JP4020203B2

JP4020203B2 - 保護継電装置の自動監視回路

Info

Publication number: JP4020203B2
Application number: JP2003293402A
Authority: JP
Inventors: 孝雄佐川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-08-14
Filing date: 2003-08-14
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2023-08-14
Also published as: JP2005065424A

Description

この発明は保護継電装置の自動監視回路に関し、特に、電力系統や設備等の保護対象を保護するための保護継電装置に設けられた自動監視回路に関するものである。

送電線などの電力系統には、系統の安全運転を保障するため、目的に応じた各種の保護継電装置が用いられている。広範囲の系統保護に用いられる保護継電装置（系統安定化装置の負荷又は電源制限端末装置以降、制御端末で記載）においては、事故検出を目的に遠方に設置された保護継電装置（事故検出端末）から、遮断器引き外し回路を具備する当該保護継電装置（制御端末）までの間に、事故に対する制御選択演算を行うための他の保護継電装置及び各保護継電装置間を結合する伝送装置を複数介しているため、当該制御端末の動作（転送遮断信号受信から、遮断指令出力まで）に高速な動作が要求されるので、ソフト処理を介するディジタル形の保護継電装置は用いずに、アナログ形の保護継電器を適用していた。

しかしながら、一方で、近年、電力系統の超高圧化が進み重要度が増すにつれ、保護継電装置も、より高い信頼性が要求されている。そのため、従来のディジタル形の保護継電装置においては、信頼度を向上させるための自動監視方式を採用している。この自動監視方式は、常時監視と自動点検の２つから構成されているが、前者の常時監視は平常時あり得ない動作が一定時間継続したとき異常と判定し、主として誤動作側の不良を検出する監視方式である。また、後者の自動点検は保護継電装置の定期点検作業を自動的に実施するものである（例えば、特許文献１参照。）。

特開平９−２３５６５号公報

従来のディジタル形保護継電装置は、前述のように構成されているので、転送遮断信号受信から遮断指令出力までの装置動作時間がソフト処理を介する分、遅延する為、高速動作の必要な保護継電装置（系統安定化装置の制御端末装置）には適用出来ないという問題点があった。

一方、従来のアナログ形保護継電装置（系統安定化装置の制御端末装置）は、高速動作には対処できるものの、一般に、常時監視の出力回路チェックおよび自動点検回路は具備していないので、信頼度向上の為に自動監視回路を具備するには、大幅なハードウエアの追加が必要となるなどの問題点があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、装置動作時間を高速にしながら、大幅なハードウエアの追加を必要とすることなく、装置自体の信頼度向上を図る保護継電装置の自動監視装置を得ることを目的としている。

この発明は、保護対象を保護するために遮断器を引き外す保護継電装置の自動監視回路であって、他の保護継電装置で事故検出されて所定の伝送装置を介して転送されてくる転送遮断信号を受信する転送遮断信号受信手段と、前記転送遮断信号受信手段が前記転送遮断信号を受信したときに閉路させるための第一の継電器接点と、前記第一の継電器接点に接続され、前記転送遮断信号受信手段が前記転送遮断信号を受信したことを検知して前記第一の継電器接点を閉路させる高速動作の補助リレーと、自装置内の故障検出により閉路させるための第二の継電器接点と、前記自装置内の故障を検出して前記第二の継電器接点を閉路させる遮断器引き外し用継電器と、前記第一の継電器接点および前記第二の継電器接点が同時に閉路し励磁される引き外し回路コイルが直列に接続された遮断器引き外し回路と、前記転送遮断信号受信手段を前記自動監視回路から切り離すトリップロックリレーと、前記トリップロックリレーにより前記転送遮断信号受信手段を切り離した状態で前記自動監視回路の自動点検を行う自動点検手段と、前記転送遮断信号受信手段に接続され、前記自動点検手段における自動点検中に前記転送遮断信号受信手段が前記転送遮断信号を受信した場合に、当該受信を検知して、前記自動点検を中止するとともに前記第一の継電器接点を閉路させる自動点検中止手段とを備えたことを特徴とする保護継電装置の自動監視回路である。

この発明は、保護対象を保護するために遮断器を引き外す保護継電装置の自動監視回路であって、他の保護継電装置で事故検出されて所定の伝送装置を介して転送されてくる転送遮断信号を受信する転送遮断信号受信手段と、前記転送遮断信号受信手段が前記転送遮断信号を受信したときに閉路させるための第一の継電器接点と、前記第一の継電器接点に接続され、前記転送遮断信号受信手段が前記転送遮断信号を受信したことを検知して前記第一の継電器接点を閉路させる高速動作の補助リレーと、自装置内の故障検出により閉路させるための第二の継電器接点と、前記自装置内の故障を検出して前記第二の継電器接点を閉路させる遮断器引き外し用継電器と、前記第一の継電器接点および前記第二の継電器接点が同時に閉路し励磁される引き外し回路コイルが直列に接続された遮断器引き外し回路と、前記転送遮断信号受信手段を前記自動監視回路から切り離すトリップロックリレーと、前記トリップロックリレーにより前記転送遮断信号受信手段を切り離した状態で前記自動監視回路の自動点検を行う自動点検手段と、前記転送遮断信号受信手段に接続され、前記自動点検手段における自動点検中に前記転送遮断信号受信手段が前記転送遮断信号を受信した場合に、当該受信を検知して、前記自動点検を中止するとともに前記第一の継電器接点を閉路させる自動点検中止手段とを備えたことを特徴とする保護継電装置の自動監視回路であるので、これにより、この発明によれば、転送遮断信号受信回路に高速動作の補助リレーを使用する構成にしたので、転送遮断信号受信から制御指令までの処理時間の高速性を確保しながら、装置自体の高信頼度を実現することができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係る保護継電装置の自動監視回路を図１に基づいて説明する。この発明の保護継電装置の自動監視回路は、遠方に設置された他の保護継電装置で系統事故が検出された場合や、自装置内の故障検出がなされた場合に、遮断器を引き外して保護対象を保護するためのものである。図１において、制御電源Ｐ，Ｎが設けられ、トリップロックリレー１の遮断器引き外し継電器接点１_１と、遮断器引き外し指令用継電器用接点５_２，６_２，３_１とが直列に接続されている。また、保護継電装置の定期的な点検作業や遮断器の点検作業を実施する際に、点検時の不要な保護継電装置動作出力を防止するために取り外しが可能なように設けられている短絡片を有する試験用端子２４が上記接点に直列に接続されている。また、遮断器の引き外しコイル４と、遮断器の接点４_１とが設けられている。

このように、本実施の形態においては、遮断器に引き外し指令を与える回路において、遠方に設置された保護継電装置で事故検出（Ｍ）され伝送装置を介して転送されてくる転送遮断信号を受信することにより閉路する第一の継電器接点５_２，６_２と、自装置内の故障検出（ＦＤ）により閉路する第二の継電器接点３_１と、遮断器の引き外し回路コイル４とが直列に接続された遮断器引き外し回路を備えている。この遮断器引き外し指令用継電器用接点５_２，６_２および３_１が閉路することにより引き外しコイル４が励磁され遮断器を引き外すことにより保護対象を保護する。

２０１はトリップロックリレー１のトリップロック出力であり、２０３，２０４は、それぞれ、遮断器引き外し用継電器２の事故検出（Ｍ）出力（強制動作用）および遮断器引き外し用継電器３の故障検出（ＦＤ）出力である。トリップロックリレー１には、上述した接点１_１の他に、転送遮断信号受信装置２１，２２側に接点１_２，１_３が設けられている。遮断器引き外し用継電器２には、事故検出（Ｍ）出力２０３（強制動作用）に接点２_２，２_３が設けられている。遮断器引き外し用継電器３には、遮断器引き外し回路に直接組み込まれた接点３_１が設けられている。接点１_１にはフォトカプラ１０３が設けられ、接点３_１にはフォトカプラ１０５が設けられている。

また、図１に示すように、本実施の形態においては、遠方に設置された他の保護継電装置で事故検出（Ｍ）されて所定の伝送装置を介して転送されてくる転送遮断信号を受信するための転送遮断信号受信手段２１，２２が設けられている。転送遮断信号受信装置２１，２２に、転送遮断信号受信リレー（高速動作の補助リレー）５，６が接続され、転送遮断信号受信リレー５，６の接点５_２，６_２を直接遮断器引き外しコイル４からなる遮断器引き外し回路に組み込んでいる。これにより、転送遮断信号受信装置２１，２２の転送遮断受信信号を、転送遮断信号受信リレー５，６が検出して、接点５_２，６_２により、直接、遮断器引き外し回路に組み込むことができるので、高速動作を可能にしている。転送遮断信号受信リレー５，６の接点５_２，６_２にはフォトカプラ１０４が設けられている。

また、装置全体の信頼度を向上させるために設ける自動監視回路が設けられている。当該自動監視回路は、平常あり得ない現象を検出する常時監視回路２０５，２０７と、常時監視では発見が困難な不動作等を検出する自動点検回路２０６の２つから構成されている。

本実施の形態においては、転送遮断信号受信リレー５，６の接点５_１，６_１に、フォトカプラ１０６，１０７を設けて読み込み、常時監視回路２０５により接点入力回路チェックを行えるようにしている。転送遮断信号受信リレー５，６にトリップロックリレー１の接点１_２，１_３を設け、転送遮断信号受信装置２１，２２の接点を切り離し、事故検出（Ｍ）出力２０３（強制動作用）に接点２_２，２_３を組み込み、転送遮断信号受信リレー５，６のコイルおよび接点を含めた自動点検を可能としている。

次に動作について説明する。図１で、遠方に設置された他の保護継電装置で事故検出（Ｍ）されて、所定の伝送装置を介して転送されてくる転送遮断信号を転送遮断信号受信装置２１，２２で受信時、転送遮断信号受信リレー５，６でそれを受信し、遮断器引き外し回路の補助リレー接点５_２，６_２を閉路させることにより、故障検出（ＦＤ）出力２０４により遮断器引き外し用継電器３が故障検出と判定して接点３_１を閉路させることとのアンド条件で、引き外しコイル４を駆動する。このときの転送遮断信号受信から遮断指令出力までの装置動作時間は、転送遮断信号受信リレー５，６の動作時間のみの為、高速動作を可能とする。

次に、自動監視回路の動作について説明する。

（１）常時監視
転送遮断信号受信回路の常時監視回路２０５で行う接点入力回路チェックとして１０６，１０７のフォトカプラで取り込んだ接点５_１，６_１の状態による定マークチェックの実施を行うとともに、常時監視回路２０７で行う出力回路チェックとして、遮断器引き外し用継電器接点５_２，６_２の状態をフォトカプラ１０４により取り込むことによる誤動作監視を実施している。同様に、故障検出（ＦＤ）２０４も、遮断器引き外し用継電器接点３_１の状態をフォトカプラ１０５により取り込み、誤動作監視を行っている。常時監視回路２０５で行う接点入力回路チェックは、図４の通り、フォトカプラ１０６，１０７により、転送遮断信号受信装置２１，２２の転送遮断信号の状態を取り込み、定マークチェックを行っている。常時監視回路２０７で行う出力回路チェックは、図６の通り、フォトカプラ１０３，１０４，１０５と出力２０１，２０３（又は、１０７，１０６の入力），２０４との不一致チェックを行っている。

（２）自動点検
転送遮断信号受信回路の自動点検としては、トリップロック出力２０１により、トリップロックリレー１を駆動することで、接点１_２，１_３を開とし、転送遮断信号受信装置２１，２２を切り離し、遮断器引き外し継電器２，３の接点２_２，２_３による平常状態（不動作状態）から、事故検出（Ｍ）出力（強制動作用）リレー２を駆動することで、転送遮断信号受信リレー５，６を強制動作させ、遮断器引き外し回路の補助リレー接点５_２，６_２動作を、それらに接続されているフォトカプラ１０４により取り込み、接点動作を確認し、動作チェックを実施している。同様に、故障検出（ＦＤ）出力２０４により、遮断器引き外し継電器接点３_１を強制動作させ、接続されているフォトカプラ１０５により接点動作を確認し、動作チェックを実施している。

自動点検回路２０６で行う処理は、図５の流れ図の通り、自動点検起動されると（ステップＳ１）、トリップロック出力２０１による動作（遮断器引き外し回路のロック）を確認した後（ステップＳ２，Ｓ３）、事故検出（Ｍ）２０３（強制動作用）の動作・復帰（ステップＳ４〜Ｓ７）、故障検出（ＦＤ）２０４の動作・復帰（ステップＳ８〜Ｓ１１）を順次実施し、最終トリップロック出力２０１の復帰（ステップＳ１２，Ｓ１３）で正常点検終了する。動作不良、復帰不良があれば、点検不良として検出し、装置故障とするとともに、各点の検出力を復帰させ（ステップＳ１４）、自動点検を終了する。点検中に事故検出（Ｍ）２０３、または、故障検出（ＦＤ）２０４の系統事故を検出すれば、即座に事故対応として、各点検出力を復帰させて（ステップＳ１５）、点検を中止する。

以上のように、本実施の形態によれば、転送遮断信号受信回路に、高速動作の補助リレーからなる転送遮断信号受信リレー５，６を使用するようにしたので、装置動作時間は、転送遮断信号受信リレー５，６の動作時間のみの為、高速動作を可能とする。又、接点５_１，６_１の状態をフォトカプラ１０６，１０７を設けて読み込み、常時監視回路２０５により接点入力回路チェックを行えるようにした。転送遮断信号受信リレー５，６にトリップロックリレー１の接点１_２，１_３を設け、転送遮断信号受信装置２１，２２を切り離し、事故検出（Ｍ）出力２０３の強制動作用の接点２_２，２_３を組み込み、転送遮断信号受信リレー５，６のコイルおよび接点を含めた自動点検を可能とした。これにより、高速動作の補助リレーと自動監視回路を具備することで、大幅なハードウェアの追加も必要なく、高速動作と信頼度向上がともに実現出来る。

実施の形態２．
上記の実施の形態１では、自動点検中に転送遮断信号を転送遮断信号受信装置２１，２２が受信しても、自動点検中は転送遮断信号受信装置２１，２２は切り離されているので、自動点検終了まで遮断器引き外しが行えないが、本実施の形態においては、図２に示すように、転送遮断信号受信装置２１，２２にフォトカプラ１０１，１０２を設けて、自動点検中においても転送遮断信号受信装置２１，２２の転送遮断受信信号を事故対応２０２として取り込み、図５に示す事故対応条件に組み込むことで自動点検中でも即座に自動点検を中止して、遮断器の引き外し動作が出来るようにした。

本実施の形態の構成は、図２に示すように、上記の図１の構成と基本的には同じ構成であり、転送遮断信号受信装置２１，２２にフォトカプラ１０１，１０２が追加されている点が異なる。フォトカプラ１０１は、転送遮断信号受信装置２１の状態を取り込むために、転送遮断信号受信装置２１に接続されている。同様に、フォトカプラ１０２は、転送遮断信号受信装置２２の状態を取り込むために、転送遮断信号受信装置２２に接続されている。転送遮断信号を転送遮断信号受信装置２１，２２が受信した場合には、それが自動点検中であっても、フォトカプラ１０１，１０２により転送遮断受信信号が事故対応２０２として取り込まれ、これにより、自動点検は中止され、遮断器引き外し用継電器２が動作される。

以上のように、本実施の形態においては、フォトカプラ１０１，１０２を転送遮断信号受信装置２１，２２に設けたので、自動点検中に系統事故が発生して、転送遮断信号を転送遮断信号受信装置２１，２２が受信した場合には、自動点検終了を待たずに、即座に遮断器引き外しを行うことができる。

実施の形態３．
上記の実施の形態１及び２では、遮断器が開、又は、試験用端子２４の切り離し時は、フォトカプラ１０３、１０４，１０５の読込み回路が断となり、接点状態の読込みが出来ないが、本実施の形態においては、図３に示すように、トリップロックリレー接点１_４、１_５、１_６、１_７を設け、自動点検時は遮断器引き外し回路を自装置内の制御電源Ｐ，Ｎに切り替えるようにしたので引き外し回路の状態によらず常時、点検可能となる。なお、図３において、左側にＰ，Ｎの符号が記載されている制御電源Ｐ，Ｎが自装置の制御電源であり、右側の符号Ｐ，Ｎは、遮断器引き外し回路の制御電源Ｐ，Ｎである。

本実施の形態の構成は、図３に示すように、上記の図２の構成と基本的には同じ構成であり、トリップロックリレー接点１_４、１_５、１_６、１_７が追加されている点が異なる。トリップロックリレー接点１_４、１_５は２つの制御電源Ｐに接続され、トリップロックリレー接点１_６、１_７は２つの制御電源Ｎに接続されている。これにより、自動点検時は、通常時に閉状態であるトリップロックリレー接点１_５，１_７を開にするとともに、自装置内の制御電源Ｐ，Ｎに接続されているトリップロックリレー接点１_４，１_６を閉にして、遮断器引き外し回路を自装置内の制御電源Ｐ，Ｎに切り替える。

以上のように、本実施の形態によれば、トリップロックリレー接点１_４、１_５、１_６、１_７を設け、自動点検時は、遮断器引き外し回路を自装置内の制御電源Ｐ，Ｎに切り替えるようにしたので、引き外し回路の状態によらず常時、点検可能となる。なお、本実施の形態においては、図２の構成に本実施の形態を適用した例について述べたが、その場合に限らず、図１の構成に本実施の形態を適用させてもよく、その場合も同様の効果が得られる。

この発明の実施の形態１に係る保護継電装置の自動監視回路の構成を示した構成図である。この発明の実施の形態２に係る保護継電装置の自動監視回路の構成を示した構成図である。この発明の実施の形態３に係る保護継電装置の自動監視回路の構成を示した構成図である。この発明の保護継電装置の自動監視回路に設けられている常時監視回路（接点入力回路チェック）の構成を示す説明図である。この発明の保護継電装置の自動監視回路に設けられている自動点検回路の処理の流れを示す流れ図である。この発明の保護継電装置の自動監視回路に設けられている常時監視回路（出力回路チェック）の構成を示す説明図である。

符号の説明

１トリップロックリレー、２、３遮断器引き外し用継電器、４遮断器引き外しコイル、５，６転送遮断信号受信リレー（高速動作の補助リレー）、２１，２２転送遮断信号受信装置、２４試験用端子、１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７フォトカプラ、２０１トリップロック出力、２０３事故検出（Ｍ）出力（強制動作用）、２０４故障検出（ＦＤ）出力、２０５常時監視回路、２０６自動点検回路、２０７常時監視回路。

Claims

保護対象を保護するために遮断器を引き外す保護継電装置の自動監視回路であって、
他の保護継電装置で事故検出されて所定の伝送装置を介して転送されてくる転送遮断信号を受信する転送遮断信号受信手段と、
前記転送遮断信号受信手段が前記転送遮断信号を受信したときに閉路させるための第一の継電器接点と、
前記第一の継電器接点に接続され、前記転送遮断信号受信手段が前記転送遮断信号を受信したことを検知して前記第一の継電器接点を閉路させる高速動作の補助リレーと、
自装置内の故障検出により閉路させるための第二の継電器接点と、
前記自装置内の故障を検出して前記第二の継電器接点を閉路させる遮断器引き外し用継電器と、
前記第一の継電器接点および前記第二の継電器接点が同時に閉路し励磁される引き外し回路コイルが直列に接続された遮断器引き外し回路と、
前記転送遮断信号受信手段を前記自動監視回路から切り離すトリップロックリレーと、
前記トリップロックリレーにより前記転送遮断信号受信手段を切り離した状態で前記自動監視回路の自動点検を行う自動点検手段と、
前記転送遮断信号受信手段に接続され、前記自動点検手段における自動点検中に前記転送遮断信号受信手段が前記転送遮断信号を受信した場合に、当該受信を検知して、前記自動点検を中止するとともに前記第一の継電器接点を閉路させる自動点検中止手段と
を備えたことを特徴とする保護継電装置の自動監視回路。
平常時に前記引き外し回路が接続されている第一の制御電源と、
前記第一の制御電源と独立に設けられた第二の制御電源と、
前記保護継電装置の試験のときに開路する試験用端子と、
前記遮断器が開状態または前記試験用端子が開状態のときに、前記引き外し回路を前記第一の制御電源から前記第二の制御電源に切り替える制御電源切替手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の保護継電装置の自動監視回路。
保護対象を保護するために遮断器を引き外す保護継電装置の自動監視回路であって、
他の保護継電装置で事故検出されて所定の伝送装置を介して転送されてくる転送遮断信号を受信する転送遮断信号受信手段と、
前記転送遮断信号受信手段が前記転送遮断信号を受信したときに閉路させるための第一の継電器接点と、
前記第一の継電器接点に接続され、前記転送遮断信号受信手段が前記転送遮断信号を受信したことを検知して前記第一の継電器接点を閉路させる高速動作の補助リレーと、
自装置内の故障検出により閉路させるための第二の継電器接点と、
前記自装置内の故障を検出して前記第二の継電器接点を閉路させる遮断器引き外し用継電器と、
前記第一の継電器接点および前記第二の継電器接点が同時に閉路し励磁される引き外し回路コイルが直列に接続された遮断器引き外し回路と、
平常時に前記引き外し回路が接続されている第一の制御電源と、
前記第一の制御電源と独立に設けられた第二の制御電源と、
前記保護継電装置の試験のときに開路する試験用端子と、
前記遮断器が開状態または前記試験用端子が開状態のときに、前記引き外し回路を前記第一の制御電源から前記第二の制御電源に切り替える制御電源切替手段と
を備えたことを特徴とする保護継電装置の自動監視回路。