JPH0576250B2 - - Google Patents
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- JPH0576250B2 JPH0576250B2 JP24583886A JP24583886A JPH0576250B2 JP H0576250 B2 JPH0576250 B2 JP H0576250B2 JP 24583886 A JP24583886 A JP 24583886A JP 24583886 A JP24583886 A JP 24583886A JP H0576250 B2 JPH0576250 B2 JP H0576250B2
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- calculation
- current
- magnitude
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、電力系統の事故を検出するデジタ
ル保護継電器で、電流補償付不足電圧継電器に関
するものである。
ル保護継電器で、電流補償付不足電圧継電器に関
するものである。
第８図は例えばIEE発行のConference
Publication No.249April 1985年50ページ〜54ペ
ージに示された従来の電流補償付不足電圧継電器
（以下UVZと呼ぶ）の回路構成図であり、図にお
いて、１は電圧変成器、２は電流変成器、３，４
は電圧、電流をUVZの入力に変換する入力変換
器、５は移相器、６は電流補償量を設定する設定
器、７，８は交流の半波期間のみ通過させる半波
整流器、９は検出レベルを与える整定器、１０は
大きさを比較判定する比較器、１１は時限回路で
あり、１２で示すUVZを構成する。
Publication No.249April 1985年50ページ〜54ペ
ージに示された従来の電流補償付不足電圧継電器
（以下UVZと呼ぶ）の回路構成図であり、図にお
いて、１は電圧変成器、２は電流変成器、３，４
は電圧、電流をUVZの入力に変換する入力変換
器、５は移相器、６は電流補償量を設定する設定
器、７，８は交流の半波期間のみ通過させる半波
整流器、９は検出レベルを与える整定器、１０は
大きさを比較判定する比較器、１１は時限回路で
あり、１２で示すUVZを構成する。
次に、第９図と共に動作について説明する。電
力系統から得た電圧Ｖ及び電流Ｉは、それぞれの
入力変換器３及び４によつて絶縁して導入され
る。電流Ｉは、移相器５で角度φだけ移相する
が、この角度は、送電線事故時の電圧と電流の位
相差に相当する角度が選定され、75゜程度となる。
この移送した電流Ｉ∠φを、電流の補償量Ｚを決
定する設定器６に与えると、ZIの電流補償分が得
られる。電圧Ｖ及び電流補償分ZIとを、それぞ
れ、半波整流器７と８を通し、整流値K0とを、
比較器１０に加えると、第９図に示すように、ZI
軸上を原点として、大きさK0で囲まれた長円形
の軌跡が得られ、電圧Ｖが、この長円形の範囲内
にあれば、比較器１０から出力が出る。この出力
を、時限回路１１で所定時間確認して、OUT端
子に判定結果を出力する。
力系統から得た電圧Ｖ及び電流Ｉは、それぞれの
入力変換器３及び４によつて絶縁して導入され
る。電流Ｉは、移相器５で角度φだけ移相する
が、この角度は、送電線事故時の電圧と電流の位
相差に相当する角度が選定され、75゜程度となる。
この移送した電流Ｉ∠φを、電流の補償量Ｚを決
定する設定器６に与えると、ZIの電流補償分が得
られる。電圧Ｖ及び電流補償分ZIとを、それぞ
れ、半波整流器７と８を通し、整流値K0とを、
比較器１０に加えると、第９図に示すように、ZI
軸上を原点として、大きさK0で囲まれた長円形
の軌跡が得られ、電圧Ｖが、この長円形の範囲内
にあれば、比較器１０から出力が出る。この出力
を、時限回路１１で所定時間確認して、OUT端
子に判定結果を出力する。
従来のUVZは以上のように構成されているの
で、交流の半サイクル毎に１度の判定処理しか出
