(57)【要約】【課題】アナログ出力回路を備えたデジタル保護継電装置においてアナログ出力回路の監視を行い信頼性の向上を図ることのできるデジタル保護継電装置を得る。【解決手段】系統から入力される電気量Ｖａ，Ｊａを、Ａ／Ｄ変換 ２１にてディジタル量に変換し、電力演算部８により電力Ｐｄを演算した後、アナログ出力前処理部３１にて電力Ｐｄの値に応じたデジタル量の電圧Ｖｐｄに変換し、基準値として保持する。一方、アナログ出力部３より他装置に出力されるアナログ量の出力電圧Ｖｐａは、Ａ／Ｄ変換器２３にてデジタル量の読返し値Ｖｄｆに変換される。アナログ出力監視回路５は、いずれもデジタル量である読返し値Ｖｄｆと基準となる電圧Ｖｐｄとの偏差ΔＶを監視し、偏差が所定値以上になったとき警報信号Ｓａを発する。これにより、アナログ出力部３の異常を検出し、信頼性の向上を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統からのアナログ電気量を第１のデジタル量に変換する第１のＡ／Ｄ変換器と、上記第１のデジタル量に基づいて演算により所定のデジタル演算量を求める演算装置と、上記所定のデジタル演算量に基づいて保護継電動作を行うデジタル保護継電器本体と、上記所定のデジタル演算量をアナログ演算量に変換して出力するアナログ出力回路と、上記アナログ演算量を第２のデジタル量に変換する第２のＡ／Ｄ変換器と、上記第２のデジタル量と上記所定のデジタル演算量を比較して上記アナログ出力回路の異常を検出するアナログ出力監視手段とを備えたデジタル形保護継電装置。
【請求項２】
上記アナログ電気量は系統の電圧及び電流であり、上記演算装置が演算により求める上記所定のデジタル演算量は上記系統の電力であることを特徴とする請求項１に記載のデジタル形保護継電装置。
【請求項３】
上記アナログ出力監視手段は、上記第２のデジタル量と上記所定のデジタル演算量との偏差が所定値以上になったとき異常検出信号を発するものであることを特徴とする請求項１に記載のデジタル形保護継電装置。
【請求項４】
上記アナログ出力監視手段は、上記第２のデジタル量と上記所定のデジタル演算量との偏差が第１所定値以上になったとき異常検出信号を発するとともに偏差が第１所定値よりも小さい第２所定値以下になったときに異常検出信号の発信を停止するものであることを特徴とする請求項３に記載のデジタル形保護継電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル形保護継電装置、特にアナログ出力回路を備えたデジタル形保護継電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力系統の保護に用いられる保護継電装置において、デジタル化が推進されてきているものの依然として伝送装置とのインターフェースにはアナログ量である直流電圧渡しの使用が主流であり、デジタル形継電装置にアナログ出力回路を実装する要求がある。一方、保護継電装置のデジタル化で高度な監視回路を実装することにより信頼性向上が図られている。このような監視回路として、マルチプレクサを介して入力されたアナログデータをＡ／Ｄ変換器にてデジタル変換し、当該デジタルデータを用いて所要のリレー演算を行うものにおいて、マルチプレクサの１チャンネルを監視用チャンネルとし、コンピュータ処理で任意の波形または電圧の信号を生成するＤ／Ａ変換器の出力端を接続すると、（Ｎ＋１）チャンネル毎にコンピュータで設定した直流の電圧が入力される。これによって、Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジ（例えば、−１０Ｖから１０Ｖ）の全ての任意の電圧レベルで精度の監視が可能となるものある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１４０８３号公報（段落番号００２２、００２３、図１及び図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなデジタル形保護継電装置においては、従来から、アナログ入力回路の不良の有無を検出する回路が備えられているが、他装置とのインターフェースに直流電圧等のアナログ量を使用するためのアナログ出力回路を備えたデジタル形保護継電装置がなかったため、当該アナログ出力回路の監視方法が確立されておらず、信頼性に欠ける点があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、アナログ出力回路を備えたデジタル形保護継電装置においてアナログ出力回路の監視を行い信頼性の向上を図ることのできるデジタル形保護継電装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るデジタル形保護継電装置においては、系統からのアナログ電気量を第１のデジタル量に変換する第１のＡ／Ｄ変換器と、第１のデジタル量に基づいて演算により所定のデジタル演算量を求める演算装置と、所定のデジタル演算量に基づいて保護継電動作を行うデジタル保護継電器本体と、所定のデジタル演算量をアナログ演算量に変換して出力するアナログ出力回路と、アナログ演算量を第２のデジタル量に変換する第２のＡ／Ｄ変換器と、第２のデジタル量と所定のデジタル演算量とを比較してアナログ出力回路の異常を検出するアナログ出力監視手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、系統からのアナログ電気量を第１のデジタル量に変換する第１のＡ／Ｄ変換器と、第１のデジタル量に基づいて演算により所定のデジタル演算量を求める演算装置と、所定のデジタル演算量に基づいて保護継電動作を行うデジタル保護継電器本体と、所定のデジタル演算量をアナログ演算量に変換して出力するアナログ出力回路と、アナログ演算量を第２のデジタル量に変換する第２のＡ／Ｄ変換器と、第２のデジタル量と所定のデジタル演算量とを比較してアナログ出力回路の異常を検出するアナログ出力監視手段とを備えたので、アナログ出力監視手段により第２のデジタル量と所定のデジタル演算量とを比較することによりアナログ出力回路の異常を検出することができ、デジタル形保護継電装置の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１及び図２に基づいて説明する。図１は、デジタル形保護継電装置の構成を示す構成図、図２はアナログ出力監視回路の動作を説明するための説明図である。図１において、アナログ入力部２は、入力トランス２０とこの入力トランス２０に接続された２台のＡ／Ｄ変換器２１と、絶縁アンプ２２とＡ／Ｄ変換器２３とを有する。各Ａ／Ｄ変換器２１の出力側は演算装置としての電力演算部８に接続され、電力演算部８の出力側はデジタル保護継電器本体である保護継電部９に接続されるとともにアナログ出力部３のアナログ出力前処理部３１に接続されている。
【０００９】
アナログ出力回路としてのアナログ出力部３は、アナログ出力前処理部３１、Ｄ／Ａ変換器３２、絶縁アンプ３３を有し、アナログ出力前処理部３１はＤ／Ａ変換器３２を介して絶縁アンプ３３に接続されている。絶縁アンプ３３のアナログ出力は、図示しない伝送装置を介して他装置に送信される。また、絶縁アンプ３３の出力側はアナログ入力部２の絶縁アンプ２２へ接続されている。絶縁アンプ２２は、Ａ／Ｄ変換器２３を介してアナログ出力監視回路５の出力監視部５３に接続されている。アナログ出力監視手段としてのアナログ出力監視回路５は、出力監視部５３、タイマ５４を有し、タイマ５４から警報信号Ｓａが外部へ出力される。
【００１０】
次に動作について説明する。図１において、系統から入力されるアナログ電気量である電圧Ｖａ、電流Ｊａを、Ａ／Ｄ変換２１により第１のデジタル量であるデジタル量Ｖｄ，Ｊｄに変換する。電力演算部８は、デジタル量Ｖｄ，Ｊｄに基づき電力Ｐｄを演算により求める。保護継電部９は、デジタル量の電力Ｐｄに基づいて所定の保護継電及び制御動作を行う。アナログ出力部３のアナログ出力前処理部３１にて電力Ｐｄをその値に応じたデジタル演算量としての電圧値Ｖｐｄに変換するとともに、このデジタル演算量としての電圧値Ｖｐｄを基準値として保持する。Ｄ／Ａ変換器３２は、入力されたデジタル量の電圧値Ｖｐｄをアナログ量に変換して絶縁アンプ３３及び図示しない伝送装置を介して他装置にアナログ演算量である出力電圧Ｖｐａとして出力する。一方、アナログ出力部３より出力される出力電圧Ｖｐａは、アナログ入力部２の絶縁アンプ２２にも入力され、Ａ／Ｄ変換器２３にてデジタル量に変換され、Ａ／Ｄ変換器２３において第２のデジタル量である読返し値Ｖｄｆとして保持される。
【００１１】
アナログ出力監視回路５は、上述の保持された基準値であるデジタル演算量としての電圧値Ｖｐｄと第２のデジタル量である読返し値Ｖｄｆとを比較することでアナログ出力部３の異常監視を行う。具体的には、図２に示すように、出力監視部５３は電圧値Ｖｐｄを基準にして読返し値Ｖｄｆと基準値との偏差ΔＶ＝Ｖｄｆ−Ｖｐｄがプラス側に第１の設定値α１以上になったとき、及びマイナス側に第２の設定値α２以下になったときに動作領域に入り（図２参照）タイマ５４に異常検出信号である信号Ｓを発し、タイマ５４は信号Ｓの発信状態が所定時間以上継続したときに警報信号Ｓａを出力する。偏差ΔＶには、計測誤差、量子化誤差を含むため、判定レベルに差を設けて正常時の誤差を吸収している。なお、タイマ５４は、Ｈ／Ｗの応答遅延や、系統動揺を防止するために所要の確認時限を取るためのものである。なお、偏差ΔＶがα１未満になったときあるいはα２を超えたとき復帰領域に入り、信号Ｓの発信を停止する。
【００１２】
以上のように、アナログ出力監視回路５の出力監視部５３により出力電圧Ｖｐａの基準になるデジタル演算量である電圧値Ｖｐｄ（理論値）と、実際のアナログ出力である電圧値Ｖｐａをデジタル変換した値である読返し値Ｖｄｆ（測定値）と、の比較監視を可能としている。このようにこの実施の形態によれば、デジタル形継電装置が具備するアナログ出力部３の監視を、特別なハードウェアを追加することなくアナログ入力部２に設けたＡ／Ｄ変換器２３とアナログ出力監視回路５により行うことができ、簡易な構成でデジタル形保護継電装置の信頼性を向上させることができる。
【００１３】
実施の形態２．
実施の形態１では、偏差ΔＶが第１の設定値α１あるいは第２の設定値α２近傍で遷移した場合、検出レベルと復帰レベルが同じ値であるため、信号Ｓの出力／停止が繰り返されるハンチング現象が発生し、タイマ５４のカウントアップが行われないため、異常検出できないおそれがある。これに対し、この実施の形態は、検出レベル（動作レベル）と復帰レベルの間に不感帯を設けヒステリシス特性を持たせたものである。図３及び図４はこのような実施の形態２を示すものであり、図３はデジタル形保護継電装置の構成図、図４はアナログ出力監視回路の動作を説明するための説明図である。図３において、アナログ出力監視回路１０５は出力監視部１５３を有する。その他の構成については、図１に示した実施の形態１と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。
【００１４】
出力監視部１５３は、図４に示すように偏差ΔＶがプラス側の第１設定値γ１以上になったとき動作領域に入り動作して信号Ｓを発し第２設定値γ２（γ２＜γ１）以下になったとき復帰領域に入り復帰して信号Ｓの発信を停止し、偏差ΔＶがマイナス側の第３設定値γ３以下になったとき動作領域に入り動作して信号Ｓを発し第４設定値γ４（γ３＜γ４）以上になったとき復帰領域に入り復帰して信号Ｓの発信を停止する。このように、γ２とγ１との間及びγ３とγ４との間を不感帯とし、出力監視部１５３の動作にヒステリシス特性を持たせれば、偏差ΔＶが設定値近傍で変動してもハンチング動作を防止し、確実に異常を検出できる。
【００１５】
なお、上記各実施の形態では電気量として電力を求めるものについて説明したが、無効電力、電圧と電流との位相角その他の電気量であっても同様の効果を奏する。また、アナログ出力前処理部３１にデジタル演算量としての電圧値Ｖｐｄを基準値として保持させる代わりに、電力演算部８に電力Ｐｄを保持させるようにしてこの電力Ｐｄをデジタル演算量及び基準値として用いてもよい。
【００１６】
以上のように、この発明におけるデジタル形保護継電装置は、系統からのアナログ電気量を第１のデジタル量に変換する第１のＡ／Ｄ変換器と、第１のデジタル量に基づいて演算により所定のデジタル演算量を求める演算装置と、所定のデジタル演算量に基づいて保護継電動作を行うデジタル保護継電器本体と、所定のデジタル演算量をアナログ演算量に変換して出力するアナログ出力回路と、アナログ演算量を第２のデジタル量に変換する第２のＡ／Ｄ変換器と、第２のデジタル量と所定のデジタル演算量とを比較してアナログ出力回路の異常を検出するアナログ出力監視手段とを備えたので、アナログ出力監視手段により第２のデジタル量と所定のデジタル演算量とを比較することによりアナログ出力回路の異常を検出することができ、デジタル形保護継電装置の信頼性を向上させることができる。
【００１７】
そして、アナログ電気量は系統の電圧及び電流であり、演算装置が演算により求める所定のデジタル演算量は系統の電力であることを特徴とするので、電力により保護継電動作をするデジタル形保護継電装置においても、信頼性を向上させることができる。
【００１８】
さらに、アナログ出力監視手段は、第２のデジタル量と所定のデジタル演算量との偏差が所定値以上になったとき異常検出信号を発するものであることを特徴とするので、アナログ出力回路に異常が生ずると偏差が所定値以上になるので異常を検出でき、デジタル形保護継電装置の信頼性を向上させることができる。
【００１９】
また、アナログ出力監視手段は、第２のデジタル量と所定のデジタル演算量との偏差が第１所定値以上になったとき異常検出信号を発するとともに偏差が第１所定値よりも小さい第２所定値以下になったときに異常検出信号の発信を停止するものであることを特徴とするので、偏差が変動したときにアナログ出力監視手段の異常検出信号の発信動作がハンチングすることを防止でき、動作を安定化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態１であるデジタル形保護継電装置の構成を示す構成図である。
【図２】図１のアナログ出力監視回路の動作を説明するための説明図である。
【図３】この発明の実施の形態２であるデジタル形保護継電装置の構成を示す構成図である。
【図４】図３のアナログ出力監視回路の動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
２  アナログ入力部、２０  入力トランス、２１，２３  Ａ／Ｄ変換器、
３  アナログ出力部、３１  アナログ出力前処理部、３２  Ｄ／Ａ変換器、
５  アナログ出力監視回路、５３，１５３  出力監視部。
【図１】
2007318895.tif 000003
【図２】
2007318895.tif 000004
【図３】
2007318895.tif 000005
【図４】
2007318895.tif 000006