JP7281966B2 - 保護リレー装置 - Google Patents

Description

本開示は、保護リレー装置に関する。

従来、電力系統で発生した事故または異常を検出するディジタル型の保護リレー装置が使用されている。保護リレー装置は、電力系統から電流および電圧などの電気量を収集することにより、事故等による過電圧または過電流などが発生したことを検出し、遮断器へ引き外し信号を送出する。保護リレー装置には高い信頼性が要求されることから、保護リレー装置の保護機能を適切に発揮させるための点検が定期的に行なわれている。

例えば、特開平８－１２６１８４号公報（特許文献１）は、ディジタルリレーの自動点検方法を開示している。この自動点検方法では、自動点検指令信号を入力しても２つのディジタルリレーのうちのいずれか一方の動作信号出力回路が鎖錠されない場合に、一定の確認時間経過後に２つのディジタルリレーの合成した動作信号出力回路を鎖錠状態にして、正常なディジタルリレーの自動点検を行なう。

特開平８－１２６１８４号公報

保護リレー装置は、外部機器に設けられた接点の情報をディジタル入力（ＤＩ：digital input）回路を介して取得して、電力系統の状態を把握している。このようなＤＩ回路の健全性の確認は、例えば、外部機器の状態に合わせて連動して変化する一組のａ接点およびｂ接点の各接点情報を比較することにより行なわれる。しかしながら、例えば、外部機器の状態に合わせて連動する一組のａ接点およびｂ接点の片方しか使用できない場合には、各接点の情報を取り込むＤＩ回路を二重化しなければＤＩ回路の健全性を確認することができないという問題があった。

本開示のある局面における目的は、外部機器に設けられた接点の情報を取り込むＤＩ回路を、簡易な構成により適切に点検することである。

ある実施の形態に従うと、外部接点に対応して設けられるディジタル入力回路と、ディジタル入力回路からのディジタル信号を受信する演算処理部と、第１スイッチおよび第２スイッチとを備える保護リレー装置が提供される。第１スイッチの一次側は外部接点の二次側に接続され、第１スイッチの二次側はディジタル入力回路と接続される。第２スイッチの一次側は正極電源ラインに接続され、第２スイッチの二次側は第１スイッチの二次側およびディジタル入力回路と接続される。外部接点の一次側は正極電源ラインに接続される。演算処理部は、保護リレー装置の動作モードがディジタル入力回路を点検するための点検モードである場合、第１スイッチを開路した状態で第２スイッチを開閉し、第２スイッチの開閉状態と、ディジタル信号のオンオフ状態とに基づいて、ディジタル入力回路の点検を実行する。

他の実施の形態に従うと、外部接点に対応して設けられるディジタル入力回路と、ディジタル入力回路からディジタル信号を受信する演算処理部と、スイッチと、電圧生成回路とを備える保護リレー装置が提供される。スイッチの一次側は外部接点の二次側に接続され、スイッチの二次側はディジタル入力回路と接続される。電圧生成回路の入力側は正極電源ラインに接続され、電圧生成回路の出力側はスイッチの二次側およびディジタル入力回路と接続される。外部接点の一次側は正極電源ラインに接続される。演算処理部は、保護リレー装置の動作モードがディジタル入力回路を点検するための点検モードである場合、スイッチを開路した状態で電圧生成回路から基準電圧波形を出力させ、基準電圧波形の出力中のディジタル信号のオンオフ状態に基づいて、ディジタル入力回路の点検を実行する。

本開示によると、外部機器に設けられた接点の情報を取り込むＤＩ回路を、簡易な構成により適切に点検することができる。

実施の形態１に従う保護リレー装置の全体構成の一例を示す図である。 実施の形態１に従う保護リレー装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 実施の形態１に従う保護リレー装置の回路構成の一例を説明するための図である。 実施の形態１に従う保護リレー装置の回路構成の他の例を説明するための図である。 実施の形態１に従う保護リレー装置の回路構成のさらに他の例を説明するための図である。 実施の形態１に従う保護リレー装置の機能構成を示すブロック図である。 実施の形態１に従う保護リレー装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態１に従う保護リレー装置が実行する点検処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態２に従う保護リレー装置の回路構成を説明するための図である。 実施の形態２に従うＤＩ回路の点検方式を説明するための図である。 実施の形態２に従う保護リレー装置の機能構成を示すブロック図である。 実施の形態２に従う保護リレー装置が実行する点検処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態２の変形例に従う点検方式を説明するための図である。 実施の形態２の変形例に従う保護リレー装置が実行する点検処理手順の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

実施の形態１．
＜全体構成＞
図１は、実施の形態１に従う保護リレー装置１００の全体構成の一例を示す図である。図１を参照して、保護リレー装置１００は、ディジタル型の保護リレー装置であり、例えば、発電所、変電所等の電気所に設置される。保護リレー装置１００は、電力系統を構成する送電線、母線および変圧器などの電気設備に関連した電流および電圧等の系統電気量を収集し、その収集した系統電気量に基づいて電気設備の機器の制御を行なう。

電気所の内部には、保護リレー装置１００の他に、計器用変流器ＣＴ（Current Transformer）、計器用変圧器ＶＴ（Voltage Transformer）、遮断器１５０、変圧器、および断路器等が設置されている。本実施の形態では、保護リレー装置１００の外部機器が遮断器１５０であるとして説明する。ただし、外部機器は、例えば、断路器であってもよい。

図１の例では、計器用変流器ＣＴは、送電線Ｌを流れる電流を測定する。計器用変圧器ＶＴは、送電線Ｌの電圧を測定する。計器用変流器ＣＴが測定した電流、および計器用変圧器ＶＴが測定した電圧の情報は、保護リレー装置１００に入力される。

保護リレー装置１００は、収集した電気量を用いてリレー演算等の電力系統を保護するために必要な演算を実行し、系統事故の発生有無を判定する。そして、保護リレー装置１００は、送電線Ｌにおいて事故を検出すると、遮断器１５０に対して引き外し信号Ｋｏを出力する。なお、電流および電圧のいずれか一方のみしかリレー演算に使用されない場合には、保護リレー装置１００は、リレー演算に必要な電流または電圧を取り込むように構成されていてもよい。

遮断器１５０は、主接点６１と、主接点６１を駆動するための操作機構６２とを含む。操作機構６２は、遮断器１５０を駆動するための駆動コイル６３と、補助接点６５とを含む。駆動コイル６３は、例えば、遮断器１５０を投入する（すなわち、閉路する）ための投入コイルＣＣ（closing coil）、遮断器１５０を遮断する（すなわち、開路する）ための引き外しコイルＴＣ（trip coil）等である。本実施の形態では、説明の容易化のため、駆動コイル６３が、引き外しコイルＴＣであるとする。

例えば、保護リレー装置１００のディジタル出力（ＤＯ：digital output）回路から引き外し信号Ｋｏが出力されると、駆動コイル６３に電流が流れて励磁され、遮断器１５０が遮断される。すなわち、主接点６１が開路状態となる。主接点６１と連動して動作する補助接点６５の開閉状態を示す信号Ｋｉが保護リレー装置１００のＤＩ回路に入力される。保護リレー装置１００は、ＤＩ回路に入力された信号Ｋｉに基づいて、遮断器１５０の開閉状態（この場合、遮断器１５０の開路状態）を把握できる。

＜ハードウェア構成＞
図２は、実施の形態１に従う保護リレー装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。図２を参照して、図２を参照して、保護リレー装置１００は、補助変成器７０と、ＡＤ（Analog to Digital）変換部７２と、演算処理部９０と、ＤＩ部９４と、入力インターフェイス（ＩＦ）９５と、通信インターフェイス（ＩＦ）９６と、ＤＯ回路９８とを含む。これらは、バス９９で結合されている。演算処理部９０は、ＣＰＵ９１と、ＲＡＭ９２と、ＲＯＭ９３とを含む。

