(57)【要約】【課題】ディジタル形保護制御装置におけるシーケンスタイマを適正に実現する。【解決手段】実施形態のディジタル形保護制御装置は、被保護制御対象からの電気量を入力してディジタル信号に変換する電気量入力部と、被保護制御対象を保護するためのシーケンスタイマの時限としての整定値を記憶する整定部とを有して、前記整定部に記憶されるタイマ整定値によりシーケンス信号のタイマ処理を行うディジタル形保護制御装置であって、前記電気量入力部により変換されたディジタル信号に基づいて被保護制御対象の系統周波数を判断する周波数判断部と、前記シーケンスタイマのカウント値生成基準によって前記整定値を実現するためのカウント値を前記周波数判断部による判断結果に基づいて生成するカウント値生成処理部をもつ。【選択図】図１
2016034208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被保護制御対象からの電気量を入力してディジタル信号に変換する電気量入力部と、被保護制御対象を保護するためのカウントを行なうシーケンスタイマの時限としての整定値を記憶する整定部とを有して、前記整定部に記憶されるタイマ整定値によりシーケンス信号のタイマ処理を行うディジタル形保護制御装置であって、
前記電気量入力部により変換されたディジタル信号に基づいて被保護制御対象の系統周波数を判断する周波数判断部と、
前記シーケンスタイマのカウント値生成基準によって前記整定値を実現するためのカウント値を前記周波数判断部による判断結果に基づいて生成するカウント値生成処理部を備える
ことを特徴とするディジタル形保護制御装置。
【請求項２】
前記シーケンスタイマは、
被保護制御対象の第１の系統周波数に対応する第１のタイマと、前記第１の系統周波数と異なる第２の系統周波数に対応する第２のタイマとを有し、
前記カウント値生成処理部は、
前記第１の系統周波数に応じたカウント値生成基準および前記第２の系統周波数に応じたカウント値生成基準保持し、前記第１および第２の系統周波数に応じたカウント値を生成し、
前記第１および第２のタイマのうち使用するタイマは、前記周波数判断部による判断結果によって切替えられる
ことを特徴とする請求項１に記載のディジタル形保護制御装置。
【請求項３】
前記シーケンスタイマは、
被保護制御対象の第１の系統周波数に対応する第１のタイマと、系統周波数が前記第１の系統周波数より高い第２の系統周波数である時に使用する第２のタイマとを有し、
前記カウント値生成処理部は、
前記周波数判断部による周波数判断結果が前記第１の系統周波数である場合に、前記第１のタイマを使用して前記第２のタイマを不使用とし、前記第１の系統周波数に対応した、前記第１のタイマのカウント値生成基準によって前記整定値を実現するためのカウント値を生成し、
前記周波数判断部による周波数判断結果が前記第２の系統周波数である場合に、前記第１のタイマおよび第２のタイマをともに使用し、前記整定値を実現するためのカウント値の合計としてのカウント値を、前記第１の系統周波数に対応した前記第１のタイマのカウント値生成基準によるカウント値、および前記第１の系統周波数に対応した前記第２のタイマのカウント値生成基準によるカウント値の合計として生成する
ことを特徴とする請求項１に記載のディジタル形保護制御装置。
【請求項４】
被保護制御対象からの電気量を入力してディジタル信号に変換する電気量入力部と、被保護制御対象を保護するためのカウントを行なうシーケンスタイマの時限としての整定値を記憶する整定部とを有して、前記整定部に記憶されるタイマ整定値によりシーケンス信号のタイマ処理を行うディジタル形保護制御装置であって、
前記被保護制御対象の系統周波数に依存しない固有のカウント値生成基準により前記整定値を実現するためのカウント値を生成するカウント値生成処理部を備える
ことを特徴とするディジタル形保護制御装置。
【請求項５】
前記カウント値生成処理部は、
前記周波数判断部による判断結果に対応して１回の演算におけるカウント値のアップ数を切替え、各系統周波数に共通したカウント値生成基準によって前記整定値を実現するためのカウント値を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載のディジタル形保護制御装置。
【請求項６】
被保護制御対象からの電気量を入力してディジタル信号に変換する電気量入力部と、被保護制御対象を保護するためのシーケンスタイマの時限としての整定値を記憶する整定部とを有して、前記整定部に記憶されるタイマ整定値によりシーケンス信号のタイマ処理を行うディジタル形保護制御装置に適用される保護制御方法であって
前記電気量入力部により変換されたディジタル信号に基づいて被保護制御対象の系統周波数を判断し、
前記シーケンスタイマのカウント値生成基準によって前記整定値を実現するためのカウント値を前記系統周波数の判断結果に基づいて生成する
ことを特徴とする保護制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力系統の保護制御に用いられるディジタル形保護制御装置および保護制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本国内では、電力系統の周波数が２分されており、いわゆる西日本側は６０Ｈｚを、東日本側は５０Ｈｚを商用周波数として採用し系統運用を行っている。  
世の中の一般的な電気製品は、電気的な入力を動力源として用いる。このため、いずれの周波数でも使用可能なように電気製品を構成することは比較的容易であり、周波数を共用できる仕様として製作されていることは周知の通りである。
【０００３】
しかし、電力系統の保護制御装置の分野では、商用周波数そのものが内部演算処理を構築する上での基本要素となっていること、又は、周波数を共用することによるメリットよりもコスト的なデメリットの方が大きかったことから、周波数を共用して運用可能な装置はほとんど製作されていない。
【０００４】
