JPS6016825B2 - デジタル同期検定方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、二つの電力系統の閉路を同期成立をまって行
なわせるための、特にデジタル化した電気量を用いて行
なうデジタル同期検定方式に関する。

従来は、アナログ量たる電気量を電磁力による機械的ト
ルクを介して同期検定するものが一般的であった。

このため、検定精度が使用装置の機械的な精度により限
定されるのみならず、計算値を遠隔地に伝送する場合に
は、アナログ量であるために広い伝送帯域が必要となり
、しかも途中線路における減衰によりその伝送情報の信
頼性が著しく損なわれる。また従来の同期検定は、比較
される２電気量の差をとりビート周波数を計測すること
で行なうもので、結果が出るまでかなりの時間を要する
。他方、電力系統の閉路装置たるしや断器の投入には所
定の時間を要することから、従釆は、２系統間の位相差
がゼロ近傍の一定値になった時から所定時間後に位相差
がゼロになると推定してしや断器投入指令を出す方式を
とる。

しかし、位相差が一定値となってから位相差がゼロにな
るまでの時間は、周波数のずれ程度によって異なるため
、実際のしや断器投入時点で位相差が必ずしもゼロとな
らない。本発明は、同期閉路すべき二つの電力系統から
の電気量をデジタル化して所定の処理を行なうと共に、
必ず位相差がゼロの時点でしや断器が投入されるデジタ
ル同期検定方式を提供することを目的とする。

第１図は本発明の原理を説明するためのグラフであり、
縦軸は２つの電力系統の位相差８を示し、機軸は時間を
示す。

各系統の電圧をｖ，＝Ｖ，ｓｉｎ（ｗ．十ａｏ）、ｖ２
＝Ｖ２ｓｉ側「２ｔとすると、両者の位相差（８）＝ｗ
，ｔ一８。 −ｗ２ｔ＝（ｗ，一ｗ２）ｔ＋ｏｏとなり
、同図はこの関係を示す。但し、ｗ．＜ｗ２の場合であ
る。今、ｔ＝０における位相差がｏｏ、それより時間Ｑ
前の位相差を８Ｑ、しや断器投入に要する時間をＴｃＢ
、ｔ＝０から位相差ゼロまでの時間をＴとすれば、同図
から明らかのように、どムー Ｔ ａＱ一Ｔ＋Ｑ という関係が成立するから、ｔ＝０においてしや断器を
投入する条件は下式の成立した時となる。

ひ。− ＴｃＢ ＝ＫｏＱ−ＴｃＢ＋Ｑ すなわち、ｖ，．ｖ２から位相差０を求め、それを時間
Ｑだけ記憶しておき、現時点の位相差ｏｏと時間Ｑ前の
位相差８Ｑより８。

／ＯＱを計算し、それが定数Ｋに一致した時に、しや断
器投入指令を出すことになる。この関係は、ｗ，＞ｗ２
つまり８＜０の時にも成立する。なお、実際には、ある
いは量子化誤差、演算誤差のため、あるいはサンプリン
グ時点以外の時点‘こ（８。／ａＱ）＝Ｋとなるような
場合を考慮して、判定はｌだ‐ＫＩく昨 によって行なう。

Ｋｏは上記理由により生ずる誤差ないし不都合によって
定まる定数である。第２図は本発明の一実施例を示すブ
ロック図である。位相演算部１にｖ，，ｖ２が入力され
、位相差ａｏが演算される。位相差演算部１の出力は記
憶＊＊回路２に導かれ、そこで時間ｑだけ記憶される。
除算部３は位相差演算部１の出力ａｏと記憶回路２の出
力ひＱからｏｏ／ＯＱを計算する。比較部４がこのｏｏ
ノ００の値とＫとを比較し、これらが所定の範囲内で一
致しておればしや断器投入指令を出す。なお、除算部３
で８。／８Ｑを算出し、１／Ｋと比較してもよい。また
ｏｑ＝８ｏ ×Ｋを条件としてもよく、そのブロック図
を第３図に示す。５は乗算器で、８Ｑ×Ｋを演算し、比
較部６においてａｏとＯＱ×Ｋとを比較する。