補助変成器７０は、計器用変流器ＣＴおよび計器用変圧器ＶＴから取り込んだ電気量を、リレー内部回路での信号処理に適した電圧に変換して出力する。ＡＤ変換部７２は、補助変成器７０から出力される電圧を取り込んでディジタルデータに変換する。具体的には、ＡＤ変換部７２は、アナログフィルタと、サンプルホールド回路と、マルチプレクサと、ＡＤ変換器とを含む。

アナログフィルタは、補助変成器７０から出力される信号から高周波のノイズ成分を除去する。サンプルホールド回路は、アナログフィルタから出力される信号を予め定められたサンプリング周期でサンプリングする。マルチプレクサは、ＣＰＵ９１から入力されるタイミング信号に基づいて、サンプルホールド回路から入力される波形信号を時系列で順次切り替えてＡＤ変換器に入力する。ＡＤ変換器は、マルチプレクサから入力される信号をアナログデータからディジタルデータに変換する。ＡＤ変換器は、ディジタル変換した信号（すなわち、ディジタルデータ）をＣＰＵ９１へ出力する。

ＣＰＵ９１は、予めＲＯＭ９３に格納されたプログラムを読み出して実行することによって、保護リレー装置１００を制御する。なお、ＲＯＭ９３には、ＣＰＵ９１によって用いられる各種情報が格納されている。ＣＰＵ９１は、たとえば、マイクロプロセッサである。なお、当該ハードウェアは、ＣＰＵ以外のＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）およびその他の演算機能を有する回路などであってもよい。

ＣＰＵ９１は、バス９９を介して、ＡＤ変換部７２からディジタルデータを順次ＲＡＭ９２に格納する。ＣＰＵ９１は、ＲＯＭ９３に格納されているプログラムに従って、ＲＡＭ９２から必要なディジタルデータを読み出し、当該読み出したディジタルデータを用いて保護リレー演算を行ない、保護区間（例えば、送電線Ｌ）の事故の有無を判定する。ＣＰＵ９１は、事故を検出した場合（例えば、演算値が整定値を上回っている場合）には、保護区間を保護するために、ＤＯ回路９８を介して引き外し信号を出力する。

ＤＩ部９４は、遮断器１５０の開閉状態を示す信号（例えば、補助接点６５の開閉状態を示す信号Ｋｉ）の入力を受ける。具体的には、ＤＩ部９４は、複数のＤＩ回路２０１，２０２を含む。典型的には、ＤＩ部９４は、複数のＤＩ回路が設けられた基板で構成される。例えば、ＤＩ回路２０１は、遮断器１５０に設けられたａ接点の開閉状態を示す信号の入力を受ける。ＤＩ回路２０２は、遮断器１５０に設けられたｂ接点の開閉状態を示す信号の入力を受ける。

ＤＯ回路９８は、遮断器１５０を投入するための信号、遮断器１５０を遮断するための信号等を出力する。図２の例では、保護リレー装置１００が、１つのＤＯ回路９８を有する構成となっているが当該構成に限られない。保護リレー装置１００は、複数のＤＯ回路を有する構成であってもよい。

入力インターフェイス９５は、典型的には、各種ボタン等であり、電力系統の運用者からの各種操作を受け付ける。また、ＣＰＵ９１は、通信インターフェイス９６を介して、他の保護リレー装置または他の外部装置と各種情報を送受信する。

＜点検方式＞
図３は、実施の形態１に従う保護リレー装置１００の回路構成の一例を説明するための図である。具体的には、図３には、保護リレー装置１００のＤＩ部９４の周辺の回路構成が示されている。保護リレー装置１００は、スイッチＴＸ０，ＴＸ１，Ｘ０，Ｘ１と、ＤＩ部９４とを含む。ＤＩ部９４は、ＤＩ回路２０１，２０２とを含む。

遮断器１５０は、補助接点６５として、ａ接点Ｙａとｂ接点Ｙｂとを含む。ａ接点Ｙａおよびｂ接点Ｙｂは、保護リレー装置１００の外部接点に対応する。ＤＩ回路２０１はａ接点Ｙａに対応して設けられ、ＤＩ回路２０２はｂ接点Ｙｂに対応して設けられる。

正極電源ラインＢＰは、電気所に設けられた直流電源のプラス側の電路であり、負極電源ラインＢＮは、当該直流電源のマイナス側の電路である。なお、この直流電源は、保護リレー装置１００の制御電源としても使用される。

スイッチＴＸ０の一次側（すなわち、高圧側）はａ接点Ｙａの二次側（すなわち、低圧側）に接続され、スイッチＴＸ０の低圧側はＤＩ回路２０１の高圧側に接続される。スイッチＸ０の高圧側は正極電源ラインＢＰに接続され、スイッチＸ０の低圧側はスイッチＴＸ０の低圧側およびＤＩ回路２０１の高圧側に接続される。

ＤＩ回路２０１の高圧側は、スイッチＴＸ０の低圧側およびスイッチＸ０の低圧側に接続される。ＤＩ回路２０１の低圧側は、負極電源ラインＢＮに接続される。遮断器１５０に設けられたａ接点Ｙａの高圧側は正極電源ラインＢＰに接続され、ａ接点Ｙａの低圧側はスイッチＴＸ０の高圧側に接続される。

スイッチＴＸ１の一次側（すなわち、高圧側）はｂ接点Ｙｂの二次側（すなわち、低圧側）に接続され、スイッチＴＸ１の低圧側はＤＩ回路２０２の高圧側に接続される。スイッチＸ１の高圧側は正極電源ラインＢＰに接続され、スイッチＸ１の低圧側はスイッチＴＸ１の低圧側およびＤＩ回路２０２の高圧側に接続される。

ＤＩ回路２０２の高圧側は、スイッチＴＸ１の低圧側およびスイッチＸ１の低圧側に接続される。ＤＩ回路２０２の低圧側は、負極電源ラインＢＮに接続される。遮断器１５０に設けられたｂ接点Ｙｂの高圧側は正極電源ラインＢＰに接続され、ｂ接点Ｙｂの低圧側はスイッチＴＸ１の高圧側に接続される。

なお、遮断器１５０は三相交流を扱う場合、ａ接点Ｙａの開閉状態およびｂ接点Ｙｂの開閉状態は、遮断器１５０の各相の開閉状態に合わせてそれぞれ独立して変化する。例えば、ａ接点Ｙａの開閉状態は、ある相に設けられた主接点の開閉状態と連動しており、ｂ接点Ｙｂの開閉状態は他の相に設けられた主接点の開閉状態と連動している。

演算処理部９０のＣＰＵ９１は、系統運用者が任意に設定した自動点検周期でＤＩ回路２０１，２０２の自動点検を実行する。なお、ＣＰＵ９１は、入力インターフェイス９５を介して、系統運用者からの点検指示を受け付けて、ＤＩ回路２０１，２０２の点検を実行してもよい。ＣＰＵ９１は、各スイッチＴＸ０，ＴＸ１，Ｘ０，Ｘ１に制御信号を与えることにより、各スイッチのＯＮ状態（すなわち、閉路状態）およびＯＦＦ状態（すなわち、開路状態）を制御して、ＤＩ回路２０１，２０２の点検を実行する。まず、ＤＩ回路２０１の点検方式について説明する。

ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１の自動点検を実施する場合には、スイッチＴＸ０を開路する（すなわち、ＯＦＦにする）。これにより、遮断器１５０からＤＩ回路２０１への入力を遮断する。なお、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１の自動点検を実施していない通常使用時には、遮断器１５０からの入力を取り込むためにスイッチＴＸ０を閉じる（すなわち、ＯＮにする）。

