JP2001045646A - ディジタル保護継電器 - Google Patents
ディジタル保護継電器Info
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- JP2001045646A JP2001045646A JP11213194A JP21319499A JP2001045646A JP 2001045646 A JP2001045646 A JP 2001045646A JP 11213194 A JP11213194 A JP 11213194A JP 21319499 A JP21319499 A JP 21319499A JP 2001045646 A JP2001045646 A JP 2001045646A
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- protection relay
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- time reference
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
- H01H47/02—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/006—Calibration or setting of parameters
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 時刻基準信号の入力回路を調整しなくてもよ
いようにし、かつ部品点数を少なくする。 【解決手段】 時刻基準信号Ｔ１を外部入力絶縁手段１
にて入力し、全波整流手段２及び平滑化手段３を介して
波形Ｔ３としたものをＡ／Ｄ変換器４にて変換し、この
変換して得た値をＣＰＵ６上のソフトウェアで、ある一
定の閾値との比較により、ＨレベルとＬレベルの判別を
行なう。この際ＬレベルからＨレベルに変わった時を基
準としてＨレベルの継続時間により符号「０」，
「１」，「Ｐ」を夫々識別して時刻コードを得るように
した。
いようにし、かつ部品点数を少なくする。 【解決手段】 時刻基準信号Ｔ１を外部入力絶縁手段１
にて入力し、全波整流手段２及び平滑化手段３を介して
波形Ｔ３としたものをＡ／Ｄ変換器４にて変換し、この
変換して得た値をＣＰＵ６上のソフトウェアで、ある一
定の閾値との比較により、ＨレベルとＬレベルの判別を
行なう。この際ＬレベルからＨレベルに変わった時を基
準としてＨレベルの継続時間により符号「０」，
「１」，「Ｐ」を夫々識別して時刻コードを得るように
した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はディジタル保護継電
器における時刻基準信号のデコードに関する。
器における時刻基準信号のデコードに関する。
【０００２】
【従来の技術】ディジタル保護継電器では、電力系統の
状態変化を検出し、遮断器をトリップさせるかどうかを
判断すると共に、その状態変化の情報に正確な発生時刻
をつけて記録する目的から、ディジタル保護継電器の外
部から時刻基準信号を導入し、内部時計の時刻同期を取
っている。
状態変化を検出し、遮断器をトリップさせるかどうかを
判断すると共に、その状態変化の情報に正確な発生時刻
をつけて記録する目的から、ディジタル保護継電器の外
部から時刻基準信号を導入し、内部時計の時刻同期を取
っている。
【０００３】その時刻基準信号の一例として、ＩＲＩＧ
信号がある。ＩＲＩＧ信号はシリアルコードで時刻デー
タを送り、キャリアの立ち上がりとフレームの先頭のタ
イミングで精密な時刻の更新タイミングを伝達する。Ｉ
ＲＩＧ信号は振幅変調信号であり、振幅の大きい時と振
幅の小さい時のレベル比は３．３：１と規定されている
が、具体的な電圧レベルや波形の定義はない。
信号がある。ＩＲＩＧ信号はシリアルコードで時刻デー
タを送り、キャリアの立ち上がりとフレームの先頭のタ
イミングで精密な時刻の更新タイミングを伝達する。Ｉ
ＲＩＧ信号は振幅変調信号であり、振幅の大きい時と振
幅の小さい時のレベル比は３．３：１と規定されている
が、具体的な電圧レベルや波形の定義はない。
【０００４】ここでは、振幅が大きい時の波形をＶＨ、
小さい時の波形をＶＬと呼ぶ。ＶＬからＶＨに変わった
ときを基準にしてＶＨとＶＬの継続時間比率が５：５の
とき「１」を、２：８のとき「０」を表す。８：２のと
きは時刻フレームの基準となるマーカー符号「Ｐ」を表
し、「Ｐ」が２回続いたとき時刻フレームの先頭とな
る。
小さい時の波形をＶＬと呼ぶ。ＶＬからＶＨに変わった
ときを基準にしてＶＨとＶＬの継続時間比率が５：５の
とき「１」を、２：８のとき「０」を表す。８：２のと
きは時刻フレームの基準となるマーカー符号「Ｐ」を表
し、「Ｐ」が２回続いたとき時刻フレームの先頭とな
る。
【０００５】ＩＲＩＧ信号には時刻スケールによってい
くつかの種類があるが、キャリア信号１ｋＨｚ、時刻フ
レーム１秒のＩＲＩＧ−Ｂ信号が比較的広く使用されて
いる。図６はＩＲＩＧ−Ｂの信号の符号「０」の波形イ
メージ、図７は符号「１」の波形イメージ、図８は符号
「Ｐ」の波形イメージである。
くつかの種類があるが、キャリア信号１ｋＨｚ、時刻フ
レーム１秒のＩＲＩＧ−Ｂ信号が比較的広く使用されて
いる。図６はＩＲＩＧ−Ｂの信号の符号「０」の波形イ
メージ、図７は符号「１」の波形イメージ、図８は符号
「Ｐ」の波形イメージである。
