JP2004132937A - Abnormality detecting method for voltage detector - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、共通の電気回路に設置している複数の電圧検出器の相互比較から異常を検出する電圧検出器の異常検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電気系統の各部の電圧を監視するために、それぞれの地点に電圧検出器を設置することは、一般的に行われている。
【0003】
図3は電気系統に複数の電圧検出器を備えている場合を示した回路図である。この図3において、商用電源7からの交流電力は、整流器8で直流電力に変換される。高速度遮断器4を経たこの直流電力は、接触器71を介してインバータ101へ供給されるが、接触器72を介してインバータ102へも供給される構成であるが、インバータ101の電源側にはリアクトル81とコンデンサ91が設置されており、インバータ102の電源側にもリアクトル82とコンデンサ92が設置されていて、これら両コンデンサ91,92を充電するための充電抵抗6と、充電抵抗6を短絡する短絡スイッチ5を備えている。また整流器8の直流出力側にには電圧検出器1が、コンデンサ91には電圧検出器2が、コンデンサ92には電圧検出器3がそれぞれ並列に接続されていて、それぞれの箇所の電圧を検出している。
【0004】
インバータ101と102を始動するにあたっては、先ず電圧検出器1で整流器8が直流電力を供給できる状態であることを検出する。そこで短絡スイッチ5が開の状態のときに高速度遮断器4を閉路し、次いで接触器71と接触器72を閉路し、充電抵抗6を介してコンデンサ91と92の充電を開始するが、適切な時間が経過すれば短絡スイッチ5を閉路し、コンデンサ91と92の充電を完了させる。コンデンサ91と92の充電が完了すれば、インバータ101と102の入力電圧が確立するから運転を開始できる。
【0005】
図3に図示の回路で、高速度遮断器4と短絡スイッチ5と接触器71と接触器72のすべてが閉路している状態では、3つの電圧検出器1,2,3はほぼ同じ値を示すはずであるが、もしもその中の1つが低い電圧値を出力すると、従来ならば直流回路電圧が低下する異常が発生したと判断して、回路を停止にする。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
電圧検出器が過電圧や不足電圧などの異常電圧を出力して回路を停止させる故障として電圧検出器の故障がある。これは電圧検出器への入力電圧が正常であるにもかかわらず検出器が異常電圧を出力して回路をトリップさせるのであるが、このように回路を停止させるような検出器の故障は、停止の原因を調査する過程で発見できるし、その不具合は除去できる。また、回路電圧が過電圧になった場合は、勿論電圧検出器がこの異常電圧を検出して回路をトリップさせるし、停電は商用電源が復電したことで回路のリセット、あるいは自動再起動により復旧できる。
【0007】
しかしながら、電圧検出器が故障しているにもかかわらず、その検出する異常値があまり大きな値でない場合は、例えば回路がトリップするような故障に至ることも無いので、当該電圧検出器が故障であることが認識できない。すなわち、検出器が異常であるとの認識がないから、実際は正しくないのに、この検出値は正しいと考えている。この正しくない検出値を使って回路やシステムを制御することになるので、制御が不安定になるなどの不具合を生じる恐れがある。
【0008】
そこでこの発明の目的は、電気系統に設置している複数の電圧検出器の検出値を基にして論理演算することにより、異常値を呈する電圧検出器を素早く検出できるようにすることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、この発明の電圧検出器の異常検出方法は、
電気系統に設置している各電圧検出器が健全なときの任意の2つの電圧検出器間に現れる検出電圧の差を越える値を判別値とし、前記各電圧検出器から2つの電圧検出器を選択する組み合わせをすべての場合について定め、2つの電圧検出器の検出電圧の差の絶対値と前記判別値との大小関係の比較を2つの電圧検出器を選択するすべての組み合わせについて行い、差電圧絶対値が前記判別値よりも大となる2つの電圧検出器の組み合わせのすべてに共通している電圧検出器を異常と判定する。
【0010】
または、電気系統に設置している各電圧検出器が健全なときの任意の2つの電圧検出器間に現れる検出電圧の差を越える値を判別値とし、前記各電圧検出器から2つの電圧検出器を選択する組み合わせをすべての場合について定め、2つの電圧検出器を選択するすべての組み合わせについて、両電圧検出器の検出電圧の差の絶対値と前記判別値との大小関係の比較を行い、この大小関係の比較して差電圧絶対値が前記判別値よりも大のときは論理H信号を出力させ、小のときは論理L信号を出力させ、特定の電圧検出器が含まれている2つの電圧検出器の組み合わせのすべてについての前記論理信号の論理積を求め、この論理積演算結果から当該特定電圧検出器の異常の有無を判定する。
