JP2005006407A

JP2005006407A - Digital protective relay device

Info

Publication number: JP2005006407A
Application number: JP2003167212A
Authority: JP
Inventors: Nobuhisa Fujiyama; 修久藤山; Takashi Ishiguro; 敬石黒; Yoshinori Takei; 義則武井
Original assignee: TMT & D KK
Current assignee: TMT & D KK
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2005-01-06

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problems of a conventional digital protective relay such as an increase in measurement operation time and an increase in judgment errors since the processing such as the operation delay until wrong sampling data cease to affect measurement operation, the leveling, and the transient errors of sampling data is averaged and collated so as to prevent the malfunction. <P>SOLUTION: This device detects that sampling data 4<SB>1a</SB>, 4<SB>1b</SB>-4<SB>na</SB>, 4<SB>nb</SB>to change continuously have turned into abnormal data suddenly by some influence, by getting the absolute value¾4<SB>1m</SB>¾of the differences among two or more sampling data 4<SB>1a</SB>, 4<SB>1b</SB>-4<SB>na</SB>, 4<SB>nb</SB>obtained in one time of sampling cycle, and comparing it with threshold K, and this replaces the sampling data 4<SB>1a</SB>, 4<SB>1b</SB>-41<SB>na</SB>, 4<SB>nb</SB>with the sampling data one cycle before the occurrence of abnormality thereby correcting the sampling data. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統の事故を検出するディジタル保護リレー装置に関するもので、特にアナログ電気量を周期的にＡ／Ｄ変換したサンプリングデータの異常値の検出および異常値データの補正手段の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のディジタル保護リレー装置の構成を図５に、また、その構成のマルチプレクサとＡ／Ｄ変換器の動作タイミングを図６の動作タイミング図に示す。
【０００３】
図５、図６に示すように、ディジタル保護リレー装置１は、入力となるＰＴ、ＣＴの電圧、電流の商用周波数のアナログ信号２_１〜２_ｎを入力し、切換えて出力するマルチプレクサ３と、マルチプレクサ３の出力をアナログ量に比例したディジタル信号のサンプリングデータ４_１〜４_ｎに変換するＡ／Ｄ変換器４と、前記サンプリングデータ４_１〜４_ｎが入力され演算を行なう演算回路５と、前記アナログ信号２_１〜２_ｎを周期的にＡ／Ｄ変換するようにマルチプレクサ３及びＡ／Ｄ変換器４に対して制御信号６ａを出力する制御回路６と、前記演算回路５の演算結果５ａを外部に出力信号７ａとして出力する出力回路７とにより構成されている。
【０００４】
演算回路５はアナログ信号２_１〜２_ｎをディジタル信号に変換したサンプリングデータ４_１〜４_ｎの最新のサンプリングデータ４_１−０〜４_ｎ−０及びｎ周期前のサンプリングデータ４_１−ｎ〜４_ｎ−ｎを使用してアナログ信号２_１〜２_ｎの振幅値や位相差等の計測演算及び事故判定等の演算処理を所定のアルゴリズムに従って行なっている。
【０００５】
演算回路５では、使用するサンプリングデータ４_１〜４_ｎが外来ノイズやサージの影響、あるいはＡ／Ｄ変換器４等の動作誤り等で一過性に誤ったデータとなった場合の演算結果による誤動作や誤不動作を防止する手段として、例えば誤ったサンプリングデータが計測演算に影響を与えなくなるまでの動作遅延や、複数回の演算結果の平均化や判定照合等の処理を行なっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこのような従来のディジタル保護リレー装置では、一過的なサンプリングデータの誤りに対して誤動作や誤不動作しないように、誤ったサンプリングデータが計測演算に影響を与えなくなるまでの動作遅延や、平均化や照合といった処理を行なう必要があり、その結果、計測演算時間の増加や故障の判定誤差の増大といった問題が生じている。
【０００７】
また、このような動作遅延時間の間や平均化や判定照合処理を行っている間に、更に誤ったサンプリングデータが複数発生した場合にはシステムの誤動作又は誤不動作が発生する事が考えられる。
