(57)【要約】【課題】  計測信号と保護信号とを一台の保護動作を実行する処理装置で行う。【解決手段】  電力系統の主回路１の電気特性を保護用として検出する保護用検出手段８と、前記電気特性を計測用として検出する計測用検出手段１２と、前記それぞれの検出手段８、１２から出力された信号を計測するとともに、前記主回路１を保護する保護動作を実行する処理手段１０とを備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
2006115573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の主回路の電気特性を保護用として検出する保護用検出手段と、
前記電気特性を計測用として検出する計測用検出手段と、
前記それぞれの検出手段から出力された信号を計測するとともに、前記主回路を保護する保護動作を実行する処理手段とを備えたことを特徴とする継電装置。
【請求項２】
前記保護用検出手段に前記電気特性を計測する切替用計測回路を有する検出手段を並列に接続し、この切替用計測回路を有する検出手段と前記計測用検出手段とを切替スイッチで切替えて前記処理手段に信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の継電装置。
【請求項３】
電力系統の主回路の電気特性を保護用として入力する入力端子と、
この保護用の入力端子に接続され、前記電気特性を検出する保護入力検出回路の基板と、
前記電気特性を計測用として入力する入力端子と、
この計測用の入力端子に接続され、前記電気特性を計測する計測入力検出回路の基板と、
前記保護入力検出回路および前記計測入力検出回路に接続され、前記電気特性を計測するとともに、前記主回路を保護する保護動作を実行する処理装置の基板とを備え、
前記保護入力検出回路の基板および前記計測入力検出回路の基板を平行に配置するとともに、これらの基板と前記処理装置の基板とを直交するように配置したことを特徴とする継電装置。
【請求項４】
前記保護入力検出回路の基板に切替用計測回路の基板を平行に配置し、この切替用計測回路および前記計測入力検出回路と前記処理装置間に切替スイッチを設けたことを特徴とする請求項３に記載の継電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受配電設備のような電力系統に用いられる計測機能および保護機能を有する継電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統を構成する受配電設備においては、主回路に過電流、不足電圧などの異常が起きると、その状態を計測し、計測した値が所定の設定値を超えると遮断器をトリップさせるなどの保護動作を実行する信号を出力して主回路を保護する継電装置が設けられている。
【０００３】
従来のこの種の継電装置は、計測機能と保護機能との両機能を有するものが知られている。そして、主回路に設けられた一台の変成器から入力信号を受け、計測と保護動作の実行とが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、変流器で電流要素、変成器で電圧要素のように電流および電圧の両方の入力信号を受け、これらを同時に計測し、それぞれ保護動作を実行するものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平６−２３５７３７号公報（第２ページ、図１）
【特許文献２】特開２００４−７７２５１号公報（第２ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の従来の継電装置においては、次のような問題がある。  
計測機能と保護機能とでは、入力信号の大きさが計測１に対し、保護が３０〜５０と大きい。更には、入力信号の精度が計測１％に対し、保護が数％と大きくなる。
【０００６】
このため、両機能を一台の継電装置で行おうとすると、互いの信号が干渉し合い、特に入力信号が小さく、更には精度を必要とする計測の信号が、保護の信号の方に振られてしまうことがある。また、これらの信号は、主回路から電磁、静電誘導を受け、信号の精度を保つことが困難であった。
【０００７】
このような信号の干渉を防ぐためには、継電装置内の信号をアナログ値からデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換装置や信号を演算する処理装置などを、計測用と保護用とに区分けしなくてはならなかった。これは、電流と電圧を同時に計測し、保護動作を実行するものにおいても同様である。これにより、計測機能と保護機能とを有する継電装置では、それぞれ専用のＡ／Ｄ変換装置や処理装置などが必要になり、全体形状が大型化していた。
【０００８】
このため、計測用と保護用とで互いの信号の干渉を抑制でき、変換装置や処理装置を共用して、小型化やコスト低減が図られる継電装置が望まれていた。
【０００９】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、計測信号と保護信号との干渉を抑制し、これらの信号を一台の処理装置で行う継電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の継電装置は、電力系統の主回路の電気特性を保護用として検出する保護用検出手段と、前記電気特性を計測用として検出する計測用検出手段と、前記それぞれの検出手段から出力された信号を計測するとともに、前記主回路を保護する保護動作を実行する処理手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、保護用の電気特性を検出する検出回路と計測用の電気特性を検出する検出回路との信号の干渉を抑制し、一台の処理装置で主回路の電気特性を計測し、保護動作の実行をさせているので、全体形状の小型化やコスト低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
先ず、本発明の実施例１に係る継電装置を図１および図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る継電装置の回路構成を示す図、図２は、本発明の実施例１に係る継電装置内の配置を示す上面図である。
【００１４】
図１に示すように、受配電設備の三相の主回路１には、保護用変流器２および計測用変流器３が設けられ、それぞれの出力が継電装置４に入力されている。
【００１５】
継電装置４内は、保護部５ａと計測部５ｂとに分かれて構成されており、保護用変流器２および計測用変流器３の出力に対応してそれぞれ三相の入力端子６ａ、６ｂが設けられている。
【００１６】
保護部５ａには、三相とも同様に、入力端子６ａに保護用に適する電流に変換する保護用補助変成器７が接続されている。保護用補助変成器７には、電流を検出する保護入力検出回路８が接続されている。そして、保護入力検出回路８には、アナログからデジタルに変換するＡ／Ｄ装置９を介して、主回路を遮断するような保護動作を実行する処理装置（ＣＰＵ）１０が接続されている。
【００１７】
計測部５ｂには、三相とも同様に、入力端子６ｂに計測用に適する電流に変換する計測用補助変成器１１が接続されている。計測用補助変成器１１には、電流を検出する計測入力検出回路１２が接続されている。そして、計測入力検出回路１２には、増幅回路１３を介して、保護部５ａと同様のＡ／Ｄ装置９、および処理装置（ＣＰＵ）１０が接続されている。
【００１８】
ここで、保護入力検出回路８は、保護用（保護用検出手段）として用いられ、比較的大きな電流値を検出し、その検出精度が数％となる。また、計測入力検出回路１２は、計測用（計測用検出手段）として用いられ、保護用に比べて、小さな電流値を検出し、その検出精度が高くなる。更に、処理装置１０は、これらの検出回路８、１２で検出された電流を計測し、この計測値を所定の値に設定した設定値と比較演算して、設定値を超えるような場合には主回路を遮断させる保護動作を実行する処理手段となる。
【００１９】
そして、図２に示すように、保護部５ａでは、箱体１５内に、保護用補助変成器７と保護入力検出回路８とが一枚の保護用基板１６にまとめられ、三相分が同一方向で略平行に配置されている。計測部５ｂも同様に、箱体１５内に、計測用補助変成器１１、計測入力検出回路１２、および増幅回路１３が一枚の計測用基板１７にまとめられ、三相分が同一方向で略平行に配置されている。
【００２０】
そして、それぞれの基板１６、１７は、箱体１５に取り付けられたそれぞれの入力端子６ａ、６ｂの直線上に配置され、最短距離のリード線で接続されている。また、それぞれの基板１６、１７は、接続端子１８を介して、一枚の基板にまとめられたＡ／Ｄ装置９と直交して接続されている。処理装置１０をまとめた基板は、Ａ／Ｄ装置９の基板と略平行に配置され接続されている。
【００２１】
このように入力端子６ａ、６ｂとそれぞれの基板１６、１７とを最短距離で接続し、直線上に並べると、保護部５ａと計測部５ｂとで信号の大きさなどが異なっていても、電磁誘導、静電誘導などを受け難く、互いの基板１６、１７間での干渉が抑制される。また、Ａ／Ｄ装置９および処理装置１０の基板は、全ての基板１６、１７と直交して同一方向に配置されているので、電磁誘導、静電誘導などを受ける条件がほぼ同様となり、互いの干渉が相殺される。
【００２２】
これにより、計測用と保護用とで電流の大きさが異なるものにおいても、一台のＡ／Ｄ装置９および処理装置１０で、それぞれの電流の信号の処理、演算を精度よく行うことができる。
【００２３】
上記実施例１の継電装置によれば、保護用基板１６と計測用基板１７とをそれぞれ平行して並べ、一台のＡ／Ｄ装置９および処理装置１０に直交するように接続しているので、互いの基板１６、１７間の干渉が抑制され、処理装置１０での処理、演算の精度が良好に保たれ、継電装置全体形状の小型化やコスト低減を図ることができる。
【実施例２】
【００２４】
次に、本発明の実施例２に係る継電装置を図３および図４を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２に係る継電装置の回路構成を示す図、図４は、本発明の実施例２に係る継電装置内の配置を示す上面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、保護用補助変成器に第１の切替用計測回路を接続したことである。図３および図４において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、図３および図４は、一相分を示している。
【００２５】
図３に示すように、保護用補助変成器７には、保護入力検出回路８と第１の切替用計測回路２０とを並列に接続している。第１の切替用計測回路２０には、計測入力検出回路１２および増幅回路１３と同様の計測入力検出回路２１および増幅回路２２が設けられている。また、Ａ／Ｄ装置９とそれぞれの増幅回路１３、２２間には、三路の切替スイッチ２３が設けられ、Ａ／Ｄ装置９とそれぞれの増幅回路１３、２２との切替えができるようになっている。
【００２６】
ここで、第１の切替用計測回路２０が、保護用補助変成器７からの電流を計測する切替用計測回路を有する検出手段となる。
【００２７】
また、図４に示すように、第１の切替用計測回路２０を一枚の基板にまとめた第１の計測用基板２４は、保護用基板１６と平行に配置されている。そして、接続端子２５を介してＡ／Ｄ装置９に接続されている。なお、第１の計測用基板２４および計測用基板１７は、切替スイッチ２３で切替えた後に、いずれか一方を取り外して用いることもできる。
【００２８】
上記実施例２の継電装置によれば、実施例１の効果の他に、計測の精度を必要とする計測入力検出回路１２または２１を取り外して点検することができる。
【実施例３】
【００２９】
次に、本発明の実施例３に係る継電装置を図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施例３に係る継電装置の回路構成を示す図である。なお、この実施例３が実施例２と異なる点は、保護用補助変成器に第２の切替用計測回路を接続したことである。図５において、実施例２と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、図５は、一相分を示している。
【００３０】
図５に示すように、保護用補助変成器７には、保護入力検出回路８と第２の切替用計測回路３０とを並列に接続している。この第２の切替用計測回路３０には、計測入力検出回路２１と同様のものが設けられている。また、増幅回路１３と計測入力検出回路１２間、および増幅回路１３と第２の切替用計測回路３０間には、三路の切替スイッチ３１が設けられている。
【００３１】
上記実施例３の継電装置によれば、実施例２と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。上記実施例では、電流保護について説明したが、不足電圧のような電圧保護などの電気特性の保護においても用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例１に係る継電装置の回路構成を示す図。
【図２】本発明の実施例１に係る継電装置内の配置を示す上面図。
【図３】本発明の実施例２に係る継電装置の回路構成を示す図。
【図４】本発明の実施例２に係る継電装置内の配置を示す上面図。
【図５】本発明の実施例３に係る継電装置の回路構成を示す図。
【符号の説明】
【００３４】
１  主回路
２  保護用変流器
３  計測用変流器
４  継電装置
５ａ  保護部
５ｂ  計測部
６ａ、６ｂ  入力端子
７  保護用補助変成器
８  保護入力検出回路
９  Ａ／Ｄ装置
１０  処理装置
１１  計測用補助変成器
１２、２１  計測入力検出回路
１３、２２  増幅回路
１５  箱体
１６  保護用基板
１７  計測用基板
１８、２５  接続端子
２０  第１の切替用計測回路
２３、３１  切替スイッチ
２４  第１の計測用基板
３０  第２の切替用計測回路
【図１】
2006115573.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006115573.tif 000006
【図５】
2006115573.tif 000007