JPH11252778A - ディジタル保護制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 投入ロック機能を実現する配電盤内のインタ
ーロック回路を不要化して、部品削減による配電盤の信
頼性向上および標準化を図ることができるディジタル保
護制御装置を提供する。 【解決手段】 電力系統からの信号を判定して遮断器開
放信号を出力する保護判定部２と、遮断器の投入操作を
行う遮断器投入スイッチ３と、投入ロック機能の使用の
条件を設定する設定部４と、遮断器の投入操作を有効と
する解除スイッチ５と、解除スイッチ５により後段への
信号出力を復帰する信号復帰部６と、設定部４と信号復
帰部６とからなり、遮断器開放信号の入力状況により後
段への信号出力を制御する制御部７と、遮断器の投入操
作を制御部７からの出力がない場合のみ許可するゲート
部８と、ゲート部８の出力を保護判定部２からの出力が
ない場合のみ許可する投入信号出力部９とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力系統からの電
流・電圧信号を入力信号として取り込み、Ａ／Ｄ変換し
た後、ディジタル演算処理を施して、所定の機能を実現
するディジタル保護制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のディジタル保護制御装置の
一例を示したものである。同図において、１は電力系統
からの入力電流または入力電圧をＡ／Ｄ変換した信号、
２０は系統からの入力電流または入力電圧をＡ／Ｄ変換
した信号１により、複数の保護要素がそれぞれ動作した
か否かを判定し、動作した保護要素のみの遮断器開放信
号を出力する保護判定部、２Ａは保護判定部２０の出力
を一つに集約する集約部である。

【０００３】また、３は遮断器の投入操作を行う遮断器
投入スイッチ、６０は複数のＲＳフリップフロップＲＳ
ＦＦ１〜ＲＳＦＦｎからなり、保護判定部２０からの遮
断器開放信号を保持出力する信号保持部、６１〜６ｎは
信号保持部６０のＲＳフリップフロップＲＳＦＦ１〜Ｒ
ＳＦＦｎからそれぞれ出力される保護要素毎の保持信
号、５は信号保持部６０の保持出力を復帰する解除スイ
ッチである。

【０００４】さらに、９は遮断器投入スイッチ３からの
出力を集約部２Ａからの出力がない場合のみ通過させる
投入信号出力部、９１は投入信号出力部９から出力され
る遮断器投入信号、１０は保持信号６１〜６ｎと、遮断
器投入信号９１とを入力として、それらの入力条件によ
り信号を出力するインターロック回路、９２はインター
ロック回路１０から出力される実際に遮断器に入力され
る遮断器投入信号である。

【０００５】インターロック回路１０は投入ロック機能
を実現するための回路であり、主に順次投入回路に使用
される。この投入ロック機能は事故や休止中の回路を誤
って投入させないために、安全対策として設けられるも
ので、事故や休止中の回路がなければ順次投入が行われ
るが、事故や休止中の回路がある場合は順次投入の対象
から外すことを目的としている。すなわち、対象から外
された場合は、事故であればその内容を、また休止中で
あればその状況を把握し、それを確認する意味で解除ス
イッチ５を押し、その後、手動による投入操作により遮
断器の投入を行うという過程をとる。

【０００６】この投入ロック機能は保護要素により必要
とする場合と必要としない場合があるので、図６に全て
の保護要素を投入ロック設定する場合のインターロック
回路の一例を、図７に一部の保護要素を投入ロック設定
する場合のインターロック回路の一例をそれぞれ示す。

【０００７】図６においては、インターロック回路１０
に遮断器投入信号９１が入力されていても、保持信号６
１〜６ｎが一つでも入力されている場合には、ゲート部
１０１の前段にあるＯＲ回路１１から信号が出力される
ことにより、後段のＡＮＤ回路１２の出力条件を満たさ
なくなるため、実際に遮断器に入力される遮断器投入信
号９２はゲート部１０１からは出力されない。また、保
持信号６１〜６ｎが一つも入力されていない場合には、
ゲート部１０１の前段にあるＯＲ回路１１からは信号が
出力されないので、後段のＡＮＤ回路１２の出力条件を
満たし、実際に遮断器に入力される遮断器投入信号９２
が出力される。

