JPH02246726A

JPH02246726A - ディジタルリレーの監視不良検出方式

Info

Publication number: JPH02246726A
Application number: JP1063504A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Matsushima; 哲郎松島
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1990-10-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は電力系統を保護する保護リレー装置の自動監視
方式に関する。

（従来の技術）自動監視は保護リレー装置にとって重要な機能である。

保護リレーは電力系統が平常な時には動作せず、系統に
事故が発生した時のみ動作する。

従って保護リレー自体に故障があり、系統事故発生時に
動作できないような事態は絶対に避けねばならない。こ
のために保護リレーにおける自動監視の考え方が発達し
た。

保護リレーの故障には二つのモードがある。即ちリレー
の誤動作に至るモードと誤不動作となるモードである。

誤動作に至るモードの検出は比較的容易である。保護リ
レーの出力を常時監視しておき、出力が一定時間以上続
いたことにより警報を出せばよい。電力系統に発生する
事故は長時間継続することはない。従って電力系統で発
生しうる事故の継続時間の最大よりも長時間保護リレー
が動作出力を継続したことにより、保護リレー側の故障
であると判断する。この故障検出方法を一般に「常時監
視」という。一方、誤不動作側の故障検出は平常時に不
具合現象が顕在化しないため検出は比較的離しい。この
誤不動作側故障の検出のためには「自動点検」が必要で
ある。例えば−周間に一回保護機能をロックし、模擬的
に系統事故と類似の交流入力を与え、保護リレーが正し
く応動することを確認する。この様な「常時監視」と「
自動点検」からなる自動監視により、従来から保護リレ
ーは高い動作信頓度を確立している。

（発明が解決しようとする課題）第７図はディジタルリレーの平均的な構成を示す。図に
おいて７３は入力変換器で、電力系統の電圧量を７１の
計器用変成器から、電流口を７２の変流器から受けて、
適当な大きさの電圧信号に変換する。７４はＡ／Ｄ変換
部で、７３人力変換器出力の複数のアナログ信号を順次
ディジタル信号に変換する。７５はメモリ部で７４のＡ
／Ｄ変換部出力の系統電圧、電流のディジタル変換デー
タ等を記憶しておく。７６は演算部ＭＰＵで、通常マイ
クロコンピュータで構成される。７７は演算プログラム
を記憶しておくためのメモリ（ＲＯＭ）である。７８は
外部条件を取込むための入力インタフェイス（Ｄ／Ｉ）
で保護リレーの整定値の取込みもこの入力インクフェイ
スから行われる。７９は出力インクフェイス（Ｄｌｏ）
で、電力系統に設置された７１０遮断器へのトリップ指
令もこの７９出力インクフエイスを介して行われる。

このようなディジタルリレーにおいては通常、厳重に常
時監視される。ディジタルリレーの常時監視方式につい
ては電気協同研究（第４１巻第４号「デジタルリレーＪ
第５章）に詳しく説明されているのでここでは詳述しな
いが、数例を挙げると次のとおりである。

７４のＡ／Ｄ変換部は所定のアナログ基準量を入力に加
え、出力として正しい値が得られることを確認すること
により監視される。７５のメモリ部は７１１Ｍ　Ｐ　Ｕ
から所定のデータを書込み、同じ値が読み出されること
を確認して監視される。７７のプロダラムメモリ（ＲＯ
Ｍ）は記憶されたメモリコードの全アドレスの加算値（
チエツクサム）が所定値となることをチエツクすること
により監視される。

ディジタルリレーの常時監視は、前述の監視不良が一定
時間以上継続することを確認用タイマーにより確認する
。確認タイマーの設定としてはｌＯ秒程度が一般的であ
る。勿論それより長く設定する場合も短く設定する場合
もある。この確認時間により、発生した不具合が系統事
故による動作であるのか、保護リレーの故障による誤動
作であるのかを識別している。

近年、保護リレーはマイクロプロセッサを使ったディジ
タルリレーが多く製造されるようになった。ディジタル
リレーにおいては、アナログリレーの時代に確立された
確認タイマーにより保護リレーの故障を系統事故と識別
する方式が踏襲されているが、次のような点で改善が期
待される。

