JPH0452050B2 - - Google Patents
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- JPH0452050B2 JPH0452050B2 JP4191383A JP4191383A JPH0452050B2 JP H0452050 B2 JPH0452050 B2 JP H0452050B2 JP 4191383 A JP4191383 A JP 4191383A JP 4191383 A JP4191383 A JP 4191383A JP H0452050 B2 JPH0452050 B2 JP H0452050B2
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- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 32
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 15
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 12
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はデイジタル形同期検出継電器に関す
る。
る。
デイジタル量によつて電力系統の保護演算を行
なうデイジタル形保護継電器において、その１つ
の保護機能として２系統間の同期状態を両系統電
圧の比較によつて監視し、同期はずれを検出した
ときに適当な系統位置のしや断器引はずし処置を
する同期検出処理がある。この同期検出機能を持
つ継電器は、第１図に特性図を示すように一方の
電圧V1に対して他方の電圧V2の位相差がθが判
定角±θ0の範囲内にあるか否かによつて同期検出
をする。この同期検出には、両系統電圧V1，V2
の位相差θと判定角θ0で決まる整定値Ｋ（＝
cosθ0）から cosθ≧Ｋ ……(1) なる判定をし、実際的には下記(2)式で表わすよう
に電圧V1とV2のベクトル内積の演算と整定値
KV1，V2との大小比較によるものであつた。
なうデイジタル形保護継電器において、その１つ
の保護機能として２系統間の同期状態を両系統電
圧の比較によつて監視し、同期はずれを検出した
ときに適当な系統位置のしや断器引はずし処置を
する同期検出処理がある。この同期検出機能を持
つ継電器は、第１図に特性図を示すように一方の
電圧V1に対して他方の電圧V2の位相差がθが判
定角±θ0の範囲内にあるか否かによつて同期検出
をする。この同期検出には、両系統電圧V1，V2
の位相差θと判定角θ0で決まる整定値Ｋ（＝
cosθ0）から cosθ≧Ｋ ……(1) なる判定をし、実際的には下記(2)式で表わすよう
に電圧V1とV2のベクトル内積の演算と整定値
KV1，V2との大小比較によるものであつた。
V1V2cosθ≦KV1V2 ……(2)
ところで、デイジタル形保護継電器における系
統電圧、電流データの取込みには、第２図に示す
ように系統から変成器等で検出したアナログ信号
（図示では電圧V1，V2）をサンプルホールド回路
１1，１2で一定周期のサンプリングをし、このサ
ンプル値をマルチプレクサ２によつて順次アナロ
グ−デイジタル（Ａ／Ｄ）変換器３に取込み、変
換器３で変換したデイジタル信号を使つてマイク
ロコンピユータなどのデイジタル式保護演算装置
４による保護演算をする。同期検出継電器では保
護演算結果として同期有無の出力を得る。このデ
イジタル形保護継電器ではサンプリングに伴う量
子化誤差が存在し、この誤差分及びＡ／Ｄ変換器
３の変換誤差分が保護演算の誤差として現われ
る。そして、同期検出継電器では判定角θ0が一般
に0°〜30°に設定され、演算値cosθ及び整定値Ｋ
（cosθ0）が比較的小さいため上述の量子化誤差、
変換誤差分との比が小さくなつて判定精度が悪く
なる問題があつた。例えば、θ0＝10°とθ0＝15°に
おいては前述の(2)式の左辺V1V2cosθには約２％
の変化しかないし、整定刻みを1°間隔とするのは
判定不能にもなる。
統電圧、電流データの取込みには、第２図に示す
ように系統から変成器等で検出したアナログ信号
（図示では電圧V1，V2）をサンプルホールド回路
