JP2661189B2 - 保護継電器装置 - Google Patents
保護継電器装置Info
- Publication number
- JP2661189B2 JP2661189B2 JP63245124A JP24512488A JP2661189B2 JP 2661189 B2 JP2661189 B2 JP 2661189B2 JP 63245124 A JP63245124 A JP 63245124A JP 24512488 A JP24512488 A JP 24512488A JP 2661189 B2 JP2661189 B2 JP 2661189B2
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- Japan
- Prior art keywords
- current
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- peak
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- circuit breaker
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は電力供給系統の保護継電器装置に関する。
（ロ）従来の技術 一般に、モータ等の負荷への電力供給は、電源側から
主遮断器を介し、各負荷毎に電磁開閉器を通して行われ
る。この種の電磁開閉器は過電流・地絡トリップ付きの
ものが広く使用されており、過電流・地絡に対する保護
機能を備えている。しかしながら、負荷側で短絡事故、
特に機器組込みの半導体素子の破壊による短絡事故が発
生した場合短絡による大電流のため電磁開閉器の遮断能
力の不足で事故の拡大にいたるおそれがある。そこで、
この対策として、従来は短絡保護用ヒューズを設ける
か、大電流ロック付き過電流検出機構を採用している。
いずれも電源に近い側の遮断機構に対し、大電流ほど小
さい遅れで遮断を行うことにより負荷に近い側の遮断機
構を保護する遮断協調の考えを採用している。
主遮断器を介し、各負荷毎に電磁開閉器を通して行われ
る。この種の電磁開閉器は過電流・地絡トリップ付きの
ものが広く使用されており、過電流・地絡に対する保護
機能を備えている。しかしながら、負荷側で短絡事故、
特に機器組込みの半導体素子の破壊による短絡事故が発
生した場合短絡による大電流のため電磁開閉器の遮断能
力の不足で事故の拡大にいたるおそれがある。そこで、
この対策として、従来は短絡保護用ヒューズを設ける
か、大電流ロック付き過電流検出機構を採用している。
いずれも電源に近い側の遮断機構に対し、大電流ほど小
さい遅れで遮断を行うことにより負荷に近い側の遮断機
構を保護する遮断協調の考えを採用している。
（ハ）発明が解決しようとする問題 上記した短絡事故に対する従来の対策技術は、保護用
ヒューズを設けるものは、閉路時の突入電流で溶断する
おそれがあるし、大電流ロック付き過電流検出機構は構
成が複雑で、装置が高価なため、大形の電気工作物の電
力供給系統以外は適用し難いという問題があった。
ヒューズを設けるものは、閉路時の突入電流で溶断する
おそれがあるし、大電流ロック付き過電流検出機構は構
成が複雑で、装置が高価なため、大形の電気工作物の電
力供給系統以外は適用し難いという問題があった。
この発明は、上記問題点に着目してなされたもので、
短絡事故の際には停電範囲を局所的にする一方、所要の
時には、電源側の遮断器を動作させて負荷側の開閉器を
保護し得る簡易な構成の保護継電器装置を提供すること
を目的としている。
短絡事故の際には停電範囲を局所的にする一方、所要の
時には、電源側の遮断器を動作させて負荷側の開閉器を
保護し得る簡易な構成の保護継電器装置を提供すること
を目的としている。
（ニ）課題を解決するための手段及び作用 この発明の保護継電器装置は、電源側に接続される主
遮断器と、この主遮断器と負荷間に接続される電磁開閉
器とを含む電力供給系統を保護するものであって、負荷
電流を検出する電流検出手段と、検出された電流を電圧
値に変換する電流／電圧変換手段と、前記電圧値のピー
クを保持するピーク保持手段と、前記電圧値を積分する
積分手段と、前記電圧値、ピーク値及び積分値を入力と
してファジイ推論を実行するファジイ推論手段とを備え
ており、前記ファジイ推論手段の推論結果に応じ、前記
主遮断器を動作させるようにしている。
遮断器と、この主遮断器と負荷間に接続される電磁開閉
器とを含む電力供給系統を保護するものであって、負荷
電流を検出する電流検出手段と、検出された電流を電圧
値に変換する電流／電圧変換手段と、前記電圧値のピー
クを保持するピーク保持手段と、前記電圧値を積分する
積分手段と、前記電圧値、ピーク値及び積分値を入力と
してファジイ推論を実行するファジイ推論手段とを備え
ており、前記ファジイ推論手段の推論結果に応じ、前記
主遮断器を動作させるようにしている。
この保護継電器装置では、負荷電流が電流検出器で検
