JP4028501B2 - ディジタル保護継電装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力系統の電気量に基づき保護演算を行うディジタル保護継電装置に関するものである。

ディジタル保護継電装置は、一般にその正面上部に液晶パネルあるいはＣＲＴで構成したディスプレイ装置を配置し、そのディスプレイ装置の下部に発光ダイオード製の表示灯や押しボタン型の各種操作スイッチまたはインターフェースケーブルのコネクタ等を配置するように構成している。

従来のディジタル保護継電装置では省電力および長寿命化を考慮して、ディスプレイ装置を常時非表示状態にしておき、入力した電気量から保護対象の事故を検出したとき、あるいは自己点検によってディジタル保護継電装置自体に異常があることを検出したときは、前記表示灯のうちの該当する表示灯を点灯させて運転員に報知するように構成されている。運転員はこの表示灯が点灯した原因を調べる場合、操作スイッチを操作してディスプレイ装置を起動し、必要な情報を表示する画面を開かなければならない（例えば、特許文献１参照）。

なお、ディジタル保護継電装置では、不用意に操作スイッチが操作されることがないように、運用中には前面カバーを装着して操作可能なスイッチ点数を制限することが一般的に行われており、このため前記ディスプレイ装置の表示画面に運用中の状態を表示するためには、前面カバーを取り外して所定のスイッチ操作を行う必要がある。
特開2002-262446号公報（第３頁、図１，２）

前述した表示灯の実装点数およびその配置は、ディジタル保護継電装置のハードウェアに依存するため、表示灯の実装点数や配置などを変更しようとするときは、関係する表示制御用ハードウェアの変更・改造が必要であった。しかし、このハードウェアの変更・改造によっても、表示灯の実装点数や配置などに自ずと制限があり、表示灯の実装点数や配置などを自由に行えるわけではなかった。

そこで表示手段として表示灯を用いずに、フラットディスプレイのような画面を用いる代替処置も考えられるが、従来の状態表示画面は、原則として運用中に表示することを想定しておらず、運用中には外部からスイッチを操作して表示するということはできなかった。また上記の特許文献１に記載の発明では、過去の任意の動作信号あるいは異常信号について、その論理演算出力を表示することはできなかった。このような表示画面を用いる代替処置も容易に行えなかった。

そこで本発明の目的は、上記事情に鑑みてなされたもので、表示画面上に、表示灯と同等あるいはそれ以上の機能を持たせた仮想表示灯を表示させることにより、表示点数や配置などの表示形態を自由に設定でき、かつその表示形態に従って論理演算出力の表示画面を作成することができるディジタル保護継電装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、請求項１に係わるディジタル保護継電装置の発明は、電力系統の電気量に基づき保護演算を行うディジタル保護継電装置において、前記ディジタル保護継電装置の任意の動作信号あるいは異常信号等の内部信号を選定する信号選択手段と、この信号選択手段により選定される内部信号を入力し、任意の論理演算で処理して出力する論理演算手段と、この論理演算手段で得られる論理演算出力のON/OFFを表す仮想表示灯画面とともに、当該仮想表示灯画面に表示する仮想表示灯の表記文字または仮想表示灯の補足文言のうちの少なくとも一方を設定する表示形態設定手段と、この表示形態設定手段により定まる仮想表示灯画面を作成する画面作成手段と、この画面作成手段により作成される仮想表示灯画面を、外部から操作可能な閲覧スイッチの操作に基づいて表示される画面表示手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、表示形態設定手段により、ディジタル保護継電装置の任意の動作信号あるいは異常信号の論理演算出力の仮想表示灯画面に十分な柔軟性・拡張性を持たせることができ、かつディジタル保護継電装置を巡視する運転員が、外部から操作可能な閲覧スイッチにより、表示画面上に論理演算出力に関する情報を表示することができる。

また、ディジタル保護継電装置のハードウェアの開発コストを必要とせずに、ディジタル保護継電装置の多くの動作信号や異常信号を表示させるという効果も奏することができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、各図を通して共通部分には同一符号を付けて重複説明を省略するものとする。

