JPH0834663B2 - 零相電圧検出装置 - Google Patents
零相電圧検出装置Info
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- JPH0834663B2 JPH0834663B2 JP1189193A JP18919389A JPH0834663B2 JP H0834663 B2 JPH0834663 B2 JP H0834663B2 JP 1189193 A JP1189193 A JP 1189193A JP 18919389 A JP18919389 A JP 18919389A JP H0834663 B2 JPH0834663 B2 JP H0834663B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、配電線の地絡事故時に発生する零相電圧
を検出するための零相電圧検出装置に関するものであ
る。
を検出するための零相電圧検出装置に関するものであ
る。
[従来の技術] 第3図は例えば特開昭58−204721号公報に示された従
来の零相電圧検出装置を示す構成図である。図におい
て、従来の零相電圧検出装置は高圧ブッシング1、配電
線と接続するための高圧端子2、高圧ブッシング1に封
入され、一端を高圧端子2に接続された主コンデンサ
3、金属製のシールド箱4、一端を主コンデンサ3に接
続され、他端をシールド箱4内で三組分を一括して接続
された引込みリード線5、接地端子6、引込みリード線
5の三相一括部と接地端子6の間に接続される分圧コン
デンサ7、零相電圧を引き出すための分圧電圧引出し端
子8等で構成されている。
来の零相電圧検出装置を示す構成図である。図におい
て、従来の零相電圧検出装置は高圧ブッシング1、配電
線と接続するための高圧端子2、高圧ブッシング1に封
入され、一端を高圧端子2に接続された主コンデンサ
3、金属製のシールド箱4、一端を主コンデンサ3に接
続され、他端をシールド箱4内で三組分を一括して接続
された引込みリード線5、接地端子6、引込みリード線
5の三相一括部と接地端子6の間に接続される分圧コン
デンサ7、零相電圧を引き出すための分圧電圧引出し端
子8等で構成されている。
高圧端子2に印加された配電線の電圧は主コンデンサ
3で分圧される。分圧部は引込みリード線5で三相分を
一括しているため、分圧電圧引出し端子8には三相分を
合成した分圧電圧が得られる。配電線に地絡事故が発生
していない通常時には、配電線の三相の電圧の合成値は
零となる。しかし、配電線に地絡事故が発生すると三相
の電圧を合成しても零にならず、零相電圧が生じる。こ
の分圧電圧引出し端子8に地絡方向リレー等の地絡検出
リレー(図示せず)を接続することにより配電線を地絡
事故から保護する。
3で分圧される。分圧部は引込みリード線5で三相分を
一括しているため、分圧電圧引出し端子8には三相分を
合成した分圧電圧が得られる。配電線に地絡事故が発生
していない通常時には、配電線の三相の電圧の合成値は
零となる。しかし、配電線に地絡事故が発生すると三相
の電圧を合成しても零にならず、零相電圧が生じる。こ
の分圧電圧引出し端子8に地絡方向リレー等の地絡検出
リレー(図示せず)を接続することにより配電線を地絡
事故から保護する。
[発明が解決しようとする課題] 一般に、事故点を早期に正確に発見し、停電区間をで
きるだけ限定し、復旧時間を短くするため、零相電圧検
出装置を変電所構内ばかりでなく配電線の途中にも多数
設置することが望ましい。
きるだけ限定し、復旧時間を短くするため、零相電圧検
出装置を変電所構内ばかりでなく配電線の途中にも多数
設置することが望ましい。
ところが、従来の零相電圧検出装置は三相の高圧ブッ
シングを一括して金属製のシールド箱に取付ける構造で
あるため装置が大型化し、架空の電線等に対して使用す
るのは不適当であるという問題点を有していた。
シングを一括して金属製のシールド箱に取付ける構造で
あるため装置が大型化し、架空の電線等に対して使用す
るのは不適当であるという問題点を有していた。
また、分圧電圧引出し端子から屋外のリード線を介し
て地絡保護リレー等の電子機器に接続するため、低電圧
の零相分圧電圧が電磁ノイズの影響を受けて地絡保護リ
レーの誤動作を起す恐れがあり、落雷時にはサージ性の
高電圧がリード線を電搬して電子機器を損傷する恐れが
あるなどの問題点を有していた。
て地絡保護リレー等の電子機器に接続するため、低電圧
の零相分圧電圧が電磁ノイズの影響を受けて地絡保護リ
レーの誤動作を起す恐れがあり、落雷時にはサージ性の
高電圧がリード線を電搬して電子機器を損傷する恐れが
あるなどの問題点を有していた。
この発明は以上のような問題点を解決するためになさ
れたものであり、架空の電線等にも使用可能な小型でか
つ高精度の零相電圧検出装置を提供することを目的とし
ている。
れたものであり、架空の電線等にも使用可能な小型でか
つ高精度の零相電圧検出装置を提供することを目的とし
ている。
[課題を解決するための手段] この発明にかかる零相電圧検出装置は、 交流電路の各相ごとに設けられ、各相の電圧を対地間
静電容量を用いて検出する計測手段、 計測手段からの計測信号を合成し、零相電圧成分を算
出する加算手段、 加算手段からの出力のうち、最新の少なくとも一周期
分以上の期間の出力の所定の電気角ごとにおける瞬時値
をデータ群として記憶する第1の記憶手段、 第1の記憶手段に記憶される瞬時値データ群よりも以
前に検出され、第1の記憶手段に記憶されている瞬時値
データ群のそれぞれの電気角に対応した同数の過去の加
算手段からの出力の瞬時値データ群を第1の基準記憶値
として記憶する第2の記憶手段、 第1の記憶手段に記憶されている各電気角ごとの瞬時
値データ群のそれぞれから第2の記憶手段に記憶されて
