JPH0640705B2 - ディジタル型逆電力保護継電器 - Google Patents
ディジタル型逆電力保護継電器Info
- Publication number
- JPH0640705B2 JPH0640705B2 JP62262890A JP26289087A JPH0640705B2 JP H0640705 B2 JPH0640705 B2 JP H0640705B2 JP 62262890 A JP62262890 A JP 62262890A JP 26289087 A JP26289087 A JP 26289087A JP H0640705 B2 JPH0640705 B2 JP H0640705B2
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- Japan
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- voltage
- current
- power
- protection relay
- reverse power
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
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並列運転に適用するディジタル型
逆電力保護継電器に関するものである。
逆電力保護継電器に関するものである。
従来、この種ディジタル型逆電力保護継電器として、第
３図に示すものがあった。
３図に示すものがあった。
図において、１は電力会社より電力を受電する引込線、
２は電流検出用の変流器、３は受電しゃ断器、４は電圧
検出用の変成器、５は需要家の負荷、６は需要家の発電
機しゃ断器、７は需要家の発電機である。また１０はデ
ィジタル型逆電力保護継電器で変流器２からの電流入力
端子１１、変成器４からの電圧入力端子１２を有し、変
流器２からの電流を電流・電圧変換回路１３によって適
当な電圧に変換する。１４は変成器４からの電圧を適当
な電圧値に変換する電圧変換回路、１５及び１６はサン
プリング定理から制限される周波数帯を除去するアナロ
グフイルター回路、１７は入力を一定間隔毎にサンプリ
ングして順次Ａ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路、１８はサ
ンプリング量を用いて後述の演算を実行する演算回路、
１９はディジタル型逆電力保護継電器１０の出力端子を
示す。
２は電流検出用の変流器、３は受電しゃ断器、４は電圧
検出用の変成器、５は需要家の負荷、６は需要家の発電
機しゃ断器、７は需要家の発電機である。また１０はデ
ィジタル型逆電力保護継電器で変流器２からの電流入力
端子１１、変成器４からの電圧入力端子１２を有し、変
流器２からの電流を電流・電圧変換回路１３によって適
当な電圧に変換する。１４は変成器４からの電圧を適当
な電圧値に変換する電圧変換回路、１５及び１６はサン
プリング定理から制限される周波数帯を除去するアナロ
グフイルター回路、１７は入力を一定間隔毎にサンプリ
ングして順次Ａ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路、１８はサ
ンプリング量を用いて後述の演算を実行する演算回路、
１９はディジタル型逆電力保護継電器１０の出力端子を
示す。
次に第４図を参照し、動作について説明する。まず第４
図は逆電力保護継電器の特性を示すモデル図で、ＶＡは
変成器４から導入されるＡ相の相電圧、ＩＡ（Ｒ）は変
流器２から導入されるＡ相の相電流で受電系統から電力
を受電している。Ａ相の相電流ＩＡ（Ｒ）のベクトルは
Ａ相の相電圧ＶＡと同相方向に図示すべきであるが、次
に述べる逆電力を検出する為に電流成分の極性を逆にし
て導入している。
図は逆電力保護継電器の特性を示すモデル図で、ＶＡは
変成器４から導入されるＡ相の相電圧、ＩＡ（Ｒ）は変
流器２から導入されるＡ相の相電流で受電系統から電力
を受電している。Ａ相の相電流ＩＡ（Ｒ）のベクトルは
Ａ相の相電圧ＶＡと同相方向に図示すべきであるが、次
に述べる逆電力を検出する為に電流成分の極性を逆にし
て導入している。
また、ＩＡ（Ｓ）は需要家側から受電系統へ電流が流出
する流出電流を示し、これは、受電系統側の送配電線系
統の事故で受電系統側の電源が喪失した場合、あるい
は、系統が連系している状態で、負荷の変化により需要
家の発電電力が余剰となった場合等に発生する。
する流出電流を示し、これは、受電系統側の送配電線系
統の事故で受電系統側の電源が喪失した場合、あるい
は、系統が連系している状態で、負荷の変化により需要
家の発電電力が余剰となった場合等に発生する。
そしてＰｓは、前記流出電流ＩＡ（Ｓ）により電力が流
出する逆電力の許容値を示し該逆電力の許容値Ｐｓ以上
の逆電力が発生すると、これを逆電力保護継電器で検出
して、第３図の受電しゃ断器３を引外し並列運転を解列
するものである。