来ないため、事故が発生して検出するまでの時間
は、見逃し時間の最大が半サイクルと判定時間が
半サイクルで、１サイクル必要になり、事故検出
時間が遅いという問題点があつた。また、回路構
成がアナログ回路であるため、ドリフトの影響や
部品の経年変化の影響が考えられ、そのために、
調整に時間がかかり、検出感度も高感度に出来な
いなどの問題点があつた。さらに、最近発達して
きている。デジタル変圧器及びデジタル変流器か
らのデジタル信号を受けることができないため、
使用できる範囲が限定されてくる問題点が出て来
ている。
で、交流の半サイクル毎に１度の判定処理しか出
来ないため、事故が発生して検出するまでの時間
は、見逃し時間の最大が半サイクルと判定時間が
半サイクルで、１サイクル必要になり、事故検出
時間が遅いという問題点があつた。また、回路構
成がアナログ回路であるため、ドリフトの影響や
部品の経年変化の影響が考えられ、そのために、
調整に時間がかかり、検出感度も高感度に出来な
いなどの問題点があつた。さらに、最近発達して
きている。デジタル変圧器及びデジタル変流器か
らのデジタル信号を受けることができないため、
使用できる範囲が限定されてくる問題点が出て来
ている。
この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、マイクロプロセツサを用いて
数値演算処理するため、高速度で判定でき、かつ
ドリフトや経年変化を考慮する必要のないUVZ
を得ることを目的とする。
になされたもので、マイクロプロセツサを用いて
数値演算処理するため、高速度で判定でき、かつ
ドリフトや経年変化を考慮する必要のないUVZ
を得ることを目的とする。
この発明に係るUVZは、電圧及び電流をデジ
タル値に変換し、演算処理により電流補償を付加
した不足電圧継電器を実現したもので、演算処理
に使用するサンプリングデータ数を少なくして、
高速度検出を可能にするとともに、アナログ回路
で問題となつたドリフトや経年変化の影響を少な
くして高信頼度化を達成したものである。
タル値に変換し、演算処理により電流補償を付加
した不足電圧継電器を実現したもので、演算処理
に使用するサンプリングデータ数を少なくして、
高速度検出を可能にするとともに、アナログ回路
で問題となつたドリフトや経年変化の影響を少な
くして高信頼度化を達成したものである。
この発明におけるUVZは、その特性を実現さ
せるために、電流補償係数を設け、電圧との差分
を演算した差分量の大きさと電流補償量の大きさ
を定数倍したものと比較して、その大小を判定す
る第１の判定要素と、電圧自身の大きさが、所定
値と比較して、大小を判定する第２の判定要素を
備え、第１と第２の判定要素のいずれかが判定し
たとき事故検出するようデジタル演算処理したの
で、高速度で判定できる効果があり、さらに、デ
ジタル演算処理によつて、ドリフトや経年変化の
少ない長期的に安定した特性を保持することがで
きる。
せるために、電流補償係数を設け、電圧との差分
を演算した差分量の大きさと電流補償量の大きさ
を定数倍したものと比較して、その大小を判定す
る第１の判定要素と、電圧自身の大きさが、所定
値と比較して、大小を判定する第２の判定要素を
備え、第１と第２の判定要素のいずれかが判定し
たとき事故検出するようデジタル演算処理したの
で、高速度で判定できる効果があり、さらに、デ
ジタル演算処理によつて、ドリフトや経年変化の
少ない長期的に安定した特性を保持することがで
きる。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第１図において、１３及び１４はフイルタ
で、周知の如く、電圧及び電流に含まれる高調波
のうち、サンプリング周波数の1/2以上の周波数
を除去するもの、１５及び１６はサンプルホール
ドで、サンプリング値を次のサンプリング周期ま
で保持するもの、１７はマルチプレクサで、サン
プルホールド１５及び１６の出力を順次切り替え
て、アナログデジタル変換器１８に伝達するも
の、１９はマイクロプロセツサで、メモリー２０
