(57)【要約】      （修正有）【課題】直感的に保護要素の動作を確認することのできる系統事故解析装置及びこれを備えたディジタル保護継電器を提供する。【解決手段】系統事故解析装置は、系統の事故前後においてサンプリングされた電気量を記憶する記憶部１１と、保護要素の整定値と同種の状態量を演算する演算部１２と、保護要素の動作領域が示されたリレー特性図を表示させるリレー特性図表示部１３と、リレー特性図上に系統事故時の保護要素の整定値を表示させる整定値表示部１４と、演算部により演算された状態量をサンプリング毎にリレー特性図上にプロットする状態量表示部１５と、リレー特性図が表示される画面と同一画面上に、時間軸と、時間軸に沿ってスライドするカーソルとを表示する時間軸表示部１６と、カーソルが指し示す時刻に対応するプロット点の表示を他のプロット点と区別して表示するプロット点区別表示部１７と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタル保護継電器に含まれる系統を保護するための保護要素の動作を解析する系統事故解析装置であって、
系統の事故前後においてサンプリングされた電気量を記憶する記憶部と、
サンプリング毎に前記電気量から前記保護要素の整定値と同種の状態量を演算する演算部と、
前記保護要素の整定値に基づいて定められる前記保護要素の動作領域が示されたリレー特性図を表示させるリレー特性図表示部と、
前記リレー特性図上に系統事故時の前記保護要素の整定値を表示させる整定値表示部と、
前記演算部により演算された状態量を、サンプリング毎に前記リレー特性図上にプロットする状態量表示部と、
前記リレー特性図が表示される画面と同一画面上に、前記電気量のサンプリング時刻と対応付けられた時間軸と、時間軸に沿ってスライドするカーソルとを表示する時間軸表示部と、
前記状態量表示部によりプロットされたプロット点のうち、前記カーソルが指し示す時刻に対応するプロット点の表示を他のプロット点と区別して表示するプロット点区別表示部と、
を備えることを特徴とする系統事故解析装置。
【請求項２】
前記ディジタル保護継電器は前記保護要素を複数備え、
前記保護要素毎に、前記リレー特性図、前記整定値、前記動作領域、前記サンプリング毎の状態量のプロット、前記時間軸及び前記カーソルの表示を切り替えること、
を特徴とする請求項１記載の系統事故解析装置。
【請求項３】
前記請求項１又は請求項２記載の系統事故解析装置を備えたことを特徴とするディジタル保護継電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、系統で発生した事故を解析する系統事故解析装置及びこれを備えたディジタル保護継電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電力系統には、系統の保護を行うためのディジタル保護継電器が用いられている。図６は、従来のディジタル保護継電器を説明するための図である。図６に示すように、ディジタル保護継電器は、系統保護を行うための保護要素１０２を複数実装しており、系統に設けられたＣＴ１０３及びＶＴ１０４から電流と電圧を取り込んでいる。ディジタル保護継電器は、系統で電気故障１０５が発生し、入力電気量が保護要素１０２の整定値以上になると、当該継電器と対応付けて系統に設けられた遮断器１０６に対して、開放指令を出力することで、系統保護を実現している。
【０００３】
ディジタル保護継電器には、系統事故を解析するための事故解析機能としてデータアナライザ１０８が実装されている。データアナライザ１０８は、保護要素１０２の動作をトリガとして、動作前後の一定時間分のＣＴ１０３及びＶＴ１０４から取り込んだ電流及び電圧のアナログ入力１０９と、保護要素１０２の動作を示す動作チャート１１０と、保護要素１０２の整定値１１１を保存する機能を備える。
【０００４】
アナログ入力１０９と動作チャート１１０とは、実装される保護要素の数分だけ、事故が発生する度に保存される。保存件数が記憶容量の上限に達すると、古いデータを上書きして保存する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−  ５９１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、系統で発生した事故を解析する際には、系統事故解析装置又は当該装置を備えたディジタル保護継電器の操作者は、保護要素の動作チャートを確認し、動作した保護要素を特定していた。その後、動作した保護要素の整定値を確認し、アナログ入力で記憶された電気量が整定値以上であることからディジタル保護継電器が正動作したと判断していた。
【０００７】
保護要素が過電流継電器や不足電圧継電器のような電流、電圧の大きさだけで動作するものの場合には、アナログ入力と整定値の大小関係を確認するだけで動作したかが判断できるため、容易に動作の裏付けが可能である。