次に、前記位相差演算部１の具体的な例を第４図を用い
て説明する。同図に示す位相差演算部には、同期閉略す
べき２つの電力系統からのアナログ量たる電圧情報ｖ，
，ｖ２をデジタル化した情報ｖ，Ｎ， ｖ２Ｎが入力さ
れる。ここで、各電圧の周波数が等しくｗであるとする
と、ｖ，Ｎ，ｖ２Ｎはそれぞれｖ，Ｎ＝Ｖ，ｓｉｎｗ〜 Ｖ卵ニＶがｉｎ（Ｗ〜＋８） と表わすことができる。

但し、ｔＮはＮ番目のサンプリング時を示す。以下、サ
プリング間隔は３０ｏとして説明する。まず入力された
デジタル量ｖ，Ｎ， ｖ２Ｎは乗算器７に入力され、乗
算器７からは両者の頚ｖ，Ｎ，ｖ洲が出力される。この
時、記憶回路８にこの頚ｖ，Ｎ， ｖ２Ｎの２サンプリ
ング前までの値、即ちｖ，Ｎ‐，，ｖ２Ｎ−，とｖ，Ｎ
‐２，ｖ２Ｎ‐２とが記憶される。乗算器７の出力と記
憶回路８の出力が加減算器９に入力され、次の演算を行
なう。ＶＩＮ・Ｖ２Ｎ−ＶＩＮ−１・Ｖ洲・１十ＶＩＮ
−２，Ｖ洲−２＝Ｖ・ＳｉｎＷｔＮ●Ｖがｉｎ（冊十８
）−Ｖ・Ｓｉｎ（Ｗム一芸）・Ｖ２Ｓｉｎ（ＷｔＮルー
芸）十Ｖ・Ｓｉｎ（Ｗ★−芸）‐Ｖがｉｎ（ＷＬ刊−止
）＝Ｖ・‐Ｖ２Ｃ。柵次に、７′，８′，９′及び７″
，８ｒ，９＾は入力を異にするが、機能的には前記同符
号７，８，９と全く同じ回路である。乗算器７′の入力
はｖ，〆Ｎ，ｖ，Ｎであり、従って加減算器９′の出力
は、ＶＩＮ２ −Ｖ事Ｎ−・十Ｖ亭Ｎ−２＝Ｖ・靴２Ｍ
Ｎ−Ｖ・２Ｓｉ〆（Ｗ★−青）−Ｖ・２Ｓｉｎ２（Ｗｔ
Ｎ−舎）＝Ｖ・２となる。

乗算器７″にはｖ洲，ｖ柵が入力され、加減算器９″の
出力は、Ｖ公一ｖ琴Ｎ‐．十ｖ峯Ｎ‐２ ＝Ｖ２もｉｎ２（ＭＮ…）−Ｖ２２Ｓｉ汁（ふ十ｏ−号
）十叫Ｓｉｎ２（ＷｔＮ十ａ−号）；Ｖ２２となる。

前記両加減算器９′，９″の各出力は乗算器１０で乗算
器１０で乗算され、Ｖ，２，Ｖ２２が出力される。

この乗算器１０の出力は開平回路１ １に加えられ、Ｖ
，，Ｖ２が演算される。前記加減算器９の出力Ｖ，，Ｖ
２ｃｏｓ８とこの開平回路１１の出力Ｖ，，Ｖ２とが除
算器１２に加えられ、Ｖ，Ｖ２ｃｏｓ８／Ｖ．・Ｖ２＝
ｃｏｓ８が演算される。ｃｏｓ８から逆演算回路１３に
より８が求められる。なお、Ｃｏｓ８からａを求める方
法はテーブルを作っておき、そのテーブルを参照する法
などがある。第５図は他の実施例を示すブロック図であ
る。

