JPH05207635A - ディジタル保護継電器 - Google Patents

ディジタル保護継電器

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Publication number
JPH05207635A
JPH05207635A JP4031552A JP3155292A JPH05207635A JP H05207635 A JPH05207635 A JP H05207635A JP 4031552 A JP4031552 A JP 4031552A JP 3155292 A JP3155292 A JP 3155292A JP H05207635 A JPH05207635 A JP H05207635A
Authority
JP
Japan
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data
digital data
digital
maximum
relay
Prior art date
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Pending
Application number
JP4031552A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Saito
浩 斎藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP4031552A priority Critical patent/JPH05207635A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 特異な入力データが導入された場合にも、特
性を劣化させることのない保護継電器を得る。 【構成】 電力系統の電圧・電流を一定周期でサンプリ
ングした後、アナログ量をディジタルデータに変換する
手段と、前記ディジタルデータを一定期間保存する手段
と、前記ディジタルデータが最大あるいは最小の値にな
ったことを検出する手段と、前記ディジタルデータの最
大あるいは最小の期間の前記ディジタルデータを前記デ
ィジタルデータが最大あるいは最小でない期間に保存さ
れた過去の前記ディジタル量を用いて正弦波データに補
間する手段とからなり、前記ディジタルデータが最大あ
るいは最小の時には前記補間された正弦波データを用い
て、電力系統に発生した事故を検出する演算を行なうよ
うに構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電力系統の電圧,電流
を導入して電力系統に発生した事故を検出し、事故と判
断された場合には事故区間を主系統から速やかに除去す
るためのディジタル保護継電器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術によるディジタル保護継電器の
構成の一例は、以下の通りである。電力系統の電圧・電
流は変成器を介して取り込み、入力変換器によりディジ
タル演算に適したレベルに変換され、高調波除去フィル
ターを通じサンプルホールド回路にて一定周期でサンプ
リングし、更にA/D変換器でアナログ・ディジタル変
換後にディジタルデータを得る。このディジタルデータ
をCPU、メモリを含めたリレー判定部に一定期間保存
すると共に、公知の技術により種々のリレー演算を行な
う。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記構成による一般的
なディジタル保護継電器の場合には、入力波形により保
護継電器の性能を低下させ正応動できないことがある。
例えば、A/D変換器の入力レベルを越える、いわゆる
リレー入力フルスケールオーバーの交流入力があると、
系統側では交流波形であるにも拘らずリレー入力として
は近似的に台形波形となる。リレー入力フルスケール
は、保護継電器が適用される系統で発生し得る最大の電
気量を意味しており、上記のフルスケールオーバー入力
を回避するためにフルスケールを大きく設定すると、A
/D変換器の性能で決まる量子化誤差が大きくなり、保
護継電器の精度が低下する傾向となる。フルスケールオ
ーバー入力時のリレー性能に与える影響については、例
えば、電力用規格「B−401」のP−137〜139
に記載されているように特性を劣化させることになる。
又、ケーブル系事故時は、線路のコンダクタンスの影響
で事故電流・電圧波形が、針状波,裁断波など不連続な
波形となるためリレー性能が低下することになる。近年
の系統の規模拡大や送電線の架空系からケーブル系への
移行に伴ない、近い将来、上記保護継電器のフルスケー
ルの設定を現状に対し大きくする必要性や事故時の電圧
・電流波形の変歪化が予想される。従来の技術では、上
記入力に対しては、特別な対策は特に施されていないの
が現状である。本発明は上記欠点を改善すべくなされた
もので、上記のような特異な入力波形が保護継電器に入
力された場合にも特性を劣化させることなく、保護継電
器の性能を維持向上させるようにしたディジタル保護継
電器を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明では、電力系統の
電圧・電流を一定周期でサンプリングした後、アナログ
量をディジタルデータに変換して、一定期間保存された
ディジタルデータから近似推定される正弦波データを導
出する手段と、最新のサンプリング時点のディジタルデ
ータが最大あるいは最小の値になったことを検出する手
段を兼ね備え、最新のサンプリングされたディジタルデ
ータが最大あるいは最小の場合には、前記近似推定され
た正弦波データとして補間されたディジタルデータを用
いて、電力系統に発生した事故を検出するように構成し
た。又、最新のサンプリング時点のディジタルデータが
前記正弦波データに対し、所定の範囲内で得られていな
い場合に最新のサンプリング時点のディジタルデータの
代わりに、前記正弦波データを用いて電力系統に発生し
た事故を検出するように構成した。
【作用】従来の保護継電器にとって特性を劣化させるよ
うな不連続な入力があった場合に、不連続となる特異な
点を正常なディジタルデータから補間したディジタルデ
ータをリレー演算に使用することによって、保護継電器
の性能の低下を防ぎ、高信頼度な保護継電器を提供でき
る。
【0005】
【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。図
1は本発明の実施例を示す構成図である。図1におい
て、電力系統の電圧・電流は変成器を介して取り込み、
入力変換器1によりディジタル演算に適したレベルに変
換され、サンプルホールド回路2にて一定周期でサンプ
リングし、更にA/D変換器3でディジタルデータを得
る。このディジタルデータをCPU、メモリを含めたリ
レー判定部4に一定期間保存する構成とする。更に本発
明では、上記リレー判定部のソフトウェア処理におい
て、リレー判定部に取り込まれた最新のサンプリングデ
ータがフルスケールオーバーしているか否かの判別を行
なうように構成する。この判別方法の一例を図2に示
す。
【0006】同図のS1 の処理は、入力量が正波の最大
になっているか否かの判断をしている。判断方法は、前
記A/D変換器が12ビットの場合に最大の入力時、ディ
