JPS61277314A - プログラム制御過電流保護装置及び電流遮断制御方法 - 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】 本発明は過電流保護装置、特に、電力系統の地相または
電力相と関連の少なくとも１本の電線を流れる電流の遮
断を制御するため、プログラム制御下に任意の時点に対
過電流動作を行なうことのできる過電流保護装置に係る
。

電力線における過電流状態の感知に応答して、トリップ
時間を遅延するような方式の過電流保護装置には、保護
継電器、自動再開路装置、回路遮断器などがある。この
ような装置は送配電系統及びこれと接続している負荷を
、トリップ時間／Ａ電流間の対応関係またはこれを表わ
す所定の曲線に従って、関連の電力線を流れる電流の遮
断を制御することにより、過電流に起因する損傷から保
護するのが普通である。多くの場合、このような時間／
過電流曲線の特性は電気機械的、磁気的及び熱学的な制
御回路によって実現されてきた。従って、ひとたび特定
の時間／過電流関係が設定されてしまうとこれは固定し
たものとなり、もしこの関係を変化させる必要が生ずる
と、例えば特定の要素を物理的に交換または追加するこ
となどの機械的な改良を必要とするのが普通であった。

最近になって電子式過電流保護制御装置、具体的には時
間遅延電流遮断制御に関する装置特性を変更する上でも
っと幅広い機能的なフレキシビリティを与えるために、
プログラム制御デジタル信号プロセッサを組込んだ電子
装置が開発された。プログラム制御過電流保護装置の例
は下記の米国特許に開示されている。

第４．４４６．４９８号、１９８４年５月１日Ｆ、　Ａ
。

５ｔｉｔｃｈに付与され、Ｓｉｅｍｅｎｓ−ＡＩｌｉｓ
、　Ｉｎｃ、に譲渡された”Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃ
ｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍｆｏｒ　０ｖｅｒｌｏａｄ
　Ｒｅ１ａｙ　ｏｒ　Ｔｈｅ　Ｌｉｋｅ″′　；第４，
４３２，０３１号；１９８４年２月１４日Ｗ、　Ｊ。

Ｐｒｅｍａｒｌａｎｉに付与されＧｎｅｎｅｒａｌ　Ｅ
ｌｅｃｔｒｉｃＣｏｔｎｐａｎｙ　ｋ：　譲渡された“
Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒＯｖｅｒｃｕｒｒｅｎｔ　　Ｐｒ
ｏｔｅｃｔｉｏｎ″　；第４，３７７．８３７号（英国
特許第２，０７３，９７４号）　；　１９８３年３月２
２日Ｊ、　Ｊ、　Ｍａｔｓｋｏ　　等に付与され、Ｗｅ
ｓｔｉｎｇｈｏｕｓｅ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　（：ｏｒｐ
、に譲渡されたＣ１ｒｃｕｉｔ　Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅ
ｒ　ｗｉｔｈ　０ｖｅｒ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｔ
ｒｉｐ　Ｄｅｖｉｃｅ　　’　　；第４，３７７．８３
６号；１９８３年３月２２日Ｒ，Ｔ。

Ｅｌｍｓ等に付与され、Ｗｅｓｔｉｎｇｈｏｕｓｅ　Ｅ
ｌｅｃｔｒｉｃＣｏｒｐ　、に譲渡された″（：１ｒｃ
ｕｔｔ　Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｒｗｉｔｈ　　５ｏｌｉ
ｄ　　５ｔａｔｅ　　Ｄｉｇｉｔａｌ　　Ｔｒｉｐ　　
Ｌｌｎｉｔ　　ａｎｄＰｏｓｉｔｉｖｅ　　Ｐｏｗｅｒ
−ｕｐ　　Ｆｅａｔｕｒｅ　″　；第４，３７１，９４
７号；　１９８３年２月１日Ｎｏｒｉ。

Ｆｕｊｉｓａｗａに付与され、東京芝浦電気株式会社に
譲渡された８０Ｍ　（：ｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｐｒｏｔ
ｅｃｔｉｖｅＲｅｌａｙ　　Ｓｙｓｔｅｍ　　ｆｏｒ　
　Ｐｏｗｅｒ　　ＴｒａｎｓｍｉｓｓｆｏｎＮｅｔｗｏ
ｒｋ　　”　　； 第４．３３９．８０２号；　１９８２年７月１３日Ｍ。

Ｙａｍａｕｒａ等に付与され、東京芝浦電気株式会社に
譲渡されたＤｉｇｉｔａｌ　ＰｒｏｔｅｃｔｉｖｅＲｅ
ｌａｙ　Ｄｅｖｉｃｅ″； 第４，３２８，５５１号；　１９８２年５月４日Ｍ。

Ｙａｍａｕｒａ等に付与され、東京芝浦電気株式会社に
譲渡されたＡｐｐａｒａｔｕｓ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ
　ｆｏｒＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　　ｏｆ　　Ｅｌｅｃｔ
ｒｉｃ　　ＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｌｉ
ｎｅｓ　ａｎｄ　Ｔｈｅ　Ｌｉｋｅ　　″；第４，２７
２．ＢＩＢ号；　１９Ｂ１年６月９日Ｙ。

ＭａｔＳｕｌＯｔＯに付与され、東京芝浦電気株式会社
に譲渡された０ｖｅｒｃｕｒｒｅｎｔ　Ｐｒｏｔｅｃｔ
ｆｎｇＡｐｐａｒａｔｕｓ″； 以上に列記した引例はいずれも電力系統における過電流
保護のプログラム・デジタル信号プロセッサ制御に関す
る新規の方法及び装置に係るが、所定のトリップ時間／
過電流曲線を正確に特徴づけると共に、選択自在な時間
／過電流動作を可能にするものは含まれない。

本発明の主要目的は、一群のあらかじめ与えられた時間
／過電流曲線を正確に特徴づけると共に、過電流保護装
置が使用される用途に適した特性の曲線を選択すること
により上記ギャップを埋めるプログラム制御過電流保護
装置及び電流遮断方法を提供することである。

以　　下　　余　　白 本発明は、少なくとも１本の電力線を含む電力系統に使
用して、電力線の過電流状態に関連する過電流トリップ
時間に基づき電力線を流れる電流の遮断を制御できるプ
ログラム制御過電流保護装置において、保護装置が、プ
ログラム制御デジタル信号プロセッサと、所定の誘導定
数を表わす複数のデジタルコード化信号を記憶させるた
めプログラム制御プロセッサに接続した記憶手段と、複
数の誘導パラメータを設定する手段と、電力線の電流を
測定し、これを表わす信号を発生させる手段と、プログ
ラム制御プロセッサの制御下に、電力線電流の１周波数
サイクルに含まれる複数の第１所定時点に電流測定信号
をサンプリングすると共に、前記サンプリングされた電
流測定信号をデジタル化する手段とを含み、プログラム
制御プロセッサが所定の複数時間インターバルにわたっ
て動作し、それぞれの所定時間インターバルごとに、対
応の所定時間インターバルｍにサンプリングされ、デジ
タル化された電流測定信号から、対応の所定時間インタ
ーバルと同期間の電流周波数サイクルの電流値Ｉｍを表
わすデジタル信号を誘導することと、プログラム制御プ
ロセッサが所定時間インターバルに対応する第２所定時
点に誘導パラメータ設定値を読取ることと、プログラム
制御プロセッサが他の時点において、これらの時点と関
連して読み取られたパラメータ設定値と対応するデジタ
ルコード化誘導定数の或るものを記憶手段から選択する
ことと、プログラム制御プロセッサが誘導されたデジタ
ル電流値信号から過電流状態を検知することと、プログ
ラム制御プロセッサが過電流状態の検知に応答して、関
係式（ただし上記関係式において、１からＮ−Ｇ・Ｃ２
までのｍは検知された過電流状態が持続する所定時間イ
ンターバルを表わし、Ｇ。

Ｐ、Ｃ１、Ｃ２及びＣ３はそれぞれ対応の所定時間イン
ターバルｍにつき読取られたパラメータ設定値に基づく
デジタル・コード化誘導定数を表わし、Ｎはトリップ時
間にわたって経過する所定時間インターバルの個数、Ｇ
・Ｃ２はトリップ時間に含まれる最少個数の所定時間イ
ンターバルを表わす）、 に基づいて過電流トリップ時間を誘導することと、さら
に過電流状態が誘導トリップ時間の間持続すると、電力
線を流れる電流の遮断を制御する手段を含むことを特徴
とするプログラム制御過電流保護装置を提案する。

