JP2734751B2 - ディジタル形反限時リレー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ディジタル形反限時リレーに関し、詳しく
は、動作試験時に動作確認した後の復帰を迅速にできる
ようにしたものである。

（従来の技術） 従来のディジタル形反限時リレーとして、例えば、第
４図に示すように被保護対象１に電力を供給する電力系
統２に変流器３を取付けて、電力系統２を通過する電流
値を検出してディジタル形反限時リレー６に送り、ディ
ジタル形反限時リレー６が電流値の変動を監視して電流
異常が検出されると、図示しない遮断器に対して遮断信
号を送り、電力系統２から被保護対象１への電力供給を
遮断して被保護対象１へ異常な電流が供給されることを
防止する。

この反限時リレー６における動作を具体的に説明する
と、電力系統２を通過する電流値は変流器３により検出
され入力電流値Ｉとして反限時リレー６に送られる。一
方、反限時リレー６には、予め電流設定値I_setが設定さ
れており、入力電流値Ｉとの差分ΔＩを次式により求め
ることができる。

ΔＩ＝Ｉ−I_set ……（１） この差分ΔＩは、一定のサンプリング周期ごとに求め
られて順次積算され、積算値ΣΔＩとなる。

また、このディジタル形反限時リレー６内には、予め
制限設定値ｔが設定されており、この時限設定値ｔと電
流設定値I_setとの積に比例係数Ｋを乗じて、次式の反限
時設定値K_Aが得られる。

K_A＝Ｋ・I_set・ｔ …（２） この反限時設定値K_Aと、積算値ΣΔＩとがサンプリン
グ周期ごとに比較され、積算値ΣΔＩが反限時設定値K_A
を越えた場合に、図示しない電力系統２上の遮断器に対
して遮断信号を出力する。

なお、比例係数Ｋは図示しないレバー等を用いた調整
により変更することが可能であり、比例係数Ｋを切り換
えた場合の検出された入力電流値Ｉと電流設定値I_setと
の比（％）と、動作時間（秒）の関係を第３図に示す。

同図に示されるように、ディジタル形反限時リレー６
では、検出された入力電流値Ｉが電流設定値I_setを越え
た割合が小さい場合は動作までの所要軸間が長く、反対
にその割合が大きい場合は動作までの所要時間が短くな
るので、被保護対象１の過電流耐量特性に応じてレバー
を切り換え比例係数Ｋを変えることにより、適切に被保
護対象１を保護することができる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述した従来のディジタル形反限時リレー
における各種演算処理は内蔵するマイクロコンピュータ
により実行され、サンプリング周期ごとに算出した差分
ΔＩをカウンタを用いて計数し、差分ΔＩの正負に応じ
てカウント値を加算、または減算することによりに積算
値ΣΔＩを求めていた。

また、このディジタル形反限時リレーの動作試験を実
施する場合は、電流設定値I_set以上の電流値を加えて動
作するまでの時間を測定して性能を確認した後、入力電
流値Ｉを電流設定値I_set以下に減少させて、積算値ΣΔ
Ｉが零になるまでカウンタの値を減算させる必要があ
る。そのため、カウンタの値を零にクリアしないで、本
来の使用を開始すると、初期状態で積算値ΣΔＩに正の
値が残ったままとなり動作時期が早まり、誤動作の原因
になる。つまり、従来のディジタル形反限時リレーは、
動作試験後もディジタル形反限時リレーを初期状態にす
るために低電流値を一定時間加える復帰処理の操作を必
要とし、その分、動作試験の能率化を妨げていた。

具体例により動作試験とその後の復帰について説明す
ると、第３図の動作特性図において、例えば、レバー調
整により係数Ｋを＃10として、電流設定値I_setの120％
の電流値を加えた場合に動作時間が約38秒となる。さら
にその復帰の時間を加えると、１回の動作試験に１分以
上の時間が必要となる。

このように動作試験における復帰時間は試験そのもの
には無意味なものであり、試験の能率を阻害するだけで
あるので、入力電流値Ｉが電流設定値I_set以下の所定の
値まで低下した時点で、積算値ΣΔＩを計数するカウン
タの値を強制的にリセットして、復帰時間を短縮するこ
とを可能にしたディジタル形反限時リレーが提案されて
いる。

