(57)【要約】【課題】製造コストを抑制しつつ変流器の広範囲な検出領域に精度よく対応でき保護継電器を提供する。【解決手段】補助変流器５に複数の入力タップを設ける。補助変流器５の二次側に電気的に接続した回路部６に、複数の入力レンジを切り換え可能なＡ／Ｄ変換器27を設ける。複数系統の回路を設けたり、Ａ／Ｄ変換器27の分解能を必要以上に上げたりせずに済み、製造コストを抑制できるとともに、補助変流器５の巻数比の種類とＡ／Ｄ変換器27の入力レンジの種類との相乗によって変流器３の広範囲な検出領域に精度よく対応できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主回路の電流変化を検出する検出器から出力された信号が一次側に入力される補助変流器と、
この補助変流器の二次側に電気的に接続され、前記検出器から出力された信号に対応して前記補助変流器から出力された信号に応じて所定の信号を出力する回路部とを具備し、
前記補助変流器は、前記検出器から出力された信号が入力される複数の入力タップを一次側に備え、
前記回路部は、複数の入力レンジを切り換え可能に有し、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備えた
ことを特徴とした保護継電器。
【請求項２】
入力タップは、補助変流器の一次巻線の両端部と、この一次巻線の中間位置とに電気的に接続されている
ことを特徴とした請求項１記載の保護継電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主回路の電流変化に対応して検出器から出力された信号に基づいて所定の信号を出力する保護継電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、検出器としての変流器（ＣＴ）から出力された検出信号に基づいて所定の信号、例えば主回路の開閉信号を出力することで過電流などから主回路を保護する保護継電器がある。
【０００３】
そして、このような保護継電器としては、変流器が一次側に電気的に接続された１つの補助変流器を備え、この補助変流器により変換された検出信号を、互いに異なる大小２つの検出信号領域に対応する２系統の入力回路により増幅し、これら増幅された信号を選択してアナログ／デジタル変換（以下、Ａ／Ｄ変換という）し、このＡ／Ｄ変換された信号に基づいて主回路に開閉信号を出力する構成が知られている。すなわち、この保護継電器では、入力回路からの出力をその大きさに応じて使い分けることで、より高精度の演算結果を採用可能である（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３２８１４１号公報（第１１−１３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の保護継電器は、１つの変流器の広範囲な検出領域に精度よく対応することに一定の効果を有している。
【０００５】
しかしながら、上述の保護継電器では、変流器の広範囲な検出領域に対応するために、２系統の入力回路を設けなければならず、また、Ａ／Ｄ変換器においては、入力される信号に対してより多くのＡ／Ｄ変換処理が必要となるなど、回路の各演算部への負荷が大きくなるとともに、広範囲な検出領域に精度よく対応するためにＡ／Ｄ変換器の分解能を向上することが要求されるという問題があり、そして、このように複数の入力回路および分解能を向上したＡ／Ｄ変換器を採用することで、製造コストが嵩むという問題点を有している。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、製造コストを抑制しつつ検出器の広範囲な検出領域に精度よく対応できる保護継電器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】
【０００７】
請求項１記載の保護継電器は、主回路の電流変化を検出する検出器から出力された信号が一次側に入力される補助変流器と、この補助変流器の二次側に電気的に接続され、前記検出器から出力された信号に対応して前記補助変流器から出力された信号に応じて所定の信号を出力する回路部とを具備し、前記補助変流器は、前記検出器から出力された信号が入力される複数の入力タップを一次側に備え、前記回路部は、複数の入力レンジを切り換え可能に有し、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備えたものである。
【０００８】