本発明はさらに、電力系統の少なくとも１本の電力線を
流れる電流の遮断を、電力線の過電流状態に関連して誘
導される過電流トリップ時間に基づいて制御する方法に
おいて、（ａ）デジタル信号処理装置のメモリに所定の
誘導定数を表わす複数のデジタルコード化信号を記憶さ
せる段階と、 （ｂ）複数の誘導パラメータを設定する段階と、 （ｃ）電力線の電流を測定し、これを表わす信号を発生
させる段階と、 （ｄ）処理装置のプログラム！ＩＪ＃デジタル信号プロ
セッサの制御下に、電力線電流の１周波数サイクルに含
まれる複数の第１所定時点において電流測定信号をサン
プリング／デジタル化する段階と、 （ｅ）複数の所定時間インターバルにわたってプログラ
ム制御プロセッサを作動させることにより、各所定時間
インターバルごとにこの所定時間インターバルのサンプ
リング／デジタル化された電流測定信号から、所定時間
インターバルｍと同期間の電力線電流周波数サイクルの
電流値Ｉｍを表わすデジタル信号を誘導する段階と、 （ｆ）所定時間インターバルに対応する第２の所定時点
にプログラム制御プロセッサを作動させることによって
パラメータ設定値を読取る段階と、 （ｇ）プログラム制御プロセッサを作動させることによ
り、他の時点において、これらの時点に関連して読取ら
れたパラメータ設定値に対応するデジタルコ・−ド化誘
導定数のいくつかを記憶手段から選択する段階と、 （ｈ）プログラム制御プロセッサを作動させることによ
り、誘導デジタル電流値信号■ｍから過電流状態を検知
する段階と、 （ｉ）過電流信号の検知に応答してプログラム制御プロ
セッサを作動させ、Ｇ、Ｐ、Ｃ１、Ｋｌ′及びＬ′がそ
れぞれ対応の所定時間インターバルｍごとに読取られた
パラメータ設定値に基づく誘導定数を表わすとして、 （１）　Ａ電流状態が持続している間、各所定時間イン
ターバルごとに量 （Ｉｍ−Ｃ１）Ｐをその値がＧ−Ｋｌ′よりも大きく、
またはＧ−Ｋ１′と等しくなるまで累算し、 （２）過電流状態が持続する追加の所定時間インターバ
ルＧ−Ｌ′にわたって遅延させることによって過電流ト
リップ時間を誘導する段階と、 （ｋ）過電流状態が誘導されたトリップ時間にわたって
持続すれば、電力線を流れる電流を遮断する段階とから
成ることを特徴とする電流遮断の制御方法を提案する。

以上に述べたプログラム制御過電流保護制御装置は少な
くと３木の電力線を含む３相電力系統に使用しても、誘
導された過電流トリップ時間に基づいて電力線を流れる
電流の遮断を制御することができる。１つの実施例では
、各電力線から測定された電流を表わす第１、第２及び
第３電流測定信号を第１所定時点においてサンプリング
及びデジタル化し、対応の時間インターバルｍと同期間
の各電流の周波数サイクルの電流値１ｍを表わす、第１
、第２及び第３デジタル信号を、対応の所定時間インタ
ーバルにわたってサンプリング及びデジタル化された各
電流測定信号から各所定時間インターバルごとに誘導す
る。従って、誘導された第１、第２及び第３デジタル電
流値信号から、プログラム制御プロセッサによって過電
流状態が検知され、前記プログラム制御プロセッサは対
応の所定時間インターバルに関して誘導された前記デジ
タル電流値信号を利用し、上記関係式に基づいて過電流
トリップ時間を誘導する。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説
明する。

第１図において、線３０．３２及び３４は電力系統の３
相Ａ、Ｂ及びＣに対応する電力線、線３６は電力系統の
地線である。トリップ信号４０によって作動させられる
と上記電力線を流れる電流を遮断できるように、電力線
３０．３２．３４及び３６に遮断機構３８が接続してい
る。この実施例では、各電力線３０．３２．３４及び３
６の電流を測定するために変流器４２．４４．４６及び
４８が接続している。変流器４２．４４．４６及び４８
の電流測定信号を、プログラム制御過電流保護装置５８
に送るために、補助変流器５０１５２．５４及び５６を
使用してもよい。

補助変流器５０．５２．５４及び５６から制御装置５８
にそれぞれ送られる信号ＩＡ、より％　ＩＣ及びＩＧは
電力系の相Ａ、Ｂ、Ｃの電流測定値、及び場合によって
は地線Ｇの電流測定値を表わす信号である。さらにまた
、いくつかのパラメータを設定して制御装置５８に入力
し、制御／表示パネル６０を利用していくつかのパラメ
ータを制御装置５８から表示することができる。詳しく
は後述するように、制御装置５８はトリップ信号４０及
び遮断機構３８を介して、電流測定信号ＩＡ、ＩＢ、Ｉ
Ｃ及びＩＣまたはその一部と、パネル６０から入力され
たパラメータ群を利用して誘導した過電流トリップ時間
に基づいて、電力線３０，３２．３４及び３６を流れる
電流の遮断を制御する。

第２図から明らかなように、この実施例では、制御装置
５８が例えばＭｏｄｅｌ　Ｎｏ、　８０５１としてＩｎ
ｔｅｌ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが製造しているのと同
様のマイクロコンピュタ・システム７０を含む。プログ
ラム制御デジタル信号プロセッサの動作を実行するマイ
クロコンピュータ・システム７０はマイクロプロセッサ
・ユニット７２、メモリ・ユニット７４及び少なくとも
１つの入／出力（Ｉｌｏ）ユニット７６から成る。マイ
クロコンピュータ・システムのいくつかのユニットは、
後述するようにマイクロコンピュータ・システム７０に
追加の周辺ユニットを接続するシステム・バスＰＯを介
して互いに接続するのが普通である。

この実施例では、電流測定信号ＩＡ、より、ＩＣ及びＩ
Ｇが詳しくは第３図の回路図に関連して後述する整流／
レンジ選択ユニット８０に供給される。信号ＩＡ、ＩＢ
％　ＩＣ及びＩＧにそれぞれ対応する整流／レンジ設定
された信号８１〜８４がユニット８０からチャンネル・
アナログマルチプレクサ／ブレスケーラ８６に供給され
る。ユニット８０はトリップ制御装置９２から発生する
トリップ信号９０によって制御されるオーバライド回路
８８とも接続可能である。ユニット８６はマイクロコン
ピュータ・システム７０により１１０部７６を介して提
供されるレンジ選択線９４及びチャネンル選択線９６に
よって制御される。ユニット８６からの選択／レンジ設
定された信号９８は４チヤンネル・アナログ／デジタル
（Ａ／Ｄ）コンバータ１００の１チヤンネル入力ＣＨＩ
に供給される。コンバータ１００の動作はマイクロコン
ピュータ・システム７０から１１０部７６を介して、そ
れぞれ信号線１０２．１０４によって供給される読み取
り及び書込み信号で制御される。Ａ／Ｄコンバータ１０
０はＡｎａｌｏｇ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　　社製の製品Ｍｏ
ｄｅｌ　Ｎｏ、　ＡＤＣＯ８４４ＣＣＪと同型のもので
よい。コンバータ１００から発生するサンプリング／デ
ジタル化された電流測定信号データにはマイクロコンピ
ュータ・システム７０がそのシステム・バスのアドレス
及びデータ線を利用してアクセスし、その結果、前記デ
ータがマイクロコンピュータ・システム７０に供給され
る。

過電流状態に応答してトリップ時間を誘導する際にマイ
クロコンピュータ・システム７０が利用するいくつかの
パラメータを、第１図に示すパネル６０を介して入力す
る。図面に１０６及び１０８で示すような公知のパネル
ポテンショメータを利用して、例えば電力相及び地相タ
イム・ダイヤルなどのようなパラメータを入力する。ポ
テンショメータ１゜６及び１０８はアナログ信号を発生
するから、マイクロコンピュータ・システム７０に供給
され、利用される前にサンプリング／デジタル化が行な
われるように、これらのポテンショメータをＡ／Ｄコン
バータ１００に接続する。電力相即時トリップ及び地相
即時トリップをそれぞれ設定する他のポテンショメータ
１１０，１１２を、Ｍｏｔｏｒａｌａ　　社製Ｍｏｄｅ
ｌＮｏ、　ＭＣ１４８５２ＢＣＬのようなアナログ・マ
ルチプレクサ・ユニット！１４を介してＡ／Ｄコンバー
タｉ　ｏ　ｏと接続する。その他の誘導バラタ−１は電
力相過電流スタイル選択スイッチ１１６や地相過電流ス
タイル選択スイッチ１１８のような選択スイッチを利用
して人力する。選択スイッチ１１６．１１８は公知の回
転式スイッチでよく、公知のシステム・バスＰＯ及びｌ
１０７６を利用してマイクロコンピュータ・システム７
０と接続すればよい。

パネルはいくつかの予備のポテンショメータ１２０及び
１２２をも含み、その設定値は上記アナログ・マルチプ
レクサ１１４及びＡ／Ｄコンバータ１００を介してマイ
クロコンピュータ・システムに供給される。マルチプレ
クサ１１４のチャンネル選択は選択線９６の一部を利用
してマイクロコンピュータ・システム７０のプログラム
制御下に行なわれる。特定パラメータの設定に利用され
、パネル６０または制御装置５８に配置される別のスイ
ッチ群１２４を、Ｍｏｔｏｒｏｌａ社製ＭｏｄｅｌＮｏ
、　Ｍ（１４０５１ＢＣＬのようなチャンネル・スイッ
チ・マルチプレクサ１２６を介してマイクロコンピュー
タ・システム７ｏと接続する。マルチプレクサ１２６か
らの選択及びデータ信号が選択線９４．９６及び１１０
部７６を介してマイクロコンピュータ　システム７ｏに
供給される。