出され、さらに電圧値に変換されて、ファジイ推論手段
に入力される。また、電圧値のピーク値がピーク保護手
段で保持されて、ファジイ推論手段に入力され、同様に
電圧値が積分手段で積分されてファジイ推論手段に入力
される。ファジイ推論手段では、入力された電圧値（現
在値）、ピーク値及び積分値をもとに、所定のルールに
基づくファジイ推論手段を実行し、推論結果として電磁
開閉器の危険度（ダメージ度）を得る。危険度が大であ
れば、その出力により主遮断器を動作させる。
出され、さらに電圧値に変換されて、ファジイ推論手段
に入力される。また、電圧値のピーク値がピーク保護手
段で保持されて、ファジイ推論手段に入力され、同様に
電圧値が積分手段で積分されてファジイ推論手段に入力
される。ファジイ推論手段では、入力された電圧値（現
在値）、ピーク値及び積分値をもとに、所定のルールに
基づくファジイ推論手段を実行し、推論結果として電磁
開閉器の危険度（ダメージ度）を得る。危険度が大であ
れば、その出力により主遮断器を動作させる。
（ホ）実施例 以下、実施例によりこの発明をさらに詳細に説明す
る。
る。
第１図は、この発明の一実施例を示す保護継電器装置
の回路図である。同図において、気中遮断器（主遮断
器）１が三相の電源と二次電力線２間に接続されてい
る。二次電力線２と負荷３間に電磁開閉器４が接続され
ている。電磁開閉器４は、主回路を閉じるためのコイル
4aを有するほか、図示していないが、バイメタルによる
トリップ機構を有しており、負荷の開閉と、過負荷時の
遮断のために設けられている。短絡事故に対する遮断能
力は有していない。負荷３へ電力を供給する電力線５
に、負荷電流検出用の変流器６が結合されており、変流
器６で検出される負荷電流ｉは、ファジイ推論部７に取
り込まれる。このファジイ推論部７については後に詳述
する。熱動継電器の常閉接点８は、主回路に過電流が流
れたとき、所定の限時を経て閉路する。過電流による遮
断後は自然空冷により閉路し、主回路の閉成を可能にす
る。９は電磁開閉器制御部であり、例えばプログラマブ
ルコントローラが使用される。
の回路図である。同図において、気中遮断器（主遮断
器）１が三相の電源と二次電力線２間に接続されてい
る。二次電力線２と負荷３間に電磁開閉器４が接続され
ている。電磁開閉器４は、主回路を閉じるためのコイル
4aを有するほか、図示していないが、バイメタルによる
トリップ機構を有しており、負荷の開閉と、過負荷時の
遮断のために設けられている。短絡事故に対する遮断能
力は有していない。負荷３へ電力を供給する電力線５
に、負荷電流検出用の変流器６が結合されており、変流
器６で検出される負荷電流ｉは、ファジイ推論部７に取
り込まれる。このファジイ推論部７については後に詳述
する。熱動継電器の常閉接点８は、主回路に過電流が流
れたとき、所定の限時を経て閉路する。過電流による遮
断後は自然空冷により閉路し、主回路の閉成を可能にす
る。９は電磁開閉器制御部であり、例えばプログラマブ
ルコントローラが使用される。
気中遮断器１は複数の負荷回路を一括して保護するも
のであり、トリップコイル1aを備えている。この気中遮
断器１は、カスケード遮断協調として過負荷域に対して
は、熱動継電器よりも長く随時、短絡域に対しては熱動
継電器より短い限時で遮断を行う。10は保護継電器群の
常開接点であり、過電流不足電圧、地絡過電流など各種
継電器の接点で論理和の条件トリップコイル1aに電流を
流し、気中遮断器１の遮断動作を行う。
のであり、トリップコイル1aを備えている。この気中遮
断器１は、カスケード遮断協調として過負荷域に対して
は、熱動継電器よりも長く随時、短絡域に対しては熱動
継電器より短い限時で遮断を行う。10は保護継電器群の
常開接点であり、過電流不足電圧、地絡過電流など各種
継電器の接点で論理和の条件トリップコイル1aに電流を
流し、気中遮断器１の遮断動作を行う。
ファジイ推論部７は、第２図に示すように、三相の過
電流検出値入力を整流する整流トラック71、サイリスタ
制御等による高周波成分を除去する低域濾波器72、ピー
ク保持回路73、計測用増幅回路74、積分回路75、ピーク
保持回路73と計測用増幅回路74及び積分回路75の各出力
が入力されるファジイ演算部76と、二値化部77とから構
成されている。ピーク保持回路73は、断続的短絡電流に
対しても最大値を保持し、推論入として供するために設
けられている。低域濾波器72から出力される負荷電流に
応じた信号は計測用増幅回路74で増幅されて、負荷電流
値ｉとして、また、ピーク保持回路73でピーク保持され
てピーク電流iPとして、さらに積分回路75で積算されて
∫idtとして、それぞれファジイ演算部76に入力され
る。
電流検出値入力を整流する整流トラック71、サイリスタ
制御等による高周波成分を除去する低域濾波器72、ピー
ク保持回路73、計測用増幅回路74、積分回路75、ピーク
保持回路73と計測用増幅回路74及び積分回路75の各出力
が入力されるファジイ演算部76と、二値化部77とから構
