JPH02184768A - 電気量検出器 - Google Patents
電気量検出器Info
- Publication number
- JPH02184768A JPH02184768A JP286089A JP286089A JPH02184768A JP H02184768 A JPH02184768 A JP H02184768A JP 286089 A JP286089 A JP 286089A JP 286089 A JP286089 A JP 286089A JP H02184768 A JPH02184768 A JP H02184768A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- constant
- output
- sampling
- value
- alternating current
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
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
この発明は、電力系統の交流電気量の振幅値を検出する
電気量検出器に関するものである。
電気量検出器に関するものである。
第４図は例えば特願昭６２−３３３４３４号公報に示さ
れた従来の交流電気量のディジタル処理装置のブロック
接続図である。 図において、ｌは交流電流の電気角９０６毎にサンプリ
ングした第１から第３までの３個のサンプリング値、２
は第１のサンプリング値を２乗する第１の２乗器、３は
第２のサンプリング値を２乗する第２の２乗器、４は第
３のサンプリング値を２乗する第３の２乗器、５は第２
の２乗器３の出力を定数倍する定数乗算器、６は第１及
び第３の２乗器２，４の出力と前記定数乗算器５の出力
を加算する加算器、７は前記加算器６の出力を定数で除
算する定数除算器、８は前記定数除算器７の出力の平方
根をとり、交流電気量の振幅値を出力する平方根器であ
る。 次に動作について説明する。 説明の都合上、交流電気量は交流電流とし、最大値を１
、瞬時値をｉ、基本周波数をｆｉｌ、サンプリング周期
をＴ（ただし、基本周波数ｆ０の周期のｌ／４）とする
。 また、サンプリング時刻毎のデータを区別するために時
刻ｔ −ｎ Ｔ （ｎ ＝ ０ 、 ｌ 、 ２
、−とし、所定時刻ｔよりサンプリング数ｎだけ離れた
時刻）における前記交流電流のサンプリング値をｉ
（ｎＴ）（ｎ＝ｏ、１，２．・−・）と表現することと
する。従って、３個のサンプリング値ｌはそれぞれ１（
０） 、 １（Ｔ） 、 １（２Ｔ）で各サンプリング
値は、第１から第３までの２乗器２、 ３． ４により
２乗され、さらに、第２の２乗器３の出力に対し、定数
２により乗算する定数乗算器７によりそれぞれ １（０）” 、 ２ｉ（Ｔ）！、 ＋（２Ｔ）” とな
りこの各出力を入力とする加算器６により（ｉ（０）”
＋２ｉ（Ｔ）”＋１（２Ｔ）”）が出力される。 この出力から定数２により除算する定数除算器７により Ｆ”ｎ＝ （ｉ（０）” ＋２ｉ（Ｔ）”＋１（２Ｔ）”）を得る
。 ここで、Ｐｎは前記交流電流の振幅値で、１（ｎＴ）
＝１−ｓｉｎ（θ−ｎＴ）（ｎ＝０．１．２．−）であ
るから、 ＝ −１” （ｓｉｎ”（θ）＋２ ・ｓｉｎ”（θ−
Ｔ）＋ｓｉｎ”（θ−２Ｔ））さらに三角関数の公式よ
り ＝ Ｉ” （４−ｃｏｓ２θ−２・ｃｏｓ（
２θ−２Ｔ） −ｃｏｓ （２θ−４Ｔ））＝ −１
ｔ （４−２・ｃｏｓ（２θ−２Ｔ） ・ｃｏｓ （２
Ｔ） −ｃｏａ （２θ−２Ｔ））＝Ｉ” （１−−
（１＋ｃｏｓ（２Ｔ）） ・ｃｏｓ（２θ−２Ｔ）〕
＝１” （１−ｃｏｓ”（Ｔ） ・ｃｏｓ（２θ−２
Ｔ））この定数除算器７の出力Ｆ”ｎ ’を平方根器８
に入力することで、交流電流の振幅値Ｆｎが下式のごと
く得られる。 Ｆ ｎ ＝ １ （１−ｃｏｓ”（Ｔ） ・ｃｏｓ（
２θ−２７）） ”” ・（１）サンプリング周！
ｔＩＩＴは、交流電流の基本周波数ｆ、に対し、１７４
周期すなわち電気角で９０°相当時間間隔に固定するが
、周波数がｆであれば、第２式のように見えてくる。 いるので、電力系統の事故を検出する保護継電器や、電
気量を検出して運転用機器を制御する制御装置にとって
、電力系統の周波数は、ｆｏから変化している場合が多
いため、多少のずれがあっても正確に振幅値を求める必