【０００６】以上により、ＩＲＩＧ信号から時刻データ
をデコードするためにはＶＨとＶＬのレベル判定を行な
い、ＶＨもしくはＶＬの継続時間から「０」／「１」の
バイナリデータを判別・抽出する必要がある。
をデコードするためにはＶＨとＶＬのレベル判定を行な
い、ＶＨもしくはＶＬの継続時間から「０」／「１」の
バイナリデータを判別・抽出する必要がある。
【０００７】図９は従来のディジタル保護継電器におけ
るＩＲＩＧ信号取り込みからデコードまでのブロック図
であり、図１０は図９におけるＴ１からＴ６までの信号
の関係図である。ＩＲＩＧ信号Ｔ１を外部入力絶縁手段
１で受け、全波整流手段２を通すことで波形Ｔ２が得ら
れる。
るＩＲＩＧ信号取り込みからデコードまでのブロック図
であり、図１０は図９におけるＴ１からＴ６までの信号
の関係図である。ＩＲＩＧ信号Ｔ１を外部入力絶縁手段
１で受け、全波整流手段２を通すことで波形Ｔ２が得ら
れる。
【０００８】Ｔ２を平滑化手段３で平滑化したＴ３を比
較器９１によりＴ３を２値化し（Ｔ４）、Ｔ４の立ち上
がりでタイマー９３をリセットしてスタートさせ、Ｔ４
の立ち下がりでタイマー９３をストップさせることによ
りＨレベル時の継続時間を測定することができ、符号判
別器９４によりタイマー値の大きさから「１」符号，
「０」符号，「Ｐ」符号の判別ができる。
較器９１によりＴ３を２値化し（Ｔ４）、Ｔ４の立ち上
がりでタイマー９３をリセットしてスタートさせ、Ｔ４
の立ち下がりでタイマー９３をストップさせることによ
りＨレベル時の継続時間を測定することができ、符号判
別器９４によりタイマー値の大きさから「１」符号，
「０」符号，「Ｐ」符号の判別ができる。
【０００９】その結果はメモリ５にストアし、ＣＰＵ６
上のソフトウェアにて時刻に変換する。「Ｐ」符号が２
回続いたときを時刻フレームの先頭として、時刻にタイ
ミングする各符号の重みは決まっており、一意に変換で
きる。
上のソフトウェアにて時刻に変換する。「Ｐ」符号が２
回続いたときを時刻フレームの先頭として、時刻にタイ
ミングする各符号の重みは決まっており、一意に変換で
きる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来装置の場
合、比較器の閾電圧はディジタル保護継電器の製造時に
可変抵抗で調整しなくてはならないために工数がかかる
こと、又、デコードのために多くの電子部品が必要でコ
ストが高いこと等の課題がある。
合、比較器の閾電圧はディジタル保護継電器の製造時に
可変抵抗で調整しなくてはならないために工数がかかる
こと、又、デコードのために多くの電子部品が必要でコ
ストが高いこと等の課題がある。
【００１１】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、時刻基準信号の入力回路の調整レスを実
現し、かつ、電子部品点数を削減してコスト低減を図る
ことの可能なディジタル保護継電器を提供することを目
的としている。
たものであり、時刻基準信号の入力回路の調整レスを実
現し、かつ、電子部品点数を削減してコスト低減を図る
ことの可能なディジタル保護継電器を提供することを目
的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】［請求項１］に係るディ
ジタル保護継電器は、時刻基準信号をＡ／Ｄ変換した値
をＣＰＵ上のソフトウェアである一定の閾値との比較に
より、ＨレベルとＬレベルの判別を行ない、Ｌレベルか
らＨレベルに変わった時を基準としてＨレベルの継続時
間により符号「０」，「１」，「Ｐ」を夫々識別して時
刻コードを得るようにしたものである。この手段によれ
ば、比較器，タイマー，タイマー値判定回路が不要とな
り、比較器の電圧調整も不要となる。
ジタル保護継電器は、時刻基準信号をＡ／Ｄ変換した値
をＣＰＵ上のソフトウェアである一定の閾値との比較に
より、ＨレベルとＬレベルの判別を行ない、Ｌレベルか
らＨレベルに変わった時を基準としてＨレベルの継続時
間により符号「０」，「１」，「Ｐ」を夫々識別して時
刻コードを得るようにしたものである。この手段によれ
ば、比較器，タイマー，タイマー値判定回路が不要とな
り、比較器の電圧調整も不要となる。
【００１３】［請求項２］に係るディジタル保護継電器
は、［請求項１］において、保護リレー演算に使用する
Ａ／Ｄ変換手段及びＣＰＵを用いて時刻基準信号のＡ／
Ｄ変換と時刻コードへのデコードを行なうようにしたも
のである。この手段によれば、新規に必要となるハード
ウェアをなくすことができ、ハードウェアにかかるコス
トを削減できる。
は、［請求項１］において、保護リレー演算に使用する
Ａ／Ｄ変換手段及びＣＰＵを用いて時刻基準信号のＡ／
Ｄ変換と時刻コードへのデコードを行なうようにしたも
のである。この手段によれば、新規に必要となるハード
ウェアをなくすことができ、ハードウェアにかかるコス
トを削減できる。
【００１４】［請求項３］に係るディジタル保護継電器
は、［請求項１］又は［請求項２］において、時刻基準
信号をＡ／Ｄ変換したデータからＣＰＵ上のソフトウェ
アでピーク値を算出し、そのピーク値にしたがってＶＨ
とＶＬの閾値を決定し、その閾値によってＨレベルとＬ
レベルの判定を行ない、ＬレベルからＨレベルに変わっ
た時を基準としてＨレベルの継続時間により夫々符号
「０」，「１」，「Ｐ」を識別して時刻コードを得るよ
うにしたものである。
は、［請求項１］又は［請求項２］において、時刻基準
信号をＡ／Ｄ変換したデータからＣＰＵ上のソフトウェ
