JPH07114534B2 - 保護継電装置 - Google Patents
保護継電装置Info
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- JPH07114534B2 JPH07114534B2 JP63064217A JP6421788A JPH07114534B2 JP H07114534 B2 JPH07114534 B2 JP H07114534B2 JP 63064217 A JP63064217 A JP 63064217A JP 6421788 A JP6421788 A JP 6421788A JP H07114534 B2 JPH07114534 B2 JP H07114534B2
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電力設備の保護継電装置に関するものであ
る。
る。
時刻tの関数として変化する標本x(t)が時間周期T
で周期的であり、この標本x(t)の一周期分の記録が
等間隔に時間hだけ離れたN点でサンプリングされ、こ
のサンプリング値から任意の時刻tにおけるx(t)を
算出する方法については、一般に標本化定理として知ら
れている。
で周期的であり、この標本x(t)の一周期分の記録が
等間隔に時間hだけ離れたN点でサンプリングされ、こ
のサンプリング値から任意の時刻tにおけるx(t)を
算出する方法については、一般に標本化定理として知ら
れている。
これは式(1)と式(2)に示すものであり、例えば文
献「裳華房出版、佐藤洋著、情報理論、昭和50年8月15
日、P56〜P95」等に等価な式が示されている。
献「裳華房出版、佐藤洋著、情報理論、昭和50年8月15
日、P56〜P95」等に等価な式が示されている。
ただしtは時刻で、その起点はn′=Nサンプリング時
点がt=N×hとなる様にとったもの。
点がt=N×hとなる様にとったもの。
n′はサンプリングの時系列を表わす整数であるが、対
象とする1周期分、すなわちN点のデータに対して古い
ものからn′=1、2、…、Nとしたもの。
象とする1周期分、すなわちN点のデータに対して古い
ものからn′=1、2、…、Nとしたもの。
qは被サンプリング量の基本周波数の倍調波数を表わす
整数。
整数。
Nは1周期T内のサンプリング点数で、N=T/h(ここ
でhはTの整数分の1とする)。
でhはTの整数分の1とする)。
ω=2π/T A(q)、B(q)はN点のサンプリングデータに対し
てのq倍調波のフーリエ係数である。
てのq倍調波のフーリエ係数である。
ここで、保護継電装置のように、サンプリングデータが
1点得られる毎に、最新のN点のデータからフーリエ係
数を算出することが望まれる場合には、サンプリングデ
ータが1点得られる毎に対象とするN点に対してn′=
1、2、…、Nと対応させて式(1)を演算し、最新の
サンプリング時点がt=N×hとなる様に時刻の起点を
考えて式(2)の計算を行い、これによって任意の時刻
tにおけるx(t)を算出することができる。なお、
N、hの具体数値例としては、50Hzの電力系統であれ
ば、T=1/50秒で、N=12、h=1/600秒とする等が考
えられる。
1点得られる毎に、最新のN点のデータからフーリエ係
数を算出することが望まれる場合には、サンプリングデ
ータが1点得られる毎に対象とするN点に対してn′=
1、2、…、Nと対応させて式(1)を演算し、最新の
サンプリング時点がt=N×hとなる様に時刻の起点を
考えて式(2)の計算を行い、これによって任意の時刻
tにおけるx(t)を算出することができる。なお、
N、hの具体数値例としては、50Hzの電力系統であれ
ば、T=1/50秒で、N=12、h=1/600秒とする等が考
えられる。
保護継電装置に式(1)、(2)を応用した例は特願昭
62−276084号にあり、そこでは複数端子における同一時
刻の電流値を求める為のサンプリング同期ずれ時間補正
に用いた実施例が示されている。
62−276084号にあり、そこでは複数端子における同一時
刻の電流値を求める為のサンプリング同期ずれ時間補正
に用いた実施例が示されている。
第5図はフーリエ係数を算出して保護演算を行う従来の
保護継電装置を示すハードウェアブロック図で、被保護
電力設備として送電線を対象としている。
保護継電装置を示すハードウェアブロック図で、被保護
電力設備として送電線を対象としている。
図中、(11)はA変電所とB変電所を結ぶ送電線、(1
2)はA/D変換部、(7)は高速マイクロプロセッサ、
(14A)と(14B)は光電気変換部、(15)は情報伝送
部、(16)は変復調部、(17)は搬送端局装置、(18)
は無線装置、(19)は全2重回線、(20)はI/O部、(2
1)はしゃ断器である。
2)はA/D変換部、(7)は高速マイクロプロセッサ、
(14A)と(14B)は光電気変換部、(15)は情報伝送
部、(16)は変復調部、(17)は搬送端局装置、(18)
は無線装置、(19)は全2重回線、(20)はI/O部、(2
1)はしゃ断器である。
また、第6図は高速マイクロプロセッサ(7)にて行な
う処理のプログラムフローを示したもので、A変電所で
のサンプリングとB変電所でのサンプリングの時間差を
得る処理ステップS31、処理の起動要因判別処理ステッ
プS32、B変電所でのサンプリング時刻と同一時刻にお
けるA変電所での電流値を後述の従来の式に基いて算出
する処理ステップS63、電流値の和が0に近いかどうか
を判定する処理ステップS34、及びトリップ指令を出す
処理ステップS35を有している。
う処理のプログラムフローを示したもので、A変電所で
のサンプリングとB変電所でのサンプリングの時間差を
得る処理ステップS31、処理の起動要因判別処理ステッ
プS32、B変電所でのサンプリング時刻と同一時刻にお
けるA変電所での電流値を後述の従来の式に基いて算出
