JPS6249810B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は点検性能の向上を図つた保護継電装置
の点検装置に関する。

一般に、電力系統の保護に用いられる保護継電
装置は、その役割の重要性から高い信頼性が要求
される。そのため、現在用いられている保護継電
装置は、その殆んどが１つの要素の不良が装置全
体としての不良に継がらないように、フエイルセ
ーフに留意して構成されている。

第１図はこのようなフエイルセーフ構成を有す
る保護継電装置の構成を示すものである。図にお
いて、１は電力系統の電圧Ｖを入力とし、対象と
する保護区間に事故があることを検出するフエイ
ルセーフ用としての不足電圧リレー、２は同じく
電力系統の電流Ｉを入力とし対象とする保護区間
内に事故があることを検出する主保護リレー例え
ば電流差動リレーで、保護区間外の事故は検出し
ない、いわゆる選択性を有するものである。但
し、ここで不足電圧リレー１の検出できる保護区
間は、電流差動リレー２と同等か、或いはそれよ
り広範囲であればよく、電流差動リレー２ほどの
選択性は要求されないものである。また、不足電
圧リレー１及び電流差動リレー２には、その点検
時図示しない点検制御回路から、夫々に対応する
点検入力V′及びI′が印加されるようにしている。
３はそのインヒビツト端子に点検起動信号Ａが加
えられ、且つ上記電流差動リレー２及び不足電圧
リレー１の動作出力S₁及びS₂を夫々入力とするイ
ンヒビツト回路で、その出力S₃を保護動作出力と
するものである。

かかる構成において、まず電力系統の保護区間
内の事故の場合には、電流差動リレー２及び不足
電圧リレー１がこれを検出して共に動作し、その
各動作出力S₁，S₂がインヒビツト回路３に加えら
れる。この場合は点検時ではないためインヒビツ
ト条件は成立せず、インヒビツト回路３から保護
動作出力S₃が出力されて保護動作が行なわれる。
次に、電力系統の保護区間外の事故の場合には、
不足電圧リレー１は事故点によつて動作する場合
としない場合とがあるが、内外部の判定機能を有
する電流差動リレー２は絶対に動作しないため、
インヒビツト回路３から保護動作出力S₃は送出さ
れない。更に、もし電力系統が健全時において電
流差動リレー２或いは不足電圧リレー１に不良が
発生して誤動作しても、両者に同時に不良が発生
しない限り、インヒビツト回路３から誤つて保護
動作出力S₃が送出されることはなく、高い信頼度
を有している。さて、このような保護継電装置の
信頼度の維持、向上策として、上記のようにリレ
ー出力をアンド構成とすることの他に、保護継
電装置のある部分を常時監視し、平常時と異なつ
た出力がある一定時間以上継続したら警報を発し
て不良箇所を修復する手段や、定期的に点検を
行ない確実に装置が動作するか否かを確認し、装
置の不良応動を未然に防止する手段が採られてい
る。すなわち、まず前者については、例えば動
作出力S₁，S₂は系統に事故がない限り送出されな
い筈であり、また系統に事故があつても高々秒オ
ーダで除去される筈であり、動作出力S₁，S₂が一
定時間以上送出されている時には、リレー１或い
は２に不良があつて誤動作していると判断するこ
とができる。後者については、系統に事故が発
生した時と同等の模擬入力を与えて、所定の箇所
が正しく応動するか否かを確認すればよい。

以下、この後者に関し第１図を参照して述べ
る。つまり、電流差動リレー２及び不足電圧リレ
ー１に夫々模擬入力I′及びV′を加えて、その応動
を動作出力S₁及びS₂により確認するわけである。
もちろん、この時には誤つて保護動作出力S₃が送
出されないように、予めインヒビツト回路３のイ
ンヒビツト端子に点検起動信号を与えて、その出
力をロツクしておくことが必要である。このよう
な点検手段を、第２図に示すタイムチヤートを参
照して述べる。まず、時刻t₁において点検起動Ｊ
がかけられると、点検起動信号Ａがインヒビツト
回路３のインヒビツト端子に加えられ、その出力
S₃がロツクされる。次に、時刻t₂において不足電
圧リレー１に、系統事故を模擬した点検入力
V′を加える。この場合、不足電圧リレー１が正
常であれば、時刻t₃においてその動作出力S₂が送
出され、これを確認して不足電圧リレー１の点検
を終了し、時刻t₄において点数入力V′を切る。次
に、今度は時刻t₅において電流差動リレー２に、
系統事故を模擬した点検入力I′を加える。この場
合、電流差動リレー２が正常であれば、時刻t₆に
おいてその動作出力S₁が送出され、これを確認し
て電流差動リレー２の点検を終了し、時刻t₇にお
いて点検入力I′を切ると共に、点検起動Ｊを解除
する。この場合、時刻t₇において点検入力I′がな
くなつても、電流差動リレー２の動作出力S₁はそ
の復帰時間分だけ存在するので、点検起動信号Ａ
の解除は、その復帰時刻t₈を見込んで時刻t₉にお
いて行なわれる。