また、制御装置５８の外部または内部の電源から制御装
置５８に電気エネルギーが供給される。制御装置５８に
よって組み込まれた給電回路１３２が電源１３０によっ
て供給される電気エネルギーの電圧レベルを、制御装置
５８の回路素子に給電するため種々の電圧レベルに変換
する。給電回路１３２によって調定される典型的な電圧
レベルは例えば２４ＶＤＣ及び５ＶＤＣである。給電回
路１３２の好適な実施例は第４図に関連して後述する。

制御装置５８には、マイクロコンピュータ・システム７
０におけるプログラム実行誤動作、電力ＯＮ１０　Ｆ　
Ｆ状態、過電圧及び不足電圧状態に関する監視機能を行
なうための自動再開回路１３４をも設ける。自動再開回
路１３４はマイクロコンピュータ・システム７０から周
期的に発生する信号１３６及び給電回路１３２から発生
し、電圧不足状態を示す信号１３８によって制御される
。上記状態のいずれか１つに応答して自動再開回路１３
４から発生するリセット信号１４０がマイクロコンピュ
ータ・システムフ０のプログラム実行を制御すると共に
、トリップ制御ユニット９２に供給サレテそのトリップ
制御動作を阻止する。マイクロコンピュータ・システム
７ｏからトリップ制御信号１４１が発生し、Ｉｌｏ　１
７６を介してトリップ制御ユニット９２に供給される。

トリップ制御ユニット９２及びマイクロコンピュータ・
システム７ｏは公知の表示／トリップ駆動回路１４２を
介して表示パネル６０に情報を供給する。発光ダイオー
ド１４４または表示磁気フリップフロップ１４６によっ
て表示される典型的な情報はトリップのタイプ、即時ト
リップに対する遅延時間、トリップが行なわれたのが電
力相電力線か地線か、などである。次に第３〜６図に関
連して制御装置５８のいくつかの回路素子を詳細に説明
する。

第３図において、整流／レンジ選択ユニット８０は電流
測定信号ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ及びＩＧのそれぞれに対応す
る整流回路を含む。

この実施例の場合、整流回路はそれぞれダイオード・ブ
リッジ１５０〜１５３である。各ダイオード・ブリッジ
１５０〜１５３の１つのボートは例えば地電位のような
共過電位と接続する。共通ボートに近接する両ボートは
それぞれ対応の電流測定信号と接続し、ダイオード・ブ
リッジ１５０〜１５３の共通ボートとは反対側のボート
には整流された電流信号線８１〜８４とそれぞれ接続す
る。線８１〜８４のそれぞれは電流レンジ選択スイッチ
回路１５４〜１５７とそれぞれ接続し、各回路１５４〜
１５７はそれぞれ抵抗回路１６０〜１６３と接続する。

この実施例の場合、各選択スイッチ回路１５４〜１５７
は４個のスイッチを含み、各スイッチはそれぞれの抵抗
回路から抵抗を介して地電位と接続する。各抵抗回路１
６０〜１６３の４個の抵抗は相互の比が１．２．４及び
８の抵抗値を有する。

従って、各回路１５４〜１５７の選択スイッチの開閉に
伴ない、それぞれの抵抗回路のインピーダンスが４ビツ
ト２進形式で変化する。即ち、スイッチ選択によるイン
ピーダンス回路の設定により、整流された電流測定信号
のレンジがそれぞれの信号線８１〜８４を介して変更さ
れる。整流信号線８１〜８４は各ダイオード１６７〜１
７０を介して共通信号線１７２と接続する。信号線１７
２は第２図のブロックダイヤグラムに示すようにオーバ
ライド回路８８と接続する。

動作時に、電流測定信号が連携のダイオード・ブリッジ
１５０〜１５３によって整流され、連携の信号線８１〜
８４を介して負電圧の整流信号を形成する。負電圧整流
信号のレンジは電流レンジ選択スイッチ回路１５４〜１
５７の設定に従ってスケーリングされる。

また、線８１〜８４の負電圧整流信号の最大値はダイオ
ード１６７〜１７０のダイオード・オークジョン動作に
よって信号線１７２に供給される。この最大値信号は第
４図の回路図に関連して後述するオーバライド回路８８
と共に利用される。

第４図において、４８ＶＤＣ程度の電源１３０の電圧は
端子１７４．１７６を介して給電回路１３２に供給され
る。１７４に現われる正電圧はダイオードＤ１のアノー
ドと接続し、１７６に現われる負電圧は地電位または共
過電位と接続する。ダイオードＤ１のカソードは公知の
ＭＯＶを介して接地すると共に、電界効果トランジスタ
Ｔ１の一方のチャンネル側及び抵抗Ｒ１の一端とも接続
する。抵抗Ｒ１の他端はトランジスタＴ１のベース及び
他の電界効果トランジスタＴ２のチャンネルの一方の側
と接続する。Ｔ１の他方のチャンネル側は順方向バイア
ス・ダイオードＤ２及び逆バイアス・ダイオードＤ３を
介して接地する。Ｄ２及びＤ３の共通カソード回路はト
ランスＴＲＩと接続する。Ｔ２の他方のチャンネル側は
共過電位と接続し、そのベースは増幅器Ａ１によって駆
動される。トランスＴＲ１の他方の側はコンデンサＣ１
によってフィルタされ、ボート１７８において２４ＶＤ
Ｃ電源となる。２４ＶＤＣ電源線は抵抗Ｒ２及びＲ３か
ら成る抵抗回路を介して共過電位と接続する。Ｒ２とＲ
３の接続点は反転（−）入力が例えば５ｖの基準電圧と
接続している増幅器Ａ１の非反転（＋）人力と接続する
。

以上に述べた回路はチョッパによって駆動される調整回
路であり、この回路においてトランジスタＴ１及びＴ２
が作動して、ボート１７８に２４Ｖの電源を有するトラ
ンスＴＲＩに供給される信号をチョッパする。抵抗ディ
バイダ回路Ｒ２及びＲ３が増幅器Ａ１にフィードバック
信号として、２４ｖ電圧を維持するための電圧を供給す
る。Ｒ２及びＲ３のフィードバック信号が基準信号５ｖ
と比較され、両者の差がトランジスタＴ１及びＴ２に対
するＡ１の駆動信号を決定する。例えば、点１７８の電
圧が２４Ｖよりもやや低くなると、増幅器Ａ１がトラン
ジスタＴＩ及びＴ２を駆動することにより、トランスＴ
ＲＩを介して信号を供給し、逆に、１７８における電圧
が２４Ｖよりもやや高くなると、増幅器による駆動が除
かれ、１７８における電圧が低下する。駆動信号が除か
れる時点で蓄積されているエネルギーを吸収することに
より、フライバック・ダイオードＤ３はＴＲＩの他端に
おける電圧をクランプする。

２４Ｖソース定電圧はコレクタが他のトランスＴＲ２と
接続する一方、他のフライバック・ダイードＤ４を介し
て接地しているＰＮＰトランジスタＴ３のエミッタにも
供給される。トランスＴＲ２の他端は共過電位と接続す
るコンデンサＣ２によってフィルタされる５ｖソース定
電圧である。２４Ｖソース電圧線は抵抗Ｒ４及び５から
成る抵抗回路を介してＮＰＮトランジスタＴ４のコレク
タとも接続する。トランジスタＴ３のベースは抵抗Ｒ４
及びＲ５の接続点と接続する。トランジスタＴ４のエミ
ッタは５ｖソース定電圧線と接続し、このトランジスタ
Ｔ４のベース・エミッタ間にダイオードＤ５がカソード
・アノード接続する。トランジスタＴ４のベースは２４
Ｖソース電圧線から抵抗Ｒ６を介して電圧バイアス信号
を供給される他の増幅器Ａ２によって駆動される。内部
的には、増幅器Ａ２は供給される電流バイアスから電圧
Ｖ＋を形成するツェナーダイオードとして機能する。Ａ
２の非反転（＋）入力はこの実施例の場には１．２５Ｖ
程度である基準電圧と接続する。５ｖソ一ス定電圧信号
は直列抵抗回路Ｒ７及びＲ８を介して接地し、Ｒ７とＲ
８の接続点における電圧は５ｖソース定電圧に関するフ
ィードバック・センサ信号としてＡ２の反転（−）入力
に供給される。抵抗Ｒ６７及びＲ８はこの実施例の場合
ｌ：３の抵抗値を備える。また、増幅器Ａは電圧不足状
態を感知してこれを示す信号１３８を発生させ、この信
号は第２図のブロックダイヤグラムに関連して述べた自
動再開回路１３４に供給される。

以下余白 給電ユニット１３２の以上に述べた回路部分は５ｖのソ
ース定電圧を提供する。動作に際しては、５Ｖソース電
圧レベルを増幅器Ａ２の（−）人力が感知し、これを（
＋）人力の基準電圧と比較する。（−）及び（＋）入力
の電圧差に基づいて、増幅器Ａ２がトランジスタＴ３及
びＴ４に駆動信号を供給する。その結果、トランスＴＲ
２にチョップ信号が供給されて５Ｖソースを適正レベル
に維持する。トランジスタＴ３からトンラスＴＲ２に供
給される信号が断たれると、フライバック・ダイオード
Ｄ４がトランスＴＲ２の予備エネルギーをまかなう。

