JP7073212B2 - 過電流継電器 - Google Patents

Description

この発明は、過電流継電器に関する。

過電流継電器は、電力線（送電線、配電線）に予め定められた整定値よりも大きな電流が流れると動作し、その事故点を電力系統から切り離して、事故の影響を最小限に食い止めるように遮断器を動作させる信号を出力するように構成される。過電流継電器は、電力線の短絡保護や電力機器の過負荷保護用として広く用いられている。

例えば、特許第６２７１１００号公報（特許文献１）は、静止形（デジタル形）の過電流継電器であるデジタルリレーを開示している。このデジタルリレーは、電力系統を流れる電流を監視するための計測機能と、計測値の異常を検出した場合の保護機能、すなわち遮断器へ動作信号を出力する機能とを有している。デジタルリレーでは、電力系統を流れる電流を変流器により検出する。計測回路は、この変流器の検出値を入力電流として取得すると、デジタルデータに変換してプロセッサへ出力する。プロセッサは、計測値のデジタルデータを用いて、計測処理の演算と、過電流保護等の高速度が求められる保護処理とを並列に実行する。

特許第６２７１１００号公報

変流器は、過電流保護専用に設置されるとは限らず、電力線の電流、電力等の計測用に共用されることが多い。そのため、主回路の短絡容量に対しては過電流強度を確保した上で、通電容量（負荷容量）に見合った変流器の一次電流を選定することが少なくない。

しかしながら、負荷容量が小さい主回路に対して、この負荷容量に見合った変流器を適用すると、変流器の定格一次電流が小さくなる。変流器においては、一次電流が小さいほど、電流が大きい領域での鉄心の磁気飽和が問題となる。この変流器における鉄心の磁気飽和は、定格負担の低下、確度階級の低下および定格過電流定数の低下などの不具合を生じさせる。定格過電流定数の低下は、過電流領域でのマイナス比誤差を増大させるものである。過電流領域でのマイナス比誤差の増大は、変流器の二次回路に接続される過電流継電器の入力電流を低減させる。そのため、過電流継電器において、過電流保護が動作しない、または動作が遅れるなどの事態が発生してしまい、保護機能が阻害されることが懸念される。

この発明は、上記の問題点を考慮してなされたものであって、その目的は、変流器における磁気飽和の影響を受けることなく、確実な過電流保護動作を実現することができる過電流継電器を提供することである。

この発明による過電流継電器は、遮断器が接続された電力線に過電流が生じたときに、遮断器に動作指令を出力するように構成される。電力線には変流器が配置される。変流器は、電力線の電流を流す一次巻線、電流に応じて誘導される二次電流を二次端子から出力する二次巻線、および一次巻線および二次巻線が巻かれる鉄心とを有する。過電流継電器は、変流器の二次電流を取り込み、その電流値が予め定められた第１の整定値を超えたときに動作指令を出力するように構成された第１の過電流保護手段と、変流器の二次端子電圧を取り込み、その電圧値が予め定められた第２の整定値を超えたときに動作指令を出力するように構成された第２の過電流保護手段とを備える。

この発明によれば、変流器における磁気飽和の影響を受けることなく、確実な過電流保護動作を実現することができる過電流継電器を提供することができる。

実施の形態１に従う過電流継電器の概略構成を示す回路図である。 図１に示した変流器の構成を説明するための図である。 図２に示した変流器の等価回路である。 過電流領域における変流器の二次電流の実測例を示す図である。 変流器における励磁電圧の特性の一例を示す図である。 図１に示した入力回路の構成例を説明する概略ブロック図である。 実施の形態１に従う過電流継電器の動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２に従う過電流継電器の概略構成を示す回路図である。 図８に示した入力回路の構成例を説明する概略ブロック図である。 実施の形態２に従う過電流継電器および過電圧継電器の動作を説明するためのフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さないものとする。

［実施の形態１］

図１は、本発明の実施の形態１に従う過電流継電器の概略構成を示す回路図である。本実施の形態１に従う過電流継電器（ＯＣＲ：Over Current Relay）４は、電力線１に流れる電流を計測する計測機能と、短絡事故や過負荷から電力線１および電力機器等を保護する保護機能とを有している。過電流継電器４は、例えば電力線１に接続された母線を含む電気所（例えば、変電所、発電所、需要設備等）に設置される。

図１を参照して、変流器（ＣＴ：Current transformer）３は、電力線１に接続されており、電力線１に流れる電流を取り込む。変流器３の二次電流は過電流継電器４に入力される。

過電流継電器４は、短絡事故や過負荷による過電流を変流器３により取り込み、その電流値の大きさによって動作する継電器である。過電流継電器４は、瞬時要素と限時要素との２つの動作要素を有する。瞬時要素は、短絡領域での過電流保護を行なう動作要素であり、短時間の定限時特性を有する。限時要素は、過負荷領域での過電流保護を行なうものであり、電流の大きさが大きくなるに従って速い時間で動作する反限時特性を有する。

過電流継電器４は、静止回路を主体に構成された静止形（デジタル形）過電流継電器である。静止形過電流継電器は、電磁機械式過電流継電器のように物理的および電磁機械的な動作ではなく、電子回路の演算および制御によって、入力電流が整定値を超えると動作するように構成される。具体的には、過電流継電器４は、入力端子Ｔ１～Ｔ４と、接地端子Ｔ５と、電源端子Ｔ６，Ｔ７と、出力端子Ｔ８とを備える。過電流継電器４は、補助変流器（Ａｕｘ－ＣＴ）５と、補助変圧器（Ａｕｘ－ＶＴ）６と、入力回路７と、出力回路８と、設定部１０と、表示部１２と、電源回路１４とをさらに備える。

入力端子Ｔ１，Ｔ２は変流器３の二次端子ｋ，ｌにそれぞれ接続され、変流器３により取り込まれた電力線１の電流を受ける。補助変流器５は、入力端子Ｔ１，Ｔ２に接続され、変流器３により取り込まれた電力線１の電流を取り込み、電力線１の電流を電子回路レベルの電圧に変換して入力回路７へ出力する。

入力端子Ｔ３は入力端子Ｔ１に接続され、入力端子Ｔ４は入力端子Ｔ２に接続される。入力端子Ｔ３，Ｔ４は、変流器３の二次回路から入力端子Ｔ１およびＴ２間に印加される電圧を受ける。補助変圧器６は、入力端子Ｔ３，Ｔ４に接続され、入力端子Ｔ３，Ｔ４間の入力電圧を取り込み、この入力電圧を電子回路レベルの電圧に変圧して入力回路７へ出力する。

入力回路７は、補助変流器５の二次出力に基づいて、電力線１に流れる電流を計測する。入力回路７はさらに、補助変流器５の二次出力および補助変圧器６の二次出力に基づいて、短絡事故または過負荷により発生した電力線１の過電流を検出する。入力回路７は、電力線１の過電流を検出すると、検出信号を出力回路８へ出力する。