１1，１2で一定周期のサンプリングをし、このサ
ンプル値をマルチプレクサ２によつて順次アナロ
グ−デイジタル（Ａ／Ｄ）変換器３に取込み、変
換器３で変換したデイジタル信号を使つてマイク
ロコンピユータなどのデイジタル式保護演算装置
４による保護演算をする。同期検出継電器では保
護演算結果として同期有無の出力を得る。このデ
イジタル形保護継電器ではサンプリングに伴う量
子化誤差が存在し、この誤差分及びＡ／Ｄ変換器
３の変換誤差分が保護演算の誤差として現われ
る。そして、同期検出継電器では判定角θ0が一般
に0°〜30°に設定され、演算値cosθ及び整定値Ｋ
（cosθ0）が比較的小さいため上述の量子化誤差、
変換誤差分との比が小さくなつて判定精度が悪く
なる問題があつた。例えば、θ0＝10°とθ0＝15°に
おいては前述の(2)式の左辺V1V2cosθには約２％
の変化しかないし、整定刻みを1°間隔とするのは
判定不能にもなる。
本発明の目的は、２つの電圧検出信号の位相差
θが小さくとも精度良く同期検出できる同期検出
継電器を提供するにある。
θが小さくとも精度良く同期検出できる同期検出
継電器を提供するにある。
第３図は本発明における保護演算装置の一実施
例を示すブロツク図である。電圧検出信号V1，
V2はベクトル内積演算部５の演算入力にされて
ベクトル内積V1V2cosθが演算される。一方、信
号V2は移相部６にも入力されて電気角で90°移相
される。この移相部６の移相信号V2e-j90°と信号
V1はベクトル内積演算部７の演算入力にされて
ベクトル内積演算がなされ、これはV1V2sinθの
演算がなされる。演算部５及び７の演算結果は
夫々絶対値演算部８及び９によつて絶対値化｜
V1V2cosθ｜，｜V1V2sinθ｜が施される。演算部
９の出力｜V1V2sinθ｜は乗算部１０において整
定値−Ｋが乗算される。この乗算部１０の乗算結
果−Ｋ｜V1V2sinθ｜は加算部１１で絶対値演算
部８の出力｜V1V2cosθ｜と加算、すなわち減算
がなされる。加算部１１の加算結果 ｜V1V2cosθ｜−Ｋ｜V1V2sinθ｜ は正負判定部１２によつて正負判定がなされる。
一方、ベクトル内積演算部５の演算結果V1V2
cosθは正負判定部１３で正負判定がなされる。出
力部１４は判定部１３と１２の判定が両方共に正
にあるときに同期はずれ出力を得る。
例を示すブロツク図である。電圧検出信号V1，
V2はベクトル内積演算部５の演算入力にされて
ベクトル内積V1V2cosθが演算される。一方、信
号V2は移相部６にも入力されて電気角で90°移相
される。この移相部６の移相信号V2e-j90°と信号
V1はベクトル内積演算部７の演算入力にされて
ベクトル内積演算がなされ、これはV1V2sinθの
演算がなされる。演算部５及び７の演算結果は
夫々絶対値演算部８及び９によつて絶対値化｜
V1V2cosθ｜，｜V1V2sinθ｜が施される。演算部
９の出力｜V1V2sinθ｜は乗算部１０において整
定値−Ｋが乗算される。この乗算部１０の乗算結
果−Ｋ｜V1V2sinθ｜は加算部１１で絶対値演算
部８の出力｜V1V2cosθ｜と加算、すなわち減算
がなされる。加算部１１の加算結果 ｜V1V2cosθ｜−Ｋ｜V1V2sinθ｜ は正負判定部１２によつて正負判定がなされる。
一方、ベクトル内積演算部５の演算結果V1V2
cosθは正負判定部１３で正負判定がなされる。出
力部１４は判定部１３と１２の判定が両方共に正
にあるときに同期はずれ出力を得る。
こうした構成により、判定部１２及び１３の判
定は ｜V1V2cosθ｜≧Ｋ｜V1V2sinθ｜ ……(3) V1V2cosθ≧０ ……(4) となり、(3)式は次の(5)式に変換される。
定は ｜V1V2cosθ｜≧Ｋ｜V1V2sinθ｜ ……(3) V1V2cosθ≧０ ……(4) となり、(3)式は次の(5)式に変換される。
｜coTθ｜≧Ｋ ……(5)
この(5)式から明らかなように、信号V1，V2の
位相差θの0°〜30°の範囲における正接値｜coTθ
｜の変化が大きくなつて同期検出判定が容易にな
る。例えば、θ＝10°と15°とでは正接値｜coTθ｜
に30％以上の変化がある。
位相差θの0°〜30°の範囲における正接値｜coTθ
｜の変化が大きくなつて同期検出判定が容易にな
