JPH08152450A - 保護継電器の試験方法および保護継電器試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】保護継電器の動作設定の変更を不要とし、試験
時間の短縮を図ることを目的とする。 【構成】３線式線路Ｌの各線にそれぞれ接続される第
１、第２及び第３の外部接続端子Ｒ，Ｎ，Ｔと、一方の
出力端子ｐ１が端子Ｎに接続された第１の電圧出力手段
２１と、一方の出力端子ｐ３が端子Ｎに接続された電圧
可変の第２の電圧出力手段２２と、第１電圧出力手段２
１の他方の出力端子である非試験電圧端子ｐ２を端子Ｒ
に接続し、且つ第２電圧出力手段２２の他方の出力端子
である試験電圧端子ｐ４を端子Ｔに接続する第１接続状
態と、非試験電圧端子ｐ２を端子Ｔに接続し、且つ試験
電圧端子ｐ４を端子Ｒに接続する第２接続状態とを択一
的に選択するための接続切換え手段３０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低圧電灯線などの３線
式線路に設けられる保護継電器の動作試験方法、及びそ
れに用いる保護継電器試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】住宅などの低圧需要家に電力を供給する
ための電気方式として、大多数の低圧電灯線において単
相３線式線路が採用されている。

【０００３】一方、近年では、太陽光発電システムや燃
料電池システムなど、数ｋＷ程度の比較的に小容量の分
散電源設備を商用電力系統と連系（接続）し、家電製品
などの負荷に給電する系統連系システムが種々提案され
ている。

【０００４】系統連系に際しては、連係点電圧に異常
（過電圧、不足電圧など）が発生した場合に、分散電源
設備を商用電力系統から解列させる系統保護装置を設け
る必要がある。解列によって分散電源設備の異常に対し
て商用電力系統が保護されるとともに、商用電力系統の
不測の停電時及び作業停電時において、商用電力系統の
保全作業の安全を確保することができる。

【０００５】図３は系統保護装置６０の構成の一例を示
す図である。系統保護装置６０は、単相３線式の配電線
路Ｌの各線Ｌ１〜３をそれぞれ断続する開閉器６１、中
性線Ｌ２と一方の電圧線Ｌ１との間の電圧Ｖａを検出す
るセンサー６２、中性線Ｌ２と他方の電圧線Ｌ３との間
の電圧Ｖｂを検出するセンサー６３、及びセンサー６
２，６３の出力に基づいて開閉器６１を制御する制御系
５２から構成されており、例えば太陽光発電システムの
インバータ５０に組み込まれている。インバータ５０
は、複数のスイッチング素子からなるインバータ主回路
５１を備え、太陽電池ＰＶの直流出力を交流電力に変換
する。

【０００６】制御系５２は、例えばマイクロコンピュー
タを中心に構成され、電圧Ｖａ，Ｖｂの少なくとも一方
が適正範囲外の値になったときに、開閉器６１を開状態
としてインバータ５０と配電線路Ｌとを切り離す。そし
て、電圧Ｖａ，Ｖｂのどちらが異常であり、異常が過電
圧と不足電圧のどちらであるかを表示器５３によって表
示する。

【０００７】つまり、系統保護装置６０は、電圧Ｖａに
対する過電圧継電器（ＯＶＲ）、電圧Ｖａに対する不足
電圧継電器（ＵＶＲ）、電圧Ｖｂに対する過電圧継電器
（ＯＶＲ）、及び電圧Ｖｂに対する不足電圧継電器（Ｕ
ＶＲ）としての機能を有する。なお、電圧の適正範囲
は、電力会社によって多少異なるが、例えば基準値が１
０１Ｖの場合、概ね８０〜１１５Ｖである。

【０００８】ところで、系統連系システムにおいては、
システム設置時及びその後の定期点検時に、系統保護装
置６０の動作試験を行うことが義務づけられている。そ
して、この試験は、分散電源設備を運転している状態
（規定の疑似運転状態を含む）で行わなければならな
い。

