(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期的なアナログの交流入力信号を振幅補正してサンプルホールド回路部によりサンプリングし、
前記サンプルホールド回路部のサンプリング出力をＡ／Ｄ変換部に供給してデジタルデータにＡ／Ｄ変換し、
かつ、前記Ａ／Ｄ変換部の出力状態から前記Ａ／Ｄ変換の正常／異常を監視して検出するＡ／Ｄ変換装置であって、
前記サンプルホールド回路部の前段に設けられて正又は負の単電源で動作し、前記交流入力信号が一方の入力端子に供給される振幅補正用の演算増幅器と、
前記演算増幅器の電源電圧の１／２のバイアス電圧を前記演算増幅器の他方の入力端子に印加し、前記交流入力信号を、前記バイアス電圧を中心に振幅変化するように補正する直流バイアス電源と、
前記Ａ／Ｄ変換部のデジタルデータの前記交流入力信号の１周期の平均から前記バイアス電圧の実測データを求め、前記実測データと前記バイアス電圧の設定された基準データとの差が所定の誤差範囲内か否かを判別して前記Ａ／Ｄ変換の正常／異常を監視検出する状態監視部と
を備えたことを特徴とするＡ／Ｄ変換装置。
【請求項２】
交流入力信号のチャンネル毎に、他方の入力端子にバイアス電圧が印加された振幅補正用の演算増幅器及びサンプルホールド回路部を設け、
各チャンネルの前記サンプルホールド回路部のサンプリング出力が切換えて順に入力され、前記各チャンネルのサンプリング出力をそれぞれデジタルデータにＡ／Ｄ変換するチャンネル共通のＡ／Ｄ変換部を備え、
状態監視部により、前記Ａ／Ｄ変換部の少なくとも１チャンネルのデジタルデータの前記交流入力信号の１周期の平均から前記バイアス電圧の実測データを求めることを特徴とする請求項１記載のＡ／Ｄ変換装置。
【請求項３】
周期的なアナログの交流入力信号としての系統電圧又は系統電流の計測信号を振幅補正してサンプルホールド回路部によりサンプリングし、
前記サンプルホールド回路部のサンプリング出力をＡ／Ｄ変換部に供給してデジタルデータにＡ／Ｄ変換し、
かつ、前記Ａ／Ｄ変換部の出力状態から前記Ａ／Ｄ変換の正常／異常を監視して検出するＡ／Ｄ変換装置を備え、
前記デジタルデータに基づく系統事故の検出により、電力系統のしゃ断器を引外し、
前記Ａ／Ｄ変換の異常検出により、前記系統異常の検出に基づく前記しゃ断器の引外しを禁止する保護継電器であって、
前記サンプルホールド回路部の前段に設けられて正又は負の単電源で動作し、前記計測信号が一方の入力端子に供給される振幅補正用の演算増幅器と、
前記演算増幅器の電源電圧の１／２のバイアス電圧を前記演算増幅器の他方の入力端子に印加し、前記計測信号を、前記バイアス電圧を中心に振幅変化するように補正する直流バイアス電源と、
前記Ａ／Ｄ変換部のデジタルデータの前記計測信号の１周期の平均から前記バイアス電圧の実測データを求め、前記実測データと前記バイアス電圧の設定された基準データとの差が所定の誤差範囲内か否かを判別して前記Ａ／Ｄ変換の正常／異常を監視検出する状態監視部と、
前記Ａ／Ｄ変換部のデジタルデータから前記実測データを減算して前記交流入力信号のデジタルデータを再生して系統事故を監視検出する事故監視部と
を備えたことを特徴とする保護継電器。
【請求項４】
計測信号のチャンネル毎に、他方の入力端子にバイアス電圧が印加された振幅補正用の演算増幅器及びサンプルホールド回路部を設け、
各チャンネルの前記サンプルホールド回路部のサンプリング出力が切換えて順に入力され、前記各チャンネルのサンプリング出力をそれぞれデジタルデータにＡ／Ｄ変換するチャンネル共通のＡ／Ｄ変換部を備え、
状態監視部により、前記Ａ／Ｄ変換部から出力された少なくとも１チャンネルのデジタルデータの前記計測信号の１周期の平均により前記バイアス電圧の実測データを求めることを特徴とする請求項３記載の保護継電器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、系統電圧，系統電流等の周期的なアナログの交流入力信号のＡ／Ｄ変換に用いられるＡ／Ｄ変換装置及びこのＡ／Ｄ変換装置を用いたデジタル形の保護継電器に関し、詳しくは、それらのＡ／Ｄ変換の正常／異常の監視検出に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ａ／Ｄ変換の正常／異常の監視検出機能を有するこの種のＡ／Ｄ変換装置は、１チャンネル入力の場合、図５に示すように形成され、入力端子１の図６の（ａ）に示す正弦波形の交流入力信号（電圧信号又は電流信号）Ｓｉを、抵抗２を介して演算増幅器３の反転入力端子（−）に入力し、抵抗２，４で定まる利得（増幅率）で反転増幅する。