このように、かかる構成によれば所定の点検性
能が得られるが、次のような欠点がある。つま
り、上記のような装置の点検中に系統事故が重な
ると、その事故の検出が遅れ結果として系統の保
護動作が遅れることである。次に、これを第３図
のタイムチヤートを用いて具体的に述べる。図に
おいて、各符号は第１図及び第２図と同様でぎ
り、電流差動リレー２の点検中に系統事故が発生
したケースである。つまり、時刻t₆までの動作
は、第２図と全く同様である。このような状態に
ある時、時刻t₇において系統事故が発生すると、
電流差動リレー２及び不足電圧リレー１に、系統
から電流Ｉ及び電圧Ｖが加えられる。すると、点
検中でないリレーつまり不足電圧リレー１によつ
てこの系統事故が検出され、これにより時刻t₈に
おいて不足電圧リレー１が動作すると、直ちに時
刻t₉において点検起動Ｊを解除して点検が中止さ
れ、電流差動リレー２への点検入力I′を切る。こ
の場合、系統事故が内部事故であれば電流差動リ
レー２は、系統からの入力Ｉによつて動作を継続
する。しかし、外部事故であれば点検入力I′がな
くなると電流差動リレー２は復帰する筈なので、
第２図で述べたようにその時間を待つて時刻t₁₀
において、点検起動信号Ａが解除される。若し、
この解除が早すぎると不足電圧リレー１が動作し
ているため、インヒビツト回路３から保護動作出
力S₃が送出されて誤動作することになる。従つ
て、上記例では時刻t₁₀において保護動作出力S₃
が送出される。この場合、若し点検中でない時の
系統事故であれば、系統からの入力Ｖ，Ｉによつ
て各リレー１，２が動作する時刻t₈において保護
動作出力S₃が送出される筈である為、結局（t₁₀
−t₈）の時間差分だけ系統事故の検出つまり内部
事故の時には保護動作が遅れることになる。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたも
ので、電力系統からの電気量をデジタル変換し予
め定められた演算プログラムに基づいて演算処理
を行ない電力系統の事故を検出する２台の保護継
電器を備え且つその１台をフエイルセーフ用の保
護継電器とし、他を主保護継電器とする保護継電
装置において、上記主保護用保護継電器の点検
時、常時フエイルセーフ用としての保護継電器の
演算プログラムを主保護用のプログラムに変更す
ることにより、点検中に系統事故が生じても点検
を中止することなく、高速度にその事故を検出し
て保護動作を行なわせることができる信頼性の高
い保護継電装置の点検装置を提供することを目的
とする。

以下、図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。第４図は保護継電装置の点検装置の
構成を示すものであり、図において４はその詳細
な機能及び構成を後述する点検制御回路である。
５Ａ，６Ａは電力系統から導出した電気量Ｉ，Ｖ
及び点検制御回路４からの点検入力I′，V′が夫々
入力とし、その入力を一定間隔で取出すサンプリ
ングホールド回路で、その出力をアナログ−デジ
タル変換回路（以下、単にＡ／Ｄ変換回路と称す
る）５Ｂ，６Ｂを介して、記憶部を有する演算処
理部５ｃ，６ｃに夫々加える。この演算処理部５
ｃ，６ｃは、夫々異なる２つの動作演算内容、例
えば不足電圧リレー演算Ａ及び電流差動リレー演
算Ｂの各内容を、夫々プログラミング化して内蔵
するもので、その演算出力（動作出力）S₅，S₆を
アンド回路７に加えると共に、上記点検制御回路
４に夫々各別に加えるものである。また、５ｄ，
６ｄは点検制御回路４からの演算内容切換指令S₄
を入力とする切換制御部で、その指令時夫々その
制御信号を演算処理部５ｃ，６ｃに夫々加えて、
その演算内容の変更つまり演算内容の“Ａから
Ｂ”或いは“ＢからＡ”への切換えを行なうもの
である。ここで、サンプリングホールド回路５
Ａ，Ａ／Ｄ変換回路５Ｂ、演算処理部５ｃ、切換
制御回路５ｄによつて、１台のリレー５を、また
同じく６Ａ，６Ｂ，６ｃ，６ｄによりもう１台の
リレー６を構成しており、以後の説明において
は、リレー５を内外部判定機能を有する電流差動
リレー、またリレー６をフエイルセーフ用として
の不足電圧リレーとして述べる。一方、上記にお
いて点検制御回路４は、次のような機能を有する
ものである。点検起動により、点検側のリレー
５または６に点検入力I′（V′）またはV′（I′）を
与える。点検起動による点検リレーが、内外部
判定機能を有するリレー５である場合、フエイル
セーフ側のリレー６の切換制御回路６ｄに、上記
演算内容の“Ａ”から“Ｂ”への切換指令Ｓ４を
考える。点検によるリレー５または６の動作出
力Ｓ５またはＳ６の検出により、点検起動を解除
すると共に、フエイルセーフ側のリレー６の切換
制御回路６ｄに、上記演算内容の“Ｂ”から
“Ａ”への切換指令Ｓ４を与える。

