JPH01224677A - １組の電気波形から特定周波数成分の直角座標を求める方法及び装置 - Google Patents
１組の電気波形から特定周波数成分の直角座標を求める方法及び装置Info
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- JPH01224677A JPH01224677A JP1019412A JP1941289A JPH01224677A JP H01224677 A JPH01224677 A JP H01224677A JP 1019412 A JP1019412 A JP 1019412A JP 1941289 A JP1941289 A JP 1941289A JP H01224677 A JPH01224677 A JP H01224677A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（分野）
本発明は１組の電気波形の各波形からの、直角座標で表
わされた特定周波数成分の抽出、特に、全サイクル・フ
ーリエ・アルゴリズムを用いて多相送電線の電圧及び電
流波形から、例えば６０Ｈ２成分のような特定周波数成
分の直角座標を得る方法及び装置に係わる。
わされた特定周波数成分の抽出、特に、全サイクル・フ
ーリエ・アルゴリズムを用いて多相送電線の電圧及び電
流波形から、例えば６０Ｈ２成分のような特定周波数成
分の直角座標を得る方法及び装置に係わる。
（背景）
用途によっては直角座標またはベクトルの形で多相電圧
及び電流情報を得なければならない場合がある。このよ
うな用途の１例として、６０Ｈｚ３相電圧及び電流情報
を直角座標の形で得なければならない送電線継電装置を
挙げることができる。この情報を得る１つの方法として
、１電力サイクル中の等間隔時点において各波形を同時
にサンプリングする方法があり、これがいわゆる“全サ
イクル・フーリエ・アルゴリズム”法である。
及び電流情報を得なければならない場合がある。このよ
うな用途の１例として、６０Ｈｚ３相電圧及び電流情報
を直角座標の形で得なければならない送電線継電装置を
挙げることができる。この情報を得る１つの方法として
、１電力サイクル中の等間隔時点において各波形を同時
にサンプリングする方法があり、これがいわゆる“全サ
イクル・フーリエ・アルゴリズム”法である。
現在採用されているこのアルゴリズムの実施態様では、
１つのパラメーター（電圧、または比例電圧に変換され
た電流）の瞬時アナログ値を表わす各入力信号を別々の
サンプル／ホールド回路に入力させる。サンプル／ホー
ルド回路は入力バッファー、出力バッファー及びスイッ
チから成る集積回路で構成されることが多い。サンプリ
ングにえる。サンプル／ホールド回路は制御ライン切り
換えの時点にその入力に印加された電圧を保持する。次
に、マイクロプロセッサ−がマルチプレクサ−の制御ラ
インを介して各サンプル／ホールド出力を逐次選択し、
マルチプレクサ−は入力をアナログ／デジタル・コンバ
ーターに逐次供給し、アナログ／デジタル・コンバータ
ーはマイクロプロセッサ−に入力すべく各選択出力をデ
ジタル化する。従って、サンプルはマイクロプロセッサ
−へ逐次的に入力されるが、同時点に検知された各パラ
メーターの瞬時値を表わす。
１つのパラメーター（電圧、または比例電圧に変換され
た電流）の瞬時アナログ値を表わす各入力信号を別々の
サンプル／ホールド回路に入力させる。サンプル／ホー
ルド回路は入力バッファー、出力バッファー及びスイッ
チから成る集積回路で構成されることが多い。サンプリ
ングにえる。サンプル／ホールド回路は制御ライン切り
換えの時点にその入力に印加された電圧を保持する。次
に、マイクロプロセッサ−がマルチプレクサ−の制御ラ
インを介して各サンプル／ホールド出力を逐次選択し、
マルチプレクサ−は入力をアナログ／デジタル・コンバ
ーターに逐次供給し、アナログ／デジタル・コンバータ
ーはマイクロプロセッサ−に入力すべく各選択出力をデ
ジタル化する。従って、サンプルはマイクロプロセッサ
−へ逐次的に入力されるが、同時点に検知された各パラ
メーターの瞬時値を表わす。
マイクロプロセッサ−はこれらのサンプルを利用して全
サイクル・フーリエ・アルゴリズムを実行する。この方
法の重要な特徴は波形のすべてが同時にサンプリングさ
れることにある。そのためにはパラメーターごとに別々
のサンプル／ホールド回路を設けねばならない。
サイクル・フーリエ・アルゴリズムを実行する。この方
法の重要な特徴は波形のすべてが同時にサンプリングさ
れることにある。そのためにはパラメーターごとに別々
のサンプル／ホールド回路を設けねばならない。
本発明の主要な目的は１組の電気波形から直角座標で表
わされた特定周波数成分を抽出するのに必要なハードウ
ェアを少なくすることにある。
わされた特定周波数成分を抽出するのに必要なハードウ
ェアを少なくすることにある。
全サイクル・フーリエ・アルゴリズムを実行するための
新規の方法及び装置によって前記主要目的が達成される
。
新規の方法及び装置によって前記主要目的が達成される
。
（要約）
上記目的及びその他の目的は１組の電気波形のうちの個
