JPS6392215A - ディジタル形保護リレーにおける異常表示方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、構成部位の常時監視機能を備えたディジタル
形保護リレーにおいて、主としてトリップ出力を得るた
めのディジタル出力部や出力リレー、更にはこれらを監
視するためのディジタル入力部等の異常を検出してこれ
を表示する方式に関する。

（従来の技術） 従来、ディジタル形保護リレーのようにマイクロコンピ
ュータを用いた装置においては、装置構成部品の異常の
有無を常時監視する機能を備えたものが多い。この種の
監視機能としては、例えばメモリのＲｅａｄ　／　Ｗｒ
ｉｔｅチェックの如く、特定の部品を対象とした監視項
目を複数個組み合わせることによって可能な限り装置全
体の構成部品の異常を監視できるように構成されている
。

そして、実際の各構成部品の監視にあたっては、一般に
マイクロコンピュータから対象となる部品に監視用の信
号を送ってその応動をマイクロコンピュータがチェック
し、その結果何らかの異常が検出された場合には、当該
部品の不良として点検や交換を促す表示を外部に向けて
行なっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかるにこの方式によると、監視用の信号が流れる経路
に関与する回路のどの部分が異常であっても応動結果が
異常を示すため、実際に不良となった部品を特定するこ
とが困難であり、真の不良部品と不良表示部位とが異な
る場合があった。

また１部品の異常が発生した後の修復作業にあたっては
、不良部品を特定の１個に限定することが技術的、時間
的に困難であることから、通常では複数の部品が実装さ
れたプリント基板単位でハードウェアの部分的な交換を
行なうことが多い。

しかしながら、前述のように不良表示された部位が必ず
しも異常であるとは限らないため、プリント基板の交換
等の措置を講じてもこれが間違っていて修復作業が当を
得ないこともある。

特に、保護リレーは保護対象となる機器、系統等の運用
に必要不可欠な装置であり、構成部品の異常によって保
護リレーの動作を停止させる場合には常に保護対象機器
等の運用も停止されるため。

異常部位の検出、表示ならびに部品の交換による修復作
業は可能な限り正確かつ迅速に行なわれることが要請さ
れる。

このため、従来、保護リレー′に異常が発生した場合に
はメーカーの技術員が即座に現場に出向き、不良状況を
把握した後に専門的知識に基づき総合的判断を下して対
処しているが、メーカーとしては常にこのような事態に
即応可能な体制を整えておかなくてならないため、組織
的、経済的にかなりの負担を強いられていた。また、現
場が地理的に遠い場合には対応に要する絶対時間も長く
なり、ユーザーにとっても好ましくないという問題があ
った・ 本発明は上記の問題点を解決するべく提案されたもので
、その目的とするところは、特別な専門知識を有しなく
てもディジタル形保護リレーの異常部位を比較的正確に
検出して表示でき、その後の修復作業を迅速かつ容易に
行なえるようにした異常表示方式を提供することにある
。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため１本発明は、ディジタル形保護
リレーの構成部位の動作をマイクロコンピュータにて常
時監視し、この構成部位に異常が発生したことを検出し
て外部に表示するようにした異常表示方式において、ト
リップ出力を得るためのリレー駆動用の信号を出力する
ディジタル出力部と、前記リレーの動作を検出するディ
ジタル入力部とを備え、このディジタル入力部の入力信
号を二重化した後に所定の判定論理により演算して前記
ディジタル入出力部またはリレーの異常を推定すること
を特徴とする。

（作用） 本発明では、ディジタル入力部の入力信号を二重化して
これら双方が不一致の場合に所定の判定論理によってデ
ィジタル入力部の異常を推定し、また前記入力信号はデ
ィジタル出力部および出力リレーの接点に連動している
ため、そのＯＮ時間が一定時間以上継続した場合にディ
ジタル出力部またはリレーを異常と推定する。そして、
これらの異常部位をランプ等によって外部に表示するも
のである。

