JP3269693B2 - 保護継電装置 - Google Patents
保護継電装置Info
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Description
護継電装置に関し、特にそのしゃ断器制御回路の異常を
検出する手段を備えた保護継電装置に関する。
ー要素からの出力により、開閉素子(補助リレー、又は
半導体スイッチング素子が用いられる)を駆動して、し
ゃ断器の引外しコイルを付勢することによりしゃ断器を
トリップさせ(トリップ回路)、事故除去の後に開閉素
子を駆動してしゃ断器の投入コイルを付勢し、しゃ断器
を投入させる(投入回路)しゃ断器制御回路を有する
(投入回路を有しない場合もある)。この開閉素子は不
良により動作してはいけないときに動作状態になる可能
性がある。通常開閉素子は複数個直列接続され、1つの
素子不良で直ちに誤動作に至ることはないが、保護継電
装置としての機能(保護区間の事故を選択しゃ断する、
又は事故復旧後に確実に投入する)を十分に果たせなく
なる虞れがある。又、しゃ断器のトリップコイル又は投
入コイルや、保護継電装置としゃ断器間の接続ケーブル
には断線不良が生じる場合がある。この場合も事故時に
トリップ不能又は事故復旧後に投入不能に陥る虞れがあ
る。これらの問題を解決する手段の一例として、図9
(トリップ回路に対する適用例で、開閉素子として補助
リレーを用いている)で示すような方法により、トリッ
プ回路の不良を検出し警報表示する方式が提案されてい
る。即ち、リレー要素1(事故検出要素),2-1 ,2-2
,2-3 (主検出要素)によって駆動する補助リレー
3,4-1 ,4-2 ,4-3 の接点3a,4-1a,4-2a,4-3aと、
しゃ断器引外しコイル(インピーダンスZtrを有する)
5-1 ,5-2 ,5-3 を制御機器用のPN電源6a,6b間に接
続したトリップ回路に、前記補助リレー夫々と並列に接
点間の電位差確認用の出力を得るための検出器7,8-1
,8-2 ,8-3 (内部の構成は全て同様)を設けてあ
る。
トカプラを用いた回路により構成している)、9a,9bは
電位差検出端子、9cは7a,8-1a,8-2a,8-3aに対応する
検出器出力端子、10はインピーダンスRをもつ監視電流
制限抵抗、11はフォトカプラ、12a ,12b は保護継電装
置内部の論理回路用Vcc,Gnd電源、13はpull up 抵
抗、14はバッファ回路である。検出器9は9a,9b間に電
位差が生じた場合、9a,9b間に監視電流制限抵抗10によ
り低く抑えられた監視電流が流れフォトカプラがONす
るため、バッファの出力9cは論理0となり、9a,9b間に
電位差がなくなるとフォトカプラがOFFするため出力
9cは論理1となる。通常状態では全ての接点が開路して
いるため接点と並列の全ての検出器の検出端子には電位
差が生じており、全ての検出器には監視電流が流れ、検
出器出力は全て論理0となっている。トリップコイルは
検出器により付勢されていることになるが、しゃ断器が
動作に至らないようにRの値が選ばれている(R>>Z
tr)。
明する。接点3aが不良により閉成した場合、検出器7の
電位差検出端子には電位差が生じなくなり出力7aは論理
1となる。又、接点4-1a,4-2a,4-3aのいずれかが不良
により閉成した場合、並列の接点には電位差が生じなく
なる。例えば、接点4-1aが不良により閉成した場合、上
記の通りR>>Ztrであるため、制御電源6a,6bの電位
差は殆ど7a内の電流制限抵抗10にかかり、図の6c,6b間
には電位差が殆ど生じない。よって出力8-1a,8-2a,8-
3aは全て論理1となる。4-2a又は4-3aが故障した場合も
全く同様の出力となる。又、しゃ断器のトリップコイル
5-1 ,5-2 ,5-3 、又は接続ケーブルに断線が生じる場
合が考えられるが、この2つの状態は検出器からみて同
一モードとなるので以下トリップコイルの断線について
説明することとする。トリップコイル5-1 に断線が生じ
た場合、コイルの断線した相の検出器8-1 には監視電流
が流れず、出力8-1aは論理1となる。トリップコイル2
ケまでが断線した場合は、同様に検出器8-1 ,8-2 ,8-
3 の内コイルの断線した相の検出器の出力が論理1とな
る。又、トリップコイルが3相とも断線した場合は全て
の検出器に監視電流が流れず、出力は全て1となる。以
上のようにトリップ回路に何らかの異常が生じた場合、
いずれかの検出器から必ず出力を得ることができ、全て
