JPH0127645B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、保護継電装置、特に電力系統を保護
する自動監視機能をそなえた保護継電装置に関す
るものである。

電力系統を保護する保護継電装置は、被保護設
備に故障が発生した場合、故障部分を速やかに切
離す指令を出し事故の影響を極力少なくする働き
をするが、装置が誤つた動作をした場合には被保
護設備の破壊か電力供給の中断を招く危険があ
る。そのため、保護継電装置の誤つた動作を防止
することは極めて重要なことである。

この防止策として、一般に次の方法がとられて
いる。

第１は、主リレーとフエイルセーフ・リレーを
組み合わせて用いて、最終出力を２つのリレーの
論理積により得る方法である。即ち、主リレーが
保護すべき区間内の事故を検出するのに対して、
フエイルセーフ・リレーは、主リレーより単純な
動作判定により事故の有無を検出するものであ
り、片方のリレー不良により誤つた動作をするこ
とを防止している。

第２は、自動監視による対策である。保護継電
装置は、常時不動作であつて事故発生時には確実
に動作する必要がある。そのためリレー入力が動
作レベルにない常時の状態では、常時監視により
リレーが誤動作しないことが監視される。この監
視は、上述の主リレーとフエイルセーフ・リレー
の出力のうち一方のみが動作出力を出すことがな
いかどうかを検出すること等により行なわれる。
又、リレー入力が動作レベルにあるとき、正しく
動作するか否かは点検入力を印加することで点検
される。この点検は、一定時間毎の自動点検によ
り行なわれ、点検入力印加によりリレーが動作
し、点検入力を除くことによりリレーが復帰する
ことをみる。

以上述べた常時監視及び自動点検によつて自動
監視が行なわれ、保護継電装置の不良を検出する
方法が一般に行なわれている。

しかも、従来、上記自動監視により保護継電装
置の不良が検出されると、不良表示及び警報を行
なうと共に、トリツプ出力に対して下記の措置が
とられていた。

第１の方法は装置不良が検出されるとトリツ
プ・ロツクを行なう措置であり、装置不良による
誤動作を確実に防止することができる。

しかし、このトリツプ・ロツクを行なうことに
より被保護系統の事故に対しては誤不動作とな
り、事故が除去できないために被保護系統に重大
な影響を及ぼす危険を有する。

第２の方法は装置不良が検出されても、運転員
が派遣されるまで装置運用を継続する方法であ
る。このような運用方法を行なつた場合には、事
故発生時において正動作する可能性はあるが、誤
動作する恐れがあつて、電力供給の中断を招く危
険がある。

上記従来方法のうち、どちらの方法を採用する
かは、適用保護系統や系統運用の考え方等によつ
て決定されていたが、いずれの場合も上述した危
険性を夫々含んでいるため、前記危険性に対する
割り切りを行なわざるを得なかつた。

本発明は上記問題点を解決することを目的とし
てなされたものであり、保護継電装置に不良が発
生した場合においても、保護区間外事故に対して
は誤動作の危険性がなく、区間内事故に対しては
正動作となる状態で保護を継続でき、かつ被保護
系統に与える装置不良の影響を極力小さくするこ
とのできる保護継電装置を提供することを目的と
している。

以下図面を参照しつつ実施例を説明する。第１
図は本発明による保護継電装置の一実施例構成
図、第２図は他の実施例構成図、第３図は更に他
の実施例構成図、第４図はリレーの実施例構成
図、第５図及び第６図はフエイルセーフ・リレー
の実施例構成図である。

第１図において、１は主リレーであつてリレー
入力２を入力し、故障区間等のリレー判定を行な
いリレー出力３を出力する。そして前記リレー出
力３はＲ回路４、AND回路５、AND回路６及
び点検回路７に入力される。８はフエイルセー
フ・リレーであつて、前記主リレー１と同一リレ
ー入力２を入力し、故障検出等のリレー判定を行
ないリレー出力９を送出する。そして前記リレー
出力９はＲ回路４、AND回路５及び点検回路
７に入力されることは主リレー１と同様である。
又、Ｒ回路４は前記主リレー１からのリレー出
力３と、フエイルセーフ・リレー８からのリレー
出力９とが入力され、前記各入力のうちの一方の
入力のみが動作状態にあるとき、限時復帰回路
（以下TDE回路という）１１に対して出力１０を
送出する。前記TDE回路１１はリレー出力３又
は９が一定時間継続、即ち、前記主リレー１と前
記フエイルセーフ・リレー８の一方のみが動作で
ある状態が一定時間継続したことを検出するもの
であり、前記Ｒ回路４からの出力１０の入力後
におけるT₁時間経過時に、出力１２を送出する
ものである。なおT₁は通常10秒程度である。そ
してＲ回路４とTDE回路１１とによつて常時
監視不良が検出され、TDE回路１１からの出力
１２が送出されると、前記出力によつて警報、表
示が行なわれると共に、AND回路６に入力され
る。AND回路６はリレー出力３と出力１２とを
入力し、前記リレー出力３が動作状態にあり、且
つTDE回路からの出力１２があるとき、即ち、
常時監視不良が主リレー１に起因するとき出力１
３を送出する。