一方、電力系統の運用面から考察すると電力需要に供給が追いつかない事例が生じてきている。これにより、特に異周波数系統が隣接している地域では、電力融通が異周波数系統間でも弾力的に可能で、且つ、コストパフォーマンスの良いシステムを構築したいというニーズが生じている。
【０００５】
保護・制御装置において、異なる周波数に対して適用可能なシステムを構築するための課題は多数存在する。ここではプログラム処理演算により実現しているタイマ機能に着目して記載する。
【０００６】
現在のディジタル形保護制御装置のシーケンスタイマのほとんどは、演算周期の回数をカウントした積算値で実現される。  
電力系統は、５０Ｈｚ系統と６０Ｈｚ系統との２種類が存在するが、各周波数に対応するディジタル形保護制御装置では、演算周期がそれぞれ異なる。  
従って、５０Ｈｚと６０Ｈｚとでは、同時限のシーケンスタイマを実現するためのカウント値が異なる。
【０００７】
通常、ディジタル形保護制御装置の運用周波数は、いずれかの周波数に固定される。このため、系統周波数によってカウント値の差異が生じることで問題となることはない。しかし、運用周波数の切替え機能を内蔵するディジタル形保護制御装置においては、周波数の切替えによって演算周期が変化するため、従来のシーケンスタイマを適用することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２０１２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１１は、従来のディジタル形保護制御装置の機能構成例を示すブロック図である。
【００１０】
ディジタル形保護制御装置４は、入力変換器４ａ、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）４ｂ、演算部４０を備える。演算部４０は、リレー演算部４０ａ、整定部４０ｂ、タイマ４０ｃ、カウント値生成処理部４０ｅを有し、ディジタル形保護制御装置における演算処理全体を行なう。
【００１１】
入力変換器４ａは、電力系統１の計器用変流器２や計器用変圧器３の出力をディジタル形保護制御装置４内へと取り込む。  
Ａ／Ｄコンバータ４ｂは、入力変換器４ａより取り込まれたアナログ入力をディジタルデータへ変換する。
【００１２】
演算部４０のリレー演算部４０ａは、Ａ／Ｄコンバータ４ｂにより変換されたディジタルデータを用いて事故検出を行い、事故検出時に出力を行う。  
整定部４０ｂは、リレー演算部４０ａの演算に用いられるリレー整定値及び、タイマ４０ｃの時限を決定するためのタイマ整定値を記憶する。  
タイマ４０ｃは、タイマの種類に応じて、入力信号の出力遅延、出力引延し、又はワンショット出力を行う。  
カウント値生成処理部４０ｅは、タイマ４０ｃの時限を実現するためのカウント値を生成する。
【００１３】
このディジタル形保護制御装置４では、計器用変流器２及び計器用変圧器３によって、電力系統１の電流及び電圧を入力変換器４ａに入力する。  
ディジタル形保護制御装置４は、入力した電圧及び電流をＡ／Ｄコンバータ４ｂによってディジタルデータに変換し、このデータを用いて演算部４０内部のリレー演算部４０ａにより事故の有無を判定する。
【００１４】
リレー演算部４０ａで用いられる整定値及びタイマ４０ｃの時限を決定するための整定値は、整定部４０ｂに記憶される。  
カウント値生成処理部４０ｅでは、整定部４０ｂに記憶される整定値と固定値として設定された所定のカウント値生成基準に従って、タイマ４０ｃでカウント（積算）するためのカウント値を生成する。
【００１５】
シーケンス演算では、リレー演算部４０ａの出力をタイマ４０ｃに入力し、タイマ４０ｃに設定された時限とタイマの種類に応じて、出力遅延、出力引延し、又はワンショット出力を行う。
【００１６】
このディジタル形保護制御装置のシーケンスタイマは、演算周期に依存したカウンタの積算値によって実現される。カウント値の生成基準となる周波数と運用周波数との不一致が生じた場合に、シーケンスタイマは正しい時限で動作できなくなる。
【００１７】
例えば、１．０秒の時限を実現するタイマを考え、演算周期を電気角３０°周期（５０Ｈｚの場合：１．６７ｍｓ、６０Ｈｚの場合：１．３８ｍｓに相当する）とする。この場合運用周波数が５０Ｈｚであれば、演算周波数は６００Ｈｚ（＝タイマ時限／演算周期≒１．０／０．００１６７）となる。また、運用周波数が６０Ｈｚであれば、演算周波数は７２０Ｈｚ（＝タイマ時限／演算周期≒１．０／０．００１３８）となる。
【００１８】
５０Ｈｚ基準で生成されるカウント値は６００となる。この条件で、５０Ｈｚ運用時で実現されるタイマの時限は１．０秒（＝演算周期＊カウント値＝０．００１６７＊６００）である。一方、６０Ｈｚ運用時では、実現されるタイマの時限は約０．８３秒（＝演算周期＊カウント値＝０．００１３８＊６００）となり、５０Ｈｚ運用時と比較して短くなってしまう。
【００１９】
また、６０Ｈｚ基準で生成されるカウント値は７２０となる。この条件で、６０Ｈｚ運用で実現されるタイマの時限が１．０秒（＝演算周期＊カウント値＝０．００１３８＊７２０）である。一方、５０Ｈｚ運用では、実現されるタイマの時限は約１．２秒（＝演算周期＊カウント値＝０．００１６７＊７２０）となり、６０Ｈｚ運用時と比較して長くなってしまう。
【００２０】
以上のように、運用周波数の切替え機能を内蔵するディジタル形保護制御装置へ従来のシーケンスタイマを適用することができない。
【００２１】
本発明が解決しようとする課題は、シーケンスタイマを適正に実現することが可能なディジタル形保護制御装置および保護制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
