JPH10304557A - 変化幅継電器 - Google Patents
変化幅継電器Info
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- JPH10304557A JPH10304557A JP11061697A JP11061697A JPH10304557A JP H10304557 A JPH10304557 A JP H10304557A JP 11061697 A JP11061697 A JP 11061697A JP 11061697 A JP11061697 A JP 11061697A JP H10304557 A JPH10304557 A JP H10304557A
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Abstract
１０〔Ｈｚ〕の波形が重畳されるような系統に対して
も、電流等の変化幅を正確に検出可能な変化幅継電器を
実現する。 【解決手段】 基本波周波数がｎ（ｎ＝１０×ｍ，ｍは
整数）である電気量の一定時限をおいた変化幅が整定値
を超えたことを検出して保護動作を行う変化幅継電器に
関し、本発明では、電流等の電気量の現在値と、基本波
のｍサイクル前の電気量の値との変化幅を整定値と比較
する。または、電気量の現在値の絶対値と、基本波のｍ
／２サイクル前の電気量の絶対値との変化幅を整定値と
比較する。
Description
機器を保護する保護継電器のなかで、例えば、入力電流
の変化幅の大きさに応動するディジタル形変化幅過電流
継電器等の変化幅継電器（変化幅検出継電器）に関す
る。
は、電力系統のアナログ量を取り込み、これをＡ／Ｄ変
換したデータを用いてディジタル演算を行うことによ
り、電力系統や各種機器を保護している。このディジタ
ル形保護継電器のうち、変化幅過電流継電器は、負荷電
流と、系統事故時の事故電流との大きさの差が微量であ
っても系統事故を確実に検出できるものとして知られて
おり、距離継電器のフェイルセーフとして一般的に用い
られている。一般にディジタル形の変化幅過電流継電器
では、数式１に示す演算原理が用いられている。なお、
数式１において、ｋは現時点を示し、Ｋは変化幅整定
値、ａは一定時限相当値（サイクル数）を示す。
力される基本波の周期性を利用して、現在の入力値と一
定時限前（一般には１サイクル前または２サイクル前な
ど）の入力値との差分により、電流変化幅を演算してい
る。ここで、図３は変化幅過電流継電器の構成を示すも
ので、１１は電流が入力されるアナログフィルタ、１２
はサンプルホールド手段、１３はＡ／Ｄ変換手段、１４
は一定時限前のＡ／Ｄ変換手段１３の出力を記憶するメ
モリ、１５はＡ／Ｄ変換手段１３とメモリ１４の出力か
ら前記数式１により演算を行う変化幅検出演算手段であ
る。
電器は、前述したような演算原理上、周波数変動に弱い
ことが一般に知られており、従来から各種のフィルタや
演算方式によりその対策が講じられている。しかし、溶
接機や各種電動機応用機器、電気炉等のフリッカ負荷が
存在する系統に対しては、通常、変化幅過電流継電器単
体としての根本的な対策がなされておらず、フリッカが
顕著に現れる系統に使用する場合には、通常の過電流継
電器（ＨＯＣ）を用いたり、運用設定やシーケンス処理
を駆使して対応しているのが現状である。また、系統に
フリッカ負荷が存在することが明確でない場合や、系統
構成が変更されてフリッカ負荷が存在するようになった
場合には、これらのフリッカ負荷についての対策がなさ
れていないことにより、下記のように不具合が発生する
おそれがある。
限相当値ａは基本波のｘサイクル（ｘ＝１やｘ＝２が一
般的）になるため、定格周波数の基本波が一定量重畳さ
れている場合は数式１の左辺の演算結果＝０となって動
作に至らず、基本波の大きさが変化した場合にその変化
量を検出することで継電器動作が果たされる。
合について考えて見る。フリッカ負荷は、一般に人間の
目で蛍光灯のちらつきとして捉えられる、または、いわ
ゆるΔＶ10で評価されるような、基本波が１０〔Ｈｚ〕
付近刻みのビートを示す波形を生じる負荷である。この
ビート波形は、基本波に対し基本波周波数±１０〔Ｈ
ｚ〕の成分を重畳することで擬似的に得ることができ
る。
ｚ〕の波形を重畳すると、図４に示すように、基本波
（周波数をｎ〔Ｈｚ〕とする）に関しては現時点ｋと１
サイクル前とで同じ値であるが、ｎ＋１０〔Ｈｚ〕また
はｎ−１０〔Ｈｚ〕の波形では、現時点ｋの値と基本波
の１サイクル前の値とが異なってくる。このため、基本
波に大きさの変化がない場合でも、数式１の演算原理で
は、ｎ±１０〔Ｈｚ〕の成分により大きさの変化を検出
してしまう。
特性を、図１に示す。なお、図１では横軸に周波数を、
縦軸に電流変化分検出量（倍）をとってある。図１から
明らかな如く、基本波（例えば５０〔Ｈｚ〕）の定常印
加時には変化分検出量が０倍すなわち変化幅過電流継電
器の演算結果が零となるのに対して、５０＋１０〔Ｈ
ｚ〕の波形が重畳される場合には変化分検出量が０．６
倍となり、これによって変化幅過電流継電器が継続動作
（誤動作）することになる。
負荷による継電器の入力波形が、基本波を１０〔Ｈｚ〕
刻みのビートにするような歪波の重畳波形である点に着
目し、基本波周波数及び基本波周波数±１０〔Ｈｚ〕に
対して誤検出、誤動作することのない変化幅継電器を提
供しようとするものである。
め、請求項１記載の発明は、基本波周波数がｎ（ｎ＝１
０×ｍ，ｍは整数）である電気量の一定時限をおいた変
化幅が整定値を超えたことを検出して保護動作を行う変
化幅継電器において、例えば電流等の電気量の現在値
と、基本波のｍサイクル前の前記電気量の値との変化幅
を整定値と比較するものである。
（ｎ＝１０×ｍ，ｍは整数）である電気量の一定時限を
おいた変化幅が整定値を超えたことを検出して保護動作
を行う変化幅継電器において、例えば電流等の電気量の
現在値の絶対値と、基本波のｍ／２サイクル前の前記電
気量の絶対値との変化幅を整定値と比較するものであ
る。
態を説明する。まず、請求項１に記載した発明の実施形
態を説明する。ここでは、基本波（周波数をｎ〔Ｈｚ〕
とする）に対して定常的に印加されたｎ±１０〔Ｈｚ〕
の波形に対する考慮を加える。すなわち、基本的な考え
方としては、前述の数式１のような方式で、一定時限相
当値ａを、基本波周波数ｎ〔Ｈｚ〕及びｎ±１０〔Ｈ
ｚ〕でも周期性を確保できるような値とすればよい。つ
まり、ｎ，ｎ−１０，ｎ＋１０〔Ｈｚ〕の最小公倍数の
周期で演算すれば良いことになる。
１０×ｍ〔Ｈｚ〕（ｍ＝５または６）と表せることか
ら、 １／ｎ〔ｓ〕＝１／１０・ｍ〔ｓ〕， １／（ｎ−１０）〔ｓ〕＝１／｛１０・（ｍ−１）｝
〔ｓ〕， １／（ｎ＋１０）〔ｓ〕＝１／｛１０・（ｍ＋１）｝
〔ｓ〕 の最小公倍数は、１／１０〔ｓ〕となる。従って、数式
１における一定時限相当値ａとして１／１０〔ｓ〕周期
のデータを用いれば、ｎ±１０〔Ｈｚ〕に対する対応が
可能になる。
ｚ〕の入力に対して、ｍサイクル前のデータは、ｎ−１
０＝１０（ｍ−１）〔Ｈｚ〕の周波数に対しては（ｍ−
１）サイクル前のデータであり、ｎ＋１０＝１０（ｍ＋
１）〔Ｈｚ〕の周波数に対しては（ｍ＋１）サイクル前
のデータであるということになり、各周波数成分につい
て整数倍サイクル前のデータとの差分をとることになる
ため、ｎ±１０〔Ｈｚ〕の成分が定常的に重畳された場
合でも、これを変化分として誤検出することはなくな
る。１／１０〔ｓ〕の周期は、 （１／１０）／（１／ｎ）＝（１／１０）／（１／１０
ｍ）＝ｍ であるから、基本波周波数ｎ＝５０〔Ｈｚ〕の系統では
ｍ＝５、ｎ＝６０〔Ｈｚ〕の系統ではｍ＝６となり、そ
れぞれ５サイクル前、６サイクル前のデータを使用する
変化幅検出原理を採れば良いことになる。
用いた場合の数式１の周波数特性を、図１にａ＝ｍとし
て示す。この図１から、本発明はｎ±１０〔Ｈｚ〕成分
に限らず、ｎ×ｐ（整数）±１０〔Ｈｚ〕（基本波の整
数倍調波±１０〔Ｈｚ〕）成分に対しても有効であり、
フリッカ負荷によって基本波周波数ｎが１０〔Ｈｚ〕刻
みの振動となるあらゆる成分で変化幅の誤検出を防ぐこ
とが可能になる。
を説明する。この実施形態では、正弦波の対称性に着目
して、印加波形を全波整流して絶対値を用いることによ
り、請求項１の発明の実施形態における一定時限相当値
ａ＝ｍを、ｍ／２として変化幅検出の高速化を図ったも
のである。
ンで表すと、２πｍ〔ｒａｄ〕となり、交流入力を全波
整流した場合には、角度θの現在値に対して、 ｜sin（θ）｜＝｜sin（θ−２πｍ）｜＝｜sin｛（θ
−２π（ｍ／２）｝｜ が成り立つことにより、請求項１の発明の実施形態で求
めたｍをｍ／２とすることができる。よって、先に求め
たｍを用いて、数式２を得る。この数式２において、前
記同様にｋは現時点を示し、Ｋは変化幅整定値を示す。
タル演算により行っているが、ディジタル形の継電器で
実現するに当たっては、図３のＡ点におけるサンプルホ
ールド処理以前のデータを電気回路で整流しても良い。
度／演算周期電気角）（一般にディジタル形保護継電器
の演算周期電気角は３０度）の量のデータをメモリに格
納して演算する必要があったものを、半分の量である
（ｍ／２）×（３６０度／演算周期電気角）のデータを
使用して演算できるようになり、メモリ容量の削減、演
算の高速化を図ることが可能になる。
電器の入力電流波形（図２（ａ））、従来技術によりａ
