(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統の異常を検出する複数のディジタル型保護継電器本体部を有し、これら複数のディジタル型保護継電器本体部による前記系統異常の検出出力により当該各保護継電器本体部対応の継電器出力開閉部を同時にオンし、トリップ指令を出力するディジタル型保護継電器の二重化構成において、
前記各ディジタル型保護継電器本体部内部の動作異常に基づき、予め定めるリスタート処理の終了後も当該動作異常が継続されているとき、異常警報を出力する常時監視手段と、
前記各継電器出力開閉部に個別に並列接続され、前記リスタート処理の終了後に出力される異常警報を受けて、対応する前記継電器出力開閉部をバイパスする複数のバイパス用開閉部を有するバイパス手段と、
前記各ディジタル型保護継電器本体部内部の処理動作が全て正常であるとき、処理正常を出力し、前記リスタート処理中にはバイパス補完信号を出力する全処理正常出力手段と、
前記各継電器出力開閉部に個別に並列接続され、前記処理正常出力を受けたときにオフし、前記バイパス補完信号を受けたときに対応する前記継電器出力開閉部をバイパスする複数のバイパス補完用開閉部を有するバイパス補完手段と
を備えたことを特徴とするディジタル型保護継電器の二重化バイパスシステム。
【請求項２】
前記リスタート処理は、動作異常時に予め定めるリスタート回数またはリスタート時間（期間）のもとに,リスタートを繰り返すことを特徴とする請求項１に記載のディジタル型保護継電器の二重化バイパスシステム。
【請求項３】
系統の異常を検出する複数のディジタル型保護継電器本体部を有し、これら複数のディジタル型保護継電器本体部による前記系統異常の検出出力により当該各保護継電器本体部対応の継電器出力開閉部を同時にオンし、トリップ指令を出力するディジタル型保護継電器の二重化構成において、
前記各ディジタル型保護継電器本体部内部の動作異常に基づき、予め定めるリスタート処理の終了後も当該動作異常が継続されているとき、異常警報を出力する常時監視手段と、
前記各継電器出力開閉部に個別に並列接続され、前記リスタート処理の終了後に出力される異常警報を受けて、対応する前記継電器出力開閉部をバイパスする複数のバイパス用開閉部を有するバイパス手段と、
前記各ディジタル型保護継電器本体部内部の処理動作が全て正常であるとき、サンプリング処理毎にカウント値をサイクリックに更新し、リスタート中には、カウントを停止するカウンタの状態を確認し、処理正常出力を出し、前記リスタート処理中にはバイパス補完信号を出力するカウンタ確認処理手段と、
前記各継電器出力開閉部に個別に並列接続され、前記処理正常出力を受けたときにオフし、前記バイパス補完信号を受けたときに対応する前記継電器出力開閉部をバイパスする複数のバイパス補完用開閉部を有するバイパス補完手段と
を備えたことを特徴とするディジタル型保護継電器の二重化バイパスシステム。
【請求項４】
前記ディジタル型保護継電器本体部内部の処理動作は、前記系統から取り込んだアナログ電流及びアナログ電圧をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換処理、この変換されたディジタル値に基づき、異常検出要素ごとに系統異常の有無を演算する要素演算処理、この要素演算処理によって系統異常の動作域にあるとき、予め定める異常と確定する条件を満足するかを判定するシーケンス処理を行うことを特徴とする請求項１または請求項３に記載のディジタル型保護継電器の二重化バイパスシステム。
【請求項５】
前記リスタート処理は、前記ディジタル型保護継電器本体部内部においてＡ／Ｄ変換処理毎、要素演算処理毎、シーケンス処理毎に実行されることを特徴とする請求項４に記載のディジタル型保護継電器の二重化バイパスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ディジタル型保護継電器の二重化バイパスシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力の給電系統に発生する異常を検出するために、２台のディジタル型保護継電器を並列に設置し、これら２台の保護継電器にて系統異常を検出したときにそれぞれ開放指令を出力し、各保護継電器対応の出力開閉部を同時にオンする論理積（ＡＮＤ）をもって遮断器を開放するディジタル型保護継電器の二重化構成を採用している。