する処理ステップS63、電流値の和が0に近いかどうか
を判定する処理ステップS34、及びトリップ指令を出す
処理ステップS35を有している。
さらに、第7図は処理ステップS63を更に詳細に記した
プログラムフローで、従来の方法によるフーリエ係数の
算出を行う処理ステップS63Aとフーリエ係数をもとに所
望時間の電流値を算出する処理ステップS63Bとを有して
いる。
プログラムフローで、従来の方法によるフーリエ係数の
算出を行う処理ステップS63Aとフーリエ係数をもとに所
望時間の電流値を算出する処理ステップS63Bとを有して
いる。
次に動作について説明する。以下、A変電所側での動作
を中心に説明するが、B変電所側でも同様の動作であ
る。送電線(11)の電気量である電流をA/D変換部(1
2)によってサンプルホールド後ディジタル値に変換
し、高速マイクロプロセッサ(7)に入力する。一方、
A/D変換部(12)の出力するディジタル値は光電気変換
部(14A)、光電気変換部(14B)、情報伝送部(15)、
変復調部(16)、搬送端局装置(17)、無線装置(18)
及び全2重回線(19)を経由してB変電所に送信される
ようになされ、他方B変電所でサンプリングされた電流
のディジタル値は同様に全2重回線(19)を経由してA
変電所に送信され、これを受けてA変電所では、このデ
ィジタル値を無線装置(18)、搬送端局装置(17)、変
復調部(16)、情報伝送部(15)、光電気変換部(14
B)及び光電気変換部(14A)を経由してマイクロプロセ
ッサ(7)に入力するようになされている。
を中心に説明するが、B変電所側でも同様の動作であ
る。送電線(11)の電気量である電流をA/D変換部(1
2)によってサンプルホールド後ディジタル値に変換
し、高速マイクロプロセッサ(7)に入力する。一方、
A/D変換部(12)の出力するディジタル値は光電気変換
部(14A)、光電気変換部(14B)、情報伝送部(15)、
変復調部(16)、搬送端局装置(17)、無線装置(18)
及び全2重回線(19)を経由してB変電所に送信される
ようになされ、他方B変電所でサンプリングされた電流
のディジタル値は同様に全2重回線(19)を経由してA
変電所に送信され、これを受けてA変電所では、このデ
ィジタル値を無線装置(18)、搬送端局装置(17)、変
復調部(16)、情報伝送部(15)、光電気変換部(14
B)及び光電気変換部(14A)を経由してマイクロプロセ
ッサ(7)に入力するようになされている。
しかして、A変電所におけるサンプリングとB変電所に
おけるサンプリングは相手変電所と非同期な自走クロッ
クを基準にして一定時間周期hで行われる。
おけるサンプリングは相手変電所と非同期な自走クロッ
クを基準にして一定時間周期hで行われる。
高速マイクロプロセッサ(7)では第6図のフローに示
す処理を行う。この処理はA変電所でのA/D変換完了時
とB変電所からの電流値受信時に行われるものである。
まず処理ステップS31によってA変電所でのサンプリン
グとB変電所でのサンプリングの時間差を得る。これは
例えばサンプリング周期hよりも充分に短い時間周期毎
にカウントアップされるカウンタ値を、A変電所でのA/
D変換完了時とB変電所からの電流値受信時にとり込
み、更に、B変電所からA変電所への電流値を伝送する
伝送時間を考慮することによって算出できるものであ
る。B変電所からA変電所への伝送時間は電送路が不変
である限り一定時間であり、例えば理論的に算出してお
くか、又は、一度だけ測定しておき、常時その値を用い
ることで対応できる。
す処理を行う。この処理はA変電所でのA/D変換完了時
とB変電所からの電流値受信時に行われるものである。
まず処理ステップS31によってA変電所でのサンプリン
グとB変電所でのサンプリングの時間差を得る。これは
例えばサンプリング周期hよりも充分に短い時間周期毎
にカウントアップされるカウンタ値を、A変電所でのA/
D変換完了時とB変電所からの電流値受信時にとり込
み、更に、B変電所からA変電所への電流値を伝送する
伝送時間を考慮することによって算出できるものであ
る。B変電所からA変電所への伝送時間は電送路が不変
である限り一定時間であり、例えば理論的に算出してお
くか、又は、一度だけ測定しておき、常時その値を用い
ることで対応できる。
次に、処理ステップS32によってB変電所からの電流値
受信時には処理ステップS63に分岐し、そうでない時に
は処理を終了し次の処理開始条件成立を待つ。
受信時には処理ステップS63に分岐し、そうでない時に
は処理を終了し次の処理開始条件成立を待つ。
処理ステップS63ではB変電所から着信した電流値をサ
ンプリングしたのと同一時刻におけるA変電所での電流
値を算出するが、これはフーリエ係数を算出する処理ス
テップS63Aと、フーリエ係数をもとに所望の時刻の電流
値を算出する処理ステップS63Bとに分けられる。
ンプリングしたのと同一時刻におけるA変電所での電流
値を算出するが、これはフーリエ係数を算出する処理ス
テップS63Aと、フーリエ係数をもとに所望の時刻の電流
値を算出する処理ステップS63Bとに分けられる。
処理ステップS63Aでは前述した式(1)の演算を行ない
フーリエ係数A(q)とB(q)を算出する。また、処
理ステップS63Bでは、式(2)の演算を行う。
フーリエ係数A(q)とB(q)を算出する。また、処
理ステップS63Bでは、式(2)の演算を行う。
ただし、B変電所から着信した電流値をサンプリングし
たのと同一時刻tにおけるA変電所での電流値をx
(t)とし、時刻tの起点はn′=Nのサンプリング時
点がt=N×hとなる様にとったものとする。
たのと同一時刻tにおけるA変電所での電流値をx
(t)とし、時刻tの起点はn′=Nのサンプリング時
点がt=N×hとなる様にとったものとする。
時刻tはA変電所でのサンプリング時点を基準とした時