（実施例） 以下、図に沿って本発明の一実施例を説明する。

まず、第１図は本発明が適用されるディジタル形保護リ
レーの構成を示したもので、この保護リレーは、後述す
る如く主検出リレーユニット４および事故検出リレーユ
ニット６の各リレー接点を２段直列化してトリップ出力
を得、誤動作率の減少を図るように構成されている。

第１図において１は送電線であり、その各相には主変流
器２がそれぞれ接続され、これらの２次側は入力変成器
ユニット３内の変流器０丁１〜ＣＴ４の１次側に接続さ
れている。また、母線に接続された計器用変圧器（Ｐ　
Ｔ）および線路に接続された計器用変圧器（何れも図示
せず）の２次側は、入力変成器ユニット３内の計器用変
圧器ＰＴ１〜ＰＴ、の１次側にそれぞれ接続される。

変流器ＣＴｉ〜ＣＴ４および計器用変圧器ＰＴ１〜ＰＴ
、の２次側は、主検出リレーユニット４内のＡＦプリン
ト板５の入力側に接続されていると共に、変流器ＣＴ１
〜ＣＴ、および計器用変圧器ＰＴ、の２次側は事故検出
リレーユニット６の入力側に加えられて各相電流Ｉａ、
Ｉｂ、Ｉｃおよび零相電圧ｖ０が入力されるようになっ
ている。

ここで、ＡＦプリント板５は入力変成器ユニット３およ
び後述のＡ／Ｄプリント板７と共にディジタル形保護リ
レーのアナログ入力部を構成し、各相電流および電圧、
ならびに零相電流および電圧等のアナログ入力から高調
枝分等を除去するアナログフィルタＡＦ、〜ＡＦ、と、
これらの出力側に接続されたサンプルホルダＳＨ１〜Ｓ
Ｈ，と、これらの出力側に接続されたマルチプレクサＭ
ＰＸと、アナログフィルタＡＦ工〜ＡＦ、の入力側に接
続された常時監視専用の発振器Ｏ８Ｃとをプリント基板
上に実装してカード状に形成されたものである。なお１
発振器ＯＳＣは電圧および発振周波数（商用周波数の３
倍。

すなわち５０Ｈｚ系では１５０１（ｚ、６０Ｈｚ系では
１８０Ｈｚ）が高精度に維持され、その出力信号として
の高調波を前記各アナログ入力に重畳した後、後述する
ＭＰＵプリント板９のＣＰＵ９ａにて特定周波数成分を
抽出する処理を行なうことにより、監視用入力量のみを
取り出して高精度な監視を行なうべく作用する。

次に、ＡＦプリント板５の後段にはＡ／Ｄプリント板７
が設けられている。このＡ／Ｄプリント板７はマルチプ
レクサＭＰＸの出力信号が加えられるＡ／Ｄ変換器Ａ／
Ｄと、ダイレクトメモリアクセスＤＭＡとから構成され
、その出力側にはマザーボード８内のパス８ａを介して
ＭＰＵプリント板９゜ＰＩＭプリント板１０．Ｄｏプリ
ント板１１およびＤＩプリント板１２がそれぞれ接続さ
れる。ここで、ＭＰＵプリント板９はＰＩＭプリント板
１０と共に演算部を構成しており、かかるＭＰＵプリン
ト板９はクロック発生器ＣＬＫと、ＣＰＵ９ａと、ＰＲ
ＯＭ（プログラマブルリードオンリーメモリ）９ｂと。

ウォッチドッグタイマＶＤＴとを備え、またＰＩＭプリ
ント板１０はインタフェイスＩ／Ｆと、ＲＡＭ（ランダ
ムアクセスメモリ）１０ａと、ＥＡＲＡＭ（不揮発性メ
モリ）１０ｂとを備え、更にＤＯプリント板１１および
ＤＩプリント板１２は、それぞれトリップ出力を得るた
めのディジタル出力部Ｄｏ□と、ディジタル出力部ＤＯ
１および後述のリレーＲＹ！、ＲＹ、等の監視を行なう
ためのディジタル入力部ＤＩ、とを備えている。

