JPS6387119A - デジタル保護継電器 - Google Patents
デジタル保護継電器Info
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- JPS6387119A JPS6387119A JP23204286A JP23204286A JPS6387119A JP S6387119 A JPS6387119 A JP S6387119A JP 23204286 A JP23204286 A JP 23204286A JP 23204286 A JP23204286 A JP 23204286A JP S6387119 A JPS6387119 A JP S6387119A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、電力系統の事故を検出するデジタル保護継
電器で、電流補償付不足電圧継電器に関するものである
。
電器で、電流補償付不足電圧継電器に関するものである
。
第９図は例えばＩｌ１発行のＣｏｎｆｅｒｅｎｃ＋ｅｐ
ｕｂｌｉａｓ＋ｔｉｏｎ Ｎｏ、 ２４９ Ａｐｒｉｌ
１９８５ 年５０ページ〜６４ページに示された従来
の電流補償付不足電圧継電器（以下ＵＶＺと呼ぶ）の回
路構成図であり、図において、（１）は電圧変成器、（
２）は電流変成器、（３）。
ｕｂｌｉａｓ＋ｔｉｏｎ Ｎｏ、 ２４９ Ａｐｒｉｌ
１９８５ 年５０ページ〜６４ページに示された従来
の電流補償付不足電圧継電器（以下ＵＶＺと呼ぶ）の回
路構成図であり、図において、（１）は電圧変成器、（
２）は電流変成器、（３）。
（４）は電圧、電流をＵＶＺの入力に変換する入力変換
器、（５）は移相器、（６）は電流補償量を設定する設
定器、（７） 、 （８）は交流の半波期間のみ通過さ
せる半波整流器、（９）は検出レベルを与える整定器、
α旧よ大きさを比較判定する比較器、（ロ）は時限回路
であり、（２）で示すＵＶＺを構成する。
器、（５）は移相器、（６）は電流補償量を設定する設
定器、（７） 、 （８）は交流の半波期間のみ通過さ
せる半波整流器、（９）は検出レベルを与える整定器、
α旧よ大きさを比較判定する比較器、（ロ）は時限回路
であり、（２）で示すＵＶＺを構成する。
次に、第１０図と共に動作について説明する。電力系統
から得た電圧Ｖ及び電流Ｉは、それぞれの入力変換器（
３）及び（４）によって絶縁して導入される。
から得た電圧Ｖ及び電流Ｉは、それぞれの入力変換器（
３）及び（４）によって絶縁して導入される。
電流Ｉは、移相器（５）で、角度りだけ移相するが、こ
の角度は、送電線事故時の電圧と電流の位相差に相当す
る角度が選定され、７５°程度となる。この移相した電
流ＩＺ−を、電流の補償ｆｉＺを決定する設定器（６）
に与えると、ＺＩの電流補償分が得られる。電圧Ｖ及び
電流補償係数工とを、それぞれ、半波整流器（７）と（
８〉を通し、整定値Ｋｏとを、比較器ＱＱに加えると、
第１θ図に示すように、ＺＩ軸上を原点として、大きさ
Ｋｏで囲まれた長円形の軌跡が得られ、電圧Ｖが、この
長円形の範囲内番Ｃあれば、比較器αＱから出力が出る
。この出力を時限回路（ロ）で所定時間確認して、ＯＵ
Ｔ端子に判定結果を出力する。
の角度は、送電線事故時の電圧と電流の位相差に相当す
る角度が選定され、７５°程度となる。この移相した電
流ＩＺ−を、電流の補償ｆｉＺを決定する設定器（６）
に与えると、ＺＩの電流補償分が得られる。電圧Ｖ及び
電流補償係数工とを、それぞれ、半波整流器（７）と（
８〉を通し、整定値Ｋｏとを、比較器ＱＱに加えると、
第１θ図に示すように、ＺＩ軸上を原点として、大きさ
Ｋｏで囲まれた長円形の軌跡が得られ、電圧Ｖが、この
長円形の範囲内番Ｃあれば、比較器αＱから出力が出る
。この出力を時限回路（ロ）で所定時間確認して、ＯＵ
Ｔ端子に判定結果を出力する。
従来のＵＶＺは以上のように構成されているので、交流
の半サイクル毎に１度の判定処理しか出来ないため、事
故が発生して検出するまでの時間は、見逃し時間の最大
が半サイクルと判定時間が半サイクルで、１サイクル必
要になり、事故検出時間が遅いという問題点があった。
の半サイクル毎に１度の判定処理しか出来ないため、事
故が発生して検出するまでの時間は、見逃し時間の最大
が半サイクルと判定時間が半サイクルで、１サイクル必
要になり、事故検出時間が遅いという問題点があった。
また、回路構成がアナログ回路であるため、ドリフトの
影響や部品の経年変化の影響が考えられ、そのために、
調整に時間がかかり、検出感度も高感度に出来ないなど
の問題点があった。
影響や部品の経年変化の影響が考えられ、そのために、
