JP5948636B2 - Digital protection control device and substrate identification method - Google Patents
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Description
本発明は、電力系統を保護制御するディジタル保護制御装置及び基板識別方法に関する。 The present invention relates to a digital protection control device and a board identification method for protecting and controlling a power system.
一般に、発電所や変電所等のプラントでは、ディジタル保護制御装置によって電力系統に供給されている電力を保護及び制御している。 In general, in a plant such as a power plant or a substation, electric power supplied to an electric power system is protected and controlled by a digital protection control device.
従来のディジタル保護制御装置としては、非特許文献1に記載されている第二世代ディジタルリレーが知られている。この第二世代ディジタルリレーは、例えば、アナログ入力部、ディジタル演算処理部、整定部、及び出力部を備えて構成される。
As a conventional digital protection control device, a second generation digital relay described in Non-Patent
アナログ入力部は、折り返し誤差防止用のアナログフィルタ、サンプリングホールド回路、マルチプレクサ、A/D変換器、及びバッファを備え、電力系統の状態を表す電気信号を高速でサンプリングしてディジタルの電気信号に変換してバッファに格納する。 The analog input unit includes an analog filter for preventing aliasing errors, a sampling hold circuit, a multiplexer, an A / D converter, and a buffer, and converts an electrical signal representing the state of the power system into a digital electrical signal by sampling at high speed. And store it in the buffer.
ディジタル演算処理部は、さらにディジタルフィルタ処理部と保護演算部とに分けられる。ディジタルフィルタ処理部は、ディジタル変換された電気信号をフィルタ処理して保護演算部に渡し、保護演算部は、フィルタ処理された電気信号に基づいて保護制御演算を実行する。保護演算部は、整定部に整定されている保護制御演算に係る各種整定値に基づいて保護制御演算を実行し、出力部を介して保護制御の対象機器に制御出力等を出力する。なお、上記保護制御演算は、一般に電気角30°の周期で行い、電気信号のサンプリングは、電気角3.75°又は7.5°の周期Tsで行う。この周期Tsに合わせてフィルタ処理を実行することにより、サンプリングデータの精度を確保している。 The digital arithmetic processing unit is further divided into a digital filter processing unit and a protection arithmetic unit. The digital filter processing unit performs a filtering process on the digital signal that has been digitally converted, and passes it to the protection calculation unit. The protection calculation unit executes a protection control calculation based on the filtered electric signal. The protection calculation unit executes the protection control calculation based on various set values related to the protection control calculation set in the setting unit, and outputs a control output or the like to the protection control target device via the output unit. The protection control calculation is generally performed at a cycle of an electrical angle of 30 °, and the sampling of the electrical signal is performed at a cycle Ts of an electrical angle of 3.75 ° or 7.5 °. By executing the filter processing in accordance with this period Ts, the accuracy of the sampling data is ensured.
ところで、近年では、ディジタル保護制御装置の複合化が進み、さまざまな保護要素に対応したディジタル保護制御装置が開発されている。特に、発電所や変電所では、電力のさまざまな要素や電圧レベル及び電流レベルの計測及び監視が求められている。
但し、全ての保護要素の演算を行うためには、多くのアナログ入力の点数が必要となるため、一つのユニット型ディジタル保護制御装置で、必要となる全てのアナログ入力処理及び演算処理を行うことは、実装スペースや演算時間などの観点から困難な状況である。
By the way, in recent years, digital protection control devices have been increasingly combined, and digital protection control devices corresponding to various protection elements have been developed. In particular, power plants and substations are required to measure and monitor various elements of power, voltage levels and current levels.
However, since many analog inputs are required to calculate all protection elements, all the necessary analog input processing and calculation processing must be performed with a single unit-type digital protection controller. Is a difficult situation from the viewpoint of mounting space and computation time.
そこで、同一装置において、アナログ入力部を変更することで、対応する保護要素を演算して計測処理や監視を行うことのできるディジタル保護制御装置の導入が進められている。このようなディジタル保護制御装置を複数台使用することにより、全ての保護要素を計測及び監視する方法が用いられるようになってきた。 Therefore, introduction of a digital protection control device that can perform measurement processing and monitoring by calculating a corresponding protection element by changing an analog input unit in the same device is being promoted. By using a plurality of such digital protection control devices, a method of measuring and monitoring all protection elements has come to be used.
しかしながら、求められる全ての保護要素の演算を実現するためには、アナログ入力部の組み合わせの多様化は避けることができない。また、プラントによってもディジタル保護制御装置の使用形態が異なる。従来では、ディジタル保護制御装置に実装されるアナログ入力部に合わせて、人間の手作業によって演算要素の設定が行われていた。しかし、この作業では人為的なケアレスミスで設定不良が発生するため、設定の確認などの作業時間などに多くの労力が費やされていた。 However, diversification of combinations of analog input units cannot be avoided in order to realize calculation of all required protection elements. In addition, the usage form of the digital protection control device varies depending on the plant. Conventionally, calculation elements have been manually set according to an analog input unit mounted on a digital protection control device. However, in this work, a setting failure occurs due to an artificial careless mistake, so a lot of labor was spent on work time such as confirmation of the setting.
そこで、実装基板すなわち入力変換基板の認識方法として、ディジタル保護制御装置に実装されている入力変換基板を制御基板に自動認識させることで、かかる設定の簡易化を図る電子基板識別装置が開示されている(特許文献1参照)。特許文献1記載の電子基板識別装置は、各電子基板に自己の保有情報を格納した記憶素子を持たせ、電源投入時にそれぞれ自己の基板固有データを制御用基板の基板データ格納用RAMに転送する。そして、制御用基板内のデータベースに格納されている各基板固有のコードに基づいてRAMに書き込まれた基板データと照合することにより実装チェックを行い、目的の入力変換基板が適正に実装されているか識別する。これらの処理はディジタル回路により行われる。
Therefore, as a method for recognizing a mounting board, that is, an input conversion board, an electronic board identification device is disclosed that simplifies the setting by automatically causing the control board to recognize the input conversion board mounted on the digital protection control device. (See Patent Document 1). The electronic board identification device described in
しかしながら、従来のディジタル保護制御装置の入力変換基板には、ディジタル回路が実装されていないものも多い。そのため、特許文献1記載の識別方法を実現するためには、入力変換基板に新たにディジタル回路を設置し、かつ、入力変換基板と制御基板との間でディジタル信号を伝送するためのディジタル通信回線を設置する必要がある。
However, many input conversion boards of conventional digital protection control devices are not equipped with a digital circuit. Therefore, in order to realize the identification method described in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ディジタル保護制御装置内の入力変換基板にディジタル回路及びディジタル通信回線が実装されていない場合でも、入力変換基板の種類を識別できるディジタル保護制御装置及び基板識別方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a digital circuit that can identify the type of input conversion board even when a digital circuit and a digital communication line are not mounted on the input conversion board in the digital protection control device. It is an object of the present invention to provide a protection control device and a substrate identification method.
上記課題を解決するために、本発明のディジタル保護制御装置は、保護要素ごとに設けられ、入力される電力系統のアナログ信号に対し所定の変換処理を行うとともに変換後のアナログ信号を出力する入力変換部と、自己の基板を識別するためのアナログ信号である識別用信号を出力する識別用信号出力部とを有する入力変換基板を備えるとともに、前記入力変換基板から通信回線を介して供給されるアナログ信号をディジタル信号に変換して入力する入力部と、前記ディジタル信号に基づいて所定の保護制御演算を実行して電力系統の保護制御を行う制御部と、前記ディジタル信号に変換された前記識別用信号に基づいて前記入力変換基板の種類を識別する演算処理部とを有する制御基板、を備える。 In order to solve the above-described problems, the digital protection control device of the present invention is provided for each protection element, and performs input conversion processing on an analog signal of an input power system and outputs an analog signal after conversion. An input conversion board having a conversion section and an identification signal output section that outputs an identification signal that is an analog signal for identifying the own board is provided, and is supplied from the input conversion board via a communication line. an input unit that inputs and converts an analog signal into a digital signal, and a control unit for performing protective control of a power system to perform a predetermined protective control operation based on the digital signal, is converted into the digital signal the A control board having an arithmetic processing unit for identifying the type of the input conversion board based on the identification signal.