ジタルデータDm は、2進表現で7FF(HEX)とな
るため、この値より小さいか否かを判別し、同等の場合
には、フルスケールオーバーしていると判断する。一
方、判別の結果小さい場合には、フルスケールを越えな
いディジタルデータであるとして、後述するデータ補間
処理に使用される。又、同図のS2 の処理は、入力量が
負波の最大を越えているか否かの判断をしている。判断
方法は、S1 の処理と同様に2進表現の800(HE
X)より大きければ、フルスケールオーバーと判断され
る。その逆と判断された場合には、正常なデータである
としてデータ補間処理に使用される。以上の方法で、フ
ルスケールオーバーと判断されたデータに対しては、以
下の方法によるデータの補間処理によって、正弦波デー
タに近似推定されたディジタルデータに置き換えてリレ
ー判定を行なう。
【0007】以下にデータの補間処理によって正弦波形
に近似する方法について図3を引用して説明する。一般
に、一定間隔毎のデータから近似される多項式はニュー
トンの補間式によって求めることができる。ニュートン
の補間式は、次式で表現される。 ここで、t1 ,t2 ,…,tn は一定時刻Δt間隔の時
刻、D1 は時刻t1 のデータ、ΔD1 は時刻t1 とt2
のデータ差(差分値)、Δ2 1 ,…,Δn-1 1 は更
に高次の差分値を示している。図3の0°〜60°まで15
°間隔でサンプリングされたディジタルデータ(説明で
は簡単のため、10進値で考える。)からニュートンの補
間式により75°の値を算出する。各サンプリング時刻t
1 〜t5 を使用すると、 t=t1 +Δt・n1 (n1 =5) t=t2 +Δt・(n1 −1) t=t3 +Δt・(n1 −2) t=t4 +Δt・(n1 −3) t=t5 +Δt・(n1 −4) とおけるので、(1) 式は(2) 式のように表現できる。
【0008】 (2) 式に表1に示される差分値を代入すると時刻t
6 (75°)の値は、 D′=0+5×0.2588+10×(−0.0176)+5×(−0.0166)=0.966 と求まる。これは、真値に対し0.01%の誤差であり、実
用上問題にはならない。なお、誤差は近似多項式の次数
が大きいほど小さくなることは自明であり、又、データ
間隔が短いほどフルスケールオーバーしている期間が長
くとも精度よく補間することができるため、高速サンプ
リングすることが望ましい。 表 1
【0009】図4は上記の補間処理を示す流れ図であ
る。図中の添字において、mは最新の演算データ、m−
nは最新の演算データに対しnサンプリング前に演算し
たデータであることを示す。図4のS3 の処理は、表1
に示される各差分値を算出する処理であり、S4 は現時
点のデータを補間により求める処理である。図5は図2
及び図4の処理を包含した流れ図を示している。以上の
手段により、フルスケールオーバー時のディジタルデー
タを正弦波データに近似補間し、正しくリレー演算する
ことができる。本実施例では、リレーに導入されたディ
ジタルデータがフルスケールオーバーしているか否かを
判別する手段と、フルスケールオーバーしていないディ
ジタルデータから補間されたデータを算出する手段を兼
ね備えている構成としているため、フルスケールを越え
る入力があった場合にも従来の特性を劣化させることな
く従来の性能を維持できる
【0010】第1の実施例では、フルスケールオーバー
と判断されないディジタルデータを用いてデータの補間
処理を行なう構成としたが、補間処理に使用するデータ
が、正弦波形に対し特異なデータ(例えば、裁断波な
ど)の場合には、補間されたデータに大きな誤差が含有
される虞れがあると共に、リレー特性の劣化にもつなが
る。第2の実施例では、フルスケールオーバーと判断さ
れないデータに対しても、常時、正弦波に近似補間され
たディジタルデータとの一致性を検査する手段を加味
し、補間に使用するデータの信頼性をチェックするよう
に構成した。
【0011】第2の実施例の流れ図を図6に示す。図6
において、S5 は上記第1の実施例と同じ構成であり、
S6 は前回までに得られた信頼性のあるデータから正弦
波に近似補間されたディジタルデータと、リレーに導入
されたディジタルデータとの一致性を検査する処理であ
る。この処理において、|D′−Dm |≧εのD′は、
前回までに得られた信頼性のあるデータから正弦波に近
似補間されたディジタルデータ、Dm は、A/D変化さ
れたディジタルデータを示し、両者の差がεで示される
範囲内になければ近似補間された正弦波データに対し特
異なデータであるとして、以後の補間処理のデータから
除外する。なお、除外されたデータの代わりに正弦波デ
ータに近似補間されたディジタルデータを使用し、以後
のリレー演算にとって信頼性のあるデータを確保する。
第2の実施例によれば、近似補間に使用するデータの信
頼性を確保できると共に、裁断波などの不連続な部分を
持つ特異なデータに対してもデータを補間することがで
きるため、信頼性を維持できると共に特性を劣化させる
ことなく性能を維持向上させることができる。
【0012】第2の実施例では、インラッシュ波形など
事故でない特異な入力があった場合に事故と判断される
可能性があるため、第3の実施例ではこれを防止するこ
とを目的とし、以下の構成とした。インラッシュ波形の
場合には、基本波の他にいくつかの高調波が含有されて
いると見なせるので、基本波のみを抽出すれば前述の補
間処理された正弦波データとは異なることは自明であ
る。よって、第3の実施例ではディジタルデータからフ
ーリエ変換により基本波成分を抽出する手段を用い、抽
出したデータと補間処理された正弦波データとの一致性
を判別し、異なる場合には前述のフーリエ変換でえられ
た基本波成分のデータでリレー演算するように構成す
る。一般に、 D(θ)=a0 +a1 cos θ+a2 cos 2θ+…… +b1 cos θ+b2 cos 2θ+…… なる関数波形の基本波成分は、 ここで、サンプリングは1周期をP等分した時間間隔で
行なうものとする。図3は第3の実施例の処理を示す流
れ図である。同図のS7 は、フーリエ変換による基本波
成分抽出の処理であり、Di は、i時点のサンプリング
データを示す。なお、第3の実施例によれば、高調波が
含有した入力波形の場合にも、基本波成分を抽出する構
成としているためリレー演算には有効である。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば特
異な入力がリレーに導入されても正常と判断されたデー
タにより補間するように構成しているため、特性を劣化
させることなく従来性能を維持向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を示す構成図。
【図2】サンプリングデータがフルスケールオーバーし
ているか否かを判別する処理。
【図3】ニュートンの補間式によるデータ近似法の具体
例。
【図4】補間処理を示す流れ図。
【図5】本発明によるデータ補間処理。
【図6】第2の実施例を示す流れ図。
【図7】第3の実施例を示す流れ図。
【符号の説明】
1 入力変換器 2 サンプルホールド回路 3 A/D変換器 4 リレー判定部 S1 最大値検出処理 S2 最小値検出処理 S3 差分値検出処理 S4 補間処理 S5 第5の処理 S6 信頼性チェック処理 S7 基本波成分抽出処理