々の波形からベクトルで表現される特定周波数成分を求
める本発明によって達成される。
々の波形からベクトルで表現される特定周波数成分を求
める本発明によって達成される。
複数のサンプリング周期中、互いに隔たった各時点にお
いて各波形の瞬時アナログ振幅を逐次サンプリングする
ことにより、波形瞬時アナログ振幅のサンプルを周期的
に形成し、これらのサンプルをデジタル化し、記憶する
ことによってデジタル化サンプルを形成する。記憶され
たデジタル・サンプルに従来の波形分析アルゴリズムを
適用すると共に、各サンプリング周期中に各波形のサン
プルが形成される時点間の時間差に対して調整を行なう
ことにより、ベクトルの形で各波形から特定周波数成分
を得る。
いて各波形の瞬時アナログ振幅を逐次サンプリングする
ことにより、波形瞬時アナログ振幅のサンプルを周期的
に形成し、これらのサンプルをデジタル化し、記憶する
ことによってデジタル化サンプルを形成する。記憶され
たデジタル・サンプルに従来の波形分析アルゴリズムを
適用すると共に、各サンプリング周期中に各波形のサン
プルが形成される時点間の時間差に対して調整を行なう
ことにより、ベクトルの形で各波形から特定周波数成分
を得る。
波形群中の各波形の瞬時アナログ振幅を単一のサンプル
／ホールド回路に送り時分割多重化してデジタル・サン
プルとして記憶させることにより各波形のサンプルを逐
次形成し、これにより必要なハードウェアが少なくて済
むようにする。波形振幅を逐次的にサンプリングするに
は、波形ベクトルの正しい位相関係が確立するように、
波形ごとにサンプルが形成される時間差を補償すべく波
形分析アルゴリズムを調整しなければならない。
／ホールド回路に送り時分割多重化してデジタル・サン
プルとして記憶させることにより各波形のサンプルを逐
次形成し、これにより必要なハードウェアが少なくて済
むようにする。波形振幅を逐次的にサンプリングするに
は、波形ベクトルの正しい位相関係が確立するように、
波形ごとにサンプルが形成される時間差を補償すべく波
形分析アルゴリズムを調整しなければならない。
従来の波形分析アルゴリズムとしては全サイクル・フー
リエ・アルゴリズムを用いることが好ましい。各波形の
瞬時アナログ振幅のデジタル・サンプルを基準正弦及び
余弦波と相関させるこのアルゴリズムにより、直角座標
で表わされる各波形のベクトル表示が形成される。
リエ・アルゴリズムを用いることが好ましい。各波形の
瞬時アナログ振幅のデジタル・サンプルを基準正弦及び
余弦波と相関させるこのアルゴリズムにより、直角座標
で表わされる各波形のベクトル表示が形成される。
波形群の瞬時振幅を、一定時間インターバルで隔てられ
た各サンプリング周期中の時点において逐次サンプリン
グすることが好ましい。この場合、各サンプリング周期
中に各波形のサンプルが形成される時点間の時間インタ
ーバル数に対して全サイクル・フーリエ・アルゴリズム
が調整される本発明の実施例では、波形の瞬時アナログ
振幅サンプルが形成される、所定間隔を置いた各時点ご
とに基準正弦及び余弦波のデジタル・サンプルが記憶さ
れる。全サイクル・フーリエ・アルゴリズムの調整は波
形サンプル形成の各時点と対応する、記憶基準正弦及び
余弦波サンプルを選択して各波形と相関させることによ
って調整される。
た各サンプリング周期中の時点において逐次サンプリン
グすることが好ましい。この場合、各サンプリング周期
中に各波形のサンプルが形成される時点間の時間インタ
ーバル数に対して全サイクル・フーリエ・アルゴリズム
が調整される本発明の実施例では、波形の瞬時アナログ
振幅サンプルが形成される、所定間隔を置いた各時点ご
とに基準正弦及び余弦波のデジタル・サンプルが記憶さ
れる。全サイクル・フーリエ・アルゴリズムの調整は波
形サンプル形成の各時点と対応する、記憶基準正弦及び
余弦波サンプルを選択して各波形と相関させることによ
って調整される。
本発明は、アナログ／デジタル・コンバーターによって
デジタル・サンプルに逐次変換するため瞬時アナログ振
幅を阜−のサンプル／ホールド回路へ送り時分割多重化
するマルチプレクサ−によって実施される。デジタル・
サンプルはデジタル・コンピューターによって使用され
るため記憶され、このデジタル・コンピューターはデジ
タル・サンプルに波形分析アルゴリズム、好ましくは全
波フーリエ・アルゴリズムを適用すると共に、各波形サ
ンプル時点間のインターバル数に対して前記アルゴリズ
ムを調整するようにプログラムされている。
デジタル・サンプルに逐次変換するため瞬時アナログ振
幅を阜−のサンプル／ホールド回路へ送り時分割多重化
するマルチプレクサ−によって実施される。デジタル・
サンプルはデジタル・コンピューターによって使用され
るため記憶され、このデジタル・コンピューターはデジ
タル・サンプルに波形分析アルゴリズム、好ましくは全
波フーリエ・アルゴリズムを適用すると共に、各波形サ
ンプル時点間のインターバル数に対して前記アルゴリズ
ムを調整するようにプログラムされている。
本発明の詳細な内容は添付図面に沿う好ましい実施例に
関する以下の説明を検討することで明らかになるであろ
う。
