JPH0757066B2 - 距離継電器 - Google Patents
距離継電器Info
- Publication number
- JPH0757066B2 JPH0757066B2 JP22580486A JP22580486A JPH0757066B2 JP H0757066 B2 JPH0757066 B2 JP H0757066B2 JP 22580486 A JP22580486 A JP 22580486A JP 22580486 A JP22580486 A JP 22580486A JP H0757066 B2 JPH0757066 B2 JP H0757066B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、微分方程式に立脚する距離測定方式を用いた
距離継電器に関するものである。
距離継電器に関するものである。
（従来の技術） 微分方程式に立脚する距離測定方式として、たとえば特
開昭60−39312号公報がある。この距離測定方式は送電
線の電圧v,電流i,抵抗ＲおよびインダクタンスＬの間に
成立する微分方程式 を用いて抵抗ＲとインダクタンスＬを算出し距離を求め
る方式であり、２つの未知数を得るために、異なる時刻
ｔｍおよびｔｎで成立する（１）式を解き、次式の如く
Ｌ値,R値を求める。
開昭60−39312号公報がある。この距離測定方式は送電
線の電圧v,電流i,抵抗ＲおよびインダクタンスＬの間に
成立する微分方程式 を用いて抵抗ＲとインダクタンスＬを算出し距離を求め
る方式であり、２つの未知数を得るために、異なる時刻
ｔｍおよびｔｎで成立する（１）式を解き、次式の如く
Ｌ値,R値を求める。
但し、 とおき、 ｖｍ,iｍおよびｖｎ,iｎは時刻ｔｍおよびｔｎでの電圧
値，電流値とする。また考慮している時間内でＬ値,R値
が一定であるとする。
値，電流値とする。また考慮している時間内でＬ値,R値
が一定であるとする。
ここで、電流微分値ｊｍを電流値ｉｍから得る近似式の
一例を次式に示す。
一例を次式に示す。
但し、N,Kｋ（ｋ＝０〜Ｎ）は定数で少なくともk0≠O,k
1≠０とする。（３）式は、少なくとも２つの周波数に
おいて近似誤差は零となり、中間の周波数でも誤差も小
さく、広い周波数範囲にわたり近似できるので、（３）
式を適用するため、（２）式を１サンプリング時間だけ
異なる（１）式の和として次式の様におく。
1≠０とする。（３）式は、少なくとも２つの周波数に
おいて近似誤差は零となり、中間の周波数でも誤差も小
さく、広い周波数範囲にわたり近似できるので、（３）
式を適用するため、（２）式を１サンプリング時間だけ
異なる（１）式の和として次式の様におく。
ここで、 とおくと、（２）式導出と同様に（４）式によりＬ値,R
値が次式で求められる。
値が次式で求められる。
上述の距離測定方式を用いた距離継電器は、第３図のブ
ロック構成図に示す様に、送電線１から電圧，電流を変
成器2,変流器３を介して導入し、変成器２側の入力変換
回路４は適当な電圧レベルに変換しフィルターを経て電
圧信号ｖを出力し、変流器３側の入力変換回路５は電流
信号を適当な電圧レベルに変換しフィルタを経て電流信
号ｉを出力する。A/D変換回路６は、入力変換回路4,5か
らの電圧信号v,電流信号ｉを一定間隔で同時にサンプリ
ングし、順次ディジタル変換され演算処理部７に出力す
る。演算処理部７は、例えば第４図に示す様な機能ブロ
ック図を持つマイクロコンピュータから成る。微分演算
手段８は、A/D変換器６からの電流信号ｉのデータより
（３）式の演算を行い微分電気量ｊｍ,Jｎを演出し、電
流演算手段９および電圧演算手段10は電流信号ｉおよび
