JPH06292322A - 過電流保護継電器 - Google Patents
過電流保護継電器Info
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- JPH06292322A JPH06292322A JP9861193A JP9861193A JPH06292322A JP H06292322 A JPH06292322 A JP H06292322A JP 9861193 A JP9861193 A JP 9861193A JP 9861193 A JP9861193 A JP 9861193A JP H06292322 A JPH06292322 A JP H06292322A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 励磁突入電流に含まれる第２高調波成分の含
有率が低い場合であっても、励磁突入電流と過電流とを
正確に判別して、誤動作を発生することなく、過電流保
護継電器本来の動作を確実に行えるようにする。 【構成】 入力電流の成分比（第２高調波成分／基本波
成分）を算出する成分比算出部１４の他に、入力電流の
正弦波らしさを算出する正弦波らしさ算出部１５を設
け、それら算出部１４，１５で算出された成分比および
正弦波らしさを入力として、ファジィ推論を行なうファ
ジィ推論部１６を設けて、励磁突入電流であるか否かを
判別し、その判別結果を動作信号として出力するように
構成する。
有率が低い場合であっても、励磁突入電流と過電流とを
正確に判別して、誤動作を発生することなく、過電流保
護継電器本来の動作を確実に行えるようにする。 【構成】 入力電流の成分比（第２高調波成分／基本波
成分）を算出する成分比算出部１４の他に、入力電流の
正弦波らしさを算出する正弦波らしさ算出部１５を設
け、それら算出部１４，１５で算出された成分比および
正弦波らしさを入力として、ファジィ推論を行なうファ
ジィ推論部１６を設けて、励磁突入電流であるか否かを
判別し、その判別結果を動作信号として出力するように
構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電力系統の各機器や
電力線、変圧器などを保護するための装置であつて、電
力系統の短絡や過負荷によって過電流が生じた場合、そ
の過電流を検出して、電力系統に接続した遮断器（以
下、ＣＢと称す）を動作させて該遮断器以降を切り離す
ように機能する過電流保護継電器に関するものである。
電力線、変圧器などを保護するための装置であつて、電
力系統の短絡や過負荷によって過電流が生じた場合、そ
の過電流を検出して、電力系統に接続した遮断器（以
下、ＣＢと称す）を動作させて該遮断器以降を切り離す
ように機能する過電流保護継電器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の過電流保護継電器においては、
ＣＢの投入にともなう変圧器（以下、ＰＴと称す）への
電圧印加時に過渡的に生じる電流、すなわち、励磁突入
電流により誤動作を起こす可能性があり、このような誤
動作を防止するためには、励磁突入電流と過電流とを判
別する必要がある。
ＣＢの投入にともなう変圧器（以下、ＰＴと称す）への
電圧印加時に過渡的に生じる電流、すなわち、励磁突入
電流により誤動作を起こす可能性があり、このような誤
動作を防止するためには、励磁突入電流と過電流とを判
別する必要がある。
【０００３】従来では、電流の実効値あるいは平均値を
検出して、過電流であるか否かを判別していたが、この
場合は、ＰＴの励磁突入電流や電動機の始動電流で誤動
作することは避けられない。一般に、励磁突入電流は高
次高調波成分、特に、第２高調波成分を多く含み、過電
流や短絡電流にはそれが殆ど含まれていないことが以前
から知られている。このような特徴を利用して、入力電
流の基本波成分と第２高調波成分とをそれぞれ検出し
て、その比、即ち、（第２高調波成分／基本波成分）か
らなる成分比を算出し、その成分比が所定値（例えば１
５％）以上になった場合の入力電流を突入電流と見做し
て過電流保護継電器を動作させないようにする誤動作防
止技術が提案され実施されていた。
検出して、過電流であるか否かを判別していたが、この
場合は、ＰＴの励磁突入電流や電動機の始動電流で誤動
作することは避けられない。一般に、励磁突入電流は高
次高調波成分、特に、第２高調波成分を多く含み、過電
流や短絡電流にはそれが殆ど含まれていないことが以前
から知られている。このような特徴を利用して、入力電
流の基本波成分と第２高調波成分とをそれぞれ検出し
て、その比、即ち、（第２高調波成分／基本波成分）か
らなる成分比を算出し、その成分比が所定値（例えば１
５％）以上になった場合の入力電流を突入電流と見做し
て過電流保護継電器を動作させないようにする誤動作防