【０００８】一方、図７においては、保持信号６１〜６
ｎのうち、保持信号６ｎのみを投入ロックしない設定と
している。この場合には、保持信号６ｎを除く信号につ
いては図６と同様の動作をするが、保持信号６ｎのみが
入力されている場合には、実際に遮断器に入力される遮
断器投入信号９２は出力される点が図６と異なってい
る。なお、投入ロックしない設定のものはゲート部１０
１の前段にあるＯＲ回路１１への入力は、常に信号が入
らないようにグランド１０２が接続される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のディジタル
保護制御装置においては、保護判定部２０からの信号が
一つもない場合には、遮断器投入スイッチ３を押すこと
により必ず遮断器投入信号９１が出力される。ところ
が、従来のディジタル保護制御装置側には投入ロック機
能は設けられていないため、配電盤内のシーケンス回路
として、その機能を実現するためのインターロック回路
１０を設けているので、配電盤側の取り付け部品点数を
増やしていた。

【００１０】また、この投入ロック機能は図６および図
７の例を用いて説明したように、保護要素または使用形
態により、必要とする場合と必要としない場合があるこ
とから、インターロック回路１０は、その都度、その使
用形態にあったシーケンス回路を設計する必要があり、
配電盤シーケンスの標準化が図れないという問題があっ
た。

【００１１】そこで、本発明では保護要素毎に遮断器の
投入ロック機能を使用するか否かを設定できるようにし
て、保護要素または使用形態による投入ロック機能の
要、不要に対応し、また、投入ロック機能を使用すると
設定した場合には、保持信号の出力を復帰させるまで遮
断器投入操作を無効とするようにして、従来、配電盤内
で実現していたインターロック回路を不要化し、部品削
減による配電盤の信頼性向上、および標準化を図ること
ができるディジタル保護制御装置を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明において
は、電力系統からの信号を判定して遮断器開放信号を出
力する保護判定部と、遮断器の投入操作を行う遮断器投
入スイッチと、保護判定部から遮断器開放信号が出力さ
れた以降は遮断器投入スイッチによる操作を無効とする
投入ロック機能の使用または不使用の条件を設定する設
定部と、投入ロック機能の使用時には無効になっている
遮断器の投入操作を有効に切り替える解除スイッチと、
解除スイッチが動作すると、後段への信号出力を復帰さ
せる信号復帰部と、設定部と信号復帰部とを有し、投入
ロック機能の不使用時には投入ロック信号を出力せず、
かつ、投入ロック機能の使用時には保護判定部からの遮
断器開放信号が入力されていれば投入ロック信号を出力
し、保護判定部からの遮断器開放信号が入力されていな
ければ解除スイッチの操作により投入ロック信号の出力
を復帰させる制御部と、遮断器投入スイッチによる操作
を制御部からの投入ロック信号の出力がない場合にのみ
有効とするゲート部と、ゲート部の出力を保護判定部か
らの遮断器開放信号の出力がない場合にのみ通過させる
投入信号出力部とを備える。

【００１３】請求項２の発明においては、請求項１の発
明における制御部は設定部が信号復帰部の後段に配設さ
れる。

【００１４】請求項３の発明においては、請求項１また
は請求項２の発明における保護判定部は複数の保護要素
で形成され、信号復帰部および設定部は複数の保護要素
と１対１に対応するようにそれぞれ形成され、この設定
部の出力は一つに集約されてゲート部に入力され、複数
の保護要素の遮断器開放信号は一つに集約されて投入信
号出力部に入力される。

【００１５】請求項４の発明においては、請求項１の発
明における制御部は設定部が信号復帰部の前段に配設さ
れる。

【００１６】請求項５の発明においては、請求項１また
は請求項４の発明における保護判定部は複数の保護要素
で形成され、設定部は複数の保護要素と１対１に対応す
るように形成され、この設定部の出力は一つに集約され
て信号復帰部に入力されるように形成され、複数の保護
要素の遮断器開放信号は一つに集約されて投入信号出力
部に入力される。

【００１７】上記請求項１〜請求項５の発明において
は、ディジタル保護制御装置側で投入ロック機能を使用
するか否かを設定でき、また、投入ロック機能を制御部
とゲート部にもたせるので、従来、配電盤内で実現して
いたインターロック回路を不要とすることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明のディジタル保護制
御装置の実施の形態の一例を示した図である。図１にお
いて、１は電力系統からの入力電流または入力電圧をＡ
／Ｄ変換した信号、２は電力系統からの信号を判定して
遮断器開放信号を出力する保護判定部、３は遮断器の投
入操作を行う遮断器投入スイッチ、４は保護判定部２か
ら遮断器開放信号が出力された以降は遮断器投入スイッ
チ３による操作を無効とする投入ロック機能の使用また
は不使用の条件を設定する設定部、５は投入ロック機能
の使用時には無効になっている遮断器の投入操作を有効
に切り替える解除スイッチ、６は解除スイッチ５が押さ
れると、後段への信号出力を復帰させる信号復帰部であ
る。

【００１９】また、７１は設定部４と信号復帰部６とを
有し、投入ロック機能の不使用時には投入ロック信号を
出力せず、かつ、投入ロック機能の使用時には保護判定
部２からの遮断器開放信号が入力されていれば投入ロッ
ク信号を出力し、保護判定部２からの遮断器開放信号が
入力されていなければ解除スイッチ５の操作により投入
ロック信号の出力を復帰させる制御部、８は遮断器投入
スイッチ３による操作を制御部７からの投入ロック信号
の出力がない場合にのみ有効とするゲート部、９はゲー
ト部８の出力を保護判定部２からの遮断器開放信号の出
力がない場合にのみ通過させる投入信号出力部である。

【００２０】なお、制御部７１は、保護判定部２からの
遮断器開放信号出力と解除スイッチ５の出力を信号復帰
部６へ入力し、その出力を設定部４に入力し、その出力
を投入ロック信号として制御部７１の出力としている。
また、信号復帰部６は例えば図示されているようなＲＳ
フリップフロップにより構成され、設定部４は投入ロッ
ク機能を使用すると設定する場合には信号が出力される
ように、例えば図示されているようなスイッチで構成さ
れる。

【００２１】次に上記実施の形態であるディジタル保護
制御装置の動作を説明する。図１において、投入ロック
機能を使用すると設定した場合は、設定部４を設定あり
にするので、信号復帰部６の出力が制御部７１の出力と
なる。まず、保護判定部２が動作していない状態では、
信号復帰部６のＲＳフリップフロップＲＳＦＦのＱ端子
からは信号が出力されておらず、また、保護判定部２か
ら投入信号出力部９へも信号が出力されていないので、
遮断器投入スイッチ３を押すと、ゲート部８と投入信号
出力部９の出力条件を満たすので、投入信号出力部９か
ら信号が出力される。

【００２２】次に、保護判定部２で保護要素の動作判定
がされると、信号復帰部６のＲＳフリップフロップＲＳ
ＦＦのＳ端子に信号が入力されるので、信号復帰部６の
ＲＳフリップフロップＲＳＦＦのＱ端子から信号が出力
され、遮断器投入スイッチ３を押しても、ゲート部８の
出力条件が満足されないため、投入信号出力部９から信
号は出力されない。この状態では、たとえ保護判定部２
から遮断器開放信号が出力されていなくても、遮断器投
入スイッチ３の操作は無効となり、投入信号出力部９か
ら信号は出力されない。

【００２３】これを信号が出力されるようにするために
は、信号復帰部６のＲＳフリップフロップＲＳＦＦのＱ
端子から信号出力をなくす必要がある。そのためには、
保護判定部２からの入力信号が無いときに、解除スイッ
チ５を押せば、信号復帰部６のＲＳフリップフロップＲ
ＳＦＦのＲ端子に信号が入力されるので、ＲＳフリップ
フロップＲＳＦＦのＱ端子の信号出力が復帰する。よっ
て、この動作を言い換えると、保護要素の動作復帰後、
保持信号を復帰させるために解除スイッチ５を押して遮
断器投入操作を有効とする、ということになり、投入ロ
ック機能が実現できることを表す。

【００２４】次に、投入ロック機能を使用しないとした
場合は、設定部４を設定なしにするので、制御部７１か
らは投入ロック信号が出力されない。この場合は、遮断
器投入スイッチ３を押すと、常にゲート部８の信号出力
条件を満たすため、保護判定部２から遮断器開放信号が
出力されていなければ、いつでも遮断器投入操作は有効
となる。

【００２５】次に、保護要素が複数ある場合の実施の形
態を図２に基づいて説明する。図２においては、図１の
保護判定部２が複数の保護要素に拡張された保護判定部
２０になっており、これにより信号復帰部６と設定部４
もそれぞれ信号復帰部６０と設定部４０のように、複数
の保護要素のそれぞれに対応している。また、保護判定
部２０と設定部４０の出力を集約するために集約部２Ａ
と集約部４Ａが新たに追加されている。なお、信号復帰
部６０は複数のＲＳフリップフロップＲＳＦＦ１〜ＲＳ
ＦＦｎにより構成され、それぞれのＲ端子には解除スイ
ッチ５からの信号が入力される。

【００２６】また、この図２と従来例である図５とは設
定部４０と集約部４Ａを追加したことだけが異なり、他
の部分の動作は従来と全く同じである。この図２の実施
の形態の動作を、設定部４０の設定状況に応じて詳細に
説明する。

【００２７】最初に、全ての保護要素に対して、投入ロ
ック機能を使用すると設定した場合の動作を説明する。
この場合は、設定部４０を全て設定ありにするので、信
号復帰部６０からの出力が一つでもあれば、集約部４Ａ
を通して投入ロック信号がゲート部８に入力される。

【００２８】まず、何も保護要素が動作していない状態
では、信号復帰部６０のＲＳフリップフロップＲＳＦＦ
１〜ＲＳＦＦｎの各Ｑ端子からは信号が出力されておら
ず、また、保護判定部２０からは遮断器開放信号が出力
されていないので、遮断器投入スイッチ３を押すと、ゲ
ート部８と投入信号出力部９の出力条件を満たすので、
投入信号出力部９から信号が出力される。

【００２９】次に、一つでも保護要素が動作すると、保
護判定部２０から遮断器開放信号が出力され、信号復帰
部６０の該当するＲＳフリップフロップＲＳＦＦのＱ端
子から信号が出力されるので、集約部４Ａから投入ロッ
ク信号が出力され、続くゲート部８の入力は負論理であ
るため信号の出力条件が満足されない。この状態では、
たとえ保護判定部２０から遮断器開放信号が出力されて
いなくても、遮断器投入スイッチ３の操作は無効とな
り、投入信号出力部９から信号は出力されない。

【００３０】これを信号が出力されるようにするために
は、信号復帰部６０の全てのＲＳフリップフロップＲＳ
ＦＦのＱ端子の信号をなくす必要がある。そのために
は、保護判定部２０からの入力信号が全て復帰している
状態で、解除スイッチ５を押すことにより、信号復帰部
６０のＲＳフリップフロップＲＳＦＦのＲ端子に信号が
入力され、ＲＳフリップフロップＲＳＦＦのＱ端子から
の信号が復帰し、集約部４Ａの投入ロック信号の出力が
復帰するようになる。よって、この動作を言い換える
と、保護要素の動作復帰後、解除スイッチ５を押すこと
により遮断器投入操作を有効とする、ということにな
り、複数の保護要素がある場合においても投入ロック機
能が実現できることを表す。

【００３１】次に、一部の保護要素に対して投入ロック
機能を使用すると設定した場合の動作を説明する。この
場合は、設定部４０で使用すると設定した保護要素の出
力のみが集約部４Ａに入力される。まず、何も保護要素
が動作していない状態では前述の通りである。

【００３２】次に、投入ロックを使用すると設定した保
護要素が動作した場合は、前述したように、保護要素の
動作復帰後、解除スイッチ５を押すまで、遮断器投入操
作は無効である。しかし、投入ロック機能を使用すると
設定していない保護要素が動作した場合は、設定部４０
から集約部４Ａへは入力信号がないので、集約部４Ａか
らは投入ロック信号は出力されず、解除スイッチ５を押
さなくても、保護判定部２０の遮断器開放信号さえ復帰
していれば、いつでも遮断器投入操作は有効となる。よ
って、一部の保護要素に対して投入ロック機能を使用す
ると設定した場合には、その保護要素が動作しない限
り、いつでも遮断器投入操作が有効である、ということ
になる。

【００３３】次に、全ての保護要素に対して投入ロック
機能を使用しない設定をする場合の動作を説明する。こ
の場合はどの保護要素が動作しても、集約部４Ａへは信
号が入力されないので、集約部４Ａからは投入ロック信
号は出力されない。よって、保護要素が動作復帰してい
れば、いつでも遮断器投入操作は有効である、というこ
とになる。

【００３４】図３は図１の制御部７１を制御部７２とし
たもので、保護判定部２の保護出力を設定部４に入力
し、設定部４の出力と解除スイッチ５の出力を信号復帰
部６へ入力し、その出力を投入ロック信号として制御部
７２の出力としている。図３において、投入ロック機能
を使用しないと設定する場合は、保護判定部２からの遮
断器開放信号が信号復帰部６に入力されないので、制御
部７２から投入ロック信号が出力されない。

【００３５】次に、投入ロック機能を使用すると設定す
る場合は、保護動作判定部２から遮断器開放信号が出力
されると、信号復帰部６のＲＳフリップフロップＲＳＦ
ＦのＳ端子に信号が渡され、その結果、制御部７２から
投入ロック信号が出力され、遮断器開放信号復帰後は解
除スイッチ５が押されることにより、制御部７２からの
投入ロック信号が復帰する。この制御部７２からの投入
ロック信号の出力動作は図１の制御部７１からの投入ロ
ック信号の出力動作と全く同じとなるので、図３におい
ても投入ロック機能が実現できることがわかる。

【００３６】次に図３の実施の形態を拡張して、保護要
素が複数ある場合の実施の形態を図４に基づいて説明す
る。図４においては、図３の保護判定部２が複数の保護
要素に拡張された保護判定部２０になっており、これに
より設定部４も設定部４０のように、複数の保護要素の
それぞれに対応している。また、保護判定部２０と設定
部４０の出力を集約するために、集約部２Ａと集約部４
Ａが新たに追加されている。

【００３７】投入ロック機能というのは、基本的にはそ
の機能を設定している保護要素が一つでも動作すれば、
解除スイッチ５を押すまでは遮断器投入操作ができない
ということになるので、保護動作を記憶する回路は一つ
あればよい。図４においては、設定部４０の出力を集約
部４Ａにて集約して、信号復帰部６の入力とすることで
この動作を実現するようにしたものである。

【００３８】まず、投入ロック機能を使用しないと設定
する場合は、保護判定部２０からの遮断器開放信号が集
約部４Ａに入力されないので、信号復帰部６からは投入
ロック信号が出力されず、常時、遮断器投入操作が有効
となる。

【００３９】次に、投入ロック機能を使用すると設定す
る場合は、該当する保護要素が動作判定すると、その遮
断器開放信号が設定部４０から出力されるので、集約部
４Ａを通って、信号復帰部６のＲＳフリップフロップＲ
ＳＦＦのＳ端子に入力され、その結果、ＲＳフリップフ
ロップＲＳＦＦのＱ端子から投入ロック信号が出力され
るため、遮断器投入操作は無効となる。また、この遮断
器開放信号が復帰すれば、解除スイッチ５を押すことに
より信号復帰部６のＱ端子からの投入ロック信号が復帰
するので、遮断器投入操作が有効となる。よって、図４
の実施の形態においても図２の実施の形態と同じ目的を
達成することができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、保護要素毎に投入ロッ
ク機能を使用するか否かを設定することにより、保護要
素または使用形態による投入ロック機能の要、不要に対
応でき、また、投入ロック機能を使用すると設定した場
合には、解除スイッチを押すまで遮断器投入操作を無効
とするので、従来、配電盤内で実現していたインターロ
ック回路を不要とすることができる。よって、部品削減
による配電盤の信頼性向上、および標準化を図ることが
できるディジタル保護制御装置を提供することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディジタル保護制御装置の実施の形態
の一例を示す図である。

【図２】本発明のディジタル保護制御装置の保護要素が
複数ある場合の実施の形態を示す図である。

【図３】本発明のディジタル保護制御装置の実施の形態
の別の一例を示す図である。

【図４】本発明のディジタル保護制御装置の保護要素が
複数ある場合の別の実施の形態を示す図である。

【図５】ディジタル保護制御装置の従来例を示す図であ
る。

【図６】従来例において、全ての保護要素を投入ロック
設定する場合のインターロック回路の一例を示す図であ
る。

【図７】従来例において、一部の保護要素を投入ロック
設定する場合のインターロック回路の一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 電力系統からの入力電流または入力電圧をＡ
／Ｄ変換した信号 ２，２０ 保護判定部 ３ 遮断器投入スイッチ ４，４０ 設定部 ５ 解除スイッチ ６，６０ 信号復帰部 ７１，７２ 制御部 ８ ゲート部 ９ 投入信号出力部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力系統からの信号を判定して遮断器開放
   信号を出力する保護判定部と、 遮断器の投入操作を行う遮断器投入スイッチと、 前記保護判定部から遮断器開放信号が出力された以降は
   前記遮断器投入スイッチによる操作を無効とする投入ロ
   ック機能の使用または不使用の条件を設定する設定部
   と、 前記投入ロック機能の使用時には無効になっている遮断
   器の投入操作を有効に切り替える解除スイッチと、 前記解除スイッチが動作すると、後段への信号出力を復
   帰させる信号復帰部と、 前記設定部と前記信号復帰部とを有し、前記投入ロック
   機能の不使用時には投入ロック信号を出力せず、かつ、
   前記投入ロック機能の使用時には前記保護判定部からの
   遮断器開放信号が入力されていれば投入ロック信号を出
   力し、前記保護判定部からの遮断器開放信号が入力され
   ていなければ前記解除スイッチの操作により投入ロック
   信号の出力を復帰させる制御部と、 前記遮断器投入スイッチによる操作を前記制御部からの
   投入ロック信号の出力がない場合にのみ有効とするゲー
   ト部と、 前記ゲート部の出力を前記保護判定部からの遮断器開放
   信号の出力がない場合にのみ通過させる投入信号出力部
   と、 を備えることを特徴とするディジタル保護制御装置。
2. 【請求項２】前記制御部は前記設定部が前記信号復帰部
   の後段に配設されたことを特徴とする請求項１記載のデ
   ィジタル保護制御装置。
3. 【請求項３】前記保護判定部は複数の保護要素で形成さ
   れ、 前記信号復帰部および前記設定部は前記複数の保護要素
   と１対１に対応するようにそれぞれ形成され、 この設定部の出力は一つに集約されて前記ゲート部に入
   力され、 前記複数の保護要素の遮断器開放信号は一つに集約され
   て前記投入信号出力部に入力されるようにした、 ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のディジ
   タル保護制御装置。
4. 【請求項４】前記制御部は前記設定部が前記信号復帰部
   の前段に配設されたことを特徴とする請求項１記載のデ
   ィジタル保護制御装置。
5. 【請求項５】前記保護判定部は複数の保護要素で形成さ
   れ、 前記設定部は前記複数の保護要素と１対１に対応するよ
   うに形成され、 この設定部の出力は一つに集約されて前記信号復帰部に
   入力されるように形成され、 前記複数の保護要素の遮断器開放信号は一つに集約され
   て前記投入信号出力部に入力されるようにした、 ことを特徴とする請求項１または請求項４記載のディジ
   タル保護制御装置。