にB変電所でのサンプリング時点を相対的に示すもの
で、処理ステップS31によって算出した値を基をもとに
決定できる。
にB変電所でのサンプリング時点を相対的に示すもの
で、処理ステップS31によって算出した値を基をもとに
決定できる。
次に処理ステップS34によってB変電所でサンプリング
された電流値と、処理ステップS63によって算出された
同一時刻のA変電所の電流値との和が所定の範囲内で0
に近いかどうかを判定し、0に近くない場合には処理ス
テップS35によってトリップ指令を出す。このトリップ
指令はI/O部(20)を経由してしゃ断器(21)に伝えら
れ、しゃ断器(21)を開く。
された電流値と、処理ステップS63によって算出された
同一時刻のA変電所の電流値との和が所定の範囲内で0
に近いかどうかを判定し、0に近くない場合には処理ス
テップS35によってトリップ指令を出す。このトリップ
指令はI/O部(20)を経由してしゃ断器(21)に伝えら
れ、しゃ断器(21)を開く。
なお、上式は、被サンプリング量x(t)が時間周期N
・hで周期的な時に任意のtに対して成立する。従って
例えば50Hzの交流電流をh=1/600秒毎にサンプリング
する場合に適用するときには、電流は1/50秒で周期的で
あるから、N=(1/50)/(1/600)=12とすればよ
い。ただし、被サンプリング量x(t)には1/2h Hz以
上の周波数成分がないと実用上みなせる場合に上式が成
立する。
・hで周期的な時に任意のtに対して成立する。従って
例えば50Hzの交流電流をh=1/600秒毎にサンプリング
する場合に適用するときには、電流は1/50秒で周期的で
あるから、N=(1/50)/(1/600)=12とすればよ
い。ただし、被サンプリング量x(t)には1/2h Hz以
上の周波数成分がないと実用上みなせる場合に上式が成
立する。
従来の保護継電装置は以上のように、多くのサンプリン
グ値のサンメーションの形で表わされる式(1)に示さ
れるフーリエ係数を算出し、これに基いてさらに電気量
x(t)を求めるようになされていたので、サンプリン
グデータが1点得られる毎に多くの乗算と加算を必要と
していた。
グ値のサンメーションの形で表わされる式(1)に示さ
れるフーリエ係数を算出し、これに基いてさらに電気量
x(t)を求めるようになされていたので、サンプリン
グデータが1点得られる毎に多くの乗算と加算を必要と
していた。
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、フーリエ係数の算出に要するデジタル演算構
成の負荷を低減し、その分、安価で高機能な保護継電装
置を得ることを目的とする。
たもので、フーリエ係数の算出に要するデジタル演算構
成の負荷を低減し、その分、安価で高機能な保護継電装
置を得ることを目的とする。
この発明に係る保護継電装置は、複数の電気量検出端子
における周期的な各電気量を一定時間周期hでサンプリ
ングし、そのサンプリング値をディジタル符号に変換し
た値X(n×h)をもとに算出したフーリエ係数と端子
間のサンプリング同期ずれ時間情報を用いて同一時刻に
おける各端子の電気量を算出し、電力設備の保護のため
の演算を行う保護継電装置において、上記フーリエ係数
A(q、n)、B(q、n)をサンプリングデータX
(n×h)が1点得られる毎に下記の漸化式に基いて算
出すると共に、該漸化式によるフーリエ係数A(q、
n)とB(q、n)を用いて任意の時刻での複数の電気
量検出端子における周期的な電機量X(t)を下記の算
出式に基いて算出することを特徴とするものである。
における周期的な各電気量を一定時間周期hでサンプリ
ングし、そのサンプリング値をディジタル符号に変換し
た値X(n×h)をもとに算出したフーリエ係数と端子
間のサンプリング同期ずれ時間情報を用いて同一時刻に
おける各端子の電気量を算出し、電力設備の保護のため
の演算を行う保護継電装置において、上記フーリエ係数
A(q、n)、B(q、n)をサンプリングデータX
(n×h)が1点得られる毎に下記の漸化式に基いて算
出すると共に、該漸化式によるフーリエ係数A(q、
n)とB(q、n)を用いて任意の時刻での複数の電気
量検出端子における周期的な電機量X(t)を下記の算
出式に基いて算出することを特徴とするものである。
ここで、漸化式は次式で示される。
A(q、n)=A(q、n−1)−X((n−N)×
h) ×2/N×cos(q×ω×m(n−N)/N)) +X(n×h)×2/N×cos(q×ω×m(n)/N) B(q、n)=B(q、n−1)−X((n−N)×
h)× 2/N×sin(q×ω×m(n−N)/N)) +X(n×h)×2/N×sin(q×ω×m(n)/N) 但し、(I) tは時刻、 (II) nはサンプリングの時系列を表す整数 (n=1、2、3、・・・) (III) hはサンプリング周期 (IV) Nは1周忌T内のサンプリング点数で、N=T/
h (ここで、hはTの整数分の1とする) (V) ω=2π/T (VI) V((n−N)×h)はサンプリングした時刻
(n×h)における電気量 X(n×h)に対してサンプリング数N前の計測電気量 (VII) A(q、n)、B(q、n)はサンプリング
データがn点まで得られた時点でのq倍調波のフーリエ
係数 なお、n=0の時、A(q、0)=B(q、0)=0 (VIII) qは波サンプリング量の基本周波数の倍調波
数を表す整数 (IX) m(n)={(n−1)をNで除算した時の余
り+1} (X) X(−N+1)×h)=X((−N+2)×
h)=・・・=X(−h)=X(0)=0 また、算出式は次式で示される。
h) ×2/N×cos(q×ω×m(n−N)/N)) +X(n×h)×2/N×cos(q×ω×m(n)/N) B(q、n)=B(q、n−1)−X((n−N)×