調整に時間がかかり、検出感度も高感度に出来ないなど
の問題点があった。
さらに、最近発達してきている、デジタル変圧器及びデ
ジタル変流器からのデジタル信号を受けることができな
いため、使用できる範囲が限定されてくる問題点が出て
来ている。
ジタル変流器からのデジタル信号を受けることができな
いため、使用できる範囲が限定されてくる問題点が出て
来ている。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、マイクロプロセッサを用いて数値演算処理す
るため、高速度で判定でき、かつドリフトや経年変化を
考慮する必要のないＵＶＺを得ることを目的とする。
たもので、マイクロプロセッサを用いて数値演算処理す
るため、高速度で判定でき、かつドリフトや経年変化を
考慮する必要のないＵＶＺを得ることを目的とする。
この発明に係るＵＶＺは、電圧及び電流をデジタル値に
変換し、演算処理により電流補償を付加した不足電圧継
電器を実現したもので、演算処理に使用するサンプリン
グデータ数を少なくして、高速度検出を可能にするとと
もに、アナログ回路で問題となったドリフトや経年変化
の影響を少なくして高信頼度化を達成したものである。
変換し、演算処理により電流補償を付加した不足電圧継
電器を実現したもので、演算処理に使用するサンプリン
グデータ数を少なくして、高速度検出を可能にするとと
もに、アナログ回路で問題となったドリフトや経年変化
の影響を少なくして高信頼度化を達成したものである。
この発明におけるＵｖＺは、その特性を実現させるため
に、電流補償係数を設け、電圧との差分を演算した差分
量の大きさと電圧自身の大きさとの和が、差分量の大き
さを定数倍したものと比較して、その大小を判定する第
１の判定要素と、電圧自身の大きさが、所定値と比較し
て、大小を判定する第２の判定要素を備え、第１と第２
の判定要素のいずれかが判定したとき事故検出するよう
デジタル演算処理したので、高速度で判定できる効果が
あり、さらに、デジタル演算処理によって、ドリフトや
経年変化の少ない長期的に安定した特性を保持すること
ができる。
に、電流補償係数を設け、電圧との差分を演算した差分
量の大きさと電圧自身の大きさとの和が、差分量の大き
さを定数倍したものと比較して、その大小を判定する第
１の判定要素と、電圧自身の大きさが、所定値と比較し
て、大小を判定する第２の判定要素を備え、第１と第２
の判定要素のいずれかが判定したとき事故検出するよう
デジタル演算処理したので、高速度で判定できる効果が
あり、さらに、デジタル演算処理によって、ドリフトや
経年変化の少ない長期的に安定した特性を保持すること
ができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（２）及びＱＪはフィルタで、周知の如く
、電圧及び電流に含まれる高調波のうち、サンプリング
周波数の１／２以上の周波数を除去するもの、０＄及び
ａＯはサンプルホールドで、サンプリング値を次のサン
プリング周期まで保持するもの、（財）はマルチプレク
サで、サンプルホールド（ト）及びαｅの出力を順次切
り替えて、アナログデジタル変換器（至）に伝達するも
の、０９はマイクロプロセッサで、メモリー肴にあらか
じめ収納されているプログラムを利用して、演算を実施
し、その結果を、出力回路（２）及び（社）に出力させ
るものである。
図において、（２）及びＱＪはフィルタで、周知の如く
、電圧及び電流に含まれる高調波のうち、サンプリング
周波数の１／２以上の周波数を除去するもの、０＄及び
ａＯはサンプルホールドで、サンプリング値を次のサン
プリング周期まで保持するもの、（財）はマルチプレク
サで、サンプルホールド（ト）及びαｅの出力を順次切
り替えて、アナログデジタル変換器（至）に伝達するも
の、０９はマイクロプロセッサで、メモリー肴にあらか
じめ収納されているプログラムを利用して、演算を実施
し、その結果を、出力回路（２）及び（社）に出力させ
るものである。
第２図は、電圧Ｖ及び電流工を、サンプル信号で、同一
時刻にサンプルして取り出し、それを次のサンプル信号
が来るまで保持するサンプルホールドの動作を示した波
形図であり、この値を、デジタル値に変換して処理する
こととなる。
時刻にサンプルして取り出し、それを次のサンプル信号
が来るまで保持するサンプルホールドの動作を示した波
形図であり、この値を、デジタル値に変換して処理する
こととなる。
第８図は、この発明の一実施例の特性を実現する手段を
説明するためのベクトル図であるが、実際は、デジタル
演算で実現させている。以下の説明でベクトル図が現わ
れた場合も同様である。
説明するためのベクトル図であるが、実際は、デジタル
演算で実現させている。以下の説明でベクトル図が現わ
れた場合も同様である。
電流Ｉに対して、位相をりだけ移相し、大きさを２倍し
たベクトルＺＩを導出し、電圧Ｖとの差分を求めると、
ベクトル（Ｖ−ＺＩ）となる、ベクトル（Ｖ−ＺＩ）の
大きさと、電圧ベクトルＶの大きさとの和を求め、この
値が、一定値になるようにすれば、そのときの電圧Ｖの
軌跡は、公知の如く、だ円となる。
たベクトルＺＩを導出し、電圧Ｖとの差分を求めると、
ベクトル（Ｖ−ＺＩ）となる、ベクトル（Ｖ−ＺＩ）の
大きさと、電圧ベクトルＶの大きさとの和を求め、この
値が、一定値になるようにすれば、そのときの電圧Ｖの
軌跡は、公知の如く、だ円となる。
ただし、電流工が大きくなるに従い、ベクトルＺＩが大
きくなり、ＣＶ−ｚｌ）が大きくなるため、■との和を
一定値とした式では、だ円が段々と細くなってしまう。
きくなり、ＣＶ−ｚｌ）が大きくなるため、■との和を
一定値とした式では、だ円が段々と細くなってしまう。
従って、この一定値の代りに、ベクトルＺＩの大きさに
比例したものとして、ｋを定数としてｋＸＩＺＩｌとし
て式で表わすと、■式が、だ円の内側の特性となる。
比例したものとして、ｋを定数としてｋＸＩＺＩｌとし
て式で表わすと、■式が、だ円の内側の特性となる。
ＩＶ ｌ＋ＩＶ−Ｚ Ｉ Ｉ≦ｋ ・ｌ Ｚｌ １．、
、、−、、、■このだ円の内側の特性を、第１の判定要
素として、特性（ハ）で表わす。
、、−、、、■このだ円の内側の特性を、第１の判定要
素として、特性（ハ）で表わす。
一方、電圧Ｖの大きさを求め、これが一定値Ｋ。
よりも小さい範囲を求めると、■式となり、原点中心の
円となる。
円となる。
ＩＶＩ≦ｋｏ ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
■これを第２の判定要素として、特性（２４）で表わす
、従って、前記、第１と第２の判定要素の論理和をとれ
ば、第８図の実線で示した特性が得られ、判定出力を、
第１図の出力回路（２１）から出力させることにより、
ＵＶＺが検出したことが判明する。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
■これを第２の判定要素として、特性（２４）で表わす
、従って、前記、第１と第２の判定要素の論理和をとれ
ば、第８図の実線で示した特性が得られ、判定出力を、
第１図の出力回路（２１）から出力させることにより、
ＵＶＺが検出したことが判明する。
第４図のこの発明のＵＶＺを実現する演算処理方式の一
例を説明するフローチャート図である。
例を説明するフローチャート図である。
以下の説明では、サンプリング周波数を、電圧及び電流
の周波数の１２倍、すなわち、電圧及び電流の周波数に
対して、電気角８０°とし、記号をＴとして示す、現サ
ンプリング時点のデータには、サフィックス（１）とし
、８０°、６０°、９００、・・・前のデータは、（龜
−Ｔ）、（＊ −２Ｔ ）、（ｃ、ａＴ） 、・・・と
示すこととする。
の周波数の１２倍、すなわち、電圧及び電流の周波数に
対して、電気角８０°とし、記号をＴとして示す、現サ
ンプリング時点のデータには、サフィックス（１）とし
、８０°、６０°、９００、・・・前のデータは、（龜
−Ｔ）、（＊ −２Ｔ ）、（ｃ、ａＴ） 、・・・と
示すこととする。
従って、電圧及び電流は、位相差をθすれば、Ｖ （ｔ
−ｎＴ）＝ Ｖａｉｎ （（ｗｔ＋θ）−８０°×ｎ）
＝Ｖｓｉｎ（（ｗｉ＋θ）−Ｉ亀Ｔト・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・■ｉ （ｔ −ｎＴ
） ＝ ｌ５ｉｎ （ｗｔ−ｎＴ）・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・■ただし、Ｈ＝ｌ、２．８
・・・・・・となる、以下の説明は一例として、（ｔ）
、 （ｔ−Ｔ） 、 （ｔ−８Ｔ） 、 （ｔ−４Ｔ
） 。
−ｎＴ）＝ Ｖａｉｎ （（ｗｔ＋θ）−８０°×ｎ）
＝Ｖｓｉｎ（（ｗｉ＋θ）−Ｉ亀Ｔト・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・■ｉ （ｔ −ｎＴ
） ＝ ｌ５ｉｎ （ｗｔ−ｎＴ）・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・■ただし、Ｈ＝ｌ、２．８
・・・・・・となる、以下の説明は一例として、（ｔ）
、 （ｔ−Ｔ） 、 （ｔ−８Ｔ） 、 （ｔ−４Ｔ
） 。
のデータを用いる。
先ず、第１の判定要素（１）について説明する。
