(57)【要約】【課題】系統からの制御電源を備え、広範囲な入力に対応し系統潮流の変動による誤動作や誤表示を防止した保護リレーの制御装置を提供する。【解決手段】保護リレーの制御装置は、電力系統から取り込んだ電流・電圧量を用いてリレー演算を行い、その結果に基づきリレー要素を操作し、電力系統からの制御電源と、制御電源から電源電圧が供給され、電流・電圧量を異なった増幅率で増幅する複数の増幅器と、複数の増幅器から出力電圧の精度を満足する増幅器およびそれより次に小さな増幅率の増幅器とを選択し、大きな増幅率の増幅器の出力電圧が制御電源の電圧変動に基づいた第１の閾値を超え、同時に小さな増幅率の増幅器の出力電圧が大きな増幅率の増幅器の出力電圧の飽和に基づいた第２の閾値を超えたとき、大きな方の増幅率の増幅器から小さい方の増幅率の増幅器にリレー演算の電圧を切り替える入力信号切替手段と、を有する。【選択図】図１
2005057927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統から検出した電流量または電圧量に基づき電力系統を保護するための制御用のトリップ信号をリレー演算して送出するディジタル保護リレーの制御装置であって、
上記電力系統から電源電圧を得る制御電源と、
上記制御電源から電源電圧が供給され、上記リレー演算の通常の使用に適する増幅率で上記検出した電流量または電圧量を増幅し出力する第１の増幅器と、
上記制御電源から電源電圧が供給され、上記第１の増幅器より小さな増幅率で上記検出した電流量または電圧量を増幅し出力する第２の増幅器と、
上記第１の増幅器の出力電圧が上記制御電源の電圧変動に基づいた第１の閾値を超え、同時に上記第２の増幅器の出力電圧が上記第１の増幅器の出力電圧の飽和に基づく第２の閾値を超えたとき、上記第２の増幅器の出力電圧を、また上記第１の増幅器の出力電圧が上記第１の閾値以下および上記第２の増幅器の出力電圧が上記第２の閾値以下の少なくともいずれか一方のとき、上記第１の増幅器の出力電圧を、それぞれ上記リレー演算に用いるように切り替える入力信号切替手段と、
からなる入力部を有することを特徴とするディジタル保護リレーの制御装置。
【請求項２】
上記リレー演算を行い、上記電力系統を保護する保護機器を制御するリレー演算手段を有し、
上記入力信号切替手段は、上記第１の増幅器の出力電圧が上記第１の閾値以下、同時に第２の増幅器の出力電圧が上記第２の閾値を超えるとき、上記リレー演算手段をロックすることを特徴とする請求項１に記載のディジタル保護リレーの制御装置。
【請求項３】
上記保護機器と異なる少なくとも１つの第２の保護機器および上記第２の保護機器をそれぞれ操作する第２のリレー演算手段を有し、
上記入力信号切替手段は、上記第１の増幅器の出力電圧が上記第１の閾値以下、同時に第２の増幅器の出力電圧が上記第２の閾値を超えるとき、上記第２のリレー演算手段をロックすることを特徴とする請求項２に記載のディジタル保護リレーの制御装置。
【請求項４】
電力系統から検出した電流量または電圧量に基づき電力系統を保護するための制御用のトリップ信号をリレー演算して送出するディジタル保護リレーの制御装置であって、
上記電力系統から電源電圧を得る制御電源と、
上記制御電源から電源電圧が供給され、上記検出した電流量または電圧量を異なった増幅率で増幅し出力する３つ以上の増幅器と、
上記３つ以上の増幅器のうち、通常の上記リレー演算に使用するのに適した増幅率を有する第１の増幅器、上記第１の増幅器より次に小さな増幅率を有する第２の増幅器、上記第１の増幅器より次に大きな増幅率を有する第３の増幅器を選択し、
上記第１の増幅器の出力電圧が上記制御電源の電圧変動に基づいた第１の閾値を超え、同時に第２の増幅器の出力電圧が上記第１の増幅器の出力電圧の飽和に基づいた第２の閾値を超えたとき、上記第２の増幅器の出力電圧に、また上記第３の増幅器の出力電圧が上記制御電源の電圧変動に基づいた第３の閾値以下および第１の増幅器の出力電圧が上記第３の増幅器の出力電圧の飽和に基づいた第４の閾値以下の少なくともいずれか一方のとき、上記第３の増幅器の出力電圧に、上記リレー演算に用いる入力として上記第１の増幅器の出力電圧から切り替える入力信号切替手段と、