また、本発明のディジタル保護制御装置の基板識別方法は、ディジタル保護制御装置に備わる入力変換基板が、保護要素ごとに設けられる入力変換部を介して、外部から入力される電力系統のアナログ信号に対し所定の変換処理をするとともに変換後のアナログ信号を出力し、識別信号出力部を介して、自己の基板を識別するためのアナログ信号である識別用信号を出力し、前記ディジタル保護制御装置内に備わる制御基板が、入力部を介して、前記入力変換基板から供給されるアナログ信号をディジタル信号に変換して入力し、制御部を介して、前記ディジタル信号に基づいて所定の保護制御演算を実行して電力系統の保護制御を行い、演算処理部を介して、前記ディジタル信号に変換された前記識別用信号に基づいて前記入力変換基板の種類を識別する。 Further, according to the board identification method of the digital protection control device of the present invention, the input conversion board provided in the digital protection control device is converted into an analog signal of the power system inputted from the outside via the input conversion unit provided for each protection element. A predetermined conversion process is performed and an analog signal after conversion is output, and an identification signal that is an analog signal for identifying its own board is output via the identification signal output unit. The control board included in the converter converts the analog signal supplied from the input conversion board into a digital signal through the input unit and inputs the digital signal, and performs a predetermined protection control calculation based on the digital signal through the control unit. And performing protection control of the power system, through the arithmetic processing unit, based on the identification signal converted into the digital signal, the input conversion board Identifying the kind.
本発明によれば、ディジタル保護制御装置内の入力変換基板にディジタル回路及びディジタル通信回線を新たに設置することなく、入力変換基板の種類を識別することができる。また、アナログフィルタなどのアナログ回路の劣化・故障の検出と、入力変換基板の識別を同時に実現することが可能となる。 According to the present invention, the type of the input conversion board can be identified without newly installing a digital circuit and a digital communication line on the input conversion board in the digital protection control device. In addition, it is possible to simultaneously detect deterioration and failure of an analog circuit such as an analog filter and identify an input conversion board.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係るディジタル保護制御装置の構成を示すブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the digital protection control apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、ディジタル保護制御装置100は、入力変換基板1と、制御基板2と、整定部3と、ディジタル入出力部4と、各部に電源を供給する制御電源部5と、を備えて構成される。入力変換基板1は、通信回線13a,13b,…,13i及び識別用通信回線32を通して制御基板2に接続されている。
As shown in FIG. 1, the digital protection control device 100 includes an
[入力変換基板1]
入力変換基板1は、保護要素ごとに設けられ、入力される電力系統のアナログ信号に対し所定の変換処理を行う入力変換部10と、自己の基板を識別するアナログ信号である識別用信号を出力する識別用信号出力部31と、を備える。
[Input conversion board 1]
The
入力変換部10は、外部(保護対象)から外部入力部に入力されたアナログ信号を予め設定した電圧レベルのアナログ信号に変換する。
入力変換部10は、外部からの電流や電流などのアナログ信号に対して所定の変換処理を行う補助トランス11a,11b,…,11iと、種々の抵抗乗数を持つ抵抗回路12a,12b…,12iとを備え、入力アナログ信号を電圧信号に変換する。入力変換部10の各チャンネル(この例ではA〜I)に対応して設けられた各々の抵抗回路12a,12b…,12iは、通信回線13a,13b,…,13iを通して制御基板2に接続されている。
The input conversion unit 10 converts an analog signal input from the outside (target to be protected) to the external input unit into an analog signal having a preset voltage level.
The input conversion unit 10 includes
なお、以下の説明において、各チャンネルの補助トランス11a,11b,…,11iを特に区別しない場合には、補助トランス11と記す。また、各チャンネルの抵抗回路12a,12b,…,12iを特に区別しない場合には、抵抗回路12と記す。
In the following description, the
識別用信号出力部31は、入力変換基板1の基板種類を識別するための基板情報(固有情報)を含む識別用信号を出力する。具体的には、識別用信号出力部31は、アナログ信号である識別用信号として基本波の整数倍の高調波信号を用いる。本実施形態では、高調波信号は、定格周波数の12倍の周波数の交流信号である第12高調波(以下、f12高調波という)信号を用いる。また、識別用信号出力部31は、このf12高周波信号と所定の電圧レベルとの時間変化のパターンを識別用信号として出力する。
The identification
識別用信号出力部31は、通信回線13a,13b,…,13iとは別の識別用通信回線32を介して制御基板2に接続され、識別用信号は、識別用通信回線32を通じて制御基板2に伝送される。
The identification
図2は、識別用信号出力部31の構成の一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the identification
図2に示すように、識別用信号出力部31は、f12高調波発生部31aと、タイミング制御部31bと、を備える。
As shown in FIG. 2, the identification
f12高調波発生部31aは、f12高調波信号を発生する。
The f12
タイミング制御部31bは、f12高調波発生部31aにより発生したf12高調波信号の出力タイミングを制御し、f12高周波信号と所定の電圧レベルとの時間変化のパターンを出力する。例えば、識別用信号出力部31は、1ミリ秒毎に振幅0.1Vのf12高調波を重畳/非重畳するといった特定のパターンを持つアナログ信号を出力する。
The
ところで、従来の保護継電装置には、アナログフィルタ及びA/D変換器などのアナログ回路、又はアナログ信号を中継する信号ケーブルの健全性を確認するために、制御基板の入力段へのアナログ信号に高調波信号を重畳し、重畳した高調波信号によりアナログ回路又は信号ケーブルの健全性を監視するものがある。上記高調波信号には、例えば定格周波数の12倍の周波数の交流信号であるf12高調波を用いる。f12高調波を用いると、保護演算処理の演算周期を電気角30°とした場合、サンプリングするタイミングが1サイクル12回で0(伝送零点)になるので簡易な構成で実現できる。具体的には、従来の保護継電装置には、制御基板にアナログ回路の故障・劣化の検出のため、定格周波数の12倍の周波数の交流信号であるf12高調波をアナログ回路に印加し、アナログ回路を通過後のf12高調波を抽出し、減衰率を検出することで、アナログ回路の健全性を確認する機構を備えている。
By the way, the conventional protective relay device includes an analog signal to the input stage of the control board in order to confirm the soundness of an analog circuit such as an analog filter and an A / D converter, or a signal cable that relays the analog signal. Some of them superimpose a harmonic signal and monitor the soundness of an analog circuit or a signal cable by the superimposed harmonic signal. As the harmonic signal, for example, an f12 harmonic that is an AC signal having a
本実施形態のディジタル保護制御装置100は、従来、上記アナログ回路の健全性を確認するため設置されていたf12高調波重畳機構を、識別用信号出力部31の識別用信号の生成部として用いる。但し、ディジタル保護制御装置100の識別用信号出力部31と従来の保護継電装置のf12高調波重畳機構とは、下記の点で異なる。すなわち、従来の保護継電装置は、制御基板の入力部、又は制御基板の内部でf12高調波を印加してf12高調波の減衰率を測定している。これに対して、本実施形態のディジタル保護制御装置100は、f12高調波の印加場所が制御基板2ではなく入力変換基板1内で印加される。また、入力変換基板1内で生成されるf12高調波は、入力変換基板1の識別用信号として所定のタイミングで設定されている。換言すれば、本実施形態のディジタル保護制御装置100では、f12高調波を印加するタイミングは、入力変換基板1独自で設定される。また、識別用信号出力部31のf12高調波発生部31aは、アナログ回路の健全性判定用としてのf12高調波出力を兼ねている。このように、本実施形態のディジタル保護制御装置100は、従来の保護継電装置のf12高調波重畳機構を識別用信号出力部31として用いることで、新たな部材の追加を避けつつ、入力変換基板1の識別と故障検出とを同時に実施することができる。
The digital protection control apparatus 100 according to the present embodiment uses the f12 harmonic superposition mechanism that has been conventionally installed to confirm the soundness of the analog circuit as the identification signal generation unit of the identification
[制御基板2]
図1に戻って、制御基板2は、チャンネル(A〜I)ごとに、アナログフィルタ回路14a,14b,…,14iと、サンプリングホールド回路15a,15b,…,15iと、マルチプレクサ16と、A/D変換器17と、演算処理部24と、アナログフィルタ33と、サンプリングホールド回路34と、を備える。上記アナログフィルタ回路14a,14b,…,14i、サンプリングホールド回路15a,15b,…,15i、マルチプレクサ16、A/D変換器17、アナログフィルタ33、及びサンプリングホールド回路34は、入力変換基板1から通信回線13及び識別用信号線32を介して供給されるアナログ信号をディジタル信号に変換して入力して入力する入力部を構成する。
[Control board 2]
Returning to FIG. 1, the control board 2 performs
演算処理部24は、高調波除去ディジタルフィルタ18、f12高調波抽出ディジタルフィルタ19、バッファ20、バッファ21、CPU(Central Processing Unit)22、及びROM(Read Only Memory)23を含んで構成される。演算処理部24を構成する各部は、システムバス(BUS)に接続され、システムバス(BUS)を通じて相互に通信可能に接続されている。
The arithmetic processing unit 24 includes a harmonic removal
なお、以下の説明において、アナログフィルタ14a,14b,…,14iを特に区別しない場合には、アナログフィルタ14と記す。また、サンプリングホールド回路15a,15b,…,15iを特に区別しない場合には、サンプリングホールド回路15と記す。また、入力変換基板1及び制御基板2の各チャンネル(A〜I)による信号の流れは、図1二点鎖線で囲んで示している。
In the following description, the
アナログフィルタ14は、入力されたアナログ信号から不要な高調波成分を除去してサンプリングホールド回路15へ出力する、折り返し誤差防止用フィルタである。本実施形態では、アナログフィルタ14は、サンプリング周波数(例えば電気角30°)の1/2以下の周波数成分(直流電圧を含む)及び定格周波数帯の電圧(アナログ信号)のみ通過し、それ以外の周波数成分の電圧(アナログ信号)はノイズとして所定の割合で減衰される。 The analog filter 14 is a aliasing prevention filter that removes unnecessary harmonic components from the input analog signal and outputs the result to the sampling hold circuit 15. In the present embodiment, the analog filter 14 passes only a frequency component (including DC voltage) that is ½ or less of a sampling frequency (for example, an electrical angle of 30 °) and a voltage (analog signal) in a rated frequency band. The frequency component voltage (analog signal) is attenuated at a predetermined rate as noise.
サンプリングホールド回路15a,15b,…,15iは、各々、マルチプレクサ16の各チャンネルの入力端と接続している。サンプリングホールド回路15は、供給されたアナログ信号をサンプリング間隔ごとにサンプリングして保持し、マルチプレクサ16に出力する。
The
マルチプレクサ16は、複数の入力端(チャンネル)を備え、これら複数の入力端に入力された複数のアナログ信号から一のアナログ信号を選択してA/D変換器17に出力する。すなわち、マルチプレクサ16は、入力端(チャンネル)ごとに入力変換基板1から対応する通信回線13を介して供給されるアナログ信号からひとつのアナログ信号を選択して出力する。マルチプレクサ16の選択処理は、例えば時分割で行われる。マルチプレクサ16は、サンプリングホールド回路15a,15b,…,15iとの接続(チャンネル)を時分割で順次切り変えて、入力される複数のアナログ信号を切り換える。本実施形態のマルチプレクサ16は、一例として16チャンネルに対応する。
The
A/D変換器17は、入力変換基板1から通信回線13及び識別用通信回線32を介して供給されるアナログ信号をディジタル信号に変換して演算処理部24の高調波除去ディジタルフィルタ18及びf12高調波抽出ディジタルフィルタ19に出力する。
The A /
高調波除去ディジタルフィルタ18は、所定の定格周波数帯の電圧のみ通過し、それ以外の周波数帯の電圧及び直流電圧を除去するバンドパスフィルタである。
The harmonic removal
f12高調波抽出ディジタルフィルタ19は、f12高調波周波数帯の電圧のみ通過し、それ以外の周波数帯の電圧及び直流電圧を除去するバンドパスフィルタである。
The f12 harmonic extraction
バッファ20及びバッファ21は、それぞれ高調波除去ディジタルフィルタ18及びf12高調波抽出ディジタルフィルタ19から供給されたデータを一時的に保持して出力する。
The
CPU22は、制御基板2全体の制御を行うとともに、ROM23に格納されたプログラムを実行することにより、制御基板2に接続された入力変換基板1の基板種類を識別する。この識別のタイミングは、例えば入力変換基板1と制御基板2を接続したときであるが、どのようなタイミングでもよい。また、CPU22は、バッファ21に蓄えられたf12高調波データを用いることで、運用時を含めて常時チェックが可能である。
The
また、CPU22は、電力系統の保護を行う保護制御処理を行う制御部としての機能と、バッファ21に蓄えられたf12高調波の振幅を検出し、アナログフィルタ14などのアナログ回路の健全性を判定する監視機能とを有する。なお、入力変換基板1の基板種類を識別する演算処理部と、保護制御処理を行う制御部とは、別回路であってもよい。
In addition, the
ROM23は、CPU22が実行するプログラム及び、種々のデータを記憶する。また、ROM23には、ディジタル保護制御装置100が入力変換基板1の基板種類を識別する際に参照する基板情報データベースが構築されている。
The
アナログフィルタ33及びサンプリングホールド回路34は、入力変換基板1の識別用信号出力部31から識別用通信回線32を介して供給される識別用信号を処理する。
The
アナログフィルタ33は、上記アナログフィルタ回路14と同様の機能を備え、入力されたアナログ信号から不要な高調波成分を減衰してサンプリングホールド回路34に出力する。
The
サンプリングホールド回路34は、上記サンプリングホールド回路15と同様の機能を備え、供給されたアナログ信号をサンプリング間隔ごとにサンプリングして保持し、マルチプレクサ16に出力する。
The sampling and holding
[整定部3]
整定部3は、電力系統や電力機器を保護するため、継電器等の外部機器110の動作を規定した整定値を設定する。整定部3は、操作部3a及び表示部3bを備え、監視員等が操作部3a及び表示部3bを使用して上記整定値を設定する。整定部3により設定された整定値は、システムバス(BUS)を介してROM23に保存される。
[Settling part 3]
The settling
[ディジタル入出力部4]
ディジタル入出力部4は、CPU22の制御に基づいて、継電器等の外部機器110を制御するとともに、外部機器110から状態情報を取得する。
[Digital I / O unit 4]
Based on the control of the
[制御電源部5]
制御電源部5は、ディジタル保護制御装置100の各部へ電力を供給する電源である。制御電源部5は、例えばDC−DCコンバータが適用される。制御電源部5は、入力変換基板1、制御基板2及び整定部3の各部に直流5Vの電圧を供給し、ディジタル入出力部4の入力部と出力部(いずれも図示略)に対し、それぞれ直流5Vと直流15Vの電圧を供給する。
[Control power supply 5]
The control
以下、上述のように構成されたディジタル保護制御装置100の動作について説明する。
まず、ディジタル保護制御装置100の信号処理例について説明する。
Hereinafter, the operation of the digital protection control device 100 configured as described above will be described.
First, a signal processing example of the digital protection control device 100 will be described.
図3は、ディジタル保護制御装置100の信号処理例を説明する図である。図3では、入力変換基板1内の識別用信号出力部31から出力された電圧の変化も簡易的に示している。
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of signal processing of the digital protection control device 100. In FIG. 3, a change in voltage output from the identification
入力変換基板1内の識別用信号出力部31は、交流電圧である識別用信号(Sj1)を生成し、識別用通信回線32に出力する。識別用信号(Sj1)として、例えば1ミリ秒毎に振幅0.1Vのf12高調波を重畳/非重畳するといった特定のパターンを持つアナログ信号を出力したとする。
The identification
識別用信号(Sj1)(図3a.参照)は、識別用通信回線32を経由して、制御基板2内のアナログフィルタ33に送られる。アナログフィルタ33は、例えばサンプリング周波数の1/2以下の周波数成分(直流電圧を含む)及び定格周波数帯の電圧のみ通過させ、それ以外の周波数成分の電圧はノイズとして所定の割合で減衰させる(図3b.参照)。識別用信号(Sj1)は、基本波のf12高調波すなわち、定格周波数の12倍の周波数の交流信号である。よって、識別用信号(Sj1)は、アナログフィルタ33により、所定の割合(例えば50%)に減衰されるとともに、振幅が減衰され(ここでは振幅0.05Vとなる)、アナログ信号(Sj2)となる。
The identification signal (Sj1) (see FIG. 3a) is sent to the
アナログフィルタ33を通過したアナログ信号(Sj2)は、各チャンネルのサンプリングホールド回路34でサンプリングされ、マルチプレクサ16でチャンネルを順次切り替えながらA/D変換器17に供給される。
The analog signal (Sj2) that has passed through the
A/D変換器17は、アナログ信号(Sj2)をディジタル信号(Sj3)に変換して出力する(図3c.参照)。なお、図3以下の各図の波形において、説明の便宜上、ディジタル信号をアナログ信号の波形で示しているが、実際にはディジタル信号である。この例の場合、ディジタル信号(Sj3)の電圧値は振幅0.05Vの交流値である。ディジタル信号(Sj3)は、高調波除去ディジタルフィルタ18及びf12高調波抽出ディジタルフィルタ19に転送される。
The A /
高調波除去ディジタルフィルタ18は、所定の定格周波数帯の電圧のみ通過し、それ以外の周波数帯の電圧及び直流電圧を除去する(図3d.参照)。この例の場合、ディジタル信号(Sj3)は、定格周波数の12倍の周波数の交流信号であるため、高調波除去ディジタルフィルタ18でカットされ、通過後のディジタル信号(Sj4)の電圧値は0Vとなる。高調波除去ディジタルフィルタ18を通過したディジタル信号(Sj4)は、一旦バッファ20に蓄えられる。
The harmonic removal
f12高調波抽出ディジタルフィルタ19は、定格周波数の12倍の定格周波数帯の電圧のみ通過し、それ以外の周波数帯の電圧及び直流電圧を除去する。ディジタル信号(Sj3)は、定格周波数の12倍の周波数の交流信号であるため、f12高調波抽出ディジタルフィルタ19では除去されず、通過後のディジタル信号(Sj3)の最大0.05Vの交流値となる(図3e.参照)。f12高調波抽出ディジタルフィルタ19を通過したディジタル信号(Sj3)は、一旦バッファ21に蓄えられる。
The f12 harmonic extraction
バッファ20及びバッファ21に、高調波除去ディジタルフィルタ18及びf12高調波抽出ディジタルフィルタ19からのディジタル信号が揃ったことがCPU22に通知されると、CPU22はこれらのデータを読み出す。CPU22は、バッファ21から読み出した識別用チャンネルのディジタル信号(Sj3)の時間変化のパターンを、制御基板2内のROM23に格納されている基板情報データベースと照合することで、実装されている入力変換基板1の基板種類を判定する。なお、上記基板情報データベースの詳細については、図4により後述する。
When the
また、CPU22は、バッファ21に蓄えられたf12高調波の振幅を検出し、上記アナログ回路の健全性を判定する。
In addition, the
図4は、上記ROM23に格納されている基板情報データベースの一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the board information database stored in the
図4に示すように、基板情報データベースには、電圧レベルの時間変化のパターンと基板の種類とを対応させたテーブル25が保管されている。 As shown in FIG. 4, the board information database stores a table 25 in which voltage level temporal change patterns and board types are associated with each other.
図4の例では、基板情報データベースのテーブル25には、1ミリ秒毎に周波数定格の12倍の周波数(振幅0.05V)と電圧0Vとを交互に繰り返す電圧レベルの時間変化のパターンを有する場合の基板の種類「基板A」、2ミリ秒毎に周波数定格の12倍の周波数(振幅0.05V)と電圧0Vとを交互に繰り返す電圧レベルの時間変化のパターンを有する場合の基板の種類「基板B」、3ミリ秒毎に周波数定格の12倍の周波数(振幅0.05V)と電圧0Vとを交互に繰り返す電圧レベルの時間変化のパターンを有する場合の基板の種類「基板C」、及び、電圧レベルの時間変化のパターンなしの場合の「実装基板なし」が格納されている。 In the example of FIG. 4, the table 25 of the board information database has a voltage level time change pattern that alternately repeats a frequency (amplitude 0.05 V) and a voltage 0 V that are 12 times the frequency rating every millisecond. Type of Substrate “Substrate A” Type of Substrate in Case of Having a Time-Varying Pattern of Voltage Level that Repeats Frequency (Amplitude 0.05V) and Voltage 0V Alternately at 12 Times of Frequency Rating Every 2 ms “Substrate B”, a type of substrate “Substrate C” having a voltage level time-varying pattern that alternately repeats a frequency (amplitude 0.05 V) and a voltage 0 V that are 12 times the frequency rating every 3 milliseconds, In addition, “no mounting board” in the case of no voltage level temporal change pattern is stored.
CPU22は、上記テーブル25を参照して、バッファ21から読み出したディジタル信号(Sj3)の電圧レベルの時間変化のパターンに基づいて、対応する実装基板である入力変換基板1の種類を判定する。
The
例えば、図4の「基板A」に示すように、バッファ21から読み出されたディジタル信号(Sj3)の電圧レベルの時間変化のパターンが、1ミリ秒毎に振幅0.05Vで定格の12倍の周波数と、電圧0Vとが交互に検出されている場合、CPU22は、基板情報データベースのテーブル25を参照して、実装基板すなわち入力変換基板1の種類は基板Aであると判定する。
For example, as shown in “Substrate A” in FIG. 4, the temporal change pattern of the voltage level of the digital signal (Sj3) read from the
また、図4の「基板B」に示すように、バッファ21から読み出されたディジタル信号(Sj3)の電圧レベルの時間変化のパターンが、2ミリ秒毎に振幅0.05Vで定格の12倍の周波数と、電圧0Vとが交互に検出されている場合、CPU22は、基板情報データベースのテーブル25を参照して、入力変換基板1の種類は基板Bであると判定する。
Further, as shown in “Substrate B” in FIG. 4, the temporal change pattern of the voltage level of the digital signal (Sj3) read from the
また、図4の「基板C」に示すように、バッファ21から読み出されたディジタル信号(Sj3)の電圧レベルの時間変化のパターンが、3ミリ秒毎に振幅0.05Vで定格の12倍の周波数と、電圧0Vとが交互に検出されている場合、CPU22は、基板情報データベースのテーブル25を参照して、入力変換基板1の種類は基板Cであると判定する。
Further, as shown in “Substrate C” in FIG. 4, the time-varying pattern of the voltage level of the digital signal (Sj3) read from the
また、図4の「実装なし」に示すように、バッファ21から読み出されたディジタル信号(Sj3)の電圧レベルの時間変化のパターンがない場合、CPU22は、基板情報データベースのテーブル25を参照して、入力変換基板1の実装なしと判定する。
Further, as shown in “no mounting” in FIG. 4, when there is no temporal change pattern of the voltage level of the digital signal (Sj3) read from the
以上説明したように、本実施形態に係るディジタル保護制御装置100は、保護要素ごとに設けられ、入力される電力系統のアナログ信号に対し所定の変換処理を行う入力変換部10を有する入力変換基板1と、ディジタル信号に変換された識別用信号に基づいて入力変換基板1の種類を識別する演算処理部24を有する制御基板2と、を備える。入力変換基板1は、保護要素ごとに設けられ、入力される電力系統のアナログ信号に対し所定の変換処理を行う入力変換部10と、自己の基板を識別するアナログ信号である識別用信号を出力する識別用信号出力部31と、を備える。
As described above, the digital protection control device 100 according to the present embodiment is provided for each protection element, and includes an input conversion board having an input conversion unit 10 that performs a predetermined conversion process on an analog signal of an input power system. 1 and a control board 2 having an arithmetic processing unit 24 for identifying the type of the
このように、ディジタル保護制御装置100は、入力変換基板1にアナログ信号である識別用信号を出力する識別用信号出力部31を設けるとともに、入力変換基板1と制御基板2を識別用通信回線32により接続し、識別用信号(アナログ信号)を入力変換基板1から制御基板2に伝送する構成を有する。例えば、入力変換基板1から識別用信号(アナログ信号)として、f12高調波を制御基板2に伝送する。また、制御基板2のCPU22は、制御基板2に接続された入力変換基板1の基板種類を識別する。
As described above, the digital protection control device 100 is provided with the identification
この構成により、ディジタル保護制御装置に実装されている入力変換基板の識別を、ディジタル回路及びディジタル通信回線を新たに設置することなく、また両者を同一の機構を用いて実現することができる。 With this configuration, the identification of the input conversion board mounted on the digital protection control device can be realized without newly installing a digital circuit and a digital communication line and using the same mechanism.
例えば、入力変換基板1がディジタル回路及びディジタル通信回線を実装していない場合であっても、識別用信号出力部31が出力する識別用信号(アナログ信号)に含まれる基板情報(固有情報)を解析して入力変換基板1の種類を識別することができる。すなわち、従来では、ディジタル保護制御装置に実装されるアナログ入力部に合わせて、人間の手作業と目視確認によって入力変換基板を識別していたので、入力変換基板を間違って実装するリスクがあった。特に、入力変換基板が複数ある場合、入れ間違えるリスクは大きくなり、設定の確認などの作業時間などに多くの労力が費やされていた。本実施形態では、入力変換基板1がアナログ基板であっても、また入力変換基板1にディジタル回路を設置したり、入力変換基板1と制御基板2間にディジタル通信回線を設置することなく、入力変換基板(アナログ基板)を識別することができ、ヒューマンエラーを未然に防ぐことができる。
For example, even when the
また、本実施形態では、アナログフィルタ14などのアナログ回路の劣化・故障の検出も可能である。この場合、識別用信号出力部31は、f12高調波信号と所定の電圧レベルとの時間変化のパターンを識別用信号として出力することで、新たな部材の追加を避けつつ、入力変換基板1の識別と故障検出とを同時に実施することができる。
In this embodiment, it is also possible to detect deterioration / failure of an analog circuit such as the analog filter 14. In this case, the identification
[変形例]
第1の実施形態は、入力変換基板1に識別用信号(アナログ信号)を出力する識別用信号出力部31を設けるとともに、入力変換基板1と制御基板2を通信回線13とは別に識別用通信回線32で接続し、識別用通信回線32を通じて識別用信号を入力変換基板1から制御基板2に伝送する例について説明した。以下、識別用通信回線32を設置しない例について説明する。
[Modification]
In the first embodiment, an identification
前記図1において、ディジタル保護制御装置100は、複数の通信回線13a,13b,…,13iに未使用、すなわちチャンネルが割り当てられていない通信回線13が存在する場合、チャンネルが割り当てられていない通信回線13を、識別用通信回線として使用することも可能である。
チャンネルが割り当てられていない通信回線13が存在する場合、識別用信号出力部31は、チャンネルが割り当てられていない通信回線13を利用して識別用信号を制御基板2に伝送する。これにより、未使用の通信回線13を有効に活用することができ、識別用通信回線32を新たに設置することが不要になる効果がある。
In FIG. 1, the digital protection control device 100 is configured such that when there is a communication line 13 that is not used, that is, a channel is not assigned to a plurality of
When there is a communication line 13 to which no channel is assigned, the identification
(第2の実施形態)
入力変換基板1と制御基板2との間の通信では、アナログ信号の伝達に多くの回線を要するため、基板種類の識別用に設置できる回線数は限られている。
そこで、第2の実施形態では、より少ない回線数増設による基板情報の伝達技術を確立する。本実施形態は、識別用通信回線32を用いない例である。
(Second Embodiment)
The communication between the
Therefore, in the second embodiment, a technology for transmitting board information by establishing a smaller number of lines is established. The present embodiment is an example in which the
図5は、本発明の第2の実施形態に係るディジタル保護制御装置の構成を示すブロック図である。図1と同一構成部分には、同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。 FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the digital protection control apparatus according to the second embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description of overlapping portions is omitted.
図5に示すように、ディジタル保護制御装置100Aは、入力変換基板1Aと、制御基板2と、整定部3と、ディジタル入出力部4と、各部に電源を供給する制御電源部5と、を備えて構成される。入力変換基板1Aは、通信回線13a,13b,…,13iを通して制御基板2に接続されている。
As shown in FIG. 5, the digital protection control device 100A includes an input conversion board 1A, a control board 2, a
[入力変換基板1A]
入力変換基板1Aは、補助トランス11a,11b,…,11i及び抵抗回路12a,12b…,12iからなり、入力されたアナログ信号を適当な電圧レベルのアナログ信号に変換する入力変換部10と、各チャンネルの抵抗回路12a,12b,…,12iの後段に配置され、各チャンネルの抵抗回路12a,12b,…,12iから出力されるアナログ信号に、識別用信号出力部31Aからの各チャンネルの識別用信号を加算する加算器35a,35b,…,35iと、交流電圧である識別用信号(アナログ信号)をチャンネル毎に生成し、各チャンネルの加算器35a,35b,…,35iに供給する識別用信号出力部31Aと、を備える。なお、以下の説明において、加算器35a,35b,…,35iを特に区別しない場合には、加算器35と記す。
[Input conversion board 1A]
The input conversion board 1A includes
このように、ディジタル保護制御装置100Aは、チャンネルを特定する各チャンネルの識別用信号を出力する識別用信号出力部31Aを有し、入力変換基板1A内の各チャンネルの抵抗回路12a,12b,…,12iの後段に、抵抗回路12a,12b,…,12iから出力されるアナログ信号に各チャンネルの識別用信号を加算する加算器35a,35b,…,35iを配置している点で、図1に示したディジタル保護制御装置100の構成と異なっている。
As described above, the digital protection control device 100A includes the identification
一方、制御基板2の演算処理部24は、入力変換基板1Aから伝送された各チャンネルの識別用信号に基づいて、入力変換基板1Aにおける各チャンネルを特定するとともに、各チャンネルを特定結果から入力変換基板1Aの識別を行う。すなわち、入力変換基板1Aは、各チャンネルが特定のパターンを有しており、各チャンネルを特定することで入力変換基板1Aの種類を識別することができる。 On the other hand, the arithmetic processing unit 24 of the control board 2 specifies each channel in the input conversion board 1A based on the identification signal of each channel transmitted from the input conversion board 1A, and converts each channel from the specified result. The substrate 1A is identified. That is, in the input conversion board 1A, each channel has a specific pattern, and the type of the input conversion board 1A can be identified by specifying each channel.
以下、上述のように構成されたディジタル保護制御装置100Aの動作について説明する。
まず、ディジタル保護制御装置100Aの信号処理例について説明する。
Hereinafter, an operation of the digital protection control device 100A configured as described above will be described.
First, a signal processing example of the digital protection control device 100A will be described.
図6は、ディジタル保護制御装置100Aの信号処理例を説明する図である。図6では、入力変換基板1A内の識別用信号出力部31Aから出力された電圧の変化も簡易的に示している。
入力変換基板1A内の識別用信号出力部31Aは、交流電圧である各チャンネルの識別用信号(Sa1〜Si1)をチャンネル毎に生成し、各チャンネルの加算器35a,35b,…,35iに供給する。
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of signal processing of the digital protection control apparatus 100A. In FIG. 6, the change of the voltage output from the
The identification
加算器35a,35b,…,35iはそれぞれ、供給された各チャンネルの識別用信号(Sa1〜Si1)を、各チャンネルの補助トランス11a,11b,…,11i及び抵抗回路12a,12b,…,12iにより変換されたアナログ信号に印加する。ここでは、各チャンネルの識別用信号(Sa1〜Si1)として、例えば1ミリ秒毎に振幅0.1Vのf12高調波を重畳/非重畳するといった特定のパターンを持つアナログ信号を出力したとする。
各チャンネルの識別用信号(Sa1〜Si1)を印加されたアナログ信号は、各チャンネルの通信回線13a,13b,…,13iを経由して、制御基板2のアナログフィルタ回路14a,14b,…,14iに送られる(図6a.参照)。
The
The analog signals to which the identification signals (Sa1 to Si1) of the respective channels are applied are sent to the
アナログフィルタ回路14a,14b,…,14iでは、例えばサンプリング周波数の1/2以下の周波数成分(直流電圧を含む)及び定格周波数帯の電圧のみ通過させ、それ以外の周波数成分の電圧はノイズとして特定の割合で減衰させる(図6b.参照)。この例の場合、各チャンネルの識別用信号(Sa1〜Si1)は、基本波のf12高調波すなわち、定格周波数の12倍の周波数の交流信号である。よって、各チャンネルの識別用信号(Sa1〜Si1)は、アナログフィルタ回路14a,14b,…,14iにより、所定の割合(ここでは例えば50%)に減衰され、振幅が減衰され(ここでは振幅0.05Vとなる)、アナログ信号(Sa2〜Si2)となる。
In the
アナログフィルタ回路14a,14b,…,14iを通過したアナログ信号(Sa2〜Si2)は、各チャンネルのサンプリングホールド回路15a,15b…,15iでサンプリングされ、マルチプレクサ16でチャンネルを順次切り替えながらA/D変換器17に供給される。
The analog signals (Sa2 to Si2) that have passed through the
A/D変換器17は、アナログ信号(Sa2〜Si2)をディジタル信号(Sa3〜Si3)に変換して、バッファ20及びバッファ21に出力する(図6c.参照)。この例の場合、ディジタル信号(Sa3〜Si3)の電圧値は、振幅0.05Vの交流値である。ディジタル信号(Sa3〜Si3)は、高調波除去ディジタルフィルタ18及びf12高調波抽出ディジタルフィルタ19に転送される。
The A /
高調波除去ディジタルフィルタ18は、所定の定格周波数帯の電圧のみ通過し、それ以外の周波数帯の電圧及び直流電圧を除去する(図6d.参照)。この例の場合、ディジタル信号(Sa3〜Si3)は定格周波数の12倍の周波数の交流信号であるため、高調波除去ディジタルフィルタ18でカットされ、通過後のディジタル信号(Sa4〜Si4)の電圧値は0Vとなる。高調波除去ディジタルフィルタ18を通過したディジタル信号(Sa4〜Si4)は、一旦バッファ20に蓄えられる。
The harmonic elimination
f12高調波抽出ディジタルフィルタ19は、定格周波数の12倍の定格周波数帯の電圧のみ通過し、それ以外の周波数帯の電圧及び直流電圧を除去する。この例の場合、ディジタル信号(Sa3〜Si3)は、定格周波数の12倍の周波数の交流信号であるため、f12高調波抽出ディジタルフィルタ19では除去されず、通過後のディジタル信号(Sa3〜Si3)の最大0.05Vの交流値となる(図6e.参照)。f12高調波抽出ディジタルフィルタ19を通過したディジタル信号(Sj3〜Si3)は、一旦バッファ21のバッファ回路(図示略)に蓄えられる。
The f12 harmonic extraction
バッファ20及びバッファ21に各チャンネルのディジタル信号(Sa4〜Si4,Sa3〜Si3)が揃ったことがCPU22に通知されると、CPU22はこれらのデータを読み出す。CPU22は、バッファ21から読み出された各チャンネルのディジタル信号(Sa3〜Si3)の時間変化のパターンを、制御基板2内のROM23に格納されている基板情報データベースと照合することで、実装されている入力変換基板1Aの基板種類を判定する。
When the
また、CPU22は、バッファ21に蓄えられたf12高調波の振幅を検出し、各チャンネルのアナログ回路の健全性を判定する。
In addition, the
図7及び図8は、図5のROM23に格納されている基板情報データベースの一例を示す図である。図7は、基板の種類「基板A」の各チャンネル(A〜I)の電圧レベルの時間変化のパターンを示し、図8は、基板の種類「基板A」の各チャンネル(A〜I)の電圧レベルの時間変化のパターンを示す。
7 and 8 are diagrams showing an example of the board information database stored in the
図7及び図8に示すように、基板情報データベースには、各チャンネル(A〜I)の電圧レベルの時間変化のパターンの組み合わせと基板の種類とを対応させたテーブル25Aが保管されている。 As shown in FIGS. 7 and 8, the board information database stores a table 25 </ b> A in which combinations of voltage level temporal change patterns of the channels (A to I) and board types are associated with each other.
図7及び図8の例では、基板情報データベースのテーブル25Aには、各チャンネル(A〜I)のすべてが、1ミリ秒毎に周波数定格の12倍の周波数(振幅0.05V)と電圧0Vとを交互に繰り返す電圧レベルの時間変化のパターンを有する場合の基板の種類「基板A」、チャンネルBのみが常に周波数定格の12倍の周波数(振幅0.05V)で、かつ、チャンネルB以外が1ミリ秒毎に周波数定格の12倍の周波数(振幅0.05V)と電圧0Vとを交互に繰り返す電圧レベルの時間変化のパターンを有する場合の基板の種類「基板B」、以下同様に、該当チャンネルの電圧レベルの時間変化パターンが常に周波数定格の12倍の周波数(振幅0.05V)で、その他のチャンネルの電圧レベルは1ミリ秒毎に振幅0.05V、定格の12倍の周波数と、電圧0Vが交互に検出されている場合の「基板C」(図示略)、及び、電圧レベルの時間変化のパターンなしの場合の「実装基板なし」(図示略)が格納されている。
7 and 8, in the board information database table 25A, each channel (A to I) has a frequency (amplitude 0.05V) and a voltage 0V that are 12 times the frequency rating every millisecond. The type of the board in the case of having a time-varying pattern of voltage level that alternately repeats “Board A”, only the channel B always has a
CPU22は、上記テーブル25Aを参照して、バッファ21から読み出したディジタル信号(Sa3〜Si3)の電圧レベルの時間変化のパターンに基づいて、対応する実装基板である入力変換基板1Aの種類を判定する。
The
例えば、図7に示すように、各チャンネル(A〜I)のすべてが、1ミリ秒毎に周波数定格の12倍の周波数(振幅0.05V)と電圧0Vとを交互に繰り返す電圧レベルの時間変化のパターンを有する場合、CPU22は、基板情報データベースのテーブル25を参照して、実装基板すなわち入力変換基板1Aの種類は基板Aであると判定する。
For example, as shown in FIG. 7, the time of the voltage level in which all of the channels (A to I) alternately repeat a frequency (amplitude 0.05 V) and a voltage 0 V that are 12 times the frequency rating every 1 millisecond. When the pattern has a change pattern, the
また、図8に示すように、チャンネルBのみが常に周波数定格の12倍の周波数(振幅0.05V)で、かつ、チャンネルB以外が1ミリ秒毎に周波数定格の12倍の周波数(振幅0.05V)と電圧0Vとを交互に繰り返す電圧レベルの時間変化のパターンを有する場合、CPU22は、基板情報データベースのテーブル25Aを参照して、実装基板すなわち入力変換基板1Aの種類は基板Bであると判定する。
Further, as shown in FIG. 8, only the channel B always has a
また、図示は省略するが、該当チャンネルの電圧レベルの時間変化パターンが常に周波数定格の12倍の周波数(振幅0.05V)で、その他のチャンネルの電圧レベルは1ミリ秒毎に振幅0.05V、定格の12倍の周波数と、電圧0Vが交互に検出されている場合、入力変換基板1Aの種類は基板Cであると判定する。なお、図7及び図8に示すチャンネルの電圧レベルの時間変化パターンは、一例であり、各チャンネルを特定できるパターンであれば、どのような時間変化パターンでもよい。
Although not shown in the figure, the time-varying pattern of the voltage level of the corresponding channel is always 12 times the frequency rating (amplitude 0.05V), and the voltage levels of the other channels are 0.05V amplitude every 1 millisecond. If the
また、図示は省略するが、各チャンネル(A〜I)のすべてにおいてバッファ21から読み出されたディジタル信号(Sj3〜Si3)の電圧レベルの時間変化のパターンがない場合、CPU22は、基板情報データベースのテーブル25Aを参照して、入力変換基板1Aの実装なしと判定する。
Although not shown, when there is no time-varying pattern of voltage levels of the digital signals (Sj3 to Si3) read from the
このように、各チャンネルの電圧レベルの時間変化パターンに基づいて、入力変換基板種類を識別することができる。また、基板情報データベースには、各チャンネルの特定パターンと、当該特定パターンを有する各チャンネルを備える入力変換基板1Aの種類とが対応付けられているので、各チャンネルを特定結果から入力変換基板1Aの判定を行うことができる。 In this way, the input conversion board type can be identified based on the temporal change pattern of the voltage level of each channel. Moreover, since the specific pattern of each channel and the type of the input conversion substrate 1A including each channel having the specific pattern are associated with each other in the substrate information database, each channel is identified from the specific result of the input conversion substrate 1A. Judgment can be made.
以上のように、第2の実施形態に係るディジタル保護制御装置100Aは、入力変換基板1Aが、チャンネルを特定する各チャンネルの識別用信号を出力する識別用信号出力部31Aと、各チャンネルの抵抗回路12a,12b,…,12iの後段に、抵抗回路12a,12b,…,12iから出力されるアナログ信号に各チャンネルの識別用信号を加算する加算器35a,35b,…,35iと、を備える。また、制御基板2の演算処理部24は、入力変換基板1Aから伝送された各チャンネルの識別用信号に基づいて、入力変換基板1Aにおける各チャンネルを特定するとともに、各チャンネルを特定結果から入力変換基板1Aの識別を行う。
As described above, in the digital protection control device 100A according to the second embodiment, the input conversion board 1A includes the identification
この構成により、第1の実施形態と同様の効果、すなわち入力変換基板1Aがディジタル回路及びディジタル通信回線を実装していない場合であっても、通信回線を増設することなく、識別用信号出力部31Aが出力する識別用信号(アナログ信号)に含まれる基板情報(固有情報)を解析して入力変換基板1Aの種類を識別することができる。その結果、設定の確認などの作業時間を短縮することができ設置することなく、入力変換基板(アナログ基板)を識別することができ、ヒューマンエラーを未然に防ぐことができる。 With this configuration, the same effect as that of the first embodiment, that is, even when the input conversion board 1A is not mounted with a digital circuit and a digital communication line, the signal output unit for identification is added without adding a communication line. The type of the input conversion board 1A can be identified by analyzing the board information (unique information) included in the identification signal (analog signal) output by 31A. As a result, the operation time for confirming the setting can be shortened and the input conversion board (analog board) can be identified without being installed, and human error can be prevented in advance.
また、第2の実施形態では、入力変換基板1Aの各チャンネルを特定することができるので、以下の効果を得ることができる。 In the second embodiment, since each channel of the input conversion board 1A can be specified, the following effects can be obtained.
(1)各チャンネルで電圧を印加することで、より正確な入力変換基板1Aの識別が可能になる。
入力変換基板1Aは、入力されるアナログ信号に対し、図示しないレベル変換器により所定の減衰率でレベル変換を行う。変換の減衰率は、各チャンネルにより個別に設定可能である。一般には、各チャンネルに含まれる抵抗乗数を変えることで、変換時の減衰率を変えている。このため、抵抗乗数が変われば、同じ電圧を印加しても減衰率値が変わる。これにより、当該基板の何チャンネルの減衰率であるか特定することができる。入力変換基板1Aにおいて、係る倍率のチャンネルがどのように配置されているかを確認することによって、より正確に入力変換基板1Aを識別することができる。例えば、変換の減衰率が0.1のものがチャンネルA、変換の倍率が0.2のものがチャンネルB,Cであると調べることも可能である。また、このようなチャンネルの配置をもつ入力変換基板が、例えば基板Aであると識別することができる。
(1) By applying a voltage in each channel, the input conversion board 1A can be more accurately identified.
The input conversion board 1A performs level conversion on an input analog signal at a predetermined attenuation rate by a level converter (not shown). The conversion attenuation factor can be set individually for each channel. In general, the attenuation factor at the time of conversion is changed by changing the resistance multiplier included in each channel. For this reason, if the resistance multiplier changes, the attenuation factor value changes even when the same voltage is applied. Thereby, it is possible to specify how many channels of the substrate the attenuation rate is. The input conversion board 1A can be more accurately identified by confirming how the channels of the magnification are arranged on the input conversion board 1A. For example, it is possible to check that channel A has a conversion attenuation factor of 0.1 and channels B and C have a conversion magnification of 0.2. Further, the input conversion board having such a channel arrangement can be identified as the board A, for example.
(2)各チャンネルで電圧を印加することで、より多くのパターンを設定することができるので、より多くの入力変換基板1Aの識別が可能になる。 (2) Since more patterns can be set by applying a voltage in each channel, more input conversion boards 1A can be identified.
(3)f12高調波信号と所定の電圧レベルとの時間変化のパターンを識別用信号として用いるので、電圧レベルを変化させることで識別用信号を作成するような態様と異なり、電圧レベルを特別に増減させることなく、各パターンを設定できる。すなわち、電圧印加のマージンを所定に保ったまま実施できるので、入力変換基板1Aを運用しているときにも入力変換基板1Aを識別することができる。実際には、入力変換基板1Aを運用しているときに入力変換基板1Aを交換するケースは想定しにくいが、入力変換基板1Aを常時チェックできる利点がある。 (3) Since the time change pattern between the f12 harmonic signal and the predetermined voltage level is used as the identification signal, the voltage level is specially different from the aspect of creating the identification signal by changing the voltage level. Each pattern can be set without increasing or decreasing. That is, since the voltage application margin can be maintained with a predetermined margin, the input conversion board 1A can be identified even when the input conversion board 1A is in operation. Actually, it is difficult to assume a case where the input conversion board 1A is replaced when the input conversion board 1A is in operation, but there is an advantage that the input conversion board 1A can be always checked.
本発明は上記の実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes other modifications and application examples without departing from the gist of the present invention described in the claims.
例えば、上記した実施形態例は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態例の構成の一部を他の実施形態例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態例の構成に他の実施形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 For example, the above-described exemplary embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment. . Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each exemplary embodiment.
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、図1及び図5に示すように、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行するためのソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、又は、IC(Integrated Circuit)カード、SD(Secure Digital)カード、光ディスク等の記録媒体に保持することができる。また、本明細書において、時系列的な処理を記述する処理ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理(例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理)をも含むものである。 Each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit. Further, as shown in FIGS. 1 and 5, the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software for interpreting and executing a program that realizes each function by the processor. Information such as programs, tables, and files for realizing each function is stored in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), an IC (Integrated Circuit) card, an SD (Secure Digital) card, an optical disk, etc. It can be held on a recording medium. Further, in this specification, the processing steps describing time-series processing are not limited to processing performed in time series according to the described order, but are not necessarily performed in time series, either in parallel or individually. The processing (for example, parallel processing or object processing) is also included.
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。 In addition, the control lines and information lines are those that are considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.
1,1A 入力変換基板
2 制御基板
4 ディジタル入出力部
11a〜11i 補助トランス
12a〜12i 抵抗回路
13a〜13i 通信回線
14a〜14i,33 アナログフィルタ(入力部)
15a,15b…,15i,34 サンプリングホールド回路(入力部)
16 マルチプレクサ(入力部)
17 A/D変換器(入力部)
18 高調波除去ディジタルフィルタ
19 f12高調波抽出ディジタルフィルタ
20,21 バッファ
22 CPU
23 ROM
24 演算処理部
25,25A テーブル
31,31A 識別用信号出力部
31a f12高調波発生部
31b タイミング制御部
32 識別用通信回線
35a〜35i 加算器
100,100A ディジタル保護制御装置
DESCRIPTION OF
15a, 15b ..., 15i, 34 Sampling hold circuit (input unit)
16 Multiplexer (input unit)
17 A / D converter (input unit)
18 Harmonic
23 ROM
24 arithmetic processing unit 25, 25A table 31, 31A identification
Claims (11)
自己の基板を識別するためのアナログ信号である識別用信号を出力する識別用信号出力部とを有する入力変換基板を備えるとともに、
前記入力変換基板から通信回線を介して供給されるアナログ信号をディジタル信号に変換して入力する入力部と、
前記ディジタル信号に基づいて所定の保護制御演算を実行して電力系統の保護制御を行う制御部と、
前記ディジタル信号に変換された前記識別用信号に基づいて前記入力変換基板の種類を識別する演算処理部とを有する制御基板、を備える
ことを特徴とするディジタル保護制御装置。 An input conversion unit that is provided for each protection element, performs a predetermined conversion process on the analog signal of the input power system, and outputs the converted analog signal;
An input conversion board having an identification signal output unit that outputs an identification signal that is an analog signal for identifying the own board;
An input unit that inputs and converts an analog signal supplied via the communication line from the input conversion substrate into a digital signal,
A control unit that executes a predetermined protection control calculation based on the digital signal to perform protection control of the power system;
A digital protection control device comprising: a control board having an arithmetic processing unit for identifying a type of the input conversion board based on the identification signal converted into the digital signal.
ことを特徴とする請求項1記載のディジタル保護制御装置。 2. The digital protection control device according to claim 1, wherein the identification signal output unit outputs a temporal change pattern between a harmonic signal that is an integral multiple of the fundamental wave and a predetermined voltage level as the identification signal. .
ことを特徴とする請求項2記載のディジタル保護制御装置。 3. The digital protection control device according to claim 2 , wherein the harmonic signal is an f12 high frequency signal which is an AC signal having a frequency 12 times the rated frequency.
前記識別用信号出力部は、前記各チャンネルを特定する前記識別用信号を出力する
ことを特徴とする請求項1記載のディジタル保護制御装置。 The input conversion unit has a plurality of channels for each protection element;
2. The digital protection control device according to claim 1, wherein the identification signal output unit outputs the identification signal that specifies each channel.
ことを特徴とする請求項4記載のディジタル保護制御装置。 The arithmetic processing unit is configured to identify each channel in the input conversion unit based on the identification signal corresponding to each channel transmitted from the input conversion substrate, and to use the identification result. 5. The digital protection control apparatus according to claim 4, wherein the identification is performed.
前記識別用信号出力部は、前記識別用通信回線を用いて前記識別用信号を前記制御基板に伝送する
ことを特徴とする請求項1記載のディジタル保護制御装置。 It further comprises an identification communication line,
2. The digital protection control device according to claim 1, wherein the identification signal output unit transmits the identification signal to the control board using the identification communication line.
前記識別用信号出力部は、前記通信回線のうち、当該チャンネルが割り当てられていない未使用の前記通信回線を用いて前記識別用信号を前記制御基板に伝送する
ことを特徴とする請求項1記載のディジタル保護制御装置。 The input conversion unit has a plurality of channels for each protection element;
2. The identification signal output unit transmits the identification signal to the control board using an unused communication line to which the channel is not assigned among the communication lines. Digital protection controller.
前記入力変換基板は、
前記入力変換部から出力される複数のアナログ信号の各々に、前記保護要素ごとの前記識別用信号を重畳させる高周波重畳部を備える
ことを特徴とする請求項1記載のディジタル保護制御装置。 The identification signal output unit outputs the identification signal for each protection element,
The input conversion board is:
The digital protection control device according to claim 1, further comprising a high frequency superimposing unit that superimposes the identification signal for each protection element on each of a plurality of analog signals output from the input conversion unit.
前記アナログ信号が供給される補助トランスと、
前記補助トランスから出力されるアナログ信号が供給される抵抗回路と、備え、
前記入力変換基板は、
前記保護要素ごとに前記抵抗回路から出力されるアナログ信号に、前記識別用信号出力部から出力された前記保護要素ごとの前記識別用信号を加算し、当該加算信号を対応する前記通信回線へ供給する加算器を備える
ことを特徴とする請求項1記載のディジタル保護制御装置。 The input converter is
An auxiliary transformer to which the analog signal is supplied;
A resistor circuit to which an analog signal output from the auxiliary transformer is supplied, and
The input conversion board is:
The identification signal for each protection element output from the identification signal output unit is added to the analog signal output from the resistance circuit for each protection element, and the added signal is supplied to the corresponding communication line. The digital protection control apparatus according to claim 1, further comprising an adder that performs the operation.
ことを特徴とする請求項1記載のディジタル保護制御装置。 The digital protection control device according to claim 1, wherein the control unit determines soundness of an analog circuit of a power system based on the identification signal transmitted from the input conversion board to the control board.
保護要素ごとに設けられる入力変換部を介して、外部から入力される電力系統のアナログ信号に対し所定の変換処理をするとともに変換後のアナログ信号を出力し、
識別信号出力部を介して、自己の基板を識別するためのアナログ信号である識別用信号を出力し、
前記ディジタル保護制御装置内に備わる制御基板が、
入力部を介して、前記入力変換基板から供給されるアナログ信号をディジタル信号に変換して入力し、
制御部を介して、前記ディジタル信号に基づいて所定の保護制御演算を実行して電力系統の保護制御を行い、
演算処理部を介して、前記ディジタル信号に変換された前記識別用信号に基づいて前記入力変換基板の種類を識別する
ことを特徴とするディジタル保護制御装置の基板識別方法。 The input conversion board provided in the digital protection control device
Through the input conversion unit provided for each protection element, it performs a predetermined conversion process on the analog signal of the power system input from the outside and outputs the converted analog signal,
Via the identification signal output unit, an identification signal that is an analog signal for identifying its own board is output,
A control board provided in the digital protection control device,
Via the input unit, the analog signal supplied from the input conversion board is converted into a digital signal and input,
Via the control unit, a predetermined protection control calculation is performed based on the digital signal to perform protection control of the power system,
A substrate identification method for a digital protection control device, wherein the type of the input conversion substrate is identified on the basis of the identification signal converted into the digital signal via an arithmetic processing unit.
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