アでピーク値を算出し、そのピーク値にしたがってＶＨ
とＶＬの閾値を決定し、その閾値によってＨレベルとＬ
レベルの判定を行ない、ＬレベルからＨレベルに変わっ
た時を基準としてＨレベルの継続時間により夫々符号
「０」，「１」，「Ｐ」を識別して時刻コードを得るよ
うにしたものである。
【００１５】図１に示す時刻基準信号の入力回路では、
時刻基準信号の電圧レベルが上昇するとＶＬ時における
平滑化手段３の出力電圧も上昇してくるので、Ｈレベル
とＬレベルを分けるための閾値が一定の場合は、入力可
能な時刻基準信号の電圧が制限される。この手段によれ
ば、時刻基準信号の電圧が高い時に閾値を大きくとり、
電圧が低い時に閾値を小さくとることができ、デコード
可能な時刻基準信号の電圧範囲を広げることができる。
時刻基準信号の電圧レベルが上昇するとＶＬ時における
平滑化手段３の出力電圧も上昇してくるので、Ｈレベル
とＬレベルを分けるための閾値が一定の場合は、入力可
能な時刻基準信号の電圧が制限される。この手段によれ
ば、時刻基準信号の電圧が高い時に閾値を大きくとり、
電圧が低い時に閾値を小さくとることができ、デコード
可能な時刻基準信号の電圧範囲を広げることができる。
【００１６】［請求項４］に係るディジタル保護継電器
は、［請求項１］又は［請求項２］又は［請求項３］に
おいて、時刻基準信号をＡ／Ｄ変換したデータからＣＰ
Ｕ上のソフトウェアでピーク値を算出し、そのピーク値
にしたがってＶＨとＶＬの閾値を決定し、その閾値によ
ってＨレベルとＬレベルの判定を行ない、Ｌレベルから
Ｈレベルに変わった時を基準としてＨレベルの継続時間
により夫々符号「０」，「１」，「Ｐ」を識別して時刻
コードを得るようにしたディジタル保護継電器におい
て、時刻基準信号のキャリア周波数に対して、非同期な
サンプリング周波数で時刻基準信号をＡ／Ｄ変換するこ
とにより、ピーク値を算出するようにしたものである。
は、［請求項１］又は［請求項２］又は［請求項３］に
おいて、時刻基準信号をＡ／Ｄ変換したデータからＣＰ
Ｕ上のソフトウェアでピーク値を算出し、そのピーク値
にしたがってＶＨとＶＬの閾値を決定し、その閾値によ
ってＨレベルとＬレベルの判定を行ない、Ｌレベルから
Ｈレベルに変わった時を基準としてＨレベルの継続時間
により夫々符号「０」，「１」，「Ｐ」を識別して時刻
コードを得るようにしたディジタル保護継電器におい
て、時刻基準信号のキャリア周波数に対して、非同期な
サンプリング周波数で時刻基準信号をＡ／Ｄ変換するこ
とにより、ピーク値を算出するようにしたものである。
【００１７】時刻基準信号のキャリア周波数とサンプリ
ング周波数の最大公約数が大きいとサンプリング角が広
くなってしまい、時刻基準信号のピーク値が精度よく検
出できない場合があるが、この手段によれば、その場合
にもピーク値付近をサンプリングできるようにサンプリ
ング位相がずれていくので、閾値を適切に設定すること
ができ、時刻コードのデコードの余裕度が向上する。
ング周波数の最大公約数が大きいとサンプリング角が広
くなってしまい、時刻基準信号のピーク値が精度よく検
出できない場合があるが、この手段によれば、その場合
にもピーク値付近をサンプリングできるようにサンプリ
ング位相がずれていくので、閾値を適切に設定すること
ができ、時刻コードのデコードの余裕度が向上する。
【００１８】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）（［請求項
１］に対応） 図１は［請求項１］の実施の形態を示すディジタル保護
継電器の時刻基準信号デコード部で、図２は図１におけ
るＴ１からＴ３までの信号の関係図である。なお、図１
において、図９と同一機能部分については同一符号を付
して説明を省略する。本実施の形態において図９との差
異は、比較器９１，エッジトリガ９２，タイマー９３，
符号判別器９４を省略し、平滑化手段３とメモリ５との
間にＡ／Ｄ変換器４を設けたことである。
１］に対応） 図１は［請求項１］の実施の形態を示すディジタル保護
継電器の時刻基準信号デコード部で、図２は図１におけ
るＴ１からＴ３までの信号の関係図である。なお、図１
において、図９と同一機能部分については同一符号を付
して説明を省略する。本実施の形態において図９との差
異は、比較器９１，エッジトリガ９２，タイマー９３，
符号判別器９４を省略し、平滑化手段３とメモリ５との
間にＡ／Ｄ変換器４を設けたことである。
【００１９】時刻基準信号はＩＲＩＧ−Ｂを想定する。
ＩＲＩＧ−Ｂ信号（Ｔ１）を外部入力絶縁手段１で受
け、全波整流手段２にて全波整流すると波形Ｔ２とな
り、平滑化手段３を通すことでＴ３のようにＩＲＩＧ−
Ｂ信号の振幅が大きい時の出力を一定値以上に保つこと
ができる。平滑化手段３の出力を２８８０Ｈｚサンプリ
ングでＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換値はメモリ５を介し
てＣＰＵ６に渡され、ＣＰＵ６上のソフトウェアにて処
理される。
ＩＲＩＧ−Ｂ信号（Ｔ１）を外部入力絶縁手段１で受
け、全波整流手段２にて全波整流すると波形Ｔ２とな
り、平滑化手段３を通すことでＴ３のようにＩＲＩＧ−
Ｂ信号の振幅が大きい時の出力を一定値以上に保つこと
ができる。平滑化手段３の出力を２８８０Ｈｚサンプリ
ングでＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換値はメモリ５を介し
てＣＰＵ６に渡され、ＣＰＵ６上のソフトウェアにて処
理される。