【０００８】
一方、高速な演算速度を要求する場合や、高感度な故障判定を要求する場合には、前述の動作遅延時間や、平均化や照合の時間も制約を受けるため、１個の誤ったサンプリングデータにより誤動作又は誤不動に至ることも考えられる。
本発明は上記課題を解決して、誤動作、誤不動作のない、信頼性の高いディジタル保護リレー装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、アナログ信号である電力系統の状態量を所定の周期で複数チャンネル入力し、ディジタル信号のサンプリングデータに変換するＡ／Ｄ変換部と、前記サンプリングデータが入力され、あらかじめ決められたアルゴリズムに従って演算処理を行うとともに、複数のサンプリングデータの差分データが閾値を超えた場合はデータの誤りと判断する演算部とを有することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、複数のサンプリングデータの差分データの大きさから、本来、連続的に変化すべきサンプリングデータが、何らかの影響により突発的に異常データとなった事を検出し、サンプリングデータを異常が発生する１周期前のサンプリングデータに置き換える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態の説明において図５、図６に示す従来のディジタル保護リレー装置と同一部分は同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００１２】
図１は本発明の第１の実施の形態によるディジタル保護リレー装置１を示す図で、商用周波数の図示されていない電力系統の状態量であるアナログ信号２_１〜２_ｎを各２チャンネルづつ入力し、１回のサンプリング周期に切換えて出力するマルチプレクサ８、図２の動作タイミング図に示すようにマルチプレクサ８の出力２_１ａ、２_１ｂ〜２_ｎａ、２_ｎｂをアナログ量に比例したディジタル信号のサンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂに変換するＡ／Ｄ変換器４、前記アナログ信号２_１ａ、２_１ｂ〜２_ｎａ、２_ｎｂを周期的にＡ／Ｄ変換するようにマルチプレクサ８及びＡ／Ｄ変換器４に対して制御信号６ａを出力する制御回路６とから成るＡ／Ｄ変換部９と、前記サンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂを入力し演算を行う演算回路５と、前記演算回路５の演算結果５ａを外部に出力信号７_ａとして出力する出力回路７とから構成されている。
【００１３】
次に上記構成のディジタル保護リレー装置の作用を説明する。Ａ／Ｄ変換部９において、マルチプレクサ８はアナログ信号２_１〜２_ｎをそれぞれ２チャンネルづつ入力し、２_１ａ、２_１ｂ〜２_ｎａ、２_ｎｂのように順次切換えて出力する。
【００１４】
Ａ／Ｄ変換器４はマルチプレクサ８の出力２_１ａ、２_１ｂ〜２_ｎａ、２_ｎｂをアナログ信号に比例したディジタル信号のサンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂに変換する。制御回路６は、マルチプレクサ８のアナログ信号２_１ａ、２_１ｂ〜２_ｎａ、２_ｎｂを決められた周期毎にＡ／Ｄ変換し、サンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂを出力するように制御信号６ａをマルチプレクサ８及びＡ／Ｄ変換器４に出力し制御する。
【００１５】
演算回路５は前記Ａ／Ｄ変換器４の出力であるサンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂを入力し、予め決められたアルゴリズムに従い演算処理を実行し、演算結果５ａを出力する。出力回路７は演算回路５の演算結果５ａを入力し、外部出力７ａを出力する。
【００１６】
次に前記演算回路５の演算処理について説明する。演算回路５はアナログ入力２_１〜２_ｎの振幅値や位相差等の計測演算及び事故の判定を行なう前に、
（ａ）同一信号の２つのデータ、例えばサンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂの差分の絶対値｜４_１ｍ｜を求め、この差分データ｜４_１ｍ｜が、、例えば複数サンプリングデータのサンプリング間隔によるアナログ信号の最大変化幅を基準として定められた閾値Ｋ以上の場合は、サンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂに異常があると判断し、閾値Ｋ未満の場合は正常と判断する。
判断の基準例：
｜４_１ｍ｜＝｜４_１ａ−４_１ｂ｜≧Ｋ・・・・・・異常
｜４_１ｍ｜＝｜４_１ａ−４_１ｂ｜＜Ｋ・・・・・・正常
【００１７】
（ｂ）サンプリンデータ４_１ａ、４_１ｂが正常と判断した場合は、毎サンプリングが常に同一タイミングとなるデータ４_１ａをそのサンプリングデータ４_１−０とする。
４_１−０＝４_１ａ
【００１８】
（ｃ）サンプリンデータ４_１ａ、４_１ｂに異常を検出した場合はそのデータを破棄し、１周期前にサンリングし記憶しておいたサンプリングデータ４_１―１を最新のサンプリングデータ４_１−０としてコピーする。
４_１−０＝４_１−１
【００１９】
この前処理を全てのサンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂに対し実施し、最新サンプリングデータ４_１−０〜４_ｎ−０を算出し、前記最新サンプリングデータ４_１−０〜４_ｎ−０及びｎ周期前のサンプリングデータ４_１−ｎ〜４_ｎ−ｎにより従来と同様に振幅値や位相差等の計測演算及び事故の判定を行なう。
