JPH0576249B2 - - Google Patents
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- JPH0576249B2 JPH0576249B2 JP23958486A JP23958486A JPH0576249B2 JP H0576249 B2 JPH0576249 B2 JP H0576249B2 JP 23958486 A JP23958486 A JP 23958486A JP 23958486 A JP23958486 A JP 23958486A JP H0576249 B2 JPH0576249 B2 JP H0576249B2
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- JP
- Japan
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- magnitude
- calculation
- voltage
- determination element
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Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、電力系統の事故を検出するデジタ
ル保護継電器で、電流補償付不足電圧継電器に関
するものである。 〔従来の技術〕 第１０図は例えばIEE発行のConference
Publication No.249 April 1985年50ページ〜54
ページにに示された従来の電流補償付不足電圧継
電器（以下UVZと呼ぶ）と回路構成図であり、
図において、１は電圧変成器、２は電流変成器、
３，４は電圧、電流をUVZの入力に変換する入
力変換器、５は移相器、６は電流補償量を設定す
る設定器、７，８は交流の半波期間のみ通過させ
る半波整流器、９は検出レベルを与える整定器、
１０は大きさを比較判定する比較器、１１は時限
回路であり、１２で示すUVZを構成する。 次に、第１１図と共に動作について説明する。
電力系統から得た電圧Ｖ及び電流Ｉは、それぞれ
の入力変換器３及び４によつて絶縁して導入され
る。電流Ｉは、移相器５で角度φだけ移相する
が、この角度は、送電線事故時の電圧と電流の位
相差に相当する角度が選定され、75程度となる。
この移相した電流Ｉ＜φを、電流の補償量Ｚを決
定する設定器６に与えると、ZIの電流補償分が得
られる。電圧Ｖ及び電流補償分ZIとを、それぞれ
半波整流器７と８を通し、整定値k0とを、比較器
１０に加えると、第１１図に示すように、ZI軸上
を原点として、大きさk0で囲まれた長円形の軌跡
が得られ、電圧Ｖが、この長円形の範囲内にあれ
ば、比較器１０から出力が出る。この出力を、時
限回路１１で所定時間確認して、OUT端子に判
定結果を出力する。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来のUVZは以上のように構成されているの
で、交流の半サイクル毎に１度の判定処理しか出
来ないため、事故が発生して検出するまでの時間
は、見逃し時間の最大が半サイクルと判定時間が
半サイクルで、１サイクル必要になり、事故検出
時間が遅いという問題点があつた。 また、回路構成がアナログ回路であるため、ド
リフトの影響や部品の経年変化の影響が考えら
れ、そのために、調整に時間がかかり、検出感度
も高感度に出来ないなどの問題点があつた。 さらに、最近発達してきている、デジタル変圧
器及びデジタル交流器からのデジタル信号を受け
ることができないため、使用できる範囲が限定さ
れてくる問題点が出て来ている。 この発明は上記のような問題点を解決するため
になされたもので、マイクロプロセツサを用いて
数値演算処理するため、高速度で判定でき、かつ
ドリフトや経年変化を考慮する必要のないUVZ
を得ることを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係るUVZは、電圧及び電流をデジ
タル値に変換し、演算処理により電流補償を付加
した不足電圧継電器を実現したもので、演算処理
に使用するサンプリングデータ数を少なくして、
