JP2585894B2 - 保護継電器 - Google Patents

保護継電器

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JP2585894B2
JP2585894B2 JP3172354A JP17235491A JP2585894B2 JP 2585894 B2 JP2585894 B2 JP 2585894B2 JP 3172354 A JP3172354 A JP 3172354A JP 17235491 A JP17235491 A JP 17235491A JP 2585894 B2 JP2585894 B2 JP 2585894B2
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一郎 笠間
康二 渡辺
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Tokyo Gas Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、保護継電器に関し、さ
らに詳しくは、停電を判別して負荷の解列や電源系統の
切換えなどを行うための保護継電器に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、図6に示されるように、商用
(常用)電源2と予備電源3との2系統の受電設備にお
いて、商用(常用)電源2が、何等かの理由で停電した
場合には、予備電源3に切換えることになるが、従来で
は、一般に、不足電圧継電器(UVR)60によって電
源電圧が一定レベル以下になったことを検出して停電で
あると判別し、電源の切換え、あるいは、負荷の解列な
どを行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
不足電圧継電器60による方式では、負荷に、力率改善
用コンデンサ(進相用コンデンサ)4や大型電動機5が
ある場合には、その残存電圧の影響によって停電が生じ
ても直ちに検出することができず、数100msec程
度の遅れが生じ、予備電源への切換えが遅れ、このた
め、切換完了後や1〜2secの瞬時停電復旧時に、大
型電動機等の全負荷の同時起動と同様に過大な受電電流
を必要とすることがあり、過電流によって受電点トリッ
プが発生するといった難点があった。
【0004】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、高信頼度で、しかも、高速度で停電の判別を
行えるようにした保護継電器を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。
【0006】すなわち、本発明は、電源の停電を検出す
る保護継電器において、電源周波数の低下を複数のレベ
ルで検出する第1検出手段と、電源電圧の低下を複数の
レベルで検出する第2検出手段と、前記両検出手段の
数のレベルにおける出力それぞれに基づいて複数のレベ
ルにおいて停電を判別する判別手段と、を備える構成と
した。
【0007】
【作用】上記構成によれば、電源電圧および電源周波数
の両者の複数のレベルにおける出力それぞれに基づいて
複数のレベルにおいて停電の判別を行うので、電源電圧
のみで判別する従来例に比べて、より高速で、しかも、
信頼性高く停電を検出することが可能となる。とくに、
複数のレベルにおいて停電の判別を行うことで、その複
数レベルの停電の判別信号を用いて種々の対応が可能と
なる。
【0008】
【実施例】以下、図面によって本発明の実施例につい
て、詳細に説明する。
【0009】この実施例の保護継電器1は、図1に示さ
れるように、商用(常用)電源2と予備電源3との2系
統の受電設備に備えられており、商用電源2の停電を後
述のようにして検出し、予備電源3へ切換え、あるい
は、進相用コンデンサ4や大型電動機5といった負荷の
解列などを行うものである。
【0010】図2は、図1の保護継電器1の要部のブロ
ック図であり、なお、この図2においては、1相分の構
成を示している。
【0011】この実施例の保護継電器1は、商用電源の
供給ライン6に計器用変圧器PTを介して接続されてお
り、商用電源の停電を高速で、かつ、信頼性高く検出す
るために、次のように構成されている。
【0012】すなわち、この実施例の保護継電器1は、
過入力保護回路7を介して与えられる商用電源の周波数
