JP3605963B2 - 継電装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、継電装置に関し、特に、零相電圧の過電圧保護継電器や地絡方向継電器などに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の継電装置は、電力系統の送電線から零相電圧を検出するため、零相基準入力装置（ＺＰＣ）や接地変圧器（ＺＰＴ）が使用され、この零相基準入力装置又は接地変圧器から送られてきた信号を、継電装置の内部変成器により内部電子回路の信号レベルに変換するようにしていた。
【０００３】
ここで、零相基準入力装置を使用する場合、零相基準入力装置からは零相電圧に対応した出力電流が送られてくるので、継電装置の内部変成器として電流変成器を必要とし、接地変圧器を使用する場合、接地変圧器からは零相電圧に対応した出力電圧が送られてくるので、継電装置の内部変成器として電圧変成器を必要とする。このため、従来の継電装置では、零相基準入力装置を使用する場合と接地変圧器を使用する場合とで、それぞれ別々の継電装置が用いられることが多かった。
【０００４】
一方、零相基準入力装置及び接地変圧器の両方に使用可能な両用形の継電装置もあった。この両用形の継電装置は、その内部変成器として電流変成器を使用し、零相電圧の検出に零相基準入力装置を使用する場合、零相基準入力装置から送られてくる零相電流を継電装置の内部変成器に直接入力し、零相電圧の検出に接地変圧器を使用する場合、接地変圧器から送られてくる零相電圧を零相電圧変換器を介して零相電流に変換し、その零相電流を継電装置の内部変成器に入力するようにしていた。
【０００５】
図８は、零相基準入力装置を使用した場合の両用形の継電装置のリレー結線図である。
図８において、ＤＳ１ は断路器、ＺＣＴ１〜ＺＣＴ３は零相変流器、ＣＢ１〜ＣＢ３は遮断器、ＰＦ１〜ＰＦ３はパワーヒューズ、ＰＴはパワートランス、４０は零相基準入力装置、４１、４３、４４は地絡方向継電器、４２は零相電圧継電器、４５は零相電圧パルス信号線、Ｚ１ 、Ｚ２ は零相電流検出用入力端子、Ｙ１ 、Ｙ２ は零相電圧検出用入力端子、Ｍ、Ｎは零相電圧パルス信号入出力端子、Ｐ１ 、Ｐ２ は電源端子、Ｅ３ は接地端子、ｙ１ 、ｙ２ は零相電流出力端子である。
【０００６】
零相基準入力装置４０は、送電線から検出した零相電圧を零相電流に変換し、その零相電流を零相電流出力端子ｙ１ 、ｙ２ から出力することにより、零相電圧継電器４２の零相電圧検出用入力端子Ｙ１ 、Ｙ２ に入力する。零相電圧継電器４２は、零相基準入力装置４０から入力された零相電流に基づいて、零相電圧パルス信号を生成し、その零相電圧パルス信号を零相電圧パルス信号入出力端子Ｍ、Ｎから出力する。そして、零相電圧パルス信号線４５を介して、地絡方向継電器４１、４３、４４に零相電圧パルス信号を供給する。
【０００７】
零相変流器ＺＣＴ１〜ＺＣＴ３は、送電線から検出した零相電流を地絡方向継電器４１、４３、４４の零相電流検出用入力端子Ｚ１ 、Ｚ２ にそれぞれ入力する。地絡方向継電器４１、４３、４４は、零相変流器ＺＣＴ１〜ＺＣＴ３から入力された零相電流及び零相電圧継電器４２から入力された零相電圧パルス信号に基づいて、遮断器ＣＢ１〜ＣＢ３を動作させ、異常が発生した送電線を他の送電線から遮断して異常範囲を局限化することにより、正常な送電線や設備を保護する。
【０００８】
図９は、零相基準入力装置の一例を示す回路図である。
図９（ａ）において、Ｃ１１〜Ｃ１４はコンデンサ、５０はトランスであり、３相電圧がコンデンサＣ１１〜Ｃ１３に入力されると、トランス５０の出力側に零相電流を出力する。
【０００９】
図９（ｂ）において、Ｃ１５〜Ｃ１７はコンデンサ、５１は変流器であり、３相電圧がコンデンサＣ１５〜Ｃ１７に入力されると、変流器５１から零相電流を出力する。
【００１０】
図１０は、接地変圧器を使用した場合の両用形の継電装置のリレー結線図である。
図１０において、ＺＣＴ４〜ＺＣＴ６は零相変流器、ＣＢ４〜ＣＢ７は遮断器、ＰＦ４〜ＰＦ６はパワーヒューズ、Ｒ２０は抵抗器、５０は接地変圧器、５１は零相電圧変換器、５２は零相電圧継電器、５３〜５５は地絡方向継電器、５６は零相電圧パルス信号線、Ｚ１ 、Ｚ２ は零相電流検出用入力端子、Ｙ１ 、Ｙ２ は零相電圧検出用入力端子、Ｍ、Ｎは零相電圧パルス信号入出力端子、Ｐ１ 、Ｐ２ は電源端子、Ｅ３ は接地端子、ａ、ｆは零相電圧入力端子、ｙ１ 、ｙ２ は零相電流出力端子である。
【００１１】
接地変圧器５０は、送電線から検出した零相電圧を変成し、零相電圧変換器５１の零相電圧入力端子ａ、ｆに入力する。零相電圧変換器５１は、接地変圧器５０から入力された零相電圧を降圧してから零相電流に変換するとともに、その位相を調節し、位相が調節された零相電流を零相電流出力端子ｙ１ 、ｙ２ から出力して、零相電圧継電器５２の零相電圧検出用入力端子Ｙ１ 、Ｙ２ に入力する。
【００１２】
零相電圧継電器５２は、零相電圧変換器５１から入力された零相電流に基づいて、零相電圧パルス信号を生成し、その零相電圧パルス信号を零相電圧パルス信号入出力端子Ｍ、Ｎから出力する。そして、零相電圧パルス信号線５６を介して、地絡方向継電器５３〜５５に零相電圧パルス信号を供給する。
【００１３】
零相変流器ＺＣＴ４〜ＺＣＴ６は、送電線から検出した零相電流を地絡方向継電器５３〜５５の零相電流検出用入力端子Ｚ１ 、Ｚ２ にそれぞれ入力する。地絡方向継電器５３〜５５は、零相変流器ＺＣＴ４〜ＺＣＴ６から入力された零相電流及び零相電圧継電器５２から入力された零相電圧パルス信号に基づいて、遮断器ＣＢ４〜ＣＢ７を動作させ、異常が発生した送電線を他の送電線から遮断して異常範囲を局限化することにより、正常な送電線や設備を保護する。
【００１４】
図１１は、接地変圧器の一例を示す回路図である。
図１１（ａ）において、一次はスター接続、二次はオープンデルタ接続され、正常に動作している場合、二次の端子には電圧は発生しないが、一次側で地絡事故が起こった場合、二次の端子に零相電圧が発生する。
【００１５】
図１１（ｂ）は、３次巻線付きの接地変圧器を示しており、一次側で地絡事故が起こった場合、三次の端子に零相電圧が発生する。
図１２は、図１０の零相電圧変換器５１の構成を示す回路図である。
【００１６】
図１２において、６０は電圧変成器、Ｒ３０、Ｒ３１は抵抗器、Ｃ２０はコンデンサであり、電圧変成器６０に入力された零相電圧を抵抗器Ｒ３０、Ｒ３１及びコンデンサＣ２０により零相電流に変換する。また、抵抗器Ｒ３０、Ｒ３１及びコンデンサＣ２０の定数選定を行って、限流及び位相補正を行うことにより、接地変圧器５０から入力される信号レベル及び位相を、図８の零相基準入力装置４０から入力される信号レベル及び位相に合わせるようにする。
【００１７】
また、図８の零相電圧パルス信号線４５には、通常、複数の地絡方向継電器４１、４３、４４が接続され、図１０の零相電圧パルス信号線５６には、通常、複数の地絡方向継電器５３〜５５が接続されている。そして、各々に設定されているタイマ時間に応じた選択遮断を行うことにより、図８の零相基準入力装置４０を用いた場合、最も短いタイマ時間に設定されている地絡方向継電器４１、４３、４４を先に動作させ、遮断により事故原因が除去された後は、他の地絡方向継電器４１、４３、４４が動作しないようにし、図１０の接地変圧器５０を用いた場合、最も短いタイマ時間に設定されている地絡方向継電器５３〜５５を先に動作させ、遮断により事故原因が除去された後は、他の地絡方向継電器５３〜５５が動作しないようにしている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の継電装置は、零相基準入力装置４０及び接地変圧器５０の両方に使用可能な両用形とするため、零相電圧変換器５１を継電装置５２に内蔵すると、製品サイズ及びコストが大きくなり、両用形の継電装置は、実際的には、実現困難であるという問題があった。
【００１９】
また、零相電圧変換器５１による位相補正を行う場合、抵抗器Ｒ３０、Ｒ３１及びコンデンサＣ２０の定数選定を行う必要があり、位相補正が容易でないという問題があった。
【００２０】
さらに、地絡事故復旧時には、零相電圧・零相電流波形に過度的に異常振動が発生し、先に動作した地絡方向継電器４１、４３、４４、又は地絡方向継電器５３〜５５以外のものが不要応動を起こしてしまう場合があるという問題があった。
【００２１】
そこで、本発明の目的は、簡単な構成で両用形とすることが可能な継電装置を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明は、電力系統の送電線から零相電圧を検出する手段として、零相電圧に対応した電流を出力する零相基準入力装置と、零相電圧に対応した電圧を出力する接地変圧器のいずれを使用した場合にも対応可能な両用形の継電装置であって、零相基準入力装置からの出力電流が入力された場合、その出力電流を変成手段に直接出力し、接地変圧器からの出力電圧が入力された場合、その出力電圧を抵抗器を介して電流に変換し、その変換した電流を変成手段に出力するようにしたものである。このように、接地変圧器からの出力電圧を抵抗器を介して電流に変換することにより、零相基準入力装置を用いた場合と接地変圧器を用いた場合とで、変成手段を共通に用いることができ、簡単な構成で継電装置を両用形とすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例による零相電圧継電装置について図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施例による零相電圧継電器の概略構成を示すブロック図である。
図１において、切り替え手段１は、零相基準入力装置から入力された零相電流を変成手段３に直接出力し、接地変圧器から入力された零相電圧を抵抗器２を介して零相電流に変換し、その変換した零相電流を変成手段３に出力する。変成手段３は、切り替え手段１から出力された零相電流の変成を行い、出力手段４は、変成手段３から出力された信号に基づいて、零相電圧検出信号を出力する。
【００２８】
このように、接地変圧器から入力された零相電圧を抵抗器２を介して零相電流に変換することにより、接地変圧器を用いた場合においても、零相基準入力装置用に設けられた変成手段３を用いることができ、簡単な構成で継電装置を両用形とすることができる。
【００２９】
図２は、本発明の一実施例による零相電圧継電器の概略構成を示す回路図である。
図２において、Ｒ１は限流を行う限流抵抗器、Ｒ２は変成器１０に流れる電流を調節する分流抵抗器、１０は電流変成器、１１はＣＰＵ、１２はコンパレータ、ＺＤ１、ＺＤ２はサージを除去してＣＰＵ１１を保護するツェナダイオード、Ｃ１はサージを除去してＣＰＵ１１を保護するコンデンサ、Ｒ３、Ｒ４は電流を電圧に変換する抵抗器、ＯＲ１はＯＲ回路である。ここで、抵抗器Ｒ１、Ｒ２の値は、変成器１０に入力する信号レベルが、零相基準入力装置を用いた場合と接地変圧器を用いた場合とで一致するように設定する。
【００３０】
零相基準入力装置を用いる場合、▲３▼端子と▲４▼端子とに零相基準入力装置の出力端子を接続し、接地変圧器を用いる場合、▲１▼端子と▲４▼端子とに接地変圧器の出力端子を接続するとともに、▲２▼端子と▲３▼端子とを短絡する。
【００３１】
そして、零相基準入力装置の出力端子を▲３▼端子と▲４▼端子とに接続した場合、零相基準入力装置から出力された零相電流は、変成器１０に直接入力され、接地変圧器の出力端子を▲１▼端子と▲４▼端子とに接続するとともに、▲２▼端子と▲３▼端子とを短絡した場合、接地変圧器から出力された零相電圧は、抵抗器Ｒ１、Ｒ２により零相電流に変換されてから、変成器１０に入力される。
【００３２】
変成器１０に入力された零相電流は、ＣＰＵ１１の信号レベルに合うように変成器１０で変成された後、抵抗器Ｒ３、Ｒ４で電圧に変換されてから、ＣＰＵ１１及びコンパレータ１２に供給される。ＣＰＵ１１の入力端子Ａｉに入力された零相電圧の交流信号は、Ａ／Ｄ変換されてデジタル化された後、零相電圧の信号レベルの絶対値が設定値と比較される。そして、零相電圧の信号レベルの絶対値が設定値より小さい場合、ＣＰＵ１１の出力端子Ｄｏの出力を“Ｈ”レベル、零相電圧の信号レベルの絶対値が設定値以上の場合、ＣＰＵ１１の出力端子Ｄｏの出力を“Ｌ”レベルとする。
【００３３】
一方、コンパレータ１２に入力された零相電圧の交流信号は接地電位と比較され、零相電圧が正の値の時はコンパレータ１２の出力を“Ｈ”レベル、零相電圧が負の値の時はコンパレータ１２の出力を“Ｌ”レベルとすることにより、零相電圧パルス信号が生成される。
【００３４】
ＣＰＵ１１の出力端子Ｄｏの出力及びコンパレータ１２の出力は、ＯＲ回路ＯＲ１に供給される。このため、ＯＲ回路ＯＲ１の出力信号Ｓｏｕｔは、正常時は、“Ｈ”レベル、異常が発生して零相電圧が検出された時は、零相電圧パルス信号となる。
【００３５】
このように、抵抗器Ｒ１、Ｒ２を零相電圧継電器に内蔵し、接地変圧器から零相電圧が入力された場合、抵抗器Ｒ１、Ｒ２で零相電流に変換することにより、零相基準入力装置用に設けられた変成器１０を、零相基準入力装置を用いた場合と接地変圧器を用いた場合とで共通に使用することが可能となり、簡単な構成で零相電圧継電器を両用形とすることができる。
【００３６】
次に、本発明の一実施例による地絡方向継電器について図面を参照しながら説明する。
図３は、本発明の一実施例による地絡方向継電器の位相検出部の概略構成を示すブロック図である。
【００３７】
図３において、パルス信号変換手段１０１は、零相変流器から入力された零相電流を零相電流パルス信号に変換し、零相電流サンプリング手段１０２は、パルス信号変換手段１０１から出力された零相電流パルス信号を所定のタイミングでサンプリングし、第１記憶手段１０４は、零相電流サンプリング手段１０２によりサンプリングされた信号を記憶し、零相電圧サンプリング手段１０５は、零相電圧継電器から入力された零相電圧パルス信号を所定のタイミングでサンプリングし、第２記憶手段１０６は、零相電圧サンプリング手段１０５によりサンプリングされた信号を記憶する。
【００３８】
設定手段１０８は、零相電圧継電器から入力された零相電圧パルス信号が、零相基準入力装置により検出された零相電流に基づくものか、接地変圧器により検出された零相電圧に基づくものかを示す情報を設定し、読み出しタイミング調節手段１０３は、設定手段１０８に設定されている情報に基づいて、第１記憶手段１０４に記憶されている信号の読み出しタイミングを調節し、位相差検出手段１０７は、読み出しタイミング調節手段１０３による読み出しタイミングに基づいて、第１記憶手段１０４から読み出された信号と、第２記憶手段１０６から読み出された信号との位相差を検出する。
【００３９】
すなわち、零相電圧パルス信号の位相は、零相基準入力装置を用いる場合と接地変圧器を用いる場合とで異なっているので、零相電圧パルス信号と零相電流パルス信号との位相差を求める際に、零相電流パルス信号の位相を補正する。この場合、零相電流パルス信号をサンプリングし、そのサンプリングした信号を第１記憶手段１０４に記憶し、第１記憶手段１０４に記憶されている信号の読み出しタイミングを調節して、零相電流パルス信号の位相を補正しているので、零相基準入力装置を用いた場合と接地変圧器を用いた場合との位相差の補正を容易に行うことができ、零相電圧変換器を不要とすることができる。
【００４０】
なお、零相電圧パルス信号と零相電流パルス信号との位相差を求める際に、零相電圧パルス信号の位相を補正するようにしてもよい。
図４は、本発明の一実施例による地絡方向継電器の位相検出部の概略構成を示す回路図である。
【００４１】
図４において、１３は零相電流を検出する変流器、１４はＣＰＵ、１５はコンパレータ、Ｒ５は零相電流を零相電圧に変換する抵抗器である。
変流器１３で検出された零相電流は、抵抗器Ｒ５により電圧信号に変換され、ＣＰＵ１４の入力端子Ａｉに供給されるとともに、コンパレータ１５に供給される。ＣＰＵ１４の入力端子Ａｉに入力された電圧信号は、Ａ／Ｄ変換されてデジタル化され、変流器１３で検出された零相電流の信号レベルが計測される。
【００４２】
一方、コンパレータ１５に入力された電圧信号は接地電位と比較され、抵抗器Ｒ５により変換された電圧信号が正の値の時はコンパレータ１５の出力を“Ｈ”レベル、抵抗器Ｒ５により変換された電圧信号が負の値の時はコンパレータ１５の出力を“Ｌ”レベルとすることにより、零相電流パルス信号が生成される。この零相電流パルス信号は、ＣＰＵ１４の入力端子Ｄｉ０に入力され、所定のパルス読み取りタイミングで零相電流パルス信号の“Ｈ”レベル又は“Ｌ”レベルを検出する。
【００４３】
また、零相電圧継電器から出力された零相電圧パルス信号が、ＣＰＵ１４の入力端子Ｄｉ１に入力され、上記の所定のパルス読み取りタイミングで零相電圧パルス信号の“Ｈ”レベル又は“Ｌ”レベルを検出する。
【００４４】
そして、零相電流パルス信号の“Ｈ”レベル又は“Ｌ”レベル及び零相電圧パルス信号の“Ｈ”レベル又は“Ｌ”レベルをパルス読み取りタイミングごとに示したデータテーブルを生成する。
【００４５】
図５は、零相電流パルス信号及び零相電圧パルス信号のパルス読み取りタイミングとそのデータテーブルの一例を示す図である。
図５（ａ）において、所定のパルス読み取りタイミングｔ１ 、ｔ２ 、ｔ３ 、ｔ４ 、ｔ５ ・・・ごとに、零相電流パルス信号及び零相電圧パルス信号の“Ｈ”レベル及び“Ｌ”レベルが読み取られる。そして、図５（ｂ）に示すように、パルス読み取りタイミングｔ１ 、ｔ２ 、ｔ３ 、ｔ４ 、ｔ５ ・・・ごとの零相電流パルス信号及び零相電圧パルス信号の“Ｈ”レベル及び“Ｌ”レベルを示したデータテーブル（１）を生成する。
【００４６】
そして、零相基準入力装置を用いた場合、このデータテーブル（１）に示された零相電流パルス信号の“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベル又は“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルへの変化点と、零相電圧パルス信号の“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベル又は“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルへの変化点との時間差を求めることにより、零相電流パルス信号と零相電圧パルス信号との間の位相差を検出することができる。
【００４７】
ここで、零相基準入力装置の代わりに接地変圧器を用いる場合、データテーブル（１）に示されている零相電流パルス信号の“Ｈ”レベル及び“Ｌ”レベルの計測結果又はデータテーブル（１）に示されている零相電圧パルス信号の“Ｈ”レベル及び“Ｌ”レベルの計測結果を、零相基準入力装置から送られる信号と接地変圧器から送られる信号との位相差分だけ移動させる。
【００４８】
例えば、接地変圧器から送られる信号の位相角が零相基準入力装置から送られる信号に対し３°だけ遅れている場合、接地変圧器を用いた場合の零相電圧パルス信号の位相を３°だけ進めることにより、接地変圧器から送られる信号の位相を零相基準入力装置から送られる信号の位相に合わせるようにする。
【００４９】
すなわち、パルス読み取りタイミングｔ１ 、ｔ２ 、ｔ３ 、ｔ４ 、ｔ５ ・・・の時間間隔が位相角の１°に相当している場合、データテーブル（１）のパルス読み取りタイミングｔｎ における零相電圧パルス信号の“Ｈ”レベル及び“Ｌ”レベルの計測結果を、パルス読み取りタイミングｔｎ−３ の位置にずらすことにより、データテーブル（２）を生成する。
【００５０】
そして、接地変圧器を用いた場合、データテーブル（１）に示された零相電流パルス信号の“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベル又は“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルへの変化点と、データテーブル（２）に示された零相電圧パルス信号の“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベル又は“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルへの変化点との時間差を求めることにより、零相電流パルス信号と零相電圧パルス信号との間の位相差を検出することができる。
【００５１】
ここで、零相基準入力装置又は接地変圧器のどちらを用いるのかの設定は、ＣＰＵの外部スイッチの設定などにより行う。
また、零相基準入力装置を用いる場合と接地変圧器を用いる場合とに応じて位相補正を行う場合、零相電圧パルス信号の位相を調節することに代えて、零相電流パルス信号の位相を調節するようにしてよい。
【００５２】
次に、本発明の一実施例の地絡方向継電器による短絡動作について図面を参照しながら説明する。
図６は、本発明の一実施例による零相電圧継電器と地絡方向継電器との接続状態を示すブロック図である。
【００５３】
図６において、２１は零相電圧継電器、２５、２９〜３１は地絡方向継電器、２２、２６はマイクロコンピュータ、２３、２７は電源、２４、２８はコンパレータ、３２は零相電圧パルス信号を伝送する信号伝送路、Ｒ１１〜Ｒ１４は抵抗器、Ｔ１〜Ｔ４はフォトトランジスタ、Ｔｃ、Ｔｔはトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ４はフォトダイオードである。
【００５４】
図６において、零相電圧継電器２１は、信号伝送路３２を介して複数の地絡方向継電器２５、２９〜３１と接続されており、信号伝送路３２には、抵抗器Ｒ１１を介して１２Ｖの電圧が供給されている。マイクロコンピュータ２２からは、零相電圧パルス信号がフォトダイオードＤ１に出力され、零相電圧パルス信号が“Ｈ”レベルになるとフォトダイオードＤ１を発光させる。
【００５５】
そして、フォトダイオードＤ１からの光をフォトトランジスタＴ２で検出してトランジスタＴｃを“ＯＮ”させ、信号伝送路３２の間の電圧を０Ｖとすることにより、零相電圧パルス信号が信号伝送路３２に伝送される。零相電圧パルス信号を受信した地絡方向継電器２５、２９〜３１は、コンパレータ２８で電源２７の電圧と比較した後、フォトダイオードＤ３を点滅させ、フォトダイオードＤ３の点滅に応じて、フォトトランジスタＴ４を“ＯＮ”させたり、“ＯＦＦ”させたりすることにより、零相電圧パルス信号をマイクロコンピュータ２６に伝える。
【００５６】
また、地絡方向継電器２５、２９〜３１には、不図示の変流器から零相電流が入力され、この零相電流と零相電圧継電器２１から伝送されてきた零相電圧パルス信号との位相差が所定の範囲内にあるとき、地絡方向継電器２５、２９〜３１は、各々に設定されているタイマ時間に応じて、不図示の遮断器に遮断信号を送って遮断器を動作させる。
【００５７】
地絡方向継電器２５、２９〜３１のうち、地絡方向継電器２５が最初に動作したすると、地絡方向継電器２５のマイクロコンピュータ２６は、信号伝送路３２の短絡信号をフォトダイオードＤ４に出力し、フォトダイオードＤ４を発光させる。そして、フォトダイオードＤ４からの光をフォトトランジスタＴ３で検出してトランジスタＴｔを“ＯＮ”させて信号伝送路３２を短絡することにより、零相電圧継電器２１から伝送されてきた零相電圧パルス信号が他の地絡方向継電器２９〜３１に伝わらないようにする。
【００５８】
なお、信号伝送路３２の零相電圧パルス信号は、零相電圧継電器２１のコンパレータ２４で電源２３の電圧と比較された後、フォトダイオードＤ２を点滅させ、フォトダイオードＤ２の点滅に応じて、フォトトランジスタＴ１を“ＯＮ”させたり、“ＯＦＦ”させたりすることにより、マイクロコンピュータ２２で監視される。
【００５９】
図７は、地絡方向継電器による信号伝送路の短絡のタイミングを示す図である。
図７において、零相電圧継電器２１から送り出されるクロック（同期）パルスに合わせて、地絡方向継電器２５のトランジスタＴｔを“ＯＮ”させることにより、零相電圧継電器２１からの零相電圧パルス信号は消滅するため、零相電圧パルス信号が地絡方向継電器２９〜３１に伝わらなくなる。
【００６０】
このように、地絡方向継電器２５からの遮断信号の出力後、信号伝送路３２を短絡するようにしたので、遮断器を動作させた後は、零相電圧継電器２１から伝送されてきた零相電圧パルス信号が他の地絡方向継電器２９〜３１に伝わらなくなり、復帰時の過度的異常信号による他の地絡方向継電器２９〜３１の不要応動を防止することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、零相電圧を抵抗器を介して零相電流に変換することにより、零相基準入力装置を用いた場合と接地変圧器を用いた場合とで、変成手段を共通に用いることができ、簡単な構成で継電装置を両用形とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る零相電圧継電器の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例に係る零相電圧継電器の概略構成を示す回路図である。
【図３】本発明の一実施例に係る地絡方向継電器の位相補正部の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施例に係る地絡方向継電器の位相補正部の概略構成を示す回路図である。
【図５】本発明の一実施例に係る地絡方向継電器の位相補正方法を示す図である。
【図６】本発明の一実施例に係る零相電圧継電装置と地絡方向継電器との接続状態を示すブロック図である。
【図７】図６の信号伝送路に流れる信号を示す図である。
【図８】従来の零相基準入力装置を用いた両用形の継電装置のリレー結線図である。
【図９】零相基準入力装置の一例を示す回路図である。
【図１０】従来の接地変圧器を用いた両用形の継電装置のリレー結線図である。
【図１１】接地変圧器の一例を示す回路図である。
【図１２】従来の零相電圧変換器の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 切り替え手段
２ 抵抗器
３ 変成手段
４ 出力手段
１０ 内部変成器
１１、１４ ＣＰＵ
１２、１５、２４、２８ コンパレータ
１３ 変流器
２１ 零相電圧継電器
２５、２９、３０、３１ 地絡方向継電器
２２、２６ マイクロコンピュータ
２３、２７ 電源
３２ 信号伝送路
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４ 抵抗器
Ｃ１ コンデンサ
ＺＤ１、ＺＤ２ ツェナダイオード
ＯＲ１ ＯＲ回路
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４ フォトトランジスタ
Ｔｃ、Ｔｔ トランジスタ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４ フォトダイオード
１０１ パルス信号変換手段
１０２ 零相電流サンプリング手段
１０３ 読み出しタイミング調節手段
１０４ 第１記憶手段
１０５ 零相電圧サンプリング手段
１０６ 第２記憶手段
１０７ 位相差検出手段
１０８ 設定手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、継電装置に関し、特に、零相電圧の過電圧保護継電器や地絡方向継電器などに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の継電装置は、電力系統の送電線から零相電圧を検出するため、零相基準入力装置（ＺＰＣ）や接地変圧器（ＺＰＴ）が使用され、この零相基準入力装置又は接地変圧器から送られてきた信号を、継電装置の内部変成器により内部電子回路の信号レベルに変換するようにしていた。
【０００３】
ここで、零相基準入力装置を使用する場合、零相基準入力装置からは零相電圧に対応した出力電流が送られてくるので、継電装置の内部変成器として電流変成器を必要とし、接地変圧器を使用する場合、接地変圧器からは零相電圧に対応した出力電圧が送られてくるので、継電装置の内部変成器として電圧変成器を必要とする。このため、従来の継電装置では、零相基準入力装置を使用する場合と接地変圧器を使用する場合とで、それぞれ別々の継電装置が用いられることが多かった。
【０００４】
一方、零相基準入力装置及び接地変圧器の両方に使用可能な両用形の継電装置もあった。この両用形の継電装置は、その内部変成器として電流変成器を使用し、零相電圧の検出に零相基準入力装置を使用する場合、零相基準入力装置から送られてくる零相電流を継電装置の内部変成器に直接入力し、零相電圧の検出に接地変圧器を使用する場合、接地変圧器から送られてくる零相電圧を零相電圧変換器を介して零相電流に変換し、その零相電流を継電装置の内部変成器に入力するようにしていた。
【０００５】
図８は、零相基準入力装置を使用した場合の両用形の継電装置のリレー結線図である。
図８において、ＤＳ１ は断路器、ＺＣＴ１〜ＺＣＴ３は零相変流器、ＣＢ１〜ＣＢ３は遮断器、ＰＦ１〜ＰＦ３はパワーヒューズ、ＰＴはパワートランス、４０は零相基準入力装置、４１、４３、４４は地絡方向継電器、４２は零相電圧継電器、４５は零相電圧パルス信号線、Ｚ１ 、Ｚ２ は零相電流検出用入力端子、Ｙ１ 、Ｙ２ は零相電圧検出用入力端子、Ｍ、Ｎは零相電圧パルス信号入出力端子、Ｐ１ 、Ｐ２ は電源端子、Ｅ３ は接地端子、ｙ１ 、ｙ２ は零相電流出力端子である。
【０００６】
零相基準入力装置４０は、送電線から検出した零相電圧を零相電流に変換し、その零相電流を零相電流出力端子ｙ１ 、ｙ２ から出力することにより、零相電圧継電器４２の零相電圧検出用入力端子Ｙ１ 、Ｙ２ に入力する。零相電圧継電器４２は、零相基準入力装置４０から入力された零相電流に基づいて、零相電圧パルス信号を生成し、その零相電圧パルス信号を零相電圧パルス信号入出力端子Ｍ、Ｎから出力する。そして、零相電圧パルス信号線４５を介して、地絡方向継電器４１、４３、４４に零相電圧パルス信号を供給する。
【０００７】
零相変流器ＺＣＴ１〜ＺＣＴ３は、送電線から検出した零相電流を地絡方向継電器４１、４３、４４の零相電流検出用入力端子Ｚ１ 、Ｚ２ にそれぞれ入力する。地絡方向継電器４１、４３、４４は、零相変流器ＺＣＴ１〜ＺＣＴ３から入力された零相電流及び零相電圧継電器４２から入力された零相電圧パルス信号に基づいて、遮断器ＣＢ１〜ＣＢ３を動作させ、異常が発生した送電線を他の送電線から遮断して異常範囲を局限化することにより、正常な送電線や設備を保護する。
【０００８】
図９は、零相基準入力装置の一例を示す回路図である。
図９（ａ）において、Ｃ１１〜Ｃ１４はコンデンサ、５０はトランスであり、３相電圧がコンデンサＣ１１〜Ｃ１３に入力されると、トランス５０の出力側に零相電流を出力する。
【０００９】
図９（ｂ）において、Ｃ１５〜Ｃ１７はコンデンサ、５１は変流器であり、３相電圧がコンデンサＣ１５〜Ｃ１７に入力されると、変流器５１から零相電流を出力する。
【００１０】
図１０は、接地変圧器を使用した場合の両用形の継電装置のリレー結線図である。
図１０において、ＺＣＴ４〜ＺＣＴ６は零相変流器、ＣＢ４〜ＣＢ７は遮断器、ＰＦ４〜ＰＦ６はパワーヒューズ、Ｒ２０は抵抗器、５０は接地変圧器、５１は零相電圧変換器、５２は零相電圧継電器、５３〜５５は地絡方向継電器、５６は零相電圧パルス信号線、Ｚ１ 、Ｚ２ は零相電流検出用入力端子、Ｙ１ 、Ｙ２ は零相電圧検出用入力端子、Ｍ、Ｎは零相電圧パルス信号入出力端子、Ｐ１ 、Ｐ２ は電源端子、Ｅ３ は接地端子、ａ、ｆは零相電圧入力端子、ｙ１ 、ｙ２ は零相電流出力端子である。
【００１１】
接地変圧器５０は、送電線から検出した零相電圧を変成し、零相電圧変換器５１の零相電圧入力端子ａ、ｆに入力する。零相電圧変換器５１は、接地変圧器５０から入力された零相電圧を降圧してから零相電流に変換するとともに、その位相を調節し、位相が調節された零相電流を零相電流出力端子ｙ１ 、ｙ２ から出力して、零相電圧継電器５２の零相電圧検出用入力端子Ｙ１ 、Ｙ２ に入力する。
【００１２】
零相電圧継電器５２は、零相電圧変換器５１から入力された零相電流に基づいて、零相電圧パルス信号を生成し、その零相電圧パルス信号を零相電圧パルス信号入出力端子Ｍ、Ｎから出力する。そして、零相電圧パルス信号線５６を介して、地絡方向継電器５３〜５５に零相電圧パルス信号を供給する。
【００１３】
零相変流器ＺＣＴ４〜ＺＣＴ６は、送電線から検出した零相電流を地絡方向継電器５３〜５５の零相電流検出用入力端子Ｚ１ 、Ｚ２ にそれぞれ入力する。地絡方向継電器５３〜５５は、零相変流器ＺＣＴ４〜ＺＣＴ６から入力された零相電流及び零相電圧継電器５２から入力された零相電圧パルス信号に基づいて、遮断器ＣＢ４〜ＣＢ７を動作させ、異常が発生した送電線を他の送電線から遮断して異常範囲を局限化することにより、正常な送電線や設備を保護する。
【００１４】
図１１は、接地変圧器の一例を示す回路図である。
図１１（ａ）において、一次はスター接続、二次はオープンデルタ接続され、正常に動作している場合、二次の端子には電圧は発生しないが、一次側で地絡事故が起こった場合、二次の端子に零相電圧が発生する。
【００１５】
図１１（ｂ）は、３次巻線付きの接地変圧器を示しており、一次側で地絡事故が起こった場合、三次の端子に零相電圧が発生する。
図１２は、図１０の零相電圧変換器５１の構成を示す回路図である。
【００１６】
図１２において、６０は電圧変成器、Ｒ３０、Ｒ３１は抵抗器、Ｃ２０はコンデンサであり、電圧変成器６０に入力された零相電圧を抵抗器Ｒ３０、Ｒ３１及びコンデンサＣ２０により零相電流に変換する。また、抵抗器Ｒ３０、Ｒ３１及びコンデンサＣ２０の定数選定を行って、限流及び位相補正を行うことにより、接地変圧器５０から入力される信号レベル及び位相を、図８の零相基準入力装置４０から入力される信号レベル及び位相に合わせるようにする。
【００１７】
また、図８の零相電圧パルス信号線４５には、通常、複数の地絡方向継電器４１、４３、４４が接続され、図１０の零相電圧パルス信号線５６には、通常、複数の地絡方向継電器５３〜５５が接続されている。そして、各々に設定されているタイマ時間に応じた選択遮断を行うことにより、図８の零相基準入力装置４０を用いた場合、最も短いタイマ時間に設定されている地絡方向継電器４１、４３、４４を先に動作させ、遮断により事故原因が除去された後は、他の地絡方向継電器４１、４３、４４が動作しないようにし、図１０の接地変圧器５０を用いた場合、最も短いタイマ時間に設定されている地絡方向継電器５３〜５５を先に動作させ、遮断により事故原因が除去された後は、他の地絡方向継電器５３〜５５が動作しないようにしている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の継電装置は、零相基準入力装置４０及び接地変圧器５０の両方に使用可能な両用形とするため、零相電圧変換器５１を継電装置５２に内蔵すると、製品サイズ及びコストが大きくなり、両用形の継電装置は、実際的には、実現困難であるという問題があった。
【００１９】
また、零相電圧変換器５１による位相補正を行う場合、抵抗器Ｒ３０、Ｒ３１及びコンデンサＣ２０の定数選定を行う必要があり、位相補正が容易でないという問題があった。
【００２０】
さらに、地絡事故復旧時には、零相電圧・零相電流波形に過度的に異常振動が発生し、先に動作した地絡方向継電器４１、４３、４４、又は地絡方向継電器５３〜５５以外のものが不要応動を起こしてしまう場合があるという問題があった。
【００２１】
そこで、本発明の目的は、簡単な構成で両用形とすることが可能な継電装置を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明は、電力系統の送電線から零相電圧を検出する手段として、零相電圧に対応した電流を出力する零相基準入力装置と、零相電圧に対応した電圧を出力する接地変圧器のいずれを使用した場合にも対応可能な両用形の継電装置であって、零相基準入力装置からの出力電流が入力された場合、その出力電流を変成手段に直接出力し、接地変圧器からの出力電圧が入力された場合、その出力電圧を抵抗器を介して電流に変換し、その変換した電流を変成手段に出力するようにしたものである。このように、接地変圧器からの出力電圧を抵抗器を介して電流に変換することにより、零相基準入力装置を用いた場合と接地変圧器を用いた場合とで、変成手段を共通に用いることができ、簡単な構成で継電装置を両用形とすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例による零相電圧継電装置について図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施例による零相電圧継電器の概略構成を示すブロック図である。
図１において、切り替え手段１は、零相基準入力装置から入力された零相電流を変成手段３に直接出力し、接地変圧器から入力された零相電圧を抵抗器２を介して零相電流に変換し、その変換した零相電流を変成手段３に出力する。変成手段３は、切り替え手段１から出力された零相電流の変成を行い、出力手段４は、変成手段３から出力された信号に基づいて、零相電圧検出信号を出力する。
【００２８】
このように、接地変圧器から入力された零相電圧を抵抗器２を介して零相電流に変換することにより、接地変圧器を用いた場合においても、零相基準入力装置用に設けられた変成手段３を用いることができ、簡単な構成で継電装置を両用形とすることができる。
【００２９】
図２は、本発明の一実施例による零相電圧継電器の概略構成を示す回路図である。
図２において、Ｒ１は限流を行う限流抵抗器、Ｒ２は変成器１０に流れる電流を調節する分流抵抗器、１０は電流変成器、１１はＣＰＵ、１２はコンパレータ、ＺＤ１、ＺＤ２はサージを除去してＣＰＵ１１を保護するツェナダイオード、Ｃ１はサージを除去してＣＰＵ１１を保護するコンデンサ、Ｒ３、Ｒ４は電流を電圧に変換する抵抗器、ＯＲ１はＯＲ回路である。ここで、抵抗器Ｒ１、Ｒ２の値は、変成器１０に入力する信号レベルが、零相基準入力装置を用いた場合と接地変圧器を用いた場合とで一致するように設定する。
【００３０】
零相基準入力装置を用いる場合、▲３▼端子と▲４▼端子とに零相基準入力装置の出力端子を接続し、接地変圧器を用いる場合、▲１▼端子と▲４▼端子とに接地変圧器の出力端子を接続するとともに、▲２▼端子と▲３▼端子とを短絡する。
【００３１】
そして、零相基準入力装置の出力端子を▲３▼端子と▲４▼端子とに接続した場合、零相基準入力装置から出力された零相電流は、変成器１０に直接入力され、接地変圧器の出力端子を▲１▼端子と▲４▼端子とに接続するとともに、▲２▼端子と▲３▼端子とを短絡した場合、接地変圧器から出力された零相電圧は、抵抗器Ｒ１、Ｒ２により零相電流に変換されてから、変成器１０に入力される。
【００３２】
変成器１０に入力された零相電流は、ＣＰＵ１１の信号レベルに合うように変成器１０で変成された後、抵抗器Ｒ３、Ｒ４で電圧に変換されてから、ＣＰＵ１１及びコンパレータ１２に供給される。ＣＰＵ１１の入力端子Ａｉに入力された零相電圧の交流信号は、Ａ／Ｄ変換されてデジタル化された後、零相電圧の信号レベルの絶対値が設定値と比較される。そして、零相電圧の信号レベルの絶対値が設定値より小さい場合、ＣＰＵ１１の出力端子Ｄｏの出力を“Ｈ”レベル、零相電圧の信号レベルの絶対値が設定値以上の場合、ＣＰＵ１１の出力端子Ｄｏの出力を“Ｌ”レベルとする。
【００３３】
一方、コンパレータ１２に入力された零相電圧の交流信号は接地電位と比較され、零相電圧が正の値の時はコンパレータ１２の出力を“Ｈ”レベル、零相電圧が負の値の時はコンパレータ１２の出力を“Ｌ”レベルとすることにより、零相電圧パルス信号が生成される。
【００３４】
ＣＰＵ１１の出力端子Ｄｏの出力及びコンパレータ１２の出力は、ＯＲ回路ＯＲ１に供給される。このため、ＯＲ回路ＯＲ１の出力信号Ｓｏｕｔは、正常時は、“Ｈ”レベル、異常が発生して零相電圧が検出された時は、零相電圧パルス信号となる。
【００３５】
このように、抵抗器Ｒ１、Ｒ２を零相電圧継電器に内蔵し、接地変圧器から零相電圧が入力された場合、抵抗器Ｒ１、Ｒ２で零相電流に変換することにより、零相基準入力装置用に設けられた変成器１０を、零相基準入力装置を用いた場合と接地変圧器を用いた場合とで共通に使用することが可能となり、簡単な構成で零相電圧継電器を両用形とすることができる。
【００３６】
次に、本発明の一実施例による地絡方向継電器について図面を参照しながら説明する。
図３は、本発明の一実施例による地絡方向継電器の位相検出部の概略構成を示すブロック図である。
【００３７】
図３において、パルス信号変換手段１０１は、零相変流器から入力された零相電流を零相電流パルス信号に変換し、零相電流サンプリング手段１０２は、パルス信号変換手段１０１から出力された零相電流パルス信号を所定のタイミングでサンプリングし、第１記憶手段１０４は、零相電流サンプリング手段１０２によりサンプリングされた信号を記憶し、零相電圧サンプリング手段１０５は、零相電圧継電器から入力された零相電圧パルス信号を所定のタイミングでサンプリングし、第２記憶手段１０６は、零相電圧サンプリング手段１０５によりサンプリングされた信号を記憶する。
【００３８】
設定手段１０８は、零相電圧継電器から入力された零相電圧パルス信号が、零相基準入力装置により検出された零相電流に基づくものか、接地変圧器により検出された零相電圧に基づくものかを示す情報を設定し、読み出しタイミング調節手段１０３は、設定手段１０８に設定されている情報に基づいて、第１記憶手段１０４に記憶されている信号の読み出しタイミングを調節し、位相差検出手段１０７は、読み出しタイミング調節手段１０３による読み出しタイミングに基づいて、第１記憶手段１０４から読み出された信号と、第２記憶手段１０６から読み出された信号との位相差を検出する。
【００３９】
すなわち、零相電圧パルス信号の位相は、零相基準入力装置を用いる場合と接地変圧器を用いる場合とで異なっているので、零相電圧パルス信号と零相電流パルス信号との位相差を求める際に、零相電流パルス信号の位相を補正する。この場合、零相電流パルス信号をサンプリングし、そのサンプリングした信号を第１記憶手段１０４に記憶し、第１記憶手段１０４に記憶されている信号の読み出しタイミングを調節して、零相電流パルス信号の位相を補正しているので、零相基準入力装置を用いた場合と接地変圧器を用いた場合との位相差の補正を容易に行うことができ、零相電圧変換器を不要とすることができる。
【００４０】
なお、零相電圧パルス信号と零相電流パルス信号との位相差を求める際に、零相電圧パルス信号の位相を補正するようにしてもよい。
図４は、本発明の一実施例による地絡方向継電器の位相検出部の概略構成を示す回路図である。
【００４１】
図４において、１３は零相電流を検出する変流器、１４はＣＰＵ、１５はコンパレータ、Ｒ５は零相電流を零相電圧に変換する抵抗器である。
変流器１３で検出された零相電流は、抵抗器Ｒ５により電圧信号に変換され、ＣＰＵ１４の入力端子Ａｉに供給されるとともに、コンパレータ１５に供給される。ＣＰＵ１４の入力端子Ａｉに入力された電圧信号は、Ａ／Ｄ変換されてデジタル化され、変流器１３で検出された零相電流の信号レベルが計測される。
【００４２】
一方、コンパレータ１５に入力された電圧信号は接地電位と比較され、抵抗器Ｒ５により変換された電圧信号が正の値の時はコンパレータ１５の出力を“Ｈ”レベル、抵抗器Ｒ５により変換された電圧信号が負の値の時はコンパレータ１５の出力を“Ｌ”レベルとすることにより、零相電流パルス信号が生成される。この零相電流パルス信号は、ＣＰＵ１４の入力端子Ｄｉ０に入力され、所定のパルス読み取りタイミングで零相電流パルス信号の“Ｈ”レベル又は“Ｌ”レベルを検出する。
【００４３】
また、零相電圧継電器から出力された零相電圧パルス信号が、ＣＰＵ１４の入力端子Ｄｉ１に入力され、上記の所定のパルス読み取りタイミングで零相電圧パルス信号の“Ｈ”レベル又は“Ｌ”レベルを検出する。
【００４４】
そして、零相電流パルス信号の“Ｈ”レベル又は“Ｌ”レベル及び零相電圧パルス信号の“Ｈ”レベル又は“Ｌ”レベルをパルス読み取りタイミングごとに示したデータテーブルを生成する。
【００４５】
図５は、零相電流パルス信号及び零相電圧パルス信号のパルス読み取りタイミングとそのデータテーブルの一例を示す図である。
図５（ａ）において、所定のパルス読み取りタイミングｔ１ 、ｔ２ 、ｔ３ 、ｔ４ 、ｔ５ ・・・ごとに、零相電流パルス信号及び零相電圧パルス信号の“Ｈ”レベル及び“Ｌ”レベルが読み取られる。そして、図５（ｂ）に示すように、パルス読み取りタイミングｔ１ 、ｔ２ 、ｔ３ 、ｔ４ 、ｔ５ ・・・ごとの零相電流パルス信号及び零相電圧パルス信号の“Ｈ”レベル及び“Ｌ”レベルを示したデータテーブル（１）を生成する。
【００４６】
そして、零相基準入力装置を用いた場合、このデータテーブル（１）に示された零相電流パルス信号の“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベル又は“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルへの変化点と、零相電圧パルス信号の“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベル又は“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルへの変化点との時間差を求めることにより、零相電流パルス信号と零相電圧パルス信号との間の位相差を検出することができる。
【００４７】
ここで、零相基準入力装置の代わりに接地変圧器を用いる場合、データテーブル（１）に示されている零相電流パルス信号の“Ｈ”レベル及び“Ｌ”レベルの計測結果又はデータテーブル（１）に示されている零相電圧パルス信号の“Ｈ”レベル及び“Ｌ”レベルの計測結果を、零相基準入力装置から送られる信号と接地変圧器から送られる信号との位相差分だけ移動させる。
【００４８】
例えば、接地変圧器から送られる信号の位相角が零相基準入力装置から送られる信号に対し３°だけ遅れている場合、接地変圧器を用いた場合の零相電圧パルス信号の位相を３°だけ進めることにより、接地変圧器から送られる信号の位相を零相基準入力装置から送られる信号の位相に合わせるようにする。
【００４９】
すなわち、パルス読み取りタイミングｔ１ 、ｔ２ 、ｔ３ 、ｔ４ 、ｔ５ ・・・の時間間隔が位相角の１°に相当している場合、データテーブル（１）のパルス読み取りタイミングｔｎ における零相電圧パルス信号の“Ｈ”レベル及び“Ｌ”レベルの計測結果を、パルス読み取りタイミングｔｎ−３ の位置にずらすことにより、データテーブル（２）を生成する。
【００５０】
そして、接地変圧器を用いた場合、データテーブル（１）に示された零相電流パルス信号の“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベル又は“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルへの変化点と、データテーブル（２）に示された零相電圧パルス信号の“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベル又は“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルへの変化点との時間差を求めることにより、零相電流パルス信号と零相電圧パルス信号との間の位相差を検出することができる。
【００５１】
ここで、零相基準入力装置又は接地変圧器のどちらを用いるのかの設定は、ＣＰＵの外部スイッチの設定などにより行う。
また、零相基準入力装置を用いる場合と接地変圧器を用いる場合とに応じて位相補正を行う場合、零相電圧パルス信号の位相を調節することに代えて、零相電流パルス信号の位相を調節するようにしてよい。
【００５２】
次に、本発明の一実施例の地絡方向継電器による短絡動作について図面を参照しながら説明する。
図６は、本発明の一実施例による零相電圧継電器と地絡方向継電器との接続状態を示すブロック図である。
【００５３】
図６において、２１は零相電圧継電器、２５、２９〜３１は地絡方向継電器、２２、２６はマイクロコンピュータ、２３、２７は電源、２４、２８はコンパレータ、３２は零相電圧パルス信号を伝送する信号伝送路、Ｒ１１〜Ｒ１４は抵抗器、Ｔ１〜Ｔ４はフォトトランジスタ、Ｔｃ、Ｔｔはトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ４はフォトダイオードである。
【００５４】
図６において、零相電圧継電器２１は、信号伝送路３２を介して複数の地絡方向継電器２５、２９〜３１と接続されており、信号伝送路３２には、抵抗器Ｒ１１を介して１２Ｖの電圧が供給されている。マイクロコンピュータ２２からは、零相電圧パルス信号がフォトダイオードＤ１に出力され、零相電圧パルス信号が“Ｈ”レベルになるとフォトダイオードＤ１を発光させる。
【００５５】
そして、フォトダイオードＤ１からの光をフォトトランジスタＴ２で検出してトランジスタＴｃを“ＯＮ”させ、信号伝送路３２の間の電圧を０Ｖとすることにより、零相電圧パルス信号が信号伝送路３２に伝送される。零相電圧パルス信号を受信した地絡方向継電器２５、２９〜３１は、コンパレータ２８で電源２７の電圧と比較した後、フォトダイオードＤ３を点滅させ、フォトダイオードＤ３の点滅に応じて、フォトトランジスタＴ４を“ＯＮ”させたり、“ＯＦＦ”させたりすることにより、零相電圧パルス信号をマイクロコンピュータ２６に伝える。
【００５６】
また、地絡方向継電器２５、２９〜３１には、不図示の変流器から零相電流が入力され、この零相電流と零相電圧継電器２１から伝送されてきた零相電圧パルス信号との位相差が所定の範囲内にあるとき、地絡方向継電器２５、２９〜３１は、各々に設定されているタイマ時間に応じて、不図示の遮断器に遮断信号を送って遮断器を動作させる。
【００５７】
地絡方向継電器２５、２９〜３１のうち、地絡方向継電器２５が最初に動作したすると、地絡方向継電器２５のマイクロコンピュータ２６は、信号伝送路３２の短絡信号をフォトダイオードＤ４に出力し、フォトダイオードＤ４を発光させる。そして、フォトダイオードＤ４からの光をフォトトランジスタＴ３で検出してトランジスタＴｔを“ＯＮ”させて信号伝送路３２を短絡することにより、零相電圧継電器２１から伝送されてきた零相電圧パルス信号が他の地絡方向継電器２９〜３１に伝わらないようにする。
【００５８】
なお、信号伝送路３２の零相電圧パルス信号は、零相電圧継電器２１のコンパレータ２４で電源２３の電圧と比較された後、フォトダイオードＤ２を点滅させ、フォトダイオードＤ２の点滅に応じて、フォトトランジスタＴ１を“ＯＮ”させたり、“ＯＦＦ”させたりすることにより、マイクロコンピュータ２２で監視される。
【００５９】
図７は、地絡方向継電器による信号伝送路の短絡のタイミングを示す図である。
図７において、零相電圧継電器２１から送り出されるクロック（同期）パルスに合わせて、地絡方向継電器２５のトランジスタＴｔを“ＯＮ”させることにより、零相電圧継電器２１からの零相電圧パルス信号は消滅するため、零相電圧パルス信号が地絡方向継電器２９〜３１に伝わらなくなる。
【００６０】
このように、地絡方向継電器２５からの遮断信号の出力後、信号伝送路３２を短絡するようにしたので、遮断器を動作させた後は、零相電圧継電器２１から伝送されてきた零相電圧パルス信号が他の地絡方向継電器２９〜３１に伝わらなくなり、復帰時の過度的異常信号による他の地絡方向継電器２９〜３１の不要応動を防止することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、零相電圧を抵抗器を介して零相電流に変換することにより、零相基準入力装置を用いた場合と接地変圧器を用いた場合とで、変成手段を共通に用いることができ、簡単な構成で継電装置を両用形とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る零相電圧継電器の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例に係る零相電圧継電器の概略構成を示す回路図である。
【図３】本発明の一実施例に係る地絡方向継電器の位相補正部の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施例に係る地絡方向継電器の位相補正部の概略構成を示す回路図である。
【図５】本発明の一実施例に係る地絡方向継電器の位相補正方法を示す図である。
【図６】本発明の一実施例に係る零相電圧継電装置と地絡方向継電器との接続状態を示すブロック図である。
【図７】図６の信号伝送路に流れる信号を示す図である。
【図８】従来の零相基準入力装置を用いた両用形の継電装置のリレー結線図である。
【図９】零相基準入力装置の一例を示す回路図である。
【図１０】従来の接地変圧器を用いた両用形の継電装置のリレー結線図である。
【図１１】接地変圧器の一例を示す回路図である。
【図１２】従来の零相電圧変換器の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 切り替え手段
２ 抵抗器
３ 変成手段
４ 出力手段
１０ 内部変成器
１１、１４ ＣＰＵ
１２、１５、２４、２８ コンパレータ
１３ 変流器
２１ 零相電圧継電器
２５、２９、３０、３１ 地絡方向継電器
２２、２６ マイクロコンピュータ
２３、２７ 電源
３２ 信号伝送路
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４ 抵抗器
Ｃ１ コンデンサ
ＺＤ１、ＺＤ２ ツェナダイオード
ＯＲ１ ＯＲ回路
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４ フォトトランジスタ
Ｔｃ、Ｔｔ トランジスタ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４ フォトダイオード
１０１ パルス信号変換手段
１０２ 零相電流サンプリング手段
１０３ 読み出しタイミング調節手段
１０４ 第１記憶手段
１０５ 零相電圧サンプリング手段
１０６ 第２記憶手段
１０７ 位相差検出手段
１０８ 設定手段
Claims (2)
- 電力系統の送電線から零相電圧を検出する手段として、零相電圧に対応した電流を出力する零相基準入力装置と、零相電圧に対応した電圧を出力する接地変圧器のいずれを使用した場合にも対応可能な両用形の継電装置であって、
前記零相基準入力装置からの出力電流が入力された場合、前記出力電流を直接出力し、前記接地変圧器からの出力電圧が入力された場合、前記出力電圧を抵抗器を介して電流に変換してから出力する切り替え手段と、
前記切り替え手段から出力された電流の変成を行う変成手段と、
前記変成手段から出力された信号のレベルが設定値以上である時に、異常の発生を示す零相電圧検出信号を出力する出力手段とを備えることを特徴とする継電装置。 - 前記出力手段は、前記変成手段により変成された電流を電圧に変換する電圧変換部と、
前記電圧変換部から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換部により変換されたデジタル信号の信号レベルの絶対値を設定値と比較する比較部と、
前記電圧変換部から出力された電圧の交流信号を所定値でクランプすることにより、前記電圧の交流信号をパルス信号に変換するパルス信号変換部と、
前記比較部により比較された前記信号レベルの絶対値が前記設定値以上の場合、前記パルス信号を前記零相電圧検出信号として外部に出力する出力部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の継電装置。
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| JP25338296A JP3605963B2 (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 継電装置 |
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| JP2004063251A Division JP3778201B2 (ja) | 2004-03-05 | 2004-03-05 | 継電装置 |
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| JPH10108352A JPH10108352A (ja) | 1998-04-24 |
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-
1996
- 1996-09-25 JP JP25338296A patent/JP3605963B2/ja not_active Expired - Lifetime
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