【０００８】
距離継電器や脱調検出継電器のようなインピーダンス値で動作する保護要素や、比率差動継電器のような電流差で動作する保護要素などについては、電流と電圧のアナログ入力を確認しただけでは、正しく動作しているか判別できない。こうした場合は、操作者が机上で計算する必要があり、直感的に保護要素の動作を確認することができない。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、直感的に保護要素の動作を確認することのできる系統事故解析装置及びこれを備えたディジタル保護継電器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本実施形態の系統事故解析装置は、ディジタル保護継電器に含まれる系統を保護するための保護要素の動作を解析する系統事故解析装置であって、次の構成を備えることを特徴とする。
（１）系統の事故前後においてサンプリングされた電気量を記憶する記憶部。
（２）サンプリング毎に前記電気量から前記保護要素の整定値と同種の状態量を演算する演算部。
（３）前記保護要素の整定値に基づいて定められる前記保護要素の動作領域が示されたリレー特性図を表示させるリレー特性図表示部。
（４）前記リレー特性図上に系統事故時の前記保護要素の整定値を表示させる整定値表示部。
（５）前記演算部により演算された状態量を、サンプリング毎に前記リレー特性図上にプロットする状態量表示部。
（６）前記リレー特性図が表示される画面と同一画面上に、前記電気量のサンプリング時刻と対応付けられた時間軸と、時間軸に沿ってスライドするカーソルとを表示する時間軸表示部。
（７）前記状態量表示部によりプロットされたプロット点のうち、前記カーソルが指し示す時刻に対応するプロット点の表示を他のプロット点と区別して表示するプロット点区別表示部。
【００１１】
また、上記の事故解析装置を備えるディジタル保護継電器も本実施形態の一態様である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】脱調検出器を例にした保護要素のリレー特性図である。
【図２】第１の実施形態に係る系統事故解析装置の機能ブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係る系統事故解析装置の表示画面を示す図である。
【図４】第２の実施形態に係る系統事故解析装置の機能ブロック図である。
【図５】第２の実施形態に係る系統事故解析装置の表示画面を示す図である。
【図６】従来技術を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［１．第１の実施形態］
［１−１．構成］
以下では、図１〜図３を参照しつつ、本実施形態に係る系統事故解析装置及びディジタル保護継電器について説明する。本ディジタル保護継電器は、系統に設けられた変流器（ＣＴ）や計器用変成器（ＶＴ）から系統の電流及び電圧のアナログの電気量を取得し、当該電気量から求められる物理量が、保護要素の整定値以上となる場合に保護要素の動作によって、系統を事故から保護するものである。
【００１４】
本ディジタル保護継電器は、系統を保護するための保護要素と、保護要素の動作内容を解析する系統事故解析装置と、を備える。
【００１５】
保護要素は、動作する整定値を有する保護継電器である。保護要素は、所定の整定値以上となった場合に動作し、系統を保護する継電器である。保護要素としては、例えば、距離継電器、脱調検出継電器、比率差動継電器、過電流継電器、不足電圧継電器などが挙げられる。保護要素には、その動作特性を示すリレー特性図が存在する。
【００１６】
図１は、保護要素として脱調検出継電器を例にしたリレー特性図を示している。なお、本実施形態では、保護要素として脱調検出継電器を例にして説明する。
【００１７】
脱調検出継電器は、インピーダンス値が整定値以上となった場合に動作する。図１に示すリレー特性図は、横軸を抵抗Ｒとし、縦軸をリアクタンスＸとしている。図１に示すＸＦ、ＸＢ、ＲＩ、ＲＯは、保護要素の整定値を示しており、整定値ＸＦ、ＸＢ、ＲＩ、ＲＯにより定まる平行四辺形の領域は、保護要素が動作する動作領域を示している。すなわち、当該継電器のインピーダンス値が動作領域に入ったとき、当該継電器が動作していることを示す。
【００１８】
系統事故解析装置は、保護要素の動作内容を解析し、確認するための装置である。図２は、本実施形態に係る系統事故解析装置の機能ブロック図である。図２に示すように、系統事故解析装置は、表示装置１０、記憶部１１、演算部１２、リレー特性図表示部１３、整定値表示部１４、状態量表示部１５、時間軸表示部１６、プロット点区別表示部１７、入力部１８を備える。
【００１９】
表示装置１０は、表示画面を備え、保護要素の動作内容を確認するための所定の表示を行う。具体的には、以下に示す各表示部１３〜１７の表示を行う。図３は、表示装置１０の表示画面を示す図である。当該表示画面に表示される内容については後述する。