【００２０】図３はソフトウェア処理のフローチャート
である。Ａ／Ｄ変換値がある一定の閾値より大きい時Ｈ
レベル、小さい時Ｌレベルとして２値変換する（Ｓ１，
Ｓ２，Ｓ３）。閾値はＶＨ時のＡ／Ｄ変換値がＨレベ
ル、ＶＬ時のＡ／Ｄ変換値がＬレベルとなるように選定
する。
である。Ａ／Ｄ変換値がある一定の閾値より大きい時Ｈ
レベル、小さい時Ｌレベルとして２値変換する（Ｓ１，
Ｓ２，Ｓ３）。閾値はＶＨ時のＡ／Ｄ変換値がＨレベ
ル、ＶＬ時のＡ／Ｄ変換値がＬレベルとなるように選定
する。
【００２１】２８８０ＨｚサンプリングでＡ／Ｄ変換す
ると、１符号１０ｍｓは２８．８サンプルとなり、Ｌレ
ベルからＨレベルに変わった時を基準にデータを区切る
と２８もしくは２９サンプルが得られる（Ｓ４，Ｓ
６）。ここで、各符号における２８．８サンプリングの
うち閾レベルより大きいＨレベルのデータの数は次のよ
うになる。
ると、１符号１０ｍｓは２８．８サンプルとなり、Ｌレ
ベルからＨレベルに変わった時を基準にデータを区切る
と２８もしくは２９サンプルが得られる（Ｓ４，Ｓ
６）。ここで、各符号における２８．８サンプリングの
うち閾レベルより大きいＨレベルのデータの数は次のよ
うになる。
【００２２】 符号「０」：２ｍｓ／１０ｍｓ×２８．８サンプル＝
５．７６サンプル。 符号「１」：５ｍｓ／１０ｍｓ×２８．８サンプル＝１
４．４サンプル。 符号「Ｐ」：８ｍｓ／１０ｍｓ×２８．８サンプル＝２
３．０４サンプル。
５．７６サンプル。 符号「１」：５ｍｓ／１０ｍｓ×２８．８サンプル＝１
４．４サンプル。 符号「Ｐ」：８ｍｓ／１０ｍｓ×２８．８サンプル＝２
３．０４サンプル。
【００２３】したがって、Ｈレベルのデータ数が５ある
いは６であれば符号「０」、１４あるいは１５であれば
符号「１」、２２から２４であれば符号「Ｐ」であると
いうように符号のデコードができる（Ｓ９）。その後、
従来の形態と同様に時刻コードへの変換をすればよい。
本実施の形態によれば、製造時にハードウェア部分の調
整をする必要がなくなる。
いは６であれば符号「０」、１４あるいは１５であれば
符号「１」、２２から２４であれば符号「Ｐ」であると
いうように符号のデコードができる（Ｓ９）。その後、
従来の形態と同様に時刻コードへの変換をすればよい。
本実施の形態によれば、製造時にハードウェア部分の調
整をする必要がなくなる。
【００２４】（第２の実施の形態）（［請求項２］に対
応） 図４は［請求項２］の実施の形態を示すディジタル保護
継電器の時刻基準信号デコード部である。図４におい
て、図１と同一機能部分については同一符号を付して説
明を省略する。本実施の形態の構成上の特徴点は、平滑
手段３とＡ／Ｄ変換器４との間にマルチプレクサ４１を
設けたことである。
応） 図４は［請求項２］の実施の形態を示すディジタル保護
継電器の時刻基準信号デコード部である。図４におい
て、図１と同一機能部分については同一符号を付して説
明を省略する。本実施の形態の構成上の特徴点は、平滑
手段３とＡ／Ｄ変換器４との間にマルチプレクサ４１を
設けたことである。
【００２５】平滑化手段３の出力Ｔ３を、電力系統の電
気量を切り替えてＡ／Ｄ変換器４に入力するためのマル
チプレクサ４１に導入し、保護リレー演算用のＡ／Ｄ変
換器４を用いてＡ／Ｄ変換を行なうよう構成した。Ａ／
Ｄ変換のサンプリング周波数が高いほど、時刻の更新の
タイミング、即ち、ＶＬからＶＨへの変化を精度よく検
出することができる。たとえば、１ｋＨｚでサンプリン
グした場合、サンプリング間隔は１ｍｓであり、時刻の
更新のタイミングの検出の遅れを１ｍｓ以下にできる。
気量を切り替えてＡ／Ｄ変換器４に入力するためのマル
チプレクサ４１に導入し、保護リレー演算用のＡ／Ｄ変
換器４を用いてＡ／Ｄ変換を行なうよう構成した。Ａ／
Ｄ変換のサンプリング周波数が高いほど、時刻の更新の
タイミング、即ち、ＶＬからＶＨへの変化を精度よく検
出することができる。たとえば、１ｋＨｚでサンプリン
グした場合、サンプリング間隔は１ｍｓであり、時刻の
更新のタイミングの検出の遅れを１ｍｓ以下にできる。
【００２６】ディジタル保護継電器では最低でも系統周
波数の１２倍、即ち、６００Ｈｚ又は７２０Ｈｚ以上の
サンプリング周波数で系統電気量をＡ／Ｄ変換してお
り、時刻同期精度上十分実用となるサンプリング周波数
を有している。本実施の形態によれば、マルチプレクサ
４１の空きチャンネルに時刻基準信号を導入すること
で、時刻基準信号をデコードするために新規に必要とな
るハードウェアをなくすことができる。
波数の１２倍、即ち、６００Ｈｚ又は７２０Ｈｚ以上の
サンプリング周波数で系統電気量をＡ／Ｄ変換してお
り、時刻同期精度上十分実用となるサンプリング周波数
を有している。本実施の形態によれば、マルチプレクサ
４１の空きチャンネルに時刻基準信号を導入すること
で、時刻基準信号をデコードするために新規に必要とな
るハードウェアをなくすことができる。
【００２７】（第３の実施の形態）（［請求項３］に対
応） 本発明の第３の実施の形態は、第１又は第２の実施の形
態においてＨｉｇｈ／Ｌｏｗレベルを分けるための閾値
を求めるために、Ａ／Ｄ変換された時刻基準信号の最大
値を算出するようにしたものである。図５は閾値算出処
理のフローチャートである。
応） 本発明の第３の実施の形態は、第１又は第２の実施の形
態においてＨｉｇｈ／Ｌｏｗレベルを分けるための閾値
を求めるために、Ａ／Ｄ変換された時刻基準信号の最大
値を算出するようにしたものである。図５は閾値算出処
理のフローチャートである。
