(57)【要約】【課題】  保護継電装置等の電力用保護制御装置の試験を通常時使用の処理部の整定値を変更せず、効率的に実施できる入出力変成器、電力用保護制御装置の試験方法、並びに電力用保護制御装置の電気量入出力方法を提供すること。【解決手段】  保護継電装置を試験するための入力の電気量を変化させる試験に使用する入出力変成器にあって、ある比率で巻かれた３巻線の変成手段と、その中の２巻線の接続方法により入力と出力の電気量の変成比を変化させる接続切替手段とを備えたことを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力用保護制御装置の入力または出力用の変成器であって、
少なくとも入力または出力の一方が複数の巻線で構成された変成手段と、
前記複数の巻線の接続を切り替えることによって、入力と出力の電気量の変成比を変化させる接続切替手段と、
を備えたことを特徴とする入出力変成器。
【請求項２】
電力用保護制御装置の入力または出力用の変成器であって、
少なくとも入力または出力の一方が複数の巻線で構成された変成手段と、
前記複数の巻線のうち、少なくとも一の巻線を該巻線の電流を消費させるための抵抗と接続し、または切り離すことにより、入力と出力の電気量の変成比を変化させる接続切替手段と、
を備えたことを特徴とする入出力変成器。
【請求項３】
電力用保護制御装置の入力または出力用の変成器であって、
所定の比率で巻かれた２巻線の変成手段と、
前記巻線のコアとなる磁性体の磁気透磁率を温度により変化させて、巻線の磁束量を変化させることによってその変成比を変化させる可変冷却手段と、
を備えたことを特徴とする入出力変成器。
【請求項４】
電力用保護制御装置の入力または出力用の変成器であって、
所定の比率で巻かれた２巻線の変成手段と、
前記巻線のコアは、その一部が着脱可能に構成され、前記コアの全部又は一部を取り外すことにより、磁性体の磁気透磁率を変化させることによって、その変成比を可変にする可変磁性体手段と、
を備えたことを特徴とする入出力変成器。
【請求項５】
電気量の入力試験器を用いて、請求項１または２に記載の入出力変成器を有する電力用保護制御装置を試験する方法であって、
前記入出力変成器の接続切り替え手段は、試験モードと運用モードを有し、運用モードの変成比は運用状態の電気量に基づいて形成され、一方、試験モードの変成比は前記入力試験器の出力する電気量に基づいて形成されており、
前記入力試験器を前記入出力変成器の入力側に接続し、
前記変成手段の接続切替手段を試験モードに設定して、前記電力用保護制御装置の電気量入力機能の確認をし、
その後、前記接続切り替え手段を運用モードに切り替えることを特徴とする電力用保護制御装置の試験方法。
【請求項６】
電気量の入力試験器を用いて、請求項３または４に記載の入出力変成器を有する電力用保護制御装置を試験する方法であって
前記入出力変成器の巻線のコアとなる磁性体の透磁率を上げて試験をすることを特徴とする電力用保護制御装置の試験方法。
【請求項７】
請求項１または２に記載の入出力変成器を有する電力用保護制御装置の前記入出力変成器の切替手段の設定を行うことによって電気量を入力する方法であって、
前記電力監視制御装置は、入力側である一次側の入力電気量に関連付けてられた前記入出力変成器の切替手段の設定モードと、入力した電気量の変換率とを有し、
印加すべき一次側の入力電気量をもとに、前記切替手段のモード設定を実行するとともに前記変換率によって入力値を演算することを特徴とする電力用保護制御装置の電気量入力方法。
【請求項８】
請求項１または２に記載の入出力変成器を有する電力用保護制御装置の前記入出力変成器の切替手段の設定を行うことによって、電気量を出力する方法であって、
前記電力監視制御装置は、出力側である二次側の出力電気量に関連付けてられた前記入出力変成器の切替手段の設定モード、出力すべき電気量の変換率とを有し、