この出力１３はOR回路１４に入力される。点
検回路７は、主リレー１とフエイルセーフ・リレ
ー８とを点検するための回路であつて、トリツ
プ・ロツクを行なう出力１５を前記AND回路５
に出力した後、主リレー１に対しては点検入力１
６を、フエイルセーフ・リレー８に対しては点検
入力１７を夫々出力する。主リレー１は点検入力
１６を入力すると、リレー入力２の入力時と同様
なリレー判定を行ない、リレー出力３を送出す
る。又、フエイルセーフ・リレー８に点検入力１
７が入力された場合も前記同様リレー出力９を送
出する。したがつて、点検回路８はリレー出力３
とリレー出力９とを共に入力することにより、前
記主リレー１と前記フエイルセーフ・リレー８の
夫々について、前記点検入力が印加された場合に
正しく動作をすること、及び点検入力を取り去つ
た場合に正しく復帰することを監視する。

そして不良検出に際しては出力１８によつて不
良内容を警報、表示すると共に、リレー出力３が
正しく復帰せず動作状態が継続したとき、OR回
路１４に対して出力１９が送出される。なお前記
トリツプ・ロツク出力１５は点検終了時に復帰さ
れる。したがつてOR回路１４はAND回路６から
の出力１３と、点検回路７からの出力１９とが入
力され、前記いずれかの入力が存在するとき、即
ち、常時監視不良が主リレー１に起因するとき
（出力１３あり）、又は自動点検に際して主リレー
１が復帰不良を発生したとき出力２０が送出され
る。

一方、AND回路５は主リレー１からの出力３、
フエイルセーフ・リレー８からの出力９、点検回
路７からの出力１５及びOR回路１４からの出力
２０が夫々入力され、前記リレー出力３と前記リ
レー出力９とが共に動作状態にあり、且つ前記出
力１５と前記出力２０とが共に入力されないと
き、トリツプ出力２１が送出される。

即ち、前記トリツプ出力２１は、通常の運用状
態時においては、主リレー１とフエイルセーフ・
リレー８が共に動作したとき送出されるが、点検
動作中はトリツプ・ロツク出力１５によつて出力
ロツクされると共に、主リレー１が常時監視不良
を発生したとき及び自動点検に際して復帰不良を
発生したときは出力ロツクがなされる。

次に第１図の動作を説明する。まず最初に正常
時においては、主リレー１及びフエイルセーフ・
リレー８からの出力３，９が共にないため、
AND回路５の論理積出力はなくトリツプ出力２
１は送出されない。常時監視不良の場合は、主リ
レー１とフエイルセーフ・リレー８のいずれか一
方が動作状態にあるためＲ回路４の論理和出力
１０があり、しかもこの状態が継続するため
AND回路６の一方入力が印加される。この状態
において前記常時監視不良が主リレー１に起因す
るときは、主リレー１による出力３が存在するた
め、前記AND回路６による出力が送出されてOR
回路１４を介しAND回路５からのトリツプ出力
をロツクする。又、自動点検時復帰不良を生じる
と、主リレー１及びフエイルセーフ・リレー８か
らの出力３，９が共に存在するが、点検回路７か
らの出力１９が送出されてAND回路の禁止入力
となるため、この場合もトリツプ出力はロツクさ
れる。

一方、主リレー１が誤不動作となり得る不良発
生時及びフエイルセーフ・リレー８の不良発生時
には、前記各リレーに対応する出力が存在しない
こととなつて装置運用は継続される。

