JPH09121441A - 保護継電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変流器２３の出力電流を補助変流器２４およ
び変換抵抗２５を介して電圧波形に変換して取込み、整
流回路２６において整流・平滑化し、さらに増幅回路２
７において増幅した後、処理回路２８において所定の閾
値と比較するようにした過電流継電器２１において、整
流回路２６および増幅回路２７を構成する電子部品の短
絡や半田クラックなどによる異常に対する誤動作を防止
する。 【解決手段】 前記補助変流器２４からの電圧波形を矩
形波回路２９で整形して処理回路２８のパルスカウンタ
３１へ取込む。処理回路２８は、前記増幅回路２７から
の出力が前記閾値以上となっても、パルスカウンタ３１
によって所定期間に亘ってパルスが検出されないときに
は、リレー３５を駆動して警告灯を点灯するとともに、
遮断器への遮断出力を停止する。これに対して、パルス
が検出されているときには、補助リレー３２を駆動して
遮断器を遮断駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、短絡や過電圧に対
する過電流継電器として好適に用いられる保護継電器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、典型的な従来技術の過電流継電
器１の電気的構成を示すブロック図である。この過電流
継電器１には、母線２に介在される変流器３の出力電流
が入力される。前記出力電流は、補助変流器４の２次側
に設けられた変換抵抗５において電圧波形に変換された
後、整流回路６に入力される。

【０００３】整流回路６は、ダイオードブリッジおよび
ＲＣ積分回路などで実現され、入力電圧波形を全波整流
・平滑化して出力する。整流回路６の出力は、増幅回路
７で増幅された後、マイクロコンピュータなどで実現さ
れる処理回路８のＡ／Ｄポートに入力される。

【０００４】処理回路８は、アナログ／デジタル変換器
９を内蔵して構成されており、前記Ａ／Ｄポートから入
力された増幅回路７の出力を、たとえば２４０Ｈｚのサ
ンプリング周波数で、８ビットのデジタル値に変換を行
う。処理回路８は、入力された前記デジタル値と、予め
定める整定電流、たとえば２Ａに対応した閾値とを比較
し、閾値以上となると過電流状態であると判定し、補助
リレー１０のリレーコイル１１を励磁し、リレースイッ
チ１２を遮断する。これによって、前記母線２に介在さ
れている図示しない遮断器が遮断する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
整流回路６および増幅回路７を構成する電子部品に異
常、たとえば半導体に短絡が発生し、または半田クラッ
クが発生するなどして、これら整流回路６および増幅回
路７を構成するオペアンプ等の回路に異常が発生する
と、前記補助変流器４からの入力が僅かであるにも拘わ
らず、増幅回路７から処理回路８へ大きな出力が導出さ
れることがある。これによって、その出力のデジタル値
が前記閾値以上となると、処理回路８は誤出力を導出
し、前記遮断器が作動して停電となってしまうことにな
る。

【０００６】本発明の目的は、誤動作を防止することが
できる保護継電器を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る保護継電器
は、入力波形を整流回路で整流・平滑化し、さらに増幅
回路で増幅した後判定回路に入力し、該判定回路で予め
定める閾値と比較し、閾値以上となると遮断器を遮断駆
動するようにした保護継電器において、前記入力波形を
矩形波に整形する矩形波回路と、前記矩形波回路からの
パルスに応答し、予め定める時間内にパルスが検出され
ないときには、前記判定回路から遮断器への遮断出力を
阻止する阻止手段とを含むことを特徴とする。

【０００８】上記の構成によれば、阻止手段は、増幅回
路からの出力が閾値以上となって過電流状態を表してお
り、かつ矩形波回路からのパルスが入力されていると
き、すなわち入力波形があるときには、前記整流回路お
よび増幅回路が正常に動作しているものと判定して、判
定回路から遮断器への遮断出力を導出可能とする。これ
に対して、増幅回路からの出力が前記閾値以上となって
も、矩形波回路からのパルスが検出されないとき、すな
わち入力波形がないときには、整流回路６または増幅回
路７の少なくともいずれか一方に異常が発生しているも
のと判定し、前記遮断器への遮断出力を阻止する。した
がって、整流回路および増幅回路の異常による誤動作を
確実に防止することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について、
図１〜図３に基づいて説明すれば以下のとおりである。

【００１０】図１は、本発明の実施の一形態の保護継電
器である過電流継電器２１の電気的構成を示すブロック
図である。この過電流継電器２１には、母線２２に介在
される変流器２３の出力電流が入力される。前記出力電
流は、補助変流器２４の２次側に設けられた変換抵抗２
５において電圧波形に変換された後、整流回路２６に入
力される。

【００１１】整流回路２６は、ダイオードブリッジおよ
びＲＣ積分回路などから成り、図２（ａ）で示される入
力電圧波形を、全波整流・平滑化して出力する。前記整
流回路２６からの出力は、増幅回路２７で増幅された
後、マイクロコンピュータなどで実現される処理回路２
８のＡ／Ｄポートに入力される。

【００１２】したがって、これら整流回路２６および増
幅回路２７によって、前記図２（ａ）で示される入力電
圧波形は、図２（ｂ）で示されるようになって、処理回
路２８に入力されることになる。

【００１３】また、前記補助変流器２４からの電圧波形
は、矩形波回路２９に入力されている。この矩形波回路
２９は、たとえばコンパレータと基準電圧源とを備えて
構成されており、前記図２（ａ）で示す入力電圧波形を
予め定める閾値Ｖ１でレベル弁別することによって、図
２（ｃ）で示すような矩形波パルスを発生する。前記矩
形波パルスは、前記処理回路２８のＩ／Ｏポートに入力
される。

【００１４】判定回路であり阻止手段である処理回路２
８は、アナログ／デジタル変換器３０およびパルスカウ
ンタ３１を備えている。前記Ａ／Ｄポートから入力され
た増幅回路２７の出力は、前記アナログ／デジタル変換
器３０において、たとえば２４０Ｈｚのサンプリング周
波数で、８ビットのデジタル値に変換される。処理回路
２８は、前記デジタル値が図２（ｂ）において参照符Ｖ
２で示す予め定める整定電流、たとえば２Ａに対応した
閾値以上となると、過電流状態であると判定する。

【００１５】一方、パルスカウンタ３１は、前記Ｉ／Ｏ
ポートから入力される矩形波回路２９からのパルスの立
下がりをカウントしており、処理回路２８は、そのカウ
ント値から、パルスが検出されているときには、前記整
流回路２６および増幅回路２７が正常に動作していると
判定し、これに対して予め定める時間に亘ってパルスが
検出されないときには、異常であると判定する。

【００１６】したがって、処理回路２８は、図２（ｂ）
において時刻ｔ１で示すように、増幅回路２７の出力が
前記閾値Ｖ２以上となったことを判定し、さらに図２
（ｃ）において、時刻ｔ２で示すように、矩形波回路２
９からのパルスが入力されると、その時刻ｔ２から、図
２（ｄ）で示すように、補助リレー３２のリレーコイル
３３を励磁し、これによってリレースイッチ３４が導通
して、前記母線２２に介在される図示しない遮断器が遮
断する。

【００１７】一方、矩形波回路２９から前記予め定める
時間以上に亘ってパルスが入力されないときには、増幅
回路２７の出力が閾値Ｖ２以上となっても、補助リレー
３２のリレーコイル３３を消磁したままとするととも
に、リレー３５のリレーコイル３６を励磁し、これによ
ってリレースイッチ３７が導通して、警告灯などの警報
手段が駆動される。

【００１８】図３は、処理回路２８の上述のような動作
を説明するためのフローチャートである。この動作は、
たとえば１０ｍｓｅｃ毎に行われる。ステップｎ１で
は、増幅回路２７からアナログ／デジタル変換器３０へ
の入力電圧Ｖ３のデジタル値が前記閾値Ｖ２に対応した
値以上となっているか否かが判定され、そうでないと
き、すなわち過電流の可能性のないときには他の処理へ
移り、そうであるときにはステップｎ２に移る。

