JPH10327530A - 変圧器保護用比率差動継電器 - Google Patents
変圧器保護用比率差動継電器Info
- Publication number
- JPH10327530A JPH10327530A JP9134039A JP13403997A JPH10327530A JP H10327530 A JPH10327530 A JP H10327530A JP 9134039 A JP9134039 A JP 9134039A JP 13403997 A JP13403997 A JP 13403997A JP H10327530 A JPH10327530 A JP H10327530A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 変圧器等の配電系統における電気量の監視に
よって事故の発生の判定を高速に行えるようにする。 【解決手段】 配電系統に設置された電気量の監視セン
サ21によって得た監視信号から前処理部31にて電流
値等の電気量を得、これをA/D変換部32にてディジ
タルデータに変換し、更にこれをウェーブレット解析部
33にてウェーブレット変換し、そのデータから予め学
習しておいた学習支援手段35のもとでニューラルネッ
トワーク34にて異常の有無を判定する。
よって事故の発生の判定を高速に行えるようにする。 【解決手段】 配電系統に設置された電気量の監視セン
サ21によって得た監視信号から前処理部31にて電流
値等の電気量を得、これをA/D変換部32にてディジ
タルデータに変換し、更にこれをウェーブレット解析部
33にてウェーブレット変換し、そのデータから予め学
習しておいた学習支援手段35のもとでニューラルネッ
トワーク34にて異常の有無を判定する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、変圧器の切換操作
に際して生じる励磁突入電流に起因する誤動作の防止、
並びに異常発生時の迅速な異常発生の有無の検出を可能
にした変圧器保護用比率差動継電器に関する。
に際して生じる励磁突入電流に起因する誤動作の防止、
並びに異常発生時の迅速な異常発生の有無の検出を可能
にした変圧器保護用比率差動継電器に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の比率差動継電器の原理説明
図であり、変圧器1の一次側(電源側)と二次側(負荷
側)夫々に設置した電流検出用のコイル等で構成された
センサCT1 ,CT2 夫々の両端を、比率差動継電器2
内に導入し、電流検出手段2a,2b,2cにて電流値
I0 ,I1 ,I2 を検出するようにしてある。各センサ
CT1 ,CT2 は、夫々の一端部は途中に前記電流検出
手段2b,2cを介在させて相互に接続すると共に、他
端部同士は直接接続され、また両接続点同士は途中に電
流検出手段2aを介在させた状態で接続してあり、電流
検出手段2b,2cにて電源側,負荷側夫々の電流値I
1 ,I2 が、また電流検出手段2aにて差電流である電
流値I0 が求まる。
図であり、変圧器1の一次側(電源側)と二次側(負荷
側)夫々に設置した電流検出用のコイル等で構成された
センサCT1 ,CT2 夫々の両端を、比率差動継電器2
内に導入し、電流検出手段2a,2b,2cにて電流値
I0 ,I1 ,I2 を検出するようにしてある。各センサ
CT1 ,CT2 は、夫々の一端部は途中に前記電流検出
手段2b,2cを介在させて相互に接続すると共に、他
端部同士は直接接続され、また両接続点同士は途中に電
流検出手段2aを介在させた状態で接続してあり、電流
検出手段2b,2cにて電源側,負荷側夫々の電流値I
1 ,I2 が、また電流検出手段2aにて差電流である電
流値I0 が求まる。
【0003】前記各電流検出手段2a,2b,2c夫々
により検出された電流値I0 ,I1,I2 の組合せによ
り図表5の如く異常の発生の有無及び発生個所の判断を
する。図表5は電流値I0 ,I1 ,I2 及び比率I2 /
I1 に基づき事故の発生を検出し、二次側内部、又は外
部事故、一次側内部、又は外部事故の有無が検出出来る
ようになっている。
により検出された電流値I0 ,I1,I2 の組合せによ
り図表5の如く異常の発生の有無及び発生個所の判断を
する。図表5は電流値I0 ,I1 ,I2 及び比率I2 /