いる対応する電気角の瞬時値データを減算し、各電気角
ごとの第1の減算値を演算する第1の演算手段、 第1の減算値をフーリェ級数に展開し、商用周波数成分
値のみを算出する第2の演算手段、 第2の演算手段により演算された商用周波数成分値か
ら実効値を演算する第3の演算手段、 第3の演算手段により演算された実効値を記憶する第
3の記憶手段、 第3の記憶手段に記憶される実効値よりも以前に演算
された過去の実効値を第2の基準記憶値として記憶する
第4の記憶手段、 第3の記憶手段に記憶されている最新の実効値から第
4の記憶手段に記憶されている第2の基準記憶値を減算
し、第2の減算値を演算する第4の演算手段、 第2の減算値が所定の設定値以上であるかまたは以下
であるかを判別し、第2の減算値が所定値以下である場
合に第2の記憶手段に記憶されている瞬時値データ群を
消去して第1の記憶手段に記憶されている瞬時値データ
群に更新するとともに、第4の記憶手段に記憶されてい
る第2の基準記憶値を第3の記憶手段に記憶されている
実効値に更新し、第2の減算値が所定値以上である場合
に少なくともその後一周期間は第2の記憶手段に記憶さ
れている第1の基準記憶値および第4の記憶手段に記憶
されている第2の基準記憶値の更新を行わない第5の演
算手段、 第2の演算手段により演算された商用周波数成分値を
負担手段に出力する出力手段、 を具備している。
静電容量を用いて検出する計測手段、 計測手段からの計測信号を合成し、零相電圧成分を算
出する加算手段、 加算手段からの出力のうち、最新の少なくとも一周期
分以上の期間の出力の所定の電気角ごとにおける瞬時値
をデータ群として記憶する第1の記憶手段、 第1の記憶手段に記憶される瞬時値データ群よりも以
前に検出され、第1の記憶手段に記憶されている瞬時値
データ群のそれぞれの電気角に対応した同数の過去の加
算手段からの出力の瞬時値データ群を第1の基準記憶値
として記憶する第2の記憶手段、 第1の記憶手段に記憶されている各電気角ごとの瞬時
値データ群のそれぞれから第2の記憶手段に記憶されて
いる対応する電気角の瞬時値データを減算し、各電気角
ごとの第1の減算値を演算する第1の演算手段、 第1の減算値をフーリェ級数に展開し、商用周波数成分
値のみを算出する第2の演算手段、 第2の演算手段により演算された商用周波数成分値か
ら実効値を演算する第3の演算手段、 第3の演算手段により演算された実効値を記憶する第
3の記憶手段、 第3の記憶手段に記憶される実効値よりも以前に演算
された過去の実効値を第2の基準記憶値として記憶する
第4の記憶手段、 第3の記憶手段に記憶されている最新の実効値から第
4の記憶手段に記憶されている第2の基準記憶値を減算
し、第2の減算値を演算する第4の演算手段、 第2の減算値が所定の設定値以上であるかまたは以下
であるかを判別し、第2の減算値が所定値以下である場
合に第2の記憶手段に記憶されている瞬時値データ群を
消去して第1の記憶手段に記憶されている瞬時値データ
群に更新するとともに、第4の記憶手段に記憶されてい
る第2の基準記憶値を第3の記憶手段に記憶されている
実効値に更新し、第2の減算値が所定値以上である場合
に少なくともその後一周期間は第2の記憶手段に記憶さ
れている第1の基準記憶値および第4の記憶手段に記憶
されている第2の基準記憶値の更新を行わない第5の演
算手段、 第2の演算手段により演算された商用周波数成分値を
負担手段に出力する出力手段、 を具備している。
[作用] 以下、サンプリングする周期を1周期、所定の電気角
を30度とした場合について例示しつつ、作用を説明す
る。
を30度とした場合について例示しつつ、作用を説明す
る。
計測手段は例えばポッケルス効果を利用した光電圧セ
ンサ、発光素子および受光素子等で構成され、各相の電
線に発生する電圧に比例する信号を出力する。
ンサ、発光素子および受光素子等で構成され、各相の電
線に発生する電圧に比例する信号を出力する。
加算手段はアナログ式加算回路またはマイクロプロセ
ッサ等を用いたデジタル式加算回路等であり、計測手段
による検出された各相に発生する電圧値を加算し、加算
された値を出力する。すなわち、加算手段からは時々刻
々の最新の零相電圧に相当するデータが出力されてい
る。
ッサ等を用いたデジタル式加算回路等であり、計測手段
による検出された各相に発生する電圧値を加算し、加算
された値を出力する。すなわち、加算手段からは時々刻
々の最新の零相電圧に相当するデータが出力されてい
る。
第1、第2、第3および第4の記憶手段は例えばマイ
クロプロセッサに接続されたRAMメモリー等である。
クロプロセッサに接続されたRAMメモリー等である。
第1の記憶手段は、加算手段から出力された1周期分
以上の交流電圧の出力に対し、所定の電気角(30度)ご
とにサンプリングし、それぞれの瞬時値をデジタル信号
化して記憶する。この場合、第1の記憶手段には12個の
データ(瞬時値データ群)が記憶される。第1の記憶手
段に記憶されるデータは常に最新のものに更新される。
以上の交流電圧の出力に対し、所定の電気角(30度)ご
とにサンプリングし、それぞれの瞬時値をデジタル信号
化して記憶する。この場合、第1の記憶手段には12個の
データ(瞬時値データ群)が記憶される。第1の記憶手
段に記憶されるデータは常に最新のものに更新される。
第2の記憶手段は、加算手段から出力され第1の記憶
手段に記憶されていた過去の瞬時値データ群が転送され
た後、これらのデータを第1の基準記憶値として記憶す
る。零相電圧が発生していない通常の場合は、第2の記
憶手段に記憶されているデータ群は、1回前にサンプリ
ングされ、第1の記憶手段に記憶されていた瞬時値デー
タ群に更新される。
手段に記憶されていた過去の瞬時値データ群が転送され
た後、これらのデータを第1の基準記憶値として記憶す
る。零相電圧が発生していない通常の場合は、第2の記