【０００３】
このとき、演算増幅器３は非反転入力端子（＋）がアナロググランドに接続され、正，負の駆動電源端子５，５′の例えば＋１５Ｖ，−１５Ｖの正，負電源で動作し、交流入力信号Ｖｉを、０Ｖを中心とする±１０Ｖ以下の振幅に補正し、図６の（ｂ）の振幅補正された信号Ｓｊを出力端子から出力する。
【０００４】
さらに、信号Ｓｊをサンプルホールド回路部６に送って所定間隔でサンプルホールドし、回路部６のサンプリング出力Ｐｉを信号切換用のマルチプレクサ回路部７を介してＡ／Ｄ変換部８に供給し、この変換部８により、信号Ｓｉのサンプリング出力Ｐｉを所定ビット数（例えば１０ビット）のデジタルデータ（入力データ）ＤｉにＡ／Ｄ変換する。
【０００５】
つぎに、装置内のＡ／Ｄ変換の正常／異常をソフトウエア処理で監視検出するため、変換部８の後段にＣＰＵ構成の処理部９が設けられる。
【０００６】
また、検査電圧発生部１０を設け、この発生部１０により例えば＋２Ｖ〜＋５Ｖの直流の検査電圧の信号Ｓｔを発生し、この信号Ｓｔをサンプルホールド回路部１１によりサンプルホールドし、そのサンプリング出力Ｐｔを、マルチプレクサ回路部７を介してＡ／Ｄ変換部８に供給し、データＤｉと同じビット数の検査データＤｔにＡ／Ｄ変換し、このデータＤｔを処理部９に供給する。
【０００７】
そして、処理部９のソフトウエア処理で形成された状態監視部により、検査電圧の信号Ｓｔを実際にＡ／Ｄ変換して得られた検査データＤｔ（実測データ）と予め設定されたＡ／Ｄ変換正常時の検査データＤｔの基準データ（論理値データ）Ｄref とを比較し、両データＤｔ，Ｄref の差が所定の誤差範囲内か否かにより、Ａ／Ｄ変換部８のＡ／Ｄ変換の正常／異常を判別して監視検出する。
【０００８】
このとき、例えばＡ／Ｄ変換部８の梯形抵抗回路の抵抗値が経時変化し、データＤｔがデータＤref と異るようになり、状態監視部がＡ／Ｄ変換の異常を検出すると、処理部９は、例えばデータＤｉとともに異常検出フラグ等を出力し、Ａ／Ｄ変換の異常を報知する。
【０００９】
つぎに、このＡ／Ｄ変換装置を用いた従来のデジタル形の保護継電器は、系統各相について系統事故を監視検出するため、複数チャンネル入力のＡ／Ｄ変換装置を用いて、図７に示すように構成される。
【００１０】
図７の１２ａ，１２ｂ，…，１２ｍは、Ａ／Ｄ変換装置１２の同一構成の複数のチャンネル入力部であり、各チャンネル入力部１２ａ〜１２ｍにおいては、例えば系統の１又は複数個所の各相電圧（又は相電流）の信号を、１対の入力端子１３ａと１３ａ′，１３ｂと１３ｂ′，…，１３ｍと１３ｍ′を介して補助トランス１４に入力して図６の交流入力信号Ｓｉに相当する各計測信号Ｓｉ′を形成し、これらの信号Ｓｉ′を、±１５Ｖの正負電源で動作する演算増幅器３，抵抗２，４により、最大振幅±１０Ｖに振幅補正し、振幅補正した演算増幅器３の出力信号Ｓｉ′をサンプルホールド回路部６に供給してサンプルホールドする。
【００１１】
このとき、サンプルホールド回路部６のサンプリング周期は、一般的な保護継電器のサンプリング周期と同様、系統電源に同期した電気角３０°の間隔に設定される。
【００１２】
そして、サンプルホールド回路６は、系統電源の毎周期に、１２点のサンプリング出力Ｐi(a)，Ｐi(b)，…，Ｐi(m)を発生し、図５のマルチプレクサ回路部７に対応する多チャンネル入力のマルチプレクサ回路部１５に供給する。
【００１３】
このマルチプレクサ回路部１５は、各チャンネルのサンプリング出力Ｐi(a)〜Ｐi(m)及びサンプルホールド回路１１の検査電圧の信号Ｓｔのサンプリング出力Ｐｔを順次に切換えて選択し、図５のＡ／Ｄ変換部８に相当する後段のチャンネル共通のＡ／Ｄ変換部１６に供給する。
【００１４】
そして、Ａ／Ｄ変換部１６により、各チャンネルのサンプリング出力Ｐi(a)〜Ｐi(m)，検査電圧の信号Ｓｔのサンプリング出力Ｐｔを、所定ビット数の入力データＤi(a), Ｄi(b)，…，Ｄi(m)，検査データＤｔに変換し、これらのデータＤi(a)〜Ｄi(m)，Ｄｔを、図５の処理部９に対応するＣＰＵ構成の処理部１７に供給する。