I1 に基づき事故の発生を検出し、二次側内部、又は外
部事故、一次側内部、又は外部事故の有無が検出出来る
ようになっている。
【0004】しかし変圧器には励磁突入電流が存在し、
変圧器を無負荷で投入したときは図6に示す如く定格電
流の10倍に達する電流が流れ、加えて電源側からのみ
電流が供給されるから、比率差動継電器2は励磁突入電
流が生じた際に見掛け上、内部故障電流が生じたのと同
様に作用し、誤動作する。図6は変圧器における定常電
流と励磁突入電流とを対比して示す説明図である。
変圧器を無負荷で投入したときは図6に示す如く定格電
流の10倍に達する電流が流れ、加えて電源側からのみ
電流が供給されるから、比率差動継電器2は励磁突入電
流が生じた際に見掛け上、内部故障電流が生じたのと同
様に作用し、誤動作する。図6は変圧器における定常電
流と励磁突入電流とを対比して示す説明図である。
【0005】この対策として励磁突入電流と内部事故電
流を区別して判定するために、従来は励磁突入電流に含
まれる第2高調波成分を検出し、その含有率を演算する
ことによって励磁突入電流と、内部事故電流との区分を
可能とした比率差動継電器が提案されている。
流を区別して判定するために、従来は励磁突入電流に含
まれる第2高調波成分を検出し、その含有率を演算する
ことによって励磁突入電流と、内部事故電流との区分を
可能とした比率差動継電器が提案されている。
【0006】図7は上記した従来の比率差動継電器の構
成を示すブロック図である。図中1は変圧器、2は比率
差動継電器を示している。変圧器1の両側には夫々電流
検出用のコイルで構成されたセンサCT1 ,CT2 が設
けられ、その出力は比率差動継電器2における前処理部
11へ入力されるようにしてある。前処理部11の構成
は図4に示す原理説明図のそれと実質的に同じであり、
3個の電流検出手段を備え、夫々の検出値である電流値
I0 ,I1 ,I2 がA/D変換部12へ入力される。A
/D変換部12はアナログ信号である電流値I0 ,
I1 ,I2をディジタル信号に変換し、夫々比率差動検
出部13、及び第2高調波検出部14へ出力する。
成を示すブロック図である。図中1は変圧器、2は比率
差動継電器を示している。変圧器1の両側には夫々電流
検出用のコイルで構成されたセンサCT1 ,CT2 が設
けられ、その出力は比率差動継電器2における前処理部
11へ入力されるようにしてある。前処理部11の構成
は図4に示す原理説明図のそれと実質的に同じであり、
3個の電流検出手段を備え、夫々の検出値である電流値
I0 ,I1 ,I2 がA/D変換部12へ入力される。A
/D変換部12はアナログ信号である電流値I0 ,
I1 ,I2をディジタル信号に変換し、夫々比率差動検
出部13、及び第2高調波検出部14へ出力する。
【0007】比率差動検出部13は電流値の比率I2 /
I1 を算出し、これをアンドゲート15の一方の入力端
へ入力すると共に、動作タイマ16a、復帰タイマ17
aを経てインヒビット回路18の一方の入力端へ入力す
る。
I1 を算出し、これをアンドゲート15の一方の入力端
へ入力すると共に、動作タイマ16a、復帰タイマ17
aを経てインヒビット回路18の一方の入力端へ入力す
る。
【0008】一方、第2高調波検出部14は第2高調波
成分を検出し、これをアンドゲート15の他方の入力端
へ入力する。アンドゲート15は第2高調波検出部14
と比率差動検出部13との出力の論理積をとり、動作タ
イマ16b、復帰タイマ17bを経てインヒビット回路
18の他方の入力端へ否定入力する。インヒビット回路
18は、第2高調波が含まれていない場合は事故判定出
力を行い、また第2高調波が含まれている場合には事故
判定出力を行わないようにしてある。
成分を検出し、これをアンドゲート15の他方の入力端
へ入力する。アンドゲート15は第2高調波検出部14
と比率差動検出部13との出力の論理積をとり、動作タ
イマ16b、復帰タイマ17bを経てインヒビット回路
18の他方の入力端へ否定入力する。インヒビット回路
18は、第2高調波が含まれていない場合は事故判定出
力を行い、また第2高調波が含まれている場合には事故
判定出力を行わないようにしてある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところでこのような従