【0011】
【発明の実施の形態】
既述の図3に図示のように、1つの電気系統に3つの電圧検出器1〜3が設置されている場合を例にして、請求項1の発明を説明する。
【0012】
高速度遮断器4と短絡スイッチ5と接触器71と接触器72がすべて閉路していて電気系統が全部つながっている状態で、電圧検出器1の検出値をVa ,電圧検出器2の検出値をVb ,電圧検出器3の検出値をVc とする。これら3つの電圧検出器のうちの2つを選ぶ組み合わせは3通りであり、この3通りについて、一方の電圧検出器の検出値と他方の電圧検出器の検出値との差の絶対値を演算しすると、下記の数式1,数式2,数式3が得られる。
【0013】
【数1】
【0014】
【数2】
【0015】
【数3】
電圧検出器を設置している地点間には線路の電圧降下があるから、各電圧検出器の検出値には差異がある。そこで各検出値の差異の最大値を上回る判定値VREを設定し、この判定値VREと差電圧絶対値(数式1乃至数式3の演算)とを比較し、差電圧絶対値のほうが小さければ正常であるが、差電圧絶対値のほうが大きければ、そのときの2つの電圧検出器のどちらか一方が異常である。よって差電圧絶対値のほうが大きい組み合わせのすべてに共通の電圧検出器を異常と判定する。
【0016】
例えば電圧検出器1が故障してその検出値がVa =0になったとすると、数式1からは、Xの絶対値>VREとなって異常の判定を得る。数式2からは、Yの絶対値<VREとなって正常と判定されるが、数式3からは、Zの絶対値>VREとなって異常の判定を得る。このとき異常判定の基となる計算は、Va −Vb とVc −Va の2つであり、この両者に共通するのはVa である。すなわちVa が異常値を呈するのが原因で、これは電圧検出器1が故障したためと判定できる。
【0017】
図1は電圧検出器が3つのときの本発明の実施例を表した論理回路図であって、請求項2の発明に対応する。この図1において、論理積素子10は高速度遮断器4と短絡スイッチ5と接触器71と接触器72の開閉状態を入力しており、これらのすべてが閉路のときに論理積素子10は論理H信号を出力する。一方で差分比較回路11は前述したように、Va −Vb =Xなる差分演算と、これで得られたXの絶対値>VREなる比較演算とを行い、比較の結果がイエスのときは論理H信号を出力し、ノーのときは論理L信号を出力する。差分比較回路12と差分比較回路13も同様の演算を行って同様の論理信号を出力する。
【0018】
論理積素子14は論理積素子10と差分比較回路11と差分比較回路13からの論理信号を入力し、これらのすべてが論理H信号ならば、オンディレータイマ17を介して電圧検出器1の故障を表示する。なおオンディレータイマ17は、過渡現象による誤検出を防ぐためのものである。同様に論理積素子15は論理積素子10と差分比較回路12と差分比較回路11からの論理信号を入力し、これらのすべてが論理H信号ならば、オンディレータイマ18を介して電圧検出器2の故障を表示し、論理積素子16は論理積素子10と差分比較回路13と差分比較回路12からの論理信号を入力し、これらのすべてが論理H信号ならば、オンディレータイマ19を介して電圧検出器3の故障を表示する。
【0019】
図2は電圧検出器が4つのときの本発明の実施例を表した論理回路図である。4台の電圧検出器21,22,23,24の検出値をそれぞれVd ,Ve ,Vf ,Vg とし、各検出値の差異の最大値を上回る値を判定値VEFとすると、4つの電圧検出器21〜24の検出値から2つを選ぶ組み合わせは6通りであり、それぞれについて差分の絶対値と判定値との大小関係の比較は、下記の数式4乃至数式9で表される。
【0020】
【数4】
【0021】
【数5】
【0022】
【数6】
【0023】
【数7】
【0024】
【数8】
【0025】
【数9】
図2において、6つの差分比較回路31〜36のそれぞれは数式4乃至数式9の比較を行って、その結果がイエスならば論理H信号を出力し、ノーならば論理L信号を出力する。4つの論理積素子41〜44は、これら差分比較回路31〜36の出力信号と検出条件成立信号(例えば各遮断器,接触器の閉路)を入力し、論理演算の結果を4つのオンディレータイマ46〜49を介して出力することで、4つの電圧検出器21〜24のいずれに故障が発生したかを知ることができる。
【0026】
例えば電圧検出器23が故障してその検出値Vf が零になったとすると、差分比較回路32,34,36の出力は論理H信号となり、残りの差分比較回路31,33,35の出力は論理L信号となる。その結果、論理積素子43のみはその入力信号のすべてが論理H信号となるから、当該論理積素子43のみが論理H信号を出力し、電圧検出器23が故障したことが分かる。