要があり、普通、±５％程度の変化に対して、可能な限
り誤差を少なくすることを要求されるが、例えば、周波
数ｆ＝５２゜５Ｈｚ（５０Ｈｚの５％増）となった場合
を考えると、Ｔ＝９４．５”となり、これを（１）式に
代入すれば、Ｆｎ＝■ （１−０，００６２ｃｏｓ（２
θ−１８９°）） ”” ・（３）例えば、交流電
流の周波数がｆ ＝ ｆ ｏ ＝５０ｆｌｚであれば、
サンプリング周期はＴ＝９０＠となる。 一般に、電力系統は定格周波数ｆ０で運用されているた
め、（１）式はＦｎ＝１となり、電流の振幅値演算が可
能で、例えば交流過電流保護継電器や制御装置などに利
用されている。
れた従来の交流電気量のディジタル処理装置のブロック
接続図である。 図において、ｌは交流電流の電気角９０６毎にサンプリ
ングした第１から第３までの３個のサンプリング値、２
は第１のサンプリング値を２乗する第１の２乗器、３は
第２のサンプリング値を２乗する第２の２乗器、４は第
３のサンプリング値を２乗する第３の２乗器、５は第２
の２乗器３の出力を定数倍する定数乗算器、６は第１及
び第３の２乗器２，４の出力と前記定数乗算器５の出力
を加算する加算器、７は前記加算器６の出力を定数で除
算する定数除算器、８は前記定数除算器７の出力の平方
根をとり、交流電気量の振幅値を出力する平方根器であ
る。 次に動作について説明する。 説明の都合上、交流電気量は交流電流とし、最大値を１
、瞬時値をｉ、基本周波数をｆｉｌ、サンプリング周期
をＴ（ただし、基本周波数ｆ０の周期のｌ／４）とする
。 また、サンプリング時刻毎のデータを区別するために時
刻ｔ −ｎ Ｔ （ｎ ＝ ０ 、 ｌ 、 ２
、−とし、所定時刻ｔよりサンプリング数ｎだけ離れた
時刻）における前記交流電流のサンプリング値をｉ
（ｎＴ）（ｎ＝ｏ、１，２．・−・）と表現することと
する。従って、３個のサンプリング値ｌはそれぞれ１（
０） 、 １（Ｔ） 、 １（２Ｔ）で各サンプリング
値は、第１から第３までの２乗器２、 ３． ４により
２乗され、さらに、第２の２乗器３の出力に対し、定数
２により乗算する定数乗算器７によりそれぞれ １（０）” 、 ２ｉ（Ｔ）！、 ＋（２Ｔ）” とな
りこの各出力を入力とする加算器６により（ｉ（０）”
＋２ｉ（Ｔ）”＋１（２Ｔ）”）が出力される。 この出力から定数２により除算する定数除算器７により Ｆ”ｎ＝ （ｉ（０）” ＋２ｉ（Ｔ）”＋１（２Ｔ）”）を得る
。 ここで、Ｐｎは前記交流電流の振幅値で、１（ｎＴ）
＝１−ｓｉｎ（θ−ｎＴ）（ｎ＝０．１．２．−）であ
るから、 ＝ −１” （ｓｉｎ”（θ）＋２ ・ｓｉｎ”（θ−
Ｔ）＋ｓｉｎ”（θ−２Ｔ））さらに三角関数の公式よ
り ＝ Ｉ” （４−ｃｏｓ２θ−２・ｃｏｓ（
２θ−２Ｔ） −ｃｏｓ （２θ−４Ｔ））＝ −１
ｔ （４−２・ｃｏｓ（２θ−２Ｔ） ・ｃｏｓ （２
Ｔ） −ｃｏａ （２θ−２Ｔ））＝Ｉ” （１−−
（１＋ｃｏｓ（２Ｔ）） ・ｃｏｓ（２θ−２Ｔ）〕
＝１” （１−ｃｏｓ”（Ｔ） ・ｃｏｓ（２θ−２
Ｔ））この定数除算器７の出力Ｆ”ｎ ’を平方根器８
に入力することで、交流電流の振幅値Ｆｎが下式のごと
く得られる。 Ｆ ｎ ＝ １ （１−ｃｏｓ”（Ｔ） ・ｃｏｓ（
２θ−２７）） ”” ・（１）サンプリング周！
ｔＩＩＴは、交流電流の基本周波数ｆ、に対し、１７４
周期すなわち電気角で９０°相当時間間隔に固定するが
、周波数がｆであれば、第２式のように見えてくる。 いるので、電力系統の事故を検出する保護継電器や、電
気量を検出して運転用機器を制御する制御装置にとって
、電力系統の周波数は、ｆｏから変化している場合が多
いため、多少のずれがあっても正確に振幅値を求める必
要があり、普通、±５％程度の変化に対して、可能な限
り誤差を少なくすることを要求されるが、例えば、周波
数ｆ＝５２゜５Ｈｚ（５０Ｈｚの５％増）となった場合
を考えると、Ｔ＝９４．５”となり、これを（１）式に
代入すれば、Ｆｎ＝■ （１−０，００６２ｃｏｓ（２
θ−１８９°）） ”” ・（３）例えば、交流電
流の周波数がｆ ＝ ｆ ｏ ＝５０ｆｌｚであれば、
サンプリング周期はＴ＝９０＠となる。 一般に、電力系統は定格周波数ｆ０で運用されているた
め、（１）式はＦｎ＝１となり、電流の振幅値演算が可
能で、例えば交流過電流保護継電器や制御装置などに利
用されている。
従来の電気量検出器は以上のように構成されてとなり、
