特許 6882128 タービン保護装置およびタービン保護装置の診断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6882128

(24)【登録日】2021年5月10日

(45)【発行日】2021年6月2日

(54)【発明の名称】タービン保護装置およびタービン保護装置の診断方法

(51)【国際特許分類】

   F01D 21/14 20060101AFI20210524BHJP

【ＦＩ】

   F01D21/14 C

   F01D21/14 A

【請求項の数】9

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2017-179502(P2017-179502)

(22)【出願日】2017年9月19日

(65)【公開番号】特開2019-56307(P2019-56307A)

(43)【公開日】2019年4月11日

【審査請求日】2020年2月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100082991

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 泰和

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100124372

【弁理士】

【氏名又は名称】山ノ井 傑

(74)【代理人】

【識別番号】100120385

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 健之

(72)【発明者】

【氏名】アフィフ マシュラフル

【審査官】 中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０８６８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６４−０８８１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３４０１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６４−０７０８０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｄ ２１／１４

Ｆ０１Ｄ ２１／００

Ｆ０１Ｄ １７／００

Ｆ０１Ｄ ２５／００

Ｇ０５Ｂ ９／０２

Ｇ０５Ｂ ９／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タービンプラントの正常状態または異常状態を示す状態信号を入力し、前記入力された状態信号を複数に分岐させて出力する複数の入力モジュールと、
前記複数の入力モジュールのそれぞれから複数に分岐されて出力された前記状態信号のうち、前記入力モジュール毎の１つずつの状態信号を組み合わせた複数の状態信号を入力し、前記入力された複数の状態信号の過半数が前記異常状態を示す場合に、タービンを停止すると判定する複数の停止判定回路と、
前記複数の停止判定回路の過半数が前記タービンを停止すると判定した場合に、前記タービンの駆動信号の出力を停止する出力モジュールと、
前記複数の入力モジュールのうちの選択された診断対象入力モジュールに、前記診断対象入力モジュールの異常の有無を診断するための入力診断信号を入力する診断回路と、を備え、
前記診断対象入力モジュールは、前記入力された入力診断信号に基づいて前記異常状態を示すように前記入力された状態信号を処理した入力診断時状態信号を、前記複数の停止判定回路および前記診断回路に出力し、前記診断対象入力モジュール以外の入力モジュールは、前記入力された状態信号を前記複数の停止判定回路に出力し、
前記診断回路は、前記入力診断時状態信号と前記入力診断信号とを比較することで、前記入力診断時状態信号が前記正常状態および前記異常状態のいずれを示すかを判定し、前記入力診断時状態信号が前記正常状態を示す場合には、前記診断対象入力モジュールが異常であると診断して警報を出力し、前記入力診断時状態信号が前記異常状態を示す場合には、前記診断対象入力モジュールが正常であると診断して警報を出力しない、タービン保護装置。

【請求項2】

タービンプラントの正常状態または異常状態を示す状態信号を入力し、前記入力された状態信号を複数に分岐させて出力する複数の入力モジュールと、
前記複数の入力モジュールのそれぞれから複数に分岐されて出力された前記状態信号のうち、前記入力モジュール毎の１つずつの状態信号を組み合わせた複数の状態信号を入力し、前記入力された複数の状態信号の過半数が前記異常状態を示す場合に、タービンを停止すると判定する複数の停止判定回路と、
前記複数の停止判定回路の過半数が前記タービンを停止すると判定した場合に、前記タービンの駆動信号の出力を停止する出力モジュールと、
前記複数の入力モジュールのうちの選択された診断対象入力モジュールに、前記診断対象入力モジュールの異常の有無を診断するための入力診断信号を入力する診断回路と、を備え、
前記診断対象入力モジュールは、前記異常状態を示すように前記入力された状態信号を処理した入力診断時状態信号を、前記複数の停止判定回路および前記診断回路に出力し、前記診断対象入力モジュール以外の入力モジュールは、前記入力された状態信号を前記複数の停止判定回路に出力し、
前記診断回路は、前記入力診断時状態信号と前記入力診断信号とを比較することで、前記入力診断時状態信号が前記正常状態および前記異常状態のいずれを示すかを判定し、前記入力診断時状態信号が前記正常状態を示す場合には、前記診断対象入力モジュールが異常であると診断して警報を出力し、前記入力診断時状態信号が前記異常状態を示す場合には、前記診断対象入力モジュールが正常であると診断して警報を出力せず、
前記診断回路は、前記診断対象入力モジュールに、前記入力診断信号として、前記停止判定回路の判定所要時間より短い周期を有するパルス信号を入力し、
前記停止判定回路は、前記入力診断時状態信号が前記異常状態を示すことで、前記入力された複数の状態信号のうち前記異常状態を示す総数が前記正常状態を示す総数より１つ多くなる場合には、前記入力診断時状態信号が示す異常状態を無視して前記タービンを停止しないと判定する、タービン保護装置。

【請求項3】

前記停止判定回路は、前記入力された複数の状態信号の過半数が前記正常状態を示す場合に、前記タービンを停止しないと判定し、
前記出力モジュールは、前記複数の停止判定回路の過半数が前記タービンを停止しないと判定した場合に、前記駆動信号を出力する、請求項１または２に記載のタービン保護装置。

【請求項4】

前記診断回路は、前記複数の停止判定回路のうちの選択された入力対象停止判定回路に、前記出力モジュールの異常の有無を診断するための出力診断信号を入力し、
前記入力対象停止判定回路は、前記タービンを停止すると判定し、前記入力対象停止判定回路以外の停止判定回路は、前記入力された複数の状態信号の過半数が示す状態に基づいて、前記タービンの停止の有無を判定し、
前記出力モジュールは、前記入力対象停止判定回路の判定結果に応じた前記出力モジュールの動作状態を監視するための出力監視信号を前記診断回路に出力し、
前記診断回路は、前記出力監視信号と前記出力診断信号とを比較することで、前記出力監視信号が前記タービンの停止の有無のいずれの判定結果に応じた動作状態を示すかを判定し、前記出力監視信号が前記タービンを停止しないとの判定結果に応じた動作状態を示す場合には、前記出力モジュールが異常であると診断して警報を出力し、一方、前記出力監視信号が前記タービンを停止するとの判定結果に応じた動作状態を示す場合には、前記出力モジュールが正常であると診断して警報を出力しない、請求項１〜３のいずれか１項に記載のタービン保護装置。

【請求項5】

前記停止判定回路は、前記タービンの停止の有無の判定結果として、前記入力された複数の状態信号の過半数の状態を示す判定信号を出力する多数決回路と、
前記判定信号に前記パルス信号の周期よりも長い遅延時間を付与することで、前記判定信号から前記パルス信号による異常状態を示す信号区間が除去された前記正常状態を示す判定信号を出力する遅延タイマと、を有し、
前記停止判定回路の判定所要時間は、前記遅延タイマの遅延時間である、請求項２に記載のタービン保護装置。

【請求項6】

前記診断回路は、前記判定信号と前記入力診断信号とを比較することで、前記判定信号が前記正常状態および前記異常状態のいずれを示すかを判定し、前記判定信号が前記正常状態を示す場合には、前記停止判定回路が異常であると診断して警報を出力し、一方、前記判定信号が前記異常状態を示す場合には、前記停止判定回路が正常であると診断して警報を出力しない、請求項５に記載のタービン保護装置。

【請求項7】

前記診断回路は、前記入力対象停止判定回路以外の停止判定回路が前記タービンを停止すると判定した場合には、前記入力対象停止判定回路に前記出力診断信号を入力しない、請求項４に記載のタービン保護装置。

【請求項8】

前記停止判定回路は、異常であると診断された前記入力モジュールからの前記状態信号を、異常状態を示すように変換し、
前記出力モジュールは、異常であると診断された前記停止判定回路からの前記判定信号を、異常状態を示すように変換する、請求項６に記載のタービン保護装置。

【請求項9】

複数の入力モジュールにより、タービンプラントの正常状態または異常状態を示す状態信号を入力し、前記入力された状態信号を複数に分岐させて出力する工程と、
複数の停止判定回路により、前記複数の入力モジュールのそれぞれから複数に分岐されて出力された前記状態信号のうち、前記入力モジュール毎の１つずつの状態信号を組み合わせた複数の状態信号を入力し、前記入力された複数の状態信号の過半数が前記異常状態を示す場合に、タービンを停止すると判定する工程と、
出力モジュールにより、前記複数の停止判定回路の過半数が前記タービンを停止すると判定した場合に、前記タービンの駆動信号の出力を停止する工程と、
診断回路により、前記複数の入力モジュールのうちの選択された診断対象入力モジュールに、前記診断対象入力モジュールの異常の有無を診断するための入力診断信号を入力する工程と、
前記診断対象入力モジュールにより、前記異常状態を示すように前記入力された状態信号を処理した入力診断時状態信号を、前記複数の停止判定回路および前記診断回路に出力し、前記診断対象入力モジュール以外の入力モジュールにより、前記入力された状態信号を前記複数の停止判定回路に出力する工程と、
前記診断回路により、前記入力診断時状態信号と前記入力診断信号とを比較することで、前記入力診断時状態信号が前記正常状態および前記異常状態のいずれを示すかを判定し、前記入力診断時状態信号が前記正常状態を示す場合には、前記診断対象入力モジュールが異常であると診断して警報を出力し、前記入力診断時状態信号が前記異常状態を示す場合には、前記診断対象入力モジュールが正常であると診断して警報を出力しない工程と、を備え、
前記診断回路は、前記診断対象入力モジュールに、前記入力診断信号として、前記停止判定回路の判定所要時間より短い周期を有するパルス信号を入力し、
前記停止判定回路は、前記入力診断時状態信号が前記異常状態を示すことで、前記入力された複数の状態信号のうち前記異常状態を示す総数が前記正常状態を示す総数より１つ多くなる場合には、前記入力診断時状態信号が示す異常状態を無視して前記タービンを停止しないと判定するタービン保護装置の診断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明による実施形態は、タービン保護装置およびタービン保護装置の診断方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、タービンプラントの異常を検知してタービンを停止させることでタービンを故障から保護するタービン保護装置が採用されていた。タービン保護装置は、その一部に故障が生じた場合でもタービンを保護する機能を維持し続ける冗長性すなわち可用性を高めるために、タービンの停止の有無を判定するトリップ判定回路を３つ備えた三重化構造を有していた。

