(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の基本周波数の外部入力をもつアナログ入力回路の入力に高調波の監視入力を重畳させておき、該アナログ入力回路の出力に含まれる該高調波の有無またはレベルから前記アナログ入力回路の正常／異常を監視するアナログ入力回路の監視方式であって、
前記アナログ入力回路の入力に重畳させる前記監視入力を遮断できるスイッチ手段と、
前記アナログ入力回路の正常／異常の判定結果が異常になったとき、前記スイッチ手段により監視入力を一時的に遮断させ、この遮断時の該アナログ入力回路の出力から前記外部入力に前記監視入力と同じ高調波が含まれるか否か、または高調波レベルを判定し、この判定により前記判定結果の真／偽を判定する監視処理手段とを備えたことを特徴とするアナログ入力回路の監視方式。
【請求項２】
一定の基本周波数の外部入力をもつアナログ入力回路の入力に高調波の監視入力を重畳させておき、該アナログ入力回路の出力に含まれる該高調波の有無またはレベルから前記アナログ入力回路の正常／異常を監視するアナログ入力回路の監視方式であって、
前記アナログ入力回路の入力に重畳させる前記監視入力を遮断できるスイッチ手段と、
前記スイッチ手段により監視入力を定期的に遮断させ、この遮断時の該アナログ入力回路の出力から前記外部入力に前記監視入力と同じ高調波が含まれるか否か、または高調波レベルを判定しておき、前記アナログ入力回路の正常／異常の判定結果が異常になったとき、前記高調波の有無またはレベルにより該判定結果の真／偽を判定する監視処理手段とを備えたことを特徴とするアナログ入力回路の監視方式。
【請求項３】
一定の基本周波数の外部入力をもつアナログ入力回路の入力に高調波の監視入力を重畳させておき、該アナログ入力回路の出力に含まれる該高調波の有無またはレベルから前記アナログ入力回路の正常／異常を監視するアナログ入力回路の監視方式であって、
前記アナログ入力回路の入力に重畳させる前記監視入力を遮断できるスイッチ手段と、
前記スイッチ手段により監視入力を定期的に遮断させ、この遮断時の該アナログ入力回路の出力から前記監視入力と同じ高調波のレベルを判定し、この高調波レベルを前記アナログ入力回路の正常／異常の判定のための監視幅に含ませておく監視処理手段とを備えたことを特徴とするアナログ入力回路の監視方式。
【請求項４】
一定の基本周波数の外部入力をもつアナログ入力回路の入力に高調波の監視入力を重畳させておき、該アナログ入力回路の出力に含まれる該高調波の有無またはレベルから前記アナログ入力回路の正常／異常を監視するアナログ入力回路の監視方式であって、
前記アナログ入力回路の入力に重畳させる前記監視入力を遮断できるスイッチ手段と、
前記スイッチ手段により監視入力を定期的に遮断させ、この遮断時の該アナログ入力回路の出力から前記監視入力と同じ高調波のレベルを判定し、この高調波レベルを前記監視入力に含ませておく監視処理手段とを備えたことを特徴とするアナログ入力回路の監視方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アナログ入力回路の動作の正常／異常を監視する監視方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力系統の保護継電装置は、例えば、系統の電圧や電流を検出し、これら信号を基に送配電線の地絡や短絡事故を判定し、系統保護出力を得る。このような保護継電装置は、アナログ方式とディジタル方式があるが、いずれの方式にしても電流や電圧の検出にはアナログ入力回路が必要となる。
【０００３】
この種のアナログ入力回路の故障は、事故検出不能になるし、事故波及の原因になるため、従来から監視回路や点検回路が設けられている。
【０００４】
図４は、従来の監視方式を示し、ディジタル方式の保護継電装置に適用されるものである。電圧等の検出信号になる外部入力は、電力系統の一定周波数ｆを有して補助変流器等から取り込まれ、この入力信号をアナログ入力回路（Ａ／Ｉ）１で適当な電圧信号に変換およびサンプル・ホールドされ、Ａ／Ｄ変換器２によってディジタル値に変換され、このディジタル値を保護継電用コンピュータに１つの検出データとして保護演算に供する。
【０００５】
このアナログ入力回路の監視には、基本周波数ｆになる外部入力に対し、監視入力信号としてその高調波（図示では第３高調波ｆ3）を重畳させてアナログ入力回路１に注入し、Ａ／Ｄ変換器２のディジタル出力に対してコンピュータのソフトウェア構成などで構成するディジタルフィルタ３を通すことで、Ａ／Ｄ変換器２のディジタル出力に含まれる第３高調波成分を取り出し、ソフトウェア構成などにされる判定部４によりフィルタ３の出力ｆ3OUTと注入した第３高調波信号ｆ3INとの絶対値差分が監視幅εより小さいか否かの判定、すなわち
【０００６】
【数１】
｜ｆ3OUT−ｆ3IN｜≦ε
からアナログ入力回路１の正常／異常を監視する。
【０００７】