入力回路７は、例えばマイクロコンピュータ等によって構成することが可能である。一例として、入力回路７は、図示しないメモリおよびＣＰＵ（Central Processing Unit）を内蔵し、メモリに予め格納されたプログラムをＣＰＵが実行することによるソフトウェア処理によって、以下で説明する制御動作を実行することができる。あるいは、当該制御動作の一部または全部については、ソフトウェア処理に代えて、内蔵された専用の電子回路等を用いたハードウェア処理によって実現することも可能である。

出力回路８は、入力回路７から検出信号を受けると、出力端子Ｔ８から電力線１に接続された遮断器２に対して動作指令を出力する。この動作指令に応答して遮断器２が開放（トリップ）することにより、電力線１が遮断される。遮断器２を開放することで、過電流の原因となった事故点を電力系統から切り離して事故の影響を最小限に食い止めることができる。

電源端子Ｔ６，Ｔ７は、過電流継電器４の外部に設置された電源５０に接続される。電源回路１４は、電源端子Ｔ６，Ｔ７を介して供給される電源５０から各部に必要な電圧を生成する。なお、図１の例では、電源回路１４を、電源５０から各部の電源電圧を生成する構成としたが、変流器３の二次電流を利用して電源電圧を生成する構成としてもよい。これによると、電源５０が不要となる。

設定部１０は、瞬時要素および限時要素の動作値および動作時間などの応動の基準値となる整定値を設定するためのものである。設定部１０は、公称値を表示した装置（例えばタップ、レバー、スイッチ等）により構成される。

表示部１２は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）または発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などで構成される。表示部１２は、瞬時要素および限時要素のどちらが動作したかも表示する。これにより、事故の種別が判別できるようにしている。

次に、変流器３の構成を詳細に説明する。

図２は、図１に示した変流器３の構成を説明するための図である。図２を用いて変流器３の基本原理を説明する。

図２を参照して、変流器３は、一次巻線４１、二次巻線４２および鉄心４０から構成される。変流器３は、鉄心４０に巻かれた一次巻線４１により、電力線１に流れる電流Ｉ１を取り込む。一次電流Ｉ１が一次巻線４１を流れると、鉄心４０中に磁束が誘起される。鉄心４０は閉じられた磁路を形成している。この磁束の変化に対応して、二次巻線４２に二次電流Ｉ２が流れる。

なお、一次巻線４１を流れる電流を一次電流Ｉ１とし、二次巻線４２を流れる電流を二次電流Ｉ２とし、一次巻線４１の巻数をＮ_１とし、二次巻線４２の巻数をＮ_２とすると、一次電流Ｉ１と二次電流Ｉ２との間には、理想的には次式（１）の関係が成り立つ。
Ｎ_１×Ｉ１＝Ｎ_２×Ｉ２ …（１）

すなわち、変流器３は一次電流Ｉ１（電力線１の電流）をこれに比例する二次電流Ｉ２に変成する。一次電流Ｉ１と二次電流Ｉ２との比は、変流比（またはＣＴ比）と呼ばれる。変流比をＫとすると、Ｋは次式（２）で表わされる。
Ｋ＝Ｉ１／Ｉ２ …（２）

変流器３は、二次電流Ｉ２を取り出して、二次端子ｋ，ｌ間に接続される二次負担インピーダンスＺｂで二次端子電圧ＥＴに変換する。二次負担インピーダンスＺｂは、変流器３の二次回路に接続される負担（計器、継電器、導線等）のインピーダンスである。

図３は、図２に示した変流器３の等価回路である。電力線１の電流を標本量（継電器入力）とする場合、変流器３に二次負担インピーダンスＺｂを組み合わせた構成を用いる。

図３に示すように、一次巻線４１と二次巻線４２との巻数比Ｎ_１：Ｎ_２＝１：Ｎとすると、二次入力電流は（Ｉ１／Ｎ）となる。二次入力電流（Ｉ１／Ｎ）は、二次換算一次巻線インピーダンスＺ１／Ｎ^２を通って、励磁インピーダンスＺｅと二次巻線インピーダンスＺ２とへ分流する。励磁電流Ｉｅは励磁インピーダンスＺｅに流れる電流であり、励磁電圧Ｅ２および励磁インピーダンスＺｅとの関係が次式（３）で表わされる。
Ｉｅ＝Ｅ２／Ｚｅ …（３）

二次電流Ｉ２は二次巻線インピーダンスＺ２および二次負担インピーダンスＺｂに流れる電流であり、次式（４）で表わされる。
Ｉ２＝Ｉ１／Ｎ－Ｉｅ …（４）

式（４）から分かるように、二次負担インピーダンスＺｂには二次入力電流（Ｉ１／Ｎ）ではなく、二次入力電流（Ｉ１／Ｎ）から励磁電流Ｉｅを差し引いた電流（Ｉ１／Ｎ－Ｉｅ）が流れるため、これが変流器３のマイナス比誤差となる。励磁電圧Ｅ２が大きくなるほど、励磁インピーダンスＺｅに流れる励磁電流Ｉｅ、すなわち変流器３のマイナス比誤差が大きくなる。

励磁電圧Ｅ２は次式（５）で表わされる。式（５）においてＺ２およびＺｂは設備毎に固定した値である。
Ｅ２＝Ｉ２・（Ｚ２＋Ｚｂ） …（５）

式（５）の左辺に含まれるＩ２・Ｚｂは二次端子ｋ，ｌ間の電圧（以下、二次端子電圧ＥＴと称する）に相当する。二次端子電圧ＥＴは、次式（６）で表すことができる。
ＥＴ＝Ｅ２・Ｚ２／（Ｚ２＋Ｚｂ） …（６）
Ｚ２およびＺｂは設備ごとに固定した値であることから、励磁電圧Ｅ２と二次端子電圧ＥＴとの間には設備毎に固定した関係が成り立っている。したがって、二次端子電圧ＥＴを標本量（継電器入力）とすることで、間接的に励磁電圧Ｅ２を入力として動作判定することになる。なお、一般に、二次巻線インピーダンスＺ２は、二次負担インピーダンスＺｂの定格値に比べて十分に小さい。そのため、励磁電圧Ｅ２と二次端子電圧ＥＴとは大差はない。
ここで、図２および図３の変流器３において、磁束（瞬時値）をφ［Ｗｂ］、磁束（最大値）をΦ_ｍ［Ｗｂ］、一次誘起電圧（瞬時値）をｅ１［Ｖ］、一次誘起電圧（実効値）をＥ１［Ｖ］、二次誘起電圧（瞬時値）をｅ２［Ｖ］、二次誘起電圧（実効値）をＥ２［Ｖ］、巻数比をａ、周波数をｆ［Ｈｚ］（角周波数ω＝２πｆ）とすると、これらの数値の関係は次式（６）～（１１）で表すことができる。
φ＝Φｍｓｉｎωｔ＝Φ_ｍｓｉｎ２πｆｔ …（６）
ｅ１＝Ｎ_１ｄφ／ｄｔ＝ωＮ_１Φ_ｍｃｏｓωｔ＝２πｆＮ_１Φ_ｍｃｏｓ２πｆｔ …（７）
Ｅ１＝１／√２・ωＮ１Φ_ｍ＝√２πｆＮ１Φ_ｍ＝４．４４ｆＮ１Φ_ｍ …（８）
ｅ２＝Ｎ_２ｄφ／ｄｔ＝ωＮ_２Φ_ｍｃｏｓωｔ＝２πｆＮ_２Φ_ｍｃｏｓ２πｆｔ …（９）
Ｅ２＝１／√２・ωＮ２Φ_ｍ＝√２πｆＮ_２Φ_ｍ＝４．４４ｆＮ_２Φ_ｍ …（１０）
Ｅ２／Ｅ１＝Ｎ_１／Ｎ_２＝ａ …（１１）