一定値に２倍周波の振動波形が重畳された形となる。ｃ
ｏｓ（２θ−１８９’）は＋ｔ、ｏ 〜−ｉ、。 まで変化し得るので、第３式は Ｆｎ＝０．９９７ ■〜１．００３ ■ ・ ・ ・
・ ・（４）となり、定格周波数５０１１ｚの時の振幅
値出力に比べ一〇、３％〜＋０．３％の誤差が発生し、
周波数変化に対し、振幅値誤差が比較的大きいという問
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、従来よりもサンプリング値を４個増加するだ
けで少ないサンプリング値を使用して高速度に計算処理
できるとともに、周波数が変化した場合の振幅値演算誤
差を小さ（できる電気量検出器を得ることを目的とする
。
一定値に２倍周波の振動波形が重畳された形となる。ｃ
ｏｓ（２θ−１８９’）は＋ｔ、ｏ 〜−ｉ、。 まで変化し得るので、第３式は Ｆｎ＝０．９９７ ■〜１．００３ ■ ・ ・ ・
・ ・（４）となり、定格周波数５０１１ｚの時の振幅
値出力に比べ一〇、３％〜＋０．３％の誤差が発生し、
周波数変化に対し、振幅値誤差が比較的大きいという問
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、従来よりもサンプリング値を４個増加するだ
けで少ないサンプリング値を使用して高速度に計算処理
できるとともに、周波数が変化した場合の振幅値演算誤
差を小さ（できる電気量検出器を得ることを目的とする
。
【課題を解決するための手段］
この発明に係る電気量検出器の演算処理手段は、７個の
サンプリング値を入力とし、この第１から第７までのサ
ンプリング値を、２乗器を並列に配した２乗装置により
、それぞれ２乗すると共に、第２及び第６のサンプリン
グ値の２乗値を６倍し、第３及び第５のサンプリング値
の２乗値を１５倍し、第４のサンプリング値の２乗値を
２０倍して、第１及び第７のサンプリング値を加えて総
和を得るようにし、その総和を３２で除算し、平方根を
とることで交流電気量の振幅値を出力するようにしたも
のである。 【作 用】 この発明における電気量検出器の振幅値出力は、７個の
サンプリング値を使用して、高速度で演算結果が得られ
ると共に、周波数変化があっても、高精度で演算ができ
るものであり、ディジタル保護継電器や、制御装置の性
能を大幅に向上させる。
サンプリング値を入力とし、この第１から第７までのサ
ンプリング値を、２乗器を並列に配した２乗装置により
、それぞれ２乗すると共に、第２及び第６のサンプリン
グ値の２乗値を６倍し、第３及び第５のサンプリング値
の２乗値を１５倍し、第４のサンプリング値の２乗値を
２０倍して、第１及び第７のサンプリング値を加えて総
和を得るようにし、その総和を３２で除算し、平方根を
とることで交流電気量の振幅値を出力するようにしたも
のである。 【作 用】 この発明における電気量検出器の振幅値出力は、７個の
サンプリング値を使用して、高速度で演算結果が得られ
ると共に、周波数変化があっても、高精度で演算ができ
るものであり、ディジタル保護継電器や、制御装置の性
能を大幅に向上させる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の電気量検出器の演算処理手段及び逆三角
関数演算手段を示すブロック接続図である。図において
、１０は所定時刻ｔの交流電流のサンプリング値を１（
０）、前記当該時刻より周期Ｔ、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５
Ｔ、６Ｔ前のサンプリング値をそれぞれｉ （Ｔ）、１
（２Ｔ）、１（３Ｔ）、１（４Ｔ）。 ｉ （５Ｔ） 、 ｉ （６Ｔ）とする７個のサンプリ
ング値、１１は前記サンプリング値ｌＯをそれぞれ２乗
する第１から第７までの２乗器１１ａを並列に配した２
乗装置、１２は前記第２から第６までの２乗器の出力に
定数を乗算する第１から第５までの定数乗算器１２ａを
並列に配した定数乗算装置、１３は第１及び第７の２乗
器の出力と定数乗算装置１２の各出力を加算する加算器
、１４は前記加算器１３の出力を定数で除算する定数除
算器、１５は前記定数除算器１４の出力の平方根をとる
平方根器である。 次に動作について説明する。 ７個のサンプリング値１０を２乗装２１１に入力すると
、それぞれ出力はｌす（０）、 ｉ ”（Ｔ）、
ｉ ”（２Ｔ）、・・・、 ｉ ”（６Ｔ）となり、