【0003】

各トリップ判定回路の入力側には、共通の３つの入力モジュールが接続されている。一方、各トリップ判定回路の出力側には、共通の１つの出力モジュールが接続されている。出力モジュールは、各トリップ判定回路の判定結果に基づいて、作動流体（蒸気等）の流路を開閉する電磁弁への励磁信号の出力を停止して電磁弁を閉鎖することで、タービンを停止させる。

【0004】

各入力モジュールのそれぞれには、タービンプラントの正常状態または異常状態を示し、タービンの停止の有無の判定に用いられるトリップ信号が入力される。各トリップ信号は、タービンプラントの同一の検出対象（例えば、タービン回転数、蒸気温度、蒸気圧力等）を検出するためにタービンプラントに設けられた３つの計器のそれぞれの検出結果に基づいて生成された信号である。トリップ信号は、検出対象が正常状態であればＯＮ信号となり、一方、検出対象が異常状態であればＯＦＦ信号となる。各入力モジュールは、それぞれに入力されたトリップ信号を、３つに分岐させて３つのトリップ判定回路のそれぞれに出力する。

【0005】

各トリップ判定回路は、３つの入力モジュールのそれぞれから入力された合計３つのトリップ信号のうち、２つ以上がＯＦＦ信号であれば、タービンを停止すると判定し、一方、２つ以上がＯＮ信号であれば、タービンを停止しないと判定する、２ ｏｕｔ ｏｆ ３判定を行う。各トリップ判定回路は、２ ｏｕｔ ｏｆ ３判定の判定結果を示す信号として、タービンを停止すると判定したＯＦＦ信号またはタービンを停止しないと判定したＯＮ信号を出力モジュールに出力する。

【0006】

出力モジュールは、各トリップ判定回路のそれぞれから入力された合計３つの判定結果のうち、多数側となる２つ以上の判定結果にしたがって、電磁弁への励磁信号の出力の有無を選択する２ ｏｕｔ ｏｆ ３選択を行う。そして、出力モジュールは、２ ｏｕｔ ｏｆ ３選択にしたがって、電磁弁への励磁信号の出力を実行または停止する。

【0007】

２ ｏｕｔ ｏｆ ３によれば、３つの入力モジュールのうちの１つが故障してトリップ信号が示す状態（ＯＮ／ＯＦＦ）が誤っている場合であっても、他の２つの入力モジュールが正常であればタービンの停止の有無をある程度正確に判定することができる。これにより、タービン保護装置の冗長性を確保することができる。

【0008】

このようなタービン保護装置には、従来から、タービン保護装置の信頼性を強化するために、タービン保護装置自身の異常の有無を診断する自己診断機能が備えられていた。

【0009】

従来の自己診断機能は、トリップ判定回路の判定結果の論理（ＯＮ／ＯＦＦ）と、トリップ信号の論理とを比較し、両者が一致しない場合に、トリップ信号が異常であると診断していた。そして、自己診断機能は、プラント監視操作員にトリップ信号の異常を警報によって通知していた。

【0010】

しかしながら、従来の自己診断機能では、３つの入力モジュールのそれぞれから出力されるトリップ信号がいずれも正常状態を示すＯＮ信号となる場合に、入力モジュールの故障によってトリップ信号がＯＮ側に固定されていることを検知することができなかった。このため、従来は、自己診断の精度を向上させることが困難であるといった問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２０１４−４８８５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、自己診断の精度を向上させることができるタービン保護装置およびタービン保護装置の診断方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本実施形態によるタービン保護装置は、
タービンプラントの正常状態または異常状態を示す状態信号を入力し、前記入力された状態信号を複数に分岐させて出力する複数の入力モジュールと、
前記複数の入力モジュールのそれぞれから複数に分岐されて出力された前記状態信号のうち、前記入力モジュール毎の１つずつの状態信号を組み合わせた複数の状態信号を入力し、前記入力された複数の状態信号の過半数が前記異常状態を示す場合に、タービンを停止すると判定する複数の停止判定回路と、
前記複数の停止判定回路の過半数が前記タービンを停止すると判定した場合に、前記タービンの駆動信号の出力を停止する出力モジュールと、
前記複数の入力モジュールのうちの選択された診断対象入力モジュールに、前記診断対象入力モジュールの異常の有無を診断するための入力診断信号を入力する診断回路と、を備え、
前記診断対象入力モジュールは、前記異常状態を示すように前記入力された状態信号を処理した入力診断時状態信号を、前記複数の停止判定回路および前記診断回路に出力し、前記診断対象入力モジュール以外の入力モジュールは、前記入力された状態信号を前記複数の停止判定回路に出力し、
前記診断回路は、前記入力診断時状態信号と前記入力診断信号とを比較することで、前記入力診断時状態信号が前記正常状態および前記異常状態のいずれを示すかを判定し、前記入力診断時状態信号が前記正常状態を示す場合には、前記診断対象入力モジュールが異常であると診断して警報を出力し、前記入力診断時状態信号が前記異常状態を示す場合には、前記診断対象入力モジュールが正常であると診断して警報を出力しない。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、タービン保護装置の自己診断の精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１の実施形態によるタービン保護装置を示すブロック図である。

【図2A】第１の実施形態によるタービン保護装置の診断方法として、入力診断における信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。

【図2B】第１の実施形態によるタービン保護装置の診断方法として、出力診断における信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。

【図3】第２の実施形態によるタービン保護装置を示すブロック図である。

【図4A】第２の実施形態によるタービン保護装置の診断方法として、入力診断における信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。

【図4B】第２の実施形態によるタービン保護装置の診断方法として、タービントリップを抑制した入力診断における信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。

【図5】第２の実施形態によるタービン保護装置の診断方法として、タービントリップを抑制した入力診断を示す模式図である。

【図6】第２の実施形態によるタービン保護装置の診断方法として、タービントリップを抑制した入力診断を示す信号波形図である。

【図7A】第２の実施形態によるタービン保護装置の診断方法として、トリップ判定診断における信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。

【図7B】第２の実施形態によるタービン保護装置の診断方法として、入力対象トリップ判定回路以外のトリップ判定回路の異常に応じた出力診断信号のブロック制御を示す図である。

【図8】第３の実施形態によるタービン保護装置を示すブロック図である。

【図9A】第３の実施形態によるタービン保護装置の診断方法において、入力異常に応じた入力診断時トリップ信号の自動ＯＦＦ制御を示す図である。

【図9B】第３の実施形態によるタービン保護装置の診断方法において、トリップ判定異常に応じた判定信号の自動ＯＦＦ制御を示す図である。

【図9C】第３の実施形態によるタービン保護装置の診断方法において、複数接点強制ガイド式リレーの異常に応じた判定信号の自動ＯＦＦ制御を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。また、実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

【0017】

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態によるタービン保護装置について説明する。第１の実施形態のタービン保護装置は、タービンを有するタービンプラントに備えられ、タービンプラントの異常を検知してタービンを停止させることでタービンを保護するために用いることができる。

【0018】

図１は、第１の実施形態によるタービン保護装置１を示すブロック図である。タービン保護装置１は、例えば、プロセッサや電気回路などのハードウェアで構成される。タービン保護装置１の一部をソフトウェアで構成してもよい。また、タービン保護装置１の構成部は、１つの機器や設備に搭載されていてもよく、または、一部の構成部が、他の構成部との間で外部ネットワークを通じて通信可能な装置（例えばクラウド上のサーバやデータベース）上にあってもよい。

【0019】

図１に示すように、第１の実施形態のタービン保護装置１は、複数の入力モジュールの一例である第１入力モジュール３Ａ、第２入力モジュール３Ｂおよび第３入力モジュール３Ｃと、複数の停止判定回路の一例である第１トリップ判定回路５Ａ、第２トリップ判定回路５Ｂおよび第３トリップ判定回路５Ｃとを備える。また、タービン保護装置１は、出力モジュール１２と、診断回路の一例である自己診断回路１５とを備える。以下、これらのタービン保護装置１の構成部について具体的に説明する。

【0020】

（入力モジュール３Ａ〜３Ｃ）
入力モジュール３Ａ〜３Ｃは、入力端がタービンプラントの所定の検出対象（例えば、タービン回転数、蒸気温度、蒸気圧力等）を検出するためにタービンプラントに設けられた計器２Ａ〜２Ｃに接続されている。

