JP3335788B2 - 電力系統保護制御装置 - Google Patents

電力系統保護制御装置

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JP3335788B2
JP3335788B2 JP00231295A JP231295A JP3335788B2 JP 3335788 B2 JP3335788 B2 JP 3335788B2 JP 00231295 A JP00231295 A JP 00231295A JP 231295 A JP231295 A JP 231295A JP 3335788 B2 JP3335788 B2 JP 3335788B2
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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、電力系統の状態や他装
置の状態などの外部情報の状態信号(接点信号)を入力
し、電力系統の機器を保護・制御する電力系統保護制御
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は従来の電力系統保護制御装置
(1)のブロック図である。制御電源の活殺はスイッチ
8R(2)を介して行われる。供給された制御電源は次
段のDC/DCコンバータ(3)で変換され、電源(+
5V、±15V)を入力回路(4)、演算回路(5)、
出力回路(6)に供給する。外部からのしゃ断器(7)
接点信号は入力回路(4)に入力され、しゃ断器の開閉
状態が検出される。検出された情報は次段の演算回路
(5)で電力系統保護制御演算に用いられる。
【0003】例えば電力系統に雷による事故が発生する
と、電力系統保護制御装置は電圧、電流、しゃ断器情報
より電力系統保護制御演算を実行し、その結果に基づき
例えば事故点を除去するしゃ断指令を出力回路(6)よ
り出力する。ここで、図8に入力回路(4)の詳細を示
す。入力回路(4)はフォトカプラ(41)とNOT回
路(42)で構成され、フォトカプラ(41)の入力側
と出力側は電気的に絶縁されている。フォトカプラの一
次側にはスイッチ8R(2)を介して制御電源が供給さ
れ、フォトカプラの二次側にはDC/DCコンバータ
(3)よりの電源が供給される。しゃ断器(7)の接点
が閉じるとフォトカプラ(41)の一次側に電流が流れ
二次側のトランジスタが動作し、出力は「0」となる。
さらに、次段のNOT回路(42)に「0」が入力され
ると出力は反転されて「1」となる。すなわち、しゃ断
器(7)接点が閉じると入力回路(4)の出力は「1」
となり次段の演算回路(5)に入力される。次にしゃ断
器(7)接点が開くとフォトカプラ(41)の一次側に
電流が流れなくなるため二次側のトランジスタは不動作
となり出力は「1」となる。この信号は次段のNOT回
路(42)に入力され出力は反転されて「0」となる。
すなわち、しゃ断器(7)の開閉は演算回路(5)に於
いて「1」=「しゃ断器は閉」、「0」=「しゃ断器は
開」と認識される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ここで、しゃ断器
(7)が閉の状態に於いて装置に供給される制御電源に
瞬断が発生すると、入力回路(4)のフォトカプラに供
給される電源が断たれるためしゃ断器(7)が閉の状態
であってもフォトカプラ(41)は不動作となり出力
「1」が次段のNOT回路(42)に入力される。NO
T回路(42)で「1」信号が反転され出力は「0」と
なり、次段の演算回路(5)は「しゃ断器(7)は閉」
にも係わらず「しゃ断器(7)は開」の誤った情報で演
算を行う事となる。一方、DC/DCコンバータ(3)
は電源瞬断に対しては、内蔵されているコンデンサに蓄
積された電気で電源(+5V、±15V)低下を補える
ため電源瞬断発生前後で何等変化はない。
【0005】すなわち、演算回路(5)の電力系統保護