【００２０】
以上のように本実施の形態によれば、１回のサンプリング周期に求めた複数のサンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂの差分の絶対値｜４_１ｍ｜を求め、例えば複数サンプリングデータのサンプリング間隔によるアナログ信号の最大変化幅を基準とした閾値Ｋと比較する事により、本来、連続的に変化すべきサンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂが、何らかの影響により突発的に異常データとなった場合に、サンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂが異常である事を検出し、サンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂを異常が発生する１周期前のサンプリングデータに置き換える事から、サンプリングデータの連続性を損なう事が無いように補正が行え、データ誤りによる誤動作や誤不動作が無くなる。
【００２１】
次に本発明の第２の実施の形態について図３を参照して説明する。
図３のディジタル保護リレー装置１は、前記Ａ／Ｄ変換部９と、Ａ／Ｄ変換部９を構成するＡ／Ｄ変換器４から出力されるサンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂが入力され演算処理を行ない、演算結果５ａとサンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂの異常が検出された場合その異常検出信号５ｂを出力する演算回路５と、前記異常検出信号５ｂが入力され、出力回路７の外部出力を禁止させる監視制御信号１０ａを出力する監視制御回路１０と、前記演算回路５の演算結果５ａが入力され、外部出力７ａを出力する出力回路７と、同じく前記監視制御信号１０ａが入力され、監視制御状態の監視出力１１ａを出力する監視出力回路１１とから構成されている。
【００２２】
次に上記構成のディジタル保護リレー装置の作用について説明する。Ａ／Ｄ変換部９は前記第１の実施の形態で説明したように、マルチプレクサ８の出力２_１ａ、２_１ｂ〜２_ｎａ、２_ｎｂをアナログ量に比例したディジタル信号のサンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂに変換し、出力する。
【００２３】
演算回路５は前記サンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂが入力され、予め決めらたアルゴリズムに従い演算処理を実行し、演算結果５ａを出力すると共に、Ａ／Ｄ変換器４から出力されるサンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂの異常を検出した場合には異常検出信号５ｂを出力する。
【００２４】
次に演算回路５の演算処理について説明する。演算回路５はアナログ入力２_１〜２_ｎの振幅値や位相差等の計測演算及び事故の判定を行なう前に、
（ａ）同一信号の２つのデータ、例えばサンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂの差分の絶対値｜４_１ｍ｜を求め、この差分データ｜４_１ｍ｜が所定値Ｋ以上の場合は、サンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂに異常があると判断し、所定値Ｋ未満の場合は正常と判断する。
判断の基準例：
｜４_１ｍ｜＝｜４_１ａ−４_１ｂ｜≧Ｋ・・・・・・異常
｜４_１ｍ｜＝｜４_１ａ−４_１ｂ｜＜Ｋ・・・・・・正常
【００２５】
（ｂ）サンプリンデータ４_１ａ、４_１ｂが正常と判断した場合は、毎サンプリングが常に同一タイミングとなるサンプリングデータ４_１ａをそのサンプリング周期データ４_１−０とする。
４_１−０＝４_１ａ
【００２６】
この前処理を全てのサンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂに対し実施し、最新サンプリングデータ４_１−０〜４_ｎ−０を算出し、前記最新サンプリングデータ４_１−０〜４_ｎ−０及びｎ周期前のサンプリングデータ４_１−ｎ〜４_ｎ−ｎにより従来と同様に振幅値や位相差等の計測演算及び事故の判定を行なう。
【００２７】
しかしながら、サンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂの異常が検出され、演算回路５から異常検出信号５ｂが出力されると、監視制御回路１０は監視制御信号１０ａを一定時間出力する。
【００２８】
出力回路７は演算回路５の演算結果５ａが入力され、外部出力７ａを出力するが、前記監視制御回路１０から監視制御信号１０ａが入力されている期間だけ外部出力７ａの出力を禁止する。
監視出力回路１１は前記監視制御信号１０ａが入力され、サンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂに異常を検出した事の表示出力１１ａを行なう。
【００２９】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態における効果に加えて、サンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂに誤りが発生した場合に、例えば出力を一次的又は継続的に停止することにより、データ誤りによる誤動作や誤不動作を更に確実に無くす事ができる。
【００３０】
次に本発明の第３の実施の形態について図４を参照して説明する。