憶手段に記憶されているデータ群は、1回前にサンプリ
ングされ、第1の記憶手段に記憶されていた瞬時値デー
タ群に更新される。
第1の演算手段、第2の演算手段、第3の演算手段、
第4の演算手段および第5の演算手段はそれぞれマイク
ロプロセッサおよびメモリー等で構成される。
第4の演算手段および第5の演算手段はそれぞれマイク
ロプロセッサおよびメモリー等で構成される。
第1の演算手段は第1の記憶手段に記憶されている各
電気角ごとの瞬時値データ群のそれぞれから第2の記憶
手段に記憶されている対応する電気角の瞬時値データを
減算し、各電気角ごとの第1の減算値を演算する。
電気角ごとの瞬時値データ群のそれぞれから第2の記憶
手段に記憶されている対応する電気角の瞬時値データを
減算し、各電気角ごとの第1の減算値を演算する。
第2の演算手段は第1の演算手段により演算された第
1の減算値をフーリェ級数に展開し、商用周波数(50Hz
または60Hz)成分値のみを算出する。
1の減算値をフーリェ級数に展開し、商用周波数(50Hz
または60Hz)成分値のみを算出する。
一般に、対地間静電容量の湿度特性差による誤差成分
は短時間(例えば1秒)ではほとんど変化しないため、
このように最新のデータから直前にサンプリングした過
去のデータを減算することにより湿度特性差による誤差
成分を除去することができる。また、加算手段に出力に
は商用周波数成分の他にノイズ等による高周波成分およ
び低周波成分が重畳されているためフーリェ級数に展開
し商用周波数成分のみを算出することにより誤差成分を
除去することができる。
は短時間(例えば1秒)ではほとんど変化しないため、
このように最新のデータから直前にサンプリングした過
去のデータを減算することにより湿度特性差による誤差
成分を除去することができる。また、加算手段に出力に
は商用周波数成分の他にノイズ等による高周波成分およ
び低周波成分が重畳されているためフーリェ級数に展開
し商用周波数成分のみを算出することにより誤差成分を
除去することができる。
第3の演算手段は第2の演算手段により算出された商
用周波数成分値から実効値を演算する。
用周波数成分値から実効値を演算する。
第3の記憶手段は第3の演算手段により演算された商
用周波数成分値の実効値を記憶する。
用周波数成分値の実効値を記憶する。
第4の記憶手段は第3の記憶手段に記憶されている最
新の実効値よりも以前に演算された過去の実効値を第2
の基準記憶値として記憶する。
新の実効値よりも以前に演算された過去の実効値を第2
の基準記憶値として記憶する。
第4の演算手段は第3の記憶手段に記憶されている最
新の実効値から第4の記憶手段に記憶されている第2の
基準記憶値を減算し、第2の減算値を演算する。
新の実効値から第4の記憶手段に記憶されている第2の
基準記憶値を減算し、第2の減算値を演算する。
第5の演算手段はまず、第2の減算値が所定の設定値
以上であるかまたは以下であるかを判別する。そして、
第2の減算値が所定値以下である場合に第2の記憶手段
に記憶されている第1の基準記憶値(瞬時値データ群)
を消去して第1の記憶手段に記憶されている瞬時値デー
タ群に更新する。さらに、第4の記憶手段に記憶されて
いる第2の基準記憶値を消去し、第3の記憶手段に記憶
されている実効値にその記憶すべき内容を更新する。ま
た、第2の減算値が所定値以上である場合にその後少な
くとも一周期期間は第2の記憶手段に記憶されている第
1の基準記憶値および第4の記憶手段に記憶されている
第2の基準記憶値の更新を行わない。
以上であるかまたは以下であるかを判別する。そして、
第2の減算値が所定値以下である場合に第2の記憶手段
に記憶されている第1の基準記憶値(瞬時値データ群)
を消去して第1の記憶手段に記憶されている瞬時値デー
タ群に更新する。さらに、第4の記憶手段に記憶されて
いる第2の基準記憶値を消去し、第3の記憶手段に記憶
されている実効値にその記憶すべき内容を更新する。ま
た、第2の減算値が所定値以上である場合にその後少な
くとも一周期期間は第2の記憶手段に記憶されている第
1の基準記憶値および第4の記憶手段に記憶されている
第2の基準記憶値の更新を行わない。
出力手段は第2の演算手段により演算された商用周波
数成分値を負担手段に出力する。
数成分値を負担手段に出力する。
[実施例] この発明にかかる零相電圧検出装置を、その一実施例
を示す第1図、第2図を用いて説明する。
を示す第1図、第2図を用いて説明する。
第1図において、三相配電線9a,9b,9cにはそれぞれ分
圧コンデンサ7a,7b,7cが接続され、各分圧コンデンサ7
a,7b,7cの両端子間にはポッケルス効果を用いた光電圧
センサ11a,11b,11cがそれぞれ接続されている。分圧コ
ンデンサ7a,7b,7cおよび光電圧センサ11a,11b,11cは容
器12a,12b,12cに内包されている。なお、各相におい
て、点線で示すコンデンサは気中の浮遊静電容量であ
り、対地間静電容量10a,10b,10cをあらわしている。各
光電圧センサ11a,11b,11cにはそれぞれ光ファイバ15a,1
5b,15cを介して、発光素子13a,13b,13c及び受光素子14
a,14b,14cが接続されている。分圧コンデンサ7a,7b,7c,
光電圧センサ11a,11b,11c,発光素子13a,13b,13c,受光素
子14a,14b,14c及び光ファイバ15a,15b,15c等により計測
手段が構成されている。各受光素子14a,14b,14cの出力
信号はそれぞれ信号処理回路16a,16b,16cに入力され、
さらに信号処理回路16a,16b,16cの出力信号は加算回路1
7に入力される。加算回路17の出力信号は補正演算回路1
8に入力される。
圧コンデンサ7a,7b,7cが接続され、各分圧コンデンサ7
a,7b,7cの両端子間にはポッケルス効果を用いた光電圧
