JPH01107612A - ディジタル保護継電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ディジタル保護継電器に関するものである
。

〔従来の技術〕

第３図は例えば電気協同研究、第４１巻第４号（昭和６
１年電気協同研究会　発行）の第３章ディジタルリレー
の構成に示された従来の演算ディジタルリレーの基本構
成図であり、図において、１は電流電圧系の系統からの
リレー人力を適当な電圧に変換する入力変換器、２は入
力変換器１の出力電圧から不適当な高周波成分を除去す
るフィルター回路、３はフィルター回路２の出力電圧を
ある一定のサンプリング周期でサンプリングし、その時
刻におけるデータを固定（ホールド）するサンプルホー
ルド回路（以下、Ｓ／Ｈ回路という）。

４は複数のＳ／Ｈ回路２の出力を一定の順序でスキャン
してそのうちの１信号系のみを取出すマルチプレクサ回
路、５はマルチプレクサ回路４の出力電圧をディジタル
値に変換するＡ／Ｄ　（アナログディジタル）変換回路
、６はバッファ回路、９は主としてＣＰＵ　（マイクロ
プロセッサ）、ＲＡＭ（ランダム　アクセスメモリー）
及びＲＯＭ（リードオンリーメモリー）等で構成された
処理部、この処理部９には入力インターフェース回路７
を経て外部入力接点信号及びリレーの整定パネルから整
定インターフェース回路８を経て整定信号が入力される
。１０は出力インターフェース回路である。

次に動作について説明する。まず、このディジタル形保
護継電器をインピーダンス計算距離リレーに適用した場
合、電流、電圧のサンプル値より直接インピーダンスを
演算によって算出する方法として下記が知られている。

すなわち、サンプル間隔をＴとするとある時刻ｔとｔ−
Ｔの線路方程式は（１）式で表わされる。

ここで、■は電圧、ｉは電流、Ｒは線路抵抗。

Ｌは線路リアクタンスである。

また、ｖ（ｔ）　、　１（ｔ）　、　ｖ（ｔ−Ｔ）　、
　１（ｔ−Ｔ）はサンプル値として既知データであるの
で微分項ｄ　ｚ　（ｔ）／　ｄ　Ｌ　ｄ　１（ｔ−Ｔ）
／　ｄ　ｔが精度よく得られれば前記連立方程式を解い
てＲ及びＬが求まる。

前記微分項には通常法の（２）式に示す近似式が用いら
れる。

ここでｉＴはサンプリング間隔である。

微分の原理からこの４Ｔが短かければ短かいほど精度が
向上する。しかし、ハードウェア上の制約、例えばサン
プルホールド回路３のサンプルホールドに必要な時間（
アクイジッション時間：入力電圧に追随した出力電圧を
出すのに必要な時間）やアナログディジタル変換器５の
変換時間等によりサンプリング間隔をある一定以上に短
くすることはできない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のディジタル保護継電装置は以上のように構成され
ているので、１サンプル間隔内に実行される演算はその
サンプル間隔毎に得られるデータしか用いることができ
ないので演算精度を上げる為にはサンプリング周波数を
上げる必要があったが、サンプルホールド回路３に必要
な時間、Ａ／Ｄ変換時間あるいはバッファ通過時間等か
らハードウェアでの制約が生じある一定時間未満にはサ
ンプリング間隔を短くすることはできないなどの問題点
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
たものでサンプリング周波数を上げる上でのハードウェ
ア上の制約を避けることにより高精度の演算データを得
ることのできるディジタル保護継電器を得ることを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るディジタル保護継電器は複数のフィルタ
回路から出力される電圧及び電流のアナログデータ入力
を第１のサンプルホールド回路でサンプリングしてマル
チプレクサ回路に入力信号として与えると共に、前記電
流のアナログデータ入力を前記第１のサンプルホールド
回路と異る周期でサンプリングする第２のサンプルホー
ルド回路でサンプリングしてマルチプレクサ回路に入力
信号として与え、リレー演算処理を施してディジタルリ
レーを動作させるようにしたものである。

【作用〕

この発明におけるディジタル保護継電器のサンプル・ホ
ールド回路は第１及び第２のサンプルホールド回路によ
って構成され、前記第１のサンプルホールド回路は電圧
及び電流のアナログデータをサンプリングしてマルチプ
レクサ回路に取込み、前記第２のサンプルホールド回路
は前記電流のみのアナログデータをサンプリングして前
記マルチプレクサ回路に取り込み、前記第１及び第２の
すンブルホールド回路の制御信号を変えてサンプリング
する。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一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って図示した第
３図において、１１は新たに設けた（第２の）サンプル
ホールド回路である。

次に動作について説明する。まず、この実施例では高精
度化に必要なデータ群として電流入力ｌａｙ　ｌｂｙ　
ｌ（を選択し、その信号のフィルター出力より別の（第
２の）サンプルホールド回路１１に従来と同一の信号を
導入している。この（第２の）サンプルホールド回路１
１の制御信号Ｂと従来の（第１の）サンプルホールド回
路３の制御信号Ａとの関係を第２図に示す、まず、１サ
ンプリング間を第２図の如＜Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄで区切ると
制御信号ＡによりＡ−０間で時刻ｔ　−Ｔでの電圧ｖａ
、ｖｈ、ｖｃと電流ｌａｗ　ｌｂｙ　ｌｃのサンプル値
が得られ、更に制御信号ＢによりＢ−０間で時刻ｔ−Ｔ
／２での電流ｌａｙ　ｌｂｙ　ｌｃのサンプル値が得ら
れ、これらをＣ−０間で読み取る様にする。そして全て
のサンプル値が得られた段階で処理部９のＣＰＵに割込
信号が入りリレー演算が実行される。この区間Ａ−Ｃ，
Ｃ−Ｄ間の時間配分としてはＡ−０間で従来同様６ケの
アナログデータ入力数（ここでは電圧３ケ、電流３ケの
計６個）のＡ／Ｄ変換時間が必要であるのに対し、Ｃ−
０間では高精度化に必要なデータ電流の入力数（ここで
は３個）のＡ／Ｄ変換時間が必要となるのを考慮して時
間配分が決定される。このように電圧データが１時間毎
にサンプル値として得られ、また電流データがＴ／２時
間毎にサンプル値として得られるハードウェアを容易に
構成することができる。

よって、上記のようにサンプリング回路１１を構成する
ことによりここで得たサンプル値を例えば（３）式に代
入しインピーダンス計算距離リレーに適用すると 二こで、 来方式に比して２倍も向上する。

なお、上記の実施例では演算精度向上に必要なサンプリ
ングデータのみを選択して倍サンプリングをする方法に
ついて示したがハードウェア上の制約が許せばサンプル
時間とホールド時間を等しくしてサンプルホールドの制
御信号Ａを反転させた制御信号Ｂとすることもできこの
場合すべての入力信号のサンプリング時間を１／２にす
ることができて演算精度が向上する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、電流取込フィルタの
後段に従来のサンプルホールド回路と並列に新たに（第
２の）サンプルホールド回路を設はサンプルホールド回
路やアナログデジタル変換器等の回路上の制約を受けず
にサンプリング間隔を短くするように構成したので、デ
ィジタルリレーの演算精度を大巾に向上することができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例によるディジタルリレー
装置のブロック構成図、第２図はこの発明に係るサンプ
ルホールド制御信号のタイムチャート、第３図は従来の
ディジタルリレー装置のブロック構成図である。 図において、１は入力変換器、２はフィルタ回路、３は
（第１の）サンプルホールド回路、４はマルチプレクサ
回路、Ａ、Ｂは制御信号、１１は（第２の）サンプルホ
ールド回路である。 なお１図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 特許出願人　　三菱電機株式会社 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電力系統の電圧及び電流を入力変換及びフィルタ
   回路を介してサンプルホールドし、マルチプレクサ回路
   の入力として与え、所定のリレー演算処理を施してディ
   ジタルリレーを作動させるディジタル保護継電器におい
   て、前記フィルタ回路の出力を取り込み制御信号Ａでサ
   ンプリングする第１のサンプルホールド回路と、前記電
   流側のフィルタ回路出力を取り込み制御信号Ｂでサンプ
   リングする第２のサンプルホールド回路と、前記第１及
   び第２のサンプルホールド回路の出力を夫々入力として
   取込むマルチプレクサ回路とを備えたディジタル保護継
   電器。
2. （２）前記制御信号Ａによってサンプリングされる第１
   のサンプルホールド回路を前記制御信号Ｂによってサン
   プリングされる第２のサンプル時間よりせまくしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のディジタル保
   護継電器。
3. （３）前記第１のサンプルホールド回路に入力されるア
   ナログデータ入力数を３ケの各相電圧と３ケの各相電流
   入力とし、第２のサンプルホールド回路に入力されるア
   ナログデータ入力数を３ケの各相電流入力としたことを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載のディジタル保護
   継電器。