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JP3211061B2 - Digital protection relay - Google Patents
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JP3211061B2 - Digital protection relay - Google Patents

Digital protection relay

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JP3211061B2
JP3211061B2 JP11070399A JP11070399A JP3211061B2 JP 3211061 B2 JP3211061 B2 JP 3211061B2 JP 11070399 A JP11070399 A JP 11070399A JP 11070399 A JP11070399 A JP 11070399A JP 3211061 B2 JP3211061 B2 JP 3211061B2
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digital
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filter
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gain
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富雄 千葉
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忠雄 河合
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル保護継電
装置に係り、特に、電力系統のアナログ信号をデジタル
変換し、デジタル信号に従ってリレー演算処理を行うに
好適なデジタル保護継電装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital protection relay, and more particularly to a digital protection relay suitable for converting an analog signal of a power system into a digital signal and performing a relay operation according to the digital signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電力系統の制御・保護装置の一例
としては、日立評論VOL,61,No.11に記載され
たデジタルリレ−装置が知られている。これによれば、
図17に示すように、入力信号処理部Aは補助変成器A
1,A2とアナログフィルタA3,A4と、サンプルホ
−ルド回路A5,A6と、マルチプレクサA7と、アナ
ログディジタル変換器A8とを備えて構成され、デ−タ
処理部Dは、システム内部の制御および入力デ−タにつ
いての各種演算を実行する中央演算処理装置(CPU)
D1と、このCPU・D1のワ−クエリアおよびデ−タ
記憶エリアとなるRAM・D2と、CPU・D1の制御
プログラムおよび演算プログラムを格納するROM・D
2と、前記入力部Aおよび整定パネルBからの入力信号
を取り込む入力インタフェ−スD4と、演算の結果得ら
れる制御信号を出力部に出力する出力インタフェ−スD
5とを備えて構成される。
2. Description of the Related Art As an example of a conventional power system control / protection device, a digital relay device described in Hitachi Review Vol. 61, No. 11 is known. According to this,
As shown in FIG. 17, the input signal processing unit A includes an auxiliary transformer A
1, A2, analog filters A3, A4, sample hold circuits A5, A6, a multiplexer A7, and an analog-to-digital converter A8. The data processing unit D controls and controls the internal system. Central processing unit (CPU) for executing various operations on input data
D1, a RAM D2 serving as a work area and a data storage area of the CPU D1, and a ROM D storing a control program and an operation program of the CPU D1.
2, an input interface D4 for receiving input signals from the input section A and the setting panel B, and an output interface D for outputting a control signal obtained as a result of the operation to an output section.
5 is provided.

【0003】このディジタルリレ−装置は、送電線Lに
ついて配設された変流器CT、変圧器PT等から電流、
電圧の信号を得て、これについて、予め定めたアルゴリ
ズムに従って演算し、事故の有無を監視する。そして、
例えば、送電線Lに、地絡等の事故が発生すると、これ
により変動した電流、電圧信号を受け、これらの信号に
基づいて演算して、事故点を求め、最適な位置にある遮
断器の引き外しを支持する信号を出力するようになって
いる。
[0003] This digital relay device transmits current from a current transformer CT, a transformer PT, and the like disposed on the transmission line L.
A voltage signal is obtained, the signal is calculated according to a predetermined algorithm, and the presence or absence of an accident is monitored. And
For example, when an accident such as a ground fault occurs in the power transmission line L, the current and voltage signals that fluctuate due to the accident are received, and an operation is performed based on these signals to obtain an accident point. A signal that supports tripping is output.

【0004】また、この種の装置を適用した電力系統制
御装置として、昭和62年度電気学会全国大会946,
P1200〜1201に示されるような電圧・無効電力
制御装置が知られている。
[0004] As a power system control device to which this type of device is applied, a 946, 1987 IEEJ National Convention.
A voltage / reactive power control device as shown in P1200 to P1201 is known.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
技術においては、高調波を除去する入力フィルタのゲイ
ン特性が周波数に対して一定でないことから、系統の周
波数が変動すると、入力信号に基づいて求める実効値な
どの物理量の検出精度が低下するという問題があった。
また、デジタル処理するにあたり、電力系統からの入
力信号を620Hzまたは720Hz(基本波の電気角
30°)でサンプリングしており、サンプリング周期が
比較的粗かった。そのため、交流信号の実効値等を検出
するのに複雑なアルゴリズムの補間演算などの処理を行
わなければならず、演算処理が多くなって演算ユニット
の数が増し、装置の大形化や、消費電力の増大や、コス
トの上昇を招くという問題があった。
In the above-mentioned prior art, the gain characteristic of the input filter for removing harmonics is not constant with respect to the frequency. There has been a problem that the detection accuracy of a physical quantity such as an effective value to be obtained is reduced.
In digital processing, the input signal from the power system was sampled at 620 Hz or 720 Hz (electrical angle of the fundamental wave 30 °), and the sampling cycle was relatively coarse. Therefore, it is necessary to perform processing such as interpolation calculation of a complicated algorithm to detect the effective value and the like of the AC signal, which increases the number of calculation units, increases the number of calculation units, increases the size of the device and reduces consumption. There has been a problem that an increase in electric power and an increase in cost are caused.

【0006】本発明の目的は、電力系統からの信号を高
精度に処理することができるデジタル保護継電装置を提
供することにある。
An object of the present invention is to provide a digital protection relay capable of processing a signal from a power system with high accuracy.

【0007】[0007]

【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、電力系統から複数の交流信号を時分割で入
力してサンプリングしサンプリングして得られた信号を
デジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段と、
アナログデジタル変換手段により変換されたデジタル信
号にサンプリング周期毎にフィルタ処理を施すデジタル
フィルタとを備え、前記アナログデジタル変換手段のサ
ンプリング周期を前記交流信号の基本波1サイクルの1
/24以下の周期に設定し、前記デジタルフィルタの中
心周波数を系統周波数に対応させるとともに前記中心周
波数を中心として、前記中心周波数の前後の周波数のう
ち前記中心周波数より低い周波数の減衰量よりも高い周
波数の減衰量を大きく、かつ前記中心周波数の2倍、3
倍および5倍の周波数を零点に設定し、さらに前記デジ
タルフィルタのフィルタ係数をIIRフィルタのフィル
タ係数に対応して設定してなるデジタル保護継電装置を
構成したものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for inputting a plurality of AC signals from a power system in a time-division manner.
Analog-to-digital conversion means for converting a signal obtained by sampling with force to a digital signal;
And a digital filter for performing filtering processing for each sampling period to the digital signal converted by the analog-to-digital conversion means, the difference in the analog-digital converting means
The sampling period is set to one of one cycle of the fundamental wave of the AC signal.
/ 24 or less, and set in the digital filter
The heart frequency corresponds to the system frequency and the center frequency
With the wave number as the center, the frequency before and after the center frequency
The frequency higher than the attenuation of the frequency lower than the center frequency
The attenuation of the wave number is large, and is twice as large as the center frequency.
The double and quintuple frequencies are set to zero and the digital
The filter coefficient of the total filter is
The digital protection relay device is set in accordance with the data coefficient .

