(57)【要約】【課題】プロセスバスの伝送異常が検出された場合にリレー出力をロックして、不要な動作が行われるのを防止すること。【解決手段】  プロセスバスを介して少なくとも一つの相手方のデジタル形保護装置と通信するデジタル形保護制御装置において、自装置で検出したデータと相手方のデジタル形保護装置で検出したデータとに基づいて所定の演算を実行し、その演算結果をプロセスバスを介して相手方のデジタル形保護装置に出力するリレー演算回路部と、プロセスバスの伝送状態を監視し、プロセスバスに伝送異常が検出された場合は、リレー演算回路部の出力をロックする伝送異常検出部と、を備える。【選択図】図１
2014023320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスバスを介して少なくとも一つの相手方のデジタル形保護装置と通信するデジタル形保護制御装置において、
自装置で検出したデータと前記相手方のデジタル形保護装置で検出したデータとに基づいて所定の演算を実行し、その演算結果を前記プロセスバスを介して前記相手方のデジタル形保護装置に出力するリレー演算回路部と、
前記プロセスバスの伝送状態を監視し、前記プロセスバスに伝送異常が検出された場合は、前記リレー演算回路部の出力をロックする伝送異常検出部と、
を備えたことを特徴とするプロセスバス伝送を用いるデジタル形保護装置。
【請求項２】
前記伝送異常検出部が前記リレー演算回路部の出力をロックした場合、前記プロセスバスに伝送異常が生じたことを前記相手方のデジタル形保護装置に通知することで、前記相手方のデジタル形保護装置の伝送異常検出部を作動させて、前記相手方のデジタル形保護装置のリレー演算回路部からの出力をロックさせるための、ロック指示部を備える、
請求項１に記載のプロセスバス伝送を用いるデジタル形保護装置。
【請求項３】
複数のデジタル形保護装置をプロセスバスで通信可能に接続したプロセスバス伝送を用いるデジタル形保護装置システムにおいて、
前記複数のデジタル形保護装置のうちの第１デジタル形保護装置は親装置であり、
前記複数のデジタル形保護装置のうちの第２デジタル形保護装置および第３デジタル形保護装置は子装置であり、
前記第１デジタル形保護装置と前記第２デジタル形保護装置とは互いを相手方装置として第１プロセスバスにより通信可能に接続されており、
前記第１デジタル形保護装置と前記第３デジタル形保護装置とは互いを相手方装置として第２プロセスバスにより通信可能に接続されており、
前記第１デジタル形保護装置は、
自装置で検出したデータと前記第２デジタル形保護装置および前記第３デジタル形保護装置でそれぞれ検出したデータとに基づいて所定の演算を実行し、その演算結果を前記第１プロセスバスおよび前記第２プロセスバスを介して前記第２デジタル形保護装置および前記第３デジタル形保護装置に出力するリレー演算回路部と、
前記第２プロセスバスおよび前記第３プロセスバスの伝送状態を監視し、いずれかのプロセスバスに伝送異常が検出された場合は、前記リレー演算回路部の出力をロックする伝送異常検出部と、
前記伝送異常検出部が前記リレー演算回路部の出力をロックした場合、プロセスバスに伝送異常の発生したことを前記第２デジタル形保護装置および前記第３デジタル形保護装置に通知して、前記第２デジタル形保護装置および前記第３デジタル形保護装置の出力をロックさせるためのロック指示部と、
を備えるプロセスバス伝送を用いるデジタル形保護装置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスバス伝送を用いるデジタル形保護装置およびデジタル形保護装置システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のデジタル形保護装置間で電圧データ、電流データおよびオンオフデータを伝送することにより、所定のリレー演算を実施して所定の動作を行う、デジタル形保護装置システムは知られている（特許文献１、２）。
【０００３】
なお、センサ異常を検出した場合に、警報をロックするとともにセンサ異常を運転員に通知する技術（特許文献３）、コントローラ間での信号送受信に異常が検出された場合に異常の検出されたコントローラへの給電を停止する技術（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−３９７３４号公報