【0027】
【発明の効果】
電気系統には電圧検出器を設置する。この電圧検出器が故障した場合でも、故障器の検出値が正常値からあまり大きく外れていない場合は、回路がトリップするなどの故障が発生しないから、電圧検出器の故障を認識できなかった。従って当該故障電圧検出器が検出する値を正常値と判断し、これを制御に使用することで制御が不安定になるなどの不具合を生じる恐れがある。
【0028】
これに対して本発明では、複数の電圧検出器が電気系統に設置されている場合に、各検出値の相互比較で得られる差電圧と判別値とを比較することで、異常値を呈する電圧検出器を素早く検出できるから、故障検出器が出力する非正常検出値を使用することによる各種の不具合(例えば制御の不安定など)を未然に回避できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電圧検出器が3つのときの本発明の実施例を表した論理回路図
【図2】電圧検出器が4つのときの本発明の実施例を表した論理回路図
【図3】電気系統に複数の電圧検出器を備えている場合を示した回路図
【符号の説明】
1〜3 電圧検出器
4 高速度遮断器
5 短絡スイッチ
6 充電抵抗
8 整流器
10,14〜16,41〜44 論理積素子
11〜13,31〜36 差分比較回路
17〜19,46〜49 オンディレータイマ
71,72 接触器
81,82 リアクトル
91,92 コンデンサ
101,102 インバータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a voltage detector abnormality detection method for detecting an abnormality based on an intercomparison of a plurality of voltage detectors installed in a common electric circuit.
[0002]
[Prior art]
It is common practice to install a voltage detector at each point in order to monitor the voltage of each part of the electrical system.
[0003]
FIG. 3 is a circuit diagram showing a case where a plurality of voltage detectors are provided in the electric system. In FIG. 3, AC power from
[0004]
When starting the
[0005]
In the circuit shown in FIG. 3, when all of the high-speed circuit breaker 4, the short-circuit switch 5, the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As a failure that causes the voltage detector to output an abnormal voltage such as an overvoltage or an undervoltage and stop the circuit, there is a failure of the voltage detector. This is because the detector outputs abnormal voltage and trips the circuit even though the input voltage to the voltage detector is normal, but such a failure of the detector that stops the circuit stops. Can be discovered in the process of investigating the cause of the problem, and the defect can be eliminated. Also, if the circuit voltage becomes overvoltage, the voltage detector detects this abnormal voltage and trips the circuit, and the power failure is restored by resetting the circuit when the commercial power is restored or by automatic restart. it can.