ｉ（も）（２６）と、５（ｔ−ｉ）（２７）のデータを
用いて、電流Ｉを位相角−＝ ７５’移相すると、ｉ（
ｔ＋７５°）＝ Ｉｓｉｎ（ｗｔ＋７５°）” Ｉ（０
，２５８８ｓｉｎ ｖｔ＋０．９６５９ ｏｅｓｗｔ）
・・・・・・・・・・・・・・・川・・・・・・・・・
・・・■一方、ｉ（ｔ−Ｔ）＝Ｉｓｉｎ（ｗｔ−８０’
）■を■（Ｃ代入すれば ｉ（ｔ＋７５°） ” ０−２５８８ ｉ（’ ） ＋
Ｏ−９６５９４、’ｊ”ｊ（ｔ）−２ｉ（ｔ−Ｔ）
） ＝ １．９８１９ （ｉ（１） −ｉ （ｔ−
Ｔ） ） ■が得られ、減算（２８）と、乗算（２
９）で実現できる。
用いて、電流Ｉを位相角−＝ ７５’移相すると、ｉ（
ｔ＋７５°）＝ Ｉｓｉｎ（ｗｔ＋７５°）” Ｉ（０
，２５８８ｓｉｎ ｖｔ＋０．９６５９ ｏｅｓｗｔ）
・・・・・・・・・・・・・・・川・・・・・・・・・
・・・■一方、ｉ（ｔ−Ｔ）＝Ｉｓｉｎ（ｗｔ−８０’
）■を■（Ｃ代入すれば ｉ（ｔ＋７５°） ” ０−２５８８ ｉ（’ ） ＋
Ｏ−９６５９４、’ｊ”ｊ（ｔ）−２ｉ（ｔ−Ｔ）
） ＝ １．９８１９ （ｉ（１） −ｉ （ｔ−
Ｔ） ） ■が得られ、減算（２８）と、乗算（２
９）で実現できる。
これに、電流補償量Ｚ（８０）を乗じて、Ｚｉ（ｔ＋７
５６）を求？／）ル、 Ｖ （ｔ）（８１）と、ｚｉ（
ｔ ＋ ７５°）の減算（８２）を実行すると差分 Ｄ （ｔ） ＝ Ｖ （ｔ） −Ｚｉ（ｔ ＋ ７５°
）” Ｖ （ｔ） −１，９８１９２（１（ｔ）−ｉ（
ｔ−Ｔ））・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・■の演
算が実行されたことになる。
５６）を求？／）ル、 Ｖ （ｔ）（８１）と、ｚｉ（
ｔ ＋ ７５°）の減算（８２）を実行すると差分 Ｄ （ｔ） ＝ Ｖ （ｔ） −Ｚｉ（ｔ ＋ ７５°
）” Ｖ （ｔ） −１，９８１９２（１（ｔ）−ｉ（
ｔ−Ｔ））・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・■の演
算が実行されたことになる。
同様にして、１（ｔ−８Ｔ）（８Ｂ）、１（ｔ−４Ｔ）
（８４）、Ｖ（ｔ−８Ｔ）（８８） ｔｔ ル８Ｔ＝９
０°前のデータより、ｉ（ｔ＋＋７５°−８Ｔ） ＝
Ｉａｉｎ（ｗｔ ＋ ７５°−８Ｔ）＝ １．９８１９
（１（ｉ−ＢＴ）−ｉ（ｔ−４Ｔ） ）・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・■が電流補償量Ｚ （８７） に、またＤ（
ｔ−８Ｔ） ＝Ｖ（ｔ−ＢＴ）−１，９８１９Ｚ （ｉ
（ｔ−１３Ｔ）−ｉ（ｔ−４Ｔ） ） ・・・・・・
・・・・・・・・・・・・［相］が減算（８９）に求め
られる。
（８４）、Ｖ（ｔ−８Ｔ）（８８） ｔｔ ル８Ｔ＝９
０°前のデータより、ｉ（ｔ＋＋７５°−８Ｔ） ＝
Ｉａｉｎ（ｗｔ ＋ ７５°−８Ｔ）＝ １．９８１９
（１（ｉ−ＢＴ）−ｉ（ｔ−４Ｔ） ）・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・■が電流補償量Ｚ （８７） に、またＤ（
ｔ−８Ｔ） ＝Ｖ（ｔ−ＢＴ）−１，９８１９Ｚ （ｉ
（ｔ−１３Ｔ）−ｉ（ｔ−４Ｔ） ） ・・・・・・
・・・・・・・・・・・・［相］が減算（８９）に求め
られる。
正弦波の場合は、８Ｔ＝９０°位相差のあるデータの２
乗和の平方根が、正弦波の大きさを表わすことが公知で
ある。従って、減算（３２）の２乗（４０）と減算（８
９）の２乗（４１）の和（４２）の平方根（４８）を求
めると、 （Ｄ” （ｔ）＋Ｄ” （ｔ−８Ｔ） ） １
／２”（（Ｖ（ｔ） −Ｚｉ（ｔ＋７５°））”＋（Ｖ
（ｔ−８Ｔ）−Ｚｉ （ｔ＋７５°−８Ｔ） ）”
）） １／２＝ ＣＶ” （＊）−２ｘｘ、９８
１９ ＺＶ（ｔ）（ｉ（ｔ）−ｔ（ｔ−ｒ））＋１．
９８１９” Ｚ” （ｉ（ｔ） −１（ｔ−Ｔ）
）” ＋Ｖ” （ｔ−８Ｔ）−２Ｘ １．９８
１９７Ｖ（ｉ−ＢＴ）） １（ｉ−ＢＴ） −ｉ （
ｔ−４Ｔ））＋１．９８１９” Ｚ” （ｉ（！−８Ｔ
）−ｉ（ｉ−４Ｔ））”〕１／２ ＝ （Ｖ” −２ＶＺ Ｉ（１０１１（７５°−θ）
十（ＺＩ ） ”）１／２ ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
■となる。
乗和の平方根が、正弦波の大きさを表わすことが公知で
ある。従って、減算（３２）の２乗（４０）と減算（８
９）の２乗（４１）の和（４２）の平方根（４８）を求
めると、 （Ｄ” （ｔ）＋Ｄ” （ｔ−８Ｔ） ） １
／２”（（Ｖ（ｔ） −Ｚｉ（ｔ＋７５°））”＋（Ｖ
（ｔ−８Ｔ）−Ｚｉ （ｔ＋７５°−８Ｔ） ）”
）） １／２＝ ＣＶ” （＊）−２ｘｘ、９８
１９ ＺＶ（ｔ）（ｉ（ｔ）−ｔ（ｔ−ｒ））＋１．
９８１９” Ｚ” （ｉ（ｔ） −１（ｔ−Ｔ）
）” ＋Ｖ” （ｔ−８Ｔ）−２Ｘ １．９８
１９７Ｖ（ｉ−ＢＴ）） １（ｉ−ＢＴ） −ｉ （
ｔ−４Ｔ））＋１．９８１９” Ｚ” （ｉ（！−８Ｔ
）−ｉ（ｉ−４Ｔ））”〕１／２ ＝ （Ｖ” −２ＶＺ Ｉ（１０１１（７５°−θ）
十（ＺＩ ） ”）１／２ ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
■となる。
ｗ圧ｖは、Ｖ （ｔＸ８１） （７） ２乗（４４）と
Ｖ （ｔ−ＢＴ）（８８）の２乗（４５）の和（４６）
の平方根（４７）を求めると（Ｖ” （＊）＋Ｖ”
（ｔ−ａＴ） ） １／２＝ （Ｖ’ ｓｉｎ”
（ｗｔ十〇）＋Ｖ” ｓｉｎ” （ｗｔ十〇−８Ｔ
’） ） １／２ ＝Ｖ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・０とな
る。
Ｖ （ｔ−ＢＴ）（８８）の２乗（４５）の和（４６）
の平方根（４７）を求めると（Ｖ” （＊）＋Ｖ”
（ｔ−ａＴ） ） １／２＝ （Ｖ’ ｓｉｎ”
（ｗｔ十〇）＋Ｖ” ｓｉｎ” （ｗｔ十〇−８Ｔ
’） ） １／２ ＝Ｖ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・０とな
る。
この０式と［Ｆ］式の和（４８）を求めたものが、■式
の左辺に相当する。
の左辺に相当する。
一方、電流補償量の大きさは、Ｚ（８０）の２乗と、Ｚ
（８７）の２乗（６０）の和（６１）の平方根（５２）
であり、これに定数ｋ（５８）を乗じたものは、ｋ（Ｚ
” ｉ’ （龜＋７５°）＋Ｚ” ｉ （ｔ＋７５°−
８Ｔ） ）１／２＝ ｋＺｌ （ｓｉｎ” （ｗｔ＋
７５°） ｓｉｎ” （ｗｔ＋７５°−ＢＴ））ｌ／２ ＝ｋＺＩ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・＠
となり、０式は、■式の右辺に相当する。
（８７）の２乗（６０）の和（６１）の平方根（５２）
であり、これに定数ｋ（５８）を乗じたものは、ｋ（Ｚ
” ｉ’ （龜＋７５°）＋Ｚ” ｉ （ｔ＋７５°−
８Ｔ） ）１／２＝ ｋＺｌ （ｓｉｎ” （ｗｔ＋
７５°） ｓｉｎ” （ｗｔ＋７５°−ＢＴ））ｌ／２ ＝ｋＺＩ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・＠
となり、０式は、■式の右辺に相当する。
従って、０式、０式、０式を■式に当てはめると、
Ｖ＋（Ｖ” −２ＶＺ Ｉ ｅｏｓ （７５°−１＋（
ＺＩ）”ト１／２ ≦ ｋＺＩ ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・■
の結果が比較演算（５４）に得られる。
ＺＩ）”ト１／２ ≦ ｋＺＩ ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・■
の結果が比較演算（５４）に得られる。
０式を展開すると、
Ｖ’ −２Ｖ Ｚ Ｉ ｏｏｓ （７５°−＃）＋（Ｚ
ｌ）” ≦ｋ”（Ｚｌ）”−２Ｖｋ（ＺＩ）＋Ｖ” 、°、Ｖ≦Ｚ Ｉ （ｋ” −１）／２４ ｋ−ｅｏｓ
７５°−〇）・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・■となり、 電流補償量ＺＩと電圧Ｖの関係式が、その位相差（７６
°−〇）の関数として表現できる。
ｌ）” ≦ｋ”（Ｚｌ）”−２Ｖｋ（ＺＩ）＋Ｖ” 、°、Ｖ≦Ｚ Ｉ （ｋ” −１）／２４ ｋ−ｅｏｓ
７５°−〇）・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・■となり、 電流補償量ＺＩと電圧Ｖの関係式が、その位相差（７６
°−〇）の関数として表現できる。
電流補償量の移相角を進み７６°としたが、−膜化して
、Ｃとおくと、 Ｖ≦Ｚ Ｉ （ｋ” −１）／２ （ｋ −ｏｏａ （
ζ−θ））・・・・・・■ として表わすことができる。
、Ｃとおくと、 Ｖ≦Ｚ Ｉ （ｋ” −１）／２ （ｋ −ｏｏａ （
ζ−θ））・・・・・・■ として表わすことができる。
第５図は、ｋをに−１，２とに＝１．５に設定して、電
流補償量のベクトルＺＩと電圧Ｖとの位相差（＃−〇）
を、０°から８８００ まで変化させた場合のＺＩに
対するＶの大きさの係数（ｋ” −１）／２（ｋ −ｅ
ｏｓ （ａ−θ）トを求めたものである。
流補償量のベクトルＺＩと電圧Ｖとの位相差（＃−〇）
を、０°から８８００ まで変化させた場合のＺＩに
対するＶの大きさの係数（ｋ” −１）／２（ｋ −ｅ
ｏｓ （ａ−θ）トを求めたものである。
また、第６図の（イ）と（ロ）は、第６図を図示したも
ので、それぞれ、ｋ ＝ １．２、ζ＝７５°及びｋ
＝ １．５、ζ＝７５°としたときの０式のＶの範囲を
示したもので、だ日持性が得られている。
ので、それぞれ、ｋ ＝ １．２、ζ＝７５°及びｋ
＝ １．５、ζ＝７５°としたときの０式のＶの範囲を
示したもので、だ日持性が得られている。
従って、電圧Ｖが、このだ円の内側であれば、演算の判
定条件が成立し、第１の判定要素（２８）が得られる。
定条件が成立し、第１の判定要素（２８）が得られる。
次に、第２の判定要素（２４）について説明する。
電圧Ｖが所定値ｋｏ以下に低下した場合を判定するもの
として、平方根（４７）と定数ｋｏ（５５）を比較演算
（５６）シて、 （Ｖ” （＊ ）＋Ｖ３ （ｃ−８７） ） １／２
＝Ｖ≦ｋｏ ＝”＠とすれば、これは、原点を通り、半
径ｋｏの円となり、電圧Ｖが、この円内であれば演算の
判定条件が成立し、第２の判定要素（２４）が得られる
。
として、平方根（４７）と定数ｋｏ（５５）を比較演算
（５６）シて、 （Ｖ” （＊ ）＋Ｖ３ （ｃ−８７） ） １／２
＝Ｖ≦ｋｏ ＝”＠とすれば、これは、原点を通り、半
径ｋｏの円となり、電圧Ｖが、この円内であれば演算の
判定条件が成立し、第２の判定要素（２４）が得られる
。
従って、第１と第２の判定要素の論理和（６７）を得れ
ば、第８図実線の特性がＯＵＴの端子に得られる。
ば、第８図実線の特性がＯＵＴの端子に得られる。
なお、上記実施例の第８図で、だ円の横幅（ＺＩと９０
’方向の幅）が狭い場合には、第６図と第７図から判る
ように、ｋの値を大きくすることによって、幅を拡げる
ことができるが、縦幅（ＺＩと同方向）も同時に拡大さ
れる。横幅のみを拡大したい場合は、第８図に示すよう
に、電流補償ベクトルＺＩを、唱移相したＺ、Ｉと０２
移相したＺ、 Ｉとを設け、第１の判定要素を（２８）
と（２５）の２つに分けることで対処可能である。
’方向の幅）が狭い場合には、第６図と第７図から判る
ように、ｋの値を大きくすることによって、幅を拡げる
ことができるが、縦幅（ＺＩと同方向）も同時に拡大さ
れる。横幅のみを拡大したい場合は、第８図に示すよう
に、電流補償ベクトルＺＩを、唱移相したＺ、Ｉと０２
移相したＺ、 Ｉとを設け、第１の判定要素を（２８）
と（２５）の２つに分けることで対処可能である。
第８図は、この発明によるＵＶＺの検出時間を算出する
ための説明図である。（イ）は電圧ｖ１（ロ）は電流Ｉ
でＶより７５°遅れ位相、（）１）は電流補償量で０＝
７５°としたもの、（ニ）は電圧Ｖに電流補償を施こし
、（Ｖ−ＺＩ）としたもの、（ホ）は０式の振幅値演算
結果、（へ）はサンプリング時刻であり、時刻（ｔ−５
Ｔ）を過ぎた直後のＦ点で事故が発生したものとした。
ための説明図である。（イ）は電圧ｖ１（ロ）は電流Ｉ
でＶより７５°遅れ位相、（）１）は電流補償量で０＝
７５°としたもの、（ニ）は電圧Ｖに電流補償を施こし
、（Ｖ−ＺＩ）としたもの、（ホ）は０式の振幅値演算
結果、（へ）はサンプリング時刻であり、時刻（ｔ−５
Ｔ）を過ぎた直後のＦ点で事故が発生したものとした。
事故発生後の（ハ）の電流補償量は、事故発生後の電流
１（ｔ−４Ｔ）と１（ｔ−ＢＴ）で求められるため、時
刻（ｉ−８Ｔ）以降から、正確な値となる。
１（ｔ−４Ｔ）と１（ｔ−ＢＴ）で求められるため、時
刻（ｉ−８Ｔ）以降から、正確な値となる。
従って、（ホ）の振幅演算は、１（ｃ−４Ｔ）カ確立し
た値となる時刻を以降で、事故後の正確な値になるため
、０式が成立する検出時間の最大は、事故発生後 （（ｔ−４Ｔ）−（ｉ−５Ｔ）） ＋ （ｉ−（ｓ−４
Ｔ） ） ＋ （（亀＋Ｔ）−ｔ）＝６Ｔ すなわち ８０°Ｘ ６ ＝ １８０’相当時間となり
、これは、電力系統の１７２サイクルになる。具体的に
は、５０Ｈ冨 の電力系統では、（１１５０）Ｘ（１／
２ ） ｓｅｅｗ １０ｍ５ｅａである。
た値となる時刻を以降で、事故後の正確な値になるため
、０式が成立する検出時間の最大は、事故発生後 （（ｔ−４Ｔ）−（ｉ−５Ｔ）） ＋ （ｉ−（ｓ−４
Ｔ） ） ＋ （（亀＋Ｔ）−ｔ）＝６Ｔ すなわち ８０°Ｘ ６ ＝ １８０’相当時間となり
、これは、電力系統の１７２サイクルになる。具体的に
は、５０Ｈ冨 の電力系統では、（１１５０）Ｘ（１／
２ ） ｓｅｅｗ １０ｍ５ｅａである。
なお、上記実施例では、正弦波の大きさを求める方法と
して、８Ｔ＝９０°前後のデータを利用する方法につい
て示したが、８０’毎や６０°毎のデータを。
して、８Ｔ＝９０°前後のデータを利用する方法につい
て示したが、８０’毎や６０°毎のデータを。
（Ｖ”（ｔ）＋Ｖ”（ｔ−’ｒ）−＄Ｖ（ｔ）Ｖ（ｔ−
’Ｉ’） ） １／２＝ Ｖ （ｓｉｎ” （ｗｔ＋
θ）＋ ｓｉｎ” （ｗｔ＋θ−Ｔ）−，８ａｉｎ（ｗ
ｓ十〇）ｓｉｎ（ｗｔ十〇−Ｔ ） ） １／２＝ １
／２ Ｖ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・■（Ｖｌ （ｔ ）−■！（ｉ−Ｔ）＋Ｖ’ （ｉ−
２Ｔ） ） １／２＝ Ｖ（ｓｉｎ” （ｗｔ
＋θ）−ｓｉｎ” （ｗｔ＋θ−Ｔ）＋ｓｉｎ”（ｗ
ｔ＋θ−２Ｔ） ） １／２ のように利用しても同様に演算することができる。
’Ｉ’） ） １／２＝ Ｖ （ｓｉｎ” （ｗｔ＋
θ）＋ ｓｉｎ” （ｗｔ＋θ−Ｔ）−，８ａｉｎ（ｗ
ｓ十〇）ｓｉｎ（ｗｔ十〇−Ｔ ） ） １／２＝ １
／２ Ｖ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・■（Ｖｌ （ｔ ）−■！（ｉ−Ｔ）＋Ｖ’ （ｉ−
２Ｔ） ） １／２＝ Ｖ（ｓｉｎ” （ｗｔ
＋θ）−ｓｉｎ” （ｗｔ＋θ−Ｔ）＋ｓｉｎ”（ｗ
ｔ＋θ−２Ｔ） ） １／２ のように利用しても同様に演算することができる。
この［株］式の場合は、時刻ｔと（ｔ−１）のデータを
利用するため、電流補償量の演算も、（ｔ−１）の時刻
に、１（ｔ−Ｔ）と１（ｔ−２Ｔ）のデータを使うとし
て、その検出時間は、 （（ｔ−２７）−（ｓ−ａＴ）） ＋ （ｓ−（＊−２
７）） ＋ （（Ｈ−Ｔ）−ｓ）＝４Ｔ すなわち、電力系統を５９Ｈｚ とすれば（１１５０
）Ｘ（８０°Ｘ４／８６０°） ５ｅｅ−６，６７ｍａ
＊ａの高速度検出が可能となる。
利用するため、電流補償量の演算も、（ｔ−１）の時刻
に、１（ｔ−Ｔ）と１（ｔ−２Ｔ）のデータを使うとし
て、その検出時間は、 （（ｔ−２７）−（ｓ−ａＴ）） ＋ （ｓ−（＊−２
７）） ＋ （（Ｈ−Ｔ）−ｓ）＝４Ｔ すなわち、電力系統を５９Ｈｚ とすれば（１１５０
）Ｘ（８０°Ｘ４／８６０°） ５ｅｅ−６，６７ｍａ
＊ａの高速度検出が可能となる。
以上のように、この発明によれば、デジタル演算処理方
式を用いて、ＵＶＺの特性を実現させるために、電流補
償係数を設け、電圧との差分を演算した差分量の大きさ
と、電圧自身の大きさとの和が、差分量の大きさを定数
倍したものと比較して、その大小を判定する第１の判定
要素と、電圧自身の大きさが、所定値と比較して、大小
を判定する第２の判定要素とより成るように構成したの
で、事故を高速度で検出でき、また、長期的に安定した
特性を保持させることができる効果がある。
式を用いて、ＵＶＺの特性を実現させるために、電流補
償係数を設け、電圧との差分を演算した差分量の大きさ
と、電圧自身の大きさとの和が、差分量の大きさを定数
倍したものと比較して、その大小を判定する第１の判定
要素と、電圧自身の大きさが、所定値と比較して、大小
を判定する第２の判定要素とより成るように構成したの
で、事故を高速度で検出でき、また、長期的に安定した
特性を保持させることができる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるＵＶＺを示す回路構
成図、第２図はサンプルホールドの動作説明図、第８図
はこの発明の特性を示した説明図、第４図は演算処理方
式を説明するフローチャート図、第６図は、電圧と電流
補償量との関係図、第６図は第１の判定要素の特性図、
第７図はＵＶＺを実現した他の特性例、第８図は検出時
間を算出する説明図、第９図は従来のＵＶＺの回路構成
図、第１０図は従来のＵＶＺの特性を示す図である。 図において、（１）は電圧変成器、（２）は電流変成器
、（３）、（４）は入力変換器、（５）は移相器、（６
）は設定器、（７）、（８）は半波整流器、（９）は整
定器、ＱＯは比較器、（ロ）は限時回路、（２）はＵＶ
Ｚ１Ｑ３．Ｑ４はフィルタ、（至）、 Ｑ６はサンプル
ホールド、ａηはマルチプレクサ（至）はアナログデジ
タル変換器、Ｈはマイクロプロセッサ、ｊはメモリ、（
２１） ４ （２２） は出力回路、（２８）、（２
４）、（２５）ｌ、ｔＵＶＺの特性、（２６）、（２７
）、（３１）、 （８Ｂ）、 （１４）、（ａ８）、は
入力データ、（２８）、（８２）、（８５）、（８９）
は差分演算、（２９）、（８０）、（８６）、（８７）
、（５８）は乗算演算、（４０）、（４１）、（４４）
、（４５）、（４９）、（５０）は２乗演算、（４２）
、（４６）、（４８）、（５１）、は加算演算、（４３
）、（４丁）、（５２）は平方根演算、（５４）、（５
６）は比較演算、（５５）は整定値、（５７）は論理和
、なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
成図、第２図はサンプルホールドの動作説明図、第８図
はこの発明の特性を示した説明図、第４図は演算処理方
式を説明するフローチャート図、第６図は、電圧と電流
補償量との関係図、第６図は第１の判定要素の特性図、
第７図はＵＶＺを実現した他の特性例、第８図は検出時
間を算出する説明図、第９図は従来のＵＶＺの回路構成
図、第１０図は従来のＵＶＺの特性を示す図である。 図において、（１）は電圧変成器、（２）は電流変成器
、（３）、（４）は入力変換器、（５）は移相器、（６
）は設定器、（７）、（８）は半波整流器、（９）は整
定器、ＱＯは比較器、（ロ）は限時回路、（２）はＵＶ
Ｚ１Ｑ３．Ｑ４はフィルタ、（至）、 Ｑ６はサンプル
ホールド、ａηはマルチプレクサ（至）はアナログデジ
タル変換器、Ｈはマイクロプロセッサ、ｊはメモリ、（
２１） ４ （２２） は出力回路、（２８）、（２
４）、（２５）ｌ、ｔＵＶＺの特性、（２６）、（２７
）、（３１）、 （８Ｂ）、 （１４）、（ａ８）、は
入力データ、（２８）、（８２）、（８５）、（８９）
は差分演算、（２９）、（８０）、（８６）、（８７）
、（５８）は乗算演算、（４０）、（４１）、（４４）
、（４５）、（４９）、（５０）は２乗演算、（４２）
、（４６）、（４８）、（５１）、は加算演算、（４３
）、（４丁）、（５２）は平方根演算、（５４）、（５
６）は比較演算、（５５）は整定値、（５７）は論理和
、なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 電力系統の電圧及び電流を、一定周期でサンプリングし
、デジタル変換後、その数値に基づき演算処理して、電
力系統の事故を検出するデジタル保護継電器において、
前記電流を移相演算により所定位相分移相する手段と、
前記移相演算結果を倍率演算により所定の大きさに変換
する手段と、前記電圧と前記倍率演算結果とを差分演算
により差を得る手段と、前記差分演算結果を第１の振幅
値演算により大きさを算出する手段と、前記電圧を、第
２の振幅値演算により、大きさを算出する手段と、前記
第１と第２の振幅値演算結果を加算演算により合成する
手段と、前記倍率演算結果に第１の定数を乗じた演算結
果と前記加算演算結果との比較演算により、大小を判定
する第１の判定要素と、前記第２の振幅値演算結果と第
２の定数との比較演算により、大小を判定する第２の判
定要素とを備え、前記第１の判定要素と、前記第２の判
定要素との論理和により、事故判定することを特徴とす
るデジタル保護継電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23204286A JPS6387119A (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | デジタル保護継電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23204286A JPS6387119A (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | デジタル保護継電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6387119A true JPS6387119A (ja) | 1988-04-18 |
| JPH0561856B2 JPH0561856B2 (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=16933051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23204286A Granted JPS6387119A (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | デジタル保護継電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6387119A (ja) |
-
1986
- 1986-09-29 JP JP23204286A patent/JPS6387119A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0561856B2 (ja) | 1993-09-07 |
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