【００１５】
この処理部１７は、ソフトウエア処理によって系統の事故監視部及びＡ／Ｄ変換の正常／異常の状態監視部を形成する。
【００１６】
そして、事故監視部は、データＤi(a)〜Ｄi(m)に基づき、各相の地絡，短絡等の系統事故を監視検出し、事故検出時は、ハイレベルの引外し指令Ｇ1 を出力する。
【００１７】
また、Ａ／Ｄ変換の正常／異常の状態監視部は、図５の処理部９の状態監視部と同様、受信した各検査データＤｔと予め設定されたＡ／Ｄ変換正常時の基準データＤref とを比較してＡ／Ｄ変換部１６のＡ／Ｄ変換の正常／異常を判別し、異常検出時は、ハイレベルの引外し禁止指令Ｇ2を出力する。
【００１８】
ところで、引外し指令Ｇ1及び禁止指令Ｇ2は引外し制御のアンドゲート１８に供給され、Ａ／Ｄ変換の正常時は、禁止指令Ｇ2 が出力されないため、アンドゲート１８がオンし、このとき引外し指令Ｇ1が発生すると、この指令Ｇ1がアンドゲート１８を通って引外し用の補助リレー１９のコイル１９ｌを通電し、その常開の接点１９swが閉じ、直流電源端子２０の駆動電源が接点１９ｗを介して引外しリレー２１のコイル２１ｌに流れ、そのリレー動作により、電力系統のしゃ断器２２が引外されて開放され、事故フィーダの切離し等が行われる。
【００１９】
一方、Ａ／Ｄ変換の異常検出時は、禁止指令Ｇ2 が出力されてアンドゲート１８がオフし、このとき、引外し指令Ｇ1 が発生しても、アンドゲート１８はオフし続け、その出力がローレベルに保たれ、引外し指令Ｇ1 によるしゃ断器２２の引外し（開放）が禁止され、この継電器のＡ／Ｄ変換の異常による誤動作が防止される。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のＡ／Ｄ変換装置及び保護継電器の場合、信号Ｓｉ，Ｓｉ′の振幅補正に正，負電源で動作する演算増幅器３を要するだけでなく、Ａ／Ｄ変換の異常検出に、専用の検査電圧発生部１０，サンプルホールド回路部１１を要し、しかも、マルチプレクサ回路部７，１５を用いてサンプルホールド回路部６のサンプリング出力Ｐｉ，Ｐi(a)〜Ｐi(m)，サンプルホールド回路部１１のサンプリング出力Ｐｔを切換えてＡ／Ｄ変換部８，１６に供給する必要があり、部品数が多く、複雑で大型かつ高価になる問題点がある。
【００２１】
また、マルチプレクサ回路部７，１５の１チャンネルが検査電圧の信号ＳｔのＡ／Ｄ変換に占有され、１チャンネル入力であってもマルチプレクサ回路部７が必要になり、多チャンネル入力の場合は、マルチプレクサ回路部１５の入力チャンネル数がその分減少する問題点もある。
【００２２】
つぎに、マルチプレクサ回路部７，１５が故障し、その出力が、サンプルホールド回路部１１の検査電圧の信号Ｓｔのサンプリング出力Ｐｔに固定されると、Ａ／Ｄ変換部８，１６は、データＤｉ，ｄi(a)〜Ｄi(m)として検査データＤｔを誤出力する。
【００２３】
このとき、検査データＤｔが正常でデータＤｔ，Ｄref の差が誤差範囲内であれば、Ａ／Ｄ変換の異常が検出されず、信頼性を損ねる問題点がある。
【００２４】
本発明は、この種のＡ／Ｄ変換装置及び保護継電器において、とくに、専用の検査電圧を発生してそのＡ／Ｄ変換の実測データ（検査データ）を求めたりすることなく、部品数が少なく、簡素かつ小型で安価な構成により、信頼性の高いＡ／Ｄ変換の正常／異常の監視検出が行えるようにすることを課題とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１のＡ／Ｄ変換装置は、周期的なアナログの交流入力信号を振幅補正してサンプルホールド回路部によりサンプリングし、
このサンプルホールド回路部のサンプリング出力をＡ／Ｄ変換部に供給してデジタルデータにＡ／Ｄ変換し、
かつ、Ａ／Ｄ変換部の出力状態からＡ／Ｄ変換の正常／異常を監視して検出するＡ／Ｄ変換装置であって、
サンプルホールド回路部の前段に設けられて正又は負の単電源で動作し、交流入力信号が一方の入力端子に供給される振幅補正用の演算増幅器と、
この演算増幅器の電源電圧の１／２のバイアス電圧を演算増幅器の他方の入力端子に印加し、交流入力信号を、バイアス電圧を中心に振幅変化するように補正する直流バイアス電源と、
