(57)【要約】【課題】主回路を最終の接続状態にした上で検相工程を自動化することにより、検相確認を迅速にかつ正確に行えるようにする。【解決手段】診断対象としての主回路２０の両端に設置した変流器２２，２３のうち、一端の変流器２２に検相チェック信号を出力し、他端の変流器２３から当該検相チェック信号のアンサーバックを入力し、これら入出力された検相チェック信号を比較手段６により比較して主回路の接続状態を診断する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
診断対象としての主回路の両端に設置した変流器のうち、一端の変流器に検相チェック信号を出力し、他端の変流器から当該検相チェック信号のアンサーバックを入力し、これら入出力された検相チェック信号を比較手段により比較して前記主回路の接続状態を診断することを特徴とする主回路診断装置。
【請求項２】
３相電流を模擬した任意の大きさおよび位相を有する検相チェック信号を発生する検相チェック信号発生回路と、この検相チェック信号を前記一端の変流器に出力する出力回路と、前記主回路を通じて他端の変流器を介してアンサーバックする検相チェック信号を入力する入力回路４と、このアンサーバックした検相チェック信号と前記検相チェック信号発生回路の検相チェック信号とを比較し、この比較結果が判定値から逸脱したときに主回路の異常と判定する比較回路６と、この比較回路の比較判定結果を表示する表示回路とから構成したことを特徴とする請求項１記載の主回路診断装置。
【請求項３】
前記比較回路の比較判定結果を記憶する記憶保持回路を備えたことを特徴とする請求項２記載の主回路診断装置。
【請求項４】
前記記憶保持回路に記憶されている比較判定結果をもとに保護リレーの整定値を自動算出する整定計算回路を備えたことを特徴とする前記請求項２記載の主回路診断装置。
【請求項５】
前記主回路の両端に備えられた変流器に保護リレーの入力変換器を介して前記入力回路および出力回路を接続したことを特徴とする請求項２記載の主回路診断装置。
【請求項６】
前記入力変換器の出力側に診断用のコネクタを設け、このコネクタを介して前記出力回路および入力回路を接続したことを特徴とする請求項５記載の主回路診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は発電所や変電所等の主回路の接続工事後に三相回路が正しく接続されているか否かを検相する主回路診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発電所や変電所等のプラントにおける主回路に係る工事に際しては、主回路が三相とも正しく接続されていることを必ず確認するようにしている。特に、プラントの計器用変流器（ＣＴ）、計器用変圧器（ＰＴ）の場合、保護リレー盤へ接続する前に必ずその結線が正しいか否かを確認するために、検相および結線チェックを実施している。その確認方法として一般に、次のように二重、三重の検相を行っている（特許文献１参照）。
【０００３】
１）  図面と設備の目視による確認
２）  直流電源（バッテリー）による変流器極性確認
３）  受電後の低圧検相
【０００４】
次に上記２）の直流電源（バッテリー）による変流器極性確認方法について図８を参照して説明する。
ａ）Ｒ相の主回路変流器３０にＲ相の主回路導体（１次導体）３１と同様にリード線３２を交叉させ、そのリード線３２の変流器１次側のＫ端子側にバッテリー３３の＋端子を、Ｌ端子に−端子をそれぞれ接続する。
ｂ）変流器３０の２次側ｋ端子にテスター３４の＋端子を、ｌ端子に−端を接続する。
【０００５】
ｃ）次にバッテリー３３に接続されているリード３２線を一瞬で「接触」、「開放」を行う。
ｄ）変流器３０の極性が正しい接続であればテスター３４は「＋」方向へ振れる。
【０００６】
ｅ）同様にして順次Ｓ相、Ｔ相の変流器についても確認する。
ｆ）変流器３０の２次端子と保護リレー盤間のケーブル接続が正しいか否かをケーブル符号をもとに目視確認する。
【０００７】
次に変流器３０の極性が正しければ実際に主回路導体３１に低圧三相４００Ｖを印加し、各変流器３０の２次回路に流れる電流のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の検相を行う。このようにして主回路の接続が正しいことが確認できれば試充電する。
【０００８】
【特許文献１】
特公平０６−５２２８５号公報（第１−２頁）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の主回路の検相確認は以上のように実施しているので、規模の大きい発電所では確認個所が多く、そのため多大な時間と労力を費やしていた。
本発明は従来技術の欠点に鑑みて、主回路を最終の接続状態にした上で検相工程を自動化することにより、検相確認を迅速に行えるようにした主回路診断装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る主回路診断装置の発明は、診断対象としての主回路の両端に設置した変流器のうち、一端の変流器に検相チェック信号を出力し、他端の変流器から当該検相チェック信号のアンサーバックを入力し、これら入出力された検相チェック信号を比較手段により比較して前記主回路の接続状態を診断することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図を通して同一部分には同一符号を、関連する部分には符号に添字をつけて対応させ、重複する説明は省略するものとする。
【００１２】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の主回路診断装置に係る第１の実施の形態を示す構成図である。図１において、まず検相診断対象としての主回路から説明する。２１は主回路２０に設置した主変圧器であり、１次巻線２１−１、２次巻線２１−２をそれぞれＹ−Ｙ結線している。２２は主変圧器２１の１次側（一端子側）２１−１に設置した変流器であり、２３は２次側（他端子側）２１−２に設置した変流器である。
【００１３】
次に、主回路２０の状態を診断する装置について述べる。１は前記主回路２０の主変圧器２１、変流器２２，２３が正しく接続されているか否かを診断する主回路診断装置であり、以下述べる２〜８の回路を備えている。２はＲ相、Ｓ相およびＴ相の三相電流を模擬した検相チェック信号２ｓを発生させる検相チェック信号発生回路であり、各相毎に検相チェック信号２ｓの「大きさ」および「位相」を任意に調整することができるように構成されている。３は検相チェック信号２ｓを入力し、前述した１次側変流器２２の２次巻線に検相チェック信号３ｓを印加（出力）する出力回路である。
【００１４】
４は主回路からアンサーバックされる検相チェック信号２３ｓを入力する入力回路、５はアンサーバックされた検相チェック信号２３ｓの位相を１８０度反転して検相チェック信号５ａとして出力する位相反転回路、６はこの位相反転回路５から出力された検相チェック信号５ａと前記検相チェック信号発生回路２から出力された検相チェック信号２ｓとを比較し、その比較結果データが予め定めた判定値から逸脱しているか否かによって良否を判定する比較手段としての比較回路である。なお、この比較回路６は比較結果データが判定値から逸脱している場合は異常である旨の警報信号を、三相主回路が正しく接続されている場合は正常である旨の信号を出力するように構成されている。７は比較結果データを入力して正常の場合および異常の場合それれぞれを表示する表示回路である。そして８は検相チェック信号をオフにした後も前記比較回路６から出力された比較結果データを保持する記憶保持回路である。
【００１５】
図２は検相チェック信号を示す波形図であって、（１）は検相チェック信号発生回路２から出力される検相チェック信号２ｓを、（２）は出力回路３から主回路に出力される（印加される）検相チェック信号３ｓに基づいて、変流器２２の１次側導体に誘起する検相チェック信号２２ｓをそれぞれ示す波形図である。
【００１６】
図３も同様に検相チェック信号を示す波形図であって、（１）は前記主変圧器２１の２次側２１−２から出力される検相チェック信号２１ｓを、（２）は前記変流器２３の２次側から出力される検相チェック信号２３ｓを、そして（３）は前記位相反転回路５から出力される検相チェック信号５ｓをそれぞれ示す波形図である。
【００１７】
次に、図１〜図３を参照して本実施の形態の作用について説明する。
（ｉ）作業員が主回路の接続状態の診断を開始すると、まず、検相チェック信号発生回路２を動作させて図２（１）で示す三相電流を模擬した検相チェック信号２ｓ（Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ）を出力する。この検相チェック信号２ｓの各相の大きさおよび位相角は次の通りである。
【００１８】
Ａ相について、大きさが＋７で位相が０度（基準）の波形と、大きさが−７で位相が１８０度（遅れ）の波形Ｉａを周期的に発生する。
Ｂ相について、大きさが＋７で位相が１２０度（遅れ）の波形と、大きさが−７で位相が３００度（遅れ）の波形Ｉｂを周期的に発生する。
Ｃ相について、大きさが＋７で位相が２４０度（遅れ）の波形と、大きさが−７で位相が６０度（遅れ）の波形Ｉｃを周期的に発生する。
【００１９】
（ｉｉ）出力回路３はこの検相チェック信号２ｓ（Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ）を入力して検相チェック信号３ｓを前記変流器２２の２次巻線に印加する。この検相チェック信号３ｓが変流器２２で２次側から１次側に変換されると、変流器の変成比に基づいた大きさの検相チェック信号２２ｓが１次側導体すなわち主回路導体に誘起する。
【００２０】
ここで、変流器２２の変成比を２０（１００Ａ（１次側）／５Ａ（２次側）＝２０）とした場合、１次側導体に誘起するＡ相の検相チェック信号２２ｓ（ＩＡ）の大きさは＋７×２０＝＋１４０となる。また位相は変流器２次の結線がＹ結線（１次側と２次側は同位相）のため０度である。
【００２１】
同様にして、Ｂ相の検相チェック信号２２ｓ（ＩＢ）は、大きさが＋１４０で、位相が１２０度、Ｃ検の検相チェック信号２２ｓ（ＩＣ）は、大きさが＋１４０で、位相が２４０度である。このときの波形図は図２（２）の通りである。
【００２２】
（ｉｉｉ）次に、上記検相チェック信号２２ｓは主変圧器２１の１次側２１−１から２次側２１−２に伝達されて検相チェック信号２１ｓに変換される。主変圧器２１の１次側２１−１と２次側２１−２との変圧比を４０（２７５ｋＶ／６．９ｋＶ＝４０）とすると、主変圧器２１の２次側２１−２のＡ相検相チェック信号ＩＡ’の大きさは、＋１４０×４０＝＋５６００となる。このときの位相は、変圧器２１の角変位がＹ−Ｙ（１次側と２次側は同位相）のため０度である。
【００２３】
同様にして、Ｂ相検相チェック信号ＩＢ’は、大きさ＋５６００で位相１２０度、Ｃ相検相チェック信号ＩＣ’は、大きさ＋５６００で位相１２０度である。
この検相チェック信号２１ｓの模擬波形を図３（１）に示す。
【００２４】
（ｉｖ）次に、上記検相チェック信号２１ｓは主回路の２次側に設置した変流器２３の１次側から２次側に伝達され検相チェック信号２３ｓとなる。この変流器２３の変流器比を８００（４０００Ａ（１次側）／５Ａ（２次側）＝８００）とすると、変流器２３の２次側から出力されるＡ相検相チェック信号Ｉａ’の大きさは＋５６００／８００＝＋７となる。また位相は変流器２次側の結線がＹ結線で絞りが逆のため１８０度反転し１８０度である。
【００２５】
同様にＢ相の検相チェック信号Ｉｂ’は、大きさが＋７で位相が３００度、Ｃ相の検相チェック信号Ｉｃ’は、大きさが＋７で位相が６０度である。
この検相チェック信号２３ｓ（Ｉａ’、Ｉｂ’、Ｉｃ’）の模擬波形を図３（２）に示す。
【００２６】
（ｖ）次に、上記検相チェック信号２３ｓは入力回路４を経て位相反転回路５に入力される。位相反転回路５入力された上記検相チェック信号は、１８０度反転され、Ａ相の検相チェック信号Ｉａ”は、大きさが＋７で位相が０度、Ｂ相の検相チェック信号Ｉｂ”は、大きさが＋７で位相１２０度、Ｃ相の検相チェック信号Ｉｃ”は、大きさが＋７で位相２４０度となる。
【００２７】
この検相チェック信号５ｓ（Ｉａ”、Ｉｂ”、Ｉｃ”）の模擬波形を図３（３）に示す。
この反転された上記検相チェック信号５ｓ（Ｉａ”、Ｉｂ”、Ｉｃ”）は、次段の比較回路６において各相毎に前記検相チェック信号２ｓ（Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ）とそれぞれ比較判定される。なお、ここでいう比較とは両者の差（Ｉａ−Ｉａ”）あるいは比（Ｉａ／Ｉａ”）のほか、信号２ｓ、５ｓをそれぞれ合成したもの同士の比較等が考えられる。このようにして得られた比較結果データが予め定めた判定値以上ある場合、または各相の位相差が判定値以上ある場合は異常と判定して警報信号を出力し、表示回路７で表示する。
【００２８】
表示回路７は比較結果データが正常の場合および異常の場合とも「位相差」、「大きさの差（あるいは大きさの比）」の値も表示する。
記憶保持回路８は検相チェック信号を「切」にした後でも比較データを表示あるいは他の用途のために保管する。
【００２９】
（変形例）
図４は本実施の形態の主回路２０の変形例を示す図である。
本実施の形態の場合、主回路診断装置１自体の変更はなく、主回路２０を構成する電力機器の接続のみを変更したものである。すなわち、主変圧器２１は１次巻線２１−１、２次巻線２１−２の結線をΔ−Ｙ結線にし、２次側変流器２３の結線をＹ結線したものである。
【００３０】
この変形例についても前述と同様であり、図４に示した検相チェック信号発生回路２から３相電流の任意の「大きさ」、「位相」を模擬した検相チェック信号２ｓを発生し、出力回路３から検相チェック信号３ｓを主回路に出力し、主回路内を伝達し、アンサーバックして入力回路４に入力させ、位相反転回路５を経て比較回路６で検相チェック信号２ｓと５ｓとの比較判定を行う。
以上のように、本発明は主回路構成機器の接続が異なる場合でも前記同様に検相を行ことが可能である。
【００３１】
なお、本実施の形態による主回路診断装置は、以上説明した発変電所の主回路の検査のみでなく、他の主回路や制御機器回路の試験器としても幅広い適用することができる。
【００３２】
以上述べたように、発電所や変電所等で結線工事された主回路の三相接続の確認検査に本発明の主回路診断装置を使用すれば、主回路結線の検相を自動的にしかも短時間に処理することができる。
【００３３】
（第２の実施の形態）
図５は本発明の第２の実施の形態に係る主回路診断装置の構成図である。
図５の主回路において、２４は発電機、２５は所内変圧器、２６〜２９は主回路変流器である。また、１０はディジタル保護リレー装置であり、１１−１から１１−３は入力変換器である。主回路診断装置１Ａは入力変換器に対応して出力回路３−１〜３−３、入力回路４−１〜４−３を設けている。
【００３４】
本実施の形態は主回路２０に設けた変流器２２、２３、２６、２７、２８、２９と接続される複数の入力変換器１１−１、１１−２、１１−３に複数の出力回路３−１、３−２、３−３および、入力回路４−１、４−２、４−３を接続することで、第１の実施の形態の場合と同様に、発電所や変電所等の複雑な主回路全体の結線を瞬時かつ、自動的に処理することができる。
【００３５】
（第３の実施の形態）
図６は本発明の第３の実施の形態に係る主回路診断装置の構成図である。
図６において、１２−１〜１２−６はディジタル保護リレー装置１０に収納されている入力変換器１１−１〜１１−３と複数の出力回路３−１〜３−３および入力回路４−１〜４−３とを接続するための専用コネクタである。
【００３６】
主回路検相確認後、主回路全体の結線が正しいことを確認できれば、専用コネクタ１２−１〜１２−６で入力変換器１１−１〜１１−３と本発明の主回路診断装置１を切り放し可能である。更に、専用コネクタ１２−１〜１２−６で他の発電所のディジタル保護リレー装置にも装着可能である。
このように本実施の形態によれば、専用コネクタで脱着可能にすることで１台の主回路診断装置１で複数の発電所主回路の結線を確認することが可能である。
【００３７】
（第４の実施の形態）
図７は本発明の第４の実施の形態に係る主回路診断装置の構成図である。
図７において、９は主回路診断装置１内に設けられた整定値算出回路であり、１３はディジタル保護リレー装置１０に収納される複数のリレー要素の整定値を保存するリレー整定値収納回路である。
【００３８】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
記憶保持回路８には比較回路６による比較結果データが保存されている。以下保存されている比較結果データについて説明する。
【００３９】
出力検相チェック信号２ｓの各相分は次の通りとする。
Ａ相；検相チェック信号Ｉａは大きさが＋７で位相が    ０度。
Ｂ相；検相チェック信号Ｉｂは大きさが＋７で位相が１２０度。
Ｃ相；検相チェック信号Ｉｃは大きさが＋７で位相が２４０度。
【００４０】
一方、入力検相チェック信号５ｓの各相分についてであるが、前記第１の実施の形態で説明したときは大きさが＋７であったが、ここでは＋１２とする。
Ａ相；検相チェック信号Ｉａ”は大きさが＋１２で位相が    ０度。
Ｂ相；検相チェック信号Ｉｂ”は大きさが＋１２で位相が１２０度。
Ｃ相；検相チェック信号Ｉｃ”は大きさが＋１２で位相が２４０度。
【００４１】
この比較結果データをもとに整定値算出回路９で比率差動リレーの整定値を自動算出する。
上記の比較結果データでは比率差動リレーの整定タップは、
入力側整定タップ；７、
出力側整定タップ；１２の値が自動算出される。
この算出された整定値はディジタル保護リレー装置１０のリレー整定値収納回路１３に保存される。
【００４２】
このように、本実施の形態によれば、検相チェック信号の判定データからリレー整定値を自動算出することで、机上計算での人間系による計算ミスおよび、整定値入力ミスを防止できる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の主回路診断装置によれば、発電所や変電所等のプラントにおいて、最終接続作業終了後、主回路各相が正しく接続されているか否かを診断するのに、変成器を介して印加した検相チェック信号と、アンサーバックされてきた検相チェック信号とを比較判定し、判定結果が規定値から外れていた場合警報表示するようにしたので、人間系による目視および手計算に頼る必要がなくなり、迅速にかつ正確に診断を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る主回路診断装置の構成図。
【図２】本発明で使用する検相チェック信号例を示す図。
【図３】本発明で使用する検相チェック信号例を示す図。
【図４】第１の実施の形態の変形例を示す構成図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る主回路診断装置の構成図。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る主回路診断装置の構成図。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る主回路診断装置の構成図。
【図８】従来の変流器極性の確認方法の概略説明図。
【符号の説明】
１、１Ａ，１Ｂ…主回路診断装置、２…検相チェック信号発生回路、３…出力回路、４…入力回路、５…位相反転回路、６…比較回路、７…表示回路、８…記憶保持回路、９…整定値算出回路、１０…ディジタル保護リレー装置、１１−１〜１１−３…入力変換器、１２−１〜１２−６…専用コネクタ、１３…リレー整定値収納回路、２０…主回路、２１…主変圧器、２２，２３…変流器、２４…発電機、２５…所内変圧器、２６〜２９…変流器。
【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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