からなる入力部を有することを特徴とするディジタル保護リレーの制御装置。
【請求項５】
上記リレー演算を行い、上記電力系統を保護する保護機器を制御するリレー演算手段を有し、
上記入力信号切替手段は、上記第３の増幅器の出力電圧が上記第３の閾値以下、同時に第１の増幅器の出力電圧が上記第４の閾値を超えるとき、または上記第１の増幅器の出力電圧が上記第１の閾値以下、同時に第２の増幅器の出力電圧が上記第２の閾値を超えるとき、上記リレー演算手段をロックすることを特徴とする請求項４に記載のディジタル保護リレーの制御装置。
【請求項６】
上記保護機器と異なる少なくとも１つの第２の保護機器および上記第２の保護機器をそれぞれ操作する第２のリレー演算手段を有し、
上記入力信号切替手段は、上記第３の増幅器の出力電圧が上記第３の閾値以下、同時に第１の増幅器の出力電圧が上記第４の閾値を超えるとき、または上記第１の増幅器の出力電圧が上記第１の閾値以下、同時に第２の増幅器の出力電圧が上記第２の閾値を超えるとき、上記第２のリレー演算手段をロックすることを特徴とする請求項５に記載のディジタル保護リレーの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、系統に接続された電流変成器の２次側電流から内部の制御電源を生成し、高圧系統の保護を行うディジタル保護リレーの制御装置に関し、特に、系統の潮流状態によって制御電源の電圧が変動するディジタル保護リレーの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般のディジタル保護リレーにおいて、広範囲の入力に対して精度を確保する必要があるため、アナログ入力信号に対し、ゲインの異なるアナログ増幅回路を複数個併設している。そして、アナログ入力信号の大きさによって、ゲインの大きな増幅回路とゲインの小さな増幅回路を切り替えている。この増幅回路を切り替える方法として、計測手段で計測された計測値が現在の計測レンジの計測所望範囲の最高値になったときに、最も高い計測所望範囲の計測レンジに切替えるように計測レンジ切替え手段を制御するとともに、計測手段で計測された計測値が現在の計測レンジの計測所望範囲を下回り、その下回る状態が所定時間継続したときに現在の計測レンジの計測所望範囲より１段階下の計測所望範囲の計測レンジに切替えるように計測レンジ切替手段を制御している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１１６０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般の高圧系統にて使用される過電流を保護するディジタル保護リレーにおいて、制御電源のコストを抑えるために、系統に接続された電流変成器の２次側電流をディジタル保護リレーに取り込み、それを電圧変換して制御電源を生成している。この場合、系統の潮流状態によっては、電流変成器の２次側電流が不十分となり、ディジタル保護リレーの制御電源の電圧が不安定となることがある。
さらに、アナログ増幅回路のオペアンプの基準電圧を制御電源から抵抗分圧している場合、制御電源が不安定な状態のときは、制御電源の電圧の変動によりオペアンプの基準電位も変動してしまう。その変動幅がゲインの小さな増幅回路に設定された切替基準値を超えると、ゲインの小さな増幅回路の出力をリレー演算に用いることになる。この出力を用いてリレー演算を行うと、実際はリレー演算において保護対象にトリップ操作を行わなくてもよい整定値以下にもかかわらず、整定値を超える入力があったものと判断してしまう。このように、増幅回路の切替えが制御電源の電圧の変動により誤動作してしまい、ディジタル保護リレーの誤動作または誤表示に結びついてしまうことがある。