の検出器の出力をOR回路15を介してタイマ16(一定時
間以上継続することを確認する)に供給し、このタイマ
の出力16a によりトリップ回路の監視を行なうものであ
る。なお、同様の原理により保護継電装置の投入回路に
も上記方式が適用されていることは言うまでもない。
装置のしゃ断器制御回路の監視方式においては、上記開
閉素子の異常を検出するという目的は達せられる。又、
保護装置としゃ断器間のケーブル及びしゃ断器トリップ
コイルに断線が生じたときにも、上記と同一の異常とし
て検出することができるが、次のような不都合を生じ
る。例えば、何らかの理由でしゃ断器制御回路の異常が
検出された場合、異常個所を特定しその部分を修理しな
ければならない。このとき保護継電装置,しゃ断器及び
接続ケーブルの全てを調査しなければならなくなり、修
復に遅延を生じることになる。又、しゃ断器を調査する
場合には、その電力系統を停止させることが必須条件と
なるため、電力送電に多大な支障をきたすことになる。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、保護継電装置内部の回路異常と、保護継電装置外部
の異常とを区別して判定し、迅速な保守対応が可能とな
るようなしゃ断器制御回路を有する保護継電装置を提供
することを目的としている。
係る保護継電装置は、回路の開閉を行なう開閉素子と、
一方の端子を共通接続した複数の開閉素子とを直列回路
になるよう接続し、前者の開閉素子と後者の開閉素子が
同時に閉路したときにしゃ断器の引外しコイル又は投入
コイルを付勢するしゃ断器制御回路を備える保護継電装
置において、前者の開閉素子に並列に接続し開閉する端
子間の電圧レベル低下を検出する第1の手段と、後者の
開閉素子の夫々に並列に接続し夫々の開閉素子端子間の
電圧レベル低下を検出する第2の手段と、第2の手段の
複数の出力の論理積を得る第3の手段と、第1の手段の
出力と第3の手段の出力の不一致を検出する第4の手段
を有し、第4の手段の出力が一定時間継続したときに、
保護継電装置内部のしゃ断器制御回路の異常と判定する
よう構成した。[請求項2]に係る保護継電装置は、第
4の手段の出力の論理反転出力を得る第5の手段と、第
2の手段の夫々の出力と第5の手段の出力の論理積を得
る第6の手段を有し、保護継電装置外部のしゃ断器制御
回路の異常時、第6の手段の出力により異常部位を特定
するよう構成した。[請求項3]に係る保護継電装置
は、回路の開閉を行なう開閉素子を複数個直列接続し、
直列接続した全ての開閉素子が同時に閉路したときに、
しゃ断器の引外しコイル又は投入コイルを付勢するよう
構成したしゃ断器制御回路を備える保護継電装置におい
て、直列接続した夫々の開閉素子に並列に接続して夫々
の開閉素子端子間の電圧レベル低下を検出する第1の手
段と、第1の手段の複数の出力の不一致を検出する第2
の手段を有し、第2の手段の出力が一定時間継続したと
きに、保護継電装置内部のしゃ断器制御回路の異常と判
定するよう構成した。
それが第1の接点が不良であれば不良回路の検出器のみ
論理1となり、その他は論理0であるため、不一致を検
出する第4の手段が出力1となって異常検出する。第2
の接点不良の場合は前記した論理が逆となるだけで、第
4の手段により検出できる。又、外部不良の場合として
1つのトリップコイルに断線が発生した場合は、断線し
た相の検出器には電流が流れず、その相の出力は論理1
となる。トリップコイル2個までが断線した場合は前記
同様に、断線した相の検出器のみ出力が論理1となる。
又、3相とも断線した場合は全ての検出器に監視電流が
流れなくなって、出力は全て論理1となる。これによ
り、しゃ断器制御回路の監視不良発生時、保護継電装置
内部の不良か、保護継電装置外部の不良かを即座に判定
できるため、装置修復作業等の保守対応を迅速に行なう
ことができる。[請求項2]に係る保護継電装置は、第
6の手段の出力にて異常部位が特定でき、[請求項3]
に係る保護継電装置は、しゃ断器制御回路の異常を判定
できる。
は本発明による保護継電装置の一実施例の構成図であ
り、トリップ回路への適用例として示す。図1において
図9と同一部分については同一符号を付して説明を省略
する。保護継電装置内部の回路不良による検出器7,8-
1 ,8-2 ,8-3 の出力7a,8-1a,8-2a,8-3aのパターン
は次の2通りである。1つは接点3aが不良により閉成し
た場合、出力7aは論理1となり、出力8-1a,8-2a,8-3a
は論理0となる。もう1つは接点4-1a,4-2a,4-3aのい
ずれか1つが不良により閉成し続けた場合、出力7aは論
理0となるが、並列の接点4-1a,4-2a,4-3aには前述の
通り電位差が生じなくなり、出力8-1a,8-2a,8-3aは全
て論理1となる。4-2a又は4-3aが故障した場合も同様で
ある。
器のトリップコイル5-1 ,5-2 ,5-3 又は接続ケーブル
の断線が生じる場合が考えられるが、先にも述べたよう
に、この2つの状態は検出器からみて同一モードとなる
ので、以下トリップコイルの断線について説明すること
とする。トリップコイル5-1 に断線が生じた場合、検出
器7,8-2 ,8-3 には監視電流が流れ、出力7a,8-2a,
8-3aは論理0となるが、コイルの断線した相の検出器8-
1 には監視電流が流れず、出力8-1aは論理1となる。ト
リップコイル2ケまでが断線した場合は、同様に検出器
8-1 ,8-2 ,8-3 の内コイルの断線した相の検出器のみ
出力1となる。又、トリップコイルが3相とも断線した
場合は全ての検出器に監視電流が流れず、出力は全て1
となる。
2a,4-3aのいずれかが同時に不良(動作状態)となるこ
とは非常に希であるし、それはトリップ指令相当である
ため考慮しないこととする。以上のように保護継電装置
内部の回路不良と保護継電装置外部の不良には、検出器
の出力状態に相違がみられる。各不良状態に対する検出
器出力状態の真理値表を図2に示す。これを利用して、
保護継電装置内部の回路不良と保護継電装置外部の不良
とを区分できる。即ち、図1において保護継電装置内部
の回路不良時、検出器出力7aが論理1となり、かつ出力
8-1a,8-2a,8-3aが共に論理0となる時か、あるいは出
力7aが論理0となり、かつ出力8-1a,8-2a,8-3aがとも
に論理1となる時であるので、AND回路17,XOR回
路18及びタイマ19(一定時間継続することを検出する)
により保護継電装置内部の回路不良検出する。
び図9と同一部分につては同一符号を付して説明を省略
する。以下同様である。本実施例では断線を生じた相を
検出するようにしている。即ち、前述の通り保護継電装
置外部の断線不良時には、図2の如く検出器8-1 ,8-2
,8-3 の内断線の生じた相の検出器のみ出力が論理1
となる。又、XOR回路18の出力は保護継電装置内部の
不良を示すので、これをNOT回路20により反転させた
信号20a と8-1a,8-2a,8-3aと夫々論理積(AND回路
22-1,22-2,22-3)をとり、タイマ22-1,22-2,22-3
(一定時間継続することを確認)に入力し、タイマの出
力22-1a ,22-2a ,22-3a により断線の生じた相を検出
する。
実施例ではCB3相一括トリップ回路への適用例であ
る。ここで、保護継電装置内部の回路不良の場合、検出
器出力6a,7aは不良側のみ論理1となり、健全側は論
理0となる。保護継電装置外部の不良の場合、検出器出
力6a,7aは共に論理1となることにより、前記実施例と
同様に保護継電装置側の不良を検出することができる。
実施例では図1同様保護継電装置内部の異常を検出する
と共に、全ての検出器出力の論理和をとるOR回路15の
出力と、NOT回路20の出力の論理積をとるAND回路
23と、タイマ24(一定時間継続することを検出する)に
より保護継電装置外部の断線不良を検出するものであ
る。図6は更に他の実施例であり図4の変形応用例であ
る。図4同様保護継電装置内部の異常を検出すると共
に、検出器出力7aと8aの論理積をとるAND回路25と、
タイマ24(一定時間継続することを検出する)により保
護継電装置外部の断線不良を検出する。図7は他の実施
例であり図1の補助リレーの代わりに半導体スイッチン
グ素子(この例ではサイリスタを用いている)を用いた
トリップ回路への適用例である。リレー要素からの出力
はスイッチング素子ドライブ回路25,26-1,26-2,26-3
を介してサイリスタのゲート27,28-1,28-2,28-3に入
力してある。この例でも前記と同様に保護継電装置内部
の回路不良(サイリスタの破損又はドライブ回路の不良
によるサイリスタの誤動作)と保護継電装置外部の不良
とを区別することができることは言うまでもない。
3の変形応用例である。本実施例ではタイマの出力19を
NOT回路20に入力することにより、図3におけるタイ
マ22-1,22-2,22-3を省略することができる。効果は図
3と全く同様である。以上トリップ回路への適用例を示
したが、投入回路へも全く同様に適用できることは言う
までもない。又、今回の実施例では検出器としてフォト
カプラを用いた回路を使用しているが、補助リレーを用
いても全く同様の方式を実現することができる。ただ
し、この場合は判定回路は接点シーケンスからなる。
1]の保護継電装置によれば、しゃ断器制御回路に用い
られる複数の開閉素子に、並列に検出器を設けてしゃ断
器制御回路の監視を行なうようにしたものに、検出器の
出力を論理演算する回路を追加したので、保護継電装置
内部,外部のどちらで異常が発生したかを即座に判定で
きる。又、[請求項2]では異常部位を特定でき、[請
求項3]ではしゃ断器制御回路の異常を検出できる。
る手段を備えた保護継電装置の一実施例を示す構成図。
の動作状態を示す真理値表。
Claims (3)
- 【請求項1】 回路の開閉を行なう開閉素子と、一方の
端子を共通接続した複数の開閉素子とを直列回路になる
よう接続し、前者の開閉素子と後者の開閉素子が同時に
閉路したときにしゃ断器の引外しコイル又は投入コイル
を付勢するしゃ断器制御回路を備える保護継電装置にお
いて、前者の開閉素子に並列に接続し開閉する端子間の
電圧レベル低下を検出する第1の手段と、後者の開閉素
子の夫々に並列に接続し夫々の開閉素子端子間の電圧レ
ベル低下を検出する第2の手段と、第2の手段の複数の
出力論理積を得る第3の手段と、第1の手段の出力と第
3の手段の出力の不一致を検出する第4の手段を有し、
第4の手段の出力が一定時間継続したときに、保護継電
装置内部のしゃ断器制御回路の異常と判定するよう構成
したことを特徴とする保護継電装置。 - 【請求項2】 第4の手段の出力の論理反転出力を得る
第5の手段と、第2の手段の夫々の出力と第5の手段の
出力の論理積を得る第6の手段を有し、保護継電装置外
部のしゃ断器制御回路の異常時、第6の手段の出力によ
り異常部位を特定するよう構成したことを特徴とする請
求項1記載の保護継電装置。 - 【請求項3】 回路の開閉を行なう開閉素子を複数個直
列接続し、直列接続した全ての開閉素子が同時に閉路し
たときに、しゃ断器の引外しコイル又は投入コイルを付
勢するよう構成したしゃ断器制御回路を備える保護継電
装置において、直列接続した夫々の開閉素子に並列に接
続して夫々の開閉素子端子間の電圧レベル低下を検出す
る第1の手段と、第1の手段の複数の出力の不一致を検
出する第2の手段を有し、第2の手段の出力が一定時間
継続したときに、保護継電装置内部のしゃ断器制御回路
の異常と判定するよう構成したことを特徴とする保護継
電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03941193A JP3269693B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 保護継電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03941193A JP3269693B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 保護継電装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06233447A JPH06233447A (ja) | 1994-08-19 |
JP3269693B2 true JP3269693B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=12552257
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03941193A Expired - Fee Related JP3269693B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 保護継電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3269693B2 (ja) |
-
1993
- 1993-02-03 JP JP03941193A patent/JP3269693B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH06233447A (ja) | 1994-08-19 |
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