（実施例１）
本発明によるディジタル保護継電装置の実施例１について、図１ないし図７を参照して説明する。
図１は本ディジタル保護継電装置１の前面概観図である。本ディジタル保護継電装置１はその正面上部に液晶パネル表示部（以下、表示部２という）を配置し、その下部右側に閲覧スイッチ３、初期化スイッチ４および各種の操作をするための操作スイッチ５を一列に配置している。また、表示部２の下部左側に発光ダイオード（ＬＥＤ）製の表示灯６を複数個一列に配列している。

そして、前述したスイッチ３〜５の操作により、表示部２上に電力系統の各種情報を表示し、また、継電器整定値の変更や記録情報の閲覧なども行うことができるようになっている。複数個の表示灯６のうちのいくつかには、ディジタル保護継電装置の任意の動作信号あるいは異常信号の論理演算出力用に割り当てられており、各出力状態に応じて表示灯がＯＮ，ＯＦＦする。

図２はディジタル保護継電装置１の前面に装着する前面カバー７の平面図である。この前面カバー７は操作スイッチ５の誤操作を防止するためと、ディジタル保護継電装置の耐久性を向上させるために装着されるものであり、前面カバー７の装着状態で表示画面の内容、表示灯６の点灯状況および操作スイッチ５の状態が確認できるように透明なガラス板あるいはアクリル板で構成されている。しかも、この前面カバー７にはディジタル保護継電装置１の前面に装着した状態で閲覧スイッチ３および初期化スイッチ４を操作することが可能となるようにスイッチ３，４と対向する位置にスイッチ押下用切り欠き部８を設けている。なお、当然のことながら操作スイッチ５の操作は、前面カバー７を外してからでないと行うことはできない。

図３は表示部２の表示画面上の表示情報の遷移の概要を示す図である。
図示しない保護継電器を起動し、表示部２の表示画面２００がブランク画面２Ａ状態のとき、閲覧スイッチ３以外の初期化スイッチ４または操作スイッチ５のいずれかを押下すると、表示部２の表示画面２００の内容はブランク画面２Ａからメニュー画面２Ｂに遷移する。以後は閲覧スイッチ３以外のいずれかのスイッチ４または５の操作により整定変更画面２Ｃや記録情報画面２Ｎが展開され、それらの閲覧が行えるようにプログラムが構成されている。

一方、ブランク画面２Ａ状態のときに閲覧スイッチ３を１度押下すると、巡視時の閲覧を想定した閲覧専用画面２Ｅのうち、閲覧専用先頭画面である閲覧専用第１画面２Ｅ１に遷移する。この閲覧専用画面２Ｅは、２Ｅ１状態のとき閲覧スイッチ３をさらにもう一度押下すると、閲覧専用画面２Ｅは、第２画面２Ｅ２に遷移する。同様にして閲覧スイッチ３を押下する毎に閲覧専用画面２Ｅは、順次遷移し、閲覧専用の最終画面２ＥＮに至り、再び閲覧専用の第１画面２Ｅ１へと巡回して遷移する。この作業に際して前面カバー７は前述したように、スイッチ押下用切り欠き部８を設けているので、この前面カバー７を取り外すことなく、閲覧スイッチ３を押下することができ、この閲覧スイッチ３を押下する毎に閲覧専用画面２Ｅを順次、２Ｅ１、２Ｅ２・・・２ＥＮ、２Ｅ１のように閲覧することができる。

図４は本実施例１の主要部である画面表示機能を説明するための機能構成図である。
この機能構成図は発明の理解を容易にするために、保護継電器として一般的な電圧継電器を想定して構成したものである。

図４において、信号選択手段１１は画面表示に用いる内部信号を選択するものであり、図示しない保護継電器演算部から出力された動作信号あるいは異常信号等の内部信号を入力するように構成されている。この内部信号の一例を示せば、Ａ相トリップ出力、Ｂ相トリップ出力、Ｃ相トリップ出力、三相平衡監視出力、軽故障出力、過電圧リレー出力、不足電圧リレー出力および重故障出力等様々な事象で得られる信号である。

そしてこれらの内部信号のうち、Ａ相トリップ出力、Ｂ相トリップ出力、Ｃ相トリップ出力、過電圧リレー出力および不足電圧リレー出力は次段に設けられている論理演算手段１２に入力されるように構成されている。

この論理演算手段１２は、入力と出力とを割り付ける機能を有しており、入力した５つの内部信号のうち、３つのトリップ出力（Ａ相トリップ出力〜Ｃ相トリップ出力）については論理和演算子１２１を経て一つの“信号１”として出力し、その他の内部信号である過電圧リレー出力および不足電圧リレー出力については、論理演算を行わずにそれぞれそのまま“信号２”および“信号３”として出力されるように機能する。なお、以降の説明において、この論理演算手段１２から出力される信号の種類を特定しない場合は単に信号１３として説明する。この信号は画面作成手段１４に入力されることにより、表示画面２００で表示される。

表示形態設定手段１５は、仮想表示灯に使う表記文字を選択可能とする手段１５Ａ、論理演算手段１２により得られる論理演算出力の補足文言を表示する手段１５Ｂおよび仮想表示灯の表示点数を設定可能とする手段１５Ｃを備えている。

図５は表示部２に表示された信号表示画面２００−１の例を示す図である。図５の信号表示画面２００−１には、内部信号“ＳＩＧ １”、“ＳＩＧ ２”および“ＳＩＧ ３”とそれぞれの信号番号５１を示す。この例では、信号番号５１の具体的番号は“１１９”，“４３”，“１６”である。

図６は表示部２に表示された表示形態設定画面２００−２の例を示す図である。図６の表示形態設定画面２００−２において、表示点数設定手段１５Ｃで仮想表示灯の表示点数６１（３）を数値入力により設定し、また表記文字選択手段１５Ａで表記文字の候補６２より仮想表示灯の表記文字（◆、◇、＊、＃、１、０、☆）を選択して、論理演算手段１２により得られる論理演算出力１３のＯＮを“◆”、ＯＦＦを“◇”に対応させる。

画面作成手段１４は、論理演算手段１２により得られた論理演算出力１３を表示するための表示画面を作成する。ここでは、図７に示す体裁の仮想表示灯の表示画面２００−３を作成する。表示形態設定手段１５で定めた表示形態に従い、論理演算手段１２により得られた論理演算出力１３がＯＮであれば“◆”を、ＯＦＦであれば“◇”を各仮想表示灯の表記文字７１とし、“ＳＩＧ １”から“ＳＩＧ ３”を仮想表示灯の補足文言７２として添える。

画面表示手段１６は、図７で示した仮想表示灯表示画面２００−３を図３における閲覧専用先頭画面である第１画面２Ｅ１の画面階層に位置させる。本画面は前述の通りディジタル保護継電装置１の運用中に閲覧スイッチ３を１度押下することで表示できる。これは本ディジタル保護継電装置１が運用中であっても、運転員が前面カバーを取り外すことなく、極めて簡単な操作で仮想表示灯画面２００−３を表示できることを意味する。

以上述べたように、本実施例１によれば、表示形態設定手段１５により、ディジタル保護継電装置１の任意の動作信号あるいは異常信号の論理演算出力１３の仮想表示灯画面２００−３に十分な柔軟性・拡張性を持たせることができる。またディジタル保護継電装置１を巡視する運転員が前面カバー７を取り外すことなく、閲覧スイッチ３を押下することにより、表示部２の表示画面２００上に論理演算出力１３を表示することができる。
さらに、ディジタル保護継電装置１のハードウェアの開発コストを必要とせずに、ディジタル保護継電装置１の多くの動作信号や異常信号を表示させることができる。

なお、以上述べた実施例１では、一般的な電圧リレーを例に挙げて説明したので、論理演算出力１３は３種類の“信号１”，“信号２”，“信号３”を出力するが、内部信号の多い他のリレーであれば、論理演算出力１３の種類も多くなる。この場合、表示形態設定手段１５で仮想表示灯の表示部２上の表示画面配置を設定可能とする手段等を付加することも可能になる。

（実施例２）
本発明によるディジタル保護継電装置の実施例２について述べる。
本実施例２は前記実施例１の論理演算手段１２と画面作成手段１４の間に出力保持手段１７および表示初期化手段１８を付加したことを特徴とするものである。

図１ないし図３、図５ないし図７については、実施例１と共通するので説明を省略する。
図８は本発明に係るディジタル保護継電装置の実施例２の論理演算出力の保持の有無を設定する表示画面を示す図であり、図９は本発明に係るディジタル保護継電装置の実施例２の論理演算出力の保持の有無を設定する表示画面を示す図である。

図８において、出力保持手段１７は前記論理演算手段１２の論理演算出力１３を保持するものであり、論理積演算子１９、フリップフロップ２０の一部、論理和演算子２１、ラッチ選択スイッチ２２から構成される。表示初期化手段１８は論理演算出力１３を初期化するものであり、初期化時に投入されるスイッチ２３、オンディレイタイマ２４およびフリップフロップ２０の一部から構成される。

出力保持手段１７は前記論理演算手段１２より得られる各論理演算出力１３の表示を保持する機能（以下、ラッチ機能と呼ぶ）の有無を、図９に示す出力保持選択画面２００−４で設定する。各仮想表示灯に対して、図９に示す“Latch”を選択する場合には、ラッチ機能が有効になり、“Instantaneous”を選択する場合にはラッチ機能が無効になる。

つまり、図８の出力保持手段１７において、ラッチ選択スイッチ２２で“Latch”を選択する場合は、ラッチ選択信号８１が「１」となり、論理演算手段１２からＯＮ（「１」）の論理演算出力１３が出力されると、論理積演算子１９から出力されるセット信号８２は「１」となり、フリップフロップ２０から論理値「１」の信号３１が出力される。論理演算出力１３およびフリップフロップ２０の出力信号８３は論理和演算子２１を経て画面作成手段１４にＯＮに該当する仮想表示灯表記文字“◆”が表示される。その後に論理演算出力１３がＯＦＦとなっても、フリップフロップ２０のリセット信号８４は「０」で不変なため、出力信号８３は「１」で不変であり、仮想表示灯表記文字“◆”でラッチされる。

しかしながら、前記出力保持手段１７のラッチ選択スイッチ２２で“Latch”ではなく“Instantaneous”を選択した場合、論理積演算子１９の論理積条件が成立しなくなるので、論理演算出力１３がＯＮからＯＦＦに変化すると、フリップフロップ２０のリセット信号８４は「０」で不変なため、仮想表示灯表記文字は論理演算出力１３に追従してＯＮに該当する表記文字“◆”からＯＦＦに該当する表記文字“◇”に変化する。

表示初期化手段１８としては、仮想表示灯画面２００−３の表示中に、初期化スイッチ２３をオンディレイタイマ２４の整定時限以上押下し続けることにより、リセット信号８４が発生するので、論理演算手段１２により得られる論理演算出力１３を初期化できる。

つまり出力保持手段６において“Latch”を選択して、論理演算出力２３がＯＮとなった後にＯＦＦとなった状態において、フリップフロップ２０の出力信号３１によって仮想表示灯表記文字“◆”を継続して表示している場合には、表示初期化手段１８の初期化スイッチ２３をオンディレイタイマ２４の整定時間以上継続して押下することにより、仮想表示灯表記文字“◇”に変更することができる。この初期化操作は、ディジタル保護継電装置が運用中であっても、運転員が前面カバー７を取り外すことなく、極めて簡単に行える。

以上述べたように本実施例２によれば、実施例１の奏する作用効果に加えて、現在のみならず保持した論理演算出力１３を表示部２の表示画面２００に表示することができ、かつその表示結果を外部から操作可能な初期化スイッチ２３により初期化できる。これにより、運転員が、現在のみならず過去の内部信号の動作状態について確認できる。またディジタル保護継電装置１の一時停止や、前面カバー７を取り外しての操作を必要とせずに、仮想表示灯画面２００−３を運用中、容易に初期化することができる。

（実施例３）
本発明によるディジタル保護継電装置の実施例３について説明する。
本実施例３は、実施例１に新たに画面起動手段２５を追加したことを特徴とするものである。それ以外の点については実施例１の場合と同じであるので、説明を省略する。

図１ないし図３、図５ないし図７については、実施例１と共通であるので説明を省略する。図１０において、２５は画面起動手段であり、論理演算出力１３の信号状態を常時監視しておき、論理演算出力１３のいずれかの信号（“信号１”〜“信号３”）の状態が変化した際に、画面表示手段１６を呼び出すように機能するものである。これにより、運転員が閲覧スイッチ３を押下しなくても、仮想表示灯画面２００−３を自動的にポップアップ表示することができる。

以上述べたように本実施例３によれば、運転員が巡視時に実施例１で述べた外部からのスイッチ操作を一切行うことなく、仮想表示灯画面２００―３を表示パネル２の表示画面に自動表示することができる。これにより、運転員が目視によりディジタル保護継電装置１の内部信号の動作状態を確認できる。

上述した各実施例において、表示部として液晶を用いたＬＤＣを適用する旨説明したが、本発明はこれらに限定されず、例えば、ＣＲＴやプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）などの表示装置を適用することができる。

本発明に係るディジタル保護継電装置の前面概観図。 本発明に係るディジタル保護継電装置用前面カバーの平面図。 本発明における表示画面の遷移の概要を示す図。 本発明に係るディジタル保護継電装置の実施例１の画面表示機能を説明する機能構成図。 本発明に係るディジタル保護継電装置の実施例１の信号選定画面を示す図。 本発明に係るディジタル保護継電装置の実施例１の表示形態設定画面を示す図。 本発明に係るディジタル保護継電装置の実施例１の仮想表示灯の表示画面を示す図。 本発明に係るディジタル保護継電装置実施例２の画面表示機能を説明する機能構成図。 本発明に係るディジタル保護継電装置の実施例２の論理演算出力の保持の有無を設定する表示画面を示す図。 本発明に係るディジタル保護継電装置の実施例３の画面表示機能を説明する機能構成図。

符号の説明

１…ディジタル保護継電装置、２…表示部、３…閲覧スイッチ、４…初期化スイッチ、５…操作スイッチ、６…表示灯、７…前面カバー、８…スイッチ押下用切り欠き部、１１…信号選択手段、１２…論理演算手段、１４…画面作成手段、１５…表示形態設定手段、１５Ａ…仮想表示灯に使う表記文字の選択手段、１５Ｂ…論理演算出力の補足文言表示手段、１５Ｃ…仮想表示灯の表示点数設定手段、１６…画面表示手段、１７…出力保持手段、１８…表示初期化手段、１９…論理積演算子、２０…フリップフロップ、２１…論理和演算子、２２…ラッチ選択スイッチ、２３…初期化スイッチ、２４…オンディレイタイマ、２５…画面起動手段。

Claims (5)

1. 電力系統の電気量に基づき保護演算を行うディジタル保護継電装置において、
   前記ディジタル保護継電装置の任意の動作信号あるいは異常信号等の内部信号を選定する信号選択手段と、
   この信号選択手段により選定される内部信号を入力し、任意の論理演算で処理して出力する論理演算手段と、
   この論理演算手段で得られる論理演算出力のON/OFFを表す仮想表示灯画面とともに、当該仮想表示灯画面に表示する仮想表示灯の表記文字または仮想表示灯の補足文言のうちの少なくとも一方を設定する表示形態設定手段と、
   この表示形態設定手段により定まる仮想表示灯画面を作成する画面作成手段と、
   この画面作成手段により作成される仮想表示灯画面を、外部から操作可能な閲覧スイッチの操作に基づいて表示される画面表示手段と、
   を備えたことを特徴とするディジタル保護継電装置。
2. 前記論理演算手段により得られた論理演算出力を保持する出力保持手段と、この出力保持手段により得られる出力を初期化する表示初期化手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のディジタル保護継電装置。
3. 前記論理演算手段により得られた論理演算出力が変化した際に、前記画面表示手段を呼び出す画面起動手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のディジタル保護継電装置。
4. 前記論理演算出力の信号状態を常時監視しておき、当該論理演算出力のいずれかの信号の状態が変化した際に、前記画面表示手段を呼び出すように機能する画面起動手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のディジタル保護継電装置。
5. 前記ディジタル保護継電装置は、その正面部の任意部位に表示部を配置するとともに、他の部位に閲覧スイッチおよび各種の操作をするための操作スイッチを配置し、これらスイッチの操作により、前記表示部上に電力系統の各種情報を表示し、継電器整定値の変更や記録情報の閲覧などを行うように構成され、さらに、前記閲覧スイッチと対向する位置に切り欠き部を有する前面カバーを前記正面部の前面に装着したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のディジタル保護継電装置。

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