【0008】前記した手段によれば、デジタルフィルタ
の零点周波数系統周波数の2倍、3倍、5倍に設定
るとともに、デジタルフィルタの減衰特性として中心周
波数より低い周波数の減衰量よりも高い周波数の減衰量
を大きくし、デジタルフィルタ全体の減衰特性として高
域側の減衰量が順次大きくなる特性としているため、系
統周波数が変動しても、低次高調波を除去することがで
き、保護演算処理の高精度化に寄与することができる。
さらに、複数の交流信号を時分割処理してデジタル信号
に変換し、各デジタル信号に対してフィルタ処理を施し
ているので、入力点数の増減に対応することができる。
According to the above means, to set the zero point frequency of the digital filter 2 times the system frequency, 3 times, 5 times
And the center characteristic as the attenuation characteristic of the digital filter.
Attenuation at higher frequencies than at lower frequencies
To increase the attenuation characteristics of the entire digital filter.
Since the attenuation on the side of
Even if the primary frequency fluctuates , low-order harmonics can be removed, which can contribute to higher accuracy of the protection arithmetic processing.
Furthermore, time-division processing of multiple AC signals
And filter each digital signal.
Therefore, it is possible to cope with an increase or decrease in the number of input points.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on embodiments.

【0010】(第1の実施の形態)図1に、本発明のデ
ジタル信号処理装置を適用してなるアナログ入力ユニッ
トの全体構成図を示す。本アナログ入力ユニットは、電
力系統の電圧、電流等の入力信号を取り込み、これに所
定の入力処理を施して所望の物理量を求めて他の制御ユ
ニットや保護リレ−ユニット等に出力するものである。
(First Embodiment) FIG. 1 shows an overall configuration diagram of an analog input unit to which a digital signal processing device of the present invention is applied. The analog input unit takes in input signals such as voltage and current of a power system, performs predetermined input processing on the input signals, obtains desired physical quantities, and outputs the physical quantities to other control units and protection relay units. .

【0011】図に示すように、本実施の形態のアナログ
入力ユニットは複数のチャネルの折り返し誤差防止用フ
ィルタ101、全チャネル同時サンプリング方式の複数
チャネルのサンプルホ−ルド回路(S/H)102、マ
ルチプレクサ(MPX)103、アナログ/ディジタル
変換(A/D)回路104、デュアルポ−ト・ランダム
アクセス・メモリ(以下DPRAMと略記する)を用い
たデュアルポ−トのバッファメモリ105、タイミング
発生回路106、ユニット間や他系統その他(入力信号
など)と該アナログユニットとの同期化を図るためのイ
ンタ−フェイス回路107を有して構成される。
As shown in FIG. 1, an analog input unit according to the present embodiment includes a filter 101 for preventing aliasing errors of a plurality of channels, a sample-and-hold circuit (S / H) 102 of a plurality of channels of an all-channel simultaneous sampling method, Multiplexer (MPX) 103, analog / digital conversion (A / D) circuit 104, dual-port buffer memory 105 using dual-port random access memory (hereinafter abbreviated as DPRAM), timing generation circuit 106, unit It comprises an interface circuit 107 for synchronizing the analog unit with other units or other systems (such as input signals).

【0012】さらに、ディジタル・シグナル・プロセッ
サ(以下DSPと略記する)100、前記DSP100
用のプログラムメモリ108、DPRAMを用いたデュ
アルポ−トデ−タメモリ109、システムバスインタ−
フェ−ス回路110、割込み発生回路111、異常検出
回路112を有して構成される。
Further, a digital signal processor (hereinafter abbreviated as DSP) 100, the DSP 100
Program memory 108, dual-port data memory 109 using DPRAM, system bus interface
It comprises a face circuit 110, an interrupt generation circuit 111, and an abnormality detection circuit 112.

【0013】また、信号線dはデ−タ取り込み用の割込
み発生信号を、信号線eは異常報知および認知信号(S
YS FAIL)をシステムバスB1に送出するもので
ある。
A signal line d is an interrupt generation signal for taking in data, and a signal line e is an abnormality notification and recognition signal (S
YS FAIL) to the system bus B1.

【0014】前記バッファメモリ105、DSP10
0、プログラムメモリ108、デュアルポ−トデ−タメ
モリ109、割込み発生回路111および異常検出回路
112は、ロ−カルバスLBに接続されている。また、
前記割込み発生回路111および異常検出回路112
は、システムバスB1にも接続される。さらに、デュア
ルポ−トデ−タメモリ109は、システムバスインタ−
フェ−ス回路110を介してシステムバスB1に接続さ
れる。
The buffer memory 105 and the DSP 10
0, the program memory 108, the dual-port data memory 109, the interrupt generation circuit 111 and the abnormality detection circuit 112 are connected to the local bus LB. Also,
The interrupt generation circuit 111 and the abnormality detection circuit 112
Are also connected to the system bus B1. Further, the dual port data memory 109 has a system bus interface.
It is connected to the system bus B1 via the face circuit 110.

【0015】次に、本実施の形態の構成において、キ−
コンポ−ネント、すなわちデジタル信号処理を施すDS
P(ディジタル・シグナル・プロセッサ)について説明
する。
Next, in the configuration of the present embodiment, the key
Component, DS that performs digital signal processing
The P (digital signal processor) will be described.

【0016】図2にDSPの一実施の形態の構成の詳細
図を示す。
FIG. 2 shows a detailed diagram of the configuration of an embodiment of the DSP.

【0017】本実施の形態のDSPは、図示のように、
外部メモリのアドレス指定を行なうアドレスレジスタ2
00、パラレル・ポ−トとして使用するデ−タレジスタ
201、デ−タRAM202、mビット×mビットの高
速並列乗算器203、インストラクション用ROM20
4、加減算等を行なうALU(Arithmetic Logic Unit)
205、アキュムレ−タ等のレジスタ206、外部との
制御信号(a,bおよびcなど)の割込み等をコントロ
−ルする制御回路207、DSP内の内部バス208を
含んで構成されている。
The DSP according to the present embodiment, as shown in the figure,
Address register 2 for addressing external memory
00, a data register 201 used as a parallel port, a data RAM 202, an m-bit × m-bit high-speed parallel multiplier 203, and an instruction ROM 20
4. ALU (Arithmetic Logic Unit) that performs addition and subtraction
205, a register 206 such as an accumulator, a control circuit 207 for controlling interruption of control signals (a, b, c, etc.) with the outside, and an internal bus 208 in the DSP.

【0018】前記乗算器203は、1インストラクショ
ンサイクルの間に入力信号A,Bの内容を乗算し、その
結果Cを、内部バス208に出力するものである。ま
た、ALU205は、内部バス208からのデ−タとレ
ジスタ206のデ−タとを加減算し、結果をレジスタ2
06に書き込む。なお、DSPは、周知のように、1イ
ンストラクションサイクルの間に積和演算が可能である
こと、パイプライン処理が可能であることなどにより、
固定および浮動小数点デ−タの高速な数値演算を実現で
きることを特徴とする。これにより、多くの入力点数に
係る入力デ−タを実時間でフィルタリング可能とするも
のである。この点、汎用のマイクロプロセッサよりも処
理速度が速いので、好適である。
The multiplier 203 multiplies the contents of the input signals A and B during one instruction cycle, and outputs the result C to the internal bus 208. The ALU 205 adds and subtracts the data from the internal bus 208 and the data in the register 206, and stores the result in the register 2
Write to 06. As is well known, the DSP is capable of performing a product-sum operation during one instruction cycle and being capable of performing pipeline processing.
It is characterized in that high-speed numerical operation of fixed and floating point data can be realized. As a result, input data relating to a large number of input points can be filtered in real time. In this regard, the processing speed is faster than that of a general-purpose microprocessor, which is preferable.