しかし、この反限時リレーの場合、例えば加熱炉の電
熱ヒータのように電流値が零からある値の間を繰り返し
変動する間欠運転の用途に用いた場合、電流値が減少す
る途中で積算値ΣΔＩがリセットされてしまい、ディジ
タル形反限時リレーとして正常な機能が常時得られない
という欠点がある。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもの
で、その目的とするところは、被保護対象が間欠運転す
る場合でも正常に動作するとともに、動作試験を能率的
におこなうことのできるディジタル形反限時リレーを提
供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、電力系統より
検出した電圧値または電流値と、予め設定しておいた整
定値との差分を求め、その差分の積算値が予め設定して
おいた許容値を越えた場合に遮断信号を発生するディジ
タル形反限時リレーにおいて、リレー本体に設けられ、
通常使用モードまたは動作試験モードのいずれかに切り
換えるとともにモード状態を視認できる切り換えスイッ
チと、動作試験モードに切り換えられた状態で、前記整
定値よりも低い値に予め設定しておいたリセット値以下
の電圧値または電流値が検出された場合に、その時点ま
での積算値をクリアする積算値クリア手段とを備えたこ
とを特徴とする。

（作 用） 本発明においては、ディジタル形反限時リレー本体に
通常使用モードまたは動作試験モードのいずれかに切り
換えるとともにモード状態を視認できる切り換えスイッ
チを設けたことにより、スイッチを動作試験モードに切
り換えた状態で動作試験をした後に、予め設定されてい
る整定値よりも低いリセット値以下の電圧値または電流
値が検出されるとその時点までの積算値がクリアされて
復帰時間が短縮される。また、切り換えスイッチが通常
使用モードである場合は、前記リセット値以下の電圧値
または電流値が検出されても積算値がクリアされること
なく間欠運転用途にも対応して通常動作をする。

さらには、設定モードが切り換えスイッチにより容易
に視認可能であるので、動作試験と通常使用との設定を
混同することが防止できる。

（実施例） 以下、図に沿って本発明の実施例を説明する。第１図
は本発明を電流値により作動するディジタル形反限時リ
レーに適用した場合の実施例を示す概略構成図である。

図において、ディジタル形反限時リレー４には、本体
表面の見やすい位置に動作モード切り換え用の操作スイ
ッチ５が設置され、動作試験モードと通常使用モードと
のいずれかに選択的に切り換えられる。図では、閉じら
れた状態に切り換えられて動作試験モードが設定されて
いる。

また、このディジタル形反限時リレー４内には、第４
図に示した従来例と同様に、予め電流設定値I_setと時限
設定値ｔが設定されており、この時限設定値ｔと電流設
定値I_setと比例係数Ｋから式（２）に示す反限時設定値
K_Aが得られる。この比例係数Ｋは、同様に図示しないレ
バー等を用いて調整し変更することが可能である。

このディジタル形反限時リレー４に対して、電力系統
２に取り付けられた変流器３が電力系統２を通過する入
力電流値Ｉを検出して入力する。

動作試験、通常動作いずれのモードの場合にも、入力
電流値Ｉと電流設定値I_setとがサンプリング周期ごとに
比較され、その差分ΔＩが順次積算されるとともに積算
値ΣΔＩが反限時設定値K_Aを越えた場合に、電力系統２
上に設置されている遮断器（図示せず）を開放させるた
めの遮断信号を出力する。

ここで通常動作モードの場合は、遮断信号を出力した
状態でさらに積算値ΣΔＩの算出を継続して、積算値Σ
ΔＩが反限時設定値K_A以下になった時点で遮断信号の出
力を停止する。その結果、過大な電流が一定時間以上、
電力系統２を介して被保護対象１に供給されて被保護対
象１の過電流耐量特性を越える場合に、電力系統２に設
置された遮断器が開放されて電流の供給を停止して被保
護対象１を保護する。

また、動作試験モードの場合には、遮断信号を出力し
た状態でさらに積算値ΣΔＩの算出を継続するが、入力
電流値Ｉが電流設定値I_set以下のリセット電流値I_rsま
で下降した時点で積算値ΣΔＩが強制的にクリアされて
遮断信号の出力が停止し、動作試験を終了する。ここで
設定されるリセット電流値I_rsとしては、誤動作等を考
慮すると電流設定値I_setの２分の１程度が適当である。

このように、動作試験モードの場合は、電流設定値I
_set以上の電流を加えて動作試験をした後、電流設定値I
_set以下の電流を加えて時間経過とともに積算値ΔΣＩ
を減少させて零に復帰させる復帰処理が不要となり、動
作試験の所要時間を従来の約半分に短縮することができ
る。

第２図は上述した処理を系統的に示したフローチャー
トである。

以下、このフローチャートに従い、動作を説明する。

先ず、電源投入等により動作が開始されると、モード
設定用の操作スイッチ５をチェックする（ステップ20
1）。操作スイッチ５が開の位置であれば、通常使用モ
ードであるため、試験中フラッグをリセットする（ステ
ップ202）。

また、操作スイッチ５が閉の位置であれれば、動作試
験モードであるため、試験中フラッグをセットする（ス
テップ203）。

次いで、電力系統２を流れる入力電流値Ｉを変流器３
より検出する（ステップ204）。

さらに、入力電流値Ｉと電流設定値I_setとを比較して
その差分ΔＩを求める（ステップ205）。こで求めた差
分ΔＩが正である場合は、得られた値を順次加算し積算
値ΣΔＩを算出し（ステップ206）、ステップ211に進
む。

ステップ205において、入力電流値Ｉと電流設定値I
_setとの差分ΔＩが負である場合は、試験中フラッグの
状態を確認し（ステップ207）、リセットの状態であれ
ば積算値ΣΔＩより差分ΔＩを減算する（ステップ21
0）。

試験中フラッグの状態がセットの状態であれば入力電
流値Ｉとリセット電流値I_rsと比較し（ステップ208）、
入力電流値Ｉがリセット電流値I_rsよりも大きい場合は
ステップ210へ進み、積算値ΣΔＩより差分ΔＩを減算
する。

また、入力電流値Ｉがリセット電流値I_rsよりも小さ
い場合は積算値ΣΔＩを０にクリアして（ステップ20
9）、さらに遮断器を遮断信号を出力するために設置さ
れているリレーの動作出力をリセットする（ステップ21
2）。

一方、ステップ206,210の後は、ステップ211へ進み、
積算値ΣΔＩと反限時設定値K_Aを比較する。比較の結
果、積算値ΣΔＩが反限時設定値K_Aよりも小さい場合
は、ステップ212へ進み、リレーの動作出力をリセット
する。また、積算値ΣΔＩが反限時設定値K_A以上の場合
は、ステップ213へ進み、リレーの動作出力をセットし
て、遮断器へ遮断信号を出力させる。以上の処理がサイ
クリックに繰り返されることにより、ディジタル形反限
時リレー４としての機能が実現される。

このフローチャートに示したようにこの実施例では、
操作スイッチ５を切り換えて試験中フラッグをセットす
ることにより、動作試験時の動作後に入力電流値Ｉがリ
セット電流値I_rsより低下した時点で積算値ΣΔＩが強
制的にクリアされ、ただちに初期状態に復帰する。この
結果、ディジタル形反限時リレーの動作試験に要する時
間が短縮され、動作試験の能率が向上する。

なお、図では、電力系統２についてのみを監視するデ
ィジタル形反限時リレーが示されているが、３相の電力
系統の場合には各相ごとに電流を監視するリレーを設け
てそれらを同一ユニット内に収納し、操作スイッチ５を
共通にして各リレーのモードを共通に切り換えるように
構成する。

また、実施例は電流値を検出するディジタル形反限時
リレーについてを説明したが、同様に電圧の変動につい
て監視するディジタル形反限時リレーについても適用す
ることができる。

（発明の効果） 以上述べたように本発明によれば、動作試験モードの
切り換えて動作試験をおこなった後に入力値が所定の値
以下に低下した時点で積算値がクリアされるため復帰時
間を短縮することが可能となり、動作試験の能率が向上
する。

また、通常使用モードに切り換えた場合は、入力値が
低下しても積算値がクリアされないため間欠運転する被
保護対象に対しても正常に動作することができる。

さらには、切り換えスイッチの設定モードを容易に視
認可能にしたことにより、動作試験と通常使用との設定
の混同を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略構成図、第２図は同
じく実施例の処理動作を示すフローチャート、第３図は
入力電流と動作時間の関係を示す特性図、第４図は従来
例を示す概略構成図である。 １……被保護対象、２……電力系統、３……変流器、４
……ディジタル形反限時リレー、５……操作スイッチ、
Ｉ……入力電流値、I_set……電流設定値、I_rs……リセ
ット電流値、ΔＩ……差分、ΣΔＩ……積算値、Ｋ……
比例係数、K_A……反限時設定値、ｔ……時限設定値

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力系統より検出した電圧値または電流値
   と、予め設定しておいた整定値との差分を求め、その差
   分の積算値が予め設定しておいた許容値を越えた場合に
   遮断信号を発生するディジタル形反限時リレーにおい
   て、 リレー本体に設けられ、通常使用モードまたは動作試験
   モードのいずれかに切り換えるとともにモード状態を視
   認できる切り換えスイッチと、 動作試験モードに切り換えられた状態で、前記整定値よ
   りも低い値に予め設定しておいたリセット値以下の電圧
   値または電流値が検出された場合に、その時点までの積
   算値をクリアする積算値クリア手段と、 を備えたことを特徴とするディジタル形反限時リレー。