JPH0576586B2 - - Google Patents
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- JPH0576586B2 JPH0576586B2 JP59212551A JP21255184A JPH0576586B2 JP H0576586 B2 JPH0576586 B2 JP H0576586B2 JP 59212551 A JP59212551 A JP 59212551A JP 21255184 A JP21255184 A JP 21255184A JP H0576586 B2 JPH0576586 B2 JP H0576586B2
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Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
本発明は、電力系統を保護する保護継電器に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a protective relay for protecting an electric power system.
[発明の技術的背景]
従来、この種の継電器としては系統電圧、又は
電流を所定のサンプリング周期Tでサンプリング
することにより得た半サイクル分、N個のデータ
の絶対値を加算した値を所定の整定値と比較し
て、過電圧又は過電流の検出を行なうものがあつ
た。図を用いて説明すると、第4図に示すように
系統電流を I=Io sin ωtとし、これを一定の
周期h(=60°)でサンプリングすると、系統電流
の振幅値は下記により得られる。但し、Kは補正
定数である。[Technical Background of the Invention] Conventionally, this type of relay uses a predetermined value that is the sum of the absolute values of N pieces of data for half a cycle obtained by sampling the system voltage or current at a predetermined sampling period T. Some devices detect overvoltage or overcurrent by comparing with the set value. To explain using a diagram, as shown in FIG. 4, if the grid current is I=Io sin ωt and is sampled at a constant period h (=60°), the amplitude value of the grid current can be obtained as follows. However, K is a correction constant.
K(|Io sin ω(to−h)|+|Io sin ωtp|+|Io
sin ω(to+h)|)……(1)
〔背景技術の問題点〕
(1)式で得られる値は、半サイクル分のサンプリ
ング値の面積和で図中の斜線部に相当し、真の振
幅値との間に大きい誤差を生ずると言う問題点が
あつた。この誤差は、サンプリング位相に依存
し、(1)式の60°サンプリングの例では、最大±7.7
%の誤差が生ずる。例えば定数Kを1/2√3に選
ぶと、(1)式は0.5で第4図に示した場合は、誤差
0となるがサンプリング位相が異なり、to−h=
30°の場合、(1)式の値は0.577となり、7.7%の誤差
を生ずる。誤差を小さくするには、周期hを短く
し、使用するデータ数を多くすればよいが継電器
の動作時間は遅くなる。K(|Io sin ω(to−h)|+|Io sin ω tp |+|Io
sin ω(to+h)|)……(1) [Problems in the background art] The value obtained by equation (1) is the area sum of the sampling values for half a cycle, and corresponds to the shaded area in the figure, and is not the true value. There was a problem in that a large error occurred between the amplitude value and the amplitude value. This error depends on the sampling phase, and in the example of 60° sampling in equation (1), the maximum error is ±7.7
% error occurs. For example, if the constant K is chosen to be 1/2√3, equation (1) is 0.5, and in the case shown in Figure 4, the error is 0, but the sampling phase is different, and to-h=
In the case of 30°, the value of equation (1) is 0.577, resulting in an error of 7.7%. In order to reduce the error, the cycle h can be shortened and the number of data used can be increased, but the operating time of the relay will be delayed.
[発明の目的]
本発明は上記問題点を解決するためになされた
ものであり、上記手法と同様なサンプリングデー
タを用いて演算誤差の少ない振幅値算出を行なう
ことにより、精度の良い判定による誤差機能が得
られる保護継電器を提供することを目的としてい
る。[Object of the Invention] The present invention has been made to solve the above problems, and by calculating amplitude values with less calculation error using sampling data similar to the above method, errors due to accurate judgment can be reduced. The purpose is to provide a protective relay that provides functionality.
[発明の概要]
本発明では所定のサンプリング周期の各絶対値
の和を求め、その結果をサンプリング値の絶対値
の互いの差の絶対値により補正して入力電気量の
振幅値を得ようとするものである。[Summary of the Invention] In the present invention, the sum of each absolute value in a predetermined sampling period is calculated, and the result is corrected by the absolute value of the difference between the absolute values of the sampling values to obtain the amplitude value of the input electrical quantity. It is something to do.