h)× 2/N×sin(q×ω×m(n−N)/N)) +X(n×h)×2/N×sin(q×ω×m(n)/N) 但し、(I) tは時刻、 (II) nはサンプリングの時系列を表す整数 (n=1、2、3、・・・) (III) hはサンプリング周期 (IV) Nは1周忌T内のサンプリング点数で、N=T/
h (ここで、hはTの整数分の1とする) (V) ω=2π/T (VI) V((n−N)×h)はサンプリングした時刻
(n×h)における電気量 X(n×h)に対してサンプリング数N前の計測電気量 (VII) A(q、n)、B(q、n)はサンプリング
データがn点まで得られた時点でのq倍調波のフーリエ
係数 なお、n=0の時、A(q、0)=B(q、0)=0 (VIII) qは波サンプリング量の基本周波数の倍調波
数を表す整数 (IX) m(n)={(n−1)をNで除算した時の余
り+1} (X) X(−N+1)×h)=X((−N+2)×
h)=・・・=X(−h)=X(0)=0 また、算出式は次式で示される。
〔作用〕 この発明による保護継電装置においては、フーリエ係数
を算出する時の時刻の起点のとり方を改め、サンプリン
グデータが1点得られた時に、1つ前のデータが得られ
た時に算出したフーリエ係数に若干の演算を行うだけで
最新のフーリエ係数が得られる漸化式によるフーリエ係
数の算出を採用することにより、デジタル演算構成の負
荷を低減させ、安価で高機能な保護継電装置を得ること
ができる。
を算出する時の時刻の起点のとり方を改め、サンプリン
グデータが1点得られた時に、1つ前のデータが得られ
た時に算出したフーリエ係数に若干の演算を行うだけで
最新のフーリエ係数が得られる漸化式によるフーリエ係
数の算出を採用することにより、デジタル演算構成の負
荷を低減させ、安価で高機能な保護継電装置を得ること
ができる。
以下、この発明の一実施例について説明する。
なお、前述した標本化定理におけ標本x(t)を、以下
電気量X(t)と表記し取り扱う。
電気量X(t)と表記し取り扱う。
この発明においては、複数の電気量検出端子において時
間周期Tで周期的な電気量X(t)を一定時間周期hで
サンプリングし、そのサンプリング値をディジタル符号
に変換した値X(n×h)が1点得られる毎に次式
(3)によりフーリエ係数を算出する。
間周期Tで周期的な電気量X(t)を一定時間周期hで
サンプリングし、そのサンプリング値をディジタル符号
に変換した値X(n×h)が1点得られる毎に次式
(3)によりフーリエ係数を算出する。
ただし、nはサンプリングの時系列を表わす整数(n=
1、2、3、…)、qは被サンプリング量の基本周波数
の倍調波数を表わす整数 m(n)={(n−1)をNで除算した時の余り+1} X((−N+1)×h)=X((−N+2)×h) =…(=X(−h)=X(0)=O A(q、n)、B(q、n)はサンプリングデータがn
点まで得られた時点でのq倍調波のフーリエ係数 A(q、0)=B(q、0)=0 である。
1、2、3、…)、qは被サンプリング量の基本周波数
の倍調波数を表わす整数 m(n)={(n−1)をNで除算した時の余り+1} X((−N+1)×h)=X((−N+2)×h) =…(=X(−h)=X(0)=O A(q、n)、B(q、n)はサンプリングデータがn
点まで得られた時点でのq倍調波のフーリエ係数 A(q、0)=B(q、0)=0 である。
係数A(q、n)とB(q、n)は、n番目までのサン
プリングが得られた時点で算出されるものであることを
明確にする為にnを含めて記した。
プリングが得られた時点で算出されるものであることを
明確にする為にnを含めて記した。
このA(q、n)とB(q、n)は「n=(Nの整数
倍)でt=0」と考えて時刻の起点をとった場合の最新
のN点のデータから算出した式(1)のフーリエ係数に
相当する。これは、以下の理由による。
倍)でt=0」と考えて時刻の起点をとった場合の最新
のN点のデータから算出した式(1)のフーリエ係数に
相当する。これは、以下の理由による。
すなわち、X(t)、cos(q×ω×t)、sin(q×ω
×t)は時間周期Tで周期的であるから、第1図に示す
ように、αを適当な整数としてn=α×Nの時点をt=
0と考えて、そこからの1周期分のN点をn′=1、
2、3、…、Nとして式(1)により算出した係数A
(q)とB(q)を用いて式(2)より任意の時刻にお
けるX(t)の算出が可能となる。ただし、先に述べた
ように時刻の起点はn=α×Nの時にt=0とする。こ
こで、第1図に示すように、最新のデータ点N点と過去
のデータ点N点との時間差(サンプリング周期の整数
倍)を示すものとして位置付ける値βを適当な整数とす
ると、最新のN点はn=α×N+β+1からn=α×N
+β+N番目と表わせ、かつ、X(t)、cos(q×ω
×t)、sin(q×ω×t)は時間周期Tで周期的であ
るから であり、最新のN点に対してX(n×h)×2/N×cos
(q×ω×m(n)/N)又はX(n×h)×2/N×sin
(q×ω×m(n)/N)を合計したものはn=α×Nの
時点をt=0と考え、最新のN点をその周期性に従って
t=h、2×h、3×h、N×hに得られたものと想定
して式(1)によって算出したA(q)、B(q)に一
致するのである。
×t)は時間周期Tで周期的であるから、第1図に示す
ように、αを適当な整数としてn=α×Nの時点をt=
0と考えて、そこからの1周期分のN点をn′=1、
2、3、…、Nとして式(1)により算出した係数A
(q)とB(q)を用いて式(2)より任意の時刻にお
けるX(t)の算出が可能となる。ただし、先に述べた
ように時刻の起点はn=α×Nの時にt=0とする。こ
こで、第1図に示すように、最新のデータ点N点と過去
のデータ点N点との時間差(サンプリング周期の整数
倍)を示すものとして位置付ける値βを適当な整数とす
ると、最新のN点はn=α×N+β+1からn=α×N
+β+N番目と表わせ、かつ、X(t)、cos(q×ω
×t)、sin(q×ω×t)は時間周期Tで周期的であ