高速度検出を可能にするとともに、アナログ回路
で問題となつたドリフトや経年変化の影響を少な
くして高信頼度化を達成したものである。 〔作用〕 この発明におけるUVZは、その特性を実現さ
せるために、電流補償係数を設け、電圧との差分
を演算した差分量の大きさを、所定値と比較し
て、その大小を判定する第１の判定要素と、 電圧自身の大きさと差分量の大きさの和を求め
たものと、前記所定値の２乗と電流補償量の２乗
の和の平方根と前記所定値の和を求めたものとを
比較して、その大小を判定する第２の判定要素
と、電圧自身の大きさを、所定値と比較して、そ
の大小を判定する第３の判定要素とを備え、第１
と第２と第３の判定要素のいずれかが判定したと
き事故検出するようデジタル演算処理したので、
高速度で判定でき、さらに、第１の判定要素と第
２の判定要素との交点が、第１の判定要素の最大
直径部分で交わるので、動作領域の判別が容易と
なる。 また、デジタル演算処理によつて、ドリフトや
経年変化の少ない長期的に安定した特性を保持す
ることができる。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第１図において、１３及び１４はフイルタ
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1/2以上の周波数
を除去するもの、１５及び１６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、１７はマルチプレクサで、サン
プルホールド１５及び１６の出力を順次切り替え
て、アナログデジタル変換器１８に伝達するも
の、１９はマイクロプロセツサで、メモリー２０
にあらかじめ収納されているプログラムを利用し
て、演算を実施し、その結果を、出力回路２１及
び２２に出力させるものである。 第２図は、電圧Ｖ及び電流Ｉを、サンプル信号
で、同一時刻にサンプルして取り出し、それを次
のサンプル信号が来るまで保持するサンプルホー
ルドの動作を示した波形図であり、この値を、デ
ジタル値に変換して処理することとなる。 第３図は、この発明の一実施例の特性を実現す
る手段を説明するためのベクトル図であるが、実
際は、デジタル演算で実現させている。以下の説
明でベクトル図が現われた場合も同様である。電
流Ｉに対して、位相をφだけ移相し、大きさをＺ
倍したベクトル（Ｖ−ZI）となる。 前記ZIを導出し、電圧Ｖとの差分を求めると、
ベクトルの差分のベクトル（Ｖ−ZI）の大きさ
が、一定値k1よりも小さい範囲を求めると、式
となり、ベクトルZIの先端を中心とした半径k1の
円となる。 ｜Ｖ−ZI｜≦k1 …… これを第１の判定要素として、特性２３で表わ
す。一方ベクトル（Ｖ−ZI）の大きさと、電圧ベ
クトルＶの大きさとの和を求め、この値が、一定
値になるようにすれば、そのときの電圧Ｖの軌跡
は、公知の如く、だ円となる。ただし、電流Ｉが
大きくなるに従い、ベクトルZIが大きくなり、
（Ｖ−ZI）が大きくなるため、Ｖとの和を一定値
とした式では、だ円が段々と細くなつてしまう。
従つて、この一定値の代りに、電圧Ｖが丁度、第
１の判定要素とベクトルZIの先端から降した垂線
との交わりの点Ａに来たとき、直角三角形の公式
から ｜Ｖ｜＝k1 2＋（ZI）2｝1/2 …… であるから、 k1＋｜Ｖ｜＝k1＋｛k1 2＋（ZI）2｝1/2 …… を一定値とすれば、式がだ円の内側の特性とな
る。 ｜Ｖ｜＋｜Ｖ−ZI｜≦k1＋｛k1 2＋（ZI）2｝1/2 …… 従つて、式を解けば、第１の判定要素と第２
の判定要素との交点は、常に、ベクトルZIの先端
から降した垂線と第１の判定要素との交点Ａに等
しくなる。この式で表わされただ円の内側の特
性を、第２の判定要素として、特性２４で表わ
す。さらに、電圧Ｖの大きさを求め、これが一定
値k0よりも小さい範囲を求めると式となり、原
点中心の円となる。 ｜Ｖ｜≦k0 …… これを第３の判定要素として、特性２５で表わ
す。従つて、前記、第１と第２と第３の判定要素
の論理和をとれば、第３図の実線で示した特性が
得られ、判定出力を、第１図の出力回路２１から
出力させることにより、UVZ１２が検出したこ
とが判明する。さらに、k0＝k1とすれば、第１と