＝１とした場合の検出変化量（図２（ｂ））、本実施形
態による検出変化量（図２（ｃ））を示している。な
お、図２（ａ）の入力電流波形は、周波数ｎ＝５０〔Ｈ
ｚ〕の基本波（大きさ１）に、同位相でｎ±１０〔Ｈ
ｚ〕の周波数を持つ波形（大きさ０．２）をそれぞれ重
畳した合成歪波である。
の合成歪波急変時には、図２（ｂ）の従来技術ではこれ
に対応して大きな変化量を検出し、その後、小さなレベ
ルの変化量を継続して検出しているが、図２（ｃ）の本
実施形態では、基本波の５サイクル分に相当する１００
〔ｍｓ〕以後は変化量を全く検出しないものとなり、誤
検出が回避されることがわかる。
電器につき説明したが、本発明は、電圧変化幅継電器に
も適用可能である。
ば、フリッカ負荷のようにΔＶ10が大きい系統に対して
もフリッカ負荷がない系統と同様に、誤検出のおそれが
ない変化幅継電器を実現することができる。また、フリ
ッカ負荷が基本波周波数±１０〔Ｈｚ〕以外の成分を含
む場合でも、本発明により従来の変化幅継電器が誤検出
していた量を軽減することができる。これにより、変化
幅継電器を使用している系統の構成を変更する場合にも
問題なく使用でき、不具合の発生も軽減することができ
る。
載の発明に比べて少ないデータ量で保護演算が可能にな
り、メモリ容量の削減及び演算の高速化を図ることがで
きる。
における、電流の周波数に対する変化分検出量を示す図
である。
明するための波形図である。
る。
Claims (2)
- 【請求項１】 基本波周波数がｎ（ｎ＝１０×ｍ，ｍは
整数）である電気量の一定時限をおいた変化幅が整定値
を超えたことを検出して保護動作を行う変化幅継電器に
おいて、 電気量の現在値と、基本波のｍサイクル前の電気量の値
との変化幅を整定値と比較することを特徴とする変化幅
継電器。 - 【請求項２】 基本波周波数がｎ（ｎ＝１０×ｍ，ｍは
整数）である電気量の一定時限をおいた変化幅が整定値
を超えたことを検出して保護動作を行う変化幅継電器に
おいて、 電気量の現在値の絶対値と、基本波のｍ／２サイクル前
の電気量の絶対値との変化幅を整定値と比較することを
特徴とする変化幅継電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11061697A JP3645065B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 変化幅継電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11061697A JP3645065B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 変化幅継電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10304557A true JPH10304557A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3645065B2 JP3645065B2 (ja) | 2005-05-11 |
Family
ID=14540337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11061697A Expired - Fee Related JP3645065B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 変化幅継電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3645065B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009060743A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 短絡事故検出継電器および整定方法 |
-
1997
- 1997-04-28 JP JP11061697A patent/JP3645065B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009060743A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 短絡事故検出継電器および整定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3645065B2 (ja) | 2005-05-11 |
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