止技術が提案され実施されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の過電流保護継電器の誤動作防止技術の場合
は、上記の励磁突入電流の成分比が実際に所定値よりも
小さい場合は誤動作を起こし、また、過電流や短絡電流
の成分比が実際に所定値以上になる場合は誤不動作を起
こすという問題があつた。これは、近年、ＰＴの鉄心の
材質、構造、巻き線方法、結線方式などの技術進歩によ
つて、励磁突入電流に含まれる第２高調波成分の含有率
が低下しており、その結果、成分比のみでは励磁突入電
流と過電流との判別がつきにくくなっていることに起因
している。したがって、励磁突入電流に含まれる第２高
調波成分の含有率だけでは、電流の判別に必要な要素と
して十分でなく、信頼性の高い誤動作防止方法の確立が
要望されている。
ような従来の過電流保護継電器の誤動作防止技術の場合
は、上記の励磁突入電流の成分比が実際に所定値よりも
小さい場合は誤動作を起こし、また、過電流や短絡電流
の成分比が実際に所定値以上になる場合は誤不動作を起
こすという問題があつた。これは、近年、ＰＴの鉄心の
材質、構造、巻き線方法、結線方式などの技術進歩によ
つて、励磁突入電流に含まれる第２高調波成分の含有率
が低下しており、その結果、成分比のみでは励磁突入電
流と過電流との判別がつきにくくなっていることに起因
している。したがって、励磁突入電流に含まれる第２高
調波成分の含有率だけでは、電流の判別に必要な要素と
して十分でなく、信頼性の高い誤動作防止方法の確立が
要望されている。
【０００５】この発明は上記のような要望に応えるべく
なされたもので、第２高調波成分の含有率が低い励磁突
入電流であつても、その励磁突入電流と過電流との判別
を正確にして、誤動作を確実に防止することができる過
電流保護継電器を提供することを目的としている。
なされたもので、第２高調波成分の含有率が低い励磁突
入電流であつても、その励磁突入電流と過電流との判別
を正確にして、誤動作を確実に防止することができる過
電流保護継電器を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る過電流保護継電器は、入力電流のデ
ータから第２高調波成分の基本波成分に対する比を算出
する成分比算出部と、上記入力電流波形の正弦波らしさ
を算出する正弦波らしさ算出部と、上記成分比算出部お
よび正弦波らしさ算出部それぞれからの出力を入力とし
て、上記入力電流が励磁突入電流であるか否かをファジ
ィ推論するファジィ推論部と、そのフアジィ推論結果に
基づいて互いに異なる２つの動作信号を出力する動作出
力部とを備えたものである。
め、この発明に係る過電流保護継電器は、入力電流のデ
ータから第２高調波成分の基本波成分に対する比を算出
する成分比算出部と、上記入力電流波形の正弦波らしさ
を算出する正弦波らしさ算出部と、上記成分比算出部お
よび正弦波らしさ算出部それぞれからの出力を入力とし
て、上記入力電流が励磁突入電流であるか否かをファジ
ィ推論するファジィ推論部と、そのフアジィ推論結果に
基づいて互いに異なる２つの動作信号を出力する動作出
力部とを備えたものである。
【０００７】また、上記正弦波らしさ算出部としては、
入力波を一定時間間隔でサンプリングした電流波形デー
タと、その電流波形を入力としてディジタル・フイルタ
から抽出される基本波成分データとの比較により、算出
するものであることが好ましい。
入力波を一定時間間隔でサンプリングした電流波形デー
タと、その電流波形を入力としてディジタル・フイルタ
から抽出される基本波成分データとの比較により、算出
するものであることが好ましい。
【０００８】さらに、上記ファジィ推論部からの出力
を、それ以前の複数回の出力についてそれぞれ加算させ
たものと閾値との比較して得るようにすることが好まし
い。
を、それ以前の複数回の出力についてそれぞれ加算させ
たものと閾値との比較して得るようにすることが好まし
い。
【０００９】
【作用】この発明によれば、電流の判別要素として、入
力電流の第２高調波成分の基本波成分に対する成分比の
ほかに、電流波形に着目して、図１０（ａ）に示すよう
に、正弦波にほぼ近い波形の過電流と、高次高周波成分
を含むために歪が大きくて、図１０（ｂ）に示すよう
に、正弦波とは少し違う波形の励磁突入電流との波形の
相違を利用した正弦波らしさとをそれぞれ算出し、それ
ら算出された成分比および正弦波らしさを入力としてフ
ァジィ推論を行なうことにより、励磁突入電流の第２高
調波成分の含有率が低い場合であつても、入力電流が励
磁突入電流であるか否かを正確に判別することが可能と
なり、その判別結果に基づいて互いに異なる２つの動作
信号を出力することで、過電流に対してのみ所定の保護
動作を行わせて、誤動作の発生を確実に防止することが
