JP7374568B2 - Breaker abnormality detection system - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、遮断器用コンデンサ引外し装置の異常を検出する遮断器異常検出システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to a circuit breaker abnormality detection system that detects an abnormality in a circuit breaker capacitor tripping device.

工場などの電力系統では、各種装置の主回路に流れる負荷電流や故障電流、短絡電流等を遮断するために遮断器が用いられる。遮断器には、直流電源装置からの制御電源を供給する場合のほか、直流電源装置を設けずに、交流電源により制御電源を供給する場合もあり、これらの組み合わせによる場合もある(特許文献1を参照)。直流電源装置を設けずに交流電源を制御電源とする場合には、コンデンサ引外し装置により、交流電圧を簡易的に直流電圧に変換して制御電源とし、遮断器に設けられた遮断器操作回路によって、遮断器の接点を開放させる。 In power systems such as factories, circuit breakers are used to interrupt load currents, fault currents, short-circuit currents, etc. flowing in the main circuits of various devices. In addition to cases where the circuit breaker is supplied with control power from a DC power supply, control power may be supplied from an AC power supply without providing a DC power supply, and there are also cases where a combination of these is used (Patent Document 1) ). When using AC power as a control power source without installing a DC power supply, a capacitor tripping device can be used to simply convert AC voltage into DC voltage and use it as a control power source, and the circuit breaker operation circuit installed in the circuit breaker can be used as a control power source. to open the circuit breaker contacts.

遮断器を用いて運転および停止を制御する装置の場合には、遮断器の故障や劣化を生じた場合には、装置を適時に運転開始できなかったり、停止できなかったりするおそれがある。たとえば、コンデンサ引外し装置自体に故障や劣化等を生じた場合には、遮断器操作回路に制御電源を供給することができないため、遮断器による主回路への電力供給を遮断できずに、さらに上位の電源を遮断する必要が生じ、工場の操業に大きな影響を及ぼすおそれがある。 In the case of a device that uses a circuit breaker to control operation and shutdown, if the circuit breaker fails or deteriorates, there is a risk that the device will not be able to start or stop operation in a timely manner. For example, if the capacitor tripping device itself malfunctions or deteriorates, control power cannot be supplied to the circuit breaker operation circuit, and the circuit breaker cannot cut off the power supply to the main circuit. It will be necessary to shut off the upper power supply, which may have a major impact on factory operations.

コンデンサ引外し装置の故障や劣化を事前に把握して、安全に遮断器の動作を確保し、工場の操業を安定して継続することが望まれている。 It is desirable to be able to detect failures or deterioration of capacitor tripping devices in advance, ensure safe operation of circuit breakers, and continue stable factory operations.

特開平3-165409号公報Japanese Patent Application Publication No. 3-165409

本発明の実施形態は、コンデンサ引外し装置の故障や劣化等の異常を事前に検出することができる遮断器異常検出システムを得ることを目的とする。 An object of the embodiments of the present invention is to obtain a circuit breaker abnormality detection system that can detect abnormalities such as failure and deterioration of a capacitor tripping device in advance.

本発明の実施形態に係る遮断器異常検出システムは、入力電圧を検出するように設けられた入力電圧検出器を含み、トリップ指令にもとづいて遮断器の接点を開放させるように動作する遮断器操作回路に制御電源を供給するコンデンサ引外し装置と、前記入力電圧検出器によって検出された前記入力電圧にもとづいて、前記コンデンサ引外し装置に関する異常を検出する異常判定回路と、を備える。前記異常判定回路では、第1しきい値および前記第1しきい値よりも低い値を有する第2しきい値があらかじめ設定される。前記異常判定回路は、前記入力電圧が前記第1しきい値よりも低い値を有する場合に、前記コンデンサ引外し装置の入力側に異常が存する旨のアラームを発報し、前記入力電圧が第2しきい値よりも低い値を有する場合には、前記遮断器の上位の系統に設けられた上位遮断器にトリップ指令を送信する。 A circuit breaker abnormality detection system according to an embodiment of the present invention includes an input voltage detector provided to detect input voltage, and a circuit breaker operation that operates to open a contact of the circuit breaker based on a trip command. The capacitor tripping device includes a capacitor tripping device that supplies control power to the circuit, and an abnormality determination circuit that detects an abnormality regarding the capacitor tripping device based on the input voltage detected by the input voltage detector. In the abnormality determination circuit, a first threshold and a second threshold having a lower value than the first threshold are set in advance. The abnormality determination circuit issues an alarm indicating that an abnormality exists on the input side of the capacitor tripping device when the input voltage has a value lower than the first threshold value, and when the input voltage has a value lower than the first threshold value, If the value is lower than the second threshold value, a trip command is sent to a higher-order circuit breaker provided in a system higher than the circuit breaker.