Ａ／Ｄ変換部のデジタルデータの交流入力信号の１周期の平均からバイアス電圧の実測データを求め、実測データと前記バイアス電圧の設定された基準データとの差が所定の誤差範囲内か否かを判別してＡ／Ｄ変換の正常／異常を監視検出する状態監視部とを備える。
【００２６】
したがって、交流入力信号は振幅補正用の演算増幅器により、その単電源電圧の１／２のバイアス電圧を中心に振幅変化するように振幅補正され、補正後の交流入力信号の１周期の平均振幅は、０Ｖでなく、バイアス電圧の大きさになる。
【００２７】
そして、振幅補正後の交流入力信号がサンプルホールド回路部でサンプリングされてＡ／Ｄ変換部でデジタルデータにＡ／Ｄ変換されるため、このデジタルデータの交流入力信号の１周期の平均は、Ａ／Ｄ変換の正常時、バイアス電圧をＡ／Ｄ変換した実測データになり、このデータが従来の検査電圧の信号をＡ／Ｄ変換したデータに相当し、Ａ／Ｄ変換の異常時は、この実測データが正常時のデータから大小変化する。
【００２８】
そして、バイアス電圧の実測データとＡ／Ｄ変換正常時のバイアス電圧の基準データとの差に基づき、Ａ／Ｄ変換の正常／異常が判別される。
【００２９】
この場合、従来のように専用の検査電圧をサンプリングしてＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換の正常／異常の監視検出に必要な実測データを、交流入力信号のＡ／Ｄ変換のデータと別個に得る必要がなく、検査電圧発生部やその出力のサンプルホールド回路部及びマルチプレクサ回路部が不要であって簡素かつ安価であり、しかも、このマルチプレクサ回路部の故障によるＡ／Ｄ変換の誤出力が生じることもなく、信頼性が著しく向上する。
【００３０】
そのため、部品数が少なく簡素かつ小型で安価な構成により、信頼性の高いＡ／Ｄ変換の正常／異常の監視検出が行える。
【００３１】
つぎに、請求項２のＡ／Ｄ変換装置は、交流入力信号が複数チャンネルの場合に、交流入力信号のチャンネル毎に、他方の入力端子にバイアス電圧が印加された振幅補正用の演算増幅器及びサンプルホールド回路部を設け、
各チャンネルのサンプルホールド回路部のサンプリング出力がマルチプレクサ回路部の切換えにより順に入力され、各チャンネルのサンプリング出力をそれぞれデジタルデータにＡ／Ｄ変換するチャンネル共通のＡ／Ｄ変換部を備え、
状態監視部により、Ａ／Ｄ変換部の少なくとも１チャンネルのデジタルデータの交流入力信号の１周期の平均から、バイアス電圧の実測データを求める。
【００３２】
したがって、交流入力信号が複数チャンネルの場合に、各チャンネルの交流入力信号が、それぞれバイアス電圧を中心に振幅変化するように振幅補正される。
【００３３】
さらに、振幅補正後の各チャンネルの交流入力信号がサンプリングされ、チャンネル共通のＡ／Ｄ変換部により順にデジタルデータにＡ／Ｄ変換され、このとき、各チャンネルのデジタルデータの交流入力信号１周期の平均は、Ａ／Ｄ変換の正常時、バイアス電圧をＡ／Ｄ変換した実測データになる。
【００３４】
そして、少なくとも１チャンネルのデジタルデータに基づくバイアス電圧の実測データと、予め設定した基準データとの差から、請求項１のＡ／Ｄ変換装置と同様にして、Ａ／Ｄ変換の正常／異常が検出される。
【００３５】
このとき、従来のように検査電圧のサンプリング出力がＡ／Ｄ変換部の前段のマルチプレクサ回路の１チャンネルを占有したりせず、その入力チャンネル数が減少する。
【００３６】
そのため、交流入力信号が複数チャンネルの場合に、請求項１の場合と同様の信頼性の高いＡ／Ｄ変換の正常／異常の監視検出が行える。
【００３７】
つぎに、請求項３の保護継電器は、周期的なアナログの交流入力信号としての系統電圧又は系統電流の計測信号を振幅補正してサンプルホールド回路部によりサンプリングし、
サンプルホールド回路部のサンプリング出力をＡ／Ｄ変換部に供給してデジタルデータにＡ／Ｄ変換し、
かつ、Ａ／Ｄ変換部の出力状態から前記Ａ／Ｄ変換の正常／異常を監視して検出するＡ／Ｄ変換装置を備え、
デジタルデータに基づく系統事故の検出により、電力系統のしゃ断器を引外し、
Ａ／Ｄ変換の異常検出により、系統異常の検出に基づく前記しゃ断器の引外しを禁止する保護継電器であって、
サンプルホールド回路部の前段に設けられて正又は負の単電源で動作し、計測信号が一方の入力端子に供給される振幅補正用の演算増幅器と、
演算増幅器の電源電圧の１／２のバイアス電圧を演算増幅器の他方の入力端子に印加し、計測信号を、バイアス電圧を中心に振幅変化するように補正する直流バイアス電源と、