第３の判定要素の大きさが等しくなる。 第４図はこの発明のUVZを実現する演算処理
方式の一例を説明するフローチヤート図である。
以下の説明では、サンプリング周波数を、電圧及
び電流の周波数の12倍、すなわち、電圧及び電流
の周波数に対して、電気角30°とし、記号をＴと
して示す。現サンプリング時点のデータには、サ
フイツクスで(t)とし、30°、60°、90°、……前のデ
ータは、（ｔ−Ｔ）、（ｔ−2T）、（ｔ−3T）、…と
示すこととする。従つて、電圧及び電流は、位相
差をθとすれば、 ｖ（ｔ−nT）＝Vsin（ωt＋θ）−30°×ｎ｝ ＝Vsin｛（ωt＋θ）−nt｝ …… ｉ（ｔ−nt）＝Isin（ωt−nT） …… ただし、ｎ＝１、２、３… となる。以下の説明は一例として、(t)、（ｔ−
Ｔ）、（ｔ−3T）、（ｔ−4T）のデータを用いる。 先づ、第１の判定要素２３について説明する。 ｉ(t)２６とｉ（ｔ−Ｔ）２７のデータを用いて、
電流Ｉを位相角φ＝75°移相すると ｉ（ｔ＋75°）＝Isin（ωt＋75°） ＝Ｉ（0.2588sinωt＋0.9659cosωt） …… 一方、 ｉ（ｔ−Ｔ）＝Isin（ωt−30°） ＝√３／２Isinωt−１／２Icosωt ＝√３／２ｉ(t)−１／２Icosωt …… をに代入すれば ｉ（ｔ＋75°）＝0.2588i(t)＋0.9659｛3i(t)−2i（ｔ
−Ｔ）｝＝1.9319｛ｉ(t)−ｉ（ｔ−Ｔ）｝…… が得られ、減算２８と、乗算２９で実現できる。
これに、 電流補償量Ｚ３０を乗じて、Zi（ｔ＋75°）を求
める。Ｕ(t)３１とZi（ｔ＋75°）の減算３２を実行
すると、差分 Ｄ(t)＝ｖ(t)−Zi（ｔ＋75°） ＝ｖ(t)−1.9319Z｛ｉ(t)−ｉ（ｔ−Ｔ） …… の演算が実行されたことになる。 同様にして、ｉ（ｔ−3T）３３、ｉ（ｔ−4T）
３４、ｖ（ｔ−3T）３８なる3T＝90°前のデータ
より ｉ（ｔ＋75°−3T）＝Isin（ωt＋75°−3T） ＝1.9319（ｉ（ｔ−3T）−ｉ（ｔ−4T）｝ …… が電流補償量Ｚ３７に、また Ｄ（ｔ−3T）＝ｖ（ｔ−3T）−1.9319Z｛ｉ（ｔ−3T） −ｉ（ｔ−4T）｝ …… が減算３９に求められる。 正弦波の場合は、3T＝90°位相差のあるデータ
の２乗和の平方根が、正弦波の大きさを表わすこ
とが公知である。従つて、減算３２の２乗４０と
減算３９の２乗４１の和４２の平方根４３を求め
ると Ｄ(t)2＋D2（ｔ−3T）｝1/2 ＝〔｛ｖ(t)Zi（ｔ＋75°）｝2＋｛ｖ（ｔ−3T）−Zi
（ｔ＋75°−3T）｝2〕1/2 ＝〔ｖ(t)2−２×1.9319Zv(t)｛ｉ(t)−ｉ（ｔ−Ｔ）
｝＋1.93192Z2 ｛ｉ(t)−ｉ（ｔ−Ｔ）｝2＋v2（ｔ−3T）−２×1.93
19Zv（ｔ−3T） ｛ｉ（ｔ−3T）−ｉ（ｔ−4T）｝＋1.93192Z2｛ｉ（
ｔ−3T）−ｉ（ｔ−4T）｝2〕1/2 ＝｛V2−2VZIcos（75°−θ）＋（ZI）2｝1/2 …… となる。 これを式に相当した式で表わし、定数k1４４
と比較演算４５して ｛V2−2VZIcos（75°−θ）＋（ZI）2｝1/2≦k1
…… となり、Ｖについて解くと、式となる。 Ｖ＝ZIcos（75°−θ） ±√（）2｛2（75°−）−１｝＋1 2…
… 第５図は、k1４４をk1＝0.4ZIとk1＝0.2ZIに設
定したときの電流補償量のベクトルZIと電圧Ｖと
の位相差（75°−θ）を0°から20°まで変化させた
場合のZIに対するＶの大きさの係数
ル保護継電器で、電流補償付不足電圧継電器に関
するものである。 〔従来の技術〕 第１０図は例えばIEE発行のConference
Publication No.249 April 1985年50ページ〜54
ページにに示された従来の電流補償付不足電圧継
電器（以下UVZと呼ぶ）と回路構成図であり、
図において、１は電圧変成器、２は電流変成器、
３，４は電圧、電流をUVZの入力に変換する入
力変換器、５は移相器、６は電流補償量を設定す
る設定器、７，８は交流の半波期間のみ通過させ
る半波整流器、９は検出レベルを与える整定器、
１０は大きさを比較判定する比較器、１１は時限
回路であり、１２で示すUVZを構成する。 次に、第１１図と共に動作について説明する。
