CN1006511B - 电力系统的情报数据输出装置 - Google Patents

电力系统的情报数据输出装置

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CN1006511B
CN1006511B CN86106405A CN86106405A CN1006511B CN 1006511 B CN1006511 B CN 1006511B CN 86106405 A CN86106405 A CN 86106405A CN 86106405 A CN86106405 A CN 86106405A CN 1006511 B CN1006511 B CN 1006511B
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Abstract

电力系统的情报数据输出装置，可使用电气所的基准电压Vp的取样值和电气量E的取样值计算出电气量E对于基准电压Vp的相位角θ或θ可特定的函数如其三角函数作为情报数据输出。其中基准电压Vp的取样值取事故即将发生前的值。E一般用各相的电压或电流，Vp可使用相线对地的电压或者相间的电压等。优点为仅输出简单的情报数据，就能得到电力系统的仅事故中或事故恢复后多个电气所的电气量的相位关系的情报数据。

Description

本发明涉及在电力系统中当发生短路或接地等事故时以事故中或事故恢复后的电气量或其函数的值作为数字数据输出的装置的改进。
由于应用电子计算机的数字运算式的保护继电装置已提供实际使用，故能实行将事故中的电压、电流的大小，距离继电器的测距阻抗和其电抗部分等的数字数据作为输出来获得。但是用这些数据，还不能弄清多个电气所的电气量的相位关系。
电力系统的事故为限于一个地点且事故情况不变化的简单事故，而且由于继电保护装置的正确动作能将事故切断时，即使不清楚多个电气所电气量的相位关系，一般对事故时现象的分析和装置响应动作情况的研究方面并没有障碍。但当事故显示复杂情况时，例如
（ⅰ）在多个地点同时发生事故时（多重事故）、
（ⅱ）断线和接地事故同时发生时（断线接地）、
（ⅲ）在事故中事故的相数变化时（进展事故）、及在对逐次切断这些事故的过程中的事故时的电压、电流现象和保护继电装置的响应动作情况进行分析时，如能弄清楚在事故中的多个电气所的电气量的相位关系则非常方便。
而且，在用电力系统的电压和电流标定事故点时如能弄明白在事故中的多个电气所的电气量的相位关系，则多数能减轻误差。用附图对此进行说明。图8为说明二端输电线事故时的现象的单线图、L为输电线，A和B分别为其端子，F为事故点。由端子A和端子B分别流入电流 A和 B、在事故点F流过电流
Figure 86106405_IMG12
F。在事故点上存在有事故点电阻
Figure 86106405_IMG13
F。每公里的输电线的阻抗为 L、设事故点和端子A 之间的距离为x公里，则AF间的阻抗为x L。端子A的电压以
Figure 86106405_IMG16
A表示。
在图的条件下电压
Figure 86106405_IMG17
A以下式表示。
Figure 86106405_IMG18
A＝
Figure 86106405_IMG19
Ax
Figure 86106405_IMG20
L+
Figure 86106405_IMG21
F
Figure 86106405_IMG22
F…（1）
在此场合，能最正确测距的方法是按下面的原理进行。
x＝ (VAsin φv)/(IAALsin φr) …（2）
但ψV为 A比 F超前的角度，ψI为 A
Figure 86106405_IMG26
L比
Figure 86106405_IMG27
F超前的角度。
图9为说明这点的向量图。表示电流
Figure 86106405_IMG28
F和 A具有一定相位差的状态。电压
Figure 86106405_IMG30
A以（1）式的两项表示、由于
Figure 86106405_IMG31
F为纯电阻，
Figure 86106405_IMG32
L为电感分量大的阻抗故 F
Figure 86106405_IMG34
F和
Figure 86106405_IMG35
F同相位，
Figure 86106405_IMG36
A
Figure 86106405_IMG37
L的相位比 A超前90°弱。（2）式中的分子VAsin ψv和分母IAZLsin ψI分别以 A和
Figure 86106405_IMG40
A L对直线O1的投影表示、由于
Figure 86106405_IMG42
A的投影和x
Figure 86106405_IMG43
A
Figure 86106405_IMG44
L的投影相等，故用（2）式能正确地测量距离x。
本原理的特征在于消除了在事故点电阻上的电压降
Figure 86106405_IMG45
F F的影响，而能高精度地进行标定，而要知道电流 F就必须知道电流
Figure 86106405_IMG48
B的大小和电流
Figure 86106405_IMG49
A的相位。
图10为说明在多端输电线中标定事故点的问题的图。和图8相同的部分用同一符号表示。在图中，C为输电线L的第三端子，J为分支点、在端子C上流有电流
Figure 86106405_IMG50
C。端子A和分支点J之间的阻抗以
Figure 86106405_IMG51
AJ表示、分支点和事故点F之间的距离为x公里，每公里的阻抗以
Figure 86106405_IMG52
L表示。
此时，如上所述的那样，已知道事故点的电流