制御演算は電源瞬断により誤ったしゃ断器(7)の開閉
情報を用いて実行されるため、電力系統保護制御装置の
誤動作や誤不動作に至る恐れがある。
【0006】つまり、従来の方式はしゃ断器接点信号を
入力回路で検出し、その開閉状態を1、0で識別してい
る。しゃ断器が閉じている状態で制御電源の瞬断が発生
すると、入力回路の一次側に供給されている電源が喪失
するためしゃ断器「閉」であっても「開」と識別を誤
る。本発明は、上記問題を解決するためになされたもの
であり、電源瞬断中のしゃ断器検出情報等の外部情報の
変化を防止する電力系統保護制御装置を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本発明の請求項1による電力系統保護制御装置で
は、しゃ断器の開閉を示す接点状態を単に検出するので
なく、図1に示すように電源断を検出するための検出器
(補助リレー)(9)と、しゃ断器常開接点(以下、a
接点と言う。)と補助リレー接点の接点信号を組み合わ
せて電源瞬断時でもしゃ断器の開閉状態を正しく検出す
る判定回路(8)を付加する。また、本発明の請求項2
による電力系統保護制御装置では、図2に示すようにひ
とつのしゃ断器の開閉状態をふたつの接点、常開接点と
常閉接点(以下、b接点と言う。)で入力し、ふたつの
接点信号を組み合わせて電源瞬断時でも正しくしゃ断器
の開閉を検出する判定回路(8)を付加する。
【0008】
【作用】図1は本発明の請求項1による電力系統保護制
御装置のブロック図である。本発明の請求項1の作用に
ついて図1を用いて説明する。制御電源の活殺はスイッ
チ8R(2)を介して行われる。供給された制御電源は
次断のDC/DCコンバータ(3)で変換され、電源
(+5V、±15V)を入力回路(4)、演算回路
(5)、出力回路(6)、判定回路(8)に供給する。
制御電源の電圧有無を検出するための補助リレー(9)
の接点信号と外部からのしゃ断器(7)接点信号は入力
回路(4)に入力され、判定回路(8)に渡される。判
定回路(8)では、補助リレーの接点信号から制御電源
断かどうかを判定し、制御電源有りの時はしゃ断器接点
信号をそのまましゃ断器の開閉状態として演算回路
(5)に渡すが、制御電源無しの時は電源瞬断前のしゃ
断器の開閉状態(前値)を保持し演算回路(5)に渡
す。演算回路(5)では渡されたしゃ断器の開閉状態を
元に電力系統保護制御演算を行い、出力回路(6)に制
御出力する。
【0009】尚、ここでは、外部からの接点入力する外
部情報としてしゃ断器を取り上げているが、しゃ断器以
外の電力系統の状態、例えば、断路器の開閉状態、保護
リレーの動作や、他の装置の状態、例えば、稼働/停
止、43スイッチの入り切り、なども含まれる。
【0010】図2は本発明の請求項2による電力系統保
護制御装置のブロック図である。本発明の請求項2の作
用について図2を用いて説明する。制御電源の活殺はス
イッチ8R(2)を介して行われる。供給された制御電
源は次段のDC/DCコンバータ(3)で変換され、電
源(+5V、±15V)を入力回路(4)、演算回路
(5)、出力回路(6)、判定回路(8)に供給する。
ひとつのしゃ断器の開閉状態をふたつの接点、a,b接
点(7)で入力回路(4)に入力し、判定回路(8)に
渡す。判定回路(8)では、ふたつの接点信号は本来逆
の状態(一方が0で他方は1)となることを利用して制
御電源断かどうかを判定し、ふたつの接点信号が逆の状
態即ち制御電源有りの時はしゃ断器接点信号をそのまま
しゃ断器の開閉状態として演算回路(5)に渡すが、ふ
たつの接点信号が同じ状態即ち制御電源無しの時は電源
瞬断前のしゃ断器の開閉状態を保持し演算回路(5)に
渡す。演算回路(5)では渡されたしゃ断器の開閉状態
を元に電力系統保護制御演算を行い、出力回路(6)に
制御出力する。
【0011】尚、ここでは、外部からの接点入力する外
部情報としてしゃ断器を取り上げているが、しゃ断器以
外の電力系統の状態、例えば、断路器の開閉状態、保護
リレーの動作や、他の装置の状態、例えば、稼働/停