出する逆電力の許容値を示し該逆電力の許容値Ｐｓ以上
の逆電力が発生すると、これを逆電力保護継電器で検出
して、第３図の受電しゃ断器３を引外し並列運転を解列
するものである。
また、θは位相角でＡ相の相電圧ＶＡと、Ａ相の相電流
ＩＡ（Ｒ）の相差角を示している。
ＩＡ（Ｒ）の相差角を示している。
次に第５図によりディジタル型逆電力保護継電器の原理
について説明する。まず、サンプリング間隔をωＴ（ω
Ｔ＝９０°）とした時の電圧ｖと電流ｉのサンプリング
値をｖ０，ｉ０，ｖ−１，ｉ−１とするとｖ０×ｉ０＋
ｖ−１×ｉ−１の演算を演算回路18で行なうことにより
有効電力成分が得られる。
について説明する。まず、サンプリング間隔をωＴ（ω
Ｔ＝９０°）とした時の電圧ｖと電流ｉのサンプリング
値をｖ０，ｉ０，ｖ−１，ｉ−１とするとｖ０×ｉ０＋
ｖ−１×ｉ−１の演算を演算回路18で行なうことにより
有効電力成分が得られる。
すなわち、ｖ０，ｉ０，ｖ−１，ｉ−１は、次のように
表わされる。
表わされる。
ｖ０＝ＶＡsinωｔ ｉ０＝ＩＡsin（ωｔ−θ） ｖ−１＝ＶＡsin（ωｔ−９０°） ｉ−１＝ＩＡsin（ωｔ−９０°−θ） これらを互いに代入して式を展開すると、次の（１）式
が得られる。
が得られる。
ｖ０×ｉ０＋ｖ−１×ｉ−１＝ＶＡＩＡcosθ……(I) ここで、ＶＡＩＡcosθは有効電力成分が得られたこと
になる。
になる。
尚、上記原理は昭和６１年１月発行の電気協同研究，第
４１巻第４号の第４−１−３表中方式Ｃで記述されてい
る。
４１巻第４号の第４−１−３表中方式Ｃで記述されてい
る。
このようにして演算した得られた電力値が第４図で記述
した逆電力の許容値Ｐｓを上回ったか否かを次の（２）
式により判定することによって逆電力検出が可能とな
る。
した逆電力の許容値Ｐｓを上回ったか否かを次の（２）
式により判定することによって逆電力検出が可能とな
る。
尚、ここで電力を受電している時には（１）式のθが９
０°≦θ≦２７０°であることから（１）式の演算結果
は負の値となるため（２）式から不動作となることが判
る。
０°≦θ≦２７０°であることから（１）式の演算結果
は負の値となるため（２）式から不動作となることが判
る。
そこで需要家側から受電系統への電力流出を極力少なく
抑えようとする場合には逆電力の許容値Ｐｓを小さな値
に設定することになる。しかし、通常、電力流出が生じ
る場合の電圧は定格電圧を保っているので、僅かの逆電
力を検出しようとすると微少な電流値を取込んで前記
（１）式の演算を行なうことになる。
抑えようとする場合には逆電力の許容値Ｐｓを小さな値
に設定することになる。しかし、通常、電力流出が生じ
る場合の電圧は定格電圧を保っているので、僅かの逆電
力を検出しようとすると微少な電流値を取込んで前記
（１）式の演算を行なうことになる。
しかしながら微少な電流では、第３図のアナログフイル
ター回路１５，１６の出力に発生している電子回路素子
の直流ドリフト電圧が無視できない。
ター回路１５，１６の出力に発生している電子回路素子
の直流ドリフト電圧が無視できない。
ここで、直流ドリフト電圧をｋとすると電流ｉのサンプ
リング値ｉ０，ｉ−１は ｉ０＝ＩＡsin（ωｔ−θ）＋ｋ ｉ−１＝ＩＡsin（ωｔ−９０°−θ）＋ｋ で表わされるため、これらを（１）式に代入すると、
（３）式となる。
リング値ｉ０，ｉ−１は ｉ０＝ＩＡsin（ωｔ−θ）＋ｋ ｉ−１＝ＩＡsin（ωｔ−９０°−θ）＋ｋ で表わされるため、これらを（１）式に代入すると、
（３）式となる。
（３）式より逆電力の許容値Ｐｓが小さい時には検出す
る流出電流ＩＡ（Ｓ）も小さくなるので２項目の誤差要
因は無視できないものである。
る流出電流ＩＡ（Ｓ）も小さくなるので２項目の誤差要
因は無視できないものである。
従来のディジタル型逆電力保護継電器は以上のように構
成されているので、逆電力の許容値Ｐｓを極力小さく抑
えて検出しようとすると流出電流Ｉｓも小さくなって逆
電力を検出する場合の弊害として電子回路素子の直流ド
リフトにより誤差が発生し逆電力継電器の精度が大幅に
低下するという問題点があった。
成されているので、逆電力の許容値Ｐｓを極力小さく抑
えて検出しようとすると流出電流Ｉｓも小さくなって逆
電力を検出する場合の弊害として電子回路素子の直流ド
リフトにより誤差が発生し逆電力継電器の精度が大幅に
低下するという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので需要家系統から流出する僅かな逆電力を検出
する場合でも電子回路素子の直流ドリフト電圧の影響を
受けない高精度のディジタル型逆電力保護継電器を得る
ことを目的とする。
れたもので需要家系統から流出する僅かな逆電力を検出
する場合でも電子回路素子の直流ドリフト電圧の影響を
受けない高精度のディジタル型逆電力保護継電器を得る
ことを目的とする。
この発明に係るディジタル型逆電力保護継電器は電圧ｖ
と電流ｉのサンプリング値より得られる有効電力成分
と、その半サイクル前の電圧ｖと電流ｉのサンプリング
値とから得られる有効電力成分の算術和平均値を演算回
路の後段に設けた算術和平均回路によって求めることに
よって直流ドリフト電圧の影響をなくするようにしたも
のである。
と電流ｉのサンプリング値より得られる有効電力成分
と、その半サイクル前の電圧ｖと電流ｉのサンプリング
値とから得られる有効電力成分の算術和平均値を演算回
路の後段に設けた算術和平均回路によって求めることに
よって直流ドリフト電圧の影響をなくするようにしたも
のである。
この発明におけるディジタル型逆電力保護継電器は演算
回路で演算した有効電力成分と、その時点から半サイク
ル前の有効電力成分の演算結果の算術和平均値を算術和
平均回路によって求めることによって直流ドリフト電圧
に起因する誤差項を零にする。
回路で演算した有効電力成分と、その時点から半サイク
ル前の有効電力成分の演算結果の算術和平均値を算術和
平均回路によって求めることによって直流ドリフト電圧
に起因する誤差項を零にする。
以下この発明の実施例を図について説明する。図中、第
３図と同一の部分は同一の符号をもつて図示した第１図
において、２０はある時点の有効電力成分と、その時点
から半サイクル前の有効電力との算術和平均を求める算
術和平均回路、100は本発明のディジタル型逆電力保護
継電器である。
３図と同一の部分は同一の符号をもつて図示した第１図
において、２０はある時点の有効電力成分と、その時点
から半サイクル前の有効電力との算術和平均を求める算
術和平均回路、100は本発明のディジタル型逆電力保護
継電器である。
また、第２図は、本発明の原理を説明するための波形図
でサンプリング間隔をωＴ（ωＴ＝90°）とした時の電
圧ｖと電流ｉのサンプリング値を図示したものである。
でサンプリング間隔をωＴ（ωＴ＝90°）とした時の電
圧ｖと電流ｉのサンプリング値を図示したものである。
次に動作について説明する。まず第２図において電流成
分に直流ドリフト電圧ｋを考慮すると各々のサンプリン
グ値は次式で表わされる。
分に直流ドリフト電圧ｋを考慮すると各々のサンプリン
グ値は次式で表わされる。
v0＝VAsinωｔ i0＝IAsin(ωt-θ）＋ｋ v-1＝VAsin(ωt-90゜) i-1＝IAsin(ωt-90゜−θ)＋ｋ v-2＝VAsin(ωt-180゜） i-2＝IAsin(ωt-180゜−θ)＋
ｋ v-3＝VAsin(ωt-270゜) i-3＝IAsin(ωt-270゜−θ)＋ｋ ここで、電圧ｖと電流ｉのサンプリング値ｖ０，
ｖ−１，ｉ０，ｉ−１から有効電力を求めＰ１とすると
前記（３）式と同一演算の為、次式となる。
ｋ v-3＝VAsin(ωt-270゜) i-3＝IAsin(ωt-270゜−θ)＋ｋ ここで、電圧ｖと電流ｉのサンプリング値ｖ０，
ｖ−１，ｉ０，ｉ−１から有効電力を求めＰ１とすると
前記（３）式と同一演算の為、次式となる。
次に有効電力Ｐ１を求めるのに使用したサンプリング値
から半サイクル前のサンプリング値ｖ−２，ｖ−３，ｉ
−２，ｉ−３から有効電力を求めＰ２とすると が得られる。
から半サイクル前のサンプリング値ｖ−２，ｖ−３，ｉ
−２，ｉ−３から有効電力を求めＰ２とすると が得られる。
得られた結果の有効電力Ｐ１とＰ２とを算術和平均回路
２０によって算術和平均すると直流ドリフト電圧ｋの誤
差要因の項が消去されて次の（４）式が得られる。
２０によって算術和平均すると直流ドリフト電圧ｋの誤
差要因の項が消去されて次の（４）式が得られる。
（Ｐ１＋Ｐ２）／２＝ＶＡＩＡcosθ……(4) この(4)式の結果と逆電力の許容値Ｐｓとを次の(5)式に
より判定することで直流ドリフト電圧の影響を受けない
ディジタル型逆電力保護継電器が得られる。
より判定することで直流ドリフト電圧の影響を受けない
ディジタル型逆電力保護継電器が得られる。
尚、上記実施例では有効電力をＶＡＩＡcosθで記述し
たが、３相交流の場合の有効電力は３ＶＡＩＡcosθで
ある為、３倍の定数を掛けて処置されることは言うまで
もない。
たが、３相交流の場合の有効電力は３ＶＡＩＡcosθで
ある為、３倍の定数を掛けて処置されることは言うまで
もない。
また、上記実施例では参考文献として電気協同研究、第
４１号４号の第４−１−３表中の方式Ｃについて、その
改善策を記述したが、他の方式についても同様の考えで
半サイクル前の演算結果の算術和平均を求める方法を採
用することで特性改善が出来ることは言うまでもない。
４１号４号の第４−１−３表中の方式Ｃについて、その
改善策を記述したが、他の方式についても同様の考えで
半サイクル前の演算結果の算術和平均を求める方法を採
用することで特性改善が出来ることは言うまでもない。
以上のように、この発明によれば或る時点で演算した有
効電力成分とその時点から半サイクル前の有効電力成分
との算術和平均値を算術和平均回路によって求め直流ド
リフト電圧に起因する誤差項を零にするように構成した
ので、直流ドリフトの影響を受けない高精度の継電器が
得られる効果がある。