この発明の目的は、系統から取り込んだ電力から生成する制御電源を備え、広範囲な入力に対応でき、系統潮流の変動による誤動作または誤表示を防止したディジタル保護リレーの制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このようなディジタル保護リレーの制御装置は、電力系統から検出した電流量または電圧量に基づき電力系統を保護するための制御用のトリップ信号をリレー演算して送出するディジタル保護リレーの制御装置であって、上記電力系統から電源電圧を生成する制御電源と、上記制御電源から電源電圧が供給され、上記リレー演算の通常の使用に適する増幅率で上記検出した電流量または電圧量を増幅し出力する第１の増幅器と、上記制御電源から電源電圧が供給され、上記第１の増幅器より小さな増幅率で上記検出した電流量または電圧量を増幅し出力する第２の増幅器と、上記第１の増幅器の出力電圧が上記制御電源の電圧変動に基づいた第１の閾値を超え、同時に上記第２の増幅器の出力電圧が上記第１の増幅器の出力電圧の飽和に基づく第２の閾値を超えたとき、上記第２の増幅器の出力電圧を、また上記第１の増幅器の出力電圧が上記第１の閾値以下または上記第２の増幅器の出力電圧が上記第２の閾値以下の少なくともいずれか一方のとき、上記第１の増幅器の出力電圧を、上記リレー演算に用いる入力とする入力信号切替手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００６】
この発明のディジタル保護リレーの制御装置に関わる効果は、電力系統から検出した電流量または電圧量に基づき電力系統を保護するための制御用のトリップ信号をリレー演算して送出するディジタル保護リレーの制御装置であって、上記電力系統から電源電圧を生成する制御電源と、上記制御電源から電源電圧が供給され、上記リレー演算の通常の使用に適する増幅率で上記検出した電流量または電圧量を増幅し出力する第１の増幅器と、上記制御電源から電源電圧が供給され、上記第１の増幅器より小さな増幅率で上記検出した電流量または電圧量を増幅し出力する第２の増幅器と、上記第１の増幅器の出力電圧が上記制御電源の電圧変動に基づいた第１の閾値を超え、同時に上記第２の増幅器の出力電圧が上記第１の増幅器の出力電圧の飽和に基づく第２の閾値を超えたとき、上記第２の増幅器の出力電圧を、また上記第１の増幅器の出力電圧が上記第１の閾値以下または上記第２の増幅器の出力電圧が上記第２の閾値以下の少なくともいずれか一方のとき、上記第１の増幅器の出力電圧を、上記リレー演算に用いる入力とする入力信号切替手段と、を有するので、制御電源電圧が変動し、その制御電源電圧の変動によってオペアンプ増幅回路の基準電位が変動しても、ディジタル保護リレーが誤動作または誤表示するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１は、この発明のディジタル保護リレーの制御装置（以下、保護リレーの制御装置と称す。）の構成を説明する図である。図２は、図１のマイクロコンピュータの機能を示すブロック図である。図３は、図１の増幅器の詳細を説明した図である。
図１において、保護リレーの制御装置１００は、電力系統１の電流量を取り込み電圧信号に変換する電流変成器２、変換された電圧信号のレベルを所定のレベルに変換する２つの増幅器（ＡＭＰ１、ＡＭＰ２）３、４を有している。この２つの増幅器３、４は、広範囲の電圧信号に対して精度を確保するため、ゲインは異なっている。それぞれの増幅器３、４は、入力電圧が小さい領域と大きな領域では出力電圧が比例しない。入力電圧が小さい領域では、増幅率が小さくなってしまう。また、入力電圧の大きな領域では、出力電圧が飽和してしまう。増幅率の大きな増幅器ほど、小さな入力電圧に対して増幅率が大きくなり、飽和する入力電圧は小さい。小さな入力電圧信号に対して、ゲインの大きな増幅器（以下、第１の増幅器と称す。）３の出力電圧信号が所望な精度を有している。一方、大きな入力電圧信号に対して、第１の増幅器３よりゲインの小さな増幅器（以下、第２の増幅器と称す。）４の出力電圧信号が所望な精度を有している。後述するリレー演算において、所望な精度を有した出力電圧信号を切り替えて用いている。
【０００８】
さらに、保護リレーの制御装置１００は、レベル変換された電圧信号を直流量に変換するサンプリングホールド回路（Ｓ／Ｈ）５、直流量に変換された信号を多重化するマルチプレクサ（ＭＰＸ）６、この多重化された安定な信号を順次アナログ量からディジタル量に変換するＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）７を有する。