できる。
力電流の第２高調波成分の基本波成分に対する成分比の
ほかに、電流波形に着目して、図１０（ａ）に示すよう
に、正弦波にほぼ近い波形の過電流と、高次高周波成分
を含むために歪が大きくて、図１０（ｂ）に示すよう
に、正弦波とは少し違う波形の励磁突入電流との波形の
相違を利用した正弦波らしさとをそれぞれ算出し、それ
ら算出された成分比および正弦波らしさを入力としてフ
ァジィ推論を行なうことにより、励磁突入電流の第２高
調波成分の含有率が低い場合であつても、入力電流が励
磁突入電流であるか否かを正確に判別することが可能と
なり、その判別結果に基づいて互いに異なる２つの動作
信号を出力することで、過電流に対してのみ所定の保護
動作を行わせて、誤動作の発生を確実に防止することが
できる。
【００１０】また、請求項２のように、入力波を一定時
間間隔でサンプリングした電流波形データと、その電流
波形を入力としてディジタル・フイルタから抽出される
基本波成分データとの比較によって正弦波らしさを算出
することにより、その算出を早めて、判別の応答を迅速
化することが可能である。
間間隔でサンプリングした電流波形データと、その電流
波形を入力としてディジタル・フイルタから抽出される
基本波成分データとの比較によって正弦波らしさを算出
することにより、その算出を早めて、判別の応答を迅速
化することが可能である。
【００１１】さらに、請求項３のように、ファジィ推論
部からの出力を、それ以前の複数回の出力についてそれ
ぞれ加算させたものと閾値との比較して得るようにする
ことにより、１つの出力だけで判別する場合に比べて、
判別結果の安定化を図ることが可能である。
部からの出力を、それ以前の複数回の出力についてそれ
ぞれ加算させたものと閾値との比較して得るようにする
ことにより、１つの出力だけで判別する場合に比べて、
判別結果の安定化を図ることが可能である。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面にもとづい
て説明する。図１は過電流保護継電器の一般的な接続図
を示し、過電流保護継電器（以下、ＯＣＲと称す）１
は、電力系統に接続したＣＢ２とＰＴ３との間に介在さ
れて、電流検出器である変流器（以下、ＣＴと称す）４
により過電流を検出した場合に上記ＣＢ２を動作させ
て、電力系統の各機器や電力線、変圧器などを保護する
ものである。
て説明する。図１は過電流保護継電器の一般的な接続図
を示し、過電流保護継電器（以下、ＯＣＲと称す）１
は、電力系統に接続したＣＢ２とＰＴ３との間に介在さ
れて、電流検出器である変流器（以下、ＣＴと称す）４
により過電流を検出した場合に上記ＣＢ２を動作させ
て、電力系統の各機器や電力線、変圧器などを保護する
ものである。
【００１３】図２は、この発明の一実施例によるＯＣＲ
１のハードウェア構成を示す概略図であり、同図におい
て、１１はローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと称す）＋
サンプル・ホールド（以下、Ｓ．Ｈ．と称す）回路で、
上記ＣＴ４により検出した電流をフィルタリングすると
ともに、サンプリングするもので、この回路１１におけ
るサンプリング周波数は系統電源周波数の１２倍として
おり、１周期１２点、すなわち、３０°電気角間隔でサ
ンプリングする。１２はＡ／Ｄ変換器で、上記ＬＰＦ＋
Ｓ．Ｈ．回路１１でサンプリングされた波形データをデ
ィジタルデータに変換する。１３はＣＰＵで、上記のサ
ンプリングデータを基にして電流の判別を行ない、その
判別結果を上記ＣＢ２に出力する。
１のハードウェア構成を示す概略図であり、同図におい
て、１１はローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと称す）＋
サンプル・ホールド（以下、Ｓ．Ｈ．と称す）回路で、
上記ＣＴ４により検出した電流をフィルタリングすると
ともに、サンプリングするもので、この回路１１におけ
るサンプリング周波数は系統電源周波数の１２倍として
おり、１周期１２点、すなわち、３０°電気角間隔でサ
ンプリングする。１２はＡ／Ｄ変換器で、上記ＬＰＦ＋
Ｓ．Ｈ．回路１１でサンプリングされた波形データをデ
ィジタルデータに変換する。１３はＣＰＵで、上記のサ
ンプリングデータを基にして電流の判別を行ない、その
判別結果を上記ＣＢ２に出力する。
【００１４】図３は、上記ＣＰＵ１３による電流判別の
処理回路の構成を示すブロック図であり、上記Ａ／Ｄ変
換器１３から出力されるサンプリングデータから第２高
調波成分の基本波成分に対する比を算出する成分比算出
部１４と、上記サンプリングデータから入力電流波形の
正弦波らしさを算出する正弦波らしさ算出部、すなわ
ち、波形データの正弦波とのかけ離れの度合いを数値化
してなるかいり度算出部１５と、上記成分比算出部１４