【００２０】
記憶部１１は、系統の事故前後においてサンプリングされた電気量を記憶する。具体的には、系統に設けられた変流器（ＣＴ）及び計器用変成器（ＶＴ）から、系統の事故前後においてサンプリングされた系統の電流及び電圧のアナログの電気量を取得して記憶する。記憶部１１の電気量の記憶は、サンプリング毎に記憶する。つまり、電気量がサンプリングされた時刻毎に記憶する。事故前後の時間幅は適宜設計変更可能である。また、記憶部１１には、保護要素の整定値が予め記憶されている。
【００２１】
演算部１２は、記憶部１１に記憶されていたサンプリング毎の電気量から保護要素の整定値と同種の状態量を演算する。具体的には、保護要素が脱調検出継電器の場合、インピーダンス値によって動作するため、演算部１２は、サンプリングされた電流及び電圧からインピーダンス値を求める。整定値と同種の状態量とは、保護要素が動作する物理量であり、例えば、脱調検出継電器や距離継電器の場合、インピーダンス値であり、比率差動継電器の場合、電流差である。
【００２２】
リレー特性図表示部１３は、図３に示すように、保護要素の整定値に基づいて定められる保護要素の動作領域が示されたリレー特性図を表示装置１０の表示画面に表示させる。保護要素が脱調検出継電器の場合、図１に示すリレー特性図を表示画面に表示させる。保護要素の動作領域の求め方は、リレー特性図表示部１３自身が記憶部１１に記憶された整定値から求めても良いし、他の別の構成により求めても良い。また、保護要素毎のリレー特性図を記憶部１１に予め記憶させておき、リレー特性図表示部１３は、当該リレー特性図を表示画面に表示させるようにしても良い。
【００２３】
整定値表示部１４は、リレー特性図上に系統事故時の保護要素の整定値を表示させる。ここでは、図３に示すように、整定値ＸＦ、ＸＢ＝１０Ω、ＲＩ＝５Ω、ＲＯ＝２０Ωとして表示している。
【００２４】
状態量表示部１５は、演算部１２により演算された状態量を、サンプリング毎にリレー特性図上にプロットする。例えば、保護要素が脱調検出継電器の場合、図３に示すように、状態量表示部１５は、サンプリング毎に求められたインピーダンス値をリレー特性図上にプロットする。このプロットされた各プロット点２１は、系統の電流及び電圧がサンプリングされた時刻とそれぞれ対応している。
【００２５】
時間軸表示部１６は、時間軸１６ａとカーソル１６ｂとをリレー特性図が表示される表示画面と同一画面上に表示する。ここでは、時間軸表示部１６は、図３に示すように、リレー特性図上に表示する。時間軸１６ａは、記憶部１１に記憶された電気量のサンプリング時刻と対応付けられており、その時間幅は、記憶部１１に記憶された系統の事故前後の時間幅と同じである。カーソル１６ｂは、マウスなどの入力部１８の操作により、時間軸に沿ってスライドする。
【００２６】
プロット点区別表示部１７は、状態量表示部１５によりプロットされたプロット点２１のうち、カーソル１６ｂが指し示す時刻に対応するプロット点２２の表示を他のプロット点２１と区別して表示する。
【００２７】
区別させる態様としては、プロット点２１の色を他のプロット点と異なるようにしても良い。例えば、カーソル１６ｂが指し示す時刻以外の時刻に対応するプロット点２１は、薄いグレーとし、カーソル１６ｂが指し示す時刻に対応するプロット点２２は、赤色とする。また、プロット点２１の形状を異なるようにしても良い。例えば、カーソル１６ｂが指し示す時刻に対応するプロット点２２は、正方形や菱形とし、他のプロット点２１は丸形とする。また、カーソル１６ｂが指し示す時刻に対応するプロット点２２のみ点滅或いは明滅させるようにしても良い。
【００２８】
以上のように、表示を区別させる態様としては、表示の色、形状、大きさ、点滅、明滅又はこれら２種以上の組合せなどの方法を採用することができ、その他区別できる態様であれば、これらに限定されない。
【００２９】
入力部１８は、マウスやキーボードなどの操作者の操作を受け付けるインターフェースである。例えば、入力部１８は、カーソル１６ｂの操作を受け付ける。具体的には、操作者がマウスのカーソルを時間軸１６ａ上のカーソル１６ｂに合わせ、時間軸１６ａに沿ったカーソル１６ｂのスライド操作を受け付ける。
【００３０】
［１−２．作用］
本実施形態に係る系統事故解析装置の作用について、図３を用いて説明する。本実施形態では、図３に示すように、保護要素のリレー特性図上に、整定値表示部１４により整定値を、状態量表示部１５により状態量を、時間軸表示部１６により時間軸１６ａ及びカーソル１６ｂを表示する。これにより、各時刻のプロット点２１が動作領域の内側にあるのか、外側にあるのかなど、操作者が表示画面を確認するだけで、保護要素の動作内容を直感的に理解することができる。
【００３１】
また、入力部１８により操作者のカーソル１６ｂの操作を受け付けて、カーソル１６ｂの位置を時間軸１６ａに沿って移動させ、それと共に、カーソル１６ｂが指し示す時刻と対応するプロット点２２の表示を他のプロット点２１の表示と区別する態様で表示させる。これにより、各時刻における保護要素の挙動を直感的に把握することができる。
【００３２】
［１−３．効果］
本実施形態の系統事故解析装置は、ディジタル継電器に含まれる系統を保護するための保護要素の動作を解析する系統事故解析装置であって、系統の事故前後においてサンプリングされた電気量を記憶する記憶部１１と、サンプリング毎に電気量から保護要素の整定値と同種の状態量を演算する演算部１２と、保護要素の整定値に基づいて定められる前記保護要素の動作領域Ｅが示されたリレー特性図を表示させるリレー特性図表示部１３と、リレー特性図上に系統事故時の保護要素の整定値を表示させる整定値表示部１４と、演算部１２により演算された状態量を、サンプリング毎にリレー特性図上にプロットする状態量表示部１５と、リレー特性図が表示される画面と同一画面上に、電気量のサンプリング時刻と対応付けられた時間軸１６ａと、時間軸１６ａに沿ってスライドするカーソル１６ｂとを表示する時間軸表示部１６と、状態量表示部１５によりプロットされたプロット点のうち、カーソル１６ｂが指し示す時刻に対応するプロット点２２の表示を他のプロット点２１と区別して表示するプロット点区別表示部１７と、を備えるようにした。
【００３３】
これにより、事故発生時の保護要素の動作内容を確認する際、保護要素の整定値及び動作領域と、保護要素のサンプリング毎の動作検出に必要な情報とを同一画面上で確認できる。また、カーソル１６ｂが指し示す時刻に対応するプロット点２２の表示を他のプロット点２１と区別して表示させるので、当該プロット点２２を目立たせることができる。そのため、カーソル１６ｂを時間軸１６ａに沿って移動させることにより、直感的に保護要素の動作内容を理解することができる。
【００３４】
［２．第２の実施形態］
第２の実施形態は、図４及び図５を用いて説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態の基本構成と同じである。以下では、第１の実施形態と異なる点のみを説明し、第１の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３５】
図４は、第２の実施形態に係る系統事故解析装置の機能ブロック図である。図５は、第２の実施形態に係る系統事故解析装置の表示画面を示す図である。
【００３６】
第２の実施形態のディジタル保護継電器は、保護要素を複数備えている。図４に示すように、系統事故解析装置は、保護要素毎に、リレー特性図、整定値、動作領域、サンプリング毎の状態量のプロット、時間軸１６ａ及びカーソル１６ｂを表示画面上に表示する個別表示部３０と、保護要素の表示を切り替える表示切替部３１を備えている。
【００３７】
すなわち、本実施形態の系統事故解析装置は、保護要素毎に、リレー特性図、整定値、動作領域、サンプリング毎の状態量のプロット、時間軸１６ａ及びカーソル１６ｂの表示を切り替えるようにしている。ここでは、図５に示すように、表示切替部３１は、入力部１８により例えばタブ３２の選択を受け付け、保護要素の表示を保護要素毎に切り替えるようにしている。ここでは、図４に示すように、個別表示部３０は、保護要素毎に各表示部１３〜１７を設けて構成されるようにしているが、共通の表示部１３〜１７により構成されるようにしても良い。
【００３８】
本実施形態によれば、保護要素毎の動作内容の確認を容易にすることができる。
【００３９】
［３．その他の実施形態］
本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。
【００４０】
例えば、第１及び第２の実施形態では、記憶部１１に保護要素の整定値が予め記憶されているようにしたが、整定値設定部を設け、整定値の変更を受け付け、変更後の整定値を記憶部１１に記憶させるようにしても良い。
【符号の説明】
【００４１】
１０…表示装置
１１…記憶部
１２…演算部
１３…リレー特性図表示部
１４…整定値表示部
１５…状態量表示部
１６…時間軸表示部
１６ａ…時間軸
１６ｂ…カーソル
１７…プロット点区別表示部
１８…入力部
２１…プロット点
２２…カーソルが指し示す時刻に対応するプロット点
３０…個別表示部
３１…表示切替部
３２…タブ
【図１】
2018046724.tif 000003
【図２】
2018046724.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018046724.tif 000006
【図５】
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【図６】
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