JPS60190874A - 電力系統の潮流方向判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、ディジタル式地絡方向継電器、又は地絡方
向過電流継電器に用いられる電力系統の潮流方向判定方
法に関するものである。

〔従来技術〕

ディジタルデータを用い、電力系統の潮流における有効
分電力を算出する演算式として次のものがある。

Ａ７・Ｂ、＋Ａ、−，・Ｂ、−、）０　・・・・・・・
・・・・・　（１）ただし、Ａ、は電流データ、Ｂ、は
電圧データ、２は９０°毎のサンブリングステップを表
わす。ｔ−０のとき、！−０として、１＝０ステツプで
の電流データＡ、＝Ａｏ、ｌステップ前のデータなＡ、
−８又はＡ−、と表わす。

ただし、θは９０°のサンプリングステップ角、ｋ　＝
　ｆ／ｆＯは周波数変化率、ｆｏは定格周波数（６０１
１ｚ　）、ｆは任意の周波数、Ａｐ−Ｂｐは電流データ
及び電圧データのピーク値、ψは両者間の位相差とする
。

いまＡ７　＝　Ａｐｓｔｎ　（ＱＪｔｋ）　＋ＢＬ＝Ｂ
ｐｓｉｎ　（ωｔｋ＋ψ）とおくと、Ａｉ　−１＝　Ａ
ｐＳｉｆ’　（ωｔｋ−θｋ）＋ＢＬ−８＝Ｂｐｓｉｎ
（ωｔｋ十ψ−θｋ）となる。

従って、 （１）式の左辺−Ａｐ−Ｂｐｉ　Ｓｊｎ　（ωｔｋ）ｓ
ｉｎ　（ωｔｋ＋ψ）十Ｓｉｎ　（ωｔｋ−θｋ）Ｓｉ
１１（ωｔｌ（＋ψ−０ｋ））−−ｉＡｐ−Ｂｐ　（ｃ
ｏｓψ→Ｓ（２ωｔｋ十ψ）−１−ｃｏｓψ−ｃｏｓ　
（２ωｔｋ＋ψ−２θｋ）） ＝＋ＡＩ）−Ｂｐ　（２ｃｏｓψ−２（イ）Ｓ＋（＋ω
ｔｋ−２θ１（＋２ψ）ｅＯ３→−（２θｋ）） ＝Ａｐ−１３ｐ（ｒ、ｏｓψ−瀉（２ωｔｋ十ψ−θ１
０ｃｏｓ（θｋ））・・・・・・・・・　（２） （２）式において、Ｃ０３（Ｑｃｖｔｌ（＋ψ−θｋ）
ｃｏｓ（θｋ）は倍周波成分を含むエラー項である。ｆ
　＝　ｆｏ＝　６０　Ｈｚのときは、ｋ　＝　１．０故
、Ｃ０８（θｋ＞　＝ｃｏｓｔａ　ｏ＝　ｏであるから
、エラー項は消え、（１）式の左辺Ａｐ−Ｂｐｃｏｓψ
　となり、正しい有効分電力値を示す。従って、（１）
式は、Ａｐ・Ｂｐｃｏｓψ〉０の判定を行っていること
に相当し、定格周波数のもとでは正しい方向判定を行う
ことができる。

（２）式ニオイて周波数６０Ｈｚが±８１１ｚ　（±５
％）変化すると、ｋ＝１．０５又ハｋ　＝　０．９５　
トｉ　ル。

従って、ｃｏｓ（θｋ）　−ｃｏｓ　９４．５°又はｃ
ｏｓ　８５．５°となり、これらは共に０．０８７５で
ある。また、（２）式中のｃｏｓ　（２ωｔｋ＋ψ−θ
ｋ）の倍周波成分の最大値と最小値との間の比は±１．
０であるから、（２）式の動作限界角、即ち、ψ＝±９
０°の時は、方ψ＝　ｃｏｓ仁９０°）＝０であるから
、ＡｐＢＰ（０；０．０８７）の角度エラーを生じるこ
とになる。即ち、Ａｐ　’ＢｐＣｏＳ９４．５°〜Ａｐ
＠ＢｐＣＯ３８５，５°の間を倍周波で変動する角度エ
ラーを生じ、各ステップでの演算出力が一定しない。換
言すれば、限界点で±４．５°の判別角変動がある。

〔発明の概要〕

この発明は上述のような従来のものの欠点を除去するた
めＫなされたもので、交流の電力系統の電流及び電圧を
所定のサンプリング周期によりサンプリングして得た互
に９０°間隔の電流及び電圧のデータを用い、所定の演
算により、電力系統の周波数変動に影響されることなく
、潮流方向の判定ができる潮流方向判定方法を提供する
ことを目的とする。

〔発明の実施例〕

第１２図において、電流データＡ、及び電圧データもの
和Ｘ、及び差ｙｔはそれぞれ Ｘ、二Ａ、十肌　・・曲・曲・（３） Ｖｉ　””　Ａｉ　Ｂｉ　・・・・・・・・・・・・　
（４）である。同様に、Ｘ＋□−□、Ｘｉ、、−□＋　
３’　ｉ　−１＋　ｙｉ　−２はＸ４−１＝ｋｉ−、十
Ｂ、□、、Ｘ１〜２＝Ａ、−２＋Ｂ、−２及び３’　（
、−Ｈ””　Ａ　Ｌ　−１”ｉ−１＋ｙｉ−２＝Ａｉ−
２Ｌ−２となる。ここで、Ｘｉ。

