JP2001251754A - Direction discriminating method - Google Patents

Direction discriminating method

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JP2001251754A JP2000061022A JP2000061022A JP2001251754A JP 2001251754 A JP2001251754 A JP 2001251754A JP 2000061022 A JP2000061022 A JP 2000061022A JP 2000061022 A JP2000061022 A JP 2000061022A JP 2001251754 A JP2001251754 A JP 2001251754A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a direction discriminating method which accurately performs direction discrimination in a short time. SOLUTION: A voltage waveform is presumed sinusoidal with the same frequency as the power source. According to the measured sampled voltage and sampled periods, a voltage waveform composed of an amplitude and a phase, by which the error between the presumed voltage waveform and a sampled voltage becomes minimum is presumed by the method of least squares, and a current waveform is similarly presumed. The direction of a short circuit and the direction of power are discriminated by the phase difference between the presumed current waveform and voltage waveform. Accordingly, voltage waveform and current waveform can be presumed from the measured values obtained without using any filter. Delays produced by a transient characteristic by a filter are prevented, and direction can be discriminated accurately in a short time.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、電力系統を事故
などから保護する保護継電器に利用されるものであり、
特に電力方向や短絡方向などを判別する方向継電器に利
用される方向判別方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used for a protective relay for protecting a power system from an accident or the like.
In particular, the present invention relates to a direction discriminating method used for a direction relay for discriminating a power direction, a short circuit direction, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は例えば「保護継電工学」(電気学
会編、オーム社、1980年発行、129頁)に示され
た従来の短絡方向継電器の位相特性を示す説明図であ
る。電力方向や短絡方向の判別では、相電流と線間電圧
とで方向判別が行われる。組み合わせ方は、電流が電圧
に対して90°進みの関係となる90°進み接続方式
(Ia〜Vab)と30°進み関係になる30°進み接
続方式(Ia〜Vac)とが多用されている。短絡方向
継電器としては、三相短絡、二相短絡を全て検出できる
ように位相特性を決定しており、90°進み接続では電
圧基準で30°進みを最大感度角に、30°進み接続で
は電圧基準で30°遅れを最大感度角に選んでいる。ま
た、電力方向継電器では、最大感度角は、力率1のとき
最大感度がとれるように設定される。また、地絡方向継
電器では、零相電流と零相電圧とで方向判別が行われ、
最大感度角は中性点接地方式に合わせて選ばれる。
2. Description of the Related Art FIG. 7 is an explanatory diagram showing the phase characteristics of a conventional short-circuit direction relay shown in, for example, "Protective Relay Engineering" (edited by the Institute of Electrical Engineers of Japan, Ohmsha, published in 1980, page 129). In the determination of the power direction or the short circuit direction, the direction is determined based on the phase current and the line voltage. As a combination method, a 90 ° lead connection method (Ia to Vab) in which the current leads by 90 ° with respect to the voltage and a 30 ° lead connection method (Ia to Vac) in which the current leads by 30 ° are frequently used. . As the short-circuit direction relay, the phase characteristics are determined so that all three-phase short-circuits and two-phase short-circuits can be detected. A 30 ° delay is selected as the maximum sensitivity angle on a standard basis. In the power directional relay, the maximum sensitivity angle is set so that the maximum sensitivity can be obtained when the power factor is 1. In the ground fault direction relay, the direction is determined based on the zero-phase current and the zero-phase voltage,
The maximum sensitivity angle is selected according to the neutral grounding method.

【0003】次に、電流と電圧との位相差を求め、位相
差から方向を判別する方法を説明する。例えば、電流と
電圧の組み合わせは90°進み接続、最大感度角は電圧
基準で30°進みを選択した場合、電流と電圧との位相
差β−αについて、VIcos(β−α−30°)の符
号で短絡方向が判別できる。VIcos(β−α−30
°)は式1で表されるので、VIsin(β−α),V
Icos(β−α)を求めれば良いことがわかる。 VIcos(β−α−30°)=VIcos(β−α)cos(30°) +VIsin(β−α)sin(30°) (式1)
[0003] Next, a method for determining a phase difference between a current and a voltage and determining a direction from the phase difference will be described. For example, when the combination of the current and the voltage is advanced by 90 ° and the maximum sensitivity angle is selected to advance by 30 ° based on the voltage, the phase difference β-α between the current and the voltage is determined by the difference of VIcos (β-α-30 °). The sign indicates the short-circuit direction. VIcos (β-α-30
°) is expressed by Equation 1, and VI sin (β−α), V
It can be seen that Icos (β-α) can be obtained. VIcos (β−α−30 °) = VIcos (β−α) cos (30 °) + VIsin (β−α) sin (30 °) (Equation 1)

【0004】「電気共同研究、第41巻 第4号 ディ
ジタルリレー、昭和61年1月発行」の45頁、第4−
1−3表に位相差演算方式の代表例が記載されており、
図8は上記代表例の一つである積形C方式の位相差演算
方式を示す説明図である。電流波形、電圧波形が電源周
波数と同じ周波数の正弦波形であると仮定して、電圧の
振幅をV、位相をα、電流の振幅をI、位相をβとする
と式2となる。但し、サンプリング周期は電気角30°
の場合である。 vm =v(t)=Vsin(ωt+α) vm-3 =v(t−90°)=Vsin(ωt+α−90°) =−Vcos(ωt+α) im =i(t)=Isin(ωt+β) im-3 =i(t−90°)=Isin(ωt+β−90°) =−Icos(ωt+β) (式2) よって、式3のように、vm ,vm-3 ,im ,im-3
らVIcos(β−α),VIsin(β−α)を求め
ることができる。 vm ・im +vm-3 ・im-3 =Vsin(ωt+α)・Isin(ωt+β) +Vcos(ωt+α)・Icos(ωt+β) =V・Icos(β−α) vm-3 ・im +vm ・im-3 =Vcos(ωt+α)・Isin(ωt+β) +Vsin(ωt+α)・Icos(ωt+β) =V・Isin(β−α) (式3)
"Electric Joint Research, Vol. 41, No. 4, Digital Relay, issued in January 1986", p.
Table 1-3 shows typical examples of the phase difference calculation method.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a phase difference calculation method of the product type C method, which is one of the representative examples. Assuming that the current waveform and the voltage waveform are sine waveforms having the same frequency as the power supply frequency, Expression 2 is obtained when the voltage amplitude is V, the phase is α, the current amplitude is I, and the phase is β. However, the sampling period is 30 electrical degrees
Is the case. v m = v (t) = Vsin (ωt + α) v m-3 = v (t-90 °) = Vsin (ωt + α-90 °) = -Vcos (ωt + α) i m = i (t) = Isin (ωt + β) i m-3 = i (t -90 °) = Isin (ωt + β-90 °) = -Icos (ωt + β) ( equation 2) Thus, as shown in equation 3, v m, v m- 3, i m, i VIcos (β−α) and VIsin (β−α) can be obtained from m−3 . v m · i m + v m -3 · i m-3 = Vsin (ωt + α) · Isin (ωt + β) + Vcos (ωt + α) · Icos (ωt + β) = V · Icos (β-α) v m-3 · i m + v m · im -3 = Vcos (ωt + α) · Isin (ωt + β) + Vsin (ωt + α) · Icos (ωt + β) = V · Isin (β−α) (Equation 3)

