JPH05344641A

JPH05344641A - 保護継電器

Info

Publication number: JPH05344641A
Application number: JP4144538A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kurihara; 和夫栗原; Tetsuo Ukawa; 徹雄宇川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-06-04
Filing date: 1992-06-04
Publication date: 1993-12-24
Anticipated expiration: 2015-03-13
Also published as: JP3019607B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、点検入力を直接バンドパスフィルタ
に印加できるように構成した過電流継電器を提供するこ
とにある。【構成】本発明は、系統の電気量を入力量として事故時
の状態を検出する検出手段と、前記事故時の検出手段の
各構成要素が正常か否かを判断する点検用信号を入力す
る信号入力手段と、点検指令を入力する点検指令入力手
段とからなる保護継電器において、前記事故検出手段の
構成要素であるアナログフィルタ要素を形成する演算増
幅器の反転入力端子に前記点検信号を抵抗器を介して入
力する点検手段を備えているので、点検入力無のとき時
サミングポイントが正常時に０Ｖであり、フィルタ動作
に影響はない。従って実入力に対してバンドパスフィル
タとなり、一方点検入力に対してはローパスフィルタ相
当となる。したがって、基本的な商用周波数領域でのフ
ィルタ特性に変化はないので、過電流継電器本来の機能
に問題はない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は保護継電器に係り、特に
その動作点検時の信頼性向上を図ったディジタル保護継
電器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電力系統（特に配電システム）の
信頼性を向上させるために、図３図示の特性を有する過
電流継電器が配電線保護用の保護継電装置に用いられて
いる。周知の如く、過電流継電器は整定動作値以上の電
流が流れると動作するから、電流が小さいときには動作
しにくく、したがって動作時間が長くなり、電流が大き
いときには動作時間が短かくなる傾向をもっている。こ
れを入力電流の大きさに対する動作時間特性の点から分
類すると次の様になる。

【０００３】（Ｉ）定限時特性（高速度動作）（II）反限時特性（III ）反限時・定限時特性（IV）強反限時特性などであり、図３はそれらの特性曲線を示したものであ
る。

【０００４】一般に、過電流継電器における反限時特性
の効果は事故電流が大きい程動作時間が短くなることに
よって、選択性を維持しながら、かつできるだけ早く事
故の除去を行なうことを保護責務としている。また、こ
の種の過電流継電器（以下ＯＣＲという）は、経済性の
面よりＯＣＲ単独で配電線の短絡保護を行なっているの
で、誤動作，誤不動作のない高信頼度のものが要求され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した如く、配電線
保護に適用されるＯＣＲは極めて高信頼度が要求され
る。これは、万一不要応動した場合に電力の供給不能と
なり、その影響は非常に大きいからである。

【０００６】以下、ＯＣＲが不要応動した場合の不具合
について説明する。図５は一般的なＯＣＲの構成を示し
たブロック図である。同図に示すように、ＯＣＲは電流
変成器ＣＴ（入力電流の適切なレベルへの変換）１、点
検信号発生器（商用周波数相当の方形波信号を出力）
２、加算器ＡＤＤ９、バンドパスフィルタＢＰＦ（高周
波及び低周波成分を除去）１０、マルチプレクサ（入力
電気量の切換）４、Ａ／Ｄ変換器（アナログ量を１と０
で表わすディジタル信号への変換）５、ＣＰＵ（ディジ
タル量の演算処理）６、出力回路７および出力補助リレ
ーＸ８から構成されている。

【０００７】以上の如く構成されるＯＣＲは次の様な不
具合を起す可能性がある。近年、保護継電器の分野でも
小形化の要求が強く、現在ではプリント基板に部品を全
て実装している。当然のことながら、構成部分例えばア
ナログフィルタ、ＣＰＵなどの電子部分の不良が万一発
生した場合、正常な動作判定が不可能となる。そうなる
と、系統事故時に保護不能となり、過電流状態をしゃ断
できなくなり、関連機器（例えばトランス）にダメージ
を与えるという重大な不具合が生じる。したがって、一
般には簡便な動作点検機構（例えば外部より点検指令を
与えることにより動作側点検可能）を設けることでリレ
ーが正常に動作するか否かの確認ができる様に構成され
ている。