【０００３】
このディジタル型保護継電器の二重化構成の中には、ディジタル型保護継電器ごとに常時監視部を設け、ディジタル型保護継電器の動作異常を監視する機能を備えたものがある。
【０００４】
各常時監視部は、対応するディジタル型保護継電器自身の動作異常を検出したとき、異常警報を出力し、異常と検出されたディジタル型保護継電器の出力側に設置される出力開閉部をバイパスすることにより保護から離脱させ、残る健全なディジタル型保護継電器のみで系統の保護を継続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３２５６６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、以上のようなディジタル型保護継電器は、継続する可能性の低い異常（例えばノイズ等で発生する一過性の異常）を考慮し、保護継電器の構成要素となる動作異常を判定する各処理要素毎に、その動作異常となった部位の処理に対してリスタート処理を実行する。このリスタート処理後に正常な動作状態に戻ったとき、常時監視部は、リスタート中を含めて当該部位の異常に関する異常警報を出力しない。これは、過剰な異常警報の出力を防止する為である。
【０００７】
しかしながら、リスタート中の一定期間、該当するディジタル型保護継電器は、内部の動作異常に伴って、系統異常を検出する本来の処理が行われていない。また、リスタート中は、前述したように異常警報を出していないことから、異常と検出されたディジタル型保護継電器対応の出力開閉部がバイパスされておらず、該当ディジタル型保護継電器は未だ系統保護用として使われている。このことは、系統に何らかの異常が発生しても、保護できなくなってしまう。
【０００８】
従って、リスタート中のディジタル型保護継電器は、保護から離脱されず、二重化バイパス構成を生かした保護ができなくなり、無保護状態となる可能性がある。
【０００９】
そこで、本ディジタル型保護継電器の二重化バイパスシステムは、リスタート中でも、異常とされたディジタル型保護継電器対応の出力開閉部をバイパスし、保護から離脱させ、残りの健全なディジタル型保護継電器で保護を継続することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態によれば、系統の異常を検出する複数のディジタル型保護継電器本体部を有し、これら複数のディジタル型保護継電器本体部による前記系統異常の検出出力により当該各保護継電器本体部対応の継電器出力開閉部を同時にオンし、トリップ指令を出力するディジタル型保護継電器の二重化構成であって、
前記各ディジタル型保護継電器本体部内部の動作異常に基づき、予め定めるリスタート処理の終了後も当該動作異常が継続されているとき、異常警報を出力する常時監視手段と、前記各継電器出力開閉部に個別に並列接続され、前記リスタート処理の終了後に出力される異常警報を受けて、対応する前記継電器出力開閉部をバイパスする複数のバイパス用開閉部を有するバイパス手段と、前記各ディジタル型保護継電器本体部内部の処理動作が全て正常であるとき、処理正常を出力し、前記リスタート処理中にはバイパス補完信号を出力する全処理正常出力手段と、前記各継電器出力開閉部に個別に並列接続され、前記処理正常出力を受けたときにオフし、前記バイパス補完信号を受けたときに対応する前記継電器出力開閉部をバイパスする複数のバイパス補完用開閉部を有するバイパス補完手段と
を備えたディジタル型保護継電器の二重化バイパスシステムである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係るディジタル型保護継電器の二重化バイパスシステムを示す構成図。
【図２】実施形態２に係るディジタル型保護継電器の二重化バイパスシステムを示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。  
（実施形態１）  
図１はディジタル型保護継電器の二重化バイパスシステムの実施形態１を示す構成図である。  
ディジタル型保護継電器の二重化構成は、電力系統１及び当該電力系統１に遮断器２を介して連なる下位の負荷連系系統３に変成器４及び変流器５を通して接続される複数のディジタル型保護継電器６ａ，６ｂと、これらディジタル型保護継電器６ａ，６ｂによって系統異常を検出したときに開放指令出力Ａを出してそれぞれオン動作される直列接続された保護継電器６ａ，６ｂ対応の２つの継電器出力開閉部７ａ，７ｂを有するトリップ指令出力部７とを含む構成である。
【００１３】
すなわち、ディジタル型保護継電器の二重化構成は、系統異常時に２台の保護継電器６ａ，６ｂから開放指令出力Ａを出してそれぞれ継電器出力開閉部７ａ，７ｂを同時にオンとする論理積（ＡＮＤ）をもって遮断器２を開放し電力系統１から負荷連系系統３を切り離す構成となっている。
【００１４】
なお、２台のディジタル型保護継電器６ａ，６ｂは、同じ構成であるので、以下、ディジタル型保護継電器６ａのみについて説明し、ディジタル型保護継電器６ｂは必要に応じて説明し、重複する部分の説明は省略する。
【００１５】
ディジタル型保護継電器６ａは、電力系統１及び負荷連系系統３から変成器４及び変流器５を通して得られるアナログ電圧及びアナログ電流を取り込んで系統１，３に発生する異常を検出するものであって、具体的には、入力変換部１１、Ａ／Ｄ変換処理部１２、要素演算処理部１３、シーケンス処理部１４及び開放指令出力部１５の他、常時監視部１６、異常警報出力部１７、全処理正常出力部１８が設けられている。
【００１６】
なお、少なくともＡ／Ｄ変換処理部１２、要素演算処理部１３、シーケンス処理部１４及び開放指令出力部１５は、ディジタル型保護継電器本体部を構成している。
【００１７】
ディジタル型保護継電器６ｂについても、ディジタル型保護継電器６ａと同様な構成要素により構成されている。
【００１８】
入力変換部１１は、保護継電器６ａ内のＡ／Ｄ変換処理部１２で予め決められたディジタル最大出力値等を考慮し、変成器４及び変流器５から得られるアナログ電圧、アナログ電流をそのディジタル最大値に適用できるような値に変換する機能を持っている。
【００１９】
Ａ／Ｄ変換処理部１２は、入力変換部１１で変換されたアナログ電圧及びアナログ電流をディジタル値に変換し、要素演算処理部１３に送出する。
【００２０】
要素演算処理部１３は、複数のリレー要素（複数のＣＰＵ）を有し、これらリレー要素ごとに所要の系統異常（例えば地絡要素，短絡要素、過電圧要素、不足電圧要素等）を検出する演算処理を実行し、その演算処理結果をシーケンス処理部１４に送出する。
【００２１】
シーケンス処理部１４は、要素演算処理部１３がリレー要素ごとに系統異常の動作域にあると判定したとき、シーケンス処理を実行する。このシーケンス処理は、例えば予めリレー要素ごとに系統異常を確定させるに必要な条件（例えばタイマー条件や遮断器の条件等）を設定し、その条件を満たしたとき、系統異常と判定する。これは、系統異常とする動作域にあるが、一時的な過電流，過負荷の状態であるのか、本来の系統異常なのか、予め定める各種の条件のもとに本来の系統異常を見つけ出す処理を行うものである。
【００２２】
開放指令出力部１５は、シーケンス処理部１４から系統異常の判定結果を受け取ると、開放指令出力Ａを出し、トリップ指令出力部７の継電器出力開閉部７ａをオンする。このとき、他方の保護継電器６ｂからも同様に開放指令が出たとき、当該保護継電器６ｂに対応する継電器出力開閉部７ｂもオンする。従って、２つの継電器出力開閉部７ａ、７ｂの同時オン（論理積）をもってトリップ指令を出力し、遮断器２を開放する。
【００２３】
また、保護継電器６ａ，６ｂには前述したように常時監視部１６、異常警報出力部１７が設けられている。
【００２４】
そこで、ディジタル型保護継電器の二重化バイパスシステムでは、常時監視部１６の監視結果を反映させるためにトリップ指令出力部７を構成する継電器出力開閉部７ａ、７ｂにバイパス用開閉部８ａ、バイパス用開閉部８ｂを個別に並列接続した従来から実施されるバイパス回路８が設けられている。
【００２５】
常時監視部１６は、Ａ／Ｄ変換処理部１２、要素演算処理部１３及びシーケンス処理部１４がそれぞれＣＰＵで処理していることから、パリティチェック（パリティ異常），タイムアウト（例えばデータ要求応答時間アウト），チェック・サム（データチェック）等の動作異常を監視する機能を有するが、Ａ／Ｄ変換処理部１２、要素演算処理部１３及びシーケンス処理部１４のリスタート処理の制約を受ける。
【００２６】
すなわち、Ａ／Ｄ変換処理部１２、要素演算処理部１３及びシーケンス処理部１４は、動作異常を検出した際にそれぞれ予め定めるリスタート回数またはリスタート時間（期間）のもとに,リスタート処理を繰り返すが、このリスタート処理中には動作異常を出力しない。
【００２７】
従って、常時監視部１６は、Ａ／Ｄ変換処理部１２、要素演算処理部１３及びシーケンス処理部１４の処理に動作異常があっても、リスタート処理中、動作異常を出力しない。
【００２８】
常時監視部１６は、Ａ／Ｄ変換処理部１２、要素演算処理部１３及びシーケンス処理部１４のいずれかがリスタート処理終了後も継続して動作異常が生じているときその当該異常を異常警報出力部１７に通知する。
【００２９】
保護継電器６ａの異常警報出力部１７は、常時監視部１６からリスタート処理終了後に動作異常を受けると、異常警報Ｂを出力し、バイパス回路８を構成するバイパス用開閉部８ａをオンし、保護継電器６ａ対応の継電器出力開閉部７ａをバイパスする。つまり、リスタート処理終了後の異常警報Ｂを受けて、保護継電器６ａを保護から離脱させ、残る保護継電器６ｂのみで保護を行うものである。
【００３０】
従って、リスタート処理中、保護継電器６ａのＡ／Ｄ変換処理部１２、要素演算処理部１３及びシーケンス処理部１４のいずれかが動作異常となっても、常時監視部１６及び異常警報出力部１７から異常警報Ｂが出力されていないので、バイパス用開閉部８ａが保護継電器６ａ対応の各継電器出力開閉部７ａをバイパスしない。
【００３１】
その結果、保護継電器６ａは、保護から離脱されずに未だ保護用として使用され、系統に何らかの異常が発生しても適切に検出できない状態となり、二重化バイパスを設けた効果が十分に生かされない。
【００３２】
そこで、本ディジタル型保護継電器の二重化バイパスシステムとしては、Ａ／Ｄ変換処理部１２、要素演算処理部１３、シーケンス処理部１４内にそれぞれ個別に設けられ、各処理部１２，１３，１４が正常動作中であるか否かを出力する正常動作出力部１２ａａ，１３ａａ，１４ａａと、これら正常動作出力部１２ａａ，１３ａａ，１４ａａの出力から全処理の正常有無を判断する全処理正常出力部１８と、この全処理正常出力部１８の出力を用いて、バイパス回路８のリスタート処理中の不具合を補完する、継電器出力開閉部７ａ、７ｂにバイパス補完用開閉部９ａ、バイパス補完用開閉部９ｂを個別に並列接続したバイパス補完回路９とを備えた構成を追加したものである。
【００３３】
正常動作出力部１２ａａ，１３ａａ，１４ａａは、対応する各Ａ／Ｄ変換処理部１２、要素演算処理部１３、シーケンス処理部１４による処理が正常動作中、常時、正常動作信号を出力し、全処理正常出力部１８に送出する。すなわち、正常動作出力部１２ａａ，１３ａａ，１４ａａは、処理動作が正常動作中であれば正常動作信号を出力するが、処理動作が異常動作域にあってリスタート中であれば、正常動作信号を抑止して全処理正常出力部１８に送出する。
【００３４】
ここで、全処理正常出力部１８は、例えば保護継電器６ａ側の全ての正常動作出力部１２ａａ，１３ａａ，１４ａａから正常動作信号を受けているとき、バイパス補完用開閉部９ａをオフ状態とするが、何れか１つの全正常動作出力部１２ａａ，１３ａａ，１４ａａからの正常動作信号が抑止されているとき、リスタート中と判定し、バイパス補完用開閉部９ａをオン状態とし、リスタート中であっても保護継電器６ａを保護から離脱させ、残る健全な保護継電器６ｂのみで系統異常を検出し、継電器出力開閉部７ｂをオンとし、トリップ指令を出して遮断器２を開放し、保護を行うものである。
【００３５】
従って、以上のような実施形態によれば、保護継電器６ａ，６ｂ対応の継電器出力開閉部７ａ，７ｂに個別にバイパス用開閉部８ａ，８ｂを並列接続するバイパス回路８の他、バイパス補完用開閉部９ａ，９ｂを並列接続するバイパス補完回路９を設けた構成とする。
【００３６】
そして、Ａ／Ｄ変換処理部１２、要素演算処理部１３、シーケンス処理部１４による処理が正常動作中、全処理正常出力部１８の正常出力により例えばバイパス補完用開閉部９ａをオフとするが、動作異常の発生に伴うリスタート処理中はオン動作しないバイパス用開閉部８ａに代わって、バイパス補完用開閉部９ａをオンとし、例え保護継電器６ａを保護から離脱させ、残る健全な保護継電器６ｂのみで保護を継続させることができる。
【００３７】
すなわち、バイパス補完回路９を設けることにより、リスタート処理中であっても、動作異常となった保護継電器６ａ，６ｂを保護から離脱させるので、バイパス回路８の本来の機能を有効に生かしつつ、無保護状態を無くすことができる。
【００３８】
（実施形態２）
図２はディジタル型保護継電器の二重化バイパス方式の実施形態２を示す構成図である。なお、同図において、図１と同一ないし等価な構成部分には図１と同一符号を付し、その重複する構成部分の説明は省略する。
【００３９】
図２において特に異なるところは、保護継電器６ａ，６ｂの一部を構成するＡ／Ｄ変換処理部１２、要素演算処理部１３、シーケンス処理部１４にそれぞれサイクリックカウンタ１３ａｂ、１４ａｂ、１５ａｂを備える。
【００４０】
サイクリックカウンタ１３ａｂ、１４ａｂ、１５ａｂは、各Ａ／Ｄ変換処理、要素演算処理、シーケンス処理が正常に実行されているとき、それぞれ１サンプリング毎にサイクリックに１カウントして更新していくが、各Ａ／Ｄ変換処理部１２、要素演算処理部１３、シーケンス処理部１４のリスタート中には、カウントを更新しない。つまり、カウントを停止させる。
【００４１】
さらに、サイクリックカウンタ１３ａｂ、１４ａｂ、１５ａｂの出力側には、カウンタ確認処理部２１が設けられている。
【００４２】
このカウンタ確認処理部２１は、常時，サイクリックカウンタ１３ａｂ、１４ａｂ、１５ａｂの更新状態を確認し、全処理（Ａ／Ｄ変換処理、要素演算処理、シーケンス処理）に関するサイクリックカウンタ１３ａｂ、１４ａｂ、１５ａｂが更新されているとき全処理正常を判定し、例えば該当する保護継電器６ａのバイパス補完用開閉部９ａをオフ状態とするが、何れか１つのサイクリックカウンタ１３ａｂ、１４ａｂ、１５ａｂがリスタート中で更新していないとき、リスタート中と判定し、該当する保護継電器６ａのバイパス補完用開閉部９ａをオン状態とする。すなわち、リスタート中であっても、バイパス補完用開閉部９ａをオン状態とし、保護継電器６ａを保護から離脱させ、残る健全な保護継電器６ｂのみで系統異常を検出し、継電器出力開閉部７ｂを閉じ、トリップ指令により遮断器２を開放し、保護を行うものである。
【００４３】
すなわち、リスタート中でも、バイパス補完用開閉部９ａをオンして、保護継電器６ａを保護から離脱させ、残る健全な保護継電器６ｂのみで系統異常を検出したとき継電器出力開閉部７ｂをオン状態とし、トリップ指令により遮断器２を開放し、保護を行うものである。
【００４４】
従って、以上のような実施形態によれば、保護継電器６ａ，６ｂ対応の継電器出力開閉部７ａ，７ｂにバイパス回路８及びバイパス補完回路９を並列的に接続し、Ａ／Ｄ変換処理部１２、要素演算処理部１３、シーケンス処理部１４による各処理が正常に行われているとき、各サイクリックカウンタ１３ａｂ、１４ａｂ、１５ａｂを更新させ、何れかの処理が動作異常となってリスタート処理に入ったとき、カウントを停止させる。
【００４５】
従って、カウンタ確認処理部２１は、各サイクリックカウンタ１３ａｂ、１４ａｂ、１５ａｂの更新時には例えば保護継電器６ａ対応のバイパス補完用開閉部９ａをオフとするが、カウント停止によるリスタート処理中を確認したとき、バイパス補完用開閉部９ａをオンとし、例え保護継電器６ａを保護から離脱させ、残る健全な保護継電器６ｂのみで保護を行うことができる。
【００４６】
すなわち、バイパス補完回路９を設けることにより、リスタート処理中でも、動作異常となった保護継電器６ａ，６ｂを保護から離脱させるので、バイパス回路８の本来の機能を有効に生かしつつ、無保護状態を無くすことができる。
【００４７】
なお、上記実施形態１，２は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４８】
１…電力系統、２…遮断器、３…負荷連系系統、４…変成器、５…変流器、６ａ，６ｂ…ディジタル型保護継電器、７…トリップ指令出力部、７ａ，７ｂ…継電器出力開閉部、８…バイパス回路、８ａ，８ｂ…バイパス用開閉部、９…バイパス補完回路、９ａ，９ｂ…バイパス補完用開閉部、１１…入力変換部、１２…Ａ／Ｄ変換処理部、１３…要素演算処理部、１４…シーケンス処理部、１２ａａ，１３ａａ，１４ａａ…正常動作出力部、１２ａｂ，１３ａｂ，１４ａｂ…サイクリックカウンタ、１５…開放指令出力部、１６…常時監視部、１７…異常警報出力部、１８…全処理正常出力部、２１…カウンタ確認処理部。
【図１】
0005606305.tif 000002
【図２】
0005606305.tif 000003