Ａ／Ｄ変換部のデジタルデータの計測信号の１周期の平均からバイアス電圧の実測データを求め、実測データと前記バイアス電圧の設定された基準データとの差が所定の誤差範囲内か否かを判別してＡ／Ｄ変換の正常／異常を監視検出する状態監視部と、
Ａ／Ｄ変換部のデジタルデータから実測データを減算して交流入力信号のみのデジタルデータを再生し、系統事故を監視検出する事故監視部とを備える。
【００３８】
この場合、請求項１のＡ／Ｄ変換装置を使用し、その交流入力信号を系統電圧又は系統電流の計測信号として、この計測信号のＡ／Ｄ変換とＡ／Ｄ変換の正常／異常の監視検出とが行われる。
【００３９】
そして、Ａ／Ｄ変換の異常検出時、事故監視部の系統異常の検出に基づく電力系統のしゃ断器の引外しが自動的に禁止され、Ａ／Ｄ変換の異常に基づく誤動作が防止される。
【００４０】
そのため、請求項１と同様の効果を奏する信頼性の高いデジタル形の保護継電器を提供することができる。
【００４１】
さらに、請求項４の保護継電器は、計測信号のチャンネル毎に、他方の入力端子にバイアス電圧が印加された振幅補正用の演算増幅器及びサンプルホールド回路部を設け、
各チャンネルのサンプルホールド回路部のサンプリング出力が切換えて順に入力され、各チャンネルのサンプリング出力をそれぞれデジタルデータにＡ／Ｄ変換するチャンネル共通のＡ／Ｄ変換部を備え、
状態監視部により、Ａ／Ｄ変換部から出力された少なくとも１チャンネルのデジタルデータの計測信号の１周期の平均によりバイアス電圧の実測データを求める。
【００４２】
したがって、この場合は請求項２のＡ／Ｄ変換装置を使用し、チャンネルの交流入力信号をそれぞれ各相の系統電圧又は系統電流の計測信号として、これらの計測信号のＡ／Ｄ変換及びＡ／Ｄ変換の正常／異常の検出が行われ、複数チャンネル入力の場合に、請求項２と同様の効果を奏する信頼性の高いデジタル形，多チャンネル入力の保護継電装置を提供できる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態につき、図１〜図４を参照して説明する。
（１形態）
まず、本発明の実施の１形態のＡ／Ｄ変換装置につき、図１及び図２を参照して説明する。
図１は１チャンネル入力のＡ／Ｄ変換装置を示し、入力端子２３の図２の（ａ）に示す正弦波形の交流入力信号（例えば電圧信号）ＳI を、抵抗２４を介して振幅補正用の演算増幅器２５の反転入力端子（−）に入力し、抵抗２４，２６で定まる利得（増幅率）で反転増幅する。
【００４４】
演算増幅器２５は図５の従来の演算増幅器３と異なり、駆動電源端子２７の＋５Ｖの単電源で動作し、簡素かつ小型である。
【００４５】
つぎに、Ａ／Ｄ変換の正常／異常の監視検出を行うため、演算増幅器２５の非反転入力端子（＋）は直流バイアス電源端子２８に接続され、電源端子２７の電源電圧Ｖcc（＝＋５Ｖ）の１／２の＋２．５Ｖのバイアス電圧（オフセット電圧）Ｖbiasが印加される。
【００４６】
そのため、演算増幅器２５は、交流入力信号ＳI の０Ｖをバイアス電圧Ｖbiasに移し、バイアス電圧Ｖbiasを中心として０Ｖ〜＋５Ｖの範囲で変化するように、交流入力信号ＳIを振幅補正する。
【００４７】
この振幅補正により、演算増幅器２５の出力信号ＳJ は図２の（ｂ）に示すように、０Ｖ〜＋５Ｖの範囲内で振幅変化する正電圧の正弦波形の信号になり、交流入力信号ＳIが消失したときは、出力信号ＳJがバイアス電圧Ｖbias（＝＋２．５Ｖ）の定電圧信号になる。
【００４８】
つぎに、出力信号ＳJ を図５のサンプルホールド回路部６と同様のサンプルホールド回路部２９に供給して設定間隔でサンプルホールドし、サンプリング出力ＰIをＡ／Ｄ変換部３０に供給する。
【００４９】
そして、Ａ／Ｄ変換部３０によりサンプリング出力ＰI を所定ビット数（例えば１０ビット）のデジタルデータ（入力データ）ＤI にＡ／Ｄ変換し、このデータＤIを図７の処理部９と同様のＣＰＵ構成の処理部３１に供給する。
【００５０】
処理部３１はソフトウエア処理で状態監視部を形成し、この状態監視部はデジタルデータＤIにつき、交流入力信号ＳIの１周期分の平均を１回又は複数回求める。
【００５１】