ＣＰＵ９１は、スイッチＴＸ０をＯＦＦにした後、スイッチＸ０をＯＮ状態およびＯＦＦ状態にそれぞれ制御した場合にＤＩ回路２０１から出力されるＤＩ信号Ｆ１のオンオフ状態を確認する。ここで、ＤＩ信号Ｆ１のオン状態（以下「ＯＮ状態」とも称する。）は、ＤＩ回路２０１のフォトカプラのＯＮ状態に対応する。ＤＩ信号Ｆ１のオフ状態（以下「ＯＦＦ状態」とも称する。）は、フォトカプラのＯＦＦ状態に対応する。例えば、ＤＩ信号Ｆ１がＯＮ状態である場合にはＤＩ信号Ｆ１の出力値は「１」を示し、ＤＩ信号Ｆ１がＯＦＦ状態である場合にはＤＩ信号Ｆ１の出力値は「０」を示すものとする。

スイッチＸ０がＯＮ状態である場合、ＤＩ回路２０１の高圧側にはスイッチＸ０を介して正極電源ラインＢＰが接続されるため、ＤＩ回路２０１に直流電圧が入力される。正常なＤＩ回路２０１は、入力された直流電圧をディジタル信号であるＤＩ信号Ｆ１に変換してＣＰＵ９１に出力する。なお、ＤＩ回路２０１は、フォトカプラを用いることによって、入力された直流電圧を、入力側と出力側とを電気的に絶縁しつつ、ＣＰＵ９１に伝達することができる。

また、スイッチＸ０がＯＦＦ状態である場合、ＤＩ回路２０１の高圧側には正極電源ラインＢＰが接続されないため、ＤＩ回路２０１には直流電圧は印加されない。そのため、正常なＤＩ回路２０１は、ＯＦＦ状態を示すＤＩ信号Ｆ１をＣＰＵ９１に出力する。一方、ＤＩ回路２０１に異常が発生している場合、ＤＩ回路２０１は、直流電圧が入力されていないにも関わらず、ＯＮ状態を示すＤＩ信号Ｆ１をＣＰＵ９１に出力する場合がある。

上記より、スイッチＴＸ０がＯＦＦ状態でありスイッチＸ０がＯＮ状態のときにＤＩ回路２０１から出力されるＤＩ信号Ｆ１がＯＮ状態であり、かつスイッチＴＸ０がＯＦＦ状態でありスイッチＸ０がＯＦＦ状態のときにＤＩ回路２０１から出力されるＤＩ信号Ｆ１がＯＦＦ状態である場合に、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１が正常であると判定する。

ＤＩ回路２０２についてもＤＩ回路２０１と同様に点検することができる。具体的には、スイッチＴＸ１がＯＦＦ状態でありスイッチＸ１がＯＮ状態のときにＤＩ回路２０２から出力されるＤＩ信号Ｆ２がＯＮ状態であり、かつスイッチＴＸ１がＯＦＦ状態でありスイッチＸ１がＯＦＦ状態のときにＤＩ回路２０２から出力されるＤＩ信号Ｆ２がＯＦＦ状態である場合に、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０２が正常であると判定する。

なお、保護リレー装置１００を通常使用する際には、演算処理部９０のＣＰＵ９１は、スイッチＴＸ０，ＴＸ１をＯＮ、スイッチＸ０，Ｘ１をＯＦＦにする。これにより、ＤＩ回路２０１，２０２は、遮断器１５０からの入力を受けることができる状態となる。具体的には、ＤＩ回路２０１は、遮断器１５０のａ接点ＹａがＯＮのときには直流電圧の入力を受けて、ＯＮ状態を示すＤＩ信号Ｆ１をＣＰＵ９１に出力する。また、ＤＩ回路２０２は、遮断器１５０のｂ接点ＹｂがＯＮのときには直流電圧の入力を受けて、ＯＮ状態を示すＤＩ信号Ｆ２をＣＰＵ９１に出力する。

図３の例では、遮断器１５０がａ接点Ｙａおよびｂ接点Ｙｂを含む構成について説明したが当該構成に限られず、遮断器１５０は、ａ接点Ｙａおよびｂ接点Ｙｂのいずれか一方のみを含む構成であってもよい。例えば、遮断器１５０がａ接点Ｙａのみを含む場合、保護リレー装置１００にはスイッチＴＸ０，Ｘ０が設けられ、ＤＩ部９４にはＤＩ回路２０１のみが設けられる。

図３の構成によると、遮断器１５０からの入力を遮断するためのスイッチＴＸ０，ＴＸ１が設けられているため、これらをＯＦＦにしておくことで、遮断器１５０からの入力の影響を受けずにＤＩ回路２０１，２０２の自動点検を実行することができる。また、自動点検を行なうＤＩ回路を系統運用者が選択することができる。例えば、ＤＩ回路２０２の自動点検のみを行なう場合には、ＣＰＵ９１は、スイッチＴＸ１のみをＯＦＦにした状態で、スイッチＸ１の開閉状態と、ＤＩ信号Ｆ２のオンオフ状態とに基づいて、ＤＩ回路２０２の自動点検を実行できる。

図４は、実施の形態１に従う保護リレー装置１００の回路構成の他の例を説明するための図である。保護リレー装置１００Ａは、図１に示す保護リレー装置１００に対応するが、図３の保護リレー装置１００との区別のため、便宜上「Ａ」といった追加の符号を付している。これは、以下の図５についても同様である。

図４を参照して、保護リレー装置１００Ａは、スイッチＴＸ０，ＴＸ１，Ｘ３と、ダイオード２１，２２と、ＤＩ部９４とを含む。図４に示す保護リレー装置１００Ａの構成は、図３に示す保護リレー装置１００におけるスイッチＸ０，Ｘ１の代わりにスイッチＸ３を設け、さらにダイオード２１，２２を追加した構成に対応する。

具体的には、スイッチＸ３の高圧側は正極電源ラインＢＰに接続される。スイッチＸ３の低圧側は、ダイオード２１を介してスイッチＴＸ０の低圧側およびＤＩ回路２０１の高圧側に接続されるとともに、ダイオード２２を介してスイッチＴＸ１の低圧側およびＤＩ回路２０２の高圧側に接続される。

保護リレー装置１００を通常使用する際には、ＣＰＵ９１は、スイッチＴＸ０，ＴＸ１をＯＮ、スイッチＸ３をＯＦＦにする。ダイオード２１は、ａ接点ＹａがＯＮのときに、電流がＤＩ回路２０２側へ逆流するのを防止するために設けられる。同様に、ダイオード２２は、ｂ接点ＹｂがＯＮのときに、電流がＤＩ回路２０１側へ逆流するのを防止するために設けられる。

ＤＩ回路２０１，２０２の自動点検の際には、ＣＰＵ９１は、スイッチＴＸ０，ＴＸ１をＯＦＦにする。この状態で、ＣＰＵ９１は、スイッチＸ３を開閉させて、ＤＩ信号Ｆ１，Ｆ２のオンオフ状態を確認する。具体的には、スイッチＸ３がＯＮのときにＤＩ信号Ｆ１がＯＮ状態であり、かつスイッチＸ３がＯＦＦのときにＤＩ信号Ｆ１がＯＦＦ状態である場合に、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１が正常であると判定する。ＤＩ回路２０２についても同様である。

図４の構成によると、図３の構成と比較して、スイッチの数を削減することができる。特に、スイッチが電磁石を使用した機械式リレーで構成されている場合、スイッチの数を削減することにより、保護リレー装置内の実装部品点数を削減することができ、小型化、軽量化も可能となる。

図５は、実施の形態１に従う保護リレー装置１００の回路構成のさらに他の例を説明するための図である。図５を参照して、保護リレー装置１００Ｂの回路構成は、ＤＩ部９４ＢがスイッチＴＸ０，ＴＸ１，Ｘ３およびダイオード２１，２２を含む点で、図４に示す保護リレー装置１００Ａの回路構成と異なる。ＤＩ回路２０１，２０２の点検方式については図４で説明した内容と同様である。