センサ11a,11b,11cがそれぞれ接続されている。分圧コ
ンデンサ7a,7b,7cおよび光電圧センサ11a,11b,11cは容
器12a,12b,12cに内包されている。なお、各相におい
て、点線で示すコンデンサは気中の浮遊静電容量であ
り、対地間静電容量10a,10b,10cをあらわしている。各
光電圧センサ11a,11b,11cにはそれぞれ光ファイバ15a,1
5b,15cを介して、発光素子13a,13b,13c及び受光素子14
a,14b,14cが接続されている。分圧コンデンサ7a,7b,7c,
光電圧センサ11a,11b,11c,発光素子13a,13b,13c,受光素
子14a,14b,14c及び光ファイバ15a,15b,15c等により計測
手段が構成されている。各受光素子14a,14b,14cの出力
信号はそれぞれ信号処理回路16a,16b,16cに入力され、
さらに信号処理回路16a,16b,16cの出力信号は加算回路1
7に入力される。加算回路17の出力信号は補正演算回路1
8に入力される。
三相配電線9a,9b,9cの電圧は、分圧コンデンサ7a,7b,
7cと対地間静電容量10a,10b,10cによって分圧されて、
光電圧センサ11a,11b,11cに印加される。発光素子13a,1
3b,13cから光ファイバ15a,15b,15cで光電圧センサ11a,1
1b,11cに送られた光は、光電圧センサ11a,11b,11cに印
加された分圧電圧に比例して、ポッケルス効果により光
強度変調された後、光ファイバ15a,15b,15cで受光素子1
4a,14b,14cに送られる。受光素子14a,14b,14cで光電変
換された信号は、信号処理回路16a,16b,16cで光電圧セ
ンサ11a,11b,11cに印加される電圧に比例する信号に変
換し、加算回路17でこれ等の信号を加算する。定常時に
おいては、三相配電線9a,9b,9cの各相の電圧を合成する
と零になるため、加算回路17の出力信号も零になる。
7cと対地間静電容量10a,10b,10cによって分圧されて、
光電圧センサ11a,11b,11cに印加される。発光素子13a,1
3b,13cから光ファイバ15a,15b,15cで光電圧センサ11a,1
1b,11cに送られた光は、光電圧センサ11a,11b,11cに印
加された分圧電圧に比例して、ポッケルス効果により光
強度変調された後、光ファイバ15a,15b,15cで受光素子1
4a,14b,14cに送られる。受光素子14a,14b,14cで光電変
換された信号は、信号処理回路16a,16b,16cで光電圧セ
ンサ11a,11b,11cに印加される電圧に比例する信号に変
換し、加算回路17でこれ等の信号を加算する。定常時に
おいては、三相配電線9a,9b,9cの各相の電圧を合成する
と零になるため、加算回路17の出力信号も零になる。
一方、三相配電線9a,9b,9cに地絡事故が発生した場合
各相の電圧を合成しても零にならない零相電圧が発生す
るため、加算回路17の出力信号は零相電圧に比例した値
となり、三相配電線9a,9b,9cの地絡事故を検出すること
ができる。
各相の電圧を合成しても零にならない零相電圧が発生す
るため、加算回路17の出力信号は零相電圧に比例した値
となり、三相配電線9a,9b,9cの地絡事故を検出すること
ができる。
しかし、一般に、光電圧センサ11a,11b,11c及び信号
処理回路16a,16b,16cが温度特性を有している。また、
気中の湿度の変化により対地間静電容量10a,10b,10cが
変化し、しかも個々の特性に差がある。従って、三相配
電線9a,9b,9cの各電圧と信号処理回路16a,16b,16cの各
出力信号との比率は周囲の温度の変化により各相間に差
を生じる。このため加算回路17の出力信号は、三相配電
線9a,9b,9cに零相電圧が発生していないときでも零にな
らず、保護リレーが誤動作する原因となる。
処理回路16a,16b,16cが温度特性を有している。また、
気中の湿度の変化により対地間静電容量10a,10b,10cが
変化し、しかも個々の特性に差がある。従って、三相配
電線9a,9b,9cの各電圧と信号処理回路16a,16b,16cの各
出力信号との比率は周囲の温度の変化により各相間に差
を生じる。このため加算回路17の出力信号は、三相配電
線9a,9b,9cに零相電圧が発生していないときでも零にな
らず、保護リレーが誤動作する原因となる。
補正演算回路18が以上のような誤動作を防止するため
に設けてあり、マイクロプロセッサ20、RMAメモリーか
らなるメモリー21,22…を有している。メモリー21,22…
はそれぞれ記憶すべきデータのサンプル数以上の記憶領
域を有することは言うまでもない。
に設けてあり、マイクロプロセッサ20、RMAメモリーか
らなるメモリー21,22…を有している。メモリー21,22…
はそれぞれ記憶すべきデータのサンプル数以上の記憶領
域を有することは言うまでもない。
一般に、各信号処理回路16a,16b,16cの温度特性の差
及び対地間(浮遊)静電容量10a,10b,10cの湿度特性差
による零相電圧の誤差成分の変化は比較的緩やかであ
り、また、ノイズによる誤差成分は瞬時的である。また
地絡事故による零相電圧成分は瞬時的に生じるが、ノイ
ズによる場合に比べると比較的長時間持続する。補正演
算回路18は、以上のような点に着目し、第2図に示すフ
ローチャートを実行することにより誤差成分を除去し、
地絡事故による零相電圧を検出する。
及び対地間(浮遊)静電容量10a,10b,10cの湿度特性差
による零相電圧の誤差成分の変化は比較的緩やかであ
り、また、ノイズによる誤差成分は瞬時的である。また
地絡事故による零相電圧成分は瞬時的に生じるが、ノイ
ズによる場合に比べると比較的長時間持続する。補正演
算回路18は、以上のような点に着目し、第2図に示すフ