このとき、出力信号ＳJは交流入力信号ＳIの０Ｖを、バイアス電圧Ｖbiasの＋２．５Ｖに移した正弦波形の信号であり、交流入力信号ＳI の１周期分の平均は、Ａ／Ｄ変換の正常時、波形の対称性に基づいて打消され、バイアス電圧Ｖbiasになる。
【００５２】
そのため、デジタルデータＤIの交流入力信号ＳIの１周期の平均も、Ａ／Ｄ変換の正常時はバイアス電圧Ｖbiasの＋２．５Ｖのデータになる。
【００５３】
一方、Ａ／Ｄ変換部３０の抵抗値の経時変化等により、Ａ／Ｄ変換の異常が発生すると、デジタルデータＤIの交流入力信号ＳIの１周期の平均が＋２．５Ｖより大又は小に変化する。
【００５４】
なお、実際には、部品の特性誤差等に基づき、Ａ／Ｄ変換が正常であっても、デジタルデータＤI の前記の１周期の平均は、＋２．５Ｖのデータから多少の誤差がある。
【００５５】
そして、処理部３１に、デジタルデータＤI の前記の１周期の平均の論理値の大きさのデータ，すなわち＋２．５Ｖのバイアス電圧Ｖbiasの基準データＤREF が予め設定され、処理部３１はデジタルデータＤI の前記の１周期分の平均を実測データＤI・AVとし、この実測データＤI・AVと基準データ（論理値データ）ＤREF とを比較し、その差ΔＤが例えば基準データＤREF の±５％の所定の誤差範囲内か否かを判別する。
【００５６】
そして、差ΔＤが前記の誤差範囲内であれば、サンプリング回路部２９からＡ／Ｄ変換部３０までのＡ／Ｄ変換は正常であると判別し、差ΔＤが前記の誤差範囲外になるときに、前記のＡ／Ｄ変換の異常を検出する。
【００５７】
なお、演算増幅器２５が故障して＋５Ｖ又は０Ｖの定出力状態になったときにも、差ΔＤが前記の誤差範囲外になることから、本発明の場合、従来は検出困難であったサンプリング回路部２９の前段の振幅補正用の演算振幅器２５の故障に基づくＡ／Ｄ変換の異常も検出される。
【００５８】
また、処理部３１はソフトウエア処理のデータ再生部も形成し、このデータ再生部はデジタルデータＤI から前記の平均の実測データＤI・AVを減算し、正，負に変化する交流入力信号ＳIのデジタルデータＤI・ACを再生する。
【００５９】
そして、Ａ／Ｄ変換の正常時は、処理部３１からデジタルデータＤI・ACを出力し、Ａ／Ｄ変換の異常時は、処理部３１から、デジタルデータＤI・AC及び異常検出フラ  等を出力してＡ／Ｄ変換の異常を報知する。
【００６０】
したがって、この形態のＡ／Ｄ変換装置は、このとき、図５の従来の検査データＤｔを得るための検査電圧発生部１０，サンプルホールド回路部１１及びマルチプレクサ回路部７が不要であり、部品数が少なく簡素かつ安価で小型に形成される。
【００６１】
そして、マルチプレクサ回路部７が設けられないため、この回路部７が故障したときの従来の問題点が発生せず、しかも、演算増幅器２５の故障に基づくＡ／Ｄ変換の異常も検出することができる。
【００６２】
そのため、従来より部品数が少なく簡素で小型かつ安価な構成により、Ａ／Ｄ変換の異常を確実に検出することができ、信頼性の高いＡ／Ｄ変換装置を提供することができる。
【００６３】
（他の形態）
つぎに、本発明の実施の他の形態の保護継電器につき、図３及び図４を参照して説明する。
図３のデジタル形の保護継電器は、複数チャンネル入力のＡ／Ｄ変換装置３２を備える。
【００６４】
そして、図３の３２ａ，３２ｂ，…，３２ｍはＡ／Ｄ変換装置３２の同一構成のチャンネル入力部であり、各チャンネル入力部３２ａ〜３２ｍにおいては、１対の入力端子３３ａと３３ａ′，３３ｂと３３ｂ′，…，３３ｍと３３ｍ′を介して例えば１又は複数個所の各相電圧（又は相電流）の信号を補助トランス３４に入力し、図１の交流入力信号ＳIと同様の各相の計測信号ＳI′を形成し、これらの信号ＳI ′を、抵抗２４を介して＋５Ｖの単電源で動作するそれぞれの演算増幅器２５の反転入力端子（−）に供給する。
【００６５】
このとき、演算増幅器２５の非反転入力端子（＋）に直流バイアス電源の端子２８の＋２．５Ｖのバイアス電圧Ｖbiasが印加され、演算増幅器２５はバイアス電圧Ｖbiasを中心に０Ｖ〜＋５Ｖの範囲で変化するように、計測信号ＳI ′を振幅補正する。
【００６６】
この振幅補正により、演算増幅器２５の出力信号ＳJ ′は、図１の出力信号ＳJ と同様、図４の実線イに示すように、０Ｖ〜＋５Ｖの範囲内で振幅変化する正電圧の正弦波形の信号になり、計測信号ＳI′が消失すると、出力信号ＳJ′はバイアス電圧Ｖset （＝＋２．５Ｖ）の定電圧信号になる。