【０００９】従来は、図４に示すように、出力可変の交
流電圧源８０を単３式トランスと呼称される変圧器８５
を介して系統保護装置６０に接続し、交流電圧源８０の
出力を図示しない電圧計でモニターしながら徐々に変化
させて意図的に電圧異常状態をつくり、系統保護装置６
０が正しく動作するか否かを調べていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来では、中性線Ｌ２
と各電圧線Ｌ１，Ｌ３との間の電圧Ｖａ，Ｖｂを独立に
変化させることができなかった。そのため、電圧Ｖａ，
Ｖｂのそれぞれについて個別に試験を行うには、試験に
先立って非試験対象側の継電器のトリップ動作を実質的
に停止させるマスキング作業を行わなければならない。

【００１１】すなわち、図４において、電圧Ｖａ側のＯ
ＶＲ１１０及びＵＶＲ１２０の動作試験を行うときに
は、電圧Ｖｂ側のＯＶＲ２１０及びＵＶＲ２２０のトリ
ップ動作を停止させる。具体的には、制御系５２（図３
参照）における電圧適正範囲の設定値を、所定のボタン
操作によって一時的に変更し、電圧Ｖｂが本来の適正範
囲から多少ずれても制御系５２が適正と判断するように
しておく。

【００１２】電圧Ｖａ側の試験が終われば、ＯＶＲ２１
０及びＵＶＲ２２０の動作設定を元に戻し、電圧Ｖａ側
のＯＶＲ１１０及びＵＶＲ１２０のトリップ動作を停止
させた状態で、電圧Ｖｂ側の試験を行う。電圧Ｖｂ側の
試験が終われば、ＯＶＲ１１０及びＵＶＲ１２０の動作
設定を元に戻す。

【００１３】このように、従来では、一方の電圧Ｖａに
対応したＯＶＲ１１０及びＵＶＲ１２０の試験を行った
後、試験済のＯＶＲ１１０及びＵＶＲ１２０の動作設定
を一旦変更するという操作が避けられないという問題が
あった。

【００１４】また、動作設定を変更し、試験後に元に戻
す操作が面倒であり、試験の所要時間が長いという問題
もあった。変圧器８５を別途用意しておく必要もあっ
た。本発明は、これらの問題に鑑みてなされたもので、
保護継電器の動作設定の変更を不要とし、試験時間の短
縮を図ることを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る方
法は、３線式線路の第１の線路と第２の線路との間に接
続された保護継電器、及び第３の線路と前記第２の線路
との間に接続された保護継電器を試験する方法であっ
て、前記保護継電器の一方に正規の電圧を印加した状態
で、他方の前記保護継電器に印加する電圧を変化させる
ものである。

【００１６】請求項２の発明に係る試験装置は、外部の
３線式線路の各線にそれぞれ接続される第１、第２及び
第３の外部接続端子と、一方の出力端子が前記第２の外
部接続端子に接続された第１の電圧出力手段と、一方の
出力端子が前記第２の外部接続端子に接続された電圧可
変の第２の電圧出力手段と、前記第１電圧出力手段の他
方の出力端子である非試験電圧端子を前記第１の外部接
続端子に接続し、且つ前記第２の電圧出力手段の他方の
出力端子である試験電圧端子を前記第３の外部接続端子
に接続する第１接続状態と、前記非試験電圧端子を前記
第３の外部接続端子に接続し、且つ前記試験電圧端子を
前記第１の外部接続端子に接続する第２接続状態とを択
一的に選択するための接続切換え手段と、を備える。