第２及び第６の２乗器の出力に定数６を乗算した６ｉｆ
ｆｉ（↑）、６ ｉ ”（５Ｔ）と、第３及び第５の２
乗器の出力に定数１５を乗算した１ ５ ｉ ”（２Ｔ
）、 １５ ｉ ”（４Ｔ）と、第４の２乗器の出力に
定数２０を乗算した２ ０ ｌ ”（３Ｔ）と、第１及
び第７のサンプリング値の２乗値ｉ”（０）１ｉ”（６
Ｔ）との総和を加算器１３により （ｉ”（０）＋６
ｉ”（Ｔ）＋１５ ｉ”（２Ｔ） ＋２０ ｉ”（３Ｔ
） ＋１５ｉ”（４丁）＋ ６ ｉ ”（５Ｔ） ＋
ｉ ”（６Ｔ） ）を得る。ここで、交流電流の振幅値
をＦｎとすると、定数３２で除算する定数除算器１４に
より Ｆｎ” ＝ （ｉ”（０） ＋６ｉ”（↑）
＋ １５ｉ”（２Ｔ） ＋２０ｉ”（３Ｔ）＋ １５
ｉ” （４Ｔ） ＋６ｉ” （５Ｔ） ＋ ｉ” （６
Ｔ） ）を得る。さらに （（ｉ”（０）＋２ｉ”（Ｔ）＋ｉ”（２Ｔ）） ＋
４ （ｉ”（Ｔ）＋２ｉ”（２丁）＋ｉ”（３Ｔ））
＋６ （ｉ”（２Ｔ）＋２ｉ”（３７）＋ｉ”（４Ｔ
））＋４ （ｉ”（３Ｔ）＋２ｋ”（４７）＋ｉ”（５
Ｔ）） ＋（ｉ”（４Ｔ） ＋２ｉ”（３Ｔ）＋ｉ
”（４↑））〕 ここで、１（ｎＴ） ＝ Ｉ ・５ｉｎ（θ−ｎＴ）（
ｎ ＝０．１，２゜・・・）で、三角関数の公式より展
開して＝ 〔 １” （（１−ｃｏｓ”（Ｔ）ｃｏｓ（２θ−２Ｔ））
＋４ （１−ｃｏｓ”（Ｔ）ｃｏｓ（２０−４Ｔ））
＋６ （１−ｃｏｓ”（↑）ｃｏｓ （２θ−６７）
） ＋４ （１ｃｏｓ”（Ｔ）ｃｏｓ（２θ−８Ｔ）
）＋ （１−ｃｏｓ”（Ｔ）ｃｏｓ（２θ−１０Ｔ）
） ）＝Ｉ”（１ ｃｏｓ”（Ｔ） （ｃｏｓ （２θ−２Ｔ） ＋ Ａｃｏｓ （２θ−４
７）＋ ５ｃｏｓ （２θ−６７） ＋ ４ｃｏｓ （
２θ−ＢＴ） ＋ ｃｏｓ （２θ−１０Ｔ）））＝
１’ （１−−ｃｏｓ”（Ｔ） （２ｃｏｓ（４Ｔ）ｃ
ｏｓ（２θ−６Ｔ）＋ ａｃｏｓ （２Ｔ） ｃｏｓ
（２θ−６Ｔ） ＋ ６ｃｏｓ （２θ−６７）））＝
１” （１−ｃｏｓ’（Ｔ）ｃｏｇ２（θ−２丁）〕よ
って、平方根器１５により Ｆｎ＝Ｉ（１−ｃｏｓ”（Ｔ） ・ｃｏｇ２（θ−２Ｔ
）） ”” ・（５）を得る。 今、周波数ｆ ＝５２．５Ｈｚ（５０Ｈｚの５％増）と
なった場合を考えると、Ｔ＝９５．５°となり、これを
第（５）式に代入すれば、 Ｐｎ＝Ｉ （１−ｃｏｓ’（９４，５°） ・ｃｏｇ２
（θ−２Ｘ９４．５”））””＝Ｉ （１−２，３３Ｘ
１０−’ｃｏｓ（２θ−３７８°）） ”” ・（６）
となり、■に対して、振幅値が２．３３ｘｌＯ−’Ｉで
、かつ、２倍周波の振動波形が重畳された形となる。 ｃｏｓ （２θ−３７８” ）は＋１．０〜−１．０ま
で変化し得るので、 Ｆｎ−０，９９９９９９８１〜１．０ＯＯＯ００２１・
・・・（７）となり、定格周波数５０１１ｚの時の振幅
値演算に比べて、−０，００００２％〜＋０．００００
２％の誤差となり、非常に小さい値となる。ここで得ら
れた振幅値演算出力Ｐｎを比較演算手段（図示せず）に
よって所定値（整数値ともいう）と比較して、電力系統
の事故を検出する。 なお、前述の説明では、加算器１３の出力を定数除算器
１４と平方根器１５で加工するとしたが、前記比較演算
手段で比較する所定値（整数値）を２乗した値に設定し
ておけば前記平方根器１５を不要とすることができ、前
記所定値を２乗し３２倍した値に設定しておけば、前記
定数除算器１４及び前記平方根器１５を不要とすること
ができる。 また、前述した実施例で示した演算処理手段の出力Ｐｎ
（あるいはＦ”ｎ）の演算式を公知の演算法則で変形
したとしても、前記出力Ｐｎは何ら制約を受けない。 ここで、周波数を変化させた場合の振幅値演算結果Ｆｎ
の変化状況を第２図で説明する。 変化後の周波数ｆと定格周波数ｆ０の比をｍ＝ｆ／ｆ０
で表わすと、第（２）式と第（５）式から第（８）式が
得られる。 Ｆｎ−１（１−ｃｏｓｈ（Ｔ） ・ｃｏｇ２（θ−２７
）） ｌ／！＝ Ｉ （１−ｃｏｓ”（９０’ ｍ）
−ｃｏｇ２（θ−２Ｘ９０ ” ｍＴ）） ””こ
の（８）式のｍを変化させて図示すると、第２図の斜線
部分が得られ、ｍ−１（ｆ”ｆｏ）の近傍では、大きさ
の変化がほとんど無くなり、振幅値演算結果の誤差が極
小となることがわかる。 同様に従来の第（１）式を、このｍを使って表わすと、
第（９）式が得られ、第２図に点線で示したが、明らか
に、この発明によ°る演算処理の方が誤差が小さくなっ
ている。 Ｆｎ＝ Ｉ （１−ｃｏｓ”（９０＠＋ｍ）
・ ｃｏｇ（２θ −２ｘ９０”＋）） ””・ ・
・ ・ ・（９） また、第３図は前記振幅値演算を実施する電気量検出器
３７のハードウェア構成図である。図において、２４は
電圧変成器、２５は電流変成器、２６．２７は入力変換
器で、電力系統の電圧及び電流を処理容易な値に変換す
るものであり、２８゜２９はフィルタで、周知の如く、
電圧及び電流に含まれる高調波のうち、サンプリング周
波数の１７２以上の周波数を除去するものである。３０
．３１はサンプルホールドで、サンプリング値を次のサ
ンプリング周期まで保持するものである。３２はマルチ
プレクサでサンプルホールド３０．３１の出力を順次切
り替えて、アナログ・ディジタル変換器３３に伝達する
ものである。３４はマイクロプロセッサで、メモリ３５
にあらかじめ収納されている演算処理手段を実施し、そ
の出力を、出力回路３６に出力させるものである。３７
は電気量検出器である。 なお、上記実施例では、交流電流の振幅値を求めるとし
て説明したが、交流電流は電力系統の相電流、線間電流
又は、前記相電流、線間電流から得られる対称部分、す
なわち、正相電流、逆相電流又は零相電流であっても同
様である。 さらに同様に、交流電圧であっても、全く同様に適用し
て同様の効果を奏する。
図はこの発明の電気量検出器の演算処理手段及び逆三角
関数演算手段を示すブロック接続図である。図において
、１０は所定時刻ｔの交流電流のサンプリング値を１（
０）、前記当該時刻より周期Ｔ、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５
Ｔ、６Ｔ前のサンプリング値をそれぞれｉ （Ｔ）、１
（２Ｔ）、１（３Ｔ）、１（４Ｔ）。 ｉ （５Ｔ） 、 ｉ （６Ｔ）とする７個のサンプリ
ング値、１１は前記サンプリング値ｌＯをそれぞれ２乗
する第１から第７までの２乗器１１ａを並列に配した２
乗装置、１２は前記第２から第６までの２乗器の出力に
定数を乗算する第１から第５までの定数乗算器１２ａを
並列に配した定数乗算装置、１３は第１及び第７の２乗
器の出力と定数乗算装置１２の各出力を加算する加算器
、１４は前記加算器１３の出力を定数で除算する定数除
算器、１５は前記定数除算器１４の出力の平方根をとる
平方根器である。 次に動作について説明する。 ７個のサンプリング値１０を２乗装２１１に入力すると
、それぞれ出力はｌす（０）、 ｉ ”（Ｔ）、
ｉ ”（２Ｔ）、・・・、 ｉ ”（６Ｔ）となり、
第２及び第６の２乗器の出力に定数６を乗算した６ｉｆ
ｆｉ（↑）、６ ｉ ”（５Ｔ）と、第３及び第５の２
乗器の出力に定数１５を乗算した１ ５ ｉ ”（２Ｔ
）、 １５ ｉ ”（４Ｔ）と、第４の２乗器の出力に
定数２０を乗算した２ ０ ｌ ”（３Ｔ）と、第１及
び第７のサンプリング値の２乗値ｉ”（０）１ｉ”（６
Ｔ）との総和を加算器１３により （ｉ”（０）＋６
ｉ”（Ｔ）＋１５ ｉ”（２Ｔ） ＋２０ ｉ”（３Ｔ
） ＋１５ｉ”（４丁）＋ ６ ｉ ”（５Ｔ） ＋
ｉ ”（６Ｔ） ）を得る。ここで、交流電流の振幅値
をＦｎとすると、定数３２で除算する定数除算器１４に
より Ｆｎ” ＝ （ｉ”（０） ＋６ｉ”（↑）
＋ １５ｉ”（２Ｔ） ＋２０ｉ”（３Ｔ）＋ １５
ｉ” （４Ｔ） ＋６ｉ” （５Ｔ） ＋ ｉ” （６
Ｔ） ）を得る。さらに （（ｉ”（０）＋２ｉ”（Ｔ）＋ｉ”（２Ｔ）） ＋
４ （ｉ”（Ｔ）＋２ｉ”（２丁）＋ｉ”（３Ｔ））
＋６ （ｉ”（２Ｔ）＋２ｉ”（３７）＋ｉ”（４Ｔ
））＋４ （ｉ”（３Ｔ）＋２ｋ”（４７）＋ｉ”（５
Ｔ）） ＋（ｉ”（４Ｔ） ＋２ｉ”（３Ｔ）＋ｉ
”（４↑））〕 ここで、１（ｎＴ） ＝ Ｉ ・５ｉｎ（θ−ｎＴ）（
ｎ ＝０．１，２゜・・・）で、三角関数の公式より展
開して＝ 〔 １” （（１−ｃｏｓ”（Ｔ）ｃｏｓ（２θ−２Ｔ））
＋４ （１−ｃｏｓ”（Ｔ）ｃｏｓ（２０−４Ｔ））
＋６ （１−ｃｏｓ”（↑）ｃｏｓ （２θ−６７）
） ＋４ （１ｃｏｓ”（Ｔ）ｃｏｓ（２θ−８Ｔ）
）＋ （１−ｃｏｓ”（Ｔ）ｃｏｓ（２θ−１０Ｔ）
） ）＝Ｉ”（１ ｃｏｓ”（Ｔ） （ｃｏｓ （２θ−２Ｔ） ＋ Ａｃｏｓ （２θ−４
７）＋ ５ｃｏｓ （２θ−６７） ＋ ４ｃｏｓ （
２θ−ＢＴ） ＋ ｃｏｓ （２θ−１０Ｔ）））＝
１’ （１−−ｃｏｓ”（Ｔ） （２ｃｏｓ（４Ｔ）ｃ
ｏｓ（２θ−６Ｔ）＋ ａｃｏｓ （２Ｔ） ｃｏｓ
（２θ−６Ｔ） ＋ ６ｃｏｓ （２θ−６７）））＝
１” （１−ｃｏｓ’（Ｔ）ｃｏｇ２（θ−２丁）〕よ
って、平方根器１５により Ｆｎ＝Ｉ（１−ｃｏｓ”（Ｔ） ・ｃｏｇ２（θ−２Ｔ
）） ”” ・（５）を得る。 今、周波数ｆ ＝５２．５Ｈｚ（５０Ｈｚの５％増）と
なった場合を考えると、Ｔ＝９５．５°となり、これを
第（５）式に代入すれば、 Ｐｎ＝Ｉ （１−ｃｏｓ’（９４，５°） ・ｃｏｇ２
（θ−２Ｘ９４．５”））””＝Ｉ （１−２，３３Ｘ
１０−’ｃｏｓ（２θ−３７８°）） ”” ・（６）
となり、■に対して、振幅値が２．３３ｘｌＯ−’Ｉで
、かつ、２倍周波の振動波形が重畳された形となる。 ｃｏｓ （２θ−３７８” ）は＋１．０〜−１．０ま
で変化し得るので、 Ｆｎ−０，９９９９９９８１〜１．０ＯＯＯ００２１・
・・・（７）となり、定格周波数５０１１ｚの時の振幅
値演算に比べて、−０，００００２％〜＋０．００００
２％の誤差となり、非常に小さい値となる。ここで得ら
れた振幅値演算出力Ｐｎを比較演算手段（図示せず）に
よって所定値（整数値ともいう）と比較して、電力系統
の事故を検出する。 なお、前述の説明では、加算器１３の出力を定数除算器
１４と平方根器１５で加工するとしたが、前記比較演算
手段で比較する所定値（整数値）を２乗した値に設定し
ておけば前記平方根器１５を不要とすることができ、前
記所定値を２乗し３２倍した値に設定しておけば、前記
定数除算器１４及び前記平方根器１５を不要とすること
ができる。 また、前述した実施例で示した演算処理手段の出力Ｐｎ
（あるいはＦ”ｎ）の演算式を公知の演算法則で変形
したとしても、前記出力Ｐｎは何ら制約を受けない。 ここで、周波数を変化させた場合の振幅値演算結果Ｆｎ
の変化状況を第２図で説明する。 変化後の周波数ｆと定格周波数ｆ０の比をｍ＝ｆ／ｆ０
で表わすと、第（２）式と第（５）式から第（８）式が
得られる。 Ｆｎ−１（１−ｃｏｓｈ（Ｔ） ・ｃｏｇ２（θ−２７
）） ｌ／！＝ Ｉ （１−ｃｏｓ”（９０’ ｍ）
−ｃｏｇ２（θ−２Ｘ９０ ” ｍＴ）） ””こ
の（８）式のｍを変化させて図示すると、第２図の斜線
部分が得られ、ｍ−１（ｆ”ｆｏ）の近傍では、大きさ
の変化がほとんど無くなり、振幅値演算結果の誤差が極
小となることがわかる。 同様に従来の第（１）式を、このｍを使って表わすと、
第（９）式が得られ、第２図に点線で示したが、明らか
に、この発明によ°る演算処理の方が誤差が小さくなっ
ている。 Ｆｎ＝ Ｉ （１−ｃｏｓ”（９０＠＋ｍ）
・ ｃｏｇ（２θ −２ｘ９０”＋）） ””・ ・
・ ・ ・（９） また、第３図は前記振幅値演算を実施する電気量検出器
３７のハードウェア構成図である。図において、２４は
電圧変成器、２５は電流変成器、２６．２７は入力変換
器で、電力系統の電圧及び電流を処理容易な値に変換す
るものであり、２８゜２９はフィルタで、周知の如く、
電圧及び電流に含まれる高調波のうち、サンプリング周
波数の１７２以上の周波数を除去するものである。３０
．３１はサンプルホールドで、サンプリング値を次のサ
ンプリング周期まで保持するものである。３２はマルチ
プレクサでサンプルホールド３０．３１の出力を順次切
り替えて、アナログ・ディジタル変換器３３に伝達する
ものである。３４はマイクロプロセッサで、メモリ３５
にあらかじめ収納されている演算処理手段を実施し、そ
の出力を、出力回路３６に出力させるものである。３７
は電気量検出器である。 なお、上記実施例では、交流電流の振幅値を求めるとし
て説明したが、交流電流は電力系統の相電流、線間電流
又は、前記相電流、線間電流から得られる対称部分、す
なわち、正相電流、逆相電流又は零相電流であっても同
様である。 さらに同様に、交流電圧であっても、全く同様に適用し
て同様の効果を奏する。
以上のように、この発明によれば、交流電気量の振幅値
の演算処理のため、７個のサンプリング値を人力として
実現しているので、９０’ ｘ ７ ＝６３０’相当時
間で結果を得ることが出来るため、従来に比べても２倍
程度の時間及び処理に必要なメモリ量で実現でき、交流
電気量の周波数が±５％程度変化しても、精度の高い演
算処理が可能となる効果がある。
の演算処理のため、７個のサンプリング値を人力として
実現しているので、９０’ ｘ ７ ＝６３０’相当時
間で結果を得ることが出来るため、従来に比べても２倍
程度の時間及び処理に必要なメモリ量で実現でき、交流
電気量の周波数が±５％程度変化しても、精度の高い演
算処理が可能となる効果がある。
第１図はこの発明の＝実施例による電気量検出器の演算
処理手段を示すブロック図、第２図はこの発明及び従来
処理技術の演算処理手段により得られる振幅値出力の周
波数特性を示す図、第３図はこの発明の演算処理手段を
実現する電気量検出器のハードウェア構成を示すブロッ
ク図、第４図は従来の振幅値の演算処理手段を示すブロ
ック図である。 図において、 は２乗装置、１ １４は除算器、 なお、図中、 を示す。 特許比 １０は７個のサンプリング値、１１ ２は定数乗算装置、１３は加算器、 １５は平方根器である。 同一符号は同一、または相当部分 願人 三菱電機株式会社 （外２名） 第３図 手続補正書（自発） ａ １１．骨、２３８
処理手段を示すブロック図、第２図はこの発明及び従来
処理技術の演算処理手段により得られる振幅値出力の周
波数特性を示す図、第３図はこの発明の演算処理手段を
実現する電気量検出器のハードウェア構成を示すブロッ
ク図、第４図は従来の振幅値の演算処理手段を示すブロ
ック図である。 図において、 は２乗装置、１ １４は除算器、 なお、図中、 を示す。 特許比 １０は７個のサンプリング値、１１ ２は定数乗算装置、１３は加算器、 １５は平方根器である。 同一符号は同一、または相当部分 願人 三菱電機株式会社 （外２名） 第３図 手続補正書（自発） ａ １１．骨、２３８
Claims (1)
- 電力系統の交流電気量を、前記交流電気量の定格周波数
における周期の１／４毎の周期Ｔでサンプリングするサ
ンプリング手段と、前記サンプリングされたアナログ値
をディジタル値に変換するアナログ／ディジタル変換手
段と、ディジタル変換されたサンプリング値に基づき演
算処理して電力系統の交流電気量の振幅値を検出する演
算処理手段とを有する電気量検出器において、前記演算
処理手段は前記サンプリング手段によりサンプリングさ
れた第１から第７までの７個のサンプリング値を入力し
、各サンプリング値を２乗して出力する第１から第７ま
での２乗器を並列に配した２乗装置と、第２の２乗器か
ら第６の２乗器の出力を各々定数倍する第１から第５ま
での定数乗算器を並列に配した定数乗算装置と、第１の
２乗器の出力と第７の２乗器の出力及び定数乗算装置に
より並列に処理された出力とを加算する加算器と、前記
加算器の出力を定数で除算する定数除算器と、前記定数
除算器の出力の平方根をとり、前記交流電気量の振幅値
を出力する平方根器とから構成されていることを特徴と
する電気量検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP286089A JPH0726976B2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 電気量検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP286089A JPH0726976B2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 電気量検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02184768A true JPH02184768A (ja) | 1990-07-19 |
| JPH0726976B2 JPH0726976B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=11541132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP286089A Expired - Fee Related JPH0726976B2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 電気量検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0726976B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008292227A (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Takaoka Electric Mfg Co Ltd | 振幅値演算方式 |
| JP2012093137A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | 交流電気量測定装置および交流電気量測定方法 |
-
1989
- 1989-01-11 JP JP286089A patent/JPH0726976B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008292227A (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Takaoka Electric Mfg Co Ltd | 振幅値演算方式 |
| JP2012093137A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | 交流電気量測定装置および交流電気量測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0726976B2 (ja) | 1995-03-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3338159B2 (ja) | 振幅・位相検出装置 | |
| CA1239664A (en) | Measuring circuit and method for power distribution equipment | |
| JPH01173877A (ja) | デジタル保護継電器 | |
| CN102495250A (zh) | 一种基于Hilbert算法的准同步宽频无功电能表及其采样方法 | |
| KR920005055B1 (ko) | 전기량 검출기 | |
| JPH02184768A (ja) | 電気量検出器 | |
| JPH04230868A (ja) | 交流データ検出装置 | |
| CN105182072A (zh) | 一种基于虚拟滤波因子的谐波检测方法与系统 | |
| Petrovic et al. | Measuring active power of synchronously sampled AC signals in presence of interharmonics and subharmonics | |
| EP0367563B1 (en) | Detector of quantity of electricity | |
| JP3182777B2 (ja) | 電力量測定方法 | |
| JP2625736B2 (ja) | 電力系統の監視・制御・保護装置 | |
| JPH0767226B2 (ja) | デジタル保護継電器 | |
| JPH02188119A (ja) | ディジタル保護継電器 | |
| JPH02213770A (ja) | 三相電圧電流実効値および三相有効無効電力の演算方法 | |
| Diaz et al. | Fpga implementation of a sequence separation algorithm based on a generalized delayed signal cancelation method | |
| JPS62178118A (ja) | デジタル保護継電器 | |
| JPH04168907A (ja) | 過励磁検出継電装置 | |
| JPH0668512B2 (ja) | 振幅値演算装置 | |
| SU1441423A1 (ru) | Устройство дл моделировани тока ротора синхронного генератора | |
| JP2665759B2 (ja) | デジタル保護継電器 | |
| JPS61116669A (ja) | 電力系統の周波数関数値導出方法 | |
| JPH08126190A (ja) | 電力系統のディジタル保護方法 | |
| JPH0572237A (ja) | 交流電気量検出装置 | |
| JP2685641B2 (ja) | 保護継電器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |