JPH11234888A - 自己診断機能付ディジタルリレー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高調波信号（診断用入力信号）を電流又は電圧
の検出信号に重ねて自己診断を行うディジタルリレーに
おいて、診断用入力信号の存在が原因でリレーの誤動作
を起こすことのないようにする。 【解決手段】診断用入力のチャンネルを用意して、この
診断用入力信号を実入力信号に混合し、Ａ／Ｄ変換後の
混合データから、Ａ／Ｄ変換後の診断用入力データをデ
ィジタル的に引き算する。 【効果】診断用入力のデータに基づいてリレーの自己診
断を行うことができるとともに、実入力データを正確に
再現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力系統の電流又
は電圧を検出して、その電流又は電圧の検出信号に対し
てＡ／Ｄ変換を行ってディジタル量に変えてリレー演算
を行うディジタルリレーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電力系統の保護に用いられるディジタル
リレーは、電流や電圧を検出して、その電流や電圧の信
号をアナログフィルタに通して高調波成分を除去してか
ら、Ａ／Ｄ変換を行ってディジタル量に変えて、リレー
演算を行っている。ディジタルリレーは、通常、入力回
路を含めてリレー装置自体の故障を検出するための自己
診断機能を備えている。

【０００３】この自己診断機能を実現するための各種方
式が考案されているが、中でも、偶数次高調波を常時入
力回路前段に入れて、リレー演算回路の入力側で当該高
調波のレベルを検出する方式が主流になっている。偶数
次高調波を用いる理由は、３次、５次などの奇数次高調
波は電力系統で発生しやすく、電流信号や電圧信号（以
下「実入力」という）に含まれている割合が多いからで
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記方式で
は、高調波と実入力とが混在するため、実入力に基づい
てリレー演算をするのに、支障を与えることがある。例
えば、零相電流や零相電圧に基づいて演算するディジタ
ルリレーにおいては、通常、実入力が０の状態になるた
め、診断用のわずかな高調波の基本波成分を検出してし
まい、リレーの誤動作を起こしてしまう。

【０００５】また、リレー演算回路でフィルタを通さな
い瞬時サンプリングデータを利用するディジタルリレー
であれば、前述の方式を使用することはできない。そこ
で、本発明は、診断用入力の存在が原因でリレーの誤動
作を起こすことのない自己診断機能付ディジタルリレー
を実現することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の自己診断機能付
ディジタルリレーは、請求項１に記載されたとおり、診
断用入力のチャンネルを用意して、この診断用入力のデ
ータを実入力のデータに混合し、Ａ／Ｄ変換後の混合デ
ータから、Ａ／Ｄ変換後の診断用入力データをディジタ
ル的に引き算する。このことにより、実入力データを正
確に再現することができるとともに、前記診断用入力の
データに基づいてリレーの自己診断を行うことができ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、自己診
断機能付ディジタルリレーの入力回路部分を示すブロッ
ク図である。同図において「実入力」とあるのは、電力
系統の電流検出信号や電圧検出信号を総称している。実
入力は、計器用変流器ＣＴ、計器用変圧器ＰＴにより電
圧信号に変換され、ミキサー回路に入力される。

【０００８】診断用入力発生回路１１は、２次、４次な
どの偶数次高調波を発生する回路である。発生した高調
波（以下「診断用入力」という）と実入力とは、ミキサ
ー回路で加算され、コイルやコンデンサなどからなるア
ナログフィルタＡＦ１を通して、チャンネル切替回路の
チャンネル１，２，‥‥に入る。一方、診断用入力発生
回路１１で発生した診断用入力はアナログフィルタＡＦ
２に通され、その後チャンネル切替回路１２のチャンネ
ル０に入る。

【０００９】チャンネル切替回路１２は、それぞれのチ
ャンネルに入力された信号を、時間的にシリーズに変換
し、アナログ−ディジタル変換器Ａ／Ｄ（以下「Ａ／Ｄ
変換器」という）に供給する。Ａ／Ｄ変換器は、アナロ
グ信号をディジタル信号に変換してそのディジタル信号
を処理回路１０に供給する。

【００１０】図２は、処理回路１０の中での診断用入力
等を取り扱う部分を示すブロック図である。図の中で
「バッファ」とあるのは、処理回路１０に入力されたデ
ィジタルデータをチャンネルごとに一次的に記憶する素
子である。チャンネル０の診断用入力に相当するデータ
は、バッファ１４に蓄えられ、他のチャンネルの実入力
データはバッファ１３に蓄えられる。

【００１１】バッファ１３に蓄えられた実入力データ
は、ディジタル加算器（減算回路として機能する）にお
いて、診断用入力データの分だけ減算される。すなわ
ち、ディジタル加算器の出力は、実入力データ（そこに
は診断用入力データが入っている）から診断用入力デー
タを差し引いたものとなる。ディジタル加算器の出力は
その後ディジタルフィルタＤＦ１を通してリレー処理部
に入る。このディジタルフィルタＤＦ１は、基本波以外
の余計なノイズ成分をカットするものである。

【００１２】さらに、実入力データは、そのままディジ
タルフィルタＤＦ２を通して診断処理部に入る。このデ
ィジタルフィルタＤＦ２は、基本波成分をカットし、診
断用入力発生回路１１で発生した診断用入力の周波数成
分のみを通すものである。リレー処理部１５は、系統保
護のための公知のリレー処理（地絡検出、短絡検出、方
向検出、距離検出など）を行う。診断処理部１６は、常
時、診断用入力の存在の有無を検出して、診断用入力が
ないことを判別すると、リレーのアナログ入力部分（ア
ナログフィルタＡＦ、チャンネル切替回路１２、Ａ／Ｄ
変換器、バッファ素子など）に異常がある旨の警報信号
を出す。

【００１３】以上のとおりの構成であるから、リレー処
理部１５に入る信号は、ディジタル加算器において、診
断用入力の分だけ減算されていることになる。したがっ
て、リレー処理部１５に入る信号には、正味の実入力デ
ータのみ入るので、診断用入力の存在が原因でリレーの
誤動作を起こすことがなくなる。

【００１４】

【発明の効果】以上のように本発明の自己診断機能付デ
ィジタルリレーによれば、単にフィルタによって診断用
入力データに相当する高調波を除いていた従来の回路と
比べて、次のような利点がある。 (1) Ｄ／Ｕが大きい。従来では、フィルタにより高調波
をカットしているので、フィルタの特性が理想的でない
とき、あるいは高調波が正確な倍率になっていないとき
には、リレー処理部に入る信号に、診断用入力信号が混
入してしまうが、本発明では、ディジタル加算器でデー
タ同士を直接減算するので、このような心配はない。

【００１５】(2) 従来、フィルタを通していたため、フ
ィルタを通せない信号を取り扱うリレー（例えばトラン
ス保護リレーの一種であるＣＴ飽和検出リレー）では、
診断用入力を混入させること自体できなかった。本発明
では、フィルタを通したくない場合、フイルタＡＦやフ
ィルタＤＦを外せば済むので（フイルタＡＦやフィルタ
ＤＦを外しても、ディジタル加算器でデータ同士を直接
減算するので、実入力信号に診断用入力信号が混入する
ことはない）、このような種類のリレーでも、自己診断
機能を付加することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自己診断機能付ディジタルリレーの入力回路部
分を示すブロック図である。

【図２】処理回路１０の中での診断用入力等を取り扱う
部分を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０ 処理回路 １１ 診断用入力発生回路 １２ チャンネル切替回路 １３ バッファ １４ バッファ １５ リレー処理部 １６ 診断処理部 ＡＦ アナログフィルタ ＤＦ ディジタルフィルタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力系統の電流又は電圧を検出して、その
   電流又は電圧の検出信号に対してディジタル変換を行っ
   てディジタル量に変えてリレー演算を行うディジタルリ
   レーにおいて、 高調波信号を発生する診断用入力発生回路と、この診断
   用入力発生回路から発生する高調波信号（診断用入力信
   号という）を前記電流又は電圧の検出信号に重畳するミ
   キサー回路と、ミキサー回路の出力信号と診断用入力信
   号をそれぞれディジタル変換するディジタル変換回路
   と、ディジタル変換されたミキサー回路の出力信号から
   ディジタル変換された診断用入力信号を差し引く減算回
   路と、ディジタル変換されたミキサー回路の出力信号か
   ら基本波成分を取り除くフィルタ回路とを有し、この減
   算回路の減算出力信号に基づいてリレー処理を行うとと
   もに、前記フィルタ回路の出力信号に基づいてリレーの
   自己診断を行うことを特徴とする自己診断機能付ディジ
   タルリレー。