(57)【要約】【課題】監視対象系統の入力信号である電気信号の正確な実効値の演算が困難である状況であっても、当該入力信号の監視を可能とし、さらに、その信頼性の向上を図る。【解決手段】回転機２等の監視対象系統からの入力信号である電気信号のディジタル値から高感度と低感度のリレー特性により保護演算をするディジタル型保護継電装置１において、第一判定回路５１は前記ディジタル値が低感度リレーの非飽和域であり且つ閾値以上であることを判定する。第二判定回路５２は、前記ディジタル値が高感度リレーの非飽和域であり且つ閾値以上であることを判定する。監視回路５３は、第一判定回路５１及び第二判定回路５２にて非飽和域且つ閾値以上であると判定された場合には監視対象は正常であると判断し、第一判定回路５１と第二判定回路５２のいずれかにて非飽和域且つ閾値以上を満たさないと判定された場合には監視対象は異常であると判断する。【選択図】図１
2019140855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象系統からの入力信号である電気信号のディジタル値から高感度と低感度のリレー特性により保護演算をするディジタル型保護継電装置において、
前記ディジタル値が低感度リレーの非飽和域であり且つ閾値以上であることを判定する第一判定回路と、
前記ディジタル値が高感度リレーの非飽和域であり且つ閾値以上であることを判定する第二判定回路と、
前記第一判定回路及び前記第二判定回路にて非飽和域且つ閾値以上であると判定された場合に正常と判断し、前記第一判定回路と前記第二判定回路のいずれかにて非飽和域且つ閾値以上を満たさないと判定された場合に異常と判断する監視回路と
を備えたことを特徴とするディジタル型保護継電装置。
【請求項２】
前記監視回路は、前記第一判定回路と前記第二判定回路のいずれかにて非飽和域且つ閾値以上を満たさないと判定された状態が一定時間継続した場合に前記異常と判断する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装置。
【請求項３】
前記電気信号の周波数は１５００Ｈｚ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のディジタル型保護継電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディジタル装置のアナログ入力部の不具合を検出するアナログ入力監視の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル型保護継電装置は、通常状態での入力波形が飽和する高感度リレー機能を有する保護継電装置の入力信号系の監視を確実にする。例えば、特許文献１のディジタル型保護継電装置は、系統の各相の電圧又は電流のサンプリングをＡ／Ｄ変換を含む入力信号系を介して取り込み、この入力信号系のディジタル値からそれぞれ高感度及び低感度のリレー特性を有する保護演算を行う。本装置において、先ず、判定演算部は、入力信号系から得たディジタル値が低感度リレーの非飽和域にあることを各相別に判定する。次いで、判定演算部は、入力信号系から得たディジタル値が高感度リレーの非飽和域にあることを各相別に判定する。そして、論理積判定部は、前記両判定演算部の同じ相の判定出力が同時に成立した際に入力信号系の異常と判定する。つまり、同じ入力信号系から得るディジタル値が低感度リレーの非飽和域に有り且つ高感度リレーの非飽和域に有ることの同時成立の有無から入力信号系の正常・異常の監視を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−０５９２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の入力信号の監視方式は、入力電気量が基本周波数であるので、実効値を算出して判定する必要があるが、回転機の回転数のような広域な周波数帯の入力量では正確な実効値演算が困難なため、実効値による判定ができない。特に、周波数が変化するとサンプリングのタイミングがずれるため正確な実効値演算ができない。