したがつて主リレー１が誤動作することのない
不良モード及びフエイルセーフ・リレー８の不良
時には装置の運用を継続しても、保護区間外事故
に対してトリツプ出力を送出することなく、しか
も区間外事故に対して保護できる可能性を残すこ
とができる。又、主リレー１が誤動作を生ずる不
良になつたときは、トリツプ・ロツクが行なわれ
るので、区間外事故に対する誤動作を阻止するこ
とができる。

以上説明したように上記実施例によれば、たと
え保護継電装置に不良が発生したとしても、保護
区間外事故に対しては誤動作の恐れのない状態で
保護を継続することができ、しかも保護区間内事
故に対しては正動作の可能性を残すことが可能で
あるため、装置の保護能力を最大限に生かし続け
ることができると同時に、被保護系統に与える装
置不良の影響を極力小さくすることができる。

第２図は本発明による他の実施例である。図中
の符号１ないし２１は第１図に対応する。３０は
OR回路であつてフエイルセーフ・リレー８から
の出力９と点検回路７からの出力３１が共に入力
され、前記いずれかの出力が存在するとき、出力
３２をAND回路５に送出する。即ち、リレー出
力９はＲ回路４、点検回路７、OR回路３０に
入力される。そして前記点検回路７は点検入力１
７をフエイルセーフ・リレー８に印加し、前記リ
レー出力９を入力することによりフエイルセー
フ・リレー８の自動点検を行なう。その結果、点
検入力１７によつてフエイルセーフ・リレー８が
動作しないことを検出すると、OR回路３０に対
して出力３１を送出する。即ち、出力３２はフエ
イルセーフ・リレー８がリレー出力９を送出した
とき、及び自動点検により誤不動作モードの不良
が検出されたときに送出されることになる。した
がつて、たとえフエイルセーフ・リレー８が誤不
動作モードの不良を発生したとしても、出力３１
が送出されるために、前記フエイルセーフ・リレ
ー８のリレー出力を模擬することができる。逆
に、又、フエイルセーフ・リレー８が事故に対し
て動作しないような不良が発生したとしても、前
記リレー出力３１が送出されるために、主リレー
１のみによるトリツプ出力の送出が可能な装置運
用を行なうことができる。

第３図は本発明による更に他の実施例である。
図において１００は主リレーであつてデジタル演
算処理装置で構成され、故障区間等のリレー判定
の機能とともに、常時監視機能及び点検機能を有
する。そして前記主リレー１００は、常時リレー
入力２を入力してリレー判定を行ない、常時監視
機能及び点検機能によつて主リレー自身が誤動作
する危険性がないと判定したとき、リレー出力１
０１を送出する。前記リレー出力１０１はAND
回路１０２に入力される。１０３はフエイルセー
フ・リレーであつて主リレー１００と同様にデジ
タル演算処理装置で構成され、故障検出等のリレ
ー判定の機能と共に、自回路の常時監視機能を有
する。そして前記フエイルセーフ・リレー１０３
は、常時リレー入力２を入力してリレー判定を行
ない、動作判定時リレー出力９を送出し、主リレ
ー１００及びAND回路１０２に入力される。主
リレー１００は前記フエイルセーフ・リレー１０
３からのリレー出力９を入力することにより、フ
エイルセーフ・リレー１０３を常時監視すると共
に、自回路の常時監視を行ない、その結果不良を
検出すると、一定時間経過後に不良内容を表示し
警報出力１０４を送出する。又、主リレー１００
はソフト処理によつて前記一定時間経過したこと
を判定すると、AND回路１０２に対して出力１
５を送出してトリツプ・ロツクを行なうと共に、
自回路及びフエイルセーフ・リレー１０３の自動
点検を行なうため、点検入力出力回路１０６に対
して点検起動出力１０５を送出する。この点検入
力出力回路１０６は前記点検起動出力１０５を入
力すると、主リレー１００に対する点検入力１０
７とフエイルセーフ・リレー１０３に対する点検
入力１０８を順次出力する。主リレー１００は点
検出力１０７を入力すると、前記リレー入力２の
入力時と同じリレー判定を行ない、その結果を自
らの判定により、点検入力の印加によりリレーが
正常に動作し、点検入力を取り去ることによりリ
レーが正常に復帰することを監視する。

一方、フエイルセーフ・リレー１０３は点検入
力１０８を入力した場合にリレーが正常に動作
し、点検入力を取り去ることによりリレーが正常
に復帰することを前記リレー出力９を入力するこ
とで監視する。

前記自動点検の結果、主リレー１００が不良を
検出すると、出力１０９を送出して点検不良の内
容を警報、表示すると共に、前記点検入力１０７
を取り去つた場合に、リレー出力１０１が正しく
復帰せずに動作状態を継続したとき、前記リレー
出力１０１を送出しないソフト処理を行なう。な
おトリツプ・ロツク出力１５は点検終了時復帰す
る。AND回路１０２は、リレー出力１０１、リ
レー出力９及びトリツプ・ロツク出力１５を入力
し、前記トリツプ出力１５が存在しない時、即
ち、点検中でないときトリツプ出力２１を送出す
る。これは主リレー１００とフエイルセーフ・リ
レー１０３とが共に動作と判定したときトリツプ
出力２１を送出することを意味している。そして
主リレー１００が不良であることを常時監視にお
いて検出されたとき、及び自動点検においてリレ
ー出力１０１が正しく復帰しないことが検出され
たときは、主リレー１００によつて出力１０１の
送出阻止が行なわれるため、不良モードの場合は
トリツプ出力２１の送出はない。なお１１０は警
報、表示のための出力であつて、フエイルセー
フ・リレー１０３が自回路について常時監視を行
ない、不良が検出された場合に不良内容を警報、
表示するためのものである。

上記説明から明らかなように、本実施例におい
てデジタル演算処理装置を用いることにより、常
時監視を行なう回路及び自動点検を行なう回路に
おける各制御部分を主リレー１内に収納すること
ができて、周辺回路を少なくすることが可能であ
る。なおこの場合に、フエイルセーフ・リレー１
０３からのリレー出力９についての強制制御も、
主リレー１００によつて行なうことができる。

第４図はデジタル形保護継電器の出力回路を示
す実施例である。

図において、２００は演算部であつて、正弦波
のアナログ入力２０１を入力し、Ａ／Ｄ変換した
後、デジタル演算によつてリレー判定を行ない、
前記判定出力２０２を出力回路２０３に出力す
る。２０５はウオツチドツグ・タイマーであり、
演算部２００によるプログラム処理された一定期
間の出力２０４が入力される。前記ウオツチドツ
グ・タイマーは通常のデジタル計算機で用いられ
ているのと同じであつて、前記出力２０４が一定
周期で入力されることを監視し、一定時間以上入
力されないことをもつてプログラム実行の異常を
検出し、出力２０６を送出する。そして出力２０
６は本装置の異常を警報、表示するために装置外
部に出力されると共に、出力回路２０３に入力さ
れる。出力回路２０３は前記判定出力２０２と出
力２０６とが入力され、出力２０６が入力されて
ないとき（プログラムの実行が正常であるとき）、
前記判定出力２０２をリレー出力２０７として送
出し、前記出力２０６が入力されているとき（プ
ログラムの実行が異常であるとき）、リレー出力
２０７が動作状態にならないよう制御される。

本実施例においてはプログラム処理そのものの
異常が発生した場合においても、リレー出力２０
７を誤動作しないよう制御できる。

第５図は出力回路の他の実施例である。図中の
符号２００ないし２０２及び２０４ないし２０７
は第４図に対応している。図において２０３Ａは
出力回路であるが、前記出力回路２０３Ａはプロ
グラムの実行異常によつて送出される出力２０６
を入力しない点において第４図実施例と異なつて
いる。

本実施例によれば、リレー出力２０７はウオツ
チドツグ・タイマー２０５によるプログラム実行
の異常検出の有無にかかわらず、判定出力２０２
と同じになる。したがつて誤つた動作をする可能
性のあるリレー出力２０７を送出することがある
が、プログラムの実行異常によつて送出される出
力２０６がある場合においても正動作をする可能
性も残すことができる。

第６図は出力回路の更に他の実施例である。

図中の符号２００ないし２０２及び２０４ない
し２０７は第５図に対応している。図において２
０３Ｂは出力回路であるが、前記出力回路２０３
Ｂはプログラムの実行異常によつて送出される出
力２０６を入力することにより、出力２０７を強
制的に動作状態として送出する点において上記し
た第４図及び第５図の各実施例と異なつている。