成されている。ピーク保持回路73は、断続的短絡電流に
対しても最大値を保持し、推論入として供するために設
けられている。低域濾波器72から出力される負荷電流に
応じた信号は計測用増幅回路74で増幅されて、負荷電流
値ｉとして、また、ピーク保持回路73でピーク保持され
てピーク電流iPとして、さらに積分回路75で積算されて
∫idtとして、それぞれファジイ演算部76に入力され
る。
ファジイ演算部76は、ファジイ推論を実行するための
回路であり、専用デバイスあるいはファジイ推論を実行
するようにプログムされたプロセッサ等が使用される。
このファジイ演算部76は、電流値ｉ、ピーク電流iP、電
流積分値∫idtを入力として、第３図に示すルールにし
たがい、ファジイ推論を行い、電磁開閉器のダメージ度
合を出力する。二値化部77は、ファジイ演算部76から出
力されるダメージ度合を遮断器１をトリップするか、し
ないかのブール値に変化して出力する。二値化のための
しきい値は、電磁開閉器９からの制御信号S9により調整
できる。
回路であり、専用デバイスあるいはファジイ推論を実行
するようにプログムされたプロセッサ等が使用される。
このファジイ演算部76は、電流値ｉ、ピーク電流iP、電
流積分値∫idtを入力として、第３図に示すルールにし
たがい、ファジイ推論を行い、電磁開閉器のダメージ度
合を出力する。二値化部77は、ファジイ演算部76から出
力されるダメージ度合を遮断器１をトリップするか、し
ないかのブール値に変化して出力する。二値化のための
しきい値は、電磁開閉器９からの制御信号S9により調整
できる。
第３図のテーブルで必要な入力値iP、ｉ、∫idtのメ
ンバシップ関数の一例をそれぞれ第４図、第５図、第６
図に示している。ここで、ＳはSmall（小さい）、ＭはM
edium（中くらい）、ＬはLarge（大きい）を表示してい
る。第３図のテーブルでは、縦方向にピーク値iP及び現
在値のｉのＳ、Ｍ、Ｌ及びＳ、Ｌが配列されており、横
方向に積分値∫idtのＳ、Ｍ、Ｌを配列している。各配
列の交差する欄には、出力つまり、開閉器接点機構のダ
メージ度合が示されている。上記テーブルにおいて、ピ
ーク値iPは短絡回路インピーダンスで過電流リレー（7
2）の瞬時要素に相当する。積分値∫idtは限時要素に相
当する。現在値ｉは∫idtの予測値に相当する。これら
は線路保護の経験的知識である第３図において、例えば
ピーク値iPが小さく（Ｓ）、現在値ｉも小さく（Ｓ）、
かつ積分値∫idtも小さい（Ｓ）場合、ダメージ度は小
さい（Ｓ）。したがって、この場合には、遮断器１はト
リップされない。しかし、例えばピーク値iPが大きく
（Ｌ）、現在値ｉも大きく（Ｌ）、かつ積分値∫idtも
大きい（Ｌ）場合には、推論結果、つまりダメージ度は
大きい（Ｌ）であり、この場合はファジイ推論部７より
トリップコイル1aに電流を流し、遮断器１を断動作させ
る。
ンバシップ関数の一例をそれぞれ第４図、第５図、第６
図に示している。ここで、ＳはSmall（小さい）、ＭはM
edium（中くらい）、ＬはLarge（大きい）を表示してい
る。第３図のテーブルでは、縦方向にピーク値iP及び現
在値のｉのＳ、Ｍ、Ｌ及びＳ、Ｌが配列されており、横
方向に積分値∫idtのＳ、Ｍ、Ｌを配列している。各配
列の交差する欄には、出力つまり、開閉器接点機構のダ
メージ度合が示されている。上記テーブルにおいて、ピ
ーク値iPは短絡回路インピーダンスで過電流リレー（7
2）の瞬時要素に相当する。積分値∫idtは限時要素に相
当する。現在値ｉは∫idtの予測値に相当する。これら
は線路保護の経験的知識である第３図において、例えば
ピーク値iPが小さく（Ｓ）、現在値ｉも小さく（Ｓ）、
かつ積分値∫idtも小さい（Ｓ）場合、ダメージ度は小
さい（Ｓ）。したがって、この場合には、遮断器１はト
リップされない。しかし、例えばピーク値iPが大きく
（Ｌ）、現在値ｉも大きく（Ｌ）、かつ積分値∫idtも
大きい（Ｌ）場合には、推論結果、つまりダメージ度は
大きい（Ｌ）であり、この場合はファジイ推論部７より
トリップコイル1aに電流を流し、遮断器１を断動作させ
る。
（ヘ）発明の効果 この発明によれば、負荷電流を検出し、その負荷電流
のピーク値、現在値及び積分値を入力として、ファジイ
推論手段でファジイルールによる推論を実行し、開閉器
を接点機構のダメージ度合を出力して、主遮断器を制御
するものであるから、定量化し難いシステム設計上の経
験的知識を難解な数式などを用いることなく、装置に組
込むことができる。また、人間の思考様式と類似の推論
により、電磁開閉器の接点ダメージが軽微な場合には、
主遮断器を断せず、局所的な停電範囲とするとともに、
接点ダメージが大きいと推論される場合は、主遮断器に
動作させて、電磁開閉器等を保護することにより効率の
よい遮断協調を行うことができる。
のピーク値、現在値及び積分値を入力として、ファジイ
推論手段でファジイルールによる推論を実行し、開閉器
を接点機構のダメージ度合を出力して、主遮断器を制御
するものであるから、定量化し難いシステム設計上の経
験的知識を難解な数式などを用いることなく、装置に組
込むことができる。また、人間の思考様式と類似の推論
により、電磁開閉器の接点ダメージが軽微な場合には、
主遮断器を断せず、局所的な停電範囲とするとともに、
接点ダメージが大きいと推論される場合は、主遮断器に
動作させて、電磁開閉器等を保護することにより効率の
よい遮断協調を行うことができる。
また、ファジイ推論機構は少ないジャンクション数で
実現できるので高速動作が可能であり、選択再閉路方式
を適用した無停止システムにも使用することができる。
実現できるので高速動作が可能であり、選択再閉路方式
を適用した無停止システムにも使用することができる。
第１図は、この発明の一実施例を示す保護継電器装置の
回路図、第２図は、同保護継電器装置を構成するファジ
イ推論部の具体構成を示すブロック図、第３図は、同フ
ァジイ推論部で実行される推論ルールを表すテーブルを
示す図、第４図は同ファジイ推論部で推論演算入力とさ
れる電流ピーク値のメンバシップ関数を示す図、第５図
は、同入力される電流現在値のメンバシップ関数を示す
図、第６図は、同入力される電流積分値のメンバシップ
関数を示す図である。 1:気中遮断器、4:電磁開閉器、 6:変流器、7:ファジイ推論部、 73:ピーク保持回路、74:計測用増幅回路、 75:積分回路、76:ファジイ演算部。
回路図、第２図は、同保護継電器装置を構成するファジ
イ推論部の具体構成を示すブロック図、第３図は、同フ
ァジイ推論部で実行される推論ルールを表すテーブルを
示す図、第４図は同ファジイ推論部で推論演算入力とさ
れる電流ピーク値のメンバシップ関数を示す図、第５図
は、同入力される電流現在値のメンバシップ関数を示す
図、第６図は、同入力される電流積分値のメンバシップ
関数を示す図である。 1:気中遮断器、4:電磁開閉器、 6:変流器、7:ファジイ推論部、 73:ピーク保持回路、74:計測用増幅回路、 75:積分回路、76:ファジイ演算部。
Claims (1)
- 【請求項１】電源側に接続される主遮断器と、この主遮
断器と負荷間に接続される電磁開閉器とを含む電力供給
系統を保護する保護継電器装置であって、 負荷電流を検出する電流検出手段と、検出された電流を
電圧値に変換する電流／電圧変換手段と、前記電圧値の
ピークを保持するピーク保持手段と、前記電圧値を積分
する積分手段と、前記電圧値、ピーク値及び積分値を入
力としてファジイ推論を実行するファジイ推論手段とを
備え、前記ファジイ推論手段の推論結果に応じ、前記主
遮断器を動作させるようにしたことを特徴とする保護継
電器装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63245124A JP2661189B2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 保護継電器装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63245124A JP2661189B2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 保護継電器装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0295129A JPH0295129A (ja) | 1990-04-05 |
| JP2661189B2 true JP2661189B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=17128980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63245124A Expired - Lifetime JP2661189B2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 保護継電器装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2661189B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4230692A1 (de) * | 1992-09-14 | 1994-03-17 | Siemens Ag | Schutzauslöseverfahren |
| JP3541921B2 (ja) * | 1998-03-02 | 2004-07-14 | 三菱電機株式会社 | 開閉機器動作診断装置 |
-
1988
- 1988-09-29 JP JP63245124A patent/JP2661189B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0295129A (ja) | 1990-04-05 |
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