る。例えば、θ＝10°と15°とでは正接値｜coTθ｜
に30％以上の変化がある。
また、量子化誤差等によりベクトル内積に含ま
れる誤差分は、ベクトル内積部５と７の出力比を
判定することになつて相殺され、精度良い判定を
得ることができる。
れる誤差分は、ベクトル内積部５と７の出力比を
判定することになつて相殺され、精度良い判定を
得ることができる。
第４図は本発明におけるデイジタル保護演算装
置のフローチヤートを示す。電圧検出信号V1V2
は第２図のものと同様にサンプリングとＡ／Ｄ変
換によつてデイジタル量として順次取込み（ステ
ツプS1）、このデイジタル信号V1，V2に対するベ
クトル内積演算をする（ステツプS2）。このステ
ツプS2での演算結果Ａ（＝｜Ｖ・1｜｜Ｖ・2｜cosθ）
は例えば３積法により求められる。この３積法は
連続する３つのサンプリングデータを使用する方
法で、信号V1，V2を夫々 V1＝V1sinωt ……(6) V2＝V2sin（ωt−θ） ……(7) としてV1，V2夫々の連続する３つのサンプリン
グデータV11，V12，V13及びV21，V22，V23とす
ると、下記(8)式の演算から V11V21−K1V12V22＋V13V23
＝K2Ｖ・1Ｖ・2cosθ……(8) ベクトル内積K2Ｖ・1Ｖ・2cosθを得ることができ
る。定数K1，K2はサンプリング角で定まる値で
30度間隔ではK1＝１，K2＝1/2になる。
置のフローチヤートを示す。電圧検出信号V1V2
は第２図のものと同様にサンプリングとＡ／Ｄ変
換によつてデイジタル量として順次取込み（ステ
ツプS1）、このデイジタル信号V1，V2に対するベ
クトル内積演算をする（ステツプS2）。このステ
ツプS2での演算結果Ａ（＝｜Ｖ・1｜｜Ｖ・2｜cosθ）
は例えば３積法により求められる。この３積法は
連続する３つのサンプリングデータを使用する方
法で、信号V1，V2を夫々 V1＝V1sinωt ……(6) V2＝V2sin（ωt−θ） ……(7) としてV1，V2夫々の連続する３つのサンプリン
グデータV11，V12，V13及びV21，V22，V23とす
ると、下記(8)式の演算から V11V21−K1V12V22＋V13V23
＝K2Ｖ・1Ｖ・2cosθ……(8) ベクトル内積K2Ｖ・1Ｖ・2cosθを得ることができ
る。定数K1，K2はサンプリング角で定まる値で
30度間隔ではK1＝１，K2＝1/2になる。
次に、信号V2を90°移相したサンプリングデー
タＶ・2′を取出す（ステツプS3）。このステツプS3
では信号V2がサンプリング間隔30°で取出される
ときは３サンプル分前のデータをメモリから読出
すことを意味する。サンプリングデータＶ・2′は信
号Ｖ・1の現時点のサンプリングデータV1とのベク
トル内積演算を行なう（ステツプS4）。このベク
トル内積は前述の(8)式と同様に行なわれ、サンプ
リングデータＶ・2′に続く３つのデータとＶ・1の３
つのデータを使つて演算される。この演算結果Ｂ
はＶ・2′が90°移相されていることから、Ｖ・1・Ｖ・
2
sinθに相当する。
タＶ・2′を取出す（ステツプS3）。このステツプS3
では信号V2がサンプリング間隔30°で取出される
ときは３サンプル分前のデータをメモリから読出
すことを意味する。サンプリングデータＶ・2′は信
号Ｖ・1の現時点のサンプリングデータV1とのベク
トル内積演算を行なう（ステツプS4）。このベク
トル内積は前述の(8)式と同様に行なわれ、サンプ
リングデータＶ・2′に続く３つのデータとＶ・1の３
つのデータを使つて演算される。この演算結果Ｂ
はＶ・2′が90°移相されていることから、Ｖ・1・Ｖ・
2
sinθに相当する。
次に、ステツプS2及びS4で求めた値Ａ，Ｂと
整定値Ｋを使つて次の(9)式の演算をする（ステツ
プS5）。
整定値Ｋを使つて次の(9)式の演算をする（ステツ
プS5）。
Ｃ＝｜Ａ｜−Ｋ｜Ｂ｜ ……(9)
この演算結果Ｃについて、Ｃ≧Ｏの判定（ステ
ツプS6）及びＡ≧Ｏの判定（ステツプS7）の条
件成立で同期はずれの演算出力を得る（ステツプ
S8）。また、Ｃ＜Ｏ又はＡ＜Ｏのときには同期状
態にあるとする演算出力を得る（ステツプS9）。
こうした演算はサンプリング周期内に行なわれ、
各サンプリングデータが取込まれる都度同期はず
れの有無判定結果を得る。
