(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統異常を検出し系統の電気設備を系統異常から保護する保護継電装置の動作試験システムにおいて、
前記系統からの入力信号を受けてアナログ計測値を出力する第１、第２アナログ計測回路と、
前記第１、第２アナログ計測回路から出力される前記アナログ計測値をそれぞれデジタル信号に変換するＡ/Ｄコンバータと、
前記保護継電装置に対する試験信号を生成する試験信号生成回路と、
前記保護継電装置の前記第１、第２アナログ計測回路の前段にそれぞれ設けられ、前記試験信号と前記系統からの入力信号とを切換える第１、第２切換スイッチと、
前記Ａ/Ｄコンバータからの前記デジタル信号を入力として取り込み、前記保護継電装置の保護演算と演算結果に基づいた保護又は制御の指示発令を行なうと共に、前記切換スイッチの切換えタイミングを制御し、かつ前記第１、第２アナログ計測回路及び前記Ａ/Ｄコンバータを経由して入力される前記試験信号と前記試験信号生成回路から直接入力される前記試験信号とを比較して前記第１、第２アナログ計測回路及び前記Ａ/Ｄコンバータの異常有無を監視するＣＰＵと、を備え、
前記第１アナログ計測回路と前記Ａ/Ｄコンバータの第１配線路及び前記第２アナログ計測回路と前記Ａ/Ｄコンバータの第２配線路の異常有無を監視するに際して、
前記第１配線路に前記試験信号を入力するときは、前記第２配線路に前記系統からの入力信号を入力し、前記第２配線路に前記試験信号を入力するときは、前記第１配線路に前記系統からの入力信号を入力して、系統異常を常時監視すると共に、前記第１配線路及び第２配線路の異常有無を監視し、
前記第１配線路と前記第２配線路のいずれにも前記試験信号が入力されていないときは、前記第１配線路と前記第２配線路のいずれにも前記系統からの入力信号を入力して、前記第１配線路及び第２配線路の出力の論理積で前記系統の異常を監視することを特徴とする保護継電装置の動作試験システム。
【請求項２】
前記第１配線路に対して、前記試験信号生成回路からの前記試験信号と前記系統からの入力信号を交互に入力し、前記第２配線路に対して、前記試験信号生成回路からの前記試験信号と前記系統からの入力信号を交互に入力して、前記第１配線路及び第２配線路の異常有無を監視する請求項１記載の保護継電装置の動作試験システム。
【請求項３】
前記第１配線路と前記第２配線路のいずれか一方の配線路が故障したときは、他方の配線路に前記系統からの入力信号を入力して、系統異常を継続して監視する請求項１又は請求項２記載の保護継電装置の動作試験システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、系統異常を検出し系統の電気設備を系統異常から保護する保護継電装置の動作試験システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、保護継電器はより高い信頼性が要求されている。そのため、従来のデジタル形の保護継電装置においては、信頼性を向上させるための保護継電装置の動作試験システムを採用している。前記保護継電装置の動作試験システムでは系統の監視が行われる。平常時あり得ない動作が一定時間継続したとき異常と判定する。前記保護継電装置の動作試験システムでは電圧ＲＳＴ相、電流ＲＳＴ相及び零相電流、零相電圧を変圧器、変流器を介して計測装置内で系統異常を判定している。前記保護継電装置の動作試験システムは自己の健全性を確認する機能を有する。コントロールセンタ等の設備が運用中であっても、健全性確認用の試験信号と系統からの入力信号をそれぞれ監視し、保護特性試験による保護継電装置の健全性確認と設備監視及び保護を可能とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２０１３／１７５８４６号パンフレット（段落[００３３]、図１1）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１で示された保護継電装置の動作試験システムは、図４に示すような回路構成となっており、マルチプレクサ８の切換により試験波形生成回路１２からの試験信号入力と電力系統からの実入力波形を交互に監視している。