この場合、スイッチＴＸ０，ＴＸ１，Ｘ３には、機械式リレーはなく小型の半導体スイッチが用いられる。なお、ＤＩ回路２０１，２０２には大電流が流れないため、スイッチＴＸ０，ＴＸ１，Ｘ３を半導体スイッチで構成できる。図５の構成によると、図４の構成よりもさらに、保護リレー装置内の部品の実装密度を向上させることができ、また、小型化、軽量化も可能となる。

＜機能構成＞
図６は、実施の形態１に従う保護リレー装置１００の機能構成を示すブロック図である。図６を参照して、保護リレー装置１００は、主な機能構成として、電気量取得部４０２と、事故検出部４０４と、モード設定部４０６と、点検実行部４０８とを含む。これらの各機能は、例えば、演算処理部９０のＣＰＵ９１がＲＯＭ９３に格納されたプログラムを実行することによって実現される。なお、これらの機能の一部または全部はハードウェアで実現されるように構成されていてもよい。

電気量取得部４０２は、計器用変流器ＣＴにより検出された電流と、計器用変圧器ＶＴにより検出された電圧とを含む電気量を取得する。なお、電気量取得部４０２は、電流または電圧のみを電気量として取得する構成であってもよい。

事故検出部４０４は、取得された電気量を用いて、電力系統（例えば、送電線Ｌ）を保護するためのリレー演算を実行し、当該リレー演算結果に基づいて事故を検出する。

モード設定部４０６は、保護リレー装置１００の動作モードを、通常モードあるいはＤＩ回路２０１，２０２を点検するための点検モードに設定する。なお、通常モードは、保護リレー装置１００を通常使用する際のモードである。具体的には、モード設定部４０６は、予め定められた自動点検周期が到来した場合、あるいは系統運用者から点検指示を受け付けた場合には、動作モードを点検モードに設定する。

点検実行部４０８は、ＤＩ回路２０１，２０２の点検を実行する。ここで、図３に示す回路構成においてＤＩ回路２０１を点検する場合を想定する。モード設定部４０６により動作モードが点検モードに設定された場合、点検実行部４０８は、ＤＩ回路２０１の点検処理を開始する。

まず、点検実行部４０８は、スイッチＴＸ０を開路した状態でスイッチＸ０を開閉する。点検実行部４０８は、制御信号をスイッチＴＸ０およびスイッチＸ０に与えることで上記の開閉制御を実行する。点検実行部４０８は、スイッチＸ０の開閉状態と、ＤＩ回路２０１から出力されるＤＩ信号Ｆ１のオンオフ状態とに基づいて、ＤＩ回路２０１の点検を実行する。具体的には、点検実行部４０８は、スイッチＸ０が閉じた状態のときにＯＮ状態を示すＤＩ信号Ｆ１を受信し、かつスイッチＸ０が開路状態のときにＯＦＦ状態を示すＤＩ信号Ｆ１を受信した場合に、ＤＩ回路２０１が正常であると判定する。

また、点検実行部４０８は、事故検出部４０４により事故が検出された場合であって、かつモード設定部４０６により保護リレー装置１００の動作モードが点検モードに設定されている場合にはＤＩ回路２０１の点検を中止する。点検実行部４０８により点検が中止されると、モード設定部４０６は、保護リレー装置１００の動作モードを点検モードから通常モードに切り替える。

なお、事故検出部４０４は、事故を検出した場合であって、かつモード設定部４０６により保護リレー装置１００の動作モードが点検モードに設定されていない場合には、ＤＯ回路９８を介して、引き外し信号を出力する。これにより、遮断器１５０が遮断される。

＜処理手順＞
図７は、実施の形態１に従う保護リレー装置１００の処理手順の一例を示すフローチャートである。典型的には、以下の各ステップは、保護リレー装置１００の演算処理部９０のＣＰＵ９１によって実行される。

図７を参照して、ＣＰＵ９１は、計器用変流器ＣＴおよび計器用変圧器ＶＴから取得した電気量を用いてリレー演算を実行する（ステップＳ１０）。ＣＰＵ９１は、リレー演算結果に基づいて電力系統に事故が発生している否かを判断する（ステップＳ１２）。

事故が発生していない場合には（ステップＳ１２においてＮＯ）、ＣＰＵ９１は、点検モードを起動するか否かを判断する（ステップＳ１６）。例えば、ＣＰＵ９１は、予め定められた自動点検周期が到来した場合、あるいは系統運用者から点検指示を受け付けた場合には、点検モードを起動すると判断する。なお、既に点検モードが起動されている場合（すなわち、保護リレー装置１００の現在の動作モードが点検モードである場合）には、ＣＰＵ９１は点検モードを起動しない。

点検モードを起動する場合（ステップＳ１６においてＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は、保護リレー装置１００の動作モードを点検モードに移行させて（ステップＳ２２）、ステップＳ１０の処理に戻る。点検モードを起動しない場合（ステップＳ１６においてＮＯ）、ＣＰＵ９１は、ステップＳ１０の処理に戻る。

一方、事故が発生している場合には（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は、現在の動作モードが点検モードであるか否かを判断する（ステップＳ１４）。動作モードが点検モードである場合には（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は、ＤＩ部９４の点検を中止して（ステップＳ１８）、ステップＳ１０の処理に戻る。動作モードが点検モードではない（すなわち、通常モード）である場合には（ステップＳ１４においてＮＯ）、ＣＰＵ９１は、ＤＯ回路９８を介して引き外し信号を出力して（ステップＳ２０）、ステップＳ１０の処理に戻る。

上記の処理によると、ＤＩ部９４の自動点検中に事故が発生した場合には、自動点検を中止して引き外し信号が出力される。そのため、ＤＩ部９４の自動点検中であっても事故への対応を速やかに行なうことができる。

図８は、実施の形態１に従う保護リレー装置１００が実行する点検処理手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、例えば、ＣＰＵ９１は、図３の回路構成においてＤＩ回路２０１の点検を実行するものとする。なお、ＣＰＵ９１は、図８に示す点検処理と、図７に示す処理とを同時並行で実行するように構成される。

図８を参照して、ＣＰＵ９１は、現在のＤＩ回路２０１の状態を記憶する（ステップＳ５０）。具体的には、ＣＰＵ９１は、自動点検直前のＤＩ回路２０１からのＤＩ信号Ｆ１のオンオフ状態をメモリ（例えば、ＲＡＭ９２）に記憶する。

ステップＳ５０の処理は、保護リレー装置１００の保護機能に影響を与えないために行なわれる。具体的には、ＤＩ回路２０１の自動点検中には、ａ接点Ｙａの開閉状態に関わらず強制的にＤＩ回路２０１に直流電圧が印加される。そのため、ＤＩ信号Ｆ１のオンオフ状態がａ接点Ｙａの開閉状態を反映したものとはならない。そこで、保護リレー装置１００は、自動点検直前のＤＩ信号Ｆ１のオンオフ状態（すなわち、ａ接点Ｙａの開閉状態）を記憶しておく。

ＣＰＵ９１は、スイッチＴＸ０をＯＦＦにする（ステップＳ５２）。ＣＰＵ９１は、スイッチＸ０をＯＮにしてＤＩ回路２０１からのＤＩ信号Ｆ１のオンオフ状態を確認する（ステップＳ５４）。具体的には、ＣＰＵ９１は、ＯＮ状態を示すＤＩ信号Ｆ１を受信したか否かを確認する。続いて、ＣＰＵ９１は、スイッチＸ０をＯＦＦにしてＤＩ回路２０１からのＤＩ信号Ｆ１のオンオフ状態を確認する（ステップＳ５６）。

