JPH04133615A - 保護継電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は信頼性向上対策を施した保護継電装置に関する
。

（従来の技術） 保護リレーシステムは電力系統の運用を維持するために
不可欠のものであり、近年社会的な要求も相俟って高信
頼性の追及は極めて厳しい状況である。

この状況下て高信頼性を確保するために種々の手段を講
じているが、その中の１つに単一の不良て誤動作、誤不
動作に至らぬよう冗長設計を行なっている。

具体的な事例を第５図に示す。図においてｆａ）は０Ｒ
１（ｂ）はＡＮＤ　、ｆｃ）は２０ＵＴＯＦ３、ｆｄ）
は２０ＵＴ　ＯＦ４て、いずれも周知の方法である。第
６図は常用と予備の使い分の事例てあり、１は常用のシ
ステム、２は予備のシステムであるが、何らかの理由で
常用のシステム１に不具合か生じて使用できなくなった
場合、切替条件３により予備のシステム２に切替えて運
用を継続している。

第７図は２つのシステムの八ＮＯで出力条件を成立させ
る例であり、常用のシステム４Ａと４Ｂは夫々同一機能
を有し、ＡＮＤ条件７により２つのシステムのＡＮＤで
出力する構成になっている。ここで常用システム４＾に
不具合が生じた場合は切替条件６Ａにより予備システム
５に切替え、常用システム４Ｂに不具合が生じた場合、
切替条件６Ｂにより予備システム５に切替を行ない、２
つのシステムのＡＮＤで出力することが可能になってい
る。

（発明が解決しようとする課題） このように単一不良てのシステムの誤動作、誤不動作を
防止するために２重化とが常用、予備の方法をとり、信
頼性向上を図っているか、これらは１つの機能を実現す
るために複数のデバイスを用いることにより成り立って
いる。ここてぃうデバイスとは部品、器具・ユニット、
装置、システム等いずれの単位でとらえても良いが、本
来１つの目的を実現するには１つのデバイスで目的を達
しうるが、信頼性向上を図るために２つ以上のデバイス
を用いるという意味である。

これは必然的に２倍以上のコスト、スペース。

労力等を必要とすることになり、装置又はシステムの単
位で考えると、経済面から無視しえないものとなる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、複数の
機能を実現するための必要なデバイスの数量のミニマム
化を図り、従来と同等の信頼性を確保した保護継電装置
を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は複数の保護機能を有
して電力系統を保護する保護継電装置において、個々の
ハードウェアにはソフトウェアによって複数の機能を付
加して、いずれの機能も実現可能とすると共に、出力に
用いるハードウェアの個数は少なくとも１個の予備設備
を残して、それ以外のいずれかを任意に組合せて使用す
るよう構成した。

（作　用） 上記構成から明らかなように、個々のハードウェアには
ソフトウェアによって複数の機能が付加されている。し
たがって使用に際して、各ハードウェアは必要とする機
能の１つを夫々が分担し、結果として複数機能を実現す
る。ここで、使用されているハードウェアのいずれかの
１つが不具合になったとき、予備設備として残された１
つに切替えれば、任意の機能として使用できる。

（実施例） 以下図面を参照して実施例を説明する。

第１図は本発明による保護継電装置の一実施例の構成図
てあり、過電流リレーと距離リレーの２つの要素のＡＮ
Ｄを構成する場合て説明する。第１図において、８．９
．１０はリレー要素を構成するハードウェアＨ／１４　
、例えばＣＰＵがマウントされたプリント基板と、ソフ
トウェアＳ／−１例えば通常ＲＯＭに書込んで装着され
た装置である。

８−１　、８−２と９−１　、９−２　と１０−１．１
０−２は夫々リレー要素の出力であり、これら各出力の
内、−１は過電流リレーの場合の出力であり、−２は距
離リレーの場合の出力である。これらの要素は通常は過
電流リレーと距離リレーの、いずれが一方の特性のみを
実現するようになっている。なお、本実施例における過
電流リレーは事故検出リレーとしての機能を有す。

そしてリレー要素の設定１の場合はリレー要素８は過電
流リレー（以下ＱＣ−ＲＹと称す）、リレー要素９は距
離リレー（以下ＤＺ−ＲＹと称す）力演算を行なうよう
に制御され、条件が成立すれば出力８−１にＱＣ−ＲＹ
　、出力９−１に０７−ＲＹとしての出力か生じ、八Ｎ
Ｄ　１１を介して出力１が生じる。同様に設定２の場合
はリレー要素９はＱＣ−ＲＹ　、リレー要素１０はＤ２
−ＲＹの演算を行なうように制御され、条件が成立すれ
ば出力９−２にＱＣ−ＲＹ　、出力１０−１にＤＺ−Ｒ
Ｙとし、ての出力が生じ、Ａ１１［）　１２を介して出
力２が生じる。更に設定３の場合はリレー要素１０はＱ
Ｃ−ＲＹ　、リレー要素８はＤ２−ＲＹの演算を行なう
ように制御され、条件が成立すれば出力１０−２にＱＣ
−ＲＹ　、出力８−２に０２−ＲＹとしての出力が生じ
八ＮＤ　Ｉ３を介して出力３が生じる なお、設定１．，２．３の制御につい−ζは図示してい
ないが、ディジタルリレー装置の場合、Ｉ１０バスを介
してＣＰＵに指令を与えることは容易である。設定１．
２．３のいずれを選択するかはリレー要素８．９．１０
の健否による。ディジタルリレーの場合、事故診断機能
が充実し、Ｈ／−単位での鍵部チエツクが容易なことは
周知の通りであるが、本桶成においてもリレー要素８．
９．１０の鍵部チエ・ツクを常時実施し、平常時は設定
１を選択してリレー要素８と９を使用、リレー要素８に
不具合か生じたときは、設定２を選択してリレー要素９
と１０を使用、リレー要素９に不具合が生じたときは、
設定３を選択してリレー要素１０と８を使用、更にリレ
ー要素１０に不具合が生じたときは、設定１に戻すこと
により、常に健全な２つの要素を使用して継続運転が可
能となる。