るから であり、最新のN点に対してX(n×h)×2/N×cos
(q×ω×m(n)/N)又はX(n×h)×2/N×sin
(q×ω×m(n)/N)を合計したものはn=α×Nの
時点をt=0と考え、最新のN点をその周期性に従って
t=h、2×h、3×h、N×hに得られたものと想定
して式(1)によって算出したA(q)、B(q)に一
致するのである。
ここで、最新のN点のデータに対してX(n×h)×2/
N×cos(q×ω×m(n)/N)又はX(n×h)×2/N
×sin(q×ω×m(n)/N)を合計するということは
データが1点得られる毎に式(3)の漸化式によって計
算するのと同じことである。
N×cos(q×ω×m(n)/N)又はX(n×h)×2/N
×sin(q×ω×m(n)/N)を合計するということは
データが1点得られる毎に式(3)の漸化式によって計
算するのと同じことである。
このような時刻の起点をとれば、式(3)によるフーリ
エ係数A(q、n)とB(q、n)を用いて式(4)に
より任意の時刻のx(t)を算出できる。
エ係数A(q、n)とB(q、n)を用いて式(4)に
より任意の時刻のx(t)を算出できる。
ただし、サンプリングデータはN点以上得られているも
のとする。
のとする。
以上の様に、複数端子間でサンプリングが同期していな
くても、この発明により、複数端子で同一時刻における
電気量を高速に算出でき、すなわち、サンプリング時刻
だけの電気量から任意の時刻での電気量を算出できるも
のであるから、複数端子で電気量を任意のタイミングで
勝手にサンプリングしていても、各端子でのサンプリン
グデータから各端子同一時刻における電気量を得ること
ができる。例えば各端子から同一時刻における流出電流
の和が0であるかどうかを判定して事故検出を行う保護
アルゴリズムの実現が容易となる。
くても、この発明により、複数端子で同一時刻における
電気量を高速に算出でき、すなわち、サンプリング時刻
だけの電気量から任意の時刻での電気量を算出できるも
のであるから、複数端子で電気量を任意のタイミングで
勝手にサンプリングしていても、各端子でのサンプリン
グデータから各端子同一時刻における電気量を得ること
ができる。例えば各端子から同一時刻における流出電流
の和が0であるかどうかを判定して事故検出を行う保護
アルゴリズムの実現が容易となる。
ここで、1つのサンプリングデータが得られる毎にフー
リエ係数を算出する為の演算量は、従来の式(1)によ
るものよりも、この発明の式(3)によるものの方が明
らかに少ないものとなっている。
リエ係数を算出する為の演算量は、従来の式(1)によ
るものよりも、この発明の式(3)によるものの方が明
らかに少ないものとなっている。
また、n=1、2、3、…に対してm(n)は1、2、
3、…、N,1、2、3、…、N,1、2、…、N,…の様に1
からNをくり返すので、デジタル計算機においては、m
の初期値を1としておいて、以降、サンプリングデータ
が1点得られる毎に1を加算し、Nを越えたら1に戻す
というプログラムでnからmを得る機能を容易に実現で
きる。
3、…、N,1、2、3、…、N,1、2、…、N,…の様に1
からNをくり返すので、デジタル計算機においては、m
の初期値を1としておいて、以降、サンプリングデータ
が1点得られる毎に1を加算し、Nを越えたら1に戻す
というプログラムでnからmを得る機能を容易に実現で
きる。
更に、qとm(n)に対応する2/n×cos(q×ω×m
(n)/N)や2/n×sin(q×ω×m(n)/N)は高々qm
×N個しかないので、事前にこれらを計算してメモリに
格納しておけば、サンプリングデータが得られる毎に計
算する必要はない。
(n)/N)や2/n×sin(q×ω×m(n)/N)は高々qm
×N個しかないので、事前にこれらを計算してメモリに
格納しておけば、サンプリングデータが得られる毎に計
算する必要はない。
第2図はこの発明によるフーリエ係数演算を行いこれに
基づく保護演算を行う保護継電装置のハードウェアブロ
ック図で、第5図と同一部分は同一符号を用いて示して
いる。図中、(6)は低速マイクロプロセッサである。
基づく保護演算を行う保護継電装置のハードウェアブロ
ック図で、第5図と同一部分は同一符号を用いて示して
いる。図中、(6)は低速マイクロプロセッサである。
そして、第3図はこの発明における低速マイクロプロセ
ッサ(6)にて行なう処理のプログラムフローを示した
もので、B変電所でのサンプリング時刻と同一時刻にお
けるA変電所での電流値をこの発明の式に基いて算出す
る処理ステップS33を有している。また、第4図は処理
ステップS33を更に詳細に記したプログラムフローで、
漸化式によるフーリエ係数の算出を行う処理ステップS3
3Aとフーリエ係数をもとに所望時刻の電流値を算出する
処理ステップS33Bとを有している。
ッサ(6)にて行なう処理のプログラムフローを示した
もので、B変電所でのサンプリング時刻と同一時刻にお
けるA変電所での電流値をこの発明の式に基いて算出す
る処理ステップS33を有している。また、第4図は処理
ステップS33を更に詳細に記したプログラムフローで、
漸化式によるフーリエ係数の算出を行う処理ステップS3
3Aとフーリエ係数をもとに所望時刻の電流値を算出する
処理ステップS33Bとを有している。
次に動作について説明する。以下、A変電所側での動作
を中心に説明するが、B変電所側でも同様の動作であ
る。送電線(11)の電気量である電流をA/D変換部(1
2)によってサンプルホールド後ディジタル値に変換
し、低速マイクロプロセッサ(6)に入力する。一方、
A/D変換部(12)の出力するディジタル値は光電気変換
部(14A)、光電気変換部(14B)、情報伝送部(15)、
変復調部(16)、搬送端局装置(17)、無線装置(18)
及び全2重回線(19)を経由してB変電所に送信される
ようになされ、他方B変電所でサンプリングされた電流