電圧信号ｖのデータより（５）式の演算を行い電流量Ｉ
mm,Iｎおよび電圧量Ｖｍ,Vｎを演出する。これら微分電
気量Ｊｍ,Jｎ，電流量Ｉｍ,Iｎおよび電圧量Ｖｍ,Vｎを
用いて、（６）式の分母値ｕｍ＝ＩｍＪｎ−ＩｎＪｍ，
分子値ｌｍ＝ＩｍＶｎ−ＩｎＶｍおよびｒｍ＝ＶｍＪｎ
−ＶｎＪｍを分母値演算手段11,分子値演算手段12およ
び13が演出して、Ｌ値演算手段14が分母値ｕｍ，分子値
ｌｍより除算を行いＬ値を算出し、Ｒ値演算手段15が分
母値ｕｍ，分子値ｒｍより除算を行いＲ値を算出する。
この算出されたＬ値,R値を入力するリレー動作判定部16
が整定された特性と比較して保護範囲内の系統事故であ
れば動作信号を出力するものである。
ロック構成図に示す様に、送電線１から電圧，電流を変
成器2,変流器３を介して導入し、変成器２側の入力変換
回路４は適当な電圧レベルに変換しフィルターを経て電
圧信号ｖを出力し、変流器３側の入力変換回路５は電流
信号を適当な電圧レベルに変換しフィルタを経て電流信
号ｉを出力する。A/D変換回路６は、入力変換回路4,5か
らの電圧信号v,電流信号ｉを一定間隔で同時にサンプリ
ングし、順次ディジタル変換され演算処理部７に出力す
る。演算処理部７は、例えば第４図に示す様な機能ブロ
ック図を持つマイクロコンピュータから成る。微分演算
手段８は、A/D変換器６からの電流信号ｉのデータより
（３）式の演算を行い微分電気量ｊｍ,Jｎを演出し、電
流演算手段９および電圧演算手段10は電流信号ｉおよび
電圧信号ｖのデータより（５）式の演算を行い電流量Ｉ
mm,Iｎおよび電圧量Ｖｍ,Vｎを演出する。これら微分電
気量Ｊｍ,Jｎ，電流量Ｉｍ,Iｎおよび電圧量Ｖｍ,Vｎを
用いて、（６）式の分母値ｕｍ＝ＩｍＪｎ−ＩｎＪｍ，
分子値ｌｍ＝ＩｍＶｎ−ＩｎＶｍおよびｒｍ＝ＶｍＪｎ
−ＶｎＪｍを分母値演算手段11,分子値演算手段12およ
び13が演出して、Ｌ値演算手段14が分母値ｕｍ，分子値
ｌｍより除算を行いＬ値を算出し、Ｒ値演算手段15が分
母値ｕｍ，分子値ｒｍより除算を行いＲ値を算出する。
この算出されたＬ値,R値を入力するリレー動作判定部16
が整定された特性と比較して保護範囲内の系統事故であ
れば動作信号を出力するものである。
（発明が解決しようとする問題点） 以上の距離継電器では、系統事故時の過渡状態において
も成立する微分方程式に立脚しているので、理論点には
電流，電圧の周波数に依存しないが、電流微分値算出に
近似式を利用する場合には近似精度に影響される。そこ
で、（３）式を用いれば、広い周波数範囲で精度良くＬ
値,R値を算出でき、周波数特性の良い距離継電器が実現
できる。
も成立する微分方程式に立脚しているので、理論点には
電流，電圧の周波数に依存しないが、電流微分値算出に
近似式を利用する場合には近似精度に影響される。そこ
で、（３）式を用いれば、広い周波数範囲で精度良くＬ
値,R値を算出でき、周波数特性の良い距離継電器が実現
できる。
しかし、最近の系統事故現象では、電圧，電流の波形歪
が増大し、かつ歪成分が低次化する傾向があり、従来の
フィルタではリレー動作速度の遅延等の問題から低次の
歪成分は除去できなかった。
が増大し、かつ歪成分が低次化する傾向があり、従来の
フィルタではリレー動作速度の遅延等の問題から低次の
歪成分は除去できなかった。
ここで、上述の距離継電器において、電流に次式の高周
波成分を含有した波形を考える。
波成分を含有した波形を考える。
ｉ＝I0sinωｔ＋ρI0sin（Ｍωｔ＋θ） ……（７）） 但し、ρは高周波含有率,Mは高周波次数，θは高調波含
有位相である。簡単のため、電流微分値ｊは（８）式を
微分した理論値を用いると次式の様になる。