にあらかじめ収納されているプログラムを利用し
て、演算を実施し、その結果を、出力回路２１及
び２２に出力させるものである。
る。第１図において、１３及び１４はフイルタ
で、周知の如く、電圧及び電流に含まれる高調波
のうち、サンプリング周波数の1/2以上の周波数
を除去するもの、１５及び１６はサンプルホール
ドで、サンプリング値を次のサンプリング周期ま
で保持するもの、１７はマルチプレクサで、サン
プルホールド１５及び１６の出力を順次切り替え
て、アナログデジタル変換器１８に伝達するも
の、１９はマイクロプロセツサで、メモリー２０
にあらかじめ収納されているプログラムを利用し
て、演算を実施し、その結果を、出力回路２１及
び２２に出力させるものである。
第２図は、電圧Ｖ及び電流Ｉを、サンプル信号
で、同一時刻にサンプルして取り出し、それを次
のサンプル信号が来るまで保持するサンプルホー
ルドの動作を示した波形図であり、この値を、デ
ジタル値に変換して処理することとなる。
で、同一時刻にサンプルして取り出し、それを次
のサンプル信号が来るまで保持するサンプルホー
ルドの動作を示した波形図であり、この値を、デ
ジタル値に変換して処理することとなる。
第８図は、この発明の一実施例の特性を実現す
る手段を説明するためのベクトル図であるが、実
際は、デジタル演算で実現されている。以下の説
明でベクトル図が現われた場合も同様である。
る手段を説明するためのベクトル図であるが、実
際は、デジタル演算で実現されている。以下の説
明でベクトル図が現われた場合も同様である。
電流Ｉに対して、位相をφだけ移相し、大きさ
をＺ倍したベクトル（ZI）を導出し、電圧Ｖとの
差分を求めると、ベクトル（Ｖ−ZI）となる。ベ
クトル（Ｖ−ZI）の大きさと、ベクトル（ZI）の
大きさに比例したものとして、ｋを定数として、
ｋ×｜ZI｜を求め ｜Ｖ−ZI｜≦ｋ×｜ZI｜ …… を演算すると、ベクトルZIの先端を中心とし、半
径ｋ｜ZI｜の円内が電圧Ｖの存在する範囲とな
る。この円の内側の特性を、第１の判定要素とし
て、特性２３で表わす。
をＺ倍したベクトル（ZI）を導出し、電圧Ｖとの
差分を求めると、ベクトル（Ｖ−ZI）となる。ベ
クトル（Ｖ−ZI）の大きさと、ベクトル（ZI）の
大きさに比例したものとして、ｋを定数として、
ｋ×｜ZI｜を求め ｜Ｖ−ZI｜≦ｋ×｜ZI｜ …… を演算すると、ベクトルZIの先端を中心とし、半
径ｋ｜ZI｜の円内が電圧Ｖの存在する範囲とな
る。この円の内側の特性を、第１の判定要素とし
て、特性２３で表わす。
一方、電圧Ｖの大きさを求め、これが一定値k0
よりも小さい範囲を求めると式となり、原点中
心の円となる。
よりも小さい範囲を求めると式となり、原点中
心の円となる。
｜Ｖ｜≦k0 ……
これを第２の判定要素として、特性２４で表わ
す。従つて、前記、第１と第２の判定要素の論理
和をとれば、第３図の実線で示した特性が得ら
れ、判定出力を、第１図の出力回路２１から出力
させることにより、UVZ１２が検出したことが
判明する。
す。従つて、前記、第１と第２の判定要素の論理
和をとれば、第３図の実線で示した特性が得ら
れ、判定出力を、第１図の出力回路２１から出力
させることにより、UVZ１２が検出したことが
判明する。
第４図はこの発明のUVZを実現する演算処理
方式の一例を説明するフローチヤート図である。
以下の説明では、サンプリング周波数を、電圧及
び電流の周波数の12別、すなわち、電圧及び電流
の周波数に対して、電気角30゜とし、記号をＴと
して示す。現サンプリング時点のデータには、サ
フイツクスで(t)とし、80゜、60゜、90゜、……前のデ
ータは、（ｔ−Ｔ）、（ｔ−2T）、（ｔ−3T）、……
と示すこととする。従つて、電圧及び電流は、位
相差をθとすれば、 ｖ（ｔ−nT）＝Vsin｛（ωt＋θ）−30゜×ｎ｝ ＝Vsin｛（ωt＋θ）−nT｝ …… ｉ（ｔ−nT）＝Isin（ωt−nT） …… ただし、ｎ＝１、２、３、…… となる。以下の説明は一例として、(10)、（ｔ−
Ｔ）、（ｔ−3T）、（ｔ−4T）のデータを用いる。