即ち、１つの要素（Ｈ／１４＞の不具合でも装置をロッ
クすることなく連続運転が可能てあり、かつ不具合とな
った要素を健全なものと交換することにより、再度不具
合が発生しても常に健全な要素に切替えて使用すること
が可能である。

ここで各リレー要素に常にＱＣ−ＲＹとＤＺ−ＲＹの２
つの特性の演算を行なわせて第５図ｆｃ）に示した２Ｑ
ＩＴＯＦ３の方法では使用することも考えられるが、実
際は一方の要素でＱＣ−ＲＹ　、他方の要素で０２−Ｒ
Ｙという単純なものばかりではなく、夫々複雑な組合せ
の特性を演算する場合が多い。この場合、ｃｐｕの容量
と処理スピードとの関係からリレーの動作時間が遅くな
る欠点がある。つまり常時使用しないリレー特性の演算
をも実施することにより無駄な時間を費していることに
なる。本発明は以上のような観点から必要な特性力みの
演算を行なうなめに動作時間の高速化を図ることも”Ｔ
能である。

第２図は他の実施例の構成図である。

図において、１４．　Ｉｓ、　１６．１７は夫々リレー
要素てあり、ＯＲ回路１８によってこれらのＯＲをとり
、このＯＲ出力と事故検出リレー（例えばＱＣ−ＲＹ　
）の出力ＦＤ−ＲＹとのＡＮＤをＡＮＤ回路１９にて桶
成し、装置出力を導出する構成となっている。

ここで、リレー要素１４．１５．１６．１７について説
明する。ここでは距離リレーによる３段隔時の方式、即
ち、第１段（以下Ｄ２−１と祢す）、第２段（同Ｄ２−
２）　、第３段（同［１２−３）のＯＲの方式を実現す
ることを想定する。

例えば設定１の場合はリレー要素１４はＤＺ−１，同１
５はＤ２−２　、同１６は０２−３の特性の演算を行な
い、条件が成立すれば夫々の出力か生じる。ここてリレ
ー要素１７は何も演算しない。設定２ではリレー要素１
５．１６．１７が大々［ＩＺ−１，Ｄｌ−２，ＤＺ−３
の演算を行ない、リレー要素１４が休止となる。設定３
てはリレー要素１６．１７．１４が夫々Ｄ２−１．０２
−２．　Ｄ２−３の演算を行ない、リレー要素１５が休
止となる。設定４ではリレー要素１７．１４．１５が夫
々ＤＺ−１、ＤＺ−２。

０２−３の演算を行ない、リレー要素１６か休止となる
。

かかる構成とすることにより、常に健全なリレー要素を
用いて３つのリレー特性の演算を行なうことが可能であ
り、第１図の構成で述べたと同機の効果を生じることは
明らかである。

なお、上記各実施例とも、設定を変えるときにリレー要
素と演算するリレー特性の夫々を順序にローテーション
する方法で説明したが、これに限定されるものではなく
、不具合となったリレー要素の特性を休止中のリレー要
素が演算する方法や、リレー要素と演算するリレー特性
の組合せは任意のもので良い。

ス、説明を簡単にするため、Ｈ／−をリレー要素、Ｓ／
−をリレー特性として説明したか、Ｉｆ／１４はＣＰＵ
基板、入力回路基板、整定基板又はリレー装置全体のい
ずれても良く、Ｓ／Ｗはリレー特性の他、シーゲンス制
御回路であっても良い。要するに、複数のハードウェア
を用いて、これにソフｌ〜ウェアを付加して複数の機能
を構成する手段てあれば良い。

第３図は他の実施例の構成図であり、第１図の具体例と
して示している。

本実施例は送電線用保護継電装置の概略構成てあり、図
において２０は入力変換器、２１−１．２１−２２１−
３はアナログ入力回路、２２はシステムバス、２３−１
．２３−２．２３−３はＣＰＵ　、２４−１．２４−２
は整定回路、２５−１．２５−２．２５−３は入出力回
路、２６は外部機器とのインターフェース回路である。