ディジタル出力部ＤＯ１の一出力端子は第１補助リレー
ユニツト１３内のりレーＲＹ、に接続され、その一方の
接点ＭＸ１は引外しコイルＴＣに直列に接続されてトリ
ップ回路を構成していると共に、接点ＭＸ１に連動する
他方の接点ＭＸ、はディジタル入力部ＤＩ、の一入力端
子に接続されている。この構成は。

リレーＲＹ１の０８時間が所定の値以上になったことに
よりディジタル出力部ＤＯ□またはリレーＲＹ１の異常
を検出するためのもので、その判断はリレーＲＹ１のＯ
Ｎ信号をディジタル入力部ＤＩｉを介して取り込むこと
によって行なわれる。また、ディジタル出力部Ｄ０１の
別の出力端子は点検パネル１４のａ端子に接続され、更
に別の出力端子は第２補助リレーユニツト１５内のりレ
ーＲＹ、に接続されている。

そして、ディジタル入力部ＤＩ□の別の入力端子は点検
パネル１４のｂ端子に接続され、更に別の出力端子は第
２補助リレーユニツト１５内のりレーＲＹ。

の接点に接続される。

一方、事故検出リレーユニット６内にもディジタル入力
部ＤＩ、およびディジタル出力部ＤＯ２が設けられ、デ
ィジタル入力部ＤＩ、の一入力端子は点検パネル１４の
Ｃ端子に接続され、別の入力端子はリレーＲＹ４の接点
に接続されている。また、ディジタル出力部ＤＯ２の一
入力端子は点検パネル１４のｄ端子に接続され、別の入
力端子は第１補助リレーユニツト１３内のりレーＲＹ２
に接続されていると共に、更に別の入力端子はリレーＲ
Ｙ、に接続されている。なお、リレーＲＹ、の一方の接
点ＦＸ□は、接点ＭＸ工と共に引外しコイルＴＣに直列
に接続されてトリップ回路を構成し、接点ＦＸ１に連動
する他方の接点ＦＸ２はディジタル入力部ＤＩ□の一入
力端子に接続されている。この構成も、リレーＲＹ１と
同様にリレーＲＹ２のＯＮ信号をディジタル入力部ＤＩ
、から取り込んで０８時間が所定の値以上になったこと
を判定し、もってディジタル出力部ＤＯ２やリレーＲＹ
２の異常を検出するためのものである。

なお、第１図において、１６は整定操作パネル、１７は
制御用の電源装置をそれぞれ示している。

次に、この動作を説明する。まず、送電線１の各相電流
や母線の各相電圧等は入力変成器ユニット３を介してＡ
Ｆプリント板５内のアナログフィルタＡＦ１〜ＡＦ、に
入力され、サンプルホルダＳＨ，〜ＳＨ，にてサンプル
ホールドされた後、マルチプレクサＭＰＸを経て順次Ａ
／Ｄ変換器Ａ／Ｄに入力され、ディジタル値に変換され
る。そして、これらのディジタル信号はダイレクトメモ
リアクセスＤＭＡを介してＲＡＭ１０ａに格納される。

ＭＰＵプリント板９では、ＲＡＭ１０ａ内のデータに基
づいてＣＰＵ９ａが通常の保護演算を実行し。

系統事故の発生時にディジタル出力部ＤＯ１を介してリ
レーＲＹ１に通電し、トリップ出力を得る。また、各相
電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃおよび零相電圧ｖ０が入力されて
いる事故検出リレーユニット６においても、内蔵された
演算部（図示せず）によりこれらの交流入力に基づいて
保護演算が行なわれ、事故検出時に最終段のディジタル
出力部ＤＯ２からの信号によってリレーＲＹ、に通電す
るべく動作する。

