(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮断器引き外しコイルと、一端が前記遮断器引き外しコイルに接続され遮断器の閉路時に通電状態となる遮断器補助接点と、が直列に接続されてなる遮断器引き外し回路に対する試験機能を備えた保護継電器であって、
前記遮断器引き外しコイルに流れる電流を通電可能に一端が前記遮断器補助接点の他端に接続される開閉部と、
一端が前記開閉部の他端に接続され、前記開閉部の接続先を、前記遮断器引き外しコイルを動作させる電流の経路である第１の経路、または前記遮断器引き外しコイルを動作させない値に制限された電流の経路である第２の経路に切り替える切替部と、
を備え、
前記切替部の他端は、前記第１の経路が形成されるときには電源に接続され、前記第２の経路が形成されるときには前記遮断器引き外しコイルを動作させない値に制限された抵抗体に接続されることを特徴とする保護継電器。
【請求項２】
遮断器引き外しコイルと、一端が前記遮断器引き外しコイルに接続され遮断器の閉路時に通電状態となる遮断器補助接点と、が直列に接続された遮断器引き外し回路に対する試験機能を備えた保護継電器であって、
前記遮断器引き外しコイルに流れる電流を通電可能に一端が前記遮断器補助接点の他端に接続される開閉部と、
一端が前記開閉部の他端に接続され、前記開閉部の接続先を、前記遮断器引き外しコイルを動作させる電流の経路である第１の経路、または前記遮断器引き外しコイルを動作させない値に制限された電流の経路である第２の経路に切り替える切替部の制御リレーに対して、前記遮断器引き外し回路の試験時に、前記第１の経路から前記第２の経路に切り替える制御信号を生成する制御信号生成部と、
を備え、
前記切替部の他端は、前記第１の経路が形成されるときには電源に接続され、前記第２の経路が形成されるときには前記遮断器引き外しコイルを動作させない値に制限された抵抗体に接続されることを特徴とする保護継電器。
【請求項３】
前記第２の経路には、前記遮断器引き外し回路の通電状態を確認可能な通電確認部が設置されていること、を特徴とする請求項１または２に記載の保護継電器。
【請求項４】
前記切替部は、前記遮断器引き外し回路の試験時には前記第１の経路から前記第２の経路に切り替えられ、
前記開閉部は、前記切替部の切替動作後に閉成されること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の保護継電器。
【請求項５】
前記切替部は、電力系統の故障時に前記第２の経路から前記第１の経路に切り替えられ、前記開閉部は、前記切替部の切替動作後に閉成されること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の保護継電器。
【請求項６】
前記開閉部は、電力系統の非故障時に前記遮断器補助接点の開放動作後に開放されること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の保護継電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮断器引き外し回路の試験機能を内蔵した保護継電器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
保護継電器は、電力系統の故障（事故を含む）を監視し、電圧や電流の異常上昇などに応じて電力系統に設置された遮断器を遮断動作させて、故障区間を電力系統から切り離すものである。従って、遮断器の動作には確実性が要求される。遮断器が正常に動作するか否かを調べるためには、電力系統に遮断器を組合せた状態で、遮断器の引き外し回路に電流を流すことによって遮断器の動作試験を実行することが理想的である。ところが、この動作試験によって実際に遮断器が動作してしまうと不要な停電が起こるため、従来では、遮断器を電力系統から切り離した後に遮断器の動作試験を実施していた。ただし、このような試験態様は、遮断器の取り外しや再組立に伴う時間を要するため、即時復旧が要求される電力系統には適さないという問題を抱えていた。
【０００３】
