JPS6245774B2 - - Google Patents
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- JPS6245774B2 JPS6245774B2 JP3111879A JP3111879A JPS6245774B2 JP S6245774 B2 JPS6245774 B2 JP S6245774B2 JP 3111879 A JP3111879 A JP 3111879A JP 3111879 A JP3111879 A JP 3111879A JP S6245774 B2 JPS6245774 B2 JP S6245774B2
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims 3
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は一定時間間隔でサンプリングされた電
力系統の電流、電圧の瞬時値情報をもとに、電力
系統の保護を行なうデイジイタル式距離継電器に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a digital distance relay that protects a power system based on instantaneous value information of current and voltage in the power system sampled at regular time intervals.
従来、一定時間間隔でサンプリングされた電力
系統の電流、電圧の瞬時値情報をもとに、電力系
統の保護を行なうデイジイタル式距離継電器にお
いては、第1図に示すように、電圧、電流のサン
プリングにより得た時刻tの瞬時値情報v(t)
=Vsin(ωt+θ)、i(t)Z〓0=IZ0sin(ω
t+θ0)をもとに、
{i(t)Z〓0−v(t)}i(t)Z〓0
を求める。但し、V、Iは電圧、電流の絶対値、
ωtは角速度、θは位相差、θ0は特性角、Z〓0
はベクトル量の整定値である。 Conventionally, digital distance relays protect power systems based on instantaneous value information of current and voltage in the power system sampled at regular time intervals, as shown in Figure 1. Instantaneous value information v(t) at time t obtained by
=Vsin(ωt+θ), i(t)Z〓 0 =IZ 0 sin(ω
t+θ 0 ), find {i(t)Z〓 0 −v(t)}i(t)Z〓 0 . However, V and I are the absolute values of voltage and current,
ωt is the angular velocity, θ is the phase difference, θ 0 is the characteristic angle, Z〓 0
is the set value of the vector quantity.
これを計算すると、I2Z2 0sin2(ωt+θ0)−
I2ZZ0sin(ωt+θ)sin(ωt+θ0)となる。
但し、Z=V/Iである。 Calculating this, I 2 Z 2 0 sin 2 (ωt+θ 0 )−
I 2 ZZ 0 sin(ωt+θ) sin(ωt+θ 0 ).
However, Z=V/I.
上記の式で、θ=θ0=90度とし、更にフイル
タの作用を考慮して、変動分の項を除去すると、
特性角上であるために、電圧、電流情報のスカラ
ー値V、Iを用いて
{i(t)Z〓0−v(t)}i(t)Z〓0=(IZ0
−V)IZ0 ……(1)
となる。但し、Z0はベルトル量の整数値の絶対値
である。この(1)式をもとに、次式により、動作域
を定める。つまり、(1)式が適宜のスカラー値ΔV
より大なるときに動作するものとする。 In the above equation, if we set θ = θ 0 = 90 degrees and further take into account the effect of the filter and remove the variable term, we get:
Since it is on the characteristic angle, using the scalar values V and I of voltage and current information, {i(t)Z〓 0 −v(t)}i(t)Z〓 0 = (IZ 0 −V)IZ 0 ...(1). However, Z 0 is the absolute value of the integer value of the Bertol quantity. Based on this equation (1), the operating range is determined by the following equation. In other words, equation (1) is an appropriate scalar value ΔV
It shall operate when greater.
(IZ0−V)IZ0≧ΔV ……(2)
さらに(2)式より
IZ0−V≧ΔV′ ……(3)
が成り立つ。ここで、ΔV′=ΔV/IZ0とする。
次に、事故点までのインピーダンスの絶対値をZ
とすると
V=IZ ……(4)
より、動作域は、
Z≦Z0−ΔV′/I ……(5)
となり、この動作域は横軸に電流の絶対値I、縦
軸にインピーダンスZをとつた場合、第2図のよ
うに表わされる。距離継電器は、インピーダンス
ZがZ0より小なるときに動作すべきものである
が、第2図に示すように実際には電流が微少な範
囲では不完全動作域を生じる。ところで電力系統
情報である電流、電圧をデイジイタル化する際に
生ずる量子化誤差のため、動作域にバラツキを生
ずる。このバラツキは、次のように表わされる。
算出値Zは、
Z=V/I=V0±α/I0±β ……(6)
ここで、V0、I0は、電圧、電流の真値、α、β
は電圧、電流の量子化誤差とする。Zの最小値Z
nioは分子が最少、分母が最大の場合に得られる
ことから、
Znio=V0−α/I0+β ……(7)
Zの最大値Znaxは、分子が最大、分母が最小
の場合に得られることから
Znax=V0+α/I0−β ……(8)
となり、Znio〜Znaxの間がバラツキ幅となる。
これらを第2図の結果に考慮すると、第3図のよ
うに表わされ、バラツキ範囲での動作が定まらな
いことになる。このため、電圧、電流のデイジイ
タル化する際のビツト数を定めると、従来方式で
は、特性の限界が定まり、大幅な特性向上が望め
なかつた。このため、デイジイタル化する際のビ
ツト数を増大させないで、大幅な特性向上を計る
方式を提案しようとするのが本発明の目的であ
る。(IZ 0 −V) IZ 0 ≧ΔV (2) Furthermore, from equation (2), IZ 0 −V≧ΔV′ (3) holds true. Here, it is assumed that ΔV'=ΔV/IZ 0 .
Next, the absolute value of impedance up to the fault point is Z
Then, from V=IZ...(4), the operating range becomes Z≦Z 0 −ΔV'/I...(5), and this operating range is expressed by the absolute value I of the current on the horizontal axis and the impedance Z on the vertical axis. If we take , it is expressed as shown in Figure 2. The distance relay should operate when the impedance Z is smaller than Z 0 , but as shown in FIG. 2, in reality, an incomplete operating range occurs in a range where the current is small. However, due to quantization errors that occur when current and voltage, which are power system information, are digitized, variations occur in the operating range. This variation is expressed as follows.
The calculated value Z is Z=V/I=V 0 ±α/I 0 ±β ...(6) Here, V 0 and I 0 are the true values of voltage and current, α and β
is the quantization error of voltage and current. Minimum value of Z
Since nio is obtained when the numerator is the minimum and the denominator is the maximum, Z nio = V 0 - α / I 0 + β ... (7) The maximum value of Z Z nax is obtained when the numerator is the maximum and the denominator is the minimum Since Z nax =V 0 +α/I 0 −β (8), the range of variation is between Z nio and Z nax .
If these are considered in the results shown in FIG. 2, the result will be as shown in FIG. 3, and the operation within the variation range will not be determined. For this reason, in the conventional system, when the number of bits for digitizing voltage and current is determined, the limit of the characteristics is determined, and a significant improvement in characteristics cannot be expected. Therefore, it is an object of the present invention to propose a method for significantly improving characteristics without increasing the number of bits during digitization.
本発明では、次式に示すように、従来の動作式
に補正項−Z2 02IB|I|−Z2 0I2 B+Z0|V|2
IB+
Z0I2 B|V|/|I|を設け(9)式とする。 In the present invention, as shown in the following equation, a correction term −Z 2 0 2I B |I|−Z 2 0 I 2 B +Z 0 |V|2
I B +
Z 0 I 2 B |V|/|I| is set as equation (9).
(Z0I−V)Z0I≧ΔV−Z2 02IB|I|−Z2 0I2 B+Z0|V|2IB+Z0I2 B|V|/|I| ……(9)
ここでIBは定数としこの式を、実効値で表わ
すと、
Z2 0I2−VZ0I≧ΔV−Z2 02Z0IBI−Z2 0I2 B+Z0V・2IB+Z0I2 BV/I ……(10)
上式は、次のように表わされる。 (Z 0 I−V) Z 0 I≧ΔV−Z 2 0 2I B |I|−Z 2 0 I 2 B +Z 0 |V|2I B +Z 0 I 2 B |V|/|I| ……( 9) Here, I B is a constant and this equation is expressed as an effective value: Z 2 0 I 2 −VZ 0 I≧ΔV−Z 2 0 2Z 0 I B I−Z 2 0 I 2 B +Z 0 V・2I B +Z 0 I 2 B V/I...(10) The above equation can be expressed as follows.
Z2 0(I2+2IIB+I2 B)−Z0V/I(I2+2IBI+I2 BB)≧ΔV ……(11)
Z2 0(I+IB)2−Z0V/I(I+IB)2≧ΔV…
…(12)
{Z0(I+IB)−V/I(I+IB)}Z0(I+IB)≧ΔV ……(13)
と表わせ、動作域を求めると、
{Z0(I+IB)−V/I(I+IB)}≧ΔV″…(14
)
ここで、ΔV″=ΔV/Z0(I+IB)とする。更
に、
Z0−V/I≧ΔV″/Z0(I+IB) ……(15)
V/I=Zとおくと、
Z≦Z0−ΔV″/Z0(I+IB) ……(16)
となる。すなわち、この時の動作域は、第4図の
ように表わされ、第2図の特性をIBだけ左側に
移動した特性となる。実際の特性は、I>0の範
囲しか存在せず、従来の第2図の特性に比べる
と、性能は大幅に向上する。実際の処理にあたつ
ては、(13)式は、
(Z0I−V)Z0I≧I2/(I+IB)2ΔV …(17)
とおけ、従来の方式に比べ、I2、(I+IB)2を
算出することと、I2/(I+IB)2を求める処理が
附加さ
れるのみであり、処理時間の増加はわずかであ
る。これまでの説明は、特性角上の例で説明して
きたが、特性角以外の場合には、(2)式は
{IZ0−Vcos(θ−θ0)}IZ0≧ΔV (18)
とあらわせ、特性角の場合と同様の考えをとるこ
とにより、(17)式は、
{IZ0−Vcos(θ−θ0)}Z0I≧I2/(I+IB)2ΔV (19)
とあらわすことができる。 Z 2 0 (I 2 + 2II B + I 2 B ) - Z 0 V/I (I 2 + 2 I B I + I 2 B B) ≧ ΔV ...... (11) Z 2 0 (I + I B ) 2 - Z 0 V/I ( I+I B ) 2 ≧ΔV… (12) {Z 0 (I+I B )−V/I(I+I B )}Z 0 (I+I B )≧ΔV …(13) Expressing this as, and finding the operating range, we get { Z 0 (I+I B )−V/I(I+I B )}≧ΔV″…(14
) Here, ΔV″=ΔV/Z 0 (I+I B ).Furthermore, if we set Z 0 −V/I≧ΔV″/Z 0 (I+I B ) ……(15) V/I=Z, Z≦Z 0 −ΔV''/Z 0 (I+I B )...(16) In other words, the operating range at this time is expressed as shown in Figure 4, and the characteristics in Figure 2 are subtracted by I B. This is a characteristic shifted to the left.The actual characteristic only exists in the range I>0, and the performance is greatly improved compared to the conventional characteristic shown in Fig. 2.In actual processing, Equation (13) is set as (Z 0 I-V)Z 0 I≧I 2 /(I+I B ) 2 ΔV (17), and compared to the conventional method, I 2 and (I+I B ) 2 are calculated. In addition, only the process of calculating I 2 /(I+I B ) 2 is added, and the increase in processing time is slight.The explanation so far has been based on the example of the characteristic angle, but the characteristic angle In other cases, formula (2) can be expressed as {IZ 0 −Vcos (θ−θ 0 )}IZ 0 ≧ΔV (18) By using the same idea as in the case of characteristic angles, formula (17) can be obtained. can be expressed as {IZ 0 −Vcos(θ−θ 0 )}Z 0 I≧I 2 /(I+I B ) 2 ΔV (19).
以上のように、特性角及び、インピーダンス角
にかかわらず、同様に扱える。 As described above, it can be handled in the same way regardless of the characteristic angle and impedance angle.
第5図に、概略ブロツクを示す。ブロツク11
で電流瞬時値情報i(t)にZ0を乗じ、ブロツク
12ではブロツク11の出力より電圧瞬時値情報
v(t)を減じ、ブロツク13ではブロツク11
の出力とブロツク12の出力の積を求めブロツク
14では、ブロツク13の出力を一定数積算し、
(IZ0−V)IZ0を求める。ブロツク15では電流
瞬時値情報i(t)の2乗を求め、ブロツク16
ではブロツク15の出力を一定数積算する。ブロ
ツク17では電流瞬時値情報i(t)を一定数加
算し、ブロツク17ではブロツク23の出力と一
定数IBの加算を行ない、ブロツク18ではブロ
ツク17の出力を2乗し、ブロツク19では、ブ
ロツク18の出力を一定数積算する。ブロツク2
0では、ブロツク16の出力をブロツク19の出
力で除する。ブロツク21では、ブロツク20の
出力にΔVを乗じ、ブロツク22では、ブロツク
14の出力よりブロツク21の出力を減じ、この
結果が正では動作、負では不動作とすればよい。 FIG. 5 shows a schematic block diagram. Block 11
The current instantaneous value information i(t) is multiplied by Z 0 in block 12, the voltage instantaneous value information v(t) is subtracted from the output of block 11, and the block 13 is multiplied by Z0.