本実施形態では、コンデンサ引外し装置の故障や劣化等の異常を事前に検出することができる遮断器異常検出システムが実現される。 In this embodiment, a circuit breaker abnormality detection system is realized that can detect abnormalities such as failure and deterioration of the capacitor tripping device in advance.

実施形態の遮断器異常検出システムを例示する模式的なブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a circuit breaker abnormality detection system according to an embodiment. 実施形態の遮断器異常検出システムの一部を例示する模式的なブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a part of a circuit breaker abnormality detection system according to an embodiment. 実施形態の遮断器異常検出システムの動作を説明するためのフローチャートの例である。It is an example of a flowchart for explaining the operation of the circuit breaker abnormality detection system of the embodiment.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Note that the drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between parts, etc. are not necessarily the same as those in reality. Furthermore, even when the same part is shown, the dimensions and ratios may be shown differently depending on the drawing.
Note that in the present specification and each figure, the same elements as those described above with respect to the existing figures are denoted by the same reference numerals, and detailed explanations are omitted as appropriate.

図1は、実施形態の遮断器異常検出システムを例示する模式的なブロック図である。
図1に示すように、遮断器異常検出システムは、コンデンサ引外し装置51と、異常判定回路44と、を備える。
FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a circuit breaker abnormality detection system according to an embodiment.
As shown in FIG. 1, the circuit breaker abnormality detection system includes a capacitor tripping device 51 and an abnormality determination circuit 44.

コンデンサ引外し装置51は、遮断器1に設けられた遮断器操作回路11に接続されており、遮断器操作回路11に制御電源を供給する。コンデンサ引外し装置51は、異常判定回路44に接続されている。異常判定回路44は、コンデンサ引外し装置51に供給される交流の入力電圧vinおよびコンデンサ引外し装置51が制御電源として出力する直流電圧である出力電圧Voutを入力して、これらの電圧値の異常の有無を判定する。 The capacitor tripping device 51 is connected to the circuit breaker operation circuit 11 provided in the circuit breaker 1 and supplies control power to the circuit breaker operation circuit 11 . The capacitor trip device 51 is connected to the abnormality determination circuit 44 . The abnormality determination circuit 44 inputs an AC input voltage vin supplied to the capacitor tripping device 51 and an output voltage Vout which is a DC voltage outputted by the capacitor tripping device 51 as a control power source, and detects an abnormality in these voltage values. Determine the presence or absence of.

遮断器1は、交流電源100と負荷3との間に設けられている。この例では、遮断器1と負荷3との間に変圧器2が設けられている。遮断器1の接点が接続されることによって、負荷3に交流電源100から電力が供給される。遮断器1の接点が開放されることによって、負荷3への電力供給が遮断される。 The circuit breaker 1 is provided between the AC power supply 100 and the load 3. In this example, a transformer 2 is provided between a circuit breaker 1 and a load 3. By connecting the contacts of the circuit breaker 1, power is supplied to the load 3 from the AC power supply 100. By opening the contacts of the circuit breaker 1, the power supply to the load 3 is cut off.

遮断器操作回路11は、コンデンサ引外し装置51から制御電源の供給を受けて動作する。遮断器操作回路11は、監視盤4に設けられた制御装置によって制御される。制御装置は、たとえばプログラマブルロジックコントローラ等によって構成されている。監視盤4の制御装置は、操作指令入力部41および操作/トリップ指令生成部42を含んでいる。操作指令入力部41は、手動スイッチ等による操作指令およびトリップ指令を受け付ける。操作/トリップ指令生成部42は、操作指令入力部41の出力に応じて、遮断器操作回路11のための操作指令およびトリップ指令を生成し、遮断器操作回路11に供給する。 The circuit breaker operating circuit 11 operates upon receiving control power from the capacitor tripping device 51 . The circuit breaker operating circuit 11 is controlled by a control device provided on the monitoring panel 4. The control device is configured by, for example, a programmable logic controller. The control device of the monitoring panel 4 includes an operation command input section 41 and an operation/trip command generation section 42. The operation command input section 41 receives operation commands and trip commands from a manual switch or the like. The operation/trip command generation section 42 generates an operation command and a trip command for the circuit breaker operation circuit 11 according to the output of the operation command input section 41, and supplies them to the circuit breaker operation circuit 11.

操作/トリップ指令生成部42によって操作指令が生成された場合には、遮断器操作回路11は、遮断器1の接点を閉じるように動作する。操作/トリップ指令生成部42によってトリップ指令が生成された場合には、遮断器操作回路11は、遮断器1の接点を開放するように動作する。たとえば、遮断器操作回路11は、トリップ指令の供給を受けたときには、コンデンサ引外し装置51から供給される制御電源によって、遮断器1の接点の開放のためのトリップコイル(図示せず)を駆動して、遮断器1の接点を開放する。 When the operation command is generated by the operation/trip command generation unit 42, the circuit breaker operation circuit 11 operates to close the contacts of the circuit breaker 1. When a trip command is generated by the operation/trip command generation unit 42, the circuit breaker operation circuit 11 operates to open the contacts of the circuit breaker 1. For example, when the circuit breaker operating circuit 11 receives a trip command, it drives a trip coil (not shown) for opening the contacts of the circuit breaker 1 using the control power supplied from the capacitor tripping device 51. Then, the contacts of circuit breaker 1 are opened.