さて、主検出リレーユニット４は、ＭＰＵプリント板９
によるバス監視やクロック監視の如き自己診断および各
種メモリの監視と共に、以下の第１表に示す如く、主と
してＤＯプリント板１１．ＤＩプリント板１２．リレー
ＲＹ、等からなるディジタル入出力部の監視（監視方式
ＮＯ３１〜３）と、ディジタル出力部Ｄｏ、　、リレー
ＲＹ、等からなる事故検出リレーの監視（同ＮＯ，４，
５）と、電源装置１７の監視（同ＮＯ，６）とを行なう
常時監視機能を有している・　　　　　　　　　　　　
　　　（以下、余白）この第１表において、入力不一致
監視（監視方式ＮＯ，１）とはディジタル入力部ＤＩ、
の入力信号を二重化し、それらが一致するか否かにより
ディジタル入力部ＤＩ、自体の異常を検出するものであ
り。

この入力不一致監視はディジタル入力部ＤＩ、において
も同様に行なわれる。その具体的な構成を第２図に示す
。

すなわち第２図において、主検出リレーユニット４のデ
ィジタル出力部ＤＯ１から出力された信号はリレーＲＹ
１に加わるが、その接点ＭＸ□、　ＭＸ、のうちトリッ
プ出力を得る接点ＭＸ工とは別の補助接点阿Ｘ、からリ
レーＲＹ１のＯＮ信号がディジタル入力部ＤＩ、に取り
込まれる。この信号は図示するように二重化されてＭＰ
Ｕプリント板９に送られ、両信号が不一致の時間が例え
ば１０秒継続した時にディジタル入力部ＤＩ、を不良と
判定してエラー出力を発生するものである。

ここで、ＭＰＵプリント板９からディジタル出力部ＤＯ
４，リレーＲＹ、　、接点ＭＸ、およびディジタル入力
部ＤＩ、を経る信号経路において、ディジタル入力部Ｄ
Ｉ工の入力信号を二重化することなく　Ｍ　ＰＵプリン
ト板９に送出する場合には、かかる経路の構成部位の何
れかに異常が生じてもその箇所を特定不可能であるが、
上述の如くディジタル入力部Ｄ１．の前段から信号を二
重化することにより。

ディジタル入力部ＤＩ、自体の不良を検出することがで
きる。なお、ディジタル入力部Ｄ１１は以下に述べるよ
うにディジタル出力部ＤＯ□、リレーＲＹ□等の監視用
のハードウェアであり、この部分の故障は保護リレー装
置全体にとって致命的なものではない。

次に、第１表における主検出リレー出力監視（監視方式
ＮＯ，３）とはディジタル出力部Ｄｏ工およびリレーＲ
Ｙ、の監視であり、同様の監視方式は事故検出リレー出
力監視（監視方式Ｎｏ、　４　）としてディジタル出力
部ＤＯ２およびリレーＲＹ２にも適用可能である。この
監視は、前述の如くディジタル出力部Ｄｏ□の信号によ
ってリレーＲＹ１の接点ＭＸ、が閉じ、そのＯＮ信号が
ディジタル入力部ＤＩ、に取り込まれるが、正常時には
このＯＮ信号が１０秒以上継続することがない点に着目
して、１０秒以上継続時に異常と判定する。また、事故
検出リレー出力監視では、リレーＲＹ、の接点ＦＸ、か
らディジタル入力部ＤＩ、にＯＮ信号が取り込まれる。

なお、リレーＲＹ１゜ＲＹ、の故障率はディジタル入力
部ＤＩ、またはディジタル出力部ＤＯ，に比べて極めて
小さい。

これらの監視項目において、各監視結果から異常部位を
推定するための判定論理は第３図のようになる。つまり
、入力不一致監視ではディジタル入力部Ｄ１１の二重化
された信号をＥＸ−ＯＲ（排他的論理和）回路１８に通
し、各信号が不一致の場合（ディジタル入力部Ｄ１１の
異常時）には出力「１」を得る。一方、ＭＰＵプリント
板９等からなる演算部監視項目の全論理和出力をインバ
ータ１９を介してアンド回路２０の一入力端に入力し、
ＭＰＵプリント板９等に異常がない場合にはインバータ
１９の出力を「１」としてアンド回路２０から出力「１
」を得る。従って、アンド回路２０の出力側にＤＩプリ
ント板１２に対応するランプ２１を接続しておけば、デ
ィジタル入力部ＤＩ、の異常時にこれを点灯して外部に
表示することが可能となる。

更に、主検出リレー出力監視および事故検出リレー出力
監視については、ディジタル入力部ＤＩ。

および演算部が正常であれば第３図のアンド回路２２、
２３の出力が「１」となり、この出力が１０秒以上継続
した場合がディジタル出力部ＤＯ１またはリレーＲＹユ
、ＲＹ、の異常時と推定できる。よって、アンド回路２
３の出力側にランプ２４を接続しておけば００プリント
板１１または第１補助リレーユニツト１３の異常時にラ
ンプ２４を点灯して外部に表示することができる。なお
、第３図ではランプ２１．２４が共に点灯状態で示され
ているが、これらのランプ２１゜２４はディジタル入力
部ＤＩ、での信号の一致、不一致により選択的に点灯さ
れるもので１両者間時に点灯するものではない。

また、第１表における各監視項目毎の表示内容（「Ｄ−
人力」、「トリップ回路」等）は包括的かつ一般的なも
のであり、上述したランプ２１．２４等による表示によ
って不良部位の個別的な特定が可能となるものである。

更に、第１表の監視項目のうちトリップロック監視とは
、点検時にこの保護リレーのトリップ信号をロックする
接点、例えば第１図のリレーＲＹ４の２接点をディジタ
ル入力部ＤＩ、、　ＤＩ、に取り込み、非点検時にトリ
ップロックがかかったままになっているか否かを判定す
るものである。

次いで、各監視項目に対するエラー出力の組合せおよび
異常部位の判定論理をまとめると、第２表のようになる
。この表において、「＊」は「１」または「０」に関係
ない信号を示している。

（以下、余白） 寥２表 このように、本発明ではディジタル入力部ＤＩ。

の出力信号を第３図に示したような判定論理回路に通す
ことにより、ＤＩプリント板１２やＤＯプリント板１１
、更には第１補助リレーユニツト１３等のディジタル入
出力部の異常をほぼ正確に推定することができる。よっ
て、技術員は不良部位の表示ランプに従って当該部位の
点検や交換を行なえばよいこととなる。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によればディジタル入出力
部等における異常部位、不良部位の特定および表示を高
精度にて行なうことができるから。

特別な専門知識をもった技術員の手を煩わすことなく異
常部位等を検出することができ、プリント基板単位での
点検や交換等、その後の修復作業を迅速かつ容易に行な
うことができる。

従って、保護リレーによる保護対象機器等の運用停止時
間が短かくて済み、メーカーおよびユーザー双方にとっ
て極めて有益である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は本発明が
適用されるディジタル形保護リレーの構成図、第２図は
ディジタル入出力部の説明図、第３図は異常部位判定論
理の説明図である。 ４・・・主検出リレーユニット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ディジタル形保護リレーの構成部位の動作をマイクロコ
   ンピュータにて常時監視し、前記構成部位に異常が発生
   したことを検出して外部に表示するようにした異常表示
   方式において、 トリップ出力を得るためのリレー駆動用の信号を出力す
   るディジタル出力部と、前記リレーの動作を検出するデ
   ィジタル入力部とを備え、このディジタル入力部の入力
   信号を二重化した後に所定の判定論理により演算して前
   記ディジタル入出力部またはリレーの異常を推定するこ
   とを特徴としたディジタル形保護リレーにおける異常表
   示方式。