保護継電装置の場合、主検出回路と事故検出回路を分離
した構成とし、両者の出力即ち、出力］と出力２のＡＮ
Ｄで出力指令を与えるのが一般的である。本実施例はこ
の思想を実現する場合を示しており、例えばアナログ入
力回路（以下ＡＩと称す）２１−１．　ＣＰＵ　２３．
−１．整定回路（以下ＳＥＴと称す）２４−１．入出力
回路（以下１，１０と称す）２５づて生検出回ｉ％１ｌ
ＩＩｆｆｌＬ、ＡＩ　２１−２　、　ＣＰＩＩ　２３−
２．　ＳＥＴ　２４−２１１０２５−２て事故検出回路
を構成する。この状態で回路のいずれかに不具合が生じ
たときは、当該回路の予備回路、即ち、ＡＩ　２１−３
　、　ＣＰＵ　２３−３ＳＥＴ　２４−３．１／’０２
５−３のいずれかに切替えることにより、装置をロック
することなく運用を継続てきる。又、切替えた後不具合
の生じた回路を健全なものと交換すれば、次の不具合発
生にも対応てきる。

ここて入力変換器２０及び外部機器とのインターフェー
ス回路２６は、過去の実績から主検出回路と事故検出回
路を共用の場合で示しているか、これに限定されるもの
てなく、他の回路と同様に３つのＨｌ・′−を設けて使
い分けることも可能である。

第４図は更に他の実施例の構成図てあり、第２図の具体
例として示している。

本実施例は４つの電気所、２つの変圧器及び２重主母線
から成る電気所を複数の保護継電装置て保護する場合を
示す。２７は光［＾Ｎて、ＰＤ、　ＣＴ、　ＣＢＩＳ等
の構内機器と各種保護制御装置を光ネットワーつて接続
したものである。ここては構内機器から直接光ネットワ
ークに接続した例を示したが、各種電気信号を光信号に
変換する変換回路を人々に設けても良い。２８−１．２
８−２．２８−３．２８−４．２８−５２８−６　２８
−７．２８−８は各種保護継電装置を示す。

ここて系統条件、各種機器の条件は光ネットワークによ
り、いずれの保護継電装置（以下ＲＹ−Ｐと祢す）にも
与えられており、夫々のＲＹ−Ｐは、いずれの送電線、
変斤器、母線の保護も可能な状態となるように構成され
る。

例えば、ＲＹ−Ｐ２Ｏ−１，２８−２，２８−３，２８
−４て４つの送電線の夫々の保護を、ＲＹ−Ｐ２Ｏ−５
，２８−６で２つの変圧器の夫々の保護を、ＲＹ−Ｐ２
Ｏ−７で母線の保護を夫々行ない、ＲＹ−Ｐ２Ｏ−８は
休止状態とすることが可能である。かかる状態で例えば
、ＲＶ−Ｐ２Ｏ−１に不具合が発生した場合、従来の方
法では当該送電線を停止してＲＹ−Ｐ２Ｏ−１の不具合
の原因究明と復旧を行なうことになる。又はＲＹ−Ｐ２
Ｏ−１を２つ設けて不具合の生じた装置のみロックして
原因究明と復旧を行なうことになる。本実施例］によれ
ばＲＹ−Ｐ２Ｏ−１が不具合と判明した場合、自動的に
当該送電線の保護をＲＶ−Ｐ２Ｏ−８に切替えると共に
、ＲＹ−Ｐ２Ｏ−１を休止状態として原因究明と復旧を
図ることか可能である。

同様に他のＲＹ−Ｐに不具合か生じた場合ても休止中の
ＲＶ−Ｐと自動的に切替を行なうことにより、当該送電
線、変圧器等を停止することなく継続運用が可能である
。

上記実施例によれば電気所の全ての設備の連結運転を行
なう場合に、各機能を有する保護装置を予備として機能
数だけ設ける必要があったが、上記実線例ては最低１つ
の予備装置を置くことて、全ての保護装置の代用が可能
となり、高信頼性の維持を図りながら、大幅な経済性の
改善を図ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば個々のＨ，／−に
対してＳ／ｉｌｌによって複数の異なる機能を付与する
構成としたので、これらの装置に不具合が生じても最低
１つの予備装置を備えるたけて、本来の機能を停止する
ことなく、不具合の原因究明と復旧を図ることが可能で
あり、電力系統の保護を高信頼度に行なうことか可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による保護１１電装置の一実施例の構成
図、第２図は他の実施例の構成図、第３図は第１図の具
体例としての構成図、第４図は第２図の具体例としての
構成図、第５図、第６図、第７図は従来方式を示す構成
図である。 ８〜１０．１４〜１７・・リレー要素 １１〜１３．１９・・・ＡＮＤ回路　　１８・・・ＯＲ
回路特許出顧大　　株式会社　東　芝 代理人弁理士　　石　井　　　紀　男 第 図 第４図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第５図 ４Δ 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の保護機能を有して電力系統を保護する保護継電装
   置において、個々のハードウェアにはソフトウェアによ
   って複数の機能を付加して、いずれの機能も実現可能と
   すると共に、出力に用いるハードウェアの個数は少なく
   とも１個の予備設備を残して、それ以外のいずれかを任
   意に組合せて使用することを特徴とする保護継電装置。