来の比率差動継電器では、近年の配電系統の複雑化と相
俟って、停電時における非常用発電機の運転状態から復
電後における買電への切替え時の如く、負荷を切らずに
変圧器を投入することが増すと、第2高調波成分が少な
いため、誤動作する場合が生じるという問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは事故の有無の判定をニューラルネッ
トワークを用いることで高速に、しかも正確に行えるよ
うにした変圧器保護用比率差動継電器を提供するにあ
る。
来の比率差動継電器では、近年の配電系統の複雑化と相
俟って、停電時における非常用発電機の運転状態から復
電後における買電への切替え時の如く、負荷を切らずに
変圧器を投入することが増すと、第2高調波成分が少な
いため、誤動作する場合が生じるという問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは事故の有無の判定をニューラルネッ
トワークを用いることで高速に、しかも正確に行えるよ
うにした変圧器保護用比率差動継電器を提供するにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係る変圧器保護
用比率差動継電器は、変圧器の一次側、二次側の各電流
及びその差電流を検出する各電流検出手段と、各電流及
び差電流をA/D変換出力するA/D変換部と、該A/
D変換部の出力データを相似変換して周波数成分に対応
する基底関数群を得るウェーブレット解析部と、該ウェ
ーブレット解析部の出力である基底関数群のデータと別
に与えられた正規データとこれらに基づいてなすべき判
断との関係を学習する学習手段と、該学習手段の支援の
もとで変圧器の異常の有無を判別するニューラルネット
ワークとを具備することを特徴とする。
用比率差動継電器は、変圧器の一次側、二次側の各電流
及びその差電流を検出する各電流検出手段と、各電流及
び差電流をA/D変換出力するA/D変換部と、該A/
D変換部の出力データを相似変換して周波数成分に対応
する基底関数群を得るウェーブレット解析部と、該ウェ
ーブレット解析部の出力である基底関数群のデータと別
に与えられた正規データとこれらに基づいてなすべき判
断との関係を学習する学習手段と、該学習手段の支援の
もとで変圧器の異常の有無を判別するニューラルネット
ワークとを具備することを特徴とする。
【0011】本発明にあっては、学習を重ねた学習支持
手段のもとでニューラルネットワークを動作させること
で迅速に、しかもより正確な異常検知が可能となる。
手段のもとでニューラルネットワークを動作させること
で迅速に、しかもより正確な異常検知が可能となる。
【0012】
【原理説明】図1は本発明の原理説明図であり、配電系
統に設置された電気量の監視センサ21からの出力であ
る監視信号を比率差動継電器22へ取り込む。比率差動
継電器22は、前処理部31、A/D変換部32、ウェ
ーブレット解析部33、ニューラルネットワーク34を
用いて構成された異常判定手段及び学習支援手段35を
備えている。前処理部31、A/D変換部32の構成は
従来のそれと実質的に同じである。即ち、前処理部31
は監視センサ21からの監視信号である電気量を取り込
み、これから、例えば電流値等を求め、A/D変換部3
2へ出力する。A/D変換部32は入力されたアナログ
量である電流値等をディジタル値に変換し、これをウェ
ーブレット解析部33へ出力する。
統に設置された電気量の監視センサ21からの出力であ
る監視信号を比率差動継電器22へ取り込む。比率差動
継電器22は、前処理部31、A/D変換部32、ウェ
ーブレット解析部33、ニューラルネットワーク34を
用いて構成された異常判定手段及び学習支援手段35を
備えている。前処理部31、A/D変換部32の構成は
従来のそれと実質的に同じである。即ち、前処理部31
は監視センサ21からの監視信号である電気量を取り込
み、これから、例えば電流値等を求め、A/D変換部3
2へ出力する。A/D変換部32は入力されたアナログ
量である電流値等をディジタル値に変換し、これをウェ
ーブレット解析部33へ出力する。
【0013】ウェーブレット解析部33は入力された電
流値等に対し、ウェーブレット変換を施し、ニューラル
ネットワーク34へ出力する。ウェーブレット変換され
たデータ、例えば入力データが方形波の場合、その立上
り時には変換波形に不連続点が現れたデータとなる。こ
のようなウェーブレット変換されたデータが連続的にニ
ューラルネットワーク34及び学習支援手段35へ出力
されることとなる。学習支援手段35は、ニューラルネ
ットワーク34の各層間の結合重み計数を決定する機能
を備えており、予め異常発生時のウェーブレット変換後
の波形と、別に用意した正規な方形波とを与え、これら
の波形パターンとこれらに基づいてなすべき判断(事故
又は非事故、即ち健全)との関係についての学習を行わ
せておく。
流値等に対し、ウェーブレット変換を施し、ニューラル
ネットワーク34へ出力する。ウェーブレット変換され
たデータ、例えば入力データが方形波の場合、その立上
り時には変換波形に不連続点が現れたデータとなる。こ
のようなウェーブレット変換されたデータが連続的にニ
ューラルネットワーク34及び学習支援手段35へ出力
されることとなる。学習支援手段35は、ニューラルネ
ットワーク34の各層間の結合重み計数を決定する機能
を備えており、予め異常発生時のウェーブレット変換後
の波形と、別に用意した正規な方形波とを与え、これら
の波形パターンとこれらに基づいてなすべき判断(事故
又は非事故、即ち健全)との関係についての学習を行わ
せておく。
【0014】ニューラルネットワーク34は通常入力
層、中間層、及び出力層からなり、入力層の各ニューロ
ンには、ウェーブレット変換された信号(0又は1)が
入力される。入力層のニューロンと中間層のニューロン
とは互いに所定の結合重み係数によって結合され、また
中間層の各ニューロンと出力層の各ニューロンとも所定
の結合重み係数によって結合されている。各結合重み係
数は、学習支援手段35からの指示により、出力層から
所定の出力値が得られるよう設定される。
層、中間層、及び出力層からなり、入力層の各ニューロ
ンには、ウェーブレット変換された信号(0又は1)が
入力される。入力層のニューロンと中間層のニューロン
とは互いに所定の結合重み係数によって結合され、また
中間層の各ニューロンと出力層の各ニューロンとも所定
の結合重み係数によって結合されている。各結合重み係
数は、学習支援手段35からの指示により、出力層から
所定の出力値が得られるよう設定される。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づき説明する。図2は本発明に係る変圧器保
護用比率差動継電器の構成を示すブロック図であり、図
中1は変圧器、CT1 ,CT2 は変圧器1の一次側、二
次側夫々に配した電流検出用のコイル等で構成されたセ
ンサ、2は比率差動継電器を示している。比率差動継電
器2は前記コイルCT1 ,CT2 を流れる電流値I0 ,
I1 ,I2を求める電流検出手段を含む前処理部11、
A/D変換部12、及びCPU又はDSPにて構成され
る比率差動検出部13、ウェーブレット解析部33、異
常判定手段を構成するニューラルネットワーク34及び
学習支援手段35を備えている。
て図面に基づき説明する。図2は本発明に係る変圧器保
護用比率差動継電器の構成を示すブロック図であり、図
中1は変圧器、CT1 ,CT2 は変圧器1の一次側、二
次側夫々に配した電流検出用のコイル等で構成されたセ
ンサ、2は比率差動継電器を示している。比率差動継電
器2は前記コイルCT1 ,CT2 を流れる電流値I0 ,
I1 ,I2を求める電流検出手段を含む前処理部11、
A/D変換部12、及びCPU又はDSPにて構成され
る比率差動検出部13、ウェーブレット解析部33、異
常判定手段を構成するニューラルネットワーク34及び
学習支援手段35を備えている。
【0016】前処理部11、A/D変換部12及び比率
差動検出部13は、図1に示すものと実質的に同じであ
る。ウェーブレット解析部33の出力はニューラルネッ
トワーク34及び学習支援手段35へ入力され、ニュー
ラルネットワーク34の出力と前記比率差動検出部13
の出力とをインヒビット回路18を通すことで事故検出
結果として出力する。
差動検出部13は、図1に示すものと実質的に同じであ
る。ウェーブレット解析部33の出力はニューラルネッ
トワーク34及び学習支援手段35へ入力され、ニュー
ラルネットワーク34の出力と前記比率差動検出部13
の出力とをインヒビット回路18を通すことで事故検出