変流器３においては、鉄心４０の磁束密度が最大磁束密度を超えると、鉄心４０が磁気飽和を起こす。鉄心４０の最大磁束密度は鉄心４０の材料等によって決まる。鉄心４０が磁気飽和すると、励磁インダクタンスが非常に小さくなる。仮に励磁インダクタンスを励磁インピーダンスＺｅと考えると、磁気飽和時における励磁インピーダンスＺｅは二次負担インピーダンスＺｂよりも非常に小さな値となる。その結果、二次入力電流（Ｉ１／Ｎ）の大半が励磁電流Ｉｅとして励磁インピーダンスＺｅに流れることになり、結果的に二次負担インピーダンスＺｂに流れる二次電流Ｉ２が著しく減少することになる。すなわち、二次電流Ｉ２が二次入力電流（Ｉ１／Ｎ）よりも非常に小さな電流となり、マイナス比誤差が増大することになる。

これによると、電力線１に短絡電流のような過電流が流れると、変流器３の鉄心４０が磁気飽和に至り、マイナス比誤差が増大する。マイナス比誤差の増大は、変流器３の二次回路から過電流継電器４に入力される電流（二次電流Ｉ２）を著しく減少させるため、過電流継電器４では、瞬時要素が動作しない、または動作が遅れるといった不具合が発生し、保護機能が阻害されることが懸念される。
詳細には、変流器３の鉄心４０の磁束密度をＢとすると、磁束密度Ｂは、上記式（９）を用いて、次式（１２）で与えられる。
Ｂ＝Ｅ２／４．４４ｆＳＮ_２＝Ｉ２（Ｚ２＋Ｚｂ）／４．４４ｆＳＮ_２ …（１２）
ただし、Ｓは鉄心４０の断面積［ｍ^２］である。
式（１２）から明らかなように、鉄心４０の断面積Ｓを大きくすれば磁束密度Ｂを小さく抑えることができるが、鉄心４０を大きくすると変流器３自体が大型化してしまう。
また、式（１２）は、二次巻線４２の巻数Ｎ_２が小さいほど磁束密度Ｂが大きくなることを示している。すなわち、変流器３のタンクやモールド金型が同一サイズであれば、変流比が小さいほど磁束密度Ｂが大きくなり、結果的に磁気飽和特性が悪くなる。したがって、変流比が小さい変流器を適用した場合に、二次電流Ｉ２のマイナス比誤差が大きくなり、過電流継電器４の動作に悪影響を与えることになる。

図４に、過電流領域における変流器３の二次電流Ｉ２の実測例を示す。本実測例では、変流器３の定格一次電流が１００［Ａ］、定格二次電流が５［Ａ］、定格二次負担が４０［ＶＡ］（純抵抗負荷とする）である。図４に示すように、一次電流Ｉ１＝２５［ｋＡ］に増大すると、二次電流Ｉ２の波形は正弦波状から歪み、尖頭状に変化する。このときの二次電流Ｉ２の最大値は２１７［Ａ］であり、実効値は８１［Ａ］であった。

一方、鉄心４０の磁気飽和を無視して変流比Ｋ＝５／１００から単純計算すると、二次電流Ｉ２の実効値は２５［ｋＡ］×５／１００＝１２５０［Ａ］となる。これによると、二次電流Ｉ２の実測値８１［Ａ］は、磁気飽和が無いと仮定した場合のわずか６．５％となっており、二次電流Ｉ２が著しく減少していることが分かる。このように鉄心４０の磁気飽和に起因して二次電流Ｉ２の実効値が減少することで、過電流継電器４では、瞬時要素の不動作または動作遅れが発生することが懸念される。

図５に変流器３における励磁電圧Ｅ２の特性の一例を示す。図５の横軸は励磁電流Ｉｅを示し、縦軸は励磁電圧Ｅ２を示す。なお、励磁電圧Ｅ２のグラフの傾き（ΔＥ２／ΔＩｅ）は励磁インピーダンスＺｅに相当する。

図５に示すように、鉄心４０の磁束が未飽和状態である領域では、励磁インピーダンスＺｅが大きい値を示しているが、励磁電圧Ｅ２が５０Ｖを超える辺りで鉄心４０が磁気飽和すると、励磁インピーダンスＺｅが急激に小さい値となる。この磁束飽和域で励磁電流Ｉｅが急増するため、過電流領域での変流器３のマイナス比誤差の原因となる。

なお、磁気飽和域では、励磁電流Ｉｅが増加しても、励磁電圧Ｅ２は高い値のままで下がらない、いわゆる“高止まり”することを表している。なお、二次電流Ｉ２は一次電流Ｉ１の正弦波状の波形に比例せず大きく歪んだ尖頭状の波形となるが（図４参照）、励磁電圧Ｅ２の波形は正弦波に近いものとなる。

これによると、電力線１の過電流状態が発生すると、鉄心４０の磁気飽和に起因して変流器３の二次電流Ｉ２、すなわち過電流継電器４の入力電流が減少する一方で、励磁電圧Ｅ２が高止まりの状態を示すことが分かる。したがって、過電流継電器４において、励磁電圧Ｅ２の高止まりの状態を捉えることができれば、電力線１の過電流状態を検出することが可能となる。

そこで、本実施の形態１に従う過電流継電器４では、変流器３の二次電流Ｉ２を入力電流として電力線１の過電流を検出する機能に加えて、変流器３の励磁電圧Ｅ２を入力電圧として電力線１の過電流を検出する機能を備えるものとする。なお、上述したように、二次端子電圧ＥＴは励磁電圧Ｅ２と固定した関係があることから、過電流継電器４は、二次端子電圧ＥＴを入力電圧とすることで、実質的に励磁電圧Ｅ２を取り込むことができる。