【0019】ここで、本実施の形態の主要部をなすデジ
タル信号処理装置の詳細ブロック構成を図3に示す。図
示の各ブロックにおける処理は前述のDSP100によ
って実現されるものであり、本実施の形態では入力電圧
信号に基づいて電力系統の電圧実効値を検出するものを
示す。
Here, FIG. 3 shows a detailed block configuration of a digital signal processing device which is a main part of the present embodiment. The processing in each block shown is realized by the above-described DSP 100, and in the present embodiment, processing for detecting a voltage effective value of a power system based on an input voltage signal is shown.

【0020】まず、各部の処理概要について説明する。
デジタルフィルタ300は、一定周期でサンプリングさ
れかつデジタル変換された電力系統の電圧信号Viを前
記バッファメモリ105から順次取り込み、その入力信
号Viに重畳された高周波成分とオフセット分とをフィ
ルタ処理して除去するようになっている。
First, an outline of the processing of each unit will be described.
The digital filter 300 sequentially takes in the voltage signal Vi of the power system sampled and converted in a fixed cycle from the buffer memory 105, and removes a high frequency component and an offset component superimposed on the input signal Vi by filtering. It is supposed to.

【0021】なお、本実施の形態では、検出精度を高め
るために、入力信号のサンプリング周期Tは交流信号の
基本波1サイクルの1/24(電気角15°)以下の周
期に設定している。
In this embodiment, in order to increase the detection accuracy, the sampling period T of the input signal is set to a period equal to or smaller than 1/24 (electrical angle 15 °) of one cycle of the fundamental wave of the AC signal. .

【0022】また、フィルタ特性は、特に基本波のn倍
(nは整数)の低次高調波がデジタルフィルタ300の
零点周波数になるように設定し、これにより低次高調波
に対して大きな減衰量が得られるようにしている。
Further, the filter characteristics are set so that a low-order harmonic of n times (n is an integer) of the fundamental wave becomes the zero-point frequency of the digital filter 300, whereby a large attenuation is provided for the low-order harmonic. Make sure you get the amount.

【0023】次の周波数検出手段301は、フィルタ処
理された入力電圧信号Viの周波数を演算により求める
ようになっている。次段のゲイン補正手段302は、デ
ジタルフィルタ300の周波数・ゲイン特性に基づいて
設定されたゲイン補正デ−タを有しており、上記求めら
れた周波数に対応する補正係数によりフィルタ処理され
た電圧信号Viのゲインを補正するようになっている。
次のピ−ク値検出手段303は、ゲイン補正された電圧
信号Viのピ−ク値を例えば半サイクルごとに検出する
ようになっている。そして、実効値演算手段304で
は、検出されたピ−ク値から実効値を演算により求める
ようになっている。次段の平均化処理手段305は、例
えば半サイクルごとに求まる実効値を平均して、さらに
検出精度を高めるようになっている。このようにして求
められた電圧信号Viの実効値は、前記デ−タメモリ1
09等に格納され、電力系統の制御や保護リレ−のデ−
タとして用いられる。
The next frequency detecting means 301 obtains the frequency of the filtered input voltage signal Vi by calculation. The gain correction means 302 in the next stage has gain correction data set based on the frequency / gain characteristics of the digital filter 300, and outputs a voltage filtered by a correction coefficient corresponding to the obtained frequency. The gain of the signal Vi is corrected.
The next peak value detecting means 303 detects the peak value of the gain-corrected voltage signal Vi, for example, every half cycle. The effective value calculating means 304 calculates an effective value from the detected peak value by calculation. The averaging processing means 305 at the next stage averages the effective values obtained every half cycle, for example, to further improve the detection accuracy. The effective value of the voltage signal Vi obtained in this manner is stored in the data memory 1.
09, etc. to control the power system and the data of the protection relay.
Used as a

【0024】次に、図3に示した各ブロックの処理内容
について、さらに詳細に説明する。
Next, the processing contents of each block shown in FIG. 3 will be described in more detail.

【0025】まず、デジタルフィルタ300について説
明する。
First, the digital filter 300 will be described.

【0026】図4は、ディジタルフィルタの代表的なブ
ロック概念構成を示す。図4の(a)はIIR形(Infi
nite-extent Impulse Response)フィルタ、(b)はF
IR形(Finite-extent Impulse Response)フィルタで
ある。同図(a)の各部に付した符号のうち、Xnは入
力信号、400は各々係数ブロックであり、Kはゲイン
係数、A1,A2,B1およびB2はフィルタ係数であ
る。401は遅延ブロックであり、信号Wnを周期Tの
1時刻分遅延するブロック(Wn−1)と、同様に2時
刻分遅延するブロック(Wn−2)とがある。402は
加算ブロック、Ynはフィルタ出力デ−タである。
FIG. 4 shows a conceptual block diagram of a typical digital filter. FIG. 4A shows an IIR type (Infi
nite-extent Impulse Response) filter, (b) is F
This is an IR (Finite-extent Impulse Response) filter. In the reference numerals assigned to the respective parts in FIG. 3A, Xn is an input signal, 400 is a coefficient block, K is a gain coefficient, and A1, A2, B1, and B2 are filter coefficients. Reference numeral 401 denotes a delay block, which includes a block (Wn-1) that delays the signal Wn by one time of the cycle T and a block (Wn-2) that similarly delays the signal Wn by two times. 402 is an addition block, and Yn is filter output data.

【0027】図から判るように、図の構成において、フ
ィルタ係数を適宜設定することにより、次式(1),(2),
(3),(4),(5)に示す各種のフィルタを実現できる。
As can be seen from the figure, in the structure of the figure, by appropriately setting the filter coefficients, the following equations (1), (2),
Various filters shown in (3), (4) and (5) can be realized.

【0028】(ロ−パスフィルタ)(Low-pass filter)

【0029】[0029]

【数1】 (Equation 1)

【0030】(バンドパスフィルタ)(Band pass filter)

【0031】[0031]

【数2】 (Equation 2)

【0032】(ハイパスフィルタ)(High-pass filter)

【0033】[0033]

【数3】 (Equation 3)

【0034】(ノッチフィルタ)(Notch filter)

【0035】[0035]

【数4】 (Equation 4)

【0036】(オ−ルパスフィルタ)(All-pass filter)

【0037】[0037]

【数5】 (Equation 5)

【0038】一方、図4(b)の各部に付した符号のう
ち、X´nは入力デ−タを、Y´nは出力デ−タを示
す。403は遅延ブロックであり、X´n-1は前述と同
様に1時刻分遅延するブロック、X´n-2は2時刻分遅
延するブロックを示す。404はフィルタ係数ブロック
であり、各フィルタ係数A´0,A´1,A´2が設定され
る。405は加算ブロックである。同図を演算式で示す
と、次式(6)で表わせる。
On the other hand, among the reference numerals assigned to the respective parts in FIG. 4B, X'n indicates input data and Y'n indicates output data. 403 is a delay block, X'n-1 is a block delayed by one time, and X'n-2 is a block delayed by two times, as described above. Reference numeral 404 denotes a filter coefficient block in which filter coefficients A'0, A'1, and A'2 are set. 405 is an addition block. When this figure is represented by an arithmetic expression, it can be expressed by the following expression (6).

【0039】[0039]

【数6】 (Equation 6)

【0040】上記したように、本実施の形態では、DS
Pを用いディジタルフィルタにより入力信号のフィルタ
処理を行なう構成とし、予め設定されたフィルタ係数に
基づきサンプリング周期Tごとに繰り返して行なうよう
にしている。従って、入力点数に応じて時分割によりフ
ィルタ処理を、ソフトウエア的に行なわせることがで
き、入力点数の増減、特性の変更、プリント基板の標準
化に対応することが可能である。
As described above, in the present embodiment, DS
The input signal is filtered by a digital filter using P, and the filtering is repeatedly performed for each sampling period T based on a preset filter coefficient. Therefore, filter processing can be performed by software in a time-division manner according to the number of input points, and it is possible to cope with increase / decrease of the number of input points, change of characteristics, and standardization of a printed circuit board.

【0041】また、アナログフィルタを用いずにフィル
タ処理できることから、アナログフィルタのように、抵
抗、コンデンサ等の素子の初期値偏差、周囲温度による
素子値の変動、経年変化による素子の劣化などの要因が
全くなく、高精度化、無調整化が達成できる。
Further, since filtering can be performed without using an analog filter, factors such as the initial value deviation of elements such as resistors and capacitors, fluctuations in element values due to ambient temperature, and deterioration of elements due to aging, like analog filters, can be obtained. , And high precision and no adjustment can be achieved.

【0042】また、外付けの点検回路が不要で、内部の
ソフトウェアで対応可能であるから、製作工程を大幅に
短縮でき、メンテナンスも不要となり、保護リレ−装置
等の高精度化、低コスト化等のメリットが非常に大き
い。
Also, since an external inspection circuit is unnecessary and can be handled by internal software, the manufacturing process can be greatly reduced, maintenance is not required, and the accuracy and cost of the protective relay device are reduced. The merits such as are very large.

【0043】ここでデジタルフィルタ300の周波数・
ゲインの特性例を図5に示す。電力系統の系統周波数を
フィルタの中心周波数f0とし、そのときのゲインをg0
とする。また、系統周波数のn倍(nは整数)の周波数
をデジタルフィルタの零点周波数に設定している。これ
により、低次高調波を大幅に減衰させることができ、高
調波含有時の特性を、従来のものより大幅に向上でき
る。なお、中心周波数f 0近辺では、ゲイン特性が上に
凸の曲線となっており、系統周波数が変動すると、フィ
ルタ出力の電圧信号レベルが変動することになる。この
変動を次の周波数検出手段301とゲイン補正手段30
2により補正するのである。
Here, the frequency of the digital filter 300
FIG. 5 shows an example of gain characteristics. The grid frequency of the power grid
Filter center frequency f0And the gain at that time is g0
And In addition, a frequency that is n times (n is an integer) the system frequency
Is set to the zero point frequency of the digital filter. this
Can greatly attenuate low-order harmonics,
Characteristics with harmonics can be greatly improved compared to conventional products.
You. Note that the center frequency f 0In the vicinity, the gain characteristic increases
It has a convex curve.
The voltage signal level of the filter output will fluctuate. this
The fluctuation is detected by the next frequency detecting means 301 and the gain correcting means 30.
It is corrected by 2.

【0044】周波数検出手段301の処理機能と動作を
図6(a),(b)により説明する。まず、電圧信号V
の周波数検出は同図(a)に示した手順により行われ
る。
The processing function and operation of the frequency detecting means 301 will be described with reference to FIGS. First, the voltage signal V
Is performed according to the procedure shown in FIG.

【0045】 フィルタ出力信号(V)の変化がゼロ
クロス(負から正に変化)したかどうかを判定する(ス
テップ600)。
It is determined whether or not the change in the filter output signal (V) has undergone zero crossing (change from negative to positive) (step 600).

【0046】 ゼロクロスしてなければ、カウントア
ップする(ステップ601)。
If there is no zero cross, the count is incremented (step 601).

【0047】このカウンタは、入力信号の一周期内のサ
ンプリング回数を示すものである。
This counter indicates the number of samplings in one cycle of the input signal.

【0048】 ゼロクロスしたならば、2回目かどう
か判定する。すなわち、一周期分のゼロクロスを検出す
る(ステップ602)。
After the zero crossing, it is determined whether or not it is the second time. That is, zero crosses for one cycle are detected (step 602).

【0049】 2回目でなければ、(1回目であれ
ば)、一時刻前のデ−タυ(t−1)をV1とし、現在
のデ−タυ(t)をV2とする(ステップ603)。
If it is not the second time (if it is the first time), the data υ (t−1) one time before is set to V1 and the current data υ (t) is set to V2 (step 603). ).

【0050】そして、カウンタをクリアする(ステップ
604)。すなわち図6(c)に示したように、サンプ
リング毎にカウントアップしたカウンタを0にし、ゼロ
クロスした時点から再びカウントアップするようにす
る。
Then, the counter is cleared (step 604). That is, as shown in FIG. 6 (c), the counter that has counted up for each sampling is set to 0, and the counter is counted up again from the time of zero crossing.

【0051】 ゼロクロスが2回目であるならば、一
時刻前のデ−タυ(k+t−1)をV3とし、現在のデ
−タυ(k+t)をV4とする(ステップ605)。そ
して、カウンタをクリアする(ステップ604)。
If the zero crossing is the second time, the data υ (k + t−1) one time earlier is set to V3, and the current data υ (k + t) is set to V4 (step 605). Then, the counter is cleared (step 604).

【0052】 上記した、ゼロクロス時の正、負の電
圧V1,V2,V3及びV4と、入力信号の一周期内の
サンプリング回数k,サンプリング周期Tを用いて、以
下に示す式により、周波数fを求める(ステップ60
6)。
Using the positive and negative voltages V1, V2, V3, and V4 at the time of zero crossing, the number of samplings k within one cycle of the input signal, and the sampling cycle T, the frequency f is calculated by the following equation. Ask (Step 60
6).

【0053】[0053]

【数7】 (Equation 7)

【0054】但し:Where:

【0055】[0055]

【数8】 (Equation 8)

【0056】[0056]

【数9】 (Equation 9)

【0057】なお、入力電圧信号Vaの周波数を高精度
で求めるには、サンプリング周期Tが微細な程よく、例
えば基本波の24倍以上の周波数とするのが望ましい。
その場合、デジタルフィルタ処理を含む、図3の処理は
高速処理を可能とするDSPで実現するのが望ましい。
In order to determine the frequency of the input voltage signal Va with high accuracy, it is desirable that the sampling period T be as fine as possible, for example, a frequency that is at least 24 times the fundamental wave.
In this case, the processing of FIG. 3 including the digital filter processing is desirably realized by a DSP that enables high-speed processing.

【0058】また、図6で説明した周波数検出方法は負
から正のゼロクロスを検出して行なうものについて示し
たが、これに限らず、正から負のゼロクロス又は両者を
組み合せた方法でも実現できることは明らかである。
Although the frequency detection method described with reference to FIG. 6 has been described with respect to a method in which a negative to positive zero cross is detected, the present invention is not limited to this, and a positive to negative zero cross or a method in which both are combined can be realized. it is obvious.

【0059】ここで、図3のゲイン補正手段302につ
いて、図7を用いて説明する。図7は横軸に系統周波数
を示し、縦軸にゲインを示している。図中点線で示した
曲線700は、デジタルフィルタ300の中心周波数f
0近傍の周波数・ゲイン特性である。中心周波数f0のゲ
インはg0、周波数(f0−f′)のゲインはg1、(f0
+f′)のゲインはg2、(f0+2f′)のゲインはg
3、(f0+3f′)のゲインはg4とする。
Here, the gain correction means 302 of FIG. 3 will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows the system frequency on the horizontal axis and the gain on the vertical axis. A curve 700 indicated by a dotted line in the figure is a center frequency f of the digital filter 300.
This is a frequency / gain characteristic near zero . The gain of the center frequency f 0 is g 0 , the gain of the frequency (f 0 −f ′) is g 1 , (f 0
+ F ') is g 2 and the gain of (f 0 + 2f') is g
3 , the gain of (f 0 + 3f ′) is g 4 .

【0060】また、図中折線701はゲイン特性を補正
するための近似線である。すなわち、検出した周波数の
ゲインを中心周波数f0時のゲインg0に補正して、一定
のゲインに合わせるための補正関数yであり、以下に示
す式で表わされる。
A broken line 701 in the figure is an approximate line for correcting gain characteristics. That is, by correcting the gain of the detected frequency to the center frequency f gain g 0 o'clock 0, a correction function y for adjusting a constant gain, the formula shown below.

【0061】[0061]

【数10】 (Equation 10)

【0062】として予めデジタルフィルタ300の特性
を調べて補正係数を設定しておく。なお、図7に示した
例は、中心周波数近傍の周波数を均一に4分割した例で
あるが、不均一に、さらに多数区間に分割しても実現で
きることは言うまでもないことである。さらに、直線的
に近似することのみならず、曲線的に近似しても実現で
きる。
As described above, the characteristics of the digital filter 300 are examined in advance to set a correction coefficient. Although the example shown in FIG. 7 is an example in which the frequency near the center frequency is divided into four equal parts, it is needless to say that it can be realized even if the frequency is unevenly divided into many sections. Furthermore, it can be realized not only by linear approximation but also by curve approximation.

【0063】以上述べた周波数特性のゲイン補正によ
り、以下に示す式で、入力信号を補正する。
By the above-described gain correction of the frequency characteristic, the input signal is corrected by the following equation.

【0064】[0064]

【数11】 [Equation 11]

【0065】なお、周波数補正演算の演算周期は、後述
するピーク値検出演算の演算周期と同じ周期、もしく
は、それ以上の周期で演算するようにする。
The calculation cycle of the frequency correction calculation is the same as or longer than the calculation cycle of the peak value detection calculation described later.

【0066】次に、図3のピーク値検出手段303の動
作を図8を用いて説明する。図8(a)はピーク検出手段
303の入力信号、すなわち、ゲイン補正された入力信
号Vである。まず、図8(b)に示すように、取り込んだ
入力信号Vの半サイクル分のデータの中から、絶対値の
ピーク値(Vm1〜3)を検出する。ところで、ピーク
検出は入力信号のレベル比較のみで容易に求めることが
できるが、サンプリング位相によっては実際のピークで
ないために誤差が生じるので、ピーク値を平均化する。
ここで、ピーク値検出方法の他の実施の形態について
図8(c)を用いて説明する。いま、サンプリング周期
Δtをはさんで入力された入力信号をそれぞれυa,υ
bとすると、それらの入力信号υa,υbとピーク値V
pとの関係は次式で表わされる。なお、ωは入力信号の
角周波数である。
Next, the operation of the peak value detecting means 303 of FIG. 3 will be described with reference to FIG. FIG. 8A shows an input signal of the peak detection means 303, that is, an input signal V after gain correction. First, as shown in FIG. 8B, the peak values (Vm1 to Vm1) of the absolute values are detected from the data corresponding to the half cycle of the input signal V taken in. By the way, peak detection can be easily obtained only by comparing the level of an input signal. However, an error occurs because the peak is not an actual peak depending on the sampling phase, so the peak values are averaged.
Here, another embodiment of the peak value detecting method will be described with reference to FIG. Now, input signals that are input with the sampling period Δt interposed therebetween are respectively {a, υ
b, the input signals υa, υb and the peak value V
The relationship with p is represented by the following equation. Here, ω is the angular frequency of the input signal.

【0067】[0067]

【数12】 (Equation 12)

【0068】[0068]

【数13】 (Equation 13)

【0069】 上記式(12)と(13)からFrom the above equations (12) and (13)

【0070】[0070]

【数14】 [Equation 14]

【0071】[0071]

【数15】 (Equation 15)

【0072】となる。次に、式(12)と(15)をそれぞれ2
乗して、それらの和を求めると、
Is obtained. Next, the equations (12) and (15) are respectively
To get the sum of them,

【0073】[0073]

【数16】 (Equation 16)

【0074】となる。したがって、ピーク値Vpは次の
式により演算で求めることができる。
Is obtained. Therefore, the peak value Vp can be calculated by the following equation.

【0075】[0075]

【数17】 [Equation 17]

【0076】なお、ピーク値Vpの演算周期は入力信号
のサンプリング周期Tと同一でもよいが、それよりも長
い周期すなわちデータを間引きして演算してもよい。
Note that the calculation cycle of the peak value Vp may be the same as the sampling cycle T of the input signal, but may be calculated with a longer cycle, that is, by thinning out the data.

【0077】次に、図3の実効値演算手段304の処
理、動作について説明する。上記で求めたピーク値Vp
と実効値Vrmsには次式の関係があるから、これに基
づいて演算により実効値Vrmsを求める。
Next, the processing and operation of the effective value calculating means 304 in FIG. 3 will be described. Peak value Vp obtained above
And the effective value Vrms have the following relationship, and the effective value Vrms is calculated based on this relationship.

【0078】[0078]

【数18】 (Equation 18)

【0079】そして、図3の平均化処理手段305は、
実効値演算手段304で求めた実効値Vrmsの一定周
期分の平均をとって平均実効値を出力する。
Then, the averaging means 305 in FIG.
An average value of the effective value Vrms obtained by the effective value calculating means 304 for a certain period is calculated and an average effective value is output.

【0080】以上説明したように、図1と図3に示した
実施の形態によれば、デジタルフィルタの周波数・ゲイ
ン特性に基づき、該フィルタ処理された電圧信号の周波
数を検出して、デジタルフィルタの出力電圧信号のゲイ
ンを補正するようにしていることから、系統周波数が変
動しても、高い精度で電圧信号からピーク値又は実効値
を検出できるという効果がある。
As described above, according to the embodiment shown in FIGS. 1 and 3, the frequency of the filtered voltage signal is detected based on the frequency / gain characteristics of the digital filter, Is corrected, the peak value or the effective value can be detected from the voltage signal with high accuracy even when the system frequency fluctuates.

【0081】また、DSPで処理することで、入力信号
Vaのサンプリング周期Tを従来の600Hz(又は7
20Hz)よりも2倍又は2倍以上にすることが可能に
なり、更にピーク値又は実効値の検出精度を高くするこ
とができる。
Further, by performing the processing by the DSP, the sampling period T of the input signal Va is set to 600 Hz (or 7 Hz).
20 Hz) or twice or more than 20 Hz), and the detection accuracy of the peak value or the effective value can be further increased.

【0082】また、上述したように、フィルタの周波数
・ゲイン特性に応じた補正を行なうようにし、かつデジ
タルシグナルプロセッサを用いてサンプリング周期を短
くしたことから、複雑なアルゴリズムの補間演算を行な
わなくても、高い精度で系統電圧の実効値を検出でき
る。この結果、大形化することなし高精度の入力信号処
理装置を実現できる。また、検出精度は、例えば従来1
〜5%(12回サンプリング/1サイクル)であったも
のを0.1%(60回サンプリング/1サイクル)に向
上できる。
Further, as described above, since the correction according to the frequency and gain characteristics of the filter is performed and the sampling period is shortened by using the digital signal processor, the interpolation operation of the complicated algorithm is not performed. Also, the effective value of the system voltage can be detected with high accuracy. As a result, a highly accurate input signal processing device can be realized without increasing the size. The detection accuracy is, for example,
55% (12 samplings / 1 cycle) can be increased to 0.1% (60 samplings / 1 cycle).

【0083】また、デジタルフィルタを適用しているこ
とから、抵抗とコンデンサから構成したRCアクティブ
フィルタのアナログフィルタに伴う問題、例えば素子の
バラツキや温度特性、経年変化による特性劣化、又は多
数の入力チャネル間の特性バラツキが生ずるという問題
を解消できる。この結果、入力フィルタの高精度化が図
れるとともに、量子化誤差を大幅に低減できる。
Further, since the digital filter is applied, problems associated with the analog filter of the RC active filter composed of a resistor and a capacitor, such as variations in elements, temperature characteristics, deterioration of characteristics due to aging, and a large number of input channels The problem that characteristic variations occur between the two can be solved. As a result, the accuracy of the input filter can be improved, and the quantization error can be significantly reduced.

【0084】しかし、本発明はデジタルフィルタを本質
的特徴とするものではないから、図3のデジタルフィル
タ300の部分をアナログフィルタに代えても、ゲイン
補正による本発明の効果を奏することができる。
However, since the present invention does not essentially include a digital filter, the effect of the present invention by gain correction can be obtained even if the digital filter 300 in FIG. 3 is replaced with an analog filter.

【0085】なお、図3実施の形態のゲイン補正手段3
02に相当するゲインの補正は、図3実施の形態の周波
数検出手段301よりも後であれば、どこに組み入れて
もよい。例えば、ピーク値検出手段303又は実効値演
算手段304の出力側に挿入してもよい。
The gain correction means 3 of the embodiment shown in FIG.
The correction of the gain corresponding to 02 may be incorporated anywhere as long as it is after the frequency detecting means 301 in the embodiment of FIG. For example, it may be inserted on the output side of the peak value detecting means 303 or the effective value calculating means 304.

【0086】また、図3実施の形態の機能実現にDSP
100を用いたものとして説明したが、これに代えて汎
用のプロセッサ又は汎用のプロセッサとコプロセッサ
(浮動小数点演算プロセッサ)の組み合せでも実現でき
るのは明らかである。しかも、デジタルフィルタ300
は、サンプリング周期を短くしてフィルタ処理すること
を考えると、高速なDSPが望ましい。したがって、デ
ジタルフィルタ300と周波数検出手段301を図1の
DSP100で実現し、ゲイン補正手段302以降の処
理は、他のユニットにある汎用のプロセッサで行わせる
ようにすることもできる。
Also, the DSP of FIG.
Although the description has been made on the assumption that 100 is used, it is apparent that the present invention can be realized by a general-purpose processor or a combination of a general-purpose processor and a coprocessor (floating point arithmetic processor). Moreover, the digital filter 300
Considering that filtering is performed with a short sampling period, a high-speed DSP is desirable. Therefore, the digital filter 300 and the frequency detecting means 301 can be realized by the DSP 100 in FIG. 1, and the processing after the gain correcting means 302 can be performed by a general-purpose processor in another unit.

【0087】(第2の実施の形態)図9に本発明の第2
の実施の形態のブロック構成図を示す。図9は図3に対
応する部分のみを示しており、図1のDSP100によ
り実現される手段である。本実施の形態が、図3と異な
る点は、ピーク値を検出しないで直接実効値を検出する
ようにしたことにあり、図3と同一機能、構成のブロッ
クには同一符号を付して説明を省略する。図9の実効値
演算手段900は、次式(19)により実効値Vrmsを
演算するようになっている。同式でVAaβは図10
(a)に示すデジタルフィルタ300の出力電圧信号で
あり、nはサンプリング回数を示し、Nは演算に用いる
サンプリングデータ数を表わす。
(Second Embodiment) FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention.
1 shows a block diagram of an embodiment. FIG. 9 shows only a portion corresponding to FIG. 3, and is a unit realized by the DSP 100 of FIG. The present embodiment differs from FIG. 3 in that the effective value is directly detected without detecting the peak value, and blocks having the same functions and configurations as those in FIG. Is omitted. 9 calculates the effective value Vrms according to the following equation (19). In the equation, VAaβ is shown in FIG.
(A) is an output voltage signal of the digital filter 300, where n indicates the number of times of sampling, and N indicates the number of sampling data used for calculation.

【0088】[0088]

【数19】 [Equation 19]

【0089】これにより求めた実効値Vrmsの変化を
図10(b)に示す。また、求めた実効値Vrmsは図
11の線1100に示すように、系統周波数の変化に応
じてゲインが変化してしまう。この周波数によるゲイン
の変化は、図11中の線1101で示した補正関数によ
り次のゲイン補正手段901で補正処理される。ここに
おける補正処理は、図3実施の形態と同一の手順で行な
われるが、本実施の形態では実効値Vrmsを補正する
点で異なる。もともと、図3の実効値演算処理において
もゲイン補正が必要であることを考えると、本実施の形
態では実効値演算後にデジタルフィルタの周波数ゲイン
補正に合わせて、ゲイン補正を行なうようにすることが
でき、精度が向上する。また、ピーク値検出を行なわず
に直接実効値を求めていることから、検出精度が高いと
いう効果がある。
FIG. 10B shows the change in the effective value Vrms obtained as described above. Further, the gain of the obtained effective value Vrms changes in accordance with the change of the system frequency, as shown by a line 1100 in FIG. The change in gain due to this frequency is corrected by the next gain correction unit 901 using the correction function indicated by the line 1101 in FIG. The correction process here is performed in the same procedure as in the embodiment of FIG. 3, but differs in that the present embodiment corrects the effective value Vrms. Considering that the gain correction is also originally required in the effective value calculation processing of FIG. 3, in the present embodiment, the gain correction is performed in accordance with the frequency gain correction of the digital filter after the effective value calculation. Possible, and the accuracy is improved. Further, since the effective value is directly obtained without detecting the peak value, there is an effect that the detection accuracy is high.