本実施例ではウオツチドツグ・タイマー２０５
によつて、たとえプログラムの実行異常が検出さ
れたとしても、リレー出力２０７を動作状態にす
ることができる。

以上説明した第４図々示実施例及び第５図々示
実施例を第３図々示実施例構成に適用した場合を
考える。

ここで第３図において、主リレー１００として
第４図々示構成を適用し、フエイルセーフ・リレ
ー１０３として第５図々示構成を適用した場合の
応動は次のようになる。

第３図において述べたように、前記主リレー１
００は、常時監視及び自動点検によつて誤動作モ
ードの不良を検出した場合に、プログラム処理に
よつてリレー出力１０１は出力が阻止されて誤動
作を防ぐことが可能であるが、このプログラム処
理そのものが異常となつた場合、第３図々示構成
ではリレー出力１０１が動作状態となる可能性が
ある。しかし第４図々示構成を適用すればプログ
ラム処理の異常がハード的に検出され、出力回路
２０３によつてリレー出力１０１を制御すること
が可能である。

又、フエイルセーフ・リレー１０３に第５図々
示構成を適用した場合、たとえプログラム処理の
異常が発生しても、そのままの出力が継続され
て、第３図の場合と同様になる。即ち、プログラ
ム処理の異常をも含めて第３図と同様な作用効果
を奏する。

一方、主リレー１００として第４図々示構成を
適用し、フエイルセーフ・リレー１０３として第
６図々示構成を適用した場合の応動は次のように
なる。

主リレー１００に関しては上記説明と同様であ
るが、フエイルセーフ・リレー１０３において
は、プログラム処理が正常に実行されている限
り、リレー判定結果をそのままリレー出力として
用いるが、プログラム処理が異常になると、リレ
ー出力９を強制的に動作状態にする。即ち、プロ
グラム処理異常の場合においても誤不動作を確実
に防止できる。

本発明は上記構成のみに限定されるものではな
く、以下の如き構成も可能である。

(1) 第１図及び第２図の構成において、主リレー
１、フエイルセーフ・リレー８、常時監視を行
なう回路及び点検回路７の制御部分について、
いずれの回路に対してもデジタル演算処理装置
を適用することができる。

(2) 上記(1)項で述べた構成に対して、主リレーに
対しては第４図々示構成を、又、フエイルセー
フ・リレーに対しては第５図又は第６図々示構
成を適用してもよい。

(3) 以上の構成における常時監視及び自動点検の
説明では、トリツプ回路については明示されて
いないが、通常行なわれているトリツプ回路の
常時監視及び自動点検によるチエツクを行なう
ことができる。

(4) 以上の応動説明では、自動点検時、主リレー
が復帰不良を生じたとき、トリツプ出力をロツ
クする如く説明しているが、自動点検時におけ
る主リレーの不良に対しては全てトリツプ出力
をロツクしてもよいことは勿論である。

以上説明した如く、本発明によれば主リレーと
フエイルセーフ・リレーとをもうけ、主リレーの
不良時にはトリツプロツクを行なうと共に、フエ
イルセーフ・リレーの不良時には装置運用を継続
するよう構成したので保護区間外事故に対しては
誤動作の危険性がなく、区間内事故に対しては正
動作となる状態において保護を行なうことが可能
な保護継電装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による保護継電装置の一実施例
構成図、第２図は他の実施例構成図、第３図は更
に他の実施例構成図、第４図は主リレーの実施例
構成図、第５図及び第６図はフエイルセーフ・リ
レーの実施例構成図である。 １，１００：主リレー、８，１０３：フエイル
セーフ・リレー、７：点検回路、１０６：点検入
力出力回路、２００：演算部、２０３：出力回
路、２０５：ウオツチドツグ・タイマー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主リレーの出力とフエイルセーフ・リレーの
   出力との論理積によつてトリツプ出力を送出する
   保護継電装置において、上記主リレー及びフエイ
   ルセーフ・リレーの不良を検出する自動監視装置
   と、前記自動監視装置によつて検出された不良内
   容を表示又は警報する装置とを夫々そなえ、前記
   主リレーの不良検出時にはトリツプ・ロツクが行
   なわれ、前記フエイルセーフ・リレーの不良検出
   時には装置運用が継続されることを特徴とする保
   護継電装置。 ２ 自動監視装置により主リレーが誤動作し得る
   不良検出がなされた時、トリツプ・ロツクが行な
   われることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の保護継電装置。 ３ フエイルセーフ・リレーの不良検出時には、
   前記フエイルセーフ・リレーの出力を強制的に動
   作状態とすることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の保護継電装置。