止、43スイッチ(制御回路切換スイッチ等)の入り切
り、なども含まれる。
【0012】
【実施例】本発明の請求項1の一実施例について図1,
図3を用いて以下説明する。図1は本発明の請求項1に
よる電力系統保護制御装置のブロック図である。構成上
の特徴は、判定回路(8)を付加し、外部機器あるいは
外部装置からのa接点信号と、自装置に設けた制御電源
の有無を検出する補助リレー80Xのa,b接点信号を
入力回路(4)に入力し、検出されたこれらの情報から
判定回路(8)で電源瞬断の影響でしゃ断器の開閉情報
が変化しないように保持機能を有していることである。
図3は本発明の請求項1の一実施例における入力回路・
判定回路の詳細図である。図3に示す構成はしゃ断器
(7)のa接点を入力回路(4A)で検出、制御電源の
有無を検出する補助リレー80X(9)のa,b接点を
入力回路(4B)(4C)で検出する方式である。これ
らの検出された出力信号A〜Cは次段の判定回路(8)
に於いて、一定の条件が成立したことでしゃ断器の開閉
を判定しフリップフロップ回路(8A)で保持される。
【0013】先ず制御電源が供給されている状態に於い
て、しゃ断器が閉じるとしゃ断(7)のa接点が閉じ入
力回路(4A)の出力信号Aは「1」となる。補助リレ
ー80X(9)は制御電源の有無を検出し、制御電源有
り時に動作する。動作した結果、入力回路(4B)に入
力される補助リレー80X(9)のa接点は閉となり出
力信号Bは「1」となる。一方、入力回路(4C)に入
力される補助リレー80X(9)のb接点は開となり出
力信号Cは「0」となる。これらの出力信号は次段の判
定回路に入力される。
【0014】判定回路(8)に於いて出力信号A=
「1」はAND回路(8B)とNOT回路(8F)に入
力される。NOT回路(8F)の出力は「0」となり次
段のAND回路(8C)に入力されるがアンドの条件が
成立せずAND回路(8C)の出力は「0」となる。次
に出力信号B=「1」は排他的NOR回路(8E)に入
力、出力信号C=「0」はNOT回路(8D)に入力さ
れ反転された出力「1」が排他的NOR回路(8E)に
入力される。排他的NOR回路(8E)の入力は共に
「1」であることより出力は「1」となる。この結果、
AND回路(8B)の条件成立で出力「1」がフリップ
フロップ回路(8A)のセット信号として入力、AND
回路(8C)の出力「0」がフリップフロップ回路(8
A)のリセット信号として入力されフリップフロップ回
路(8A)の出力Qは「1」となる。すなわち、出力Q
「1」はしゃ断器(7)閉として判定され次段の演算回
路(5)に入力される。
【0015】しゃ断器が開くとしゃ断器(7)のa接点
が開き入力回路(4A)の出力信号Aは「0」となる。
補助リレー80X(9)の動作は変化ないので入力回路
(4B)の出力信号Bは「1」、入力回路(4C)の出
力信号Cは「0」である。次段の判定回路(8)に於い
て、排他的NOR回路(8E)の出力は変わらず
「1」、入力回路(4A)からの出力信号Aが「1」か
ら「0」に変化した事でAND回路(8B)の出力は
「1」から「0」に変化し、フリップフロップ回路(8
A)のセット信号として入力される。次に出力信号A=
「0」がNOT回路(8F)で反転され出力「1」がA
ND回路(8C)に入力され、AND回路(8C)の出
力「1」がフリップフロップ回路(8A)のリセット信
号として入力されフリップフロップ回路(8A)の出力
Qは「0」となる。すなわち、しゃ断器(7)開と判定
される。
【0016】しゃ断器(7)が閉じている状態で制御電
源の瞬断が発生すると、入力回路(4A,4B,4C)
の一次側に電流が流れないため出力信号A,Bは「1」
から「0」に変化する。出力信号Cは「0」のままであ
る。判定回路(8)に於いては出力信号B=「0」が排
他的NOR回路(8E)に入力、一方出力信号C=
「0」はNOT回路(8D)に入力され出力「1」が排
他的NOR回路(8E)に入力される。この結果、排他