出力すべき電気量に基づいて、前記切替手段のモード設定を実行するとともに前記変換率によって出力値を演算することを特徴とする電力用保護制御装置の電気量出力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統の実際の電流や、試験時の模擬電流を入力する保護継電装置等に適用して、入出力の確認試験を効率的に実施したり、適用箇所や季節等による電流の変化に柔軟に対応することのできる入出力変成器、電力用保護制御装置の試験方法、並びに電力用保護制御装置の電気量入出力方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、保護継電装置の動作試験を行うにおいて、保護継電装置の試験端子から事故発生時と同じ量の電気量を虚負荷試験器などにより入力させる。また、特許文献１は、デジタル式保護継電装置において、前記試験を行う試験モードに設定時は、通常時に比べ、整定値を動作時限を１／ｎに、事故電流感度をｍ倍で演算するよう予め製作しておき、小さい電気量で、しかも短時間で試験をする技術が提案されている。また、その中に、前記事故電流感度をｍ倍にする方法として、前記演算処理でなく、電流入力回路を例えば１：９の比率点に中間端子を設けた補助トランスを介し、常時は、比率１の端子から入力させ、試験時は、全巻線１０の端子から入力することにより、試験時の事故電流感度を１０倍にして小さい試験電流で事故動作の確認試験をする技術も提案されている。
【０００３】
しかしながら、前者の演算方式の場合は、実際の電流量を入力せず演算で行うので通常時の整定値の処理とは異なるため試験が完全とは言えない。また、後者の電流入力回路の方式では、試験電流を小さく設定できるという効果はあるが、変成比を一種類しか変更できないという問題がある。
【特許文献１】特開平０５−３４４６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上述の掛かる事情に鑑みてなされたものであり、保護継電装置等の電力用保護制御装置の試験を通常時使用の処理部の整定値を変更せず、効率的に実施できる入出力変成器、電力用保護制御装置の試験方法、並びに電力用保護制御装置の電気量入出力方法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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係わる入出力変成器は、電力用保護制御装置の入力または出力用の変成器であって、少なくとも入力または出力の一方が複数の巻線で構成された変成手段と、前記複数の巻線の接続を切り替えることによって、入力と出力の電気量の変成比を変化させる接続切替手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明では、複数巻き線の巻線ごとの接続を切替えることによって、最適な巻線比によって電気量の入力を可能にする。
【０００７】
たとえば、入力または出力の一方が、３巻線で他が１巻線の場合について言えば、３巻線の中の２巻線の接続を接続切替手段により、残る巻線への磁束が加算または減算するよう接続したり、２巻線を単独に通常時と試験時分けて使用するよう接続したりすることにより、入力と出力電流の比を変化させることができる。
【０００８】
電力用保護制御装置とは、保護継電装置や遠方監視制御装置など、電力系統の保護・監視・制御に用いられる装置全般を含む趣旨である。
【０００９】
本発明に係わる入出力変成器は、電力用保護制御装置の入力または出力用の変成器であって、少なくとも入力または出力の一方が複数の巻線で構成された変成手段と、前記複数の巻線のうち、少なくとも一の巻線を該巻線の電流を消費させるための抵抗と接続し、または切り離すことにより、入力と出力の電気量の変成比を変化させる接続切替手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明では、上記の加算や減算を行う接続以外に、入力に使用のたとえば２巻線の中の１巻線に抵抗を接続切替手段によって接続／切り離しをして、前記２巻線の残る巻線からの電流を消費させて、前記出力用の巻線の電流を減少させることなどにより、通常時と試験時の変成比を変化させることができる。
【００１１】
本発明に係わる入出力変成器は、保護継電装置を試験するための入力の電気量を変化させる試験に使用するものにあって、ある比率で巻かれた複数巻線（たとえば２巻線）の変成手段と、前記巻線のコアである磁性体の一部を感温磁性体とし、その磁気透磁率を温度により変化させ、巻線の磁束量を変化させてその変成比を変化させる可変冷却手段とを備えたことを特徴とする
【００１２】
本発明では、複数巻線の変成手段のコアとなる磁性体を温度で磁気透磁率が著しく変化する感温磁性体をペルチェ素子などを使い、試験時、前記可変冷却手段により前記磁性体を冷却して磁気透磁率を増大させ、変成比を増加方向に変化させて行うことができる。
【００１３】