なお、アナログ方式の保護継電装置の監視の場合、アナログ入力回路１の出力からアナログフィルタ回路を使用して第３高調波を取り出し、監視入力信号との絶対値差分を得る構成になる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
電力系統では避雷動作や負荷状態などによっては、外部入力ｆに第３高調波ｆ3IN’が含まれることがある。この場合、注入した監視入力ｆ3INに第３高調波ｆ3IN’がランダムな位相で加算されることになる。このとき、フィルタ３の出力もｆ3OUTからｆ3OUT’に変化する。このときの判定は、
【０００９】
【数２】
｜ｆ3OUT−（ｆ3IN±ｆ3IN’）｜≦ε
から正常／異常を判定することになり、アナログ入力回路が正常にもかかわらず異常と判定したり、逆に異常にもかかわらず正常と判定する問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、外部入力に含まれる高調波信号と監視入力信号とが同等の周波数成分をもつ場合にもアナログ入力回路の正常／異常を確実に判定できる監視方式を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、監視入力になる高調波信号を一時的に取り除き、この状態でアナログ入力回路の出力に含まれる高調波信号を取り出すことで外部入力に含まれる高調波信号の有無やレベルを求め、この高調波信号で判定部の判定結果の真偽判定や正常な判定ができるようにしたもので、以下の方式を特徴とする。
【００１２】
一定の基本周波数の外部入力をもつアナログ入力回路の入力に高調波の監視入力を重畳させておき、該アナログ入力回路の出力に含まれる該高調波の有無またはレベルから前記アナログ入力回路の正常／異常を監視するアナログ入力回路の監視方式であって、
前記アナログ入力回路の入力に重畳させる前記監視入力を遮断できるスイッチ手段と、
前記アナログ入力回路の正常／異常の判定結果が異常になったとき、前記スイッチ手段により監視入力を一時的に遮断させ、この遮断時の該アナログ入力回路の出力から前記外部入力に前記監視入力と同じ高調波が含まれるか否か、または高調波レベルを判定し、この判定により前記判定結果の真／偽を判定する監視処理手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、一定の基本周波数の外部入力をもつアナログ入力回路の入力に高調波の監視入力を重畳させておき、該アナログ入力回路の出力に含まれる該高調波の有無またはレベルから前記アナログ入力回路の正常／異常を監視するアナログ入力回路の監視方式であって、
前記アナログ入力回路の入力に重畳させる前記監視入力を遮断できるスイッチ手段と、
前記スイッチ手段により監視入力を定期的に遮断させ、この遮断時の該アナログ入力回路の出力から前記外部入力に前記監視入力と同じ高調波が含まれるか否か、または高調波レベルを判定しておき、前記アナログ入力回路の正常／異常の判定結果が異常になったとき、前記高調波の有無またはレベルにより該判定結果の真／偽を判定する監視処理手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、一定の基本周波数の外部入力をもつアナログ入力回路の入力に高調波の監視入力を重畳させておき、該アナログ入力回路の出力に含まれる該高調波の有無またはレベルから前記アナログ入力回路の正常／異常を監視するアナログ入力回路の監視方式であって、
前記アナログ入力回路の入力に重畳させる前記監視入力を遮断できるスイッチ手段と、
前記スイッチ手段により監視入力を定期的に遮断させ、この遮断時の該アナログ入力回路の出力から前記監視入力と同じ高調波のレベルを判定し、この高調波レベルを前記アナログ入力回路の正常／異常の判定のための監視幅に含ませておく監視処理手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、一定の基本周波数の外部入力をもつアナログ入力回路の入力に高調波の監視入力を重畳させておき、該アナログ入力回路の出力に含まれる該高調波の有無またはレベルから前記アナログ入力回路の正常／異常を監視するアナログ入力回路の監視方式であって、
前記アナログ入力回路の入力に重畳させる前記監視入力を遮断できるスイッチ手段と、
前記スイッチ手段により監視入力を定期的に遮断させ、この遮断時の該アナログ入力回路の出力から前記監視入力と同じ高調波のレベルを判定し、この高調波レベルを前記監視入力に含ませておく監視処理手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態を示す監視回路であり、図４と同等の部分は同一符号で示す。
【００１７】
図１において、スイッチ部５は、外部信号に重畳させる監視入力ｆ3INを一時的に遮断するためのものである。ソフトウェア構成される監視処理部６は、判定部４の判定結果が異常になった場合に、スイッチ部５を一時的にオフ（遮断）制御し、このときにフィルタ３の出力から外部入力ｆに含まれる第３高調波ｆ3IN’を取り出し、この第３高調波ｆ3IN’の有無またはレベルをチェックし、このチェックで判定部４の判定結果の真／偽を判定、つまりアナログ入力回路１の正常／異常を監視する。