ＣＰＵ９１は、ステップＳ５４，Ｓ５６の処理によるＤＩ信号Ｆ１のオンオフ状態に基づいて、ＤＩ回路２０１が正常か否かを判断する（ステップＳ５８）。具体的には、ＣＰＵ９１は、スイッチＸ０がＯＮのときにＯＮ状態を示すＤＩ信号Ｆ１を受信し、かつスイッチＸ０がＯＦＦのときにＯＦＦ状態を示すＤＩ信号Ｆ１を受信した場合に、ＤＩ回路２０１が正常であると判断する。

ＤＩ回路２０１が正常である場合には（ステップＳ５８においてＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１が正常であること示す正常結果を出力する（ステップＳ６０）。ＣＰＵ９１は、点検モードを終了して動作モードを通常モードへ移行させる（ステップＳ６４）。一方、ＤＩ回路２０１が正常ではない場合には（ステップＳ５８においてＮＯ）、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１が不良（すなわち、異常）であること示す不良結果を出力して（ステップＳ６２）、ステップＳ６４の処理を実行する。例えば、ＣＰＵ９１は、ディスプレイ、ランプ、警報用接点等を用いて不良結果を系統運用者に報知してもよいし、不良結果を音声出力してもよい。

上記において、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１が正常である場合にステップＳ６０を実行せずに、ＤＩ回路２０１の点検回数をカウントする構成であってもよい。

＜利点＞
実施の形態１によると、ＤＩ回路の自動点検化により、保守作業者が現地で作業することなく、簡易にＤＩ回路の健全性を定期的に確認できる。また、１つの外部接点に対してＤＩ回路を二重化することなく、また、連動して動作するａ接点およびｂ接点の情報を取り込むことなく、ＤＩ回路の健全性を確認できる。このように、簡易な構成により、ＤＩ回路を適切に点検することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、点検によりＤＩ回路が正常か異常かを判定する構成について説明したが、実施の形態２では、ＤＩ回路が劣化しているか否かをさらに判定する構成について説明する。

＜点検方式＞
図９は、実施の形態２に従う保護リレー装置１００Ｃの回路構成を説明するための図である。保護リレー装置１００Ｃは、図１に示す保護リレー装置１００に対応するが、実施の形態１との区別のため、便宜上「Ｃ」といった追加の符号を付している。保護リレー装置１００Ｃは、図３の保護リレー装置１００の構成において、スイッチＸ０を電圧生成回路３００に置き換え、スイッチＸ１を電圧生成回路３０１に置き換えた構成に相当する。

スイッチＴＸ０の高圧側はａ接点Ｙａの低圧側に接続され、スイッチＴＸ０の低圧側はＤＩ回路２０１の高圧側に接続される。電圧生成回路３００の一次側（すなわち、入力側）は、正極電源ラインＢＰに接続されており、電圧生成回路３００の二次側（すなわち、出力側）は、スイッチＴＸ０の低圧側およびＤＩ回路２０１の高圧側に接続されている。ａ接点Ｙａの高圧側は正極電源ラインＢＰに接続され、ａ接点Ｙａの低圧側はスイッチＴＸ０の高圧側に接続される。

スイッチＴＸ１の高圧側はｂ接点Ｙｂの低圧側に接続され、スイッチＴＸ１の低圧側はＤＩ回路２０２の高圧側に接続される。電圧生成回路３０１の入力側は、正極電源ラインＢＰに接続され、電圧生成回路３０１の出力側は、スイッチＴＸ１の低圧側およびＤＩ回路２０２の高圧側に接続される。ｂ接点Ｙｂの高圧側は正極電源ラインＢＰに接続され、ｂ接点Ｙｂの低圧側はスイッチＴＸ１の高圧側に接続される。

ＣＰＵ９１は、系統運用者が任意に設定した自動点検周期でＤＩ部９４の自動点検を実行する。ＣＰＵ９１は、スイッチＴＸ０，ＴＸ１をＯＦＦにした後、電圧生成回路３００，３０１から基準電圧波形を出力させることにより、ＤＩ回路２０１，２０２の点検を実行する。

ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１の自動点検を実行する場合、まず、スイッチＴＸ０をＯＦＦにする。次に、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１の点検用の基準電圧波形を出力するように電圧生成回路３００に指示する。電圧生成回路３００は、当該指示に従って基準電圧波形を出力する。

図１０は、実施の形態２に従うＤＩ回路の点検方式を説明するための図である。図１０を参照して、電圧生成回路３００は、基準電圧波形として、図１０に示すような三角波５００を生成する。ここで、図１０中の斜線部分は、ＤＩ回路２０１が動作する（すなわち、ＤＩ信号Ｆ１がＯＮ状態となる）電圧の規定範囲を示している。ＤＩ回路２０１がこの規定範囲内で動作すれば正常であると判定される。電圧Ｖｈは規定範囲の上限値を示し、電圧Ｖｌは規定範囲の下限値を示している。

三角波５００が電圧生成回路３００から出力されると、ＤＩ回路２０１に三角波５００が印加される。このとき、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１のＯＮ時間を示す時間Ｔｏｎを測定する。具体的には、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１から受信したＤＩ信号Ｆ１がＯＮ状態（すなわち、出力値が「１」）になった時刻から、ＤＩ信号Ｆ１がＯＦＦ状態（すなわち、出力値が「０」）になった時刻までの時間（すなわち、ＤＩ信号Ｆ１のＯＮ状態の継続時間）を時間Ｔｏｎとして測定する。なお、ＤＩ回路２０１のＯＮ時間は、ＤＩ回路２０１を構成しているフォトカプラのＯＮ時間に相当する。

図１０に示すように、測定された時間Ｔｏｎに基づいて、ＤＩ回路２０１の動作電圧Ｖｓｈが一意に定まる。動作電圧Ｖｓｈは、ＤＩ回路２０１がＯＮ状態となる電圧である。動作電圧ＶｓｈがＶｌ≦Ｖｓｈ≦Ｖｈを満たす場合には、ＤＩ回路２０１は正常である。具体的には、ＣＰＵ９１は、時間Ｔｏｎが、電圧Ｖｈに対応する時間Ｔ１以上であって、かつ電圧Ｖｌに対応する時間Ｔ２以下である場合（すなわち、Ｔ１≦Ｔｏｎ≦Ｔ２の場合）には、ＤＩ回路２０１が正常であると判定する。

また、ＤＩ回路２０１の劣化状況を把握するために、電圧Ｖｈよりも高い電圧Ｖｔｈ１に対応する時間Ｔ３と、電圧Ｖｌよりも低い電圧Ｖｔｈ２に対応する時間Ｔ４が定義される。ここで、時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４は、Ｔ３＜Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ４の関係を満たす。

ＣＰＵ９１は、時間Ｔｏｎが、時間Ｔ１よりも小さく（すなわち、短く）、かつ時間Ｔ３以上である場合（すなわち、Ｔ３≦Ｔｏｎ＜Ｔ１の場合）には、ＤＩ回路２０１が劣化していると判定する。また、ＣＰＵ９１は、時間Ｔｏｎが、時間Ｔ２よりも大きく（すなわち、長く）、かつ時間Ｔ４以下である場合（すなわち、Ｔ２＜Ｔｏｎ≦Ｔ４の場合）にも、ＤＩ回路２０１が劣化していると判定する。

さらに、ＣＰＵ９１は、時間Ｔｏｎが、時間Ｔ３よりも小さい、または時間Ｔ４よりも大きい場合（すなわち、Ｔｏｎ＜Ｔ３またはＴ４＜Ｔｏｎの場合）には、ＤＩ回路２０１が異常であると判定する。なぜなら、この場合には、動作電圧Ｖｓｈが高すぎる、あるいは低すぎると考えられるためである。

上記のように、ＣＰＵ９１は、基準電圧波形が出力されているときのＤＩ信号Ｆ１のオンオフ状態に基づいて、ＤＩ回路２０１の点検を実行する。具体的には、ＣＰＵ９１は、ＤＩ信号Ｆ１のオンオフ状態から時間Ｔｏｎを測定し、時間Ｔｏｎと、時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４とを比較することにより、ＤＩ回路２０１が正常なのか、劣化しているのか、異常なのかを判定することができる。なお、ＤＩ回路２０２の自動点検についても同様に行なわれる。

上記では、基準電圧波形が三角波５００であるとして説明したが、当該構成に限られない。基準電圧波形は、最小電圧値から最大電圧値へ連続的に変化し、そして、最大電圧値から最小電圧値へ連続的に変化する電圧波形であればよい。そのため、基準電圧波形は、直線状に変化するのではなく、放物線のように曲線状に変化してもよい。

＜機能構成＞
図１１は、実施の形態２に従う保護リレー装置１００Ｃの機能構成を示すブロック図である。図１１を参照して、保護リレー装置１００Ｃは、図６に示す保護リレー装置１００の点検実行部４０８を、点検実行部４０８Ｃに置き換えた構成に相当する。以下では、主に、点検実行部４０８Ｃの機能構成について説明する。なお、説明の容易化のため、ＤＩ回路２０１を点検する場合を想定する。

保護リレー装置１００Ｃの動作モードが点検モードに設定された場合、点検実行部４０８Ｃは、ＤＩ回路２０１の点検処理を開始する。具体的には、点検実行部４０８Ｃは、スイッチＴＸ０を開路した状態で、電圧生成回路３００から基準電圧波形を出力させる。具体的には、点検実行部４０８Ｃは、電圧生成回路３００に基準電圧波形の出力指令を与える。点検実行部４０８Ｃは、基準電圧波形の出力中のＤＩ信号Ｆ１のオンオフ状態に基づいて、ＤＩ回路２０１の点検を実行する。

ある局面では、点検実行部４０８Ｃは、基準電圧波形の出力中に、ＤＩ回路２０１から出力されるＤＩ信号Ｆ１がＯＮ状態になってから、ＤＩ信号Ｆ１がＯＦＦ状態になるまでの時間（例えば、時間Ｔｏｎ）を測定する。点検実行部４０８Ｃは、時間Ｔｏｎが時間Ｔ１以上であって、かつ時間Ｔ２（ただし、Ｔ１＜Ｔ２）以下である場合、ＤＩ回路２０１が正常であると判定する。

他の局面では、点検実行部４０８Ｃは、時間Ｔｏｎが時間Ｔ１よりも小さくかつ時間Ｔ３（ただし、Ｔ３＜Ｔ１）以上である場合、または、時間Ｔｏｎが時間Ｔ２よりも大きくかつ時間Ｔ４（ただし、Ｔ２＜Ｔ４）以下である場合、ＤＩ回路２０１が劣化していると判定する。

さらに他の局面では、点検実行部４０８Ｃは、時間Ｔｏｎが時間Ｔ３よりも小さい、または、時間Ｔｏｎが時間Ｔ４よりも大きい場合、ＤＩ回路２０１が異常であると判定する。

＜処理手順＞
図１２は、実施の形態２に従う保護リレー装置１００Ｃが実行する点検処理手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、例えば、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１の点検を実行するものとする。なお、ＣＰＵ９１は、図１２に示す点検処理と、図７に示す処理とを同時並行で実行するように構成される。

図１２を参照して、ステップＳ５０，Ｓ５２の処理については、図８で説明した処理と同様であるため、その詳細な説明は繰り返さない。

ＣＰＵ９１は、スイッチＴＸ０をＯＦＦにした後、電圧生成回路３００に基準電圧波形を出力させる（ステップＳ７０）。ＣＰＵ９１は、基準電圧波形の出力中のＤＩ信号Ｆ１のオンオフ状態に基づいて、ＤＩ回路２０１のＯＮ時間（すなわち、時間Ｔｏｎ）を測定する（ステップＳ７２）。ＣＰＵ９１は、時間Ｔｏｎが異常であるか否かを判断する（ステップＳ７４）。具体的には、ＣＰＵ９１は、時間Ｔｏｎが時間Ｔ３よりも小さいとの条件、および時間Ｔｏｎが時間Ｔ４よりも大きいとの条件のいずれかを満たすか否かを判断する。ＣＰＵ９１は、両条件のいずれかを満たす場合には時間Ｔｏｎが異常であると判断する。

時間Ｔｏｎが異常である場合（ステップＳ７４においてＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１が不良であること示す不良結果を出力して（ステップＳ６２）、保護リレー装置１００Ｃの動作モードを通常モードへ移行させる（ステップＳ６４）。時間Ｔｏｎが異常ではない場合（ステップＳ７４においてＮＯ）、ＣＰＵ９１は、時間Ｔｏｎが規定時間内であるか否かを判断する（ステップＳ７６）。具体的には、ＣＰＵ９１は、時間Ｔｏｎが時間Ｔ１以上かつ時間Ｔ２以下であるとの条件を満たすか否かを判断する。ＣＰＵ９１は、当該条件を満たす場合には時間Ｔｏｎが規定時間内であると判断する。

時間Ｔｏｎが規定時間内である場合には（ステップＳ７６においてＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１が正常であること示す正常結果を出力して（ステップＳ６０）、保護リレー装置１００Ｃの動作モードを通常モードへ移行させる（ステップＳ６４）。

時間Ｔｏｎが規定時間内ではない場合には（ステップＳ７６においてＮＯ）、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１が劣化していることを通知する（ステップＳ８０）。例えば、ＣＰＵ９１は、ディスプレイ、ランプ、警報用接点等を用いてＤＩ回路２０１の劣化を系統運用者に報知してもよいし、音声出力により当該劣化を報知してもよい。そして、ＣＰＵ９１は、保護リレー装置１００Ｃの動作モードを通常モードへ移行させる（ステップＳ６４）。

＜変形例＞
実施の形態２の変形例として、上述した点検方式とは異なる点検方式について説明する。変形例に従う保護リレー装置１００Ｃの回路構成は、図９の回路構成と同様である。

（点検方式）
図１３は、実施の形態２の変形例に従う点検方式を説明するための図である。図１３を参照して、電圧生成回路３００が基準電圧波形として三角波５００を生成する点については同様である。

ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１の自動点検を実行する場合、スイッチＴＸ０をＯＦＦにする。次に、ＣＰＵ９１は、直流電圧を出力するように電圧生成回路３００に指示する。この直流電圧は、時間に応じて電圧値が変化しない電圧である。ＣＰＵ９１は、ある電圧値の直流電圧が印加されたＤＩ回路２０１からのＤＩ信号Ｆ１がＯＮ状態か否かを判断する。ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１からのＤＩ信号Ｆ１がＯＦＦ状態であれば、直流電圧の電圧値を増大させる。このように、ＣＰＵ９１は、直流電圧の電圧値を０から徐々に上げながら、ＤＩ信号Ｆ１がＯＮ状態となった電圧値を測定する。この測定された電圧値が、ＤＩ回路２０１の動作電圧Ｖｓｈとなる。

ＣＰＵ９１は、動作電圧Ｖｓｈが基準電圧範囲外（例えば、Ｖｓｈ≧Ｖｍａｘ）である場合には、ＤＩ回路２０１が異常であると判定する。電圧Ｖｍａｘは、三角波５００の最大値に相当する。ＣＰＵ９１は、動作電圧Ｖｓｈが基準電圧範囲内（例えば、０＜Ｖｓｈ＜Ｖｍａｘ）である場合には、電圧生成回路３００から三角波５００を出力させる。ＣＰＵ９１は、測定した動作電圧Ｖｓｈと、三角波５００を出力させた場合のＤＩ信号Ｆ１のオンオフ状態とに基づいて、ＤＩ回路２０１の応答性を判定する。

具体的には、三角波５００の電圧値が最小値から最大値へ連続的に増大する領域５１０において、三角波５００の電圧値が動作電圧Ｖｓｈと一致する時刻はｔ１である。そして、ＣＰＵ９１は、時刻ｔ２において、ＤＩ回路２０１からＯＮ状態を示すＤＩ信号Ｆ１を受信したとする。この場合、ＣＰＵ９１は、時刻ｔ１から、ＯＮ状態を示すＤＩ信号Ｆ１を受信した時刻ｔ２までの時間を、ＤＩ回路２０１がＯＮする際の応答時間ＴＲｏｎとして測定する。

また、三角波５００の電圧値が最大値から最小値へ連続的に低下する領域５２０において、三角波５００の電圧値が動作電圧Ｖｓｈと一致する時刻はｔ３である。そして、ＣＰＵ９１は、時刻ｔ４において、ＤＩ回路２０１からＯＦＦ状態を示すＤＩ信号Ｆ１を受信したとする。この場合、ＣＰＵ９１は、時刻ｔ３から、ＯＦＦ状態を示すＤＩ信号Ｆ１を受信した時刻ｔ４までの時間を、ＤＩ回路２０１がＯＦＦする際の応答時間ＴＲｏｆｆとして測定する。

応答時間ＴＲｏｎおよび応答時間ＴＲｏｆｆが閾値Ｔｔｈ未満である場合には、ＤＩ回路２０１の応答性が良好であることを意味する。そのため、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１が正常であると判定する。一方、応答時間ＴＲｏｎおよび応答時間ＴＲｏｆｆの少なくとも一方が閾値Ｔｔｈ以上である場合には、ＤＩ回路２０１の応答性が悪いことを意味する。そのため、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１が劣化していると判定する。

上記のように、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１に直流電圧を印加した場合のＤＩ信号Ｆ１のオンオフ状態に基づいてＤＩ回路２０１の動作電圧Ｖｓｈを測定し、この動作電圧Ｖｓｈに基づいてＤＩ回路２０１が異常か否かを判定する。ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１が異常ではないと判定すると、ＤＩ回路２０１に三角波５００を印加した場合のＤＩ信号Ｆ１のオンオフ状態に基づいてＤＩ回路２０１の応答時間ＴＲｏｎ，ＴＲｏｆｆを測定する。ＣＰＵ９１は、応答時間ＴＲｏｎ，ＴＲｏｆｆと閾値Ｔｔｈとを比較することにより、ＤＩ回路２０１が正常なのか、劣化しているのかを判定する。

上記では、基準電圧範囲を０よりも大きく電圧Ｖｍａｘよりも小さい範囲に設定する構成について説明したが、当該構成に限られない。例えば、基準電圧範囲を、これよりも狭い電圧Ｖ１以上かつ電圧Ｖｈ以下の範囲に設定する構成であってもよい。

（機能構成）
実施の形態２の変形例に従う保護リレー装置１００Ｃの機能構成は、図１１に示す機能構成と同様である。ただし、点検実行部４０８Ｃの機能が異なるため、当該機能について説明する。なお、説明の容易化のため、ＤＩ回路２０１を点検する場合を想定する。

保護リレー装置１００Ｃの動作モードが点検モードに設定された場合、点検実行部４０８Ｃは、ＤＩ回路２０１の点検処理を開始する。まず、点検実行部４０８Ｃは、スイッチＴＸ０を開路した状態で、電圧生成回路３００から直流電圧を出力させる。

次に、点検実行部４０８Ｃは、電圧生成回路３００からの直流電圧に基づいて、ＤＩ回路２０１が動作する（すなわち、ＯＮ状態となる）動作電圧を測定する。具体的には、点検実行部４０８Ｃは、直流電圧の電圧値を徐々に増大していったときに、ＤＩ回路２０１からＯＮ状態を示すＤＩ信号Ｆ１を受信した際の直流電圧の電圧値をＤＩ回路２０１の動作電圧として測定する。点検実行部４０８Ｃは、測定した動作電圧が基準電圧範囲外（例えば、Ｖｓｈ＞Ｖｍａｘ）である場合、ＤＩ回路２０１が異常であると判定する。

ある局面では、測定した動作電圧が基準電圧範囲内（例えば、０＜Ｖｓｈ＜Ｖｍａｘ）である場合、点検実行部４０８Ｃは、三角波５００が最小電圧値から最大電圧値へ連続的に変化しているときに、三角波５００が動作電圧に到達してから、ＯＮ状態を示すＤＩ信号Ｆ１を受信するまでの時間（例えば、応答時間ＴＲｏｎ）を測定する。点検実行部４０８Ｃは、応答時間ＴＲｏｎが閾値Ｔｔｈ以上である場合、ＤＩ回路２０１が劣化していると判定する。

他の局面では、点検実行部４０８Ｃは、三角波５００が最大電圧値から最小電圧値へ連続的に変化しているときに、三角波５００が動作電圧に到達してから、ＯＦＦ状態を示すＤＩ信号Ｆ１を受信するまでの時間（例えば、応答時間ＴＲｏｆｆ）を測定する。点検実行部４０８Ｃは、応答時間ＴＲｏｆｆが閾値Ｔｔｈ以上である場合、ＤＩ回路２０１が劣化していると判定する。

さらに他の局面では、点検実行部４０８Ｃは、応答時間ＴＲｏｎおよび応答時間ＴＲｏｆｆが閾値Ｔｔｈ未満である場合に、ＤＩ回路２０１が正常であると判定する。

（処理手順）
図１４は、実施の形態２の変形例に従う保護リレー装置１００Ｃが実行する点検処理手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、例えば、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１の点検を実行するものとする。

図１４を参照して、ステップＳ５０，Ｓ５２の処理については、図８で説明した処理と同様であるため、その詳細な説明は繰り返さない。

ＣＰＵ９１は、スイッチＴＸ０をＯＦＦにした後、電圧生成回路３００に直流電圧を出力させることにより、ＤＩ回路２０１の動作電圧を測定する（ステップＳ９０）。ＣＰＵ９１は、動作電圧が基準電圧範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ９２）。動作電圧が基準電圧範囲外である場合（ステップＳ９２においてＮＯ）、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１が不良であること示す不良結果を出力して（ステップＳ６２）、保護リレー装置１００Ｃの動作モードを通常モードへ移行させる（ステップＳ６４）。

動作電圧が基準電圧範囲内である場合（ステップＳ９２においてＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は、基準電圧波形を出力させる（ステップＳ７０）。ＣＰＵ９１は、基準電圧波形の出力中のＤＩ信号Ｆ１のオンオフ状態に基づいて、ＤＩ回路２０１の応答時間ＴＲｏｎ，ＴＲｏｆｆを測定する（ステップＳ９４）。

ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１の応答性が正常であるか否かを判断する（ステップＳ９６）。具体的には、ＣＰＵ９１は、応答時間ＴＲｏｎおよび応答時間ＴＲｏｆｆの両方が閾値Ｔｔｈ未満であるか否かを判断する。応答時間ＴＲｏｎおよび応答時間ＴＲｏｆｆの両方が閾値Ｔｔｈ未満である場合に、ＣＰＵ９１はＤＩ回路２０１の応答性が正常であると判断する。

ＤＩ回路２０１の応答性が正常である場合には（ステップＳ９６においてＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１が正常であること示す正常結果を出力して（ステップＳ６０）、保護リレー装置１００Ｃの動作モードを通常モードへ移行させる（ステップＳ６４）。ＤＩ回路２０１の応答性が正常ではない場合には（ステップＳ９６においてＮＯ）、ＣＰＵ９１は、ＤＩ回路２０１が劣化していることを通知して（ステップＳ８０）、保護リレー装置１００Ｃの動作モードを通常モードへ移行させる（ステップＳ６４）。

＜利点＞
実施の形態２によると、実施の形態１の利点に加えて、ＤＩ回路の劣化を系統運用者に通知することができる。これにより、系統運用者はＤＩ回路の劣化状況を把握できるため、ＤＩ回路が故障する前に定期点検等でＤＩ回路が搭載された基板を交換でき、予期しない基板故障によるトラブルが発生し復旧に時間を要するといった事態等を回避できる。

その他の実施の形態．
（１）上述した実施の形態２の図９では、図３の回路構成のスイッチＸ０を電圧生成回路３００に置き換え、スイッチＸ１を電圧生成回路３０１に置き換えた構成について説明したが、当該構成に限られない。図４あるいは図５の回路構成のスイッチＸ３を電圧生成回路３００に置き換える構成であってもよい。なお、点検方式について上述した実施の形態２と同様である。

（２）上述の実施の形態として例示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能である。また、上述した実施の形態において、他の実施の形態で説明した処理および構成を適宜採用して実施する場合であってもよい。

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。

２１，２２ ダイオード、６１ 主接点、６２ 操作機構、６３ 駆動コイル、６５ 補助接点、７０ 補助変成器、７２ ＡＤ変換部、９０ 演算処理部、９１ ＣＰＵ、９２ ＲＡＭ、９３ ＲＯＭ、９４，９４Ｂ ＤＩ部、９５ 入力インターフェイス、９６ 通信インターフェイス、９８ ＤＯ回路、９９ バス、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ 保護リレー装置、１５０ 遮断器、２０１，２０２ ＤＩ回路、３００，３０１ 電圧生成回路、４０２ 電気量取得部、４０４ 事故検出部、４０６ モード設定部、４０８，４０８Ｃ 点検実行部、ＢＮ 負極電源ライン、ＢＰ 正極電源ライン、ＣＴ 計器用変流器、Ｌ 送電線、ＴＸ０，ＴＸ１，Ｘ０，Ｘ１，Ｘ３ スイッチ、ＶＴ 計器用変圧器、Ｙａ，Ｙｂ 接点。

Claims (12)

1. 電力系統を保護する保護リレー装置であって、
   外部接点に対応して設けられるディジタル入力回路と、
   前記ディジタル入力回路からのディジタル信号を受信する演算処理部と、
   第１スイッチおよび第２スイッチとを備え、
   前記第１スイッチの一次側は前記外部接点の二次側に接続され、前記第１スイッチの二次側は前記ディジタル入力回路と接続され、
   前記第２スイッチの一次側は正極電源ラインに接続され、前記第２スイッチの二次側は前記第１スイッチの二次側および前記ディジタル入力回路と接続され、
   前記外部接点の一次側は前記正極電源ラインに接続され、
   前記演算処理部は、
   前記保護リレー装置の動作モードが前記ディジタル入力回路を点検するための点検モードである場合、前記第１スイッチを開路した状態で前記第２スイッチを開閉し、前記第２スイッチの開閉状態と、前記ディジタル信号のオンオフ状態とに基づいて、前記ディジタル入力回路の点検を実行し、
   前記電力系統の電気量を用いて前記電力系統を保護するためのリレー演算を実行し、当該リレー演算の結果に基づいて事故を検出し、
   前記事故を検出した場合であって、かつ前記動作モードが前記点検モードである場合には前記動作モードを前記点検モードから通常モードに切り替え、前記第１スイッチを閉路状態にし、前記第２スイッチを開路状態にする、保護リレー装置。
2. 前記点検モード中において、前記演算処理部は、前記第２スイッチが閉じた状態のときに前記ディジタル信号がオン状態であり、かつ前記第２スイッチが開路状態のときに前記ディジタル信号がオフ状態である場合に、前記ディジタル入力回路が正常であると判定する、請求項１に記載の保護リレー装置。
3. 電力系統を保護する保護リレー装置であって、
   外部接点に対応して設けられるディジタル入力回路と、
   前記ディジタル入力回路からディジタル信号を受信する演算処理部と、
   スイッチと、
   電圧生成回路とを備え、
   前記スイッチの一次側は前記外部接点の二次側に接続され、前記スイッチの二次側は前記ディジタル入力回路と接続され、
   前記電圧生成回路の入力側は正極電源ラインに接続され、前記電圧生成回路の出力側は前記スイッチの二次側および前記ディジタル入力回路と接続され、
   前記外部接点の一次側は前記正極電源ラインに接続され、
   前記演算処理部は、
   前記保護リレー装置の動作モードが前記ディジタル入力回路を点検するための点検モードである場合、前記スイッチを開路した状態で前記電圧生成回路から基準電圧波形を出力させ、
   前記基準電圧波形の出力中の前記ディジタル信号のオンオフ状態に基づいて、前記ディジタル入力回路の点検を実行する、保護リレー装置。
4. 前記基準電圧波形は、最小値から最大値へ連続的に変化し、そして、前記最大値から前記最小値へ連続的に変化する電圧波形である、請求項３に記載の保護リレー装置。
5. 前記演算処理部は、
   前記基準電圧波形の出力中に、前記ディジタル信号がオン状態になってから、前記ディジタル信号がオフ状態になるまでの時間を測定し、
   前記時間が第１閾値以上であって、かつ前記第１閾値よりも大きい第２閾値以下である場合に、前記ディジタル入力回路が正常であると判定する、請求項４に記載の保護リレー装置。
6. 前記演算処理部は、前記時間が前記第１閾値よりも小さく、かつ前記第１閾値よりも小さい第３閾値以上である場合、または、前記時間が前記第２閾値よりも大きく、かつ前記第２閾値よりも大きい第４閾値以下である場合、前記ディジタル入力回路が劣化していると判定する、請求項５に記載の保護リレー装置。
7. 前記演算処理部は、前記時間が前記第３閾値よりも小さい、または、前記時間が前記第４閾値よりも大きい場合、前記ディジタル入力回路が異常であると判定する、請求項６に記載の保護リレー装置。
8. 前記演算処理部は、
   前記電圧生成回路からの直流電圧に基づいて、前記ディジタル入力回路が動作する動作電圧を測定し、
   前記動作電圧が基準電圧範囲外である場合、前記ディジタル入力回路が異常であると判定する、請求項４に記載の保護リレー装置。
9. 前記動作電圧が前記基準電圧範囲内である場合、前記演算処理部は、
   前記基準電圧波形が前記最小値から前記最大値へ連続的に変化しているときに、前記基準電圧波形が前記動作電圧に到達してから、オン状態を示す前記ディジタル信号を受信するまでの第１の時間を測定し、
   前記第１の時間が基準閾値以上である場合、前記ディジタル入力回路が劣化していると判定する、請求項８に記載の保護リレー装置。
10. 前記動作電圧が前記基準電圧範囲内である場合、前記演算処理部は、
    前記基準電圧波形が前記最大値から前記最小値へ連続的に変化しているときに、前記基準電圧波形が前記動作電圧に到達してから、オフ状態を示す前記ディジタル信号を受信するまでの第２の時間を測定し、
    前記第１の時間および前記第２の時間が前記基準閾値未満である場合に、前記ディジタル入力回路が正常であると判定する、請求項９に記載の保護リレー装置。
11. 前記演算処理部は、
    前記電力系統の電気量を用いて前記電力系統を保護するためのリレー演算を実行し、当該リレー演算の結果に基づいて事故を検出し、
    前記事故を検出した場合であって、かつ前記保護リレー装置の動作モードが前記点検モードである場合には前記ディジタル入力回路の点検を中止する、請求項３～請求項１０のいずれか１項に記載の保護リレー装置。
12. 前記演算処理部は、前記動作モードが前記点検モードではない場合には、引き外し信号を出力する、請求項１１に記載の保護リレー装置。

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