【００２８】ＩＲＩＧ−Ｂ信号を全波整流した後の波形
は１ｋＨｚ×２＝２ｋＨｚ相当の信号である。これを２
８８０Ｈｚでサンプリングした時、サンプリング角は２
５０°となる。３６０°との最大公約数が１０°で、最
小公倍数の９０００°（３６サンプル）確保すればサン
プリング角１０°相当のデータが得られるので、最大値
検出の単位サンプリング数は３６サンプルとする。
は１ｋＨｚ×２＝２ｋＨｚ相当の信号である。これを２
８８０Ｈｚでサンプリングした時、サンプリング角は２
５０°となる。３６０°との最大公約数が１０°で、最
小公倍数の９０００°（３６サンプル）確保すればサン
プリング角１０°相当のデータが得られるので、最大値
検出の単位サンプリング数は３６サンプルとする。
【００２９】又、ＩＲＩＧ−Ｂの時刻コードフォーマッ
トの後半はほとんどビット「０」であり、このビットフ
レームあたり（１０ｍｓ）のｈｉｇｈレベルの信号は２
０％しかない。したがって１０°相当のサンプリングを
目指した場合、３６サンプルの少なくとも５倍（１８０
サンプル）は必要である。
トの後半はほとんどビット「０」であり、このビットフ
レームあたり（１０ｍｓ）のｈｉｇｈレベルの信号は２
０％しかない。したがって１０°相当のサンプリングを
目指した場合、３６サンプルの少なくとも５倍（１８０
サンプル）は必要である。
【００３０】しかし１０ｍｓビットフレームと３６サン
プル（１２．５ｍｓ）の最小公倍数は５０ｍｓで、サン
プル数にして１４４サンプルである。したがって１８０
サンプル取っても内２０％はＨｉｇｈレベルの信号を取
れない。これによりサンプリングで得られた最大値と実
際のピーク値との位相ずれ±１５°に広がる可能性があ
る。
プル（１２．５ｍｓ）の最小公倍数は５０ｍｓで、サン
プル数にして１４４サンプルである。したがって１８０
サンプル取っても内２０％はＨｉｇｈレベルの信号を取
れない。これによりサンプリングで得られた最大値と実
際のピーク値との位相ずれ±１５°に広がる可能性があ
る。
【００３１】最大値位置からのサンプリング位相ずれに
よる影響は、サンプリング波形をピーク値を振幅とする
２ｋＨｚの正弦波とみなしても、ｃｏｓ（１５°）−１
＝−３．４％となる。最大値検出のサンプリング数を３
６サンプル×１６＝５７６サンプル（２００ｍｓ）、そ
の５セット（１秒）の平均を最大値とすれば、最大値の
変動を±１．７％に抑えることができる（Ｓ３７）。
よる影響は、サンプリング波形をピーク値を振幅とする
２ｋＨｚの正弦波とみなしても、ｃｏｓ（１５°）−１
＝−３．４％となる。最大値検出のサンプリング数を３
６サンプル×１６＝５７６サンプル（２００ｍｓ）、そ
の５セット（１秒）の平均を最大値とすれば、最大値の
変動を±１．７％に抑えることができる（Ｓ３７）。
【００３２】算出した最大値にしたがって閾値を選定す
るが、全波整流手段２や平滑化手段３の特性を考慮して
Ｈレベル側とＬレベル側双方に十分なレベルマージンが
とれるような最大値と閾値の比率を決める。ここでは最
大値の５０％を閾値として（Ｓ３８）、第１の実施の形
態と同様に閾値以上のＡ／Ｄ変換値をＨレベル、それ以
下のＡ／Ｄ変換値をＬレベルと判定する。
るが、全波整流手段２や平滑化手段３の特性を考慮して
Ｈレベル側とＬレベル側双方に十分なレベルマージンが
とれるような最大値と閾値の比率を決める。ここでは最
大値の５０％を閾値として（Ｓ３８）、第１の実施の形
態と同様に閾値以上のＡ／Ｄ変換値をＨレベル、それ以
下のＡ／Ｄ変換値をＬレベルと判定する。
【００３３】２８８０Ｈｚサンプリングにおいて、１符
号１０ｍｓは２８．８サンプルとなり、ＬレベルからＨ
レベルに変わった時を基準にデータを区切ると２８もし
くは２９サンプルが得られ、第１の実施の形態と同様に
Ｈレベルのサンプルの数により符号を判断し、従来の形
態と同様に時刻コードへの変換をすればよい。本実施の
形態によれば、時刻基準信号の電圧レベルに応じたレベ
ル判定ができるので、時刻基準信号の入力電圧範囲を広
げることができる。
号１０ｍｓは２８．８サンプルとなり、ＬレベルからＨ
レベルに変わった時を基準にデータを区切ると２８もし
くは２９サンプルが得られ、第１の実施の形態と同様に
Ｈレベルのサンプルの数により符号を判断し、従来の形
態と同様に時刻コードへの変換をすればよい。本実施の
形態によれば、時刻基準信号の電圧レベルに応じたレベ
ル判定ができるので、時刻基準信号の入力電圧範囲を広
げることができる。
【００３４】（第４の実施の形態）（［請求項４］に対
応） 本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態におい
て、時刻基準信号のキャリア周波数に対して非同期なサ
ンプリング周波数にて時刻基準信号をＡ／Ｄ変換し、時
刻基準信号の電圧の最大値をより正確に算出できるよう
にしたものである。
応） 本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態におい
て、時刻基準信号のキャリア周波数に対して非同期なサ
ンプリング周波数にて時刻基準信号をＡ／Ｄ変換し、時
刻基準信号の電圧の最大値をより正確に算出できるよう
にしたものである。
【００３５】サンプリング周波数が２４００Ｈｚの場
合、２ｋＨｚ相当の信号をサンプリングした時、サンプ
リング角は３００°になり、６サンプル以上いくらサン
プリングしても６０°相当のサンプリングデータにしか
ならない。これによる最大値位置からのサンプリング位
相ずれによる影響は、サンプリング波形をピーク値を振