ローチャートを実行することにより誤差成分を除去し、
地絡事故による零相電圧を検出する。
以下、第2図に示すフローチャートを用いてこの実施
例の動作を説明する。
例の動作を説明する。
ステップS1において、第2の記憶手段として作用する
例えばメモリー22に、初期値を記憶させる。通常は、す
べての番地に0を入力する。メモリー22に記憶される各
瞬時値データ群を第1の基準記憶値B(j)(jは所定
の電気角ごとにサンプリングされたデータの順番を表わ
す。)とすると、B(1)からB(12)までの12個のデ
ータが記憶される。次に、ステップS2,S3およびS5にお
いて初期値k=0、i=60およびj=1を設定する。
尚、kの値は零相電圧検出装置の動作回数を示すカウン
ターの値であり、ステップS4において、1つずつカウン
トされて、ステップS13において同装置が動作を開始し
た直後かどうかについて判別するために用いられる(詳
細は後述)。また、iの値は零相電圧検出装置が地絡事
故を検出してから、例えば1秒間(交流60Hzの場合60周
期分)での同装置の動作回数を示すカウンターの値であ
り、ステップS15において同装置が後述の商用周波数成
分値Dを1秒間外部に出力するために用いられる。
例えばメモリー22に、初期値を記憶させる。通常は、す
べての番地に0を入力する。メモリー22に記憶される各
瞬時値データ群を第1の基準記憶値B(j)(jは所定
の電気角ごとにサンプリングされたデータの順番を表わ
す。)とすると、B(1)からB(12)までの12個のデ
ータが記憶される。次に、ステップS2,S3およびS5にお
いて初期値k=0、i=60およびj=1を設定する。
尚、kの値は零相電圧検出装置の動作回数を示すカウン
ターの値であり、ステップS4において、1つずつカウン
トされて、ステップS13において同装置が動作を開始し
た直後かどうかについて判別するために用いられる(詳
細は後述)。また、iの値は零相電圧検出装置が地絡事
故を検出してから、例えば1秒間(交流60Hzの場合60周
期分)での同装置の動作回数を示すカウンターの値であ
り、ステップS15において同装置が後述の商用周波数成
分値Dを1秒間外部に出力するために用いられる。
ステップS6において、加算回路17からの出力信号であ
る交流電圧の最新の一周期分のデータを所定の電気角、
例えば30度ごとにおける瞬時値としてデジタル信号化し
て第1の記憶手段例えばメモリー21に記憶する。メモリ
ー21に記憶される各データをA(j)(jは所定の電気
角ごとにサンプリングされたデータの順番を表わす。)
とすると、A(1)からA(12)までの12個のデータが
サンプリングされメモリー21に記憶される。
る交流電圧の最新の一周期分のデータを所定の電気角、
例えば30度ごとにおける瞬時値としてデジタル信号化し
て第1の記憶手段例えばメモリー21に記憶する。メモリ
ー21に記憶される各データをA(j)(jは所定の電気
角ごとにサンプリングされたデータの順番を表わす。)
とすると、A(1)からA(12)までの12個のデータが
サンプリングされメモリー21に記憶される。
ステップS9において、第1の記憶手段(例えばメモリ
ー21)に記憶されている各電気角ごとのデータ群A
(j)のそれぞれから第2の記憶手段(例えばメモリー
22)に記憶されている対応する電気角の第1の基準記憶
値B(j)を減算し、各電気角ごとの第1の減算値を演
算する。すなわち、第1の減算値をC(j)とすると、
第1の演算手段として作用するマイクロプロセッサ20
は、 C(j)=A(j)−B(j) を実行する。
ー21)に記憶されている各電気角ごとのデータ群A
(j)のそれぞれから第2の記憶手段(例えばメモリー
22)に記憶されている対応する電気角の第1の基準記憶
値B(j)を減算し、各電気角ごとの第1の減算値を演
算する。すなわち、第1の減算値をC(j)とすると、
第1の演算手段として作用するマイクロプロセッサ20
は、 C(j)=A(j)−B(j) を実行する。
一般に計測手段の対地間(浮遊)静電容量10a,10b,10
cの湿度特性差および信号処理回路16a,16b,16c等の温度
特性差は短時間(例えば1秒)ではほとんど変化しない
ため、すべてのサンプリングデータはこの温度/湿度特
性差による誤差成分を一様に含んでいると考えられる。
したがって、上記減算処理により得られた各第1の減算
値C(j)は、計測手段の温度/湿度特性差による誤差
成分を除去されている。なお、ステップS7およびS8は全
ての電気角ごとの第1の減算値C(j)を演算するため
のカウンターとして機能する。
cの湿度特性差および信号処理回路16a,16b,16c等の温度
特性差は短時間(例えば1秒)ではほとんど変化しない
ため、すべてのサンプリングデータはこの温度/湿度特
性差による誤差成分を一様に含んでいると考えられる。
したがって、上記減算処理により得られた各第1の減算
値C(j)は、計測手段の温度/湿度特性差による誤差
成分を除去されている。なお、ステップS7およびS8は全
ての電気角ごとの第1の減算値C(j)を演算するため
のカウンターとして機能する。
次に、マイクロプロセッサ20は第2の演算手段として
作用する。すなわち、第1の減算値C(j)をフーリェ
級数に展開し、商用周波数成分(例えば60Hzあるいは50
Hz)値Dを算出する(ステップS10)。一般に加算回路1
7からの出力には商用周波数成分の他にノイズ等による
高周波成分や低周波成分が含まれこれらが重畳されてい
る。そこで、フーリェ級数に展開し周波数分析を行うこ
とにより、地絡事故の判定に必要な情報である商用周波
数成分のみを取り出すことができる。また、その結果、
加算回路17の出力からノイズ等による高周波成分や低周
波成分が除去される。尚、商用周波数成分に含まれるノ
