JPS60226715A - 保護継電装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は発電所、変電所、開閉所等電気所の全デジタル
化保護リレーシステムに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来の保１Ｍリレーシステムでは、リレーに必要な電圧
、電流情報は変流器、電圧変成器などから直接アナログ
の２次電気量として制御ケーブルを介してリレーに導入
されており、−刃保護リレーからの動作出力によるしゃ
断器への引出し指令も制御ケーブルによる電気渡しで直
接機器に接続されている。

そして、保護リレーシステムにおける主リレ一部と７工
イルセー７リレ一部は同一の装置内に組込まれて、各リ
レーの動作出力のアンド構成により引外し指令をしゃ断
器へ制御ケーブルを介して直接電流渡しによって与えて
いる。

しかし、電気所のデジタル化に伴って、次の様なシステ
ム構成が検討されている。

即ち、保ＩＩ　１７レーに必要な情報の、′磁圧９ｗＬ
流は変流器、電圧変成器などのセンサーよりアナログ情
報として得られるが、従来の様に制御ケーブルを布設し
て直接リレーに導入するのでなく、センサーなどの電カ
ー次機器近傍に設けた情報処理設備でアナログ／デジタ
ル変換し、その他リレーに必要な情報であるしゃ断器、
断路器などの開閉状態情報（ＯＩ’ＭＯＦＦ情報）など
と組合せて、デジタルのシリアルデータに配列して光Ｌ
ＡＮ（ローカルエリアネットワーク）などに代表される
デジタルデータ伝送部を介して保護リレ一部へ導入され
る。

一方、リレーからの判定出力（動作出力など）はリレー
から光ＬＡＮなどを介して、デジタル信号によって情報
処理設備へ伝送され、ここでしゃ断器に適した制御指令
に変換されてしゃ断器開放を行う。

以上はデジタル化電気所のデジタル保護システム構成の
概要を述べたものであるが、いずれにしても電気所のデ
ジタル化システムにおいては、従来の様に保１１Ｊレー
とセンサーやしゃ断器などの一次機器を非常に多くの制
御ケーブルで直接接続せず、″磁圧、電流、引外し指令
など全てをシリアル・データ化して僅かな伝送系（光Ｌ
ＡＮなど）で保護リレーと接続しようとするものである
。従つて、この様なデジタルシステムにおいて、フェイ
ルセーフ・リレーと主リレーを従来と同様の形態で設置
する場合、データ伝送系は主す【／−とフェイルセーフ
リレーに共通であり、かつこのデータ伝送系は多くのＩ
Ｃ，ＬＳＩ等の半導体部品で構成されている為、従来の
制御ケーブルによる接続に比べると信頼性低下の懸念が
ある。

つまり、１つの伝送ルートで主リレー及びフェイルセー
フリレーへの上り（１！圧、電流しゃ断器開閉情報など
）情報が与えられ、一方、下り（しゃ断器への引外し指
令）情報も１つの伝送ルートで接続されることになる。

ここで伝送系の不良に着目してみると、上り。

下りとも（二伝送系は、７エイルセーフリレーに共用さ
れているために、例えば上りの伝送系が不良のケースに
は、フェイルセーフリレーと主リレーが両方誤動作する
可能性があり、下りの伝送系が不良になると即座に誤操
作になる可能性が考えられる。

また、この対策として、伝送系を主リレー用とフェイル
セーフリレー用に分離して設けることも考えられるが、
データ・デジタル化の利点が低下し、経済性も低下する
。

次に主リレーと７エイルセーフリレーヲ従来のリレーシ
ステムの様に同一の伝送系を介してデータを伝送し、入
出力する同一の部位に設置する場合の問題点について記
述する。

この様な構成は従来のリレー装置と同様であるが従来は
情報のやりとりが非常に信頼性の高い電気ケーブルで行
われている。しかし全デジタル化されると、データを配
列し伝送する各構成要素は多数の半導体の様な電子部品
で構成されることとなり信頼性は低下すると考えられる
。従って、主リレーとフェイルセーフリレーを共通の伝
送系を介したデータで動作させる構成としておくと伝送
系の不良で両リレーが誤動作し、しゃ断器を誤しゃ断し
てしまう可能性があろう また、リレーからの判定出力についても伝送系の不良で
同様に誤しゃ断に至る可能性が高い。

一方、この対策として、伝送系を主リレー用とフェイル
セーフリレー用に分離独立して設ける方法も考えられる
がデジタル化による多量のシリアルデータ伝送のメリッ
トが生かせぬと同時に経済的にも伝送系が倍に増えるた
め不利となる。