【０００９】
さらに、保護リレーの制御装置１００は、Ａ／Ｄ変換器７で変換された電流量のディジタルデータを順次格納するマイクロコンピュータ８内のデータメモリ（ＲＡＭ）９、プログラム命令が格納されているプログラムメモリ（ＲＯＭ）１０、この命令に従って、データメモリ（ＲＡＭ）９のデータを用いてリレー演算処理を行うリレー演算手段１１（図２参照）を含む中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）１２、リレー演算処理の結果をトリップ信号として出力し、外部の図示しない保護機器をトリップ操作するディジタルアウト（ＤＯ）１３、マイクロコンピュータ８にディジタル情報を入力するディジタルイン（ＤＩ）１４を有している。このような構成を有する保護リレーの制御装置１００は、増幅器４、５を通して得られる電流量を用いてリレー演算手段１１で所定の演算を行い、送電線などの電力系統１に異常を検出したとき、ディジタルアウト１３を介し、ドライバ（ＤＲＩＶＥＲ）３０で複数の保護機器３１を作動して異常の広がりなどを防止している。
【００１０】
さらに、保護リレーの制御装置１００は、図２に示すように、２つの増幅器３、４の出力電圧を、あらかじめ設定された閾値と比較し、あらかじめ設定した条件において切り替える入力信号切替手段１５を有している。入力信号切替手段１５は、マイクロコンピュータ８によって構成されている。
入力信号切替手段１５は、第１の増幅器３の出力電圧を第１の閾値ＶＴＨ１と比較し、出力電圧が第１の閾値ＶＴＨ１を超えたとき「１」信号を出力し、それ以外は「０」を出力する第１の比較手段１６、第２の増幅器４の出力電圧を第２の閾値ＶＴＨ２と比較し、出力電圧が第２の閾値ＶＴＨ２を超えたとき「１」信号を出力し、それ以外は「０」を出力する第２の比較手段１７、第１の比較手段１６の出力と第２の比較手段１７の出力とがともに「１」のときリレー演算手段１１に第２の増幅器４の出力電圧を入力し、それ以外のときはリレー演算手段１１に第１の増幅器３の出力電圧を入力するＡＮＤ処理手段１８を有する。
【００１１】
また、保護リレーの制御装置１００は、図１に示すように、電力系統１から電流変成器１９を介して電力を取り込み、電圧に変換し、保護リレーの制御装置１００の制御用電力を供給する制御電源２０を有している。
なお、ディジタル保護リレーの制御装置の入力部は、制御電源２０、第１の増幅器３、第２の増幅器４、入力信号切替手段１５から構成されている。
【００１２】
次に、図３を参照して増幅器３、４についてより詳細に説明する。
電力系統１から電流変成器２を介して取り込まれた電流量は、電圧信号に変換され、この電圧信号は、それぞれ第１のオペアンプ２１と第２のオペアンプ２２のマイナス端子に入力される。一方、制御電源２０の電源電圧ＶＤは、第１の抵抗２３と第２の抵抗２４により分圧され、第２の抵抗２４に掛かる電圧は、約５Ｖに調整される。この５Ｖ電源は、それぞれ第１のオペアンプ２１と第２のオペアンプ２２のプラス端子に入力される。第１の増幅器３と第２の増幅器４のゲインをそれぞれＧ１とＧ２と表し、入力電圧Ｖ０とすると、それぞれの増幅器３、４の出力電圧は、Ｇ１Ｖ０とＧ２Ｖ０となる。
【００１３】
次に、図４を参照して第１の閾値を説明する。
図４に示すように、第１の増幅器３は、入力電圧が大きくなると飽和し、その電圧は、飽和電圧値±ＶＬＳで示される。また、第１の増幅器３は、制御電源２０の電圧が変動したとき、出力電圧が変動し、その変動幅は±ＶＶである。
第１の閾値±ＶＴＨ１の絶対値は、飽和電圧値±ＶＬＳの絶対値より小さく、変動幅±ＶＶの絶対値より大きな値としてあらかじめ設定されている。
【００１４】
次に、図５を参照して第２の閾値を説明する。
図５に示すように、第２の閾値±ＶＴＨ２は、分圧された電圧が５Ｖであり、第１の増幅器３が飽和するときの第２の増幅器４の出力電圧としてあらかじめ設定されている。
【００１５】
次に、図６を参照して入力信号切替手段１５の動作について説明する。