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の方向判別方法は
以上のように構成されているので、図1に示すように自
家用発電機2と商用系統1とを連系して使用しているよ
うな状況下で、商用系統1側での落雷などによる事故な
どが原因で、電圧低下が生じた場合、自家用発電機2側
の重要負荷を保護するために高速に連系点を解列する必
要がある。一方、自家用発電機2側の回線で事故が発生
した場合には、高速に連系点および事故回線を遮断する
と、電圧が不安定となり、最悪の場合には自家用発電機
2がダウンしてしまう可能性がある。したがって、自家
用発電機2を継続して安定運転するためには連系点を解
列すべきではない。また、事故の影響を受けて自家用発
電機2がダウンする可能性もあり、自家用発電機2がダ
ウンしても健全回線の重要負荷を継続運転するために、
連系点を解列すべきではない。そこで、事故発生時など
で商用系統1で電圧低下が生じた場合には、連系点にお
いて高速に短絡方向や電力方向を判別する必要がある。
重要負荷を継続運転するためには、事故発生後の1サイ
クル以内に連系点を解列する必要があるので、遮断器の
動作時間などを考慮すると1/4サイクル以内に方向判
別する必要がある。しかしながら、従来の方向判別方法
では電流波形および電圧波形が電源周波数と同じ周波数
の正弦波形のみであることを前提として演算を行うの
で、フィルタを使用して電流波形や電圧波形に含まれる
高調波成分や直流成分を取り除いている。このため、フ
ィルタの過渡特性による遅れを考慮する必要があり、1
/4サイクル以下の短い時間において正確な判別はでき
ないなどの課題があった。
Since the conventional direction discriminating method is configured as described above, as shown in FIG. 1, it is assumed that the private generator 2 and the commercial system 1 are interconnected and used. Under severe circumstances, if the voltage drops due to an accident such as a lightning strike on the commercial system 1 side, it is necessary to disconnect the interconnection point at high speed to protect the important load on the private generator 2 side There is. On the other hand, when an accident occurs on the line on the side of the private generator 2, if the connection point and the accident line are cut off at high speed, the voltage becomes unstable, and in the worst case, the private generator 2 goes down. there is a possibility. Therefore, the interconnection point should not be disconnected in order to continue stable operation of the private generator 2. In addition, there is a possibility that the private generator 2 may go down due to the influence of the accident, and even if the private generator 2 goes down, the important load of the healthy line is continuously operated.
The interconnection points should not be disconnected. Therefore, when a voltage drop occurs in the commercial system 1 at the time of an accident or the like, it is necessary to quickly determine the short-circuit direction and the power direction at the interconnection point.
In order to continue the operation of the important load, it is necessary to disconnect the interconnection point within one cycle after the occurrence of the accident, so it is necessary to determine the direction within one-fourth cycle considering the operation time of the breaker. is there. However, in the conventional direction determination method, since the calculation is performed on the assumption that the current waveform and the voltage waveform are only sine waveforms having the same frequency as the power supply frequency, a harmonic component included in the current waveform and the voltage waveform is filtered using a filter. And DC components are removed. For this reason, it is necessary to consider the delay due to the transient characteristics of the filter.
There has been a problem that accurate determination cannot be made in a short time of / 4 cycle or less.

【0006】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、短い時間において正確に方向判別
する方向判別方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a direction discriminating method for accurately discriminating a direction in a short time.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明に係る方向判別
方法は、電源周波数と同じ周波数の正弦波形であると仮
定した電圧波形、計測したサンプリング電圧値、および
サンプリング周期に応じて、最小二乗法により電圧波形
とサンプリング電圧値との誤差が最小となる振幅および
位相からなる電圧波形を推定する電圧波形推定工程と、
電源周波数と同じ周波数の正弦波形であると仮定した電
流波形、計測したサンプリング電流値、およびサンプリ
ング周期に応じて、最小二乗法により電流波形とサンプ
リング電流値との誤差が最小となる振幅および位相から
なる電流波形を推定する電流波形推定工程と、推定され
た電流波形と推定された電圧波形との位相差を算出する
位相差算出工程と、算出された位相差に応じて電力方向
または短絡方向を判別する方向判別工程とを備えたもの
である。
A direction discriminating method according to the present invention uses a least-squares method according to a voltage waveform assumed to be a sine waveform having the same frequency as a power supply frequency, a measured sampling voltage value, and a sampling period. A voltage waveform estimating step of estimating a voltage waveform composed of an amplitude and a phase in which an error between the voltage waveform and the sampling voltage value is minimized,
According to the current waveform assumed to be a sine waveform having the same frequency as the power supply frequency, the measured sampling current value, and the sampling period, the least square method is used to calculate the amplitude and phase that minimize the error between the current waveform and the sampling current value. A current waveform estimating step of estimating a current waveform, a phase difference calculating step of calculating a phase difference between the estimated current waveform and the estimated voltage waveform, and a power direction or a short circuit direction according to the calculated phase difference. And a direction determining step of determining.

【0008】この発明に係る方向判別方法は、電流波形
推定工程において、電流の直流分を考慮して、電源周波
数と同じ周波数の正弦波形と一定値との和であると仮定
した電流波形に応じて、電流波形を推定するようにした
ものである。
In the direction discriminating method according to the present invention, in the current waveform estimating step, taking into account the direct current component of the current, the current waveform estimating step is performed according to the current waveform assumed to be the sum of a sine waveform having the same frequency as the power supply frequency and a constant value. Thus, the current waveform is estimated.

【0009】この発明に係る方向判別方法は、電流波形
推定工程において、電流の直流分を考慮して、電源周波
数と同じ周波数の正弦波形と1次関数との和であると仮
定した電流波形に応じて、電流波形を推定するようにし
たものである。
In the direction discriminating method according to the present invention, in the current waveform estimating step, the current waveform is assumed to be a sum of a sine waveform having the same frequency as the power supply frequency and a linear function in consideration of the DC component of the current. Accordingly, the current waveform is estimated.