【００１７】請求項３の発明に係る試験装置は、外部の
単相３線式線路の中性線に接続される中性線端子と、前
記単相３線式線路の２つの電圧線にそれぞれ接続される
第１及び第２の電圧線端子と、一方の出力端子が前記中
性線端子に接続された第１の電圧出力手段と、一方の出
力端子が前記中性線端子に接続された電圧可変の第２の
電圧出力手段と、前記第１の電圧出力手段の他方の出力
端子である非試験電圧端子を前記第１の電圧線端子に接
続し、且つ前記第２の電圧出力手段の他方の出力端子で
ある試験電圧端子を前記第２の電圧線端子に接続する第
１接続状態と、前記非試験電圧端子を前記第２の電圧線
端子に接続し、且つ前記試験電圧端子を前記第１の電圧
線端子に接続する第２接続状態とを択一的に選択するた
めの接続切換え手段と、を備える。

【００１８】請求項４の発明に係る試験装置は、前記第
２の電圧出力手段が、前記第１の電圧出力手段の出力電
圧との位相差が１８０度の電圧を出力するものである。

【００１９】

【作用】例えば、単相３線式線路内の保護継電器を試験
対象とする場合、第１接続状態では、中性線と第１の電
圧線との間に第１電圧出力手段の出力電圧が印加され、
それと同時に中性線と第２の電圧線との間に第２電圧出
力手段の出力電圧が印加される。

【００２０】このとき、両方の電圧出力手段の出力電圧
を所定値に設定しておくことにより、単相３線式線路に
おける各線間の電圧が適正である通常状態が得られる。
その状態で、第２電圧出力手段の出力電圧を変化させれ
ば、第１及び第２の電圧線の内の第２の電圧線のみに対
して、電圧異常（過電圧又は不足電圧）を発生させるこ
とができる。電圧異常が発生したときに、第２の電圧線
に対応した保護継電器が規定どおりにトリップすれば、
その保護継電器は適正である。

【００２１】第２接続状態では、第１接続状態とは逆
に、中性線と第１の電圧線との間に第２電圧出力手段の
出力電圧が印加され、それと同時に中性線と第２の電圧
線との間に第１電圧出力手段の出力電圧が印加される。
したがって、第１及び第２の電圧線の内の第１の電圧線
のみに対して電圧異常を発生させることができ、第１の
電圧線に対応した保護継電器のみを対象として試験を行
うことができる。

【００２２】

【実施例】図１は本発明に係る継電器テスター１の要部
の回路図である。継電器テスター１は、発振回路１１、
増幅回路１２、線式変換用の変圧器Ｔ０、非試験電圧出
力部２１、一対の試験電圧出力部２２，２３、試験電圧
切換えスイッチＳ４、出力スイッチＳ５，Ｓ６、試験対
象切換え部３０、ヒューズ４１，４２、電圧計４５，４
６、及び３つの外部接続端子Ｒ，Ｎ，Ｔを有している。

【００２３】継電器テスター１を使用するときには、外
部接続端子Ｎは、図示しない保護継電器が設けられた単
相３線式線路Ｌの中性線Ｌ２に接続される。また、外部
接続端子Ｒは一方の電圧線Ｌ１に接続され、外部接続端
子Ｔは他方の電圧線Ｌ３に接続される。なお、ここでの
単相３線式線路Ｌは、図３に示したインバータ５０な
ど、商用電力系統との連系が解除された状態の分散電源
設備内の線路である。

【００２４】発振回路１１は、振幅が数Ｖ程度の商用周
波数（５０／６０Ｈｚ）の正弦波電圧信号を出力する。
ただし、発振回路１１は、周波数継電器の試験を可能と
するために周波数可変とされている。発振回路１１の出
力電圧は、増幅回路１２によって数十Ｖ程度の振幅の電
圧に増幅されて変圧器Ｔ０の１次側に印加される。

【００２５】変圧器Ｔ０は、２次側に２つの巻線を有し
ており、一方の巻線の両端電圧が非試験電圧出力部２１
に入力され、他方の巻線の両端電圧が試験電圧出力部２
２，２３に並列に入力される。なお、非試験電圧出力部
２１と試験電圧出力部２２，２３との間における入力電
圧の位相関係は、電圧線Ｌ１，Ｌ３間の電圧の振幅が中
性線Ｌ２と各電圧線Ｌ１，Ｌ３との間の電圧の振幅の和
となるように選定されている。