ツプS6）及びＡ≧Ｏの判定（ステツプS7）の条
件成立で同期はずれの演算出力を得る（ステツプ
S8）。また、Ｃ＜Ｏ又はＡ＜Ｏのときには同期状
態にあるとする演算出力を得る（ステツプS9）。
こうした演算はサンプリング周期内に行なわれ、
各サンプリングデータが取込まれる都度同期はず
れの有無判定結果を得る。
以上のとおり、本発明によれば、両系統の信号
V1，V2のベクトル内積と一方を90°移相したベク
トル内積との比を整定値Ｋと比較判定するため、
信号V1，V2の位相差が小さい場合にも量子化誤
差等に影響されることなく精度良い同期検出がで
きる効果がある。
V1，V2のベクトル内積と一方を90°移相したベク
トル内積との比を整定値Ｋと比較判定するため、
信号V1，V2の位相差が小さい場合にも量子化誤
差等に影響されることなく精度良い同期検出がで
きる効果がある。
第１図は同期検出継電器の特性図、第２図はデ
イジタル形保護継電器の構成図、第３図は本発明
の一実施例を示すブロツク図、第４図は本発明に
おける保護演算装置のフローチヤートである。 １1，１2……サンプルホールド回路、２……マ
ルチプレクサ、３……Ａ／Ｄ変換器、４……保護
演算装置、５，７……ベクトル内積演算部、６…
…移相部、８，９……絶対値演算部、１０……乗
算部、１１……加算部、１２，１３……正負判定
部、１４……出力部。
イジタル形保護継電器の構成図、第３図は本発明
の一実施例を示すブロツク図、第４図は本発明に
おける保護演算装置のフローチヤートである。 １1，１2……サンプルホールド回路、２……マ
ルチプレクサ、３……Ａ／Ｄ変換器、４……保護
演算装置、５，７……ベクトル内積演算部、６…
…移相部、８，９……絶対値演算部、１０……乗
算部、１１……加算部、１２，１３……正負判定
部、１４……出力部。
Claims (1)
- １ ２つの電力系統の電圧信号V1，V2を一定周
期で順次サンプルホールド及びアナログ−デイジ
タル変換してデイジタル形保護演算装置に取込
み、この保護演算装置は上記信号V1，V2のデイ
ジタル信号のベクトル内積演算した結果Ａと、一
方のデイジタル信号を電気角で90°移相してベク
トル内積演算した結果Ｂと、上記演算結果ＡとＢ
の比が整定値Ｋより大きくかつ上記演算結果Ａが
正にあるときに同期はずれ出力を得る手段を備え
たことを特徴とするデイジタル形同期検出継電
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4191383A JPS59169324A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | デイジタル形同期検出継電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4191383A JPS59169324A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | デイジタル形同期検出継電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59169324A JPS59169324A (ja) | 1984-09-25 |
| JPH0452050B2 true JPH0452050B2 (ja) | 1992-08-20 |
Family
ID=12621498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4191383A Granted JPS59169324A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | デイジタル形同期検出継電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59169324A (ja) |
-
1983
- 1983-03-14 JP JP4191383A patent/JPS59169324A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59169324A (ja) | 1984-09-25 |
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