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JPS5842691B2 - Houkou Kayden Sochi - Google Patents
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JPS5842691B2 - Houkou Kayden Sochi - Google Patents

Houkou Kayden Sochi

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Publication number
JPS5842691B2
JPS5842691B2 JP8858173A JP8858173A JPS5842691B2 JP S5842691 B2 JPS5842691 B2 JP S5842691B2 JP 8858173 A JP8858173 A JP 8858173A JP 8858173 A JP8858173 A JP 8858173A JP S5842691 B2 JPS5842691 B2 JP S5842691B2
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circuit
analog
digital
signal
positive
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JP8858173A
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溢泰 古瀬
春生 佐々木
友義 落合
武志 林
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Meidensha Corp
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
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Meidensha Corp
Tokyo Electric Power Co Inc
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電力等の方向継電装置に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a directional relay device for power, etc.

一般に送電線路等の電力の方向を判定することは系統の
保護及び制御を行う上で重要な問題である。
Generally, determining the direction of power flowing through power transmission lines and the like is an important problem in protecting and controlling the power system.

従来1.電圧、電流のアナログ量により方向判別するこ
とが一般であったが、送電電圧、容量の増大、長距離化
、により多電置所間の情報をディジタル化して集中処理
することが、保護、制御においてより高速度1、高信頼
度に有効である。
Conventional 1. It was common practice to determine direction using analog amounts of voltage and current, but as power transmission voltage and capacity have increased and distances have increased, it has become possible to digitize and centrally process information between multiple power stations, making protection and control possible. It is effective for high speed 1 and high reliability.

そこで本発明では任意の位相角を有する交流電圧信号と
交流電流信号とを、それぞれサンプリングしてアナログ
・ディジタル変換して得られるディジタル値化された電
圧信号及び電流信号と、前記電圧信号か電流信号のいず
れかを微分して得られる信号との各サンプリングのサイ
ンビットの極性の変化する点どおしの間に入るサンフル
と所定サンプル数とを比較すれば、電力等の方向性を判
定できることに着目し、ディジタル演算により高速度、
高感度で系統の電力等の方向を判定できる方法を提供す
ることをその目的とする。
Therefore, in the present invention, an alternating current voltage signal and an alternating current signal having arbitrary phase angles are sampled and converted into digital values obtained by analog-to-digital conversion, and the voltage signal or current signal is converted into a digital value. By comparing the sample number that falls between the points where the polarity of the sign bit of each sampling changes with the signal obtained by differentiating either of them, the directionality of the power, etc. can be determined. Focusing on high speed and digital calculation,
The purpose is to provide a method that can determine the direction of power, etc. in a grid with high sensitivity.

以下本発明の一実施例を添付図面に従って説明を行う。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明の詳細な説明するための概略構成図であ
り、8は電力系統の線路、7,7′は夫々この線部8に
設けられ電圧信号と電流信号を検出するための計器用変
圧器PT及び変流器CT等の検出器である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining the present invention in detail, in which reference numeral 8 indicates a power system line, and 7 and 7' are instruments provided on this line section 8, respectively, for detecting voltage signals and current signals. These are detectors for transformers PT, current transformers CT, etc.

1,1′は上記検出器7゜7′により検出された電圧信
号と電流信号を夫々サンプリングするサンプリング回路
である。
Reference numerals 1 and 1' designate sampling circuits for respectively sampling the voltage signal and current signal detected by the detectors 7 and 7'.

2,2′はこのサンプリング回路1,1′の後段に接続
されたアナログ・ディジタル変換器である。
Reference numerals 2 and 2' designate analog-to-digital converters connected after the sampling circuits 1 and 1'.

3は例えばアナログ・ディジタル変換器2の後段に接続
された微分回路であって、電圧信号に対して略90゜進
みの出力を得るために設けられている。
Reference numeral 3 denotes a differentiator circuit connected, for example, after the analog-to-digital converter 2, and is provided to obtain an output that is approximately 90 degrees ahead of the voltage signal.