方式の一例を説明するフローチヤート図である。
以下の説明では、サンプリング周波数を、電圧及
び電流の周波数の12別、すなわち、電圧及び電流
の周波数に対して、電気角30゜とし、記号をＴと
して示す。現サンプリング時点のデータには、サ
フイツクスで(t)とし、80゜、60゜、90゜、……前のデ
ータは、（ｔ−Ｔ）、（ｔ−2T）、（ｔ−3T）、……
と示すこととする。従つて、電圧及び電流は、位
相差をθとすれば、 ｖ（ｔ−nT）＝Vsin｛（ωt＋θ）−30゜×ｎ｝ ＝Vsin｛（ωt＋θ）−nT｝ …… ｉ（ｔ−nT）＝Isin（ωt−nT） …… ただし、ｎ＝１、２、３、…… となる。以下の説明は一例として、(10)、（ｔ−
Ｔ）、（ｔ−3T）、（ｔ−4T）のデータを用いる。
先ず、第１の判定要素２３について説明する。
ｉ(10)２６と、ｉ（ｔ−Ｔ）２７のデータを用い
て、電流Ｉを位相角φ＝75゜移相すると、 ｉ（ｔ＋75゜）＝Isin（ωt＋75゜）＝Ｉ
（0.2588sinωt＋0.9659cosωt）…… 一方、 ｉ（ｔ−Ｔ）＝Isin（ωt−30゜）＝√３／２Isinωt−
１／２Icosωt＝√３／２ｉ(t)−１／２Icosωt…… をに代入すれば ｉ（ｔ−75゜）＝0.2588i(t)＋0.9659｛√３ｉ(t)
−2i（ｔ−Ｔ）｝＝1.9319｛ｉ(t)−ｉ（ｔ−Ｔ）｝…
… が得られ、減算２８と、乗算２９で実現できる。
これに、電流補償量Ｚ３０を乗じて、Zi（ｔ＋
75゜）を求める。ｖ(t)３１と、Zi（ｔ＋75゜）の減算
３２を実行すると差分 Ｄ(t)＝ｖ(t)−Zi（ｔ−75゜）＝ｖ(t)−1
.9319Z｛ｉ(t)−ｉ（ｔ−Ｔ）｝…… の演算が実行されたことになる。同様にして、ｉ
（ｔ−3T）３３、ｉ（ｔ−4T）３４、ｖ（ｔ−3T）
３８なる3T＝90゜前のデータより、 ｉ（ｔ＋75゜−3T）＝Isin（ωt＋7
5゜−3T）＝1.9319｛ｉ（ｔ−3T）−ｉ（ｔ−4T）｝…
… が電流補償量Ｚ３７に、また Ｄ（ｔ−3T）＝ｖ（ｔ−3T）−1.9319
Z｛ｉ（ｔ−3T）−ｉ（ｔ−4T）｝…… が減算３９に求められる。
て、電流Ｉを位相角φ＝75゜移相すると、 ｉ（ｔ＋75゜）＝Isin（ωt＋75゜）＝Ｉ
（0.2588sinωt＋0.9659cosωt）…… 一方、 ｉ（ｔ−Ｔ）＝Isin（ωt−30゜）＝√３／２Isinωt−
１／２Icosωt＝√３／２ｉ(t)−１／２Icosωt…… をに代入すれば ｉ（ｔ−75゜）＝0.2588i(t)＋0.9659｛√３ｉ(t)
−2i（ｔ−Ｔ）｝＝1.9319｛ｉ(t)−ｉ（ｔ−Ｔ）｝…
… が得られ、減算２８と、乗算２９で実現できる。
これに、電流補償量Ｚ３０を乗じて、Zi（ｔ＋
75゜）を求める。ｖ(t)３１と、Zi（ｔ＋75゜）の減算
３２を実行すると差分 Ｄ(t)＝ｖ(t)−Zi（ｔ−75゜）＝ｖ(t)−1
.9319Z｛ｉ(t)−ｉ（ｔ−Ｔ）｝…… の演算が実行されたことになる。同様にして、ｉ
（ｔ−3T）３３、ｉ（ｔ−4T）３４、ｖ（ｔ−3T）
３８なる3T＝90゜前のデータより、 ｉ（ｔ＋75゜−3T）＝Isin（ωt＋7
5゜−3T）＝1.9319｛ｉ（ｔ−3T）−ｉ（ｔ−4T）｝…
… が電流補償量Ｚ３７に、また Ｄ（ｔ−3T）＝ｖ（ｔ−3T）−1.9319
Z｛ｉ（ｔ−3T）−ｉ（ｔ−4T）｝…… が減算３９に求められる。
正弦波の場合は、3T＝90゜位相差のあるデータ
の２乗和の平方根が、正弦波の大きさを表わすこ
とが公知である。従つて、減算３２の２乗４０と
減算３９の２乗４１の和４２の平方根４３を求め
ると、 ｛D2(t)＋D2（ｔ−3T）｝1/2＝〔｛ｖ(t)−Zi（ｔ＋75
゜）｝2＋｛ｖ（ｔ−3T）−Zi（ｔ＋75゜−3T）｝2〕1/
2 ＝〔v2(t)−２×1.9319Zv(t)｛ｉ(t)−ｉ（ｔ−Ｔ）
｝＋1.93192Z2｛ｉ(t)−ｉ（ｔ−Ｔ）｝2＋v2（ｔ−3T
） −２×1.9319Zv（ｔ−3T）｛ｉ（ｔ−3T）−ｉ（ｔ−
4T）｝＋1.93192Z2｛ｉ（ｔ−3T）−ｉ（ｔ−4T）｝2〕
1/2 ＝｛V2−2VZIcos（75゜−θ）＋（ZI）2｝1/2 …… となり、式は式の左辺に相当する。一方、電
流補償量の大きさは、Ｚ３０の２乗４４と、Ｚ３
７の２乗４５の和４６の平方根４７であり、これ
に定数ｋ４８を乗じたものは、 ｋ｛Z2i2（ｔ＋75゜）＋Z2i（ｔ＋75゜−3T）｝1/2＝kZ
I｛sin2（ωt＋75゜）＋sin2（ωt＋75゜−3T）｝1/2＝
kZI…… となり、式は式の右辺に相当する。従つて、
式、式を式に当てはめると ｛V2−2VZIcos（75゜−θ）＋（ZI
）2｝1/2≦ｋ（ZI）…… の結果が、比較演算４９に現われる。式を展開
して、電圧Ｖを求めると、 V2−2VZIcos（75゜−θ）＋（ZI）2∴Ｖ≦｛cos（75゜
−θ）±√2（75゜−）−（１−2）｝（ZI）
…… となる、電流補償量ZIと電圧Ｖの関係式が、その
位相差（75゜−θ）の関数として表現できる。
の２乗和の平方根が、正弦波の大きさを表わすこ
とが公知である。従つて、減算３２の２乗４０と
減算３９の２乗４１の和４２の平方根４３を求め
ると、 ｛D2(t)＋D2（ｔ−3T）｝1/2＝〔｛ｖ(t)−Zi（ｔ＋75
゜）｝2＋｛ｖ（ｔ−3T）−Zi（ｔ＋75゜−3T）｝2〕1/
2 ＝〔v2(t)−２×1.9319Zv(t)｛ｉ(t)−ｉ（ｔ−Ｔ）
｝＋1.93192Z2｛ｉ(t)−ｉ（ｔ−Ｔ）｝2＋v2（ｔ−3T
） −２×1.9319Zv（ｔ−3T）｛ｉ（ｔ−3T）−ｉ（ｔ−
4T）｝＋1.93192Z2｛ｉ（ｔ−3T）−ｉ（ｔ−4T）｝2〕
1/2 ＝｛V2−2VZIcos（75゜−θ）＋（ZI）2｝1/2 …… となり、式は式の左辺に相当する。一方、電
流補償量の大きさは、Ｚ３０の２乗４４と、Ｚ３
７の２乗４５の和４６の平方根４７であり、これ
に定数ｋ４８を乗じたものは、 ｋ｛Z2i2（ｔ＋75゜）＋Z2i（ｔ＋75゜−3T）｝1/2＝kZ
I｛sin2（ωt＋75゜）＋sin2（ωt＋75゜−3T）｝1/2＝
kZI…… となり、式は式の右辺に相当する。従つて、
式、式を式に当てはめると ｛V2−2VZIcos（75゜−θ）＋（ZI
）2｝1/2≦ｋ（ZI）…… の結果が、比較演算４９に現われる。式を展開
して、電圧Ｖを求めると、 V2−2VZIcos（75゜−θ）＋（ZI）2∴Ｖ≦｛cos（75゜
−θ）±√2（75゜−）−（１−2）｝（ZI）
…… となる、電流補償量ZIと電圧Ｖの関係式が、その
位相差（75゜−θ）の関数として表現できる。
電流補償量の移相角を進み75゜としたが、一般
化して、φとおくと、 Ｖ≦｛cos（φ−θ） ±√2（−）−（１−2）｝（ZI）…… として表わすことができる。
化して、φとおくと、 Ｖ≦｛cos（φ−θ） ±√2（−）−（１−2）｝（ZI）…… として表わすことができる。
第５図は、ｋをｋ＝0.8とｋ＝1.2に設定して、
電流補償量のベクトル（ZI）と、電圧Ｖとの位相
差（75゜−θ）を、0゜から180゜まで変化させた場合
の（ZI）に対するＶの大きさの係数｛cos（75゜−
θ）±√2（75゜−）−（１−2）｝を求めた
もの
である。
電流補償量のベクトル（ZI）と、電圧Ｖとの位相
差（75゜−θ）を、0゜から180゜まで変化させた場合
の（ZI）に対するＶの大きさの係数｛cos（75゜−
θ）±√2（75゜−）−（１−2）｝を求めた
もの
である。
また、第６図のイとロは、第５図を図示したも
ので、それぞれｋ＝0.8、φ＝75゜及びｋ＝1.2、φ
＝75゜としたときの式のＶの範囲を示したもの
で、ベクトル（ZI）の先端を中心とした半径0.8
×（ZI）及び半径1.2×（ZI）の円特性が得られて
いる。従つて、電圧Ｖが、この円の内側であれ
ば、演算の判定条件が成立し、第１の判定要素２
３が得られる。
ので、それぞれｋ＝0.8、φ＝75゜及びｋ＝1.2、φ
＝75゜としたときの式のＶの範囲を示したもの
で、ベクトル（ZI）の先端を中心とした半径0.8
×（ZI）及び半径1.2×（ZI）の円特性が得られて
いる。従つて、電圧Ｖが、この円の内側であれ
ば、演算の判定条件が成立し、第１の判定要素２
３が得られる。
次に、第２の判定要素について説明する。電圧
Ｖは、ｖ(t)３１の２乗５０とｖ（ｔ−3T）３８の
２乗５１の和５２の平方根５３を求めると ｛v2(t)＋ｖ（2 t−3T）｝1/2＝｛V2sin2（ω
t＋θ）＋V2sin2（ωt＋θ−3T）｝1/2＝Ｖ……16 となる。
Ｖは、ｖ(t)３１の２乗５０とｖ（ｔ−3T）３８の
２乗５１の和５２の平方根５３を求めると ｛v2(t)＋ｖ（2 t−3T）｝1/2＝｛V2sin2（ω
t＋θ）＋V2sin2（ωt＋θ−3T）｝1/2＝Ｖ……16 となる。
電圧Ｖが所定値k0以下に低下した場合を判定す
るものとして、平方根５３と定数k0５４を比較演
算５５して、 ｛v2(t)＋v2（ｔ−3T）｝1/2＝Ｖ≦k0 …… とすれば、これは、原点を通り、半径k0の円とな
り、電圧Ｖが、この円内であれば演算の判定条件
が成立し、第２の判定要素２４が得られる。従つ
て、第１と第２の判定要素の論理和５６を得れ
ば、第３図実線の特性がOUTの端子に得られる。
るものとして、平方根５３と定数k0５４を比較演
算５５して、 ｛v2(t)＋v2（ｔ−3T）｝1/2＝Ｖ≦k0 …… とすれば、これは、原点を通り、半径k0の円とな
り、電圧Ｖが、この円内であれば演算の判定条件
が成立し、第２の判定要素２４が得られる。従つ
て、第１と第２の判定要素の論理和５６を得れ
ば、第３図実線の特性がOUTの端子に得られる。
第７図は、この発明によるUVZの検出時間を
算出するための説明図である。イは電圧Ｖ、ロは
電流ＩでＶより75゜遅れ位相、ハ電流補償量でφ
＝75゜としたもの、ニは電圧Ｖに電流補償を施こ
し、（Ｖ−ZI）としたもの、ホは式の振幅値演
算結果、ヘはサンプリング時刻であり、時刻（ｔ
−5T）を過ぎた直後のＦ点で事故が発生したも
のとした。
算出するための説明図である。イは電圧Ｖ、ロは
電流ＩでＶより75゜遅れ位相、ハ電流補償量でφ
＝75゜としたもの、ニは電圧Ｖに電流補償を施こ
し、（Ｖ−ZI）としたもの、ホは式の振幅値演
算結果、ヘはサンプリング時刻であり、時刻（ｔ
−5T）を過ぎた直後のＦ点で事故が発生したも
のとした。
事故発生後のハの電流補償量は、事故発生後の
電流ｉ（ｔ−4T）とｉ（ｔ−3T）で求められるた
め、時刻（t′−3T）以降から、正確な値となる。
従つて、ホの振幅値演算は、ｉ（ｔ−4T）が確立
した値となる時刻ｔ以降で、事故後の正確な値に
なるため、式が成立する検出時間の最大は、事
故発生後 ｛（ｔ−4T）−（ｔ−5T）｝＋｛ｔ−（ｔ−4T）｝ ＋｛（ｔ＋Ｔ）−ｔ｝＝6T すなわち30゜×６＝180゜相当時間となり、これ
は、電力系統の1/2サイクルになる。具体的には、
50Hzの電力系統では、（1/50）×（1/2）sec＝10ｍ
secである。
電流ｉ（ｔ−4T）とｉ（ｔ−3T）で求められるた
め、時刻（t′−3T）以降から、正確な値となる。
従つて、ホの振幅値演算は、ｉ（ｔ−4T）が確立
した値となる時刻ｔ以降で、事故後の正確な値に
なるため、式が成立する検出時間の最大は、事
故発生後 ｛（ｔ−4T）−（ｔ−5T）｝＋｛ｔ−（ｔ−4T）｝ ＋｛（ｔ＋Ｔ）−ｔ｝＝6T すなわち30゜×６＝180゜相当時間となり、これ
は、電力系統の1/2サイクルになる。具体的には、
50Hzの電力系統では、（1/50）×（1/2）sec＝10ｍ
secである。
なお、上記実施例では、正弦波の大きさを求め
る方法として、3T＝90゜前後のデータを利用する
方法について示したが、30゜毎や60゜毎のデータ
を、 ｛v2(t)＋v2（ｔ−Ｔ）−√３ｖ(t)ｖ（ｔ−Ｔ）｝1/2
＝Ｖ｛sin2（ωt＋θ）＋sin2（ωt＋θ−Ｔ） −√３sin（ωt＋θ）sin（ωt＋θ−Ｔ｝1/2＝１／
２Ｖ…… ｛v2(t)−v2（ｔ−Ｔ）＋v2（ｔ−2T）｝1/2＝Ｖ｛sin2
（ωt＋θ）−sin2（ωt＋θ−Ｔ） −sin2（ωt＋θ−2T）｝1/2＝１／√２Ｖ …… のように利用しても同様に演算することができ
る、この式の場合は、時刻ｔと（ｔ−Ｔ）のデ