幅とする２ｋＨｚの正弦波とみなすと、ｃｏｓ（３０
°）−１＝−１３．４％となる。
合、２ｋＨｚ相当の信号をサンプリングした時、サンプ
リング角は３００°になり、６サンプル以上いくらサン
プリングしても６０°相当のサンプリングデータにしか
ならない。これによる最大値位置からのサンプリング位
相ずれによる影響は、サンプリング波形をピーク値を振
幅とする２ｋＨｚの正弦波とみなすと、ｃｏｓ（３０
°）−１＝−１３．４％となる。
【００３６】ここで、サンプリング周波数が２４００Ｈ
ｚからずれれば、最大値がより正確に検出できることに
なる。例えば、８０ｐｐｍずらして２４００．１９２Ｈ
ｚにすると０．５秒間で４０μｓずれるので、２ｋＨｚ
の電気角で約２９度スリップさせることができる。した
がって、サンプリングタイミングによって電圧の最大値
付近のＡ／Ｄ変換値が得られない場合でも、０．５秒間
のサンプルについてサーチすれば十分に最大値に近い値
を得ることができる。
ｚからずれれば、最大値がより正確に検出できることに
なる。例えば、８０ｐｐｍずらして２４００．１９２Ｈ
ｚにすると０．５秒間で４０μｓずれるので、２ｋＨｚ
の電気角で約２９度スリップさせることができる。した
がって、サンプリングタイミングによって電圧の最大値
付近のＡ／Ｄ変換値が得られない場合でも、０．５秒間
のサンプルについてサーチすれば十分に最大値に近い値
を得ることができる。
【００３７】又、第１の実施の形態で説明したサンプリ
ング周波数２８８０Ｈｚなどの、時刻同期信号のサンプ
リング位相が１０度相当という十分細かい間隔で取れる
サンプリング周波数を選んでもよい。時刻同期信号のキ
ャリア周波数の２倍に対するサンプリング角が３６０に
対して十分小さい最大公約数を持てば、Ａ／Ｄ変換値の
最大値と実際の時刻同期信号の最大値の誤差は小さくな
る。本実施の形態によれば、時刻基準信号の入力レベル
の検出誤差が小さくなるので、時刻基準信号の振幅レベ
ル判定処理手段において適切な閾値を設定することがで
き、時刻基準信号のデコードの余裕度が向上する。
ング周波数２８８０Ｈｚなどの、時刻同期信号のサンプ
リング位相が１０度相当という十分細かい間隔で取れる
サンプリング周波数を選んでもよい。時刻同期信号のキ
ャリア周波数の２倍に対するサンプリング角が３６０に
対して十分小さい最大公約数を持てば、Ａ／Ｄ変換値の
最大値と実際の時刻同期信号の最大値の誤差は小さくな
る。本実施の形態によれば、時刻基準信号の入力レベル
の検出誤差が小さくなるので、時刻基準信号の振幅レベ
ル判定処理手段において適切な閾値を設定することがで
き、時刻基準信号のデコードの余裕度が向上する。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば時
刻基準信号の入力回路の調整レスを実現でき、かつ電子
部品点数を削減してコスト低減を図ることができる。
刻基準信号の入力回路の調整レスを実現でき、かつ電子
部品点数を削減してコスト低減を図ることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すディジタル保
護継電器の時刻基準信号デコード部。
護継電器の時刻基準信号デコード部。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示すディジタル保
護継電器における時刻基準信号取り込みからＡ／Ｄ変換
前までの信号関係図。
護継電器における時刻基準信号取り込みからＡ／Ｄ変換
前までの信号関係図。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示すディジタル保
護継電器のソフトウェア処理のフローチャート。
護継電器のソフトウェア処理のフローチャート。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示すディジタル保
護継電器の時刻基準信号デコード部。
護継電器の時刻基準信号デコード部。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示すディジタル保
護継電器のソフトウェア処理のフローチャート。
護継電器のソフトウェア処理のフローチャート。
【図６】ＩＲＩＧ−Ｂ信号の符号「０」の波形イメー
ジ。
ジ。
【図７】ＩＲＩＧ−Ｂ信号の符号「１」の波形イメー
ジ。
ジ。
【図８】ＩＲＩＧ−Ｂ信号の符号「Ｐ」の波形イメー
ジ。
ジ。
【図９】従来のディジタル保護継電器における時刻基準
信号取り込みからデコードまでのブロック図。
信号取り込みからデコードまでのブロック図。
【図１０】従来のディジタル保護継電器における時刻基
準信号取り込みからデコードまでの信号関係図。
準信号取り込みからデコードまでの信号関係図。
１ 外部入力絶縁手段 ２ 全波整流手段 ３ 平滑化手段 ４ Ａ／Ｄ変換器 ５ メモリ ６ ＣＰＵ ４１ マルチプレクサ ９１ 比較器 ９２ エッジトリガ ９３ タイマー ９４ 符号判別器
Claims (4)
- 【請求項１】 系統電気量をディジタル値に変換して求
められるリレー判定量に基づいてトリップリレーを動作
させるための動作判定又は不動作判定を行なう保護リレ
ー演算処理手段と、時刻基準信号を導入してディジタル
保護継電器自身の時計を外部基準時刻に同期させる時刻
同期手段を具備するディジタル保護継電器において、前
記時刻同期手段は時刻基準信号を少なくとも２ビット以
上の分解能でＡ／Ｄ変換し、変換後のディジタル値に対
して時刻基準信号の振幅の大小判定を行なうことにより
時刻コードをデコードすることを特徴とするディジタル
保護継電器。 - 【請求項２】 請求項１記載のディジタル保護継電器に
おいて、前記時刻基準信号をディジタル量に変換するＡ
／Ｄ変換手段として、系統電力を取り込んで保護リレー
演算に使用するＡ／Ｄ変換手段を共用することを特徴と
するディジタル保護継電器。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載のディジタル
保護継電器において、前記時刻基準信号の入力電圧レベ
ルに応じて振幅レベル判定処理手段のレベル閾値を変え
ることを特徴とするディジタル保護継電器。 - 【請求項４】 請求項１又は請求項２又は請求項３記載
のディジタル保護継電器において、前記時刻基準信号を
Ａ／Ｄ変換する際のサンプリング周波数として、時刻基
準信号のキャリア周波数に対して非同期なサンプリング
周波数を選択することを特徴とするディジタル保護継電
器。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11213194A JP2001045646A (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | ディジタル保護継電器 |
| KR10-2000-0042465A KR100382659B1 (ko) | 1999-07-28 | 2000-07-24 | 디지털 보호 계전기 |
| DE10036698.8A DE10036698B4 (de) | 1999-07-28 | 2000-07-27 | Digitales Schutzrelais |
| CNB001211366A CN1191666C (zh) | 1999-07-28 | 2000-07-27 | 数字保护继电器 |
| US09/628,305 US6714148B1 (en) | 1999-07-28 | 2000-07-28 | Digital protective relay |
| SE0002784A SE519696C2 (sv) | 1999-07-28 | 2000-07-28 | Digitalt skyddsrelä |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11213194A JP2001045646A (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | ディジタル保護継電器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001045646A true JP2001045646A (ja) | 2001-02-16 |
Family
ID=16635104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11213194A Pending JP2001045646A (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | ディジタル保護継電器 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6714148B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001045646A (ja) |
| KR (1) | KR100382659B1 (ja) |
| CN (1) | CN1191666C (ja) |
| DE (1) | DE10036698B4 (ja) |
| SE (1) | SE519696C2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004120964A (ja) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Toshiba Corp | 時刻同期機能付きディジタル保護継電器 |
| JP2008211937A (ja) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Mitsubishi Electric Corp | Ｉｒｉｇ信号デコード回路 |
| CN106898998A (zh) * | 2017-02-27 | 2017-06-27 | 华中科技大学 | 一种高压信号隔离的快速保护装置 |
| KR20170104305A (ko) * | 2016-03-07 | 2017-09-15 | 엘에스산전 주식회사 | 계전기 및 동기화 시스템 |
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| US7532955B2 (en) * | 2002-02-25 | 2009-05-12 | General Electric Company | Distributed protection system for power distribution systems |
| US7058482B2 (en) * | 2002-02-25 | 2006-06-06 | General Electric Company | Data sample and transmission modules for power distribution systems |
| US7636616B2 (en) * | 2003-02-25 | 2009-12-22 | General Electric Company | Protection system for power distribution systems |
| DE102005056483B3 (de) * | 2005-11-26 | 2007-01-11 | Atmel Germany Gmbh | Funkuhr und Verfahren zur Gewinnung von Zeitinformationen |
| CN101951190B (zh) * | 2010-09-08 | 2012-10-24 | 文创太阳能(福建)科技有限公司 | 可以电隔离的光伏组件 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4464698A (en) * | 1982-09-20 | 1984-08-07 | Hitachi, Ltd. | Protective relay |
| DE69027292T2 (de) * | 1990-01-16 | 1997-01-23 | Hitachi Ltd | Verfahren und System zur digitalen Signalverarbeitung. |
| JPH0522843A (ja) * | 1991-07-09 | 1993-01-29 | Mitsubishi Electric Corp | 地絡方向継電装置 |
| US5379224A (en) * | 1991-11-29 | 1995-01-03 | Navsys Corporation | GPS tracking system |
| JPH05260761A (ja) * | 1992-03-10 | 1993-10-08 | Meidensha Corp | インバータの負荷検出装置 |
| KR950023982A (ko) * | 1994-01-20 | 1995-08-21 | 조형기 | 이상전류 검출장치 |
| US5576625A (en) * | 1994-02-07 | 1996-11-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Test method and apparatus for testing a protective relay system |
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| JPH09154228A (ja) * | 1995-11-28 | 1997-06-10 | Yutaka Denki Seisakusho:Kk | 電源ライン監視装置 |
| KR200156168Y1 (ko) * | 1997-07-31 | 1999-09-01 | 이종수 | 전자식 과전류 계전기 |
| JPH11178192A (ja) * | 1997-12-11 | 1999-07-02 | Toshiba Corp | 保護継電器 |
| KR100276397B1 (ko) * | 1997-12-30 | 2001-01-15 | 권상문 | 주파수체배를 이용하여 결상보호동작을 신속화한 디지털계전기 |
| US6370483B1 (en) * | 1998-06-15 | 2002-04-09 | Robert W. Beckwith | Synchronous linear machine for protective relaying |
-
1999
- 1999-07-28 JP JP11213194A patent/JP2001045646A/ja active Pending
-
2000
- 2000-07-24 KR KR10-2000-0042465A patent/KR100382659B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-07-27 DE DE10036698.8A patent/DE10036698B4/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-07-27 CN CNB001211366A patent/CN1191666C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-07-28 SE SE0002784A patent/SE519696C2/sv not_active IP Right Cessation
- 2000-07-28 US US09/628,305 patent/US6714148B1/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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| CN1282995A (zh) | 2001-02-07 |
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| KR20010049862A (ko) | 2001-06-15 |
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| CN1191666C (zh) | 2005-03-02 |
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