4はアナログ・ディジタル変換器2′と微分回路3との
出力端に接続された第1の論理回路であって、設定され
たサンプル数Skと、電流信号■のサインビットが正と
なる点と微分された電圧信号V′のサインビットが負と
なる点の間に入るサンプル数Saとの比較判定を行う。
4 is a first logic circuit connected to the output terminals of the analog-to-digital converter 2' and the differentiating circuit 3, and the set number of samples Sk and the point where the sign bit of the current signal ■ is positive; A comparison is made with the number of samples Sa falling between the points where the sign bit of the differentiated voltage signal V' becomes negative.

5はアナログ・ディジタル変換器2′と2との出力端に
接続された第2の論理回路でありで、設定されたサンプ
ル数Sk′と、電流信号Iのサインビットが正となる点
と電圧信号Vのサインビットが正となる点との間に入る
サンプル数Sa′との比較判定を行う。
5 is a second logic circuit connected to the output terminals of the analog-to-digital converters 2' and 2, and it is a logic circuit that is connected to the output terminals of the analog-to-digital converters 2' and 2, and is configured to calculate the set number of samples Sk', the point where the sign bit of the current signal I becomes positive, and the voltage. A comparison is made with the number of samples Sa' between the point where the sign bit of the signal V becomes positive.

6はOR回路であって、前記第1、第2の論理回路4,
5のいずれかの比較判定条件が成立したら出力を発生す
る。
6 is an OR circuit, which connects the first and second logic circuits 4,
If any of the comparison judgment conditions 5 is satisfied, an output is generated.

次に上記第1図に示される構成図と第2図に示される波
形図とを参照して電力系統における方向を本発明により
判定する原理を説明する。
Next, the principle of determining the direction in the power system according to the present invention will be explained with reference to the configuration diagram shown in FIG. 1 and the waveform diagram shown in FIG. 2.

*ネ 電力系統における方向判定とは、基準電気量たとえば電
圧に対して電流の位相角が何度以内にあるかを判定する
ものである。
*Direction determination in a power system is to determine within what degree the phase angle of a current is with respect to a reference quantity of electricity, such as voltage.

例えば送電線の短絡事故の方向検出では、線路の正相、
逆相インピーダンスはりアクタンス分がほとんどである
ため、電圧に対し短絡電流の位相角は70°〜800程
度の遅れとなる。
For example, when detecting the direction of a short-circuit accident on a power transmission line, the positive phase of the line,
Since most of the reverse phase impedance is actance, the phase angle of the short circuit current lags behind the voltage by about 70° to 800°.

従って、本発明の実施例で述べる方向継電器の位相特性
は、後述する第3図dに示すように、電圧を基準として
電流遅れを完全に検出できるようになっている。
Therefore, the phase characteristics of the directional relay described in the embodiment of the present invention are such that the current delay can be completely detected using the voltage as a reference, as shown in FIG. 3d, which will be described later.

第2図aに示されるように交流電圧信号v = V s
inωtと任意の位相差を有する交流電流信号i、=I
sin(ωt×θ1)又は12=Isin(ωt−θ2
)(ここでVは電圧信号Vの最大値、ωは角周波数、t
は時間、■は電流信号iの最大値、θ1は進み角、θ2
は遅れ角)を、それぞれ第1図に示されるような線路8
から変流器7′および計器用変圧器7により検出する。
As shown in FIG. 2a, the alternating voltage signal v = V s
AC current signal i, =I, having an arbitrary phase difference with inωt
sin(ωt×θ1) or 12=Isin(ωt−θ2
) (where V is the maximum value of the voltage signal V, ω is the angular frequency, t
is the time, ■ is the maximum value of the current signal i, θ1 is the lead angle, θ2
is the delay angle), and the line 8 as shown in FIG.
is detected by current transformer 7' and potential transformer 7.

サンプリング回路1,1′で例えば単位周期Tの半分に
ついてn個のサンプル数を有するように第2図すとCに
示すようにサンプリングし、前記サンプリング回路1,
1′の次段に接続された第1のアナログ・ディジタル変
換器2と第2のアナログ・ディジタル変換器2′でディ
ジタル量に変換する。
The sampling circuits 1 and 1' perform sampling as shown in FIG.
A first analog-to-digital converter 2 and a second analog-to-digital converter 2' connected to the next stage of the analog-to-digital converter 1' convert it into a digital quantity.

ディジタル変換器2の出力端に接続された微分回路3で
前記電圧信号v = Vsinωtを微分したv′=ω
Vcosωtに相当するディジタル値と、前記アナログ
・ディジタル変換器2′でディジタル値化された電流信
号とを論理回路4に入力する。
The voltage signal v = Vsinωt is differentiated by a differentiating circuit 3 connected to the output terminal of the digital converter 2, and v' = ω.
A digital value corresponding to Vcosωt and a current signal converted into a digital value by the analog-to-digital converter 2' are input to the logic circuit 4.

第2図す図に示すように任意のサンプリング時刻t1及
びt2とし時刻t1に対応する電圧のサンプリング値v
1=Vsinωt1、時刻t2に対応する電圧のサンプ
リング値をV2 = Vsin (ωt1+φ)、φを
サンプリング間隔とすれば、微分回路3は下記のような
演算を行なう。
As shown in FIG. 2, the sampling value v of the voltage corresponding to time t1 is assumed to be arbitrary sampling times t1 and t2.
1=Vsin ωt1, the sampling value of the voltage corresponding to time t2 is V2=Vsin (ωt1+φ), and φ is the sampling interval, then the differentiating circuit 3 performs the following calculation.

stnφ このような演算を行えばjan”□だけ位相□□□φ−
1 の進んだ波形を得ることができる。
stnφ If you perform this kind of calculation, only jan”□ will have a phase □□□φ−
An advanced waveform of 1 can be obtained.

数学的にはV=Vsinωtを微分することは90°位
相の進んだv′=ω■αあωtを得ることであるが、本
発明では特に厳密に90’位相が進まなくても実用上、
問題なく近似的な微分値でよい。
Mathematically, differentiating V=Vsinωt is to obtain v'=ω■αaωt with a 90° phase advance, but in the present invention, in practice, even if the 90' phase is not strictly advanced,
Approximate differential values can be used without any problem.

第3図aは第1の論理回路4の動作を説明するためのも
のである。
FIG. 3a is for explaining the operation of the first logic circuit 4. In FIG.

ディジタル値化される以前の源波形に換算した第3図a
を参照すれば、サインビットの極性が変化する点、例え
ば電流信号iのサインビットが負から正となる点Siと
微分された電圧信号V′のサインビットが正から負とな
る点Siの間に入るサンプル数Saと所定方向性から換
算される位相角に基づく設定サンプル数SkとをSn<
Skの条件不等式で比較判定する。
Figure 3 a converted to the source waveform before it was converted into a digital value
Referring to , the polarity of the sign bit changes, for example, between the point Si where the sign bit of the current signal i changes from negative to positive and the point Si where the sign bit of the differentiated voltage signal V' changes from positive to negative. Let Sn<
Compare and judge using the conditional inequality of Sk.

この第1の論理回路4での比較判定について更に言及す
るならば、一方のアナログディジタル変換器2′で変換
された電流のディジタルデータは、例えば論理”、 I
Iで負、論理11O1′で正を表わすサインビットをワ
ード内に持っている。
To further discuss the comparison and judgment in the first logic circuit 4, the digital data of the current converted by one analog-to-digital converter 2' is, for example, a logic "I".
There is a sign bit in the word that indicates negative with I and positive with logic 11O1'.

サインビットは8ビツト、12ビツトなどで表わされデ
ィジタルデータの最上位ビットであり、第4図に全体が
8ビツトで表わされるデータの例を示す。
The sign bit is represented by 8 bits, 12 bits, etc., and is the most significant bit of digital data. FIG. 4 shows an example of data represented entirely by 8 bits.

すなわち、第4図aに示すように最上位のビットが論理
Oの場合は正のデータを示し、第4図すに示すように
最上位のビットが論理″1″の場合は負のデータを示す
That is, as shown in Figure 4a, when the most significant bit is logic O, it indicates positive data, and as shown in Figure 4, when the most significant bit is logic ``1'', it indicates negative data. show.

