JP6218714B2 - 保護継電装置 - Google Patents
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Description
(保護継電装置の全体構成)
図1は、この発明の実施の形態1による保護継電装置の全体構成図である。
以下、ディジタル入力処理部90の具体的構成について説明する。図2は、図1におけるディジタル入力処理部90の構成を示す回路図である。図2では、簡単のため、ディジタル入力処理部90は、1つの入力チャネルを有しており、この入力チャネルにCB4(図1)からのディジタル入力信号を受けるものとする。また、図2においては、保護継電装置1の構成要素として、ディジタル入力処理部90および制御部30のCPU32のみが示されているが、保護継電装置1には、図1に示したアナログ入力処理部20、制御部30のCPU32以外の他の要素、出力部40およびスイッチ92をさらに具備していることを確認的に記載する。
分圧電圧Vdivの大きさは、入力直流電圧Vinに応じて変化する。入力直流電圧Vinは、スイッチSWがオン状態(=CB4がオン状態)のとき直流電源Eの電源電圧Vdcとなり、スイッチSWがオフ状態(=CB4がオフ状態)のとき接地電圧となる。すなわち、スイッチSWの開閉状態(=CB4の開閉状態)に応じて入力直流電圧Vinが電源電圧Vdcまたは接地電圧に切り替わることにより、ディジタル入力処理部90から出力されるオンオフ信号はHレベルまたはLレベルに切替わる。よって、CPU32は、オンオフ信号に基づいてCB4の開閉情報を取得することができる。
以上に示した構成において、スイッチSWがオン状態(=CB4がオフ状態)のときには、直流電源E、スイッチSWおよび、抵抗素子53,54からなる分圧回路の間で閉回路が形成され、直流電源EからスイッチSWを経由して分圧回路に電流が流れる。分圧回路は、直流電源Eから供給される電流を分圧電圧Vdivに変換して出力する「変換回路」として機能し得る。
このように、この発明の実施の形態1による保護継電装置によれば、スイッチを経由して直流電源から供給される電流を分圧電圧変換して出力する分圧回路に対して並列に定電流回路を設けることにより、スイッチの開閉時に分圧回路にサージ電流が流れるのを抑制し、かつ、入力電圧Vdcを降圧しつつ、スイッチの接点表面を覆っている酸化被膜を破壊することができる。これにより、ディジタル入力処理部の正常動作を確保することができる。
上記の実施の形態1では、分圧回路からスイッチSWに向かう電流I1に対して、定電流回路100により一定の電流I2を加算する構成について説明したが、スイッチSWの接点表面を覆っている酸化被膜を破壊することができる反面、酸化被膜の有無にかかわらず定電流回路100が定電流I2を流し続けるために、無駄に電力を消費する可能性がある。言い換えれば、スイッチSWの接点表面の酸化被膜が破壊されていれば、定電流回路100を用いないことが、保護継電装置の運転効率を高める点で有利である。
このように、この発明の実施の形態2による保護継電装置によれば、スイッチが開状態となったときに定電流回路を有効に設定することにより、接点表面を覆っている酸化被膜を溶融することのできる電流値の電流をスイッチに流すことができる。さらに、定電流回路を有効に設定した後にスイッチが閉状態に変化したときには、定電流回路を無効に設定することで、定電流回路で電力が消費されるのを抑止することができる。このようにして、定電流回路は、スイッチの接点表面の酸化被膜を破壊するために効果的に用いられるため、常時定電流回路に定電流を流させるよりも、無駄な電力消費を抑えることができる。この結果、保護継電装置の運転効率を向上させることができる。
上記の実施の形態2では、スイッチSWの開閉状態に応じて定電流回路を有効にするか無効にするかを設定する構成について説明したが、定電流回路を有効に設定する期間と、定電流回路を無効に設定する期間とを周期的に設けることで、実質的に、定電流回路の電力消費を抑えるようにしてもよい。この発明の実施の形態3では、定電流回路をデューティ制御する構成について説明する。
このように、この発明の実施の形態3による保護継電装置によれば、定電流回路を定期的に有効に設定することにより、スイッチの接点表面に生じる酸化被膜を定期的に破壊することができる。このような構成とすることにより、常時定電流を流し続けるように構成された定電流回路と比較して、スイッチの接触不良が発生するのを防止しながら、無駄な電力消費を抑えることができる。この結果、保護継電装置の運転効率を向上させることができる。
上述の実施の形態1〜3では、1チャネル入力のディジタル入力処理部の構成について説明したが、複数の入力チャネルを有するディジタル入力処理部の場合には、複数の入力直流電圧のそれぞれに対応する複数の定電流回路、比較器および閾値電圧が必要になる。この発明の実施の形態4では、複数の入力チャネルを有するディジタル入力処理部の構成について説明する。
このように、この発明の実施の形態4に従う保護継電装置によれば、複数の電圧階級に容易に対応可能な複数チャネル入力のディジタル入力処理部を、小型化および簡素化された構成によって実現できる。
Claims (6)
- 電力系統の電気量を取込んで第1のディジタル信号として出力するアナログ入力処理部と、
機械式接点を有するスイッチを介して外部直流電源に接続され、前記スイッチの開閉に応じて入力される二値電圧と、前記外部直流電源の電圧に応じて設定される閾値電圧とを比較し、比較結果を第2のディジタル信号として出力するディジタル入力処理部と、
前記第1のディジタル信号および前記第2のディジタル信号に基づいて前記電力系統の状態を判断することにより開閉器に遮断指令を出力する制御部とを備え、
前記ディジタル入力処理部は、
前記スイッチが閉じることによって前記外部直流電源の正極および負極の間に電気的に接続され、前記スイッチを経由して前記外部直流電源から供給される電流を前記二値電圧に変換する変換回路と、
前記変換回路に対して並列に接続され、一定の電流を流す定電流回路とを含む、保護継電装置。 - 前記定電流回路を有効にするか無効にするかを設定する設定部をさらに備え、
前記設定部は、前記定電流回路が有効に設定されている場合において、前記スイッチが閉じたときには、前記スイッチが閉じてから第1の期間が経過した後に前記定電流回路を無効に設定する、請求項1に記載の保護継電装置。 - 前記設定部は、前記定電流回路が無効に設定されている場合において、前記スイッチが開いたときには、前記スイッチが開いてから前記第1の期間よりも短い第2の期間内に前記定電流回路を有効に設定する、請求項2に記載の保護継電装置。
- 前記制御部は、前記第2のディジタル信号に基づいて前記スイッチの開閉を判定することによって、前記開閉器の状態を判断することが可能に構成され、
前記制御部は、前記設定部によって前記定電流回路が有効に設定されてから第3の期間が経過するまでの間、前記スイッチの開閉の判定結果を無効とする、請求項3に記載の保護継電装置。 - 前記定電流回路を有効にするか無効にするかを設定する設定部をさらに備え、
前記設定部は、前記定電流回路を有効に設定する期間と、前記定電流回路を無効に設定する期間とを周期的に設ける、請求項1に記載の保護継電装置。 - 前記設定部は、各周期において、前記定電流回路を有効に設定する期間および前記定電流回路を無効に設定する期間を可変に設定する、請求項5に記載の保護継電装置。
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