の低下を検出する第1検出手段8と、商用電源の電圧の
低下を検出する第2検出手段9と、両検出手段8,9の
出力に基づいて商用電源の停電を判別する判別手段10
と、判別手段10の判別出力によって電源の切換え、あ
るいは、進相用コンデンサ4や大型電動機5などの解列
等のための出力を与える複数の出力回路11〜15を備
えている。
【0013】電源周波数の低下(Δf)を検出する第1
検出手段8は、電源周波数が、10〜20msecに亘
って、0.5Hz以上低下したことを検出する第1検出
部16と、0.25Hz以上低下したことを検出する第
2検出部17とを有している。
【0014】電源電圧の低下(ΔV)を検出する第2検
出手段9は、10msecに亘って電源電圧が、10%
以上低下したことを検出する第1検出部18と、6%以
上低下したことを検出する第2検出部19とを有してい
る。
【0015】図3は、各検出手段8,9の検出特性を示
す図であり、同図(A)は電源周波数、同図(B)は電
源電圧の検出特性を示しており、縦軸は電源周波数の低
下度(Δf)、電源電圧の低下度(ΔV)をそれぞれ示
し、横軸は時間(T)を示している。
【0016】第1検出手段8は、図3(A)に示される
ように、10〜20msec以上の期間に亘る電源周波
数の0.5Hz以上および0.25Hz以上の低下を検出
する2つの検出特性を有しており、第2検出手段9は、
図3(B)に示されるように、10msec以上の期間
に亘る電源電圧の10%以上および6%以上の低下を検
出する2つの検出特性を有している。
【0017】なお、この実施例において、電源周波数の
検出特性を0.25Hz、電源電圧の検出特性を6%と
したのは、商用電源の通常の周波数および電圧の精度
(0.1〜0.2Hz、6〜10%)を考慮して設定した
ものである。
【0018】判別手段10は、上述の4つの検出特性を
組み合わせて停電を判別し、負荷の解列や電源の切換え
を行うためのものであり、この判別手段10は、両検出
手段8,9の第1検出部16,18の出力が与えられる
第1アンドゲート20と、両検出手段8,9の第1検出
部16および第2検出部19の出力が与えられる第2ア
ンドゲート21と、両検出手段8,9の第2検出部17
および第1検出部18の出力が与えられる第3アンドゲ
ート22と、両検出手段8,9の第2検出部17,19
の出力が与えられる第4アンドゲート23と、第1アン
ドゲート20の出力を50〜200msec程度遅延さ
せるディレータイマ24とを備えている。
【0019】この実施例では、電源周波数の0.25H
zの低下および電源電圧の6%の低下に対応する第4ア
ンドゲート23の出力が与えられる出力回路15によっ
て、進相用コンデンサ4の解列を行って残存電圧の減衰
を早め、他のアンドゲート20,21,22の出力に対
応する各出力回路11,12,13,14によって停電
であるとして電源の切換え、他の負荷の解列などを行う
ようにしている。
【0020】このように電源周波数の低下および電源電
圧の低下に基づいて、商用電源の停電を判別するので、
電源電圧の低下のみで判別する従来例に比べて高速で停
電を判別することが可能である。
【0021】図4は、本発明の他の実施例の要部のブロ
ック図であり、図2の実施例に対応する部分には、同一
の参照符を付す。
【0022】電源周波数の低下を検出する第1検出手段
8aは、Δf1〜Δf4の周波数低下をそれぞれ検出す
る第1〜第4検出部25〜28と、各検出部25〜28
の出力を遅延させるディレータイマ29〜32と、各デ
ィレータイマ29〜32の出力が与えられる第1オアゲ
ート41とを備えている。
【0023】一方、電源電圧の低下を検出する第2検出
手段9aは、ΔV1〜ΔV4の電圧低下をそれぞれ検出
する第1〜第4検出部33〜36と、各検出部33〜3
6の出力を遅延させるディレータイマ37〜40と、各
ディレータイマ37〜40の出力が与えられる第2オア
ゲート42とを備えている。
【0024】図5は、第1,第2検出手段8a,9aの
検出特性を示す図であり、同図(A),(C)が第1検
出手段8の検出特性を示し、同図(B),(D)が第2
検出手段9aの検出特性を示している。
【0025】第1検出手段8aの第1〜第4検出部25
〜28は、図5(C)に示されるように、10〜20m
sec(Tf1)に亘る1.0Hz(Δf1),0.75
Hz(Δf2),0.5Hz(Δf3),0.25〜0.