【0021】

入力モジュール３Ａ〜３Ｃは、それぞれに接続された計器２Ａ〜２Ｃから、状態信号の一例として、検出対象すなわちタービンプラントの正常状態または異常状態を示すトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃを入力する。なお、計器２Ａ〜２Ｃは、検出対象を共通にする。共通の検出対象を複数の計器２Ａ〜２Ｃで検出し、各計器２Ａ〜２Ｃから出力されたトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃをタービンの停止の有無の判定に用いることで、１つの計器が故障しても他の計器からのトリップ信号を用いて判定を行うことができる。これにより、タービン保護装置１の冗長性を確保することができる。

【0022】

トリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃは、検出対象が正常状態である場合にはＯＮ信号（すなわち、ハイレベル）となり、検出対象が異常状態である場合にはＯＦＦ信号（すなわち、ロウレベル）となる電気信号である。

【0023】

入力モジュール３Ａ〜３Ｃは、入力されたトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃを３つに分岐させて、第１トリップ判定回路５Ａ、第２トリップ判定回路５Ｂおよび第３トリップ判定回路５Ｃに出力する。

【0024】

より具体的には、入力モジュール３Ａ〜３Ｃのうちの診断対象として選択された診断対象入力モジュール３Ａ〜３Ｃには、自己診断回路１５から、入力モジュール３Ａ〜３Ｃの異常の有無の診断（以下、入力診断とも呼ぶ）を行うための入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃが入力される。入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃは、入力診断の実行時間にＯＮ信号となり、入力診断の実行時間以外の時間にＯＦＦ信号となる電気信号である。なお、図１には、一例として、ＯＮ状態の入力診断信号Ｓ３Ａが示されている。以下、入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３ＣがＯＮ信号となることを、入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃが入力されるとも呼び、入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３ＣがＯＦＦ信号となることを、入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃが入力されないとも呼ぶ。

【0025】

診断対象入力モジュール３Ａ〜３Ｃは、異常状態を示すようにトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃを処理した入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃを、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃおよび自己診断回路１５に出力する。

【0026】

より具体的には、図１の例において、入力モジュール３Ａ〜３Ｃは、入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃが入力されたときに入力されたトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃを、強制的にＯＦＦ信号になるように制御する動作を実行する入力信号強制動作回路１９Ａ〜１９Ｃを有する。

【0027】

入力信号強制動作回路１９Ａ〜１９Ｃは、論理積部１９１Ａ〜１９１Ｃと論理否定部１９２Ａ〜１９２Ｃとを有する。論理積部１９１Ａ〜１９１Ｃは、２つの入力端のうち一方の入力端が、計器２Ａ〜２Ｃが接続され、他方の入力端が、論理否定部１９２Ａ〜１９２Ｃを介して自己診断回路１５に接続され、出力端が入力モジュール３Ａ〜３Ｃの出力端を構成する。

【0028】

入力信号強制動作回路１９Ａ〜１９Ｃは、論理否定部１９２Ａ〜１９２Ｃによって入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃ（ＯＮ信号）を論理否定した論理否定信号（ＯＦＦ信号）と、トリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃとの論理積を、論理積部１９１Ａ〜１９１Ｃによって算出する。論理積を算出することで、入力信号強制動作回路１９Ａ〜１９Ｃは、トリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃを、強制的に異常状態を示す入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃ（ＯＦＦ信号）に変換する。そして、入力信号強制動作回路１９Ａ〜１９Ｃは、変換された入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃを、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃおよび自己診断回路１５に出力する。なお、図１には、入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃの正常な波形としてＯＦＦ波形が示されている。

【0029】

一方、診断対象入力モジュール３Ａ〜３Ｃ以外の入力モジュール３Ａ〜３Ｃは、トリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃをそのままの状態でトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃおよび自己診断回路１５に出力する。具体的には、図１の例において、診断対象入力モジュール３Ａ〜３Ｃ以外の入力モジュール３Ａ〜３Ｃの入力信号強制動作回路１９Ａ〜１９Ｃは、入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃ（ＯＦＦ信号）の論理否定信号（ＯＮ信号）と、トリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃとの論理積を算出して出力する。これにより、診断対象入力モジュール３Ａ〜３Ｃ以外の入力モジュール３Ａ〜３Ｃは、トリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃをそのままの状態すなわち論理でトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃおよび自己診断回路１５に出力することができる。

【0030】

以上のように構成された入力モジュール３Ａ〜３Ｃによれば、入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃの入力の有無に応じて入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃおよびトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃのいずれかを出力することで、タービンの駆動中に入力診断を行うことができる。また、入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃ（ＯＦＦ信号）を用いることで、後述するように、入力モジュール３Ａ〜３ＣのＯＮ側への故障を簡便かつ確実に検知することができる。

【0031】

（トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃ）
トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃは、３つの入力端が入力モジュール３Ａ〜３Ｃのそれぞれの出力端に接続され、１つの出力端が出力モジュール１２に接続されている。

【0032】

トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃは、入力モジュール３Ａ〜３Ｃのそれぞれから３つに分岐されて出力されたトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃのうち、入力モジュール３Ａ〜３Ｃ毎に１つずつのトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃを組み合わせた３つのトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃを入力する。

【0033】

また、入力診断時に、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃは、診断対象入力モジュール３Ａ〜３Ｃから出力された入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃを入力し、診断対象入力モジュール３Ａ〜３Ｃ以外の入力モジュール３Ａ〜３Ｃから出力されたトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃを入力する。

【0034】

トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃは、入力されたトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃ、Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃの過半数が異常状態を示すＯＦＦ信号である場合に、タービンを停止すると判定する。一方、トリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃは、入力されたトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃ、Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃの過半数が正常状態を示すＯＮ信号である場合に、タービンを停止しないと判定する。

【0035】

具体的には、図１の例において、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃは、多数決回路の一例である２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａ〜６Ｃを有する。２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａ〜６Ｃの入力端は、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃの入力端と共通である。

【0036】

２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａ〜６Ｃは、入力端から入力されたトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃ、Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃのうち、過半数である２以上のトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃ、Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃが示す状態に基づいて、タービンの停止の有無を決定する。より具体的には、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃは、タービンの停止の有無の判定結果として、過半数である２以上のトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃ、Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃの論理（状態）を示す判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃを出力する。

【0037】

また、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃのうちの入力対象とした選択された入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃには、自己診断回路１５から、出力モジュール１２の異常の有無の診断（以下、出力診断とも呼ぶ）を行うための出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃが入力される。出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃは、出力診断の実行時間にＯＮ信号となり、出力診断の実行時間以外の時間にＯＦＦ信号となる電気信号である。以下、出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５ＣがＯＮ信号となることを、出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃが入力されるとも呼び、出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５ＣがＯＦＦ信号となることを、出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃが入力されないとも呼ぶ。

【0038】

入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃは、タービンを停止すると判定し、判定結果を出力モジュール１２に出力する。

【0039】

より具体的には、図１の例において、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃは、出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃが入力されたときに入力された判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃを、強制的にＯＦＦ信号になるように制御する動作を実行する出力信号強制動作回路７Ａ〜７Ｃを有する。

【0040】

出力信号強制動作回路７Ａ〜７Ｃは、論理積部７１Ａ〜７１Ｃと論理否定部７２Ａ〜７２Ｃとを有する。論理積部７１Ａ〜７１Ｃは、２つの入力端のうち一方の入力端が、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａ〜６Ｃの出力端に接続され、他方の入力端が、論理否定部７２Ａ〜７２Ｃを介して自己診断回路１５に接続され、出力端がトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃの出力端を構成する。

【0041】

出力信号強制動作回路７Ａ〜７Ｃは、論理否定部７２Ａ〜７２Ｃによって出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃ（ＯＮ信号）を論理否定した論理否定信号（ＯＦＦ信号）と、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａ〜６Ｃからの判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃとの論理積を、論理積部７１Ａ〜７１Ｃによって算出する。論理積を算出することで、入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃは、タービンを停止するとの判定結果を示すように判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃを処理した出力診断時判定信号Ｓ６Ａ〜Ｓ６Ｃを生成する。そして、入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃは、生成された出力診断時判定信号Ｓ６Ａ〜Ｓ６Ｃを出力モジュール１２に出力する。なお、図１には、出力診断時判定信号Ｓ６Ａ〜Ｓ６Ｃの正常な波形としてＯＦＦ波形が示されている。

【0042】

一方、入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃ以外のトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃは、入力されたトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃ、Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃの過半数が示す状態に基づいてタービンの停止の有無を判定する。すなわち、入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃ以外のトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃは、判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃをそのままの状態で出力モジュール１２に出力する。具体的には、図１の例において、入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃ以外のトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃの出力信号強制動作回路７Ａ〜７Ｃは、出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃ（ＯＦＦ信号）の論理否定信号（ＯＮ信号）と、判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃとの論理積を算出して出力モジュール１２に出力する。これにより、出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃが入力されなかったトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃは、判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃをそのままの状態すなわち論理で出力モジュール１２に出力することができる。

【0043】

以上のように構成されたトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃによれば、複数のトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃのそれぞれが、複数の入力モジュール３Ａ〜３Ｃから出力されたトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃを用いてタービンの停止の有無を判定することで、１つの入力モジュール３Ａ〜３Ｃが故障した場合でも、他の入力モジュール３Ａ〜３Ｃからのトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃを用いて判定を行うことができる。これにより、タービン保護装置１の冗長性を更に有効に確保することができる。