（１）保護リレーを構成する半導体をはじめとする各要
素の不良モードとして不良状態が短時間に断続する、い
わゆる半不良がある。この様な半不良で、故障状態が確
認タイマーの設定値まで継続しない場合、いつまでも常
時監視による不良検出ができない。なお、半不良はアナ
ログリレーでも存在するモードであることは、言うまで
もない。

（２）ディジタルリレーにおいては特に本来的に故障の
発生が断続的となるモードがあり得る。例えばプログラ
ムの実行が時分割である場合、特定の演算タイミングで
しか故障が現れないこともある。また、データネ良時に
ソフトウェアでデータをクリアし、イニシャライズする
こともある。このような場合、確認タイマーで故障の連
続性を検出する方式では故障を確実に検出できない事も
あり得る。

（３）ディジタルリレーでは系統データとは別に監視用
データを用いて監視を行うこともあり、必ずしも一定時
間不具合が継続することを確認して系統事故と識別する
必要はない。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、前項で述べた構成素子の半不良や断続モード
で発生する不良を、所定の時間内で一定の頻度以上発生
することを検出して不良と判定するものである。現象の
発生頻度を検出することは、アナログ回路では実現が難
しかったが、マイクロコンピュータを用いたディジタル
リレーにおいては容易に実現できる。また、単発的で再
現性のない不良を見付けて装置不良として外部に警報す
ることは、実用上は必ずしも適切ではない。

（作　用）不良現象を前述のごとく所定の時間内で発生する頻度で
検出することにより、素子の半不良等に起因する断続モ
ードの不良を確実に検出できる。

（実施例）第１図は本発明の構成を示す。図において１１は常時監
視機能部で、種々の監視項目がＮ個含まれている。個々
の監視内容については一部記述したが、前記電気協同研
究（第４１巻第４号「デジタルリレー」）に詳しいので
、ここでは省略する。１２は本発明によるタイマーで、
１１の監視項目のいずれかが動作（不良検出）した時、
その発生頻度が一定値以上であることを検出して外部に
警報を出す。１２のタイマーはソフトウェア−によって
実現される場合とハードウェアによって実現される場合
の両方が有得る。

次に１２のタイマーの具体的実現手段を示す。第２図は
フローチャートで、２１で監視機能の演算を行う。２２
では監視の結果が良か不良かの判定を行う。良でありば
２３へ行きカウンタの値をｎだけ減じる。但しカウンタ
値が負となる時は、零に止どめる。２２の結果が不良の
時は、２４に行きカウンタ値をＭだけ加算する。但しＭ
、ｎは正の整数で、Ｍはｎよりも大である。２５ではカ
ウンタ値がＰを越えた時、監視不良として２０で外部に
警報を発する。２５でカウンタ値がＰを越えない時は、
外部に警報を出さずに制御を終了する。第２図の演算は
通常、一定の時間間隔を毎に実行される。第３図では第
２図で示したフローチャートの作用を説明する。ここで
は例として、Ｍの値を１０、ｎの値を１、Ｐの値を３０
とする。この場合、演算回数１０回に１回を越える頻度
で監視不良が検出された時に監視不良として外部に警報
される。また、１０回に１回以下の頻度でしか不良が検
出されない時は警報は出されない。不良の検出頻度が極
めて低く、実用上問題とならない場合は外部に警報を出
さずに装置の運用を継続させたほうが便利である。第３
図の（ａ）は監視不良と判定する場合を示すものである
。この場合、不良検出頻度が演算の１０回に１回を越え
るため、外部警報するに至る。（ｂ）は監視不良と判定
しない場合を示す。この場合、不良を２回検出しても不
良が継続しないため、カウンタ値はいずれ零に戻って行
く。

尚、図２のフローチャートにて不良時カウント値を加算
良時減算としたが、逆にしても成り立つ。

すなわち平常時の値をＰとし、不良時Ｍだけ減算しカウ
ンタ値が零かマイナスの値となった時に外部警報する。

不良がない場合は、カウンタ値をｎだけ加算するが、Ｐ
より大の値とはしない。

第４図は別の実施例を示す。図において２１では前の例
と同様監視機能の演算を行う。４２では監視演算の結果
をメモリに記憶しておく。メモリには過去一定の時間の
結果が記憶されている。４３では過去の所定の時間ＴＩ
の間にＭ回以上不良と判定した時、２６で外部に警報を
発する。Ｔ１時間でＭ回以下であれば、外部に警報せず
に演算を終了する。第４図のフローチャートも所定の時
間間隔を毎に繰返し実行される。第５図は第４図の演算
でＭを５、Ｔ１を１０秒とした時の作用の例を示す。

（ａ）は不良と判定される場合の例、（ｂ）は発生頻度
が低く、外部警報されない場合の例である。

第６図はさらに別の実施例である。図において６１は監
視不良検出機能で図２の２１と同様、一定周期の演算間
隔で監視不良の有無を判定する。６２は不良カウンタで
不良の回数が所定値Ｍ以上になると外部に警報を出す。

Ｇ３はフリップフロップ機能で、監視不良が発生すると
セット状態となる。６４はワンショットタイマーで、監
視不良が発生すると一定時間Ｔ２だけ出力を出す。６４
ワンシヨツトタイマーの出力は６５インバータに接続さ
れ、６５インバータ出力は６３フリツプフロツプのリセ
ット入力となる。このため、６３フリツプフロツプは監
視不良が発生した時にセットされ、その１２時間後にリ
セットされる。０３フリツプフロツプのリセット出力は
６２不良カウンタのカウント値を零にする。

第６図で示されたブロック図の機能は、最初の監視不良
発生後１２時間以内にＭ回置上不良を検出した時に、監
視不良として外部に警報を出すが、Ｍ回に達しない時は
警報しないことである。

以上に記した実施例は全てソフトウェアおよびハードウ
ェアのいずれにおいても実現し得る。

〔発明の効果〕

以上、ディジタルリレー装置の不良が一定の頻度以上発
生した時に検出する手法について説明した。従来は装置
が完全に不良になり、一定時間不良状態が連続しなけれ
ば外部に警報を発せられなかったが、本発明により不良
状態が断続する半不良についても検出し、外部に警報を
発せられるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的な構成図、第２図は本発明によ
る監視用タイマーを実現するためのフローチャート、第
３図は第２図によるフローチャートの作用を示す、第４
図は本発明による別のフロチャート、第５図は第４図に
よるフローチャートの作用を示す、第６図は本発明の他
の実施例のブロック図、第７図は従来から用いられてい
るディジタルリレーのブロック図である。１１・・・常時監視機能部　　１２・・・タイマー２１
・・・監視機能演算部　　２２・・・不良判定部２３・
・・減算部　　　　　　２４・・・加算部２５・・・比
較部　　　　　　２Ｇ・・・警報部代理人　弁理士　則
　近　憲　佑同　　　　第子丸　　　健不羨検＝第１図（Ｉ２−）〔監不見不良を外斜Ｖ所する場合〕第３図ｆｓ　２　図第図（α）［外４Ｆｇ執す６ｔ４番］（Ｉ子ＦＪ！）１０砂（ｂ）［外飾着報り麿１場合］第５図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電力系統の交流量をディジタルデータに変換し、
該ディジタルデータを演算処理して電力系統の保護を行
うディジタルリレー装置において、装置の不良発生が一
定の頻度以上あることを検出して外部に警報を出すこと
を特徴とするディジタルリレーの監視不良検出方式。
（２）不良検出時にはＭだけ加算または減算し、不良検
出しない時はｎだけ減算または加算するカウンタを設け
て不良が一定の頻度以上であることを検出することを特
徴とする請求項第１項記載のディジタルリレーの監視不
良検出方式。
（３）最初の不良検出時点から一定の時間内に所定の回
数以上発生したことを検出することを特徴とする請求項
第１項記載のディジタルリレーの監視不良検出方式。