第５図は上記点検制御回路の詳細な構成を示す
もので、図においてＰ，Ｎは制御電源母線であ
る。８Ａはリレー５への点検起動時に閉路する接
点で、後述する補助リレーＢ，Ｃの常閉接点
Bb，Cb₁及び補助リレーＡを直列に介して制御電
源母線Ｐ，Ｎ間に設ける。８Ｂはリレー６への点
検起動時に閉路する接点で、補助リレーＡ，Ｃの
常閉接点Ab，Cb₂及び補助リレーＢを直列に介し
て制御電源母線Ｐ，Ｎ間に設ける。Ｓ５ａ，Ｓ６
ａは、互いに並列に接続され夫々リレー５，６の
動作出力Ｓ５，Ｓ６により閉路する接点で、補助
リレーＣを直列に介して制御電源母線Ｐ，Ｎ間に
設ける。また、上記において補助リレーＡの動作
時には、その接点Aa₁，Aa₂出力によりリレー５
に点検入力I′（V′）及び切換指令Ｓ４を与え、一
方補助リレーＢの動作時には、その接点Ba₁，
Ba₂出力によりリレー６に点検入力V′（I′）及び
切換指令Ｓ４を与えるように構成している。更
に、補助リレーＣの動作時には点検起動を解除す
るようにしている。

次に、かかる構成の作用について述べる。ま
ず、通常の場合を述べる。この場合には、リレー
５の演算処理部５ｃには演算内容Ｂ、つまり電流
差動リレーとしての演算内容が、一方リレー６の
演算処理部６ｃには演算内容Ａ、つまりフエイル
セーフ用の不足電圧リレーとしての演算内容が
夫々設定されている。従つて、常時はリレー５の
サンプリングホールド回路５Ａには電力系統から
の電流量Ｉが、またリレー６のサンプリングホー
ルド回路６Ａには同じく電力系統からの電気量Ｖ
が加えられ、ここで一定間隔でサンプリングされ
て、順次Ａ／Ｄ変換回路５Ｂ，６Ｂを通して演算
処理部５ｃ，６ｃの記憶部に記憶される。する
と、演算処理部５ｃ，６ｃにおいてはプログラミ
ング化された演算内容に従つた演算、すなわち演
算処理部５ｃにおいては記憶部のデータを基に、
電流差動リレーとしての演算Ｂが、また演算処理
部６ｃにおいては記憶部のデータを基に、不足電
圧リレーとしての演算Ａが夫々行なわれる。その
結果、電力系統に内部事故がある時には、各演算
処理部５ｃ，６ｃから動作出力Ｓ５，Ｓ６がアン
ド回路７に加えられ、これによつてアンド回路７
より保護動作出力Ｓ７が送出されて保護動作が行
なわれる。また、当然のことながら外部事故の時
には演算処理部５ｃからは動作出力Ｓ５は送出さ
れず誤つて保護動作が行なわれることはない。

次に、リレー６つまりフエイルセーフ用の不足
電圧リレーの点検を行なう場合を述べる。この場
合には、まずリレー６側つまりフエイルセーフ側
のリレーの点検起動によつて、点検制御回路４が
動作する。これにより、点検制御回路４から点検
リレー６のサンプリングホールド回路６Ａには点
検入力V′が加えられ、またリレー５のサンプリ
ングホールド回路５Ａには電力系統からの電気量
Ｉが加えられ、上述同様の過程を経て演算処理部
６ｃ，５ｃに夫々加えられる。すると、リレー５
の演算処理部５ｃにおいては電流差動リレーとし
ての演算内容Ｂに従つた演算が行なわれ、内部事
故がなければその動作出力Ｓ５は送出されない。
また、リレー６の演算処理部６ｃにおいては、点
検制御回路４から加えられる点検入力V′が、不
足電圧リレーとしての演算内容Ａに従つた演算が
行なわれ、その結果リレー６が正常であれば、こ
れより動作出力Ｓ６が送出され、点検制御回路４
に加えられて点検入力に対する応動が確認される
と、点検起動を解除して点検が終了する。また、
上記においてリレー６の点検中に系統事故が発生
した時は、次のように動作する。すなわち、系統
事故が外部事故である時は、リレー５は動作しな
いのでその動作出力Ｓ５が出力されず、点検入力
V′によりリレー６が動作して動作出力Ｓ６が送
出されていたとしても、アンド回路７から保護動
作出力Ｓ７は送出されず誤しや断することはな
い。また、内部事故である時には、リレー５が動
作してその動作出力Ｓ５が送出されるため、点検
によるリレー６の動作出力Ｓ６とのアンド条件に
よつて、アンド回路７から出力Ｓ７が送出され
て、系統の保護動作が行なわれる。つまり、リレ
ー６は元々外部事故に対して動作してもよいもの
なので、点検中に事故が生じても点検を中止する
といつた事故対応を行なう必要がなく、点検中の
事故を高速に検出して保護動作に移行できる。

次に、リレー５つまり内外部判定機能を有する
電流差動リレーの点検を行なう場合を述べる。こ
の場合には、まずリレー５側つまり内外部判定機
能を有する側のリレーの点検起動によつて点検制
御回路４が動作する。これにより、点検制御回路
４からリレー６の切換制御回路６ｄに、演算内容
切換指令Ｓ４、つまり演算内容“Ａ”から“Ｂ”
への切換え指令が加えられる。これによつて、切
換制御回路６ｄから演算処理部６ｃに切換制御指
令が加えられて、演算処理部６ｃの演算内容が、
“Ａ”から“Ｂ”つまり不足電圧リレーから内外
部判定機能を有する電流差動リレーとしての演算
内容に変更される。次に、点検制御回路４から点
検リレー５のサンプリングホールド回路５Ａには
点検入力I′が加えられ、またリレー６のサンプリ
ングホールド回路６Ａには電力系統からの電気量
Ｉが加えられ、上述同様の過程を経て演算処理部
５ｃ，６ｃに夫々加えられる。すると、リレー５
の演算処理部５ｃにおいては、点検制御回路４か
ら加えられる点検入力I′が、電流差動リレーとし
ての演算内容Ｂに従つた演算が行なわれ、その結
果リレー５が正常であれば、これより動作出力Ｓ
５が送出される。また、リレー６の演算処理部６
ｃにおいては、その演算内容が上記切換え動作に
よつて電流差動リレーとしての演算内容Ｂとなつ
ている為、電力系統からの入力Ｉを基にそれに従
つた演算が行なわれ、内部事故がなければその動
作出力Ｓ６は送出されない。一方、上記リレー５
の点検入力I′による動作出力Ｓ５は、点検制御回
路４に加えられ点検良好であることが確認される
と、点検起動を解除して点検が終了する。上記に
おいてリレーの点検中に系統事故が発生した時は
次のように動作する。すなわち、系統事故が外部
事故である時は、リレー６はその演算内容が電流
差動リレーとしての演算内容Ｂに変更されている
ため動作しないのでその動作出力Ｓ６は出力され
ず、点検入力I′によりリレー５が動作して動作出
力Ｓ５が送出されていたとしても、アンド回路７
から出力Ｓ７は送出されず、誤つて保護動作が行
なわれることはない。また、内部事故である時に
はリレー６が動作してその動作出力Ｓ６が送出さ
れる為、点検によるリレー５の動作出力Ｓ５との
アンド条件によつて、アンド回路７から出力Ｓ７
が送出されて系統の保護動作が行なわれる。つま
り、内外部判定機能を有するリレー５の点検時に
は、フエイルセーフ用のリレー６の演算内容Ａを
予め内外部判定機能を有するリレーの演算内容Ｂ
に変更するため、内外部判定機能を有するリレー
の点検中に事故が生じても、点検を中止するとい
つた事故対応を行なう必要がなく、点検中の事故
を高速に検出して保護動作に移行できる。

このように、電力系統の電圧、電流等のアナロ
グ電気量をデジタル量に変換し、これを予め定め
られたフエイルセーフ用としての不足電圧リレー
Ａ及び内外部判定機能を有する電流差動リレーＢ
機能の演算内容に基づいて演算処理を行ない電力
系統の事故を検出する２台の保護リレー５，６を
備えたデジタル形保護継電装置において、常時は
一方の保護リレー５を電流差動リレーとしてまた
他方の保護リレー６をフエイルセーフ用の不足電
圧リレーとして電力系統の保護を行ない、保護リ
レーの点検時すなわち内外部判定機能を有する保
護リレー５の点検時には、残りの保護リレー６の
演算内容Ａを切換制御回路６ｄからの指令によつ
て、内外部判定機能を有する電流差動リレーとし
ての演算内容Ｂに切換変更し非点検中の保護リレ
ーが系統事故の内外部判定機能を有するようにし
て点検を行なうようにしたものである。

従つて、点検中に系統事故が発生しても従来の
ように一旦その保護リレーの点検を中止つまりそ
のリレー出力を復帰することなく、高速度にその
事故を検出して内部事故の時には直ちに保護動作
を行なわせることができ、その信頼性の非常に高
いものである。また、上記の理由により系統に事
故が発生した場合においても、それにかまわず保
護リレーの点検を継続して行なうことができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。

(1) 上記実施例においては、保護リレー６をフエ
ーイルセーフ用のリレーとした場合について述
べたが、保護リレー５をフエイルセーフ用とし
ても全く同様に実施することができる。

(2) 上記実施例においては、フエイルセーフ用と
して不足電圧リレー、また内外部判定用として
電流差動リレーの機能を有する保護継電装置の
場合を述べたが、例えばフエイルセーフ用とし
て過電流リレーまた内外部判定用として位相比
較リレーあるいは距離リレーの機能を有する場
合についても全く同様に実施することができ
る。

以上説明したように本発明によれば、電力系統
からの電気量をデジタル変換し予め定められた演
算内容に基づいて演算処理を行ない電力系統の事
故を検出する２台の保護継電器を備え且つその１
台をフエイルセーフ用の保護継電器とする保護継
電装置において、上記フエイルセーフ用保護継電
器でない方の内外部判定機能を有する保護継電器
の点検時、フエイルセーフ用としての保護継電器
の演算内容を内外部判定機能を有する内容に変更
するようにしたので、点検中に系統事故が生じて
も点検を中止することなく、高速度にその事故を
検出して保護動作を行なわせることができる信頼
性の高い保護継電装置の点検装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のフエイルセーフ構成をとる保護
継電装置の構成を示す図、第２図及び第３図は第
１図における動作を示すタイムチヤート、第４図
は本発明の保護継電装置の一実施例を示す構成ブ
ロツク図、第５図は第４図における点検制御回路
の詳細な構成を示す回路図である。 ５……電流差動リレー、６……不足電圧リレ
ー、４……点検制御回路、７……アンド回路、５
Ａ，６Ａ……サンプリングホールド回路、５Ｂ，
６Ｂ……Ａ／Ｄ変換回路、５ｃ，６ｃ……演算処
理部、５ｄ，６ｄ……切換制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電力系統から導出した電圧、電流等のアナロ
   グ電気量をデジタル量に変換し、これを予め定め
   られた演算プログラムに基づいて演算処理を行な
   いその演算結果により前記電力系統を保護する第
   １及び第２のデジタル保護継電器を備え、且つ前
   記第１のデジタル保護継電器が故障検出機能を有
   し、第２のデジタル保護継電器が故障の内外部の
   方向判定機能を有する保護継電装置において、前
   記保護継電装置の点検起動により前記第１及び第
   ２のデジタル保護継電器に対応する点検模擬信号
   を発生する第１の装置と、前記点検起動が前記第
   ２のデジタル保護継電器の点検起動であることを
   検出して動作する第２の装置と、この第２の装置
   が動作したことを条件に前記第１のデジタル保護
   継電器の演算プログラムを故障の内外部方向判定
   機能を有する演算プログラムに変更する第３の装
   置とを備えて、故障の内外部方向判定機能を有す
   る前記第２のデジタル保護継電器の点検時は前記
   第１のデジタル保護継電器の演算プログラムを故
   障の内外部方向判定機能を有するように変更して
   点検を行なうようにしたことを特徴とする保護継
   電装置の点検装置。