【００６７】
さらに、演算増幅器２５の出力信号ＳJ ′をサンプルホールド回路部２９でサンプルホールドし、図１のサンプリング出力ＰI と同様の各チャンネルのサンプリング出力ＰI(a)，ＰI(b)，…，ＰI(m)を得る。
【００６８】
このとき、サンプリング出力ＰI(a)〜ＰI(m)は、それぞれ系統電源の電気角３０°毎のサンプルホールドにより、図４の・印に示すように、系統電源の１周期に１２点発生する。
【００６９】
そして、このサンプリング出力ＰI(a)〜ＰI(m)を、図７のマルチプレクサ回路部１５に相当するマルチプレクサ回路部３５を介して図１のＡ／Ｄ変換部３０に相当するチャンネル共通のＡ／Ｄ変換部３６に順次に切換えて出力し、それぞれ所定ビット数の入力データＤI(a)〜ＤI(b)，…，ＤI(m)にＡ／Ｄ変換する。
【００７０】
さらに、これらのデータＤI(a)〜ＤI(m)を、図１の処理部３１と同様のＣＰＵ構成の処理部３７に供給する。
【００７１】
そして、処理部３７のソフトウエア処理で形成された状態監視部によりチャンネルのデータＤI(a)〜ＤI(m)につき、チャンネル毎に計測信号ＳI ′の１周期分の平均を求めてバイアス電圧Ｖbiasの実測データＤI(a)・AV，ＤI(b)・AV，…，ＤI(m)・AV を得、その実測データＤI(a)・AV〜ＤI(m)・AVと、設定された＋２．５Ｖの基準データＤREF とを比較する。
【００７２】
なお、データＤI(a)〜ＤI(m)，ＤREF が１０ビットデータの場合、基準データＤREF は１０進数表記で０〜１０２４の中間の５１２の大きさのデータであり、これが２．５Ｖに相当する。
【００７３】
さらに、求めたこの比較により、実測データＤI(a)・AV〜ＤI(b)・AVと基準データＤREF との差ΔＤａ，ΔＤｂ，…，ΔＤｍが、例えばデータＤREF の±５％の所定の誤差範囲内か否かを判別し、全ての差ΔＤａ〜ΔＤｍが誤差範囲内であればＡ／Ｄ変換は正常であると判別し、いずれかのΔＤａ〜ΔＤｍが誤差範囲外になると、Ａ／Ｄ変換の異常を検出し、図７の指令Ｇ2 と同様のハイレベルの引外し禁止指令Ｇ２を出力する。
【００７４】
一方、処理部３７のソフトウエア処理で形成された事故監視部は、各チャンネルのデータＤI(a)〜ＤI(m)からそれぞれのチャンネルの最新の実測データＤI(a)・AV 〜ＤI(b)・AV を減算し、０Ｖを中心に正，負変化する各チャンネルの計測信号ＳI′のデジタルデータＤI(a)・AC，ＤI(b)・AC，…，ＤI(m)・ACを再生し、これらのデータＤI(a)・AC〜ＤI(m)・ACに基づき、各相の系統事故を監視検出し、事故検出時は図７の指令Ｇ1 と同様のハイレベルの引外し指令Ｇ１を出力する。
【００７５】
そして、指令Ｇ１，Ｇ２がアンドゲート１８に供給され、Ａ／Ｄ変換の正常時は、アンドゲート１８がオンし、系統事故の検出により、補助リレー１９が動作してその接点１９swが閉成され、引外しリレー２１が動作してしゃ断器２２が引外され、Ａ／Ｄ変換の異常時は、アンドゲート１８がオフし、事故検出によるしゃ断器２２の引外しが禁止される。
【００７６】
この場合、図７の従来の継電器の検査電圧発生部１０，サンプルホールド回路１１は省かれる。
【００７７】
しかも、マルチプレクサ回路部３５には、図７の従来のマルチプレクサ回路部１５のような検査データＤｔの入力チャンネルが不要でその分入力チャンネル数が少なくなる。
【００７８】
そして、マルチプレクサ回路部３５の入力チャンネル数が少なくなることから、全体の処理効率が向上する。
【００７９】
また、マルチプレクサ回路部３５が故障し、いずれかのチャンネルのサンプリング出力ＰI(a)〜ＰI(m)の出力に固定されても、Ａ／Ｄ変換部３６のＡ／Ｄ変換の異常が発生すると、その異常を確実に検出することができ、信頼性が向上する。
【００８０】
さらに、演算増幅器２５が故障したときにも、Ａ／Ｄ変換の異常として検出することができ、一層信頼性が向上する。
【００８１】
したがって、従来より簡素かつ小型で安価な構成により、Ａ／Ｄ変換の異常に基づく誤動作を確実に防止することができ、信頼性の高い保護継電器を提供することができる。
【００８２】