例えば、三相変圧器４で変圧されたＲＳ相の実入力電圧を監視していてＣＰＵが異常電圧を検出した場合、トリップ信号を出力し、機械式リレー１３を通じて遮断器を動作させる構成となっている。また、ＣＰＵは伝送回路１４を通じて外部のＰＬＣ(Programmable Logic Controller)１５に信号を送り、ＰＬＣはコントロールセンタ等に設けられたランプ又は表示画面を制御して、系統異常が生じたことを知らせる。しかし、マルチプレクサ８の切換が三相変圧器４側にあるタイミングで、保護継電装置の動作試験システムのＲＳ相電圧を監視している配線路が故障した場合、系統からの入力信号監視時の電圧が正常であるにもかかわらず誤トリップをしてしまう可能性があった。また、電圧ＲＳ相に限らず、電圧ＳＴ相、電圧ＴＲ相、電流Ｒ相、電流Ｓ相、電流Ｔ相、零相電流、零相電圧に対しても同様に誤トリップをしてしまう可能性があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電力系統を常時監視しながら、保護継電装置が故障しているか否かの判断ができ、誤トリップすることが生じにくい保護継電装置の動作試験システムを得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の保護継電装置の動作試験システムは、系統異常を検出し系統の電気設備を系統異常から保護する保護継電装置の動作試験システムにおいて、前記系統からの入力信号を受けてアナログ計測値を出力する第１、第２アナログ計測回路と、前記第１、第２アナログ計測回路から出力される前記アナログ計測値をそれぞれデジタル信号に変換するＡ/Ｄコンバータと、前記保護継電装置に対する試験信号を生成する試験信号生成回路と、前記保護継電装置の前記第１、第２アナログ計測回路の前段にそれぞれ設けられ、前記試験信号と前記系統からの入力信号とを切換える第１、第２切換スイッチと、前記Ａ/Ｄコンバータからの前記デジタル信号を入力として取り込み、前記保護継電装置の保護演算と演算結果に基づいた保護又は制御の指示発令を行なうと共に、前記切換スイッチの切換えタイミングを制御し、かつ前記第１、第２アナログ計測回路及び前記Ａ/Ｄコンバータを経由して入力される前記試験信号と前記試験信号生成回路から直接入力される前記試験信号とを比較して前記第１、第２アナログ計測回路及び前記Ａ/Ｄコンバータの異常有無を監視するＣＰＵと、を備え、前記第１アナログ計測回路と前記Ａ/Ｄコンバータの第１配線路及び前記第２アナログ計測回路と前記Ａ/Ｄコンバータの第２配線路の異常有無を監視するに際して、前記第１配線路に前記試験信号を入力するときは、前記第２配線路に前記系統からの入力信号を入力し、前記第２配線路に前記試験信号を入力するときは、前記第１配線路に前記系統からの入力信号を入力して、系統異常を常時監視すると共に、前記第１配線路及び第２配線路の異常有無を監視し、前記第１配線路と前記第２配線路のいずれにも前記試験信号が入力されていないときは、前記第１配線路と前記第２配線路のいずれにも前記系統からの入力信号を入力して、前記第１配線路及び第２配線路の出力の論理積で前記系統の異常を監視するものである。
【０００７】
また、前記第１配線路に対して、前記試験信号生成回路からの前記試験信号と前記系統からの入力信号を交互に入力し、前記第２配線路に対して、前記試験信号生成回路からの前記試験信号と前記系統からの入力信号を交互に入力して、前記第１配線路及び第２配線路の異常有無を監視するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、系統を常時監視しながら、保護継電装置が故障しているか否かの判断ができ、誤トリップすることが生じにくい保護継電装置の動作試験システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１における保護継電装置の動作試験システムの構成を示す図である。
【図２】実施の形態１におけるＣＰＵの処理を示したフローチャートである。
【図３】実施の形態１における切換スイッチと系統からの入力信号のタイミング図である。
【図４】従来の保護継電装置の動作試験システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１
この発明の実施の形態１における保護継電装置の動作試験システムは、図１に示すように、Ｒ相１、Ｓ相２とＴ相３に繋がる三相変圧器４、増幅器９、Ａ／Ｄコンバータ１０、ＣＰＵ１１、試験波形生成回路（試験信号生成回路）１２、機械式リレー１３、伝送回路１４を有する。また、ＲＳ相電圧Ａ回路スイッチ１６（切換スイッチ）、ＲＳ相電圧Ｂ回路スイッチ１７（切換スイッチ）、ＳＴ相電圧Ａ回路スイッチ１８（切換スイッチ）、ＳＴ相電圧Ｂ回路スイッチ１９（切換スイッチ）、ＴＲ相電圧Ａ回路スイッチ２０（切換スイッチ）、ＴＲ相電圧Ｂ回路スイッチ２１（切換スイッチ）を有する。増幅器９は、切換スイッチを介して入力される信号を増幅し、フィルタ回路により雑音を除去し、アナログ計測値を出力するアナログ計測回路である。ＣＰＵ１１は、Ａ/Ｄコンバータ１０からのデジタル信号を入力として取り込み、保護継電装置の保護演算と演算結果に基づいた保護又は制御の指示発令を行なうと共に、切換スイッチの切換えタイミングを制御し、かつアナログ計測回路及びＡ/Ｄコンバータ１０を経由して入力される試験信号と試験波形生成回路１２から直接入力される試験信号とを比較してアナログ計測回路及びＡ/Ｄコンバータの異常有無を監視する。
【００１１】
図１において、２２はＲＳ相電圧Ａ回路、２３はＲＳ相電圧Ｂ回路、２４はＳＴ相電圧Ａ回路、２５はＳＴ相電圧Ｂ回路、２６はＴＲ相電圧Ａ回路、２７はＴＲ相電圧Ｂ回路である。１６から２１のスイッチ、２２から２７の回路、増幅器（アナログ計測回路）９及びＡ／Ｄコンバータ１０は保護継電装置の動作試験システムのための二重化された計測装置を構成する。例えば、ＲＳ相電圧Ａ回路２２は、スイッチ１６、アナログ計測回路及びＡ／Ｄコンバータ１０で第１配線路を構成し、ＲＳ相電圧Ｂ回路２３は、スイッチ１７、アナログ計測回路及びＡ／Ｄコンバータ１０で第２配線路を構成し、その第１配線路と第２配線路で二重化配線路が構成される。同様に、ＳＴ相電圧Ａ回路２４は、スイッチ１８、アナログ計測回路及びＡ／Ｄコンバータ１０で第１配線路を構成し、ＳＴ相電圧Ｂ回路２５は、スイッチ１９、アナログ計測回路及びＡ／Ｄコンバータ１０で第２配線路を構成し、その第１配線路と第２配線路で二重化配線路が構成される。また、ＴＲ相電圧Ａ回路２６は、スイッチ２０、アナログ計測回路及びＡ／Ｄコンバータ１０で第１配線路を構成し、ＴＲ相電圧Ｂ回路２７は、スイッチ２１、アナログ計測回路及びＡ／Ｄコンバータ１０で第２配線路を構成し、その第１配線路と第２配線路で二重化配線路が構成される。
【００１２】
いま、図１のようにＲＳ相電圧Ａ回路２２で、スイッチ１６が試験波形生成回路側にＯＮしていると、ＲＳ相電圧Ａ回路２２は試験波形生成回路１２にて生成された点検用波形を取り込み、回路の健全性確認を実施している。このとき、ＲＳ相電圧Ｂ回路２３では、三相変圧器４の実入力側にＯＮとなり、系統からの実入力信号を監視している。
【００１３】
ここで、ＲＳ相電圧Ａ回路２２の故障チェックタイミングにおけるＣＰＵの処理を、図２及び図３によって説明する。まず、ＲＳ相電圧Ａ回路２２が故障チェックをしていない場合（Ｓ１，Ｎｏ）、ＲＳ相電圧Ｂ回路２３も故障チェックをしていなければ、ＲＳ相電圧Ａ回路２２及びＲＳ相電圧Ｂ回路２３の実入力電圧のＡＮＤ条件（論理積）をとることにより系統の監視を行う（Ｓ３〜Ｓ６）。つまり、Ｓ２でＲＳ相電圧Ａ回路スイッチ１６及びＲＳ相電圧Ｂ回路スイッチ１７を実入力側にＯＮし、Ｓ３でＲＳ相電圧Ａ回路２２及びＲＳ相電圧Ｂ回路２３で実入力を取込み、Ｓ４〜Ｓ６でＲＳ相電圧Ａ回路２２及びＲＳ相電圧Ｂ回路２３のＴＲＩＰのＡＮＤ条件で、ＴＲＩＰ出力することになる。なお、ＲＳ相電圧Ａ回路２２が故障チェックをしていなく、ＲＳ相電圧Ｂ回路２３も故障チェックをしていないときは、図３では、スイッチ１６が実入力側ＯＮかつスイッチ１７が実入力側ＯＮのときであり、ＲＳ相電圧Ａ回路２２監視状態が実入力計測でかつＲＳ相電圧Ｂ回路２３監視状態が実入力計測であるときである。
【００１４】
図２で、ＲＳ相電圧Ａ回路２２が故障チェックを実施しているとき（Ｓ１，Ｙｅｓ）、ＲＳ相電圧Ａ回路スイッチ１６を点検用波形（試験波形生成回路）側にＯＮし（Ｓ７）、ＲＳ相電圧Ｂ回路スイッチ１７を実入力（系統からの入力信号）側にＯＮする（Ｓ８）。そして、ＲＳ相電圧Ａ回路２２から点検用波形を取込み（Ｓ９）、ＲＳ相電圧Ａ回路２２が故障か否か判断する（Ｓ１０）。故障していれば、ＲＳ相電圧Ａ回路２２が故障であることをエラー出力し（Ｓ１１）、ＲＳ相電圧Ａ回路スイッチ１６を点検用波形側に固定し（Ｓ１２）、ＲＳ相電圧Ｂ回路スイッチ１７を系統からの実入力側に固定する（Ｓ１３）。故障したＲＳ相電圧Ａ回路２２の取換えが完了するまで、ＲＳ相電圧Ｂ回路スイッチ１７を系統からの実入力側に固定し続ける。これにより、一方の配線路が故障したときは、他方の配線路に系統からの入力信号を入力して、系統異常を継続して監視する。
【００１５】
次に、Ｓ７〜Ｓ８に続いて、Ｓ９でＲＳ相電圧Ａ回路２２に点検用波形を入力するときは、ＲＳ相電圧Ｂ回路２３に実入力を入力する（Ｓ１４）。ＲＳ相電圧Ｂ回路２３で系統の異常の有無を判断する（Ｓ１５）。系統に異常があれば、ＴＲＩＰ出力を発生する（Ｓ１６）
【００１６】
次にＲＳ相電圧Ｂ回路スイッチ１７が点検用波形側にＯＮすると、ＲＳ相電圧Ａ回路スイッチ１６は実入力側にＯＮとなり、ＲＳ相電圧Ａ回路２２は実入力を監視する。このように試験波形生成回路１２にて生成される点検用波形を、図３のスイッチ１６，１７のように切換ることで、系統異常を常時監視すると共に、二重化された第１配線路及び第２配線路の異常有無を監視できる。このときのスイッチ切換タイミングは例えば１時間毎とする。
【００１７】
図３を参照して、ＲＳ相電圧Ａ回路（第１配線路）監視状態とＲＳ相電圧Ｂ回路（第２配線路）監視状態を説明すると、第１配線路及び第２配線路の異常有無を監視するに際して、第１配線路に点検用波形である試験信号（Ａ回路試験）を入力するときは、第２配線路に系統からの入力信号（実入力計測）を入力し、第２配線路に試験信号（Ｂ回路試験）を入力するときは、第１配線路に系統からの入力信号（実入力計測）を入力して、系統異常を常時監視すると共に、第１配線路及び第２配線路の異常有無を監視している。そして、第１配線路に対して、試験信号生成回路からの試験信号と系統からの入力信号を交互に入力し、第２配線路に対して、試験信号生成回路からの試験信号と系統からの入力信号を交互に入力して、第１配線路及び第２配線路の異常有無を監視している。このように、ＲＳ相電圧の二重化された計測回路（第１配線路と第２配線路）によって、系統異常を常時監視すると共に、第１配線路及び第２配線路の異常有無を監視することができる。
【００１８】
また、例えばＳＴ相電圧Ａ回路２４が点検用波形を取り込んでいて、ＣＰＵ１１により異常であると判断された場合、それ以降のＳＴ相電圧Ａ回路２４の波形データは無視することとし、実入力の監視は実施しない構成とする。保護継電器交換までの間、ＳＴ相電圧Ｂ回路にて、実入力の監視を実施するため、設備が無保護状態となることはない。
【００１９】
同様に、三相変流器５、零相変流器６、及び零相変圧器７の二次側も二重化することにより、三相電圧、三相電流、零相電流、及び零相電圧の実入力を常時監視することで、設備が無保護状態とならない構成とする。
なお、この発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００２０】
１  Ｒ相                    ２  Ｓ相                    ３  Ｔ相
４  三相変圧器              ５  三相変流器              ６  零相変流器
７  零相変圧器              ８  マルチプレクサ          ９  増幅器
１０  Ａ／Ｄコンバータ      １１  ＣＰＵ
１２  試験波形生成回路      １３  機械式リレー
１４  伝送回路                     １５  ＰＬＣ
１６  ＲＳ相電圧Ａ回路スイッチ     １７  ＲＳ相電圧Ｂ回路スイッチ
１８  ＳＴ相電圧Ａ回路スイッチ     １９  ＳＴ相電圧Ｂ回路スイッチ
２０  ＴＲ相電圧Ａ回路スイッチ     ２１  ＴＲ相電圧Ｂ回路スイッチ
２２  ＲＳ相電圧Ａ回路             ２３  ＲＳ相電圧Ｂ回路
２４  ＳＴ相電圧Ａ回路             ２５  ＳＴ相電圧Ｂ回路
２６  ＴＲ相電圧Ａ回路             ２７  ＴＲ相電圧Ｂ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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