ータを利用するため、電流補償量の演算も、（ｔ
−Ｔ）の時刻に、ｉ（ｔ−Ｔ）とｉ（ｔ−2T）の
データを使うとして、その検出時間は、 ｛（ｔ−2T）−（ｔ−3T）｝＋｛ｔ−（ｔ−2T）｝ ＋｛（ｔ＋Ｔ）−ｔ｝＝4T すなわち、電力系統を50Hzとすれば （1/50）×（30゜×4/360゜）sec＝6.67ｍsec の高速度検出が可能となる。
る方法として、3T＝90゜前後のデータを利用する
方法について示したが、30゜毎や60゜毎のデータ
を、 ｛v2(t)＋v2（ｔ−Ｔ）−√３ｖ(t)ｖ（ｔ−Ｔ）｝1/2
＝Ｖ｛sin2（ωt＋θ）＋sin2（ωt＋θ−Ｔ） −√３sin（ωt＋θ）sin（ωt＋θ−Ｔ｝1/2＝１／
２Ｖ…… ｛v2(t)−v2（ｔ−Ｔ）＋v2（ｔ−2T）｝1/2＝Ｖ｛sin2
（ωt＋θ）−sin2（ωt＋θ−Ｔ） −sin2（ωt＋θ−2T）｝1/2＝１／√２Ｖ …… のように利用しても同様に演算することができ
る、この式の場合は、時刻ｔと（ｔ−Ｔ）のデ
ータを利用するため、電流補償量の演算も、（ｔ
−Ｔ）の時刻に、ｉ（ｔ−Ｔ）とｉ（ｔ−2T）の
データを使うとして、その検出時間は、 ｛（ｔ−2T）−（ｔ−3T）｝＋｛ｔ−（ｔ−2T）｝ ＋｛（ｔ＋Ｔ）−ｔ｝＝4T すなわち、電力系統を50Hzとすれば （1/50）×（30゜×4/360゜）sec＝6.67ｍsec の高速度検出が可能となる。
以上のように、この発明によれば、デジタル演
算処理方式を用いて、UVZの特性を実現させる
ために、電流補償係数を設け、電圧との差分を演
算した差分量の大きさと、電流補償量の大きさを
定数倍したものとを比較して、その大小を判定す
る第１の判定要素と、電圧自身の大きさが、所定
値と比較して、大小を判定する第２の判定要素と
より成るように構成したので、事故を高速度で検
出でき、また、長期的に安定した特性を保持させ
ることができる効果がある。
算処理方式を用いて、UVZの特性を実現させる
ために、電流補償係数を設け、電圧との差分を演
算した差分量の大きさと、電流補償量の大きさを
定数倍したものとを比較して、その大小を判定す
る第１の判定要素と、電圧自身の大きさが、所定
値と比較して、大小を判定する第２の判定要素と
より成るように構成したので、事故を高速度で検
出でき、また、長期的に安定した特性を保持させ
ることができる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるUVZを示
す回路構成図、第２図はサンプルホールドの動作
説明図、第３図はこの発明の特性を示した説明
図、第４図は演算処理方式を説明するフローチヤ
ート図、第５図は第１の判定要素の電圧と電流補
償量との関係図、第６図は第１の判定要素の特性
図、第７図は検出時間を算出する説明図、第８図
は従来のUVZの回路構成図、第９図は従来の
UVZの特性を示す図である。 １は電圧変成器、２は電流変成器、３，４は入
力変換器、５は移相器、６は設定器、７，８は半
波整流器、９は整定器、１０は比較器、１１は限
時回路、１２はUVZ、１３，１４はフイルタ、
１５，１６はサンプルホールド、１７はマルチプ
レクサ、１８はアナログデジタル変換器、１９は
マイクロプロセツサ、２０はメモリ、２１，２２
は出力回路、２３，２４はUVZの特性、２６，
２７，３１，３３，３４，３８は入力データ、２
８，３２，３５，３９は差分演算手段、２９，３
０，３６，３７，４８は乗算演算手段である。４
０，４１，４４，４５，５０，５１は２乗演算手
段、４２，４６，５２は加算演算手段、４３，４
７，５３は平方根演算手段、４９，５５は比較演
算手段、５４は整定値、５６は論理和手段であ
る。なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分
を示す。
す回路構成図、第２図はサンプルホールドの動作
説明図、第３図はこの発明の特性を示した説明
図、第４図は演算処理方式を説明するフローチヤ
ート図、第５図は第１の判定要素の電圧と電流補
償量との関係図、第６図は第１の判定要素の特性