【０００８】以下、この点検動作を図５について説明す
る。まず、常時の点検指令「無し」の状態について説明
する。入力電気量Ｉ_A，Ｉ_B，Ｉ_C，Ｉ_Oは電流変成器
１にて所定の絶縁された信号に変換され、次段の加算器
（以下ＡＤＤという）９の入力端子の一端に入力され
る。一方、点検信号（Ｖ＝０Ｖ）が点検信号発生器２よ
りＡＤＤ９の他端に入力される。ＡＤＤ９ではそれぞれ
の入力量が加算され、次段のバンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）１０にて高周波及び低周波成分をカットした電気量
を得る。そして、これらの電気量は次段のマルチプレク
サ４にて順次、入力電気量を時分割に切換えて、次段の
Ａ／Ｄ変換器５にてアナログ量をディジタル量に変換
し、ＣＰＵ６にて所定の演算（入力電気量が整定値より
大きい場合は動作信号を出力する）を実施し、動作信号
を出力する場合は次段の出力回路７を経て出力補助リレ
ー８が動作する。

【０００９】次に、点検指令「有」の状態について説明
する。点検指令により点検信号発生器２は商用周波数に
対応した所定の動作条件に対応した信号をＡＤＤ９に与
え、次段のＢＰＦ１０、さらにマルチプレクサ４を経て
Ａ／Ｄ変換器５にてディジタル量に変換され、次段のＣ
ＰＵ６にそのデータは各電気量ごとにセーブされる。そ
して、ＣＰＵ６ではこのようにして得られた電気量が所
定の値であるか否かを判定し、万一異常な場合は例えば
「アナログ回路不良」の表示を外部に行なう。一方、正
常な場合は出力回路７を経て補助リレー８を動作させ点
検が完了する。

【００１０】以上の動作原理にて応動するＯＣＲの場
合、系統事故（例えば短絡）が発生して異常な過電流状
態と事故時に発生する過渡直流分が入力電気量として入
力される場合があるが、よく知られる様に過渡直流分は
ＢＰＦ１０にてカットされ、動作判定に支障がない様に
構成するのが普通である。しかし、この従来のＯＣＲの
場合は、ＢＰＦ１０の前段に点検用入力信号を印加する
ため加算器９が必要となり、それに伴い動作判定に支障
をきたす恐れが生じ、また回路構成も複雑になるという
問題があった。

【００１１】本発明は上記問題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、回路構成を複雑にしていた
加算器を用いず点検入力を直接バンドパスフィルタに印
加できる構成にして同様な機能を得られるようにした過
電流継電器を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の保護継電器は、系統の電気量を入力量とし
て事故時の状態を検出する事故検出手段と、前記事故時
の検出手段の各構成要素が正常か否かを判断するため点
検信号を入力する信号入力手段と、点検指令を入力する
点検指令入力手段と、前記事故検出手段の構成要素であ
るアナログフィルタ要素を形成する演算増幅器の反転入
力端子に前記点検信号を抵抗器を介して入力する点検手
段を備えたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明によれば、点検入力はフィルタ用の反転
入力端子（サミングポイント）に接続されているので、
点検入力無のとき（点検信号＝０Ｖ）はサミングポイン
トが正常時に０Ｖであり、フィルタ動作に影響はない。
従って、実入力に対してはバンドパスフィルタとなり、
一方点検入力に対してはローパスフィルタ相当となるの
で、基本的な商用周波数領域でのフィルタ特性に変化は
なく、過電流継電器本来の機能に問題はない。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の一実施例のブロック構成図であ
る。なお、既に説明した図５の保護継電器と同一部分は
同一符号を付してその詳細な説明は省略する。

【００１５】図１に示すように、本実施例の過電流継電
器ＯＣＲは電流変成器ＣＴ（入力電流の適切なレベルへ
の変換）１、点検信号発生器（商用周波数の方形波信号
を出力）２、バンドパスフィルタＢＰＦ（低周波及び高
周波成分を除去）３、マルチプレクサ（各入力量の切
換）４、Ａ／Ｄ変換器（アナログ量を１と０で表わすデ
ジタル信号への変換）５、ＣＰＵ（デジタル量の演算処
理）６、出力回路（ＣＰＵ出力により補助リレーを駆動
するドライバー）７および出力補助リレー８から構成さ
れている。

【００１６】また、図２はＢＰＦ３の詳細な回路図であ
る。同図において、ＢＰＦ３は既に説明した図５のＢＰ
Ｆ１０に点検用入力端子３１を抵抗器３２を介して演算
増幅器オペアンプ３７の反転入力端子へ追加接続したも
のである。なお、３０は実入力端子、３３，３６は抵抗
器、３４，３５はコンデンサ、３８は出力端子であり、
また前記オペアンプ３７の＋端子は接地されている。

【００１７】次に、本実施例の動作を説明する。図１及
び図２の回路において、次のモードを想定して説明す
る。（イ）過渡直流分重畳時の過電流状態（ロ）点検入力時（実入力は無し）まず、（イ）の過渡直流分重畳時の過電流状態におい
て、本実施例のＯＣＲが正常に動作することを以下に説
明する。