効電力成分とその時点から半サイクル前の有効電力成分
との算術和平均値を算術和平均回路によって求め直流ド
リフト電圧に起因する誤差項を零にするように構成した
ので、直流ドリフトの影響を受けない高精度の継電器が
得られる効果がある。
第１図は、本発明のディジタル型逆電力保護継電器の構
成を示すブロック図、第２図は第１図を説明するための
電圧、電流波形図、第３図は従来の逆電力保護継電器が
適用される電力系統の説明図、第４図は一般的な逆電力
保護継電器の特性図、第５図は従来のディジタル量を使
用して電力量を求める逆電力保護継電器の原理図であ
る。 図において、１５，１６はアナログフイルタ回路、１７
はＡ／Ｄ変換回路、１８は演算回路、２０は算術和平均
回路である。 なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
成を示すブロック図、第２図は第１図を説明するための
電圧、電流波形図、第３図は従来の逆電力保護継電器が
適用される電力系統の説明図、第４図は一般的な逆電力
保護継電器の特性図、第５図は従来のディジタル量を使
用して電力量を求める逆電力保護継電器の原理図であ
る。 図において、１５，１６はアナログフイルタ回路、１７
はＡ／Ｄ変換回路、１８は演算回路、２０は算術和平均
回路である。 なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】アナログフィルタ回路を介して取り込んだ
電力需要家系統の電圧と電流をサンプリングしてアナロ
グディジタル変換するＡ／Ｄ変換回路と、このＡ／Ｄ変
換回路からの出力値を用いて演算を実行して有効電力成
分を得る演算回路とを有するディジタル型逆電力保護継
電器において、前記電圧と電流とのサンプリング値に基
づく前記Ａ／Ｄ変換回路の出力値を演算して得た有効電
力成分、及び前記電圧と電流とのサンプリングをしたそ
の時点から半サイクル前に得た有効電力成分との算術平
均値を求める算術和平均回路を具備したことを特徴とす
るディジタル型逆電力保護継電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62262890A JPH0640705B2 (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | ディジタル型逆電力保護継電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62262890A JPH0640705B2 (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | ディジタル型逆電力保護継電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01107623A JPH01107623A (ja) | 1989-04-25 |
| JPH0640705B2 true JPH0640705B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=17382039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62262890A Expired - Lifetime JPH0640705B2 (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | ディジタル型逆電力保護継電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0640705B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4674118B2 (ja) * | 2005-05-26 | 2011-04-20 | 株式会社長府製作所 | 電力検出装置 |
| JP6192051B2 (ja) * | 2014-03-25 | 2017-09-06 | 大倉電気株式会社 | 電力系統の逆潮流監視装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61116935A (ja) * | 1984-11-12 | 1986-06-04 | 株式会社東芝 | 逆電力保護装置 |
| CH669956A5 (ja) * | 1985-07-13 | 1989-04-28 | Sandoz Ag |
-
1987
- 1987-10-20 JP JP62262890A patent/JPH0640705B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01107623A (ja) | 1989-04-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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