Figure 86106405_IMG53
F，即使不考虑做到 不受由事故点电阻的电压降 F
Figure 86106405_IMG55
F所引起的误差的影响，仍有其他问题。即事故点F在区间CJ中且在端子C的电源很弱时，电流
Figure 86106405_IMG56
C几乎不流动时不可能在端子C进行测距。此时背后电源大，因而不得不从将有较大事故分量的电流流过的端子例如端子A进行测距。
此时，表示分支点J的电压的电压 A- A
Figure 86106405_IMG59
AJ为
A- A AJ＝（ A+ B）x L+ F
Figure 86106405_IMG67
F…（3）
和（2）式的场合相同
Figure 86106405_IMG68
但φ1 V为
Figure 86106405_IMG69
A-
Figure 86106405_IMG70
AJ比 F超前的角度
φ1 V为（IA+IB） L比
Figure 86106405_IMG73
F超前的角度
在此处假定电流
Figure 86106405_IMG74
F和
Figure 86106405_IMG75
A+
Figure 86106405_IMG76
B或
Figure 86106405_IMG77
A同相位，即使不用事故点的电流进行标定，仍有必要算出电流 A+ B，故有必要知道电流
Figure 86106405_IMG80
A和
Figure 86106405_IMG81
B的相位关系。
而且，在事故恢复后电力和不同地点间的电压相位差角度会发生摇摆，严重时甚至会失调。准确地将此现象解释清楚对于电力系统的稳定运行极为重要。但是以前虽然已用电子计算机在进行分析，而在实际系统中的数据只能得到电力、电压、电流的大小的记录的程度。为此，对分析和实际之间的差别未能充分解释明白，为了充分解释明白此差别，有必要弄清在事故恢复后的多个电气所的电压间的相位关系。
如上所述，能得到使在事故中或事故后的多个电气所的电气量的相位关系明朗化的数据，会带来种种方便。但是以前还没有能得到此数据的合适的手段。当然，如以脉冲编码调制（PCM）或频率调制 等手段将电压或电流的瞬时值波形传送到远方，就可能知道相位关系，而做到这点就必须进行大量而且高速的情报传送。
鉴于以上情况而提出的本发明的目的是提供能输出只用很少的情报量就能很容易地明确在事故中或事故后的多个电气所的电气量的相位关系的数据情报的手段。
本发明为以电力系统的事故前电压（通常指相对地的电压、相间的电压或正相电压）为基准电压
Figure 86106405_IMG82
P，用对其进行取样得到的取样值和对在事故中或事故后的电气量（各相或对称部分的电压或电流） 进行取样得到的取样值进行运算，把上述电气量 的相对于基准电压 P的相位角θ或能使θ的角度特定的多个函数值作为情报数据进行输出的装置。
这样的情报数据如设E和VP分别为 和
Figure 86106405_IMG87
P的大小（例如有效值），设 比
Figure 86106405_IMG89
P超前的角度为θ就能以例如：
VPEcosθ及VPEsinθ …（5）
Ecosθ及Esinθ    …（6）
sinθ（或cosθ）及tanθ（或cotθ）…（7）
θ    …（8）
(E)/(VP) cosθ及 (E)/(VP) sinθ …（9）
等种种形式进行输出。且不受各式的形式的组合的限定，例如VPEcosθ和 (E)/(VP) sinθ，VpEcosθ和tanθ等，只要能将θ的角度特定在 0°-360°或-180°～+180°的范围内，就能做成各种组合。
如能利用这样的手段，明确在事故中或事故后的各电气量 的值相对于事故前的电压（基准电压）
Figure 86106405_IMG91
P的相位关系，则由于在取得事故前的平时运转状态中的电压、电力、无功电力及开关装置的开关状况等系统的运行状况的情报后，就能由这些值和构成系统的机器的常数算出事故前的多个电气所的各基准电压
Figure 86106405_IMG92
P之间的相位关系，故能明确在多个电气所中的事故中或事故后的电气量 的相位关系。
以下结合附图对本发明的实施例进行详细描述，图中：
图1为表示本发明的一实施例的构成的图;
图2为表示本发明的一实施例的处理流程的图;
图3为表示本发明的其他的实施例的构成的图;
图4为表示本发明的其他实施例的处理流程的图
图5为表示图4的一部分的详细处理流程的图;
图6为表示在本发明的其他实施例中只送出事故检出信号时的处理流程图;
图7为用图6的处理步骤时的情报数据输出的处理流程的一例的图;
图8为说明在二端输电线上的事故点标定问题的系统图;
图9为能说明在图8的系统中的事故点标定问题的向量图;
图10为能说明其他端子输电线上的事故点标定问题的系统图。
在图1中表示有本发明的一实施例的构成。电力系统的a，b，c各相的电压
Figure 86106405_IMG94
a，
Figure 86106405_IMG95
b及
Figure 86106405_IMG96
c和电流
Figure 86106405_IMG97
a、
Figure 86106405_IMG98
b和 c分别加到变换器1-1～1-6上，变换为与各输入成正比的电压e1～e6。由于在输入变换器内设有带通滤波器，故得到的输入变换器的输出已除去输入电气量的高频分量和直流成分。
电压e1～e6分别加到取样保持电路2-1～2-6，全部电压同时取样，该电压一直保持到下一次取样进行之前。取样频率选为电力系统频率的整数倍例如8、12、16、24倍等。保持的电压加到多路转换器3上，取样保持回路2-1～2-6的电压依次加到模拟数字变换器（AD变换器）4上，变换为数字数据。此数字数据在预定期间被记忆在随机存取存贮器（RAM）6内。
用此记忆数据，按照微型电子计算机（MPU）5记忆在只读存贮器（ROM）7中的程序对情报数据进行运算，将所要的数据输出到输出装置8。此输出状态用计数显示管显示，用打字机打印或用作远距离传送的脉冲编码调制（PCM）信号等公知的各种手段。
本发明的一实施例的处理流程用图2进行说明。如在步骤S1中得到指令开始，则在步骤S2中取入对应于电压e1～e6的取样值的数字数据（以下称为取样数据）此取入的取样数据总的以d0-1表示。接着在步骤S3中检出是否在开始后已经过预定时间，如已经过该预定时间则在步骤S4中进行事故检出。在无事故检出时及预定时间经过之前，移到步骤S5中按下述的（11）式进行基准电压数据的改写。再在步骤S6中作成基准数据v1之后移到步骤S11。
在步骤S4中有事故检出时，移到步骤S7判断有无下述的程序的输出指令。无输出指令时就移到步骤S10。有输出指令时则在步骤S8中进行情报数据的运算，将算出的情报数据在步骤S9中输出之后，移到步骤S10。在步骤S10中根据下述的（12）式对基准电压数据进行改写，再移到步骤S11中。在步骤S11中在根据下述的（10）式对取样数据进行改写之后，移到步骤S2，反复进行上述处理。
下面对在各步骤中的处理情况进行说明。各步骤的处理因取样频率的不同而不同，故以取样频率为系统频率的12倍的场合、即在系统频率的1周中进行12次取样的场合为例进行说明。以下没有特别指明 的场合，均为此取样周期。
在步骤S11中的取样数据的改写根据下式进行。
即最新的取样值d0-1作为d0-2存贮，作为d0-2存贮的取样值作为d0-3存贮。同样地依次传送地移动，d0-11作为d0-12存贮。d0-12的取样数据移到d1-1、d1-1～d1-11的数据被依次传送、作为d1-2～d1-12存贮、并丢掉d1-12的数据。
在步骤S6中作成基准电压数据v1。此数据v1由在步骤S11中置换前的取样数据d1-12做成。即当用1相的电压例如电压
Figure 86106405_IMG101
d作为基准电压时、数据d1-12内的a相电压取样数据直接成为数据v1、当用两相的相间电压例如电压
Figure 86106405_IMG102
a和 b的差 a-
Figure 86106405_IMG105
b时对取样数据d1-12内的两电压数据的差作运算后的数据成为数据v1。
在步骤S5中的基准电压数据进行改写的处理根据下式进行。
Figure 86106405_IMG106
即数据v1～v11依次传送地移到v2～v12，并丢掉v12。
在步骤S10内的基准电压数据进行改写的处理根据下式进行。
v1-v2，v2-v3…v11-v12，v12-v1…（12）
在进行此种处理时不丢掉数据v12，而返回到v1。
在上面取样数据d0-1～d0-12及d1-1～d1-12分别表示系统频率的1周部分、意味着d0-1和d1-1，d0-2和d1-2，d0-12和d1-12为相差 一周的数据。此取样数据与事故检出的有无没有关系，丢掉最旧的数据d1-12，补充最新的数据d0-1，每隔1个取样进行更新。基准电压数据v1～v12也同样地为1周部分的数据。在无事故检出的场合每隔1个取样进行更新、v1～v12成为比d0-1～d0-12早2周、比d1-1～d1-12早1周的数据。一有事故检出则停止基准电压数据v1～v12的更新而保持事故检出前的数据。此时数据v1～v12分别成为相对于数据d0-1～d0-12，早整数周（但两周以上）的数据。
步骤S3为初期化处理。即取样数据d0-1～d1-12及基准电压数据v1～v12到数据聚齐需要三周。为此在此间只进行数据的存贮、待经过预定时间后即待数据存贮完了后才开始进行步骤S4的事故检出处理。
步骤S4的事故检出处理是进行和公知的数字运算式继电器同样的处理。在此检出中应根据适用的例如距离继电器、欠电压继电器和接地线过电压继电器（根据零相电压动作的过电压继电器）等的运算系统适当使用。这些运算方法的例子由于在电气学会大学讲座保护继电工程学（以下称参考文献1）的112～114页及电气及电子工程师学会指导课程计算机中继（IEEE    Tutorial    Course    Computer    Relaying）（79    EHO148.7.PWR）（称为参考文献2）的16～23页内已有记载，为了简单起见故省略了说明。
步骤S7的输出指令是为了对输出的情报数据输出的数量限制到能胜任用打字机打字和数据传送的处理能力的程度。此处理是在经过了例如事故检出后所定的时间（例如一周）后进行发输出指令等的处理。且事故继续存在时也按照需要进行每隔1～数周实行输出指令等的处理。
下面说明步骤S8的情报数据运算处理。此处理可输出（5）～（9）式等各种形式的情报数据，但以（5）式为例进行说明。在（5）式 中作为基准电压 P的数据适宜采用基准电压数据v1～v12，而作为事故中电气量 的数据，则适宜采用取样数据d0-1～d0-12。VPEcosθ和VPEsinθ的情报数据可用例如下式求出。
VPEcosθ＝ 1/2 〔v1d0-1+v4d0-4〕 …（13）
VPEsinθ＝ 1/2 〔v1d0-4-v4d0-1〕 …（14）
但式中d0-1，d0-4的数据每逢有对应于电压e1～e6的各电压的数据即进行上述运算。即用对应于e的数据进行上述运算，并依次用e2、e3、e4、e5及e6的数据进行上述运算。
现说明上述实施例的作用。在电力系统平时运行中在图2步骤S4中无事故检出、而反复进行S2-S3-S4-S5-S6-S11的处理流程。其间，取样数据d0-1～d0-12及基准电压数据v1～v12经常被更新并进行记忆。但不产生情报数据输出。
如电力系统发生事故，则在步骤S4中有事故检出、处理流程首先反复进行S2-S3-S4-S7-S10-S11。其间，取样数据d0-1～d0-12依次更新为事故后的值。但基准电压数据v1～v12变为（12）式的处理、不取入新的数据。在公知的数字运算式继电器的处理中由于事故检出通常在事故发生后1周以下的时间中进行，故基准电压数据v1～v12还处于记忆着事故前的数据的状态不变。
当事故在继续时例如从事故检出起1周后从上述的步骤S7到S10的一次处理流程根据在步骤S7中的输出指令变更为步骤S7-S8-S9-S10的处理流程。此变更每当在步骤S7中有输出指令产生时就进行。由于此变更，在步骤S8中进行（13）及（14）式的处理、有关将
Figure 86106405_IMG109
作为
Figure 86106405_IMG110
a、
Figure 86106405_IMG111
b、 c、 a、
Figure 86106405_IMG114
b及 c的所有场合，各自地运算VPEcosθ和VPEsinθ。再者在步骤S9中将这些运算出的值作为情报数据进行输出。
（13）和（14）式说明如下。即各数据的值为正弦波形的瞬时值，如令VP和E表示有效值，则可以下式表示。
Figure 86106405_IMG116
但ω为角速度，t为时间，α为在取样时点所确定的角度，π为圆周率。
数据v1及d0-1分别为在v4和d0-4后面π/2处的取样数据，且数据v1和v4分别为比d0-1和d0-4提前整数倍的周期的取样数据，因而得到上式。
从（15）式中得
从而
v1d01+v4d04＝2VPEcosθ …（17）
即得到（13）式
且、从（15）式得
从而得到
v1d04-v4d01＝VPE｛cos（θ- (π)/2 ）-cos（θ+ (π)/2 ）｝
＝2VPEsinθ …（19）
即得到（14）式。
事故前的基准电压VP的大小由于一般作为对应于平时的电力系统的运行状况的情报而被获得，故如得到上述情报就能算出Ecosθ及Esinθ，并能算出电气量 的大小和其相对于基准电压
Figure 86106405_IMG120
P的相位角θ。
而且，利用在下述的变形例中所示的参考文件中所示的手段，对基准电压的大小VP进行运算，并以此值作为情报数据输出，也很方便。
（变形例1：VPEcosθ、VPEsinθ的运算手段）
以上的（13）及（14）式不过是VPEcosθ和VPESinθ的运算手段的一例、还有各种运算手段。其中的一例表示如下。
VPEcosθ＝v1d01-v2d02+v3d03…（20）
VPEsinθ＝v1d02-v2d01…（21）
在上式中、由于
由于从（16）和（24）式可得
v1d01+v3d03＝VPE｛2cosθ-cos（2ωt+2α+θ+ 2/3 π）｝
…（25）
故从（24）、（25）式可得到（20）式。从（15）及（23）式可得
Figure 86106405_IMG122
v1d02-v2d01＝VPE｛cos（θ- 1/6 π）-cos（θ+ 1/6 π）｝
＝VPEsinθ …（27）
故得到（21）式。
除以上手段外还有运算VPEcosθ和VPEsinθ的其它手段，本发明并不限于上述实施例的运算手段。
（变形例2：输出Ecosθ，Esinθ）
本发明的情报数据并不只限于上述的VPEcosθ和VPEsinθ，能实施各种变形，这些例子依次加以说明。
VPEcosθ和VPEsinθ的运算结果由于在进行了基准电压VP的大小运算之后进行
(VPEcosθ)/(VP) ＝Ecosθ …（28）
(VPEsinθ)/(VP) ＝Esinθ …（29）
的运算，故能将Ecosθ和Esinθ的值作为情报数据输出。Ecosθ和Esinθ分别表示设基准电压为 P时的电气量 的实数部分和虚数部分，故能知道两者的相位角关系。
求基准电压的大小VP或其二次方V2 P（如能得到V2 P就可通过开平方运算得到VP）的运算方法由于在参考文献1的112页及参考文献2的16～23页中已述及故为简单起见加以省略。
（变形例3：输出 (E)/(VP) cosθ， (E)/(VP) sinθ）
情报数据输出由于在以上述参考文献中的方法进行V2 P运算后再
进行
(VPEcosθ)/(Vp2) = (Ecosθ)/(VP) …（30）
(VPEsinθ)/(Vp2) = (Ecosθ)/(VP) …（31）
的运算，故能得到 (Ecosθ)/(VP) 和 (Esinθ)/(VP) 的值。此情报数据也能与以VPEcosθ和VPEsinθ作为情报数据的场合一样用于计算出电气量
Figure 86106405_IMG125
的大小和其相对于基准电压
Figure 86106405_IMG126
P的相位角。
（变形例4：输出sinθ（或cosθ）及tanθ（或cotθ））
情报数据输出能够在用变形例2所示的参考文献的手段算出事故中的电气量
Figure 86106405_IMG127
的有效值E并对（28）或（29）式作相除运算求得cosθ或sinθ的同时，由下式算出相位角θ的三角函数tanθ和cotθ。
tanθ＝ (VPEsinθ)/(VPEcosθ) …（32）
cotθ＝ (VPEcosθ)/(VPEsinθ) …（33）
即使以tanθ和cotθ两者作为情报数据输出也没有妨碍，并能以下述的手段只输出其中之一。
（a）在VPEsinθ≤VPEcosθ时运算（32）式输出tanθ。
（b）在VPEsinθ＞VPEcosθ时运算（33）式输出cotθ。
输出tanθ和cotθ中的哪一个都能用符号位进行识别。
如将用以上的手段所算出的cosθ（或sinθ）和tanθ（或cotθ）作为情报数据输出、就能知道电气量 相对于基准电压
Figure 86106405_IMG129
P的 角度θ。
（变形例5：输出θ）
在上述实施例中由于算出cosθ（或sinθ）和tanθ（或cotθ），如将三角函数表保持在存贮器内就能算出相位角θ。（变形例6：识别指令装置的方式）
图3为表示本发明的其他实施例的构成的图。在图中和图1相同的部分以同一记号表示。且9为输入装置，10为指令装置。输入装置9为与用于通常的电子计算机的输入装置相同的装置，在接收从外部来的指令信号时，根据指令在电子计算机中进行处理。指令装置10设在外部或远方。从指令装置来的指令多通过微波通信装置或光通信装置等传送手段进行传送，为了简单起见，省去用图表示。
由于指令装置10的构成和图1完全同样，为了简单起见故省去用图表示。指令装置10的处理流程的一实施例用图进行说明。在图4中和图2相同的处理部分用同一记号表示。与图2相同进行步骤S1、S2和S3的处理、如开始后没有经过预定时间，则移到步骤S11按（10）式进行取样数据改写处理。如开始后已经过预定时间则在步骤54中进行和图1的场合相同的事故检出处理。如未检出事故则在进行在图5中详细表示的步骤SG1的无事故时的处理以后，进行步骤S11的处理。有关步骤SG1在下面进行描述。
如检出有事故则在步骤S12中输出事故检出信号，在步骤S13中识别是否记忆有保持指令，如没有记忆有保持指令则在步骤S14中记忆保持指令。再在步骤S15中进行时间计数（Count）（T1）。当记忆有保持指令时，则省掉步骤S13和步骤S14的处理。
在步骤S15中进行时间计数T1之后、移到步骤S16，判断计数值T1是否达到预定值，在没有达到预定值时移到步骤S11。在计数值T1达到预定值时在步骤S17中输出“输出指令信号”、再在步骤S18 中将计数值T1重新置0之后移到步骤S11。在进行步骤S11的处理之后移到步骤S2反复进行上述处理。由于以上的处理，如检出有事故则在进行事故检出的期间输出事故检出信号，且每当时间计数T1达到预定值时送出输出指令信号。
事故恢复之后在步骤S4中检不出事故，从步骤S4的处理移到步骤SG1的处理。步骤SG1的处理的详细情况由图5进行说明。首先在步骤SG1-0中识别是否记忆有在步骤S14中所记忆的保持指令。在进行步骤S4的事故检出并使其恢复原状之后不久，由于还照样记忆有保持指令，故在步骤SG1-1中输出事故检出信号之后移到步骤SG1-2进行时间计数T2。再在步骤SG1-3中判断计数值T2是否达到预定值，如没有达到预定值则移到步骤SG1-4。在步骤SG1-4中在进行时间计数T3之后在步骤SG1-5中判断计数值T3是否达到预定值。如没有达到预定值则结束步骤SG-1的处理，移到图4的步骤S11进行处理。
如事故仍处于恢复状态，则在进行图4的步骤S11、S2、S3和S4的处理之后，再次进行步骤SG-1的处理。此时如计数值T2和T3哪一个都没有达到预定值则再次反复进行和上述相同的处理。在反复进行此种处理之后，计数值T3达到预定值。（计数值T2的预定值比计数值T3的预定值大很多）。因此在步骤SG1-5的处理之后，移到步骤SG1-6，输出“输出指令信号”，再在步骤SG1-7中使计数值T3重新置0。这样每当计数值T3达到预定值时就输出“输出指令信号”。在反复进行该步骤的期间，计数值T2达到预定值，如在步骤SG1-3中将其检出，则在步骤SG1-8中重置保持指令的记忆，再在步骤SG1-9中重置计数值T2。保持指令的记忆一旦重置则在步骤SG1-1的处理中将其检出并且完全不进行其他处理。
如上所述，从事故检出复原起到时间计数T2达到预定值时为止， 每当输出有事故检出信号且时间计数T3达到预定值时就输出“输出指令信号”。
图3的输入装置9接收在指令装置10中输出的事故检出信号及输出指令信号，将接收信号的情况传到微型电子计算机5。电子计算机5的处理除去图2的步骤S4的事故检出不是根据自己运算而是根据有无接收到事故检出信号进行处理及步骤S7的输出指令是根据有无接收到指令信号进行处理之外与图2的处理相同。
如上所述本实施例另外置有指令装置，情报数据输出装置根据从指令装置来的事故检出信号的接收而保持基准电压
Figure 86106405_IMG130
P的数据，且根据输出指令信号的接收而输出情报数据。且，在本实施例中事故中的情报数据输出的周期以时间计数T1确定，事故恢复后的情报数据输出的周期则以时间计数T3确定。如表示出此周期的例子则事故中为0.0167～0.4秒，事故恢复后为0.1～0.2秒。这对应于事故一般在0.1秒以内切断，且事故恢复后的电力摇摆在例如1秒周期发生。如上所述本实施例的优点在于在事故中和事故恢复后能分别具有相适宜的情报数据的输出周期。
在图4的处理中指令装置可送出有事故检出信号和输出指令信号两种信号，但也能实现只送出事故检出信号。图6为此种场合的指令装置的处理的一实施例，和图2及图4相同的部分用同一记号表示。在初期化处理结束且在步骤S3中检出预定时间已经过之后，进行步骤S4的事故检出处理，如检出事故则在步骤S12中输出事故检出信号。此事故检出信号当不再有事故检出时就立即停止。
图7为用图6的处理步骤的场合的情报数据输出的处理流程的一例。在图7中和图2、图4及图5相同的部分以同一记号表示，并对和图2不同的部分加以说明。如在步骤S3中检出有预定时间已经过，则进到步骤S19。在此处如没有事故检出信号的接收则进到步骤 S21。自从有事故检出信号的接收变化为没有事故检出信号的接收起，只要没有在时间T2之内，则在步骤S5中按（11）式对基准电压数据进行改写，在步骤S6中作成基准电压数据v1，在步骤S11中根据（10）式对取样数据进行改写，并在步骤S2中取入取样数据d0-1以后即返回到步骤S3。只要没有事故检出信号的接收就反复上式过程。