【特許文献２】特開２００７−２６７４５５号公報
【特許文献３】特開２００２−３６６２０１号公報
【特許文献４】特開２００５−１７０１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のデジタル形保護装置システムでは、プロセスバス伝送に対応しておらず、出力をロックできるリレーの種類にも限りがあり、使い勝手が悪い。また、従来のデジタル形保護装置システムでは、或る異常が検出された場合に、それに関連する他のデジタル形保護装置の出力をロックさせることができないため、信頼性の面で改善の余地がある。図４を参照して従来のデジタル形保護装置システムの概要を説明する。
【０００６】
図４では、例として３端子構成の系統図を示している。図４に示すように、背後に電源（不図示）を有するＡ端を代表端（親端）とし、Ａ端以外の各端子（Ｂ端、Ｃ端）を子装置とした系統が一般的な構成である。Ａ端（親端）には処理装置１０００と伝送装置１３００が、Ｂ端（子端）には処理装置１１００と伝送装置１３００が、Ｃ端（子端）には処理装置１２００と伝送装置１３００が、それぞれ配置されている。
【０００７】
Ａ端（親端）の処理装置１０００はリレー・処理部（以下、リレー演算処理部）１０１０と伝送部１０２０を有し、Ｂ端（子端）の処理装置１１００はリレー演算処理部１１１０と伝送部１１２０を有し、Ｃ端（子端）の処理装置１２００はリレー演算処理部１２１０と伝送部１２２０を有する。各端子のデータはそれぞれの伝送装置１３００により送受信され、伝送部１０２０、１１２０、１２２０からリレー演算処理部１０１０、１１１０、１２１０に受け渡されて、所定の演算を実施する。例えば、電流差動方式を適用したディジタル形保護制御装置の場合、零相電圧と零相差電流にて演算を実施するため、電圧データと電流データが必要となる。伝送帯域が狭いため、伝送フォーマット１４００を通じて各端子間で伝送できる情報は、電流データおよび零相電圧データに限られる。
【０００８】
電力系統に配置された遮断器や断路器が「切」状態になった場合、自動的にその休止端が検出される。休止となった端子では電流値を零化して、他の端子で不要な動作が実行されるのを未然に防止する。ここで、親端のリレー演算処理部１０１０は、例えばリレー１０１１、８７Ｇリレー（地絡作動リレー）１０１２、オアゲート１０１３、８７Ｇリレー出力１０１４を備える。子端のリレー演算処理部１１１０、１２１０とは、それぞれ例えばリレー１１１１、８７Ｇ出力の受信部１１１２、オアゲート１１１３を備える。
【０００９】
８７Ｇリレー１０１２を実装しているＡ端（親端）のリレー演算処理部１０１０が休止端となった場合、所定のリレー演算が実施できなくなる。そこで、親端のリレー演算処理部１０１０では、不要動作防止のため伝送装置１３００を介して、リレー８７Ｇの出力電流値を零化すると共に、各端Ｂ、Ｃにそれぞれロック信号を送信する（１０１４）。
【００１０】
このように従来技術の伝送フォーマット１４００は、伝送帯域が狭いため多種多様の情報を送受信することができず、伝送できる情報に制限がある。従って、８７Ｇリレーのような限られたリレーのみ対応しており、使い勝手が悪い。
【００１１】
また関連する複数のデジタル形保護装置を一括してロックすることができず、システムの信頼性および使い勝手が悪い。
【００１２】
本発明は上述の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、使い勝手を向上できるようにした、プロセスバス伝送を用いるデジタル形保護装置およびデジタル形保護装置システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決すべく、本発明に係るデジタル形保護装置は、プロセスバスを介して少なくとも一つの相手方のデジタル形保護装置と通信するデジタル形保護制御装置であって、自装置で検出したデータと相手方のデジタル形保護装置で検出したデータとに基づいて所定の演算を実行し、その演算結果をプロセスバスを介して相手方のデジタル形保護装置に出力するリレー演算回路部と、プロセスバスの伝送状態を監視し、プロセスバスに伝送異常が検出された場合は、リレー演算回路部の出力をロックする伝送異常検出部と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
