JPH0161009B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0161009B2
JPH0161009B2 JP57208217A JP20821782A JPH0161009B2 JP H0161009 B2 JPH0161009 B2 JP H0161009B2 JP 57208217 A JP57208217 A JP 57208217A JP 20821782 A JP20821782 A JP 20821782A JP H0161009 B2 JPH0161009 B2 JP H0161009B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
sample
hold
filter
operational amplifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP57208217A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5999920A (en
Inventor
Hiroshi Sato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP57208217A priority Critical patent/JPS5999920A/en
Priority to EP84901417A priority patent/EP0176596B1/en
Priority to US06/666,957 priority patent/US4651034A/en
Priority to PCT/JP1984/000169 priority patent/WO1985004750A1/en
Publication of JPS5999920A publication Critical patent/JPS5999920A/en
Publication of JPH0161009B2 publication Critical patent/JPH0161009B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電力系統に適用して、事故を検出す
るためアナログ入力回路を改良したデイジタル保
護継電器に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a digital protection relay that is applied to a power system and has an improved analog input circuit for detecting accidents.

従来この種の回路として第1図に示すデイジタ
ル保護継電器のアナログ入力回路があつた。同図
において1a乃至1hはリレー判定に不要な雑音
波形成分除去用のフイルタ、2a乃至2hはそれ
ぞれのフイルタ1a乃至1hに対応して設けた同
時刻サンプリング用のサンプル・ホールド回路、
3はAD変換回路、4はAD変換回路入力を選択
するためのマルチプレクサである。また、a乃至
hはアナログ入力信号を示し、pはデイジタル出
力信号を示す。このアナログ入力信号a乃至h
は、電力系統に配した検出変成器PT、検出変流
器CTなどの各系統の各種の状態信号をレベル変
換、電流・電圧変換、波形整形などを施されて導
入される。
A conventional example of this type of circuit is an analog input circuit for a digital protective relay shown in FIG. In the figure, 1a to 1h are filters for removing noise wave components unnecessary for relay determination, 2a to 2h are sample/hold circuits for simultaneous sampling provided corresponding to the respective filters 1a to 1h,
3 is an AD conversion circuit, and 4 is a multiplexer for selecting an input to the AD conversion circuit. Furthermore, a to h represent analog input signals, and p represents a digital output signal. These analog input signals a to h
is introduced after performing level conversion, current/voltage conversion, waveform shaping, etc. on various status signals of each system such as detection transformer PT and detection current transformer CT arranged in the power system.

次に動作について説明する。系統から導入され
た電圧または電流波形は直流分や高調波成分を含
み、これらは事故判定の結果を誤まらせるため各
フイルタ1a乃至1hにより必要成分のみを抽出
した上で対応するサンプル・ホールド回路2a乃
至2hにより全チヤンネル同時にホールドされ、
直前の電圧レベルが一定時間だけ各サンプル・ホ
ールド回路2a乃至2hの出力に保たれる。マル
チプレクサ4はこれらの各チヤンネルを順時走査
することによりAD変換回路3に接続するもので
ある。一連の動作はサンプル・ホールド回路2a
乃至2hのホールド状態から始まり、各々のチヤ
ンネルが順時時分割による走査にしたがいAD変
換器3に接続され、全チヤンネルが時分割してデ
イジタル信号に変換された時点で終了する。
Next, the operation will be explained. The voltage or current waveform introduced from the grid contains DC components and harmonic components, and in order to prevent these from falsifying the results of accident determination, filters 1a to 1h are used to extract only the necessary components and the corresponding sample and hold components are used. All channels are held simultaneously by circuits 2a to 2h,
The previous voltage level is maintained at the output of each sample-and-hold circuit 2a to 2h for a certain period of time. The multiplexer 4 sequentially scans each of these channels and connects them to the AD conversion circuit 3. The series of operations is carried out by the sample and hold circuit 2a.
The process starts from a hold state of 2h to 2h, and each channel is connected to the AD converter 3 according to sequential time-division scanning, and ends when all channels are time-divisionally converted into digital signals.

従来の回路は以上のように構成されているので
多チヤンネル入力が増大すると、フイルタとサン
プル・ホールド回路はそれに応じてチヤンネル数
が必要であるから明らかに部品数が増大してしま
う結果となる。またそれぞれのフイルタ、サンプ
ル・ホールド回路は、入力するアナログ信号の大
きさなどに応じてオフセツト調整およびゲイン調
整回路を設けることが特性管理上必要なことが多
く、本来一方だけでよいこれら調整機能を重複し
て設けることとなるなどの欠点があつた。
Since the conventional circuit is constructed as described above, as the number of multi-channel inputs increases, the number of filters and sample-and-hold circuits will need to correspond to the corresponding number of channels, which obviously results in an increase in the number of components. In addition, each filter and sample/hold circuit often needs to be equipped with offset adjustment and gain adjustment circuits depending on the magnitude of the input analog signal for characteristic management purposes. There were drawbacks such as the need to provide duplicates.