【００２６】非試験電圧出力部２１は、昇圧用変圧器Ｔ
３と出力切換えスイッチＳ１とからなり、１００Ｖ電灯
線又は２００Ｖ電灯線の基準電圧を非試験電圧Ｖ１とし
て出力する。非試験電圧出力部２１の一方の出力端子ｐ
１は、中性線Ｌ２に対応した外部接続端子Ｎに接続され
ている。また、他方の出力端子ｐ２は、試験対象切換え
部３０の一方の選択入力端子ｐ７に接続されている。た
だし、出力端子ｐ２と選択入力端子ｐ７との間には、出
力スイッチＳ５が挿入されており、それによって外部接
続端子Ｎ，Ｒ（Ｎ，Ｔ）間への非試験電圧Ｖ１の印加の
オンオフが行われる。

【００２７】試験電圧出力部２２は、スライダックなど
の可変電圧変圧器Ｔ１、昇圧用変圧器Ｔ４、出力切換え
スイッチＳ２からなり、１００Ｖ電灯線又は２００Ｖ電
灯線のＯＶＲ及びＵＶＲの動作試験のための試験電圧Ｖ
２を出力する。

【００２８】試験電圧出力部２３も、スライダックなど
の可変電圧変圧器Ｔ２、昇圧用変圧器Ｔ５、出力切換え
スイッチＳ３からなり、１００Ｖ電灯線又は２００Ｖ電
灯線のＯＶＲ及びＵＶＲの動作試験のための試験電圧Ｖ
３を出力する。

【００２９】なお、出力切換えスイッチＳ１〜３は連動
して切り換わる。出力切換えスイッチＳ１〜３の切換え
操作を行うことにより、継電器テスター１を１００Ｖ電
灯線用又は２００Ｖ電灯線用の試験装置として使い分け
ることができる。

【００３０】試験電圧Ｖ２は可変電圧変圧器Ｔ１の操作
状態に応じて連続的に変化し、試験電圧Ｖ３は可変電圧
変圧器Ｔ２の操作状態に応じて連続的に変化する。これ
により、例えば試験電圧Ｖ２を電圧計４５でモニターし
ながら変化させて、ＯＶＲ及びＵＶＲのトリップ電圧を
測定することができる。また、ＯＶＲ及びＵＶＲの時限
試験を行うことができる。

【００３１】時限試験は、適正範囲内の電圧を印加した
状態（正常状態）から適正範囲外の電圧を印加した状態
へ切り換え、切換えタイミングからＯＶＲ（又はＵＶ
Ｒ）のトリップまでの時間を測定し、応答性の適否を判
定する試験である。

【００３２】本実施例では、試験電圧Ｖ３が、１００Ｖ
電灯線又は２００Ｖ電灯線における適正範囲内の適当な
値に設定される。その設定値は電圧計４６によって表示
される。そして、試験電圧Ｖ２が適正範囲外の値に設定
される。なお、図示は省略したが、継電器テスター１に
は、継電器からのトリップ信号を入力するための端子、
計時回路、及び計時結果を表示するための表示器が組み
込まれている。

【００３３】試験電圧切換えスイッチＳ４は、時限試験
に際して印加電圧を切り換えるために設けられている。
試験電圧切換えスイッチＳ４によって、試験電圧出力部
２２の一方の出力端子ｐ４、又は試験電圧出力部２３の
一方の出力端子ｐ６が、試験対象切換え部３０の選択入
力端子ｐ８に接続される。ただし、試験電圧切換えスイ
ッチＳ４と選択入力端子ｐ８との間には、出力スイッチ
Ｓ６が挿入されており、それによって外部接続端子Ｎ，
Ｒ（Ｎ，Ｔ）間への試験電圧Ｖ２又は試験電圧Ｖ３の印
加のオンオフが行われる。試験電圧出力部２２の他方の
出力端子ｐ３、及び試験電圧出力部２３の他方の出力端
子ｐ５は、外部接続端子Ｎに接続されている。