イズ等の誤差成分は、後述のステップS14を行うことに
より低減される。
作用する。すなわち、第1の減算値C(j)をフーリェ
級数に展開し、商用周波数成分(例えば60Hzあるいは50
Hz)値Dを算出する(ステップS10)。一般に加算回路1
7からの出力には商用周波数成分の他にノイズ等による
高周波成分や低周波成分が含まれこれらが重畳されてい
る。そこで、フーリェ級数に展開し周波数分析を行うこ
とにより、地絡事故の判定に必要な情報である商用周波
数成分のみを取り出すことができる。また、その結果、
加算回路17の出力からノイズ等による高周波成分や低周
波成分が除去される。尚、商用周波数成分に含まれるノ
イズ等の誤差成分は、後述のステップS14を行うことに
より低減される。
次に、マイクロプロセッサ20は出力手段として作用
し、二次負担23に対し算出された商用周波数成分値Dを
出力する(ステップS11)。
し、二次負担23に対し算出された商用周波数成分値Dを
出力する(ステップS11)。
ステップS12において、マイクロプロセッサ20は第3
の演算手段として作用し、ステップS10において第2の
演算手段として算出した商用周波数成分値Dからその実
効値Eを演算する。
の演算手段として作用し、ステップS10において第2の
演算手段として算出した商用周波数成分値Dからその実
効値Eを演算する。
さらに、ステップS13においてk=1か否かを判別す
る。すなわち、カウンターの値kが1の場合(k=
1)、零相電圧検出装置の動作が開始された直後であ
り、まだ第2および第4の記憶手段に記憶されるべき第
1および第2の基準記憶値B(j)およびHはそれぞれ
0が記憶されている(何も入力されていない)。そのた
め、次の周期のサンプリングを実行する前に最初にサン
プリングを行った第1の記憶手段に記憶されている全デ
ータを第1の基準記憶値B(j)として第2の記憶手段
に移行させるためにステップS20に進む。
る。すなわち、カウンターの値kが1の場合(k=
1)、零相電圧検出装置の動作が開始された直後であ
り、まだ第2および第4の記憶手段に記憶されるべき第
1および第2の基準記憶値B(j)およびHはそれぞれ
0が記憶されている(何も入力されていない)。そのた
め、次の周期のサンプリングを実行する前に最初にサン
プリングを行った第1の記憶手段に記憶されている全デ
ータを第1の基準記憶値B(j)として第2の記憶手段
に移行させるためにステップS20に進む。
また、k=1でない場合は、マイクロプロセッサ20は
第4の演算手段として作用する。すなわち、ステップS1
2で求めた商用周波数成分値Dの実効値Eから、第4の
記憶手段として例えばメモリー22の別の記憶領域に記憶
されている第2の基準記憶値Hを減算し、第2の減算値
Fを演算する(ステップS14)。
第4の演算手段として作用する。すなわち、ステップS1
2で求めた商用周波数成分値Dの実効値Eから、第4の
記憶手段として例えばメモリー22の別の記憶領域に記憶
されている第2の基準記憶値Hを減算し、第2の減算値
Fを演算する(ステップS14)。
さらにステップS17において、マイクロプロセッサ20
は第5の演算手段として機能し、第2の減算値Fが所定
値Sより以上かあるいは以下かを判別する。所定値S
は、二次負担23の地絡検出リレーの動作レベルの50−90
%が適当である。
は第5の演算手段として機能し、第2の減算値Fが所定
値Sより以上かあるいは以下かを判別する。所定値S
は、二次負担23の地絡検出リレーの動作レベルの50−90
%が適当である。
ここで、第2の減算値Fが所定値Sよりも小さい場
合、地絡事故などが発生していない通常の状態であるた
め、次の演算処理の準備のため第2および第4の記憶手
段(例えばメモリー22)に記憶されている全データを消
去し、第1および第3の記憶手段(例えばメモリー21)
に記憶されている瞬時値データ群および実効値を新たな
第1の基準記憶値B(j)および第2の基準記憶値Hと
して第2および第4の記憶手段のデータの内容を更新す
る(ステップS19,S20)。
合、地絡事故などが発生していない通常の状態であるた
め、次の演算処理の準備のため第2および第4の記憶手
段(例えばメモリー22)に記憶されている全データを消
去し、第1および第3の記憶手段(例えばメモリー21)
に記憶されている瞬時値データ群および実効値を新たな
第1の基準記憶値B(j)および第2の基準記憶値Hと
して第2および第4の記憶手段のデータの内容を更新す
る(ステップS19,S20)。
第2の減算値Fが所定値Sよりも大きい場合、ステッ
プS18において、iの値が1に設定されて上述のステッ
プS4に戻る。この場合では、地絡事故などが発生してい
るため、三相配電線9a,9b,9cを電源などから切り離さな
くてはならない。一般に、三相配電線9a,9b,9cを電源か
ら切り離すために二次負担23を動作させるには、約1秒
間零相電圧に相当する電圧を出力すれば十分である。と
ころが、地絡事故による零相電圧は一旦発生すると少な
くとも三相配電線9a,9b,9cが切り離されるまでは持続す
るはずである。ここで第2および第4の記憶手段に記載
されている第1の基準記憶値B(j)および第2の基準
記憶値Hまで更新してしまうと新たにサンプリングされ
る全ての瞬時値データに地絡事故による零相電圧成分が
含まれるので、ステップS9およびS14において実行され
る減算処理において、当該地絡事故による零相電圧成分
が相殺されてしまう。そこで、例えば1秒間零相電圧に
相当する商用周波数成分値Dを出力し続けるために、第
2および第4の記憶手段に記憶されている過去のすなわ
ち地絡事故による成分を含まない第1の基準記憶値B
(j)および第2の基準記憶値Hをそのまま残し、最新
の地絡事故による成分を含むデータのみを更新する。そ
して地絡事故による零相電圧成分を検出してから1秒、