電力系統から得た電圧Ｖ及び電流Ｉは、それぞれ
の入力変換器３及び４によつて絶縁して導入され
る。電流Ｉは、移相器５で角度φだけ移相する
が、この角度は、送電線事故時の電圧と電流の位
相差に相当する角度が選定され、75程度となる。
この移相した電流Ｉ＜φを、電流の補償量Ｚを決
定する設定器６に与えると、ZIの電流補償分が得
られる。電圧Ｖ及び電流補償分ZIとを、それぞれ
半波整流器７と８を通し、整定値k0とを、比較器
１０に加えると、第１１図に示すように、ZI軸上
を原点として、大きさk0で囲まれた長円形の軌跡
が得られ、電圧Ｖが、この長円形の範囲内にあれ
ば、比較器１０から出力が出る。この出力を、時
限回路１１で所定時間確認して、OUT端子に判
定結果を出力する。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来のUVZは以上のように構成されているの
で、交流の半サイクル毎に１度の判定処理しか出
来ないため、事故が発生して検出するまでの時間
は、見逃し時間の最大が半サイクルと判定時間が
半サイクルで、１サイクル必要になり、事故検出
時間が遅いという問題点があつた。 また、回路構成がアナログ回路であるため、ド
リフトの影響や部品の経年変化の影響が考えら
れ、そのために、調整に時間がかかり、検出感度
も高感度に出来ないなどの問題点があつた。 さらに、最近発達してきている、デジタル変圧
器及びデジタル交流器からのデジタル信号を受け
ることができないため、使用できる範囲が限定さ
れてくる問題点が出て来ている。 この発明は上記のような問題点を解決するため
になされたもので、マイクロプロセツサを用いて
数値演算処理するため、高速度で判定でき、かつ
ドリフトや経年変化を考慮する必要のないUVZ
を得ることを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係るUVZは、電圧及び電流をデジ
タル値に変換し、演算処理により電流補償を付加
した不足電圧継電器を実現したもので、演算処理
に使用するサンプリングデータ数を少なくして、
高速度検出を可能にするとともに、アナログ回路
で問題となつたドリフトや経年変化の影響を少な
くして高信頼度化を達成したものである。 〔作用〕 この発明におけるUVZは、その特性を実現さ
せるために、電流補償係数を設け、電圧との差分
を演算した差分量の大きさを、所定値と比較し
て、その大小を判定する第１の判定要素と、 電圧自身の大きさと差分量の大きさの和を求め
たものと、前記所定値の２乗と電流補償量の２乗
の和の平方根と前記所定値の和を求めたものとを
比較して、その大小を判定する第２の判定要素
と、電圧自身の大きさを、所定値と比較して、そ
の大小を判定する第３の判定要素とを備え、第１
と第２と第３の判定要素のいずれかが判定したと
き事故検出するようデジタル演算処理したので、
高速度で判定でき、さらに、第１の判定要素と第
２の判定要素との交点が、第１の判定要素の最大
直径部分で交わるので、動作領域の判別が容易と
なる。 また、デジタル演算処理によつて、ドリフトや
経年変化の少ない長期的に安定した特性を保持す
ることができる。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第１図において、１３及び１４はフイルタ
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1/2以上の周波数
を除去するもの、１５及び１６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、１７はマルチプレクサで、サン
プルホールド１５及び１６の出力を順次切り替え
て、アナログデジタル変換器１８に伝達するも
の、１９はマイクロプロセツサで、メモリー２０
にあらかじめ収納されているプログラムを利用し
て、演算を実施し、その結果を、出力回路２１及
び２２に出力させるものである。 第２図は、電圧Ｖ及び電流Ｉを、サンプル信号
で、同一時刻にサンプルして取り出し、それを次
のサンプル信号が来るまで保持するサンプルホー
ルドの動作を示した波形図であり、この値を、デ