如接收有事故检出信号则从步骤S19进到步骤S15，对时间T1计数。当计数值达到预定值则在步骤S18中使时间T1的计数值重新置0，在步骤S8中进行和图2的场合相同的情报数据的运算，在步骤S9中输出此运算值。而且，当时间T1的计数值没有达到预定值时，移到步骤S20，检出对断路器的跳闸指令输出是否从无变到有（0→1）。如果检出有此变化，则和上述相同进行步骤S18→S8→S9的处理。当在步骤S16和S20中未检出上述情况时，就不进行这些处理。当在步骤S19中有事故检出信号的接收时，与上述的步骤S18、S8和S9的处理的有无无关，继这些处理而移到步骤S10，根据（12）式对基准电压数据进行改写，然后进行步骤S11、S2的处理，最后返回步骤S3。只要事故检出信号的接收在继续则反复进行该处理。
从事故检出信号的接收结束起到经过时间T2前，从步骤S19的处理经步骤S21移到步骤SG1-4的处理。在此处进行时间T3的计数，在步骤SG1-5中识别计数值是否达预定值。如计数值达到预定值则在步骤SG1-7中将该计数值重新置0，在步骤S22中进行情报数据的运算，在步骤S23中输出该运算值。当时间T3的计数值没有达到预定值时不进行SG1-7、S22和S23各步骤的处理。哪一种场合也是继这些处理后，并在步骤S10、S11和S2的数据改写处理之后返回步骤S3。
如上所述，在图7的实施例中由于事故检出信号的接收，基准电压数据的改写处理从步骤S5和S6变为步骤S10，并保持比事故检 出信号的接收提前规定期间时的数据。因此，基准电压数据保持事故发生前的数据。此数据从事故检出信号的接收结束一直保持到经过预定时间T2为止。
再者，在有事故检出信号的接收的状态下，在每隔时间T1的计数的预定值及产生向断路器送出跳闸指令输出的瞬时输出情报数据。另外一旦失去事故检出信号的接收，则从失去到经过时间T2为止的期间每隔时间T3的计数的预定值送出情报数据输出。
如上所述，情报数据输出装置即使在构成上没有自己持有事故检出装置，而是接收从他处来的事故检出信号，并由于接收此信号而保持基准电压 P的取样数据，也能达到完全同样的目的。
（变形例7：基准电压
Figure 86106405_IMG132
P和电气量
Figure 86106405_IMG133
）
在图1的实施例中，作为基准电压
Figure 86106405_IMG134
P使用的电压的例子中表示有使用a相对地电压
Figure 86106405_IMG135
a或a-b相间的电压
Figure 86106405_IMG136
d- b的场合。但是能用作为基准电压 P的电压除此以外还有种种电压，并能使用将其他的各相对地电压，各相间电压或各相电压进行各种合成所得到的各种电压。由于在事故前电压大体上三相平衡，故只要不用逆相电压和零相电压等平时的值极小的电压，使用哪一种电压在作用上也几乎没有差别。
作为电气量 一般用各相的电压或电流。不用说2相的电压或电流的差、3相的电压或电流的和（零相部分的三倍）等，根据目的也能用其他的电气量。而且，特别是在有必要有以稳定度为对象的数据的场合，应做到输出只是正相电压和正相电流的数据，并可考虑使输出数据数的量少。
现说明输出正相电压的数据的场合的处理方法的一个例子。以电气量 作为a相基准的正相电压 a1求出（5）式的VPVa1cosθ和VPVa1Sinθ的方法的一个例子为下式的运算。
VPVa1cosθ＝ 1/2 〔v3d0-3（va1）+v6d0-6（va1）〕…（34）
VPVa1sinθ＝ 1/2 〔v3d0-6（va1）-v6d0-3（va1）〕…（35）
但d0-3（va1）＝ 1/3 〔-d0-1（vc）+d0-3（va）-d0-5（vb）〕…（36）
d0-6（va1）＝ 1/3 〔-d0-4（vc）+d0-6（va）-d0-6（vb）〕…（37）
d0-3（Va1），d0-6（Va1）分别为在和取样数据d0-3及d0-6同一时点上直接对电压Va1取样所应得到的取样值，-d0-1（vc）及-d0-4（vc）分别为取样数据d0-1、d0-4中的电压 c的数据，d0-3（va）和d0-6（va）分别为取样数据d0-3及d0-6中的电压
Figure 86106405_IMG143
a的数据，d0-5（vb）和d0-8（vb）分别为取样数据d0-5及d0-8中的电压 b的数据。
各数据的值中假设Vp、Va、Vb及Vc分别为有效值，则用下式进行表示。
Figure 86106405_IMG145
但θa、θb、θc为相对于
Figure 86106405_IMG146
a、
Figure 86106405_IMG147
b、
Figure 86106405_IMG148
c的相位角，因而得
Figure 86106405_IMG149
并得到
d0-3（va1）＝
Figure 86106405_IMG150
〔Vasin（ωt+α+θa+ (π)/6 ）
+Vbsin（ωt+α+θb+ (π)/6 + 2/3 π）+Vcsin（ωt+α+θc+ (π)/6 - 2/3 π）〕
…（40）
因而从关系
Figure 86106405_IMG151
a1＝ 1/3 （
Figure 86106405_IMG152
a+ bεj120°+ cε-j120°）…（41）
得
d0-3（va1）＝ 2 Va1sin（ωt+α+θa1+ (π)/6 ）…（42）
但θa1为
Figure 86106405_IMG155
a1的相对于 p的相位角。
且得
Figure 86106405_IMG157
并得
d0-6（va1）＝ ·〔Vasin（ωt+α+θa- (π)/3 ）
+Vbsin（ωt+α+θb- (π)/3 + 2/3 π）+Vcsin（ωt+α+θc- (π)/3 - 2/3 π）〕…（44）
因而从（41）式的关系得
d0-6（va1）＝ 2 Va1sin（ωt+α+θa1- (π)/3 ）…（45）
从（38）式的v3和v6、（42）和（45）式得
v
Figure 86106405_IMG159
d0-3（va1）＝VPVa1｛cosθa1-cos（2ωt+2α+θa1+ (π)/3 ）｝…（46）
v6d0-6（va1）＝VPVa1｛cosθa1-cos（2ωt+2α+θa1- 2/3 π）｝
…（47）
因而
v3d0-3（va1）+v6d0-6（va1）＝2VPVa1cosθa1…（48）
且
v3d0-6（va1）＝VPVa1｛cos（θa1- (π)/2 ）-cos（2ωt+2α+θa1- (π)/6 ）｝…（49）
v6d0-3（va1）＝VPVa1｛cos（θa1+ (π)/2 ）-cos（2ωt+2α+θa1- (π)/6 ）｝…（50）
从而得
v3d0-6（va1）-v6d0-3（va1）＝2VPVa1sinθa1…（51）
以（34）和（35）式的运算算出VPVa1cosθ和VPVa1sinθ。
正相电压还能作为基准电压 P使用。在此场合。在（36）式中所得到的数据d0-3（va1）由于为d0-3取样数据的取样时点的正相电压
Figure 86106405_IMG161
a1的取样值，故如将其依次传送的数据用作基准电压数据则可算出以事故前的正相电压
Figure 86106405_IMG162
a1作为基准电压 P的情报数据。
（变形例8：以模拟输电线上的特定点电压的电压作为基准电压 P使用）
所有的上述实施例都是以取得电气量
Figure 86106405_IMG165
的情报数据的电气所（称为取得数据的电气所）的电压本身作为基准电压
Figure 86106405_IMG166
P使用的。但是也能 将此基准电压 P作为模拟从取得数据的电气所所引出的输电线上的特定点J上的电压的电压。这样的电压用下式进行模拟。
Figure 86106405_IMG168
P＝ S-
Figure 86106405_IMG170
S…（52）
式中，
Figure 86106405_IMG171
S为取得数据的电气所的电压， S为从该电气所所引出的输电线的电流，
Figure 86106405_IMG173
和
Figure 86106405_IMG174
为该输电线上的特定点J和上述电气所之间的该输电线的常数。
本实施例可通过从电压 S及电流
Figure 86106405_IMG176
S的取样值进行演算算出（52）式的电压
Figure 86106405_IMG177
P的取样值，再将此计算出的取样值作为基准电压 P的取样值使用。
本实施例只要改变图2或图7的实施例的步骤S6中的基准电压数据V1的作成方式即能实施。例如从下式算出数据v1。
v1＝ArvR（1-12）+Aiv6（1-8）-（Zris（1-12）+Ziis（1-8））…（53）
式中，Ar、Ai、Zr及Zi分别为常数 的实数及虚数部分，各个之间之关系可用下式表示。
且Vs（1-12），is（1-12），Vs（1-8）及is（1-8）分别为数据d1-12及d1-8中的电压 S和电流
Figure 86106405_IMG182
S的数据。作为此电压 S和电流 S能使用3相的各相中的各种相。例如以a-b相之间的电压
Figure 86106405_IMG185
a-
Figure 86106405_IMG186
b作为 S使用时，电流
Figure 86106405_IMG188
S也可以作为a-b相之间的电流
Figure 86106405_IMG189
a- b、数据Vs（1-12），Vs（1-8），is（1-12）及is（1-8）分别作为对a相电压 a 及b相电压
Figure 86106405_IMG192
b或a相电流 a及b相电流
Figure 86106405_IMG194
b的数据之差进行运算的值而得出。且作为电压 S和电流
Figure 86106405_IMG196
S除此以外，还有例如把电压 S和电流 S分别作为a相电压
Figure 86106405_IMG199
a及a相电流
Figure 86106405_IMG200
a，或分别作为a相基准的正相电压
Figure 86106405_IMG201
a1，正相电流
Figure 86106405_IMG202
a1等的种种手段。在这些当中a相基准的正相电压
Figure 86106405_IMG203
a1和 a1的取样值和（36）式的场合相同，可通过对不同时刻的数据进行相加运算得到。
象上述的例子那样，所算出的数据V1和图2或图7所示的其他实施例相同，在步骤S5中用（11）式接二连三地进行改写处理，作为基准电压 P的数据使用。
以下说明（53）式。在（53）式的右边乘积Arvs（i-1Z）及Zris（1-iZ）相等于在数据d1-12的取样时刻（以下称为1-12时刻）时的乘积Ar
Figure 86106405_IMG206
s和Zr
Figure 86106405_IMG207
S的取样值。且数据Vs（1-8）及Ziis（1-8）的取样时刻比时刻1-12落后90°。因而数据vs（1-8）和is（1-8）的值分别等于在时刻1-12时对电压j
Figure 86106405_IMG208
S和j
Figure 86106405_IMG209
S取样的值。为此乘积AiVs（1-8）及Ziis（1-8）的值分别等于在时刻1-12时对乘积jAi s及jZi s取样的值。
由以上的关系可得（53）式的值。
v1＝[Ar
Figure 86106405_IMG212
s+jAi
Figure 86106405_IMG213
s-（Zr
Figure 86106405_IMG214
s+jZi
Figure 86106405_IMG215
s）]的在时刻1-12时的取样值＝（ s- s）的在时刻1-12时的取样值…（55）。
因而（53）式的数据v1等于（52）式的基准电压 P的在时刻1-12时的取样值。
又，对于能不考虑由输电线部分的充电电流的影响的一般输送线多数把
Figure 86106405_IMG219
作为1进行处理。在（53）式中多设Ar＝1，Ai＝0来算出数据v1。
下面说明以（52）式的电压
Figure 86106405_IMG220
p用作基准电压的效果。先设想在具有图10的输电线L的各端子A、B和C的电气所中装有本实施例的场合。在此场合，在端子A的电气所中以（52）式的电压
Figure 86106405_IMG221
S及电流
Figure 86106405_IMG222
S分别作 为端子A的电压
Figure 86106405_IMG223
A及电流
Figure 86106405_IMG224
A，以常数
Figure 86106405_IMG225
及
Figure 86106405_IMG226
为输电线L的端子A和分支点J之间的常数（例如设A为1， 为 AJ），并适用（52）式则基准电压 P成为模拟分支点J的事故前电压的电压。在端子B及端子C的电气所中也同样，通过适用（52）式以模拟分支点J的电压，即得到模拟分支点J的事故前电压的基准电压 P。
如这样适用，则端子A、B和C的电气所的基准电压
Figure 86106405_IMG231
P均相同。为此，从各电气所来的输出情报数据均成为以相同的基准电压作为基准的数据，故能得到能很容易知道不同的电气所的电气量E的相位关系的情报数据。
又在图8的二端输电线的场合，通过仅在一方的端子的电气所中适用本实施例，能使两端电气所的基准电压 P为相同的电压。即在图8的端子A的电气所内，通过以（52）式的常数
Figure 86106405_IMG233
及
Figure 86106405_IMG234
作为输电线L的端子A-B间的常数而适用本实施例，把端子A的电气所的基准电压
Figure 86106405_IMG235
P作为模拟端子B的电气所的事故前电压的电压。
如上所述，本实施例通过以基准电压 P的取样值作为用（52）式模拟输电线上特定点J的电压的电压的取样值，使同一输电线的各端子所设的电气所的基准电压 P为同一电压从而能从各电气所得到以同一基准电压作为基准的情报数据。
且、在此场合基准电压 P的取样值与其他的实施例的场合相同，能有效地作为事故即将发生前的值。即能用（52）式模拟特定点J的电压的场合即为和特定点J之间的输电线的断路器闭路且在和特定点J之间无事故的场合。如用事故发生后的电压，则由于和特定点J之间有事故或输电线被切断等，多数不能模拟特定点J的电压。
如利用本发明则所具有的优点为不用将电压或电流的瞬时值波形进行脉冲编码调制（PCM）或频率调制等多量而且高速传送的手段，只要输出简单的情报数据，就能得到很容易明白电力系统的事故中或 事故恢复后的多个电气所的电气量的相位关系的情报数据。
附图中1-1～1-6为输入变换器，2-1～2-6为取样保持回路，3为多路转换器，4为模拟数字变换器，5为微型电子计算机，6为随机存取存贮器，7为只读存贮器，8为输出装置，9为输入装置，10为指令装置。

Claims (4)

1、一种电力系统的对该电力系统的故障的出现作出响应输出情报数据的数据处理装置，包括接收从电力系统拾取的电压和电流的瞬时值并进行取样保持的取样保持电路，将该取样保持电路的输出变换为数字信号的A/D变换器，及对该数字信号进行处理并输出属于电力系统的电压和电流值所特有的复数表达式的数据处理机，其特征在于：
上述数据处理机至少输出电气量
Figure 86106405_IMG1
相对于参考电压
Figure 86106405_IMG2
p的相位角θ，该相位角θ使用正好在上述故障的出现被检测出的时间之前所得到的上述 的取样值和在上述时间之后所得到的上述电气量E的取样值进行计算；或输出θ的多个函数值，该函数能使上述相位角θ特定。
2、如权利要求1所述的数据处理装置，其特征在于上述相位角θ的多个函数有两方，其中一方含sinθ，另一方含cosθ。
3、如权利要求1所述的数据处理装置，其特征在于上述相位角θ的多个函数有两方，其中一方为含cosθ或Sinθ的一方，另一方则为含tanθ或cotθ的一方。
4、如权利要求1所述的数据处理装置，其特征在于上述基准电压
Figure 86106405_IMG4
p的取样值为由下式模拟的输电线上特定点J的电压的取样值
其中
Figure 86106405_IMG6
为取得电气量
Figure 86106405_IMG7
的情报数据的电气所的电压， S为从该电气所引出的输电线上的电流， 及z为该输电线上的特定点j和上述电气所之间的输电线常数。
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