すなわち交流60Hzの場合60周期分についてステップS9お
よびS14での上記減算処理を繰り返す。ステップS15およ
びS16はカウンターとして機能する。
プS18において、iの値が1に設定されて上述のステッ
プS4に戻る。この場合では、地絡事故などが発生してい
るため、三相配電線9a,9b,9cを電源などから切り離さな
くてはならない。一般に、三相配電線9a,9b,9cを電源か
ら切り離すために二次負担23を動作させるには、約1秒
間零相電圧に相当する電圧を出力すれば十分である。と
ころが、地絡事故による零相電圧は一旦発生すると少な
くとも三相配電線9a,9b,9cが切り離されるまでは持続す
るはずである。ここで第2および第4の記憶手段に記載
されている第1の基準記憶値B(j)および第2の基準
記憶値Hまで更新してしまうと新たにサンプリングされ
る全ての瞬時値データに地絡事故による零相電圧成分が
含まれるので、ステップS9およびS14において実行され
る減算処理において、当該地絡事故による零相電圧成分
が相殺されてしまう。そこで、例えば1秒間零相電圧に
相当する商用周波数成分値Dを出力し続けるために、第
2および第4の記憶手段に記憶されている過去のすなわ
ち地絡事故による成分を含まない第1の基準記憶値B
(j)および第2の基準記憶値Hをそのまま残し、最新
の地絡事故による成分を含むデータのみを更新する。そ
して地絡事故による零相電圧成分を検出してから1秒、
すなわち交流60Hzの場合60周期分についてステップS9お
よびS14での上記減算処理を繰り返す。ステップS15およ
びS16はカウンターとして機能する。
なお、上記実施例においては、データをサンプリング
するための所定の電気角を30度としたが、マイクロプロ
セッサ20等の演算処理速度を高速化できる場合は30度以
下にさらに細分化しても良く、逆に高い精度が要求され
ない場合は30度以上に粗くしてもよい。またメモリー21
および22に記憶されるデータ数および実効値を求めるた
めの瞬時値の数はそれぞれ1周期分12個としたがいずれ
も2個以上であればよい。さらに、地絡事故による零相
電圧検出後、零相電圧に相当する商用周波数成分値Dを
出力し続ける時間を1秒(60周期)としたが、二次負担
23の地絡検出リレーの動作時間が短い場合には、上記期
間を短くしてもよい。さらに、補正演算回路18、信号処
理回路16a,16b,16cおよび加算回路17を全てマイクロプ
ロセッサで構成してもよい。
するための所定の電気角を30度としたが、マイクロプロ
セッサ20等の演算処理速度を高速化できる場合は30度以
下にさらに細分化しても良く、逆に高い精度が要求され
ない場合は30度以上に粗くしてもよい。またメモリー21
および22に記憶されるデータ数および実効値を求めるた
めの瞬時値の数はそれぞれ1周期分12個としたがいずれ
も2個以上であればよい。さらに、地絡事故による零相
電圧検出後、零相電圧に相当する商用周波数成分値Dを
出力し続ける時間を1秒(60周期)としたが、二次負担
23の地絡検出リレーの動作時間が短い場合には、上記期
間を短くしてもよい。さらに、補正演算回路18、信号処
理回路16a,16b,16cおよび加算回路17を全てマイクロプ
ロセッサで構成してもよい。
[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、交流電路の各相の
電圧値を計測するための計測手段を各相ごとに分割して
設けてあるため計測手段の1個の大きさが小型化され、
架空の各相の電線等に対して使用することができる。
電圧値を計測するための計測手段を各相ごとに分割して
設けてあるため計測手段の1個の大きさが小型化され、
架空の各相の電線等に対して使用することができる。
また、ノイズ等による高周波成分および低周波成分の
誤差成分は加算回路からの出力をフーリェ級数に展開
し、商用周波数成分値のみを算出することにより除去
し、商用周波数成分値に含まれるノイズ等による誤差成
分は、商用周波数成分値を実効値に演算して、最新の実
効値(第3の記憶手段に記憶されている実効値)から過
去の実効値(第4の記憶手段に記憶されている第2の基
準記憶値)を減算することにより低減している。また対
地間(浮遊)静電容量の湿度特性差等により変化する零
相電圧の誤差成分は最新のサンプリングデータ(第1の
記憶手段に記憶されている瞬時値データ群)から過去の
サンプリングデータ(第2の記憶手段に記憶されている
第1の基準記憶値)を減算することにより除去している
ので、誤差が極めて少なく、誤動作を生じないという効
果を有する。
誤差成分は加算回路からの出力をフーリェ級数に展開
し、商用周波数成分値のみを算出することにより除去
し、商用周波数成分値に含まれるノイズ等による誤差成
分は、商用周波数成分値を実効値に演算して、最新の実
効値(第3の記憶手段に記憶されている実効値)から過
去の実効値(第4の記憶手段に記憶されている第2の基
準記憶値)を減算することにより低減している。また対
地間(浮遊)静電容量の湿度特性差等により変化する零
相電圧の誤差成分は最新のサンプリングデータ(第1の
記憶手段に記憶されている瞬時値データ群)から過去の
サンプリングデータ(第2の記憶手段に記憶されている
第1の基準記憶値)を減算することにより除去している
ので、誤差が極めて少なく、誤動作を生じないという効
果を有する。
第1図はこの発明にかかる零相電圧検出装置の一実施例
の構成を示すブロック図、第2図は補正演算回路18の動
作を示すフローチャートを表わした図、第3図は従来の
零相電圧検出装置を示す図である。 図において、7a,7b,7cは分圧コンデンサ、10a,10b,10c
は対地間静電容量、11a,11b,11cは光電圧センサ、13a,1
3b,13cは発光素子、14a,14b,14cは受光素子、15a,15b,1