操作/トリップ指令生成部42は、図示しないが、遮断器1に流れる電流を監視しており、遮断器1に流れる電流が所定の値に達したときにトリップ指令を生成する。遮断器操作回路11は、生成されたトリップ指令にしたがって、遮断器1の接点を開放し、過大な電流から負荷3を含む主回路を保護する。 Although not shown, the operation/trip command generation unit 42 monitors the current flowing through the circuit breaker 1 and generates a trip command when the current flowing through the circuit breaker 1 reaches a predetermined value. The circuit breaker operating circuit 11 opens the contacts of the circuit breaker 1 in accordance with the generated trip command to protect the main circuit including the load 3 from excessive current.

図2は、実施形態の遮断器異常検出システムの一部を例示する模式的なブロック図である。
図2には、コンデンサ引外し装置51の構成が簡素化されて示されている。
図2に示すように、実施形態の遮断器異常検出システムのコンデンサ引外し装置51は、入力電圧検出器511および出力電圧検出器512を含んでいる。コンデンサ引外し装置51は、交流電源102に接続されて、遮断器1のための制御電源(図では、遮断器制御電源と表記)に変換して出力する変換回路5を含んでいる。変換回路5は、直流側にコンデンサを含んでおり、交流電源が遮断された場合であっても、一定の期間、制御電源を出力することができる。
FIG. 2 is a schematic block diagram illustrating a part of the circuit breaker abnormality detection system according to the embodiment.
FIG. 2 shows a simplified configuration of the capacitor tripping device 51.
As shown in FIG. 2, the capacitor trip device 51 of the circuit breaker abnormality detection system of the embodiment includes an input voltage detector 511 and an output voltage detector 512. The capacitor tripping device 51 includes a conversion circuit 5 that is connected to the AC power source 102 and converts it into a control power source for the circuit breaker 1 (denoted as a circuit breaker control power source in the figure) and outputs the control power source. The conversion circuit 5 includes a capacitor on the DC side, and can output control power for a certain period even if the AC power is cut off.

入力電圧検出器511は、変換回路5の入力に接続され、出力電圧検出器512は、変換回路5の出力に接続されている。入力電圧検出器511は、変換回路5に入力される入力電圧vinを検出して、異常判定回路44に供給する。出力電圧検出器512は、変換回路5から出力される出力電圧Voutを検出して、異常判定回路44に供給する。 Input voltage detector 511 is connected to the input of conversion circuit 5 , and output voltage detector 512 is connected to the output of conversion circuit 5 . The input voltage detector 511 detects the input voltage vin input to the conversion circuit 5 and supplies it to the abnormality determination circuit 44 . The output voltage detector 512 detects the output voltage Vout output from the conversion circuit 5 and supplies it to the abnormality determination circuit 44.

図1に戻って説明を続ける。
異常判定回路44は、監視盤4の制御装置を介して、監視盤4の外部に設けられたプロセス監視装置(HMI)に接続されている。また、異常判定回路44は、遮断器1の上位の交流系統に設けられた上位遮断器に接続されている。
Returning to FIG. 1, the explanation will be continued.
The abnormality determination circuit 44 is connected to a process monitoring device (HMI) provided outside the monitoring panel 4 via the control device of the monitoring panel 4. Furthermore, the abnormality determination circuit 44 is connected to a higher-order circuit breaker provided in the AC system higher than the circuit breaker 1 .

異常判定回路44は、コンデンサ引外し装置51の入力電圧vinおよび出力電圧Voutの検出値にもとづいて、異常処理を実行する。異常処理は、入力電圧vinおよび出力電圧Voutの検出値に応じて、複数の段階に設定されている。異常判定回路44は、異常の程度が軽いと判定した場合には、HMIにアラームを発報し、HMIによりアラームが表示される。アラームは、モニタへのテキスト表示に限らず、音声出力させたり、動画を再生させたりしてもよい。 The abnormality determination circuit 44 executes abnormality processing based on the detected values of the input voltage vin and the output voltage Vout of the capacitor tripping device 51. The abnormality processing is set in a plurality of stages depending on the detected values of the input voltage vin and the output voltage Vout. When the abnormality determination circuit 44 determines that the degree of abnormality is minor, it issues an alarm to the HMI, and the alarm is displayed on the HMI. The alarm is not limited to text display on the monitor, but may also be outputted as audio or played back as a video.

異常判定回路44は、異常の程度が重度であると判定した場合には、アラーム発報とともに、上位遮断器のためのトリップ指令を生成し、生成したトリップ指令を上位遮断器に送信して、上位遮断器を開放させる。 When the abnormality determination circuit 44 determines that the degree of abnormality is severe, it issues an alarm, generates a trip command for the higher-order circuit breaker, and transmits the generated trip command to the higher-order circuit breaker. Open the upper circuit breaker.

図3は、実施形態の遮断器異常検出システムの動作を説明するためのフローチャートの例である。
図3に示すように、操作/トリップ指令生成部42が遮断器1に対する投入指令(操作指令)を生成すると、異常判定回路44は、異常判定動作を開始する。
FIG. 3 is an example of a flowchart for explaining the operation of the circuit breaker abnormality detection system according to the embodiment.
As shown in FIG. 3, when the operation/trip command generation unit 42 generates a closing command (operation command) for the circuit breaker 1, the abnormality determination circuit 44 starts an abnormality determination operation.

ステップS1において、入力電圧検出器511は、コンデンサ引外し装置51の入力電圧vinを計測する。異常判定回路44は、計測された入力電圧vinのデータを入力電圧検出器511から受信する。なお、入力電圧vinの計測および送信のタイミングは、たとえば監視盤4に設けられた制御装置を含む制御ネットワークによって設定された一定の周期とされる。また、後述する各ステップにおける処理も設定された周期とされる。 In step S1, the input voltage detector 511 measures the input voltage vin of the capacitor tripping device 51. The abnormality determination circuit 44 receives data on the measured input voltage vin from the input voltage detector 511. Note that the timing of measuring and transmitting the input voltage vin is set at a constant cycle set by a control network including a control device provided in the monitoring panel 4, for example. Further, the processing in each step described later is also performed at the set period.

ステップS2において、異常判定回路44は、計測された入力電圧vinのデータとあらかじめ設定されたしきい値VSを比較する。異常判定回路44は、入力電圧vinのデータがしきい値VS以上の場合には、処理を次のステップS3に遷移させる。異常判定回路44は、入力電圧vinのデータがしきい値VSよりも小さい場合には、処理をステップS6に遷移させる。ステップS6では、異常判定回路44は、コンデンサ引外し装置51に関する異常を検出したものと判定する。ステップS6以降の異常判定の処理については、後述する。 In step S2, the abnormality determination circuit 44 compares the data of the measured input voltage vin with a preset threshold value VS. When the data of the input voltage vin is equal to or higher than the threshold value VS, the abnormality determination circuit 44 causes the process to transition to the next step S3. If the data of the input voltage vin is smaller than the threshold value VS, the abnormality determination circuit 44 shifts the process to step S6. In step S6, the abnormality determination circuit 44 determines that an abnormality regarding the capacitor tripping device 51 has been detected. The abnormality determination processing after step S6 will be described later.

なお、ステップS2における判定においては、入力電圧vinの誤検出や誤動作等を回避するため、入力電圧vinのデータがしきい値VSよりも小さいことを所定の期間、たとえば、計測周期の数周期分継続した場合に、ステップS6に遷移させることが好ましい。この例では、所定の期間を計測するためにタイマTを設けている。 In addition, in the determination in step S2, in order to avoid erroneous detection or malfunction of the input voltage vin, it is determined that the data of the input voltage vin is smaller than the threshold value VS for a predetermined period, for example, several cycles of the measurement period. If the process continues, it is preferable to transition to step S6. In this example, a timer T is provided to measure a predetermined period.

ステップS3において、出力電圧検出器512は、コンデンサ引外し装置51の出力電圧Voutを計測する。異常判定回路44は、計測された出力電圧Voutのデータを出力電圧検出器512から受信する。 In step S3, the output voltage detector 512 measures the output voltage Vout of the capacitor tripping device 51. The abnormality determination circuit 44 receives data on the measured output voltage Vout from the output voltage detector 512.

ステップS4において、異常判定回路44は、計測された出力電圧Voutのデータとあらかじめ設定されたしきい値VCを比較する。異常判定回路44は、出力電圧Voutのデータがしきい値VC以上の場合には、処理を次のステップS5に遷移させる。異常判定回路44は、出力電圧Voutのデータがしきい値VCよりも小さい場合には、処理をステップS6に遷移させる。 In step S4, the abnormality determination circuit 44 compares the data of the measured output voltage Vout with a preset threshold value VC. If the data of the output voltage Vout is equal to or higher than the threshold value VC, the abnormality determination circuit 44 causes the process to transition to the next step S5. If the data of the output voltage Vout is smaller than the threshold value VC, the abnormality determination circuit 44 shifts the process to step S6.

なお、ステップS4における判定においても、ステップS2の場合と同様に、出力電圧Voutのデータがしきい値VCよりも小さいことを所定の期間、たとえば、計測周期の数周期分継続したことをタイマTで計測し、ステップS6に遷移させることが好ましい。 In addition, in the determination in step S4, as in the case of step S2, the timer T indicates that the data of the output voltage Vout has continued to be smaller than the threshold value VC for a predetermined period, for example, several measurement cycles. It is preferable to measure at step S6 and move to step S6.

ステップS5において、異常判定回路44は、コンデンサ引外し装置51に関して、正常であると判定する。異常判定回路44は、正常である旨の判定結果をHMI等に出力してもよい。その後、異常と判定されるか、遮断器のトリップ指令が出力されるまで、上述の処理を繰り返す。 In step S5, the abnormality determination circuit 44 determines that the capacitor tripping device 51 is normal. The abnormality determination circuit 44 may output the determination result indicating normality to the HMI or the like. Thereafter, the above-described process is repeated until it is determined that there is an abnormality or a circuit breaker trip command is output.

ステップS6において異常判定回路44がコンデンサ引外し装置51に関して異常であると判定した場合の処理について説明する。
ステップS6では、異常判定回路44は、入力電圧vinについて、第2のしきい値VS2を有している。第2のしきい値VS2は、たとえばしきい値VSよりも小さい値に設定されている。計測した入力電圧vinのデータが第2のしきい値VS2よりも小さいときには、異常判定回路44は、処理をステップS7に遷移させ、ステップS7では、遮断器1の上位の遮断器に対するトリップ指令を生成する。なお、異常判定回路44は、上位遮断器をトリップする旨のアラームを発報することが好ましい。
A process performed when the abnormality determination circuit 44 determines that the capacitor tripping device 51 is abnormal in step S6 will be described.
In step S6, the abnormality determination circuit 44 has a second threshold value VS2 for the input voltage vin. The second threshold VS2 is set, for example, to a smaller value than the threshold VS. When the measured input voltage vin data is smaller than the second threshold VS2, the abnormality determination circuit 44 shifts the process to step S7, and in step S7 issues a trip command to the upper circuit breaker of the circuit breaker 1. generate. Note that it is preferable that the abnormality determination circuit 44 issues an alarm indicating that the upper-level circuit breaker will be tripped.

ステップS6では、入力電圧vinのデータが、第2のしきい値VS2以上である場合には、異常判定回路44は、処理をステップS8に遷移させ、アラームを発報する。この場合のアラームは、遮断器1を含む他の系統を上位遮断器で遮断するには至らないが、早急な点検等を要する旨を表示することが好ましい。 In step S6, if the data of the input voltage vin is equal to or higher than the second threshold value VS2, the abnormality determination circuit 44 shifts the process to step S8 and issues an alarm. Although the alarm in this case does not cause the upper circuit breaker to shut off other systems including the circuit breaker 1, it is preferable to display a message indicating that an immediate inspection or the like is required.

ステップS6において、入力電圧vinのデータをしきい値と比較する場合に限らず、異なる時刻に取得されたデータの差をあらかじめ設定された第3のしきい値と比較するようにしてもよい。異なる時刻におけるデータは、たとえば、現在取得されたデータの直前の周期で取得されたデータとすることができる。また、入力電圧vinのしきい値を、入力電圧vinの正常範囲よりも大きい値に設定することによって、コンデンサ引外し装置の入力側の開放状態を異常状態として検出することもできる。 In step S6, the data of the input voltage vin is not limited to being compared with a threshold value, but the difference between data acquired at different times may be compared with a preset third threshold value. The data at different times can be, for example, data acquired in a cycle immediately before the currently acquired data. Further, by setting the threshold value of the input voltage vin to a value larger than the normal range of the input voltage vin, it is also possible to detect an open state on the input side of the capacitor tripping device as an abnormal state.

上述では、入力電圧の異常検出の際に、複数段階のしきい値設定する場合について説明したが、出力電圧の異常時に複数段階のしきい値との比較をするようにしてもよい。 In the above description, a case has been described in which threshold values are set in multiple stages when detecting an abnormality in the input voltage, but comparison with threshold values in multiple stages may be performed when an abnormality in the output voltage occurs.

上述では、入力電圧vinの異常判定を実行した後に、出力電圧Voutの異常判定を行うものである。この場合には、コンデンサ引外し装置51を含む遮断器のシステムを設置し、調整し、稼働させる場合等に、コンデンサ引外し装置51の交流側を間違った接続先に接続した場合に、稼働前に不具合を検出できる等のメリットがある。入力電圧vinの異常判定後に出力電圧Voutの異常判定を実行する場合に限らず、出力電圧Voutの異常判定後に入力電圧の異常判定を実行するようにしてもよい。また、入力電圧vinおよび出力電圧Voutの異常判定を順次実行する場合に限らず、入力電圧vinおよび出力電圧Voutのそれぞれを併行して異常判定するようにしてもよい。入力電圧vinおよび出力電圧Voutを併行して異常判定する場合には、入力電圧vinおよび出力電圧Voutのいずれにおける異常であるかを区別することができる。 In the above description, the output voltage Vout is determined to be abnormal after the input voltage vin is determined to be abnormal. In this case, when installing, adjusting, and operating a circuit breaker system including the capacitor trip device 51, if the AC side of the capacitor trip device 51 is connected to the wrong connection, the It has the advantage of being able to detect defects. The abnormality determination of the output voltage Vout is not limited to the case where the abnormality determination of the output voltage Vout is executed after the abnormality determination of the input voltage vin, but the abnormality determination of the input voltage may be executed after the abnormality determination of the output voltage Vout. Moreover, the abnormality determination is not limited to the case where the abnormality determination of the input voltage vin and the output voltage Vout is performed sequentially, but it is also possible to perform the abnormality determination of each of the input voltage vin and the output voltage Vout in parallel. When abnormality is determined for the input voltage vin and the output voltage Vout in parallel, it is possible to distinguish which of the input voltage vin and the output voltage Vout is abnormal.

実施形態の遮断器異常検出システムの効果について説明する。
実施形態の遮断器異常検出システムでは、コンデンサ引外し装置51の入力電圧vinおよび出力電圧Voutを計測することができる。遮断器異常検出システムは、異常判定回路44を備えているので、計測された入力電圧vinおよび出力電圧Voutにもとづいて、コンデンサ引外し装置51に関する異常を検出することができる。
The effects of the circuit breaker abnormality detection system of the embodiment will be explained.
In the circuit breaker abnormality detection system of the embodiment, the input voltage vin and output voltage Vout of the capacitor tripping device 51 can be measured. Since the circuit breaker abnormality detection system includes the abnormality determination circuit 44, it is possible to detect an abnormality regarding the capacitor tripping device 51 based on the measured input voltage vin and output voltage Vout.

実施形態の遮断器異常検出システムでは、入力電圧vinおよび出力電圧Voutをそれぞれ計測し、順次あるいは併行して異常判定することができる。順次異常判定する場合には、入力電圧vinから判定を開始すると、コンデンサ引外し装置51に異常がある場合には、出力電圧Voutの判定を行うことなく、迅速に良否を判定することができる。入力電圧vinの異常判定から出力電圧Voutの異常判定を順次判定することによって、入力側で正常であっても、出力側で異常を生じるモードでの不具合を検出することができる。 In the circuit breaker abnormality detection system of the embodiment, the input voltage vin and the output voltage Vout can be measured, respectively, and an abnormality can be determined sequentially or in parallel. In the case of successive abnormality determination, if the determination is started from the input voltage vin, if there is an abnormality in the capacitor tripping device 51, the quality can be quickly determined without determining the output voltage Vout. By sequentially determining whether the input voltage vin is abnormal or not and then determining whether the output voltage Vout is abnormal, it is possible to detect a malfunction in a mode in which an abnormality occurs on the output side even if the input side is normal.

入力電圧vinおよび出力電圧Voutをそれぞれ併行して異常判定する場合には、コンデンサ引外し装置51の変換回路5の異常のほか、交流電源102や交流電源102との接続等の不具合であるか、コンデンサ引外し装置51と遮断器1との接続に関する不具合も区別して検出することが可能になる。 If the input voltage vin and the output voltage Vout are determined to be abnormal in parallel, it is possible to determine whether there is an abnormality in the conversion circuit 5 of the capacitor tripping device 51, or whether there is a problem with the AC power supply 102 or the connection with the AC power supply 102, etc. It is also possible to distinguish and detect malfunctions related to the connection between the capacitor tripping device 51 and the circuit breaker 1.

実施形態の遮断器異常検出システムでは、異常判定回路44が入力電圧vinまたは出力電圧Voutについて、異常検出のためのしきい値を複数設けている。そのため、軽度の異常と重度の異常とを、区別して処理を設定することができるので、主回路が短絡する等の遮断器1で保護すべき状況において、突然遮断器1の開放ができずに上位遮断器で遮断すべきでない装置にまで、影響を及ぼすことを回避することができる。 In the circuit breaker abnormality detection system of the embodiment, the abnormality determination circuit 44 provides a plurality of threshold values for abnormality detection for the input voltage vin or the output voltage Vout. Therefore, processing can be set to distinguish between minor abnormalities and severe abnormalities, so that the circuit breaker 1 cannot be suddenly opened in situations that should be protected by the circuit breaker 1, such as a short circuit in the main circuit. It is possible to avoid affecting devices that should not be shut off by the upper level circuit breaker.

軽度の異常では、入力電圧vinおよび出力電圧Voutの異常検出しきい値をそれぞれ設けた場合には、点検時にどこに不具合の原因があるかをあらかじめ把握することが可能になり、装置の操業復帰の期間を短縮することができる。 For minor abnormalities, if abnormality detection thresholds are set for the input voltage vin and the output voltage Vout, it will be possible to know in advance where the cause of the failure is during inspection, and it will be easier to restore the equipment to operation. The period can be shortened.

軽度の異常検出においては、異なる時刻におけるデータの差をしきい値と比較することもでき、その場合は、コンデンサ引外し装置51の劣化の進行状況を合わせて把握することも可能になり、故障発生前の事前の処置が可能になるとのメリットも生じる。 When detecting minor abnormalities, it is also possible to compare the difference between data at different times with a threshold value. There is also the benefit of being able to take precautions before an outbreak occurs.

近年では、工場の操業度を挙げて、生産性を向上させたいとの要求が強い。一方、遮断器のコンデンサ引外し装置は、回路や構造が比較的簡素なため、特定の保護回路を設ける等される必要性が低いとの事情がある。しかしながら、コンデンサ引外し装置には、劣化し得る電気部品であるコンデンサが用いられ、また、遮断器が用いられる工場内の設置環境は、劣悪なことも少なくなく、コンデンサ引外し装置自体の不具合に限らず、遮断器や監視盤等との配線による接続に劣化異常等を生じることも懸念される。実施形態の遮断器異常検出システムでは、上述したように、不具合の箇所を特定するのに資する情報をアラーム等の形式で出力することができる。また、遮断器異常検出システムでは、入力電圧vinあるいは出力電圧Voutの変化の傾向も取得することができるので、どのタイミングで部品や配線等の交換をすべきか等の判断に寄与する情報を収集することにも資する。 In recent years, there has been a strong demand to increase factory operation rates and improve productivity. On the other hand, the circuit breaker's capacitor tripping device has a relatively simple circuit and structure, so there is little need to provide a specific protection circuit. However, capacitor tripping devices use capacitors, which are electrical components that can deteriorate, and the installation environment in factories where circuit breakers are used is often poor, making it easy for the capacitor tripping device itself to malfunction. However, there is also concern that deterioration and abnormalities may occur in wiring connections with circuit breakers, monitoring panels, etc. In the circuit breaker abnormality detection system of the embodiment, as described above, information useful for identifying the location of the malfunction can be output in the form of an alarm or the like. In addition, the circuit breaker abnormality detection system can also obtain trends in changes in the input voltage vin or output voltage Vout, so information that contributes to judgments such as when to replace parts, wiring, etc. can be collected. It also helps.

上述のことから、実施形態の遮断器異常検出システムを導入することによって、工場の操業時間を十分に確保し、遮断器異常検出システムによって不具合が検出された場合であっても、操業再開までの期間を短縮することが可能になり、工場の生産性を向上させることに貢献することができる。 From the above, by introducing the circuit breaker abnormality detection system of the embodiment, sufficient operating time for the factory can be ensured, and even if a malfunction is detected by the circuit breaker abnormality detection system, the time required for restarting operations can be ensured. It becomes possible to shorten the period and contribute to improving the productivity of the factory.

以上説明した実施形態によれば、コンデンサ引外し装置の故障や劣化等の異常を事前に検出することができる遮断器異常検出システムを実現することができる。 According to the embodiment described above, it is possible to realize a circuit breaker abnormality detection system that can detect abnormalities such as failure and deterioration of the capacitor tripping device in advance.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。 Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention, as well as within the scope of the claimed invention and its equivalents. Further, each of the embodiments described above can be implemented in combination with each other.

1 遮断器、2 変圧器、3 負荷、4 監視盤、11 遮断器操作回路、44 異常判定回路、51 コンデンサ引外し装置、511 入力電圧検出器、512 出力電圧検出器 1 circuit breaker, 2 transformer, 3 load, 4 monitoring panel, 11 circuit breaker operation circuit, 44 abnormality determination circuit, 51 capacitor tripping device, 511 input voltage detector, 512 output voltage detector

Claims (4)

入力電圧を検出するように設けられた入力電圧検出器を含み、トリップ指令にもとづいて遮断器の接点を開放させるように動作する遮断器操作回路に制御電源を供給するコンデンサ引外し装置と、
前記入力電圧検出器によって検出された前記入力電圧にもとづいて、前記コンデンサ引外し装置に関する異常を検出する異常判定回路と、
を備え、
前記異常判定回路では、第1しきい値および前記第1しきい値よりも低い値を有する第2しきい値があらかじめ設定され、
前記異常判定回路は、前記入力電圧が前記第1しきい値よりも低い値を有する場合に、前記コンデンサ引外し装置の入力側に異常が存する旨のアラームを発報し、
前記入力電圧が第2しきい値よりも低い値を有する場合には、前記遮断器の上位の系統に設けられた上位遮断器にトリップ指令を送信する遮断器異常検出システム。
a capacitor tripping device that includes an input voltage detector installed to detect input voltage and supplies control power to a circuit breaker operation circuit that operates to open a contact of the circuit breaker based on a trip command;
an abnormality determination circuit that detects an abnormality regarding the capacitor tripping device based on the input voltage detected by the input voltage detector;
Equipped with
In the abnormality determination circuit, a first threshold and a second threshold having a value lower than the first threshold are set in advance,
The abnormality determination circuit issues an alarm indicating that an abnormality exists on the input side of the capacitor tripping device when the input voltage has a value lower than the first threshold;
A circuit breaker abnormality detection system that transmits a trip command to a higher-order circuit breaker provided in a system higher than the circuit breaker when the input voltage has a value lower than a second threshold value.
前記異常判定回路は、
前記入力電圧を所定の周期で収集し、
異なる時刻で収集した前記入力電圧の差分が、あらかじめ設定された第3しきい値以上の場合に前記コンデンサ引外し装置の劣化が始まっている旨のアラームを発報する請求項1記載の遮断器異常検出システム。
The abnormality determination circuit includes:
Collecting the input voltage at a predetermined period,
The circuit breaker according to claim 1, which issues an alarm indicating that deterioration of the capacitor tripping device has started when a difference between the input voltages collected at different times is equal to or greater than a third preset threshold. Anomaly detection system.
出力電圧を検出するように設けられた出力電圧検出器を含み、トリップ指令にもとづいて遮断器の接点を開放させるように動作する遮断器操作回路に制御電源を供給するコンデンサ引外し装置と、
前記出力電圧検出器によって検出された前記出力電圧にもとづいて、前記コンデンサ引外し装置に関する異常を検出する異常判定回路と、
を備え、
前記異常判定回路では、第4しきい値および前記第4しきい値よりも低い値を有する第5しきい値があらかじめ設定され、
前記異常判定回路は、前記出力電圧が前記第4しきい値よりも低い値を有する場合に、前記コンデンサ引外し装置の出力側に異常が存する旨のアラームを発報し、
前記出力電圧が第5しきい値よりも低い値を有する場合には、前記遮断器の上位の系統に設けられた上位遮断器にトリップ指令を送信する遮断器異常検出システム。
a capacitor tripping device that includes an output voltage detector installed to detect an output voltage and supplies control power to a circuit breaker operation circuit that operates to open a contact of the circuit breaker based on a trip command;
an abnormality determination circuit that detects an abnormality regarding the capacitor tripping device based on the output voltage detected by the output voltage detector;
Equipped with
In the abnormality determination circuit, a fourth threshold and a fifth threshold having a value lower than the fourth threshold are set in advance,
The abnormality determination circuit issues an alarm indicating that an abnormality exists on the output side of the capacitor tripping device when the output voltage has a value lower than the fourth threshold;
A circuit breaker abnormality detection system that transmits a trip command to a higher-order circuit breaker provided in a system higher than the circuit breaker when the output voltage has a value lower than a fifth threshold value.
入力電圧を検出するように設けられた入力電圧検出器と、出力電圧を検出するように設けられた出力電圧検出器と、を含み、トリップ指令にもとづいて遮断器の接点を開放させるように動作する遮断器操作回路に制御電源を供給するコンデンサ引外し装置と、
前記入力電圧検出器によって検出された前記入力電圧および前記出力電圧検出器によって検出された前記出力電圧にもとづいて、前記コンデンサ引外し装置に関する異常を検出する異常判定回路と、
を備え、
前記異常判定回路では、前記入力電圧に関する第6しきい値および出力電圧に関する第7しきい値があらかじめ設定され、
前記異常判定回路は、前記入力電圧が前記第6しきい値よりも低い値を有する場合に、前記コンデンサ引外し装置の入力側に異常が存する旨のアラームを発報し、
前記出力電圧が第7しきい値よりも低い値を有する場合には、前記コンデンサ引外し装置の出力側に異常が存する旨のアラームを発報する遮断器異常検出システム。
The device includes an input voltage detector provided to detect input voltage and an output voltage detector provided to detect output voltage, and operates to open the contacts of the circuit breaker based on a trip command. a capacitor tripping device that supplies control power to a circuit breaker operating circuit;
an abnormality determination circuit that detects an abnormality regarding the capacitor tripping device based on the input voltage detected by the input voltage detector and the output voltage detected by the output voltage detector;
Equipped with
In the abnormality determination circuit, a sixth threshold value regarding the input voltage and a seventh threshold value regarding the output voltage are set in advance,
The abnormality determination circuit issues an alarm indicating that an abnormality exists on the input side of the capacitor tripping device when the input voltage has a value lower than the sixth threshold;
A circuit breaker abnormality detection system that issues an alarm indicating that an abnormality exists on the output side of the capacitor tripping device when the output voltage has a value lower than a seventh threshold value.
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CN210016275U (en) 2019-05-20 2020-02-04 陈锡瑜 Improved capacitor tripping device for high-voltage AC system

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