また第1の論理回路4では、サインビットの変化点萎検
出して、この時点で発生するトリガパルスにより所定の
カウンタの計数動作を開始させ、他方のアナログ・ディ
ジタル変換器2で変換された電圧のディジタルデータの
位相を微分回路3で90°進めたデータのサインビット
の変化点まで上記カウンタによる計数動作を行い計数値
を算出する。
In addition, the first logic circuit 4 detects the change point of the sign bit, starts the counting operation of a predetermined counter by the trigger pulse generated at this point, and converts the voltage converted by the other analog-to-digital converter 2. The counting operation is performed by the above-mentioned counter until the change point of the sign bit of the data obtained by advancing the phase of the digital data by 90 degrees by the differentiating circuit 3 to calculate the counted value.

この計数値が上述した電流信号iのサインビットが負か
ら正となる点Siと微分された電圧信号のサインビット
が正から負となる点Siの間に入るサンプル数Saに相
当する。
This count value corresponds to the number of samples Sa that falls between the point Si where the sign bit of the current signal i changes from negative to positive and the point Si where the sign bit of the differentiated voltage signal changes from positive to negative.

従ってこのサンプル数Saに対応したディジタル値と所
定方向性から換算される位相角に基づく設定にサンプル
数Skに対応したディジタル値との比較判定を行えばよ
い。
Therefore, it is only necessary to compare and determine the digital value corresponding to the number of samples Sa and the digital value corresponding to the number of samples Sk to the setting based on the phase angle converted from the predetermined directionality.

サンプル数Saは第3図dのθ1を決定するものである
The number of samples Sa determines θ1 in FIG. 3d.

θ1は電流iが電圧Vより進み位相になっても動作でき
る限度を決めるものである。
θ1 determines the limit of operation even if the current i is ahead of the voltage V in phase.

一般に送電線の短絡方向継電器などでは、電流iは電圧
Vより進み位相となることはないが動作範囲の裕度を見
て3′0度程度になるように設定サンプル数Skを設定
する。
Generally, in a short-circuit relay for a power transmission line, the current i does not lead the voltage V in phase, but the number of samples Sk is set so that the current i is about 3'0 degrees considering the margin of the operating range.

第1の論理回路4は、第3図Cに示す如く、電流iが電
圧Vに対してθ1の進みから900遅れの範囲にあった
時、OR回路6に出力する。
The first logic circuit 4 outputs an output to the OR circuit 6 when the current i is within the range of 900 lags from the lead of θ1 with respect to the voltage V, as shown in FIG. 3C.

なお第3図Cは第3図aとbを同一座標で示したもので
ある。
Note that FIG. 3C shows FIGS. 3a and 3b using the same coordinates.

また、第1の論理回路4はハード的なカウンタを含んで
いると考えるよりもソフト的に処理していると考える方
が実際的である。
Furthermore, it is more practical to consider that the first logic circuit 4 is processed by software rather than that it includes a hardware counter.

第2の論理回路5での比較判定の詳細も上述しえ第1の
論理回路4の場合と同様に考え・られる竺゛第2の論理
回路5では第3図すを参照すれば、サインビットの極性
が変化する点、例えば電圧信号Vのサインビットが負か
ら正となる点Si′と電流信号iのサインビットが正と
なるS・′の間に入るサンプル数S atと所定方向性
から換算される位相角に基く設定サンプル数Sk′とを
Sn′<sk′の条件不等式で比較判定する。
The details of the comparison and judgment in the second logic circuit 5 are also described above and can be considered in the same way as in the case of the first logic circuit 4.In the second logic circuit 5, the sign bit From the point where the polarity of changes, for example, the point Si' where the sign bit of the voltage signal V changes from negative to positive, and the point S' where the sign bit of the current signal i becomes positive, the number of samples S at and the predetermined directionality. The set sample number Sk' based on the converted phase angle is compared and determined using the conditional inequality Sn'<sk'.

この判定は電流信号iが電圧信号Vに対して同相から設
定サンプル数Sk′で定まる遅れ角θ2の範囲にあった
時第2の論理回路5がOR回路6に出力する。
This determination is made by the second logic circuit 5 outputting to the OR circuit 6 when the current signal i is in the range of the delay angle θ2 determined by the set number of samples Sk' from being in phase with the voltage signal V.

前記第1の論理回路4の出力と第2の論理回路5の出力
が共通入力となるOR回路6で、前記条件Sa<Skと
Sa′〈Sk′のいずれかの条件が満足された場合に出
力をだして作動させる。
In the OR circuit 6 where the output of the first logic circuit 4 and the output of the second logic circuit 5 are common inputs, when either of the conditions Sa<Sk and Sa'<Sk' is satisfied, Output and operate.

すなわち、第1の論理回路4は、前述したように、電流
信号iが電圧信号Vに対してθ1の進みから90’遅れ
の範囲にあった時にOR回路6に出力するから、第1の
論理回路4は、第3図dに示す900+θ1の範囲を決
定するものであり、結局θ1を決定していることになる
That is, as described above, the first logic circuit 4 outputs the current signal i to the OR circuit 6 when it is within the range of 90' delay from the lead of θ1 with respect to the voltage signal V. The circuit 4 determines the range of 900+θ1 shown in FIG. 3d, and ultimately determines θ1.

また、第2の論理回路5は、電流信号iが電圧信号Vに
対して同相から設定サンプル数Sk′で定まる遅れ角θ
2の範囲にある時OR回路6に出力するものであるから
、第3図dにおいてθ2を決定していることになる。
In addition, the second logic circuit 5 has a delay angle θ determined by the set number of samples Sk' when the current signal i is in phase with the voltage signal V.
Since θ2 is output to the OR circuit 6 when it is within the range of 2, θ2 is determined in FIG. 3d.

論理回路4と5の出力をOR回路6を通しているので、
電流信号iが電圧信号Vに対してθ1の進みからθ2の
遅れの範囲にあったとき動作をするような方向継電器を
得ることができる。
Since the outputs of logic circuits 4 and 5 are passed through OR circuit 6,
It is possible to obtain a directional relay that operates when the current signal i is in the range from a lead of θ1 to a lag of θ2 with respect to the voltage signal V.

このように本発明では第3図a、bで説明したように入
力ディジタルの大きさには関係なくデータのプラスかマ
イナスかのサインビットの変化点から変化点に存在する
データの数をあらかじめ整定した数と比較することによ
り、ある基準の電気量に対し所定の電気的方向判別機能
をもたせることができる。
In this way, in the present invention, as explained in FIGS. 3a and 3b, the number of data existing at the change point from the change point of the plus or minus sign bit of the data is set in advance, regardless of the magnitude of the input digital signal. By comparing this number with the number, it is possible to provide a predetermined electrical direction discrimination function for a certain reference amount of electricity.

いま、微分回路3を設けずに電圧信号Vを基準とし、電
圧信号Vに対する電流信号iの進み又は遅れを検出して
進み角θ1又は遅れ角θ2を判定しても方向を検出する
ことができる。
Now, the direction can also be detected by using the voltage signal V as a reference without providing the differentiating circuit 3, detecting the lead or lag of the current signal i with respect to the voltage signal V, and determining the lead angle θ1 or the lag angle θ2. .

しかし、この場合は次のような問題が生ずる。However, in this case, the following problem occurs.

すなわち、サンプリング間隔φの間で電圧信号と電流信
号との極性の双方が変化することがある。
That is, both the polarity of the voltage signal and the current signal may change during the sampling interval φ.

電圧信号と電流信号の極性の双方が変化するにあたって
、その先後関係は電圧信号が先に変化するときと、電流
信号が先lど変化するときとがある。
When both the polarity of the voltage signal and the current signal change, there are cases in which the voltage signal changes first and cases in which the current signal changes first.

これらの場合、システムに判断機能を付加して、この判
断機能に電圧信号の極性が先に変化したと判断する機能
を持たせると、電流信号の極性が先に変化したときには
これを判断できないことになる。
In these cases, if you add a judgment function to the system and give this judgment function a function to judge whether the polarity of the voltage signal changes first, it will not be possible to judge if the polarity of the current signal changes first. become.

なお、これを防止するために双方のサインビットの極性
が変化したときカウントをOとすることも考えられるが
、この場合には1≦Sn≦Skを判断しなければならず
、θ1を判断するために1≦SnとSn≦Skとを判別
することが必要となるために2倍の判別回路が必要で不
経済である。
To prevent this, it is possible to set the count to O when the polarity of both sign bits changes, but in this case, it is necessary to determine 1≦Sn≦Sk, and θ1 is determined. Therefore, it is necessary to discriminate between 1≦Sn and Sn≦Sk, which requires twice the number of discrimination circuits, which is uneconomical.