【００３４】試験対象切換え部３０は、例えば連動する
２つの入力選択スイッチＳ７，８からなり、第１接続状
態と第２接続状態とを択一的に選択するために設けられ
ている。

【００３５】第１接続状態は、非試験電圧出力部２１の
出力端子ｐ２が外部接続端子Ｒに接続され、且つ試験電
圧出力部２２の出力端子ｐ４又は試験電圧出力部２３の
出力端子ｐ６が外部接続端子Ｔに接続された状態であ
る。また、第２接続状態は、出力端子ｐ２が外部接続端
子Ｔに接続され、且つ出力端子ｐ４又は出力端子ｐ６が
外部接続端子Ｒに接続された状態である。

【００３６】第１接続状態では、出力スイッチＳ５，６
をオンすると、中性線Ｌ２と電圧線Ｌ１との間に非試験
電圧Ｖ１が印加されるとともに、中性線Ｌ２と電圧線Ｌ
３に例えば試験電圧Ｖ２が印加される。つまり、電圧線
Ｌ３側が試験対象となる。

【００３７】このとき、試験電圧Ｖ２を適正範囲内の値
に設定しておくことにより、単相３線式線路Ｌにおける
各線間の電圧が適正である通常状態が得られる。その状
態で、試験電圧Ｖ２を変化させれば、一対の電圧線Ｌ
１，Ｌ２の一方の電圧線Ｌ２のみに対して、電圧異常
（過電圧又は不足電圧）を発生させることができる。電
圧異常が発生したときに、電圧線Ｌ２に対応した保護継
電器（ＯＶＲ又はＵＶＲ）がトリップすれば、その保護
継電器は適正である。

【００３８】第２接続状態では、第１接続状態とは逆
に、中性線Ｌ２と電圧線Ｌ１との間に試験電圧Ｖ２が印
加されるとともに、中性線Ｌ２と電圧線Ｌ３との間に非
試験電圧Ｖ１が印加される。これにより、電圧線Ｌ１の
みに対して電圧異常を発生させることができ、電圧線Ｌ
１に対応した保護継電器のみを対象として試験を行うこ
とができる。

【００３９】このように継電器テスター１を用いれば、
試験対象切換え部３０の切換え操作を行うだけで、単相
３線式線路Ｌの一方側又は他方側を試験対象とすること
ができ、保護継電器の動作設定の変更は不要である。し
たがって、短時間で試験を終えることができる。

【００４０】図２は他の実施例に係る継電器テスター２
の構成を示すブロック図である。継電器テスター２は、
商用電源８０の出力に同期した正弦波電圧信号をそれぞ
れ出力する２つの発振回路８１，８２、外部接続端子
Ｎ，Ｒに出力端子対が接続された増幅回路８３、外部接
続端子Ｎ，Ｔに出力端子対が接続された増幅回路８４、
試験対象を切り換えるための接続切換え部８５を有して
いる。

【００４１】接続切換え部８５によって、発振回路８１
を増幅回路８３に接続し且つ発振回路８２を増幅回路８
４に接続する第１接続状態と、発振回路８１を増幅回路
８４に接続し且つ発振回路８２を増幅回路８３に接続す
る第２接続状態とが選択される。

【００４２】一方の発振回路８２は、時限試験のための
切換えスイッチＳ８２の状態に応じて、振幅の異なる正
弦波電圧信号を出力する。また、出力の切換えを正弦波
電圧信号の零クロス点で行うように構成されている。こ
れにより、増幅回路８３，８４の前段（低電圧段）で印
加電圧のレベルを切り換えることと相まって、切換え時
の波形の乱れを少なくすることができ、保護継電器の誤
動作を防止することができる。加えて、接続切換え部８
５の構成部品に対する耐圧要求が緩和されるので、増幅
回路８３，８４の後段で接続を切り換える場合と比べて
コストダウンを図ることができる。

