(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の電気量を二系統の保護継電器で監視する二重化監視システムにおいて、
電力系統の電気量に応じた信号データを出力する電気量検出手段と、
前記電気量検出手段が出力した信号データを検出するメイン側の保護継電器と、
前記電気量検出手段が出力した信号データを、前記メイン側の保護継電器と非同期で検出するフェイルセーフ側の保護継電器と、
前記メイン側の保護継電器が監視する信号データを記憶する第１の記憶手段と、
前記フェイルセーフ側の保護継電器が監視する信号データを記憶する第２の記憶手段と、
前記第１の記憶手段が記憶した信号データの最小値、及び前記第２の記憶手段が記憶した信号データの最小値を一定期間毎に抽出して、両最小値の差を求めて、前記差が所定値以上であると、前記二系統の保護継電器のいずれかの異常であると判定し、異常判定信号を出力する判定手段と、を備えたことを特徴とする二重化監視システム。
【請求項２】
前記判定手段からの異常判定信号により起動されて、前記異常判定信号の出力が停止するとリセットされ、一定期間毎に連続して前記異常判定信号が出力されていると前記一定期間よりも長い監視期間を計時する計時手段と、
前記計時手段が監視期間の計時完了後に、前記判定手段が引き続き異常判定信号を出力すると警報を出力する警報手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の二重化監視システム。
【請求項３】
電力系統の電気量に応じたディジタル信号データを二系統の保護継電器で監視する二重化監視方法において、
一定期間毎に各系統の保護継電器で前記ディジタル信号データの最小値を検出して、前記最小値の差が所定値以上の場合に、前記二系統の保護継電器のいずれかの異常と判定することを特徴とする二重化監視方法。
【請求項４】
前記異常判定が前記一定期間よりも長い監視期間終了後も続いていると、警報を出力することを特徴とする請求項３に記載の二重化監視方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統事故の検出信頼度を向上させるために、二系統の保護継電器で電力系統を監視する二重化監視システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力系統には、短絡事故や地絡事故などの発生を検出するために、様々な種類の保護継電器が設置されている。保護継電器は、電力系統に配置された変流器や計器用変圧器などの検出装置（変成器）で、電力系統の負荷電流や系統電圧の大きさや位相など電力系統の電気量を検出する。変成器は、電力系統の負荷電流や系統電圧の大きさに応じた信号を出力するので、事故が発生した場合、通常とは異なる信号（異常信号）を出力する。保護継電器は、異常信号を検出すると、変電所等に設けられた電力系統の電路を開閉する遮断器に遮断指令を出力して、その事故区間を電力系統から切り離す。
【０００３】
近年、マイクロコンピュータを備えたディジタル型保護継電器の使用が増加している。このディジタル型保護継電器は、電力系統の負荷電流や系統電圧の検出精度を従来よりも向上させることができ、電力系統の電気量に応じて変成器から出力されたアナログ信号をアナログ増幅回路で調整して、Ａ／Ｄ変換回路でこのアナログ信号をディジタル信号に変換する。そして、このディジタル信号を用いて演算処理回路で所定のリレー演算処理を行い、その結果をリレー出力回路に出力する。
【０００４】
このように、保護継電器は、電力系統で事故が発生した場合に重要な役割を果たすが、保護継電器が故障してしまうと事故を検出することができない。そのため、保護継電器は、自己の故障を検出するために常時監視を行っている。常時監視とは、保護継電器が内部回路の特定のハードウエアが出力する信号などに異常がないかを、常に又は所定の周期で判定・監視する方法である。保護継電器は、常時監視中に異常を検出すると、外部の制御盤などに警報を出力するように設定されている。これにより、監視員は、保護継電器の故障を容易に検出することができる。