のディジタル値は同様に全2重回線(19)を経由してA
変電所に送信され、これを受けてA変電所では、このデ
ィジタル値を無線装置(18)、搬送端局装置(17)、変
復調部(16)、情報伝送部(15)、光電気変換部(14
B)及び光電気変換部(14A)を経由して低速マイクロプ
ロセッサ(6)に入力するようになされている。
を中心に説明するが、B変電所側でも同様の動作であ
る。送電線(11)の電気量である電流をA/D変換部(1
2)によってサンプルホールド後ディジタル値に変換
し、低速マイクロプロセッサ(6)に入力する。一方、
A/D変換部(12)の出力するディジタル値は光電気変換
部(14A)、光電気変換部(14B)、情報伝送部(15)、
変復調部(16)、搬送端局装置(17)、無線装置(18)
及び全2重回線(19)を経由してB変電所に送信される
ようになされ、他方B変電所でサンプリングされた電流
のディジタル値は同様に全2重回線(19)を経由してA
変電所に送信され、これを受けてA変電所では、このデ
ィジタル値を無線装置(18)、搬送端局装置(17)、変
復調部(16)、情報伝送部(15)、光電気変換部(14
B)及び光電気変換部(14A)を経由して低速マイクロプ
ロセッサ(6)に入力するようになされている。
しかして、A変電所におけるサンプリングとB変電所に
おけるサンプリングは相手変電所と非同期な自走クロッ
クを基準にして一定時間周期hで行われる。
おけるサンプリングは相手変電所と非同期な自走クロッ
クを基準にして一定時間周期hで行われる。
低速マイクロプロセッサ(6)では第3図のフローに示
す処理を行う。この処理はA変電所でのA/D変換完了時
とB変電所からの電流値受信時に行われるものである。
まず処理ステップS31によってA変電所でのサンプリン
グとB変電所でのサンプリングの時間差を得る。これは
例えばサンプリング周期hよりも充分に短い時間周期毎
にカウントアップされるカウンタ値を、A変電所でのA/
D変換完了時とB変電所からの電流値受信時にとり込
み、更に、B変電所からA変電所へ電流値を伝送する伝
送時間を考慮することによって算出できるものである。
B変電所からA変電所への伝送時間は電送路が不変であ
る限り一定時間であり、例えば理論的に算出しておく
か、又は、一度だけ測定しておき、常時その値を用いる
ことで対応できる。
す処理を行う。この処理はA変電所でのA/D変換完了時
とB変電所からの電流値受信時に行われるものである。
まず処理ステップS31によってA変電所でのサンプリン
グとB変電所でのサンプリングの時間差を得る。これは
例えばサンプリング周期hよりも充分に短い時間周期毎
にカウントアップされるカウンタ値を、A変電所でのA/
D変換完了時とB変電所からの電流値受信時にとり込
み、更に、B変電所からA変電所へ電流値を伝送する伝
送時間を考慮することによって算出できるものである。
B変電所からA変電所への伝送時間は電送路が不変であ
る限り一定時間であり、例えば理論的に算出しておく
か、又は、一度だけ測定しておき、常時その値を用いる
ことで対応できる。
次に、処理ステップS32によってB変電所からの電流値
受信時には処理ステップS33に分岐し、そうでない時に
は処理を終了し次の処理開始条件成立を待つ。
受信時には処理ステップS33に分岐し、そうでない時に
は処理を終了し次の処理開始条件成立を待つ。
処理ステップS33ではB変電所から着信した電流値をサ
ンプリングしたのと同一時刻におけるA変電所での電流
値を算出するが、これは漸化式によってフーリエ係数を
算出する処理ステップS33Aとフーリエ係数をもとに所望
の時刻の電流値を算出する処理ステップS33Bとに分けら
れる。
ンプリングしたのと同一時刻におけるA変電所での電流
値を算出するが、これは漸化式によってフーリエ係数を
算出する処理ステップS33Aとフーリエ係数をもとに所望
の時刻の電流値を算出する処理ステップS33Bとに分けら
れる。
処理ステップS33Aでは式(3)によるフーリエ係数A
(q、n)、B(q、n)の算出を行う。
(q、n)、B(q、n)の算出を行う。
また、処理ステップS33Bでは式(4)による電気量X
(t)の演算を行う。
(t)の演算を行う。
ただし、X(t)はB変電所から着信した電流値をサン
プリングしたのと同一時刻tにおけるA変電所での電流
値であり、時刻の起点は、前述の様に「n=(Nの整数
倍)でt=0」と考えてとったものであり、時刻tは処
理ステップS31によって算出した値をもとに決定でき
る。
プリングしたのと同一時刻tにおけるA変電所での電流
値であり、時刻の起点は、前述の様に「n=(Nの整数
倍)でt=0」と考えてとったものであり、時刻tは処
理ステップS31によって算出した値をもとに決定でき
る。
次に処理ステップS34によってB変電所でサンプリング
された電流値と、処理ステップS33によって算出された
同一時刻のA変電所の電流値との和が所定の範囲内で0
に近いかどうかを判定し、0に近くない場合には処理ス
テップS35によってトリップ指令を出す。このトリップ
指令はI/O部(20)を経由してしゃ断器(21)に伝えら
れ、しゃ断器(21)を開く。
された電流値と、処理ステップS33によって算出された
同一時刻のA変電所の電流値との和が所定の範囲内で0
に近いかどうかを判定し、0に近くない場合には処理ス
テップS35によってトリップ指令を出す。このトリップ
指令はI/O部(20)を経由してしゃ断器(21)に伝えら
れ、しゃ断器(21)を開く。
なお、上式は、被サンプリング量X(t)が時間周期N
・hで周期的な時に任意のtに対して成立する。従って
例えば50Hzの交流電流をh=1/600秒毎にサンプリング
する場合に適用するときには、電流は1/50秒で周期的で
あるから、N=(1/50)/(1/600)=12とすればよ
い。ただし、被サンプリング量X(t)には1/2h Hz以