本発明に係わる入出力変成器は、保護継電装置を試験するための入力の電気量を変化させる試験に使用するものにあって、ある比率で巻かれた複数巻線の変成手段と、前記巻線のコアとなる磁性体の一部を取り外しできるようにして、前記と同様磁気透磁率を変化させ、その変成比を変化させる可変磁性体手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明では、２巻線の変成手段のコアとなる磁性体の全部又は一部を取り外し可能として、装着時と取り外し磁とで磁気透磁率が著しく変化させ、通常時は、前記の一部を取り外しておき、試験時は、その一部を装着することにより磁気透磁率を増大させ、変成比を増加方向に変化させて行うことができる。
【００１５】
本発明の係わる保護継電装置は、電気量を入力する入力手段と、入力した電気量により事故判定する事故判定手段と、判定結果で遮断信号を出力する出力手段を備えた保護継電装置であって、前記各形態の入出力変成器の一つを保護継電装置の入力手段の前段に備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明では、保護継電装置内に前記接続切り替え手段を持つ３巻線の変成手段を設けたことにより、ソフトウェアのスケール変換によらず、または、これと組み合わせて精度の高い電気量入力機能が実現できる。
【００１７】
本発明の係わる試験装置は、保護継電装置を試験するための入力の電気量を変化させる試験に使用するものにあって、前記各形態の入出力変成器の一つを試験出力の後段に備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明では、保護継電装置の試験をするにあたり、接続切替手段の操作のみで通常時と試験時の変成比に切り替え設定を上記と同じ方法で簡単に行うことができる。
【００１９】
本発明に係わる保護継電装置の試験方法は、３巻線の変成手段と接続切り替え手段で構成された前記入力変成器を装置内に備えた前記保護継電装置を試験する方法であって、前記入力手段に一般的にある試験入力端子を通常時の入力から切り離し、次に電気量の入力試験器を入力側に接続し、次に、前記変成手段の入力側の２巻線の接続方法を接続切替手段により通常位置から試験の位置に切り替えて入力電気量の変成比を通常の数倍に変更し、前記入力試験器で入力を変化させて試験することを特徴とする。
【００２０】
本発明では、保護継電装置に電気量の入力する入力試験器で試験値を計算することなく、保護継電装置に装備された前記接続切り替え手段により、あらかじめ決めた一つ、または複数の異なる倍数の電気量を入力できる。
【００２１】
本発明に係わる保護継電装置の試験方法は、複数巻線の変成手段と可変冷却手段で構成された前記入力変成器を備えた保護継電装置に試験方法であって、前記入力手段に一般的にある試験入力端子を通常時の入力から切り離し、次に電気量の入力試験器を入力側に接続し、次に、前記可変冷却手段により前記変成手段のコアを一定値に冷却し、入力電気量の変成比を通常の数倍に変化させ、次に前記入力試験器で入力を変化させて試験することを特徴とする。
【００２２】
本発明では、試験時に入力と出力間に変成比を可変冷却手段により自由に変化設定でき、正確な電気量の入力試験ができる。
【００２３】
また、本発明に係る電力用保護制御装置の試験方法は、電気量の入力試験器を用いて、上記の入出力変成器を有する電力用保護制御装置を試験する方法であって、前記入出力変成器の接続切り替え手段は、試験モードと運用モードを有し、運用モードの変成比は運用状態の電気量に基づいて形成され、一方、試験モードの変成比は前記入力試験器の出力する電気量に基づいて形成されており、前記入力試験器を前記入出力変成器の入力側に接続し、前記変成手段の接続切替手段を試験モードに設定して、前記電力用保護制御装置の電気量入力機能の確認をし、その後、前記接続切り替え手段を運用モードに切り替えることを特徴とする。
【００２４】
なお、変成比は、複数巻線の接続を加算方向、減算方向に接続切替する代わりに、巻線のコアとなる磁性体の透磁率を変化させるようにしてもよい。
【００２５】
本発明では、電気量の入力確認試験において、入出力変成器の変成比を小さくして、少ない電気量で試験を行い、実運用においては、変成比を大きくして、運用の実態に合わせた電気量の入力を可能にする。これによりソフトウェアでスケール変換（倍率の変換）を行うよりも高精度の入力確認が可能となる。
【００２６】
本発明に係る電力用保護制御装置の電気量入力方法は、上記の入出力変成器を有する電力用保護制御装置の前記入出力変成器の切替手段の設定を行うことによって電気量を入力する方法であって、前記電力監視制御装置は、入力側である一次側の入力電気量に関連付けてられた前記入出力変成器の切替手段の設定モードと、入力した電気量の変換率とを有し、印加すべき一次側の入力電気量をもとに、前記切替手段のモード設定を実行するとともに前記変換率によって入力値を演算することを特徴とする。
【００２７】
本発明では、入出力変成器の切替と入力電気量の変換率を用いて電気量の入力処理を実行する。物理的な変換とソフトウェアによる変換を組み合わせることによって精度の高い入力が可能となる。
【００２８】
なお、変換率は、設計時に理論的に求めることもできるが、入出力変成器の精度によって誤差が生ずる場合がある。このため、試験調整時に、入出力変成器を試験モード側に設定しておいて、基準信号を試験器から発生させ、変換率を補正し、この補正された変換率を用いて運用するのが望ましい。なお、運用時には、入出力変成器は運用モードに設定する。
【００２９】
本発明に係る電力用保護制御装置の電気量出力方法は、上記の入出力変成器を有する電力用保護制御装置の前記入出力変成器の切替手段の設定を行うことによって、電気量を出力する方法であって、前記電力監視制御装置は、出力側である二次側の出力電気量に関連付けてられた前記入出力変成器の切替手段の設定モード、出力すべき電気量の変換率とを有し、出力すべき電気量に基づいて、前記切替手段のモード設定を実行するとともに前記変換率によって出力値を演算することを特徴とする。
【００３０】
本発明では、入出力変成器の切替と入力電気量の変換率を用いて電気量の出力処理を実行する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、保護継電装置の試験をするに当たり、簡単な切り替え操作や冷却温度を変えることや一部部品を取り付けることにより事故検出動作を確認する試験時の電気量を小さく入力する試験が可能となり、効率的に、また迅速に試験ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態を説明する。図１ａは、第1の実施の形態による入出力変成器の回路構成図である。
【００３３】
この図で、入出力変成器１は、入出力の変成比を変更するための３巻線２ａ、２ｂ、２ｃの変成手段２と、その３巻線の入力と出力間の接続変更する接続切替手段３とで構成される。この接続切替手段３は、２巻線２ａ，２ｂを入力として使用し、入力端子ｄ１、ｄ２との間に、２巻線の端子ａ１、ａ２とｂ１、ｂ２間を接続切替する。前記３巻線変成手段２の残りの巻線２ｃを出力端子に接続する。
【００３４】
図８と図９で前記２巻線の接続構成での入出力電流の電流比を説明する。まず、理想の変圧器では、入出力の電圧は、巻線比に比例し、電流は逆比例することで説明する。
【００３５】
各巻線２ａ、２ｂ、２ｃの巻線数の比が、たとえば、１１：９：２とし、図８ａは、通常時の接続で、ｄ１，ｄ２からの入力電流が、巻線２ａと２ｂの巻き方向が逆方向（差接続）になるようｄ１とａ１、ａ２とｂ２、ｂ１とｄ２を接続切替手段３で接続する。この接続でｄ１，ｄ２から交流電流を流すと、巻線２ｃに出力する電流は、入力電流との比で、前記巻線数比の１／（１１−９）：１／２＝１：１の電流が流れる。次に試験時では、図８ｂの如く巻線２ａと２ｂとの巻き方向が順方向（和接続）となるように、ｄ１とａ１、ａ２とｂ１、ｂ２とｄ２を同じく接続切替手段３で接続する。この場合、入力と出力電流の比は、１／（１１＋９）：１／２＝１：１０となり、前記通常の接続時に比べ、１／１０の入力電流で、通常時と同じ電流が出力に現れることになる。図８ｃに示す接続では、通常時に比べ、入力と出力電流の比は、１／１１：１／２＝１：５．５となり、通常時の１／５．５の入力電流で同上の効果を持つ。
【００３６】
図９において、仮に各巻線比２ａ：２ｂ：２ｃを１：１０：１とする。通常時は、巻線２ａに入力し、試験時は２ｂに入力するよう接続切替手段３で構成すると、入出力の電流比は、通常時は１：１、試験時は１：１０となり、試験時は、通常時の１／１０の電気量で試験ができる。
【００３７】
図１ｂでの入出力を逆に接続構成した場合、通常時は、図１０ａに示すように２巻線２ａ，２ｂを順方向の流れるように接続し、試験時は、図１０ｂに示すように逆方向に流れるように接続すると通常時と試験時の入力電流と出力電流の比は、同じく１：１０になる。他の接続例を図１１に示すが、説明は省略する。
【００３８】
図２は、第２の実施形態の入出力変成器１であり、前記接続切替手段３に抵抗Ｒを接続する端子ｒ１、ｒ２を設ける。
【００３９】
この構成の接続例を図１２に示す。通常時は、巻線２ａに入力を、巻線２ｂに抵抗Ｒを接続する。試験時は、抵抗Ｒの接続を外す。このため試験時は、通常時に比べ、巻線２ｂの回路による負荷がなくなるため出力巻線２ｃへの電流が増加する。すなわち、試験時には、前記した通常時より小さい電流で試験ができる。
【００４０】
図３は、第３の実施形態の入出力変成器１であり、温度により磁気透磁率が激しく変化するぺルチア素子などで構成されたコアと持つ２巻線の変成手段２と、この磁気透磁率を増大させるためにコアを冷却する可変冷却手段４とで構成される。
【００４１】
この構成で通常時は、常温で使用し、試験時は、可変冷却手段４により変成手段２のコアを冷却し、磁気透磁率を増大させ、変換効率を増大させて出力電流を通常時より自由に増大させることができる。
【００４２】
図４に第４の実施形態の入出力変成器１であり、コアの一部５を着脱できる２巻線変成手段２を備える。通常時は、コアの一部５を外し、磁気透磁率を減少させ、入力と出力の変成比を小さい状態で使用し、試験時は、前記コアの一部５を装着し、磁気透磁率を増大させ、変成比を増大させて、入力電流を通常時より小さい値で試験をすることができる。
【００４３】
なお、コアの一部５を図示しない制御装置で駆動可能にしておき、図５ａに示すように、通常時はコアの一部５を２巻線変成手段（コア本体）２と切り離しておき、試験時は、図５ｂに示すようにこのコア本体５とコアの一部５とを合体させて、磁気透磁率を増加させるようにすると良い。
【００４４】
この他、図６ａ、図６ｂに示すようにコア６を巻線２ａ、２ｂに抜き差しすることによって変成比を変えるようにしても良い。
【００４５】
図７ａと図７ｂは、前記入出力変成器１を入力部に実装した保護継電装置１０Ａと、従来の試験装置２０の出力に実装した試験装置２０Ａである。
どちらも、前記したように、通常時と試験時の電流を簡単に切替できる。
【００４６】
なお、保護継電装置などの電力用保護制御装置では、一般的に予め定められた変換率を用いてソフトウェアによるスケール変換が行われている。しかしながら、このスケール変換は入力データ値が正しいものとして一律に単位や桁の変更を行うものである。入出力の巻数比が大きくなると精度も低下するが、装置の適用される入力電流の大きさにより、まず入出力変成器１のモードを巻数比が小さくなる方へ切り替えて、この巻数比に対応した変換率を用いることによって、精度の高い入力処理が可能となる。出力処理についても同様である。
【００４７】
以上、本実施の形態によれば、保護継電装置の動作を含む各種の試験において、簡単に通常時の1／ｎの入力電気量で行うことができるため、出力容量の大きな入力試験器が不要となり、試験を簡単に行うことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、電力系統の保護に使用される保護継電装置のほか、電流値の入出力を行う監視制御装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態による入出力変成器の回路構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態による入出力変成器の回路構成図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態による入出力変成器の回路構成図である。
【図４】本発明の第４の実施形態による入出力変成器の回路構成図である。
【図５】本発明の第４の実施形態の変形例１による入出力変成器の回路構成図である。
【図６】本発明の第４の実施形態の変形例２による入出力変成器の回路構成図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態による保護継電装置の機能ブロック図（図７ａ），第６の実施の形態による試験装置の機能ブロック図（図７ｂ）である。
【図８】本発明による入出力変成器の接続図（例１）である。
【図９】本発明による入出力変成器の接続図（例２）である。
【図１０】本発明による入出力変成器の接続図（例３）である。
【図１１】本発明による入出力変成器の接続図（例４）である。
【図１２】本発明による入出力変成器の接続図（例５）である。
【符号の説明】
【００５０】
１  入出力変成器
２  ２または３巻線変成手段
２ａ、２ｂ、２ｃ  巻線
３  接続切替手段
４  冷却手段
５  一部コア
６  コア、コア本体
１０，１０Ａ  保護継電装置
２０、２０Ａ  試験器
【図１】
2008125299.tif 000003
【図２】
2008125299.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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