このような問題を解決する手段として、下記特許文献１に示される遮断器引き外し回路の試験装置は、遮断器を電力系統から切り離すことなく、電力系統に遮断器を組み合わせた状態でシーケンステストを自動的に行うことが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１１３１５８号公報（段落００１０、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に示される従来技術は、試験装置側の接点を利用しているため、系統故障時に動作する遮断器引き外し接点の動作を確認することができないという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、系統故障時に動作する遮断器引き外し接点の動作を確認することができる保護継電器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、遮断器引き外しコイルと、遮断器の閉路時に通電状態となる遮断器補助接点と、が直列に接続されてなる遮断器引き外し回路に対する試験機能を備えた保護継電器であって、前記遮断器引き外しコイルに流れる電流を通電可能に前記遮断器引き外し回路に直列に接続される開閉部と、前記開閉部の接続先を、前記遮断器引き外しコイルを動作させる電流の経路である第１の経路、または前記遮断器引き外しコイルを動作させない値に制限された電流の経路である第２の経路に切り替える切替部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、試験時または電力系統の故障時に閉成される開閉部と、遮断器引き外しコイルを動作させる電流の第１の経路と遮断器引き外し回路の健全性を確認可能な第２の経路とを切り替え可能に開閉部に接続され試験時に第１の経路から第２の経路に切り替える切替部とを備えるようにしたので、系統故障時に動作する遮断器引き外し接点の動作を確認することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる保護継電器の構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１にかかる保護継電器の第１のリレーＸ、Ｙの状態を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２にかかる保護継電器の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかる保護継電器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる保護継電器１の構成を示す図である。図１には、遮断器引き外し回路２０と保護継電器１とが示されている。
【００１２】
遮断器引き外し回路２０は、一端が電源Ｐに接続され他端が遮断器補助接点５２ａに接続された遮断器引き外しコイル６と、一端が遮断器引き外しコイル６に接続され他端が第１のリレーＸの接点２（以下単に「接点２」と称する）に接続された遮断器補助接点５２ａとを有して構成されている。
【００１３】
図示しない遮断器本体（以下「遮断器」と称する）は、遮断器引き外しコイル６への通電によって遮断動作することで電力系統を遮断する。遮断器補助接点５２ａは、この遮断器に内蔵され、遮断器の遮断動作と連動するものであり、例えば、系統故障が発生していないときは閉じており、系統故障によって遮断器が動作したときには開路するように構成されている。なお、一般的に、遮断器補助接点５２ａの接点容量は、接点２の接点容量より大きな値であり、遮断器補助接点５２ａは、接点２の接点故障を防止するために、接点２が開放するよりも早く動作する。以下の説明では、特に言及しない限り、遮断器補助接点５２ａが閉じた状態（すなわち遮断器が閉成されている状態）として本実施の形態にかかる保護継電器１の構成および動作を説明する。
【００１４】
保護継電器１は、主たる構成として、一端が遮断器補助接点５２ａの他端に接続され他端が第２のリレーＹの接点３（以下単に「接点３」と称する）に接続された接点２（例えばａ接点）と、一端が接点２の他端に接続された接点３と、接点２の開閉動作を制御する第１のリレーＸと、接点３の切り替え動作を制御する第２のリレーＹと、第１のリレーＸおよび第２のリレーＹを制御するＣＰＵ１３と、抵抗４と、引き外し回路の良否判定用の表示器５とを有して構成されている。すなわち、接点２は第１のリレーＸによって開閉制御され、接点３は第２のリレーＹによって遮断器引き外し回路２０の接続経路を切り替えることが可能である。なお、表示器５は、遮断器引き外し回路２０の通電状態を確認することが可能なものであればよく、例えば、ＬＥＤなどの表示手段や、通電の有無を確認可能な機構でもよい。
【００１５】
ＣＰＵ１３には、第１のリレーＸおよび第２のリレーＹが接続されている。例えば、第２のリレーＹは、ＣＰＵ１３にＣＢ連動試験モードが設定された場合には接点３をａ側に切り替え、ＣＰＵ１３にＣＢ連動試験モードが設定されていないときには接点３をｂ側に切り替える。また、第１のリレーＸは、ＣＰＵ１３に強制動作モードが設定されたときには接点２を閉成する。なお、上記の強制動作モードとは、開放されている接点２を強制的に閉じるためのモードであり、ＣＢ連動試験モードとは、遮断器引き外し回路２０の健全性を確認するために実行される試験モードである。第１のリレーＸおよび第２のリレーＹの接続状態の詳細に関しては後述する。
【００１６】
抵抗４の抵抗値は、以下のように決定される。すなわち、第２のリレーＹの接点３が接点ａ側となり遮断器引き外し回路２０が閉成されたときに、遮断器引き外しコイル６に大きな電流が流れると遮断器が動作して不要な停電を引き起こすこととなる。従って、抵抗４の抵抗値は、遮断器が動作することなく、かつ、表示器５が点灯しうる微弱な電流となる値とする。
【００１７】
以下、通常時（非試験時）または試験時における接点２および接点３の接続状態を説明する。まず、通常時において系統故障が発生していない場合、遮断器補助接点５２ａは閉、接点２は開の状態であり、接点３はｂ側である。次に、通常時において系統故障が発生した場合、系統故障を検知したＣＰＵ１３は、第１のリレーＸを制御することによって接点２を閉成する。その結果、遮断器引き外し回路２０、接点２、および接点３が、遮断器引き外しコイルを動作させる電流の第１の経路（接点３のｂ側から電源Ｎ間）に接続された状態となる。このことによって、遮断器引き外しコイル６には遮断器を動作可能な電流が通電され、遮断器が遮断動作して電力系統が保護される。なお、遮断器補助接点５２ａは、遮断器の動作に連動して開放される。
【００１８】
一方、遮断器引き外し回路２０の試験を実施する場合、ＣＰＵ１３にＣＢ連動試験モードが設定される。ＣＢ連動試験モードが設定されたＣＰＵ１３は、第２のリレーＹを制御することによって接点３をａ側に切り替える。さらに、ＣＰＵ１３にａ接点の強制動作モード（図示せず）が設定された場合、ＣＰＵ１３は、第１のリレーＸの強制動作を実行する。その結果、接点２が閉成され、遮断器引き外し回路２０、接点２、接点３、抵抗４、および表示器５が電源Ｐ、Ｎ間に直列に接続された状態となる。すなわち、遮断器引き外し回路２０、接点２、および接点３が、遮断器引き外し回路２０の健全性を確認可能な第２の経路（接点３のａ側から電源Ｎ間）に接続された状態となる。このとき、表示器５が点灯すれば、遮断器引き外し回路２０、すなわち遮断器引き外しコイル６および遮断器補助接点５２ａが健全な状態であるといえる。一方、表示器５が点灯しなければ、遮断器引き外し回路２０が健全な状態ではないといえる。このように、ＣＰＵ１３が第１のリレーＸと第２のリレーＹを制御することによって、遮断器引き外しコイル６および遮断器補助接点５２ａの健全性を確認することが可能である。
【００１９】
次に、遮断器引き外し回路２０の試験を実施している最中（ＣＢ連動試験時）に系統故障が発生した場合の接続状態を説明する。試験中に系統故障が発生した場合、系統故障を検知したＣＰＵ１３は、第２のリレーＹを制御することによって接点３をｂ側に切り替え、その後、第１のリレーＸを制御することによって接点２を閉成する。その結果、遮断器引き外し回路２０、接点２、および接点３は、上述した第１の経路に接続された状態となる。このことによって、遮断器引き外しコイル６には遮断器を動作可能な電流が通電され、遮断器が遮断動作して電力系統が保護される。なお、遮断器補助接点５２ａは、遮断器が遮断動作することによって開放される。
【００２０】
次に、図２を用いて、第１のリレーＸおよび第２のリレーＹの状態と、遮断器引き外し回路２０、接点２、および接点３の動作と、を関連付けて説明する。
【００２１】
図２は、本発明の実施の形態１にかかる保護継電器の第１のリレーＸ、Ｙの状態を示す図である。まず、通常時（非試験時）において系統故障が発生していない場合、第１のリレーＸおよび第２のリレーＹはＯＦＦである。従って、接点２は開であり接点３はｂ側に接続されるため、遮断器引き外しコイル６は非通電状態である。ここで系統故障が発生したとき、第１のリレーＸは、故障を検知したＣＰＵ１３によって制御されてＯＮとなり、第２のリレーＹは、引き続きＯＦＦである。従って、遮断器引き外しコイル６には遮断器が動作可能な電流が通電され、遮断器が動作し電力系統が保護される。