この発明は、上記のような従来のものの欠点を
除去するためになされたもので、サンプル・ホー
ルド回路内演算増幅器によりフイルタ用演算増幅
器の機能を実現させることにより、部品数を減少
させ、重複していた調整機能をなくすことで低コ
スト、省スペースおよび信頼性向上を実現させた
アナログ入力回路を有するデイジタル保護継電器
を提供することを目的としている。
This invention was made in order to eliminate the drawbacks of the conventional ones as described above, and by realizing the function of an operational amplifier for a filter using an operational amplifier in the sample-and-hold circuit, the number of parts can be reduced and the number of duplications can be reduced. The purpose of the present invention is to provide a digital protective relay with an analog input circuit that achieves low cost, space savings, and improved reliability by eliminating the adjustment function that previously existed.

以下、この発明の実施例を図について説明す
る。第2図は、この発明の一実施例にもとづくデ
イジタル保護継電器に適用される入力回路構成図
であり、図中第1図と同一符号は、同一又は相当
部分を示すので説明は省略する。第2図において
5はフイルタ回路とサンプル・ホールド回路を一
体化したフイルタ/サンプル・ホールド回路(以
下、FSH回路と略す)、4はマルチプレクサ、3
はAD変換回路である。FSH回路5には低域通過
形、高域通過形および帯域通過形があり、FSH
回路の具体構成例をそれぞれ第3図、第4図およ
び第5図に示し、さらにFSH回路5内に設けた
フイルタ回路の具体構成例を第6図に示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram of an input circuit applied to a digital protective relay according to an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts, so a description thereof will be omitted. In Fig. 2, 5 is a filter/sample and hold circuit (hereinafter abbreviated as FSH circuit) that integrates a filter circuit and a sample and hold circuit, 4 is a multiplexer, and 3
is an AD conversion circuit. The FSH circuit 5 has low-pass type, high-pass type, and band-pass type.
Specific configuration examples of the circuits are shown in FIGS. 3, 4, and 5, respectively, and further, a specific configuration example of the filter circuit provided in the FSH circuit 5 is shown in FIG.

本発明の動作説明の前に第6図に基づいてサン
プルホールド回路10の説明を行う。同図におい
て、15,16は演算増幅器、17はスイツチ、
18はホールドキヤパシタ、19は入力端子、2
0は出力端子、21はスイツチの開閉制御を行う
コントロール信号入力端子(以下S/H端子と略
す)である。
Before explaining the operation of the present invention, the sample and hold circuit 10 will be explained based on FIG. In the same figure, 15 and 16 are operational amplifiers, 17 is a switch,
18 is a hold capacitor, 19 is an input terminal, 2
0 is an output terminal, and 21 is a control signal input terminal (hereinafter abbreviated as S/H terminal) for controlling opening and closing of the switch.

いま、このS/H端子にコントロール信号が与
えられていると、スイツチ17が閉じているの
で、サンプルホールド回路10全体としてはボル
テージフオロア2段の直列接続となり、外部から
は非反転演算増幅器として見え、ホールドキヤパ
シタ18は入力端子19および出力端子20と同
一電位となる。一方、コントロール信号が解除さ
れスイツチ17が開いた時には、演算増幅器16
の入力はホールドキヤパシタ18の電位が加わつ
ており、その電位はスイツチ17が開く直前の値
が保持される。したがつて、入力端子19の電位
が変化しても、出力端子20の電位は、先の電位
がホールドキヤパシタ18の電位として保たれ
る。以下、スイツチ17が閉じた状態をサンプリ
ングモード、開いた状態をホールドモードと言
う。
Now, when a control signal is applied to this S/H terminal, the switch 17 is closed, so the sample and hold circuit 10 as a whole becomes a series connection of two stages of voltage followers, and is externally connected as a non-inverting operational amplifier. As shown, the hold capacitor 18 has the same potential as the input terminal 19 and the output terminal 20. On the other hand, when the control signal is released and the switch 17 is opened, the operational amplifier 16
The potential of the hold capacitor 18 is applied to the input of the switch 17, and the potential is held at the value immediately before the switch 17 is opened. Therefore, even if the potential of the input terminal 19 changes, the previous potential of the output terminal 20 is maintained as the potential of the hold capacitor 18. Hereinafter, the state in which the switch 17 is closed will be referred to as sampling mode, and the state in which it is open will be referred to as hold mode.

以上のようなサンプルホールド回路10内の演
算増幅器とフイルタ回路の演算増幅器との共用に
ついて説明する。第3図は、第6図に述べたサン
プルホールド回路10を適用した低域通過形フイ
ルタ11への具体構成例である。10はサンプル
ホールド回路、22,23はフイルタ用抵抗、2
4,25はフイルタ用コンデンサ、18はホール
ドキヤパシタ、27は入力端子、28は出力端子
である。
The common use of the operational amplifier in the sample hold circuit 10 and the operational amplifier of the filter circuit as described above will be explained. FIG. 3 shows a specific configuration example of a low-pass filter 11 to which the sample-hold circuit 10 described in FIG. 6 is applied. 10 is a sample hold circuit, 22 and 23 are filter resistors, 2
4 and 25 are filter capacitors, 18 is a hold capacitor, 27 is an input terminal, and 28 is an output terminal.

第3図において、サンプルホールド回路10を
非反転接続の演算増幅器として見た時、入力端子
27と出力端子28の関係は次式(1)で現わすこと
ができる。
In FIG. 3, when the sample and hold circuit 10 is viewed as a non-inverting connected operational amplifier, the relationship between the input terminal 27 and the output terminal 28 can be expressed by the following equation (1).

V2/V1 =1/R1R2C1C2/S2+S(1/R1C1+1/R2C1)+1/
R1R2C1C2 ……(1) 但し、V1は入力端子27の電位を、V2は出力
端子28の電位を、Sはjωすなわち“2π×周波
数”で表わされる変数を示す。Sを変化させた時
の上式(1)で示されるアナログ信号電圧V2および
V1の関係は、S=0の時V2/V1=1、またS=
∞の時V2/V1=0となる。したがつてフイルタ
11は、サンプルホールド回路として機能すると
共に2次低域通過形フイルタを実現していること
になる。すなわちサンプリングモードにおいて
は、2次低域通過形フイルタとしての動作を行
う。また式(1)は非反転増幅器を用いて実現される
アクテイブフイルタと同じ式であり、その動作は
公知のものである。さらにホールドモードとなつ
た時の出力は、サンプルホールドの動作説明の中
で述べた通り、モード切替が行なわれる直前の出
力電位が保持される。この出力信号はサンプリン
グモードにおけるフイルター動作をしている時の
出力信号であるので、不要成分を除去したアナロ
グ入力信号の信号波形をホールドすることにな
る。サンプルホールド回路10の出力インピーダ
ンスは非常に小さいため、コンデンサ24を通じ
ての入力端子27の電位変化の影響は無視でき
る。
V 2 /V 1 = 1/R 1 R 2 C 1 C 2 /S 2 +S (1/R 1 C 1 +1/R 2 C 1 ) + 1/
R 1 R 2 C 1 C 2 ...(1) However, V 1 is the potential of the input terminal 27, V 2 is the potential of the output terminal 28, and S is a variable expressed by jω, that is, "2π × frequency" . When changing S, the analog signal voltage V 2 and
The relationship of V 1 is that when S=0, V 2 /V 1 =1, and S=
When ∞, V 2 /V 1 =0. Therefore, the filter 11 functions as a sample-and-hold circuit and realizes a second-order low-pass filter. That is, in the sampling mode, it operates as a second-order low-pass filter. Further, equation (1) is the same equation as an active filter realized using a non-inverting amplifier, and its operation is well known. Further, when the hold mode is entered, the output potential held immediately before the mode switching is performed, as described in the explanation of the sample and hold operation. Since this output signal is an output signal during filter operation in sampling mode, the signal waveform of the analog input signal from which unnecessary components have been removed is held. Since the output impedance of the sample and hold circuit 10 is very small, the influence of potential changes at the input terminal 27 through the capacitor 24 can be ignored.

ホールドモードではコンデンサ24によるフイ
ードバツクループは開かれるため抵抗22,23
とコンデンサ25による低域通過形1次フイルタ
により高域除去された電位がサンプルホールド1
0の入力端子に印加されており、この状態からサ
ンプリングモードに切替つた時、2次低域通過形
フイルタに変化するが、極めて短い追従時間であ
るため用途上全く問題は生じない。
In the hold mode, the feedback loop by capacitor 24 is opened, so resistors 22 and 23
The potential from which high frequencies are removed by the low-pass primary filter formed by the capacitor 25 is sample hold 1.
0 input terminal, and when switching from this state to sampling mode, it changes to a second-order low-pass filter, but since the follow-up time is extremely short, no problem arises in terms of application.