図４のディジタル保護リレー装置１は、前記Ａ／Ｄ変換部９と、Ａ／Ｄ変換部９を構成するＡ／Ｄ変換器４から出力されるサンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂの異常を判定する為の閾値を最適な値に設定する可変整定回路１２と、前記サンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂと可変整定回路１２の閾値出力１２ａを入力し、演算処理を行なう演算回路５と、演算回路５の演算結果５ａが入力され、外部出力７ａを出力する出力回路７とから構成されている。
【００３１】
次に上記構成のディジタル保護リレー装置の作用について説明する。Ａ／Ｄ変換部９は前記第１の実施の形態で説明したとおり、マルチプレクサ８の出力２_１ａ、２_１ｂ〜２_ｎａ、２_ｎｂをアナログ量に比例したディジタル信号のサンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂに変換し、出力する。
【００３２】
可変整定回路１２は整定操作により、演算回路５が前記サンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂの異常を判断する為の閾値１２ａを任意の値で出力する。演算回路５は前記サンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂと前記閾値１２ａが入力され、予め決められたアルゴリズムに従い演算処理を実行し、演算結果５ａを出力する。出力回路７は演算結果５ａが入力され、外部出力７ａを出力する。
【００３３】
次に演算回路５の演算処理について説明する。演算回路５はアナログ入力２_１〜２_ｎの振幅値や位相差等の計測演算及び事故の判定を行なう前に、
（ａ）同一信号の２つのデータ、例えばサンプリングデータ４_１ａ、４_１ｂのデータの差分の絶対値｜４_１ｍ｜を求め、この差分データ｜４_１ｍ｜が閾値１２ａ以上の場合は、サンプリングデータに異常があると判断し、閾値１２ａ未満の場合は正常と判断する。
判断の基準例：
｜４_１ｍ｜＝｜４_１ａ−４_１ｂ｜≧１２ａ・・・・・・異常
｜４_１ｍ｜＝｜４_１ａ−４_１ｂ｜＜１２ａ・・・・・・正常
【００３４】
（ｂ）サンプリンデータ４_１ａ、４_１ｂが正常と判断した場合は、毎サンプリングが常に同一タイミングとなるサンプリングデータ４_１ａをそのサンプリングデータ４_１−０とする。
４_１−０＝４_１ａ
【００３５】
（ｃ）サンプリンデータ４_１ａ、４_１ｂに異常を検出した場合はそのデータを破棄し、１周期前のサンリングデータ４_１―１を最新のサンプリングデータ４_１−０としてコピーする。
４_１−０＝４_１−１
【００３６】
この前処理を全てのサンプリングデータに対し実施し、最新サンプリングデータ４_１−０〜４_ｎ−０を算出し、前記最新サンプリングデータ４_１−０〜４_ｎ−０及びｎ周期前のサンプリングデータ４_１−ｎ〜４_ｎ−ｎにより従来と同様に振幅値や位相差等の計測演算及び事故の判定を行なう。
【００３７】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態における効果に加えて、、サンプリングデータの誤りを判定する閾値Ｋを可変できるようにすることにより、入力のアナログ信号の最大変化幅が異なる場合でも、プログラムを変更することなく容易に変更対応することができる。
【００３８】
なお、前記実施の形態においては、１回のサンプリング周期に同一のアナログ信号を２チャンネルづつ検出しているが、これに限らず複数回３チャンネル以上の複数回検出するようにしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電力系統の事故を検出するディジタル保護リレー装置において、アナログ信号である電力系統の状態量を所定の周期で複数チャンネル入力し、ディジタル信号のサンプリングデータに変換するＡ／Ｄ変換部と、前記サンプリングデータが入力され、あらかじめ決められたアルゴリズムに従って演算処理を行うとともに、複数のサンプリングデータの差分データが閾値を超えた場合はデータの誤りと判断する演算部とを設けたので、誤動作、誤不動作のない、信頼性の高いディジタル保護リレー装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の動作を説明する動作タイミング図。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図。
【図４】本発明の第３の実施の形態を示すブロック図。
【図５】従来のディジタル保護リレー装置を示すブロック図。
【図６】従来のディジタル保護リレー装置の動作を説明する動作タイミング図。
【符号の説明】
１…ディジタル保護リレー装置、２_１ａ、２_１ｂ…２_ｎａ、２_ｎｂ、４…Ａ／Ｄ変換器、５…演算回路、６…制御回路、７…出力回路、８…マルチプレクサ、９…Ａ／Ｄ変換部、１０…監視制御回路、１１…監視出力回路、１２閾値整定回路、４_１ａ、４_１ｂ〜４_ｎａ、４_ｎｂ…サンプリングデータ、Ｋ…閾値。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a digital protection relay device that detects an accident in a power system, and more particularly to detection of an abnormal value of sampling data obtained by periodically A / D converting an analog electric quantity, and improvement of means for correcting abnormal value data.
[0002]
[Prior art]
The configuration of the conventional digital protection relay device is shown in FIG. 5, and the operation timing of the multiplexer and A / D converter having the configuration is shown in the operation timing diagram of FIG.
[0003]
As shown in FIGS. 5 and 6, the digital protection relay device 1 receives the analog signals 2 ₁ to 2 _n having the input PT, CT voltage, and current commercial frequency, and switches and outputs them. an a / D converter 4 for converting the output of the multiplexer 3 to the sampled data 4 ₁ to 4 _n of digital signals proportional to the analog quantity, the sampling data 4 ₁ to 4 _n is input an arithmetic circuit 5 for performing an operation, A control circuit 6 that outputs a control signal 6a to the multiplexer 3 and the A / D converter 4 so as to periodically A / D convert the analog signals 2 _{1 to} 2 _n , and an operation result 5a of the operation circuit 5 Is output to the outside as an output signal 7a.
[0004]
The arithmetic circuit 5 includes the latest sampling data 4 _1-0 to 4 _{n-0 of} the sampling data 4 ₁ to 4 _{n obtained} by converting the analog signals 2 ₁ to 2 _n into digital signals, and the sampling data 4 _1-n to n cycles before. 4 _n−n is used to perform measurement processing such as amplitude values and phase differences of the analog signals 2 ₁ to 2 _n and arithmetic processing such as accident determination according to a predetermined algorithm.
[0005]
In the arithmetic circuit 5, the sampling data 4 ₁ to 4 _{n to} be used depends on the calculation result when the data temporarily becomes erroneous due to the influence of external noise or surge, or the operation error of the A / D converter 4 or the like. As means for preventing malfunctions and malfunctions, for example, processing such as operation delay until erroneous sampling data does not affect the measurement calculation, averaging of a plurality of calculation results, determination verification, and the like are performed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional digital protection relay device, an operation delay until erroneous sampling data has no influence on measurement calculation, so as not to malfunction or malfunction due to a transient sampling data error, Processing such as averaging and verification needs to be performed, and as a result, problems such as an increase in measurement calculation time and an increase in failure determination error occur.
[0007]
In addition, during the operation delay time or while performing averaging and determination / collation processing, if a plurality of erroneous sampling data is generated, a system malfunction or malfunction may occur. .
[0008]
On the other hand, when a high calculation speed is required or when a high-sensitivity failure determination is required, the above-described operation delay time and averaging / verification time are also restricted, so one piece of erroneous sampling data It is also conceivable that a malfunction or an immobility may occur due to the above.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a highly reliable digital protection relay device that solves the above-described problems and does not malfunction or malfunction.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an A / D converter that inputs a plurality of channels of a state quantity of an electric power system, which is an analog signal, at a predetermined period, and converts it into sampling data of a digital signal; The sampling data is input, and an arithmetic processing is performed according to a predetermined algorithm, and an arithmetic unit that determines that a data error occurs when difference data of a plurality of sampling data exceeds a threshold value .
[0010]
According to the present invention, it is detected from the size of the difference data of a plurality of sampling data that the sampling data that should be continuously changed suddenly becomes abnormal data due to some influence, and the sampling data is abnormally detected. Is replaced with sampling data one cycle before the occurrence of.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the embodiment, the same parts as those of the conventional digital protection relay device shown in FIGS. 5 and 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0012]
FIG. 1 is a diagram showing a digital protection relay device 1 according to a first embodiment of the present invention, in which analog signals 2 ₁ to 2 _n , which are state quantities of a power system (not shown) of commercial frequencies, are input for each two channels. Multiplexer 8 which is switched to one sampling period and outputs it, and as shown in the operation timing diagram of FIG. 2, the output 2 _1a , 2 _1b to 2 _na , 2 _nb of multiplexer 8 is sampled in proportion to the analog quantity. An A / D converter 4 for converting data 4 _1a , 4 _1b to 4 _na , 4 _nb , a multiplexer 8 to periodically A / D convert the analog signals 2 _1a , 2 _1b to 2 _na , 2 _nb An A / D converter 9 comprising a control circuit 6 for outputting a control signal 6a to the A / D converter 4, and the sampling data 4 _1a , 4 _1b to 4 _na, 4 enter the _nb an arithmetic circuit 5 for performing an operation, and an output circuit 7 for outputting an operation result 5a of the operation circuit 5 to the outside as an output signal 7 _a.