【0010】この発明に係る方向判別方法は、オームの
法則に基づいたインピーダンスを含む理論式、計測した
サンプリング電圧値、サンプリング電流値、およびサン
プリング周期に応じて、最小二乗法により理論式にサン
プリング電流値を代入して算出した電圧値とサンプリン
グ電圧値との誤差が最小となるインピーダンスを推定す
るインピーダンス推定工程と、推定されたインピーダン
スに応じて電力方向または短絡方向を判別する方向判別
工程とを備えたものである。
A direction discriminating method according to the present invention is based on a theoretical formula including impedance based on Ohm's law, a measured sampling voltage value, a sampling current value, and a sampling period. An impedance estimating step of estimating an impedance that minimizes an error between a voltage value calculated by substituting a value and a sampling voltage value, and a direction determining step of determining a power direction or a short-circuit direction according to the estimated impedance. It is a thing.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1による方
向判別方法を利用した事故検出装置を示す電力系統図で
あり、図において、1は商用系統、2は自家用発電機、
3は自家用発電機2と商用系統1との連系点に設けら
れ、事故の発生方向に応じてその連系点を高速解列する
事故検出装置である。図2はこの発明の実施の形態1に
よる方向判別方法を利用した方向判別装置を示す構成図
であり、図において、11は電源周波数と同じ周波数の
正弦波形であると仮定した電圧波形、計測したサンプリ
ング電圧値、およびサンプリング周期に応じて、最小二
乗法により電圧波形とサンプリング電圧値との誤差が最
小となる振幅および位相からなる電圧波形を推定する電
圧波形推定部(電圧波形推定工程)、12は電源周波数
と同じ周波数の正弦波形であると仮定した電流波形、計
測したサンプリング電流値、およびサンプリング周期に
応じて、最小二乗法により電流波形とサンプリング電流
値との誤差が最小となる振幅および位相からなる電流波
形を推定する電流波形推定部(電流波形推定工程)、1
3は電流波形推定部12によって推定された電流波形と
電圧波形推定部11によって推定された電圧波形との位
相差を算出する位相差算出部(位相差算出工程)、14
は位相差算出部13によって算出された位相差に応じて
電力方向または短絡方向を判別する方向判別部(方向判
別工程)である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a power system diagram showing an accident detection device using a direction discriminating method according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 1 is a commercial system, 2 is a private generator,
Reference numeral 3 denotes an accident detection device which is provided at an interconnection point between the private generator 2 and the commercial system 1 and which disconnects the interconnection point at high speed in accordance with the direction in which the accident occurs. FIG. 2 is a block diagram showing a direction discriminating apparatus using the direction discriminating method according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, a voltage waveform 11 is assumed to be a sine waveform having the same frequency as the power supply frequency. A voltage waveform estimating unit (voltage waveform estimating step) for estimating a voltage waveform having an amplitude and a phase that minimizes an error between the voltage waveform and the sampling voltage value according to the least square method according to the sampling voltage value and the sampling cycle; Is the amplitude and phase at which the error between the current waveform and the sampling current value is minimized by the least square method according to the current waveform assumed to be a sine waveform having the same frequency as the power supply frequency, the measured sampling current value, and the sampling period. Current waveform estimating section (current waveform estimating step) for estimating a current waveform composed of
Reference numeral 3 denotes a phase difference calculation unit (phase difference calculation step) for calculating a phase difference between the current waveform estimated by the current waveform estimation unit 12 and the voltage waveform estimated by the voltage waveform estimation unit 11;
Denotes a direction discriminating unit (direction discriminating step) for discriminating the power direction or the short-circuit direction according to the phase difference calculated by the phase difference calculating unit 13.

【0012】次に動作について説明する。まず、電圧波
形推定部11および電流波形推定部12に関して詳細に
説明する。図3は電流波形推定方法および電圧波形推定
方法を示す説明図である。図において、×は所定のサン
プリング時刻に計測されたサンプリング電圧値、・は所
定のサンプリング時刻に計測されたサンプリング電流値
であり、フィルタを使用せずに計測されたサンプリング
電圧値およびサンプリング電流値には、高調波成分が含
まれており、それら計測されたサンプリング電圧値およ
びサンプリング電流値からそのまま電流と電圧との位相
差を算出するのでは、その位相差に大きな誤差を含んで
しまう。そこで、まず、電圧波形を高調波成分が含まれ
ていない電源周波数ω0 と同じ周波数の正弦波形(v
(t)=Vsin(ω0 t+α))であると仮定する。
この仮定した電圧波形では、振幅Vおよび位相αが不特
定であるが、計測したサンプリング電圧値およびサンプ
リング周期に応じて、最小二乗法により、仮定した電圧
波形とサンプリング電圧値との誤差が最小となる振幅V
および位相αの関数(Vcosα,Vsinα)を特定
し、それら特定された関数から電圧波形を推定する。電
流波形についても同様に、電流波形を高調波成分が含ま
れていない電源周波数ω0 と同じ周波数の正弦波形(i
(t)=Isin(ω0 t+β))であると仮定し、計
測したサンプリング電流値およびサンプリング周期に応
じて、最小二乗法により、仮定した電流波形とサンプリ
ング電流値との誤差が最小となる振幅Iおよび位相βの
関数(Icosβ,Isinβ)を特定し、それら特定
された関数から電流波形を推定する。
Next, the operation will be described. First, the voltage waveform estimating unit 11 and the current waveform estimating unit 12 will be described in detail. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a current waveform estimation method and a voltage waveform estimation method. In the figure, x represents a sampling voltage value measured at a predetermined sampling time, and * represents a sampling current value measured at a predetermined sampling time, and represents a sampling voltage value and a sampling current value measured without using a filter. Contains a harmonic component, and if the phase difference between the current and the voltage is directly calculated from the measured sampling voltage value and sampling current value, the phase difference will include a large error. Therefore, first, the same frequency as the power supply frequency omega 0 is not included the voltage waveform harmonics sinusoidal waveform (v
Assume that (t) = Vsin (ω 0 t + α)).
In this assumed voltage waveform, the amplitude V and the phase α are unspecified, but the error between the assumed voltage waveform and the sampling voltage value is minimized by the least square method according to the measured sampling voltage value and sampling period. The amplitude V
And the functions (Vcosα, Vsinα) of the phase α are specified, and the voltage waveform is estimated from the specified functions. Similarly, the current waveform does not include the current waveform harmonics power frequency omega 0 and the same frequency of the sinusoidal waveform (i
(T) = Isin (ω 0 t + β)), and an amplitude at which an error between the assumed current waveform and the sampling current value is minimized by the least square method according to the measured sampling current value and sampling period. The functions (Icosβ, Isinβ) of I and phase β are specified, and the current waveform is estimated from the specified functions.