以上によりサンプルホールド10の演算増幅器
は、サンプリングモードではアクテイブフイルタ
の演算増幅器として、またホールドモードでは本
来のサンプルホールド回路の演算増幅器として共
用可能であり、かつこれら2つの機能に何ら支障
のないことが判明される。
As described above, the operational amplifier of the sample-and-hold 10 can be used both as an operational amplifier for the active filter in the sampling mode and as an operational amplifier for the original sample-and-hold circuit in the hold mode, and that there is no problem with these two functions. It will be revealed.

第4図および第5図は、いずれもこの発明の他
の実施例デイジタル保護継電器に適用するFSH
回路12および13の例であつて、第4図が高域
通過形フイルタの具体回路構成図を、また第5図
が帯域通過形フイルタの具体回路構成図をそれぞ
れ示している。なお、これ等の図において、第3
図と同一符号は、同一又は相当部分を示すので、
詳しい説明は省略する。第4図の実施例では、フ
イルタ用抵抗22,23、フイルタ用コンデンサ
24,25によつて高域通過形フイルタが、また
第5図の実施例では、フイルタ用抵抗22,2
3,26、フイルタ用コンデンサ24,25によ
つて帯域通過フイルタが、それぞれ第3図の実施
例と同様にサンプルホールド回路10の演算増幅
器とともにアクテイブフイルタとして働く。
FIG. 4 and FIG. 5 both show an FSH applied to a digital protective relay according to another embodiment of the present invention.
As examples of the circuits 12 and 13, FIG. 4 shows a specific circuit diagram of a high-pass filter, and FIG. 5 shows a specific circuit diagram of a band-pass filter. In addition, in these figures, the third
The same reference numerals as in the figures indicate the same or corresponding parts, so
Detailed explanation will be omitted. In the embodiment shown in FIG. 4, a high-pass filter is formed by filter resistors 22, 23 and filter capacitors 24, 25, and in the embodiment shown in FIG.
3, 26, and filter capacitors 24, 25, the bandpass filter functions as an active filter together with the operational amplifier of the sample and hold circuit 10, as in the embodiment of FIG.