的NOR回路(8E)の出力は「0」となり次段のAN
D回路(8B,8C)に入力され、AND回路(8B,
8C)の条件不成立で出力「0」がフリップフロップ回
路(8A)のセット、リセット信号として入力されるが
フリップフロップ回路(8A)は入力条件不成立でリセ
ットされず電源瞬断前のしゃ断器閉=「1」の出力を保
持する。
【0017】しゃ断器(7)が開いている状態で制御電
源の瞬断が発生すると、入力回路(4A,4B,4C)
の一次側に電流が流れないため出力信号Cは「1」から
「0」に変化する。出力信号A,Bは「0」のままであ
る。判定回路(8)に於いては出力信号B=「0」が排
他的NOR回路(8E)に入力、一方出力信号C=
「0」はNOT回路(8D)に入力され出力「1」が排
他的NOR回路(8E)に入力される。この結果、排他
的NOR回路(8E)の出力は「0」となり次段のAN
D回路(8B,8C)に入力され、AND回路(8B,
8C)の条件不成立で出力「0」がフリップフロップ回
路(8A)のセット、リセット信号として入力されるが
フリップフロップ回路(8A)は入力条件不成立で電源
瞬断前のしゃ断器開=「0」の出力を保持する。
【0018】次に、本発明の請求項2〜5の実施例につ
いて図2、図4〜6を用いて説明する。図2は本発明の
請求項2による電力系統保護制御装置のブロック図であ
る。図2に示すようにひとつのしゃ断器の開閉状態をふ
たつの接点、a,b接点で入力し、ふたつの接点信号を
組み合わせて電源瞬断時でも正しくしゃ断器の開閉を検
出する判定回路(8)を付加している。図4は本発明の
請求項3の一実施例における入力回路・判定回路の詳細
図である。図4では、しゃ断器(7)の2種類の接点を
入力回路(4A,4B)で検出し、検出された出力信号
A,Bは次段の判定回路(8)に於いて、一定の条件が
成立した時にしゃ断器の開閉が判定されフリップフロッ
プ回路(8A)で保持される。
【0019】先ず、制御電源が供給されている状態に於
いてしゃ断器が閉じるとしゃ断器(7)のa接点が閉
じ、b接点が開く。入力回路(4A)はa接点が閉じた
ことで出力信号Aは「1」となる。入力回路(4B)は
b接点が開くことで出力信号Bは「0」となる。判定回
路(8)に於いて出力信号A=「1」はAND回路(8
B)と排他的NOR回路(8E)に入力される。次に、
出力信号B=「0」はAND回路(8C)とNOT回路
(8D)に入力される。NOT回路(8D)の出力は
「1」が出力され、排他的NOR回路(8E)の入力は
共に「1」となり出力「1」が次段のAND回路(8
B,8C)に入力される。ここで、AND回路(8B)
の入力は共に「1」であるため出力「1」フリップフロ
ップ回路(8A)のセット信号として入力、AND回路
(8C)は出力信号B=「0」が入力されているので出
力「0」がフリップフロップ回路(8A)のリセット信
号として入力される。この結果、フリップフロップ回路
(8A)はセットされ出力Qは「1」となる。すなわ
ち、しゃ断器閉と判定される。
【0020】しゃ断器が開くとしゃ断器(7)のa接点
は開き、b接点は閉じる。この時、入力回路(4A,4
B)の出力信号A=「0」、B=「1」となり、しゃ断
器が閉じたのと逆の信号となる。排他的NOR回路(8
E)の入力は出力信号A=「0」と出力信号B=「1」
がNOT回路(8D)で反転された出力「0」であり、
排他的NOR回路(8E)出力は「1」となり次段のA
ND回路(8B,8C)に入力される。結果、AND回
路(8B)の出力「0」がフリップフロップ回路(8
A)のセット信号として入力し、AND回路(8C)の
出力「1」がフリップフロップ回路(8A)のリセット
信号として入力されフリップフロップ回路(8A)はリ
セットされて出力Qは「0」となる。すなわち、しゃ断
器開と判定される。
【0021】しゃ断器(7)が閉じている状態で制御電
源の瞬断が発生すると、入力回路(4A,4B)の一次
側に電流が流れないため出力信号Aは「1」から「0」
に変化する。出力信号Bは「0」のままである。判定回
