TW533642B

TW533642B - Protective relay apparatus

Info

Publication number: TW533642B
Application number: TW090121670A
Authority: TW
Inventors: Daisuke Maeda; Takashi Hunawatari; Yoshiyasu Watanabe
Original assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-03-01
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2003-05-21
Also published as: US6678136B2; EP1237248A2; EP1237248A3; US20020159211A1; US6683769B2; EP1237248B1; US20030072114A1

Description

533642 A7 ____B7 _ 五、發明説明（1 ) 【發明所屬之技術領域】本發明係關於保護繼電裝置及配電盤。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 【習知技術】習知的保護繼電裝置及配電盤係利用：藉由位於操作放大器之前段的增益控制部將由具有數種類之一次額定電流比或一種類之一次額定電壓比之變壓器被送出的電流或電壓信號轉換爲適當之電壓信號，在類比、數位轉換後，進行演算處理之保護、量測控制單元而構成。【發明欲解決之課題】在前述之習知技術中，沒有考慮取入類比的電流或電壓信號之輸入電路的檢測範圍與變壓器輸入電路的誤差，沒有考慮保護、量測檢測範圍內之檢測誤差，於各輸入電路分配由變壓器被送出之電流信號或電壓信號。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製又，對應具有數種類之額定電流或電壓比之變壓器之故，在操作放大器之前段具有增益控制部，此增益控制部有價格高之同時，需要寬廣之構裝面積之問題點。本發明之目的係在處理上述問題，提供即使在操作放大器之前段不使用增益控制部，也可以檢測電流或電壓之保護繼電裝置及配電盤。【解決課題用之手段】爲了達成上述目的，係一種具備：輸出因應主電路之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4 - 533642 A7 B7 五、發明説明（2) 變化電流或電壓之檢測信號之變壓器；以及利用前述檢測信號，判定前述主電路成爲指定狀態，輸出開關前述主電路之控制信號之控制單元之保護繼電器，其特徵爲：具有：輸入前述檢測信號之操作放大器，及類比、數位轉換由該操作放大器來之輸出信號之類比、數位轉換器之輸入電路；以及輸入由該輸入電路來之輸出信號，判定前述主電路成爲指定狀態，輸出開關前述主電路之控制信號之控制手段，複數個具備前述輸入電路之同時，具備各輸入電路地設定該複數之輸入電路的檢測範圍之手段。又，爲了達成上述目的，係一種具備：具有：輸出因應主電路之變化電流或電壓之檢測信號之變壓器；以及輸入前述檢測信號之操作放大器；以及類比、數位轉換由該操作放大器來之輸出信號之類比、數位轉換器之輸入電路；以及輸入由該輸入電路來之輸出信號，判定前述主電路成爲指定狀態，輸出開關前述主電路之控制信號之控制單元之保護繼電器，其特徵爲：具備設定前述輸入電路的檢測範圍之設疋手段’ g亥設定手段在表不述輸入電路的檢測狀態之際，表示前述輸入電路之檢測範圍與檢測誤差之關係。又，爲了達成上述目的，係一種具備：具有：輸出因應主電路之變化電流或電壓之檢測信號之變壓器；以及輸入前述檢測信號之操作放大器；以及類比、數位轉換由該操作放大器來之輸出信號之類比、數位轉換器之輸入電路；以及輸入由該輸入電路來之輸出信號，判定前述主電本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T i00. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- 533642 A7 B7 五、發明説明（3) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 路成爲指定狀態，輸出開關前述主電路之控制信號之控制單元之保護繼電器，其特徵爲：具備設定前述輸入電路的檢測範圍之設定手段，該設定手段在表示前述輸入電路的檢測狀態之際，表示前述輸入電路之檢測範圍與檢測誤差之基準値之關係。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製又，爲了達成上述目的，係一種具備：具有：輸出因應主電路之變化電流或電壓之檢測信號之變壓器；以及利用前述檢測信號，判定前述主電路成爲指定狀態，輸出開關前述主電路之控制信號之控制單元之保護繼電器，其特徵爲：具備：具有輸入前述檢測信號之第1操作放大器，以及類比、數位轉換由該第1操作放大器來之輸出信號之類比、數位轉換器之第1輸入電路；以及具有輸入前述檢測信號之第2操作放大器，以及類比、數位轉換由該第2 操作放大器來之輸出信號之類比、數位轉換器之第2輸入電路，前述第2操作放大器與第1操作放大器比較，具有對應可以檢測電流或電壓之廣範圍變化範圍之廣範圍檢測之增益特性，設置各輸入電路地設定前述第1、第2輸入電路的檢測範圍之手段，前述檢測範圍係以各輸入電路之誤差的大小、類比數位轉換器之分解能、量測之容許檢測誤差等爲基礎，藉由演算式而被計算者。如依據本發明，藉由此種手段’可以提供檢測精度提升之小型輕量、便宜的保護繼電器及配電盤。又，爲了達成上述目的，本發明爲了評估保護、量測檢測範圍內之檢測誤差，導出將變壓器輸入電路或變流器本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公羞Ί ' 533642 A7 B7 五、發明説明（4) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 輸入電路的誤差的大小、類比數位轉換器之分解能、電流 (電壓）實效値以及包含操作放大器之變壓器輸入電路或變流器輸入電路的檢測範圍當成參數之演算式。