。

【００１０】次に、時計回路の正常／異常判定方法を図
１に基づいて説明する。図１は右方向に時間の経過をと
っている。また図中αは時計監視用タイマによる１日に
要するカウント数、εはその１日あたりの許容誤差カウ
ント数である。また、「点検時刻成立時」とは、点検開
始日までの残り日数が０で且つ現在時刻が点検時刻に一
致したときを表す。「点検周期」は自動点検を行う周期
（日数）である。したがって今回の点検時刻成立時から
（α＊点検周期）分のカウントが行われたときに次回の
自動点検が起動されるはずであるが、時計回路およびシ
ステムクロックの誤差を考慮して、（α−ε）＊点検周
期〜（α＋ε）＊点検周期の範囲に次回の自動点検が起
動されたなら、時計回路は正常であるとみなす。（（α
＋ε）＊点検周期）を超えても自動点検が起動されなけ
れば、または（（α−ε）＊点検周期）に達するまでに
自動点検が起動されたなら時計回路の異常とみなす。

【００１１】次に、図２に示したＣＰＵの実行するプロ
グラムのタイミングチャートを図４に示す。図４におい
てｔは図２に示したタイミング制御回路３から与えられ
る割り込みの周期であり、ＣＰＵはこの割り込みによっ
て一定時間リレープログラムを実行し、リレープログラ
ムの終了後、メインプログラムに戻る。メインプログラ
ムの実行中に割り込みがかかれば再びリレープログラム
を実行する。このようにｔの周期でリレープログラムと
メインプログラムを交互に実行する。

【００１２】次に、ＣＰＵの処理手順をフローチャート
として図５〜図８に示す。

【００１３】図５は各種データの整定を行うプログラム
の処理手順であり、これはディジタルリレーの稼動開始
前に行う。まず、現在日時の整定を行う（ｎ１）。これ
によって図２に示した時計回路２１に日付および時刻が
設定される。続いて点検周期および点検時刻の整定を行
う（ｎ２→ｎ３）。これにより図３に示した「点検周
期」および「点検時刻」が設定される。その後、その他
の各種データの整定を行う（ｎ４）。続いて、点検周期
＊（α＋ε）をＣ１に求め、点検周期＊（α−ε）をＣ
２に求める。ここでαは時計監視用タイマの１日に要す
るカウント数、εはその１日あたりの許容誤差カウント
数である。（ｎ５→ｎ６）。その後、時計監視用タイマ
Ｃをクリアして整定処理を終了する（ｎ７）。

【００１４】図６はリレープログラムの処理手順であ
り、タイミング制御回路３から割り込みがかかった時、
このリレープログラムを実行する。まず時計回路から日
付および時刻のデータを読み取って図３に示した「時計
読取データ」として格納する（ｎ１０）。続いて、時計
監視用タイマＣをインクリメントする（ｎ１１）。その
後、測定データを読み取って、あらかじめ定めたリレー
演算を行う（ｎ１２→ｎ１３）。そしてリレー演算の結
果を整定値と比較する（ｎ１４）。その結果、継電器を
作動させる条件となれば接点出力を行う（ｎ１４→ｎ１
５）。その他の場合には接点出力は行わない（ｎ１４→
ＲＥＴＵＲＮ）。

【００１５】図７はメインプログラムの処理手順であ
り、割り込みによるリレープログラムの実行時以外およ
び後述する自動点検プログラムの実行時以外はこのメイ
ンプログラムを実行する。まず日付が更新されたか否
か、すなわち時計読取データのうち日付のデータが前回
よりカウントアップされたか否かを判定する（ｎ２
０）。