結果として出力する。
【0017】ウェーブレット解析部33は入力された関
数(波形データ)を相似変換することにより、時間的及
び周波数的に局在化した基底関数群を作成する。この基
底関数群を積分核として、解析対象信号(入力データ)
と基底関数群(変換されたデータ)との相関値を求め
る。つまり、この基底関数群のある基底関数と解析対象
信号との相関値を求めることにより、その基底関数が示
す時刻のある周波数における対象信号の成分を求める。
数(波形データ)を相似変換することにより、時間的及
び周波数的に局在化した基底関数群を作成する。この基
底関数群を積分核として、解析対象信号(入力データ)
と基底関数群(変換されたデータ)との相関値を求め
る。つまり、この基底関数群のある基底関数と解析対象
信号との相関値を求めることにより、その基底関数が示
す時刻のある周波数における対象信号の成分を求める。
【0018】A/D変換部12から入力されるディジタ
ル値である入力信号をウェーブレット解析部33で連続
してウェーブレット変換すると、事故発生点、もしくは
励磁突入発生点で不連続点が現れ、その不連続点の基底
関数には、事故時と励磁突入時とでは含まれる周波数成
分が違うため、違う基底関数として検出されることとな
る。このような基底関数をニューラルネットワーク34
に入力すると、ニューラルネットワーク34は予め学習
を行った学習支援手段35のもとで判定を行う。
ル値である入力信号をウェーブレット解析部33で連続
してウェーブレット変換すると、事故発生点、もしくは
励磁突入発生点で不連続点が現れ、その不連続点の基底
関数には、事故時と励磁突入時とでは含まれる周波数成
分が違うため、違う基底関数として検出されることとな
る。このような基底関数をニューラルネットワーク34
に入力すると、ニューラルネットワーク34は予め学習
を行った学習支援手段35のもとで判定を行う。
【0019】図3はニューラルネットワーク34の学習
過程を示すフローチャートであり、重みの初期設定を行
った後 (ステップS1)、ウェーブレット解析部33か
らの変換データ及び外部からの評価基準を与える (ステ
ップS2)。先ず、事故発生の判断を行うべき絶対値で
ある波形を与えて、評価基準として、“動作”、即ち事
故発生と判断する場合を設定する。次に同じ絶対値であ
るが、第2高調波を含んだ励磁突入電流の波形を与え
て、評価基準として“不動作”、即ち励磁突入電流と判
断する場合を設定する。このような操作を各種の波形値
に対して行ない重み調整する(ステップS3)。つまり
学習時にはニューラルネットワーク34に対して事故発
生時における種々のウェーブレット変換後の波形と、正
規な方形波の波形を与えることにより、波形パターンと
なすべき判断との関係を学習、換言すれば重みの調整を
行う。
過程を示すフローチャートであり、重みの初期設定を行
った後 (ステップS1)、ウェーブレット解析部33か
らの変換データ及び外部からの評価基準を与える (ステ
ップS2)。先ず、事故発生の判断を行うべき絶対値で
ある波形を与えて、評価基準として、“動作”、即ち事
故発生と判断する場合を設定する。次に同じ絶対値であ
るが、第2高調波を含んだ励磁突入電流の波形を与え
て、評価基準として“不動作”、即ち励磁突入電流と判
断する場合を設定する。このような操作を各種の波形値
に対して行ない重み調整する(ステップS3)。つまり
学習時にはニューラルネットワーク34に対して事故発
生時における種々のウェーブレット変換後の波形と、正
規な方形波の波形を与えることにより、波形パターンと
なすべき判断との関係を学習、換言すれば重みの調整を
行う。
【0020】次に、実際の配電系統に設置した状態で、
実際の励磁突入電流を流して、評価基準として“不動
作”の状態を与える。励磁突入電流は投入位相、負荷の
状況によって変わるので、何回も反復的に学習させ、信
頼性を高める。
実際の励磁突入電流を流して、評価基準として“不動
作”の状態を与える。励磁突入電流は投入位相、負荷の
状況によって変わるので、何回も反復的に学習させ、信
頼性を高める。
【0021】
【発明の効果】以上の如く本発明にあってはA/D変換
後のデータを比率作動検出手段に導入すると同時に、ウ
ェーブレット変換を実施し、そのデータをニューラルネ
ットワークに導入することとしたから、励磁突入電流と