又’藉由設定包含演算式之參數之操作放大器的輸入電路的檢測範圍，作成可以對應具有數種類之額定電流比或額定電壓比，進而一種類之一次額定電流比或一次額定電壓比之變壓器之構成。藉由此，成爲可以製作對應可以具有數種類之額定電流比以及額定電壓比之變流器以及變壓器之保護繼電器以及配電盤。【發明之實施形態】以下，利用圖面，說明本發明之一實施例。圖1係顯示以適用本發明之保護量測控制單元3所構成之保護繼電器與變流器之電路構成。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製電流或電壓之檢測信號由主電路1被輸入變壓器輸入電路。此變壓器輸入電路一般係由：變壓器2、補助變壓器 4、濾波器電路5、操作放大器71、72、樣本保持電路81、 8 2、多路傳輸器9以及轉換爲數位信號之類比、數位轉換器10 (A/D轉換器10)所構成。以下，將此變壓器輸入電路單單稱爲輸入電路。藉由此輸入電路，類比之電流或電壓的檢測信號當成數位信號最終被取入控制電路。藉由變壓器2被取入之由主電路1來之電流或電壓的檢測信號被輸入補助變壓器4後，被轉換爲適當之準位。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X297公釐1 一 533642 A7 B7 五、發明説明（5) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此被準位轉換之檢測信號以濾波器電路5去除保護、量測演算所不需要之高頻波後，被輸入於將電流信號轉換爲電壓信號之複數的操作放大器71、72。由操作放大器71、72 所送出之檢測信號分別在8 1以指定之時間間隔備取樣而保持指定之時間。輸出以多數傳輸器9以指定的時間間隔選擇、切換樣本保持電路81、82之類比値者。將此類比値以類比、數位轉換器1 〇轉換爲數位信號。演算處理裝置MPU11藉由演算處理以類比、數位轉換器1 〇被轉換之數位信號，進行保護、量測控制。顯示部1 2爲了顯示在MPU 11被演算處理之量測結果，雖可以利用各種之顯示機器，但是在本實施例中，作爲顯示手段係具備7段 LED、LCD顯示器，進而顯示機器之狀態之響導燈。 MPU 11以被演算處理之結果爲基礎，在檢測該結果比指定之値，例如如圖5所示般之量測、保護之範圍大之電流之情形，判定發生過電流，透過輸出部1 3對遮斷器1 5 輸出主電路之跳脫指令，進行主電路1之開關。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製又，輸入部5 2作爲輸入手段係具備開關、鍵盤與通訊璋（未圖不出）。圖2係顯示具備適用本發明之保護繼電裝置之配電盤 16的構成，在此圖2之構成中，係具備2組以在圖1所示之保護、量測控制單兀所構成之保護繼電益與變壓益之電路構成。由主電路28、29來之電壓、電流資訊透過變壓器21、 22被輸入保護、量測控制單元31、32，因應由保護、量測本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 533642 A7 __ B7 五、發明説明（6) 控制單元3 1、3 2來之指令，遮斷器5 1、5 2分別進行主電路 28 ' 29之開關。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖3係導出包含在圖1之一實施例所示之操作放大器 A、B之輸入電路A、B之檢測範圍，至加以設定爲止之流程圖。又，圖5係將依循圖3之流程而求得之輸入電路的檢測範圍等之參數導入後述之演算式，顯示對於被量測之電流値的檢測誤差之關係的一實施例，橫軸係取電流値，縱軸係誤差之對數曲線。此曲線係顯示依據後述之演算式所導出的特性是否進入量測範圍之容許誤差，或進入保護動作用之容許誤差。圖5之曲線（a )係600A型多變流器之額定1次値爲 40A時，將量測範圍容許差轉換爲動作誤差之曲線。顯示將曲線（a )使用爲判定基準，在量測區域中，誤差曲線必須在曲線（a )以下。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製又，曲線（b )係600A型多變流器之額定1次値爲 600A時，將量測範圍容許差轉換爲動作誤差之曲線。顯示將曲線（b )使用爲判定基準，在量測區域中，誤差曲線必須在曲線（b )以下。又，一般在保護繼電裝置以及配電盤中，在保護區域內，要求容許檢測誤差在5%之故，於量測、保護之全範圍中，誤差曲線必須在容許檢測誤差5%以下。而且，曲線（c )係包含操作放大器A(對應小電流檢測）之輸入電路的誤差曲線，藉由後述之演算式所求得者，本紙張尺度適用中國國家標準（ CNS )八4規格（210X297公釐） -9- 533642 A7 B7 五、發明説明（7) 又’曲線（d )係包含操作放大器B(對應大電流檢測）之輸入_路的誤差曲線’錯由後述之演算式所求得者。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以下，參考圖3、圖5說明檢測範圍値之演算、設定方法。 (1 )將被要求之保護、量測的檢測範圍之內，於被檢測電流之最大値具有餘裕之値當成包含操作放大器B(對應大電流檢測）之輸入電路B的檢測範圍，在圖5之曲線中，將26.4[Arms]設定爲檢測範圍之上限値。 (2 )落在容許檢測誤差（b )之範圍內地，調整被輸入操作放大器72之分壓電壓値、操作放大器72之增益、類比、數位轉換器之分解能等。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (3 )於被記載於後述之「演算式之說明」的項目之演算式代入參數之（1 )( 2 )的設定値，求得顯示對於圖5 所示之輸入電路B之被檢測電流的誤差之曲線（d )。而且’爲了保護動作之故，必須在量測誤差5 %以下之等級量測被檢測電流之故，利用輸入電路B以此特性（d )與誤差 0.5%之線的交點之被檢測電流値，即在此曲線爲約 0.1[Arms]當成可以檢測之電流的下限値。 (4)關於此下限値約0.1 [Arms]以下，需要委託輸入電路A。因此，將輸入電路A可以檢測之電.流範圍之上限之比在（3 )求得之約〇·1 [Arms]具有大的餘裕之電流値之 0 · 3 3 [ A r m s ]當成輸入電路A之檢測範圍之上限値。即，使兩輸入電路A、B之檢測範圍重疊。接著，與（2 ) ( 3 )同樣地，於被記載於後述之「演算式之說明」的項目之演算式本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 533642 A7 B7 五、發明説明（8) 代入參數之設定値，設定顯示對於顯示在圖5之輸入電路 A之被檢測電流的誤差之曲線（c )。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (5 )將在（1 ) ( 4 )求得之輸入電路A、B之檢測範圍儲存於記憶體14，MPU 11參考此檢測範圍，依據被輸入之電流、電壓値，切換使用那些輸出，進行控制、判定。藉由這些之設定，在量測範圍0.0005[Arms]〜約 1.5[Arms]中，滿足（a) (b)之容許誤差，另一方面，在保護範圍約0.02[Arms]〜26.4[Ai'ms]中，滿足容許誤差5%。因此，如圖5所示般地，例如在0.33[Arms]切換兩輸入電路 A、B，將被檢測電流値0.005 [Arms]、0.33 [Arms]以及 26.4[Arms]記憶於記憶體14，因應被檢測電流値之變化，以兩輸入電路A、B量測地設定之。而且，此量測、保護之全範圍的量測、保護之曲線以曲線（e )表現之。由此結果，在量測、保護之範圍中，涵蓋可以量測之電流範圍，而且儘可能量測誤差變小地，藉由以個別之輸入電路區分量測、保護之範圍，實現進行更高精度之量測、控制。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製藉由依循以上之流程，設定各輸入電路之檢測範圍，可以對應具有數種類之一次額定電流比之變流器。藉由以上，對於600A型多變流器，在保護、量測之檢測範圍內，收容在所要求之誤差範圍內之故，可以確認滿足所要求之性能。因此，此檢測範圍成爲調整値，被儲存在記憶體14，依據成爲對象之電流[Arms]之大小’ 一面高精度保持量測精度，一面可以分別使用利用於量測、保護本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） -11 - 533642 A7 B7 五、發明説明（9 ) 之輸入電路。又，圖5所示之各曲線係以被設置在顯示部1 2之顯示手段所顯示，而且，可以在透過通訊埠被接續之外部的個人電腦進行顯示。接著，對於上述被檢測電流、電壓之誤差曲線藉由於後述之演算式（1-16)之各參數導入設定値而導出。於以下顯示設定之參數與其之演算步驟： D :類比、數位轉換器之分解能（例：12位元、14位元） X :誤差之大小（例：〇·5、1、2…） IFS :檢測範圍之設定（參考圖3 ) 由圖3至圖5之實施例係600Α型多變流器對應之一般例，說明其之各線。又，變流器之輸入電路設爲2'輸入電路，具有增益特性不同之操作放大器（對應輸入微少之區域檢測時之Α範圍與對應廣範圍之區域檢測之Β範圍）。即，操作放大器B具有對應可以檢測電流之廣變化範圍之廣範圍檢測之增益特性，操作放大器A係具有對應可以檢測電流之窄變化範圍之窄範圍檢測之增益特性。 (a )線係600A型多變流器之額定1次値爲40A時，將量測範圍之容許差轉換爲動作値誤差之曲線。將（a )線使甩爲判定基準，於量測區域中，誤差曲線必須在（a )線以下。 (b )線係600A型多變流器之額定1次値爲600A時，將量測範圍之容許差轉換爲動作値誤差之曲線。將（b )線本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ίφφ. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -12- 533642 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（10) 使用爲判定基準，於量測區域中，誤差曲線必須在（b )線以下。 (C )線係輸入電路A之誤差曲線在後述之演算式（卜 1 6 )之各參數內，下述之設定時的結果。 D :類比、數位轉換器之分解能=14位元 X:變流器輸入電路之誤差的大小=2LSB IFS ··檢測範圍之設定IFS_A = 0.33A 依據本圖，（c )線在量測區域內係在（a )或（b )線以下’而且’在保護區域內在檢測誤差5%(要求値）以下之故’知道在上述設定値可以滿足性能。 (d )線係輸入電路B之誤差曲線在後述之演算式（卜 1 6 )之各參數內，下述之設定時的結果。 D :類比、數位轉換器之分解能=14位元 X:變流器輸入電路之誤差的大小=2LSB IFS :檢測範圍之設定IFS_B = 26.4A 依據圖5，（ c )線在量測區域內係在（b )線以下，而且，在保護區域內在檢測誤差5%(要求値）以下之範圍中，知道可以滿足量測、保護之性能。接著，說明在本發明之一實施例所使用之演算式。以下所示之演算式係以在最壞情況取樣由變流器所送出之電流信號的情形（參考圖4 )爲例，導出電流之檢測範圍（IFS )設定與變流器輸入電路之誤差的關係者。此圖4係在樣本保持電路8取樣（電氣角30 ° )由變流器被送出之電流波形（類比値）之波形例。在取樣時， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) $ 訂 1#·. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13- 533642 A7五、發明説明（11) 包s變流器輸入電路之誤差，最壞情況係橫跨電流波形之 1週期，發生如圖4所示之誤差的情形。【數3】 (1 )振幅値演算積形方式資料數1 2點之情形電流實效値（Ic )之演算式、變流器輸入誤差（a )、 LSB値（b)成爲：式 le