【００１６】日付の更新がなされたなら、点検開始日カ
ウンタをデクリメントする（ｎ２１）。なお、点検開始
日カウンタには、すでに点検周期（日数）のデータがプ
リセットされている。点検開始日カウンタをデクリメン
トした結果、点検開始日カウンタの値が０すなわち点検
開始日当日となったか否かの判定を行う（ｎ２２）。点
検開始日の当日となれば、現在時刻が点検時刻に達した
か否かの判定を行う（ｎ２３）。点検開始日当日でかつ
現在時刻が点検時刻に達すれば、後述する自動点検処理
を行う（ｎ２４）。点検開始日の当日でなく、また点検
開始日の当日であっても点検時刻に達していな場合、或
いは自動点検の終了後には、ステップｎ２５で時計監視
用タイマＣとすでに求めたＣ１（図５のステップｎ５参
照）との大小比較を行う。Ｃ＞Ｃ１である時、すなわち
時計監視用タイマＣの値が自動点検の起動される上限値
Ｃ１に達してもまだ自動点検が起動されなかったなら、
時計回路の異常状態とみなして表示を行うとともに、接
点出力を行って警報用の補助リレーを作動させる（ｎ２
６）。Ｃ≦Ｃ１であるとき、または異常報知を行った後
は、その他の常時監視（Ａ／Ｄ変換精度チェック、整定
値照合チェック、ウォッチドッグタイマのリセット、Ｄ
Ｉ／Ｏチェック、トリップ回路監視、および電源監視
等）を行う（ｎ２７）。メインプログラムでは以上のス
テップｎ２０〜ｎ２７の処理を繰り返して行う。

【００１７】図８は図７におけるステップｎ２４の自動
点検処理の処理手順である。自動点検が起動されたな
ら、まず時計監視用タイマＣが、すでに求めた値Ｃ２
（図５のステップｎ６参照）以上であるか否か、すなわ
ち自動点検の起動される下限値Ｃ２を超える条件で自動
点検が起動されたか否かを判定する（ｎ３０）。この条
件を満足すれば、時計監視用タイマＣをクリアし、点検
開始日カウンタに対し点検周期の値を再びプリセットす
る（ｎ３１→ｎ３２）。その後、その他の自動点検処理
を行う（ｎ３３）。もし自動点検が起動されたとき時計
監視用タイマの値Ｃが自動点検の起動される下限値Ｃ２
未満であれば、あらかじめ設定した点検周期より異常に
早く自動点検が起動された場合であり、この場合にも時
計回路の異常とみなして、その状態を表示するとともに
接点出力を行って警報用の補助リレーを作動させる（ｎ
３０→ｎ３４）。

【００１８】

【考案の効果】この考案によれば、時計回路自体が不良
となって異常動作した場合、これを常時監視および自動
点検により速やかに発見することができ、しかもたとえ
ば１日に数分程度の遅れや進みが生じる程度の精度の低
下をも確実に自動的に検出することができる。そのた
め、自動点検が不実施状態となることや、自動点検の起
動タイミングのずれを未然に防ぐことができ、装置が故
障したままの状態で系統事故と遭遇して不良動作を起こ
す、といったことのない信頼性の高いディジタルリレー
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例における時計回路の正常／異
常判定方法を示す図である。

【図２】この考案の実施例に係るディジタルリレーのブ
ロック図である。

【図３】ＲＡＭの一部構成図である。

【図４】ＣＰＵの動作タイミングを示す図である。

【図５】整定時に実行されるＣＰＵの処理手順を示すフ
ローチャートである。

【図６】割り込み時に実行されるリレープログラムに相
当するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。

【図７】メインプログラムに相当するＣＰＵの処理手順
を示すフローチャートである。

【図８】自動点検時の処理手順を示すフローチャートで
ある。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】時刻または時間を計時する時計回路を備
   え、この時計回路の計時内容に基づき、設定された点検
   周期で自動点検を起動させる手段を備えたディジタルリ
   レーにおいて、 時計回路とは独立して一定周期でカウントを行う時計監
   視用タイマと、前記時計監視用タイマのカウント値が、
   前記点検周期の許容最長周期に相当する上限値に達する
   までに自動点検が起動されたか否かを判定する手段と、
   自動点検の処理の１つとして前記カウント値が前記点検
   周期の許容最短周期に相当する下限値未満であるか否か
   を判定する手段とを設けたことを特徴とするディジタル
   リレー。