【０００５】
しかし、１台の保護継電器で電力系統を監視していると、電力系統の異常なのか、それとも保護継電器の異常なのかを即座に判定できない場合がある。
【０００６】
そこで、このような問題に対して、従来は二重化監視システムを採用して対処していた。二重化監視システムでは、電力系統の同じ箇所の電気量を二系統で監視するために、２台の保護継電器を設置している。図４は、従来の二重化監視システムの概略構成を示したブロック図である。図４に示した二重化監視システム１０１では、一例として、保護継電器（メイン）１０２及び保護継電器（フェイルセーフ）１０３として、地絡方向継電器（６７Ｇ）を使用している。保護継電器１０２及び保護継電器１０３は、入力補助トランス（Ｔｒ）１０４を介して零相変流器（ＺＣＴ）１０５が接続され、電力系統１０６の異常を監視している。なお、保護継電器１０２及び保護継電器１０３は、非同期で電力系統１０６の異常を監視している。
【０００７】
入力補助トランス１０４は、零相変流器１０５の出力信号が一次側に入力されると、入力補助トランス１０４の二次側から所定の電圧信号を出力する。この電圧信号は、メイン側の保護継電器１０２の入力信号と、フェイルセーフ側の保護継電器１０３の入力信号と、して二分割される。分割された一方の電圧信号は、保護継電器１０２に入力されてアナログ増幅回路１１１で増幅され、アナログ増幅回路１１１から出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換回路１１２でディジタル信号に変換される。そして、ＣＰＵ回路１１３でリレー演算処理としてディジタルフィルタ処理が行われる。ここで、保護継電器１０２が検出したメイン側の常時監視用ＤＦデータを、Ｄｍ１，Ｄｍ２，Ｄｍ３，．．．とする。また、リレー演算処理処理周期は、例えば６．６７ｍｓとする。
【０００８】
また、分割された他方の電圧信号は、保護継電器１０３に入力されてアナログ増幅回路１１６で増幅され、アナログ増幅回路１１６から出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換回路１１７でディジタル信号に変換される。そして、ＣＰＵ回路１１８でリレー演算処理としてディジタルフィルタ処理が行われる。ここで、保護継電器１０３が検出したフェイルセーフ側の常時監視用ＤＦデータを、Ｄｆ１，Ｄｆ２，Ｄｆ３，．．．とする。また、リレー演算処理周期は、例えば保護継電器１０２と同様に６．６７ｍｓとする。
【０００９】
メイン側保護継電器１０２のＣＰＵ回路１１３は、常時監視処理周期（例えば、２ｓ＋α（αは常時監視処理時間））の所定のタイミング毎に、メイン側の常時監視用ＤＦデータ（例えば、データＤｍ１）、及びフェイルセーフ側の常時監視用ＤＦデータ（例えば、データＤｆ１）を抽出して、両データの差を求める。
【００１０】
ＣＰＵ回路１１３は、両データの差が所定の大きさ（例えば、０．３２ｍＡ）未満であれば正常であり、信号を出力しない。一方、ＣＰＵ回路１１３は、入力データＤｍ１と入力データＤｆ１との差が所定の大きさ以上であれば、異常判定信号を出力する。また、監視タイマ１２０が、異常判定信号により起動して、所定の監視時間（例えば１０ｓ）の計時を開始する。ＣＰＵ回路１１３は、常時監視処理を繰り返し行い、入力データＤｍ１と入力データＤｆ１との差が所定の大きさ以上であれば、引き続き異常判定信号を出力する。一方、入力データＤｍ１と入力データＤｆ１との差が所定の大きさ以内になれば、異常判定信号の出力を停止する。これにより、監視タイマ１２０はリセットされて、計時を終了する。このような動作により、ノイズなどの影響で一時的に入力データＤｍ１と入力データＤｆ１との差が所定の大きさ以上になった場合に、誤って警報を出力してしまうのを防止している。
【００１１】
ＣＰＵ回路１１３は、監視タイマ１２０の計時終了後の常時監視処理時に、入力データＤｍ１と入力データＤｆ１との差が所定の大きさ以上であれば、リレー出力回路１２１に信号を出力して、リレーをＯＮにする。有人の制御所などに設置された監視盤は、リレー出力回路１２１のリレーがＯＮになると警報を発する。監視員は、この警報により異常を検知して、所定の処理を行う。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の二重化監視システム１０１では、メインの保護継電器１０２とフェイルセーフの保護継電器１０３との検出データを比較して、両者の差の大きさに応じて異常判定信号を出力するため、以下のような問題があった。すなわち、メインの保護継電器１０２とフェイルセーフの保護継電器１０３とは、前記のように非同期で零相変流器１０５の出力信号（出力電流）の検出を行っていた。そのため、零相変流器１０５が出力した同じ信号を用いて監視を行っているが、信号の検出タイミング（位相）などが異なり、所定のタイミングで抽出したメイン側のデータＤｍ１と、フェイルセーフ側のデータＤｆ１と、を比較すると検出時間のズレが生じる。また、電力系統の負荷電流や系統電圧の値が大きく変動する場合には、特に検出誤差が大きいという問題がある。
【００１３】
図５は、従来の二重化監視処理を説明するためのデータの変化を示した図である。例えば、図５に示したように、入力電流Ｉ０が急変を繰り返す場合、メイン保護継電器１０２は、常時監視用データとしてＤｍ１＝ｈｉｇｈ，Ｄｍ２〜Ｄｍ５＝ｌｏｗ，Ｄｍ６〜Ｄｍ８＝ｈｉｇｈを算出する。また、フェイルセーフ保護継電器１０３は、２データ分検出タイミングがずれており、常時監視用データとしてＤｆ１〜Ｄｆ３＝ｌｏｗ，Ｄｆ４〜Ｄｆ７＝ｈｉｇｈ，Ｄｆ８＝ｌｏｗを算出する。そのため、メイン保護継電器１０２が検出したＤＦデータＤｍ４はｌｏｗであるのに対して、メイン保護継電器１０２が検出したＤＦデータＤｆ４はｈｉｇｈであった。したがって、ＤＦデータＤｆ４とＤＦデータＤｍ４とを比較すると、本来同じ値のはずであるが、両者の差が大きいため異常と判定されて、監視タイマ１２０が起動される。また、入力電流Ｉ０の急変が続いた場合でも常時監視処理の所定の処理周期毎に異常判定信号を出力するので、監視タイマ１２０は計時を開始してしまう。
【００１４】
そして、上記いずれの場合でも、常時監視用データの差の大きい状態が連続する可能性が高い。そのため、監視タイマ１２０から信号が出力されて、リレー出力回路１２１のリレーはＯＮとなり、監視盤１０７から警報が出力されてしまうことになる。
【００１５】
このように、２台の保護継電器を用いて非同期で二重化監視を行っているので、電気量の検出タイミング（位相）にズレが生じ、電気量の変動が大きい場合に異常判定信号を誤って出力してしまうという問題があった。また、電気量の変動が続くと、警報を出力しなくても良い場合に誤って警報を出力してしまうという問題があった。
【００１６】
そこで、本発明は、上記の問題を解決するために、電力系統の信号を非同期で二重化監視した際に正しく異常を検出できる保護継電器システム、及び検出方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【００１８】
（１）電力系統の電気量を二系統の保護継電器で監視する二重化監視システムにおいて、
電力系統の電気量に応じた信号データを出力する電気量検出手段と、
前記電気量検出手段が出力した信号データを検出するメイン側の保護継電器と、
前記電気量検出手段が出力した信号データを、前記メイン側の保護継電器と非同期で検出するフェイルセーフ側の保護継電器と、
前記メイン側の保護継電器が監視する信号データを記憶する第１の記憶手段と、
前記フェイルセーフ側の保護継電器が監視する信号データを記憶する第２の記憶手段と、
前記第１の記憶手段が記憶した信号データの最小値、及び前記第２の記憶手段が記憶した信号データの最小値を一定期間毎に抽出して、両最小値の差を求めて、前記差が所定値以上であると、前記二系統の保護継電器のいずれかの異常であると判定し、異常判定信号を出力する判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
この構成においては、二重化監視システムは、電気量検出手段が出力した電力系統の電気量を二系統の保護継電器で監視し、電気量に応じて非同期で検出した信号データの最小値を一定期間毎に抽出して、判定手段で両信号データの差が所定値以上であると、二系統の保護継電器のいずれかの異常であると判定し、異常判定信号を出力する。したがって、二重化監視を非同期で行うことによって信号データの検出タイミングがずれていても、電気量の急変や突出した値などの影響を受けにくくなり、二重化監視システムを構成するいずれかの保護継電器で故障が発生しても、容易にその故障を検出することが可能となる。
【００２０】
（２）前記判定手段からの異常判定信号により起動されて、前記異常判定信号の出力が停止するとリセットされ、一定期間毎に連続して前記異常判定信号が出力されていると前記一定期間よりも長い監視期間を計時する計時手段と、
前記計時手段が監視期間の計時完了後に、前記判定手段が引き続き異常判定信号を出力すると警報を出力する警報手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
この構成においては、計時手段が前記一定期間よりも長い監視期間の計時完了後にも、判定手段が引き続き一定期間毎に異常判定信号を出力していると、警報手段は警報を出力する。したがって、判定手段が異常判定信号を出力した際に、警報手段が警報を出力するようにすると、誤警報を出力してしまう場合が多くなるが、監視期間経過後に警報を出力するようにすると、誤警報の出力を抑制することが可能となる。
【００２２】
（３）電力系統の電気量に応じたディジタル信号データを二系統の保護継電器で監視する二重化監視方法において、
一定期間毎に各系統の保護継電器で前記ディジタル信号データの最小値を検出して、前記最小値の差が所定値以上の場合に、前記二系統の保護継電器のいずれかの異常と判定することを特徴とする。
【００２３】
この構成においては、二系統の保護継電器で監視する電力系統の電気量に応じたディジタル信号データの最小値の差を用いて異常判定を行うので、電力系統の電気量を非同期で検出したために検出タイミングがずれていても、二系統の保護継電器のいずれかの異常と誤判定するのを防止することが可能となる。
【００２４】
（４）前記異常判定が前記一定期間よりも長い監視期間終了後も続いていると、警報を出力することを特徴とする。
【００２５】
この構成においては、一定期間よりも長い監視期間終了後にも、異常判定が続いていると、警報を出力するので、電気量の急変や突出した値などの影響を受けて、誤って警報を出力してしまうことを防止できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る監視制御システムの構成を簡略に示したブロック図である。本発明では、メイン側とフェイルセーフ側との保護継電器で検出したデータの比較方法を改良したものである。以下に詳細を説明する。ここで、二重化監視システム１の一例として、保護継電器（メイン）２及び保護継電器  （フェイルセーフ）３として、地絡方向継電器（６７Ｇ）を使用した場合について説明する。
【００２７】
電力系統６の異常を監視する二重化監視システム１は、メイン側の保護継電器２、フェイルセーフ側の保護継電器３、入力補助トランス（Ｔｒ）４、電気量検出手段である零相変流器（ＺＣＴ）５、監視盤７を備えた構成である。また、メイン側の保護継電器２は、アナログ増幅回路１１、Ａ／Ｄ変換回路１２、第１の記憶手段である記憶回路１３、第２の記憶手段である記憶回路１４、判定手段であるＣＰＵ回路１５、計時手段である監視タイマ１６、及び警報手段であるリレー出力回路１７を備えている。
【００２８】
フェイルセーフ側の保護継電器３は、アナログ増幅回路２１、Ａ／Ｄ変換回路２２、及びＣＰＵ回路２３を備えている。なお、従来の二重化監視システム１０１と同様に、保護継電器２及び保護継電器３は、非同期でデータを検出する。
【００２９】
零相変流器５は、電力系統の所定の位置に設置され、その位置での零相電流を検出すると、検出した零相電流の大きさに応じた電流信号を出力する。
【００３０】
入力補助トランス４は、零相変流器５からの出力信号に応じた電圧信号を出力する。監視盤７は、メインの保護継電器２から出力された信号が入力されると警報を発する。
【００３１】
メイン側の保護継電器２において、アナログ増幅回路１１は、入力補助トランス４から出力された電圧信号を増幅（調整）する。Ａ／Ｄ変換回路１２は、アナログ増幅回路１１から出力されたアナログ信号をディジタル信号に変換する。記憶回路１３は、ディジタルフィルタ処理後のメイン側の入力データ（Ｄｍ１，Ｄｍ２，Ｄｍ３，．．．）を記憶する。記憶回路１４は、保護継電器３が出力したフェイルセーフ側のディジタルフィルタ処理後の入力データ（Ｄｆ１，Ｄｆ２，Ｄｆ３，．．．）を記憶する。
【００３２】
ＣＰＵ回路１５は、所定の周期（例えば６．６７ｍｓ周期）でのリレー演算処理として、Ａ／Ｄ変換回路１２が出力したディジタル信号に対するディジタルフィルタ処理や最小値抽出処理を行う。また、保護継電器２の各部の制御処理を行う。さらに、メイン側の入力データ（Ｄｍ１，Ｄｍ２，Ｄｍ３，．．．）の所定期間（常時監視処理周期）毎の最小値と、フェイルセーフ側の入力データ（Ｄｆ１，Ｄｆ２，Ｄｆ３，．．．）の所定期間（常時監視処理周期）毎の最小値と、の比較処理を行う。なお、比較処理の詳細は後述する。
【００３３】
監視タイマ１６は、ＣＰＵ回路１５で異常判定信号が出力されると起動して、所定時間（例えば、１０ｓ）を計時する。リレー出力回路１７は、監視タイマ１６が計時を終了すると、警報を出力する。
【００３４】
フェイルセーフ側の保護継電器３において、アナログ増幅回路２１は、入力補助トランス４から出力された電圧信号を増幅（調整）する。Ａ／Ｄ変換回路２２は、アナログ増幅回路２１から出力されたアナログ信号をディジタル信号に変換する。ＣＰＵ回路２３は、所定の周期（例えば、６．６７ｍｓ）でリレー演算処理として、Ａ／Ｄ変換回路１２が出力したディジタル信号に対してディジタルフィルタ処理を行う。
【００３５】
次に、本発明の二重化監視システムの比較処理について、具体例を挙げて従来の二重化監視システムと比較しながら説明する。図２は、二重化監視処理を説明するためのデータの変化を示した図である。なお、以下の説明では、ディジタル信号データの大きさをｈｉｇｈ，ｍｉｄ，ｌｏｗとする。
【００３６】
前記のように従来の二重化監視システムでは、一定周期毎に同じタイミングにおけるデータをサンプリングして、両データを比較して、その差が予め設定した閾値以上であるか否かを判定していた。そのため、データの入力タイミングが異なるため、データ変動時には、正しい結果が得られなかった。例えば、電力系統の負荷電流Ｉ0が急変を繰り返している状態を想定してみる。今、図２（Ａ）に 示したように、メイン側の保護継電器２のデータＤｍは、ある一定期間においてＤｍ１＝ｈｉｇｈ，Ｄｍ２〜Ｄｍ５＝ｌｏｗ，Ｄｍ６〜Ｄｍ８＝ｈｉｇｈとなっている。この時に、フェイルセーフ側の保護継電器３のデータＤｆは、メイン側の保護継電器２のデータＤｍに対して２データ分検出タイミングがずれているため、ある一定期間において、Ｄｆ１〜Ｄｆ３＝ｌｏｗ，Ｄｆ４〜Ｄｆ７＝ｈｉｇｈ，Ｄｆ８＝ｌｏｗとなる。
【００３７】
そのため、従来の二重化監視システムでは、常時監視処理の所定のタイミングで抽出したデータＤｍ４とデータＤｆ４とを比較すると、差が閾値以上であるため、異常と判定してしまっていた。
【００３８】
このように、従来の方法ではメイン保護継電器とフェイルセーフ保護継電器とが非同期であり検出タイミングなどのズレにより、同じタイミングで常時監視用データを抽出してもデータに差が生じることがあった。
【００３９】
しかし、本発明の二重化監視システム１では、一定時間内における全データのうち最小値を抽出する。例えば、メイン側の保護継電器２では、Ｄｍ２〜Ｄｍ５が最小値であるので、この値をＤｍｓ１として出力する。また、フェイルセーフ側の保護継電器３では、Ｄｆ１〜Ｄｆ３，Ｄｆ８が最小値であるので、この値をＤｍｆ１として出力する。ＣＰＵ回路１５は、常時監視処理としてＤｍｓ１とＤｍｆ１とを比較して、両データの差を求める。この場合、電力系統の負荷電流Ｉ0が急変を繰り返している状態であるが、差は生じないため異常判定とはならず 、電力系統の負荷電流の入力状態での影響を受けない監視を実施することができる。
【００４０】
また、別の例として、負荷電流に低周波成分が重畳している状態を想定してみる。今、図２（Ｂ）に示したように、メイン側の保護継電器２のデータは、ある一定期間においてＤｍ１〜Ｄｍ３＝ｌｏｗ，Ｄｍ４〜Ｄｍ６＝ｈｉｇｈ，Ｄｍ７〜Ｄｍ８＝ｌｏｗとなっている。この時に、フェイルセーフ側の保護継電器３のデータＤｆは、メイン側の保護継電器２のデータＤｍに対して２データ分検出タイミングがずれているため、ある一定期間においてＤｆ１〜Ｄｆ２＝ｈｉｇｈ，Ｄｆ３〜Ｄｆ５＝ｌｏｗ，Ｄｆ６〜Ｄｆ８＝ｈｉｇｈとなる。
【００４１】
この場合、従来の二重化監視システムでは、常時監視処理の所定のタイミングで抽出したデータＤｍ４とデータＤｆ４とを比較すると、ズレが生じているため異なる値であり、差が閾値以上であるため、異常と判定してしまっていた。
【００４２】
しかし、本発明の二重化監視システム１では、所定時間内における全データのうち最小値を抽出するので、メインの保護継電器２は、Ｄｍ１〜Ｄｍ３，Ｄｍ７，Ｄｍ８の値をメイン側の最小値Ｄｍｓ１として出力する。また、フェイルセーフの保護継電器３は、Ｄｆ３〜Ｄｆ５が最小値であるので、この値をフェイルセーフ側の最小値Ｄｍｆ１として出力する。したがって、ＣＰＵ回路１５は、二重化監視処理としてＤｍｓ１とＤｍｆ１とを比較して、両データの差を求める。この場合、差は生じないため異常判定とはならず、電力系統の負荷電流の入力状態での影響を受けない監視を実施することができる。
【００４３】
さらに、別の例として、負荷電流がノイズの影響を受けている状態を想定してみる。今、図２（Ｃ）に示したように、メイン側の保護継電器２のデータは、ある一定期間においてＤｍ１＝ｈｉｇｈ，Ｄｍ２＝ｍｉｄ，Ｄｍ３〜Ｄｍ７＝ｌｏｗ，Ｄｍ８＝ｍｉｄとなっている。この時に、フェイルセーフ側の保護継電器３のデータＤｆは、Ｄｍに対して３データ分検出タイミングがずれているため、ある一定期間においてＤｆ１〜Ｄｆ２＝ｌｏｗ，Ｄｆ３＝ｍｉｄ，Ｄｆ４＝ｈｉｇｈ，Ｄｆ５＝ｍｉｄ，Ｄｆ６〜Ｄｆ８＝ｌｏｗとなる。
【００４４】
この場合、従来の二重化監視システム１０１では、常時監視処理の所定のタイミングで抽出したデータＤｍ４とデータＤｆ４とを比較すると、ズレが生じて差が閾値以上であるため、異常と判定してしまっていた。
【００４５】
しかし、本発明の二重化監視システム１では、所定時間内における全データのうち最小値を抽出するので、メイン側の保護継電器２では、Ｄｍ３〜Ｄｍ７の値をメイン側の最小値Ｄｍｓ１として出力する。また、フェイルセーフ側の保護継電器３では、Ｄｆ１，Ｄｆ２，Ｄｆ６〜Ｄｆ８が最小値であるので、この値をフェイルセーフ側の最小値Ｄｍｆ１として出力する。よって、二重化監視処理部がＤｍｓ１とＤｍｆ１とを比較して、両者の差を求めた場合、差は生じないため異常判定とはならず、電力系統の負荷電流の入力状態での影響を受けない監視を実施することができる。
【００４６】
これに対して、図２（Ｄ）に示したように、フェイルセーフの保護継電器３で異常が発生して負荷電流がノイズの影響を受けている状態では、メイン側の保護継電器２のデータは、ある一定期間においてＤｍ１〜Ｄｍ８＝ｌｏｗとなっている時に、フェイルセーフ側の保護継電器３のデータは、ある一定期間においてＤｆ１＝ｌｏｗ，Ｄｆ２＝ｍｉｄ，Ｄｆ３〜Ｄｆ８＝ｈｉｇｈとなる。この場合、従来の二重化監視システムでは、同じタイミングで抽出したメイン側のデータＤｍ２〜Ｄｍ８のいずれかとフェイルセーフ側のデータＤｆ２〜Ｄｆ８とを比較すると、両データに位相のズレが生じていても、データＤｆ２〜Ｄｆ８は異常な値であるので、正しく異常判定信号を出力していた。
【００４７】
一方、本発明の二重化監視システム１では、所定時間内における全データのうち最小値を抽出するので、メイン側の保護継電器２では、Ｄｍ１〜Ｄｍ８の値をメイン側の最小値Ｄｍｓ１として出力する。また、フェイルセーフの保護継電器３では、Ｄｆ１が最小値であるので、この値をフェイルセーフ側の最小値Ｄｍｆ１として出力する。
【００４８】
そのため、二重化監視処理部がＤｍｓ１とＤｍｆ１とを比較して、両データの差を求めた場合、差は生じないため異常判定とはならず、本来異常として検出すべきであるが、異常判定されないという問題が発生する。
【００４９】
しかしながら、フェイルセーフの保護継電器３で異常が発生した場合、最終的には連続的に異常値を出力することになる。したがって、例えば図２（Ｄ）の  ［２回目］に示したように、フェイルセーフ側の保護継電器３のデータは、次の一定期間においてＤｆ１〜Ｄｆ８＝ｈｉｇｈとなる。
【００５０】
よって、メイン側の最小値Ｄｍｓ１と、フェイルセーフ側の最小値Ｄｍｆ１と、を比較して、両データの差を求めた場合、規定値以上の差が生じるので異常判定となる。
【００５１】
次に、本発明の二重化監視システムにおける各部の動作を説明する。図３は、本発明の二重化監視システムにおける各部の動作を説明するためのフローチャートである。
【００５２】
零相変流器５は、電力系統６の零相電流を検出して、その大きさに応じた電流信号を出力している。入力補助トランス４は、零相変流器５から出力された零相電流に応じた信号が一次側に入力されると、二次側から所定の電圧信号を出力する。この入力補助トランス４から出力された電圧信号は、保護継電器２の入力信号と、保護継電器３の入力信号と、に二分割される。
【００５３】
分割された一方の電圧信号は、保護継電器２に入力されて、アナログ増幅回路１１で増幅・調整される。Ａ／Ｄ変換回路１２は、アナログ増幅回路１１から出力されたアナログ信号を、ディジタル信号に変換する。また、分割された他方の電圧信号は、保護継電器３に入力されて、アナログ増幅回路２１で増幅・調整される。Ａ／Ｄ変換回路２２は、アナログ増幅回路２１から出力されたアナログ信号を、ディジタル信号に変換する。以上の処理は、常時行われている。
【００５４】
フェイルセーフ側の保護継電器３では、ＣＰＵ回路２３が、Ａ／Ｄ変換回路２２から出力されたディジタル信号に対して、ディジタルフィルタ処理を行う（ｓ２１）。そして、ＣＰＵ回路２３は、このディジタルフィルタ処理を行ったディジタルデータを、メインの保護継電器２へ出力する（ｓ２２）。
【００５５】
メイン側の保護継電器２では、ＣＰＵ回路１５が、Ａ／Ｄ変換回路１２から出力されたディジタル信号に対して、ディジタルフィルタ処理を行う（ｓ１）。そして、ＣＰＵ回路１５は、このディジタルフィルタ処理を行ったメイン側のディジタル信号データを記憶回路１３に格納するとともに、保護継電器３のＣＰＵ回路２３から出力されたフェイルセーフ側のディジタル信号データを、記憶回路１４に格納する（ｓ２）。また、ＣＰＵ回路１５は、常時監視処理周期の所定期間（例えば２ｓ＋α）毎に（ｓ３）、記憶回路１３に格納したメイン側のディジタル信号データ内の最小値Ｄｍｓ１と、記憶回路１４に格納したフェイルセーフ側のディジタル信号データ内の最小値Ｄｆｓ１を抽出する（ｓ４）。
【００５６】
続いて、保護継電器２のＣＰＵ回路１５は、上記ディジタル信号データの最小値Ｄｍｓ１と、ディジタル信号データの最小値Ｄｆｓ１と、の差を求める。そして、この差が、所定値（例えば、０．３２ｍＡ）以上であるか否かを判定する  （ｓ５）。
【００５７】
ＣＰＵ回路１５は、差が所定値以上であれば異常と判定して、異常判定信号を出力する（ｓ６）。この時、監視タイマ１６が起動済でなければ（ｓ７）、起動して所定の監視時間（例えば、１０ｓ）のカウント（計時）を開始する（ｓ８）。そして、ｓ１以降の処理を実行する。
【００５８】
また、監視タイマ１６が起動済の場合、カウントアップしていなければ（ｓ９）、引き続き監視タイマ１６に計時を続けさせる（ｓ１０）。また、ｓ１以降の処理を実行する。
【００５９】
一方、ＣＰＵ回路１５は、監視タイマ１６がカウントアップしていれば、警報信号を出力する（ｓ１１）。リレー出力回路１７は、この警報信号が出力されるとリレーを動作させて、接点をＯＮにする。これにより、このリレーに接続されている監視盤７が動作して所定の警報を発する。
【００６０】
また、ｓ５において、ＣＰＵ回路１５は、ディジタル信号データの最小値Ｄｍｓ１と、ディジタル信号データの最小値Ｄｆｓ１と、の差が所定の閾値未満であると、監視タイマ１６が起動済であるか否かを確認する（ｓ１２）。そして、監視タイマ１６が起動済である場合、監視タイマ１６をリセットする（ｓ１３）。そして、ｓ１以降の処理を実行する。
【００６１】
なお、以上の説明では、地絡方向継電器を例に説明したが、本発明はこれに限るものではなく、他の保護継電器を用いた場合でも当然良い。例えば、過電流継電器（５１）や地絡過電圧継電器（６４）などを用いた場合に適用できる。
【００６２】
また、本発明の二重化監視方法を用いることで電気量の変動の影響による誤検出を抑制できるので、以上の説明では、保護継電器２が監視タイマ１６を備えた構成としたが、保護継電器２に監視タイマ１６を設けずに、電気量の変動を瞬時検出する構成としても良い。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００６４】
（１）二重化監視システムは、電気量検出手段が出力した電力系統の電気量を二系統の保護継電器で監視し、電気量に応じて非同期で検出した信号データの最小値を一定期間毎に抽出して、判定手段で両信号データの差が所定値以上であると、二系統の保護継電器のいずれかの異常であると判定し、異常判定信号を出力する。これにより、二重化監視を非同期で行うことによって信号データの検出タイミングがずれていても、電気量の急変や突出した値などの影響を受けにくくなり、二重化監視システムを構成するいずれかの保護継電器で故障が発生しても、容易にその故障を検出することができる。
【００６５】
（２）計時手段が前記一定期間よりも長い監視期間の計時完了後にも、判定手段が引き続き一定期間毎に異常判定信号が出力されていると、警報手段は警報を出力する。これにより、判定手段が異常判定信号を出力した際に、警報手段が警報を出力するようにすると、誤警報を出力してしまう場合が多くなるが、監視期間経過後に警報を出力するようにすると、誤警報の出力を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る監視制御システムの構成を簡略に示したブロック図である。
【図２】二重化監視処理を説明するためのデータの変化を示した図である。
【図３】本発明の二重化監視システムにおける各部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】従来の二重化監視システムの概略構成を示したブロック図である。
【図５】従来の二重化監視処理を説明するためのデータの変化を示した図である。
【符号の説明】
１，１０１：二重化監視システム
２，１０２：保護継電器（メイン側）
３，１０３：保護継電器（フェイルセーフ側）
４，１０４：入力補助トランス
５，１０５：変成器（零相変流器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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