上の周波数成分がないと実用上みなせる場合に上式が成
立する。
・hで周期的な時に任意のtに対して成立する。従って
例えば50Hzの交流電流をh=1/600秒毎にサンプリング
する場合に適用するときには、電流は1/50秒で周期的で
あるから、N=(1/50)/(1/600)=12とすればよ
い。ただし、被サンプリング量X(t)には1/2h Hz以
上の周波数成分がないと実用上みなせる場合に上式が成
立する。
なお、この発明は、各端子のサンプリング値自体を端子
間で通信する他、各端子において算出したフーリエ係数
を端子間で通信しても同様の効果を発揮する。ただし、
この場合、各端子でどのように時刻の起点をとっている
かを知る情報が必要なので、例えば、フーリエ係数A
(q.n)、B(q、n)に加えてm(n)を通信するこ
とが必要である。
間で通信する他、各端子において算出したフーリエ係数
を端子間で通信しても同様の効果を発揮する。ただし、
この場合、各端子でどのように時刻の起点をとっている
かを知る情報が必要なので、例えば、フーリエ係数A
(q.n)、B(q、n)に加えてm(n)を通信するこ
とが必要である。
フーリエ係数は先に示したqの全ての値に対して算出し
なくても、保護演算のために必要な周波数成分に対する
ものだけでもよい。例えば50Hzの電力系統にh=1/600
秒N=12にて適用する場合、その基本周波数50Hz成分の
みが必要ならq=1に対してのみ計算すればよい。
なくても、保護演算のために必要な周波数成分に対する
ものだけでもよい。例えば50Hzの電力系統にh=1/600
秒N=12にて適用する場合、その基本周波数50Hz成分の
みが必要ならq=1に対してのみ計算すればよい。
更に、サンプリングした電気量とは意味の異なる量をフ
ーリエ係数から求め、これによ事故判定を行う保護継電
装置においても同様の効果を発揮する。例えばフーリエ
係数のA(q、n)を実部、B(q、n)を虚部にとっ
た複素ベクトルは、その大きさが被サンプリング量のq
倍調波成分の大きさで、偏角が被サンプリング量のq倍
調波成分の位相を表わすので、これをもとに事故判別を
行う保護継電装置においても同様の効果を発揮する。
ーリエ係数から求め、これによ事故判定を行う保護継電
装置においても同様の効果を発揮する。例えばフーリエ
係数のA(q、n)を実部、B(q、n)を虚部にとっ
た複素ベクトルは、その大きさが被サンプリング量のq
倍調波成分の大きさで、偏角が被サンプリング量のq倍
調波成分の位相を表わすので、これをもとに事故判別を
行う保護継電装置においても同様の効果を発揮する。
又、複数の端子で非同期でサンプリングしていて各端子
で上記の複素ベクトルを得ている場合には、サンプリン
グの周期ずれ時間に比例する角度だけ複素平面上でベク
トルを回転させることによって、同一時刻に各端子がサ
ンプリグしたのと同じ複素ベクトルを各端子について得
ることが出来るので、これらのベクトルをもとに事故判
別を行う保護継電装置に対してもこの発明は同様の効果
を発揮する。
で上記の複素ベクトルを得ている場合には、サンプリン
グの周期ずれ時間に比例する角度だけ複素平面上でベク
トルを回転させることによって、同一時刻に各端子がサ
ンプリグしたのと同じ複素ベクトルを各端子について得
ることが出来るので、これらのベクトルをもとに事故判
別を行う保護継電装置に対してもこの発明は同様の効果
を発揮する。
この発明においては、m(n)を1からNまでとした
が、これを0からN−1としても若干の式の変更を行う
だけで同様の効果を実現できる。
が、これを0からN−1としても若干の式の変更を行う
だけで同様の効果を実現できる。
以上の様に、この発明によれば、フーリエ係数を算出す
る時の時刻の起点のとり方を改め、サンプリングデータ
が1点得られた時に、1つ前のデータが得られた時に算
出したフーリエ係数に若干の演算を加えるだけで最新の
フーリエ係数が得られる漸化式による演算を実現し、こ
れを採用して保護継電装置を構成したので、デジタル演
算構成の負荷を低減させ、安価で高機能な保護継電装置
を得ることができる。
る時の時刻の起点のとり方を改め、サンプリングデータ
が1点得られた時に、1つ前のデータが得られた時に算
出したフーリエ係数に若干の演算を加えるだけで最新の
フーリエ係数が得られる漸化式による演算を実現し、こ
れを採用して保護継電装置を構成したので、デジタル演
算構成の負荷を低減させ、安価で高機能な保護継電装置
を得ることができる。
第1図はこの発明におけるフーリエ係数の算出における
時刻起点のとり方の説明図、第2図はこの発明の一実施
例を示す保護継電装置のハードウェアブロック図、第3
図はこの発明によるプログラムフロー図、第4図は第3
図中の処理ステップS33を詳細に示すプログラムフロー
図、第5図は従来の保護継電装置のハードウェアブロッ
ク図、第6図は従来の方法によるプログラムフロー図、
第7図は第6図中の処理ステップS63を詳細に示すプロ
グラムフロー図である。 図中、(6)は低速マイクロプロセッサ(電気量算出手
段)、(11)は送電線、(12)はA/D変換部、S31はA変
電所でのサンプリングとB変電所でのサンプリングの時
間差を得る処理ステップ、S32は処理の起動要因判別処
理ステップ、S33はB変電所でのサンプリング時刻と同
一時刻におけるA変電所での電流値をこの発明による式
に基いて算出する処理ステップ、S33Aは漸化式によるフ
ーリエ係数の算出処理ステップ、S33Bはこの発明による
時刻起点のとり方による所望時刻の電流値算出処理ステ
ップである。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
時刻起点のとり方の説明図、第2図はこの発明の一実施
例を示す保護継電装置のハードウェアブロック図、第3
図はこの発明によるプログラムフロー図、第4図は第3
図中の処理ステップS33を詳細に示すプログラムフロー
