UVR・OVRの試験方法｜動作値と復帰値の考え方

UVRの成績書に「復帰値」という欄がある。動作値との違いが分からないまま、なんとなく数字を埋めていないでしょうか。

動作値と復帰値の差には、ちゃんと理由があります。

後半では、円板形UVRで整定タップと実際の動作値が大きくずれていた事例も紹介します。

UVRとOVRは何を守る継電器か

OCRやDGRが電流を見る継電器であるのに対し、UVRとOVRは電圧を見る継電器です。

水力発電所では、母線や発電機の電圧低下を検出する用途で使います。所内電圧が来ているかどうかを見る電圧継電器（84）も、同じ系統の機器です。

電圧が下がるということは、系統のどこかで異常が起きているか、電源が失われているということです。そのまま運転を続ければ機器を傷めますし、電源が復帰したときに一斉に再始動して別の問題を引き起こします。UVRはその検出を担っています。

保護継電器試験の全体像は保護継電器試験の基礎で整理しています。この記事はそのうちUVR・OVRを扱うものです。

整定値を見る前に、その継電器が何を検出するために付いているのかを確認しておきます。

UVR・OVRの試験項目は3つです。

ここで押さえておきたいのは、すべてを毎回測るわけではないということです。

定期点検では動作値の確認が中心になります。限られた停電時間の中で複数の継電器を試験するため、項目を絞ります。

新設備の竣工試験では動作時間まで測定します。この段階では、その設備の基準値をつくる作業でもあるからです。あとから比較するための出発点がなければ、経年での変化を追えません。

OCRやDGRとの一番の違いは、ここに復帰値が入ることです。

竣工試験と定期点検では、試験する項目が違います。同じ項目でやろうとすると、時間が足りなくなります。

UVRを例にします。電圧を下げていくと、ある電圧で動作します。これが動作値です。

では、そこから電圧を上げていけば、同じ電圧で復帰するのか。実際には、動作した電圧より少し高い電圧まで戻さないと復帰しません。

OVRは逆で、動作した電圧より少し低い電圧まで下げないと復帰しません。

この差をヒステリシスと呼びます。動作値に対する復帰値の比が復帰率です。

もし動作値と復帰値が同じだったら、どうなるでしょうか。

電圧が整定値のちょうど付近で揺れているとき、継電器は動作と復帰を細かく繰り返します。接点がばたつき、その先の機器まで巻き込んで誤動作します。

だから意図的に差を持たせてあります。差があるのは不良ではなく、そうなるように作られているということです。ここを知らないと、測定値を見て「動作値と復帰値が違う、おかしい」と思ってしまいます。

復帰値と動作値の差がどれくらいかは、継電器の機種や整定によって変わります。一律の目安はありません。

判断のよりどころになるのは、メーカーの仕様書と、その設備の前回値です。仕様の範囲に収まっているか、前回から変化していないか。この2つで見ます。

復帰値も、動作値と同じように測って成績書に記入します。

UVRの場合は次の流れです。

OVRは操作が逆になります。定格から電圧を上げていって動作値を読み、そこから下げて復帰値を読みます。

電圧の変え方にはコツがあります。速く動かしすぎると、動作した瞬間の値を読み損ないます。整定値に近づいたら、ゆっくり変化させてください。

各継電器の具体的な試験手順は、誘導形OCRとDGRの記事でも扱っています。

電圧はゆっくり変えます。速すぎると、動作値を実際より低く（OVRなら高く）読んでしまいます。

継電器試験用の電圧・電流を出せる試験機を使います。選定で効いてくるのは次の点です。

確度が良いこと：測定値そのものの信頼性に直結します。
デジタル数値で読めること：アナログの指針を目分量で読むと、測定者によって値がばらつきます。数値表示なら、誰が測っても同じ値になります。成績書を年ごとに比較する以上、この再現性は重要です。
カウンタを備えていること：動作時間を正確に測るために必要です。ストップウォッチでは、竣工試験で求められる精度に届きません。
継電器の制御電源を出力できること：機種によっては、試験機から制御電源を供給できます。別途電源を用意する手間が減ります。
異常時に出力をカットする保護機能があること：誤って過大な出力を出したとき、継電器や自分を守ります。

私はNF回路設計ブロックの試験機を使っています。はじめは操作に慣れるまで苦労しましたが、数値で読めることの安心感は大きいです。