図、第７図は検出時間を算出する説明図、第８図
は従来のUVZの回路構成図、第９図は従来の
UVZの特性を示す図である。 １は電圧変成器、２は電流変成器、３，４は入
力変換器、５は移相器、６は設定器、７，８は半
波整流器、９は整定器、１０は比較器、１１は限
時回路、１２はUVZ、１３，１４はフイルタ、
１５，１６はサンプルホールド、１７はマルチプ
レクサ、１８はアナログデジタル変換器、１９は
マイクロプロセツサ、２０はメモリ、２１，２２
は出力回路、２３，２４はUVZの特性、２６，
２７，３１，３３，３４，３８は入力データ、２
８，３２，３５，３９は差分演算手段、２９，３
０，３６，３７，４８は乗算演算手段である。４
０，４１，４４，４５，５０，５１は２乗演算手
段、４２，４６，５２は加算演算手段、４３，４
７，５３は平方根演算手段、４９，５５は比較演
算手段、５４は整定値、５６は論理和手段であ
る。なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分
を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電力系統の電圧及び電流を、一定終期でサン
プリングし、デジタル変換後、その数値に基づき
演算処理して、電力系統の事故を検出するデジタ
ル保護継電器において、 前記電流を移相演算により所定移相分移相する
手段と、 前記移相演算結果を、倍率演算により所定の大
きさに変換する手段と、 前記倍率演算結果を第１の振幅値演算により大
きさを算出する手段と、 前記電圧と前記倍率演算結果とを差分演算によ
り差を得る手段と、 前記差分演算結果を第２の振幅値演算により大
きさを算出する手段と、 前記第１の振幅値演算結果に所定の倍率を乗じ
た演算結果と前記第２の振幅値演算結果との比較
演算により大小を判定する第１の判定要素と、 前記電圧を第３の振幅値演算により大きさを算
出して所定値との比較演算により大小を判定する
第２の判定要素とを備え、 前記第１の判定要素と前記第２の判定要素との
論理和により事故判定することを特徴とするデジ
タル保護継電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24583886A JPS6399720A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | デジタル保護継電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24583886A JPS6399720A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | デジタル保護継電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6399720A JPS6399720A (ja) | 1988-05-02 |
| JPH0576250B2 true JPH0576250B2 (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=17139602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24583886A Granted JPS6399720A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | デジタル保護継電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6399720A (ja) |
-
1986
- 1986-10-15 JP JP24583886A patent/JPS6399720A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6399720A (ja) | 1988-05-02 |
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