図、第5図は従来の保護継電装置のハードウェアブロッ
ク図、第6図は従来の方法によるプログラムフロー図、
第7図は第6図中の処理ステップS63を詳細に示すプロ
グラムフロー図である。 図中、(6)は低速マイクロプロセッサ(電気量算出手
段)、(11)は送電線、(12)はA/D変換部、S31はA変
電所でのサンプリングとB変電所でのサンプリングの時
間差を得る処理ステップ、S32は処理の起動要因判別処
理ステップ、S33はB変電所でのサンプリング時刻と同
一時刻におけるA変電所での電流値をこの発明による式
に基いて算出する処理ステップ、S33Aは漸化式によるフ
ーリエ係数の算出処理ステップ、S33Bはこの発明による
時刻起点のとり方による所望時刻の電流値算出処理ステ
ップである。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項1】複数の電気量検出端子における周期的な各
電気量を一定時間周期hでサンプリングし、そのサンプ
リング値をディジタル符号に変換した値X(n×h)を
もとに算出したフーリエ係数と端子間のサンプリング同
期ずれ時間情報を用いて同一時刻における各端子の電気
量を算出し、電力設備の保護のための演算を行う保護継
電装置において、上記フーリエ係数A(q、n)、B
(q、n)をサンプリングデータX(n×h)が1点得
られる毎に下記の漸化式(1)に基いて算出すると共
に、該漸化式によるフーリエ係数A(q、n)とB
(q、n)を用いて任意の時刻での複数の電気量検出端
子における周期的な電気量X(t)を下記の算出式
(2)に基いて算出することを特徴とする保護継電装
置。 ここで、漸化式(1)は次式で示される。 A(q、n)=A(q、n−1)−X((n−N)×
h) ×2/N×cos(q×ω×m(n−N)/N)) +X(n×h)×2/N×cos(q×ω×m(n)/N) B(q、n)=B(q、n−1)−X((n−N)×
h) ×2/N×sin(q×ω×m(n−N)/N)) +X(n×h)×2/N×sin(q×ω×m(n)/N) 但し、(I) tは時刻、 (II) nはサンプリングの時系列を表す整数 (n=1、2、3、・・・) (III) hはサンプリング周期 (IV) Nは1周期T内のサンプリング点数で、N=T/
h (ここで、hはTの整数分の1とする) (V) ω=2π/T (VI) V((n−N)×h)はサンプリングした時刻
(n×h)における電気量 X(n×h)に対してサンプリング数N前の計測電気量 (VII) A(q、n)、B(q、n)はサンプリング
データがn点まで得られた時点でのq倍調波のフーリエ
係数 なお、n=0の時、A(q、0)=B(q、0)=0 (VIII) qは被サンプリング量の基本周波数の倍調波
数を表す整数 (IX) m(n)={(n−1)をNで除算した時の余
り+1} (X) X(−N+1)×h)=X((−N+2)×
h)=・・・=X(−h)=X(0)=0 また、算出式(2)は次式で示される。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63064217A JPH07114534B2 (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 保護継電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63064217A JPH07114534B2 (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 保護継電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01238416A JPH01238416A (ja) | 1989-09-22 |
| JPH07114534B2 true JPH07114534B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=13251705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63064217A Expired - Fee Related JPH07114534B2 (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 保護継電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07114534B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH683721A5 (de) * | 1990-05-03 | 1994-04-29 | Landis & Gyr Business Support | Verfahren zur Ermittlung von Schätzwerten der Momentanwerte von Parametern mindestens eines sinusförmigen Signals mit konstanter und vorbekannter Frequenz. |
| CN116048376A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-05-02 | 四方继保(武汉)软件有限公司 | 一种消除冒大数导致误动的方法及系统 |
-
1988
- 1988-03-16 JP JP63064217A patent/JPH07114534B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01238416A (ja) | 1989-09-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |