JPS5886822A - 保護継電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、動作点検が高速にて行ない得る構成の補助リ
レー付静止化保護継電器に関するものである。

一般に、保護継電器は電力系統に短絡、地絡等の事故が
発生した場合には逸早くその旨を検出し、遮断器を介し
て事故を電力系統より除去すべく機能するが、事の重大
さよりしてこの機能は常時確実であらねばならない。し
たがって、継電器一般は随時あるいは定期的にその動作
が点検に付されたシ、自動監視（自動点検、常時監視）
によってその機能がチェックされるようになっているの
が実状である。

ところで、継電器の機能チェックは可能な限り短時間内
で済まされることが望まれる。一般に、トランジスタや
工Ｃ等で貝て構成される静止化継電器は微少電力で高速
度に動作するが、出力段に補助リレーを有する場合には
点検時擬似入力を印加しても出力応答は速やかに得られ
なく、よって点検には多くの時間が要されるものとなっ
ている。

第１図は従来技術に係る補助リレー付静止化保護継電器
の出力段における回路構成を示したものである。図示の
如くサージノイズ耐量の向上を図るべく補助リレーＲｙ
　（図面ではコイルに符号（ＲＶ　）を付している）の
動作電源は他の回路部分と別にされ、回路部分間は７オ
トカプラＰＣ，、ＰＣ。

手段によシ接続されるようになっている。

点検に際しては、トランジスタＱｌのベースに擬似制御
人カニＮを直接９間接に印加し、果して出力ＯＵＴの状
態がその入カニＮの状態に応じているか否か、更には擬
似制御式カニＮの状態をその状態より反転せしめた状態
で同様なチェックを行なうことにより出力トランジスタ
Ｑ３の導通故障や不導通故障、（には補助リレー町のコ
イル断線故障をチェックせんとするものである。

しかしながら、ここで擬似制御入力ＩＮの状態、ヲ、い
わゆるローレベルよシハイレベルに移行せしめる場合を
想定すれば、トランジスタＱ鵞はトランジスタＱ１がオ
ン状態におかれることによって７オトカプラＰＣ，を介
しオン状態におかれ、また、トランジスタＱｓのオン状
態によって７オトカプ２ＰＣ，を介しトランジスタＱ３
はオン状態におかれるカラ、結局出力０ＵＴ）電圧状態
＃−ｉｖ′＋ヨリｖ′ｏ（■−＞　Ｖ’ｓ　）に移行す
るものであることが判る。この場合、出力ＯＵＴの蔵か
ら鳥への移行は擬似制御式カニＮのローレベルよりハイ
レベルへの移行に比してやや遅れることは明らかである
。この遅れは主に補助リレー灯がもつコイルのインダク
タンスにその原因を求め得る。トランジスタＱ雪がオン
状態におかれてもフォトカプラＰＣ，を構成する発光ダ
イオードには補助リレーＶのコイルインダクタンスによ
って直ちには電流は流れなく、徐々、に増加するように
して流れることから、トランジスタＱ３のオン状態への
移行が遅れるわけである。

トランジスタＱ１がオン状態に移行してからトランジス
タＱ１がオン状態に移行するまでの時間は通常１００μ
ｓｅａ　以上である。この値そのものはそれ程大きな値
ではないが、多数の補助リレーを点検する場合などには
その値が累積加算されるから、いきおい点検に多くの時
間が要されるというものである。尚、第１図９符号Ｒ１
〜Ｒ，は抵抗を示す。

よって本発明の目的は、点検を短時間で行い得る補助リ
レー付静止化保護継電器を提供するＫある。

この目的のため、本発明は、補助リレーのコイルに抵抗
とコンデンサとからなる直列接続体を１列に接続するよ
うＫなしたものである。出力トランジスタがオン状態に
おかれた場合には補助リレーコイルからではなくコンデ
ンサよシフオドカプラに十分なる電流を供給することに
よって点検動作遅れを補償するわけである。

以下、本発明を第２図及び第３図によシ説明する。

第２図は本発明による補助リレー付静止化保護継電器の
出力段の構成を示したものである。第１図に示すものと
の相違は補助リレー（Ｒｙ）のコイルに対し抵抗Ｒ，及
びコンデンサＣよシなる直列接続体を並列に接続したこ
とである。

第３図は第２図における抵抗Ｒ？　ｅコンデンサＣ９ト
ランジスタＱｔ　ｅフォトカブラ（厳密には発光ダイオ
ードのみ）　ＰＣ，及び補助リレー即（コイル）に関し
ての等価回路を示したものである。但し、補助リレー町
コイルはインダクタンスＬと抵抗Ｒよりなるものとして
、また、ｖｏに対するＶ＋の電圧をＥとして示している
。更に発光ダイオードは低抵抗であるのでその図示を省
略し、また、トランジスタＱ！をスイッチＳＷとして示
しである。

したがって、発光ダイオード及びトランジスタＱｍを流
れる電流は１３として求められるととＫなる。

この第３図によりスイッチ瀾を一旦瞬間的に閉状態にお
いた場合、一旦瞬間的に開状態においた場合での電流挙
動を仔細に検討すると以下のようになる。

（６）スイッチＳＷを一旦瞬間的に閉状態におく場合 時刻ｔｏにてスイッチＳＷを閉じた後時刻ｔ１にて再び
スイッチＳＷを開く場合を想定すると、時刻ｔ（１＊　
ｔ１間では時刻１ｏを時間基準として以下の式が成立す
る。

１、＝４１−）−１，・・・・・・・・・（３）但し、
（２）式のｑ　（ｏ）はｔ０時のコンデンサ（Ｃ）の電
荷量である。

（１）式をラプラス変換すれば、 が得られる。但し、１ｔ（０）はｔｏ時にコイルを流れ
ていた電流である。この（４）式よシエ面）を求めると
、 （５）式をラプラス逆変換すれば となる。

（２）式をラプラス変換すれば これより１鵞（８）を求めると この（８）式をラプラス逆変換すれば となる。（６）、（９）式を（３）式に代入するとまた
、各部の電圧は ＶＢ　＝　ｉｌＲ・・・・・・・・・（ロ）Ｖｉ、＝ｉ
鵞Ｒ，・・・・・・・・・（６）ＶＬ　＝　Ｅ　−Ｖ！
Ｉ　　　　　　　　　　　・・・・・・・・・０ｖａ　
＝　Ｅ　−ＶＲ，・・・・・・・・・（２）であＣ１（
ａ）式を（ロ）弐に代入すると（８）式を（２）式に代
入すると （ト）式を（２）式に代入すると （２）式を（１４１式に代入すると が得られる。

（ト）スイッチ（ＳＷ　）を一旦瞬間的Ｋｐ！４状態に
おく場合 時刻（ｔｏ　）にてスイッチ（Ｓ′ｗ）を開いた後時刻
（ｊｌ）にて再びスイッチ（ｓｗ）を閉じる場合番想定
すると、時刻１ｏ、１１間では時刻ｔ。

を時間基準として以下の式が成立する。

１鵞＝−４，・・・・・・・・・翰 翰式を（ロ）式に代入すると この（２）式をラブ２ス変換して整理すれば今、ここで
に）式の分母が零の場合を考えるとこのに）式の根号内
が正になるには が条件となる。この（財）式を満足するようにＲｌＦＴ
、口、Ｃを決定するとして ｒ１＝　−α＋β　　　、　　　　ｒ！＝　−α　−β
　　　　　　　　　　　　　蟲・・・・・　くごビラと
すると、四穴は ・・・・・・・・・（ロ） となる。これをラプラス逆変換すると となり、これを四式に代入すると が得られる。

一方、電圧ｖＲＦｉ Ｖｎ＝１１−Ｒ・・・・・・・・・（１）であシ、これ
にに）式を代入すると とガる。また、電圧　ＶＲ，は Ｖ！＋、＝　ｉ黛°　Ｒテ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　・・・・・・・・・（
３２）であり、これに四穴を代入すると となる。電圧ＶＬは であシ、これに（２８成を代入すると となる。同様に、電圧Ｖｃは であり、これに四穴を代入すると となる。但し、Ｋは積分定数である。

今、ここで一時には次式が成立する。

この（３８）式を（３７）式に代入するとこれよシ この（４０）式を（３７）式に代入するとが得られる。

上述の過渡応答から判るようにオフ状態のときに短時間
オンさせて点検する場合、トランジスタ（Ｑ、ｘ　）　
、即ちフォトカプラ（Ｐｃｔ　）の発光ダイオードを流
れる電流は、主としてコンデンサ（Ｃ）を充電する電流
であるため、応答が速くなシ、点検時間が著しく短縮さ
れる。まえ、非常に短時間であるので、補助リレー（Ｒ
ｙ　）が実質的には動作せず、保諸継電器単体の動作点
検には好都合である。仮に、トランジスタＱ鵞が不導通
の場合はフォトカプラＰＣ！の発光ダイオードに電流′
が流れないため、その故障が発見され、トランジスタＱ
意が導通故障あるいは点検入力を除去した後に導通故障
を起こした場合は、入力ＩＮと出力ＯＵＴとの関係から
、故障であるか否か判別される。また、補助リレーＲｙ
のコイルが断線故障している場合は、−回の点検ではコ
ンデンサＣに充電電流が流れて検出できないが、点検を
複数回繰返すようＫすれば、コンデンサＣが充電されて
電流が流れかくなるので、その検出本可能となる。

一方、トランジスタＱ鵞がオンしている状態のとき、短
時間オフ指令を出して点検する場合にも、応答が瞬時で
あるため点検時間は非常に短く補助リレーＲｙが復帰す
ることはない。仮に、トランジスタＱ、ｌが導通故障の
場合は、点検時の入カニＮと出力ＯＵＴの関葆から、そ
の故障は検出される。

これは、トランジスタＱ３が不導通故障あるいは点検入
力除去後に不導通故障となった場合や補助リレーＲｙの
コイル断線故障の場合も同様である。

以上のように本発明によれば、出力段の補助リレーのコ
イルと並列に抵抗及びコンデンサの直列回路を接続した
だけの簡単な回路構成であシながら、リレーの状態を反
転させる点検入力を加えたとき、非常に短い時間で応答
が得られるようになシ、補助リレーの状態を変化させず
にリレーのコイル断線故障検出までの点検が短時間で可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術に係る補助リレー付静止化保護継電
器における出力段の回路構成を示す図、第２図は、本発
明による保護継電器の出力段の回路構成を示す図、第３
図は、その要部の等価回路を示す図である。 Ｑｔｅ　Ｑ、ｓ、　Ｑｓ・・・　トランジスタ、Ｑ　ｅ
　ｅ　ｅ補助リレー（コイル）、Ｐｏ１ｌ　Ｐｃｔ　　
・・・フォトカブ２、Ｒ，＠＠・抵抗、Ｃ・・・コンデ
ンサ。 第１図 第３図 ■

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の７オトカプラを介してオン、オフ制御されるスイ
   ッチング素子に補助リレーのコイル及び同補助リレーの
   動作状態を監視するための第２の７オトカプラの発光部
   を直列接続した補助リレー付の静止化保護継電器におい
   て、上記補助リレーのコイルに抵抗及びコンデンサの直
   列回路を並列に接続したことを特徴とする保護継電器。