ジタル値に変換して処理することとなる。 第３図は、この発明の一実施例の特性を実現す
る手段を説明するためのベクトル図であるが、実
際は、デジタル演算で実現させている。以下の説
明でベクトル図が現われた場合も同様である。電
流Ｉに対して、位相をφだけ移相し、大きさをＺ
倍したベクトル（Ｖ−ZI）となる。 前記ZIを導出し、電圧Ｖとの差分を求めると、
ベクトルの差分のベクトル（Ｖ−ZI）の大きさ
が、一定値k1よりも小さい範囲を求めると、式
となり、ベクトルZIの先端を中心とした半径k1の
円となる。 ｜Ｖ−ZI｜≦k1 …… これを第１の判定要素として、特性２３で表わ
す。一方ベクトル（Ｖ−ZI）の大きさと、電圧ベ
クトルＶの大きさとの和を求め、この値が、一定
値になるようにすれば、そのときの電圧Ｖの軌跡
は、公知の如く、だ円となる。ただし、電流Ｉが
大きくなるに従い、ベクトルZIが大きくなり、
（Ｖ−ZI）が大きくなるため、Ｖとの和を一定値
とした式では、だ円が段々と細くなつてしまう。
従つて、この一定値の代りに、電圧Ｖが丁度、第
１の判定要素とベクトルZIの先端から降した垂線
との交わりの点Ａに来たとき、直角三角形の公式
から ｜Ｖ｜＝k1 2＋（ZI）2｝1/2 …… であるから、 k1＋｜Ｖ｜＝k1＋｛k1 2＋（ZI）2｝1/2 …… を一定値とすれば、式がだ円の内側の特性とな
る。 ｜Ｖ｜＋｜Ｖ−ZI｜≦k1＋｛k1 2＋（ZI）2｝1/2 …… 従つて、式を解けば、第１の判定要素と第２
の判定要素との交点は、常に、ベクトルZIの先端
から降した垂線と第１の判定要素との交点Ａに等
しくなる。この式で表わされただ円の内側の特
性を、第２の判定要素として、特性２４で表わ
す。さらに、電圧Ｖの大きさを求め、これが一定
値k0よりも小さい範囲を求めると式となり、原
点中心の円となる。 ｜Ｖ｜≦k0 …… これを第３の判定要素として、特性２５で表わ
す。従つて、前記、第１と第２と第３の判定要素
の論理和をとれば、第３図の実線で示した特性が
得られ、判定出力を、第１図の出力回路２１から
出力させることにより、UVZ１２が検出したこ
とが判明する。さらに、k0＝k1とすれば、第１と
第３の判定要素の大きさが等しくなる。 第４図はこの発明のUVZを実現する演算処理
方式の一例を説明するフローチヤート図である。
以下の説明では、サンプリング周波数を、電圧及
び電流の周波数の12倍、すなわち、電圧及び電流
の周波数に対して、電気角30°とし、記号をＴと
して示す。現サンプリング時点のデータには、サ
フイツクスで(t)とし、30°、60°、90°、……前のデ
ータは、（ｔ−Ｔ）、（ｔ−2T）、（ｔ−3T）、…と
示すこととする。従つて、電圧及び電流は、位相
差をθとすれば、 ｖ（ｔ−nT）＝Vsin（ωt＋θ）−30°×ｎ｝ ＝Vsin｛（ωt＋θ）−nt｝ …… ｉ（ｔ−nt）＝Isin（ωt−nT） …… ただし、ｎ＝１、２、３… となる。以下の説明は一例として、(t)、（ｔ−
Ｔ）、（ｔ−3T）、（ｔ−4T）のデータを用いる。 先づ、第１の判定要素２３について説明する。 ｉ(t)２６とｉ（ｔ−Ｔ）２７のデータを用いて、
電流Ｉを位相角φ＝75°移相すると ｉ（ｔ＋75°）＝Isin（ωt＋75°） ＝Ｉ（0.2588sinωt＋0.9659cosωt） …… 一方、 ｉ（ｔ−Ｔ）＝Isin（ωt−30°） ＝√３／２Isinωt−１／２Icosωt ＝√３／２ｉ(t)−１／２Icosωt …… をに代入すれば ｉ（ｔ＋75°）＝0.2588i(t)＋0.9659｛3i(t)−2i（ｔ
−Ｔ）｝＝1.9319｛ｉ(t)−ｉ（ｔ−Ｔ）｝…… が得られ、減算２８と、乗算２９で実現できる。
これに、 電流補償量Ｚ３０を乗じて、Zi（ｔ＋75°）を求
める。Ｕ(t)３１とZi（ｔ＋75°）の減算３２を実行
すると、差分 Ｄ(t)＝ｖ(t)−Zi（ｔ＋75°） ＝ｖ(t)−1.9319Z｛ｉ(t)−ｉ（ｔ−Ｔ） …… の演算が実行されたことになる。 同様にして、ｉ（ｔ−3T）３３、ｉ（ｔ−4T）
３４、ｖ（ｔ−3T）３８なる3T＝90°前のデータ
より ｉ（ｔ＋75°−3T）＝Isin（ωt＋75°−3T） ＝1.9319（ｉ（ｔ−3T）−ｉ（ｔ−4T）｝ …… が電流補償量Ｚ３７に、また Ｄ（ｔ−3T）＝ｖ（ｔ−3T）−1.9319Z｛ｉ（ｔ−3T） −ｉ（ｔ−4T）｝ …… が減算３９に求められる。 正弦波の場合は、3T＝90°位相差のあるデータ