伝送異常検出部がリレー演算回路部の出力をロックした場合、プロセスバスに伝送異常が生じたことを相手方のデジタル形保護装置に通知することで、相手方のデジタル形保護装置の伝送異常検出部を作動させて、相手方のデジタル形保護装置のリレー演算回路部からの出力をロックさせるための、ロック指示部を備えてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、プロセスバスを用いて多様な情報を伝送できると共に、プロセスバスの伝送に異常が検出された場合はリレー演算回路部の出力をロックして、不要な動作が行われるのを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施例に係るデジタル形保護装置システムの全体概要図。
【図２】リレー演算処理部の回路ブロック図。
【図３】一方のプロセスバス伝送に異常が検出された場合に、正常な他方のプロセスバスで接続されているデジタル形保護装置の出力もロックさせる様子を示す説明図。
【図４】従来のデジタル形保護装置システムの構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態は、以下に詳述するように、複数のデジタル形保護装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ間で電圧データ、電流データ、オンオフデータを伝送することによりリレー演算を実施する、ディジタル形保護制御装置システムである。
【００１８】
各装置１Ａ〜１Ｃはプロセスバスを介して送受信可能に接続されている。プロセスバス伝送に異常が発生した場合、その異常の検出により、リレー演算の出力をロックする。さらに、本実施形態では、一部のデジタル形保護装置においてプロセスバス伝送異常が検出された場合に、関連する他の全てのデジタル形保護装置にも異常の発生を通知して出力をロックさせる。
【００１９】
なお、デジタル形保護装置１Ａ〜１Ｃの予備装置（バックアップ装置）を事前に配置する構成としてもよい。この場合、プロセスバス伝送異常を生じた装置から、当該装置の予備装置に向けて切替信号を送信することで、プロセス伝送異常を生じた装置から予備装置に切り替えることができ、継続して保護することができる。
【００２０】
また、プロセスバス伝送異常の内容を複数段階で評価し、所定の段階の異常が検出された場合のみ、出力をロックさせる構成としてもよい。一時的な通信異常や軽微な通信異常によって出力ロック状態となるのを抑制し、安定した保護を行うためである。
【００２１】
但し、実施形態の記載は、本発明の理解及び実施に必要な範囲で本発明の構成を示したものであり、本発明の範囲は、実施形態の構成に限定されない。例えば電力系統以外に制御プラントなどの他のシステムにも適用できる。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本実施例に係るデジタル形保護装置システムの全体概要図である。変圧器３（１）〜３（３）からの電力は断路器６Ａ、６Ｂを介して、一方の母線５Ａと他方の母線５Ｂに供給される。
【００２３】
図１では、電力系統を保護するために複数のデジタル形保護装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃが設けられており、そのうち親装置１Ａを代表装置とし、親装置１Ａ以外の他の各装置１Ｂ、１Ｃを子装置としている。
【００２４】
親装置１Ａは、一方の母線５Ａを流れる電流を検出するための電流センサ８（１）と、他方の母線５Ｂを流れる電流を検出するための電流センサ８（２）と、一方の母線５Ａの電圧を検出するための電圧センサ９（１）と、他方の母線５Ｂの電圧を検出するための電圧センサ９（２）とに接続されている。
【００２５】
子装置１Ｂは、変圧器３（１）〜３（３）から遮断器７を介して母線５Ａ、５Ｂに流れる電流を検出するための電流センサ８（１）〜８（３）に接続されている。子装置１Ｃは、母線５Ａ、５Ｂのいずれかから遮断器７を介して負荷（不図示）に供給される電流を検出するための電流センサ８（４）、８（５）に接続されている。
【００２６】
各装置１Ａ〜１Ｃは、伝送部１０とリレー演算処理部１１を備える。親装置１Ａの伝送部１０は、一方のプロセスバス２Ａを介して一方の子装置１Ｂの伝送部１０と、他方のプロセスバス２Ｂを介して他方の子装置１Ｃの伝送部１０と、それぞれデータを送受信するようになっている。各プロセスバス２Ａ、２Ｂは、例えば各装置１Ａ〜１Ｃ間を接続する光ファイバケーブルを物理的伝送媒体として設けられている。各装置１Ａ〜１Ｃは、伝送部１０を介して他の装置から受領したデータ（測定値）をリレー演算処理部１１に受け渡すことで、リレー演算処理部１１で所定の演算を実施する。
【００２７】
伝送フォーマットは任意であり、各相の電流および電圧の他に、例えばオンオフデータの伝送が可能である。
【００２８】
図２を参照してリレー演算処理部１１の内部構成例を説明する。リレー演算処理部１１は、「リレー演算回路部」の一例としてのリレー演算ロックロジック２０と、「ロック指示部」の一例としての一括ロックロジック３０とを備える。「伝送異常検出部」の一例となる構成は、例えば、リレー演算ロックロジック２０内のプロセスバス伝送異常信号入力部２２が対応する。
【００２９】
リレー演算ロックロジック２０は、複数のリレー要素２１と、プロセスバスの伝送異常を示す信号を各リレー要素２１に与えるためのプロセスバス伝送異常信号入力部２２とを含んで構成される。図２では１つのリレー要素２１だけを示すが、例えば、８７Ｇリレー要素、２７リレー要素（不足電圧リレー）のような複数のリレー要素２１を設けることができる。リレー要素２１は、例えばソフトウェアによる内部処理として実現することができる。
【００３０】
リレー要素２１は、例えばリレー演算部２３と、リレー演算部２３の出力側に接続されるアンドゲート２４と、アンドゲートの出力を外部に取り出すためのリレー出力部２５を備えている。本実施例では、三相三線の構成に適用するため、リレー演算部２３は各相ごとにそれぞれ演算結果を出力する。各相ごとの出力は、それぞれのアンドゲート２４に入力される。各アンドゲート２４には、リレー演算部２３の出力のほかに、プロセスバス伝送異常信号入力部２２からの異常検出信号が反転して入力される。
【００３１】
プロセスバスに伝送異常が無い場合、プロセスバス伝送異常信号入力部２２から信号”０”が出力されており、その信号は”１”に反転されてアンドゲート２４に入力される。従って、リレー演算部２３から信号”１”が出力された場合、アンド条件が成立してアンドゲート２４から信号”１”が出力される。プロセスバスの伝送異常が検出されると、プロセスバス伝送異常信号入力部２２から信号”１”が出力され、信号”０”に反転されてアンドゲート２４に入力される。その結果、アンド条件は不成立となり、アンドゲート２４の信号は”０”に変化する。つまり、リレー要素２１の出力は強制的に０となり、出力ロックされる。
【００３２】
一括ロックロジック３０の構成例を説明する。一括ロックロジック３０は、各種信号が反転して入力されるアンドゲート３１と、アンドゲート３１の出力と自端レディ信号がそれぞれ入力されるアンドゲート３２、３３と、各アンドゲート３２、３３の出力が入力されるオアゲート３４とを備える。
【００３３】
第１のアンドゲート３１には、装置電源の異常を示す信号４０と、装置基板の異常を示す信号４１と、装置内の通信異常を示す信号４２と、リレー要素２１が出力ロック状態であることを示す信号４３とが反転して入力されている。第１のアンドゲート３１は、装置状態を検出するための装置状態検出部と呼んでもよい。
【００３４】
各信号４０〜４３は、正常時には”０”を出力するため、第１のアンドゲート３１には反転した信号”１”が入力されることになり、その結果、正常時の第１のアンドゲート３１の出力信号は”１”となる。これに対し、信号４０〜４３のいずれかが異常を示す信号”１”に変化すると、第１のアンドゲート３１の出力信号は”０”に変化する。つまり、装置状態検出部と呼ぶことのできる第１のアンドゲート３１は、予め設定される所定の入力信号４０〜４３のいずれかが異常を示す場合に、異常検出信号を出力する。
【００３５】
自端レディ信号４４はオアゲート３４の出力信号である。第２のアンドゲート３２には、第１のアンドゲート３１の出力信号と自端レディ信号４４を反転させた信号とが入力される。第３のアンドゲート３３には、第１のアンドゲート３１の出力信号を反転させた信号と自端レディ信号４４とが入力される。
【００３６】
従って、第２のアンドゲート３２は、第１のアンドゲートの信号が”１”であり、かつ自端レディ信号が”０”の場合のみ信号”１”を出力する。第３のアンドゲート３３は、第１のアンドゲート３１の信号が”０”であり、自端レディ信号が”１”の場合のみ信号”１”を出力する。
【００３７】
第２のアンドゲート３２の出力と第３のアンドゲート３３の出力とは、オアゲート３４に入力される。従って、オアゲート３４は、第２のアンドゲート３２または第３のアンドゲート３３のいずれかの出力信号が”１”の場合に、信号”１”を出力する。オアゲート３４の信号は、自端レディ信号４４として内部的に使用されるほかに、相手方のデジタル形保護装置にレディ信号４５として送信される。
【００３８】
いずれの信号４０〜４３も正常状態を示している場合、オアゲート３４は”１”と”０”を交互に出力し、それが自端レディ信号４４となって各アンドゲート３２、３３に入力される。信号４０〜４３のいずれかの出力信号が”０”になっている間、オアゲート３４からは”０”または”１”のいずれかが連続的に出力される。
【００３９】
このように、デジタル形保護装置の内部および該デジタル形保護装置が使用するプロセスバス伝送がともに正常な場合、自端レディ信号４４および他の装置に送信するレディ信号４５は、”１”と”０”を交互に繰り返して出力する。これに対し、デジタル形保護装置の内部またはプロセスバス伝送のいずれかに異常が検出されると、自端レディ信号４４およびレディ信号４５は、”１”または”０”を連続的に出力する。
【００４０】
図４で述べたように、電流差動方式において休止となった端子は、その電流値を零化することで、不要な動作が行われるのを防止している。しかし、不足電圧リレーのように電圧データを利用したリレー等では、もしも電圧値を零化してしまうと、リレーが不要に動作する。従って、別の対策が必要となる。
【００４１】
そこで、本実施例では、電圧データを利用したリレー等にも対応できるように、プロセスバス伝送異常の条件をロジックに組合せることによって、伝送異常の場合はロックを実施し、異常が無い場合は通常動作が可能となるようロジックを確立する。これにより、本実施例では、電圧データを用いるリレー等の場合でも不要動作が行われるのを未然に防止することができる。
【００４２】
また、複数のデジタル形保護装置１Ａ〜１Ｃから１つのシステムが構成されている場合は、１つのデジタル形保護装置のみについてのプロセスバス伝送異常であっても、同一システムを構成する他のデジタル形保護装置の機能に影響を及ぼす可能性がある。
【００４３】
そのために本実施例では、自装置に異常（装置内部の異常またはプロセスバス伝送異常）を検出した場合に、異常が検出されたことを相手方のデジタル形保護装置にレディ信号４５として通知する。
【００４４】
従って、システム内の或る子装置でプロセスバス伝送異常が検出された場合、その異常発生は親装置に通知され、リレー出力ロック信号４３として第１のアンドゲート３１に入力される。このため、親装置は、配下の各子装置に向けて、異常を示すレディ信号４５を出力する。親装置に接続された各子装置は、親装置から受領したレディ信号４５に基づいて、異常の発生を知ることができ、そのレディ信号４５をプロセスバス伝送異常信号入力部２２で用いることで、自装置のリレー出力をロックすることができる。これにより、システムの安定度が向上する。
【００４５】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。
【符号の説明】
【００４６】
１Ａ：デジタル形保護装置（親装置）、１Ｂ：デジタル形保護装置（子装置）、１Ｃ：デジタル形保護装置（子装置）、１０：伝送部、１１：リレー演算処理部、２１：リレー要素、２２：プロセスバス伝送異常信号入力部、４０〜４３：装置状態検出信号、４４：自端レディ信号、４５：レディ信号
【図１】
2014023320.tif 000003
【図２】
2014023320.tif 000004
【図３】
2014023320.tif 000005
【図４】
2014023320.tif 000006