本実施例は、０≠０の時、ｓｉｎｏ±ひとなることを利
用して、寿ぎまき：Ｔ；害７かつ■Ｓ８＞。が成立した
ことを条件にしや断器投入指令を出す方法を示す。

正弦演算部１４にｖ，，ｖ２が入力され、ｓｉｎ８が演
算される。正弦演算部１４の出力は記憶回路１５に導か
れ、記憶回路１５で時間Ｑだけ記憶される。除算器１６
は正弦演算部１４の出力と記憶回路１５の出力ｓｉｎ８
Ｑを除算し、ｓｉｎｏｏ／ｓｉｎ８Ｑを求める。比較部
１７において、ｓｉｎａｏ／ｓｉｎＯＱと定数ＴｃＢ／
（ＴｃＢ＋Ｑ）＝Ｋとを比較し、これらが誤差の範囲で
一致した時、信号を出力する。ｖ，，ｖ２は余弦演算部
１８にも入力され、ｃｏｓｏｏが求められる。比較部１
９において、ｃｏｓひｏの値が正の値か否かを識別し、
ｃｏｓａｏ＞０で信号を出力する。アンド回路２０１こ
おいて、各比較部１７，１９の各出力のアンドをとりし
や断器投入指令とする。本実施例がｃｏｓｏｏ ＞０な
る条件を設けたのは、（ｓｉｎｏ。

／ｓｉｎ８Ｑ）＝Ｋなる条件のみでは８。及びＯＱが１
８び近辺にあるときでも投入指令が出てしまうため、９
００くｏｏ＜２７００の時これをロックするためである
。また余弦演算部１８の具体的な例としては、第４図で
逆演算回路１３を除いた部分でよく、正弦演算部１４と
しては余弦演算部の入力ｖ，Ｎ，ｖ２Ｎ又は糸弦演算部
の出力をそれぞれ９ぴ移相することで得られる。以上、
本発明によれば、第１にデジタル処理であるために、‘
１１従来のように機械的な精度により計測値の精度を失
うことがなく高精度を確保できる。

■検定時間が短い、【３’デジタル方式の系統運営に適
合する、などの特長をもつ。また第２に同期検定を両系
統の周波数のずれを考慮して行なうものであるために、
しや断器投入時点で必ず位相差がゼロになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理の説明図、第２図、第３図及び第
５図は本発明の異なる実施例をそれぞれ示すブロック図
、第４図は本発明の位相差演算部の具体例を示すブロッ
ク図である。 １・・…・位相差演算部、２，８，８′，８″，１５・
・・・・・記憶回路、３，１２，１６・・・・・・除算
器、４，６，１７，１９・・・・・・比較部、５，７，
７′，７″，１０・・・・・・乗算器、９，９′，９へ
・・・・・加減算案、１１・・・・・・開平回路、１３
・・・・・・逆演算回路、１４・・・・・・正弦演算部
、１８・・・…余弦演算器。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同期を検定すべき２つの電力系統の電圧を一定の周
   期でサンプリングしてデジタル電気量に変換し、現時点
   の位相差と現時点より所定時間前の位相差との比が、し
   や断器投入に要する時間と、しや断器投入に要する時間
   に上記所定時間を加えたものとの比にほぼ一致した時に
   閉路指令を出すことを特徴としたデジタル同期検定方式
   。 ２ 同期を検定すべき２つの電力系統の電圧を一定の周
   期でサンプリングしてデジタル電気量に変換し、現在点
   の位相差の正弦と現時点より所定時間前の位相差の正弦
   との比が、しや断器投入に要する時間と、しや断器投入
   に要する時間に上記所定時間を加えたものとの比にほぼ
   一致した時、及び現時点の位相差の余弦が正の値である
   時に閉路指令を出すことを特徴としたデジタル同期検定
   方式。