JP4103789B2 - Protection control device - Google Patents
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Description
本発明は保護制御装置に係わり、特に保護制御装置に設けられる保護演算部と計測部との部品共用を図った保護制御装置に関するものである。 The present invention relates to a protection control device, and more particularly to a protection control device in which a protection arithmetic unit and a measurement unit provided in the protection control device share parts.
図3は保護制御装置の概略構成図を示したもので、電力系統の複数の電圧、電流を変成器(VT)、変流器(CT)を介してそれぞれ保護制御装置に取り込む。図3では一つの電流のみの取り込み状態を示して入るが、他の電流,電圧も同様にして取り込まれる。1は保護用入力変換器、2は計測用入力変換器で、それぞれは入力された信号を所定値に変換する。3は保護用アナログ入力部で、この入力部3には図示省略されているがフィルタ、サンプリングホールド回路、マルチプレクサ及びアナログ/ディジタル変換器等が収納されて、そのディジタル出力がCPUよりなる保護用演算処理部4に導入されて保護のための所定の演算が行われ、その結果によってはトリップ信号等を出力する。
一方、計測用入力変換器2の出力は、トランジューサよりなる計測装置5に導入されて計測された後、その計測値は保護制御装置の表示部で状態確認すると共に、上位伝送処理部6を介して上位に伝送される。
FIG. 3 shows a schematic configuration diagram of the protection control device, and a plurality of voltages and currents of the power system are taken into the protection control device via a transformer (VT) and a current transformer (CT), respectively. FIG. 3 shows a state where only one current is captured, but other currents and voltages are captured in the same manner.
On the other hand, after the output of the measurement input converter 2 is introduced into the measuring device 5 made of a transducer and measured, the measured value is checked on the display unit of the protection control device, and the higher-order
保護用及び計測用信号を取り込むものとして、特許文献1のようなものが公知となっている。
図3で示すような保護と計測とを目的とした保護制御装置では、保護用と計測用では使用用途の目的の違いにより、電流取り込み範囲であるフルスケールが異なっている。すなわち、保護用の電流入力範囲は0〜CT定格×20倍、計測用の電流入力範囲は0〜CT定格×2倍となっている。これは、保護用においては電力系統に事故が発生したときの大電流を測定することを目的としているのに対し、計測用は常時潮流である負荷電流を測定することを目的としている違いによる。 In the protection control device for the purpose of protection and measurement as shown in FIG. 3, the full scale that is the current capturing range is different for protection and measurement depending on the purpose of use. That is, the current input range for protection is 0 to CT rating × 20 times, and the current input range for measurement is 0 to CT rating × 2 times. This is due to the difference that the purpose of measurement is to measure a large current when an accident occurs in the power system, while the purpose of measurement is to measure a load current that is constantly flowing.
保護制御装置は、保護リレーと計測性能を満足するために図3のような構成としているが、次のような問題点を有している。
(1)保護制御装置内部に入力変換器を保護用,計測用にそれぞれ有している。
(2)保護制御装置内部にアナログ入力部を保護用,計測用共にそれぞれ有している。
(3)保護制御装置内部に演算処理部を保護用,計測用にそれぞれ有している。
以上のように、保護制御装置は重複したハードウェアを実装しているため、実装のためのスペースが厳しくて全体が大きくなり、かつコスト的にも高くなっている。
なお、特許文献1には、計測用の信号をアナログ入力部に導入するとき、保護用の空きチャンネルにすること、及び事故検出リレーと同一チャンネルに導入することなどの思想は存在していない。
The protection control device is configured as shown in FIG. 3 in order to satisfy the protection relay and measurement performance, but has the following problems.
(1) The protection converter has an input converter for protection and measurement.
(2) The protection control device has an analog input unit for both protection and measurement.
(3) The protection control device has an arithmetic processing unit for protection and measurement.
As described above, since the protection control device is mounted with overlapping hardware, the space for mounting is strict, the whole is large, and the cost is high.
In
そこで本発明が目的とするところは、ハードウェアを削減し、コスト低下を図った保護制御装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a protection control device that reduces hardware and reduces costs.