事故電流との判別を正確に、しかも高速で判定が可能と
なる。また、従来必要とされていた動作タイマが不要と
なり、事故の被害を最小限に留め得ることが出来る等、
本発明は優れた効果を奏する。
後のデータを比率作動検出手段に導入すると同時に、ウ
ェーブレット変換を実施し、そのデータをニューラルネ
ットワークに導入することとしたから、励磁突入電流と
事故電流との判別を正確に、しかも高速で判定が可能と
なる。また、従来必要とされていた動作タイマが不要と
なり、事故の被害を最小限に留め得ることが出来る等、
本発明は優れた効果を奏する。
【図1】 本発明の原理説明図である。
【図2】 本発明に係る実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図3】 ニューラルネットワークの学習過程を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図4】 比率差動継電器の原理説明図である。
【図5】 事故ケース別の各電流値の関係を示す図表で
ある。
ある。
【図6】 変圧器における定常電流と励磁突入電流とを
対比して示す説明図である。
対比して示す説明図である。
【図7】 従来の比率差動継電器の構成を示すブロック
図である。
図である。
1 変圧器、2,22 比率差動継電器、11,31
前処理部、12,32A/D変換部、13 比率差動検
出部、21 監視センサ、、33 ウェーブレット解析
部、34 ニューラルネットワーク、35 学習支援手
段。
前処理部、12,32A/D変換部、13 比率差動検
出部、21 監視センサ、、33 ウェーブレット解析
部、34 ニューラルネットワーク、35 学習支援手
段。
Claims (1)
- 【請求項1】 変圧器の一次側、二次側の各電流及びそ
の差電流を検出する各電流検出手段と、各電流及び差電
流をA/D変換出力するA/D変換部と、該A/D変換
部の出力データを相似変換して周波数成分に対応する基
底関数群を得るウェーブレット解析部と、該ウェーブレ
ット解析部の出力である基底関数群のデータと別に与え
られた正規データとこれらに基づいてなすべき判断との
関係を学習する学習手段と、該学習手段の支援のもとで
変圧器の異常の有無を判別するニューラルネットワーク
とを具備することを特徴とする変圧器保護用比率差動継
電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9134039A JPH10327530A (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | 変圧器保護用比率差動継電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9134039A JPH10327530A (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | 変圧器保護用比率差動継電器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10327530A true JPH10327530A (ja) | 1998-12-08 |
Family
ID=15118950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9134039A Pending JPH10327530A (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | 変圧器保護用比率差動継電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10327530A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100367155B1 (ko) * | 2001-02-20 | 2003-01-09 | 학교법인 성균관대학 | 신경회로망을 이용한 송전선로의 재폐로방법 |
| KR100492526B1 (ko) * | 2002-10-15 | 2005-06-02 | 디이시스 주식회사 | 변압기용 디지털 보호계전방법 |
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