関する以下の説明を検討することで明らかになるであろ
う。
（好ましい実施例）
多相送電線の電圧及び電流波形から直角座標またはベク
トルの形で６０Ｈｚ成分を抽出する場合につき以下に本
発明を説明するが、当業者ならば推測できるように、本
発明は任意の電気波形群から特定周波数成分の振幅及び
位相角を得る場合にも応用できる。
トルの形で６０Ｈｚ成分を抽出する場合につき以下に本
発明を説明するが、当業者ならば推測できるように、本
発明は任意の電気波形群から特定周波数成分の振幅及び
位相角を得る場合にも応用できる。
第１図は３相送電線の保護継電システムでモニターされ
る７つのパラメーターの波形パターンを示す。これらの
パラメーターには第１ａ、ｌｂ及びＩＣ図にそれぞれ示
す各相の電流■１、Ｉｎ及びＩＣが含まれ、これらの電
流は良く知られているように変流器によって検知され、
比例電圧に変換される。第１ｄ図は公知の装置によって
測定され、同じく比例電圧として与えられるゼロ・シー
ケンス電流を示す。第１ｅ、ｉｆ及び１ｇ図は３相送電
線における３つの相−地電圧Ｖ ＡＱｓ Ｖ ８Ｇ及び
ＶＣａの代表的波形を示す。図示の波形はゼロ・シーケ
ンス電流がゼロとなる正常な平衡状態を表わす。故障状
態では電流の平衡が崩れ、地絡の場合には６０Ｈｚのゼ
ロ・シーケンス電流が流れる。
る７つのパラメーターの波形パターンを示す。これらの
パラメーターには第１ａ、ｌｂ及びＩＣ図にそれぞれ示
す各相の電流■１、Ｉｎ及びＩＣが含まれ、これらの電
流は良く知られているように変流器によって検知され、
比例電圧に変換される。第１ｄ図は公知の装置によって
測定され、同じく比例電圧として与えられるゼロ・シー
ケンス電流を示す。第１ｅ、ｉｆ及び１ｇ図は３相送電
線における３つの相−地電圧Ｖ ＡＱｓ Ｖ ８Ｇ及び
ＶＣａの代表的波形を示す。図示の波形はゼロ・シーケ
ンス電流がゼロとなる正常な平衡状態を表わす。故障状
態では電流の平衡が崩れ、地絡の場合には６０Ｈｚのゼ
ロ・シーケンス電流が流れる。
７つのパラメーターの相対的な振幅及び位相を保護継電
に利用できるように、モニターされるこれらの波形のベ
クトル表示を形成するため、全すイクル・フーリエ・ア
ルゴリズムを利用する。このアルゴリズムは各波形のデ
ータ・サンプルを所期周波数の、即ち、ここでは６０Ｈ
ｚの基準正弦及び余弦波記憶サンプルと相関させる。こ
のアルゴリズムでは、電圧ベクトルの実成分を下記式力
）ら求める： ただし、ｖＲ−実成分 Ｎ −基準波形の全サイクルに亘ってとったサンプルの
数 ＶＸ−サンプルχの値 χ −サンプル番号 また、虚成分を下記式から求める： 結果は： ■・Ｖｎ＋ｊＶ＋ 方程式３これらの
計算は全サイクル中にＮ回に亘って６ＯＨｚ成分を抽出
すべきそれぞれのパラメーターについて行なわれる。７
つのパラメーターの波形間に正しい位相関係を維持する
ため、Ｎ個のサンプリング周期のそれぞれにおいて各パ
ラメーター波形を同時にサンプリングするのが従来の方
法であった。この同時サンプリングは既に述べたように
パラメーターごとに別々のサンプル／ホールド回路を使
用し、同一の制御信号によってすべてのサンプル／ホー
ルド回路を制御することにより７つの波形の値を同時に
記憶させるという方式で行゛なわれた。この作業が各波
形について採取したＮ個のサンプルのそれぞれを対象に
繰り返される。
に利用できるように、モニターされるこれらの波形のベ
クトル表示を形成するため、全すイクル・フーリエ・ア
ルゴリズムを利用する。このアルゴリズムは各波形のデ
ータ・サンプルを所期周波数の、即ち、ここでは６０Ｈ
ｚの基準正弦及び余弦波記憶サンプルと相関させる。こ
のアルゴリズムでは、電圧ベクトルの実成分を下記式力
）ら求める： ただし、ｖＲ−実成分 Ｎ −基準波形の全サイクルに亘ってとったサンプルの
数 ＶＸ−サンプルχの値 χ −サンプル番号 また、虚成分を下記式から求める： 結果は： ■・Ｖｎ＋ｊＶ＋ 方程式３これらの
計算は全サイクル中にＮ回に亘って６ＯＨｚ成分を抽出
すべきそれぞれのパラメーターについて行なわれる。７
つのパラメーターの波形間に正しい位相関係を維持する
ため、Ｎ個のサンプリング周期のそれぞれにおいて各パ
ラメーター波形を同時にサンプリングするのが従来の方
法であった。この同時サンプリングは既に述べたように
パラメーターごとに別々のサンプル／ホールド回路を使
用し、同一の制御信号によってすべてのサンプル／ホー
ルド回路を制御することにより７つの波形の値を同時に
記憶させるという方式で行゛なわれた。この作業が各波
形について採取したＮ個のサンプルのそれぞれを対象に
繰り返される。
本発明では、７つの波形のデータ・サンプルをサイクル
ごとにＮ回、同時にではなく逐次的に形成する。即ち、
第１図の波形図における、長さの等しいＮ個のサンプリ
ング周期２の、点３で表わされる時点においてＮ個のサ
ンプルが採取される。図示例の場合、各６０Ｈｚサイク
ル中の等間隔サンプリング周期に８個のサンプルが非同
期的に採取される。
ごとにＮ回、同時にではなく逐次的に形成する。即ち、
第１図の波形図における、長さの等しいＮ個のサンプリ
ング周期２の、点３で表わされる時点においてＮ個のサ
ンプルが採取される。図示例の場合、各６０Ｈｚサイク
ル中の等間隔サンプリング周期に８個のサンプルが非同
期的に採取される。
第１図から明らかなように、Ｎ個のサンプリング周期よ
りもはるかに短い一定インターバル七で個々の波形値が
サンプリングされる。図示例の場合、インターバル△ｔ
の長さはフＯマイクロセカンドである。従って、各サン
プリング周期中に記憶される７番目の波形値は１番目の
波形から４２０ （６Ｘ７０）マイクロセカンド後に採
取される。６０Ｈｚ信号の全サイクルごとに８回、サン
プリングが行なわれるから、即ち、２ミリセカンドごと
に行なわれるから、各サンプリング周期に７個の波形値
を逐次的に読み取り、かつ記憶するための時間は充分過
ぎるほどある。
りもはるかに短い一定インターバル七で個々の波形値が
サンプリングされる。図示例の場合、インターバル△ｔ
の長さはフＯマイクロセカンドである。従って、各サン
プリング周期中に記憶される７番目の波形値は１番目の
波形から４２０ （６Ｘ７０）マイクロセカンド後に採
取される。６０Ｈｚ信号の全サイクルごとに８回、サン
プリングが行なわれるから、即ち、２ミリセカンドごと
に行なわれるから、各サンプリング周期に７個の波形値
を逐次的に読み取り、かつ記憶するための時間は充分過
ぎるほどある。
７個の波形サンプルが逐次形成される時間差を補正する
ため全サイクル・フーリエ・アルゴリズムの調整が行な
われる。この調整は各サンプリング周期Ｎ中の各波形の
サンプリング時点におけるこれらの波形の値を求めるこ
とにより基準正弦及び余弦波に対して行なわれる。第２
ａ及び２ｂ図はそれぞれ基準正弦及び余弦波を示す。該
図から明らかなように、各サンプリング周期中の時間イ
ンターバル△ｔだけ隔たった各時点における基準波の値
は各電流及び電圧波形の測定サンプルと相関するように
設定されている。
ため全サイクル・フーリエ・アルゴリズムの調整が行な
われる。この調整は各サンプリング周期Ｎ中の各波形の
サンプリング時点におけるこれらの波形の値を求めるこ
とにより基準正弦及び余弦波に対して行なわれる。第２
ａ及び２ｂ図はそれぞれ基準正弦及び余弦波を示す。該
図から明らかなように、各サンプリング周期中の時間イ
ンターバル△ｔだけ隔たった各時点における基準波の値
は各電流及び電圧波形の測定サンプルと相関するように
設定されている。
例えば、方程式１及び２においてχ＝０となる各波形の
第１サンプルを以下に考察する。第１人カーＡについて
は、方程式１に従って実部を得るのに必要な８つの項の
うちの最初の項、即ち、瞬時アナログ振幅ｖｘに を乗算し、方程式２に従って虚部を得るのに必要な８つ
の項のうち最初の項に を乗算する。■、は７０マイクロセカンド遅れてサンプ
リングされるから、実部を得るのに必要な８つの項のう
ち最初の項、即ち、瞬時アナログ振幅サンプルに を乗算し、虚部を得るのに必要な８つの項のうちの最初
の項に を乗算しなければならない。方程式１及び２のｓｉｎ及
びｃｏｓ項の偏角 １６．６６７Ｍ Ｓ はＩＡ及び１８間の位相関係を維持するために必要な項
である。換言すると、ＩＢは夏、よりも７０マイクロセ
カンド遅れてサンプリングされるから、■６及びＩＢベ
クトル間の正しい角度関係を維持するためには、基準正
弦及び余弦乗数を上記時間差に応じて調整しなければな
らない。量は正弦及び余弦関数に対するラジアン調整量
である。分母１６．６６７Ｍ Ｓは６０Ｈｚ基準波の１
サイクルの長さである。
第１サンプルを以下に考察する。第１人カーＡについて
は、方程式１に従って実部を得るのに必要な８つの項の
うちの最初の項、即ち、瞬時アナログ振幅ｖｘに を乗算し、方程式２に従って虚部を得るのに必要な８つ
の項のうち最初の項に を乗算する。■、は７０マイクロセカンド遅れてサンプ
リングされるから、実部を得るのに必要な８つの項のう
ち最初の項、即ち、瞬時アナログ振幅サンプルに を乗算し、虚部を得るのに必要な８つの項のうちの最初
の項に を乗算しなければならない。方程式１及び２のｓｉｎ及
びｃｏｓ項の偏角 １６．６６７Ｍ Ｓ はＩＡ及び１８間の位相関係を維持するために必要な項
である。換言すると、ＩＢは夏、よりも７０マイクロセ
カンド遅れてサンプリングされるから、■６及びＩＢベ
クトル間の正しい角度関係を維持するためには、基準正
弦及び余弦乗数を上記時間差に応じて調整しなければな
らない。量は正弦及び余弦関数に対するラジアン調整量
である。分母１６．６６７Ｍ Ｓは６０Ｈｚ基準波の１
サイクルの長さである。
■ｏはＩＡよりも２△ｔ＝１４０マイクロセカンド遅れ
てサンプリングされるから、方程式１及び２における正
弦及び余弦項に対する調整量は一般にに番目の入力はそ
の正弦及び余弦項を１６．６６７ たけ調整しなければならない。
てサンプリングされるから、方程式１及び２における正
弦及び余弦項に対する調整量は一般にに番目の入力はそ
の正弦及び余弦項を１６．６６７ たけ調整しなければならない。
本発明システムのブロックダイヤグラムを第３図に示し
た。例示のシステムではアナログ電流及び電圧信号であ
る入力信号１乃至Ｋがマルチプレクサ４に印加され、マ
ルチプレクサ４は一度に１個ずつ車−のサンプル／ホー
ルド回路５に入力信号を選択的に供給する。アナログ／
デジタル・コンバーター６がサンプル／ホールド回路が
ホールドした信号をマイクロプロセッサ−７に入力する
ためデジタル化する。マイクロプロセッサ−はマルチプ
レクサ−・チャンネル選択バス８を介してマルチプレク
サ−４を、サンプル／ホールド制御ライン９を介してサ
ンプル／ホールド回路５をそれぞれ制御する。
た。例示のシステムではアナログ電流及び電圧信号であ
る入力信号１乃至Ｋがマルチプレクサ４に印加され、マ
ルチプレクサ４は一度に１個ずつ車−のサンプル／ホー
ルド回路５に入力信号を選択的に供給する。アナログ／
デジタル・コンバーター６がサンプル／ホールド回路が
ホールドした信号をマイクロプロセッサ−７に入力する
ためデジタル化する。マイクロプロセッサ−はマルチプ
レクサ−・チャンネル選択バス８を介してマルチプレク
サ−４を、サンプル／ホールド制御ライン９を介してサ
ンプル／ホールド回路５をそれぞれ制御する。
マイクロプロセッサ−はマルチプレクサ−・チャンネル
選択バス８を介してマルチプレクサ−４を制御すること
により単一のサンプル／ホールド回路５に入力を印加す
ると共に、サンプル／ホールド制御ライン９を介してサ
ンプル／ホ−ルド回路５の動作を、印加入力の瞬時振幅
をサンプルしホールドするように調整する。マイクロプ
ロセッサ−７はＡ／Ｄコンバーター６によるアナログ入
力信号からデジタル信号への変換も制御し、デジタル・
サンプルを記憶する。
選択バス８を介してマルチプレクサ−４を制御すること
により単一のサンプル／ホールド回路５に入力を印加す
ると共に、サンプル／ホールド制御ライン９を介してサ
ンプル／ホ−ルド回路５の動作を、印加入力の瞬時振幅
をサンプルしホールドするように調整する。マイクロプ
ロセッサ−７はＡ／Ｄコンバーター６によるアナログ入
力信号からデジタル信号への変換も制御し、デジタル・
サンプルを記憶する。
マイクロプロセッサ−７は入力波形瞬時アナログ振幅の
デジタル・サンプルの形成をモニターするだけでなく、
全サイクル・フーリエ・アルゴリズムを実行する。この
アルゴリズムには、各サンプリング周期におけるデジタ
ル波形サンプル形成時点間のインターバルに対して、サ
イクル中の各サンプルの形成時点と対応する基準正弦及
び余弦関数値を記憶することによって調整が加えられる
。従って、基準正弦及び余弦波の１サイクル中に７個の
波形がそれぞれ８回に亘ってサンプリングされる図示の
システムでは、マイクロプロセッサ−のプログラム・メ
モリーに記憶されている探索表に正弦及び余弦関数の値
がそれぞれ５６通りずつ記憶されている。マイクロプロ
セッサ−は各波形サンプルを特定の入力及この入力が表
わされたサンプリング周期に対応する基準値と相関させ
ることによって全サイクル・フーリエ・アルゴリズムを
調整する。
デジタル・サンプルの形成をモニターするだけでなく、
全サイクル・フーリエ・アルゴリズムを実行する。この
アルゴリズムには、各サンプリング周期におけるデジタ
ル波形サンプル形成時点間のインターバルに対して、サ
イクル中の各サンプルの形成時点と対応する基準正弦及
び余弦関数値を記憶することによって調整が加えられる
。従って、基準正弦及び余弦波の１サイクル中に７個の
波形がそれぞれ８回に亘ってサンプリングされる図示の
システムでは、マイクロプロセッサ−のプログラム・メ
モリーに記憶されている探索表に正弦及び余弦関数の値
がそれぞれ５６通りずつ記憶されている。マイクロプロ
セッサ−は各波形サンプルを特定の入力及この入力が表
わされたサンプリング周期に対応する基準値と相関させ
ることによって全サイクル・フーリエ・アルゴリズムを
調整する。
本発明は電気波形群の各波形のベクトル表示を形成する
経済的な手段を提供する。例示のシステムでは全サイク
ル・フーリエ・アルゴリズムを利用するが、もっと高速
でベクトル表示を形成するには、精度は落ちるが全サイ
クル以下のフーリエ・アルゴリズムを利用すればよい。
経済的な手段を提供する。例示のシステムでは全サイク
ル・フーリエ・アルゴリズムを利用するが、もっと高速
でベクトル表示を形成するには、精度は落ちるが全サイ
クル以下のフーリエ・アルゴリズムを利用すればよい。
さらにまた、その他のアルゴリズムを本発明と併用する
ことも可能であり、必要に応じて、ベクトル表示を直角
座標ではなく極座標の形で形成することも可能である。
ことも可能であり、必要に応じて、ベクトル表示を直角
座標ではなく極座標の形で形成することも可能である。
以上、本発明の特定実施例を詳細に説明したが、当業者
なら容易に推察できるように、ここに開示する全般的な
内容から、それぞれの細部に種々の変更を加えることが
できる。従って、ここに開示した具体的な構成は説明の
ための実施態様に過ぎず、頭書した請求の範囲が限定す
る本発明の範囲を制限するものではない。
なら容易に推察できるように、ここに開示する全般的な
内容から、それぞれの細部に種々の変更を加えることが
できる。従って、ここに開示した具体的な構成は説明の
ための実施態様に過ぎず、頭書した請求の範囲が限定す
る本発明の範囲を制限するものではない。
第１ａ図乃至１ｇ図は本発明に従って特定周波数成分を
抽出される３相送電線における典型的な波形を示す波形
図である。 第２ａ図及び２ｂ図は第１図の波形から特定周波数成分
を得るため本発明に従って調整された典型的な基準波形
を示す波形図である。 第３図は第１図の波形群のベクトル表示を得るための本
発明装置のブロックダイヤグラムである４・・・・マル
チプレクサ ５・・・・サンプル／ホールド回路 ６・・・・Ａ／Ｄコンバータ ７・・・・マイクロプロセッサ− ＦＩＧ、２Ａ ＦＩＧ、２Ｂ 寸シフτＶ／ボー、しＶ
抽出される３相送電線における典型的な波形を示す波形
図である。 第２ａ図及び２ｂ図は第１図の波形から特定周波数成分
を得るため本発明に従って調整された典型的な基準波形
を示す波形図である。 第３図は第１図の波形群のベクトル表示を得るための本
発明装置のブロックダイヤグラムである４・・・・マル
チプレクサ ５・・・・サンプル／ホールド回路 ６・・・・Ａ／Ｄコンバータ ７・・・・マイクロプロセッサ− ＦＩＧ、２Ａ ＦＩＧ、２Ｂ 寸シフτＶ／ボー、しＶ
Claims (12)
- （１）各電気波形の瞬時アナログ振幅を検知し、複数の
サンプリング周期中に各波形の前記瞬時アナログ振幅の
サンプルを周期的に形成し、前記瞬時アナログ振幅の前
記サンプルをデジタル化し記憶することによって記憶デ
ジタル・サンプルを形成し、前記記憶デジタル・サンプ
ルに従来法の波形分析アルゴリズムを適用することによ
ってそれぞれの前記波形の特定周波数成分のベクトル表
示を得る段階から成る、１組の電気波形の各波形からベ
クトルの形で特定周波数成分を得る方法であって、それ
ぞれの前記波形の瞬時アナログ振幅を、逐次間隔を置い
た時点で順次サンプリングすることにより各サンプリン
グ周期中に前記波形の前記瞬時アナログ振幅の前記サン
プルを発生させ、各サンプリング周期中にそれぞれの波
形を発生させる時点間の時間差に対して前記波形分析ア
ルゴリズムを調整することを特徴とする１組の電気波形
の各波形からベクトルの形で特定周波数成分を得る方法
。 - （２）それぞれの波形の瞬時アナログ振幅のサンプルを
逐次発生させる段階が、１組の波形の瞬時アナログ振幅
を前記逐次的時点において単一のサンプル／ホールド回
路へ送り時分割多重化する段階であることを特徴とする
請求項第（１）項に記載の方法。 - （３）前記波形分析アルゴリズムが、波形ごとに、各サ
ンプリング周期中に発生記憶されたデジタル・サンプル
を特定周波数の基準正弦及び余弦波と相関させて直角座
標による前記ベクトル表示を形成するフーリエ・アルゴ
リズムであり、各波形のサンプルがとられる時点間の時
間差に対して基準正弦及び余弦波を調整することによっ
て各波形ごとに前記フーリエ・アルゴリズムを調整する
ことを特徴とする請求項第（１）項に記載の方法。 - （４）前記１組の波形の前記瞬時アナログ振幅の前記サ
ンプルをとる段階がそれぞれの前記波形の振幅を、長さ
の等しい所定の時間インターバルを置いた時点に逐次サ
ンプリングする段階であり、前記波形分析アルゴリズム
を調整する段階が、それぞれのサンプリング周期中に各
波形のサンプル発生時点間の時間差に対して前記アルゴ
リズムを調整する段階であることを特徴とする請求項第
（１）項に記載の方法。 - （５）前記波形分析アルゴリズムが、波形ごとにそれぞ
れの全サイクル・サンプリング周期中に発生記憶された
特定周波数のデジタル・サンプルを特定周波数の基準正
弦及び余弦波と相関させて直角座標による前記ベクトル
表示を形成する全サイクル・フーリエ・アルゴリズムで
あり、各波形サンプルが発生される時点間のインターバ
ル数により基準正弦及び余弦波を調整することにより前
記全サイクル・フーリエ・アルゴリズムを波形ごとに調
整することを特徴とする請求項第（４）項に記載の方法
。 - （６）前記波形の瞬時アナログ振幅のサンプルを発生さ
せる各サンプリング周期中の、前記時間インターバルだ
け隔たった各時点ごとに基準正弦及び余弦波を記憶させ
、各波形を相関させるためこの波形の前記サンプルの発
生時点に関連する記憶正弦及び余弦波デジタル・サンプ
ルを選択することによって前記全サイクル・フーリエ・
アルゴリズムを調整することを特徴とする請求項第（５
）項に記載の方法。 - （７）各波形の瞬時アナログ振幅を逐次サンプリングす
る段階が、１組の波形の瞬時アナログ振幅を所定のイン
ターバルでサンプル／ホールド回路へ送り時分割多重化
する段階であることを特徴とする請求項第（６）項に記
載の方法。 - （８）３相送電線の特定波形から直角座標の形で６０Ｈ
ｚ成分を得る方法であって、前記特定波形のそれぞれの
瞬時アナログ振幅を検知し、６０Ｈｚサイクルの複数の
サンプリング周期中、所定数の時間インターバルで隔て
られた時点に前記特定波形の瞬時アナログ振幅を周期的
に逐次サンプリングし、前記瞬時アナログ振幅の前記サ
ンプルをデジタル化し、かつ記憶することによつて記憶
デジタル波形サンプルを形成し、周期ごとの各波形に関
する記憶デジタル波形サンプルを全サイクル・フーリエ
・アルゴリズムを利用して基準６０Ｈｚ正弦及び余弦波
の記憶デジタル基準サンプルと相関させ、前記全サイク
ル・フーリエ・アルゴリズムの、各波形のデジタル・サ
ンプルをとる時点間の前記インターバルの数により基準
正弦及び余弦波デジタル・サンプルをそれぞれの波形に
対して調整することを特徴とする方法。 - （９）各サンプリング周期中の、前記波形の瞬時アナロ
グ振幅のサンプルが発生される時点ごとに前記６０Ｈｚ
基準正弦及び余弦波の基準サンプルをデジタル形式で記
憶する段階をも含み、各波形を相関させるため、この波
形の前記瞬時アナログ振幅のサンプルが発生される時点
と連携の正弦及び余弦波の記憶デジタル基準サンプルを
選択することにより前記全サイクル・フーリエ・アルゴ
リズムを調整することを特徴とする請求項第（８）項に
記載の方法。 - （１０）１組の電気波形の各波形から直角座標の形で特
定周波数成分を得る装置であって、 前記特定周波数の１サイクルの複数のサンプリング周期
中、所定の長さのインターバルで隔てられた時点に各波
形の瞬時アナログ振幅のデジタル・サンプルを逐次周期
的に形成する手段と、前記デジタル波形サンプルに従来
の波形分析アルゴリズムを適用し、各デジタル波形サン
プルが発生される時点間のインターバルに対して前記ア
ルゴリズムを調整することにより各波形から直角座標で
表わされる特定の周波数成分を得るようにプログラムさ
れたマイクロプロセッサーとから成ることを特徴とする
前記装置。 - （１１）前記デジタル波形サンプルを、前記各波形のデ
ジタル波形サンプルが逐次形成される時点間の時間イン
ターバル数により各波形ごとに調整される基準正弦及び
余弦波と相関させることにより前記デジタル波形サンプ
ルに全サイクル・フーリエ・アルゴリズムを適用するよ
うに前記マイクロプロセッサーをプログラムしたことを
特徴とする請求項第（１０）項に記載の装置。 - （１２）デジタル波形サンプルを形成する前記手段が、 波形ごとに瞬時アナログ振幅信号を出力する手段と、 入力信号をサンプリングし、かつ保持するサンプル／ホ
ールド回路と、 一度に１つずつ瞬時アナログ振幅信号を前記サンプル／
ホールド回路へ選択的に入力するように接続したマルチ
プレクサーと、 サンプル／ホールド回路に記憶された瞬時アナログ振幅
信号をデジタル波形信号に変換し、前記デジタル波形信
号を前記マイクロプロセッサーに入力するアナログ／デ
ジタル・コンバーターから成り、 前記特定周波数の１サイクルの複数のサンプリング周期
中、前記所定の長さのインターバルで隔てられた前記時
点に瞬時アナログ振幅信号を前記サンプル／ホールド回
路へ逐次入力するように前記マルチプレクサーを周期的
に制御すると共に、前記アナログ／デジタル・コンバー
ターによる前記デジタル波形サンプルへの変換のため、
前記インターバルにおいて入力瞬時アナログ振幅信号を
記憶するよう前記サンプル／ホールド回路を制御するよ
うに前記マイクロプロセッサーをプログラムしたこと を特徴とする請求項第（１１）項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US149,238 | 1988-01-27 | ||
| US07/149,238 US4815002A (en) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | Obtaining a selected frequency component in rectangular coordinates from a set of electrical waveforms |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01224677A true JPH01224677A (ja) | 1989-09-07 |
Family
ID=22529360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1019412A Pending JPH01224677A (ja) | 1988-01-27 | 1989-01-27 | １組の電気波形から特定周波数成分の直角座標を求める方法及び装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4815002A (ja) |
| JP (1) | JPH01224677A (ja) |
| KR (1) | KR890012223A (ja) |
| CA (1) | CA1301350C (ja) |
| MX (1) | MX165901B (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5061890A (en) * | 1989-08-07 | 1991-10-29 | Longini Richard L | Method and apparatus for digitally measuring electrical energy consumption |
| US5406495A (en) * | 1993-02-01 | 1995-04-11 | Systems Analysis And Integration, Inc. | Substation load distribution monitor system |
| US5696691A (en) * | 1995-06-29 | 1997-12-09 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Self-adjusting statistical noise analyzer with interference suppression |
| US5721689A (en) * | 1995-12-18 | 1998-02-24 | Abb Power T&D Company Inc. | System and method for phasor estimation and frequency tracking in digital protection systems |
| US6185482B1 (en) | 1998-03-10 | 2001-02-06 | Abb Power T&D Company Inc. | System and method for rms overcurrent backup function |
| TW461920B (en) * | 1998-09-25 | 2001-11-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method of producing reduced iron and production facilities therefor |
| JP4178627B2 (ja) * | 1998-11-16 | 2008-11-12 | ソニー株式会社 | 演算回路及び３相信号最大振幅検出方法 |
| ATE279734T1 (de) * | 1999-12-06 | 2004-10-15 | Utilx Corp | Anzeigeverfahren von zeitdomänenreflektometermessungen |
| US6459269B1 (en) * | 2001-04-02 | 2002-10-01 | Msx, Inc. | Capacitance rejecting ground fault protecting apparatus and method |
| US7006897B2 (en) * | 2001-07-26 | 2006-02-28 | Thales North America, Inc. | Apparatus, method and computer program product for monitoring AC line current through the step start resistors of a high voltage power supply |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4581705A (en) * | 1983-01-28 | 1986-04-08 | Cooper Industries, Inc. | Method and machine for metering electric parameters |
| US4672501A (en) * | 1984-06-29 | 1987-06-09 | General Electric Company | Circuit breaker and protective relay unit |
| US4730257A (en) * | 1985-01-25 | 1988-03-08 | Szeto Lai Wan M | Apparatus for analyzing signals, to obtain parameters of constituents |
-
1988
- 1988-01-27 US US07/149,238 patent/US4815002A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-01-09 MX MX014460A patent/MX165901B/es unknown
- 1989-01-10 CA CA000587839A patent/CA1301350C/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-01-27 KR KR1019890000856A patent/KR890012223A/ko not_active Ceased
- 1989-01-27 JP JP1019412A patent/JPH01224677A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR890012223A (ko) | 1989-08-25 |
| MX165901B (es) | 1992-12-09 |
| CA1301350C (en) | 1992-05-19 |
| US4815002A (en) | 1989-03-21 |
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