ｙ、の振幅２乗値をそれぞれｘＦ、、、ｙ；とすると、
Ｘ％−、−Ｘｉ　＊　Ｘｉ−、＝　Ｘ遭５ｉｎ２　（θ
ｋ）・・・・曲・（５）Ｘ２１．−Ｉ−ｙ、・ｙ、−２
−Ｙ２８ＩＩ１２（θに＝・曲・（６）の関係がある。

第２図（ａｌ　、　ｆｂｌ　、　ｆｃｌに示すように、
交流の電流、電圧のピーク値Ａｐ、Ｂｐの和Ｘｐと差Ｙ
ｐとを比較し、！ａｌ　Ｘｐ　＞　ｙｐならばψ＜　９
００＋　（ｂｌ　Ｘｐ’＝　Ｙｐ’　１１らばψ’−９
００，ｆｃｌ　ｘｐ’＜　Ｙｒｌ”ならばψ“〉９ｏ０
の関係があるので、地絡方向の判別に利用できる。

これら８つの関係式はその両辺を２乗しても成立する。

従って、（５）式と（６）式の大小比較を行ない、下記
（力式により有効分方向判別を行うことができる。

Ｘ２・−、−Ｘｉ”Ｘ・−２＞　Ｘ１２−１　３”　”
ｙｉ−２・・・・・・・・・（７）、’、Ｘ２ｐＳｉｌ
＋２（θｋ）　）　Ｙ’、、ｓｎ＋２（θｋ）、’、　
ｘ；＞ｙ；　・・・・・・・・・（８）これらは周波数
に関連する項は含筺れていないので、そのエラーも含壕
れない。

次に（力式によって正しい有効分方向を判別できること
を証明する。いま、第２図（ａ）のＸｐとＹｐとを別々
に取り出して、第８図（ａｌと第３図（ｂｌに示す。

第３図（ａｌのＸｐ２乗値Ｘ；に平面三角第１余弦の法
則を適用すると、（９）式が成立する。

札＝　Ａ；＋Ｂ；−２ＡＰ−Ｂｌ）ω５（１８０°−ψ
）ｃｏＳ（１８００−ψ）＝−ｃＯｓψであるからＸ”
、＝　Ａ；十Ｂ；＋２Ａｐ−Ｂｐｃｏｓψ　・・・・・
・・・・・・・　（９）次に、第８図（ｂｌのＹｐｚ乗
値Ｙ謹に同様に第１余弦の法［１１を適用すると、ＱＯ
）式が得られる。

’Ｐ＝’ｐ””ｐ−２Ａｐ”Ｂｐ　ｃｐｓψ　−・−−
−−−−−−−−（１０）（９）　、　Ｑ、Ｏ）式を（
８）式に代入すると、下記Ｑｌ）式の関係を得る。

Ａ；　＋　Ｂ；　＋　ＺＡｐ　ａＢｐｃｏｓψ＞Ａ”、
＋Ｂ；−２Ａｐ−Ｂｐｃｏｓψ、・、４ＡＩ）−Ｂｒｌ
鳴ψ〉０　・・・・・・・・・・・・α勘即ち、（７）
式を解くことは、（１１）式の判定を行っていることで
あり、有効分電力値の極性判別を行っていることが判る
。α万代の位相特性は第４図に示す通りとなり、斜線側
が動作域である。

なお、この発明は、９０°ステツプの電流、電圧データ
が得られる限りにおいて、任意のステップ角のサンプリ
ング周期が適用できる（例えば４５゜、８０°、１５°
、１０°等）。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によ九ば、判別角周波数エラーの
ない有効分方向判定用ディジモル演算式％式％ クトル図である。

Ａｉ＋Ａ１−１ｒＡｉ−２’・・・電流データ、Ｂｉ　
ｒＢｉ−１＋Ｂｉ　−２・・・電圧データ。

特許出願人　三菱電機株式会社 第１　図（ａ）　第１　図（ｂ） 第１　図（ｃ）　第２　図（ａ） 第２　図（ｂ）　第　２　図（ｃ） 手　続　補　正　Ｊ）−（自発） 特許庁長官殿 、事件の表示　１−￥願昭５９−４５７０８号２、発明
の名称 電力系統の潮流方向判定方法 ３、補正をする者 代表者片由仁へ部 ４、代　理　人　郵便番号　１０５ 住　所　東京都港区四辛１ｒ（’ｌ告１　”’Ｊ−目４
番１０号５、補正の対象 明細薯゛の発明の詳細な説明の欄 、、　・ｌ　ｚ。

６、補正の内容

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電力系統の電流及び電圧を所定のサンプリング周
   期によりサンプリングして得た互に連続するそれぞれ３
   つの電流データ（Ａ、、Ａｉ　、、ＡＬ−２）及び′電
   圧データ（玩ＩＢｔ−１＋Ｂｔ−２）を用い、和）（、
   ：　Ａ、＋Ｂ、及び差’１ｉ＝ｌ’Ｌｉ　Ｂｉを演算し
   、判別式Ｘ’、−，−Ｘｉ”Ｘｌ−２＞ｙＳ−、Ｖｉ・
   ｙ、−２が成立するときは上記電流及び電圧は同相関係
   にあると判定するようにした電力系統の潮流方向判定方
   法。
2. （２）所定のサンプリング周期は９０°の位相位置を含
   むように選択された任意のサンブリング周波数により設
   定されることを特徴とする特許請求の範囲ｍ１項記載の
   電力系統の潮流方向判定方法。