1Hz(Δf4)の電源周波数の低下をそれぞれ検出す
るものである。各ディレータイマ29〜32は、各検出
部25〜28の出力を、0,α2,α3,α4の期間そ
れぞれ遅延させて出力するものであり、各ディレータイ
マ29〜32の出力タイミングは、図5(A),(C)
のTf1〜Tf4にそれぞれ対応したものとなる。
【0026】したがって、第1検出手段8aの第1オア
ゲート41の出力は、図5(A)の階段状の検出特性Δ
faで示されることになり、第1検出手段8aの第4検
出部28の出力は、図5(A)の検出特性Δfbで示さ
れることになる。
【0027】同様に、第2検出手段9aの第1〜第4検
出部33〜36は、図5(D)に示されるように、10
msec(Tv1)に亘る20%(ΔV1),15%
(ΔV2),10%(ΔV3),9〜5%(ΔV4)の
電源電圧の低下をそれぞれ検出するものである。各ディ
レータイマ37〜40は、各検出部33〜36の出力
を、0,β2,β3,β4の期間それぞれ遅延させて出
力するものであり、各ディレータイマ37〜40の出力
タイミングは、図5(B),(D)のTv1〜Tv4に
それぞれ対応したものとなる。
【0028】したがって、第2検出手段9aの第2オア
ゲート42の出力は、図5(B)の階段状の検出特性Δ
Vaで示されることになり、第2検出手段9aの第4検
出部36の出力は、図5(B)の検出特性ΔVbで示さ
れることになる。
【0029】判別手段10aは、上述の4つの検出特性
Δfa,Δfb,ΔVa,ΔVbを組み合わせて停電を
判別し、負荷の解列や電源の切換えを行うためのもので
あり、この判別手段10aは、第1,第2オアゲート4
1,42の出力が与えられる第3オアゲート43と、第
1,第2オアゲート41,42の出力が与えられる第1
アンドゲート44と、両検出手段8a,9aの第4検出
部28,36の出力が与えられる第4オアゲート45
と、両検出手段8a,9aの第4検出部28,36の出
力が与えられる第2アンドゲート46とを備えている。
【0030】判別手段10aの判別出力は、電源の切換
え、あるいは、進相用コンデンサ4や大型電動機5など
の解列等を行うための出力リレー47〜54に与えられ
る。
【0031】この実施例では、第1検出手段8aの検出
特性Δfbおよび第2検出手段9aの検出特性ΔVbに
基づく、第4オアゲート45または第2アンドゲート4
6に対応する出力リレー51,52によって、進相用コ
ンデンサ4の解列を行って残存電圧の減衰を早め、第1
検出手段8aの検出特性Δfaおよび第2検出手段9a
の検出特性ΔVaに基づく、第3オアゲート43または
第1アンドゲート44に対応する出力リレー47,48
によって停電であるとして電源の切換え、他の負荷の解
列などを行うようにしている。
【0032】この実施例では、第1,第2検出手段8
a,9aの各ディレータイマ29〜32,37〜40
は、0〜300msec程度の範囲で可変設定できるの
で、負荷状態に応じて不要動作をしないように適宜設定
することができるものである。
【0033】なお、本発明の第1,第2検出手段の検出
特性が、上記各実施例に限定されないのは勿論である。
【0034】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、電源電圧
および電源周波数の両者の複数のレベルにおける出力そ
れぞれに基づいて複数のレベルにおいて停電の判別を行
うので、電源電圧のみで判別する従来例に比べて、より
高速で、しかも、信頼性高く停電を検出することが可能
となる。これによって、電源切換を実施しても不要な受
電点トリップが発生することもない。とくに、電源電圧
および電源周波数の両者の複数のレベルを検出して複数
のレベルにおいて停電の判別を行うことで、その複数レ
ベルの停電の判別信号を用いて種々の対応が可能とな
り、例えば、その判別レベルが高い場合、すなわち、停
電の可能性が高い場合には商用電源から予備電源への切
り換えを行なわすようにし、しかも、その切り換えも使
用する負荷の実状等に即して適宜のレベルにおいて行う
ようにすることができる。また、その判別レベルが低い
場合、すなわち、停電の可能性があまり高くない場合に
は、そのレベルに応じて負荷における残存電圧を除去し
たり、停電警報を報知させるようにすることができ、こ
のように、単なる電源の切り換えだけでなく使用する負
荷等に応じて適宜の対応が可能となることで、きわめて
有効かつ便利に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の受電設備の構成を示す図である。
【図2】図1の保護継電器の要部のブロック図である。
【図3】図2の実施例の検出特性を示す図である。
【図4】本発明の他の実施例の要部のブロック図であ
る。
【図5】図4の実施例の検出特性を示す図である。
【図6】従来例の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 保護継電器 8,8a 第1検出手段 9,9a 第2検出手段 10,10a 判別手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 泰行 熊本県阿蘇郡一宮町大字宮地字南油町 4429番地 オムロン阿蘇株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−298915(JP,A) 特公 昭63−8715(JP,B2) 実公 平1−34522(JP,Y2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電源の停電を検出する保護継電器であっ
    て、 電源周波数の低下を複数のレベルで検出する第1検出手
    段と、 電源電圧の低下を複数のレベルで検出する第2検出手段
    と、 前記両検出手段の複数のレベルにおける出力それぞれに
    基づいて複数のレベルにおいて停電を判別する判別手段
    と、 を備えることを特徴とする保護継電器。
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