【００２２】
次に、ＣＰＵ１３にＣＢ連動試験モードが設定された場合、第２のリレーＹはＯＮとなり、続いて、ＣＰＵ１３に強制動作モードが設定されたとき、第１のリレーＸはＯＮとなる。従って、接点２は閉成され接点３はａ側に接続されるため、遮断器引き外しコイル６は通電状態となる。ただし、このときに遮断器引き外しコイル６に流れる電流値は、抵抗４によって遮断器が動作しない程度の値に制限されるため、遮断器が動作することはない。ここで、系統故障が発生した場合、第１のリレーＸは、引き続きＯＮであり、第２のリレーＹはＯＦＦとなる。従って、接点３がｂ側に切り替えられ、その後、接点２が閉成され、遮断器引き外しコイル６には遮断器を動作可能な電流が通電され、電力系統が保護される。
【００２３】
以上に説明したように、本実施の形態にかかる保護継電器１は、遮断器引き外しコイル６に流れる電流を通電可能に遮断器引き外し回路２０に直列に接続される接点２（開閉部）と、接点２の接続先を遮断器引き外しコイル６を動作させる電流の経路である第１の経路、または遮断器引き外しコイル６を動作させない値に制限された電流の経路である第２の経路に切り替える接点３（切替部）とを備えるようにしたので、遮断器引き外しコイル６だけでなく、接点２も含めた健全性の確認を実施することが可能である。従来技術では、遮断器引き外しコイルの動作確認は可能であるが、遮断器引き外し接点として機能する保護継電器の接点（本実施の形態にかかる接点２に相当）を含めた形での動作確認が困難であった。本実施の形態にかかる保護継電器１では、接点２も含む形で遮断器引き外し回路２０の動作を確認することが可能である。
【００２４】
また、本実施の形態に保護継電器１は、保護継電器１内に遮断器引き外し回路２０の試験回路（ＣＰＵ１３、第１のリレーＸ、第２のリレーＹ、接点２、接点３、抵抗４および表示器５）を内蔵するようにしたので、保護継電器１が設置される盤にこれらの試験回路を設置する必要がなく、従来技術に比して、スペースメリットを向上させることも可能である。
【００２５】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２にかかる保護継電器の構成を示す図である。実施の形態１にかかる保護継電器１は、試験回路として、ＣＰＵ１３、第１のリレーＸ、第２のリレーＹ、接点２、接点３、抵抗４および表示器５を備える態様であった。実施の形態２では、第２のリレーＹ、抵抗４、および表示器５が保護継電器１の外部に設置され、第２のリレーＹを制御することによって接点３の切り替え動作を制御する態様である。以下、図３を用いて、実施の形態２にかかる保護継電器１の構成と動作を説明する。なお、実施の形態１と同様の部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００２６】
図３に示される保護継電器１は、主たる構成として、制御信号生成部として機能するＣＰＵ１３と、第１のリレーＸと、接点２とを有して構成されている。実施の形態２と実施の形態１との相違点は、第２のリレーＹ、接点３、表示器５、および抵抗４が保護継電器１の外部に設置されている点である。
【００２７】
ＣＰＵ１３にＣＢ連動試験モードが設定された場合、ＣＰＵ１３は、接点３を切り替えるための制御信号を生成し、第２のリレーＹに対して出力する。すなわち、ＣＰＵ１３は、ＣＢ連動試験モードが設定されていない場合、制御信号を出力せず、ＣＢ連動試験モードが設定されたとき、制御信号を出力する。保護継電器１の外部に設置された第２のリレーＹは、ＣＰＵ１３からの制御信号を受信したとき、接点３をａ側に切り替える制御を行う。また、ＣＰＵ１３に強制動作モードが設定されたとき、第１のリレーＸは、実施の形態１と同様に接点２を閉成する。
【００２８】
次に、実施の形態２にかかる保護継電器１および接点３の動作を説明する。まず、通常時において系統故障が発生していない場合、第１のリレーＸおよび第２のリレーＹはＯＦＦである。従って、接点３はｂ側に接続されているが接点２が開であるため、遮断器引き外しコイル６は、非通電状態である。ここで、系統故障が発生したとき、第１のリレーＸは、故障を検知したＣＰＵ１３によって制御されＯＮとなる。また、このときＣＰＵ１３は、上述した制御信号を第２のリレーＹに出力しないため、第２のリレーＹは、引き続きＯＦＦである。すなわち、接点２は閉成されるが、接点３はｂ側のままである。従って、遮断器引き外し回路２０が閉成され、遮断器引き外しコイル６が通電状態となる。その結果、遮断器が動作し電力系統が保護される。