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力系統の電圧・電流を一定周期でサン
    プリングした後、アナログ量をディジタルデータに変換
    する手段と、前記ディジタルデータを一定期間保存する
    手段と、前記ディジタルデータが最大あるいは最小の値
    になったことを検出する手段と、前記ディジタルデータ
    の最大あるいは最小の期間の前記ディジタルデータを前
    記ディジタルデータが最大あるいは最小でない期間に保
    存された過去の前記ディジタル量を用いて正弦波データ
    に補間する手段とからなり、前記ディジタルデータが最
    大あるいは最小の時には前記補間された正弦波データを
    用いて、電力系統に発生した事故を検出する演算を行な
    うように構成したことを特徴とするディジタル保護継電
    器。
JP4031552A 1992-01-22 1992-01-22 ディジタル保護継電器 Pending JPH05207635A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4031552A JPH05207635A (ja) 1992-01-22 1992-01-22 ディジタル保護継電器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4031552A JPH05207635A (ja) 1992-01-22 1992-01-22 ディジタル保護継電器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05207635A true JPH05207635A (ja) 1993-08-13

Family

ID=12334353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4031552A Pending JPH05207635A (ja) 1992-01-22 1992-01-22 ディジタル保護継電器

Country Status (1)

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JP (1) JPH05207635A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011223647A (ja) * 2010-04-05 2011-11-04 Hitachi Ltd 分散形ディジタル保護リレー

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011223647A (ja) * 2010-04-05 2011-11-04 Hitachi Ltd 分散形ディジタル保護リレー

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