請求項２記載の保護継電器は、請求項１記載の保護継電器において、入力タップは、補助変流器の一次巻線の両端部と、この一次巻線の中間位置とに電気的に接続されているものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の保護継電器によれば、補助変流器に複数の入力タップを設け、この補助変流器の二次側に電気的に接続された回路部に、複数の入力レンジを切り換え可能なＡ／Ｄ変換器を設けることで、例えば複数系統の回路を設けたり、Ａ／Ｄ変換器の分解能を必要以上に上げたりせずに済み、製造コストを抑制できるとともに、補助変流器の巻数比の種類とＡ／Ｄ変換器の入力レンジの種類との相乗によって検出器の広範囲な検出領域に精度よく対応できる。
【００１０】
請求項２記載の保護継電器によれば、請求項１記載の保護継電器の効果に加えて、入力タップを、補助変流器の一次巻線の両端部と、これら一次巻線の中間位置とにそれぞれ電気的に接続することで、精度を確保した状態で対応可能な検出器の検出領域の範囲を２倍に広げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態の保護継電器の構成を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１において、１は保護継電器であり、この保護継電器１は、主回路２の電流変化を検出する検出器としての変流器（ＣＴ）３に電気的に接続され、この変流器３からの出力に基づいて主回路２へと所定の信号、例えば開閉信号を出力するものである。
【００１３】
そして、この保護継電器１は、変流器３に一次側が電気的に接続された補助変流器５と、この補助変流器５の二次側に電気的に接続された回路部６とを有している。
【００１４】
変流器３は、主回路２に流れる電流を一次電流として定格一次電流Ｉに対する二次電流を信号として出力するものである。本実施の形態では、変流器３は、例えば３００Ａ／１Ａの定格を有するものとする。
【００１５】
補助変流器５は、図２および図３に示すように、変流器３が電気的に接続される入力タップ11，12，13を備え、これら入力タップ11，12，13は、予め保護継電器１に内蔵されている入力端子台14，15，16にそれぞれ電気的に接続され、変流器３からの配線により選択されるように構成されている。また、補助変流器５は、一次巻線21と二次巻線22とを備え、入力タップ11，13が、一次巻線21の両端部にそれぞれ電気的に接続され、入力タップ12が、一次巻線21の中間位置に電気的に接続されている。したがって、補助変流器５は、一次巻線21での入力タップ11，13間の巻数と入力タップ12，13間での巻数との比が２：１となるように構成されている。本実施の形態では、入力タップ11をコモン端子とし、入力タップ12を例えば定格１Ａ、入力タップ13を例えば定格０．５Ａに対応させる。
【００１６】
回路部６は、補助変流器５からの出力電流を増幅する入力回路25と、この入力回路25から出力された信号を所定の周期毎にホールド（保持）するサンプル／ホールド（以下、Ｓ／Ｈという）回路26と、このＳ／Ｈ回路26により保持されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル（以下、Ａ／Ｄという）変換器27と、このＡ／Ｄ変換器27にて変換されたデジタル信号により各種演算をする演算処理装置としてのＣＰＵ28とを備えている。
【００１７】
Ａ／Ｄ変換器27は、複数、例えば２種類の入力レンジを有している。本実施の形態では、Ａ／Ｄ変換器27の入力レンジを、例えば標準値である±１０Ｖ／０〜２０４８（１２ビット）と、標準値の１／２である±５Ｖ／０〜２０４８（１２ビット）との２種類とする。
【００１８】
ＣＰＵ28は、Ａ／Ｄ変換器27を制御する機能を有し、このＡ／Ｄ変換器27によるＡ／Ｄ変換の開始およびＡ／Ｄ変換器27の各種設定を制御可能となっている。そして、ＣＰＵ28は、Ａ／Ｄ変換器27への制御信号を出力する際に、変流器３に対する定格一次電流の設定を確認し、Ａ／Ｄ変換器27の入力レンジの切り換え設定が可能である。
【００１９】
次に、上記一実施の形態の動作を説明する。
【００２０】
３００Ａ／１Ａの定格を有する変流器３の一次側における定格電流すなわち定格一次電流Ｉが１５０Ａより大きく３００Ａ以下では、図２に示すように、入力タップ11と、変流器３の二次側の定格電流と等しい定格１Ａの入力タップ12とに変流器３の二次側を電気的に接続する。
【００２１】
また、変流器３の定格一次電流Ｉが１５０Ａ以下では、図３に示すように、入力タップ11と、変流器３の二次側の定格電流の１／２である定格０．５Ａの入力タップ13とに変流器３の二次側を電気的に接続する。
【００２２】
この結果、補助変流器５の出力は、変流器３の定格一次電流Ｉの最大値が３００Ａである場合の入力電流３００Ａ時の値と、変流器３の定格一次電流Ｉが１５０Ａである場合の入力電流１５０Ａ時の値とが等しくなり、変流器３の定格一次電流Ｉが小さい場合の補助変流器５の二次側電圧、すなわち入力回路25の入力電圧（入力精度）が２倍となる。
【００２３】
また、変流器３の定格一次電流Ｉが７５Ａより大きく１５０Ａ以下では、ＣＰＵ28が、Ａ／Ｄ変換器27の入力レンジを±１０Ｖ／０〜２０４８に設定する。
【００２４】
一方、変流器３の定格一次電流Ｉが７５Ａ以下では、ＣＰＵ28が、Ａ／Ｄ変換器27の入力レンジを±５Ｖ／０〜２０４８に設定する。
【００２５】
この結果、Ａ／Ｄ変換器27の信号の変換結果すなわち出力は、変流器３の定格一次電流Ｉが１５０Ａである場合の入力電流１５０Ａ時の値と、変流器３の定格一次電流Ｉが７５Ａである場合の入力電流７５Ａ時の値とが等しくなり、変流器３の定格一次電流Ｉが小さい場合のＡ／Ｄ変換器27のＡ／Ｄ変換精度が２倍となる。
【００２６】
詳細には、図４に示すように、変流器３の定格一次電流を３００Ａと設定した場合、すなわち補助変流器５の入力タップ11，12を使用し、Ａ／Ｄ変換器27の入力レンジは標準値とする場合を基準にすると、変流器３の定格一次電流を１５０Ａと設定した場合には、補助変流器５の入力タップ11，13を使用することで補助変流器５の出力が２倍となることにより、Ａ／Ｄ変換器27によるＡ／Ｄ変換結果は補助変流器５側とＡ／Ｄ変換器27側とのトータルで２倍となる。
【００２７】
さらに、変流器３の定格一次電流を７５Ａと設定した場合には、補助変流器５の入力タップ11，13を使用することで補助変流器５の出力が２倍となり、Ａ／Ｄ変換器27の入力レンジを標準値の１／２とすることでＡ／Ｄ変換器の出力が２倍となることにより、Ａ／Ｄ変換器27によるＡ／Ｄ変換結果は補助変流器５側とＡ／Ｄ変換器27側とのトータルで４倍となる。
【００２８】
そして、保護継電器１は、変流器３により検出した主回路２での電流変化が所定以上となった場合などに、ＣＰＵ28が、主回路２に過電流が発生していると判断し、ＣＰＵ28から所定の信号を例えばリレーなどに出力することで主回路２を開成し、主回路２を過電流から保護する。
【００２９】
このように、上記一実施の形態では、補助変流器５に入力タップ11，12，13を設け、この補助変流器５の二次側に、複数の入力レンジを切り換え可能なＡ／Ｄ変換器27を設ける構成とした。
【００３０】
この結果、例えば変流器３の異なる検出領域に対応する複数系統の入力回路を設けてこれら入力回路を切り換える従来の場合と比較して、複数系統の入力回路を設ける必要がなく、かつ、Ａ／Ｄ変換器27の分解能およびＣＰＵ28での演算速度などを必要以上に上げずに済むため、製造コストを抑制できるとともに、補助変流器５の巻数比の種類とＡ／Ｄ変換器27の入力レンジの種類との相乗によって変流器３の広範囲な検出領域に精度よく対応できる。
【００３１】
具体的に、補助変流器５では、入力タップ11，13を一次巻線21の両端部に、入力タップ12を一次巻線21の中間位置に、それぞれ電気的に接続することで、入力タップ11，13を使用する場合に、入力タップ11，12を使用する場合に対して、補助変流器５からの出力が２倍となり、精度を確保した状態で対応可能な変流器３の検出領域の範囲を２倍に広げることができる。
【００３２】
なお、上記一実施の形態において、保護継電器１の細部の構成は、上記に限定されるものではない。
【００３３】
また、補助変流器５の入力タップ11，13間および入力タップ12，13間での巻数の比は、２：１に限定されるものではなく、例えば３：１、あるいは４：１以上などとして、これらに対応させて３つ以上の入力タップを設けることも可能である。
【００３４】
さらに、Ａ／Ｄ変換器27の入力レンジも、３つ以上の複数のレンジで切り換えできるように構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施の形態の保護継電器を示すブロック図である。
【図２】同上保護継電器の要部を示すブロック図である。
【図３】同上保護継電器の要部を示すブロック図である。
【図４】同上保護継電器の検出器の一次定格電流に対応した入力タップの切り換えおよびＡ／Ｄ変換器の入力レンジの切り換えを示す表である。
【符号の説明】
【００３６】
１    保護継電器
２    主回路
３    検出器としての変流器
５    補助変流器
６    回路部
11，12，13    入力タップ
21    一次巻線
27    Ａ／Ｄ変換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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