【0044】

また、出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃの入力の有無に応じて出力診断時判定信号Ｓ６Ａ〜Ｓ６Ｃおよび判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃのいずれかを出力することで、タービンの駆動中に出力診断を行うことができる。

【0045】

また、出力診断時判定信号Ｓ６Ａ〜Ｓ６Ｃ（ＯＦＦ信号）を用いることで、後述するように、出力モジュール１２の複数接点強制ガイド式リレー１７のＡ接点１７ＡのＯＮ側への短絡故障を簡便かつ確実に検知することができる。

【0046】

（出力モジュール１２）
出力モジュール１２は、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃの過半数がタービンを停止すると判定した場合に、タービンの駆動信号の一例である励磁信号Ｓ７の出力を停止する。一方、出力モジュール１２は、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃの過半数がタービンを停止しないと判定した場合に、励磁信号Ｓ７を出力する。

【0047】

励磁信号Ｓ７が出力されたとき、電磁弁５０は、蒸気の流路を開放してタービンに蒸気を供給することで、タービンを駆動させる。一方、励磁信号Ｓ７が停止されたとき、電磁弁５０は、蒸気の流路を閉鎖してタービンへの蒸気の供給を停止することで、タービンを停止すなわちトリップさせる。

【0048】

より具体的には、図１の例において、出力モジュール１２は、複数接点強制ガイド式リレー１７と、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路１３とを有する。

【0049】

複数接点強制ガイド式リレー１７は、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃのそれぞれに対応するようにトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃと同数設けられている。

【0050】

複数接点強制ガイド式リレー１７は、電磁石１７１と、ガイド（リンク機構）１７２で連結されたＡ接点１７ＡおよびＢ接点１７Ｂとを有する。電磁石１７１は、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃの出力端に接続されている。Ａ接点１７Ａは、図示しない電源と２ｏｕｔ ｏｆ ３回路１３の入力端との間に接続されている。Ｂ接点１７Ｂは、電源と自己診断回路１５との間に接続されている。なお、図１には、第１トリップ判定回路５Ａに対応する複数接点強制ガイド式リレー１７のみが詳細に図示されているが、他のトリップ判定回路５Ｂ、５Ｃに対応する複数接点強制ガイド式リレー１７も同様の構成を有する。

【0051】

電磁石１７１には、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃから判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃ、Ｓ６Ａ〜Ｓ６Ｃが入力される。タービンを停止しないとの判定結果を示す判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃ（ＯＮ信号）が入力された場合、電磁石１７１は、電磁力を発生させることで、Ａ接点１７Ａをオンし、Ｂ接点１７Ｂをオフする方向にガイド１７２を移動させる。一方、タービンを停止するとの判定結果を示す判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃ、Ｓ６Ａ〜Ｓ６Ｃ（ＯＦＦ信号）が入力された場合、電磁石１７１は、電磁力を停止させることで、Ａ接点１７Ａをオフし、Ｂ接点１７Ｂをオンする方向にガイド１７２を移動させる。

【0052】

Ａ接点１７Ａは、オンすることで、タービンを停止しないとの判定結果を示す判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃ（ＯＮ信号）を、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路１３に入力する。一方、Ａ接点１７Ａは、オフすることで、タービンを停止するとの判定結果を示す判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃ、Ｓ６Ａ〜Ｓ６Ｃ（ＯＦＦ信号）を、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路１３に入力する。なお、複数接点強制ガイド式リレー１７のＡ接点１７Ａは、図１の例に示すように複数（２つ）設けられてもよく、または、１つ設けられていてもよい。

【0053】

Ｂ接点１７Ｂは、Ａ接点１７Ａがオフしたときにオンすることで、入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃの判定結果（Ｓ６Ａ〜Ｓ６Ｃ）に応じた出力モジュール１２の動作状態を監視するための出力監視信号Ｓ８を、自己診断回路１５に出力する。

【0054】

２ｏｕｔ ｏｆ ３回路１３は、過半数である２以上の判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃ、Ｓ６Ａ〜Ｓ６Ｃ（ＯＦＦ信号）がタービンを停止するとの判定結果を示すＯＦＦ信号である場合に、励磁信号Ｓ７を停止する。一方、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路１３は、２以上の判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃがタービンを停止しないとの判定結果を示すＯＮ信号である場合に、励磁信号Ｓ７を出力する。

【0055】

以上のように構成された出力モジュール１２の構成によれば、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路１３による多数決論理を用いた励磁信号Ｓ７の出力制御を行うことで、１つの出力診断時判定信号Ｓ６Ａ〜Ｓ６ＣがＯＦＦ信号であっても、他の２つの判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４ＣがＯＮ信号であることで、出力診断を行いながらも、不要なタービントリップを防止することができる。

【0056】

（自己診断回路１５）
自己診断回路１５は、タービン保護装置１自身の異常の有無を診断する回路である。自己診断回路１５は、入力診断を行うための入力診断回路１６と、出力診断を行うための出力診断回路３１とを有する。

【0057】

［入力診断回路１６］
先ず、自己診断回路１５のうち、入力診断回路１６について詳しく説明する。

【0058】

入力診断回路１６は、入力モジュール３Ａ〜３Ｃのうちの選択した診断対象入力モジュール３Ａ〜３Ｃに、入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃ（ＯＮ信号）を入力する。例えば、入力診断回路１６は、同時に複数の入力モジュール３Ａ〜３Ｃに入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃを入力せず、時間経過にしたがって１つのみの入力モジュール３Ａ〜３Ｃを診断対象入力モジュール３Ａ〜３Ｃとして選択して入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃを入力する。診断対象入力モジュール３Ａ〜３Ｃ以外の入力モジュール３Ａ〜３Ｃに対する入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃは、ＯＦＦ信号となる。

【0059】

より具体的には、図１の例において、入力診断回路１６は、診断開始部１６０と、論理積部１６２とを有する。

【0060】

診断開始部１６０は、入力信号強制動作回路１９Ａ〜１９Ｃの論理否定部１９２Ａ〜１９２Ｃと、論理積部１６２の２つの入力端のうち一方の入力端とに接続されている。

【0061】

論理積部１６２は、他方の入力端が、入力信号強制動作回路１９Ａ〜１９Ｃの論理積部１９１Ａ〜１９１Ｃの出力端に接続され、出力端が入力診断回路１６の出力端を構成する。

【0062】

診断開始部１６０は、診断対象入力モジュール３Ａ〜３Ｃを選択し、選択された診断対象入力モジュール３Ａ〜３Ｃに、入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃを入力する。

【0063】

入力診断回路１６は、入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃと入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃとを比較することで、入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃが正常状態（ＯＮ信号）および異常状態（ＯＦＦ信号）のいずれを示すかを判定する。図１の例において、入力診断回路１６は、論理積部１６２により、診断開始部１６０から入力された入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃと、診断対象入力モジュール３Ａ〜３Ｃから入力された入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃとの論理積を算出する。論理積を算出することで、入力診断回路１６は、入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃが正常状態および異常状態のいずれを示すかを判定する。

【0064】

そして、論理積部１６２で算出された論理積がＯＮである場合、入力診断回路１６は、入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃが正常状態を示すＯＮ信号であると判定する。この場合、入力診断回路１６は、診断対象入力モジュール３Ａ〜３Ｃが異常であると診断する。一方、論理積部１６２で算出された論理積がＯＦＦである場合、入力診断回路１６は、入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃが異常状態を示すＯＦＦ信号であると判定する。この場合、入力診断回路１６は、診断対象入力モジュール３Ａ〜３Ｃが正常であると診断する。

【0065】

そして、入力診断回路１６は、診断対象入力モジュール３Ａ〜３Ｃが異常であると診断した場合には、論理積部１６２で算出された論理積によるＯＮ信号を、入力異常警報Ａｉｎとして出力する。入力異常警報Ａｉｎは、例えば、スピーカによる音声出力や表示部による画像表示の態様で最終出力される。一方、入力診断回路１６は、診断対象入力モジュール３Ａ〜３Ｃが正常であると診断した場合には、入力異常警報Ａｉｎを出力しない。

【0066】

［出力診断回路３１］
次に、自己診断回路１５のうち、出力診断回路３１について詳しく説明する。

【0067】

出力診断回路３１は、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃのうちの出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃ（ＯＮ信号）の入力対象として選択した入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃに、出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃを入力する。例えば、出力診断回路３１は、同時に複数のトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃに出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃを入力せず、時間経過にしたがって１つのみのトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃを入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃとして選択して出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃを入力する。入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃ以外のトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃに対する出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃは、ＯＦＦ信号となる。

【0068】

より具体的には、図１の例において、出力診断回路３１は、診断開始部３１０と、論理積部３１２と、論理否定部３１３とを有する。

【0069】

診断開始部３１０は、出力信号強制動作回路７Ａ〜７Ｃの論理否定部７２Ａ〜７２Ｃと、論理積部３１２の２つの入力端のうち一方の入力端とに接続されている。

【0070】

論理積部３１２は、他方の入力端が論理否定部３１３を介して複数接点強制ガイド式リレー１７のＢ接点１７Ｂに接続され、出力端が出力診断回路３１の出力端を構成する。

【0071】

診断開始部３１０は、入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃを選択し、選択された入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃに、出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃを入力する。

【0072】

出力診断回路３１は、出力監視信号Ｓ８と出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃとを比較することで、出力監視信号Ｓ８がタービンの停止の有無のいずれの判定結果に応じた動作状態を示すかを判定する。図１の例において、出力診断回路３１は、論理積部３１２により、診断開始部３１０から入力された出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃと、複数接点強制ガイド式リレー１７（すなわち、出力モジュール１２）から入力された出力監視信号Ｓ８を論理否定部３１３で論理否定した論理否定信号Ｓ９との論理積を算出する。論理積を算出することで、出力診断回路３１は、出力監視信号Ｓ８がタービンの停止の有無のいずれの判定結果に応じた出力モジュール１２の動作状態を示すかを判定する。

【0073】

そして、論理積部３１２で算出された論理積がＯＮ信号である場合、出力診断回路３１は、出力監視信号Ｓ８がタービンを停止しないとの判定結果に応じた動作状態を示すＯＦＦ信号であると判定する。この場合、出力診断回路３１は、出力モジュール１２に入力された出力診断時判定信号Ｓ６Ａ〜Ｓ６Ｃがタービンを停止するとの判定結果を示すＯＦＦ信号であるにもかかわらず、出力監視信号Ｓ８がタービンを停止しないとの判定結果に応じたＯＦＦ信号であるため、出力モジュール１２が異常であると診断する。

【0074】

一方、論理積部３１２で算出された論理積がＯＦＦ信号である場合、出力診断回路３１は、出力監視信号Ｓ８がタービンを停止するとの判定結果に応じた動作状態を示すＯＮ信号であると判定する。この場合、出力診断回路３１は、出力モジュール１２に入力された出力診断時判定信号Ｓ６Ａ〜Ｓ６Ｃがタービンを停止するとの判定を示すＯＦＦ信号であり、出力監視信号Ｓ８もタービンを停止するとの判定結果に応じたＯＦＦ信号であるため、出力モジュール１２が正常であると診断する。

【0075】

そして、出力診断回路３１は、出力モジュール１２が異常であると診断した場合には、論理積部３１２で算出された論理積によるＯＮ信号を、出力異常警報Ａｏｕｔとして出力する。出力異常警報Ａｏｕｔは、例えば、スピーカによる音声出力や表示部による画像表示の態様で最終出力される。一方、出力診断回路３１は、出力モジュール１２が異常であると診断した場合には、出力異常警報Ａｏｕｔを出力しない。

【0076】

以上のように構成された自己診断回路１５によれば、トリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃの全てがＯＮ信号の場合であっても、診断対象入力モジュール３Ａ〜３Ｃに入力されたトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃを強制的にＯＦＦした入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃを用いて入力診断を行うことで、診断対象入力モジュール３Ａ〜３ＣのＯＮ側への短絡故障を簡便かつ確実に検知して入力異常警報Ａｉｎを出力することができる。これにより、入力診断の精度を向上させることができる。

【0077】

また、出力診断時判定信号Ｓ６Ａ〜Ｓ６Ｃを用いて出力診断を行うことで、出力モジュール１２の複数接点強制ガイド式リレー１７のＡ接点１７ＡのＯＮ側への短絡故障を簡便かつ確実に検知して出力異常警報Ａｏｕｔを出力することができる。これにより、出力診断の精度を向上させることができる。

【0078】

また、入力診断および出力診断を、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃの２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａ〜６Ｃによる多数決決定および出力モジュール１２の２ｏｕｔ ｏｆ ３回路１３による多数決決定と並行して行うことで、診断中の不要なタービントリップを抑制することができる。

【0079】

（診断方法）
次に、以上のように構成された第１の実施形態によるタービン保護装置１の診断方法について説明する。

【0080】

（入力診断）
図２Ａは、第１の実施形態によるタービン保護装置１の診断方法として、入力診断における信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。図２Ｂは、第１の実施形態によるタービン保護装置１の診断方法として、出力診断における信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。

【0081】

図２Ａには、診断対象入力モジュール３Ａが入力異常を有する場合と有しない場合とに場合分けして、診断対象入力モジュール３Ａに入力されるトリップ信号Ｓ１Ａと、入力診断信号Ｓ３Ａと、入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａと、入力異常警報Ａｉｎとのそれぞれの信号のＯＮ／ＯＦＦ（真理値）が記載されている。なお、図２Ａの例においては、第１入力モジュール３Ａが診断対象入力モジュール３Ａとして選択されているが、例えば、時間経過にしたがって他の入力モジュール３Ｂ、３Ｃが診断対象入力モジュールとして選択されてもよい。

【0082】

図２Ａにおける入力異常は、診断対象入力モジュール３Ａがトリップ信号Ｓ１Ａの論理によらず常にＯＮ信号のみを出力するように故障したＯＮ側への短絡故障である。

【0083】

図２Ａに示すように、診断対象入力モジュール３Ａが入力異常を有しない場合、トリップ信号Ｓ１Ａは、そのＯＮ状態またはＯＦＦ状態によらず、入力信号強制動作回路１９ＡによってＯＦＦ状態の入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａに正常に変換される。

【0084】

この場合、入力診断回路１６は、ＯＮ状態の入力診断信号Ｓ３ＡとＯＦＦ状態の入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａとを比較（論理積）することで、診断対象入力モジュール３Ａが入力異常を有しない（ＯＦＦ）と診断して、入力異常警報Ａｉｎを出力しない。

【0085】

一方、診断対象入力モジュール３Ａが入力異常を有する場合、トリップ信号Ｓ１Ａは、入力信号強制動作回路１９ＡによってＯＦＦ状態の入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａに正常に変換されず、ＯＮ信号となる。

【0086】

この場合、入力診断回路１６は、ＯＮ状態の入力診断信号Ｓ３ＡとＯＮ状態の入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａとを比較（論理積）することで、診断対象入力モジュール３Ａが異常を有する（ＯＮ）と診断して、入力異常警報Ａｉｎを出力する。

【0087】

このように、異常状態を示すように入力診断信号Ｓ３Ａを処理した入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａ（ＯＦＦ信号）に基づいて入力診断を行うことで、診断対象入力モジュール３ＡがＯＮ側に短絡故障していることを簡便かつ確実に検知して、入力異常警報Ａｉｎを出力することができる。

【0088】

また、入力診断のとき、診断対象入力モジュール３Ａ以外の入力モジュール３Ｂ、３Ｃから出力されたトリップ信号Ｓ１Ｂ、Ｓ１Ｃがいずれも正常状態を示すＯＮ信号である場合、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃでの多数決論理によってタービンを停止しないと判定される。これにより、入力診断を行いながら不要なタービントリップを抑制することができる。

【0089】

（出力診断）
図２Ｂには、出力モジュール１２が出力異常を有する場合と有しない場合とに場合分けして、入力対象トリップ判定回路５Ａの２ｏｕｔ ｏｆ ３回路１３から出力される判定信号Ｓ４Ａと、出力診断信号Ｓ５Ａと、出力診断時判定信号Ｓ６Ａと、出力監視信号Ｓ８と、出力異常警報Ａｏｕｔとのそれぞれの信号のＯＮ／ＯＦＦが記載されている。なお、図２Ｂの例においては、第１トリップ判定回路５Ａが入力対象トリップ判定回路５Ａとして選択されているが、例えば、時間経過にしたがって他のトリップ判定回路５Ｂ、５Ｃが入力対象トリップ判定回路として選択されてもよい。

【0090】

図２Ｂに示すように、出力モジュール１２が出力異常を有しない場合、ＯＦＦ状態の出力診断時判定信号Ｓ６Ａに応じてＡ接点１７Ａがオフし、このＡ接点１７Ａのオフにガイド１７２を介してＢ接点１７Ｂが連動してオンすることで、出力監視信号Ｓ８は、ＯＮ信号となる。

【0091】

この場合、出力診断回路３１は、ＯＮ状態の出力診断信号Ｓ５Ａと、ＯＮ状態の出力監視信号Ｓ８の論理否定信号Ｓ９（ＯＦＦ信号）とを比較（論理積）することで、出力モジュール１２が異常を有しない（ＯＦＦ）と診断して、出力異常警報Ａｏｕｔを出力しない。

【0092】

一方、出力モジュール１２が異常を有する場合、ＯＦＦ状態の出力診断時判定信号Ｓ６Ａに応じてＡ接点１７Ａが適切にオフせず、これに連動してＢ接点１７Ｂが適切にオンしないことで、出力監視信号Ｓ８は、ＯＦＦ信号となる。

【0093】

この場合、出力診断回路３１は、ＯＮ状態の出力診断信号Ｓ５Ａと、ＯＦＦ状態の出力監視信号Ｓ８の論理否定信号Ｓ９（ＯＮ信号）とを比較（論理積）することで、出力モジュール１２が異常を有する（ＯＮ）と診断して、出力異常警報Ａｏｕｔを出力する。

【0094】

このように、タービンを停止すると判定するように判定信号Ｓ４Ａを処理した出力診断時判定信号Ｓ６Ａ（ＯＦＦ信号）に基づいて出力診断を行うことで、出力モジュール１２（Ａ接点１７Ａ）がＯＮ側に短絡故障していることを簡便かつ確実に検知して、出力異常警報Ａｏｕｔを出力することができる。

【0095】

また、Ａ接点１７Ａは、ガイド１７２を介してＢ接点１７Ｂと連結されているため、Ｂ接点１７Ｂからの出力監視信号Ｓ８に基づいて、Ａ接点１７Ａを含めた出力モジュール１２の健全性を判断することができる。

【0096】

また、出力診断のとき、入力対象トリップ判定回路５Ａ以外のトリップ判定回路５Ｂ、５Ｃから出力された判定信号Ｓ４Ｂ、Ｓ４Ｃがいずれも正常状態を示すＯＮ信号である場合、出力モジュール１２での多数決論理によって励磁信号Ｓ７が出力される。これにより、出力診断を行いながら不要なタービントリップを抑制することができる。

【0097】

以上説明したように、第１の実施形態によれば、入力モジュール３Ａ〜３Ｃおよび出力モジュール１２のＯＮ側への短絡故障を簡便かつ確実に検知することができるので、自己診断の精度を向上させることができる。

【0098】

（第２の実施形態）
次に、入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃとしてパルス信号を入力する第２の実施形態によるタービン保護装置１について、第１の実施形態との差異を中心に説明する。

【0099】

図３は、第２の実施形態によるタービン保護装置１を示すブロック図である。第２の実施形態によるタービン保護装置１において、入力診断回路１６は、入力モジュール３Ａ〜３Ｃのそれぞれに対応するように、入力モジュール３Ａ〜３Ｃと同数のブロック１６Ａ〜１６Ｃを有する。各ブロック１６Ａ〜１６Ｃは、対応する入力モジュール３Ａ〜３Ｃの入出力に接続されており、対応する入力モジュール３Ａ〜３Ｃの入力診断を行う。以下、各ブロック１６Ａ〜１６Ｃのことを、入力診断回路１６Ａ〜１６Ｃとも呼ぶ。なお、図３においては、第１入力モジュール３Ａに対応する入力診断回路１６Ａのみを詳細に図示しているが、他の入力診断回路１６Ｂ、１６Ｃも同様の構成を有する。また、図１に示した入力診断回路１６が、図３の入力診断回路１６Ａ〜１６Ｃと同様の構成を有していてもよい。

【0100】

また、第２の実施形態によるタービン保護装置１において、出力診断回路３１は、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃのそれぞれに対応するように、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃと同数のブロック３１Ａ〜３１Ｃを有する。各ブロック３１Ａ〜３１Ｃは、対応するトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃに接続されており、対応するトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃからの出力診断時判定信号Ｓ６Ａ〜Ｓ６Ｃを用いた出力診断を行う。以下、各ブロック３１Ａ〜３１Ｃのことを、出力診断回路３１Ａ〜３１Ｃとも呼ぶ。なお、図３においては、出力診断回路３１Ａのみを詳細に図示しているが、他の出力診断回路３１Ｂ、３１Ｃも同様の構成を有する。また、図１に示した出力診断回路３１が、図３の出力診断回路３１Ａ〜３１Ｃと同様の構成を有していてもよい。

【0101】

（パルス信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃ、遅延タイマ２３）
図３に示すように、第２の実施形態における入力診断回路１６Ａ〜１６Ｃは、図１の構成に加えて、更に、入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃとしてパルス信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃを発生させるパルス発生回路１６１を有する。

【0102】

パルス発生回路１６１には、診断開始部１６０から、診断開始を指示する診断開始信号が入力される。パルス発生回路１６１は、診断開始信号に応じて、診断対象入力モジュール３Ａ〜３Ｃに、入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃとして、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃの判定所要時間より短い周期を有するパルス信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃを入力する。パルス信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃの周期は、例えば、１０ｍｓ以下であってもよいが、これに限定されない。

【0103】

トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃは、入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃが異常状態を示すＯＦＦ信号であることで、入力された複数のトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃ、Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃのうち異常状態を示すＯＦＦ信号の総数が、正常状態を示すＯＮ信号の総数より１つ多くなる場合には、入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃが示す異常状態を無視して、タービンを停止しないと判定する。

【0104】

より具体的には、図３に示すように、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃは、一端が２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａ〜６Ｃの出力端に接続され、他端が論理積部７１Ａ〜７１Ｃの入力端に接続された遅延タイマ２３を有する。なお、図３においては、第１トリップ判定回路５Ａの遅延タイマ２３のみが代表的に図示されているが、他のトリップ判定回路５Ｂ、５Ｃも同様に遅延タイマ２３を有する。

【0105】

遅延タイマ２３は、判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃに、パルス信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃの周期よりも長い遅延時間を付与する。遅延時間は、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃの判定所要時間の一例である。判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃに遅延時間を付与することで、遅延タイマ２３は、判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃからパルス信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃによる異常状態を示すＯＦＦ区間（信号区間）が除去された正常状態を示す判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃ（ＯＮ信号）を出力する。遅延タイマ２３に設定された遅延時間が、既述したトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃの判定の所要時間に相当する。遅延タイマ２３に設定された遅延時間は、例えば、１０ｍｓであってもよいが、これに限定されない。

【0106】

（トリップ判定診断回路２４Ａ〜２４Ｃ）
図３に示すように、第２の実施形態における自己診断回路１５は、図１の構成に加えて、更に、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃの異常の有無の診断（以下、トリップ判定診断とも呼ぶ）を行うトリップ判定診断回路２４Ａ〜２４Ｃを有する。トリップ判定診断回路２４Ａ〜２４Ｃは、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃ毎に独立したトリップ判定診断を行うため、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃに対応するようにトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃと同数設けられている。

【0107】

トリップ判定診断回路２４Ａ〜２４Ｃは、入力診断回路１６Ａ〜１６Ｃからパルス信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃ（入力診断信号）が入力されたとき、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃから入力された判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃと、パルス信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃとを比較する。判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃとパルス信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃとを比較することで、トリップ判定診断回路２４Ａ〜２４Ｃは、判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃが正常状態（ＯＮ）および異常状態（ＯＦＦ）のいずれを示すかを判定する。

【0108】

なお、トリップ判定診断のときは、正常な２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａ〜６Ｃが多数決論理によってＯＦＦ状態の判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃ（ＯＦＦ信号）を出力できるように、入力モジュール３Ａ〜３Ｃのうち過半数である２つの入力モジュール３Ａ〜３Ｃに、ＯＮ状態のパルス信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃが入力される。

【0109】

そして、トリップ判定診断回路２４Ａ〜２４Ｃは、判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃが正常状態を示すＯＮ信号である場合には、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃすなわち２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａ〜６Ｃがトリップ判定異常（すなわち、ＯＮ側への短絡故障）を有すると診断して、トリップ判定異常警報Ａｄを出力する。一方、トリップ判定診断回路２４Ａ〜２４Ｃは、判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃが異常状態を示すＯＦＦ信号である場合には、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃが正常であると診断してトリップ判定異常警報Ａｄを出力しない。

【0110】

より具体的には、図３に示すように、トリップ判定診断回路２４Ａ〜２４Ｃは、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路２４１と、論理積部２４２とを有する。なお、図３においては、トリップ判定診断回路２４Ａのみを詳細に図示しているが、他のトリップ判定診断回路２４Ｂ、２４Ｃも同様に、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路２４１および論理積部２４２を有する。

【0111】

２ｏｕｔ ｏｆ ３回路２４１には、入力モジュール３Ａ〜３Ｃのそれぞれからパルス信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃが入力される。トリップ判定診断のとき、パルス信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃのうち、２つのパルス信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３ＣはＯＮ信号であり、１つのパルス信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃは、ＯＦＦ信号である。２ｏｕｔ ｏｆ ３回路２４１は、入力されたパルス信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃの過半数の状態を示すＯＮ信号を出力する。

【0112】

論理積部２４２は、２つの入力端のうちの一方の入力端が、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路２４１の出力端に接続され、他方の入力端が、対応するトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃの２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａ〜６Ｃの出力端に接続され、出力端がトリップ判定診断回路２４Ａ〜２４Ｃの出力端を構成する。

【0113】

論理積部２４２は、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路２４１から入力されたＯＮ信号と、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃの２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａ〜６Ｃから入力された判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃとの論理積を算出する。論理積を算出することで、トリップ判定診断回路２４Ａ〜２４Ｃは、判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃが正常状態および異常状態のいずれを示すかを判定する。

【0114】

そして、論理積部２４２で算出された論理積がＯＮ信号である場合、トリップ判定診断回路２４Ａ〜２４Ｃは、判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃが正常状態を示すＯＮ信号であると判定する。この場合、トリップ判定診断回路２４Ａ〜２４Ｃは、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃがトリップ判定異常を有すると診断する。一方、論理積部２４２で算出された論理積がＯＦＦ信号である場合、トリップ判定診断回路２４Ａ〜２４Ｃは、判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃが異常状態を示すＯＦＦ信号であると判定する。この場合、トリップ判定診断回路２４Ａ〜２４Ｃは、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃが正常すなわちトリップ判定異常を有しないと診断する。

【0115】

そして、トリップ判定診断回路２４Ａ〜２４Ｃは、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃがトリップ判定異常を有すると診断した場合には、論理積部２４２で算出された論理積によるＯＮ信号を、トリップ判定異常警報Ａｄとして出力する。トリップ判定異常警報Ａｄは、例えば、スピーカによる音声出力や表示部による画像表示の態様で最終出力される。一方、トリップ判定診断回路２４Ａ〜２４Ｃは、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃが正常である（ＯＦＦ）と診断した場合には、トリップ判定異常警報Ａｄを出力しない。

【0116】

（出力診断停止回路３３）
図３に示すように、第２の実施形態における出力診断回路３１Ａ〜３１Ｃは、図１の構成に加えて、更に、出力診断を停止する出力診断停止回路３３を有する。出力診断停止回路３３は、入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃ以外のトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃがタービンを停止すると判定した場合には、入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃに出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃを入力しない。

【0117】

より具体的には、図３の例において、出力診断停止回路３３は、論理積回路で構成されている。すなわち、出力診断停止回路３３は、第１の入力端が診断開始部３１０に接続され、出力端が入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃの出力信号強制動作回路７Ａ〜７Ｃの論理否定部７２Ａ〜７２Ｃに接続されている。また、出力診断停止回路３３は、第２の入力端および第３の入力端が、入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃ以外の２つのトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃの出力端にそれぞれ接続されている。

【0118】

出力診断停止回路３３は、診断開始部３１０から入力された診断開始信号Ｓ１０（ＯＮ信号）と、入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃ以外のトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃから入力された２つの判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃとの論理積を算出する。

【0119】

そして、算出された論理積がＯＮ信号である場合、出力診断停止回路３３は、算出されたＯＮ信号を、出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃとして入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃに入力する。一方、算出された論理積がＯＦＦ信号である場合、出力診断停止回路３３は、入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃに出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃを出力しない。

【0120】

（診断方法）
次に、以上のように構成された第２の実施形態によるタービン保護装置１の診断方法について説明する。

【0121】

（入力診断）
図４Ａは、第２の実施形態によるタービン保護装置１の診断方法として、入力診断における信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。図４Ｂは、第２の実施形態によるタービン保護装置１の診断方法として、タービントリップを抑制した入力診断における信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。

【0122】

図４Ａには、診断対象入力モジュール３Ａが入力異常（すなわち、ＯＮ側への短絡故障）を有する場合と有しない場合とに場合分けして、診断対象入力モジュール３Ａに入力されるトリップ信号Ｓ１Ａと、入力診断信号Ｓ３Ａと、入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａと、入力異常警報Ａｉｎとのそれぞれの信号のＯＮ／ＯＦＦが記載されている。

【0123】

図４Ａに示すように、第２の実施形態では、入力診断信号Ｓ３Ａが短周期のパルス信号Ｓ３Ａで、これに応じた入力診断時トリップ信号Ｓ２Ａも短周期のパルス信号であるという点以外は、第１の実施形態の図２Ａと同様である。したがって、診断対象入力モジュール３ＡにＯＮ側への短絡故障が生じた場合の入力診断回路１６Ａの動作は第１の実施形態と同様であるので、詳細な説明は割愛する。

【0124】

図４Ｂには、診断対象入力モジュール３Ａ以外の入力モジュール３Ｂが入力異常を有する場合と有しない場合とに場合分けして、入力モジュール３Ａ〜３Ｃに入力される入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃと、入力モジュール３Ａ〜３Ｃから出力されるトリップ信号Ｓ２Ａ、Ｓ１Ｂ、Ｓ１Ｃと、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａから出力される判定信号Ｓ４Ａと、トリップ判定回路５Ａから出力される判定信号Ｓ４Ａとのそれぞれの信号のＯＮ／ＯＦＦが記載されている。

【0125】

なお、図４Ｂにおける入力異常は、診断対象入力モジュール３Ａ以外の入力モジュール３Ｂがトリップ信号Ｓ１Ｂの状態によらず常にＯＦＦ信号のみを出力するように故障したＯＦＦ側への故障である。

【0126】

図４Ｂに示すように、診断対象入力モジュール３Ａ以外の入力モジュール３ＢがＯＦＦ側に故障していない場合、入力診断信号Ｓ３Ｂ、Ｓ３ＣがＯＦＦ信号である入力モジュール３Ｂ、３Ｃでは、トリップ信号Ｓ１Ｂ、Ｓ１Ｃを強制的にＯＦＦ信号に変換する処理は行われない。このため、入力モジュール３Ｂ、３Ｃから出力されるトリップ信号Ｓ１Ｂ、Ｓ１Ｃは、入力モジュール３Ｂ、３Ｃに入力されたときの状態をそのまま示すＯＮ信号となる。

【0127】

この場合、トリップ判定回路５Ａの２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａから出力される判定信号Ｓ４Ａは、タービンを停止しないと判定したＯＮ信号となる。また、入力診断時には、トリップ判定回路５Ａに出力診断信号Ｓ５Ａが入力されないため、トリップ判定回路５Ａの出力信号強制動作回路７Ａにおいて判定信号Ｓ４Ａを強制的にＯＦＦ信号に変換する処理は行われない。このため、トリップ判定回路５Ａの出力信号強制動作回路７Ａから出力される判定信号Ｓ４Ａも、タービンを停止しないと判定したＯＮ信号となる。

【0128】

したがって、診断対象入力モジュール３Ａ以外の入力モジュール３ＢにＯＦＦ側への故障が生じていない場合、入力診断時におけるタービントリップは生じない。

【0129】

図５は、第２の実施形態によるタービン保護装置１の診断方法として、タービントリップを抑制した入力診断を示す模式図である。図６は、第２の実施形態によるタービン保護装置１の診断方法として、タービントリップを抑制した入力診断を示す信号波形図である。

【0130】

一方、図５に示すように、診断対象入力モジュール３Ａ以外の入力モジュール３ＢがＯＦＦ側に故障している場合、入力診断信号Ｓ３ＢがＯＦＦ信号であっても、入力モジュール３Ｂから出力されるトリップ信号Ｓ１Ｂは、ＯＦＦ信号となる。

【0131】

この場合、トリップ判定回路５Ａの２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａには、診断対象入力モジュール３Ａから入力診断時トリップ信号Ｓ２ＡであるＯＦＦ信号が入力され、また、故障した診断対象入力モジュール３Ａ以外の入力モジュール３ＢからもＯＦＦ信号が入力される。このため、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａから出力される判定信号Ｓ４Ａは、タービンを停止すると判定したＯＦＦ信号となる。

【0132】

しかしながら、図５に示すように、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａから出力されたＯＦＦ信号は、遅延タイマ２３によって遅延時間が付与される。したがって、図４Ｂおよび図６に示すように、入力診断のときにトリップ判定回路５Ａから出力される判定信号Ｓ４Ａは、タービンを停止させないと判定したＯＮ信号となる。

【0133】

したがって、診断対象入力モジュール３Ａ以外の入力モジュール３ＢにＯＦＦ側への故障が生じている場合であっても、入力診断時にタービントリップが生じることを抑制することができる。

【0134】

（トリップ判定診断）
図７Ａは、第２の実施形態によるタービン保護装置の診断方法として、トリップ判定診断における信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。

【0135】

図７Ａには、トリップ判定異常を有する場合と有しない場合とに場合分けして、入力モジュール３Ａ〜３Ｃに入力される入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃと、入力モジュール３Ａ〜３Ｃから出力されるトリップ信号Ｓ２Ａ、Ｓ２Ｂ、Ｓ１Ｃと、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａから出力される判定信号Ｓ４Ａと、トリップ判定回路５Ａから出力される判定信号Ｓ４Ａと、トリップ判定異常警報Ａｄとのそれぞれの信号のＯＮ／ＯＦＦが記載されている。

【0136】

なお、図７Ａにおけるトリップ判定異常は、トリップ判定回路５Ａのうち２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａの異常であり、より詳しくは、ＯＮ側への短絡故障である。

【0137】

図７Ａに示すように、トリップ判定診断においては、異常を有しないトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃの２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａ〜６Ｃから、判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃとしてトリップ判定異常警報Ａｄの出力を禁止するＯＦＦ信号を出力させるために、２つの入力モジュール３Ａ、３Ｂにパルス信号Ｓ３Ａ、Ｓ３Ｂ（ＯＮ信号）を入力する。これにより、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａには、２つの入力モジュール３Ａ、３ＢからＯＦＦ信号が入力し、他の１つの入力モジュール３ＣからＯＮ信号が入力する。

【0138】

トリップ判定回路５Ａが異常を有しない場合、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａは、過半数である２つのＯＦＦ信号に基づいて、判定信号Ｓ４ＡとしてＯＦＦ信号を出力する。この場合でも、トリップ判定回路５Ａから出力される判定信号Ｓ４Ａは、遅延タイマ２３の遅延時間によってＯＮ信号となるため、タービントリップを抑制することができる。

【0139】

また、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａから出力された判定信号Ｓ４Ａ（ＯＦＦ信号）は、図３に示されるトリップ判定診断回路２４Ａの論理積部２４２に入力される。このとき、論理積部２４２には、トリップ判定診断回路２４Ａの２ｏｕｔ ｏｆ ３回路２４１から、入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃの過半数の状態を示すＯＮ信号が入力される。論理積部２４２は、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路２４１からのＯＮ信号と、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６ＡからのＯＦＦ信号との論理積がＯＦＦであるので、トリップ判定回路５Ａが正常であると判定してトリップ判定異常警報Ａｄを出力しない。

【0140】

一方、トリップ判定回路５Ａが異常を有する場合、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａは、過半数である２つのＯＦＦ信号にかかわらず、判定信号Ｓ４ＡとしてＯＮ信号を出力する。

【0141】

また、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａから出力された判定信号Ｓ４Ａ（ＯＮ信号）は、トリップ判定診断回路２４Ａの論理積部２４２に入力される。このとき、論理積部２４２には、トリップ判定診断回路２４Ａの２ｏｕｔ ｏｆ ３回路２４１から、入力診断信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃの過半数の状態を示すＯＮ信号が入力される。論理積部２４２は、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路２４１からのＯＮ信号と、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６ＡからのＯＮ信号との論理積がＯＮであるので、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃが異常であると判定してトリップ判定異常警報Ａｄを出力する。