[0013]
Next, the operation of the digital protection relay device having the above configuration will be described. In the A / D converter 9, the multiplexer 8 inputs the analog signals 2 ₁ to 2 _n by 2 channels, respectively, and sequentially switches and outputs the signals as 2 _1a , 2 _1b to 2 _na , and 2 _nb .
[0014]
The A / D converter 4 converts the outputs 2 _1a , 2 _1b to 2 _na , and 2 _nb of the multiplexer 8 into digital signal sampling data 4 _1a , 4 _1b to 4 _na , and 4 _nb proportional to the analog signal. The control circuit 6 A / D-converts the analog signals 2 _1a , 2 _1b to 2 _na , and 2 _nb of the multiplexer 8 at predetermined intervals, and outputs sampling data 4 _1a , 4 _1b to 4 _na , and 4 _nb . Thus, the control signal 6a is output to the multiplexer 8 and the A / D converter 4 and controlled.
[0015]
The arithmetic circuit 5 inputs the sampling data 4 _1a , 4 _1b to 4 _na , 4 _nb which are the outputs of the A / D converter 4, executes arithmetic processing according to a predetermined algorithm, and outputs an arithmetic result 5 a. . The output circuit 7 inputs the calculation result 5a of the calculation circuit 5 and outputs an external output 7a.
[0016]
Next, arithmetic processing of the arithmetic circuit 5 will be described. Before the arithmetic circuit 5 performs measurement calculation such as the amplitude value and phase difference of the analog inputs 2 ₁ to 2 _n and judgment of an accident,
(A) An absolute value | 4 _1m | of a difference between two data of the same signal, for example, sampling data 4 _1a , 4 _1b is obtained, and this difference data | 4 _1m | If the threshold value K is greater than or equal to the threshold value K determined on the basis of the maximum change width, it is determined that the sampling data 4 _1a and 4 _1b are abnormal.
Judgment criteria:
| 4 _1m | = | 4 _1a -4 _1b | ≧ K... Abnormal | 4 _1m | = | 4 _1a -4 _1b | <K.
If (b) San purine data ₄ _{1a, 4 1b} is determined to be normal, the data _{4 1a} of each sampling is always the same timing as the sampling data _{4 1-0.}
4 _1-0 = 4 _1a
[0018]
(C) When abnormality is detected in the sample data 4 _1a , 4 _1b , the data is discarded, and the sampling data 4 _1-1 sampled and stored one cycle before is stored in the latest sampling data 4 _1-0. Copy as.
4 _1-0 = 4 _1-1
[0019]
The pretreatment was performed with respect to all the sampling data _{_{_{_{4 1a, 4 1b ~4 na,}}}} 4 nb, calculates the latest sampling data ₄ 1-0 _{to 4 n-0,} the latest sampling data ₄ 1-0 to 4 as with conventional by _n-0 and n cycles preceding sampling data 4 _{1-n to 4} _n-n performs the determination of the measurement operations and accidents, such as amplitude and phase difference.
[0020]
As described above, according to the present embodiment, the absolute value | 4 _1m | of the difference between the plurality of sampling data 4 _1a , 4 _1b to 4 _na , 4 _nb obtained in one sampling cycle is obtained. By comparing with the threshold value K based on the maximum change width of the analog signal according to the sampling interval of the data, the sampling data 4 _1a , 4 _1b to 4 _na , 4 _nb which should be continuously changed is suddenly caused by some influence. when became to abnormal data, detects that the sampling data _{_{_{_{4 1a, 4 1b ~4 na,}}}} 4 nb is abnormal, abnormality occurs sampling data _{_{_{_{4 1a, 4 1b ~4 na,}}}} 4 nb Since it is replaced with the sampling data of the previous cycle, it can be corrected so that the continuity of the sampling data is not lost, and data error According malfunction or erroneous dead disappears.
[0021]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The digital protection relay device 1 in FIG. 3 includes the A / D converter 9 and sampling data 4 _1a , 4 _1b to 4 _na output from the A / D converter 4 constituting the A / D converter 9. _{When the nb} is inputted and the arithmetic processing is performed, and the abnormality of the arithmetic result 5a and the sampling data 4 _1a , 4 _1b to 4 _na , 4 _nb is detected, the arithmetic circuit 5 outputs the abnormality detection signal 5b, and the abnormality detection signal 5b is input, the monitoring control circuit 10 that outputs the monitoring control signal 10a for prohibiting the external output of the output circuit 7, the output circuit 7 that receives the calculation result 5a of the calculation circuit 5 and outputs the external output 7a, Similarly, the monitoring control signal 10a is input and the monitoring output circuit 11 outputs the monitoring output 11a in the monitoring control state.
[0022]
Next, the operation of the digital protection relay device having the above configuration will be described. As described in the first embodiment, the A / D converter 9 outputs the sampling data 4 _1a , 4 _4a of the digital signal in which the outputs 2 _1a , 2 _1b to 2 _na , 2 _nb of the multiplexer 8 are proportional to the analog quantity. It converted to _{1b ~4} _na, _{4 nb,} to output.
[0023]
The arithmetic circuit 5 receives the sampling data 4 _1a , 4 _1b to 4 _na , 4 _nb , executes arithmetic processing according to a predetermined algorithm, outputs an arithmetic result 5a, and outputs from the A / D converter 4 When an abnormality is detected in the sampling data 4 _1a , 4 _1b to 4 _na , 4 _nb , the abnormality detection signal 5b is output.
[0024]
Next, arithmetic processing of the arithmetic circuit 5 will be described. Before the arithmetic circuit 5 performs measurement calculation such as the amplitude value and phase difference of the analog inputs 2 ₁ to 2 _n and judgment of an accident,
(A) An absolute value | 4 _1m | of a difference between two data of the same signal, for example, sampling data 4 _1a , 4 _1b is obtained, and if the difference data | 4 _1m | is equal to or greater than a predetermined value K, the sampling data 4 _1a 4 _1b is determined to be abnormal, and if it is less than the predetermined value K, it is determined to be normal.
Judgment criteria:
| 4 _1m | = | 4 _1a -4 _1b | ≧ K... Abnormal | 4 _1m | = | 4 _1a -4 _1b | <K.
(B) When it is determined that the sample data 4 _1a and 4 _1b are normal, the sampling data 4 _1a whose sampling is always at the same timing is set as the sampling cycle data 4 _1-0 .
4 _1-0 = 4 _1a
[0026]
The pretreatment was performed with respect to all the sampling data _{_{_{_{4 1a, 4 1b ~4 na,}}}} 4 nb, calculates the latest sampling data ₄ 1-0 _{to 4 n-0,} the latest sampling data ₄ 1-0 to 4 as with conventional by _n-0 and n cycles preceding sampling data 4 _{1-n to 4} _n-n performs the determination of the measurement operations and accidents, such as amplitude and phase difference.
[0027]
However, when the abnormality of the sampling data 4 _1a , 4 _1b to 4 _na , 4 _nb is detected and the abnormality detection signal 5b is output from the arithmetic circuit 5, the monitoring control circuit 10 outputs the monitoring control signal 10a for a certain time.
[0028]
The output circuit 7 receives the calculation result 5a of the calculation circuit 5 and outputs the external output 7a. However, the output circuit 7 prohibits the output of the external output 7a only during the period when the monitoring control signal 10a is input from the monitoring control circuit 10.
The monitoring output circuit 11 receives the monitoring control signal 10a and performs a display output 11a indicating that an abnormality has been detected in the sampling data 4 _1a , 4 _1b to 4 _na , 4 _nb .
[0029]
According to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, when an error occurs in the sampling data 4 _1a , 4 _1b to 4 _na , 4 _nb , for example, the output is temporarily or continuously. By stopping, malfunctions and malfunctions due to data errors can be more reliably eliminated.
[0030]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The digital protection relay device 1 in FIG. 4 includes the A / D converter 9 and sampling data 4 _1a , 4 _1b to 4 _na output from the A / D converter 4 constituting the A / D converter 9. A variable settling circuit 12 for setting a threshold for determining an abnormality of _nb to an optimum value, the sampling data 4 _1a , 4 _1b to 4 _na , 4 _nb and a threshold output 12a of the variable settling circuit 12 are inputted and operated. An arithmetic circuit 5 that performs processing, and an output circuit 7 that receives an arithmetic result 5a of the arithmetic circuit 5 and outputs an external output 7a.
[0031]
Next, the operation of the digital protection relay device having the above configuration will be described. As described in the first embodiment, the A / D converter 9 outputs the sampling data 4 _1a , 4 _{1b of} the digital signal in which the outputs 2 _1a , 2 _1b to 2 _na , 2 _nb of the multiplexer 8 are proportional to the analog quantity. Convert to 4 _na , 4 _nb and output.
[0032]
The variable settling circuit 12 outputs a threshold 12a as an arbitrary value for the calculation circuit 5 to determine whether the sampling data 4 _1a , 4 _1b to 4 _na , 4 _nb is abnormal by a settling operation. The arithmetic circuit 5 receives the sampling data 4 _1a , 4 _1b to 4 _na , 4 _nb and the threshold value 12a, executes arithmetic processing according to a predetermined algorithm, and outputs an arithmetic result 5a. The output circuit 7 receives the calculation result 5a and outputs an external output 7a.
[0033]
Next, arithmetic processing of the arithmetic circuit 5 will be described. Before the arithmetic circuit 5 performs measurement calculation such as the amplitude value and phase difference of the analog inputs 2 ₁ to 2 _n and judgment of an accident,
(A) An absolute value | 4 _1m | of a difference between two data of the same signal, for example, sampling data 4 _1a , 4 _1b is obtained, and if the difference data | 4 _1m | It is determined that there is an abnormality.
Judgment criteria:
| 4 _1m | = | 4 _1a -4 _1b | ≧ 12a... Abnormal | 4 _1m | = | 4 _1a -4 _1b | <12a.
(B) When it is determined that the sample data 4 _1a and 4 _1b are normal, the sampling data 4 _1a whose sampling is always at the same timing is set as the sampling data 4 _1-0 .
4 _1-0 = 4 _1a
[0035]
(C) If an abnormality is detected in the sample data 4 _1a , 4 _1b , the data is discarded, and the sampling data 4 _1-1 of the previous cycle is copied as the latest sampling data 4 _1-0 .
4 _1-0 = 4 _1-1
[0036]
This pre-processing is performed on all the sampling data, the latest sampling data 4 _1-0 to 4 _n-0 are calculated, the latest sampling data 4 _1-0 to 4 _n-0 and the sampling data 4 before n cycles Measurement calculations such as amplitude values and phase differences and determination of accidents are performed by _1-n to 4n _-n as in the prior art.
[0037]
According to the present embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, the maximum change width of the input analog signal is different by making the threshold value K for judging the sampling data error variable. However, it can be easily changed without changing the program.
[0038]
In the above-described embodiment, the same analog signal is detected every two channels in one sampling period. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of times of three or more channels may be detected.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a digital protection relay device that detects an accident in the power system, the state quantity of the power system, which is an analog signal, is input into a plurality of channels at a predetermined cycle and converted into sampling data of the digital signal. An A / D conversion unit that performs the arithmetic processing in accordance with a predetermined algorithm when the sampling data is input, and a calculation unit that determines a data error when the difference data of the plurality of sampling data exceeds a threshold value, Therefore, it is possible to provide a highly reliable digital protection relay device that does not malfunction or malfunction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an operation timing chart for explaining the operation of the first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a conventional digital protection relay device.
FIG. 6 is an operation timing chart for explaining the operation of the conventional digital protection relay device.
[Explanation of symbols]
_DESCRIPTION _OF SYMBOLS 1 ... Digital protective relay apparatus, 2 _1a , 2 _1b ... 2 _na , 2 _nb , 4 ... A / D converter, 5 ... Arithmetic circuit, 6 ... Control circuit, 7 ... Output circuit, 8 ... Multiplexer, 9 ... A / D conversion unit, 10 ... monitoring control circuit, 11 ... monitoring output circuit, 12 threshold setting circuit, 4 _1a , 4 _1b to 4 _na , 4 _nb ... sampling data, K ... threshold.

Claims

An A / D converter that inputs a plurality of state quantities of an electric power system, which is an analog signal, in a predetermined cycle and converts it into sampling data of a digital signal; and the sampling data is input, and arithmetic processing is performed according to a predetermined algorithm A digital protection relay device comprising: an arithmetic unit that determines whether a data error occurs when differential data of a plurality of sampling data exceeds a threshold value.

When the difference data of multiple sampling data does not exceed the threshold value Among the multiple sampling data, the data whose sampling is always at the same timing is adopted as valid data, and the difference data of multiple sampling data exceeds the threshold value The digital protection relay device according to claim 1, wherein the data is discarded, and the sampling data is sampled one cycle before and replaced with the stored sampling data.

A multiplexer that switches an analog signal; an A / D converter that converts an output of the multiplexer into a digital signal; and a controller that controls the multiplexer and the A / D converter, and at least one analog input is connected to the multiplexer 2. The digital protection relay device according to claim 1, wherein the same analog signal is inputted to a plurality of channels and A / D conversion is performed a plurality of times in one sampling period.