第４図のうち、残りの回路部分はオーバライド回路８８
及びトリップ制御回路９２の一部である。回路８８はエ
ミッタが５■ソースと、ベースが抵抗Ｒ９を介して信号
線１７２とそれぞれ接続するＰＮＰトランジスタＴ５を
含む。Ｔ５のベースは抵抗Ｒ及びＲ６を介して２４Ｖソ
ースとも接続する。Ｔ５のエミツタ・ベース・ジャンク
ションにはダイオードＤ６の陰極・陽極をそれぞれ接続
する。Ｔ５のコレクタはトリップ制御回路９２にオーバ
ライド信号９０を供給する。動作に際しては、信号線１
７２を介して伝送される大きい負電圧信号に応答してオ
ーバライド回路８８がトランジスタＴ５を導通させ、そ
の結果、Ｔ５は信号線９０を介して回路９２にオーバラ
イド信号を供給する。

トリップ制御回路９２はリレー接点ＲＣＩを作動させリ
レー・コイルＲＹＩを含み、リレー接点ＲＣＩは表示盤
のような外部ユニット、及びブレーカ機構３８を起動す
る回路にトリップ指示信号を供給する。リレー・コイル
ＲＹＩを駆動する電界効果トランジスタＴ６はマイクロ
コンピュータ・システム７０ｈ）ら供給されるオーバラ
イド信号９０またはトリップ起動信号１４１に応答して
作動する。

リレー・コイルＲＹＩとトランジスタＴ６の間に、リセ
ット信号１４０に応答してトリップ起動動作を阻止する
スイッチング阻止手段ｓｐを挿入する。抵抗Ｒ１１が信
号線１４１から接地し、抵抗Ｒ１２が信号線１４１とト
ランジスタＴ６のベースに接続する。Ｔ６のベースにお
いて互いに接続してＯＲ回路を形成する信号線１４１及
び９０に対してコンデンサＣ３がフィルタ作用を行なう
。リレーＲＹ１を挟んで、ダイオードＤ７が接続されて
おり、ほかに、トランジスタＴ６に直列接続する抵抗及
び発光ダイオードをも含み、リレーＲＹＩが作動すると
、発光ダイオードがこれを指示する。

自動再開回路１３４の好ましい実施例を第５図の機能ブ
ロックダイヤグラムに示した。

第５図から明らかなように、５Ｖソースと共過電位の間
に直列接続した抵抗Ｒ１３、Ｒ１４及びＲ１５から成る
抵抗ディバイダ回路によって２つの基準電圧が形成され
る。Ｒ１３とＲ１４の接続点における基準電圧は比較回
路１８０の一方の入力に供給され、抵抗Ｒ１４及びＲ１
５の接続点に形成される基準電圧は他の比較回路１８２
の一方の入力に供給される。再開またはデツトマン信号
１３６は抵抗Ｒ１６によって電流に変換され、この変換
された電流信号はコンデンサＣ４の充電に利用される。

コンデンサＣ４の電圧は信号線１８４を介して比較回路
゛１８０及び１８２の他方の入力に供給される。比較回
路１８０及び１８２は論理回路１８６と接続し、論理回
路は比較回路の出力状態に応答する。論理回路１８６か
ら信号線１８８を介してコンデンサＣ４に２方向電流が
供給される。また、第１及び第２基準電圧点の間で、フ
ィードバック信号線１９０及び１９２が論理回路１８６
とそれぞれ接続する。信号線１９４はＯＲゲート１９６
の一方の人力にリセット起動信号を搬送することができ
る。ＯＲゲート１９６の他方の入力は電圧不足信号１３
８と接続する。電圧不足信号またはリセット起動信号の
発生に応答して、ＯＲゲート１９６がマイクロコンピュ
ータ・システム７０へのリセット信号１４０を発生させ
る。

動作に際しては、マイクロコンピュータ・システム７０
から発生する信号１３６のデユーティ・サイクルの作用
下にコンデンサＣ４の電圧が第１及び第２基準電圧のウ
ィンド・レベルを越えると、いずれか一方の比較回路の
出力状態が変わる。例えば、比較回路１８０がその状態
を変えると、論理ユニット１８６が信号線１８８．１９
０の電流を低下させ、その結果、第１基準電圧が新しい
基準レベルまで低下し、これと同時にコンデンサＣ４の
電圧が信号線１８８の電流低下分だけ降下する。これと
並行してリセット起動信号１９４がＯＲゲート１９６を
作動させてリセット信号１４０を発生させ、このリセッ
ト信号が公知の態様でマイクロコンピュータ・システム
のプログラム実行を所定の状態にリセットする。コンデ
ンサＣ４の電圧が新しい基準レベル以下に降下すると、
比較回路１８０が再び初期状態に戻り、信号線１８８．
１９０の電流低下を停止させる。これと同時にリセット
信号１４０が消え、システム７０のプログラム実行を継
続させる。

同様に、コンデンサＣ４の電圧が第２基準電圧以下に降
下すると、比較回路１８２の状態が変化し、これに応答
して論理ユニット１８６が信号線１８８．１９２にソー
ス電流を供給する。信号線１８２にソース電流が供給さ
れると、第２基準電圧が初期レベルよりも高い新しい基
準レベルまで上昇する。また、１８８にソース電流が供
給されることで、コンデンサＣ４の電圧もこのソース電
流供給分だけ上昇する。その結果、この過程でリセット
起動信号１９４が発生し、リセット信号１４０を作用さ
せる。Ｃ４の電圧が比較回路１゛８２に新しい基準電圧
よりも高くなると、比較回路１８２が初期状態に復帰し
、論理回路１８６が信号線１８８．１９２へのソース電
流の供給を止める。これに伴なって第２基準電圧が初期
レベルに戻り、リセット起動信号１９４が消える。適当
な監視または自動再開回路１３４の詳細はこの明細書中
にも引用している、本願と同じ出願人による米国特許第
（ＷＥ　Ｃａ５ｅ　５２，５５５）に記載されている。

アナログ信号マルチクブレクサ／ブレスケーラ８６の好
ましい実施例を第６図の機能ダイヤグラムに示した。第
６図で明らかなように、整流された信号８１〜８４がア
ナログ・ゲートＳＷＩ〜ＳＷ４の入力にそれぞれ供給さ
れる。ゲートＳＷ１〜ＳＷ４の出力はいずれもレンジ設
定回路２００に接続している。

スイッチは選択信号９６のコード化信号Ｓ１及びＳ２に
従ってデコーダ回路２０２によって制御される。信号線
Ｓ１及びＳ２を介して該当のコードが供給されると、ア
ナログ・スイッチＳＷＩ〜ＳＷ４の１つが閉じて、連携
の電流測定信号をレンジ設定回路２００に送る。回路２
００の動作はレンジ選択信号９３から信号線Ｒ１及びＲ
２を介して供給されるデジタルコードによって起動され
るデコーダ回路２０４によフて制御される。この実施例
の場合、回路２００のレンジは１．１／２．１／４及び
１／６である。Ｒ１及びＲ２のデジタルコードに応答し
て、デコーダ２０４からレンジ設定回路２００に所期の
レンジを設定する対応の信号が供給される。レンジ設定
回路２００の目的は信号線９８を介して供給されるレン
ジ設定された信号の振幅をＡ／Ｄコンバータ１００の入
力レンジ以内に維持することにある。信号レンジを検知
するレベル検知回路２０６はマイクロコンピュータ・シ
ステム７０のＩｌｏ　７６にオーバレンジ信号２０７を
供給する。アナログ・マルチプレクサ／ブレスケーラ８
６の動作はマイクロコンピュータ・システム７０のプロ
グラム実行に関する以下の説明からさらに明らかになる
であろう。適当なアナログ・マルチプレクサ／ブレスケ
ーラ８６の詳細についてはこの明細書中にも引用してい
る、本願と同じ出願人による米国特許出願（ＷＥ　Ｃａ
５ｅ　５１，７８９）を参照されたい。

動作原理 過電流状態を検知すると同時にマイクロコンピュータ・
システム７０は下記式に基づいてトリップ時間を誘導す
る。

ただし、■はアンペア、ｐ、ｕ、、ＲＭＳ　！＃位で表
わされる任意の測定電流信号、 ＩＯはアンペア、ｐ、ｕ、、Ｒ１１ｌＳ単位で表わされ
る過電流レベル、 Ｋｌ、Ｇ及びＰは誘導定数、 ＴＯは秒、Ｐ、０．４１１位で表わされる固定時間遅延
である。

式（１）は次のように書き換えることができる。

なお、デジタル信号処理システムに関しては、所定のシ
ステム・タイム・ベスΔｔを間隔とする不連続な時間に
計算が行なわれる。

この実施例の場合、前記タイム・ベースは電力形周波数
の１サイクルに相当する時間、すなわち、６０）１ｚ電
力系統なら、Δｔ−１６．６６７ｍ５であり、５０ｔｌ
ｚ電力系ならΔｔ−２０ｍ５である。また、時間Ｔ及び
ＴＯはこのタイム・ベースの函数として表わされる。