ところで、前記形態においては、信頼性の向上等を図るため、各チャンネルの実測データＤI(a)・Av〜ＤI(m)・Avと基準データＤREF との差ΔＤａ〜ΔＤｍに基づいてＡ／Ｄ変換の正常／異常を判別したが、Ａ／Ｄ変換部３５についての異常検出のみを行う場合等には、いずれか１チャンネルの実測データ，例えば実測データＤI(a)・Avと基準データＤREFとの差ΔＤａのみからＡ／Ｄ変換の正常／異常を判別すればよい。
【００８３】
なお、請求項２の複数チャンネル入力のＡ／Ｄ変換装置は、図３のＡ／Ｄ変換装置３２と同様に形成される。
【００８４】
また、前記両形態にあっては、演算増幅器２５が正の単電源で動作する場合について説明したが、演算増幅器２５が負の単電源で動作するものであってもよく、この場合はバイアス電圧Ｖbiasが負になり、補正後の交流入力信号，計測信号が負電圧範囲で変化する点が前記両実施の形態と異なる。
【００８５】
一方、図３の保護継電器の入力信号数（チャンネル数）はどのようであってもよく、１チャンネル入力であれば、図３のＡ／Ｄ変換装置３２の代わりに、図１の１チャンネルのＡ／Ｄ変換装置を設けて形成すればよい。
【００８６】
そして、本発明は種々の用途のＡ／Ｄ変換装置及びデジタル形の保護継電器に適用することができる。
【００８７】
【発明の効果】
本発明は、以下に記載する効果を奏する。
まず、請求項１のＡ／Ｄ変換装置の場合は、振幅補正用の演算増幅器２５により、交流入力信号ＳI が、電源電圧の１／２のバイアス電圧Ｖbiasを中心に振幅変化するように振幅補正され、補正後の交流入力信号ＳI の１周期の平均振幅が、０Ｖでなく、正又は負のバイアス電圧Ｖbiasの大きさになる。
【００８８】
そして、補正後の交流入力信号ＳI がサンプルホールド回路部２９でサンプリングされてＡ／Ｄ変換部３０でデジタルデータＤI にＡ／Ｄ変換されるため、このデジタルデータＤIの交流入力信号ＳIの１周期の平均がバイアス電圧ＶbiasをＡ／Ｄ変換した実測データＤI・AVになる。
【００８９】
そして、実測データＤI・AVと設定されたバイアス電圧Ｖbiasの基準データＤREF との差に基づいてＡ／Ｄ変換の正常／異常が判別されるため、従来のように、Ａ／Ｄ変換の正常／異常の監視検出に必要な実測データを、交流入力信号のＡ／Ｄ変換のデータと別個に得る必要がなく、そのための電圧発生部，サンプルホールド回路部等が不要であり、部品数が少なく簡素かつ小型で安価な構成により、信頼性の高いＡ／Ｄ変換の正常／異常の監視検出を行うことができる。
【００９０】
また、請求項２のＡ／Ｄ変換装置の場合は、交流入力信号ＳI ′が複数チャンネルのときに、請求項１の場合と同様、簡素かつ小型で安価な構成により、信頼性の高いＡ／Ｄ変換の正常／異常の監視検出を行うことができる。
【００９１】
つぎに、請求項３及び請求項４の保護継電器の場合は、請求項１又は請求項２のＡ／Ｄ変換装置を用いることにより、簡素かつ小型で安価な構成により、Ａ／Ｄ変換の正常／異常の信頼性の高い監視を行って、Ａ／Ｄ変換の異常時に、しゃ断器２２を誤って引外す事態を確実に防止し、信頼性の高いデジタル形の保護継電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の１形態のＡ／Ｄ変換装置の結線図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は図１の交流入力信号ＳI，振幅補正後の出力信号ＳJの波形図である。
【図３】本発明の実施の他の形態の保護継電装置の結線図である。
【図４】図３の動作説明用の波形図である。
【図５】従来のＡ／Ｄ変換装置の結線図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は図５の交流入力信号Ｓi，振幅補正後の出力信号Ｓjの波形図である。
【図７】従来の保護継電装置の結線図である。
【符号の説明】
２２  しゃ断器
２５  演算増幅器
２８  直流バイアス電源端子
２９  サンプルホールド回路部
３０，３６  Ａ／Ｄ変換部
３１，３７  処理部
３５  マルチプレクサ回路部
【図１】
0003879462.tif 000002
【図２】
0003879462.tif 000003
【図３】
0003879462.tif 000004
【図４】
0003879462.tif 000005
【図５】
0003879462.tif 000006
【図６】
0003879462.tif 000007
【図７】
0003879462.tif 000008