[発明の実施例]
以下図面を参照して実施例を説明する。第1図
は本発明の一実施例の保護継電器のブロツク図で
ある。第1図において、保護対象から検出された
交流入力iは、アナログフイルタ1を通つた後、
サンプルホールド回路2に入力され、所定の周期
hでサンプリングされる。サンプルホールド回路
2の出力はアナログデイジタル変換器3に入力さ
れ、デイジタル信号に変換された後入力回路4に
供給される。入力回路4は入力されたデイジタル
信号のレベル変換をし、演算処理回路5に供給す
る。演算処理回路5は以下で説明する演算を行な
い、その結果を出力回路6を経て外部に動作出力
を供給し、保護対象に対し保護動作を実行する。[Embodiments of the Invention] Examples will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a protective relay according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an AC input i detected from a protected object passes through an analog filter 1, and then
The signal is input to the sample and hold circuit 2 and sampled at a predetermined period h. The output of the sample and hold circuit 2 is input to an analog-to-digital converter 3, converted into a digital signal, and then supplied to an input circuit 4. The input circuit 4 converts the level of the input digital signal and supplies it to the arithmetic processing circuit 5. The arithmetic processing circuit 5 performs the arithmetic operations described below, and supplies the result as an operation output to the outside via the output circuit 6, thereby executing a protection operation on the object to be protected.
次に、演算処理回路5における演算処理につい
て説明する。交流入力iはI=Io sin ωtで変化
し、変換処理が行なわれ演算処理回路5に入力さ
れる。 Next, arithmetic processing in the arithmetic processing circuit 5 will be explained. The AC input i changes as I=Io sin ωt, undergoes conversion processing, and is input to the arithmetic processing circuit 5.
演算処理回路5では、電力系統からの電器量を
所定の周期hでサンプリングし、サンプリングさ
れた出力信号から得られた半サイクル分のN個の
データij(j=1,2,……,N)と所定の係数
kを用いて、次式(2)の演算を行う。N
〓j=1
|ij|+kN-1
〓j=1
N
〓m=j+1
||ij|−|in||
つまり、本演算は、所定のサンプリング周期の
各絶対値の和を求め、その結果をサンプリング値
の絶対値の互いの差の絶対値により補正して、入
力電気量の振幅値を得るものである。 The arithmetic processing circuit 5 samples the amount of electricity from the power system at a predetermined period h, and N pieces of data i j (j=1, 2, . . . ) for half a cycle obtained from the sampled output signals. The following equation (2) is calculated using N) and a predetermined coefficient k. N 〓 j=1 |i j |+k N-1 〓 j=1 N 〓 m=j+1 ||i j |−|i n || In other words, this calculation calculates the The amplitude value of the input electrical quantity is obtained by calculating the sum and correcting the result by the absolute value of the difference between the absolute values of the sampled values.
次に、具体的な実施例として、所定のサンプリ
ング周期h=60°,N=3の場合について説明す
る。 Next, as a specific example, a case where the predetermined sampling period h=60° and N=3 will be described.
時刻to−h,to,to+hでサンプリングされた
系統電流iの値はサンプリング周期h=60°であ
るから、
ito−h=Io sin ω(to−60°) ……(3)
ito=Io sin ωto ……(4)
ito+h=Io sin ω(to+60°) ……(5)
となり、(3)〜(5)の値を用いて、以下の演算を行な
う。 Since the value of the grid current i sampled at time to-h, to, to+h is the sampling period h=60°, ito-h=Io sin ω(to-60°) ……(3) ito=Io sin ωto...(4) ito+h=Io sin ω(to+60°)...(5) The following calculations are performed using the values of (3) to (5).
|itp−h|+|itp|+|itp+h|+K1(‖itp-h|−
|itp‖+‖itp|−|itp+h‖+‖itp-h|−|itp+h‖
)
……(6)
前記(6)式は互いに60°離れた3データ、itp-h,
itp,itp+hの絶対値の和を求め、その演算結果を3
データの絶対値の互いの差の絶対値によつて補正
することにより、入力量の振幅値を得ることを示
している。 |i tp −h|+|i tp |+|i tp+h |+K 1 (‖i tp-h |−
|i tp ‖+‖i tp |−|i tp+h ‖+‖i tp-h |−|i tp+h ‖
)
...(6) Equation (6) above is based on three data points separated by 60° from each other, i tp-h ,
Find the sum of the absolute values of i tp and i tp+h , and calculate the result by 3
This shows that the amplitude value of the input amount is obtained by correcting the absolute value of the difference between the absolute values of the data.
上記の演算について、第2図を用いて説明す
る。第2図において、aは3データの絶対値|
itp-h|、|itp|、|itp+h|、bはaに示す3つの絶
対値の和|itp-h|+|itp|+|itp+h|、cはaに
示す3つの絶対値の互いの差の絶対値‖itp-h|−
|itp‖、‖itp|−|itp+h‖、‖itp-h|−|itp+h‖
、
dはcに示す3量の和、eはbの波形にdの波形
のk1倍を重ね合せたものを示している。bとdの
波形を比較すると、一方が最大値をとる時、他方
が最小値をとる関係にあることから2つの波形を
適当な係数k1により重ね合せることにより、eに
示すように振幅演算結果のリツプル分は小さくな
る。即ち、サンプリング位相により生ずる誤差は
小さくなる。60°周期のサンプリングの場合、リ
ツプル分を最小とするための係数は(2−√
3)/(√3−1)であり、この場合の振幅値の
最大値は約2.438、最小値は、2.375でこの間で演
算値は変動することになり、(2.438−2.375)/
2≒2.4を振幅値として採用した場合、その演算
誤差εは(2.438−2.4)/2.4≒0.016、即ち、約
1.6%となる。 The above calculation will be explained using FIG. 2. In Figure 2, a is the absolute value of 3 data |
i tp-h |, |i tp |, |i tp+h |, b is the sum of the three absolute values shown in a |i tp-h |+|i tp |+|i tp+h |, c is Absolute value of the difference between the three absolute values shown in a‖i tp-h |−
|i tp ‖, ‖i tp |−|i tp+h ‖, ‖i tp-h |−|i tp+h ‖
,
d is the sum of the three quantities shown in c, and e is the waveform of b superimposed with k 1 times the waveform of d. Comparing the waveforms b and d, we find that when one takes the maximum value, the other takes the minimum value, so by superimposing the two waveforms with an appropriate coefficient k1 , we can calculate the amplitude as shown in e. The resulting ripple will be smaller. That is, the error caused by the sampling phase becomes smaller. In the case of sampling with a period of 60°, the coefficient to minimize the ripple is (2−√
3)/(√3-1), and in this case, the maximum value of the amplitude value is approximately 2.438, the minimum value is 2.375, and the calculated value will fluctuate between these, (2.438-2.375)/
When 2≒2.4 is adopted as the amplitude value, the calculation error ε is (2.438−2.4)/2.4≒0.016, that is, approximately
It will be 1.6%.
これは、同等のサンプリングデータを用いた従
来の(1)式で示した手法に比較し、6.1%誤差が減
少している。 This reduces the error by 6.1% compared to the conventional method expressed by equation (1) using equivalent sampling data.
以上述べた(6)式の演算に従い算出された振幅値
は、予め定めた整定値Iより大きいか否かの比較
が行なわれ、大きいとの結果が得られた時は、出
力回路6を経て外部に動作出力を供給する。 The amplitude value calculated according to the calculation of equation (6) described above is compared to see if it is larger than a predetermined setting value I, and when a larger result is obtained, the amplitude value is outputted via the output circuit 6. Supply operating output externally.
なお、上記実施例では、整定値として系統電流
のものを用い、過電流を検出する場合について説
明したが、整定値は系統電圧のものであつてもよ
く、これにより過電圧、又は不足電圧の検出もで
きる。又、複数入力の保護継電器、例えば差動保
護継電器や距離継電器の入力に対しても、その大
きさを同様に求めて差動演算、又はインピーダン
ス演算をさせても同様の効果を期待できる。 In addition, in the above embodiment, the case where overcurrent is detected using the grid current as the setting value was explained, but the setting value may also be the grid voltage, which allows detection of overvoltage or undervoltage. You can also do it. Furthermore, the same effect can be expected by similarly determining the magnitude of inputs of a protective relay with multiple inputs, such as a differential protection relay or a distance relay, and performing differential calculation or impedance calculation.
上記実施例ではサンプリング周期60°の場合に
ついて述べたが、これに限定されるものではな
く、上述の(2)式において所定のサンプリング周期
h=45°,N=4の場合および所定のサンプリン
グ周期h=30°,N=6の場合であつても良い。
サンプリング周期45°,30°の場合についても同様
の効果を奏し、各々、演算誤差は0.8%、0.4%で
あり、(1)式で示した従来方法による演算誤差4
%、1.7%に比べて大幅に誤差が減少している。 Although the above embodiment describes the case where the sampling period is 60°, the case is not limited to this, and in the above equation (2), when the predetermined sampling period h = 45°, N = 4, It may also be the case that h=30° and N=6.
A similar effect is achieved in the case of a sampling period of 45° and 30°, and the calculation error is 0.8% and 0.4%, respectively, which is the calculation error 4 by the conventional method shown in equation (1).
%, the error is significantly reduced compared to 1.7%.
第3図に半サイクル中にN個のサンプリングデ
ータがある場合の(1)式で示す従来方法と、本発明
による方法との演算誤差の比較を示す。 FIG. 3 shows a comparison of calculation errors between the conventional method expressed by equation (1) and the method according to the present invention when there are N pieces of sampling data in a half cycle.
[発明の効果]
以上説明した如く、本発明によれば半サイクル
中の複数のサンプリングデータを用いて、その絶
対値の和、及び補正項としてその絶対値の互いの
差の絶対値を用いることにより、同等のサンプリ
ングデータを用いた従来の演算方法より演算誤差
を減少させることができ、精度の良い保護継電器
を提供できる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a plurality of sampling data in a half cycle is used, and the sum of their absolute values is used, and the absolute value of the difference between the absolute values is used as a correction term. As a result, calculation errors can be reduced compared to conventional calculation methods using equivalent sampling data, and a highly accurate protective relay can be provided.
第1図は本発明の一実施例による保護継電器の
ブロツク図、第2図は本発明の演算処理回路の処
理を説明する波形図、第3図は従来方法と比較し
た場合の本発明の効果を説明するためのグラフ、
第4図は波形の振幅値演算を示す図である。
1……アナログフイルタ、2……サンプルホー
ルド回路、3……アナログデイジタル変換器、4
……入力回路、5……演算処理回路、6……出力
回路。
Fig. 1 is a block diagram of a protective relay according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a waveform diagram explaining the processing of the arithmetic processing circuit of the present invention, and Fig. 3 is the effect of the present invention when compared with the conventional method. A graph to explain,
FIG. 4 is a diagram showing waveform amplitude value calculation. 1...Analog filter, 2...Sample hold circuit, 3...Analog-digital converter, 4
...Input circuit, 5...Arithmetic processing circuit, 6...Output circuit.
Claims (1)
リングし、サンプリングされた出力信号から得ら
れた半サイクル分のN個のデータij(j=1,2,
……,N)と所定の係数kを用いて、N 〓j=1 |ij|+kN-1 〓j=1 N 〓m=j+1 ||ij|−|in|| を演算し、この演算結果に基づいて得られた値を
所定の整定値と比較することにより、電力系統を
保護する出力を導出することを特徴とする保護継
電器。 2 所定の周期を60°とし、N=3としたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の保護継電
器。 3 所定の周期を45°とし、N=4としたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の保護継電
器。 4 所定の周期を30°とし、N=6としたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の保護継電
器。[Claims] 1. The amount of electricity from the power system is sampled at a predetermined period, and N pieces of data i j (j=1, 2,
..., N) and a predetermined coefficient k, N 〓 j=1 |i j |+k N-1 〓 j=1 N 〓 m=j+1 ||i j |−|i n || A protective relay is characterized in that it derives an output that protects an electric power system by calculating and comparing a value obtained based on the calculation result with a predetermined setting value. 2. The protective relay according to claim 1, characterized in that the predetermined period is 60° and N=3. 3. The protective relay according to claim 1, characterized in that the predetermined period is 45° and N=4. 4. The protective relay according to claim 1, characterized in that the predetermined period is 30° and N=6.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59212551A JPS6191573A (en) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | Protection relay |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59212551A JPS6191573A (en) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | Protection relay |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6191573A JPS6191573A (en) | 1986-05-09 |
| JPH0576586B2 true JPH0576586B2 (en) | 1993-10-22 |
Family
ID=16624557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59212551A Granted JPS6191573A (en) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | Protection relay |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6191573A (en) |
-
1984
- 1984-10-12 JP JP59212551A patent/JPS6191573A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6191573A (en) | 1986-05-09 |
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|---|---|---|---|
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