実施形態におけるディジタル形保護制御装置は、被保護制御対象からの電気量を入力してディジタル信号に変換する電気量入力部と、被保護制御対象を保護するためのシーケンスタイマの時限としての整定値を記憶する整定部とを有して、前記整定部に記憶されるタイマ整定値によりシーケンス信号のタイマ処理を行うディジタル形保護制御装置であって、前記電気量入力部により変換されたディジタル信号に基づいて被保護制御対象の系統周波数を判断する周波数判断部と、前記シーケンスタイマのカウント値生成基準によって前記整定値を実現するためのカウント値を前記周波数判断部による判断結果に基づいて生成するカウント値生成処理部をもつ。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ディジタル形保護制御装置におけるシーケンスタイマを適正に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施形態におけるディジタル形保護制御装置の機能構成例を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態におけるディジタル形保護制御装置によるタイマ出力のための手順の一例を示すフローチャート。
【図３】第２の実施形態におけるディジタル形保護制御装置の機能構成例を示すブロック図。
【図４】第２の実施形態におけるディジタル形保護制御装置によるタイマ出力のための手順の一例を示すフローチャート。
【図５】第３の実施形態におけるディジタル形保護制御装置の機能構成例を示すブロック図。
【図６】第３の実施形態におけるディジタル形保護制御装置によるタイマ出力のための手順の一例を示すフローチャート。
【図７】第４の実施形態におけるディジタル形保護制御装置の機能構成例を示すブロック図。
【図８】第４の実施形態におけるディジタル形保護制御装置によるタイマ出力のための手順の一例を示すフローチャート。
【図９】第５の実施形態におけるディジタル形保護制御装置の機能構成例を示すブロック図。
【図１０】第５の実施形態におけるディジタル形保護制御装置によるタイマ出力のための手順の一例を示すフローチャート。
【図１１】従来のディジタル形保護制御装置の機能構成例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、各実施形態について図面を用いて説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。  
図１は、第１の実施形態におけるディジタル形保護制御装置の機能構成例を示すブロック図である。  
図１に示すように、第１の実施形態におけるディジタル形保護制御装置は、図１１にて示した従来のディジタル形保護制御装置に対して、ＤＩ基板４ｃを有する。また、演算部４０は、図１１で示したカウント値生成処理部４０ｅに替えてカウント値生成処理部（基準切替）４０ｆを有し、周波数判断部４０ｄをさらに有する。  
このカウント値生成処理部（基準切替）４０ｆは、カウント値生成基準の切替えが可能である。
【００２７】
第１の実施形態におけるディジタル形保護制御装置は、外部の遠制スイッチ５の条件をＤＩ基板４ｃを介して演算部４０の周波数判断部４０ｄに入力し、周波数の判断結果出力をカウント値生成処理部（基準切替）４０ｆに入力する点が相違する。
【００２８】
従来のディジタル形保護制御装置では、カウント値生成基準は固定値として設定されている。これに対し、第１の実施形態におけるディジタル形保護制御装置のカウント値生成処理部（基準切替）４０ｆのカウント値生成基準は、周波数判断部４０ｄの周波数判断出力によって切替えられる。つまり、第１の実施形態におけるディジタル形保護制御装置は、５０／６０Ｈｚの切替えを行うディジタル形保護制御装置にシーケンスタイマを適応させた構成である。  
尚、周波数判断部４０ｄは、５０Ｈｚと６０Ｈｚの一方のみを判断結果として出力する。  
周波数判断部４０ｄへの入力は、遠制スイッチ５の条件を入力したＤＩ基板４ｃの出力を用いている。しかし、装置前面のスイッチ信号や周波数リレーによる入力電気量の周波数判断信号、リレー内部での運用設定など、系統周波数を判断可能な入力条件、要素であれば内容は限定されない。
【００２９】
タイマ４０ｃの入力信号としては、リレー演算部４０ａの出力を用いている。しかし、ＤＩ信号や不良検出信号、運用選択信号など、シーケンス処理に用いる信号であれば特に限定されない。
【００３０】
図２は、第１の実施形態におけるディジタル形保護制御装置によるタイマ出力のための手順の一例を示すフローチャートである。  
第１の実施形態では、系統周波数の切替えに連動して遠制スイッチ５の切替えが行われる。周波数判断部４０ｄは、その切替えの条件をＤＩ基板４ｃを介して入力した信号を用いて、運用周波数の判断信号を出力する。
【００３１】
カウント値生成処理部（基準切替）４０ｆは、周波数判断部４０ｄから出力された運用周波数の判断信号を受け、対応する周波数に応じたカウント値の生成規則及び、整定部４０ｂに記憶されている整定値に従って、タイマ４０ｃのカウント値再生成を実施する。
【００３２】
前述の例と同様に、時限が１．０秒で演算周期を電気角３０°周期としたタイマの実現を考える。  
まず、シーケンスタイマの初期化処理が必要な時（初期化時）でなく（ステップＳ１のＮＯ）、遠制スイッチ５の切替時などの周波数変更判定時において（ステップＳ２のＹＥＳ）、周波数判断部４０ｄは運用周波数を判断して判断結果を判断信号として出力する（ステップＳ３）。第１の実施形態において、初期化処理が必要な時とは、整定変更時、電源切入時、運用周波数の変更時などである。  
また、シーケンスタイマの初期化処理が必要な時である（ステップＳ１のＹＥＳ）場合には運用周波数の判断はスキップされる。
【００３３】
周波数判断部４０ｄより運用周波数が５０Ｈｚであるとの判断信号が出力された場合、カウント値生成処理部（基準切替）４０ｆは、カウント値６００（＝タイマ時限／演算周期≒１．０／０．００１６７）を生成してタイマ４０ｃに設定する（ステップＳ４）。
【００３４】
また、周波数判断部４０ｄより運用周波数が６０Ｈｚであるとの判断信号が出力された場合、カウント値生成処理部（基準切替）４０ｆは、カウント値７２０（＝タイマ時限／演算周期≒１．０／０．００１３８）を生成してタイマ４０ｃに設定する（ステップＳ５）。
【００３５】
カウント値の生成後で、リレー演算部４０ａによるリレー出力時（ステップＳ６のＹＥＳ）において、タイマ４０ｃは、タイマカウントを行ない（ステップＳ７）、このカウント値がＳ４またはＳ５で設定されたカウント値に達したか否かを判断する（ステップＳ８）。  