具体的には、図１に戻って、過電流継電器４は、入力端子Ｔ１，Ｔ２を介して変流器３の二次電流Ｉ２を取り込むとともに、入力端子Ｔ３，Ｔ４を介して変流器３の二次端子ｋ，ｌ間の二次端子電圧ＥＴを取り込む。過電流継電器４は、二次端子電圧ＥＴが予め定められた整定値を超えたときに、瞬時要素が動作するように構成される。

ここでは、変流器３が図５に示す励磁電圧Ｅ２の特性を有する場合を想定する。

変流器３の定格二次電流が５［Ａ］、定格負担（二次回路に接続する使用負担（計器、継電器および電線の合計消費ＶＡ））が４０［ＶＡ］である場合、二次負担インピーダンスＺｂ＝４０／５^２＝１．６［Ω］となり、二次端子電圧ＥＴ＝５［Ａ］×１．６［Ω］＝８［Ｖ］となる。

なお、二次巻線インピーダンスＺ２は例えば０．１Ω程度であり、二次負担インピーダンスＺｂ（＝１．６Ω）に比べて十分に小さな値となっている。そのため、励磁電圧Ｅ２と二次端子電圧ＥＴとを同等とみなすことができる。

このような状況において短絡事故が発生し、電力線１に過電流が流れると、変流器３では、励磁電圧Ｅ２が５０Ｖを超える辺りから鉄心４０の磁気飽和を起こすため、励磁電流Ｉｅが急増し、二次電流Ｉ２が減少する。

過電流継電器４においては、鉄心４０が磁気飽和を起こす励磁電圧Ｅ２である５０Ｖを、入力電圧（二次端子電圧ＥＴ）に対する整定値に予め設定しておくことができる。これによると、二次端子電圧ＥＴが８Ｖから増大して整定値である５０Ｖを超えたとき、過電流継電器４が動作し、遮断器２に対して動作指令を出力することになる。したがって、過電流継電器４は、変流器３の磁気飽和の影響を受けることなく、確実に過電流を検出して動作することができる。

次に、図６を用いて、過電流継電器４における入力回路７の構成例を説明する。

図６は、図１に示した入力回路７の構成例を説明する概略ブロック図である。入力回路７は電源回路１４（図１）から電力供給を受けて動作する。

図６を参照して、入力回路７は、整流器２０，２１と、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２２と、処理回路２４と、ドライバ２６と、補助継電器Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３とを有する。

整流器２０は、補助変流器５の二次出力を整流および平滑化してＡ／Ｄ変換器２２へ出力する。整流器２１は、補助変圧器６の二次出力を整流および平滑化してＡ／Ｄ変換器２２へ出力する。

Ａ／Ｄ変換器２２は、整流器２０から受けた補助ＣＴ５の二次出力をデジタルデータに変換して処理回路２４へ出力する。Ａ／Ｄ変換器２２は、また、整流器２１から受けた補助変圧器６の二次出力をデジタルデータに変換して処理回路２４へ出力する。

処理回路２４は、図示は省略するが、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリとによって構成される。ＣＰＵがメモリに格納されたプログラムおよびデータに従った演算処理を実行することにより、電力線１の過電流の検出および遮断器２の動作制御が実行される。

具体的には、処理回路２４は、補助変流器５の二次出力（デジタルデータ）に基づいて、二次電流Ｉ２が瞬時要素の整定値Ｉinst以上であるか否かを判定する。二次電流Ｉ２が整定値Ｉinst以上であると判定されると、処理回路２４は、短絡事故による過電流が発生していると判断する。処理回路２４は、ドライバ２６により補助継電器Ｘ１を駆動することにより、出力回路８内部のトリップ用接点３１を導通する。

処理回路２４は、また、二次電流Ｉ２が限時要素の整定値Ｉｏｃ以上であるか否かを判定する。二次電流Ｉ２が整定値Ｉｏｃ以上であると判定されると、処理回路２４は、二次電流Ｉ２が整定値Ｉｏｃ以上となっている時間（以下、過電流継続時間とも称する）をカウントする。カウント値が動作時間の整定値Ｔｏｃ以上となると、処理回路２４は、過負荷による過電流が発生していると判断する。処理回路２４は、ドライバ２６により補助継電器Ｘ２を駆動することにより、出力回路８内部のトリップ用接点３２を導通する。

処理回路２４は、さらに、補助変圧器６の二次出力に基づいて、二次端子電圧ＥＴが瞬時要素の整定値Ｖinst以上であるか否かを判定する。二次端子電圧ＥＴが整定値Ｖinst以上であると判定されると、処理回路２４は、短絡事故による過電流が発生していると判断する。処理回路２４は、ドライバ２６により補助継電器Ｘ３を駆動することにより、出力回路８内部のトリップ用接点３３を導通する。

ここで、処理回路２４で使用される瞬時要素の整定値には、入力電流（二次電流Ｉ２）に対応した整定値Ｉinstと、入力電圧（二次端子電圧ＥＴ）に対応した整定値Ｖinstとが含まれる。整定値Ｉinst，Ｉｏｃ，Ｔｏｃは「第１の整定値」の一実施例に対応し、整定値Ｖinstは「第２の整定値」の一実施例に対応する。

整定値Ｉinstは、限時要素の整定値Ｉｏｃよりも高い。例えば一般的な高圧受電用過電流継電器においては、瞬時要素の整定値Ｉinstが１０Ａ～６０Ａとされ、限時要素の整定値Ｉｏｃが３Ａ～６Ａとされる。

整定値Ｖinstは、変流器３の鉄心４０が磁気飽和するときの励磁電圧Ｅ２に基づいて設定される。具体的には、使用する変流器３について、図５に示したような励磁電圧Ｅ２の特性を実験または計算によって導出し、この導出された特性から、磁気飽和域での励磁電圧Ｅ２、すなわち高止まりとなるときの励磁電圧Ｅ２の電圧範囲を求める。この電圧範囲の下限値に基づいて整定値Ｖinstを設定することができる。
なお、式（６）で示したように、励磁電圧Ｅ２＞二次端子電圧ＥＴであるため、整定値Ｖｉｎｓｔの設定においては、変流器３の励磁特性のカーブだけでなく、二次巻線インピーダンスＺ２および二次負担インピーダンスＺｂの値を把握する必要がある。

このようにすると、変流器３の二次電流Ｉ２が整定値Ｉinstを超えたとき、または、変流器３の二次端子電圧ＥＴが整定値Ｖinstを超えたとき、瞬時要素が動作することになる。したがって、鉄心４０の磁気飽和によって二次電流Ｉ２が減少し、整定値Ｉinstに満たない状況であっても、二次端子電圧ＥＴが整定値Ｖinstを超えたことに基づいて、電力線１の過電流を検出することができる。この結果、確実に過電流を検出することができるため、瞬時要素の不動作または動作遅れを回避することができる。