【0013】以下、電圧波形推定部11について具体的
に説明する。電圧波形を電源周波数ω0 と同じ周波数の
正弦波形で近似するために式4のようにおく。 v(t)=Vsin(ω0 t+α) (式4) 式を簡単にするため、c=Vcosα,d=Vsinα
とし、式4を式5とおきなおす。 v(t)=Vsin(ω0 t)cosα+Vcos(ω0 t)sinα =c・sin(ω0 t)+d・cos(ω0 t) (式5) k=1,・・・,nとして、計算値vtkと実測値v(t
k )の誤差s2 を式6のようにおく。
Hereinafter, the voltage waveform estimating unit 11 will be specifically described. Put as Equation 4 in order to approximate the voltage waveform at the same frequency of the sine wave power supply frequency omega 0. v (t) = Vsin (ω 0 t + α) (Equation 4) In order to simplify the equation, c = Vcosα and d = Vsinα
Equation 4 is replaced with Equation 5. v (t) = Vsin (ω 0 t) cosα + Vcos (ω 0 t) sinα = c · sin (ω 0 t) + d · cos (ω 0 t) ( Equation 5) k = 1, ···, as n, The calculated value v tk and the measured value v (t
The error s 2 of k ) is set as in Equation 6.

【数1】 誤差s2 を最小とするc,dは連立方程式7より得られ
る。
(Equation 1) C and d that minimize the error s 2 are obtained from the simultaneous equations 7.

【数2】 (Equation 2)

【0014】連立方程式7をc,dについて解くと、式
8のようにサンプリング時刻およびサンプリング電圧値
からc(=Vcosα),d(=Vsinα)を求める
関数f,gを得ることができる。よって、電圧波形推定
部11では式8の計算を実施する。 Vcosα=f(t1・・・,tn ,vt1・・・,vtn) Vsinα=g(t1・・・,tn ,vt1・・・,vtn) (式8) 実際に関数f,gを求めた結果は式9である。
When the simultaneous equations 7 are solved for c and d, functions f and g for obtaining c (= Vcosα) and d (= Vsinα) from the sampling time and the sampling voltage value can be obtained as shown in Expression 8. Therefore, the voltage waveform estimating unit 11 performs the calculation of Expression 8. Vcosα = f (t 1, ··· , t n, v t1, ···, v tn) Vsinα = g (t 1, ···, t n, v t1, ···, v tn) ( Formula 8) The result of actually obtaining the functions f and g is Expression 9.

【数3】 以上の結果、求められたc(=Vcosα),d(=V
sinα)を式5に代入することにより、式4に示した
高調波成分が含まれていない電源周波数ω0 と同じ周波
数の正弦波形であり、振幅Vおよび位相αが特定された
電圧波形を推定することができる。一方、電流波形推定
部12に関しても、電圧波形推定部11と同様の計算が
行われる。
(Equation 3) As a result, the obtained c (= Vcos α) and d (= V
By substituting sinα) into Equation 5, a voltage waveform having the same frequency as the power supply frequency ω 0 containing no harmonic component shown in Equation 4 and having the specified amplitude V and phase α is estimated. can do. On the other hand, the same calculation as that of the voltage waveform estimating unit 11 is performed for the current waveform estimating unit 12.

【0015】次に、電圧と電流との位相差算出部13に
ついて説明する。電圧と電流との位相差算出部13で
は、電流と電圧との位相差β−αに関して、電圧波形推
定部11と電流波形推定部12とで得られたVsin
α,Vcosα,Isinβ,Icosβを用いて、式
10を実行してVIsin(β−α),VIcos(β
−α)を算出する。 VIsin(β−α)=Isinβ・Vcosα−Icosβ・Vsinα VIcos(β−α)=Icosβ・Vcosα+Isinβ・Vsinα (式10) 方向判別部14では従来方式と同様に、図4の位相特性
などを利用して、VIsin(β−α),VIcos
(β−α)の算出値より短絡方向や電力方向を判別す
る。
Next, the phase difference calculator 13 for voltage and current will be described. The phase difference between the voltage and the current is calculated by the Vsin obtained by the voltage waveform estimating unit 11 and the current waveform estimating unit 12 with respect to the phase difference β-α between the current and the voltage.
Expression 10 is executed using α, Vcosα, Isinβ, and Icosβ to obtain VIsin (β−α), VIcos (β
−α) is calculated. VI sin (β−α) = I sin β · V cos α−I cos β · V sin α VI cos (β−α) = I cos β · V cos α + I sin β · V sin α VIsin (β-α), VIcos
The direction of short circuit and the direction of power are determined from the calculated value of (β−α).

【0016】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、電圧波形を電源周波数と同じ周波数の正弦波形であ
ると仮定し、計測したサンプリング電圧値およびサンプ
リング周期に応じて、最小二乗法により、仮定した電圧
波形とサンプリング電圧値との誤差が最小となる振幅お
よび位相からなる電圧波形を推定し、電流波形について
も同様に推定して、推定された電流波形と電圧波形との
位相差により短絡方向や電力方向を判別するようにした
ので、電圧波形や電流波形に高調波成分が含まれていて
も、フィルタを使用せずに計測されたサンプリング電圧
値およびサンプリング電流値から、高調波成分が含まれ
ていない電源周波数と同じ周波数の正弦波形であり、振
幅および位相が特定された電圧波形および電流波形を推
定することができ、フィルタによる過渡特性による遅れ
を考慮する必要がなく、短い時間で正確な方向判別をす
ることができる。
As described above, according to the first embodiment, the voltage waveform is assumed to be a sine waveform having the same frequency as the power supply frequency, and the least square method is used in accordance with the measured sampling voltage value and sampling period. Estimate the voltage waveform consisting of the amplitude and phase that minimizes the error between the assumed voltage waveform and the sampling voltage value, and estimate the current waveform in the same way, and calculate the phase difference between the estimated current waveform and the voltage waveform. Since the short-circuit direction and the power direction are determined, even if the voltage waveform or the current waveform contains a harmonic component, the harmonic component is determined from the sampling voltage value and the sampling current value measured without using a filter. Is the sine waveform of the same frequency as the power supply frequency that does not include the voltage and current waveforms whose amplitude and phase have been specified. It is not necessary to consider delays due to the transient characteristics of filter can be a precise direction determination in a short time.

【0017】実施の形態2.この実施の形態2は、実施
の形態1における電流波形推定部12において、電流の
直流分を考慮して、電源周波数ω0 と同じ周波数の正弦
波形と一定値との和であると仮定した電流波形に応じ
て、電流波形を推定するようにしたものである。電流波
形推定部12以外は実施の形態1と同様である。電流波
形を電源周波数ω0 と同じ周波数の正弦波形と一定値a
の和として近似するために式11のようにおく。 i(t)=Isin(ω0 t+β)+a (式11) 式を簡単にするため、c=Icosβ、d=Isinβ
とし、式11を式12とおきなおす。 i(t)=Isin(ω0 t)cosβ+Icos(ω0 t)sinβ+a =c・sin(ω0 t)+d・cos(ω0 t)+a (式12) k=1,・・・,nとして、計算値itkと実測値i(t
k )の誤差s2 を式13のようにおく。
Embodiment 2 FIG. In the second embodiment, the current waveform estimating unit 12 according to the first embodiment considers the DC component of the current and assumes that the current is a sum of a sine waveform having the same frequency as the power supply frequency ω 0 and a constant value. The current waveform is estimated according to the waveform. The configuration other than the current waveform estimating unit 12 is the same as that of the first embodiment. The current waveform is a sine waveform having the same frequency as the power supply frequency ω 0 and a constant value a.
To approximate as the sum of i (t) = I sin (ω 0 t + β) + a (Equation 11) In order to simplify the equation, c = I cos β and d = I sin β
Equation 11 is replaced with Equation 12. i (t) = I sin (ω 0 t) cos β + I cos (ω 0 t) sin β + a = c · sin (ω 0 t) + d · cos (ω 0 t) + a (Equation 12) where k = 1,... , The calculated value itk and the measured value i (t
The error s 2 of k ) is set as in Expression 13.

【数4】 誤差s2 を最小とするc,d,aは連立方程式14より
得られる。
(Equation 4) C, d, and a that minimize the error s 2 are obtained from the simultaneous equations 14.

【数5】 (Equation 5)

【0018】連立方程式14をc,d,aについて解く
と、式15のようにサンプリング時刻およびサンプリン
グ電流値からc(=Icosβ),d(=Isinβ)
を求める関数f,gを得ることができる。よって、電流
波形推定部12では式15の計算を実施する。 Icosβ=f(t1・・・,tn ,it1・・・,itn) Isinβ=g(t1・・・,tn ,it1・・・,itn) (式15) 実際に連立方程式14から関数f,gを求めた結果につ
いては、複雑な式となるので省略するが、3次連立方程
式を解くだけなので計算は容易である。
When the simultaneous equations 14 are solved for c, d, and a, c (= Icos β) and d (= Isin β) are obtained from the sampling time and the sampling current value as shown in Expression 15.
Can be obtained. Therefore, the current waveform estimating unit 12 performs the calculation of Expression 15. Icosβ = f (t 1, ··· , t n, i t1, ···, i tn) Isinβ = g (t 1, ···, t n, i t1, ···, i tn) ( Formula 15) The results of actually obtaining the functions f and g from the simultaneous equations 14 will be omitted because they are complicated equations, but calculations are easy because only the third-order simultaneous equations are solved.

【0019】以上のように、この実施の形態2によれ
ば、実施の形態1に加えて、電流の直流分を考慮して、
電流波形を電源周波数と同じ周波数の正弦波形と一定値
との和であると仮定して推定するようにしたので、電流
波形に高調波成分や直流成分が含まれていても、フィル
タを使用せずに計測されたサンプリング電流値から、高
調波成分が含まれておらず、直流成分が加味された電源
周波数と同じ周波数の正弦波形であり、振幅および位相
が特定された電流波形を推定することができ、フィルタ
による過渡特性による遅れを考慮する必要がなく、短い
時間で正確な方向判別をすることができる。
As described above, according to the second embodiment, in addition to the first embodiment, the DC component of the current is taken into consideration.
Since the current waveform is estimated assuming that it is the sum of a sine waveform of the same frequency as the power supply frequency and a constant value, use a filter even if the current waveform contains harmonic components or DC components. From the measured sampling current value, estimate a current waveform that does not include harmonic components, has a sine waveform of the same frequency as the power supply frequency with the DC component added, and whose amplitude and phase are specified. Therefore, it is not necessary to consider the delay due to the transient characteristics of the filter, and the direction can be accurately determined in a short time.

【0020】実施の形態3.この実施の形態3は、実施
の形態1における電流波形推定部12において、電流の
直流分を考慮して、電源周波数ω0 と同じ周波数の正弦
波形と1次関数との和であると仮定した電流波形に応じ
て、電流波形を推定するようにしたものである。電流波
形推定部12以外は実施の形態1と同様である。電流波
形を電源周波数ω0 と同じ周波数の正弦波形と1次関数
(at+b)の和として近似するために式16のように
おく。 i(t)=Isin(ω0 t+β)+at+b (式16) 式を簡単にするため、c=Icosβ、d=Isinβ
とし、式16を式17とおきなおす。 i(t)=Isin(ω0 t)cosβ+Icos(ω0 t)sinβ +at+b =c・sin(ω0 t)+d・cos(ω0 t)+at+b (式17) k=1,・・・,nとして、計算値itkと実測値i(t
k )の誤差s2 を式18のようにおく。
Embodiment 3 In the third embodiment, it is assumed that current waveform estimating section 12 in the first embodiment is a sum of a sine waveform having the same frequency as power supply frequency ω 0 and a linear function in consideration of the DC component of the current. The current waveform is estimated according to the current waveform. The configuration other than the current waveform estimating unit 12 is the same as that of the first embodiment. Equation 16 is used to approximate the current waveform as the sum of a sine waveform having the same frequency as the power supply frequency ω 0 and a linear function (at + b). i (t) = I sin (ω 0 t + β) + at + b (Equation 16) In order to simplify the equation, c = I cos β and d = I sin β
Equation 16 is replaced with Equation 17. i (t) = I sin (ω 0 t) cos β + I cos (ω 0 t) sin β + at + b = c · sin (ω 0 t) + d · cos (ω 0 t) + at + b (Equation 17) k = 1,..., n The calculated value itk and the actual measured value i (t
The error s 2 of k ) is set as in Expression 18.

【数6】 誤差s2 を最小とするc,d,a,bは連立方程式19
より得られる。
(Equation 6) C, d, a, and b, which minimize the error s 2 , are represented by the simultaneous equations 19
Is obtained.

【数7】 (Equation 7)

【0021】連立方程式14をc,d,a,bについて
解くと、式20のようにサンプリング時刻およびサンプ
リング電流値からc(=Icosβ)、d(=Isin
β)を求める関数f,gを得ることができる。よって、
電流波形推定部12では式20の計算を実施する。 Icosβ=f(t1・・・,tn ,it1・・・,itn) Isinβ=g(t1・・・,tn ,it1・・・,itn) (式20) 実際に連立方程式19から関数f,gを求めた結果につ
いては、複雑な式となるので省略するが、4次連立方程
式を解くだけなので計算は容易である。
When the simultaneous equations 14 are solved for c, d, a, and b, c (= Icos β) and d (= Isin) are obtained from the sampling time and the sampling current value as shown in Expression 20.
Functions f and g for determining β) can be obtained. Therefore,
The current waveform estimating unit 12 performs the calculation of Expression 20. Icosβ = f (t 1, ··· , t n, i t1, ···, i tn) Isinβ = g (t 1, ···, t n, i t1, ···, i tn) ( Formula 20) The results of actually obtaining the functions f and g from the simultaneous equations 19 will be omitted because they are complicated equations, but calculations are easy because only the fourth-order simultaneous equations are solved.

【0022】以上のように、この実施の形態3によれ
ば、実施の形態1に加えて、電流の直流分を考慮して、
電流波形を電源周波数と同じ周波数の正弦波形と1次関
数との和であると仮定して推定するようにしたので、電
流波形に高調波成分や直流成分が含まれていても、フィ
ルタを使用せずに計測されたサンプリング電流値から、
高調波成分が含まれておらず、直流成分が加味された電
源周波数と同じ周波数の正弦波形であり、振幅および位
相が特定された電流波形を推定することができ、フィル
タによる過渡特性による遅れを考慮する必要がなく、短
い時間で正確な方向判別をすることができる。
As described above, according to the third embodiment, in addition to the first embodiment, the DC component of the current is taken into consideration.
Since the current waveform is estimated assuming that it is the sum of a sine waveform of the same frequency as the power supply frequency and a linear function, a filter is used even if the current waveform contains harmonic components or DC components. From the sampling current value measured without
It is a sinusoidal waveform with the same frequency as the power supply frequency with the DC component added, without the harmonic components, and the current waveform with the specified amplitude and phase can be estimated. There is no need to consider, and accurate direction determination can be made in a short time.

【0023】実施の形態4.図5はこの発明の実施の形
態4による方向判別方法を利用した方向判別装置を示す
構成図であり、図において、21はオームの法則に基づ
いたインピーダンスを含む理論式、計測したサンプリン
グ電圧値、サンプリング電流値、およびサンプリング周
期に応じて、最小二乗法により理論式にサンプリング電
流値を代入して算出した電圧値とサンプリング電圧値と
の誤差が最小となるインピーダンスを推定するインピー
ダンス推定部(インピーダンス推定工程)、22はイン
ピーダンス推定部21によって推定されたインピーダン
スに応じて電力方向または短絡方向を判別する方向判別
部(方向判別工程)である。
Embodiment 4 FIG. 5 is a block diagram showing a direction discriminating apparatus using a direction discriminating method according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 5, reference numeral 21 denotes a theoretical equation including impedance based on Ohm's law, a measured sampling voltage value, An impedance estimating unit (impedance estimating unit) for estimating an impedance that minimizes an error between a voltage value calculated by substituting the sampling current value into a theoretical formula by the least square method according to the sampling current value and the sampling cycle and the sampling voltage value. Steps) and 22 are direction discriminating sections (direction discriminating steps) for discriminating the power direction or the short-circuit direction according to the impedance estimated by the impedance estimating section 21.

【0024】次に動作について説明する。まず、インピ
ーダンス推定部21について具体的に説明する。電流、
電圧に対して、オームの法則に基づいた式21を満たす
R,Lを求める。
Next, the operation will be described. First, the impedance estimating unit 21 will be specifically described. Current,
With respect to the voltage, R and L satisfying Expression 21 based on Ohm's law are obtained.

【数8】 式21の両辺を積分し、式22のようにおき、式21を
式23に書きなおす。
(Equation 8) Expression 21 is integrated into Expression 23, and both sides of Expression 21 are integrated, and Expression 21 is rewritten as Expression 23.

【数9】 式24におけるR・xi +L・yi は、式23における
右辺にサンプリング電流値を代入して算出した電圧積分
値の計算値であり、また、式24におけるZiは、サン
プリング電圧値を積分した電圧積分値の実測値であり、
それら計算値と実測値の誤差s2 を式24のようにお
く。
(Equation 9) R · x i + L · y i in Expression 24 is a calculated value of a voltage integral value calculated by substituting the sampling current value into the right side of Expression 23, and Z i in Expression 24 is an integral value of the sampling voltage value. Is the measured value of the integrated voltage value
An error s 2 between the calculated value and the actually measured value is set as in Expression 24.

【数10】 誤差s2 が最小となるようなR,Lは連立方程式25よ
り得られる。
(Equation 10) R and L that minimize the error s 2 are obtained from the simultaneous equations 25.

【数11】 [Equation 11]

【0025】連立方程式25よりR,Lを求めると式2
6が得られる。よって、インピーダンス推定部21では
式26の計算を実施する。上記では、式21を積分し
て、電圧積分値の計算値と実測値との誤差が最小となる
ようにR,Lを求める方法について説明したが、式21
をそのまま利用して、電圧の計算値と実測値との誤差が
最小となるようにR,Lを求めてもよい。
When R and L are obtained from the simultaneous equations 25, Equation 2 is obtained.
6 is obtained. Therefore, the impedance estimating unit 21 performs the calculation of Expression 26. In the above, the method of integrating R and L so as to minimize the error between the calculated value of the voltage integrated value and the actually measured value has been described.
May be used as it is, and R and L may be obtained such that the error between the calculated value of the voltage and the actually measured value is minimized.

【数12】 (Equation 12)

【0026】方向判別部22では、インピーダンス推定
部21で得られたR,Lの算出値から、短絡方向や電力
方向を判別する。例えば、電圧を線間電圧、電流を相電
流の差とした場合、算出インピーダンスは距離継電器の
測距インピーダンスとなり、図6のような位相特性が得
られる。従って、(Ia−Ib〜Vab),(Ib−I
c〜Vbc),(Ic−Ia〜Vca)の関係より求め
た3つのR,Lの組み合わせに関して、R,Lが共に負
となる組み合わせが1つでも存在した場合には逆方向、
R,Lが共に負となる組み合わせが存在しなかった場合
には順方向と判別するような方法が考えられる。
The direction discriminating section 22 discriminates a short circuit direction and a power direction from the calculated values of R and L obtained by the impedance estimating section 21. For example, when the voltage is the line voltage and the current is the difference between the phase currents, the calculated impedance is the distance measurement impedance of the distance relay, and the phase characteristic as shown in FIG. 6 is obtained. Therefore, (Ia-Ib to Vab), (Ib-I
c-Vbc) and (Ic-Ia-Vca), in the case of at least one combination in which both R and L are negative, in the opposite direction,
If there is no combination in which both R and L are negative, a method of determining the forward direction can be considered.

【0027】以上のように、この実施の形態4によれ
ば、オームの法則に基づいたインピーダンスを含む理論
式、計測したサンプリング電圧値、サンプリング電流
値、およびサンプリング周期に応じて、最小二乗法によ
り、理論式にサンプリング電流値を代入して算出した電
圧値とサンプリング電圧値との誤差が最小となるインピ
ーダンスを推定し、推定されたインピーダンスにより短
絡方向や電力方向を判別するようにしたので、電圧波形
や電流波形に高調波成分や直流成分が含まれていても、
フィルタを使用せずに計測されたサンプリング電圧値お
よびサンプリング電流値から、インピーダンスを推定す
ることができ、フィルタによる過渡特性による遅れを考
慮する必要がなく、短い時間で正確な方向判別をするこ
とができる。また、周波数に依存しないので、電圧波形
や電流波形に周波数変動がある場合においても適用する
ことができる。
As described above, according to the fourth embodiment, the least squares method is used according to the theoretical formula including impedance based on Ohm's law, the measured sampling voltage value, the sampling current value, and the sampling period. Since the impedance that minimizes the error between the voltage value calculated by substituting the sampling current value into the theoretical formula and the sampling voltage value is estimated, and the short-circuit direction and the power direction are determined based on the estimated impedance, the voltage Even if the waveform or current waveform contains harmonic components or DC components,
The impedance can be estimated from the sampling voltage value and sampling current value measured without using a filter, and there is no need to consider the delay due to the transient characteristics of the filter, and accurate direction discrimination can be performed in a short time. it can. In addition, since it does not depend on the frequency, the present invention can be applied even when the voltage waveform or the current waveform has a frequency variation.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、電源
周波数と同じ周波数の正弦波形であると仮定した電圧波
形、計測したサンプリング電圧値、およびサンプリング
周期に応じて、最小二乗法により電圧波形とサンプリン
グ電圧値との誤差が最小となる振幅および位相からなる
電圧波形を推定する電圧波形推定工程と、電源周波数と
同じ周波数の正弦波形であると仮定した電流波形、計測
したサンプリング電流値、およびサンプリング周期に応
じて、最小二乗法により電流波形とサンプリング電流値
との誤差が最小となる振幅および位相からなる電流波形
を推定する電流波形推定工程と、推定された電流波形と
推定された電圧波形との位相差を算出する位相差算出工
程と、算出された位相差に応じて電力方向または短絡方
向を判別する方向判別工程とを備えるように構成したの
で、電圧波形や電流波形に高調波成分が含まれていて
も、フィルタを使用せずに計測されたサンプリング電圧
値およびサンプリング電流値から、高調波成分が含まれ
ていない電源周波数と同じ周波数の正弦波形であり、振
幅および位相が特定された電圧波形および電流波形を推
定することができ、フィルタによる過渡特性による遅れ
を考慮する必要がなく、短い時間で正確な方向判別をす
ることができる効果が得られる。
As described above, according to the present invention, the voltage is determined by the least square method according to the voltage waveform assumed to be a sine waveform having the same frequency as the power supply frequency, the measured sampling voltage value, and the sampling period. A voltage waveform estimating step of estimating a voltage waveform composed of an amplitude and a phase that minimizes an error between the waveform and the sampling voltage value; a current waveform assumed to be a sine waveform having the same frequency as the power supply frequency; a measured sampling current value; A current waveform estimating step of estimating a current waveform composed of an amplitude and a phase that minimizes an error between the current waveform and the sampling current value by a least square method according to the sampling period, and an estimated current waveform and an estimated voltage A phase difference calculating step of calculating a phase difference from a waveform, and a direction of determining a power direction or a short circuit direction according to the calculated phase difference Since it is configured to include a separate process, even if the voltage waveform or the current waveform contains a harmonic component, the harmonic component is included from the sampling voltage value and the sampling current value measured without using a filter. It is a sinusoidal waveform with the same frequency as the power supply frequency that is not specified, and can estimate the voltage and current waveforms whose amplitude and phase have been specified. Thus, an effect of being able to determine a proper direction can be obtained.

【0029】この発明によれば、電流波形推定工程にお
いて、電流の直流分を考慮して、電源周波数と同じ周波
数の正弦波形と一定値との和であると仮定した電流波形
に応じて、電流波形を推定するように構成したので、電
流波形に高調波成分や直流成分が含まれていても、フィ
ルタを使用せずに計測されたサンプリング電流値から、
高調波成分が含まれておらず、直流成分が加味された電
源周波数と同じ周波数の正弦波形であり、振幅および位
相が特定された電流波形を推定することができ、フィル
タによる過渡特性による遅れを考慮する必要がなく、短
い時間で正確な方向判別をすることができる効果が得ら
れる。
According to the present invention, in the current waveform estimating step, taking into account the DC component of the current, the current waveform is determined according to the current waveform assumed to be the sum of a sine waveform having the same frequency as the power supply frequency and a constant value. Because it was configured to estimate the waveform, even if the current waveform contains harmonic components and DC components, from the sampling current value measured without using a filter,
It is a sinusoidal waveform with the same frequency as the power supply frequency with the DC component added, without the harmonic components, and the current waveform with the specified amplitude and phase can be estimated. There is no need to consider, and an effect that an accurate direction determination can be made in a short time is obtained.

【0030】この発明によれば、電流波形推定工程にお
いて、電流の直流分を考慮して、電源周波数と同じ周波
数の正弦波形と1次関数との和であると仮定した電流波
形に応じて、電流波形を推定するように構成したので、
電流波形に高調波成分や直流成分が含まれていても、フ
ィルタを使用せずに計測されたサンプリング電流値か
ら、高調波成分が含まれておらず、直流成分が加味され
た電源周波数と同じ周波数の正弦波形であり、振幅およ
び位相が特定された電流波形を推定することができ、フ
ィルタによる過渡特性による遅れを考慮する必要がな
く、短い時間で正確な方向判別をすることができる効果
が得られる。
According to the present invention, in the current waveform estimating step, taking into account the direct current component of the current, the current waveform is assumed to be the sum of a sine waveform having the same frequency as the power supply frequency and a linear function. Since it was configured to estimate the current waveform,
Even if the current waveform contains a harmonic component or a DC component, the sampling current value measured without using a filter indicates that the harmonic component is not included and the power supply frequency with the DC component added is the same. It is a sinusoidal waveform of frequency, and the current waveform whose amplitude and phase are specified can be estimated, and there is no need to consider the delay due to the transient characteristics of the filter, and the effect of being able to accurately determine the direction in a short time is obtained. can get.

【0031】この発明によれば、オームの法則に基づい
たインピーダンスを含む理論式、計測したサンプリング
電圧値、サンプリング電流値、およびサンプリング周期
に応じて、最小二乗法により理論式にサンプリング電流
値を代入して算出した電圧値とサンプリング電圧値との
誤差が最小となるインピーダンスを推定するインピーダ
ンス推定工程と、推定されたインピーダンスに応じて電
力方向または短絡方向を判別する方向判別工程とを備え
るように構成したので、電圧波形や電流波形に高調波成
分や直流成分が含まれていても、フィルタを使用せずに
計測されたサンプリング電圧値およびサンプリング電流
値から、インピーダンスを推定することができ、フィル
タによる過渡特性による遅れを考慮する必要がなく、短
い時間で正確な方向判別をすることができる。また、周
波数に依存しないので、電圧波形や電流波形に周波数変
動がある場合においても適用することができる効果が得
られる。
According to the present invention, the sampling current value is substituted into the theoretical formula by the least square method according to the theoretical formula including impedance based on Ohm's law, the measured sampling voltage value, the sampling current value, and the sampling period. An impedance estimating step of estimating an impedance that minimizes an error between the calculated voltage value and the sampling voltage value, and a direction determining step of determining a power direction or a short-circuit direction according to the estimated impedance. Therefore, even if the voltage waveform or the current waveform contains a harmonic component or a DC component, the impedance can be estimated from the sampling voltage value and the sampling current value measured without using a filter. It is not necessary to consider the delay due to transient characteristics, It is possible to discrimination. Further, since the frequency waveform does not depend on the frequency, an effect that can be applied even when the voltage waveform or the current waveform has a frequency variation is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1による方向判別方法
を利用した事故検出装置を示す電力系統図である。
FIG. 1 is a power system diagram showing an accident detection device using a direction determination method according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1による方向判別方法
を利用した方向判別装置を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a direction discriminating apparatus using a direction discriminating method according to Embodiment 1 of the present invention;

【図3】 電流波形推定方法および電圧波形推定方法を
示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a current waveform estimation method and a voltage waveform estimation method.

【図4】 この発明の実施の形態1による方向判別部を
示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a direction determining unit according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態4による方向判別方法
を利用した方向判別装置を示す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a direction discriminating apparatus using a direction discriminating method according to Embodiment 4 of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態4による方向判別部を
示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a direction determining unit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】 従来の短絡方向継電器の位相特性を示す説明
図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing phase characteristics of a conventional short-circuit direction relay.

【図8】 積形C方式の位相差演算方式を示す説明図で
ある。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a phase difference calculation method of a product C method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 商用系統、2 自家用発電機、3 事故検出装置、
11 電圧波形推定部(電圧波形推定工程)、12 電
流波形推定部(電流波形推定工程)、13 位相差算出
部(位相差算出工程)、14,22 方向判別部(方向
判別工程)、21 インピーダンス推定部(インピーダ
ンス推定工程)。
1 commercial system, 2 private generator, 3 accident detection device,
11 voltage waveform estimating section (voltage waveform estimating step), 12 current waveform estimating section (current waveform estimating step), 13 phase difference calculating section (phase difference calculating step), 14, 22 direction discriminating section (direction discriminating step), 21 impedance Estimation unit (impedance estimation step).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G033 AB03 AB07 AD14 AF03 2G035 AA15 AB07 5G058 EF02 EF03 EG01 EG02 EG13 EH01 EH02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G033 AB03 AB07 AD14 AF03 2G035 AA15 AB07 5G058 EF02 EF03 EG01 EG02 EG13 EH01 EH02

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電源周波数と同じ周波数の正弦波形であ
ると仮定した電圧波形、計測したサンプリング電圧値、
およびそのサンプリング周期に応じて、最小二乗法によ
り電圧波形とサンプリング電圧値との誤差が最小となる
振幅および位相からなる電圧波形を推定する電圧波形推
定工程と、電源周波数と同じ周波数の正弦波形であると
仮定した電流波形、計測したサンプリング電流値、およ
びそのサンプリング周期に応じて、最小二乗法により電
流波形とサンプリング電流値との誤差が最小となる振幅
および位相からなる電流波形を推定する電流波形推定工
程と、上記電流波形推定工程によって推定された電流波
形と上記電圧波形推定工程によって推定された電圧波形
との位相差を算出する位相差算出工程と、上記位相差算
出工程によって算出された位相差に応じて電力方向また
は短絡方向を判別する方向判別工程とを備えた方向判別
方法。
A voltage waveform assumed to be a sine waveform having the same frequency as a power supply frequency, a measured sampling voltage value,
A voltage waveform estimating step of estimating a voltage waveform having an amplitude and a phase in which an error between the voltage waveform and the sampling voltage value is minimized by a least square method according to the sampling cycle, and a sine waveform having the same frequency as the power supply frequency. A current waveform for estimating a current waveform composed of an amplitude and a phase that minimizes an error between the current waveform and the sampling current value by the least squares method according to the current waveform assumed to be present, the measured sampling current value, and the sampling period. An estimating step, a phase difference calculating step of calculating a phase difference between the current waveform estimated by the current waveform estimating step and the voltage waveform estimated by the voltage waveform estimating step, and a phase calculated by the phase difference calculating step. A direction determining step of determining a power direction or a short circuit direction according to the phase difference.
【請求項2】 電流波形推定工程は、電流の直流分を考
慮して、電源周波数と同じ周波数の正弦波形と一定値と
の和であると仮定した電流波形に応じて、電流波形を推
定することを特徴とする請求項1記載の方向判別方法。
2. The current waveform estimating step estimates a current waveform according to a current waveform assumed to be a sum of a sine waveform having the same frequency as the power supply frequency and a fixed value, taking into account the DC component of the current. 2. The method according to claim 1, wherein:
【請求項3】 電流波形推定工程は、電流の直流分を考
慮して、電源周波数と同じ周波数の正弦波形と1次関数
との和であると仮定した電流波形に応じて、電流波形を
推定することを特徴とする請求項1記載の方向判別方
法。
3. The current waveform estimating step estimates a current waveform according to a current waveform assumed to be a sum of a sine waveform having the same frequency as the power supply frequency and a linear function in consideration of a DC component of the current. 2. The method according to claim 1, wherein the direction is determined.
【請求項4】 オームの法則に基づいたインピーダンス
を含む理論式、計測したサンプリング電圧値、サンプリ
ング電流値、およびそのサンプリング周期に応じて、最
小二乗法により理論式にサンプリング電流値を代入して
算出した電圧値とサンプリング電圧値との誤差が最小と
なるインピーダンスを推定するインピーダンス推定工程
と、上記インピーダンス推定工程によって推定されたイ
ンピーダンスに応じて電力方向または短絡方向を判別す
る方向判別工程とを備えた方向判別方法。
4. A method of substituting a sampling current value into a theoretical expression by a least squares method according to a theoretical expression including impedance based on Ohm's law, a measured sampling voltage value, a sampling current value, and a sampling cycle thereof. And a direction determining step of determining a power direction or a short-circuit direction according to the impedance estimated by the impedance estimating step. Direction determination method.
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