【００１８】入力電流は電流変成器１を介し、入力に比
例した電気量がＢＰＦ３に入力される。一方、点検信号
発生器２の出力は点検指令無い状態であり、０ＶがＢＰ
Ｆ３の点検入力側の端子３１に印加される。

【００１９】本発明の主要部を示す図２のＢＰＦ３は以
上の入力に次の如く応動する。点検入力端子３１には前
述の如く０Ｖが抵抗器３２を介してオペアンプ３７の反
転入力端子に印加される。周知のようにオペアンプ３７
の反転入力端子は常時０Ｖであることにより点検入力は
一切ＢＰＦ３の応動に関係しない。すなわち、通常のバ
ンドパスフィルタとして応動することになり、過渡直流
分の重畳した実入力がＢＰＦ３にて過渡直流分が除去さ
れ、商用周波成分のみが導出され、Ａ／Ｄ変換器５を経
てＣＰＵ６にて所定の演算が行なわれ、動作信号を出力
し次段の出力回路７を経て出力補助リレー８を動作させ
る。

【００２０】次に、（ロ）の点検入力印加時の応動につ
いて以下に説明する。図２の実入力端子３０には０Ｖが
印加される（実入力＝０の為）、一方、点検入力端子３
１には点検信号例えば６０Ｈｚ相当の方形波信号が印加
され、所定の出力を出力端子３８に導出する。そして前
述の如く所定のディジタル変換の上そのレベルに異常が
ないかをＣＰＵ６にて判定し点検動作が可能となる。

【００２１】なお、ＢＰＦ３の構成部品の例えばコンデ
ンサ３４、抵抗器３６などの部品に不良（短絡あるいは
開放）が生じた場合は、所定の出力量が出力端子３８に
導出されない為ＣＰＵ６にて異常を発見できる。

【００２２】上述したように、本実施例によれば、過渡
直流分の重畳した入力に対しフィルタ効果により不要応
動がなく、またフィルタの入力部に点検信号を入力する
ことによりフィルタ以降の構成部品の不良を簡単な回路
構成で点検することが可能となり、回路構成も簡単で、
かつ信頼性の高いＯＣＲを提供できる。

【００２３】図４は本発明に係る他の実施例の構成図で
あり、上記実施例のバンドパスフィルタＢＰＦ３に対し
ローパスフィルタＬＰＦ３ａにしたものである。すなわ
ち、３０ａは実入力端子であり、抵抗器３３ａ，３６ａ
を介して演算増幅器オペアンプ３８ａの−入力端子へ接
続されている。点検用入力端子３１も抵抗器３２ａを介
して演算増幅器オペアンプ３８ａの−入力端子へ接続さ
れている。演算増幅器オペアンプ３８ａの−入力端子は
コンデンサ３７ａを介して出力端子３９ａに、また抵抗
器３３ａ，３６ａの接続点と出力端子３９ａの間には抵
抗器３５ａが接続されている。さらに抵抗器３３ａ，３
６ａの接続点はコンデンサ３４ａを介して接地され、同
じく演算増幅器オペアンプ３８ａの＋入力端子も接地さ
れている。このように本実施例は上記実施例のバンドパ
スフィルタＢＰＦに対し、ローパスフィルタＬＰＦにし
たものであるが、上記実施例と同様な効果が得られるこ
とは言うまでもない。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明したように、本発明によれば
点検入力と実入力をフィルタの前段で加算する必要がな
く、実入力及び点検入力に対し所定の動作応動が得られ
るので、信頼性の高い過電流継電器を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック構成図。

【図２】図１のフィルタの回路図。

【図３】標準的な過電流継電器の限時特性を示す図。

【図４】本発明の他の実施例に係るフィルタの回路図。

【図５】従来の保護継電器のブロック構成図。

【符号の説明】

１…電流変成器、２…点検信号発生器、３…バンドパス
フィルタ、３ａ…ローパスフィルタ、４…マルチプレク
サ、５…Ａ／Ｄ変換器、６…ＣＰＵ、７…出力回路、８
…出力補助リレー。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】系統の電気量を入力量として事故時の状
態を検出する事故検出手段と、前記事故時の検出手段の
各構成要素が正常か否かを判断するため点検信号を入力
する信号入力手段と、点検指令を入力する点検指令入力
手段と、前記事故検出手段の構成要素であるアナログフ
ィルタ要素を形成する演算増幅器の反転入力端子に前記
点検信号を抵抗器を介して入力する点検手段を備えたこ
とを特徴とする保護継電器。