Ｔ−ＮΔｔ（３） Ｔｏ−ＬΔｔ（４） ただし、Ｎ及びＬは整数であり、次のように表わすこと
ができる。

Ｎ−Ｔ／Δ　ｔ　　　　　　　　　（５）Ｌ−ＴＯ／Δ
Ｔ（６） 従って、式（３）及び（４）を式（２）に代入すれば、 さらに、式（８）は次のように書き換えることができる
。

ｎｒｌ　　　　　　　　Δｔ ただし、電力系統周波数の各周期またはサイクルｍごと
に、 この実施例の場合、８個の電流測定信号サンプルＩＪで
インタバルＮ−ＧＬにわたって各電流位相または地線サ
イクルｍのＲＭＳ値Ｉｍを計算することができうる。ま
た、この実施例では、二乗サンプルエ２ｊの和を１７８
で割り算してなくてもよいから、この段階を省略するた
め、式（９）　を下記のように変換する。

ｍ＝ｌ　　　　　　　　　　　　　　　　　　Δｔただ
し、 ここで式（１１）をデジタル信号プロセッサのデジタル
コード化信号に対応する値に変形する。この実施例では
、電流測定信号の単位（ｐ、ｕ、）を２進またはデジタ
ルコード１ｏ２（即ち、１６進数６６）に等しいとする
。

従フて、式（１１）は の形に変形されるが、電流測定信号はサンプリング及び
デジタル化され、１０がデジタル記憶されるから、式（
１３）の左辺の項（１０２）’は次のように因数分解す
ることができる。

ま ただし、 Ｉｍｄ　＝　（１０２）Ｐｌｍ　”　　（１５）Ｉｏｄ
　＝　（１０２）’　ＩＯ（１６）この実施例の場合、
タイムダイヤル読みＴＤはコンバーター００からプロセ
ッサ７ｏにむかってアクセスされる８ビツト・デジタル
・ワードである。

１／２　りＴＤ＜１１　　（Ｐ、Ｕ、）　　（１７）Ｔ
Ｄ Ｇ−−（１８） 従って、 ０．１２５≦Ｇ　り２．７５　（Ｐ、Ｕ、）　　　（１
９）Ｇの設定値の（ｐ　、　ｕ　、は２進またはデジタ
ルコード化信号９３であるから、式（１４）をデジタル
Ｇ単位スケーリング因数に関して下記のようにスケーリ
ングすることができる。

もし、 Ｌ’−−（２１） ９３　　　　Δｔ ならば、式（２０）は、 ｍ＝ま ただし、５０Ｈｚ電力系統かｆｉＯＨｚ電力系統によっ
てΔｔの値はそれぞれ２０ｍ５．１６．６６７ｍ５とな
るから、１．′及びに１′、は異なる値を取る。また、
Ｋ１′、Ｌ′、ｆｊ−■Ｏｄ及びＰはいずれも所期の過
電流保護方式に応じて異なる誘導定数である。

式（２３）は各サンプルｍごとの誘導量（Ｉｍｄ−ｆｉ
ｘｏｄ）’を加算レジスタにおいて、累計が８１’Ｇに
等しいか、またはこれより大きくなるまでＮ−ＧＬ　′
タイム・ユニットΔｔを累算するという信号プロセッサ
７０に関するプログラム可能な関係式である。タイム・
ユニットΔｔがＮに達すると、トリップ時間に達する。

こうして式（２３）が満たされたら、トリップ起動信号
がセットされる前に、さらにＧＬ”タイム・ユニットを
累算しなければならない。グラフでは、ＧＬ”は任意の
時間／過電流曲線に関する時間漸近線を表わし、過電流
測定値に関係なく、式（２３）と連携の過電流「ピック
アップ」値よりも大きく、瞬間設定値よりも小さければ
、最短トリップ時間はＧＬ′Ｌ′ム・ユニットである。

プログラムに基づく上記関係式で表わされる動作に関し
ては、第１９図及び第２０図のプログラム・フロー・チ
ャートに関連する説明を参照されたい。

式（１８）によるタイム・ダイヤル設定値（ＴＤ）に基
づくＧ値と共に、上記誘導定数が、一般的には「ＣＯス
タイル」と呼称されている複数の過電流保護スタイル番
号のうちの、所要の過電流保護スタイル番号に対応する
″時間／過電流曲線を特徴づける。

第７図のグラフから明らかなように（曲線２１０）、式
（２３）による上記特徴づけは一連の時間／過電流曲線
を正確に表現するが、ＩＰ、Ｕ、　８ＭＳ電流測定漸近
線に対して漸近的な曲線を形成することができない。こ
の問題を解決するため、ＲＭＳ電流測定信号が１．０乃
至１．５　Ｐ、Ｕ、、即ち、１．Ｐ、ｔｌ、＜　　Ｉ＜
　　１．５　Ｐ、Ｌｌ、　テある場合に、Ｉ　Ｐ、Ｕ、
　ＲＭＳ電流測定値に対して漸近的であり、前記特徴づ
けられた曲線２１０とＲＭＳ電流測定値１．５　Ｐ、Ｕ
、において交差する（２１４）新しい曲線（第７図の曲
線２１２）を特徴づける別の式を提案する。この第２曲
線２１２を特徴づけるのに好適な関係式％式％ ただし、Ｋ２は Ｉｍｄ　−１，ｓ−６＼１０２−４３３　　（２５）を
式（２３）に代入してＮ０１ｍ　＝　１．５　Ｐ、ｔｌ
、を下記式 に従って計算すると共に、式（２４）に代入してＮ＠Ｉ
ｍ　＝　１．５　Ｐ、Ｕ、を下記式ＧＫ２　　　　　　
　　　　ＧＫ２　　”（４３３−２８８）’　　　　（
１４５）ｐに従って計算することによって形成すること
ができる。式（２６）及び（２７）から得られたＮを等
しいとすることにより、下記式が得られる。

なお、電力系統が５０Ｈｚか６０）１ｚであるかによっ
てに２”はそれぞれ異なる値を取る。

種々の公知過電流保護スタイル番号に対応するｌｏ（Ｐ
、Ｕ、）、Ｔｏ　（ｍｓ）及びに１の典型的な値を表１
に示す。

以下余白 友　ｔ スタイル番号にもつづく探索表の利用方法については、
プログラムされた過電流保護制御装置の動作に関する以
下の説明を参照されたい。

プログラムに基づく制御装置の　作 第２図の実施例に関連して述べたプログラムに基づく過
電流保護装置の動作を第８〜９図のフローチャートに従
ってあらためて説明する。プログラム制御マイクロコン
ピュータ・システム７０の実行シーケンスは第８図のフ
ローチャートに示すフロー状態に従って行なわれる。例
えば、自動再開回路１３４から信号線１４０を介して供
給されるリセット指令を受信すると、起点２２０からプ
ログラム実行が始まる。リセット信号が除かれると、プ
ログラム実行が初期部分２２２から継続され、この場合
、マイクロコンピュータ・システムをプログラム動作開
始状態に初期設定するように、公知の態様で指令がシー
ケンス制御される。次いで、プログラム実行は割込み信
号２２６を受信するまで２２４で休止したままとなる。

この割込み信号２２６は公知の態様で内部または外部供
給源から発生する。

この実施例におけるプログラム構成は８つ・の状態に分
かれており、各状態のプログラム指令はこれと連携の割
込み信号に基づいて順次実行される。即ち、状態−０は
割込み信号０で実行され、状態−１は割込み信号１で実
行され、以下状態−７まで順次実行され、次の割込み信
号で状態−〇が繰り返される。

プログラムに基づく状態−〇の動作を第９図のフローチ
ャートに関連して説明する。一連の割込み信号中の特定
割込み信号が状態−０と連携する割込み信号であるかど
うかを判定ブロック２３０が判定する。もし状態−〇と
連携する割込み信号でなければ、ブロック１３２におい
てプログラム実行が次の状態の指令に復帰する。状態−
０と連携の割込み信号ならば、ブロック２３４において
プログラム実行が継続され、この実行にはサンプリング
／変換ルーチンがコールされる。電流測定信号サンプリ
ング／変換ルーチン・プログラムの例を第１０図のフロ
ーチャートで示した。コールされると、サンプリング／
変換ルーチンのプログラム実行がブロック２３６におい
てスタートシ、アナログ・マルチプレクサ８６の第１人
力を選択するため、選択線９６の信号Ｓ１及びＳ２に関
して適正なデジタル・コードがセットされる。次いで、
ブロック２３８において、レンジ設定線９４の信号Ｒ１
及びＲ２に適正コードをセットすることにより、８６の
レンジ設定回路利得が１に初期設定される。次のブロッ
ク２４０においてレンジ設定サブルーチンがコールされ
、実行される。

適当なレンジ設定サブルーチンを第１図のフローチャー
トに示した。コールされると、８６のレンジ設定回路か
ら発生するオーバレンジ信号２０７が能動的かどうかを
判定する判定ブロック２４２においてレンジ設定サブル
ーチンがスタートする。判定が否定的ならばレンジ設定
が適正であることを意味し、プログラム実行が第１０図
のサンプリング／変換ルーチンに戻る。判定が肯定的な
ら、プログラム実行がブロック２４４において継続し、
信号線Ｒ１及びＲ２を利用して、レンジ利得が１７２に
セットされる。あらためてオーバレンジ信号２０７が判
定ブロック２４６によって感知され、もし能動的でなけ
れば、プログラム実行は第１０図のルーチンに戻る。