本発明の第1は、電力系統の電圧、電流を入力変換器及びアナログ入力部を介して演算処理部に取り込んで保護用の演算と計測用の演算とを実行する保護制御装置において、 前記入力変換器を保護用と計測用とで共用し、前記アナログ入力部及び演算処理部は主検出リレー要素用と事故検出リレー要素用にそれぞれ分離し、前記入力変換器からの計測用信号は事故検出リレー要素用のアナログ入力部と同じチャンネルに導入してフルスケールを共通とし、前記演算処理部における事故検出リレー要素用の演算空き時間にて計測用演算処理を実行すると共に、補正値設定手段を設け、この設定手段にて設定された補正値を用いて前記演算処理部における計測用演算を行うよう構成したことを特徴としたものである。 According to a first aspect of the present invention, in the protection control device that takes in the voltage and current of the power system into the arithmetic processing unit via the input converter and the analog input unit, and executes the calculation for protection and the calculation for measurement. The converter is shared for protection and measurement, the analog input unit and arithmetic processing unit are separated for the main detection relay element and the accident detection relay element, respectively, and the measurement signal from the input converter is the accident detection Introducing into the same channel as the analog input unit for the relay element to make the full scale common, and executing the calculation calculation process in the calculation idle time for the accident detection relay element in the calculation processing unit, and the correction value setting means And the measurement calculation in the calculation processing unit is performed using the correction value set by the setting means.
本発明の第2は、前記事故検出リレー要素用の演算処理部における計測算出値Ioutは、アナログ入力部からの信号をIin、補正係数をKiとしたとき、Iout=Ki×Iinによって求められることを特徴としたものである。 According to a second aspect of the present invention, the measured calculation value Iout in the arithmetic processing unit for the accident detection relay element is obtained by Iout = Ki × Iin, where Iin is a signal from the analog input unit and Ki is a correction coefficient. It is characterized by.
本発明の第3は、前記補正値設定手段及び計測結果を表示する表示部を含む出力部は、事故検出リレー要素用の演算処理部に付設したことを特徴としたものである。 According to a third aspect of the present invention, an output unit including the correction value setting means and a display unit for displaying a measurement result is attached to an arithmetic processing unit for an accident detection relay element.
以上のとおり、本発明によれば、電力系統の電圧、電流を入力変換器及びアナログ入力部を介して演算処理部に取り込んで保護用の演算と計測用の演算とを実行する保護制御装置において、入力変換器を保護用と計測用とを共用し、アナログ入力部については保護用の空きチャンネルを使用するか、若しくは事故検出リレー要素と同一のチャンネルを利用したものであるから、ハードウェアを削減して小型化を可能とし、かつコスト低減を可能としたものである。また、計測用の信号を保護用の空きチャンネルに導入したときには保護用信号のN倍のゲインとして保護用演算の空き時間を利用して計測演算を実行し、この計測演算時に補正値を加えて演算するものであるから、高精度な計測用の演算が可能となるものである。 As described above, according to the present invention, in the protection control device that takes in the voltage and current of the power system into the arithmetic processing unit via the input converter and the analog input unit, and executes the calculation for protection and the calculation for measurement. Since the input converter is used for both protection and measurement, and the analog input section uses an empty channel for protection or uses the same channel as the accident detection relay element, This makes it possible to reduce the size and reduce the cost. In addition, when a measurement signal is introduced into a protection empty channel, the measurement calculation is executed using the protection calculation idle time as a gain N times that of the protection signal, and a correction value is added during the measurement calculation. Since the calculation is performed, high-precision calculation for measurement is possible.
図1は、本発明の実施例を示したものである。10は保護用及び計測用が共通の入力変換器で、図では一つの入力チャンネルのみを代表的に表示しているが、この入力変換器10には電力系統より検出された複数の電流はそれぞれのチャンネルを介して入力される。20はアナログ入力部で、保護用の入力部21と計測用の入力部22とが設けられ、この計測用の入力部22にはフルスケールを保護用の1/NとすべくN倍(例えばN=10)のゲイン回路が設けられている。
保護用及び計測用の各入力部には、それぞれ入力変換器10の同一チャンネルより分岐し、計測用としては保護用の空きチャンネルに入力される。
30は演算処理部で、この演算処理部30には保護用の演算を実行する処理手段31と計測用の演算を実行する処理手段32を有しており、計測用演算処理は保護用演算処理の空き時間を利用して演算処理が実行される。なお、計測用処理手段32には演算時に補正するための補正値が入力されて精度の向上が図られる。40は計測結果を表示する表示部又は上位伝送処理を行う出力部で、この出力部40に計測用演算時における補正値を出力するための補正値設定手段41を有している。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
Each of the protection and measurement input units branches from the same channel of the
保護用演算であるリレーの動作値に要求される精度は一般には5%程度ある。これに対して計測用に要求される精度は一般には1%程度ある。このため、計測用演算時には補正値を持たせ、定格レベルで誤差が生じないよう補正値を設定することにより、より高精度な計測機能を実現している。計測値の算出式としては、アナログ入力部20から入力された値をIin、補正係数Ki、計測結果をIoutとすると、
Iout=Ki×Iinで与えられる。
The accuracy required for the operation value of the relay, which is a protective calculation, is generally about 5%. On the other hand, the accuracy required for measurement is generally about 1%. For this reason, a more accurate measurement function is realized by providing a correction value at the time of calculation for measurement and setting the correction value so that no error occurs at the rated level. As a calculation formula for the measurement value, if the value input from the
Iout = Ki × Iin.
以上は電流要素についての説明であるが、電圧要素の場合には保護用と計測用に要求されるフルスケールは略同じであるため、入力変換器及びアナログ入力部とも保護用と計測用とを共用する。ただし、演算処理部においては、計測精度の高精度化のために電流要素の場合と同様に補正値による演算が実行される。 The above is a description of the current element, but in the case of the voltage element, the full scale required for protection and measurement is substantially the same. Therefore, both the input converter and the analog input unit are for protection and measurement. Sharing. However, in the arithmetic processing unit, calculation using the correction value is executed in the same manner as in the case of the current element in order to increase the measurement accuracy.
次にその動作について説明する。
変流器CTを介して検出された電流は入力変換器10において絶縁され、適当なレベルに変換された後にアナログ入力部20に出力される。アナログ入力部では、入力された信号を所定のサンブリング周波数にてサンブリングし、かつホールドされる。このとき、分岐された計測用の信号は、ゲイン調整回路を介してそのゲインを保護用に対してN倍に調整される。ホールドされている各入力チャンネルの保護用及び計測用の信号は、マルチプレクサによって順次走査され、A/D変換された後にメモリに記憶される。演算処理部30ではメモリに記憶されたディジタル信号を順次取り出し、所定のアルゴリズムに基づいてリレーのための保護演算を実行する。このリレー演算は、一般に高速演算処理で数10ms以内の瞬時で事故判定が行われる。
Next, the operation will be described.
The current detected through the current transformer CT is insulated by the
一方、計測処理は比較的低速の数100ms程度で演算結果が得られればよいので、演算処理部30はリレー演算の空き時間を用いて計測用の入力部22のメモリに記憶されているディジタル信号を順次取り出して計測演算処理を実行するが、その際、計測処理手段32は補正値設定手段41において設定された補正値Kiを用いて計測演算処理を実行し、その結果は出力部40において表示すると共に必要によっては上位伝送処理部を介して上位に伝送する。
なお、保護リレーは一般に主検出リレーと事故検出リレーに分離され、それぞれのリレーにて演算を行っているが、計測用の入力部22に取り込む信号は、主検出用もしくは事故検出用のどちらでも可能である。
On the other hand, since the measurement process only needs to obtain a calculation result at a relatively low speed of about several hundreds of milliseconds, the
The protection relay is generally separated into a main detection relay and an accident detection relay, and calculation is performed by the respective relays. However, the signal input to the
この実施例によれば、入力変換部を保護用と計測用を共用し、かつ計測用のアナログ入力部はゲインをN倍(10倍)とすることで保護用の空きチャンネルの使用を可能とし、ハードウェアの削減を図ったものである。また、計測用の演算処理は、保護用の演算処理の空き時間を利用することで共通の演算処理部での演算を可能し、しかも、計測演算時には補正値を用いて行うことにより、演算の高精度化を維持するようにし、装置の小型化、コスト低減及び高精度化を可能としたものである。 According to this embodiment, the input conversion unit can be used for protection and measurement, and the analog input unit for measurement can use an empty channel for protection by setting the gain to N times (10 times). This is intended to reduce hardware. In addition, the calculation processing for measurement can be performed by a common calculation processing unit by using the free time of the calculation processing for protection, and the calculation value can be calculated by using the correction value at the time of measurement calculation. The high precision is maintained, and the apparatus can be downsized, the cost can be reduced, and the precision can be improved.
図2は他の実施例を示したもので、図1と同一若しくは相当する部分には同一符号を付してある。前述のように、保護リレーは主検出リレーと事故検出リレーとで構成し、その論理積でトリップ信号等を出力することで誤動作を防止している。このような保護リレーにおいては、主検出リレーは事故区間の判別が可能なように高機能なリレー要素で構成され、事故検出リレーは事故発生の有無を検出するための簡易的なリレー要素で構成されている。このため、主検出リレーは定格のN倍(10倍)程度のフルスケールが要求されるが、事故検出リレーについては定格の数倍と比較的小さなフルスケールで問題ない場合が多い。これは、主検出リレーは事故区間や事故方向の判定を行うのに対し、事故検出リレーは一般に事故発生の有無を判定するのみでよいことに基づく。 FIG. 2 shows another embodiment, and the same or corresponding parts as those in FIG. As described above, the protection relay is composed of a main detection relay and an accident detection relay, and malfunctions are prevented by outputting a trip signal or the like as a logical product of the protection relay. In such a protection relay, the main detection relay is composed of a highly functional relay element so that the accident section can be identified, and the accident detection relay is composed of a simple relay element for detecting whether or not an accident has occurred. Has been. For this reason, the main detection relay is required to have a full scale of about N times (10 times) the rated value, but the accident detection relay often has no problem with a relatively small full scale that is several times the rated value. This is based on the fact that the main detection relay determines the accident section and the direction of the accident while the accident detection relay generally only needs to determine whether or not an accident has occurred.
図2で示す実施例は、このような前提に基づいてなされたものである。すなわち、アナログ入力部20は主検出リレー用入力部23と事故検出リレー用入力部24とに分離され、入力変換器10よりの出力信号は両入力部23,24にそれぞれ入力される。また、この事故検出リレー用入力部24はそのフルスケールを数倍程度に設定して計測用の信号も取り込まれて両者のフルスケールを同一としている。したがって、事故検出リレー用と計測用とは共用した1チャンネルが使用される。33は主リレー用演算処理部で、この処理部は主リレー用の保護演算処理が実行される。34は事故検出リレー用演算処理部で、事故検出用の演算を行うと共に、計測用の演算処理を行う。この計測用演算処理を実行するときには、保護用の事故検出リレーの演算を行った空き時間を用いて実行し、その演算は補正値設定手段によって設定された補正値を用いて行う。40は出力部で、この出力部は図1のように個別に設けてもようが、この実施例では事故リレー用演算処理部34に付設して更なる実装スペースの削減、コスト低減を図っている。
なお、電圧要素については、電流と同様に保護用と計測用とを共用し、また、必要とするフルスケールは保護用と計測用とは略同じであるので、入力変換器及びアナログ入力部を共用し、計測用の演算は事故検出リレー用の保護演算の空き時間を利用して行われる。
The embodiment shown in FIG. 2 is made based on such a premise. That is, the
As for the voltage element, the protection and measurement are shared in the same way as the current, and the necessary full scale is substantially the same for the protection and measurement. The calculation for measurement is shared by using the spare time for the protection calculation for the accident detection relay.
この実施例によれば、図1の実施例による効果の他に、事故検出リレー側に計測用の入力を取り込み、事故検出リレー用と計測用のフルスケールを共用にし、アナログ入力部を共用したことにより、アナログ入力部のA/D変換器を高分解能化を可能としたものである。また、出力部を事故検出リレー用演算処理部に接合したことにより、従来の専用表示部が不要となってよりハードウェアの削減ができ、より高いコスト削減が可能となるなどの効果を有するものである。
According to this embodiment, in addition to the effects of the embodiment of FIG. 1, the input for measurement is taken into the accident detection relay, the full scale for measurement is shared with the accident detection relay, and the analog input section is shared. As a result, the A / D converter of the analog input unit can be increased in resolution. In addition, by joining the output unit to the operation processing unit for accident detection relay, the conventional dedicated display unit is not required, hardware can be reduced, and higher costs can be reduced. It is.
1…保護用入力変換器
2…計測用入力変換器
3…保護用アナログ入力部
4…計測用アナログ入力部
5…計測装置
6,40…出力部
10…入力変換器
20…アナログ入力部
30…演算処理部
1 ... Protective input converter
2 ... Input converter for measurement
3… Protective analog input
4 ... Analog input for measurement
5 ... Measuring device
6, 40 ... Output section
10 ... Input converter
20 ... Analog input section
30 ... arithmetic processing unit
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