これに対して、微分回路3を設けると、電圧信号Vに対
する電流信号iの進み角θ1を検出するには電流信号i
のサインビットの極性が変化してから微分された電圧信
号V′が変化するまでのSaくSkのみを判断すればよ
く、回路構成が簡単で経済的にも有利である。
On the other hand, if the differentiating circuit 3 is provided, in order to detect the lead angle θ1 of the current signal i with respect to the voltage signal V, the current signal i
It is only necessary to judge Sa and Sk from the time when the polarity of the sign bit changes until the differentiated voltage signal V' changes, and the circuit configuration is simple and economically advantageous.

次に本発明の上記原理を実際の方向継電器に適用した場
合について説明する。
Next, a case will be described in which the above principle of the present invention is applied to an actual directional relay.

半周期T/2についてサンプル数n=12(φ=15°
)として第3図dに示されるように電圧信号Vに対して
電流信号iが進み角θ1に300と遅れ角θ2=120
゜の範囲の動作範囲有する方向継電器を得たい場合、設
定値を5k=9,5lc=9と設定しておけば、第3図
aにおいて示されるように電流信号iはSnくSkの条
件不等式から最大の進みで5n=8に規定される。
Number of samples n = 12 (φ = 15°
), the current signal i with respect to the voltage signal V has an advance angle θ1 of 300 and a lag angle θ2=120, as shown in FIG. 3d.
If you want to obtain a directional relay with an operating range in the range of °, by setting the set values as 5k = 9, 5lc = 9, the current signal i will satisfy the conditional inequality of Sn × Sk as shown in Figure 3a. The maximum advance is defined as 5n=8.

すなわち15°X8=120°となり電流信号iは電圧
信号Vより90°位相の進んだv/ (v/はこの場合
理想的に90°進んでいるものとする)と60°おくれ
になった時が動作の限界である。
In other words, 15° x 8 = 120°, when the current signal i is 60° behind the voltage signal V with v/ which is 90° in phase (v/ is ideally led by 90° in this case). is the limit of operation.

従って、iは900−60°=30°でVより300進
んだ時が動作限界となる。
Therefore, the operating limit is reached when i leads V by 300 at 900-60°=30°.

又第3図すにおいて示されるようにS A/ (s k
/の条件式から最大の遅れSn′=8に規定される。
Also, as shown in Figure 3, S A/ (s k
From the conditional expression /, the maximum delay Sn' is defined as 8.

すなわちSn′=8では15°X8=120°となりV
に対しiは120°遅れ位相までは動作範囲となる。
That is, when Sn'=8, it becomes 15°X8=120° and V
On the other hand, i has an operating range up to a 120° delayed phase.

前述の如く半周期T/2については12サンプルを有す
るので1サンプル当り15°となり、第3図dに示され
るような位相角θ1=30°、θ2=120°の範囲と
なる。
As mentioned above, the half period T/2 has 12 samples, so each sample is 15°, and the phase angles are in the range of θ1=30° and θ2=120° as shown in FIG. 3d.

以上実施例では電圧信号Vを微分しているが電流と電圧
の2つの量による方向判別ではいずれか一方を基準とす
ればよく、従って電圧信号Vを微分しても電流信号iを
微分しても判定の8ktSk’をかえれば同様の特性が
得られるので電流信号iを微分してもよい。
In the above embodiments, the voltage signal V is differentiated, but when determining the direction based on two quantities, current and voltage, it is sufficient to use either one as a reference. Therefore, even if the voltage signal V is differentiated, the current signal i is differentiated. Since similar characteristics can be obtained by changing 8ktSk' for determination, the current signal i may be differentiated.

さらにサインビットの極性の変化を追跡する際、上記実
施例では電圧信号のサインビットの極性の変化点を基準
としているが、電流信号、もしくは両者のいずれかの微
分波形の半サイクルごとの極性変化点のうちいずれを基
準としても電力等の方向を判定することが可能である。
Furthermore, when tracking changes in the polarity of the sign bit, in the above embodiment, the point of change in polarity of the sign bit of the voltage signal is used as a reference, but the polarity changes every half cycle of the differential waveform of the current signal or either of the two. It is possible to determine the direction of electric power, etc. using any of the points as a reference.

すなわち、・第1図のものにおいて微分回路3をアナロ
グディジタル変換器2′の後段にのみ設けた場合を考え
ると、アナログディジタル変換器2′からの電流信号は
微分回路3と第2の論理回路5に入力され、微分回路3
の出力は第1の論理回路4に入力される。
In other words, considering the case in which the differentiating circuit 3 is provided only after the analog-to-digital converter 2' in the one shown in FIG. 5, and the differential circuit 3
The output of is input to the first logic circuit 4.

さらに、アナログディジタル変換器2の出力は第1の論
理回路4と第2の論理回路5に入力されるとともに、こ
れらの第1の論理回路4と第2の論理回路5の出力はオ
ア回路6に入力される。
Furthermore, the output of the analog-to-digital converter 2 is input to a first logic circuit 4 and a second logic circuit 5, and the outputs of these first logic circuit 4 and second logic circuit 5 are input to an OR circuit 6. is input.

第5図aおよびbはこの場合の動作特性を示すもので、
i′は電流信号iを微分したものである。
Figures 5a and 5b show the operating characteristics in this case.
i' is the differentiated current signal i.

第5図aに示すように、電圧信号Vのサインビットの極
性が負から正となる点Si′と微分されない電流信号i
のサインビットの極性が負から正となる点Si′の間に
入るサンプル数によってθ1が決まる。
As shown in FIG.
θ1 is determined by the number of samples that fall between points Si′ where the polarity of the sign bit changes from negative to positive.

また、第5図aにおいてSi2は微分された電流信号i
′のサインビットの極性が負から正に変る点を示し、S
iは電流信号i′のサインピッ、トの憚性が正から負に
変る点を示す。
In addition, in FIG. 5a, Si2 is the differentiated current signal i
′ indicates the point where the polarity of the sign bit of S changes from negative to positive,
i indicates the point at which the magnitude of the current signal i' changes from positive to negative.

したがって電圧信号Vのサインビットの極性が正から負
に変る点Smと電流信号i′のサインビットの極性が正
から負になる点Smとの間に入るサンプル数によってθ
2が決まる。
Therefore, depending on the number of samples that fall between the point Sm where the polarity of the sign bit of the voltage signal V changes from positive to negative and the point Sm where the polarity of the sign bit of the current signal i' changes from positive to negative, θ
2 is decided.

したがって、微分回路3をアナログディジタル変換器2
′の後段に設けた場合は、第5図すに示すように、第2
の論理回路5は90°+θ2の範囲を決定し、第1の論
理回路4はθ1を決定する。
Therefore, the differentiating circuit 3 is replaced by the analog-to-digital converter 2.
' If it is installed after the second stage, as shown in Figure 5,
The first logic circuit 5 determines the range of 90°+θ2, and the first logic circuit 4 determines θ1.

ことになる。以上述べてきたように、本発明では任意の
位相角を有する交流電圧、信号と交流電流信号とをサン
プリングしてディジタル値化した信号と、前記電圧信号
もしくは電流信号のいずれかを微分した信号との各サン
プリングのサインビットの極性の変化する点と、おしの
間に入るサンプル数と所定サンプル数とを比較判定した
ので、所定サンプル数を適当に設定するだけで位相角の
範囲を決定でき電力等の方向性を高速度、高感度に判定
できる。
It turns out. As described above, in the present invention, a signal obtained by sampling and converting an alternating current voltage signal and an alternating current signal having an arbitrary phase angle into a digital value, and a signal obtained by differentiating either the voltage signal or the current signal. Since we compared and determined the point at which the polarity of the sign bit of each sampling changes with the number of samples that fall between the two and the predetermined number of samples, we can determine the range of the phase angle by simply setting the predetermined number of samples appropriately. The directionality of power, etc. can be determined at high speed and with high sensitivity.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の詳細な説明するための概略構成図であ
り、第2図a、b、cは本発明の原理を説明する図であ
り、第3図a、b、cは本発明の説明のための波形図、
第3図dは本発明を説明するための方向継電装置の理想
特性図、第4図はサインビットの一例を示す図、第5図
aは本発明を説明するための他の波形図、第5図すは本
発明を説明するための方向継電装置の他の理想特性図で
ある。 1.1′・・・・・・サンプリング回路、2,2′・・
・・・・アナログ・ディジタル変換器、3・・・・・・
微分回路、4゜5・・・・・・論理回路、6・・・・・
・OR回路。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining the present invention in detail, FIG. 2 a, b, and c are diagrams for explaining the principle of the present invention, and FIG. Waveform diagram for explanation of
FIG. 3d is an ideal characteristic diagram of a directional relay device for explaining the present invention, FIG. 4 is a diagram showing an example of a sign bit, FIG. 5a is another waveform diagram for explaining the present invention, FIG. 5 is another ideal characteristic diagram of the directional relay device for explaining the present invention. 1.1'...Sampling circuit, 2,2'...
...Analog-digital converter, 3...
Differential circuit, 4゜5...Logic circuit, 6...
・OR circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 交流電圧信号とこの交流電圧信号に対して任意の位
相角を有する交流電流信号とを同期してサンプリングす
るサンプリング回路と、該サンプリング回路の出力端に
接続され前記電圧信号のサンプリング値をアナログ・デ
ィジタル交換する第1のアナログ・ディジタル変換器と
、前記サンプリング回路の出力端に接続され前記電流信
号のサンプリング値をアナログ・ディジタル変換する第
2のアナログ・ディジタル変換器と、前記アナログ・デ
ィジタル変換器の後段に接続されディジタル化された前
記電圧信号か電流信号のいずれかを微分する微分回路と
、前記第1のアナログ・ディジタル変換器と第2のアナ
ログ・ディジタル変換器の出力端に接続され前記微分回
路で微分されたディジタル信号と微分されないディジタ
ル信号とが供給され、この微分されないディジタル信号
のサインビットの極性が負から正(又は正から負)に変
化してから微分されたディジタル信号が正から負(又は
負から正)に変化する間に入るサンプル数と所定方向性
から換算された位相角に基づく設定サンプル数とを比較
判定する第1の論理回路と、前記第1のアナログ・ディ
ジタル変換器と第2のアナログ・ディジタル変換器の出
力端に接続され、前記微分回路で微分されないディジタ
ル信号が供給され、各サンプリングのサインビットの極
性が共に同極方向に変化する間に入るサンプル数と所定
方向性から換算される位相角に基づく設定サンプル数と
を比較判定する第2の論理回路と、前記第1の論理回路
と第2の論理回路の出力端に接続されたOR回路とから
なることを特徴とする方向継電装置。
1 A sampling circuit that synchronously samples an alternating current voltage signal and an alternating current signal having an arbitrary phase angle with respect to the alternating voltage signal, and a sampling circuit that is connected to the output terminal of the sampling circuit and converts the sampling value of the voltage signal into an analog a first analog-to-digital converter for digital exchange; a second analog-to-digital converter connected to the output end of the sampling circuit for converting the sampled value of the current signal from analog to digital; and the analog-to-digital converter a differentiation circuit connected to a subsequent stage and differentiating either the digitized voltage signal or the current signal; and a differentiation circuit connected to the output terminals of the first analog-digital converter and the second analog-digital converter, and A differentiated digital signal and an undifferentiated digital signal are supplied to a differentiating circuit, and the polarity of the sign bit of this undifferentiated digital signal changes from negative to positive (or from positive to negative), and then the differentiated digital signal becomes positive. a first logic circuit that compares and determines the number of samples that enter during a change from negative to positive (or from negative to positive) and a set number of samples based on a phase angle converted from a predetermined directionality; A digital signal is connected to the converter and the output terminal of the second analog-to-digital converter, and is supplied with a digital signal that is not differentiated by the differentiating circuit. and a set number of samples based on a phase angle converted from a predetermined directionality, and an OR circuit connected to output terminals of the first logic circuit and the second logic circuit. A directional relay device characterized by:
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