の２乗和の平方根が、正弦波の大きさを表わすこ
とが公知である。従つて、減算３２の２乗４０と
減算３９の２乗４１の和４２の平方根４３を求め
ると Ｄ(t)2＋D2（ｔ−3T）｝1/2 ＝〔｛ｖ(t)Zi（ｔ＋75°）｝2＋｛ｖ（ｔ−3T）−Zi
（ｔ＋75°−3T）｝2〕1/2 ＝〔ｖ(t)2−２×1.9319Zv(t)｛ｉ(t)−ｉ（ｔ−Ｔ）
｝＋1.93192Z2 ｛ｉ(t)−ｉ（ｔ−Ｔ）｝2＋v2（ｔ−3T）−２×1.93
19Zv（ｔ−3T） ｛ｉ（ｔ−3T）−ｉ（ｔ−4T）｝＋1.93192Z2｛ｉ（
ｔ−3T）−ｉ（ｔ−4T）｝2〕1/2 ＝｛V2−2VZIcos（75°−θ）＋（ZI）2｝1/2 …… となる。 これを式に相当した式で表わし、定数k1４４
と比較演算４５して ｛V2−2VZIcos（75°−θ）＋（ZI）2｝1/2≦k1
…… となり、Ｖについて解くと、式となる。 Ｖ＝ZIcos（75°−θ） ±√（）2｛2（75°−）−１｝＋1 2…
… 第５図は、k1４４をk1＝0.4ZIとk1＝0.2ZIに設
定したときの電流補償量のベクトルZIと電圧Ｖと
の位相差（75°−θ）を0°から20°まで変化させた
場合のZIに対するＶの大きさの係数
【化】
を求めたものである。また、第６図のイとロは、
第５図を図示したもので、それぞれk1＝0.4ZI及
びk1＝0.2ZIとしたときの式のＶの範囲を示し
たもので、ベクトルZIの先端を中心として、半径
k1の円特性が得られている。従つて、電圧Ｖが、
この円の内側であれば、演算の判定条件が成立
し、第１の判定要素２３が得られる。 次に、第２の判定要素について説明する。 電圧Ｖは、ｖ(t)３１の２乗４６とｖ（ｔ−3T）
３８の２乗４７の和４８の平方根４９を求めると ｛ｖ(t)＋ｖ（2 (t-3T)｝1/2＝｛V2sin2（ωt＋θ）＋V2
sin2（ωt＋θ−3T）｝1/2＝Ｖ…… となる。 この式式と式の和５０を求めたものが、
式の左辺に相当する。一方、電流補償量の大きさ
は、Ｚ３０の２乗５１と、Ｚ３７の２乗５２の和
より ｛Z2i2（ｔ＋75°）＋Z2i2（ｔ＋75°−3T）｝1/2 ＝ZI｛sin2（ωt＋75°）＋sin2（ωt＋75°−3T）｝1/
2＝Zi…… で求めることができるから、ZIの先端から垂線を
降して第１の判定要素と交差する点Ａを求めれ
ば、直角三角形の公式から、k1の２乗５３を利用
して和５４を求め、平方根５５より｛k1 2＋
（ZI）2｝1/2が、原点からの長さになる。この長さ
に、k1４４を加算５６したものを、式の右辺と
すると、式に相当するものとして、式が比較
演算５７に求まる。 Ｖ−｛V2−2VZIcos（75°−θ）＋（ZI）2｝1/2 ≦k1＋｛k1 2＋（ZI）21/2 …… この式をＶについて解けば
第５図を図示したもので、それぞれk1＝0.4ZI及
びk1＝0.2ZIとしたときの式のＶの範囲を示し
たもので、ベクトルZIの先端を中心として、半径
k1の円特性が得られている。従つて、電圧Ｖが、
この円の内側であれば、演算の判定条件が成立
し、第１の判定要素２３が得られる。 次に、第２の判定要素について説明する。 電圧Ｖは、ｖ(t)３１の２乗４６とｖ（ｔ−3T）
３８の２乗４７の和４８の平方根４９を求めると ｛ｖ(t)＋ｖ（2 (t-3T)｝1/2＝｛V2sin2（ωt＋θ）＋V2
sin2（ωt＋θ−3T）｝1/2＝Ｖ…… となる。 この式式と式の和５０を求めたものが、
式の左辺に相当する。一方、電流補償量の大きさ
は、Ｚ３０の２乗５１と、Ｚ３７の２乗５２の和
より ｛Z2i2（ｔ＋75°）＋Z2i2（ｔ＋75°−3T）｝1/2 ＝ZI｛sin2（ωt＋75°）＋sin2（ωt＋75°−3T）｝1/
2＝Zi…… で求めることができるから、ZIの先端から垂線を
降して第１の判定要素と交差する点Ａを求めれ
ば、直角三角形の公式から、k1の２乗５３を利用
して和５４を求め、平方根５５より｛k1 2＋
（ZI）2｝1/2が、原点からの長さになる。この長さ
に、k1４４を加算５６したものを、式の右辺と
すると、式に相当するものとして、式が比較