【０００５】
また、従来装置では回転数などの高周波数帯の検出をハードウェア回路によって実現していたが、近年の電子回路の進歩やハードウェア回路削減による低コスト化の要求があり、ソフトウェア処理でも実現可能な状況にある。しかしながら、ソフトウェアで実現しようとした場合に入力回路の不具合をどのように検出することができるのかが課題となる。
【０００６】
本発明は、上記の事情の鑑み、監視対象系統の入力信号の正確な実効値の演算が困難である状況であっても、当該入力信号の監視を可能とし、さらに、その信頼性の向上を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明の一態様は、監視対象系統からの入力信号である電気信号のディジタル値から高感度と低感度のリレー特性により保護演算をするディジタル型保護継電装置において、前記ディジタル値が低感度リレーの非飽和域であり且つ閾値以上であることを判定する第一判定回路と、前記ディジタル値が高感度リレーの非飽和域であり且つ閾値以上であることを判定する第二判定回路と、前記第一判定回路及び前記第二判定回路にて非飽和域且つ閾値以上であると判定された場合に正常と判断し、前記第一判定回路と前記第二判定回路のいずれかにて非飽和域且つ閾値以上を満たさないと判定された場合に異常と判断する監視回路とを備える。
【０００８】
本発明の一態様は、前記監視回路は、前記第一判定回路と前記第二判定回路のいずれかにて非飽和域且つ閾値以上を満たさないと判定された状態が一定時間継続した場合に前記異常と判断する。
【０００９】
本発明の一態様は、前記電気信号の周波数は１５００Ｈｚ以下である。
【発明の効果】
【００１０】
以上の本発明によれば、監視対象系統の入力信号の正確な実効値の演算が困難である状況であっても、当該入力信号の監視を可能とし、さらに、その信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態におけるディジタル型保護継電装置のブロック構成図、（ｂ）は当該ディジタル型保護継電装置における監視部のブロック構成図。
【図２】前記監視部の具体的な態様例のブロック構成図。
【図３】前記監視部における第一判定回路による判定過程のフローチャート。
【図４】前記監視部における第二判定回路による判定過程のフローチャート。
【図５】前記監視部における監視回路による監視過程のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
［ディジタル型保護継電装置１の態様例］
図１（ａ）に示されたディジタル型保護継電装置１は、監視対象系統の一例である回転機２から入力信号（ＴＧ）として取り込んだ電気信号のディジタル値から高感度と低感度のリレー特性を有する保護演算により、回転機２の正常及び異常の監視を行う。
【００１４】
ディジタル型保護継電装置１は、第一アナログフィルタ１１、第二アナログフィルタ１２、マルチプレクサ１３、ＡＤ変換器１４及び監視部１５を備える。
【００１５】
第一アナログフィルタ１１は、パルストランス３を介した回転機２の電圧の入力信号（ＴＧ）から低感度電圧入力信号（Ｖ１）を取り出す。
【００１６】
第二アナログフィルタ１２は、入力信号（ＴＧ）から高感度電圧入力信号（Ｖ２）を取り出す。
【００１７】
マルチプレクサ１３は、低感度電圧入力信号（Ｖ１），高感度電圧入力信号（Ｖ２）のいずれかをＡＤ変換器１４に出力する。
【００１８】
ＡＤ変換器１４は、マルチプレクサ１３から供された低感度電圧入力信号（Ｖ１），高感度電圧入力信号（Ｖ２）のアナログ信号をディジタル信号の値に変換する。
【００１９】
監視部１５は、ＡＤ変換器１４から供された低感度電圧入力信号（Ｖ１），高感度電圧入力信号（Ｖ２）のディジタル値に基づき回転機２の正常及び異常の監視を行う。
【００２０】
図１（ｂ）を参照して監視部１５の各機能ブロックについて説明する。
【００２１】
第一判定回路５１は、ＡＤ変換器１４から供された前記低感度の電圧入力信号のディジタル値が低感度リレーの非飽和域であり且つ閾値以上であることの判定を行う。
【００２２】
第二判定回路５２は、ＡＤ変換器１４から供された前記高感度の電圧入力信号のディジタル値が高感度リレーの非飽和域であり且つ閾値以上であることの判定を行う。
【００２３】
監視回路５３は、第一判定回路５１，第二判定回路５２の双方にて前記ディジタル値が非飽和域且つ閾値以上であると判定された場合に正常と判断する。一方、第一判定回路５１，第二判定回路５２のいずれかにて前記非飽和域且つ閾値以上を満たさないと判定された場合に異常と判断する。
【００２４】
［動作例の説明］
ディジタル型保護継電装置１の具体的な動作例について説明する。
【００２５】
ディジタル型保護継電装置１において、監視部１５は、低感度入力信号（Ｖ１），高感度入力信号（Ｖ２）を例えば３．７５°間隔でサンプリングした交流波形の瞬時値データとして監視する。
【００２６】
（第一判定回路５１の動作例）
図２，３を参照して監視部１５の第一判定回路５１の動作例について説明する。
【００２７】
Ｓ１０１：第一判定回路５１の比較回路５１１は、低感度入力信号（Ｖ１）が１００ｄｉｇｉｔ以上か否かを判定する。
【００２８】
Ｓ１０２（１）：低感度入力信号（Ｖ１）が１００ｄｉｇｉｔ以上であると判定されると、第一判定回路５１のオフディレイタイマＴ１１（Ｖ１＿ＯＦＦＤＥＬＡＹＴ１）にオフディレイ時間がセットされる。
【００２９】
Ｓ１０２（２）：低感度入力信号（Ｖ１）が１００ｄｉｇｉｔよりも小さいと判定されると、オフディレイタイマＴ１１が「０」でなければカウントダウンを行い、「０」であれば何ら処理を行わない。
【００３０】
Ｓ１０３：第一判定回路５１の比較回路５１２は、低感度入力信号（Ｖ１）が８０ｄｉｇｉｔ以上であるか否かを判定する。
【００３１】
Ｓ１０４（１）：低感度入力信号（Ｖ１）が８０ｄｉｇｉｔ以上であると判定されると、第一判定回路５１のオフディレイタイマＴ１２（Ｖ１＿ＯＦＦＤＥＬＡＹＴ２）にオフディレイ時間がセットされる。
【００３２】
Ｓ１０４（２）：低感度入力信号（Ｖ１）が８０ｄｉｇｉｔよりも小さいと判定されると、オフディレイタイマＴ１２が「０」でなければカウントダウンを行い、「０」であれば何ら処理を行わない。
【００３３】
（第二判定回路５２の動作例）
図２，４を参照して監視部１５の第二判定回路５２の動作例について説明する。
【００３４】
Ｓ２０１：第二判定回路５２の比較回路５２１は、高感度入力信号（Ｖ２）が１０００ｄｉｇｉｔ以上か否かを判定する。
【００３５】
Ｓ２０２（１）：高感度入力信号（Ｖ２）が１０００ｄｉｇｉｔ以上であると判定されると、第二判定回路５２のオフディレイタイマＴ２１（Ｖ２＿ＯＦＦＤＥＬＡＹＴ１）にオフディレイ時間がセットされる。
【００３６】
Ｓ２０２（２）：高感度入力信号（Ｖ２）が１０００ｄｉｇｉｔよりも小さい場合、オフディレイタイマＴ２１が「０」でなければカウントダウンを行い、「０」であれば何ら処理を行わない。
【００３７】
Ｓ２０３：第一判定回路５１の比較回路５２２は、低感度入力信号（Ｖ１）が８００ｄｉｇｉｔ以上であるか否かを判定する。
【００３８】
Ｓ２０４（１）：高感度入力信号（Ｖ２）が８００ｄｉｇｉｔ以上であると判定されると、オフディレイタイマＴ２２（Ｖ２＿ＯＦＦＤＥＬＡＹＴ２）にオフディレイ時間がセットされる。
【００３９】
Ｓ２０４（２）：高感度入力信号（Ｖ２）が８００ｄｉｇｉｔより小さいと判定されると、オフディレイタイマＴ２２が「０」でなければカウントダウンを行い、「０」であれば何ら処理を行わない。
【００４０】
（監視回路５３の動作例）
図２，５を参照して監視部１５の監視回路５３の動作例を説明する。
【００４１】
Ｓ３０１：監視回路５３の第一論理回路５３１は、オフディレイタイマＴ１１がカウント中であるか、または、オフディレイタイマＴ２１がカウント中であるかを判断する。
【００４２】
Ｓ３０２：オフディレイタイマＴ１１とオフディレイタイマＴ２１の一方がカウント中であると判断された場合、第二論理回路５３２は、オフディレイタイマＴ１２がカウント中かつオフディレイタイマＴ２２がカウント中であるか否かを判定する。
【００４３】
Ｓ３０３（１）：オフディレイタイマＴ１２とオフディレイタイマＴ２２のいずれもカウント中でないと判断され、さらに、このカウント中でない状態が監視タイマ５３４にて設定された一定期間（例えば、６０ｓ）継続すると、第三論理回路５３３は、不一致監視の結果として、監視対象系統（回転機２）の異常と判断し、処理を終了する。
【００４４】
Ｓ３０３（２）：Ｓ３０１でオフディレイタイマＴ１１とオフディレイタイマＴ２１の両方ともカウント中でないと判定された場合、または、Ｓ３０２でオフディレイタイマＴ１２とオフディレイタイマＴ２２の両方ともカウント中であると判定された場合、第三論理回路５３３は、不一致監視の結果として、前記監視対象系統の正常と判断し、処理を終了する。
【００４５】
（本実施形態の効果）
以上のディジタル型保護継電装置１によれば、回転機２の回転数のような広域な周波数帯の入力量では正確な実効値演算が困難であっても、当該入力値の監視が可能となる。したがって、回転機２の回転数の監視方式の信頼性が向上する。
【００４６】
特に、監視部１５において、オフディレイタイマ（第一判定回路５１，第二判定回路５２のオフディレイタイマ）は、交流入力の瞬時値データで判定するので、０点を通過時に監視タイマ５３４が復帰しないように、オフディレイする。
【００４７】
また、監視回路５３においては、監視タイマ５３４が実装され、第一判定回路５１と第二判定回路５２のいずれかにて非飽和域且つ閾値以上を満たさないと判定された状態が一定時間継続した場合に前記異常と判断される。したがって、過渡的な入力による誤検出が防止される。
【００４８】
最新のディジタルリレーでは技術進歩もあり高調波除去を目的にサンプリング周波数を従来型の３０°から３０°以下（例えば、３．７５°）サンプリングすることにより機能を向上させることができる。
【００４９】
ディジタル型保護継電装置１においては、３．７５°サンプリングにすることにより、高周波数帯の波形では波高値が閾値を超えている時間の短縮化が可能となり、３０°の比べ高周波数帯の波高値検出が可能となる。
【００５０】
３０°サンプリングでは３０°間の波高値は検出できないので、３０°に比べ８倍サンプリング周波数が高い３．７５°にすることにより、検出できる周波数帯が広範囲となる。特に、３．７５°でのサンプリングにおいては、波高値検出が可能な回転機の周波数は０−１５００Ｈｚ（１５００Ｈｚ以下）となる。
【００５１】
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲内で様々な態様で実施が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１…ディジタル型保護継電装置
１１…第一アナログフィルタ、１２…第二アナログフィルタ、１３…マルチプレクサ、１４…ＡＤ変換器、１５…監視部
５１…第一判定回路、５１１…比較回路、５１２…比較回路、Ｔ１１，Ｔ１２…オフディレイタイマ
５２…第二判定回路、５２１…比較回路、５２２…比較回路、Ｔ２１，Ｔ２２…オフディレイタイマ
５３…監視回路、５３１…第一論理回路、５３２…第二論理回路、５３３…第三論理回路、５３４…監視タイマ
【図１】
2019140855.tif 000003
【図２】
2019140855.tif 000004
【図３】
2019140855.tif 000005
【図４】
2019140855.tif 000006
【図５】
2019140855.tif 000007