もしオーバレンジ状態が存在すれば、レンジ設定サブル
ーチンのプログラム実行が継続する。８６のレンジ設定
回路のレンジ利得がブロック２４８において再び１／４
に変更され、判定ブロック２５０においてオーバレンジ
信号２０７がチェックされる。オーバレンジのアクティ
ビティに応じて、プログラム実行が戻るか、またはレン
ジ利得がブロック２５１において再びｌ／１６に変更さ
れてから戻る。

第１１図のレンジ設定サブルーチンが実行されると、変
換サブルーチンをコールするブロック２５２の指令で第
１０図のルーチンのプログラム実行が継続される。ブロ
ック２５４からスタートする適当な変換サブルーチンを
第１２図に示した。ブロック２５４において、プログラ
ム制御動作に伴なフて、マイクロコンピュータ・システ
ム７０の書込み線１０４を介してＡ／Ｄコンバータ１０
０に変換指令が供給される。次のブロック２５６におい
て、プログラム実行が所定時間、例えば約４５マイクロ
セコンドだけ遅延され、その結果、コンバータ１００に
おける変換が可能となる。２５８において、マイクロコ
ンピュータ・システム７０から信号線１０２を介して読
み取り信号が供給され、これにより、マイクロコンピュ
ータ・システム７０がシステム・バスＰＯのデータ線を
介してデジタル化された変換結果を読取る。次のブロッ
ク２６０において、システム７０に読取られたデジタル
化変換結果に、第１１図のレンジ設定サブルーチンによ
って決定されるレンジ設定値を分母とし、分子を１とす
る値が乗算される。ブロック２６２の指令に従い、デジ
タル電流信号サンプルが所定の記憶場所に記憶され、次
いでプログラム実行が第１０図のサンプリング／変換ル
ーチンに戻される。

ブロック２５２によって変換サブルーチンが実行された
後、第１０図のルーチンが、電流信号サンプルが判定ブ
ロック２６４において残らず変換されたかどうかをチェ
ックする。もし残らず変換されていなければ、信号Ｓ１
及びＳ２の適正コードを設定し、電流信号サンプルが残
らずデジタル化され、それぞれの所定記憶場所に記憶さ
れるまでプログラム・ブロック２３８．２４０及び２５
２の実行を繰返すことによって次に信号測定入力が選択
される。これが完了すると、プログラム実行は第９図に
示す状態−０の指令を実行する次の指令ブロック２６８
に戻される。２６８において、先行のブロック２３４に
よって形成されたデジタル化電流測定信号サンプルのそ
れぞれが二乗される。次のブロック２７０において、そ
れぞれの電流測定信号ごとに累算レジスタが指定され、
先ずクリヤされる。

即ち、ゼロにセットされる。次いで、二乗された電流測
定信号サンプルが対応の累算レジスタの内容に加算され
る。ブロック２７４において、第１９図のフローチャー
トに関連して後述する電力相過電流アルゴリズムが進行
中かどうかがチェックされる。もし進行中なら、ブロッ
ク２７６において、そのプログラム実行を完了まで継続
するため、時間の一部が投入される。次いでプログラム
実行はブロック２７８に穆り、例えば地相即時トリップ
、地相タイムダイヤル地相ＣＯスタイル・セレクトのよ
うな過電流設定値パラメータがパネル６０からマイクロ
コンピュータ・システム７０に読み取られる。これらの
設定値パラメータは他のプログラム実行状態の１つまた
は２つ以上において使用するため該当の記憶場所に記憶
される。次いで、プログラム動作は次の割込み信号を待
機するため、アイドル状態に戻される。

第１３図から明らかなように、状態−１の判定ブロック
２８０は割込みが状態−１の実行と関連する割込みであ
るかどうかをチェックする。もし判定結果が肯定的なら
、サンプリング／変換ルーチンがコールされてブロック
２８２で実行され、得られたデジタル化電流測定信号サ
ンプルがブロック２８４において二乗される。この二乗
信号サンプルがブロック２８６において対応の累算レジ
スタの内容に加算され、次のブロック２８８において、
地相過電流アルゴリズムが開始される。この機能に好適
なアルゴリズム実施例は第１９図に関連して後述する。

次いでプログラム実行はアイドル状態に戻る。同様のプ
ログラム動作が判定ブロックを含む状態−２に関しても
行なわれる。即ち、２９０で割込み信号が現われ、２９
２で変換ルーチンがコールされ、２９４において二乗さ
れ、２９６において、対応の累算レジスタの内容に前記
二乗された信号サンプルが加算される。判定ブロック２
９８において、地相過電流アルゴリズムが進行中である
かどうかがチェックされ、もし進行中なら、このアルゴ
リズムの実行をブロック３００で継続できるように時間
が与えられる。次いで、プログラム実行はアイドル状態
に戻る。

第１５図に示した状態−３の動作も以上に述べた状態の
動作と同様であり、判定ブロック３０２が適正な割込み
かどうかをチェックし、ブロック３０４が変換ルーチン
、二乗、及び累算レジスタ内容への加算を行なう。別の
ブロック３０６が信号線１３６を介して自動再開回路１
３４にデツトマンまたは再開信号を供給し、プログラム
実行がアイドル状態に戻される。従って、第１６図に示
した状態−４及び−５はいずれも割込み信号が適正かど
うかを判定する判定ブロック３０８と、変換ルーチンを
コールし、信号サンプルを二乗し、これを対応の累算レ
ジスタに加算する指令ブロック３１０とを含み、これら
の動作の後、プログラム実行はアイドル状態に戻る。同
様に、第１７図に示した状態−６も割込み信号が適正か
どうかを判定する判定ブロック３１２と、上述のように
変換ルーチンをコールし、二乗及び加算を行なう指令ブ
ロック３１４とを含む。状態−６の別の指令ブロック３
１６において、例えば電力相即時トリップ、電力相タイ
ムダイヤル、電力相ＣＯスタイル選択のような電力相過
電流設定値パラメータが該当のＩｌｏ及びシステム・バ
ス信号線を介してパネル６０から読み取られる。ここで
も、パラメータが所定の記憶場所い記憶されると、プロ
グラム実行はアイドル状態に戻される。

第１８図に示した状態−７も以上に述べた状態と同様に
動作し、適正な割込み信号が存在するかどうかを判定す
る判定ブロック３１８と、変換ルーチンをコールし、結
果を二乗し、これを該当の累算レジスタに加算するブロ
ク３２０とを含む。次いで、指令ブロック３２２におい
て、電力相過電流アルゴリズムが開始される。動作原理
の項で述べた過電流アルゴリズムの好ましい実施例を第
１９のフローチャートに図示した。このアルゴリズムは
トリップ時間の誘導に際して、地相過電流状態にも電力
相過電流にも利用できる。

第１９図から明らかなように、過電流アルゴリズムは指
令ブロック３２４からスタートし、アルゴリズムに使用
される電力相電流量として、電力相電流累算レジスタの
最大内容量が選択される。この量をＳｔｌＭｍで表わす
。この量の平方根は指令ブロック３２６において計算さ
れ、計算結果が電流実効値（ＲＭＳ）であり、これをＩ
ｍで表わす。地相電力線過電流の場合にはブロック３２
４の作用は不要であり、ＳυＭＩＩｌはグランド電流測
定サンプルの累算レジスタ内容に等しいと考えらる。後
続の判定ブロック３２８及び３２９において、量Ｉｍが
１．５　）’、Ｕ、及び１．０　Ｐ、Ｕ、と比較され、
Ｉｎが１．０　Ｐ、Ｕ、以下ならば、後述するような作
業レジスタがすべてブロック３３０におてクリアされ、
プログラム実行が過電流アルゴリズムを開始したプログ
ラム動作状態に戻る。

１ｍが１．５　Ｐ、Ｕ、よりは小さく　１．０　Ｐ、Ｕ
、よりも大きければ、プログラム実行はブロック３３２
において継続し、この場合、可変１ｍ２は電流値Ｉｍに
等しいと考えられる。次のブロック３３４において、タ
イムダイヤル読み（ＴＤ）が４で除算され、単位デジタ
ル値に変換される。次の指令ブロック３３６において、
先行の動作状態でパネルから読み取られた過電流スタイ
ル番号（ｃＯ＃）に基づき、探索表（表２参照）からに
２’及びＥ　Ｉｏｄの値が読み取られる。次いで、ブロ
ック３３８において量ＧＫ２　′が計算される。ブロッ
ク３４０及び３４２において、上記式（２４）に関連し
て述べたのと同様の関係に従ってトリップ時間が誘導さ
れる。具体的には、ブロック３４０において、累算また
は作業レジスタＩＳＵＭ２が各時間サンプルｍごとに誘
導された値（Ｉｍ２−ｒ・１０２）を累算し、判定ブロ
ック３４２が累算結果をブロック３３８においてい計算
されたＧＫ２′と比較する。ブロック３４２の関係が満
たされると、ブロック３４４においてトリップ起動信号
がセットされ、満たされなければ、プログラム実行がサ
ブルーチンをコールしたルーチンに戻る。なお、Ｋ２”
及びΔｔの値は５０Ｈｚ電力系であるか６０）！ｚ電力
系であるかによって異なる。

判定ブロック３２８によってＩｍが１．５　Ｐ、Ｕ。

よりも大きいと判定されると、プログラム実行が指令ブ
ロック３４６において継続し、１ｍｌは電流値Ｉｍに、
Ｉｍ２は１．５　Ｐ、Ｕ、にそれぞれ等しいと考えられ
る。次いで、プログラム実行がブロック３３４及び３５
０において同時に継続し、先行の動作状態においてパネ
ルから読み取られた過電流保護スタイル番号（ｃＯ＃）
が１１であるかどうかがチェックされ、もし１１なら、
ブロック３５２においてＰの値が２にセットされ、もし
１１でなければ、ブロック３５４においてＰの値が１に
セットされる。いずれの場合にも、プログラム実行はブ
ロック３５６において継続され、先行の動作状態におい
て読み取られ、記憶されたタイムダイヤル設定値（ＴＤ
）を４で除算し、その結果を対応の単位デジタル・コー
ドに変換することによって誘導パラメータＧが誘導され
る。

次のブロック３５８において、先行の動作状態において
パネルから読み取られたスタイル番号（（：Ｏ＃）に基
づき、探索表（表２参照）から誘導定数Ｋｌ＝　、Ｌ”
及び８　Ｉｏｄが読み取られる。次いで、ブロック３６
０においてＧＫ１″、及びＧＬ”の値が計算される。次
にブロック３６４において、別の作業レジスタである遅
延タイマーＤＴを利用して一定時間ＧＬ′が遅延される
。ＧＬ”タイム・ユニットΔｔが累算されると、ブロッ
ク３６６及び３６８が実行されて、上記式（２３）で表
わされる関係に従ってトリップ時間が誘導される。具体
的には、ブロック３６６において、累算または作業レジ
スタＩＳＵＭＩが各時間サンプルｍごとに誘導された値
（Ｉｍ２−８１ａｄ）　Ｐを累算し、判定ブロック３６
８がこの累算結果を、ブロック３６０において計算され
たＧＫｌ　′と比較する。ブロック３６８の関係が満た
されると、ブロック３４４においてトリップ起動信号が
セットされ、満たされなければ、プログラム実行がこの
サブルーチンをコールするルーチンに戻る。なお、にＬ
′、Ｌ′及びΔｔの値は電力系が５０ｔｌｚか６０Ｈｚ
であるかによって異なる。

第２０図に示す実施例では、プログラム制御指令ブロッ
クのシーケンスを、上記式（２３）に関連して述べたＮ
−ＧＬ′Ｌ′ム・ユニットを誘導するブロック３６０の
次にブロック３６８及び３６６が続き、次いでブロック
３６４及び３６２においてさらにＧＬ′Ｌ′ム・ユニッ
トだけ遅延させることによって全体的なトリップ時間が
誘導されるように再構成する。

誘導されたトリップ時間が経過すると、ブロック３４４
においてトリップ起動信号がセットされ、プログラム実
行が開始点に戻る。

第２１図に示す実施例では、ブロック３２９が否定的な
判定を下したのに続いてブロック３３０においてすべて
の作業レジスタがクリヤされるのではなく、レジスタＩ
ＳＵＭＩ　、及びＩＳＵＭ２の累算結果がゼロに達する
まで所定の一定値Ａ及びＢだけをそれぞれ減分される。

具体的には、ブロック３２９に続くブロック３７０にお
いてＩＳＵＭＩがゼロ値に等しいかどうかがチェックさ
れる。ゼロに等しければブロック３７２においてレジス
タＤＴがクリヤされ、ゼロに等しくなければ、ブロック
３７４においてＩＳＵＭＩが定数Ａだけで減分される。

いずれの場合にも、プログラム実行が判定ブロック３７
６において継続し、このブロックにおいてＩＳｕＭ２が
ゼロ値であるかどうかがチェックされ、ゼロでなければ
、ＴＳＵＭ２がブロック３７７において定数Ｂだけ減分
され・次いでプログラム実行が開始点に戻る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理を実施するのに好適なプログラ
ム制御過電流保護装置及びこれに連携させたパネルの使
用環境を示すための電力系統の一部を略示するブロック
ダイヤグラム。 第２Ａ及び２Ｂ図は、第１図に示したような電力系環境
に好適なプログラム制御装置の構成図。 第３図は、第２Ａ図及び２Ｂ図の実施例に好適な整流／
レンジ選択ユニットを略示する構成図。 第４図は、第２Ａ図及び２Ｂ図の実施例に好適な給電制
御回路及びオーバライド回路の回路図。 第５図は、好ましい自動再開回路実施例のブロックダイ
ヤグラム。 第６図は、アナログ信号マルチプレクサ／ブレスケーラ
・ユニットの好ましい実施例を示す機能ブロックダイヤ
グラム。 第７図は、対応の電流測定値に基づいて過電流トリップ
時間を誘導するための、それぞれが異なる時間−過電流
曲線を表わす２つの曲線を示すグラフ。 第８図は、第２Ａ及び第２Ｂ図に示した実施例のプログ
ラム制御プロセッサを操作するのに好適なフロー状態の
実行シーケンスを示すフロー・ダイヤグラム。 第９〜第１８図は、第８図のフロー・ダイヤグラムに示
す種々のフロー状態の動作をプログラムに従って実施す
るように適したフローチャート。 第１９図は、過電流トリップ時間を誘導するため第２Ａ
及び２図に示した実施例のプロセッサをプログラムに従
、って作動させるのに好適な過電流アルゴリズムのプロ
グラム・フローチャート。 第２０図は、他の過電流アルゴリズムを示す部分フロー
チャート。 第２１図は、さらに他の過電流アルゴリズムを示す部分
フローチャートである。 ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２Ｂ −一：　　　　：　　　　、：： ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、８ ＦＩＧ、９ ＦＩＧ、ｌｏ ＦＩＧ、１１ ＦＩＧ、１２ ＦＩＧ、１Ｂ ＦＩＧ、１４ Ｆ［Ｇ、１５ ＦＩＧ、　１６ ＦＩＧ、　１７ ＦＩＧ、１８ ＦＩＧ、２０ ＦＩＧ、２１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１本の電力線を含む電力系統に使用して
   、電力線の過電流状態に関連する過電流トリップ時間に
   基づき電力線を流れる電流の遮断を制御できるプログラ
   ム制御過電流保護装置において、保護装置が、プログラ
   ム制御デジタル信号プロセッサと、所定の誘導定数を表
   わす複数のデジタルコード化信号を記憶させるためプロ
   グラム制御プロセッサに接続した記憶手段と、複数の誘
   導パラメータを設定する手段と、電力線の電流を測定 し、これを表わす信号を発生させる手段と、プログラム
   制御プロセッサの制御下に、電力線電流の１周波数サイ
   クルに含まれる複数の第１所定時点に電流測定信号をサ
   ンプリングすると共に、前記サンプリングされた電流測
   定信号をデジタル化する手段とを含み、プログラム制御
   プロセッサが所定の複数時間インターバルにわたって動
   作し、それぞれの所定時間インターバルごとに、対応の
   所定時間インターバルｍにサンプリングされ、デジタル
   化された電流測定信号から、対応の所定時間インターバ
   ルと同期間の電流周波数サイクルの電流値Ｉｍを表わす
   デジタル信号を誘導することと、プログラム制御プロセ
   ッサが所定時間インターバルに対応する第２所定時点に
   誘導パラメータ設定値を読取ることと、プログラム制御
   プロセッサが他の時点において、これらの時点と関連し
   て読み取られたパラメータ設定値と対応するデジタルコ
   ード化誘導定数の或るものを記憶手段から選択すること
   と、プログラム制御プロセッサが誘導されたデジタル電
   流値信号から過電流状態を検知することと、プログラム
   制御プロセッサが過電流状態の検知に応答して、関係式 ［Σ＾Ｎ＾−＾Ｇ＾・＾Ｃ＾２＿ｍ＿＝＿１（Ｉ＿ｍ−
   Ｃ１）＾Ｐ］≧Ｇ・Ｃ３に基づいて過電流トリップ時間
   を誘導する ことと、さらに過電流状態が誘導トリップ時間の間持続
   すると、電力線を流れる電流の遮断を制御する手段を含
   むことを特徴とするプログラム制御過電流保護装置：た
   だし上記関係式において、１からＮ−Ｇ・Ｃ２までのｍ
   は検知された過電流状態が持続する所定時間インターバ
   ルを表わし、Ｇ、Ｐ、Ｃ１、Ｃ２及びＣ３はそれぞれ対
   応の所定時間インターバルｍにつき読取られたパラメー
   タ設定値に基づくデジタル・コード化誘導定数を表わ し、Ｎはトリップ時間にわたって経過する所定時間イン
   ターバルの個数、Ｇ・Ｃ２はトリップ時間に含まれる最
   少個数の所定時間インターバルを表わす。 ２、測定手段が電力線の電流の大きさを示す信号を電磁
   作用で発生させるため電力線に接続した変流器と、イン
   ピーダンス回路と、電流測定信号とインピーダンス回路
   の間に挿入されて電流測定信号のレンジを変化させる１
   組の電流レンジ選択スイッチとを含むことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３、電流を表わす信号を整流するための整流回路を含む
   ことと、１組の電流レンジ選択スイッチを整流された信
   号とインンピーダンス回路の間に挿入したことと、イン
   ピーダンス回路が抵抗回路から成ることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項に記載の装置。 ４、サンプリング／デジタル化手段が、対応のデジタル
   コード化信号を出力するため入力信号レンジが制限され
   たアナログ／デジタル・コンバータと、アナログ／デジ
   タル・コンバータの入力信号レンジ内に電流測定信号を
   スケーリングするためのレンジ設定回路とを含み、アナ
   ログ／デジタル・コンバータもレンジ設定回路も第１所
   定時間インターバルにおいてプログラム制御プロセッサ
   の制御下に動作することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の装置。 ５、レンジ設定回路が電流測定信号をスケーリングする
   ための選択自在な複数のレンジ設定値を含むと共に、ス
   ケーリングされた信号がアナログ／デジタル・コンバー
   タの入力信号レンジを超えるとこれを検知して、このこ
   とを示すオーバレンジ信号を発生させる手段をも含むこ
   とと、プログラム制御プロセッサがオーバレンジ信号を
   モニタし、前記モニタされたオーバレンジ信号に基づい
   て複数のレンジ設定値を最高から最低までシーケンス制
   御することにより、レンジ設定値を選択することを特徴
   とする特許請求の範囲第４項に記載の装置。 ６、サンプリング／デジタル化手段がプログラム制御プ
   ロセッサから発生するデジタルコード化選択信号の制御
   下に第電力線の電流測定信号の１つを選択するアナログ
   信号マルプチレクサを含み、前記アナログ／デジタル・
   コンバータは対応のデジタルコード化信号を出力できる
   ために入力信号レンジが制限さ れ、プログラム制御プロセッサの制御下に、少なくとも
   １つの電流測定信号をデジタル化し、前記レンジ設定回
   路はプログラム制御プロセッサが発生するデジタルコー
   ド化レンジ信号の制御下に、少なくとも１つの電流測定
   信号をアナログ／デジタル・コンバータの入力信号レン
   ジ内にスケーリングするためアナログ信号マルチプレク
   サとアナログ／デジタル・コンバータの間に挿入されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載の
   装置。 ７、設定手段が過電流保護装置のスタイル番号を設定す
   る手段及びタイムダイヤル読みを設定する手段を含むこ
   とと、プログラム制御プロセッサが他の時点にこれらの
   時点に対応する読み取られたタイムダイヤル読みに応じ
   た誘導定数Ｇを選択すると共に、他の時点においてこれ
   らの時点に対応する読み取られたスタイル番号に基づき
   、記憶手段から１組の誘導定数Ｃ１、Ｃ２及びＣ３を選
   択することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   装置。 ８、プログラム制御プロセッサの動作に誤りがありばこ
   れを検知し、所定の動作時点において動作を再開させる
   自動再開回路を含むことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の装置。 ９、装置に少なくとも１つの電圧レベルの電気エネルギ
   ーを供給するための電源と、電源の電圧不足状態を検知
   してこれを表わす電圧不足信号を発生させる手段を含む
   ことと、自動再開回路が電圧不足信号の制御下に電圧不
   足信号が発生している間、プロセッサの動作を中断させ
   、電圧不足信号発生が弱まると所定の動作時点でプロセ
   ッサの動作を再開させる手段を含むことを特徴とする特
   許請求の範囲第８項に記載の装置。 １０、プログラム制御プロセッサが過電流状態の検知に
   応答して、この検知された過電流状態に対応する所定時
   間インターバルに関して誘導されたデジタル電流値が初
   期過電流レンジ内にあるかどうかを判定し、判定が肯定
   的なら、下記関係式に基づいて過電流トリップ時間を誘
   導することを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の
   装置： ［Σ＾Ｎ＿ｍ＿＝＿１（Ｉ＿ｍ−Ｃ５）］≧Ｇ・Ｃ４た
   だし、Ｇ及びＣ４は対応の所定時間インターバルに関連
   して読取られたパラメータ設定値に基づくデジタルコー
   ド化誘導定数を表わし、Ｃ５は固定定数を表わす。 １１、プログラム制御プロセッサは、他の時点において
   、それに関連して読み取られたスタイル番号に基づき記
   憶手段からの誘導定数Ｃ４もまた選択するよう動作する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の装置。 １２、電力系統の少なくとも１本の電力線を流れる電流
   の遮断を、電力線の過電流状態に関連して誘導される過
   電流トリップ時間に基づいて制御する方法において、 （ａ）デジタル信号処理装置のメモリに所定の誘導定数
   を表わす複数のデジタルコード 化信号を記憶させる段階と、 （ｂ）複数の誘導パラメータを設定する段階と、 （ｃ）電力線の電流を測定し、これを表わす信号を発生
   させる段階と、 （ｄ）処理装置のプログラム制御デジタル信号プロセッ
   サの制御下に、電力線電流の１ 周波数サイクルに含まれる複数の第１所定 時点において電流測定信号をサンプリング ／デジタル化する段階と、 （ｅ）複数の所定時間インターバルにわたつてプログラ
   ム制御プロセッサを作動させる ことにより、各所定時間インターバルごと にこの所定時間インターバルのサンプリン グ／デジタル化された電流測定信号から、 所定時間インターバルｍと同期間の電力線 電流周波数サイクルの電流値Ｉｍを表わす デジタル信号を誘導する段階と、 （ｆ）所定時間インターバルに対応する第２の所定時点
   にプログラム制御プロセッサを 作動させることによってパラメータ設定値 を読取る段階と、 （ｇ）プログラム制御プロセッサを作動させることによ
   り、他の時点において、これら の時点に関連して読取られたパラメータ設 定値に対応するデジタルコード化誘導定数 のいくつかを記憶手段から選択する段階 と、 （ｈ）プログラム制御プロセッサを作動させることによ
   り、誘導デジタル電流値信号Ｉ ｍから過電流状態を検知する段階と、 （ｉ）過電流信号の検知に応答してプログラム制御プロ
   セッサを作動させ、Ｇ、Ｐ、Ｃ １、Ｋ１′及びＬ′がそれぞれ対応の所定 時間インターバルｍごとに読取られたパラ メータ設定値に基づく誘導定数を表わすと して、 （１）過電流状態が持続している間、各所定時間インタ
   ーバルごとに量 （Ｉｍ−Ｃ１）＾Ｐをその値がＧ・Ｋ１′よりも大きく
   、またはＧ・Ｋ１′と等しくな るまで累算し、 （２）過電流状態が持続する追加の所定時間インターバ
   ルＧ・Ｌ′にわたって遅延させ ることによって過電流トリップ時間を誘導 する段階と、 （ｋ）過電流状態が誘導されたトリップ時間にわたって
   持続すれば、電力線を流れる電 流を遮断する段階とから成ることを特徴と する電流遮断の制御方法。 １３、（ｌ）プログラム制御プロセッサを作動させるこ
   とによって、過電流状態に対応する誘 導されたデジタル電流値信号Ｉｍが初期過 電流レンジ内であるかどうかを検知する段 階と、 （ｍ）段階（ｌ）の検知に応答して、プログラム制御プ
   ロセッサを作動させることによ り、段階（ｉ）によるトリップ時間の誘導を中断し、過
   電流状態が持続している間、各 所定時間インターバルｍごとに量（Ｉｍ− Ｃ２）を、その値がＧ・Ｋ２′よりも大き いかＧ・Ｋ２′に等しくなるまで累算する ことによって過電流トリップ時間を誘導す る段階とを含むことを特徴とする特許請求 の範囲第１２項に記載の方法：ただし、 Ｋ２′はそれぞれ対応の時間インターバル ｍに関連して読取られたパラメータ設定値 に基づく誘導定数を表わし、Ｃ２は固定定 数を表わす。 １４、（ｎ）プログラム制御プロセッサを作動させるこ
   とにより、過電流状態に関連して誘導 されたデジタル電流値信号Ｉｍが初期過電 流レンジ外であるかどうかを検知する段階 と、 （ｏ）段階（ｎ）の検知に応答して、プログラム制御プ
   ロセッサを作動させることによ り、可変デジタル信号Ｉｍ２を初期過電流 レンジの上限電源値に設定し、段階（ｉ）の誘導と同時
   に行なうことを除けば段階（ｍ）と同じ要領でＩｍ２を
   利用して過電流トリ ップ時間を誘導する段階を含むことを特徴 とする特許請求の範囲第１３項に記載の方 法。 １５、正常な電流状態下で、プログラム制御プロセッサ
   を作動させることにより、段階 （ｉ）及び（ｍ）の累算量の値をゼロに設定する段階を
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第１３項に記載の
   方法。 １６、正常な電流状態下で、プログラム制御プロセッサ
   を作動させることにより、段階 （ｉ）及び（ｍ）にそれぞれ対応する （Ｉｍ−Ｃ１）＾Ｐ及び（Ｉｍ−Ｃ２）の累算量の値を
   、対応の累算量の値がゼロに達すること及び過電流状態
   が発生することを含む複数事象の１つが起こるまで各所
   定時間インターバルごとにそれぞれ一定値だけ減分する
   段階を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１３項に
   記載の方法。