【００４３】なお、増幅回路８３，８４の増幅率の調整
によっても、試験電圧を変化させることができる。上述
の実施例においては、単相３線式線路Ｌを例示したが、
本発明を３相３線式線路に応用することも可能である。

【００４４】

【発明の効果】請求項１乃至請求項４の発明によれば、
保護継電器の動作設定の変更を不要とし、試験時間の短
縮を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る継電器テスターの要部の回路図で
ある。

【図２】他の実施例に係る継電器テスターの構成を示す
ブロック図である。

【図３】系統保護装置の構成の一例を示す図である。

【図４】従来の試験方法を示す図である。

【符号の説明】

１ 継電器テスター（保護継電器試験装置） ２１ 非試験電圧出力部（第１の電圧出力手段） ２２ 試験電圧出力部（第２の電圧出力手段） ３０ 試験対象切換え部（接続切換え手段） Ｌ 単相３線式線路（３線式線路） Ｌ１，Ｌ３ 電圧線 Ｌ２ 中性線 Ｎ 第１の外部接続端子（第１の電圧線端子） Ｒ 第２の外部接続端子（中性線端子） Ｔ 第３の外部接続端子（第１の電圧線端子） ｐ１，ｐ３ 出力端子（一方の出力端子） ｐ２，ｐ４ 出力端子（非試験電圧端子）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】３線式線路の第１の線路と第２の線路との
   間に接続された保護継電器、及び第３の線路と前記第２
   の線路との間に接続された保護継電器を試験する方法で
   あって、 前記保護継電器の一方に正規の電圧を印加した状態で、
   他方の前記保護継電器に印加する電圧を変化させること
   を特徴とする保護継電器の試験方法。
2. 【請求項２】外部の３線式線路の各線にそれぞれ接続さ
   れる第１、第２及び第３の外部接続端子と、 一方の出力端子が前記第２の外部接続端子に接続された
   第１の電圧出力手段と、 一方の出力端子が前記第２の外部接続端子に接続された
   電圧可変の第２の電圧出力手段と、 前記第１の電圧出力手段の他方の出力端子である非試験
   電圧端子を前記第１の外部接続端子に接続し、且つ前記
   第２の電圧出力手段の他方の出力端子である試験電圧端
   子を前記第３の外部接続端子に接続する第１接続状態
   と、前記非試験電圧端子を前記第３の外部接続端子に接
   続し、且つ前記試験電圧端子を前記第１の外部接続端子
   に接続する第２接続状態とを択一的に選択するための接
   続切換え手段と、 を備えたことを特徴とする保護継電器試験装置。
3. 【請求項３】外部の単相３線式線路の中性線に接続され
   る中性線端子と、 前記単相３線式線路の２つの電圧線にそれぞれ接続され
   る第１及び第２の電圧線端子と、 一方の出力端子が前記中性線端子に接続された第１の電
   圧出力手段と、 一方の出力端子が前記中性線端子に接続された電圧可変
   の第２の電圧出力手段と、 前記第１の電圧出力手段の他方の出力端子である非試験
   電圧端子を前記第１の電圧線端子に接続し、且つ前記第
   ２の電圧出力手段の他方の出力端子である試験電圧端子
   を前記第２の電圧線端子に接続する第１接続状態と、前
   記非試験電圧端子を前記第２の電圧線端子に接続し、且
   つ前記試験電圧端子を前記第１の電圧線端子に接続する
   第２接続状態とを択一的に選択するための接続切換え手
   段と、 を備えたことを特徴とする保護継電器試験装置。
4. 【請求項４】前記第２の電圧出力手段は、前記第１の電
   圧出力手段の出力電圧との位相差が１８０度の電圧を出
   力することを特徴とする保護継電器試験装置。