路(8)のAND回路(8B,8C)に出力信号A,B
=「0」が入力されると、AND回路(8B,8C)の
出力は共に「0」となり出力「0」がフリップフロップ
回路(8A)のセット、リセット信号として入力され
る。この結果、フリップフロップ回路(8A)は入力条
件不成立でリセットされず、電源瞬断前のしゃ断器閉=
「1」の出力を保持する。
【0022】しゃ断器(7)が開いている状態で制御電
源の瞬断が発生すると、入力回路(4A,4B)の一次
側に電流が流れないため出力信号Bは「1」から「0」
に変化する。出力信号Aは「0」のままである。判定回
路(8)のAND回路(8B,8C)に出力信号A,B
=「0」が入力されると、AND回路(8B,8C)出
力は共に「0」となり出力「0」がフリップフロップ回
路(8A)のセット、リセット信号として入力される。
この結果、フリップフロップ回路(8A)は入力条件不
成立でリセットされず、電源瞬断前のしゃ断器開=
「0」の出力を保持する。
【0023】本発明の請求項4の一実施例について以下
図5を用いて説明する。図5は本発明の請求項4の一実
施例における入力回路・判定回路の詳細図である。図5
の入力回路は図4の入力回路と同一である。判定回路
(8)に於いて、入力回路(4A)の出力信号AをAN
D回路(8B)に直接入力、もう一方はNOT回路(8
F)に入力し反転した信号をAND回路(8C)に入力
している。AND回路(8B,8C)のもう一方の入力
は排他的NOR回路(8E)からの出力信号であり、上
記請求項3の一実施例で説明した如く出力信号A=
「1」且つB=「0」、あるいはA=「0」且つB=
「1」の時出力信号「1」が出力される。この結果、し
ゃ断器(7)閉でAND回路(8B)の条件が成立し、
フリップフロップ(8A)はセットされ出力Qは「1」
となる。しゃ断器(7)開の場合はAND回路(8C)
の条件が成立し、フリップフロップ(8A)はリセット
され出力Qは「0」となる。
【0024】電源瞬断が発生すると、入力回路(4A,
4B)で検出された信号がA,B共に「0」となるため
排他的NOR回路(8E)の出力は「0」となり次段の
AND回路(8B,8C)の出力は「0」となる。この
結果、フリップフロップ回路(8A)は入力条件不成立
で電源瞬断前のしゃ断器閉=「1」、あるいはしゃ断器
開=「0」の出力を保持する。
【0025】本発明の請求項5の一実施例について以下
図6を用いて説明する。図6は本発明の請求項5の一実
施例における入力回路・判定回路の詳細図である。図6
の入力回路は図4の入力回路と同一である。判定回路
(8)に於いて、入力回路(4A)の出力信号BをAN
D回路(8C)に直接入力、もう一方はNOT回路(8
F)に入力し反転した信号をAND回路(8B)に入力
している。AND回路(8B,8C)のもう一方の入力
は排他的NOR回路(8E)からの出力信号であり、前
記図4で説明した如く出力信号A=「1」且つB=
「0」、あるいはA=「0」且つB=「1」の時出力信
号「1」が出力される。この結果、しゃ断器(7)閉で
AND回路(8B)の条件が成立し、フリップフロップ
(8A)はセットされ出力Qは「1」となる。しゃ断器
(7)開の場合はAND回路(8C)の条件が成立し、
フリップフロップ(8A)はリセットされ出力Qは
「0」となる。
【0026】電源瞬断が発生すると、入力回路(4A,
4B)で検出された信号がA,B共に「0」となるため
排他的NOR回路(8E)の出力は「0」となり次段の
AND回路(8B,8C)の出力は「0」となる。この
結果、フリップフロップ回路(8A)は入力条件不成立
で電源瞬断前のしゃ断器閉=「1」、あるいはしゃ断器
開=「0」の出力を保持する。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば外
部機器、外部装置からの接点信号を入力回路で検出した
後、一定の条件で検出した情報をフリップフロップによ
り保持することで電源瞬断時の情報変化を防止できる極
