JPH0419780B2 - - Google Patents

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JPH0419780B2
JPH0419780B2 JP58186977A JP18697783A JPH0419780B2 JP H0419780 B2 JPH0419780 B2 JP H0419780B2 JP 58186977 A JP58186977 A JP 58186977A JP 18697783 A JP18697783 A JP 18697783A JP H0419780 B2 JPH0419780 B2 JP H0419780B2
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JP
Japan
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constant
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relay
current
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JP58186977A
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JPS6082022A (ja
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Nobuyuki Watanabe
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、電力系統の保護を行なうデイジタル
保護継電器、特に故障点までのインピーダンスに
より応動するデイジタル距離継電器に関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 従来の距離継電器には種々の特性のものがある
が、次の(1)式を動作原理式として第1図に示すよ
うな直線特性を有するリアクタンスリレーを例に
して従来技術を説明する。
ZS・|I〓|2−|V〓|・|I〓Lθ|・cos>K〓0……
(1) ここでZSは整定値、θは最大感度角、は電圧
ベクトルV〓とθだけ位相をシフトした電流ベクト
ルI〓の位相差である。またK0は(1)式の左辺である
動作項に含まれる誤差の影響を軽減するための抑
制項であり、下記(2)式で表わされる。
K0=ZS・K01 ……(2) ここでK01は定数である。
(1)式および(2)式を最大感度角上で変形すると次
の(3)式が得られる。
1−Z/ZS>K01/|I|2 ……(3) そしてこの(3)式の電流−インピーダンス特性は
理論的には第2図aのようになる。
これにより、K0=0の場合は入力に含まれる
誤差の影響により、従来より第2図bのようにな
ることが経験的に知られていた電流−インピーダ
ンス特性は、第2図cのようになり、不完全動作
によるオーバーリーチを抑制して良好な特性とす
ることが出来る。
しかし、K0=ZS・K01の場合、第2図cの電流
−インピーダンス特性で、整定値が小さいときに
はアンダーリーチは小さいが、小電流域で不安定
となり、整定値が大きいときには小電流域で安定
動作であるが、アンダーリーチが大きくなる。そ
して整定範囲が広いと、極端な場合は許容限度を
超えてしまうという欠点がある。
[発明の目的] 本発明は、上記の欠点を解決するためになされ
たもので、その目的は、整定範囲が広い場合でも
最大整定から最小整定まで良好な特性の得られる
デイジタル距離継電器を提供するにある。
[発明の概要] 本発明は上記目的を達成するために、リレーの
動作判定式中の抑制項を整定値ZSと定数K01
K02よりZS・K01+K02あるいはZ2 S・K01+K02とす
ることによつて、動作項に含まれる誤差の影響を
効果的に軽減して良好な継電器特性を有するデイ
ジタル距離継電器に関するものである。
[発明の実施例] 本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第3図は本発明によるデイジタル距離継電器の
一実施例のブロツク構成図、第4図は第3図の演
算回路の機能ブロツク図、第5図及び第6図はそ
れぞれ本発明のデイジタル距離継電器における入
力と絶対誤差及び入力と相対誤差の関係を示す
図、第7図は第3図の作用を説明するための図、
第8図はフローチヤートである。
第3図において30は入力変換器であり、電力
系統から導入された電圧V〓及び電流I〓を適当な大
きさの電圧情報に変換する。31はフイルタで、
入力変換器30の出力を導入して高調波成分を除
去する。32はサンプル/ホールド回路で、フイ
ルタ31の出力を所定の時間間隔でサンプリング
して値を保持する。33はアナログ/デイジタル
変換回路で、サンプル/ホールド回路32の出力
をデイジタルデータに変換する。34はダイレク
ト・メモリ・アクセス回路で、アナログ/デイジ
タル変換回路の出力をメモリ回路36の所定の番
地に書き込む。35は整定回路で、使用者が整定
値を整定するための回路である。整定回路35の
出力はダイレクト・メモリ・アクセス回路34に
よりメモリ回路36の所定の番地に書き込まれ
る。37はリレー演算回路で、リード・オンリ・
メモリ38に書かれたプログラムに従つてメモリ
回路36に書き込まれた系統の電圧、電流データ
と整定値を用いてリレーの演算を実行する。39
は出力回路で、リレー演算回路の演算結果に基き
しや断器引外し指令を出力する。
第4図は前述のリレー演算回路37で行なわれ
る機能ブロツク図である。同図において、41は
メモリ回路36の記憶内容を基に電流の大きさ|
I〓|の2乗と整定値ZSとの積である動作量ZS・|I〓
2を算出する第1演算手段、42は同じく電流
の位相をシフトし、この位相をシフトされた電流
I〓Lθと電圧V〓との内積である抑制量|V〓|・|I〓L
θ|・cosを算出する第2の演算手段、43は
整定値ZSと定数K01の積と定数K02の和である抑
制項ZS・K01+K02を算出する第3の演算手段、
44は第1演算手段41の出力である動作量と第
2演算手段42の出力である抑制量の差が第3演
算手段43の出力である抑制項より大きい(ZS
|I〓|−|V〓|・|I〓Lθ|・cos>ZS・K01+K02

か否かを判定する判定手段、45は判定手段44
の条件が一定時間以上成立しているかを検出する
オンデイレイタイマであり、その出力を前記の出
力回路39へ送出する。
次に、前記の如き構成の本発明のリアクタンス
リレーの作用について説明する。
すなわち第3図のブロツク構成図において、メ
モリ回路に書き込まれた系統の電圧・電流データ
には前段の諸回路で発生した誤差が含まれてい
る。つまり誤差要因としては、ゲインドリフト誤
差、リニアリテイ誤差のようにアナログ回路で入
出力間の比が一定でないことにより発生する誤
差、オフセツト誤差のようにアナログ回路で発生
する直流分誤差、量子化誤差のようにアナログ/
デイジタル変換時に発生する丸め誤差がある。ゲ
インドリフト誤差およびリニアリテイ誤差はその
大きさが入力の大きさに比例して発生する比例分
誤差であり、オフセツト誤差および量子化誤差は
その大きさが入力の大きさとは無関係に発生する
固定分誤差である。これらの誤差の影響を考える
と、入力に含まれる誤差の大きさそのもの、すな
わち絶対誤差は比例分誤差の影響により、第5図
に示すように入力の大きさとともに大きくなる
が、入力に含まれる誤差の割合、すなわち相対誤
差は固定分誤差の影響により、第6図に示すよう
に入力が小さい程大きくなる。第2図bの電流−
インピーダンス特性に現われている傾向、すなわ
ち小電流域で不完全動作域が広がる傾向は、固定
分誤差の影響によるものである。
さらに整定値と誤差の関係を検討する。ここで
検討するのは電流−インピーダンス特性であるか
ら、これが整定値を変えるとどうなるかというこ
とである。そこで電流を一定にすると、電流に含
まれる誤差は整定値の大きさに無関係であり、動
作限界電圧は整定値に比例するので電圧に含まれ
る誤差は整定値の大きさに比例していると言うこ
とができる。そうすると、総合誤差は整定値に対
しても比例分誤差と固定分誤差が存在すると考え
た方がよい。誤差による影響を軽減するために
は、誤差とほぼ同じ大きさの抑制項により誤差を
相殺する必要がある。また、この誤差が整定値に
対して比例分と固定分を持つているなら、抑制項
も誤差と同じ構成となるように比例分を持つてい
る必要がある。
前述の第3演算手段43で得られる抑制項は第
7図に示すように整定値に対して比例分と固定分
を持つており、誤差の構成と同じであるので、誤
差の影響を効果的に軽減できる。
このような機能は第8図に示すフローチヤート
を実行することで得られる。なお、第8図の演算
は一定時間間隔毎に行なわれる。まず、ステツプ
81ではサンプリングデータを基に電流の大きさ|
I〓|の2乗と整定値ZSの積である動作量ZS・|I〓|
を計算する。ステツプ82では同じく電流の位相
をシフトし、この位相をシフトされた電流I〓Lθと
電圧V〓との内積である抑制項|V〓|・|I〓Lθ|・
cosを計算する。電流I〓および電圧V〓のサンプリ
ングデータをそれぞれin,in-1,in-2,…とvn
vn-1,vn-2,…とし、inとvnは同時刻、inとin-3
vnとvn-3は電気角で90°位相の離れた時刻のデー
タとすると、動作量はZS・(i2 n+i2 n-3)で計算さ
れ、また例えば位相シフトθを90°とすると、抑
制項は(in・vn-3−in-3・vn)で計算される。ス
テツプ83では整定値ZSと定数K01,K02より抑制
項ZS・K01+K02を計算する。ステツプ84ではス
テツプ81、82、83で計算された値を用いて動作量
と抑制量の差が抑制項より大きいか否かの判定を
行なう。すなわちZS・|I〓|2−|V〓|・|I〓Lθ
|・cos>ZS・K01+K02の条件が成立するか否
かの判定を行なう。そして、この条件が成立すれ
ば、ステツプ85で回数をカウントし、N回以上に
なれば、ステツプ86で動作出力を出力回路39に
送出する。ステツプ84で条件が成立しないとき、
またはステツプ85でカウントがN回に達しないと
きはステツプ87で動作出力を出力回路39に送出
するのを止める。
以上述べたようにすれば、リアクタンスリレー
の動作量と抑制量に含まれる誤差の影響を効果的
に軽減して良好なリレー特性とすることが出来
る。
さらに、本発明はリアクタンスリレーのみに限
定されるのではなく、R−X座標において動作限
界が直線で表現されるリレーについても前記リア
クタンスリレーと同様に動作判定式中の抑制項を
選定することにより動作項に含まれる誤差の影響
を効果的に軽減して良好な継電器特性を有するデ
イジタル距離継電器を提供することができる。
以上の説明は、直線特性をもつ例えばリアクタ
ンスリレーについて行なつたが、次の(4)式を動作
原理式として第9図に示すような円特性を実現し
ているモーリレーについても同様である。
ZS・|I〓Lθ|・|V〓|・cos−|V〓|2>K0 ……(4) ここでZSは整定値、θは最大感度角、は電圧
ベクトルV〓とθだけ位相をシフトした電流ベクト
ルI〓の位相差、K0は左辺である動作項に含まれる
誤差の影響を軽減するための抑制項である。
第10図は前述のリレー演算回路37で行なわ
れる機能を説明するための機能ブロツク図であ
る。同図において101は前記のメモリ回路36
の記憶内容を基に電流の位相をシフトし、この位
相をシフトされた電流I〓Lθと電圧V〓との内積|I〓L
θ|・|V〓|・cosを算出し、その内積と整定値
ZSとの積である動作量ZS・|I〓Lθ|・|V〓|・
cosを算出する第4の演算手段、102は同じ
く電圧の大きさ|V〓|の2乗である抑制量|V〓|
を算出する第5演算手段、103は整定値ZS
2乗と定数K01の積と定数K02の和である抑制項
Z2 S・K01+K02を算出する第6演算手段、104
は第4演算手段101の出力である動作量と第5
演算手段102の出力である抑制量の差が第6演
算手段103の出力である抑制項より大きい
(ZS・|I〓Lθ|・|V〓|・cos−|V〓|2>Z2 S・K
01
+K02)か否かを判定する判定手段、105は判
定手段104の条件が一定時間以上成立している
か否かを検出するオンデイレイタイマであり、そ
の出力を前述の出力回路39へ送出する。
次に、前記の如き構成の本発明のモーリレーの
作用について第11図のフローチヤートに従つて
説明する。なお第11図の演算は一定時間間隔毎
に行なわれる。まずステツプ111ではサンプリン
グデータを基に電流の位相をシフトし、この位相
をシフトされた電流I〓Lθと電圧V〓の内積|I〓Lθ
|・|V`|・cosを計算し、この内積と整定値
ZSの積である動作量ZS・|I〓Lθ|・|V〓|・cos
を計算する。ステツプ112では同じく電圧の大き
さ|V〓|の2乗である抑制量|V〓|2を計算する。
例えば位相シフトθを60°とし、電流I〓と電圧V〓の
サンプリングデータをそれぞれin,in-1,in-2
…とvn,vn-1,vn-2,…とし、vnとin-1は電気角
で30°、in-1とin-4、vnとvn-3は電気角で90°位相の
離れた時刻のデータとすると、動作量はZS
(in-1・vn-3−in-4・vn)で計算され、抑制量は
(v2 n−v2 n-3)で計算される。ステツプ113では整定
値ZSと定数K01,K02より抑制項Z2 S・K01+K02
計算する。ステツプ114ではステツプ111、112、
113で計算された値を用いて動作量と抑制量と差