【0090】(第3の実施の形態)図12に、本発明の
他の実施の形態のブロック構成を示す。同図は図3に対
応する部分のみを示しており、図1のDSP100によ
り実現される手段である。図12において、ピーク値検
出手段303〜平均化処理手段305は図3と同一であ
るから説明を省略する。本実施の形態が図3と異なる点
は、デジタルフィルタ1200の周波数ゲイン特性が異
なる点にある。すなわち、本実施の形態のデジタルフィ
ルタ1200は、図13に示す周波数ゲイン特性図のよ
うに、フィルタ演算プログラムとフィルタ係数を調整設
定して電力系統の周波数変動範囲(f 0±Δf)のゲイ
ンをg0に一定に調整設定したものである。
(Third Embodiment) FIG. 12 shows a third embodiment of the present invention.
13 shows a block configuration of another embodiment. This figure corresponds to FIG.
Only corresponding parts are shown, and the DSP 100 of FIG.
It is a means that is realized. In FIG.
Output means 303 to averaging means 305 are the same as those in FIG.
Therefore, the description is omitted. Difference between this embodiment and FIG.
Indicates that the frequency gain characteristics of the digital filter 1200 are different.
It is in the point. That is, the digital filter of the present embodiment is
The filter 1200 has a frequency gain characteristic diagram shown in FIG.
Adjust the filter calculation program and filter coefficients as
And the power system frequency fluctuation range (f 0± Δf) gay
G0Is adjusted to a fixed value.

【0091】したがって、本実施の形態によれば、図3
や図9の実施の形態のような、周波数検出手段301や
ゲイン補正手段304や901が不要となる。なお、図
13の特性は、図4で説明したデジタルフィルタの特性
を改善して得られるものであり、図4に比してフィルタ
処理演算が複雑になるが、ゲイン補正に伴う誤差の介入
がなく、一層高精度化が実現できる。
Therefore, according to the present embodiment, FIG.
The frequency detecting means 301 and the gain correcting means 304 and 901 as in the embodiment shown in FIG. The characteristics shown in FIG. 13 are obtained by improving the characteristics of the digital filter described with reference to FIG. 4, and the filter processing operation becomes more complicated than that in FIG. And higher accuracy can be realized.

【0092】(第の4実施の形態)図14に、本発明の
更に他の実施の形態の構成図を示す。本実施の形態は図
9実施の形態に図12実施の形態のデジタルフィルタ1
200を組合せたものであり、図12実施の形態と同様
の高精度が得られる。
(Fourth Embodiment) FIG. 14 shows a configuration diagram of still another embodiment of the present invention. This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 9 in that the digital filter 1 shown in FIG.
200, and the same high accuracy as in the embodiment of FIG. 12 can be obtained.

【0093】なお、上述した図3、図9、図12、図1
4の各実施の形態においては、入力フィルタとしてデジ
タルフィルタ300又は1200を適用したものについ
て示したが、本発明はアナログフィルタを適用してもよ
いことは前述したとおりである。この場合、アナログフ
ィルタの出力を高速でサンプリング(例えば、24回/
1サイクル)し、デジタル信号に変換した後、上記各実
施の形態の処理を施して電圧信号から電圧の実効値を求
めることにより、フィルタの周波数・ゲイン特性が補償
され、高い精度で電圧実効値の検出ができる。
The above-mentioned FIGS. 3, 9, 12, and 1
In each of the fourth embodiments, an example in which the digital filter 300 or 1200 is applied as an input filter has been described. However, as described above, an analog filter may be applied in the present invention. In this case, the output of the analog filter is sampled at high speed (for example, 24 times /
1 cycle), and after converting to a digital signal, performing the processing of each of the above embodiments to obtain the effective value of the voltage from the voltage signal, thereby compensating for the frequency and gain characteristics of the filter, and achieving a highly accurate voltage effective value. Can be detected.

【0094】(第の5実施の形態)図15に、本発明に
より信号処理装置を電圧無効電力制御装置(VQ制御装
置)に適用した一実施の形態のブロック図を示す。図示
のように本実施の形態装置は、無効電力(Q)を検出す
るQ検出ブロック1500と、積分リレー1501と目
標値(Q0,V0)を設定する設定ブロック1502と、
電圧(V)検出ブロック1503と、積分・瞬時リレー
1504と、論理判定ブロック1505と、負荷時電圧
調整変圧器(LR)制御ブロック1506と電力用コン
デンサ(SC)と分路リアクトル(ShR)制御ブロッ
ク1507とを含んでなる。
(Fifth Embodiment) FIG. 15 is a block diagram showing an embodiment in which a signal processing device is applied to a voltage reactive power control device (VQ control device) according to the present invention. As shown in the drawing, the present embodiment device includes a Q detection block 1500 for detecting reactive power (Q), a setting block 1502 for setting an integration relay 1501 and a target value (Q 0 , V 0 ),
Voltage (V) detection block 1503, integration / instantaneous relay 1504, logic decision block 1505, on-load voltage regulation transformer (LR) control block 1506, power capacitor (SC) and shunt reactor (ShR) control block 1507.

【0095】このようなVQ制御においては、電圧検出
の精度が制御精度を左右することから、電圧を高精度で
検出する必要がある。そこで、本実施の形態のV検出ブ
ロック1503に前述した各実施の形態の信号処理装置
を適用してなる電圧実効値検出装置が組み込まれてい
る。
In such VQ control, it is necessary to detect the voltage with high accuracy because the accuracy of voltage detection affects the control accuracy. Therefore, a voltage effective value detection device to which the signal processing device of each embodiment described above is applied is incorporated in the V detection block 1503 of this embodiment.

【0096】このように構成される実施の形態の動作を
図16を参照しながら説明する。
The operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.

【0097】図16は、VQ制御装置の制御特性例を示
すものであり、制御は、まず目標電圧と無効電力値を設
定し、これに適合するように無効電力制御機器とLRタ
ップを制御する。一般には、目標電圧維持を優先し、同
時に、送電損失の軽減を図る。動作原理は、ある予測に
基づいて決めた電圧、無効電力潮流パターンに追従さ
せ、実際とのずれを、変圧器タップ、電力用コンデン
サ、及び分路リアクトルの調整制御により行うものであ
る。
FIG. 16 shows an example of control characteristics of the VQ control device. In the control, first, a target voltage and a reactive power value are set, and the reactive power control device and the LR tap are controlled so as to conform to the target voltage and the reactive power value. . Generally, priority is given to maintaining the target voltage, and at the same time, power transmission loss is reduced. The operating principle is to follow a voltage and a reactive power flow pattern determined based on a certain prediction, and to perform a deviation from the actual one by adjusting and controlling a transformer tap, a power capacitor, and a shunt reactor.

【0098】例えば、図16において、電圧・無効電力
が(A)の領域(V→高、Q→多)であれば、LR電圧
下げの操作を行う。また、(B)の領域(V→高、Q→
少)であれば、SCの開放とShRの投入操作を行う。
(C)の領域(V→低、Q→少)であればLR電圧上げ
の操作を行う。(D)の領域(V→低、Q→多)であれ
ば、SCの投入、ShRの開放操作を行う。このような
操作により、電圧・無効電力を目標値に維持する。
For example, in FIG. 16, if the voltage / reactive power is in the region (A) (V → high, Q → many), the operation of lowering the LR voltage is performed. In the area (B) (V → high, Q →
If so, the SC is released and the ShR is input.
In the region (C) (V → low, Q → small), the operation of increasing the LR voltage is performed. In the area of (D) (V → low, Q → many), the SC is inserted and the ShR is opened. By such an operation, the voltage and the reactive power are maintained at the target values.

【0099】本実施の形態によれば、高精度で電圧実効
値を検出できることから、高精度な電圧・無効電力制御
が可能である。
According to the present embodiment, since the effective voltage value can be detected with high accuracy, highly accurate voltage / reactive power control can be performed.

【0100】以上説明したように、本発明によれば、デ
ジタルフィルタの零点周波数系統周波数の2倍、3
倍、5倍に設定するとともに、デジタルフィルタの減衰
特性として中心周波数より低い周波数の減衰量よりも高
い周波数の減衰量を大きくし、デジタルフィルタ全体の
減衰特性として高域側の減衰量が順次大きくなる特性と
しているため、系統周波数が変動しても、低次高調波を
除去することができ、保護演算処理の高精度化に寄与す
ることが可能になる。さらに、複数の交流信号を時分割
処理してデジタル信号に変換し、各デジタル信号に対し
てフィルタ処理を施しているので、入力点数の増減に対
応することができる。
[0101] As described above, according to the present invention, twice the system frequency of the zero point frequency of the digital filter, 3
, 5 times and digital filter attenuation
Higher than the attenuation at frequencies below the center frequency
Increase the amount of attenuation of the
As the attenuation characteristic, the characteristic that the amount of attenuation on the high frequency side gradually increases and
Therefore, even if the system frequency fluctuates , low-order harmonics can be removed, and it is possible to contribute to higher accuracy of the protection arithmetic processing. In addition, time-sharing multiple AC signals
Process and convert to digital signals, and for each digital signal
Filter processing, so that the
I can respond.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態の信号処理装置であるア
ナログ入力ユニットの全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an analog input unit that is a signal processing device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す実施の形態のデジタルシグナルプロ
セッサの詳細構成図である。
FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the digital signal processor of the embodiment shown in FIG.

【図3】図1に示す実施の形態の特徴部にかかる電圧実
効値検出のブロック構成図である。
FIG. 3 is a block diagram of a voltage effective value detection according to a feature of the embodiment shown in FIG. 1;

【図4】(a),(b)はそれぞれデジタルフィルタの処
理ブロック図である。
FIGS. 4A and 4B are processing block diagrams of a digital filter, respectively.

【図5】デジタルフィルタの周波数ゲイン特性の一例を
示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram illustrating an example of a frequency gain characteristic of a digital filter.

【図6】(a)は周波数検出手順を示すフローチャー
ト、同図(b)はフィルタ出力とカウンタの動作を示す
タイムチャートである。
6A is a flowchart illustrating a frequency detection procedure, and FIG. 6B is a time chart illustrating a filter output and an operation of a counter.

【図7】デジタルフィルタにかかるゲイン補正関数の一
例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a gain correction function applied to a digital filter.

【図8】ピーク値検出の動作波形図である。FIG. 8 is an operation waveform diagram of peak value detection.

【図9】本発明の他の実施の形態の特徴部にかかる電圧
実効値検出のブロック構成図である。
FIG. 9 is a block diagram of a voltage effective value detection according to a characteristic part of another embodiment of the present invention.

【図10】図9に示す実施の形態の動作を説明するタイ
ムチャートである。
FIG. 10 is a time chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 9;

【図11】図9に示す実施の形態のゲイン補正関数の一
例を示す図である。
11 is a diagram illustrating an example of a gain correction function according to the embodiment shown in FIG. 9;

【図12】本発明の他の実施の形態の特徴部にかかる電
圧実効値検出のブロック構成図である。
FIG. 12 is a block diagram of a voltage effective value detection according to a feature of another embodiment of the present invention.

【図13】図12に示す実施の形態のデジタルフィルタ
の周波数ゲイン特性の一例を示す特性図である。
13 is a characteristic diagram showing an example of a frequency gain characteristic of the digital filter according to the embodiment shown in FIG.

【図14】本発明の他の実施の形態の特徴部にかかる電
圧実効値検出のブロック構成図である。
FIG. 14 is a block diagram of a voltage effective value detection according to a feature of another embodiment of the present invention.

【図15】本発明の信号処理装置を適用してなる一実施
の形態の電圧無効電力制御装置の全体構成図である。
FIG. 15 is an overall configuration diagram of a voltage reactive power control device according to an embodiment to which the signal processing device of the present invention is applied.

【図16】図15に示す実施の形態の動作を説明するた
めの図である。
16 is a diagram for explaining the operation of the embodiment shown in FIG.

【図17】従来例のデジタルリレー装置の全体構成図で
ある。
FIG. 17 is an overall configuration diagram of a conventional digital relay device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…デジタルシグナルプロセッサ、 300…デジタルフィルタ、 301…周波数検出手段、 302…ゲイン補正手段、 303…ピーク値検出手段、 304,900…実効値演算手段、 305…平均化処理手段、 901…ゲイン実効値補正手段、 1200…デジタルフィルタ。 Reference Signs List 100: digital signal processor, 300: digital filter, 301: frequency detection means, 302: gain correction means, 303: peak value detection means, 304, 900: effective value calculation means, 305: averaging processing means, 901: gain effective Value correction means, 1200: Digital filter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 潤三 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 河合 忠雄 茨城県日立市国分町一丁目1番1号 株 式会社 日立製作所 国分工場内 (56)参考文献 特開 平3−239113(JP,A) 特開 昭62−293923(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 3/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Junzo Kawakami 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Tadao Kawai 1-1-1, Kokubuncho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. 1 In the Kokubu Plant of Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-3-239113 (JP, A) JP-A-62-293923 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7) , DB name) H02H 3/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電力系統から複数の交流信号を時分割で
入力してサンプリングしサンプリングして得られた信号
デジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段
と、アナログデジタル変換手段により変換されたデジタ
ル信号にサンプリング周期毎にフィルタ処理を施すデジ
タルフィルタとを備え、前記アナログデジタル変換手段
のサンプリング周期を前記交流信号の基本波1サイクル
の1/24以下の周期に設定し、前記デジタルフィルタ
の中心周波数を系統周波数に対応させるとともに前記中
心周波数を中心として、前記中心周波数の前後の周波数
のうち前記中心周波数より低い周波数の減衰量よりも高
い周波数の減衰量を大きく、かつ前記中心周波数の2
倍、3倍および5倍の周波数を零点に設定し、さらに前
記デジタルフィルタのフィルタ係数をIIRフィルタの
フィルタ係数に対応して設定してなるデジタル保護継電
装置。
1. A plurality of AC signals from a power system are time-divided.
Input, sample, and sampled signal
The provided analog-digital converting means for converting the digital signal, and a digital filter for performing filtering processing for each sampling period to the digital signal converted by the analog-to-digital conversion means, the analog-to-digital converting means
Sampling cycle of one cycle of the fundamental wave of the AC signal
Set to a period of 1/24 or less of the digital filter
And the center frequency of the
With the heart frequency as the center, frequencies before and after the center frequency
Higher than the attenuation of frequencies lower than the center frequency
High frequency attenuation and the center frequency 2
Double, 3x and 5x frequencies are set to zero and
The filter coefficient of the digital filter is
Digital protection relay set according to the filter coefficient .
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