[0007]
However, if the abnormal value to be detected is not a very large value even though the voltage detector has failed, for example, a failure such as tripping of the circuit does not occur. I do not recognize that there is. That is, since there is no recognition that the detector is abnormal, it is considered that this detection value is correct even though it is not actually correct. Since the circuit or system is controlled using the incorrect detection value, there is a possibility that a problem such as unstable control may occur.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to quickly detect a voltage detector exhibiting an abnormal value by performing a logical operation based on detection values of a plurality of voltage detectors installed in an electric system.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an abnormality detection method for a voltage detector according to the present invention includes:
When each voltage detector installed in the electric system is healthy, a value exceeding a difference between detection voltages appearing between any two voltage detectors is set as a discrimination value, and two voltage detectors are separated from each voltage detector. The combination to be selected is determined for all cases, and the magnitude relationship between the absolute value of the difference between the detection voltages of the two voltage detectors and the discrimination value is compared for all the combinations for selecting the two voltage detectors. A voltage detector common to all combinations of two voltage detectors whose absolute value is larger than the determination value is determined to be abnormal.
[0010]
Alternatively, a value exceeding a difference between detection voltages appearing between any two voltage detectors when each of the voltage detectors installed in the electric system is sound is determined as a determination value, and two voltage detections are performed from each of the voltage detectors. For all combinations of selecting two voltage detectors, the magnitude of the difference between the detected voltages of the two voltage detectors and the magnitude relationship between the discrimination value are compared with each other. When the magnitude relation is compared, if the absolute value of the difference voltage is larger than the discrimination value, a logic H signal is output, and if the absolute value is smaller, a logic L signal is output, and a specific voltage detector is included. The logical product of the logical signals for all the combinations of the two voltage detectors is obtained, and it is determined from the result of the logical product operation whether the specific voltage detector is abnormal.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The invention of
[0012]
Speed breaker 4 and the short-circuit switch 5 and the
[0013]
(Equation 1)
[0014]
(Equation 2)
[0015]
[Equation 3]
Since there is a voltage drop in the line between the points where the voltage detectors are installed, there are differences in the detection values of the respective voltage detectors. Therefore, a determination value V RE that exceeds the maximum value of the difference between the respective detection values is set, and this determination value V RE is compared with the absolute value of the differential voltage (calculation of
[0016]
For example, when the
[0017]
FIG. 1 is a logic circuit diagram showing an embodiment of the present invention when there are three voltage detectors, and corresponds to the second aspect of the present invention. In FIG. 1, the AND element 10 inputs the open / close states of the high-speed circuit breaker 4, the short-circuit switch 5, the
[0018]
The logical product element 14 receives the logical signals from the logical product element 10, the difference comparison circuit 11 and the difference comparison circuit 13, and if all of them are logic H signals, the failure of the
[0019]
FIG. 2 is a logic circuit diagram showing an embodiment of the present invention when there are four voltage detectors. Four detection values of the voltage detector 21, 22, respectively V d, V e, V f , and V g, when a value exceeding the maximum value of the difference of the detection value and the determination value V EF, There are six combinations for selecting two from the detection values of the four voltage detectors 21 to 24, and the comparison of the magnitude relationship between the absolute value of the difference and the determination value is expressed by the following Expressions 4 to 9. You.
[0020]
(Equation 4)
[0021]
(Equation 5)
[0022]
(Equation 6)
[0023]
(Equation 7)
[0024]
(Equation 8)
[0025]
(Equation 9)
In FIG. 2, each of the six difference comparison circuits 31 to 36 compares Expressions 4 to 9, and outputs a logic H signal if the result is yes and outputs a logic L signal if no. The four AND elements 41 to 44 receive the output signals of the difference comparison circuits 31 to 36 and the detection condition satisfaction signal (for example, the closing of each circuit breaker and contactor), and output the result of the logical operation to four on-delay timers. By outputting the signals through 46 to 49, it is possible to know which of the four voltage detectors 21 to 24 has failed.
[0026]
For example, if the voltage detector 23 fails and the detection value Vf becomes zero, the outputs of the
[0027]
【The invention's effect】
A voltage detector will be installed in the electrical system. Even if the voltage detector fails, if the detected value of the failed device does not deviate significantly from the normal value, no failure such as tripping of the circuit occurs, and the failure of the voltage detector cannot be recognized. Therefore, the value detected by the fault voltage detector is determined to be a normal value, and using the value for control may cause a problem such as unstable control.
[0028]
On the other hand, according to the present invention, when a plurality of voltage detectors are installed in an electric system, a voltage exhibiting an abnormal value is obtained by comparing a difference voltage obtained by mutual comparison of detection values with a discrimination value. Since the detector can be detected quickly, various problems (for example, unstable control) caused by using the abnormal detection value output from the failure detector can be avoided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a logic circuit diagram showing an embodiment of the present invention when there are three voltage detectors. FIG. 2 is a logic circuit diagram showing an embodiment of the present invention when there are four voltage detectors. Circuit diagram showing a case where a plurality of voltage detectors are provided in the electric system [Explanation of reference numerals]
1 to 3 Voltage detector 4 High-speed circuit breaker 5 Short-circuit switch 6
Claims (3)
前記各電圧検出器が健全なときに任意の2つの電圧検出器間に現れる検出電圧の差を越える値を判別値とし、
前記各電圧検出器から2つの電圧検出器を選択する組み合わせをすべての場合について定め、
2つの電圧検出器の検出電圧の差の絶対値と前記判別値との大小関係の比較を2つの電圧検出器を選択するすべての組み合わせについて行い、
差電圧絶対値が前記判別値よりも大となる2つの電圧検出器の組み合わせのすべてに共通している電圧検出器を異常と判定することを特徴とする電圧検出器の異常検出方法。From the comparison of the voltage values detected by the voltage detectors separately installed at each of the plurality of points of the electric circuit, in the abnormality detection method of the voltage detector to detect the abnormal voltage detector,
A value exceeding a difference between detection voltages appearing between any two voltage detectors when each of the voltage detectors is sound is determined as a discrimination value,
A combination for selecting two voltage detectors from each of the voltage detectors is determined for all cases,
Comparison of the magnitude relationship between the absolute value of the difference between the detection voltages of the two voltage detectors and the discrimination value is performed for all combinations for selecting the two voltage detectors,
An abnormality detection method for a voltage detector, wherein a voltage detector common to all combinations of two voltage detectors having a difference voltage absolute value larger than the determination value is determined to be abnormal.
前記各電圧検出器が健全なときに任意の2つの電圧検出器間に現れる検出電圧の差を越える値を判別値とし、
前記各電圧検出器から2つの電圧検出器を選択する組み合わせをすべての場合について定め、
2つの電圧検出器を選択するすべての組み合わせについて、両電圧検出器の検出電圧の差の絶対値と前記判別値との大小関係の比較を行い、
この大小関係の比較して差電圧絶対値が前記判別値よりも大のときは論理H信号を出力させ、小のときは論理L信号を出力させ、
特定の電圧検出器が含まれている2つの電圧検出器の組み合わせのすべてについての前記論理信号の論理積を求め、
この論理積演算結果から当該特定電圧検出器の異常の有無を判定することを特徴とする電圧検出器の異常検出方法。From the comparison of the voltage values detected by the voltage detectors separately installed at each of the plurality of points of the electric circuit, in the abnormality detection method of the voltage detector to detect the abnormal voltage detector,
A value exceeding a difference between detection voltages appearing between any two voltage detectors when each of the voltage detectors is sound is determined as a discrimination value,
A combination for selecting two voltage detectors from each of the voltage detectors is determined for all cases,
For all combinations that select two voltage detectors, compare the magnitude relationship between the absolute value of the difference between the detection voltages of the two voltage detectors and the discrimination value,
When the magnitude relation is compared and the difference voltage absolute value is larger than the discrimination value, a logic H signal is output, and when the difference voltage absolute value is smaller, a logic L signal is output.
ANDing the logic signals for all combinations of two voltage detectors including a particular voltage detector;
A method for detecting an abnormality in the voltage detector, comprising determining whether or not the specific voltage detector is abnormal based on a result of the logical product operation.
前記電圧検出器の異常の有無は、時間遅れの要素を介して判定することを特徴とする電圧検出器の異常検出方法。The method for detecting an abnormality of a voltage detector according to claim 1 or 2,
An abnormality detection method for a voltage detector, wherein the presence or absence of an abnormality in the voltage detector is determined through a time delay element.
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