〔発明の目的〕

以上の様なデジタル化される電気所での保護リレーシス
テムにおける主リレーとフェイルセーフリレーが光ＬＡ
Ｎなどのデジタル伝送系によって変流器、４圧変成器、
しゃ断器などの４力−次機器と接続される場合の問題点
に対して、フェイルセーフリレーを主リレーの設置部位
と分離独立して光ＬＡＮなどのデジタル伝送系を介さず
に電カー次機器と情報のやりとりの可能な部位に設けて
、それぞれ主リレーの判定出力とフェイルセーフリレー
の判定出力の論理和構成でしゃ断器へ引外し指令を与え
ることにより、信頼性向上と経済性の向上を図る事を目
的としている。

〔発明の概要〕

本発明はデジタル伝送系（光ＬＡＮなど）を介して、磁
圧、電流の入力情報やしゃ断器への引外し指令等を゛醸
カー次機器とインターフェイスする主リン一部と、光Ｌ
ＡＮなどのデジタル伝送系を介さず直接゛セカー次機器
とインター・フェイスするフェイルセーフ部を設けて、
主うレーとフェイルセーフリレーそれぞれの判定（動作
）出力の論理和構成によってしゃ断器へ引外し指令を与
えるデジタル化電気所の保護リレー・システムである。

即ち、本発明は全デジタル化を図る゛電気所の主リレー
とフェイルセーフリレーを有する保護継電（リレー）シ
ステムにおいて保護リレーに必要な電力系統の電圧、電
流などのアナログ情報やしゃ断器、断路器などの開閉状
態情報をしゃ断器などの亀カー次機器の近傍に設ける情
報処理設備によって最適なデジタル・シリアルデータに
置換し、光ＬＡＮ（ローカル・エリアネットワーク）な
゛どのデジタルデータ伝送部を介して上り情報として保
護リレ一部へ入力するとともに保護リレーの判定出力は
下り情報として同様にデジタルデータ伝送部を介して情
報処理設備へ出−力し、同設備を介してしゃ断器へしゃ
断指令を与える全デジタル保護リレーシステムにおいて
、光ＬＡＮなどのデジタル・データ伝送部を介さずに電
圧、電流など入力データ及びリレー判定出力情報を電カ
ー次機器トインター７エイスするフェイルセーフリレ一
部と、デジタルデータ伝送部を介して電圧、電流などの
入力データ及びリレー判定出力情報を電カー次機器とイ
ンターフェイスする主リレ一部を有し、主リレ一部とフ
ェイルセーフリレ一部の判定出力のアンド構成にて、し
ゃ断器へしゃ断指令を与えることにより、信頼性向上と
経済性向上を図った保護継電装置である。

〔発明の実施例〕

次に本発明の実施°例について説明する。第４図は変流
器ＣＴ、Ｌや断器ＣＢ、断路器Ｌ８．電圧変成器ＦＤな
どの電気機器から遠方に設置され、電気機器あデジタル
データ２ＱＡを与えられて制御指令２０Ｂを出力する主
リレー７と、主リレー７及び電気機器の間にデジタルデ
ータ２０人を伝送する情報伝送装置と、電気機器の近傍
に設置され、電気機器のデータ２８Ａを与えられて判定
出力２５Ａを出力するフェイルセーフリレー５と、電気
機器の近傍に設置され、フェイルセーフリレーδの判定
出力２５人及び主ラリレーアの判定出力２６人とを比較
し、電気機器ζニパレット情報１５Ａを出力する和回路
２７と、和回路２７及び主リレー７の間に制御指令２０
Ｂを伝送する情報伝送装置とを具備してなる保護継電装
置を示している。

第１図は電気所例えば変電所における全デジタル化保護
リレーシステムの全体の一例を示す構成図であり、変電
所の単線結線図を基にしてシステムをブロック図化して
描いたものである。

第１図においてＣＢＩは送電線ＩＬのしゃ断器、ＣＢ２
は変圧器バンクＴｒのしゃ断器、ＣＢ８は送′磁線２Ｌ
のしゃ断器、ＣＢ４はブスタイのしゃ断器を示す。又断
路器Ｔ、８．を圧変成器ＦＤ、変流器ＣＴなどもしゃ断
器ＣＢに準する。１乃至４は情報処理装置であり、各送
電線ＩＬ、２Ｌや変圧器パンクＴｒのしゃ断器ＣＢ、新
路器Ｌ８．変流器ＣＴなどの電カー次機器の近傍に設置
して、デジタルリレー屯；適するデータとする為に電圧
、電流などのアナログ入力情報をデジタル化したりしゃ
断器、新路器の開閉状状態の０Ｎ１０ＦＦ情報とデジタ
ル化された竜王、″＠流情報をシリアル化したり、更に
、光り入Ｎなどのデジタル伝送系に適した配列とし、一
方、デジタルリ・レーから光ＬＡＮなどのデジタル伝送
系を介して出力された動作指令などをしゃ断器に適した
引外し指令に変換して与えるという様に、電カー次機器
とデジタルリレーとの最適なインターフェイスを効率よ
く行う。５は送電線ＩＬの保護用のデジタルリレー、６
は送電線２Ｌの保護用のデジタルリレー、７は主リレー
であり母線保護用のデジタルリレー、８は変圧器保護用
のデジタルリレー、９は光ファイバーなどの光ＬＡＮ（
ローカルエリアネットワーク）であり、電カー次機器近
傍に設けられた情報処理袋［１〜４とそれぞれのデジタ
ルリレー５〜８を結ぶデジタル伝送媒体である。

尚デジタルリレー５〜８の設置場所は制御室の中であっ
ても電力機器近傍の屋外キユービクルの中であっても良
い。

第１図は、全デジタル保護リレー・システム構成の一例
であり、情報処理装置１〜４とデジタルリレー５〜８と
の結合が放射状となっているがこれはループ結合でもか
まわない。第１図より分かる様に、４流、電圧情報や機
器の開閉状態情報などの上り情報及び保護リレーからの
機器しゃ断指令などの下り情報全てが情報処理装置１〜
４を介して接合されている。

次に、この情報処理装置の一例を第２図に示す。

ここでは第１図の送゛峨線ＩＬを例喀二とる。！Ｊ２図
において、１は電カー次機器近傍に設置する情報処理装
置、５は送電線ＩＬの保護用のデジタルリレー、７は主
リレーであり母線保護用のデジタルリレーな示す。１０
は電圧入力、ＩＩＡは接地装置１１ｉｔ８１への投入、
しゃ断制御指令、１１Ｂは接地装置１８１の状態を知る
ためのノくレット情報を示し、１２Ａ、　１２．Ｂ、。

１８Ａ、　１８Ｂ、　１５Ａ、　１５Ｂ、　１７Ａ、　
１７Ｂ、　ＩｇＡ、　１８Ｂも同様のノ４レット情報で
あ１ハ１４，１６は電流入力である。特に電圧入力１０
、電流入力１４．１６については情報処理装置１への入
力がアナログ情報でこれを情報処理装置１でアナログ／
デジタル変換しても良いし、電圧入力１０、電流入力１
４．１６の情報が既にデジタル化されていてもかまわな
い。一方１９Ａは情報処理装置１でデジタルリレー５に
適した情報にされたデジタルデータな示し、１９Ｂはデ
ジタルリレー５より出力された引外し指令などの制御指
令を示す。また２０Ａは同様に情報処理装置１でデジタ
ルリレー７に適した情報にされたデジタルデータな示し
、２０Ｂはデジタルリレー７より出力された制御指令を
示す。そしてデジタルデータ１９Ａ、　２０Ａ及び制御
指令１９Ｂ　、　２０Ｂの各データは、光ファイノ＜−
などの伝送媒体を介して伝送されるっこの様に、変流器
ＣＴ　、電圧変成器ＦＤの情報や、各種の機器情報ヲ、
リレーシステムや制御システムに適したデジタルデータ
に変成して上り情報とし、一方各デジタルリレーや制御
システムから与えられた制御指令を機器Ｃ：適した形で
結合する部分が情報処理装置である。

次に本発明の一実施例を第３図により説明する。

＄８図は本発明の詳細な説明するために、母線保護リレ
ーシステムに的を絞って描いたものである。

従って母線保護用デジタルリレー７に関連する情報のみ
を記載している。同、本発明の対象は母線保護リレーシ
ステムに限らず、送電線保護リレーシステムやその他の
リレー・システムにも同様に適用できるものでおる。第
８図において、１は先にも述べた鴫カー次機器近傍に設
置した情報処理装置、７は主リレーであり母線保護用の
デジタルリレーな示し、１０は電圧入力、１４は電流入
力、１５Ａ。

１５Ｂ、　１７Ｂ、　１８Ｂはパレット情報、２０Ａは
デジタルデータ、２０Ｂは制御指令である。２１は入カ
ドランスであり、変流器及び電圧変成器等のセンサーか
らの入力を絶縁をとる為、更には扱いやすい電圧レベル
にするためのものであり、２２はこれらセンサーの情報
をデジタル化するためのアナログ／デジタルの変換器を
示す。なお、これら入カドランス２１及び変換器２２は
センサーがデジタル化されれば不要となるものである。

詔は変換器であり、デジタル化された電圧、電流情報及
びしゃ断器、断路器のパレット情報（開閉情報）など多
数の情報なシリーズ・データ化するパラレル／シリアル
変換器で、２８人はフェイルセーフリレー５及び主リレ
ー７に与えられるデータを示す。冴は主リレー７に対し
てデータを光伝送するための電気／光の変換器であり、
５は本発明の主対象となる構成要素であるフェイルセー
フリレーで、動作原理は不足電圧検出、過電流検出、＊
圧変化率検出などどの様なものであってもかまわない。

そして２５Ａはフェイルセーフリレーの判定出力、２６
は主リレー７から光によって送られてくる判定出力を電
気信号に変換する光／′４気の変換器、２６人は判定出
力、２７はしゃ断器ＣＢＩへ引外し指令を与えるに際し
て主リレー７の判定出力２６人とフェイルセーフリレ一
部の判定出力２５人の加算構成を取るための和回路を示
す。なお和回路２７の構成は電気的論理和で構成しても
良いし、電磁形の補助リレーを複数用いたり、又しゃ断
器の引外し用としてサイリスタを複数用いて構成しても
良く、フェイルセーフリレ一部の出力と主リレー７の出
力が加算構成になるものであればどの様な構成でもか”
まわない。

以上は本発明の構成の一実施例を記載したものであり情
報処理装置の構成要素は第８図に示した内容に限定され
るものではない。

即ち、本発明は全デジタル化される電気所の保ｉ１１Ｊ
レージステムにおいて、伝送系を介して伝送されたデー
タで判定をし、伝送系を介して判定出力を現場機器に与
える主リレー要素の他に伝送系を介さずにデータの入力
９判定出力を現場機器に与えられるフェイルセーフリレ
ーを設ける事であり、第８図では情報処理装置の一郡と
してフェイルセーフが設けられているが、前主旨が達成
できればどの様な構成であってもか゛まわない。

他の実施例として、変形の一例を第４図に示す。

第４図は第８図とほぼ同様であるがフェイルセーフリレ
ー５としてデジタルリレーでなく、アナログ入力のまま
で判定するアナログリレーを採用した例である。

即ち第４図の２１Ａが変流器、電圧変成器のアナログ出
力を示す。

この様な構成はデジタルセンサーの場合は不可でらるが
アナログセンサーを適用している場合にはフェイルセー
フリレー用の入力が、主リレーと異なりの変換器やめ変
換器も介さないためさらに信頼性の高いシステムを提供
できる場合もある。

〔発明の効果〕

以上、詳述した様に全デジタル化を図る電気所の保護リ
レー・システムにおいて、従来のリレーシステムと９４
　すｊＪ　主ＩＪレム都とフェイルセーフ・部を電圧、
電流などの情報伝送部が共通とならぬ様に分離して設置
し、それぞれの判定出力をアンド構成にしてしゃ断器へ
しゃ断指令を与える拳により、信頼性、経済性の向上し
た全デジタル・リレーシステムが提供できる。

又、本発明においてはフェイルセーフリレーに対しては
伝送部を特に介さないため伝送系の不良で主リレーが誤
判定をして誤出力を出してもフェイルセーフリレーは動
作せず誤しゃ断は防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は全デジタル保護システムの構成図、第２図は情
報処理設備と入・出力情報の取合い構成図、第８図は本
発明の主リレーと７エイルセーフリレーの機能を示した
構成図、第４図は本発明の他の実施例を示した構成図で
ある。 ７・・・主リレー、５・・・フェイルセーフリレー、２
７・・・和回路。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑　（ほか１名）第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ′電気機器から遠方に設置され、との゛電気機器の運転
   情報を与えられて主保護指令を出力する主保護装置と、
   この主保護装置及び前記電気機器の間に運転情報を伝送
   する主情報伝送装置と、前記電気機器の近傍に設置され
   、この電気機器の運転情報を与えられて後備保護指令を
   出力する後備保護装置と、前記電気機器の近傍に設置さ
   れ、前記後備保護装置の後備保護指令及び前記主保護装
   置の主保護指令とを比較し、前記電気機器に作動指令を
   出力する比較回路と、この比較回路及び前記主保護装置
   の間に主保護指令を伝送する後備情報伝送装置とを具備
   してなる保護継電装置。