5cは光ファイバ、16a,16b,16cは信号処理回路、17は加
算回路、18は補正演算回路である。
の構成を示すブロック図、第2図は補正演算回路18の動
作を示すフローチャートを表わした図、第3図は従来の
零相電圧検出装置を示す図である。 図において、7a,7b,7cは分圧コンデンサ、10a,10b,10c
は対地間静電容量、11a,11b,11cは光電圧センサ、13a,1
3b,13cは発光素子、14a,14b,14cは受光素子、15a,15b,1
5cは光ファイバ、16a,16b,16cは信号処理回路、17は加
算回路、18は補正演算回路である。
フロントページの続き (72)発明者 渡邉 政美 兵庫県尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三 菱電機株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 三上 登 兵庫県尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三 菱電機株式会社材料研究所内
Claims (1)
- 【請求項1】交流電路の各相ごとに設けられ、各相の電
圧を対地間静電容量を用いて検出する計測手段、 計測手段からの計測信号を合成し、零相電圧成分を算出
する加算手段、 加算手段からの出力のうち、最新の少なくとも一周期分
以上の期間の出力の所定の電気角ごとにおける瞬時値を
データ群として記憶する第1の記憶手段、 第1の記憶手段に記憶される瞬時値データ群よりも以前
に検出され、第1の記憶手段に記憶されている瞬時値デ
ータ群のそれぞれの電気角に対応した同数の過去の加算
手段からの出力の瞬時値データ群を第1の基準記憶値と
して記憶する第2の記憶手段、 第1の記憶手段に記憶されている各電気角ごとの瞬時値
データ群のそれぞれから第2の記憶手段に記憶されてい
る対応する電気角の瞬時値データを減算し、各電気角ご
との第1の減算値を演算する第1の演算手段、 第1の減算値をフーリェ級数に展開し、商用周波数成分
値のみを算出する第2の演算手段、 第2の演算手段により演算された商用周波数成分値から
実効値を演算する第3の演算手段、 第3の演算手段により演算された実効値を記憶する第3
の記憶手段、 第3の記憶手段に記憶される実効値よりも以前に演算さ
れた過去の実効値を第2の基準値として記憶する第4の
記憶手段、 第3の記憶手段に記憶されている最新の実効値から第4
の記憶手段に記憶されている第2の基準記憶値を減算
し、第2の減算値を演算する第4の演算手段、 第2の減算値が所定の設定値以上であるかまたは以下で
あるかを判別し、第2の減算値が所定値以下である場合
に第2の記憶手段に記憶されている瞬時値データ群を消
去して第1の記憶手段に記憶されている瞬時値データ群
に更新するとともに、第4の記憶手段に記憶されている
第2の基準記憶値を第3の記憶手段に記憶されている実
効値に更新し、第2の減算値が所定値以上である場合に
少なくともその後一周期間は第2の記憶手段に記憶され
ている第1の基準記憶値および第4の記憶手段に記憶さ
れている第2の基準記憶値の更新を行わない第5の演算
手段、 第2の演算手段により演算された商用周波数成分値を負
担手段に出力する出力手段、 を具備した零相電圧検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1189193A JPH0834663B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 零相電圧検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1189193A JPH0834663B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 零相電圧検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0356026A JPH0356026A (ja) | 1991-03-11 |
| JPH0834663B2 true JPH0834663B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=16237074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1189193A Expired - Fee Related JPH0834663B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 零相電圧検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0834663B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR960003360B1 (ko) * | 1991-06-03 | 1996-03-09 | 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤 | 영상전압측정장치 |
| JPH05240891A (ja) * | 1992-02-26 | 1993-09-21 | Togami Electric Mfg Co Ltd | 非接地系高圧三相交流電源の停電検出装置 |
-
1989
- 1989-07-21 JP JP1189193A patent/JPH0834663B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0356026A (ja) | 1991-03-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |