JPH0445788B2 - - Google Patents
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- JPH0445788B2 JPH0445788B2 JP4570884A JP4570884A JPH0445788B2 JP H0445788 B2 JPH0445788 B2 JP H0445788B2 JP 4570884 A JP4570884 A JP 4570884A JP 4570884 A JP4570884 A JP 4570884A JP H0445788 B2 JPH0445788 B2 JP H0445788B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、デイジタル式地絡方向継電器、又
は地絡方向過電流継電器に用いられる電力系統の
潮流方向判定方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a method for determining power flow direction in a power system used in a digital ground fault directional relay or a ground fault directional overcurrent relay.
デイジタルデータを用い、電力系統の潮流にお
ける有効分電力を算出する演算式として次のもの
がある。
The following is an arithmetic formula for calculating the active power in the power flow of the power system using digital data.
Ai・Bi+Ai-1・Bi-1>0 ……(1)
ただし、Aiは電流データ、Biは電圧データ、i
は90゜毎のサンプリングステツプを表わす。t=
0のとき、i=0として、t=0ステツプでの電
流データAi=A0、1ステツプ前のデータをAi-1
又はA-1と表わす。 A i・B i +A i-1・B i-1 >0 ...(1) However, A i is current data, B i is voltage data, i
represents sampling steps every 90°. t=
0, the current data at t=0 step is A i =A 0 , and the data one step before is A i-1
Or expressed as A -1 .
ただし、θは90゜のサンプリングステツプ角、
k=f/f0は周波数変換率、f0は定格周波数(60
Hz)、fは任意の周波数、Ap,Bpは電流データ
及び電圧データのピーク値、ψは両者間の位相差
とする。 where θ is the sampling step angle of 90°,
k=f/f 0 is the frequency conversion rate, f 0 is the rated frequency (60
Hz), f is an arbitrary frequency, Ap and Bp are the peak values of current data and voltage data, and ψ is the phase difference between them.
いまAi=Ap sin(ωtk),Bi=Bp sin(ωtk+ψ)
とおくと、Ai-1=Ap sin(ωtk−θk),Bi-1=Bp
sin((ωtk+ψ−θk)となる。 Now A i = Ap sin (ωtk), B i = Bp sin (ωtk + ψ)
Then, A i-1 = Ap sin(ωtk−θk), B i-1 = Bp
sin((ωtk+ψ−θk).
従つて、
(1)式の左辺
=Ap・Bp{sin((ωtk)sin(ωtk+ψ)
+sin(ωtk−θk)sin(ωtk+ψ−θk)}
=1/2Ap・Bp{cosψ−cos(2ωtk+ψ)
+cosψ−cos(2ωtk+ψ−2θk)}
=1/2Ap・Bp{2cosψ−2cos1/2(4ωtk
−2θk+2ψ)cos1/2(2θk)}
=Ap・Bp{cosψ−cos(2ωtk
+ψ−θk)cos(θk)} ……(2)
(2)式において、cos(2ωtk+ψ−θk)cos(θk)
は倍周波成分を含むエラー項である。f=f0=60
Hzのときは、k=1.0故、cos(θk)=cos90゜=0で
あるから、エラー項は消え、(1)式の左辺=Ap・
Bp cosψとなり、正しい有効成分電力値を示す。
従つて、(1)式は、AP・Bp cosψ>0の判定を行
つていることに相当し、定格周波数のもとでは正
しい方向判定を行うことができる。 Therefore, the left side of equation (1) =Ap・Bp{sin((ωtk)sin(ωtk+ψ) +sin(ωtk−θk)sin(ωtk+ψ−θk)} =1/2Ap・Bp{cosψ−cos(2ωtk+ψ) +cosψ −cos (2ωtk+ψ−2θk)} =1/2Ap・Bp{2cosψ−2cos1/2(4ωtk −2θk+2ψ)cos1/2(2θk)} =Ap・Bp{cosψ−cos(2ωtk +ψ−θk)cos(θk) } ...(2) In equation (2), cos (2ωtk + ψ−θk) cos (θk)
is an error term containing a double frequency component. f = f 0 = 60
In the case of Hz, since k = 1.0, cos (θk) = cos90° = 0, so the error term disappears, and the left side of equation (1) = Ap・
Bp cosψ, indicating the correct active component power value.
Therefore, equation (1) corresponds to determining that AP·Bp cosψ>0, and the correct direction can be determined at the rated frequency.
(2)式において周波数60Hzが±3Hz((±5%)
変化すると、k=1.05又はk=0.95となる。従つ
て、cos(θk)=cos94.5゜又はcos85.5゜となり、これ
らは共に0.0875である。また、(2)式中のcos
(2ωtk+ψ−θk)の倍周波成分の最大値と最小値
はそれぞれ+1.0と−1.0であるから、(2)式の動作
限界角、即ち、ψ=±90゜の時は、cosψ=cos((±
90゜)=0であるから、ApBp(0〓0087)の角度エ
ラーを生じることになる。即ち、Ap・Bp
cos94.5゜〜Ap・Bp cos85.5゜の間を倍周波で変動
する角度エラーを生じ、各ステツプでの演算出力
が一定しない。換言すれば、限界点で±4.5゜の判
別角変動がある。 In equation (2), the frequency of 60Hz is ±3Hz ((±5%)
If it changes, k=1.05 or k=0.95. Therefore, cos(θk)=cos94.5° or cos85.5°, both of which are 0.0875. Also, cos in equation (2)
The maximum and minimum values of the double frequency component of (2ωtk + ψ - θk) are +1.0 and -1.0, respectively, so when the operating limit angle of equation (2), that is, ψ = ±90°, cosψ = cos ((±
Since 90°)=0, an angular error of ApBp(0〓0087) will occur. That is, Ap・Bp
An angular error that fluctuates between cos94.5° and Ap・Bp cos85.5° occurs at double frequency, and the calculation output at each step is not constant. In other words, there is a discrimination angle variation of ±4.5° at the limit point.
この発明は上述のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、交流の電力系統の
電流及び電圧を所定のサンプリング周期によりサ
ンプリングして得た電流及び電圧のデータを用
い、所定の演算により、電力系統の周波数変動に
影響されることなく、潮流方向の判定ができる潮
流方向判定方法を提供することを目的とする。
This invention was made to eliminate the drawbacks of the conventional ones as described above, and uses current and voltage data obtained by sampling the current and voltage of an AC power system at a predetermined sampling period. It is an object of the present invention to provide a power flow direction determination method that can determine the power flow direction by calculation without being affected by frequency fluctuations in a power system.
第1図において、電流データAi及び電圧データ
Biの和xi及び差yiはそれぞれ
xi=Ai+Bi ……(3)
yi=Ai−Bi ……(4)
である。同様に、xi-1,xi-2,yi-1,yi-2はxi-1=
Ai-1+Bi-1,xi-2=Ai-2+Bi-2及びyi-1=Ai-1−
Bi-1,yi-2=Ai-2−Bi-2となる。ここで、xi,yiの
振幅2乗値をそれぞれX2 p,Y2 pとすると、
xi=Xpsin(ωt),xi-1=Xpsin((ωt−θK)、
xi-2=Xpsin(ωt−2θK)であるため、
x2 i-1=X2 psin2(ωt−θK)
=X2 p1/2{1−cos(2ωt−2θK)}
xi・xi-2=X2 psin(ωt)
・sin(ωt−2θK)=−X2 p1/2{cos(2ωt
−2θK)−cos(2θK)}
よつて、
x2 i-1−xi・xi-2
=X2 p1/2{1−cos(2θK)}
=X2 psin2(θK) ……(5)
同様に、
y2 i-1−yi・yi-2=Y2 psin2(θK) ……(6)
の関係がある。第2図a,b,cに示すように、
交流の電流,電圧のピーク値Ap,Bpの和Xpと
差Ypとを比較し、(a)Xp>Ypならばψ<90゜(b)
Xp′=Yp′ならばψ′=90゜,(c)Xp″<Xp″ならば
ψ″>90゜の関係があるので、地絡方向の判別に利
用できる。これら3つの関係式はその両辺を2乗
しても成立する。従つて、(5)式と(6)式の大小比較
を行ない、下記(7)式により有効分方向判別を行う