【００１９】ステップｎ２では、パルスカウンタ３１の
カウント値が読込まれて、そのカウント値の変化の有無
からパルス入力があったか否かが判定され、そうである
ときにはステップｎ３において、整流回路２６および増
幅回路２７の正常判定が行われ、前記リレー３５のリレ
ーコイル３６は消磁されたままとして、ステップｎ４に
移る。ステップｎ４では、補助リレー３２のリレーコイ
ル３３を励磁する遮断出力が導出される。

【００２０】また、前記ステップｎ２においてパルス入
力が検出されないときにはステップｎ５に移り、前記予
め定める時間の計測を行うためのカウント値Ｃが１だけ
加算されて更新される。ステップｎ６では、前記カウン
ト値Ｃが３となったか否かが判断され、そうであると
き、すなわち３０ｍｓｅｃに亘ってパルス入力が検出さ
れていないときにはステップｎ７に移り、前記リレー３
５のリレーコイル３６が励磁されて警報出力が導出され
る。また、前記ステップｎ６において前記カウント値Ｃ
が３に到達していないときには、他の処理へ移る。

【００２１】したがって、母線２２を流れる交流が５０
Ｈｚであっても、２０ｍｓｅｃ毎にパルスが入力される
はずであり、こうして整流回路２６および増幅回路２７
の異常判定を、過電流検知に要求される時間、たとえば
５０ｍｓｅｃ内で行うことができる。

【００２２】このように本発明に従う過電流継電器２１
では、整流回路２６への入力波形の有無から、該整流回
路２６および増幅回路２７の出力が正常であるか否かを
判定するので、これらの整流回路２６および増幅回路２
７に含まれる電子部品の異常や半田クラック等によるオ
ペアンプの異常出力などによる過電流状態の誤判定を防
止することができ、判定精度を向上することができる。

【００２３】なお、本発明は、変流器２３の２次電流が
入力される過電流継電器に限らず、変成器から電圧波形
が入力される過電圧継電器に関しても実施することがで
きる。

【００２４】

【発明の効果】本発明に係る保護継電器は、以上のよう
に、入力波形を整流回路で整流・平滑化し、さらに増幅
回路で増幅した後判定回路に入力し、該判定回路で予め
定める閾値と比較し、閾値以上となると遮断器を遮断駆
動するようにした保護継電器において、入力波形を整形
して得られる矩形波パルスが予め定める時間に亘って検
出されないときには、遮断器への遮断出力を阻止する。

【００２５】それゆえ、簡単な矩形波回路およびソフト
ウエアの追加によって、整流回路および増幅回路を構成
する電子部品の短絡や半田クラックなどによる異常によ
って、入力波形がないにも拘らず、増幅回路から閾値以
上の出力が導出されて遮断器が不所望に誤動作してしま
うことを防止することができ、過電流などの判定精度を
向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の過電流継電器の電気的
構成を示すブロック図である。

【図２】前記過電流継電器の動作を説明するための波形
図である。

【図３】前記過電流継電器における処理回路の動作を説
明するためのフローチャートである。

【図４】典型的な従来技術の過電流継電器の電気的構成
を示すブロック図である。

【符号の説明】

２１ 過電流継電器（保護継電器） ２２ 母線 ２３ 変流器 ２４ 補助変流器 ２５ 変換抵抗 ２６ 整流回路 ２７ 増幅回路 ２８ 処理回路（判定回路、阻止手段） ２９ 矩形波回路 ３０ アナログ／デジタル変換器 ３１ パルスカウンタ ３２ 補助リレー ３５ リレー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力波形を整流回路で整流・平滑化し、さ
   らに増幅回路で増幅した後判定回路に入力し、該判定回
   路で予め定める閾値と比較し、閾値以上となると遮断器
   を遮断駆動するようにした保護継電器において、 前記入力波形を矩形波に整形する矩形波回路と、 前記矩形波回路からのパルスに応答し、予め定める時間
   内にパルスが検出されないときには、前記判定回路から
   遮断器への遮断出力を阻止する阻止手段とを含むことを
   特徴とする保護継電器。