すなわち、実施の形態１に従う過電流継電器４は、変流器３の二次電流を取り込み、その電流値が予め定められた第１の整定値を超えたときに動作指令を出力するように構成された「第１の過電流保護手段」と、変流器３の二次端子電圧ＥＴを取り込み、その電圧値が予め定められた第２の整定値を超えたときに動作指令を出力するように構成された「第２の過電流保護手段」と備える。これら２つの過電流保護手段が協働することで、確実な過電流保護動作を実現する。

出力回路８は、トリップ用接点３１，３２，３３と、端子Ｔ８～Ｔ１３とを有する。トリップ用接点３１は、端子Ｔ９，Ｔ１０を介して遮断器２のトリップコイルＴＣと電気的に直列接続される。端子Ｔ９はＨレベルの電源ラインＰおよび端子Ｔ１１に接続され、端子Ｔ１０は端子Ｔ１２に接続される。トリップ用接点３１は、補助継電器Ｘ１により導通または非導通に駆動される。

トリップ用接点３２は、端子Ｔ１１，Ｔ１２を介して遮断器２のトリップコイルＴＣと電気的に直列接続される。端子Ｔ１１は端子Ｔ９，Ｔ１３に接続され、端子Ｔ１２は端子Ｔ１０および出力端子Ｔ８に接続される。トリップ用接点３２は、補助継電器Ｘ２により導通または非導通に駆動される。

トリップ用接点３３は、端子Ｔ１３および出力端子Ｔ８を介して遮断器２のトリップコイルＴＣと電気的に直列接続される。端子Ｔ１３は端子Ｔ１１に接続され、出力端子Ｔ８は端子Ｔ１２およびトリップコイルＴＣの一方端に接続される。トリップコイルＴＣの他方端はＬレベルの電源ラインＮに接続される。

トリップ用接点３１，３２，３３は電源ラインＰと電源ラインＮとの間に電気的に並列接続されている。したがって、補助継電器Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３のいずれか１つが駆動されることによってトリップ用接点３１，３２，３３のいずれか１つが導通すると、このトリップ用接点を介してトリップコイルＴＣが電源ラインＰおよび電源ラインＮの間に電気的に接続される。これにより、トリップコイルＴＣには、動作指令として電流が供給される。この動作指令を受けてトリップコイルＴＣを励磁することにより、遮断器２が開放（トリップ）される。

図７は、本実施の形態１に従う過電流継電器４の動作を説明するためのフローチャートである。

図７を参照して、過電流継電器４は、ステップＳ１０により、変流器３の二次電流Ｉ２を取り込むとともに、ステップＳ２０により、変流器３の二次端子電圧ＥＴを取り込む。過電流継電器４内部では、変流器３の二次電流Ｉ２は、補助変流器５により電子回路レベルの信号に変換され、Ａ／Ｄ変換器２２を経てデジタルデータとして処理回路２４に入力される。変流器３の二次端子電圧ＥＴは、補助変圧器６により電子回路レベルの信号に変換され、Ａ／Ｄ変換器２２を経てデジタルデータとして処理回路２４に入力される。

処理回路２４は、これらのデジタルデータと設定部１０にて予め定められている整定値とを比較することとにより、動作判定演算を実行する。整定値は、限時動作のための整定値Ｉｏｃと、瞬時動作のための整定値Ｉinst，Ｖinstとを含む。

具体的には、処理回路２４は、ステップＳ３０により、二次電流Ｉ２が整定値Ｉｏｃ以上であるか否かを判定する。二次電流Ｉ２が整定値Ｉｏｃより小さい場合（Ｓ３０のＮＯ判定時）、処理回路２４は電力線１が正常であると判断して処理を終了する。

一方、二次電流Ｉ２が整定値Ｉｏｃ以上である場合（Ｓ３０のＹＥＳ判定時）、処理回路２４は、ステップＳ４０に進み、二次電流Ｉ２が整定値Ｉｏｃ以上となっている時間（過電流継続時間）が動作時間の整定値Ｔｏｃ以上であるか否かを判定する。過電流継続時間が整定値Ｔｏｃ未満である場合（Ｓ４０のＮＯ判定時）、処理回路２４は電力線１が正常であると判断して処理を終了する。

これに対して、過電流継続時間が整定値Ｔｏｃ以上である場合（Ｓ４０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ５０により、限時要素が動作する。ステップＳ５０では、処理回路２４は、ドライバ２６によって補助継電器Ｘ２を駆動することにより、トリップ用接点３２を導通する。これにより、ステップＳ６０では、過電流継電器４から遮断器２に対して動作指令が出力される。遮断器２のトリップコイルＴＣが励磁されて遮断器２が開放する。

処理回路２４は、また、ステップＳ７０により、二次電流Ｉ２が整定値Ｉinst以上であるか否かを判定する。二次電流Ｉ２が整定値Ｉinstより小さい場合（Ｓ７０のＮＯ判定時）、処理回路２４は電力線１が正常であると判断して処理を終了する。

一方、二次電流Ｉ２が整定値Ｉinst以上である場合（Ｓ７０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ８０により、限時要素が動作する。ステップＳ８０では、処理回路２４は、ドライバ２６によって補助継電器Ｘ１を駆動することにより、トリップ用接点３１を導通する。これにより、ステップＳ８０では、過電流継電器４から遮断器２に対して動作指令が出力される。遮断器２のトリップコイルＴＣが励磁されて遮断器２が開放する。

処理回路２４は、ステップＳ３０およびＳ７０における判定処理と並行して、ステップＳ９０により、二次端子電圧ＥＴが整定値Ｖinst以上であるか否かを判定する。二次端子電圧ＥＴが整定値Ｖinstより小さい場合（Ｓ９０のＮＯ判定時）、処理回路２４は電力線１が正常であると判断して処理を終了する。

一方、二次端子電圧ＥＴが整定値Ｖinst以上である場合（Ｓ９０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ８０により、瞬時要素が動作する。ステップＳ８０では、処理回路２４は、ドライバ２６によって補助継電器Ｘ３を駆動することにより、トリップ用接点３３を導通する。これにより、ステップＳ８０では、過電流継電器４から遮断器２に対して動作指令が出力される。遮断器２のトリップコイルＴＣが励磁されて遮断器２が開放する。

以上説明したように、実施の形態１に従う過電流継電器によれば、変流器３の二次電流Ｉ２および二次端子電圧ＥＴを取り込み、その電流値または電圧値が予め定められた整定値を超えたときに動作するように構成される。これによると、変流器３の鉄心４０の磁気飽和により二次電流Ｉ２が減少して整定値に満たない状況であっても、二次端子電圧ＥＴが整定値を超えたことに基づいて、電力線１の過電流を検出することができる。したがって、瞬時要素の不動作または動作の遅れを回避でき、確実な過電流保護動作を実現することができる。

［実施の形態２］

上述した実施の形態１では、過電流継電器４に対して電圧検出機能を付加する構成について説明したが、この電圧検出機能を別体の過電圧継電器に担わせる構成としてもよい。これによると、一般的な過電流継電器および過電圧継電器（ＯＶＲ：Over Voltage Relay）を使用して本発明の過電流継電器４を構築することができる。

実施の形態２では、過電流継電器と過電圧継電器とを組み合わせて、短絡事故または過負荷時に動作する過電流継電器を実現する構成について説明する。

図８は、本発明の実施の形態２に従う過電流継電器の概略構成を示す回路図である。

図８を参照して、実施の形態２に従う過電流継電器４は、過電流継電器４Ａおよび過電圧継電器４Ｂにより構成される。過電流継電器４Ａは、入力電流が予め定められた整定値を超えたときに動作する継電器であり、瞬時要素と限時要素とを有する。過電圧継電器４Ｂは、入力電圧が予め定められた整定値を超えたときに動作する継電器であり、瞬時要素を有する。過電流継電器４Ａは「第１の継電器」の一実施例に対応し、過電圧継電器４Ｂは「第２の継電器」の一実施例に対応する。過電流継電器４Ａは「第１の過電流保護手段」を実現し、過電圧継電器４Ｂは「第２の過電流保護手段」を実現する。

過電流継電器４Ａは、静止形（デジタル形）過電流継電器であって、入力端子Ｔ１，Ｔ２と、接地端子Ｔ５と、電源端子Ｔ６，Ｔ７と、出力端子Ｔ１２とを備える。過電流継電器４は、補助変流器（Ａｕｘ－ＣＴ）５と、入力回路７Ａと、出力回路８Ａと、設定部１０Ａと、表示部１２Ａと、電源回路１４Ａとをさらに備える。

入力端子Ｔ１，Ｔ２は変流器３の二次端子ｋ，ｌにそれぞれ接続され、変流器３により取り込まれた電力線１の電流を受ける。補助変流器５は、入力端子Ｔ１，Ｔ２に接続され、変流器３により取り込まれた電力線１の電流を取り込み、電力線１の電流を電子回路レベルの電圧に変圧して入力回路７Ａへ出力する。

入力回路７Ａは、補助変流器５の二次出力に基づいて、電力線１に流れる電流を計測するとともに、短絡事故または過負荷により発生した電力線１の過電流を検出する。入力回路７Ａは、電力線１の過電流を検出すると、検出信号を出力回路８Ａへ出力する。入力回路７Ａは、例えばマイクロコンピュータ等によって構成することが可能である。

出力回路８Ａは、入力回路７Ａから検出信号を受けると、出力端子Ｔ１２から電力線１に接続された遮断器２に対して動作指令を出力する。この動作指令に応答して遮断器２が開放（トリップ）することにより、電力線１が遮断される。

電源回路１４Ａ、設定部１０Ａおよび表示部１２Ａは、それぞれ、図１に示した電源回路１４、設定部１０および表示部１２と同様の構成を有している。

過電圧継電器４Ｂは、静止形（デジタル形）過電圧継電器であって、入力端子Ｔ３，Ｔ４と、接地端子Ｔ５と、電源端子Ｔ６，Ｔ７と、出力端子Ｔ８とを備える。過電圧継電器４Ｂは、補助変圧器（ＰＴ）６と、入力回路７Ｂと、出力回路８Ｂと、設定部１０Ｂと、表示部１２Ｂと、電源回路１４Ｂとをさらに備える。

入力端子Ｔ３，Ｔ４は変流器３の二次端子ｋ，ｌにそれぞれ接続され、変流器３の二次端子電圧ＥＴを受ける。補助変圧器６は、入力端子Ｔ３，Ｔ４に接続され、変流器３の二次端子電圧ＥＴを取り込み、二次端子電圧ＥＴ流を電子回路レベルの電圧に変圧して入力回路７Ｂへ出力する。

入力回路７Ｂは、補助変圧器６の二次出力に基づいて、短絡事故または過負荷により発生した電力線１の過電流を検出する。入力回路７Ｂは、電力線１の過電流を検出すると、検出信号を出力回路８Ｂへ出力する。入力回路７Ｂは、例えばマイクロコンピュータ等によって構成することが可能である。

出力回路８Ｂは、入力回路７Ｂから検出信号を受けると、出力端子Ｔ８から遮断器２に対して動作指令を出力する。この動作指令に応答して遮断器２が開放（トリップ）することにより、電力線１が遮断される。

電源回路１４Ｂ、設定部１０Ｂおよび表示部１２Ｂは、それぞれ、図１に示した電源回路１４、設定部１０および表示部１２と同様の構成を有している。

次に、図９を用いて、過電流継電器４Ａにおける入力回路７Ａおよび過電圧継電器４Ｂにおける入力回路７Ｂの構成例を説明する。

図９は、図８に示した入力回路７Ａ，７Ｂの構成例を説明する概略ブロック図である。入力回路７Ａ，７Ｂは電源回路１４Ａ，１４Ｂからそれぞれ電力供給を受けて動作する。

図９を参照して、入力回路７Ａは、整流器２０と、Ａ／Ｄ変換器２２Ａと、処理回路２４Ａと、ドライバ２６Ａと、補助継電器Ｘ１，Ｘ２とを有する。

整流器２０は、補助変流器５の二次出力を整流および平滑化してＡ／Ｄ変換器２２Ａへ出力する。Ａ／Ｄ変換器２２Ａは、整流器２０から受けた補助変流器５の二次出力をデジタルデータに変換して処理回路２４Ａへ出力する。

処理回路２４Ａは、補助変流器５の二次出力（デジタルデータ）に基づいて二次電流Ｉ２が瞬時要素の整定値Ｉinst以上であるか否かを判定する。二次電流Ｉ２が整定値Ｉinst以上であると判定されると、処理回路２４Ａは、短絡事故による過電流が発生していると判断する。処理回路２４Ａは、ドライバ２６Ａにより補助継電器Ｘ１を駆動することにより、出力回路８Ａ内部のトリップ用接点３１を導通する。

処理回路２４Ａは、また、二次電流Ｉ２が限時要素の整定値Ｉｏｃ以上であるか否かを判定する。二次電流Ｉ２が整定値Ｉｏｃ以上であると判定されると、処理回路２４Ａは、二次電流Ｉ２が整定値Ｉｏｃ以上となっている時間（過電流継続時間）をカウントする。カウント値が動作時間の整定値Ｔｏｃ以上となると、処理回路２４Ａは、過負荷による過電流が発生していると判断する。処理回路２４は、ドライバ２６Ａにより補助継電器Ｘ２を駆動することにより、出力回路８内部のトリップ用接点３２を導通する。

出力回路８Ａは、トリップ用接点３１，３２と、端子Ｔ９～Ｔ１２とを有する。トリップ用接点３１は、端子Ｔ９，Ｔ１０を介して遮断器２のトリップコイルＴＣと電気的に直列に接続される。端子Ｔ９はＨレベルの電源ラインＰおよび端子Ｔ１１に接続され、端子Ｔ１０は端子Ｔ１２に接続される。トリップ用接点３１は、補助継電器Ｘ１により導通または非導通に駆動される。

トリップ用接点３２は、端子Ｔ１１，Ｔ１２を介して遮断器２のトリップコイルＴＣと電気的に直列に接続される。端子Ｔ１１は端子Ｔ９，Ｔ１３に接続され、端子Ｔ１２は端子Ｔ１０および出力端子Ｔ８に接続される。トリップ用接点３２は、補助継電器Ｘ２により導通または非導通に駆動される。

入力回路７Ｂは、整流器２１と、Ａ／Ｄ変換器２２Ｂと、処理回路２４Ｂと、ドライバ２６Ｂと、補助継電器Ｘ３とを有する。

整流器２１は、補助変圧器６の二次出力を整流および平滑化してＡ／Ｄ変換器２２Ｂへ出力する。Ａ／Ｄ変換器２２Ｂは、整流器２１から受けた補助変圧器６の二次出力をデジタルデータに変換して処理回路２４Ｂへ出力する。

処理回路２４Ｂは、補助変圧器６の二次出力（デジタルデータ）に基づいて、二次端子電圧ＥＴが瞬時要素の整定値Ｖinst以上であるか否かを判定する。二次端子電圧ＥＴが整定値Ｖinst以上であると判定されると、処理回路２４Ｂは、短絡事故による過電流が発生していると判断する。処理回路２４Ｂは、ドライバ２６Ｂにより補助継電器Ｘ３を駆動することにより、出力回路８Ｂ内部のトリップ用接点３３を導通する。

出力回路８Ｂは、トリップ用接点３３と、端子Ｔ８，Ｔ１３とを有する。トリップ用接点３３は、端子Ｔ１３，Ｔ８を介して遮断器２のトリップコイルＴＣと電気的に直列に接続される。端子Ｔ１３出力回路８Ａの端子Ｔ１１に接続され、端子Ｔ８は端子Ｔ１２および遮断器２のトリップコイルＴＣの一方端に接続される。トリップコイルＴＣの他方端はＬレベルの電源ラインＮに接続される。トリップ用接点３３は、補助継電器Ｘ３により導通または非導通に駆動される。

図６に示した出力回路８と同様に、出力回路８Ａのトリップ用接点３１，３２および出力回路８Ｂのトリップ用接点３３は電源ラインＰと電源ラインＮとの間に電気的に並列に接続されている。したがって、補助継電器Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３のいずれか１つが駆動されることによってトリップ用接点３１，３２，３３のいずれか１つが導通すると、このトリップ用接点を介してトリップコイルＴＣが電源ラインＰおよび電源ラインＮの間に電気的に接続される。これにより、トリップコイルＴＣには、動作指令として電流が供給される。この動作指令を受けてトリップコイルＴＣが励磁され、遮断器２が開放（トリップ）される。

このように実施の形態２に従う過電流継電器４では、過電圧継電器４Ｂは変流器３の二次端子電圧ＥＴが整定値Ｖinstを超えたときに動作するように構成される。整定値Ｖinstは、実施の形態１で説明したように、変流器３において鉄心４０の磁気飽和が起こる励磁電圧Ｅ２（例えば５０Ｖ程度）に基づいて設定される。

一方、一般的な過電圧継電器は、発電機の制御系の故障による電圧の過昇保護や、コンデンサの過負荷保護などに使用され、その整定範囲は一般に１２０～１５０Ｖである。このように一般的な過電圧継電器では整定範囲が高いため、一般的な過電圧継電器を過電圧継電器４Ｂに適用する場合、その整定値をより小さい値に変更する必要がある。

図１０は、本実施の形態２に従う過電流継電器４Ａおよび過電圧継電器４Ｂの動作を説明するためのフローチャートである。

図１０を参照して、過電流継電器４Ａは、ステップＳ１０により、変流器３の二次電流Ｉ２を取り込む。過電流継電器４Ａ内部では、変流器３の二次電流Ｉ２は、補助変流器５により電子回路レベルの信号に変換され、Ａ／Ｄ変換器２２Ａを経てデジタルデータとして処理回路２４Ａに入力される。

処理回路２４Ａはデジタルデータと設定部１０Ａにて予め定められている整定値Ｉｏｃ，Ｉinstとを比較することにより、動作判定演算を実行する。具体的には、処理回路２４Ａは、ステップＳ３０により、二次電流Ｉ２が整定値Ｉｏｃ以上であるか否かを判定する。二次電流Ｉ２が整定値Ｉｏｃより小さい場合（Ｓ３０のＮＯ判定時）、処理回路２４は電力線１が正常であると判断して処理を終了する。一方、二次電流Ｉ２が整定値Ｉｏｃ以上である場合（Ｓ３０のＹＥＳ判定時）、処理回路２４Ａは、ステップＳ４０にて、二次電流Ｉ２が整定値Ｉｏｃ以上となっている時間（過電流継続時間）が動作時間の整定値Ｔｏｃ以上であるか否かを判定する。

ステップＳ４０にて過電流継続時間が整定値Ｔｏｃ未満である場合（Ｓ４０のＮＯ判定時）、処理回路２４Ａは電力線１が正常であると判断して処理を終了する。これに対して、過電流継続時間が整定値Ｔｏｃ以上である場合（Ｓ４０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ５０により、限時要素が動作する。ステップＳ５０では、処理回路２４は、ドライバ２６Ａによって補助継電器Ｘ２を駆動することにより、トリップ用接点３２を導通する。これにより、ステップＳ６０では、過電流継電器４Ａから遮断器２に対して動作指令が出力され、遮断器２が開放する。

処理回路２４Ａは、ステップＳ３０の判定処理と並行して、ステップＳ７０により、二次電流Ｉ２が整定値Ｉinst以上であるか否かを判定する。二次電流Ｉ２が整定値Ｉinstより小さい場合（Ｓ７０のＮＯ判定時）、処理回路２４Ａは電力線１が正常であると判断して処理を終了する。

一方、二次電流Ｉ２が整定値Ｉinst以上である場合（Ｓ７０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ８０により、瞬時要素が動作する。ステップＳ８０では、処理回路２４Ａは、ドライバ２６Ａによって補助継電器Ｘ１を駆動することにより、トリップ用接点３１を導通する。これにより、ステップＳ６０では、過電流継電器４Ａから遮断器２に対して動作指令が出力され、遮断器２が開放する。

過電圧継電器４Ｂにおいては、ステップＳ３０により、変流器３の二次端子電圧ＥＴを取り込むと、補助変圧器６により電子回路レベルの信号に変換され、Ａ／Ｄ変換器２２Ｂを経てデジタルデータとして処理回路２４Ｂに入力される。

処理回路２４Ｂはデジタルデータと設定部１０Ｂにて予め定められている整定値Ｖinstとを比較することにより、動作判定演算を実行する。具体的には、処理回路２４Ｂは、ステップＳ９０により、二次端子電圧ＥＴが整定値Ｖinst以上であるか否かを判定する。二次端子電圧ＥＴが整定値Ｖinstより小さい場合（Ｓ９０のＮＯ判定時）、処理回路２４Ｂは電力線１が正常であると判断して処理を終了する。

一方、二次端子電圧ＥＴが整定値Ｖinst以上である場合（Ｓ９０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１００により、瞬時要素が動作する。ステップＳ１００では、処理回路２４Ｂは、ドライバ２６Ｂによって補助継電器Ｘ３を駆動することにより、トリップ用接点３３を導通する。これにより、ステップＳ１１０では、過電圧継電器４Ｂから遮断器２に対して動作指令が出力され、遮断器２が開放する。

以上説明したように、実施の形態２に従う過電流継電器によれば、変流器３の二次電流Ｉ２が整定値を超えたときに動作するように構成された過電流継電器４Ａ（第１の継電器）と、変流器３の二次端子電圧ＥＴが整定値を超えたときに動作するように構成された過電圧継電器４Ｂ（第２の継電器）とを組み合わせて構成される。したがって、変流器３の鉄心の磁気飽和により二次電流Ｉ２が減少して整定値に満たないために過電流継電器４Ａが動作しない状況であっても、過電圧継電器４Ｂが、二次端子電圧ＥＴが整定値を超えたことに基づいて電力線の過電流を検出して動作することができる。これにより、瞬時要素の不動作または動作遅れを回避できるため、確実な過電流保護動作を実現することができる。
なお、上述した実施の形態では、変流器の二次電流および二次端子電圧を取り込み、その電流値または電圧値が予め定められた整定値を超えたときに動作するように構成された過電流継電器について説明したが、本発明の適用は、計測・計量機能のみを有する単機能過電流継電器に限定されず、計測・計量機能および継電器機能（保護機能）が一体化された複合形継電器であるマルチリレーに対しても本発明を適用することが可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 電力線、２ 遮断器、３ 変流器、４，４Ａ 過電流継電器、４Ｂ 過電圧継電器、５ 補助変流器、６ 補助変圧器、７，７Ａ，７Ｂ 入力回路、８，８Ａ，８Ｂ 出力回路、１０，１０Ａ，１０Ｂ 設定部、１２，１２Ａ，１２Ｂ 表示部、１４，１４Ａ，１４Ｂ 電源回路、２０，２１ 整流器、２２，２２Ａ，２２Ｂ Ａ／Ｄ変換器、２４，２４Ａ，２４Ｂ 処理回路、２６，２６Ａ，２６Ｂ ドライバ、３１，３２，３３ トリップ用接点、４０ 鉄心、４１ 一次巻線、４２ 二次巻線、５０ 電源、Ｉ１ 一次電流、Ｉ２ 二次電流、Ｉｅ 励磁電流、Ｅ２ 励磁電圧、ＥＴ 二次端子電圧、Ｔ１～Ｔ４ 入力端子、Ｔ５ 接地端子、Ｔ８，Ｔ１２ 出力端子、Ｔ９～Ｔ１１，Ｔ１３ 端子、Ｘ１～Ｘ３ 補助継電器、ＴＣ トリップコイル、ｋ，ｌ 二次端子。

Claims (3)

1. 遮断器が接続された電力線に過電流が生じたときに、前記遮断器に動作指令を出力する過電流継電器であって、
   前記電力線には変流器が配置され、前記変流器は、前記電力線の電流を流す一次巻線、前記電流に応じて誘導される二次電流を二次端子から出力する二次巻線、および前記一次巻線および前記二次巻線が巻かれる鉄心を有し、
   前記変流器の前記二次電流を受ける第１および第２の入力端子と、
   前記変流器の二次端子電圧を受ける第３および第４の入力端子と、
   前記第１および第２の入力端子から与えられる前記二次電流を入力とする補助変流器と、
   前記第３および第４の入力端子から与えられる前記二次端子電圧を入力とする補助変圧器と、
   前記補助変流器の二次電流および前記補助変圧器の二次出力の各々をデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換器と、
   前記デジタルデータを用いた演算処理を実行することにより前記動作指令を出力する処理回路とを備え、
   前記処理回路は、
   前記補助変流器の二次電流に基づいたデジタルデータが予め定められた第１の整定値を超えたときに前記動作指令を出力するように構成された第１の過電流保護手段と、
   前記補助変圧器の二次出力の電圧に基づいたデジタルデータが予め定められた第２の整定値を超えたときに前記動作指令を出力するように構成された第２の過電流保護手段とを含み、
   前記第２の整定値は、前記変流器において前記鉄心の磁気飽和が起こるときの励磁電圧に基づいて設定される、過電流継電器。
2. 前記第１の整定値は、瞬時要素の動作値となる整定値と、限時要素の動作値および動作時間となる整定値とを含み、
   前記第２の整定値は、前記瞬時要素の動作値となる整定値を含む、請求項１に記載の過電流継電器。
3. 遮断器が接続された電力線に過電流が生じたときに、前記遮断器に動作指令を出力する過電流継電器であって、
   前記電力線には変流器が配置され、前記変流器は、前記電力線の電流を流す一次巻線、前記電流に応じて誘導される二次電流を二次端子から出力する二次巻線、および前記一次巻線および前記二次巻線が巻かれる鉄心を有し、
   第１の継電器と、
   第２の継電器とを備え、
   前記第１の継電器は、
   前記変流器の前記二次電流を受ける第１および第２の入力端子と、
   前記第１および第２の入力端子から与えられる前記二次電流を入力とする補助変流器と、
   前記補助変流器の二次電流をデジタルデータに変換する第１のアナログ／デジタル変換器と、
   前記補助変流器の二次電流に基づいたデジタルデータが予め定められた第１の整定値を超えたときに前記動作指令を出力するように構成された第１の処理回路とを含み、
   前記第２の継電器は、
   前記変流器の二次端子電圧を受ける第３および第４の入力端子と、
   前記第３および第４の入力端子から与えられる前記二次端子電圧を入力とする補助変圧器と、
   前記補助変圧器の二次出力をデジタルデータに変換する第２のアナログ／デジタル変換器と、
   前記補助変圧器の二次出力の電圧に基づいたデジタルデータが予め定められた第２の整定値を超えたときに前記動作指令を出力するように構成された第２の処理回路とを含み、
   前記第２の整定値は、前記変流器において前記鉄心の磁気飽和が起こるときの励磁電圧に基づいて設定される、過電流継電器。

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