ことができる。
In Figure 1, current data A i and voltage data
The sum x i and the difference y i of B i are respectively x i =A i +B i (3) y i =A i −B i (4). Similarly, x i-1 , x i-2 , y i-1 , y i-2 are x i-1 =
A i-1 + B i-1 , x i-2 = A i-2 + B i-2 and y i-1 = A i-1 −
B i-1 , y i-2 = A i-2 − B i-2 . Here, if the squared amplitude values of x i and y i are respectively X 2 p and Y 2 p , then x i = X p sin(ωt), x i-1 = X p sin((ωt−θK), Since x i-2 = X p sin ( ωt - 2θK), x 2 i-1 = X 2 p sin 2 (ωt-θK) = x i・x i-2 =X 2 p sin(ωt) ・sin(ωt−2θK)=−X 2 p 1/2 {cos(2ωt−2θK)−cos(2θK)} Therefore, x 2 i− 1 −x i・x i-2 =X 2 p 1/2 {1−cos(2θK)} =X 2 p sin 2 (θK) ……(5) Similarly, y 2 i-1 −y i・There is the following relationship: y i-2 = Y 2 p sin 2 (θK) ...(6) As shown in Figure 2 a, b, and c,
Compare the sum Xp and the difference Yp of peak values Ap and Bp of alternating current and voltage, and (a) If Xp>Yp, ψ<90° (b)
If Xp′=Yp′, then ψ′=90°, and if (c) This holds even if both sides are squared. Therefore, by comparing the magnitudes of equations (5) and (6), the effective direction can be determined using equation (7) below.
x2 i-1−xi・xi-2>y2 i-1−yi・yi-2 ……(7)
∴X2 psin2(θk)>Y2 psin2(θk)(θk=n・180
゜
は除く。n=1,2,3,…)
∴X2 p>Y2 p ……(8)
これらは周波数に関連する項は含まれていない
ので、そのエラーも含まれない。また、sinθkは
θk=90゜において最大値になるため、(7)式の両辺
もθk=90゜のとき最大となり、従つて、両辺の比
較においてθk=90゜のとき最も精度が高くなるが
(大きい値どうしを比較する方が、小さい値どう
しを比較するより比較が容易)、(8)式よりサンプ
リング間隔が任意でもよいことが解る(例えば
45゜,30゜,15゜,10゜等)。 x 2 i-1 −x i・x i-2 >y 2 i-1 −y i・y i-2 ……(7) ∴X 2 p sin 2 (θk)>Y 2 p sin 2 (θk) (θk=n・180
゜ is excluded. n = 1, 2, 3, ...) ∴X 2 p > Y 2 p ... (8) Since these do not include terms related to frequency, their errors are also not included. Also, since sinθk reaches its maximum value at θk = 90°, both sides of equation (7) also reach a maximum when θk = 90°, and therefore, when comparing both sides, the accuracy is highest when θk = 90°. (Comparing large values is easier than comparing small values.) From equation (8), it can be seen that the sampling interval can be arbitrary (for example,
45°, 30°, 15°, 10°, etc.).
次に(7)式によつて正しい有効分方向を判別でき
ることを証明する。いま、第2図aのXpとYpと
を別々に取り出して、第3図aと第3図bに示
す。第3図aのXp2乗値X2 pに平面三角第1余弦
の法則を適用するとと、(9)式が成立する。 Next, we will prove that the correct effective direction can be determined using equation (7). Now, Xp and Yp in Figure 2a are taken out separately and shown in Figures 3a and 3b. When the law of the first cosine of a plane triangle is applied to the squared Xp value X 2 p in FIG. 3a, equation (9) holds true.
X2 p=A2 p+B2 p−2Ap・Bp cos(180゜−ψ)
cos((180゜−ψ)=−cosψであるから
X2 p=A2 p+B2 p+2Ap.Bp cosψ ……(9)
次に、第3図bのYp2乗値Y2 pに同様に第1余
弦の法則を適用すると、(10)式が得られる
Y2 p=A2 p+B2 p−2AP・Bp cosψ ……(10)
(9),(10)式を(8)式に代入すると、下記(11)式の関係
を得る。 X 2 p = A 2 p + B 2 p −2Ap・Bp cos(180°−ψ) cos((180°−ψ) = −cosψ, so X 2 p = A 2 p +B 2 p +2Ap.Bp cosψ … ...(9) Next, by similarly applying the law of the first cosine to Yp squared value Y 2 p in Figure 3 b, equation (10) is obtained: Y 2 p = A 2 p + B 2 p −2AP・Bp cosψ ...(10) By substituting equations (9) and (10) into equation (8), we obtain the relationship shown in equation (11) below.
A2 p+B2 p+2Ap・Bp cosψ
>A2 p+B2 p−2AP・Bp cosψ
∴4Ap・Bp cosψ>0 ……(11)
即ち、(7)式を解くことは、(11)式の判定を行つて
いることであり、有効分電力値の極性判別を行つ
ていることが判る。(11)式の位相特性は第4図に示
す通りとなり、斜線側が動作域である。 A 2 p +B 2 p +2Ap・Bp cosψ >A 2 p +B 2 p −2AP・Bp cosψ ∴4Ap・Bp cosψ>0 ...(11) In other words, solving equation (7) is It can be seen that the polarity of the active component power value is being determined. The phase characteristic of equation (11) is as shown in FIG. 4, and the shaded side is the operating range.
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、判別角周波数
エラーのない有効分方向判定用デイジタル演算式
を得ることができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a digital arithmetic expression for effective direction determination without a determination angular frequency error.
第1図、第2図、第3図及び第4図は電流及び
電圧のベクトル図である。
Ai,Ai-1,Ai-2,……電流データ、Bi,Bi-1,
Bi-2……電圧データ。
1, 2, 3 and 4 are vector diagrams of current and voltage. A i , A i-1 , A i-2 , ... current data, B i , B i-1 ,
B i-2 ... Voltage data.
Claims (1)
グ周期によりサンプリングして得た互に連続する
それぞれ3つの電流データ(Ai,Ai-1,Ai-2)及
び電圧データ(Bi,Bi-1,Bi-2)を用い、和xi=
Ai+Bi及び差yi=Ai−Biを演算し、判別式x2 i-1−
xi・xi-2>y2 i-1−yi・yi-2が成立するときは上記電
流及び電圧は同相関係にあると判定するようにし
た電力系統の潮流方向判定方法。 2 所定のサンプリング周期は90゜の位相位置を
含むように選択された任意のサンプリング周波数
により設定されることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の電力系統の潮流方向判定方法。[Claims] 1. Three mutually consecutive current data (A i , A i-1 , A i-2 ) and voltage data obtained by sampling the current and voltage of the power system at a predetermined sampling period. Using (B i , B i-1 , B i-2 ), the sum x i =
A i + B i and the difference y i = A i −B i are calculated, and the discriminant x 2 i-1 −
A method for determining the direction of power flow in an electric power system, in which it is determined that the above current and voltage have an in-phase relationship when x i・x i-2 >y 2 i-1 −y i ・y i-2 holds. 2. The method for determining power flow direction in a power system according to claim 1, wherein the predetermined sampling period is set by an arbitrary sampling frequency selected to include a phase position of 90 degrees.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4570884A JPS60190874A (en) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | Judgement of tidal current direction of power system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4570884A JPS60190874A (en) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | Judgement of tidal current direction of power system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60190874A JPS60190874A (en) | 1985-09-28 |
| JPH0445788B2 true JPH0445788B2 (en) | 1992-07-27 |
Family
ID=12726854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4570884A Granted JPS60190874A (en) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | Judgement of tidal current direction of power system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60190874A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109873426B (en) * | 2017-12-05 | 2023-09-22 | 中国电力科学研究院有限公司 | A method and system for determining the direction of power flow in a distribution network |
-
1984
- 1984-03-12 JP JP4570884A patent/JPS60190874A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60190874A (en) | 1985-09-28 |
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