有位相である。簡単のため、電流微分値ｊは（８）式を
微分した理論値を用いると次式の様になる。
Ｊ＝ωI0cosωｔ＋MwρI0cos（Ｍωｔ＋θ）……（８） この時、ｎ＝ｍ−1,サンプリング周期をＴとおくと、分
母値ｕｍは、 となる。（９）式より分母値ｕｍは電流ｉが単一周波入
力、即ちρ＝０であれば、 となり、ωＴ＜πならば正の一定値となる。しかしなが
ら高調成分を含有する場合は、高調波含有率ρ，高調波
次数Ｍによってはｕｍ≒０となることがある。この場
合、理論的には分母値ｕｍ≒０であっても（７）式よＬ
値,R値が求められるが、実際には入力変換回路4,5の誤
差,A/D変換回路６でディジタル変換による量子化誤差に
よりＬ値,R値の演算誤差が顕著になる恐れがある。これ
では、演算誤差によりリレー動作判定が誤判定を行い距
離継電器が誤動作する懸念があった。
母値ｕｍは、 となる。（９）式より分母値ｕｍは電流ｉが単一周波入
力、即ちρ＝０であれば、 となり、ωＴ＜πならば正の一定値となる。しかしなが
ら高調成分を含有する場合は、高調波含有率ρ，高調波
次数Ｍによってはｕｍ≒０となることがある。この場
合、理論的には分母値ｕｍ≒０であっても（７）式よＬ
値,R値が求められるが、実際には入力変換回路4,5の誤
差,A/D変換回路６でディジタル変換による量子化誤差に
よりＬ値,R値の演算誤差が顕著になる恐れがある。これ
では、演算誤差によりリレー動作判定が誤判定を行い距
離継電器が誤動作する懸念があった。
したがって、本発明は、フィルタで除去できない低次の
高周成分が含有した入力で分母値ｕｍ≒０の場合に演算
誤差での測距性能の低下による誤動作を防止する距離継
電器を提供することを目的とする。
高周成分が含有した入力で分母値ｕｍ≒０の場合に演算
誤差での測距性能の低下による誤動作を防止する距離継
電器を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） 本発明を第１図，第２図の機能ブロック図を参照して説
明する。
明する。
電力系統の電圧および電流から得た電気信号を等間隔で
サンプリングし異なる時刻ｔｍ,tｎでの電圧値ｖｍ,
vｎ，電流値ｉｍ,iｎから微分電流量Ｊｍ,Jｎ，電流量
Ｉｍ,Iｎおよび電圧値Ｖｍ,Vｎを算出する微分演算手段
8,電流演算手段９および電圧演算手段10と、これら演算
手段8,9,10の算出した微分電流量Ｊｍ,Jｎ，電流量
Ｉｍ,Iｎおよび電圧値Ｖｍ,Vｎからそれぞれ電気量
ｕｍ,lｍおよびｒｍを算出する分母値演算手段11,分子
値演算手段12および13と、これら分母値ｕｍ，分子値ｌ
ｍおよびｒｍから距離測定を行い動作条件が成立すると
動作信号を出力するリレー動作判定部16から成る距離継
電器において時刻ｔｍにおける分母値演算手段11の分母
値ｕｍを入し、比較値Ｋより小さいときリレー動作判定
部16の判定結果を無効とする出力信号を発生する比較器
18,20を設けた距離継電器である。
サンプリングし異なる時刻ｔｍ,tｎでの電圧値ｖｍ,
vｎ，電流値ｉｍ,iｎから微分電流量Ｊｍ,Jｎ，電流量
Ｉｍ,Iｎおよび電圧値Ｖｍ,Vｎを算出する微分演算手段
8,電流演算手段９および電圧演算手段10と、これら演算
手段8,9,10の算出した微分電流量Ｊｍ,Jｎ，電流量
Ｉｍ,Iｎおよび電圧値Ｖｍ,Vｎからそれぞれ電気量
ｕｍ,lｍおよびｒｍを算出する分母値演算手段11,分子
値演算手段12および13と、これら分母値ｕｍ，分子値ｌ
ｍおよびｒｍから距離測定を行い動作条件が成立すると
動作信号を出力するリレー動作判定部16から成る距離継
電器において時刻ｔｍにおける分母値演算手段11の分母
値ｕｍを入し、比較値Ｋより小さいときリレー動作判定
部16の判定結果を無効とする出力信号を発生する比較器
18,20を設けた距離継電器である。
（作用） 比較器18,20は時刻ｔｍでの分母値演算手段11の算出し
た分母値ｕｍを入力し、分母値ｕｍが零に近ずいたこと
を比較値Ｋと比較することより検知し、分母値ｕｍが比
較値Ｋより小さいとき、時刻ｔｍでのリレー動作判定部
16の判定結果を無効にする出力信号をリレー動作判定部
16に出力する。
た分母値ｕｍを入力し、分母値ｕｍが零に近ずいたこと
を比較値Ｋと比較することより検知し、分母値ｕｍが比
較値Ｋより小さいとき、時刻ｔｍでのリレー動作判定部
16の判定結果を無効にする出力信号をリレー動作判定部
16に出力する。
（実施例） 本発明の一実施例を第１図および第３図を参照して説明
する。第３図において本実施例の距離継電器の送電線１
より電圧，電流を導入する構成は従来の距離継電器と比
較して同様であるが、演算処理部17は第１図の機能ブロ
ック図に示す様なマイクロコンピュータから成る。第１
図において、第４図と同様の演算手段，判定部には同じ
符号が付けてあり、本実施例の演算処理部17の特徴点
は、分母値演算手段11の算出した時刻ｔｍでの分母値ｕ
ｍを定数の比較値K1と比較して、分母値ｕmmが比較値K1
より小さい場合に時刻ｔｍでのリレー動作判定部16の判
定結果を無効にする出力信号を発生する比較器18を設け
ることである。ここで無効にするとは、時刻ｔｍでのリ
レー動作判定部16の判定結果を実施せず、前判定結果を
保持することであり、定数の比較値K1は距離継電器のリ
レー感度で決まる誤差範囲に設定される所定値である。
する。第３図において本実施例の距離継電器の送電線１
より電圧，電流を導入する構成は従来の距離継電器と比
較して同様であるが、演算処理部17は第１図の機能ブロ
ック図に示す様なマイクロコンピュータから成る。第１
図において、第４図と同様の演算手段，判定部には同じ
符号が付けてあり、本実施例の演算処理部17の特徴点
は、分母値演算手段11の算出した時刻ｔｍでの分母値ｕ
ｍを定数の比較値K1と比較して、分母値ｕmmが比較値K1
より小さい場合に時刻ｔｍでのリレー動作判定部16の判
定結果を無効にする出力信号を発生する比較器18を設け
ることである。ここで無効にするとは、時刻ｔｍでのリ
レー動作判定部16の判定結果を実施せず、前判定結果を
保持することであり、定数の比較値K1は距離継電器のリ
レー感度で決まる誤差範囲に設定される所定値である。
よって、フィルタで除去できない低次の高周波成分が含
有した電流が入力し、分母値ｕｍ＜比較値K1となりＬ
値,R値の誤差が著増する恐れがある場合に比較機18がリ
レー動作判定部の判定結果を無効にするので、演算誤差
による距離継電器の誤動作を防止することができる。
有した電流が入力し、分母値ｕｍ＜比較値K1となりＬ
値,R値の誤差が著増する恐れがある場合に比較機18がリ
レー動作判定部の判定結果を無効にするので、演算誤差
による距離継電器の誤動作を防止することができる。
次に、他の実施例を第２図を参照して説明する。第２図
において第４図と同様の演算手段，判定部には同じ符号
が付けてあり、本実施例の演算処理部19の特徴点は、第
１の実施例の分母値ｕｍを定数の比較値K1と比較する比
較器18の代りに、分母値のデータからの比較値K2と比較
する比較器20を設けることであり、比較器20は加算器2
1,係数器22および比較器23から成る。加算器21は分母値
演算手段11の算出する分母値ｕを所定の加算個数Ｔ加算
し、時刻ｔｍでの加算値Ｕｍを の様に算出し、係数器22は加算器21の算出した加算値ｕ
ｍに係数δを乗じ比較値K2＝δ・Ｕｍを算出する。尚、
係数δは、加算個数Ｔと許容演算誤差から決定される値
であり、通常１以下の値が取られる。ここで、比較器23
が分母値演算手段11の算出した時刻ｔｍでの分母値ｕｍ
を係数器22の算出した比較値K2と比較して、分母値ｕｍ
が比較値K2より小さい場合に時刻ｔｍでのリレー動作判
定部16の判定結果を無効とする出力信号を発生する。
において第４図と同様の演算手段，判定部には同じ符号
が付けてあり、本実施例の演算処理部19の特徴点は、第
１の実施例の分母値ｕｍを定数の比較値K1と比較する比
較器18の代りに、分母値のデータからの比較値K2と比較
する比較器20を設けることであり、比較器20は加算器2
1,係数器22および比較器23から成る。加算器21は分母値
演算手段11の算出する分母値ｕを所定の加算個数Ｔ加算
し、時刻ｔｍでの加算値Ｕｍを の様に算出し、係数器22は加算器21の算出した加算値ｕ
ｍに係数δを乗じ比較値K2＝δ・Ｕｍを算出する。尚、
係数δは、加算個数Ｔと許容演算誤差から決定される値
であり、通常１以下の値が取られる。ここで、比較器23
が分母値演算手段11の算出した時刻ｔｍでの分母値ｕｍ
を係数器22の算出した比較値K2と比較して、分母値ｕｍ
が比較値K2より小さい場合に時刻ｔｍでのリレー動作判
定部16の判定結果を無効とする出力信号を発生する。
よって、第一の実施例の効果に加え、比較値K2を分母値
のデータより算出することにより、相対的に分母値ｕｍ
が小さくなった場合の余分な判定結果の無効を低減する
ことができる。
のデータより算出することにより、相対的に分母値ｕｍ
が小さくなった場合の余分な判定結果の無効を低減する
ことができる。
また、第二の実施例において、比較器23での分母値ｕｍ
を絶対値とし、加算値Ｕｍを次式の様に、分母値ｕｍの
絶対値としても同様の効果が得られることは明らかであ
る。
を絶対値とし、加算値Ｕｍを次式の様に、分母値ｕｍの
絶対値としても同様の効果が得られることは明らかであ
る。
〔発明の効果〕 以上の様に、本発明は、電圧v,電流i,電流微分量j,イン
ダクタンスＬおよび抵抗Ｒの間で成立する関係式ｖ＝Lj
＋Riに立脚した距離判定方式を用いた距離継電器におい
て、Ｌ値,R値算出途中の時刻ｔｍの分母値ｕｍが零に近
ずいたことを比較値と比較して検知し時刻ｔｍのリレー
動作判定結果を無効する出力信号を発生する比較器を設
けるので、高調波成分が含有した入力時に演算誤差での
測距性能の低下による誤動作を防止する距離継電器を提
供することができる。
ダクタンスＬおよび抵抗Ｒの間で成立する関係式ｖ＝Lj
＋Riに立脚した距離判定方式を用いた距離継電器におい
て、Ｌ値,R値算出途中の時刻ｔｍの分母値ｕｍが零に近
ずいたことを比較値と比較して検知し時刻ｔｍのリレー
動作判定結果を無効する出力信号を発生する比較器を設
けるので、高調波成分が含有した入力時に演算誤差での
測距性能の低下による誤動作を防止する距離継電器を提
供することができる。
第１図、および第２図は本発明の距離継電器の演算処理
部の機能ブロック図、第３図は距離継電器のブロック構
成図、第４図は従来の距離継電器の演算処理部の機能ブ
ロック図である。 １……送電線、２……変成器 ３……変流器、4,5……入力変換器 ６……A/D変換回路、7,17,19……演算処理部 ８……微分演算手段、９……電流演算手段 10……電圧演算手段、11……分母値演算手段 12,13……分子値演算手段、14……Ｌ値演算手段 15……Ｒ値演算手段、16……リレー動作判定部 18,20,23……比較器、21……加算器 22……係数器
部の機能ブロック図、第３図は距離継電器のブロック構
成図、第４図は従来の距離継電器の演算処理部の機能ブ
ロック図である。 １……送電線、２……変成器 ３……変流器、4,5……入力変換器 ６……A/D変換回路、7,17,19……演算処理部 ８……微分演算手段、９……電流演算手段 10……電圧演算手段、11……分母値演算手段 12,13……分子値演算手段、14……Ｌ値演算手段 15……Ｒ値演算手段、16……リレー動作判定部 18,20,23……比較器、21……加算器 22……係数器
Claims (3)
- 【請求項１】電力系統の電圧および電流から得た電気信
号を等間隔でサンプリングし、異なる時刻ｔｍ,tｎでの
電圧値ｖｍ,vｎ，電流値ｉｍ,iｎから微分電流量Ｊｍ,J
ｎ，電流量Ｉｍ,Iｎおよび電圧量Ｖｍ,Vｎを演算する微
分演算手段、電流演算手段および電圧演算手段と、これ
ら演算手段の算出した微分電流量Ｊｍ,Jｎ，電流量
Ｉｍ,Iｎおよび電圧量Ｖｍ,Vｎからそれぞれ電気量
ｕｍ,lｍおよびｒｍを算出する分母値演算手段，第１の
分子値演算手段および第２の分子値演算手段と、これら
分母値ｕｍ，分子値ｌｍおよびｒｍから距離測定を行い
動作条件が成立すると動作信号を出力するリレー動作判
定部とから成る距離継電器において、 時刻ｔｍにおける分母値演算手段の分母値ｕｍを入力
し、比較値より小さいときの前記リレー動作判定部の判
定結果を無効とする出力信号を発生する比較器を設けた
ことを特徴とする距離継電器。 - 【請求項２】比較器の比較値を所定の定数値とした特許
請求の範囲第１項記載の距離継電器。 - 【請求項３】比較器の比較値を分母値のデータより算出
した値とした特許請求の範囲第１項記載の距離継電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22580486A JPH0757066B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 距離継電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22580486A JPH0757066B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 距離継電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6387123A JPS6387123A (ja) | 1988-04-18 |
| JPH0757066B2 true JPH0757066B2 (ja) | 1995-06-14 |
Family
ID=16835046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22580486A Expired - Fee Related JPH0757066B2 (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 距離継電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0757066B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2611416B2 (ja) * | 1989-02-10 | 1997-05-21 | 富士電機株式会社 | 距離継電器 |
-
1986
- 1986-09-26 JP JP22580486A patent/JPH0757066B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6387123A (ja) | 1988-04-18 |
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