演算５７に求まる。 Ｖ−｛V2−2VZIcos（75°−θ）＋（ZI）2｝1/2 ≦k1＋｛k1 2＋（ZI）21/2 …… この式をＶについて解けば
【化】
ただしＫ＝K1／ZI
となる。
第７図は、ＫをＫ＝0.2とＫ＝0.4とに設定し
て、電流補償量のベクトルZIと電圧Ｖとの位相差
（75°−θ）を0°から330°まで変化させた場合のＶ
のZIに対する比を求めたものである。尚、電流補
償量の移相角を75°進みとして説明したが、一般
化してφとおくと式は式として表わせる。
て、電流補償量のベクトルZIと電圧Ｖとの位相差
（75°−θ）を0°から330°まで変化させた場合のＶ
のZIに対する比を求めたものである。尚、電流補
償量の移相角を75°進みとして説明したが、一般
化してφとおくと式は式として表わせる。
以上のように、この発明によれば、デジタル演
算処理方式を用いて、UVZの特性を実理させる
ために、電流補償係数を設け、電圧との差分を演
算した差分量の大きさを、所定値と比較して、そ
の大小を判定する第１の判定要素と、電圧自身の
大きさと差分量の大きさの和を求めたものと、前
記所定値の２乗と電流補償量の２乗の和の平方根
と、前記所定値の和を求めたものとを比較して、
その大小を判定する第２の判定要素と、電圧自身
の大きさを、所定値と比較して、その大小を判定
する第３の判定要素とより成るように構成したの
で、第１の判定要素と第２の判定要素との交点が
固定され、動作領域の判定が容易となり、かつ、
事故を高速度で検出でき、また長期間、安定した
特性を保持させることができる効果がある。
算処理方式を用いて、UVZの特性を実理させる
ために、電流補償係数を設け、電圧との差分を演
算した差分量の大きさを、所定値と比較して、そ
の大小を判定する第１の判定要素と、電圧自身の
大きさと差分量の大きさの和を求めたものと、前
記所定値の２乗と電流補償量の２乗の和の平方根
と、前記所定値の和を求めたものとを比較して、
その大小を判定する第２の判定要素と、電圧自身
の大きさを、所定値と比較して、その大小を判定
する第３の判定要素とより成るように構成したの
で、第１の判定要素と第２の判定要素との交点が
固定され、動作領域の判定が容易となり、かつ、
事故を高速度で検出でき、また長期間、安定した
特性を保持させることができる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるUTZを示
す回路構成図、第２図はサンプルホールドの動作
説明図、第３図はこの発明の特性を示した説明
図、第４図は演算処理方式を説明するフローチヤ
ート図、第５図は第１の判定要素の電圧と電流補
償量との関係図、第６図は第１の判定要素の特性
図、第７図は第２の判定要素の電圧と電流補償量
との関係図、第８図は第２の判定要素の特性図、
第９図は検出時間を算出する説明図、第１０図は
従来のUVZの回路構成図、第１１図は従来の
UVZの特性を示す図である。 図において、１は電圧変成器、２は電流変成
器、３，４は入力変換器、５は移相器、６は設定
器、７，８は半波整流器、９は整定器、１０は比
較器、１１は限時回路、１２はUVZ、１３，１
４はフイルタ、１５，１６はサンプルホールド、
１７はマルチプレクサ、１８はアナログデジタル
変換器、１９はマイクロプロセツサ、２０はメモ
リ、２１，２２は出力回路、２３，２４，２５は
UVZの特性、２６，２７，３１，３３，３４，
３８は入力データ、２８，３２，３５，３９は差
分減算２９，３０，３６，３７は乗算演算、４
０，４１，４６，４７，５１，５２，５３は２乗
演算、４２，４８，５０，５４，５６は加算演
算、４３，４９，５５は平方根演算、４５，５
７，５９は比較演算、４４，５８は整定値、６０
は論理和。なお、図中、同一符号は同一、又は相
当部分を示す。
す回路構成図、第２図はサンプルホールドの動作
説明図、第３図はこの発明の特性を示した説明
図、第４図は演算処理方式を説明するフローチヤ
ート図、第５図は第１の判定要素の電圧と電流補
償量との関係図、第６図は第１の判定要素の特性
図、第７図は第２の判定要素の電圧と電流補償量
との関係図、第８図は第２の判定要素の特性図、
第９図は検出時間を算出する説明図、第１０図は
従来のUVZの回路構成図、第１１図は従来の
UVZの特性を示す図である。 図において、１は電圧変成器、２は電流変成
器、３，４は入力変換器、５は移相器、６は設定
器、７，８は半波整流器、９は整定器、１０は比
較器、１１は限時回路、１２はUVZ、１３，１
４はフイルタ、１５，１６はサンプルホールド、
１７はマルチプレクサ、１８はアナログデジタル
変換器、１９はマイクロプロセツサ、２０はメモ
リ、２１，２２は出力回路、２３，２４，２５は
UVZの特性、２６，２７，３１，３３，３４，
３８は入力データ、２８，３２，３５，３９は差
分減算２９，３０，３６，３７は乗算演算、４
０，４１，４６，４７，５１，５２，５３は２乗
演算、４２，４８，５０，５４，５６は加算演
算、４３，４９，５５は平方根演算、４５，５
７，５９は比較演算、４４，５８は整定値、６０
は論理和。なお、図中、同一符号は同一、又は相
当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電力系統の電圧及び電流を、一定周期でサン
プリングし、デジタル変換後、その数値に基づき
演算処理して、電力系統の事故を検出するデジタ
ル保護継電器において、前記電流を移相演算によ
り所定位相分移相する手段と、前記移相演算結果
を倍率演算により所定の大きさに変換する手段
と、前記電圧と前記倍率演算結果とを差分演算に
より差を得る手段と、 前記差分演算結果を第１の振幅値演算により大
きさを算出する手段と、 前記第１の振幅値演算結果と第１の所定値との
比較演算により大小を判定する第１の判定要素
と、前記電圧を第２の振幅値演算により、大きさ
を算出する手段と、 前記第１及び第２の振幅値演算結果を第１の加
算演算により合成する手段と、 前記第１の所定値の２乗値と前記倍率演算結果
の２乗値との和の平方根と前記第１の所定値とを
第２の加算演算により合成する手段と、 前記第１及び第２の加算演算結果同志を比較演
算により大小を判定する第２の判定要素と、 前記第２の振幅値演算結果と第２の定数との比
較演算により大小を判定する第３の判定要素とを
備え、前記第１の判定要素と前記第２の判定要素
と前記第３の判定要素との論理和により事故判定
することを特徴とするデジタル保護継電器。 ２ 第１の定数と第２の定数を等価な値にしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のデジ
タル保護継電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23958486A JPS6395810A (ja) | 1986-10-07 | 1986-10-07 | デジタル保護継電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23958486A JPS6395810A (ja) | 1986-10-07 | 1986-10-07 | デジタル保護継電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6395810A JPS6395810A (ja) | 1988-04-26 |
| JPH0576249B2 true JPH0576249B2 (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=17046960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23958486A Granted JPS6395810A (ja) | 1986-10-07 | 1986-10-07 | デジタル保護継電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6395810A (ja) |
-
1986
- 1986-10-07 JP JP23958486A patent/JPS6395810A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6395810A (ja) | 1988-04-26 |
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