めて高い信頼性を有した電力系統保護制御装置が提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の請求項1による電力系統保護制御装置
のブロック図、
【図2】本発明の請求項2による電力系統保護制御装置
のブロック図、
【図3】本発明の請求項1の一実施例の入力回路・判定
回路の詳細図、
【図4】本発明の請求項3の一実施例の入力回路・判定
回路の詳細図、
【図5】本発明の請求項4の一実施例の入力回路・判定
回路の詳細図、
【図6】本発明の請求項5の一実施例の入力回路・判定
回路の詳細図、
【図7】従来の電力系統保護制御装置のブロック図、
【図8】従来の電力系統保護制御装置の入力回路の詳細
図を示す。
【符号の説明】
1 電力系統保護制御装置、 2 スイッチ8R、 3 DC/DCコンバータ、 4 入力回路、 4A 入力回路、 4B 入力回路、 4C 入力回路、 41 フォトカプラ、 42 NOT回路、 5 演算回路、 6 出力回路、 7 しゃ断器接点、 8 判定回路、 8A フリップフロップ回路、 8B AND回路、 8C AND回路、 8D NOT回路、 8E 排他的NOR回路、 8F NOT回路、 9 補助リレー80X。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力系統の状態や他装置の状態などの外
    部情報の状態信号を入力し、電力系統の機器を保護・制
    御する電力系統保護制御装置において、当該装置の制御
    電源の電圧有無を検出するための検出器の信号と前記外
    部情報の状態信号を検出する入力回路と、前記入力回路
    で検出した信号を受けて当該装置の制御電源の電圧有無
    を判定すると共に、電圧有りと判定した時は外部情報の
    状態信号を更新し、電圧無しと判定した時は前記外部情
    報の状態信号の前値を保持する判定回路を備えたこと
    を特徴とする電力系統保護制御装置。
  2. 【請求項2】 電力系統の状態や他装置の状態などの外
    部情報の情報信号を接点信号で入力し、電力系統の機器
    を保護・制御する電力系統保護制御装置において、1つ
    しゃ断器の開閉状態を互いに逆の開閉状態をとる常開
    接点および常閉接点の接点信号を介して入力すると共
    これら両接点の状態を検出する入力回路と、前記2
    つの接点信号により制御電源断かどうかを判定し、前記
    2つの接点信号が逆の状態である時はしゃ断器接点信号
    をそのまましゃ断器の開閉状態とすると共に、前記2つ
    の接点信号が同じ状態である時は電源瞬断前のしゃ断器
    の開閉状態とする判定回路と、前記判定回路からのしゃ
    断器の開閉状態をもとに保護制御演算を行なう演算回路
    と、前記演算結果を出力する出力回路とを備えたことを
    特徴とする電力系統保護制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の電力系統保護制御装置に
    おいて、判定回路にフリップフロップ回路を設け、常開
    接点信号をフリップフロップ回路のセット条件に、常閉
    接点信号をフリップフロップ回路のリセット条件に入力
    することを特徴とする電力系統保護制御装置。
  4. 【請求項4】 請求項2記載の電力系統保護制御装置に
    おいて、判定回路にフリップフロップ回路を設け、常開
    接点信号をフリップフッロプ回路のセット条件およびリ
    セット条件に入力することを特徴とする電力系統保護制
    御装置。
  5. 【請求項5】 請求項2記載の電力系統保護制御装置に
    おいて、判定回路にフリップフロップ回路を設け、常閉
    接点信号をフリップフロップ回路のセット条件およびリ
    セット条件に入力することを特徴とする電力系統保護制
    御装置。
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