オペアンプ２１、２２のプラス端子に印加される電圧が規定値、例えばこの例では５Ｖのとき、入力電圧信号の電圧を小さな電圧から大きな電圧に順次増大させていくと以下のように、リレー演算手段１１に入力する電圧信号が切り替えることができる。最初は、第１の増幅器３の出力電圧は第１の閾値ＶＴＨ１より小さく、第２の増幅器４の出力電圧も第２の閾値ＶＴＨ２より小さい。このとき、第１の比較手段１６と第２の比較手段１７の出力は、それぞれ「０」を出力する。この場合、ＡＮＤ処理手段１８は、第１の比較手段１６と第２の比較手段１７のそれぞれの出力「０」が入力されるので、ＡＮＤ処理手段１８は、入力がともに「１」のとき「１」を出力するのであるから、「０」を出力し、第１の増幅器３の出力電圧をリレー演算手段１１に入力する。
さらに、入力電圧が大きくなると、第１の増幅器３の出力電圧は第１の閾値ＶＴＨ１を超え、第２の増幅器４の出力電圧は、まだ第２の閾値ＶＴＨ２より小さい。この場合、ＡＮＤ処理手段１８は、まだ「０」を出力するので、そのまま第１の増幅器３の出力電圧をリレー演算手段１１に入力する。
さらに、入力電圧が大きくなると、第１の増幅器３の出力電圧は飽和電圧値±ＶＬＳを超え、同時に第２の増幅器４の出力電圧は、第２の閾値ＶＴＨ２を超える。このとき、第１の比較手段１６と第２の比較手段１７の出力は、それぞれ「１」を出力する。この場合、ＡＮＤ処理手段１８は、第１の比較手段１６と第２の比較手段１７のそれぞれの出力「１」が入力されるので、ＡＮＤ処理手段１８は、入力がともに「１」のとき「１」を出力するのであるから、「１」を出力し、第２の増幅器４の出力電圧をリレー演算手段１１に入力する。
【００１６】
次に、オペアンプ２１、２２のプラス端子に印加される電圧が規定値から変動したときの動作を説明する。上述のオペアンプ２１、２２のプラス端子に印加される電圧が規定値のとき、第１の増幅器３の出力電圧は第１の閾値ＶＴＨ１より小さく、第２の増幅器４の出力電圧も第２の閾値ＶＴＨ２より小さくなる入力電圧が印加されているときを説明する。制御電源２０の電圧が変動すると、第１の増幅器３と第２の増幅器４との出力電圧の変動幅はほぼ等しいので、第２の比較手段１７の第２の閾値ＶＴＨ２は変動幅内に含まれてしまうので、第２の比較手段１７は、「１」を出力する。一方、第１の比較手段１６の第１の閾値ＶＴＨ１は変動幅より大きく設定されているので、「０」を出力する。そしてＡＮＤ処理手段１８は、一方が「０」であるので、第１の増幅器３の出力電圧をリレー演算手段１１に入力する。
【００１７】
逆に、入力電圧が減少していくときも、第１の増幅器３の出力電圧が第１の閾値ＶＴＨ１以下、または第２の増幅器４の出力電圧が第２の閾値ＶＴＨ２以下の少なくともいずれか一方のとき、第１の増幅器３の出力電圧をリレー演算手段１１に入力する。
【００１８】
上述のように、系統から取り込まれた電流量は、第１の増幅器３と第２の増幅器４ではゲインが異なるために、出力もゲインに比例した大きさとなり、その出力変動幅は第１の増幅器３と第２の増幅器４にて違いが発生する。それに対して、制御電源の電圧の変動により第１の増幅器３および第２の増幅器４の出力電圧の変動は、ゲインに無関係で、その出力変動幅は第１の増幅器３と第２の増幅器４とで近い値となる。
【００１９】
なお、制御電源変動による基準電圧の変動幅は小さいため、切替えを第１の増幅器にて行えば今回の問題を解消することができるが、第１の増幅器で切替えを行うと、飽和の問題等で切替えを正常にできないことがある。
【００２０】
このような保護リレーの制御装置は、系統の電流変成器の２次電流から電源電圧を生成している保護リレーの制御装置において、制御電源電圧が変動する可能性のある場合に、その制御電源電圧の変動によってオペアンプ増幅回路の基準電位が変動しても、保護リレーが誤動作または誤表示するのを防止することができる。
【００２１】
なお、電力系統からリレー演算のために電流量を取り込む例を説明したが、電圧量を取り込む場合も、同様に２つのゲインの異なる増幅器を用い、それぞれの増幅器の出力に対応する閾値を用いてＡＮＤ処理することにより、保護リレーの誤動作または誤表示を防止できる。
【００２２】
実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２に係わる保護リレーの制御装置の構成を示す図である。図８は、図７のマイクロコンピュータの機能を示すブロック図である。
図７の保護リレーの制御装置は、図１の保護リレーの制御装置にさらに増幅器２５を一個追加し、さらに図８のマイクロコンピュータは、図２の入力信号切替手段１５に第３の比較手段２６を追加した点が異なっており、その他は同様であるので同様な部分の説明は省略する。
【００２３】
図７に示すように、電流変成器２から取り込まれた電流量は、電圧に変換され、３つの増幅器３、４、２５に入力される。この３つの増幅器３、４、２５は、実施の形態１よりも広範囲の電圧に対して精度を確保するため、ゲインを変えている。小さな入力電圧信号に対してゲインの大きな増幅器（以下、第３の増幅器と称す。（ＡＭＰ３））３の出力電圧信号が所望な精度を有している。次に、中間の入力電圧信号に対して、第３の増幅器３よりゲインの小さな増幅器（以下、第１の増幅器と称す。（ＡＭＰ１））２５の出力電圧信号が所望な精度を有している。さらに、大きな入力電圧信号に対して、第１の増幅器２５よりゲインの小さな増幅器（以下、第２の増幅器と称す。（ＡＭＰ２））４の出力電圧信号が所望な精度を有している。
【００２４】
入力信号切替手段１５は、第３の増幅器３の出力電圧信号を第３の閾値と比較する第１の比較手段１６と、第１の増幅器２５の出力電圧信号をそれぞれ第１の閾値と第４の閾値と比較する第３の比較手段２６と、第２の増幅器４の出力電圧信号を第２の閾値と比較する第２の比較手段１７と、第１の比較手段１６の第１の結果と第３の比較手段２６の第３の結果とのＡＮＤ処理を行い、さらに第３の比較手段２６の第４の結果と第２の比較手段１７の第２の結果とのＡＮＤ処理を行うＡＮＤ処理手段１８とを有する。
なお、ディジタル保護リレーの制御装置の入力部は、制御電源２０、第１の増幅器２５、第２の増幅器４、第３の増幅器３、入力信号切替手段１５から構成されている。
【００２５】
次に、図９を参照して第３の閾値を説明する。
図９に示すように、第３の増幅器３は、入力電圧が大きくなると飽和し、その電圧は、飽和電圧値±ＶＬＳ１で示される。また、第３の増幅器３は、制御電源２０の電圧が変動したとき、出力電圧が変動し、その変動幅は±ＶＶである。
第３の閾値±ＶＴＨ３の絶対値は、飽和電圧値±ＶＬＳ１の絶対値より小さく、変動幅±ＶＶの絶対値より大きな値としてあらかじめ設定されている。
【００２６】
次に、図１０を参照して第１の閾値、第４の閾値を説明する。
図１０に示すように、第４の閾値±ＶＴＨ４は、分圧された電圧が５Ｖであり、第３の増幅器３が飽和するときの第１の増幅器２５の出力電圧としてあらかじめ設定されている。さらに、第１の増幅器２５は、入力電圧が大きくなると飽和し、その電圧は、飽和電圧値±ＶＬＳ２で示される。
第１の閾値±ＶＴＨ１の絶対値は、飽和電圧値±ＶＬＳ２の絶対値より小さく、第４の閾値±ＶＴＨ４の絶対値より大きな値としてあらかじめ設定されている。
【００２７】
次に、図１１を参照して第２の閾値を説明する。
図１１に示すように、第２の閾値±ＶＴＨ２は、分圧された電圧が５Ｖであり、第１の増幅器２５が飽和するときの第２の増幅器４の出力電圧としてあらかじめ設定されている。
【００２８】
次に、図１２、図１３を参照して、入力信号切替手段の動作について説明する。
系統から増幅器に入力される入力電圧が小さいときは、図１２に示すように第３の増幅器３と第１の増幅器２５の出力電圧をそれぞれ第３の閾値ＶＴＨ３と第４の閾値ＶＴＨ４と比較し、両方の出力電圧が超えたとき、第１の増幅器２５の出力をリレー演算手段１１に入力する。
さらに、系統から増幅器に入力される入力電圧が大きくなると、図１３に示すように第１の増幅器２５と第２の増幅器４のそれぞれの出力電圧を第１の閾値ＶＴＨ１と第２の閾値ＶＴＨ２と比較し、両方の出力電圧が比較した閾値より大きいときだけ第２の増幅器４の出力をリレー演算手段１１に入力する。
【００２９】
逆に、入力電圧が減少していくときも、第１の増幅器２５の出力電圧が第１の閾値ＶＴＨ１以下および第２の増幅器４の出力電圧が第２の閾値ＶＴＨ２以下の少なくともいずれか一方のとき、第１の増幅器２５の出力電圧をリレー演算手段１１に入力する。
さらに、入力電圧が減少したとき、第３の増幅器３の出力電圧が第３の閾値ＶＴＨ３以下および第１の増幅器２５の出力電圧が第４の閾値ＶＴＨ４以下の少なくともいずれか一方のとき、第３の増幅器３の出力電圧をリレー演算手段１１に入力する。
【００３０】
このような保護リレーの制御装置は、系統から取り込む電流量の増幅の際の精度を向上しながら、制御電源の電圧の変動によって、不要に増幅器の切替を防止することができる。
【００３１】
なお、系統から電流変成器を介して取り込んだ電流量をゲインの異なった３つの増幅器で増幅し、取り込んだ電流量に基づいて増幅器を切り替えているが、さらに広範囲の電流量に対応できるように４つ以上の増幅器を用いても同様な閾値をあらかじめ設定することにより、制御電源の電圧の変動の影響を除外できる。
【００３２】
実施の形態３．
図１４は、この発明の実施の形態３に係わる保護リレーの制御装置のマイクロコンピュータの機能を示すブロック図である。
図１４のマイクロコンピュータ８は、図２の入力信号切替手段１５にさらにリレー演算ロック手段２７を有している点が異なり、その他は同様であるので、同様な部分の説明は省略する。
入力信号切替手段１５は、実施の形態１と同様に第１の増幅器３と第２の増幅器４の出力電圧を第１の閾値ＶＴＨ１と第２の閾値ＶＴＨ２と比較し、それぞれの出力電圧が閾値を超えたとき、第２の増幅器４の出力をリレー演算手段１１に入力し、リレー演算を行っている。
さらに、入力信号切替手段１５は、リレー演算ロック手段２７を有し、第２の増幅器４の出力電圧が第２の閾値ＶＴＨ２を超え、第１の増幅器３の出力電圧が第１の閾値ＶＴＨ１以下のとき、制御電源２０の電圧が変動していると判断し、リレー演算手段１１をロックする。
【００３３】
制御電源２０の電圧の変動を２つの比較手段１６、１７を用い、さらにＡＮＤ処理手段１８を用いることにより、第１の増幅器３から第２の増幅器４への切替えは防止できる。しかし、そのまま第１の増幅器３の出力電圧を用いてリレー演算を行った場合、制御電源２０の電圧の変動の影響を受けて、電力系統１から取り込んだ電流量が実際より小さい電流量と見なされる可能性がある。このように小さな電流量と見なされると、リレー演算の保護範囲または整定範囲によっては、保護リレーの誤動作または誤表示が起こる可能性がある。
【００３４】
そこで、実施の形態３のようなディジタル保護リレーの制御装置は、制御電源の電圧が変動していることを検出し、リレー演算手段１１をロックするので、制御電源の電圧の変動による増幅器の出力の変動にともなう保護リレーの誤動作または誤表示を防止することができる。
この場合、制御電源の電圧が変動しているとき、リレーが動くのは十分な入力であり、過電流保護リレーでは保護リレーとして動作すべきでない入力の大きさであるため、ロックをかけることにより問題は起こらない。
【００３５】
なお、１つの保護機器に対する電力系統から検出した電流量または電圧量を増幅率の異なる２つの増幅器で増幅している例について説明したが、実施の形態２に示すように３つ以上の増幅器を用いて増幅したとき、同様にリレー演算手段をロックすることにより、制御電源の電圧の変動による増幅器の出力の変動にともなう保護リレーの誤動作または誤表示を防止することができる。
【００３６】
実施の形態４．
図１５は、この発明の実施の形態４に係わる保護リレーの制御装置の構成を示す図である。図１６は、図１５のマイクロコンピュータの機能を示すブロック図である。図１５の保護リレーの制御装置は、図１の保護リレーの制御装置に電力系統１から図示しない新たな保護要素を操作するための電流量を取り込む電流変成器２、取り込まれた電流量を所定のレベルに変換する増幅器２８、レベル変換された電流量をサンプリングホールドするサンプリングホールド回路５、サンプリングされた信号をミキシングするミキシング回路６、ミキシングされた信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路７を新たに備えられている。この信号は中央処理演算ユニット１２に有する第２のリレー演算手段２９（図１６参照）により、演算され、ディジタルアウト（ＤＯ）を介して新たな保護要素を操作する。この保護要素に対して、入力回路は２個設けなくても精度がとれる。
【００３７】
図１６の入力信号切替手段１５は、図１４の入力信号切替手段１５と同様であるが、リレー演算ロック手段２７は、制御電源の電圧の変動を判断したとき、第１のリレー演算手段１１だけでなく第２のリレー演算手段２９をもロックすることが異なっている。その他は同様であり、同様な部分の説明は省略する。
【００３８】
このような保護リレーの制御装置は、入力回路削減によるコスト削減のため、入力回路を２個設けていないリレー演算の要素について、入力増幅回路を多分割している入力が一つ以上ある場合に、多分割している入力増幅回路において、第２の増幅器は切替えレベルを越えても、第１の増幅器は規定値Ｋを越えていなければ、電源電圧が変動していると判断して、その入力増幅回路を使用している要素だけでなく、入力増幅回路を多分割していない他の要素についてもロックして、電源電圧変動による保護リレーの誤動作または誤表示を防止する。
【００３９】
なお、１つの保護機器に対する電力系統から検出した電流量または電圧量を増幅率の異なる２つの増幅器で増幅している例について説明したが、実施の形態２に示すように３つ以上の増幅器を用いて増幅したとき、同様にリレー演算手段をロックすることにより、制御電源の電圧の変動による増幅器の出力の変動にともなう保護リレーの誤動作または誤表示を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる保護リレーの制御装置の構成を説明する図である。
【図２】図１のマイクロコンピュータの機能を示すブロック図である。
【図３】図１の増幅器の詳細を説明した図である。
【図４】第１の増幅器の出力に対して設定された閾値を示す図である。
【図５】第２の増幅器の出力に対して設定された閾値を示す図である。
【図６】第１の増幅器と第２の増幅器の出力の組合せとリレー演算に用いる出力との関係を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係わる保護リレーの制御装置の構成を説明する図である。
【図８】図７のマイクロコンピュータの機能を示すブロック図である。
【図９】第１の増幅器の出力に対して設定された閾値を示す図である。
【図１０】第３の増幅器の出力に対して設定された閾値を示す図である。
【図１１】第２の増幅器の出力に対して設定された閾値を示す図である。
【図１２】第１の増幅器と第３の増幅器の出力の組合せとリレー演算に用いる出力との関係を示す図である。
【図１３】第３の増幅器と第２の増幅器の出力の組合せとリレー演算に用いる出力との関係を示す図である。
【図１４】この発明の実施の形態３に係わる保護リレーの制御装置のマイクロコンピュータの機能を示すブロック図である。
【図１５】この発明の実施の形態４に係わる保護リレーの制御装置の構成を説明する図である。
【図１６】図１５のマイクロコンピュータの機能を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  電力系統、２、１９  電流変成器、３、４、２５、２８  増幅器、５  サンプリングホールド回路、６  マルチプレクサ、７  Ａ／Ｄ変換器、８  マイクロコンピュータ、９  データメモリ、１０  プログラムメモリ、１１、２９  リレー演算手段、１２  中央演算処理ユニット、１３  ディジタルアウト、１４  ディジタルイン、１５  入力信号切替手段、１６、１７、２６  比較手段、１８  ＡＮＤ処理手段、２０  制御電源、２１、２２  オペアンプ、２３、２４  抵抗、２７  リレー演算ロック手段、３０  ドライバ、３１、３２  保護機器、１００  ディジタル保護リレーの制御装置。
【図１】
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【図２】
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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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