【００１８】
図２は、監視処理部６による監視処理タイムチャートを示す。監視処理部６は、通常時にはスイッチ部５をオンさせておき、この状態で判定部４の判定結果がアナログ入力回路１の異常とする判定になったとき、スイッチ部５をオンからオフに切り替える。この状態で、監視処理部６は、フィルタ３の出力ｆ3OUTを取り出す。このときのフィルタ３の出力ｆ3OUTは、外部入力に含まれる第３高調波ｆ3IN’になり、この信号ｆ3IN’のレベルから監視処理部６が判定部４の判定結果の真／偽を判定する。
【００１９】
すなわち、外部入力に含まれる第３高調波ｆ3IN’のレベルがある値以上に高いときは、判定部４の判定結果が「偽」と判定し、判定部４の出力を「正常」に復帰させると共に、スイッチ部５をオフからオンに戻し、アナログ入力回路１の監視を再開させる。逆に、外部入力に含まれる第３高調波ｆ3IN’のレベルがある値に満たない場合、判定部４の判定結果が「真」と判定し、アナログ入力回路１の異常として判定部４の出力を有効にする。
【００２０】
監視処理部６による判定部４の出力の有効／無効の処理は、例えば、フラグを使用してコンピュータ側に転送したり、判定部４の判定出力に抑止回路を設ける構成で実現される。
【００２１】
また、監視処理は、判定部４の判定結果が異常になる度に行い、「偽」の判定が一定回数継続するか否かで有効／無効の処理を行うことで、外部入力に一時的に第３高調波が含まれる場合の誤った判定を防止できる。
【００２２】
図３は、他の実施形態を示す監視処理タイムチャートである。同図では、判定部４の判定が「正常」にある状態で定期的に監視処理を実行するものである。監視処理部６は、スイッチ部５を定期的にオフさせ、この状態でフィルタ３の出力ｆ3OUTを取り出し、この信号ｆ3OUTのレベル、すなわち外部入力に第３高調波ｆ3IN’がどの程度含まれているかを判定・記憶しておく。
【００２３】
これにより、その後にスイッチ部５をオンさせた監視状態で、判定部４に異常が発生したときに、監視処理部６が直前に記憶する外部入力に含まれる第３高調波ｆ3IN’のレベルの大小から判定部４の判定結果の真／偽を判定することができる。これにより、判定部４の出力の真／偽を迅速に判定することができる。
【００２４】
なお、図３に示すタイムチャートによる監視処理において、取り出した第３高調波ｆ3IN’を判定部４の判定式に含ませておくこともできる。つまり、監視幅εを
【００２５】
【数３】
｜ｆ3IN＋ｆ3IN’｜＝ε’
としておき、この監視幅ε’で判定部４が判定を行う。これにより、判定部４の出力の真／偽を迅速に判定することができるし、監視幅εを厳格に設定することで判定精度を高めることができる。
【００２６】
また、図３に示すタイムチャートによる監視処理において、取り出した第３高調波ｆ3IN’のレベルに応じて監視入力ｆ3INのレベルを切り替え、または連続的に変更しておくこともできる。つまり、監視幅εを
【００２７】
【数４】
｜Δｆ3IN＋ｆ3IN’｜＝ε’
としておき、この監視幅ε’で判定部４が判定を行う。この場合も、判定部４の出力の真／偽を迅速に判定することができるし、監視幅εを厳格に設定することで判定精度を高めることができる。
【００２８】
なお、以上までの実施形態の監視方式をアナログ方式のアナログ入力回路に適用する場合、アナログ入力回路１の出力から第３高調波を抽出するフィルタを設け、この出力から第３高調波のレベルを判定することで実現される。
【００２９】
また、監視入力は、第３高調波に限らず、第５高調波などにすることができるし、複数の高調波を組み合わせた判定とすることができる。
【００３０】
また、実施形態では、保護継電装置のアナログ入力回路に適用した場合を示すが、外部入力が系統電流など一定周波数になるアナログ入力回路、例えば各種計測装置のアナログ入力回路に適用して同等の作用を効果を得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、監視入力になる高調波信号を一時的に取り除き、この状態でアナログ入力回路の出力に含まれる高調波信号を取り出すことで外部入力に含まれる高調波信号の有無やレベルを求め、この高調波信号で判定部の判定結果の真偽判定や正常な判定ができるようにしたため、外部入力に含まれる高調波信号と監視入力信号とが同等の周波数成分をもつ場合にもアナログ入力回路の正常／異常を確実に判定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す監視回路の構成図。
【図２】実施形態における監視処理タイムチャート。
【図３】他の実施形態における監視処理タイムチャート。
【図４】従来の監視方式の例。
【符号の説明】
１…アナログ入力回路
２…Ａ／Ｄ変換器
３…フィルタ
４…判定部
５…スイッチ部
６…監視処理部
【図１】
0003975647.tif 000002
【図２】
0003975647.tif 000003
【図３】
0003975647.tif 000004
【図４】
0003975647.tif 000005