B

fe2 IFS .-1 式（1-2) 2(d—D A = xB 式（1-3 ) A =變流器輸入電路之誤差 x =誤差之大小（0.5、1、2 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 D :類比數位轉換器之分解能 Ie =電流實效値 L00 。如圖5所示般地，如設爲在最壞情況下1 2點取樣 Ie’爲：

Ie 二 tZ〇 + J)2 + (’1 + d)2 + …+ (Z5 + J)2 + (’6 — d)2 + (’7 — d)2 + …(Μ — 乂)2 } 式（1-4) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ’e = +2也 )+"· + (ζ·52 +2也 +J2)+(/62 -2d/6 +j2)十…匕-2j/u - j2)} 式（1-5 ) 式（1 - 6 ) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14- 533642 A7 B7 五、發明説明（12) /e = —(/〇 +/\2 + ··· + ζπ)+—(z，〇 +/'i +h +/3 +/4 +/*5 ~h ~h ~h ~h -Z10 -iu)+ Λ2^ (1-7) 【數4】此處，由式（1 -1 )，得到：介2 二告(，》··· +、')式（1-8) 將式（1-8)代入式（1-7)， Ιβ — Ie^ — (i0 H- il + /*2 + /3 h ~ ~ h ~~ h ~~ — ho ~ h\) ^ 式（1 _ 9 ) 此處’有勾二-匕乂二―Ζ7，ί·2=—Ζ8，/3=-Ζ·9，Ζ4=—?1。，乙=—Ζ11 式（1-10) 之關係之故，將式（1 -10 )代入式（1 - 9 )， Ιβ — Ιβ^ — — (z'q + z*! + /*2 + /3 + / 4 + z'5) + C 1 ~ 1 1 ) 【數5】此處’ x (/0 + z\ + i2 + i3 + i4 +/5) = 1 λ/2/e sin 6W61 = 2V2/e ( 1-12) 〇，將式（1 -1 2 )代入式（1 -1 1 )，得到：

Ie2-Ie2 = — 2^i2Ie + A2 式（1-13) 3

Ie = jle2 + 2^~- +A2 式（1 -1 4 ) 。因此，檢查誤差（Ig )成爲：

Tp — Jp

Ig = \^ 式（1-15)

Ie Ι2_2^ + Α~_/β ig = ---式（1-10)

Ie 依據此式，電流原尺寸設定値以式（1-17)表示之。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 i#· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -15- 533642 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____B7 五、發明説明（13) + 式（1-17) X人〜 9 3 J 依據以上，以類比數位轉換器之分解能、變流器輸入電路之誤差的大小爲參數，進行滿足所要求之檢測精度之最適當設計。作爲類似類，在以下顯示2例。因此，藉由利用這些式子，關於本發明之一實施例之輸入電路A、B，一輸入上述之輸入電路A、B之量測條件，可以獲得圖5所75之曲線（c ) 、（ d )。， .又，其它之類似例在以下顯示2例。【數6】 (2 )振幅値.演算積形方式資料數6點之情形電流實效値（Ic )之演算式、變流器輸入誤差（A )、 LSB値（B)成爲: 心騷式（2-" B 二^7 式（2-2) Α = χΒ 式(2-3 ) Α =變流器輸入電路之誤差 χ =誤差之大小（0.5、1、2、…） D :類比數位轉換器之分解能 Ie二電流實效値如圖示般地，如設爲在最壞情況下6點取樣，Ie’爲：々二 J一Q + J)2 + (Ζ·1 + 4 + …+ (，5 + J)2 }式（2 - 4 ) 《=占fe+2也+f)+." + (/’52+2A5+f)}式（2-5) $紙張尺度適用中國國家標準（〇奶）八4規格（210父297公釐） ' " ' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) $ 訂秦· -16- 533642 A7 B7 五、發明説明（Η)

Ie =V6^Z〇 +Z，1 +， • · + z.f) + 2^4(ζ·〇 + ζ·ι + ζ·2 + + ζ·4 — ζ·5) + ( 2 _ 6

Ie'2 =-(/〇 +/\2 +--- + /5)+-(/0 +/^ +ζ2 +/3 +/4 +^5)+^2 式(2-7 ) 6 6 【數7】此處，由式（2-1 得到：將式（2-8 )代入式（2-7 )， Ie2 -Ie2 = — {i0 +/^ +/2 +/3 +/4 +/5) + ^2 式(2-9 ) 6 -/^2 = — (i0 +/\ +/2 +/3 +z，4 +^) + ^2 式(2-10) 此處， X (/0 + ίλ + i2 + z3 + /4 + ?5)-}^θάθ- 2y[lle ( 2- ，將式（2 -11 )代入式（2 -1 0 Ie2 -Ie2 =-2^Ie + A2 式（2-12〕 /e =Jle2A2 式（2-13) 。因此，檢查誤差（Ig)成爲： Ie -Ie

Ig

Ie 式（2-14 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 100. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

Ig

Ie2_2^2AIe+Al_Ie 3

Ie 式（2-15) 依據此式，電流原尺寸設定値以式（2-16)表示之

IFS 2㈣Ic

X jig2 +2Ig 式 :-16 【數8】 (3)振幅値演算積形方式資料數6點之情形本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17 - 533642 A7 _____ B7 五、發明説明（15) 電流實效値（Ic )之演算式、變流器輸入誤差（A ) LSB値（B)成爲：式（3-1)

B

IFS 式（3-2) A = xB 式（3-3) A =變流器輸入電路之誤差 x =誤差之大小（0·5、1、2 D :類比數位轉換器之分解能 Ie =電流實效値如圖示般地，如設爲在最壞情況下6點取樣 +^) + (zi +^)++ +^)}式（3-4) 〇 k’=7(z〇+ζ·ι ^-----1-/5) + ^ 式(3 - 5 ) 6 【數9】此處，依據式（3-1 ) = +ζ\+··· + ζ·5) 式（3-6)之故，將式（3 - 6 )代入式（3 - 5 )，得到： XlFS 式（3-7)

Ie'-Ie - A-xB (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Ie’爲 1#· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製。因此，檢測誤差（I g)成爲： Tc'-Ie 式（3-8)

Ig

Ie A Ic 式（3-9) 依據此式，原尺寸設定値以式（3-10)表示t °

IFS

Igle2 ㈣式（3-10 又，將繼關於上述式（3-10)之電流的事項改變胃® 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -18- 533642 A7 B7 五、發明説明（16) 壓’下一關於電壓之原尺寸設定値之式子成^ ° 【數10】 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 演算式·· VFS ^ 2{D l—(Jvg2 +2Vg+ - x 9 3 yl

Vg =檢測誤差 x =變壓器輸入電路之誤差的.大小（0·5、1、2…） D =類比數位轉換器之分解能 =電壓實效値 VFS =原尺寸値 .接著，說明設定本發明之一實施例的輸入電路之調整値條件之動作。圖6係至設定調整値爲止之流程圖，又，圖7以及圖 8係顯示其之顯示狀態。以下，參考圖面，說明調整値之設定方法。於步驟001中，藉由進行被設置於輸入部52之開關 (未圖示出）之操作，使保護繼電器爲輸入電路的調整値設定模式，MPU 11認識調整値之輸入轉換狀態。轉換後之顯示係成爲如圖7(a)，顯示部1 2具有7段LED，而且，經濟部智慧財產局員工消費合作社印製被設置於7段LED上部之LCD顯示部顯示現在爲SET模式 (調整値設定模式）。於步驟002中，輸入輸入電路使用之具有泛用性之廣範圍變壓器之形式之故，藉由切換輸入開關（未圖示出）轉換爲變壓器形式輸入模式。此時之輸入相符之形式之顯示係成爲如圖7(b)，於此實施例中，將600[A]之變壓器共通分配於輸入電路A、B。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -19- 533642 A7 B7 五、發明説明（17) 於步驟003中，與步驟002相同地，轉爲輸入變壓器之1次値之模式。輸入1次値。此際之顯示係成爲如圖 (a )，藉由設置在輸入部52之鍵盤輸入變壓器之1次値之値，或在1次値之値預先被決定之情形，切換設置在輸入部52之開關，輸入1次値。於步驟004中，調整値條件之設定一完了，爲了使調整値成爲有效，進行裝置的初期化（重置）。之後，MPU11 讀取被收容在記憶體14之調整値，依循上述計算式，作爲調整値設定作爲各輸入電路之量測區域、保護區域使用之檢測範圍。於步驟005中，由調整値設定模式回復爲通常運轉模式（進行保護、量測、監視之狀態）。此際之顯示係成爲如圖8(b)。以上，藉由於輸入電路A、B實施步驟001至步驟005 之調整操作，即使在利用有泛用性之廣範圍變壓器之情形，也可以進行高精度之保護繼電器之動作判定。接著，利用被接續於保護、量測控制單元3之外部的個人電腦之情形說明設定本發明之一實施例之輸入電路的調整値條件之動作。圖9係至設定調整値爲止之流程圖，又，圖10至圖14 係顯示那時之裝置構成。以下，參考圖10至圖14，說明調整値之設定方法。於步驟101中，如圖10所示般地，利用被安裝於保護繼電器之通訊埠1 82，接續泛用之個人電腦1 52。藉由此，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -20- 533642 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7__五、發明説明（18) 藉由外部之個人電腦1 5 2可以輸入被收容在記憶體14之調整値資訊。於步驟102中，藉由進行鍵操作使保護繼電器之狀態轉爲調整値設定模式。在此情形之鍵操作係藉由被設置在保護繼電器之輸入部5 2之鍵盤或開關而切換’或藉由個人電腦之鍵操作而轉換。於步驟1 〇 3中，如圖Π所示般地’在被顯示於個人電腦之畫面上之圖符中，以滑鼠選擇“調整“之圖符，轉爲進行調整之輸入之模式。於步驟1 〇 3中，如圖12所示般地，於個人電腦之畫面上例如輸入對象之輸入電路A、B使用之具有泛用性之廣範圍變壓器之形式爲600[A]，而且，輸入變壓器之1次値爲 .40[A] 〇於步驟104中，點選顯示在畫面之“傳送“圖符，總括地將輸入之調整値傳送於保護繼電器之記憶體14。於步驟1 0 5中，調整値之傳送一完了，爲了使調整値有效，點選顯示在畫面之“重置“圖符，進行保護繼電器之初期化（重置）。而且之後，MPU11讀取被收容在記憶體14之調整値條件，依循上述之計算式，進行演算，作爲調整値設定各輸入電路之檢測範圍。於步驟106中，由調整値設定模式回復爲進行通常運轉模式之保護、量測控制之狀態。藉由至少一次進行以上之操作，對於成爲設定對象之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .··.

、1T ί#· -21 - 533642 A7 B7 五、發明説明（19) 輸入電路A、B，實現設定使用共通地具有泛用性之廣範圍變壓器之情形的諷整値條件。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 接著，顯示關於本發明之保護繼電器以及具備保護繼電器之配電盤，設定各輸入電路之調整値之際的輸入、顯示之例。圖13以及圖14係顯示確認各輸入電路地設定之檢測範圍以及輸入電路之切換點是否滿足保護、量測要素之要求精度用之圖表。這些圖表係在被設置於個人電腦152或顯示部12之LCD之畫面上由MPU11或個人電腦152所演算處理而顯示者。這些曲線在操作者檢查各輸入電路的調整値之狀態時，進而，在新設定調整値時，可以透過輸入部52或個人電腦152而顯示。以下，利用CT1次値爲40A時與600A時之2種之例，說明圖表之顯示內容。圖13係顯示CT 1次額定爲600A時之圖表。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製圖表601之線係CT1次額定爲600A時，將對應之電流實效値之量測範圍的容許差轉換爲動作値誤差者。關於本發明之保護繼電器以及具備保護繼電器支配電盤的量測區域，各輸入電路之誤差曲線必須在圖表601之線以下。圖表602之橫線之點線係顯示保護要素應滿足之基準之5%的基準線.，於保護區域內，各輸入電路之誤差曲線必須在圖表602之線以下。圖表603之線係顯示輸入電路A之量測範圍之誤差曲線，圖表604之線係顯示輸入電路B之量測範圍之誤差曲氏張尺度適用中酬家標準（CNS ) A4規格（210X297公餐) ' ' -22- 533642 Α7 Β7 五、發明説明（2() 線。此處，顯示本發明之保護繼電器或配電盤係沿著合成圖表603、604之條件之粗線的圖表，決定各輸入電路A、B 之調整値，而且，各輸入電路A、B之調整値滿足圖表 601、602之條件。作爲各輸入電路A、B之調整値，顯示輸入電路A之檢測範圍係檢測0.001 [Arms]至0.33 [Arms]之電流實效値之區間，而且，於0.33[Arms]設定由輸入電路A切換爲輸入電路B之切換點，在0.33 [Arms]以上之電流實效値係使用輸入電路B進行量測，關於輸入電路B係顯示檢測0.33 [Arms] 至26.4 [Arms]之電流實效値之區間。接著，圖14係顯示CT1次額定爲40[A]時之圖表。圖表621之線係CT1次額定爲40A時，將量測範圍之容許差轉換爲動作値誤差之圖表，在量測區域中，誤差曲線必須在圖表62 1之線以下。圖表622之點線係與上述圖表602相同地，顯示應滿足保護要素之基準之5 %的基準線，於保護區域內，各輸入電路的誤差曲線必須在圖表622之線以下。而且’圖表623之線係顯示輸入電路A之量測範圍的誤差曲線，圖表624之線係顯示輸入電路B之量測範圍之誤差曲線，合成圖表6 2 3、6 2 4之粗線係滿足圖表6 2 1、圖表622爲其絕對條件。而且，此CT1次額定在40[A]時，本發明之保護繼電器或配電盤係沿著合成圖表623、624之條件的粗線之圖表，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21 οχ297公釐) ' -23- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ίφ· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 533642 A7 _._B7____

五、發明説明（2D (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 作爲各輸入電路A、B之調整値，決定檢測範圍，而且，顯示此各輸入電路A、B之調整値係滿足圖表6 0 1、6 0 2之條件。作爲此各輸入電路A、B之調整値，顯示輸入電路A之檢測範圍檢測由〇.〇〇〇4[Arms]至0.03[Ams]之電流實效値之區間，而且，在0.03 [Arms]中，設定由輸入電路A切換爲輸入電路B之切換點，關於0.03 [Arms]以上之電流實效値，利用輸入電路B以進行量測，於輸入電路B中，顯示檢測0.03[Arms]至7.0[Ams]之電流實效値之區間。操作者在檢查各輸入電路之調整値之狀態時，進而，在新設定調整値時，藉由透過輸入部52或個人電腦152顯示這些圖表，能夠確認沒有錯誤地設定新設定之各輸入電 .路的調整値或現在的調整値。又，在上述之實施例中，雖利用圖表以顯示各輸入電路之調整値，但是也可以以表形式顯示這些調整値。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製進而，在上述之本發明的實施例中，雖利用不具備增益控制部之保護繼電裝置以及配電盤以進行說明，但是本發明不用說也可以適用於具備增益控制部之保護繼電裝置以及配電盤。【發明之效果】如上述般地，如依據本發明之保護繼電器、或配電盤，藉由演算式（1 -16 )使得變壓器輸入電路的誤差與原尺寸設定之關係變得明確，藉由調整演算式（1 -1 6 )之參數，即使在使用具備數種類之額定電流比或一種類之一次額定本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -24- 533642 A7 B7 __ 五、發明説明（2$ 電壓比之變流器的情形，也可以提供能夠設定個別的輸入電路的檢測誤差在基準之檢測誤差以下之保護繼電器、或配電盤。又，即使不使用在習知的保護繼電裝置以及配電盤所使用之增益控制部，也可以構成具有高量測精度之保護繼電器、或配電盤之故，實現可以謀求構件點數削減、構裝面積縮小、原價降低。進而，如依據本發明之保護繼電裝置以及配電盤，操作者容易理解地顯示輸入電路之調整値的狀態之故，實現可以容易設定、確認輸入電路之調整値。【圖面之簡單說明】圖1係顯示本發明之一實施例之保護、量測控制單元 .與變流器之電路構成。圖2係顯示本發明之一實施例之配電盤的構成圖。圖3係顯示本發明之一實施例之至設定檢測範圍爲止之流程圖。圖4係顯示本發明之一實施例之取樣電流波形之波形圖。圖5係顯示使用600A型多形式之變流器之一實施例之檢測誤差與電流實效値之關係圖。圖6係顯示至設定本發明之一實施例的保護繼電器、或配電盤之調整値爲止之流程圖。圖7係顯示本發明之一實施例之設定調整値之際的保護繼電器、或配電盤的顯示畫面。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 L001 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -25- 533642 A7 __ B7 五、發明説明（2$ 圖8係顯示本發明之一實施例之設定調整値之際的保護繼電器、或配電盤的顯示畫面。圖9係顯示於本發明之一實施例的保護繼電器或配電盤中，利用個人電腦之調整値的設定時之流程圖。圖10係顯示於本發明之一實施例的保護繼電器或配電盤中，利用個人電腦之調整値的設定時之裝置構成圖。圖11係顯示於本發明之一實施例的保護繼電器或配電盤中，利用個人電腦之調整値的設定時之個人電腦的畫面。圖1 2係顯示於本發明之一實施例的保護繼電器或配電盤中，利用個人電腦之調整値的設定時之個人電腦的畫面。圖1 3係顯示於本發明之保護繼電器以及具備保護繼電器之配電盤中，設定各輸入電路的調整値之際的輸入、顯示例。圖14係顯示於本發明之保護繼電器以及具備保護繼電器之配電盤中，以其它條件設定各輸入電路的調整値之際的輸入、顯示例。【標號說明】 1 :主電路，2 :變壓器，3 :保護、量測控制單元， 4 :補助變壓器，5 :濾波器電路，6 :操作放大器，7 ··電阻器，8 :樣本保持電路，9 :多路傳輸器，10 :類比數位轉換器，11 :演算處理裝置，1 2 :顯不部，1 3 :輸出音β， 14 :記憶裝置，15 :遮斷器，16 :配電盤。本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐Ί ' -26- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -·ϋ ϋϋ ϋϋ mu \ V 11^ m· ϋ—i * 、言

St 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

Claims

533642 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 . 一種保護繼電器，係一種具備：輸出因應主電路之變化電流或電壓之檢測信號之變壓器；以及 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 利用前述檢測信號，判定前述主電路成爲指定狀態，輸出開關前述主電路之控制信號之控制單元之保護繼電器，其特徵爲：具有：輸入前述檢測信號之操作放大器，及類比、數位轉換由該操作放大器來之輸出信號之類比、數位轉換器之輸入電路；以及輸入由該輸入電路來之輸出信號，判定前述主電路成爲指定狀態，輸出開關前述主電路之控制信號之控制手段，複數個具備前述輸入電路之同時，具備各輸入電路地設定該複數之輸入電路的檢測範圍之手段。 2 .如申請專利範圍第1項記載之保護繼電器，其中前述輸入電路的檢測範圍係由前述各輸入電路之前述變壓器輸入電路的誤差、保護、量測之檢測誤差而加以推算。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 · —種配電盤，其特徵爲：具備如申請專利範圍第1項記載之保護繼電器，具備進行前述主電路之開關控制之開關器。 4 . 一種保護繼電器，其係一種具備：具有’·輸出因應主電路之變化電流或電壓之檢測信號之變壓器；以及輸入前述檢測信號之操作放大器；以及本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 533642 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍類比、數位轉換由該操作放大器來之輸出信號之類比、數位轉換器之輸入電路；以及 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 輸入由該輸入電路來之輸出信號，判定前述主電路成爲指定狀態，輸出開關前述主電路之控制信號之控制單元之保護繼電器，其特徵爲：具備設定前述輸入電路的檢測範圍之設定手段，該設定手段在表示前述輸入電路的檢測狀態之際，表示前述輸入電路之檢測範圍與檢測誤差之關係。 5 .如申請專利範圍第4項記載之保護繼電器，其中前述設定手段係具備顯示器，在顯示前述輸入電路的檢測狀態之際，圖表顯示前述輸入電路之檢測範圍與檢測誤差之關係。 6 .如申請專利範圍第4項記載之保護繼電器，其中複數個設置前述輸入電路，前述設定手段在顯示前述輸入電路的檢測狀態之際，顯示前述複數的輸入電路之檢測範圍與檢測誤差之關係。 7 . —種保護繼電器，其係一種具備：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製具有：輸出因應主電路之變化電流或電壓之檢測信號之變壓器；以及輸入前述檢測信號之操作放大器；以及類比、數位轉換由該操作放大器來之輸出信號之類比、數位轉換器之輸入電路；以及輸入由該輸入電路來之輸出信號，判定前述主電路成爲指定狀態，輸出開關前述主電路之控制信號之控制單元本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 533642 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍之保護繼電器，其特徵爲：具備設定前述輸入電路的檢測範圍之設定手段， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 該設定手段在表示前述輸入電路的檢測狀態之際，表示前述輸入電路之檢測範圍與檢測誤差之基準値之關係。 8 .如申請專利範圍第7項記載之保護繼電器，其中前述設定手段在顯示前述輸入電路的量測條件之際，圖表顯示前述輸入電路的量測範圍與檢測誤差之基準之關係。 9 . 一種保護繼電器，其係一種具備：具有：輸出因應主電路之變化電流或電壓之檢測信'號之變壓器；以及利用前述檢測信號，判定前述主電路成爲指定狀態，輸出開關前述主電路之控制信號之控制單元之保護繼電器，其特徵爲：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製具備：具有輸入前述檢測信號之第1操作放大器，以及類比、數位轉換由該第1操作放大器來之輸出信號之類比、數位轉換器之第1輸入電路；以及具有輸入前述檢測信號之第2操作放大器，以及類比、數位轉換由該第2操作放大器來之輸出信號之類比、數位轉換器之第2輸入電路，前述第2操作放大器與第1操作放大器比較，具有對應可以檢測電流或電壓之廣範圍變化範圍之廣範圍檢測之增益特性，具備各輸入電路地設定複數的輸入電路的檢測範圍之手段， •29 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 533642 10 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍設置各前述第1、第2輸入電路地設定檢測範圍之手段前述檢測範圍係利用前述變壓器之誤差、量測之檢測誤差而推算種保遵繼電益’其係一種具備具有：輸出因應主電路之變化電流之檢測信號之變流器；以及利用前述檢測信號，判定前述主電路成爲指定狀態’輸出開關前述主電路之控制信號之控制單元之保護繼電器，其特徵爲： · 具備：具有輸入前述檢測信號之第1操作放大器，以及類比、數位轉換由該第1操作放大器來之輸出信號之類比、數位轉換器之第1輸入電路；以及具有輸入前述檢測信號之第2操作放大器，以及類比、數位轉換由該第2操作放大器來之輸出信號之類比、數位轉換器之第2輸入電路，前述第2操作放大器與第1操作放大器比較，具有對應可以檢測電流或電壓之廣範圍變化範圍之廣範圍檢測之增益特性，設置各輸入電路地設定前述第1、第2輸入電路的檢測範圍之手段，前述檢測範圍係以各輸入電路之誤差的大小、類比數位轉換器之分解能,、、量測之容許檢測誤差等爲基礎，藉由 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

下述演算式而被Ϊ1

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -3〇 533642 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍【數1】演算式·· IFS = jig2 + 2Ig^- ♦ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Ig :檢測誤差 x=變流器輸入電路之誤差之大小（0.5、1、2、…） D =類比數位轉換器之分解能 Ie =電流實效:;:眞;>、 IFS =原尺寸 11 .如申請專利]^ .圍第9或10項記載之保護繼電器， '、：其中前述變壓器係利用可以對應數種類之一次一定電流或一種類之一次額定電壓之多形式的變壓器或變流器。 1 2 ·如申請專利範圍第9或10項記載之保護繼電器，其中爲了設定、調整包含在前述輸入電路之操作放大器之增益特性，設置可變電阻器。 13 .如申請專利範圍第9或10項記載之保護繼電器，其中爲了設定包含在前述輸入電路之操作放大器之增益特性，設置固定電阻器。 14 . 一種配電盤，其特徵爲：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製具備如申請專利範圍第9或10項記載之保護繼電器，進行前述主電路之開關控制。 15 · —種保護繼電器，其係一種具備：具有：輸出因應主電路之變化電壓之檢測信號之變壓器；以及利用前述檢測信號，判定前述主電路成爲指定狀態，輸出開關前述主電路之控制信號之控制單元之保護繼電 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 533642 【數2】演算式：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 > · · · A8 B8 C8 D8 ^、申請專利範圍器，其特徵爲：具備：具有輸入前述檢測信號之第1操作放大器’以及類比、數位轉換由該第1操作放大器來之輸出信號之類比、數位轉換器之第1輸入電路；以及具有輸入前述檢測信號之第2操作放大器’以及類比、數位轉換由該第2操作放大器來之輸出信號之類比、數位轉換器之第2輸入電路，前述第2操作放大器與第1操作放大器比較’具有對應可以檢測電流或電壓之廣範圍變化範圍之廣範圍檢測之增益特性，設置各輸入電路地.設定前述第1、第2輸入電路的檢測範圍之手段，前述檢測範圍係以各輸入電路之誤差的大小、類比數位轉換器之分解能、測之容許檢測誤差等爲基礎，藉由下述演算式而被推 Vg :檢測誤差 x =變壓器輸入電路之誤差之大小（0.5、 D :類比數位轉換器之分解能 V e =電壓貫效値 VFS =原尺寸値 1 6 .如申請專利丨5項記載之保護繼電器，其中爲T設定或調整包含在前述輸入電路之操作放大器之增益本i張尺度適用中國國家標準（CNS )以祕（21〇><297公羡） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-32 533642 8 8 8 8 ABCD 六、申請專利範圍特性，設置可變電阻器。 17 .如申請專利範圍第15項記載之保護繼電器，其中爲了設定包含在前述輸入電路之操作放大器之增益特性，設置固定電阻器。 1 8 . —種配電盤，其特徵爲：具備如申請專利範圍第1 5項記載之保護繼電器，進行前述主電路之開關控制。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）