が抑制項より大きいか否かの判定を行なう。条件
が成立すれば、ステツプ115で回数をカウントし、
N回以上になればステツプ116で動作出力を出力
回路39に送出する。ステツプ114で条件が成立
しないとき、またはステツプ115でカウントがN
回に達しないときはステツプ117で動作出力を出
力回路39に送出するのを止める。
この場合も第4演算手段101と第5演算手段
102で算出される動作量と抑制量は比例分誤差
と固定分誤差の影響を受けている。また、前述の
ように電流を固定して考えると電圧データに含ま
れる誤差は整定値に比例していると言える。そし
て前記(4)式を見ればわかるように、左辺は整定値
と電圧の積および電圧の2乗であるので、比例分
誤差は整定値の2乗に対する比例分誤差である。
第6演算手段103で得られる抑制項も整定値の
2乗に対する比例分と固定分を持つているので、
動作項に含まれる比例分誤差および固定分誤差の
影響を軽減して良好なリレー特性のモーリレーを
得ることが出来る。
なお、実施例の説明として(1)式および(4)式の動
作原理式を用いたリアクタンスリレーおよびモー
リレーを例にあげたが、本発明は他の動作原理式
を用いたデイジタル距離継電器にも同様な手法に
より適用することができることは勿論である。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明では整定値ZSと定数
K01,K02よりZS・K01+K02あるいはZ2 S・K01
K02を抑制項としたので、動作項に含まれる誤差
の影響を効果的に軽減し、整定範囲が広い場合で
も最大整定から最小整定まで良好な特性の得られ
るデイジタル距離継電器を提供することが出来
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はリアクタンスリレーの特性図、第2図
はリアクタンスリレーの電流−インピーダンス特
性図、第3図は本発明の一実施例のブロツク構成
図、第4図は第3図の演算回路の機能ブロツク
図、第5図及び第6図はそれぞれ本発明のデイジ
タル距離継電器の入力と絶対誤差及び入力と相対
誤差の関係を示す図、第7図は第3図の作用を説
明するための図、第8図は第3図のフローチヤー
ト、第9図はモーリレーの特性図、第10図は本
発明の他の実施例の機能ブロツク図、第11図は
第10図のフローチヤートである。 30……入力変換器、31……フイルタ、32
……サンプル/ホールド回路、33……アナロ
グ/デイジタル変換回路、34……ダイレクト・
メモリ・アクセス回路、35……整定回路、36
……メモリ回路、37……リレー演算回路、38
……リード・オンリ・メモリ、39……出力回
路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電力系統から得られた電圧・電流信号をサン
    プリングしてデイジタルデータに変換する変換手
    段と、前記電圧・電流信号を用い動作量、抑制量
    および抑制項からなる動作判定式に従い測距演算
    をするとともに前記動作判定式中の抑制項を整定
    値の関数と定数の和として算出する演算手段と、
    前記演算手段の結果により動作、不動作を判定す
    る判定手段とから構成されたことを特徴とするデ
    イジタル距離継電器。 2 抑制項が、整定数×第1定数+第2定数又は
    (整定数)2×第1定数+第2定数で表わされる特
    許請求の範囲第1項記載のデイジタル距離継電
    器。
JP18697783A 1983-10-07 1983-10-07 デイジタル距離継電器 Granted JPS6082022A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18697783A JPS6082022A (ja) 1983-10-07 1983-10-07 デイジタル距離継電器

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JPS6082022A JPS6082022A (ja) 1985-05-10
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS55125026A (en) * 1979-03-19 1980-09-26 Hitachi Ltd Digital distance relay

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