およびかいり度算出部１５それぞれからの出力を入力と
して、上記入力電流が励磁突入電流であるか否かをファ
ジィ推論するファジィ推論部１６と、そのフアジィ推論
結果に基づいて互いに異なる２つの動作信号を出力する
動作出力部１７とからなる。
処理回路の構成を示すブロック図であり、上記Ａ／Ｄ変
換器１３から出力されるサンプリングデータから第２高
調波成分の基本波成分に対する比を算出する成分比算出
部１４と、上記サンプリングデータから入力電流波形の
正弦波らしさを算出する正弦波らしさ算出部、すなわ
ち、波形データの正弦波とのかけ離れの度合いを数値化
してなるかいり度算出部１５と、上記成分比算出部１４
およびかいり度算出部１５それぞれからの出力を入力と
して、上記入力電流が励磁突入電流であるか否かをファ
ジィ推論するファジィ推論部１６と、そのフアジィ推論
結果に基づいて互いに異なる２つの動作信号を出力する
動作出力部１７とからなる。
【００１５】図４は、上記のような各部からなる電流判
別のアルゴリズムの構成図であり、その構成は、成分比
およびかいり度の算出を行う入力処理と、それら算出さ
れた成分比およびかいり度のデータをファジィ推論する
ファジィ推論処理と、ファジィ推論処理からの出力によ
り判別結果を確定する出力処理との３つの処理からな
り、以下、各処理について詳細に説明する。
別のアルゴリズムの構成図であり、その構成は、成分比
およびかいり度の算出を行う入力処理と、それら算出さ
れた成分比およびかいり度のデータをファジィ推論する
ファジィ推論処理と、ファジィ推論処理からの出力によ
り判別結果を確定する出力処理との３つの処理からな
り、以下、各処理について詳細に説明する。
【００１６】まず、入力処理について説明する。 成分比の算出：第２高調波成分の基本波に対する比、つ
まり、成分比は、基本波成分、基本波振幅、第２高調波
成分、第２高調波振幅を順次計算した後に算出される
が、その手順は次の通りである。
まり、成分比は、基本波成分、基本波振幅、第２高調波
成分、第２高調波振幅を順次計算した後に算出される
が、その手順は次の通りである。
【００１７】基本波成分データＩｆ１（ｎ）は、入力電
流に含まれる基本波成分であり、サンプリングデータか
らディジタル・フィルタを通して式（１）にて算出され
る。基本波振幅ＡＭＰｆ１は、上記基本波成分から式
（２）にて算出される。また、第２高調波成分Ｉｆ２
（ｎ）および第２高調波振幅ＡＭＰｆ２は、上記と同様
に、式（３）および式（４）にて算出される。そして、
最終的に成分比ＲＡＴＩＯは、式（５）によって算出さ
れる。以上のデータは、サンプリングの都度、更新され
る。
流に含まれる基本波成分であり、サンプリングデータか
らディジタル・フィルタを通して式（１）にて算出され
る。基本波振幅ＡＭＰｆ１は、上記基本波成分から式
（２）にて算出される。また、第２高調波成分Ｉｆ２
（ｎ）および第２高調波振幅ＡＭＰｆ２は、上記と同様
に、式（３）および式（４）にて算出される。そして、
最終的に成分比ＲＡＴＩＯは、式（５）によって算出さ
れる。以上のデータは、サンプリングの都度、更新され
る。
【００１８】
【数１】
【００１９】かいり度の算出：原則的には、入力電流波
形を、同振幅、同相の正弦波（以下、基準波と称す）と
比較して、かいり度を算出する。実際に基準波として
は、理想的な正弦波ではないが、それに準じるものとし
て、上記基本波成分データを用いる。図５に、サンプリ
ングデータ（電流波形）と基本波成分データの例を示し
ており、具体的な算出方法は次の通りである。
形を、同振幅、同相の正弦波（以下、基準波と称す）と
比較して、かいり度を算出する。実際に基準波として
は、理想的な正弦波ではないが、それに準じるものとし
て、上記基本波成分データを用いる。図５に、サンプリ
ングデータ（電流波形）と基本波成分データの例を示し
ており、具体的な算出方法は次の通りである。
【００２０】サンプリングデータＩ（ｎ）から直流成分
Ｉｄｃを差し引いたものと、基本波成分Ｉｆ１（ｎ）と
の絶対値差を各同相の点で取り、それを１周期分につい
て加算して基本波の振幅にて正規化することで式（６）
にてかいり度Ｎ＿ｓｉｎを算出する。なお、式（６）に
おける直流成分Ｉｄｃは式（７）にて算出される。ま
た、基本波成分Ｉｆ１（ｎ）は、ディジタル・フィルタ
を通す都合上、サンプリングデータＩ（ｎ）に対してデ
ータ１個分の位相遅れをもつことに留意する必要があ
る。
Ｉｄｃを差し引いたものと、基本波成分Ｉｆ１（ｎ）と
の絶対値差を各同相の点で取り、それを１周期分につい
て加算して基本波の振幅にて正規化することで式（６）
にてかいり度Ｎ＿ｓｉｎを算出する。なお、式（６）に
おける直流成分Ｉｄｃは式（７）にて算出される。ま
た、基本波成分Ｉｆ１（ｎ）は、ディジタル・フィルタ
を通す都合上、サンプリングデータＩ（ｎ）に対してデ
ータ１個分の位相遅れをもつことに留意する必要があ
る。
【００２１】
【数２】
【００２２】つぎに、ファジィ推論処理について説明す
る。ファジィ推論部１６では、上記の成分比ＲＡＴＩＯ
とかいり度Ｎ＿ｓｉｎを入力として推論が行われ、その
結果、励磁突入電流らしい度合い（以下、励磁突入電流
らしさと称す）Ｒ＿ｇｒｄ（ｎ）を出力する。図６に示
すように、入力要素により２次元のグラフ（電流判別マ
ップ）上に境界線（以下、識別関数）Ｓを引いて２つの
領域に分割した上で、入力データが励磁突入電流領域Ａ
にどの程度確実に入るかが出力される。励磁突入電流ら
しさＲ＿ｇｒｄ（ｎ）は、明らかに励磁突入電流領域Ａ
にあるときを１とし、識別関数Ｓの近くでは小さく、過
電流領域Ｂに確実に入ると０とする。なお、図６におい
て、斜線を挿入した領域Ｃは、０＜Ｒ＿ｇｒｄ（ｎ）＜
１の領域である。
る。ファジィ推論部１６では、上記の成分比ＲＡＴＩＯ
とかいり度Ｎ＿ｓｉｎを入力として推論が行われ、その
結果、励磁突入電流らしい度合い（以下、励磁突入電流
らしさと称す）Ｒ＿ｇｒｄ（ｎ）を出力する。図６に示
すように、入力要素により２次元のグラフ（電流判別マ
ップ）上に境界線（以下、識別関数）Ｓを引いて２つの
領域に分割した上で、入力データが励磁突入電流領域Ａ
にどの程度確実に入るかが出力される。励磁突入電流ら
しさＲ＿ｇｒｄ（ｎ）は、明らかに励磁突入電流領域Ａ
にあるときを１とし、識別関数Ｓの近くでは小さく、過
電流領域Ｂに確実に入ると０とする。なお、図６におい
て、斜線を挿入した領域Ｃは、０＜Ｒ＿ｇｒｄ（ｎ）＜
１の領域である。
【００２３】図７は、識別関数と対応する各メンバシッ
プ関数を示し、各メンバシップ関数は、識別関数に基づ
いて設定される。表１は、本推論でのファジィ・ルール
を示すもので、同表において、１：励磁突入電流、０：
過電流である。
プ関数を示し、各メンバシップ関数は、識別関数に基づ
いて設定される。表１は、本推論でのファジィ・ルール
を示すもので、同表において、１：励磁突入電流、０：
過電流である。
【００２４】
【表１】
【００２５】最後に、出力処理について説明する。判別
結果ＪＵＤＧＥは、上記ファジィ推論処理からの出力Ｒ
＿ｇｒｄ（ｎ）を以前の６個についてそれぞれ加算した
ものＲＵＳＨを閾値ＬＩＭＩＴと比較することにより、
式（８）にて算出されることとする。なお、ＲＵＳＨは
式（９）にて算出される。また、上記ファジィ推論処理
からの出力Ｒ＿ｇｒｄ（ｎ）が６個に達していない場合
は、それまでに揃っているだけのデータにて処理を行う
ものとする。
結果ＪＵＤＧＥは、上記ファジィ推論処理からの出力Ｒ
＿ｇｒｄ（ｎ）を以前の６個についてそれぞれ加算した
ものＲＵＳＨを閾値ＬＩＭＩＴと比較することにより、
式（８）にて算出されることとする。なお、ＲＵＳＨは
式（９）にて算出される。また、上記ファジィ推論処理
からの出力Ｒ＿ｇｒｄ（ｎ）が６個に達していない場合
は、それまでに揃っているだけのデータにて処理を行う
ものとする。
【００２６】
【数３】
【００２７】以上のように、ファジィ推論処理からの出
力Ｒ＿ｇｒｄ（ｎ）を以前の６個についてそれぞれ加算
するような出力処理を行なうことにより、判別結果の安
定化を図ることができる。それは次の理由による。つま
り、ファジィ推論処理からの出力１個だけで判別する
と、励磁突入電流領域のデータが過電流領域に入り込ん
で誤判別を起こす可能性がある。その原因は、サンプリ
ングの量子化誤差などの影響により成分比の値が安定し
ないことにある。
力Ｒ＿ｇｒｄ（ｎ）を以前の６個についてそれぞれ加算
するような出力処理を行なうことにより、判別結果の安
定化を図ることができる。それは次の理由による。つま
り、ファジィ推論処理からの出力１個だけで判別する
と、励磁突入電流領域のデータが過電流領域に入り込ん
で誤判別を起こす可能性がある。その原因は、サンプリ
ングの量子化誤差などの影響により成分比の値が安定し
ないことにある。
【００２８】なお、上記実施例では、正弦波らしさとし
て、波形の正弦波とのかけ離れの度合いを数値化したか
いり度を算出したが、これ以外に、入力電流の波形とデ
ィジタル・フィルタから得られた基本波成分とを比較す
ることにより、正弦波らしさを算出してもよい。なお、
ディジタル・フィルタには、入力波形と出力波形との間
に位相差が生じているために、その位相差分の補正を加
えた電流波形と比較する必要がある。基本波成分を抽出
するためのディジタル・フィルタでは、入力電流波形に
対して（π／６）の位相差が生じる。したがって、サン
プリング周期が（π／６）の場合には、データ１個分の
遅れとなる。そこで、正弦波らしさｌｉｋｅｓｉｎｅ
は、式（１０）にて算出する。
て、波形の正弦波とのかけ離れの度合いを数値化したか
いり度を算出したが、これ以外に、入力電流の波形とデ
ィジタル・フィルタから得られた基本波成分とを比較す
ることにより、正弦波らしさを算出してもよい。なお、
ディジタル・フィルタには、入力波形と出力波形との間
に位相差が生じているために、その位相差分の補正を加
えた電流波形と比較する必要がある。基本波成分を抽出
するためのディジタル・フィルタでは、入力電流波形に
対して（π／６）の位相差が生じる。したがって、サン
プリング周期が（π／６）の場合には、データ１個分の
遅れとなる。そこで、正弦波らしさｌｉｋｅｓｉｎｅ
は、式（１０）にて算出する。
【００２９】
【数４】
【００３０】正弦波らしさの算出（判別）方法として、
入力電流波からテンプレートを形成して、入力電流波形
と上記テンプレートの同サンプリング時のデータレベル
を比較するという手段を採用してもよい。図８は、正弦
波らしさの判別装置の概略構成を示すブロック図であ
る。同図において、２０はサンプリング装置で、入力電
流波を一定時間間隔でサンプリングして、そのサンプリ
ングデータＳαを出力する。このサンプリング装置２０
は、例えば一般的なアナログ・ディジタル信号変換器等
を含む回路、あるいはアナログ・ディジタル信号変換を
行うソフトウェア上で実現可能である。
入力電流波からテンプレートを形成して、入力電流波形
と上記テンプレートの同サンプリング時のデータレベル
を比較するという手段を採用してもよい。図８は、正弦
波らしさの判別装置の概略構成を示すブロック図であ
る。同図において、２０はサンプリング装置で、入力電
流波を一定時間間隔でサンプリングして、そのサンプリ
ングデータＳαを出力する。このサンプリング装置２０
は、例えば一般的なアナログ・ディジタル信号変換器等
を含む回路、あるいはアナログ・ディジタル信号変換を
行うソフトウェア上で実現可能である。
【００３１】２１はピーク検出装置で、上記サンプリン
グ装置２０に入力されたデータについて、後述するテン
プレート発生装置で使用されるピーク値Ｓpeakと、ピー
ク点よりも１サンプリング前のデータＳpeak-1を検出す
る。このピーク検出装置２１は、例えば式（１１）を実
行するような回路、あるいはソフトウェアにより実現さ
れる。２２はテンプレート発生装置で、上記ピーク検出
装置２１から出力されるＳpeak、Ｓpeak-1と、検出され
たピーク点からの相対位相角αを入力として、テンプレ
ートＴαを求めるために、式（１２）を実行するような
回路、あるいはソフトウェアにより実現される。なお、
本実施例において、テンプレートＴαは、上記ピーク検
出装置２１から得られたデータから想定される図９に示
すような三角波であり、高調波成分を含まない短絡波が
入力された場合、入力電流波とテンプレートＴαとは完
全に一致する。
グ装置２０に入力されたデータについて、後述するテン
プレート発生装置で使用されるピーク値Ｓpeakと、ピー
ク点よりも１サンプリング前のデータＳpeak-1を検出す
る。このピーク検出装置２１は、例えば式（１１）を実
行するような回路、あるいはソフトウェアにより実現さ
れる。２２はテンプレート発生装置で、上記ピーク検出
装置２１から出力されるＳpeak、Ｓpeak-1と、検出され
たピーク点からの相対位相角αを入力として、テンプレ
ートＴαを求めるために、式（１２）を実行するような
回路、あるいはソフトウェアにより実現される。なお、
本実施例において、テンプレートＴαは、上記ピーク検
出装置２１から得られたデータから想定される図９に示
すような三角波であり、高調波成分を含まない短絡波が
入力された場合、入力電流波とテンプレートＴαとは完
全に一致する。
【００３２】
【数５】
【００３３】２３は差分演算装置で、ここに入力された
入力波形データＳαと、そのときにテンプレート発生装
置２２から出力されたテンプレートＴαとの差分Ｄαを
演算することによって、テンプレートＴαと入力波との
不一致を検出する。２４はデータ変換装置で、上記差分
演算装置２３で得られた差分データを後述する判定装置
で使用することのできるデータに変換するもので、次の
ような手段で実現される。その１つは、テンプレートの
振幅Ａαに対する、上記差分Ｄαの割合Ｒ１α、即ち、
Ｒ１α＝（Ｄα／Ａα）を演算することのできる回路、
あるいはソフトウェアにより実現されるもの。他の１つ
は、各サンプリング毎に演算されるテンプレート値で、
テンプレートのピーク点から最も遠い方の距離をデータ
演算のための除数とし、これに対する差分Ｄαの割合Ｒ
２αを求める式（１３）を演算することのできる回路、
あるいはソフトウェアにより実現されるもの。
入力波形データＳαと、そのときにテンプレート発生装
置２２から出力されたテンプレートＴαとの差分Ｄαを
演算することによって、テンプレートＴαと入力波との
不一致を検出する。２４はデータ変換装置で、上記差分
演算装置２３で得られた差分データを後述する判定装置
で使用することのできるデータに変換するもので、次の
ような手段で実現される。その１つは、テンプレートの
振幅Ａαに対する、上記差分Ｄαの割合Ｒ１α、即ち、
Ｒ１α＝（Ｄα／Ａα）を演算することのできる回路、
あるいはソフトウェアにより実現されるもの。他の１つ
は、各サンプリング毎に演算されるテンプレート値で、
テンプレートのピーク点から最も遠い方の距離をデータ
演算のための除数とし、これに対する差分Ｄαの割合Ｒ
２αを求める式（１３）を演算することのできる回路、
あるいはソフトウェアにより実現されるもの。
【００３４】
【数６】
【００３５】２５は判定装置で、上記データ変換装置２
４で得られたデータＲα（Ｒ１αもしくはＲ２α）を入
力とし、例えば、判定のための閾値Ｔｈと比較して、Ｒ
α＞Ｔｈの場合は励磁突入電流、Ｒα＜Ｔｈの場合は過
電流と判定して、その判定データＪαを出力する。
４で得られたデータＲα（Ｒ１αもしくはＲ２α）を入
力とし、例えば、判定のための閾値Ｔｈと比較して、Ｒ
α＞Ｔｈの場合は励磁突入電流、Ｒα＜Ｔｈの場合は過
電流と判定して、その判定データＪαを出力する。
【００３６】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、電流
の判別要素として、入力電流の第２高調波成分の基本波
成分に対する成分比のほかに、電流波形に着目して、正
弦波にほぼ近い波形の過電流と、高次高周波成分を含む
ために歪が大きくて、正弦波とは少し違う波形の励磁突
入電流との波形の相違を利用した正弦波らしさとをそれ
ぞれ算出し、それら算出された成分比および正弦波らし
さを入力としてファジィ推論を行なうことにより、励磁
突入電流の第２高調波成分の含有率が低い場合であつて
も、入力電流が励磁突入電流であるか否かの判別を正確
に行なうことができ、したがって、その判別結果に基づ
いて、過電流に対してのみ所定の保護動作を行わせて、
誤動作の発生を確実に防止することができるという効果
を奏する。
の判別要素として、入力電流の第２高調波成分の基本波
成分に対する成分比のほかに、電流波形に着目して、正
弦波にほぼ近い波形の過電流と、高次高周波成分を含む
ために歪が大きくて、正弦波とは少し違う波形の励磁突
入電流との波形の相違を利用した正弦波らしさとをそれ
ぞれ算出し、それら算出された成分比および正弦波らし
さを入力としてファジィ推論を行なうことにより、励磁
突入電流の第２高調波成分の含有率が低い場合であつて
も、入力電流が励磁突入電流であるか否かの判別を正確
に行なうことができ、したがって、その判別結果に基づ
いて、過電流に対してのみ所定の保護動作を行わせて、
誤動作の発生を確実に防止することができるという効果
を奏する。
【００３７】また、請求項２のように、入力波を一定時
間間隔でサンプリングした電流波形データと、その電流
波形を入力としてディジタル・フイルタから抽出される
基本波成分データとの比較によって正弦波らしさを算出
する場合は、その算出を早めて、判別の応答を迅速化す
ることができる。
間間隔でサンプリングした電流波形データと、その電流
波形を入力としてディジタル・フイルタから抽出される
基本波成分データとの比較によって正弦波らしさを算出
する場合は、その算出を早めて、判別の応答を迅速化す
ることができる。
【００３８】さらに、請求項３のように、ファジィ推論
部からの出力を、それ以前の複数回の出力についてそれ
ぞれ加算させたものと閾値との比較して得るようにする
場合は、１つの出力だけで判別する場合に比べて、判別
結果の安定化を図ることができる。
部からの出力を、それ以前の複数回の出力についてそれ
ぞれ加算させたものと閾値との比較して得るようにする
場合は、１つの出力だけで判別する場合に比べて、判別
結果の安定化を図ることができる。
【図１】この発明の過電流保護継電器の一般的な接続図
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図２】この発明の一実施例による過電流保護継電器の
ハードウェア構成を示す概略図である。
ハードウェア構成を示す概略図である。
【図３】電流判別の処理回路の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図４】電流判別のアルゴリズムの構成図である。
【図５】サンプリングデータ（電流波形）と基本波成分
データの一例を示す波形図である。
データの一例を示す波形図である。
【図６】電流判別マップを示す図である。
【図７】各メンバシップ関数を示す図である。
【図８】正弦波らしさの判別装置の他の例の概略構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図９】テンプレートによる波形の生成を説明する図で
ある。
ある。
【図１０】電流波形図である。
１ ＯＣＲ（過電流保護継電器） １４ 成分算出部 １５ かいり度算出部 １６ ファジィ推論部 １７ 動作出力部
Claims (3)
- 【請求項１】 入力電流のデータから第２高調波成分の
基本波成分に対する比を算出する成分比算出部と、上記
入力電流波形の正弦波らしさを算出する正弦波らしさ算
出部と、上記成分比算出部および正弦波らしさ算出部そ
れぞれからの出力を入力として、上記入力電流が励磁突
入電流であるか否かをファジィ推論するファジィ推論部
と、そのフアジィ推論結果に基づいて互いに異なる２つ
の動作信号を出力する動作出力部とを備えていることを
特徴とする過電流保護継電器。 - 【請求項２】 上記正弦波らしさ算出部は、入力波を一
定時間間隔でサンプリングした電流波形データと、その
電流波形を入力としてディジタル・フイルタから抽出さ
れる基本波成分データとの比較により、算出するもので
ある請求項１の過電流保護継電器。 - 【請求項３】 上記ファジィ推論部からの出力は、それ
以前の複数回の出力についてそれぞれ加算させたものと
閾値との比較して得るようにしている請求項１の過電流
保護継電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9861193A JPH06292322A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 過電流保護継電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9861193A JPH06292322A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 過電流保護継電器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06292322A true JPH06292322A (ja) | 1994-10-18 |
Family
ID=14224393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9861193A Pending JPH06292322A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 過電流保護継電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06292322A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000031554A1 (de) * | 1998-11-20 | 2000-06-02 | Adaptive Regelsysteme Gesellschaft Mbh | Verfahren zur bestimmung des erdschlussbehafteten abzweiges |
| KR100492526B1 (ko) * | 2002-10-15 | 2005-06-02 | 디이시스 주식회사 | 변압기용 디지털 보호계전방법 |
| KR101877234B1 (ko) * | 2016-08-03 | 2018-07-11 | 한국철도기술연구원 | 돌입전류 검지기능을 가진 교류전기철도차량용 과전류 보호 시스템 및 이를 이용한 과전류 보호 방법 |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP9861193A patent/JPH06292322A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000031554A1 (de) * | 1998-11-20 | 2000-06-02 | Adaptive Regelsysteme Gesellschaft Mbh | Verfahren zur bestimmung des erdschlussbehafteten abzweiges |
| EP1533623A3 (de) * | 1998-11-20 | 2010-10-06 | Adaptive Regelsysteme GmbH | Verfahren zur Bestimmung eines erdschlussbehafteten Abzweiges |
| KR100492526B1 (ko) * | 2002-10-15 | 2005-06-02 | 디이시스 주식회사 | 변압기용 디지털 보호계전방법 |
| KR101877234B1 (ko) * | 2016-08-03 | 2018-07-11 | 한국철도기술연구원 | 돌입전류 검지기능을 가진 교류전기철도차량용 과전류 보호 시스템 및 이를 이용한 과전류 보호 방법 |
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