以上のようにこの発明によれば、フイルタ回路
とサンプル・ホールド回路を一体化して構成し、
フイルタ回路の演算増幅器が不要となつたためコ
スト低減、省スペースに加え、信頼性の向上およ
び低消費電力化が計られると共に、更にサンプル
ホールド回路はサンプリングモードにおいてボル
テージフオロア2段の直列接続となつているた
め、極めて入力インピーダンスの高い入力回路と
なつており、フイルタ回路を構成する抵抗素子の
値を高く設定できるため抵抗コンデンサ回路時定
数を一定とした場合にコンデンサ容量を小さくで
きるのでコスト、スペースの点で有利である。
As described above, according to the present invention, the filter circuit and the sample/hold circuit are integrated and configured,
Since the operational amplifier of the filter circuit is no longer required, cost and space savings are achieved, as well as improved reliability and lower power consumption.In addition, the sample and hold circuit is connected in series with two stages of voltage followers in sampling mode. As a result, the input circuit has an extremely high input impedance, and since the value of the resistor element that makes up the filter circuit can be set high, the capacitor capacity can be reduced when the resistor capacitor circuit time constant is constant, reducing cost and space. It is advantageous in this respect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来のデイジタル継電器に適用するア
ナログ入力回路の回路構成図を、第2図はこの発
明の一実施例によるデイジタル継電器に適用する
アナログ入力回路の回路構成図を、第3図は同実
施例に適用されるFSH回路の回路構成図を、第
4図および第5図はこの発明の他の実施例による
デイジタル継電器に適用する別のFSH回路の回
路構成図を、第6図は第3図乃至第5図に示す
FSH回路に適用したサンプルホールド回路の回
路構成図をそれぞれ示している。 1a〜1h……フイルタ回路、2a〜2h……
サンプルホールド回路、3……アナログ・デイジ
タル変換器、4……マルチプレクサ、5a〜5h
……FSH回路、10……サンプルホールド回路、
11……低域通過形FSH回路、12……高域通
過形FSH回路、13……帯域通過形FSH回路、
15,16……演算増幅器、17……スイツチ、
18,24,25……コンデンサ、22,23,
26……抵抗。なお、図中、同一符号は同一又は
相当部分を示す。
Fig. 1 is a circuit diagram of an analog input circuit applied to a conventional digital relay, Fig. 2 is a circuit diagram of an analog input circuit applied to a digital relay according to an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is the same. 4 and 5 are circuit diagrams of another FSH circuit applied to a digital relay according to another embodiment of the present invention, and FIG. Shown in Figures 3 to 5.
Each shows a circuit configuration diagram of a sample-and-hold circuit applied to the FSH circuit. 1a to 1h...filter circuit, 2a to 2h...
Sample hold circuit, 3...Analog-digital converter, 4...Multiplexer, 5a to 5h
...FSH circuit, 10...sample hold circuit,
11...Low pass type FSH circuit, 12...High pass type FSH circuit, 13...Band pass type FSH circuit,
15, 16... operational amplifier, 17... switch,
18, 24, 25... Capacitor, 22, 23,
26...Resistance. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 電力系統に配した検出変成器、検出変流器等
を介して検出した該電力系統の各種のアナログ状
態信号をマルチプレクサで時分割走査した後にデ
イジタル状態信号に変換するデイジタル保護継電
器において、低域通過形、高域通過形、帯域通過
形のいずれかであつて前記アナログ状態信号を導
入するフイルタ回路と、前記フイルタ回路の出力
信号を入力する第1の演算増幅器と出力信号を前
記マルチプレクサに供給する第2の演算増幅器と
コントロール信号が与えられると前記第1、第2
の演算増幅器を直列接続するスイツチおよび前記
スイツチの開成時に前記第2の演算増幅器の入力
電位を保持するホールドキヤパシタを有するサン
プル・ホールド回路とを一体化したフイルタ/サ
ンプル・ホールド回路を具備したことを特徴とす
るデイジタル保護継電器。
1. In a digital protection relay that converts various analog state signals of the power system detected through a detection transformer, detection current transformer, etc. arranged in the power system into a digital state signal after time-division scanning with a multiplexer, a filter circuit that is of a pass type, a high-pass type, or a band-pass type and that introduces the analog state signal; a first operational amplifier that inputs the output signal of the filter circuit; and a first operational amplifier that supplies the output signal to the multiplexer. When a second operational amplifier and a control signal are applied, the first and second operational amplifiers
a filter/sample-and-hold circuit that integrates a switch that connects operational amplifiers in series and a sample-and-hold circuit that has a hold capacitor that holds the input potential of the second operational amplifier when the switch is open; A digital protection relay featuring:
JP57208217A 1982-11-26 1982-11-26 Digital protecting relay Granted JPS5999920A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57208217A JPS5999920A (en) 1982-11-26 1982-11-26 Digital protecting relay
EP84901417A EP0176596B1 (en) 1982-11-26 1984-04-04 Analog input circuit
US06/666,957 US4651034A (en) 1982-11-26 1984-04-04 Analog input circuit with combination sample and hold and filter
PCT/JP1984/000169 WO1985004750A1 (en) 1982-11-26 1984-04-04 Analog input circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57208217A JPS5999920A (en) 1982-11-26 1982-11-26 Digital protecting relay

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5999920A JPS5999920A (en) 1984-06-08
JPH0161009B2 true JPH0161009B2 (en) 1989-12-26

Family

ID=16552609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57208217A Granted JPS5999920A (en) 1982-11-26 1982-11-26 Digital protecting relay

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5999920A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6481616A (en) * 1987-09-24 1989-03-27 Hitachi Ltd Input circuit for digital operation and processing device

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5999920A (en) 1984-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0176596B1 (en) Analog input circuit
EP0400725B1 (en) Sample-and-hold device
JPH06338798A (en) Low-pass filter device
US4539527A (en) Noise reduction by linear interpolation using a dual function amplifier circuit
JPS61232706A (en) Frequency converter for signal
US4415881A (en) Digital-to-analog converter
JPH0161009B2 (en)
US4745594A (en) Offset-compensated switched-capacitor filter for TDM multichannel analog signals
JPH04227120A (en) Analog-digital converter
CA1036706A (en) Signal processing system and method
JPS62149000A (en) Voice analyzer
US4242732A (en) Commutating narrowband filter
JPH04111510A (en) Amplifying circuit
EP1330028B1 (en) Low-pass filter
KR100204539B1 (en) Sigma Delta Modulator
JPH03182106A (en) Discharging time constant setting device for envelope exchange
JPS6298400A (en) Voice analyzer
JPH0523650B2 (en)
RU7594U1 (en) MULTI-CHANNEL BIO-POTENTIAL RECORDER
JPH01298817A (en) Tone squelch circuit
JPH0286310A (en) integral circuit
JPH05183411A (en) Analog switch circuit
JPS61112225A (en) Process input device
JPS61198911A (en) Switched capacitor filter
JPS6021520B2 (en) Color signal processing circuit