カウント値がＳ４またはＳ５で設定されたカウント値に達した場合、タイマ４０ｃは、タイマ出力を行なう（ステップＳ９）。
【００３６】
また、カウント値の生成後でリレー演算部４０ａによるリレー出力時でない場合（ステップＳ６のＮＯ）は、タイマ４０ｃはカウント値のリセットを行なって（ステップＳ１０）、タイマ出力のリセットを行なう（ステップＳ１１）。
【００３７】
以上により、第１の実施形態におけるディジタル形保護制御装置のタイマ４０ｃは、運用周波数に従ったカウント値をタイマ４０ｃに常に保持することができる。これにより、リレー演算部４０ａからのリレー出力時に、運用周波数に応じた適正な時限でのタイマ出力が可能となる。
【００３８】
第１の実施形態によれば、系統周波数の切替えに連動してディジタル形保護制御装置の運用周波数の切替えが行われたことによって演算周期が変化した場合でも、適切なタイマカウント値の生成を実施することが可能となる。
【００３９】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態における構成のうち図１に示したものと同一部分の詳細な説明は省略する。  
図３は、第２の実施形態におけるディジタル形保護制御装置の機能構成例を示すブロック図である。  
第２の実施形態では、演算部４０は、第１の実施形態で説明したカウント値生成処理部４０（基準切替）ｆに替えてカウント値生成処理部（複数基準）４０ｇを有する。このカウント値生成処理部（複数基準）４０ｇは、カウント値の生成基準を切替える機能ではなく、カウント値の複数の生成基準のいずれかを選択する機能を有する。
【００４０】
また、第２の実施形態では、第１の実施形態で説明したタイマ４０ｃの代わりに、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈと６０Ｈｚ用タイマ４０ｉとを有する。  
第２の実施形態では、カウント値生成処理部（複数基準）４０ｇによって、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈのカウント値生成と６０Ｈｚ用タイマ４０ｉのカウント値生成をそれぞれの周波数基準で個別に実施する。  
これにより、各周波数において適正な時限でのタイマ出力が可能となる。
【００４１】
また、第２の実施形態では、演算部４０は、５０Ｈｚ用ＡＮＤゲート４０ｊと６０Ｈｚ用ＡＮＤゲート４０ｋと、ＯＲゲート４０ｌとを有する。  
リレー演算部４０ａからの出力と周波数判断部４０ｄからの周波数判断結果としての５０Ｈｚ出力とは、５０Ｈｚ用ＡＮＤゲート４０ｊに入力される。また、リレー演算部４０ａからの出力と周波数判断部４０ｄからの周波数判断結果としての６０Ｈｚ出力とは６０Ｈｚ用ＡＮＤゲート４０ｋに入力される。
【００４２】
５０Ｈｚ用ＡＮＤゲート４０ｊの出力は５０Ｈｚ用タイマ４０ｈに入力され、６０Ｈｚ用ＡＮＤゲート４０ｋの出力は６０Ｈｚ用タイマ４０ｉに入力される。これにより、運用周波数に対応したタイマ出力のみが有効となる。
【００４３】
尚、周波数判断部４０ｄは、周波数判断結果として５０Ｈｚ出力と６０Ｈｚ出力の一方のみを出力する。つまり、同時に二つの周波数信号が出力されることはないため、前述した二つのＡＮＤゲート４０ｊ，４０ｋから５０Ｈｚ用タイマ４０ｈや６０Ｈｚ用タイマ４０ｉに同時に出力がなされることはない。  
これら二つのタイマ４０ｈ，４０ｉの出力は、ＯＲゲート４０ｌに入力される。これにより、第１の実施形態と同様に、適正な時限でのタイマ出力を得ることができる。
【００４４】
図４は、第２の実施形態におけるディジタル形保護制御装置によるタイマ出力のための手順の一例を示すフローチャートである。  
まず、シーケンスタイマの初期化処理が必要な時（初期化時）である（ステップＳ２１のＹＥＳ）場合に、カウント値生成処理部（複数基準）４０ｇは、各周波数に対応したタイマに閾値としてのカウント値を個別に生成させる（ステップＳ２２）。具体的には、カウント値生成処理部（複数基準）４０ｇは、５０Ｈｚのカウント値生成基準を５０Ｈｚ用タイマ４０ｈに出力し、６０Ｈｚのカウント値生成基準を６０Ｈｚ用タイマ４０ｉに出力する。第２の実施形態において、初期化処理が必要な時とは、整定変更時、電源切入時などである。以降の実施形態についても同様である。
【００４５】
例えば第１の実施形態と同様に、時限が１．０秒で演算周期を電気角３０°周期としたタイマの実現を考える場合、カウント値生成処理部（複数基準）４０ｇは、５０Ｈｚ用のカウント値６００（＝タイマ時限／演算周期≒１．０／０．００１６７）を５０Ｈｚ用タイマ４０ｈに設定する。  
また、カウント値生成処理部（複数基準）４０ｇは、６０Ｈｚ用のカウント値７２０（＝タイマ時限／演算周期≒１．０／０．００１３８）を６０Ｈｚ用タイマ４０ｉに設定する。
【００４６】
このように、第２の実施形態では、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈは、運用周波数５０Ｈｚに対する適正なカウント値を保持している。また、６０Ｈｚ用タイマ４０ｉは、運用周波数６０Ｈｚに対する適正なカウント値を保持している。
【００４７】
第２の実施形態では、周波数判断部４０ｄからの出力とリレー演算部４０ａからの出力とは、運用周波数５０Ｈｚに対応したＡＮＤゲート４０ｊまたは運用周波数６０Ｈｚに対応したＡＮＤゲート４０ｋに入力される。
【００４８】
また、ＡＮＤゲート４０ｊの出力を５０Ｈｚ用タイマ４０ｈへの入力として、また、ＡＮＤゲート４０ｋの出力を６０Ｈｚ用タイマ４０ｉへの入力とする。これにより、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈと６０Ｈｚ用タイマ４０ｉのいずれかの出力を有効とすることができる。
【００４９】
つまり、ステップＳ２２によるカウント値の生成後で、リレー演算部４０ａによるリレー出力時（ステップＳ２３のＹＥＳ）において、周波数判断部４０ｄによる運用周波数の判断（ステップＳ２４）における判断結果が５０Ｈｚであれば、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈはタイマカウントを行なう（ステップＳ２５）。また、リレー出力時において、周波数判断部４０ｄによる運用周波数の判断における判断結果が６０Ｈｚであれば、６０Ｈｚ用タイマ４０ｉはタイマカウントを行なう（ステップＳ２６）。
【００５０】
５０Ｈｚ用タイマ４０ｈは、タイマカウント時において、このカウント値がステップＳ２２で設定された閾値としてのカウント値に達したか否かを判定する。また、６０Ｈｚ用タイマ４０ｉは、タイマカウント時において、このカウント値がステップＳ２２で設定された閾値としてのカウント値に達したか否かを判定する（ステップＳ２７）。
【００５１】
第２の実施形態では、これら二つのタイマ４０ｈ，４０ｉの出力をＯＲゲート４０ｌに入力し、適正なタイマ時限での出力を行う。  
つまり、カウント値がＳ２２で設定された閾値としてのカウント値に達した場合、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈおよび６０Ｈｚ用タイマ４０ｉのうちのうちタイマカウント中のタイマは、ＯＲゲート４０ｌを介してタイマ出力を行なう（ステップＳ２８）。
【００５２】
また、カウント値の生成後でリレー演算部４０ａによるリレー出力時でない場合（ステップＳ２３のＮＯ）は、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈおよび６０Ｈｚ用タイマ４０ｉのうちタイマカウント中のタイマは、カウント値のリセットを行なって（ステップＳ２９）、タイマ出力のリセットを行なう（ステップＳ３０）。
【００５３】
第２の実施形態によれば、各周波数に適応したカウント値を持つタイマを具備し、運用周波数に応じた出力が可能となるため、系統周波数の切替えが生じた場合でも、適切な時限でのタイマ出力が可能となる。
【００５４】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。  
図５は、第３の実施形態におけるディジタル形保護制御装置の機能構成例を示すブロック図である。  
第３の実施形態では、演算部４０のカウント値生成処理部４０ｅは、第１の実施形態で説明した、カウント値の生成基準を切替える機能ではなく、５０Ｈｚ用のカウント値生成基準を複数のタイマに出力する機能を有する。
【００５５】
また、第３の実施形態では、第１の実施形態で説明したタイマ４０ｃの代わりに、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈ及び６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍを有する。  
第３の実施形態では、運用周波数が５０Ｈｚの場合は、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈを使用して、６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍを使用しないようにする。
【００５６】
また、運用周波数が６０Ｈｚの場合は、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈおよび６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍを使用して、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈによるカウント値および６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍによるカウント値の合計により６０Ｈｚ時のタイマの時限を実現する。  
これにより、各周波数において適正な時限でのタイマ出力が可能となる。
【００５７】
第３の実施形態では、カウント値生成処理部４０ｅは、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈのカウント値と、６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍのカウント値とを固定値として設定されたカウント値生成基準により生成する。
【００５８】
また、第３の実施形態では、演算部４０は、５０Ｈｚ用ＡＮＤゲート４０ｊと６０Ｈｚ用ＡＮＤゲート４０ｋと、ＯＲゲート４０ｎとを有する。  
リレー演算部４０ａからの出力と周波数判断部４０ｄからの周波数判断結果としての５０Ｈｚ出力との組は、５０Ｈｚ用ＡＮＤゲート４０ｊに入力される。
【００５９】
また、リレー演算部４０ａからの出力と周波数判断部４０ｄからの周波数判断結果としての６０Ｈｚ出力との組は、６０Ｈｚ用ＡＮＤゲート４０ｋに入力される。  
５０Ｈｚ用ＡＮＤゲート４０ｊからの出力は、６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍをバイパスしてＯＲゲート４０ｎに直接入力される。
【００６０】
また、６０Ｈｚ用ＡＮＤゲート４０ｋからの出力は、６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍに入力されて、この６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍからＯＲゲート４０ｎに入力される。  
このようにして、６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍの使用不使用の切替えを行うことができる。
【００６１】
また、第３の実施形態では、第２の実施形態と同様に、周波数判断部４０ｄは、周波数判断結果として、５０Ｈｚ出力と６０Ｈｚ出力の一方のみ出力するので５０Ｈｚ出力と６０Ｈｚ出力の双方が同時に周波数判断部４０ｄから出力されることはない。このため、二つのＡＮＤゲート４０ｊ，４０ｋからの出力が同時になされることはない。
【００６２】
更に、第３の実施形態では、５０Ｈｚ用ＡＮＤゲート４０ｊの出力と６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍの出力との組がＯＲゲート４０ｎに入力され、その出力を用いて５０Ｈｚ用タイマ４０ｈを動作させる構成である。  
これにより、第１の実施形態と同様に、適正な時限でのタイマ出力を得ることができる。
【００６３】
図６は、第３の実施形態におけるディジタル形保護制御装置によるタイマ出力のための手順の一例を示すフローチャートである。  
まず、シーケンスタイマの初期化処理が必要な時（初期化時）である（ステップＳ４１のＹＥＳ）場合に、カウント値生成処理部４０ｅは、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈ、および６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍに同一のカウント値生成基準に応じたカウント値を生成させる（ステップＳ４２）。具体的には、カウント値生成処理部４０ｅは、５０Ｈｚのカウント値生成基準を５０Ｈｚ用タイマ４０ｈおよび６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍに出力する。
【００６４】
例えば第１の実施形態と同様に、時限が１．０秒で演算周期を電気角３０°周期としたタイマの実現を考える場合、カウント値生成処理部４０ｅは、５０Ｈｚ用のカウント値６００（＝タイマ時限／演算周期≒１．０／０．００１６７）を５０Ｈｚ用タイマ４０ｈに設定する。
【００６５】
また、カウント値生成処理部４０ｅは、６０Ｈｚ用のカウント値７２０（＝タイマ時限／演算周期≒１．０／０．００１３８）から５０Ｈｚ用のカウント値６００を差し引いた１２０を６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍに設定する。
【００６６】
このように、第３の実施形態では、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈ及び６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍは、固定値として設定されたカウント値生成基準を用いて生成したカウント値を保持している。
【００６７】
固定値として設定されたカウント値生成基準を上述のように５０Ｈｚ基準とすると、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈの保持するカウント値は６００となる。このタイマを６０Ｈｚ運用で使用すると、カウント値１２０が不足する。
【００６８】
そこで、第３の実施形態では６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍのカウント値が５０Ｈｚ基準で１２０となるようにタイマ時限を設定する。これにより、６０Ｈｚ運用時に不足するタイマカウント値を補うことができる。
【００６９】
つまり、５０Ｈｚ運用時は５０Ｈｚ用タイマ４０ｈのカウント値が適正なカウント値となり、６０Ｈｚ運用時は５０Ｈｚ用タイマ４０ｈのカウント値と６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍのカウント値の合計が適正なカウント値となる。
【００７０】
第３の実施形態では、周波数判断部４０ｄからの出力とリレー演算部４０ａからの出力とは、運用周波数５０Ｈｚに対応したＡＮＤゲート４０ｊまたは運用周波数６０Ｈｚに対応したＡＮＤゲート４０ｋに入力される。
【００７１】
また、ＡＮＤゲート４０ｊの出力をＯＲゲート４０ｎへの入力として、また、ＡＮＤゲート４０ｋの出力を６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍへの入力とする。また、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈの出力と６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍの出力は、ＯＲゲート４０ｎへの入力とし、このＯＲゲート４０ｎの出力が５０Ｈｚ用タイマ４０ｈへの入力となる。これにより、運用周波数が５０Ｈｚのときは、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈの出力が有効となり、６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍを用いないようにする。
【００７２】
また、運用周波数が６０Ｈｚのときは、６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍの出力を有効として、この６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍによるタイマ出力後に、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈの出力を有効とすることができる。
【００７３】
つまり、Ｓ４２によるカウント値の生成後で、リレー演算部４０ａによるリレー出力時（ステップＳ４３のＹＥＳ）において、周波数判断部４０ｄによる運用周波数の判断（ステップＳ４４）における判断結果が５０Ｈｚであれば、周波数判断部４０ｄからの信号がＡＮＤゲート４０ｊおよびＯＲゲート４０ｎを介して５０Ｈｚ用タイマ４０ｈに入力されて、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈはタイマカウントを開始する（ステップＳ４５）。
【００７４】
５０Ｈｚ用タイマ４０ｈは、タイマカウント時において、このカウント値がＳ４２で設定された閾値としてのカウント値（＝６００）に達したか否かを判定する（ステップＳ４６）。  
つまり、カウント値がＳ４２で設定されたカウント値（＝６００）に達した場合、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈは、タイマ出力を行なう（ステップＳ４７）。
【００７５】
また、リレー出力時において、周波数判断部４０ｄによる運用周波数の判断における判断結果が６０Ｈｚであれば、６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍによるタイマカウントを行なう（ステップＳ４８）。６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍは、タイマカウント時において、このカウント値がＳ４２で設定された閾値としてのカウント値（＝１２０）に達したか否かを判定する（ステップＳ４９）。
【００７６】
このカウント値がＳ４２で設定されたカウント値（＝１２０）に達した場合、６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍからの出力がＯＲゲート４０ｎを介して５０Ｈｚ用タイマ４０ｈに入力されて、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈはタイマカウントを開始する（ステップＳ４９→Ｓ４５）。
【００７７】
また、カウント値の生成後でリレー演算部４０ａによるリレー出力時でない場合（ステップＳ４３のＮＯ）は、ＡＮＤゲート４０ｊ，４０ｋへの出力がなされなくなる。これにともない、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈおよび６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍは、カウント値のリセットを行なって（ステップＳ５０）、タイマ出力のリセットを行なう（ステップＳ５１）。
【００７８】
つまり、第３の実施形態では、周波数判断部４０ｄの出力とリレー演算部４０ａの出力とのＡＮＤ条件により、５０Ｈｚ運用時は５０Ｈｚ用タイマ４０ｈのみを使用し、６０Ｈｚ運用時は、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈに加えて６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍを順番に使用する。これにより運用周波数に関わらず、適正な時限での出力が可能となる。
【００７９】
以上のように、第３の実施形態によれば、タイマ時限を実現するためのカウント値を運用周波数に関わらずに同一とし、６０Ｈｚ運用時は、５０Ｈｚ用タイマ４０ｈに加えて６０Ｈｚ用補正タイマ４０ｍを用いることにより、タイマ時限を補うことが可能となる。
【００８０】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。  
図７は、第４の実施形態におけるディジタル形保護制御装置の機能構成例を示すブロック図である。  
第４の実施形態では、図１１に示した従来のディジタル形保護制御装置の構成と比較して、演算部４０は、周波数に依存して変化する演算周期のカウント値（積算値）により実現されるタイマ４０ｃの代わりに、周波数に依存しない固有の演算周期のカウント値（積算値）により実現する固定周期タイマ４０ｏを有する。第４の実施形態では、固定周期タイマ４０ｏに同期してシーケンス演算を実施する構成である。
【００８１】
この構成は、通常はマイコンで具備しているタイマ割り込み機能等を用いて、あらかじめ設定したタイマ割り込み周期に同期してタイマのカウント積算処理を行うことで実現できる。
【００８２】
図８は、第４の実施形態におけるディジタル形保護制御装置によるタイマ出力のための手順の一例を示すフローチャートである。  
まず、シーケンスタイマの初期化処理が必要な時（初期化時）である（ステップＳ６１のＹＥＳ）場合に、カウント値生成処理部４０ｅは、固定周期タイマ４０ｏに所定のカウント値生成基準に応じたカウント値（固定周期基準）を生成させる（ステップＳ６２）。
【００８３】
このように、第４の実施形態では、固定周期タイマ４０ｏのカウント積算周期は運用周波数に依存しない。このため、５０Ｈｚ、６０Ｈｚいずれの周波数で運用した場合でも、固定周期タイマ４０ｏは同一のカウント値を使用できる。
【００８４】
つまり、Ｓ６２によるカウント値の生成後で、リレー演算部４０ａによるリレー出力時（ステップＳ６３のＹＥＳ）において、固定周期タイマ４０ｏはタイマカウントを行なう（ステップＳ６４）。
【００８５】
固定周期タイマ４０ｏは、タイマカウント時において、このカウント値がＳ６２で設定された閾値としてのカウント値に達したか否かを判定する（ステップＳ６５）。  
つまり、カウント値がＳ６２で設定されたカウント値に達した場合、固定周期タイマは、タイマ出力を行なう（ステップＳ６６）。
【００８６】
また、カウント値の生成後でリレー演算部４０ａによるリレー出力時でない場合（ステップＳ６３のＮＯ）は、固定周期タイマ４０ｏは、カウント値のリセットを行なって（ステップＳ６７）、タイマ出力のリセットを行なう（ステップＳ６８）。
【００８７】
このように、第４の実施形態によれば、系統周波数の切替えが実施された際でも、ディジタル形保護制御装置のシーケンスタイマにおいては周波数に依存しない運用が可能となる。
【００８８】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。  
図９は、第５の実施形態におけるディジタル形保護制御装置の機能構成例を示すブロック図である。  
第５の実施形態では、第１の実施形態に対して、演算部４０のカウント値生成処理部４０ｅは、第１の実施形態で説明したカウント値の生成基準を切替える機能を実装しない。
【００８９】
また、演算部４０は、第１の実施形態で説明したタイマ４０ｃの代わりにカウントアップ数切替えタイマ４０ｐを実装する。  
また、第５の実施形態では、周波数判断部４０ｄの出力は、第１の実施形態で説明したカウント値生成処理部４０ｅではなく、カウントアップ数切替えタイマ４０ｐに入力される。
【００９０】
従来のディジタル形保護制御装置では、タイマのカウントアップは、カウンタを１回の演算で１カウントアップすることを前提としている。  
これに対し、第５の実施形態におけるカウントアップ数切替えタイマ４０ｐは、周波数判断部４０ｄからの周波数判断結果に応じて、１回の演算につきカウントアップする数を切替える。
【００９１】
第５の実施形態は、１回の演算でカウントアップする数を切替えることによって、運用周波数の違いによるタイマカウント値の不整合を解消することができる構成である。  
尚、周波数判断部４０ｄは、周波数判断結果としての５０Ｈｚ出力と６０Ｈｚ出力の一方のみが出力される。これらが同時に出力されることは無い。よって、カウントアップする数は一意に決定できる。
【００９２】
図１０は、第５の実施形態におけるディジタル形保護制御装置によるタイマ出力のための手順の一例を示すフローチャートである。  
まず、シーケンスタイマの初期化処理が必要な時（初期化時）である（ステップＳ７１のＹＥＳ）場合に、カウント値生成処理部４０ｅは、カウントアップ数切替えタイマ４０ｐに固定値としてのカウント値を生成させる（ステップＳ７２）。
【００９３】
このように、第５の実施形態では、カウントアップ数切替えタイマ４０ｐは、固定値として設定された生成基準でカウント値生成処理部４０ｅから生成されたカウント値を保持する。また、カウントアップ数切替えタイマ４０ｐは、周波数判断部４０ｄの周波数判断信号によって、周波数に応じたカウントアップ数でタイマカウントアップを実施する。
【００９４】
従来通り、１回の演算で１カウントアップする場合、６０Ｈｚ運用では、５０Ｈｚ運用の場合の１．２倍の速度でカウント値が増加していく。  
従って、５０Ｈｚ運用時には、６０Ｈｚ運用の１．２倍のカウントアップ数を適用することで、単位時間当たりのカウントアップ数を等しくすることができる。
【００９５】
前述の例と同様に１．０秒のタイマの実現を考えた場合、５０Ｈｚ運用時に６０Ｈｚ運用時の１．２倍のカウントアップを行うが、５０Ｈｚ運用時には１．２カウント、６０Ｈｚ運用時には１カウントを１回の演算で加算していくとカウンタが小数値となってしまう。
【００９６】
カウント値は整数値で扱われるため、第５の実施形態では、カウントアップ数を第１の実施形態で説明した６００の５倍（＝３６００）として、５０Ｈｚ運用時には６カウントを１回の演算で加算し、６０Ｈｚ運用時には５カウントを１回の演算で加算していくとする。
【００９７】
この時、１．０秒のタイマを実現するカウント値を考えると、５０Ｈｚ運用時は、６カウント×６００Ｈｚ＝３６００カウント、６０Ｈｚ運用時は、５カウント×７２０Ｈｚ＝３６００カウントとなる。つまり、Ｓ７２によるカウント値の生成後で、リレー演算部４０ａによるリレー出力時（ステップＳ７３のＹＥＳ）において、周波数判断部４０ｄによる運用周波数の判断（ステップＳ７４）における判断結果が５０Ｈｚであれば、カウントアップ数切替えタイマ４０ｐは、５０Ｈｚ用カウントアップとしての、６カウントを１回の演算で加算するタイマカウントを行なう（ステップＳ７５）。
【００９８】
また、リレー出力時において、周波数判断部４０ｄによる運用周波数の判断における判断結果が６０Ｈｚであれば、カウントアップ数切替えタイマ４０ｐは、６０Ｈｚ用カウントアップとしての、５カウントを１回の演算で加算するタイマカウントを行なう（ステップＳ７６）。
【００９９】
カウントアップ数切替えタイマ４０ｐは、Ｓ７５またはＳ７６によるタイマカウント時において、このカウント値がＳ７２で設定された閾値としてのカウント値に達したか否かを判定する（ステップＳ７７）。  
つまり、カウント値がＳ７２で設定されたカウント値に達した場合、カウントアップ数切替えタイマ４０ｐは、タイマ出力を行なう（ステップＳ７８）。
【０１００】
また、カウント値の生成後でリレー演算部４０ａによるリレー出力時でない場合（ステップＳ７３のＮＯ）は、カウントアップ数切替えタイマ４０ｐは、カウント値のリセットを行なって（ステップＳ７９）、タイマ出力のリセットを行なう（ステップＳ８０）。
【０１０１】
以上のように、第５の実施形態では、運用周波数が５０Ｈｚまたは６０Ｈｚのいずれであっても、カウントアップ数切替えタイマ４０ｐに設定するカウント値を共通のものにすることが可能となる。
【０１０２】
第５の実施形態によれば、系統周波数の切替えに連動してディジタル形保護制御装置の運用周波数の切替えが行われたことによって演算周期が変化した場合でも、タイマによる１回の演算におけるカウントアップ数を切り替えることにより、タイマ時限を実現するためのカウント値を運用周波数間で共通とすることが可能となる。
【０１０３】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０４】
１…電力系統、２…計器用変流器、３…計器用変圧器、４…ディジタル形保護制御装置、４ａ…入力変換器、４ｂ…Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）、４ｃ…ＤＩ基板、５…遠制スイッチ、４０…演算部、４０ａ…リレー演算部、４０ｂ…整定部、４０ｃ…タイマ、４０ｄ…周波数判断部、４０ｅ…カウント値生成処理部、４０ｆ…カウント値生成処理部（基準切替）、４０ｇ…カウント値生成処理部（複数基準）、４０ｈ…５０Ｈｚ用タイマ、４０ｉ…６０Ｈｚ用タイマ、４０ｊ…５０Ｈｚ用ＡＮＤゲート、４０ｋ…６０Ｈｚ用ＡＮＤゲート、４０ｌ…ＯＲゲート、４０ｍ…６０Ｈｚ用補正タイマ、４０ｎ…ＯＲゲート、４０ｏ…固定周期タイマ、４０ｐ…カウントアップ数切替えタイマ。
【図１】
2016034208.tif 000003
【図２】
2016034208.tif 000004
【図３】
2016034208.tif 000005
【図４】
2016034208.tif 000006
【図５】
2016034208.tif 000007
【図６】
2016034208.tif 000008
【図７】
2016034208.tif 000009
【図８】
2016034208.tif 000010
【図９】
2016034208.tif 000011
【図１０】
2016034208.tif 000012
【図１１】
2016034208.tif 000013