In block 14, the output of block 13 is multiplied by a certain number, and
Find (IZ 0 - V) IZ 0 . Block 15 calculates the square of instantaneous current value information i(t), and block 16
Then, the output of block 15 is integrated by a certain number. In block 17, a constant number of instantaneous current value information i(t) is added, in block 17, the output of block 23 and a constant number I B are added, in block 18, the output of block 17 is squared, and in block 19, The output of block 18 is integrated by a constant number. Block 2
At 0, the output of block 16 is divided by the output of block 19. In block 21, the output of block 20 is multiplied by .DELTA.V, and in block 22, the output of block 21 is subtracted from the output of block 14, and if the result is positive, it is activated, and if it is negative, it is inactivated.
この処理の附加により、従来方式では、電力系
統のデイジイタル化のビツト数及び原理的に定ま
つていた距離継電器の特性を、外部に何等附加装
置を設けることなく向上でき、経済的効果は極め
て大きい。 By adding this processing, the number of bits for digitizing power systems and the characteristics of distance relays, which were determined in principle, can be improved without installing any external equipment in the conventional method, and the economic effect is extremely large. .
第1図は距離継電器の原理説明図、第2図は従
来方式の原理的動作説明図、第3図はデイジイタ
ル化時のバラツキ幅説明図、第4図は本願の特性
説明図であり、第5図は概略ブロツク図を示す。
11……乗算部、12……減算部、13……積
演算部、14……フイルタ、15……2乗演算
部、16……フイルタ、17……加算部、18…
…2乗演算部、19……フイルタ、20……除算
部、21……乗算部、22……減算部。
Fig. 1 is an explanatory diagram of the principle of a distance relay, Fig. 2 is an explanatory diagram of the principle operation of the conventional system, Fig. 3 is an explanatory diagram of the variation width during digitization, and Fig. 4 is an explanatory diagram of the characteristics of the present application. Figure 5 shows a schematic block diagram. 11...Multiplication section, 12...Subtraction section, 13...Product operation section, 14...Filter, 15...Square operation section, 16...Filter, 17...Addition section, 18...
. . . square calculation section, 19 . . . filter, 20 . . . division section, 21 . . . multiplication section, 22 .
Claims (1)
報を用いて、電力系統の保護を行なう方式におい
て、電流のサンプリング値を一定数記憶し、この
記憶されたサンプリング値に一定数を乗ずる第1
の手段および、第1の手段の出力より電圧のサン
プリング値を減ずる第2の手段および第1の手段
の出力と第2の手段の積を行なう第3の手段およ
び第3の手段の出力を一定数加算する第4の手段
および、電流のサンプリング値の2乗を行なう第
5の手段、第5の手段の出力を一定数加算する第
6の手段、および、電流のサンプリング値に一定
数を加える第7の手段および、第7の手段の出力
の2乗を行なう第8の手段および、第8の手段の
出力を一定数加算する第9の手段および、第6の
手段の出力を第9の手段の出力で割る第10の手段
および第10の手段の出力に一定数を乗ずる第11の
手段および、第4の手段の出力より第11の手段の
出力を減ずる第12の手段を備え、第12の手段の出
力か正の場合には動作と、負の場合には不動作と
判定することを特徴としたデイジイタル式距離継
電器。1 In a method for protecting the power system using power system information sampled at fixed time intervals, the first method involves storing a certain number of current sampling values and multiplying the stored sampling values by a certain number.
means for subtracting the sampling value of the voltage from the output of the first means, and third means for multiplying the output of the first means by the second means, and for keeping the output of the third means constant. a fourth means for adding a number, a fifth means for squaring the sampled value of the current, a sixth means for adding the output of the fifth means by a fixed number, and a fixed number for adding the sampled value of the current. a seventh means; an eighth means for squaring the output of the seventh means; a ninth means for adding the output of the eighth means by a fixed number; a tenth means for dividing by the output of the means; an eleventh means for multiplying the output of the tenth means by a constant number; and a twelfth means for subtracting the output of the eleventh means from the output of the fourth means; This digital distance relay is characterized in that it is determined to be operating if the output of the 12 means is positive, and non-operating if it is negative.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3111879A JPS55125026A (en) | 1979-03-19 | 1979-03-19 | Digital distance relay |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3111879A JPS55125026A (en) | 1979-03-19 | 1979-03-19 | Digital distance relay |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55125026A JPS55125026A (en) | 1980-09-26 |
| JPS6245774B2 true JPS6245774B2 (en) | 1987-09-29 |
Family
ID=12322482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3111879A Granted JPS55125026A (en) | 1979-03-19 | 1979-03-19 | Digital distance relay |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55125026A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6082022A (en) * | 1983-10-07 | 1985-05-10 | 株式会社東芝 | Digital distance relay |
-
1979
- 1979-03-19 JP JP3111879A patent/JPS55125026A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55125026A (en) | 1980-09-26 |
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