【００２９】
次に、ＣＰＵ１３にＣＢ連動試験モードが設定された場合、第２のリレーＹにはＣＰＵ１３からの制御信号が入力される。従って、第２のリレーＹがＯＮとなるため、接点３はａ側に切り替えられる。続いて、ＣＰＵ１３に強制動作モードが設定されたとき、第１のリレーＸがＯＮとなるため、接点２は閉成される。すなわち、接点２は閉成され、接点３はａ側に接続されるため、遮断器引き外しコイル６は通電状態となる。ただし、このときに遮断器引き外しコイル６に流れる電流値は、上述したように、遮断器が動作しない程度の値に制限されるため、遮断器が動作することはない。ここで、系統故障が発生したとき、ＣＰＵ１３は、第２のリレーＹに対する制御信号の出力を停止するため、接点３がｂ側に切り替えられる。その結果、遮断器引き外しコイル６には遮断器を動作可能な電流が通電され、遮断器が遮断動作して電力系統が保護される。
【００３０】
以上に説明したように、本実施の形態にかかる保護継電器１は、遮断器引き外しコイル６に流れる電流を通電可能に遮断器引き外し回路２０に直列に接続される接点２（開閉部）と、接点２の接続先を遮断器引き外しコイル６を動作させる電流の経路である第１の経路、または遮断器引き外しコイル６を動作させない値に制限された電流の経路である第２の経路に切り替える接点３（切替部）の制御リレー（第２のリレーＹ）に対して、遮断器引き外し回路２０の試験時に、第１の経路から第２の経路に切り替える制御信号を生成するＣＰＵ１３（制御信号生成部）と、を備えるようにしたので、実施の形態１にかかる保護継電器１と同様に、遮断器引き外しコイル６、遮断器補助接点５２ａ、および接点２の健全性の確認を実施することができるだけでなく、実施の形態１にかかる保護継電器１に比して保護継電器１本体の小型化を図ることが可能である。
【００３１】
さらに、本実施の形態では、抵抗４が保護継電器１の外部に設置されているため、実施の形態１にかかる保護継電器１に比べてＣＰＵ１３と第２のリレーＹとの間の配線などが若干増えるものの、抵抗４の値を容易に変更することが可能となる。上述したように、抵抗４の抵抗値は、第２のリレーＹの接点３が接点ａ側となり遮断器引き外し回路２０が閉成されたときに、遮断器が不要に動作することを抑制する値に設定される。従って、遮断器引き外しコイル６が、例えばメンテナンスなどによって変更された場合には、遮断器引き外しコイル６のインピーダンスに応じて抵抗４の抵抗値を変更しなければならない。本実施の形態では、抵抗４が保護継電器１の外部に設置されているため、保護継電器１を改修することなく抵抗４のみ交換するなどして抵抗値を容易に調整することが可能である。従って、本実施の形態にかかる保護継電器１は、様々な遮断器引き外しコイル６に適用可能である。
【００３２】
また、本実施の形態にかかる保護継電器１は、保護継電器１内に遮断器引き外し回路２０の試験回路（ＣＰＵ１３、第１のリレーＸ、接点２）を内蔵するようにしたので、保護継電器１が設置される盤にこれらの試験回路を設置する必要がなくなり、従来技術に比して、スペースメリットを向上させることも可能である。
【００３３】
なお、実施の形態１および２で説明した接点２の開放タイミングは、遮断器補助接点５２ａが開放する前であってもよいが、遮断器補助接点５２ａが開放した後に接点２が開放するように構成すれば、接点２の接点容量が小さくて済むため、保護継電器１のコストを抑えることができると共にスペースメリットを向上させることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明は、遮断器引き外し回路の試験機能を内蔵した保護継電器に適用可能であり、特に、系統故障時に動作する遮断器引き外し接点の動作を確認することができる発明として有用である。
【符号の説明】
【００３５】
１  保護継電器
２  第１のリレーＸの接点
３  第２のリレーＹの接点
４  抵抗
５  表示器
６  遮断器引き外しコイル
１３  ＣＰＵ（制御信号生成部）
２０  遮断器引き外し回路
５２ａ  遮断器補助接点
【図１】
0005517759.tif 000002
【図２】
0005517759.tif 000003
【図３】
0005517759.tif 000004