【0142】

したがって、遅延タイマ２３で不要なタービントリップを抑制しながら、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃの２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａ〜６ＣのＯＮ側への故障を簡便かつ確実に検知してトリップ判定異常警報Ａｄを出力することができる。

【0143】

（出力診断信号のブロック制御）
図７Ｂは、第２の実施形態によるタービン保護装置１の診断方法として、入力対象トリップ判定回路以外のトリップ判定回路の異常に応じた出力診断信号のブロック制御を示す図である。

【0144】

図７Ｂには、入力対象トリップ判定回路５Ａ以外のトリップ判定回路５Ｂが異常を有する場合と有しない場合とに場合分けして、出力診断信号Ｓ５Ａと、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃから出力される判定信号Ｓ６Ａ、Ｓ４Ｂ、Ｓ４Ｃと、出力監視信号Ｓ８と、出力異常警報Ａｏｕｔとのそれぞれの信号のＯＮ／ＯＦＦが記載されている。

【0145】

なお、図７Ｂにおける入力対象トリップ判定回路５Ａ以外のトリップ判定回路５Ｂの異常は、ＯＦＦ側への故障である。

【0146】

図７Ｂに示すように、入力対象トリップ判定回路５Ａ以外のトリップ判定回路５Ｂが異常を有しない場合、図３に示される出力診断停止回路３３には、診断開始信号（ＯＮ信号）と、入力対象トリップ判定回路５Ａ以外のトリップ判定回路５Ｂ、５Ｃからの２つの判定信号（ＯＮ信号）とが入力される。出力診断停止回路３３は、これら３つのＯＮ信号の論理積を算出し、算出された論理積に示されるＯＮ信号すなわち出力診断信号Ｓ５Ａを、入力対象トリップ判定回路５Ａに出力する。

【0147】

一方、入力対象トリップ判定回路５Ａ以外のトリップ判定回路５Ｂが異常を有する場合、出力診断停止回路３３には、異常を有するトリップ判定回路５Ｂからの判定信号Ｓ４Ｂとして、ＯＦＦ信号が入力される。この場合、出力診断停止回路３３は、入力された３つの信号の論理積がＯＦＦとなるため、出力診断信号Ｓ５Ａを入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃに出力しない。

【0148】

以上説明したように、第２の実施形態によれば、パルス信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｃおよび遅延タイマ２３を用いた入力診断を行うことで、診断対象入力モジュール３Ａ〜３Ｃ以外の入力モジュール３Ａ〜３ＣにＯＦＦ側への故障が生じている場合であっても、入力診断時にタービントリップが生じることを抑制することができる。

【0149】

また、第２の実施形態によれば、トリップ判定診断回路２４Ａ〜２４Ｃにより、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃの２ｏｕｔ ｏｆ ３回路６Ａ〜６ＣのＯＦＦ側への故障を確実に検知することができる。

【0150】

また、第２の実施形態によれば、入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃ以外のトリップ判定回路５Ａ〜５ＣがＯＦＦ側に故障する場合に、入力対象トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃへの出力診断信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｃの出力をブロックすることができる。これにより、ＯＦＦ側への故障にともなう不要なタービントリップの発生を抑制することができる。

【0151】

（第３の実施形態）
次に、異常であると診断された入力モジュール３Ａ〜３Ｃからの診断時トリップ信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃと、異常であると診断されたトリップ判定回路５Ａ〜５Ｃからの判定信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｃとを自動的に異常状態を示すように変換する第３の実施形態について説明する。

【0152】

図８は、第３の実施形態によるタービン保護装置１を示すブロック図である。図８に示すように、第３の実施形態によるタービン保護装置１において、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃは、図３の構成に加えて、更に、自動ＯＦＦ用回路２７を有する。また、出力モジュール１２は、図３の構成に加えて、更に、自動ＯＦＦ用リレー回路２８を有する。

【0153】

なお、図８には、トリップ判定回路５Ａの自動ＯＦＦ用回路２７のみが代表的に図示されているが、他のトリップ判定回路５Ｂ、５Ｃにも、同様に自動ＯＦＦ用回路２７が設けられている。また、図８には、トリップ判定回路５Ａと、出力診断回路３１Ａと、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路１３との間の自動ＯＦＦ用リレー回路２８のみが代表的に図示されているが、トリップ判定回路５Ｂと、出力診断回路３１Ｂと、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路１３との間、また、トリップ判定回路５Ｃと、出力診断回路３１Ｃと、２ｏｕｔ ｏｆ ３回路１３との間にも、同様に自動ＯＦＦ用リレー回路２８が設けられている。

【0154】

自動ＯＦＦ用回路２７は、異常であると診断された入力モジュール３Ａ〜３Ｃからのトリップ信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃを、異常状態を示すように変換する。

【0155】

より具体的には、図８の例において、自動ＯＦＦ用回路２７は、第１〜第３の論理積部２７１と、第１〜第３の論理否定部２７２とを有する。論理積部２７１は、２つの入力端の一方が入力モジュール３Ａ〜３Ｃの出力端に接続され、他方が論理否定部２７２を経由して入力診断回路１６Ａ〜１６Ｃの論理積部１６２の出力端に接続されている。

【0156】

図９Ａは、第３の実施形態によるタービン保護装置１の診断方法において、入力異常に応じた入力診断時トリップ信号の自動ＯＦＦ制御を示す図である。

【0157】

図９Ａに示すように、診断対象入力モジュール３Ａが入力異常を有する場合に、自動ＯＦＦ用回路２７の論理積部２７１には、入力診断回路１６Ａから出力された入力異常警報Ａｉｎを示すＯＮ信号を論理否定部２７２で論理否定したＯＦＦ信号と、入力モジュール３Ａからのトリップ信号Ｓ１Ａとが入力される。論理積部２７１は、入力されたＯＦＦ信号とトリップ信号Ｓ１Ａとの論理積を算出する。算出された論理積はＯＦＦとなるので、入力異常を有する入力モジュール３Ａからのトリップ信号Ｓ１ＡをＯＦＦ信号に変換することができる。

【0158】

自動ＯＦＦ用リレー回路２８は、異常であると診断されたトリップ判定回路５Ａからの判定信号Ｓ４Ａを、異常状態を示すように変換する。また、自動ＯＦＦ用リレー回路２８は、異常がある複数接点強制ガイド式リレー１７に入力される判定信号Ｓ４Ａを、異常状態を示すように変換する。

【0159】

より具体的には、図８の例において、自動ＯＦＦ用リレー回路２８は、論理積部２８１と、第１の論理否定部２８２と、第２の論理否定部２８３とを有する。論理積部２８１は、第１の入力端が、トリップ判定回路５Ａ〜５Ｃの出力端に接続され、第２の入力端が、第１の論理否定部２８２を介してトリップ判定診断回路２４Ａ〜２４Ｃの出力端に接続され、第３の入力端が、第２の論理否定部２８３を介して出力診断回路３１Ａ〜３１Ｃの出力端に接続されている。

【0160】

図９Ｂは、第３の実施形態によるタービン保護装置１の診断方法において、トリップ判定異常に応じた判定信号の自動ＯＦＦ制御を示す図である。

【0161】

図９Ｂに示すように、トリップ判定回路５Ａがトリップ判定異常を有する場合に、自動ＯＦＦ用リレー回路２８の論理積部２８１には、トリップ判定診断回路２４Ａから出力されたトリップ判定異常警報Ａｄを示すＯＮ信号を論理否定部２８２で論理否定したＯＦＦ信号と、トリップ判定回路５ＡからのＯＮ信号と、出力診断回路３１Ａの出力信号の論理否定信号とが入力される。論理積部２８１は、入力された３つの信号の論理積を算出する。算出された論理積はＯＦＦとなるので、トリップ判定異常を有するトリップ判定回路５Ａからの判定信号Ｓ４ＡをＯＦＦ信号に変換することができる。

【0162】

図９Ｃは、第３の実施形態によるタービン保護装置１の診断方法において、複数接点強制ガイド式リレー１７の異常に応じた判定信号の自動ＯＦＦ制御を示す図である。

【0163】

図９Ｃに示すように、第１トリップ判定回路５Ａに対応する複数接点強制ガイド式リレー１７が異常を有する場合に、自動ＯＦＦ用リレー回路２８の論理積部２８１には、出力診断回路３１Ａから出力された出力異常警報Ａｏｕｔを示すＯＮ信号を論理否定部２８３で論理否定したＯＦＦ信号と、トリップ判定回路５ＡからのＯＮ信号と、トリップ判定診断回路２４Ａの出力信号の論理否定信号とが入力される。論理積部２８１は、入力された３つの信号の論理積を算出する。算出された論理積はＯＦＦとなるので、異常を有する複数接点強制ガイド式リレー１７に入力される判定信号Ｓ４ＡをＯＦＦ信号に変換することができる。

【0164】

第３の実施形態によれば、自動ＯＦＦ用回路２７および自動ＯＦＦ用リレー回路２８により、異常を有する信号をＯＦＦ信号に変換することで、プラント監視操作員の作業を介することなくシステムを安全側（停止側）に動作させることができる。

【0165】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0166】

１ タービン保護装置、３Ａ〜３Ｃ 入力モジュール、５Ａ〜５Ｃ トリップ判定回路、１２ 出力モジュール、１５ 自己診断回路、

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図9C】