JP2006010432A - Leak current detector and leak current detecting method - Google Patents
Leak current detector and leak current detecting method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006010432A JP2006010432A JP2004186185A JP2004186185A JP2006010432A JP 2006010432 A JP2006010432 A JP 2006010432A JP 2004186185 A JP2004186185 A JP 2004186185A JP 2004186185 A JP2004186185 A JP 2004186185A JP 2006010432 A JP2006010432 A JP 2006010432A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- leakage
- unit
- signal
- leakage current
- error
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、電気設備管理分野又は電気工事分野に於ける抵抗性漏洩電流を検出する漏洩電流検出装置及び漏洩電流検出方法に関するものである。 The present invention relates to a leakage current detection device and a leakage current detection method for detecting a resistive leakage current in the field of electrical equipment management or electrical construction.
各種の電力供給設備に於ける3相トランスの一次側と二次側との巻線の接続構成としては、例えば、図24示すΔΔ結線があり、VAB,VBC,VCAは一次側のA相、B相、C相の線間電圧、IA,IB,ICは各相の電流、EU,EV,EWは各相の相電圧、Eu,Ev,Ewは二次側の各相の相電圧、Ia,Ib,Icは各相の電流、Vab,Vbc,Vcaは各相の線間電圧を示す。この場合、(VAB,VBC,VCA)=(EU,EV,EW)、(Vab,Vbc,Vca)=(Eu,Ev,Ew)の関係となる。又一次側の相間電圧VAB,VBC,VCAは、例えば、6.6kV、二次側の相間電圧Vab,Vbc,Vcaは、例えば、200V或いは100Vとした構成が一般的である。 As the connection configuration of the primary and secondary windings of the three-phase transformer in various power supply facilities, for example, there is a ΔΔ connection shown in FIG. 24, and VAB, VBC, and VCA are the A phase on the primary side, B-phase and C-phase line voltages, IA, IB, and IC are currents of each phase, EU, EV, and EW are phase voltages of each phase, Eu, Ev, and Ew are phase voltages of each phase on the secondary side, Ia , Ib, Ic are currents of each phase, and Vab, Vbc, Vca are line voltages of the respective phases. In this case, the relationship is (VAB, VBC, VCA) = (EU, EV, EW), (Vab, Vbc, Vca) = (Eu, Ev, Ew). The primary-side phase voltages VAB, VBC, and VCA are typically 6.6 kV, and the secondary-side phase voltages Vab, Vbc, and Vca are typically 200 V and 100 V, for example.
又図25は、トランスの一次側と二次側との巻線の接続構成をYY結線の場合を示し、図24と同一符号は同一名称部分を示す。この場合、各相の線間電圧と相電圧とは相違する。又図26は、YY結線の構成に於ける二次側の中性点引き出しによる3相4線式の場合を示し、図24及び図25と同一符号は同一名称部分を示し、Vag,Vbg,Vcgは二次側の各相と中性点との間の電圧を示す。この場合、中性点と各相との間の電圧を単相として供給する構成とすることもできる。 FIG. 25 shows the connection configuration of the primary and secondary windings of the transformer in the case of YY connection. The same reference numerals as those in FIG. 24 indicate the same names. In this case, the line voltage and the phase voltage of each phase are different. FIG. 26 shows a case of a three-phase four-wire system with a secondary side neutral point drawing in a YY connection configuration, where the same reference numerals as those in FIGS. 24 and 25 indicate the same names, and Vag, Vbg, Vcg represents a voltage between each phase on the secondary side and the neutral point. In this case, the voltage between the neutral point and each phase may be supplied as a single phase.
又図27は、トランスの一次側をY接続、二次側をΔ接続としたYΔ結線の構成を示し、図24及び図25と同一符号は同一名称部分を示す。又図28は、図27と反対に、トランスの一次側をΔ接続、二次側をY接続とした場合を示す。又図29は、トランスの一次側と二次側とをV接続したVV結線の構成を示す。又二次側の接続構成として、単相3線式の構成があり、相間200Vと100Vとして給電することができる。 FIG. 27 shows a configuration of YΔ connection in which the primary side of the transformer is Y-connected and the secondary side is Δ-connected, and the same reference numerals as those in FIGS. 24 and 25 denote the same names. FIG. 28 shows a case where the primary side of the transformer is Δ-connected and the secondary side is Y-connected, contrary to FIG. FIG. 29 shows a configuration of VV connection in which the primary side and the secondary side of the transformer are V-connected. As a secondary side connection configuration, there is a single-phase three-wire configuration, and power can be supplied as 200V and 100V between phases.
又トランスの結線構成としては、前述の構成以外に、千鳥結線、スコット結線、ウッドブリッジ結線、変形ウッドブリッジ結線等がある。又トランスの二次側の給電構成としては、3相3線式以外に、単相2線式、単相3線式等があり、何れの結線方式に於いても漏電が発生した場合に、その漏電を迅速に検出することが要望されている。その為の漏電検出手段としては、非活線状態で絶縁抵抗測定を行う方式は、必ずしも活線状態の絶縁状態を反映するものではないので、活線状態に於ける漏洩電流検出方式が適している。活線状態に於ける漏洩電流としては、対地容量を介して流れる容量性漏洩電流と、絶縁劣化等による漏洩抵抗を介して流れる抵抗性漏洩電流とを含むものである。 In addition to the above-described configuration, the transformer connection configuration includes a staggered connection, a Scott connection, a Woodbridge connection, a modified Woodbridge connection, and the like. In addition to the three-phase three-wire system, the secondary power supply configuration of the transformer includes a single-phase two-wire system, a single-phase three-wire system, etc., and if any leakage occurs in any connection system, It is desired to detect the leakage quickly. As a leakage detection means for that purpose, the method of measuring insulation resistance in a non-live line state does not necessarily reflect the insulation state of the live line state, so the leak current detection method in the live line state is suitable. Yes. The leakage current in the live line state includes a capacitive leakage current flowing through the ground capacitance and a resistive leakage current flowing through the leakage resistance due to insulation degradation or the like.
活線状態に於ける漏洩電流検出方式としては、主に、I0(零相電流)方式と、Igr(抵抗性漏洩電流)方式1及びIgr方式2の計3種類が知られている。第一のI0方式は、ZCTと称されるカレントトランスを用いて漏洩電流を検出する方式であり、又第二のIgr方式1は、抵抗性漏洩電流検出方式であるが、特別な発振器を用意して、この発振器からの信号を活線に対して信号注入トランスを介して注入し、その信号を検出する方式である。又Igr方式2は、基準電圧位相を用意することにより、抵抗性漏洩電流を検出する方式である(例えば、特許文献1〜特許文献16参照)。
電力供給システムに於いては、絶縁不良や地絡等による漏洩電流を迅速に検出して、その漏洩電流による火災事故等を回避することが要望されている。その為の漏洩電流検出には、次のような点を解決することが必要である。 In a power supply system, it is desired to quickly detect a leakage current due to an insulation failure or a ground fault to avoid a fire accident or the like due to the leakage current. To detect the leakage current, it is necessary to solve the following points.
先ず、第一の課題は、インバータ機器等による高調波電流が多くなったことによる容量性漏洩電流の増大により、正確な抵抗性漏洩電流が検出できなくなって来ていることである。前述の従来方式の一つであるI0方式では、ZCTからの漏洩電流のトータルを見ている。具体的には、容量性漏洩電流と抵抗性漏洩電流の合成値を見ている。従って、このI0方式では、容量性漏洩電流が増大すると、正確な抵抗性漏洩電流を測定できなくなって来る。背景としては、前述のように、省エネルギー化の進展によるインバータ機器の増大がある。インバータ機器はその装置の特質から、かなりの高周波雑音を発生する。これらの高周波雑音は、対外への放射の最小化の為(VCCI;Voluntary Control Council for Infomationの規制対策の為)、装置と大地間に雑音防止コンデンサを付加することが多い。この為、従来では、電源線の配線ケーブルと大地間とのわずかな静電容量が支配的であった容量性漏洩電流も、インバータ機器等の増大により、著しく増大する傾向となった。結果として、従来のI0方式では、抵抗性漏洩電流の正確な検出が困難な状況となっている。 First, the first problem is that an accurate resistive leakage current cannot be detected due to an increase in capacitive leakage current due to an increase in harmonic current caused by inverter equipment or the like. In the I0 system, which is one of the conventional systems described above, the total leakage current from the ZCT is viewed. Specifically, the combined value of the capacitive leakage current and the resistive leakage current is observed. Therefore, in this I0 system, when the capacitive leakage current increases, it becomes impossible to measure the accurate resistive leakage current. As described above, as described above, there is an increase in inverter devices due to progress in energy saving. Inverter equipment generates considerable high frequency noise due to the nature of the device. These high-frequency noises often add an anti-noise capacitor between the device and the ground in order to minimize outward radiation (for control measures of VCCI; Voluntary Control Council for Information). For this reason, in the past, the capacitive leakage current, in which the slight capacitance between the power cable and the ground, was dominant, has tended to increase significantly due to the increase in the number of inverter devices and the like. As a result, in the conventional I0 system, it is difficult to accurately detect the resistive leakage current.
第二の課題は、漏洩電流検出器設置時に停電を伴うことである。従来のI0方式を改善したものとして、Igr方式1がある。このIgr方式1は、専用の発振器を設け、この信号をトランスと大地との間に信号注入する。抵抗性漏洩電流の場合には、同相の漏洩電流が検出されることをポイントとして、正確な抵抗性漏洩電流を検出するものである。しかしながら、この検出器は発振周波数が数10ヘルツ以下の低周波であるため、信号注入用トランスが大きくなる欠点があるばかりでなく、トランスと大地間の接地線に信号を注入しなければならない為、設置時に停電させて工事を行う必要がある。最近では、24時間稼働の設備が多く、停電工事は極めて避けたい項目の一つである。
The second problem is that a power failure occurs when the leakage current detector is installed. As an improvement over the conventional I0 system, there is an
第三の課題は、機器設置時の感電事故防止である。機器設置時に停電工事を避ける方式として、Igr方式2がある。このIgr方式2は、Igr方式1のように信号注入は不要であるが、逆に外部より基準電圧の取り込みが必要である。そして、Igr方式2は、抵抗性漏洩電流検出を行う電源設備から基準電圧の取り込みを行うことにより、基準電圧と同相の成分を抽出して、高精度の抵抗性漏洩電流の検出を可能としている。しかしながら、この基準電圧を外部から装置に取り込む必要がある為、機器設置時に、停電工事を行わない場合は、感電事故を起こす可能性がある。従って、感電事故防止の観点からも、このような外部からの基準電圧の取り込み作業はできれば避けたいものである。
The third problem is prevention of electric shock accidents when installing equipment. There is an
第四の課題は、検出器の小型化、簡便性の確保である。抵抗性漏洩電流が発生した時に、各箇所で切り分けを行い、実際の漏電箇所を切り分けていくときに、できれば、手軽な電源線とも接続不要なハンディタイプの小型の検出器が望まれる。従って、例えば、単純にZCTを接続するだけで、或いは、ZCTを該当個所にタッチするだけで、検出を可能としたいものである。即ち、検出器は電池等の動作電源で動作するものが望ましい。 The fourth problem is the miniaturization of the detector and ensuring of simplicity. When a resistive leakage current occurs, it is desired to isolate each location, and to isolate an actual leakage location, and if possible, a handy type small detector that does not require connection to a simple power line is desired. Therefore, for example, it is desired to enable detection by simply connecting the ZCT or simply touching the ZCT at the corresponding location. That is, it is desirable that the detector operates with an operating power source such as a battery.
第五の課題は、ZCTに接続される対象電路が、図24〜図29に示すように、合計6種、単相2線及び単相3線を加えると計8種類、その他の千鳥結線/スコット結線/ウッドブリッジ結線/変形ウッドブリッジ結線等を加えると、計12種類以上存在することである。このような各種の構成に対しても適用可能であることが望まれる。 The fifth problem is that, as shown in FIGS. 24 to 29, when the total number of target electric circuits connected to the ZCT is 6 types, 2 single-phase lines and 3 single-phase lines, a total of 8 types are connected. When Scott connection / Woodbridge connection / deformed Woodbridge connection, etc. are added, there are 12 types or more in total. It is desired to be applicable to such various configurations.
第六の課題は、処理時間の高速化である。漏電を検出する場合、一般的に検出時限という時間的ガードを設けている。不用意に監視センタ等に不要な漏電発生を通報しないようにする為、並びに必要な情報を確実に通報できるようにする為のものである。これらの時間的ガードは、顧客システムによって異なるから、検出装置としては、設定を設けて最適化している。具体的な検出時限設定値としては、例えば、10秒/30秒/1分/3分/5分/10分等がある。例えば、検出時限を10秒に設定した場合には、連続して10秒間、漏洩電流がある一定値を超えないと通報しないようにしている。又、これらの検出時限精度は±10%程度となっている。この為、検出に必要な処理時間としては、例えば、検出時限設定が10秒の場合には、±1秒程度(幅で2秒以内)の高速な漏洩電流検出処理が必要となる。例えば、1個のMPU(マイクロプロセッサ)で3個のZCTからの信号を処理する場合には、ZCT1個当り、2(秒)/3(個)=0.66(秒)程度の高速且つ高精度の検出が必要となる。一般的に、対象の電路システムを拡大し、更に、高精度を追求すると、処理時間は増大する傾向にあり、これらの処理時間の高速化が解決する課題の一つとなる。 The sixth problem is to increase the processing time. When detecting electric leakage, a time guard called a detection time limit is generally provided. This is to prevent inadvertently reporting the occurrence of unnecessary leakage to the monitoring center and to ensure that necessary information can be reported. Since these temporal guards differ depending on the customer system, the detection device is optimized by setting. Specific detection time limit setting values include, for example, 10 seconds / 30 seconds / 1 minute / 3 minutes / 5 minutes / 10 minutes. For example, when the detection time limit is set to 10 seconds, notification is not made unless the leakage current exceeds a certain value for 10 seconds continuously. Further, the detection time limit accuracy is about ± 10%. For this reason, as the processing time required for detection, for example, when the detection time limit setting is 10 seconds, high-speed leakage current detection processing of about ± 1 second (within 2 seconds in width) is required. For example, when signals from three ZCTs are processed by one MPU (microprocessor), a high speed and high speed of about 2 (seconds) / 3 (pieces) = 0.66 (seconds) per ZCT. Detection of accuracy is required. In general, when the target electric circuit system is expanded and high accuracy is further pursued, the processing time tends to increase. One of the problems to be solved is to increase the processing time.
本発明は、前述のような電力供給システムに於ける漏洩電流検出に於ける問題点を解決することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the problems in leakage current detection in the power supply system as described above.
本発明の漏洩電流検出装置は、ZCTからの信号を処理して抵抗性漏洩電流を検出する漏洩電流検出装置に於いて、接地線に流れる電流を検出するZCTからの信号を入力し、該信号の周波数情報を抽出して漏電システムの同定に必要な基本パラメータを抽出する基本パラメータ抽出手段と、前記基本パラメータと出力パラメータとの誤差分を抽出する誤差抽出手段と、該誤差抽出手段により抽出した誤差分を零に近づけるように前記出力パラメータを補正処理して漏電経路を含む漏電システムを同定し、抵抗性漏洩電流を推定検出するシステム同定回路手段とを備えている。 The leakage current detection apparatus of the present invention is a leakage current detection apparatus that detects a resistive leakage current by processing a signal from a ZCT, and inputs a signal from the ZCT that detects a current flowing through a ground line. The basic parameter extracting means for extracting the basic information necessary for identifying the earth leakage system by extracting the frequency information, the error extracting means for extracting the error between the basic parameter and the output parameter, and the error extracting means System identification circuit means for correcting the output parameter so as to bring the error closer to zero, identifying a leakage system including a leakage path, and estimating and detecting a resistive leakage current.
又基本パラメータ抽出手段は、前記ZCTからの信号の周波数情報を抽出し、該周波数情報に従って前記ZCTからの信号を復調してベースバンドのn次高調波ベクトル信号を生成し、該n次高調波ベクトル信号を位相正規化する手段と、該手段により位相正規化された前記n次高調波ベクトル信号を含む基本パターンを抽出して、前記システム同定手段に入力する構成を有するものである。 The basic parameter extracting means extracts the frequency information of the signal from the ZCT, demodulates the signal from the ZCT according to the frequency information, generates a baseband n-order harmonic vector signal, and generates the n-order harmonic. Means for phase normalizing a vector signal and a basic pattern including the n-order harmonic vector signal phase-normalized by the means are extracted and input to the system identification means.
又基本パラメータ抽出手段の前記位相正規化手段は、前記n次高調波ベクトル信号の位相正規化と、該n次高調波ベクトル信号の合成パワーを所定値になるように制御処理する手段とを含む構成を有するものである。合成パワーに関しては、基本波を含んだ合成パワーを1.0にする場合と、基本波を含まない成分で合成パワーを1.0に正規化する方法があるが、n次高調波成分のエネルギーが、高調波の歪みの度合いによって決定される為、基本波を除く形でn次高調波の合成パワーを計算し、この値を1.0に正規化すると、後段の計算処理が容易となる。 The phase normalizing means of the basic parameter extracting means includes means for normalizing the phase of the nth-order harmonic vector signal and performing control processing so that the combined power of the nth-order harmonic vector signal becomes a predetermined value. It has a configuration. Regarding the combined power, there are a method of normalizing the combined power including the fundamental wave to 1.0 and a method of normalizing the combined power to 1.0 with a component not including the fundamental wave. However, if the composite power of the nth harmonic is calculated in a form excluding the fundamental wave and normalized to 1.0, the subsequent calculation process becomes easy. .
又システム同定手段は、n次高調波信号を出力する基準電圧発生部と、該基準電圧発生部からの基準電圧を入力して、前記漏電システムの同定による出力パラメータを前記誤差抽出手段に入力し、前記基本パラメータとの誤差分が最小となるように前記出力パラメータの補正処理を行う漏電同定部とを有するものである。 The system identification means inputs a reference voltage generator for outputting an nth-order harmonic signal and a reference voltage from the reference voltage generator, and inputs an output parameter based on the identification of the leakage system to the error extraction means. And a leakage detecting unit that performs correction processing of the output parameter so that an error from the basic parameter is minimized.
又システム同定手段は、複数の漏電パターンを示すパラメータを保持した辞書参照部と、該辞書参照部からの前記漏電パターンを示すパラメータと前記基本パラメータ抽出手段からの基本パラメータとの誤差が最小となる前記漏電パターンを示すパラメータを、前記漏電同定部からの前記出力パラメータの初期パラメータとして設定する構成を有するものである。この辞書参照のパラメータであるが、基本波を含む場合と含まない場合とが考えられる。基本波を含む場合には、基本波を含む合成パワーが1.0に正規化されたものを用いると良い。又基本波を含まない場合であるが、基本波を含まない合成パワーが1.0になるように正規化されたものを用いると良い。又は、例えば、五次のパワーを1.0に正規化した信号を入力する場合も考えられる。何れにせよ、重要なのは、できるだけ、本質的なパラメータに集約して辞書の大きさを必要最小限にすることである。 Further, the system identification means minimizes an error between a dictionary reference section holding a parameter indicating a plurality of leakage patterns, a parameter indicating the leakage pattern from the dictionary reference section, and a basic parameter from the basic parameter extraction means. The parameter indicating the leakage pattern is configured as an initial parameter of the output parameter from the leakage identification unit. This dictionary reference parameter includes cases where the fundamental wave is included and not included. When the fundamental wave is included, it is preferable to use the one in which the combined power including the fundamental wave is normalized to 1.0. Further, although it is a case where the fundamental wave is not included, it is preferable to use one normalized so that the combined power not including the fundamental wave becomes 1.0. Or, for example, a case where a signal obtained by normalizing the fifth-order power to 1.0 is considered. In any case, what is important is to aggregate the essential parameters as much as possible to minimize the size of the dictionary.
又辞書参照部は、予め格納した前記漏電パターンを示すパラメータと共に、前記漏電同定部により同定収束したパラメータを格納する構成を有するものである。 The dictionary reference unit stores a parameter indicating the leakage pattern stored in advance and a parameter identified and converged by the leakage identification unit.
又システム同定手段の前記漏電同定部は、前記誤差抽出手段による誤差分を前記n次高調波対応に補正処理する補正手段と、該補正手段により補正された前記誤差分と前記基準電圧発生部からのn次高調波信号とを入力する漏電模擬回路と、該漏電模擬回路からの信号を正規化した出力パターンを前記誤差抽出部に入力する漏電模擬回路正規化部とを含む構成を有するものである。 The leakage identifying unit of the system identifying unit includes a correcting unit that corrects the error by the error extracting unit in correspondence with the n-th harmonic, and the error corrected by the correcting unit and the reference voltage generating unit. A leakage simulation circuit for inputting the nth-order harmonic signal and a leakage simulation circuit normalization unit for inputting an output pattern obtained by normalizing the signal from the leakage simulation circuit to the error extraction unit. is there.
又システム同定手段の前記漏電同定部は、抵抗性漏電係数にn次高調波信号の次数に従って減少する係数を乗算し、容量性漏電係数に定数1を乗算する構成を含むものである。 The leakage identification unit of the system identification means includes a configuration in which the resistive leakage coefficient is multiplied by a coefficient that decreases in accordance with the order of the nth harmonic signal, and the capacitive leakage coefficient is multiplied by a constant 1.
又システム同定手段の前記漏電同定部は、前記誤差抽出手段による誤差分のn次高調波成分をランダム的に選択して、又は漏電パターンに最適な固定的なパターンで選択して、相関性を最小とする補正手段を有するものである。 In addition, the leakage identification unit of the system identification unit randomly selects an n-order harmonic component corresponding to the error by the error extraction unit or selects a fixed pattern that is optimal for the leakage pattern, and determines the correlation. It has a correction means for minimizing.
又本発明の漏洩電流検出方法は、ZCTからの信号を処理して抵抗性漏洩電流を検出する漏洩電流検出方法に於いて、接地線に流れる電流を検出するZCTからの信号を入力し、該信号の周波数情報を抽出し、該周波数情報を基に漏電システムの同定に必要な基本パラメータを抽出し、該基本パラメータと出力パラメータとの誤差分が最小となるように前記出力パラメータの補正処理を行って漏電経路を含む漏電システムの同定を行い、該漏電システムの同定収束により、抵抗性漏洩電流を検出する過程を含むものである。 The leakage current detection method of the present invention is a leakage current detection method for detecting a resistive leakage current by processing a signal from the ZCT, and inputting a signal from the ZCT for detecting a current flowing in the ground line. Extracting frequency information of the signal, extracting basic parameters necessary for identifying the leakage system based on the frequency information, and correcting the output parameters so that an error between the basic parameters and the output parameters is minimized. And performing the process of identifying the leakage system including the leakage path and detecting the resistive leakage current by the identification convergence of the leakage system.
又ZCTからの信号を基準周波数により復調して複素共役演算によりベクトル信号とし、該ベクトル信号を変換処理して前記ZCTからの信号の周波数情報を求め、該周波数情報に従って前記ZCTからの信号を復調してn次高調波信号成分を求め、該n次高調波信号成分を正規化して前記基本パラメータとする過程を含むものである。 Also, the signal from the ZCT is demodulated with a reference frequency and converted into a vector signal by complex conjugate calculation, the vector signal is converted to obtain frequency information of the signal from the ZCT, and the signal from the ZCT is demodulated according to the frequency information. The n-th harmonic signal component is obtained, and the n-order harmonic signal component is normalized and used as the basic parameter.
又基準電圧発生部からのn次高調波信号に係数を乗算し、且つ補正処理を行った前記出力パラメータと、前記基本パラメータとの誤差分を抽出し、該誤差分が最小となるように前記出力パラメータの前記補正処理を行って、前記漏電システムの同定を行う過程を含むものである。 In addition, the n-th harmonic signal from the reference voltage generation unit is multiplied by a coefficient, and an error between the output parameter that has been corrected and the basic parameter is extracted, and the error is minimized so that the error is minimized. It includes a process of performing the correction process of the output parameter and identifying the leakage system.
又辞書参照部からの複数の漏電パターンを示すパラメータを、前記基準電圧発生部からのn次高調波信号に乗算する係数の初期値として、前記漏電システムの同定を行う過程を含むものである。 Further, the present invention includes a step of identifying the leakage system as an initial value of a coefficient by which a parameter indicating a plurality of leakage patterns from the dictionary reference unit is multiplied by the nth-order harmonic signal from the reference voltage generation unit.
又基本パラメータと前記出力パラメータとの誤差分のn次高調波成分について、ランダム的に選択して合成して相関性を最小とする補正処理を行う過程を含むものである。 In addition, the process includes a process of performing correction processing that minimizes the correlation by randomly selecting and synthesizing n-order harmonic components corresponding to the error between the basic parameter and the output parameter.
ZCTからの信号を入力して、その信号の周波数情報を求め、その信号に含まれるn次高調波信号による基本パターンを求め、この基本パターンとの誤差分が最小となる出力パターンが得られうるように、漏電経路を含む漏電システム同定を行って、抵抗性漏洩電流を検出するものであり、従って、第一に、容量性漏洩電流が大きい電力供給システムに於いても、正確に抵抗性漏洩電流を検出することができる。第二に、漏洩電流検出の為に、停電工事が不要である。第三に、電力供給システムからの基準電圧の取り込みが不要であるから、設置工事を行う時の感電事故が生じない。第四に、マイクロプロセッサ等の演算処理機能により実現可能であるから、電池を動作電源として動作可能であり、小型化により携帯も容易となる。第五に、電力供給システムの周波数を自動的に認識し、3相3線式は勿論のこと、3相4線式や単相3線式、単相2線式等の総ての電力供給システムの抵抗性漏洩電流検出に適用可能である。第六に、漏電システム同定の高速な収束が可能であるから、抵抗性漏洩電流の高速検出が可能である。 A signal from the ZCT is input, frequency information of the signal is obtained, a basic pattern based on an nth-order harmonic signal included in the signal is obtained, and an output pattern that minimizes an error from the basic pattern can be obtained. Thus, the leakage system identification including the leakage path is performed to detect the resistive leakage current. Therefore, first, even in a power supply system with a large capacitive leakage current, the resistive leakage is accurately performed. Current can be detected. Second, no power outage work is required to detect leakage current. Thirdly, since it is not necessary to take in the reference voltage from the power supply system, there is no electric shock accident during installation work. Fourth, since it can be realized by an arithmetic processing function such as a microprocessor, it can be operated with a battery as an operation power source, and it can be easily carried by downsizing. Fifth, it automatically recognizes the frequency of the power supply system, and all power supplies such as three-phase three-wire, three-phase four-wire, single-phase three-wire, single-phase two-wire, etc. It can be applied to system resistive leakage current detection. Sixth, since it is possible to converge the leakage system identification at high speed, it is possible to detect resistive leakage current at high speed.
本発明の漏洩電流検出装置は、図1を参照すると、ZCT1〜ZCTmを含むZCT部1からの信号を処理して抵抗性漏洩電流を検出する漏洩電流検出装置に於いて、接地線に流れる電流を検出するZCTからの信号を入力し、この信号の周波数情報を抽出して漏電システムの同定に必要な基本パラメータを抽出する基本パラメータ抽出手段(基本パラメータ抽出部2)と、この基本パラメータ抽出手段からの基本パラメータと出力パラメータとの誤差分を抽出する誤差抽出手段(誤差抽出部4)と、この誤差抽出手段により抽出した誤差分を零に近づけるように、出力パラメータを補正処理して漏電経路を含む漏電システムを同定し、抵抗性漏洩電流を推定検出するシステム同定回路手段(システム同定回路部3)とを備えている。
Referring to FIG. 1, the leakage current detection apparatus of the present invention processes a signal from the
又本発明の漏洩電流検出方法は、ZCTからの信号を処理して抵抗性漏洩電流を検出する漏洩電流検出方法に於いて、接地線に流れる電流を検出するZCT(ZCT部1)からの信号を入力し、この信号の周波数情報を抽出し、この周波数情報を基に漏電システムの同定に必要な基本パラメータを、基本パラメータ抽出手段(基本パラメータ抽出部2)により抽出し、この基本パラメータと出力パラメータとを誤差抽出手段(誤差抽出部4)により比較して、その比較結果の誤差分が最小となるように、システム同定手段(システム同定回路部3)により、出力パラメータの補正処理を行って漏電経路を含む漏電システムの同定を行い、この漏電システムの同定収束により、抵抗性漏洩電流を検出する過程を含むものである。 The leakage current detection method of the present invention is a leakage current detection method for detecting a resistive leakage current by processing a signal from ZCT, and a signal from a ZCT (ZCT section 1) for detecting a current flowing through a ground line. Is input, the frequency information of this signal is extracted, the basic parameters necessary for identifying the leakage system are extracted by the basic parameter extraction means (basic parameter extraction unit 2) based on the frequency information, and the basic parameters and output are extracted. The parameters are compared by the error extraction means (error extraction section 4), and the output parameter correction processing is performed by the system identification means (system identification circuit section 3) so that the error of the comparison result is minimized. It includes a process of identifying a leakage system including a leakage path and detecting a resistive leakage current by identification convergence of the leakage system.
図1は、本発明の原理説明図であり、m個のカレントトランス構成の零相電流検出トランス(以下ZCTと称する)ZCT1〜ZCTmを含むZCT部1の出力信号を入力する基本パラメータ抽出手段としての基本パラメータ抽出部2と、この基本パラメータ抽出部2により抽出した基本パラメータを入力するシステム同定手段としてのシステム同定回路部3と、誤差抽出手段としての誤差抽出部4と、各種設定/表示制御部5とを有し、電力供給システムに於ける複数のトランスの二次巻線と接地との間の接地線にそれぞれZCT1〜ZCTmを設けて、接地線に流れる電流を検出するZCT1〜ZCTm対応に、抵抗性漏洩電流を推定検出する構成を示す。なお、ZCTは1個の場合も含むもので、図示のように、複数のZCTにより得られた信号を入力する場合は、時分割的な処理により抵抗性漏洩電流を推定検出する処理を行うものである。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention. As basic parameter extraction means for inputting an output signal of a
ZCT部1のm個のZCT1〜ZCTmからの出力信号は、基本パラメータ抽出部2に入力され、ZCT部1の出力信号内に含まれているn(=1〜n)次高調波の振幅/位相/周波数情報から、漏電経路を含む漏電システム同定に必要なn次高調波対応のパワーを含む基本パラメータを抽出する。一方、システム同定回路部3は、実際の漏電システムを模擬するものであり、抽出された基本パラメータとシステム同定回路部3に於いて推定した漏電システムによるn次高調波対応のパワーを含む出力パラメータとが一致(誤差抽出手段の出力がゼロ)するように、誤差抽出部4からシステム同定回路部3にフィードバックして係数を補正し、漏電システム同定を行う。この同定した時の係数を用いて、実際にZCTが接続されたシステムで発生している抵抗性漏洩電流を推定検出する。なお、検出出力の検出閾値や検出時限に関しては、各種設定/表示制御部5による各種設定に従って動作させる。以上により、最終的なIgr出力注意/警戒情報を得ることができる。
The output signals from the m ZCT1 to ZCTm of the
従って、本発明に於いては、基本パラメータ抽出手段(基本パラメータ抽出部2)、システム同定回路手段(システム同定回路部3)、誤差抽出手段(誤差抽出部4)を設けて、ZCTから入力された信号を基に、基本パラメータ抽出手段(基本パラメータ抽出部2)により抽出したn次高調波パワーを含む基本パラメータと、システム同定手段(システム同定回路部3)により同定した出力パラメータとが一致するように、漏電システム同定を行い、この漏電システム同定収束時の係数を基に、抵抗性漏洩電流Igrを検出するものである。又各手段の機能は、演算処理機能を有するマイクロプロセッサ等により実現することができる。従って、前述の第一の課題である正確な抵抗性漏洩電流の測定が可能となるばかりでなく、第二の課題である設置工事時の停電が不要、更に、第三の課題である基準電圧位相の取り込みも不要、即ち、感電事故発生を回避可能、更に、第四の課題であるハンディタイプの携帯可能な構成も実現可能、第五の課題である12種以上の各種接続形式の電力供給システムに対しても柔軟に適用可能、第六の課題である処理時間の高速化も可能となる。 Therefore, in the present invention, the basic parameter extraction means (basic parameter extraction section 2), the system identification circuit means (system identification circuit section 3), and the error extraction means (error extraction section 4) are provided and input from the ZCT. Based on the obtained signal, the basic parameter including the n-th harmonic power extracted by the basic parameter extraction unit (basic parameter extraction unit 2) matches the output parameter identified by the system identification unit (system identification circuit unit 3). Thus, the leakage system identification is performed, and the resistive leakage current Igr is detected based on the coefficient at the time of convergence of the leakage system identification. The function of each means can be realized by a microprocessor having an arithmetic processing function. Therefore, it is possible not only to accurately measure the resistive leakage current, which is the first problem described above, but also to eliminate the power outage during the installation work, which is the second problem, and the reference voltage, which is the third problem. Phase capture is also unnecessary, that is, it is possible to avoid the occurrence of electric shock accidents, and furthermore, the fourth type of handy-type portable configuration can be realized. It can be flexibly applied to the system, and the processing time, which is the sixth problem, can be increased.
図2は、本発明を適用することができる警報システムの説明図であり、工場、オフィスビル、学校、病院等の電力需用家13の受電設備(キュービクル)11に警報検出伝送装置12を設け、この警報検出伝送装置12に於いて、異常検出として漏電検出を行った場合に、この検出信号を、例えば、100Vの電灯線(電力線搬送)又は通信線経由で警備室又は事務所15の警報受信通報装置14に伝送し、自動的或いは警備員により、電話網等を介して監視センタ16に漏電発生通知を送出する。警備員による場合は、ファクシミリ装置FAX又は電話等により監視センタ16に漏電発生通知を送出することもできる。監視センタ16に於いては、緊急出動車17等により保守要員等を急行させて、異常発生箇所の修復を図ることができる。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an alarm system to which the present invention can be applied. An alarm
図3は,ZCT接続説明図であり、例えば、ΔΔ結線のトランスの二次側のa,b,c相の中のb相を接地し、その接地線に流れる電流を検出する為のZCTを接続した場合を示す。又ra,rb,rcは、対地間等価抵抗、ca,cb,ccは、対地間等価容量を示す。正常時は、対地間等価抵抗ra,rb,rcは大きい値を示し、従って、抵抗性漏洩電流は無視できる程度の小さい値となる。又対地間等価容量ca,cb,ccは、図示を省略している力率改善用コンデンサ等を含むもので、更に、インバータ機器等による高調波成分が多いことにより、容量性漏洩電流は比較的大きい値を示すことになる。そして、各相の抵抗性漏洩電流のベクトル合成した電流と、各相の容量性漏洩電流のベクトル合成した電流とのベクトル和の電流が接地線に流れるので、これをZCTにより検出することになる。このZCTにより検出して、漏洩電流検出装置に入力することにより、漏電経路の状態を含む漏電システム同定を行って、高精度且つ迅速に、抵抗性漏洩電流を推定検出する。 FIG. 3 is an explanatory diagram of ZCT connection. For example, a ZCT for grounding the b phase among the a, b, and c phases on the secondary side of the ΔΔ connection transformer and detecting a current flowing through the ground line is shown. Shows when connected. Further, ra, rb, and rc denote ground equivalent resistances, and ca, cb, and cc denote ground equivalent capacitances. Under normal conditions, the ground-to-ground equivalent resistances ra, rb, and rc show large values. Therefore, the resistive leakage current is a negligible value. The ground-to-ground equivalent capacities ca, cb, and cc include power factor improving capacitors and the like that are not shown. Furthermore, since there are many harmonic components due to inverter devices, etc., the capacitive leakage current is relatively low. A large value will be shown. Then, since the current of the vector sum of the current obtained by vector synthesis of the resistive leakage current of each phase and the vector synthesis of the capacitive leakage current of each phase flows to the ground line, this is detected by ZCT. . By detecting by this ZCT and inputting to the leakage current detection device, the leakage system identification including the state of the leakage path is performed, and the resistive leakage current is estimated and detected with high accuracy and speed.
図4は、図1に示す本発明の構成を、図3に示す構成に適用した漏電検出システムを示し、例として、a,b,c相の中のb相を接地線により接地し、その接地線にZCTを接続し、c相に地絡障害が発生した場合を示す。従って、c相は、抵抗性漏洩電流Igrが流れる対地間等価抵抗と、容量性漏洩電流Igcが流れる対地間等価容量とが接続され、a相は、対地間等価抵抗は無視できる大きさであるから、図示を省略し、容量性漏洩電流Igcが流れる対地間等価容量のみを図示している。又接地線に流れる電流を検出するZCTからの信号を入力する漏洩電流検出装置は、図1に於ける要部について示すように、ZCTに接続された基本パラメータ抽出部2と、システム同定回路部3と、誤差抽出部4とを含む構成を有し、システム同定回路部3は、漏洩経路を含む漏電システム同定を行うことにより、抵抗性漏洩電流Igrを検出する。
FIG. 4 shows a leakage detection system in which the configuration of the present invention shown in FIG. 1 is applied to the configuration shown in FIG. 3. As an example, the b phase among the a, b, and c phases is grounded by a ground wire. The case where a ground fault occurs in the c-phase when ZCT is connected to the ground line is shown. Therefore, the c-phase is connected to the ground equivalent resistance through which the resistive leakage current Igr flows and the ground equivalent capacitance through which the capacitive leakage current Igc flows, and the a-phase has a negligible magnitude between the ground equivalent resistance. Therefore, the illustration is omitted, and only the equivalent ground-to-ground capacity through which the capacitive leakage current Igc flows is illustrated. Further, the leakage current detection device for inputting a signal from the ZCT for detecting the current flowing through the grounding wire is, as shown in FIG. 1, the basic
又単一のZCTを漏洩電流検出装置に接続した場合を示すが、図1に示すように、複数の電力供給システム対応のZCTを接続することも可能である。又ZCTに近い位置に漏洩電流検出装置を配置した場合を示すが、この漏洩電流検出装置を遠隔地に配置し、ZCTとは各種の伝送方式で知られているネットワークを介して接続することも可能である。又有線ネットワークのみでなく、無線ネットワークを介して接続することも可能である。それぞれのネットワークを介してZCTからの信号を伝送する場合、ZCT対応のアドレス付け等により、伝送方式に従ったフォーマットに従って漏洩電流検出装置に伝送し、漏洩電流検出装置は、それぞれのZCTを識別して、ZCT対応の電力供給システムの抵抗性漏洩電流を検出することもできる。 In addition, a case where a single ZCT is connected to the leakage current detection device is shown, but as shown in FIG. 1, it is also possible to connect a plurality of ZCTs corresponding to the power supply system. Although the case where the leakage current detection device is arranged at a position close to the ZCT is shown, this leakage current detection device may be arranged at a remote location and connected to the ZCT via networks known for various transmission methods. Is possible. It is also possible to connect via a wireless network as well as a wired network. When signals from ZCT are transmitted via each network, they are transmitted to the leakage current detection device according to the format according to the transmission method by ZCT compatible addressing, etc., and the leakage current detection device identifies each ZCT. Thus, it is possible to detect the resistive leakage current of the ZCT-compliant power supply system.
図5は、単相の場合の抵抗性漏洩電流が2、容量性漏洩電流が2の比率の場合の漏洩電流波形をシミュレーションにより求めた波形を示し、50Hzの3サイクル分であるが、高調波成分が多く、基本周波数の正弦波からは大きく歪んだ波形となる。 FIG. 5 shows a waveform obtained by simulation of a leakage current waveform when the ratio of the resistive leakage current in the case of the single phase is 2 and the capacitive leakage current is 2, which corresponds to 3 cycles of 50 Hz. There are many components, and the waveform is greatly distorted from the sine wave of the fundamental frequency.
図6は、漏洩電流スペクトラムの説明図であり、横軸は周波数[Hz]、縦軸はパワー[dBm]を示し、50Hzの配電地域に於ける0〜500Hzについてのスペクトラムを示す。即ち、50Hzの整数倍の高調波成分が含まれていることが判る。 FIG. 6 is an explanatory diagram of a leakage current spectrum, in which the horizontal axis indicates frequency [Hz], the vertical axis indicates power [dBm], and the spectrum for 0 to 500 Hz in a 50 Hz distribution area. That is, it can be seen that a harmonic component of an integral multiple of 50 Hz is included.
図7は、一次、三次、五次、七次の高調波成分のスペクトラムについて、地絡パターンの種別対応の一例を示すもので、(a)(‘0200)は、単相で容量性漏洩電流のみの場合、(b)(’1200)は、単相で容量性漏洩電流に抵抗性漏洩電流が加わった場合、(c)(‘0202)は、3相3線式で容量性漏洩電流のみの場合、(d)(’1202)は、3相3線式のa相で抵抗性漏洩電流が加わった場合、(e)(‘0212)は、3相3線式で容量性漏洩電流がa相、c相で発生し、且つc相で抵抗性漏洩電流が発生した場合をそれぞれ示している。又縦軸は、合成パワーを1.0に正規化した一次/三次/五次/七次の高調波のパワーを示している。即ち、各種漏電パターンにより漏洩電流波形が微妙に異なり、且つ、スペクトラムが微妙に異なった形となっている。従って、ZCTからの信号に含まれるn次高調波成分のパワーのパターンにより、抵抗性漏洩電流が含まれているか否かを判定することもできる。 FIG. 7 shows an example of the ground fault pattern corresponding to the spectrum of the first, third, fifth and seventh harmonic components. (A) ('0200) is a single-phase capacitive leakage current. (B) ('1200) is a single-phase capacitive leakage current plus a resistive leakage current, and (c) (' 0202) is a three-phase three-wire system with only a capacitive leakage current In the case of (d) ('1202), when a resistive leakage current is applied to the a phase of the three-phase three-wire system, (e) (' 0212) is a three-phase three-wire system and the capacitive leakage current is The cases where the a leakage current occurs in the a phase and the c phase and the resistive leakage current occurs in the c phase are respectively shown. The vertical axis represents the power of the primary / third / fifth / seventh harmonics with the combined power normalized to 1.0. That is, the leakage current waveform is slightly different depending on various leakage patterns, and the spectrum is slightly different. Therefore, it is also possible to determine whether or not a resistive leakage current is included based on the power pattern of the nth harmonic component included in the signal from the ZCT.
図8は、図1の各部の内部構成を示す本発明の実施例の説明図であり、図1と同一符号は同一部分を示す。図8に於いて、21はフィルタ部、22はデータ取込み部、23は基準値抽出部、24は周波数情報抽出部、25はI0検出部、31は辞書参照部、32は基準電圧発生部、33は漏電同定部、34はIgr判定/タイマ監視部を示す。ZCT部1は、m個のZCT1〜ZCTmからなる場合を示し、それぞれの出力信号はフィルタ部21により不要な成分が除去される。そして、データ取込み部22により必要なデータが取り込まれる。これらのデータは周波数が50Hz/60Hzと地域により異なる為、周波数情報抽出部24により、電源周波数が何Hzなのかを自動的に且つ正確に抽出する。基準値抽出部23は、周波数情報抽出部24により抽出した電源周波数を基本周波数としたn次高調波の周波数を生成して、ZCT部1からの信号に含まれるn次高調波対応のパワーを求めて、これを基本パターンとする。この基本パターンとしてのn次高調波パワーを正規化したLPF正規化出力をシステム同定回路部3と誤差抽出部4とに入力し、又n次高調波パワーを示す逆LPF正規化出力又は一次(基本波)のパワー値をシステム同定回路部3のIgr判定/タイマ監視部34に入力する。
FIG. 8 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention showing the internal configuration of each part in FIG. 1, and the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts. In FIG. 8, 21 is a filter unit, 22 is a data acquisition unit, 23 is a reference value extraction unit, 24 is a frequency information extraction unit, 25 is an I0 detection unit, 31 is a dictionary reference unit, 32 is a reference voltage generation unit,
I0検出部25は、周波数情報抽出部24内の信号を用いて、I0(容量性と抵抗性と漏洩電流の合成波形の零相電流;なお、零相電流は、3相中性点に流れる電流として知られているが、電源線と接地との間に流れる電流を示す)を検出する回路であり、検出出力信号I0DECをIgr判定/タイマ監視部34に入力し、この検出出力信号I0DECが、I0(零相電流)所定値以下を示す場合には、その後のIgr判定を停止させて、抵抗性漏洩電流検出処理の誤動作を防止する。又基準値抽出部23は、漏電システムを同定する為に必要な基本パラメータを抽出し、LPF正規化出力及びLPF逆正規化出力として示すように出力する。これらの基本パラメータのみを用いて、漏電経路を含む漏洩システム同定を行うこともできるが、同定収束を迅速化する為に、辞書参照部31を用いて、この辞書参照部31で保持している各種漏電パターンのどれに最も近いかを判断し、最も近い漏電パターンの情報を初期値の係数として、漏電同定部33の同定パラメータの初期化を行う。又は過去に漏電システム同定を行った時の同定パラメータを記憶しておいて、その同定パラメータを初期値とすることもできる。
The
又システム同定回路部3では、実際の漏電システムを仮想的に模擬して構築する為、システム同定回路3内にn次高調波を含む基準電圧を発生させる基準電圧発生部32を設けている。この基準電圧発生部32及び漏電同定部33により、実際の漏電システムを同定する。具体的には、この漏電同定部33で同定したパラメータと基準値抽出部23で抽出した基本パラメータとの誤差(誤差抽出部4で抽出)が、零に近づくように漏電同定部33の同定を行う。最終的にシステム同定した時の係数を基に、Igr成分を算出し、Igr判定/タイマ監視部34に於いて所定の閾値で判定した後、設定した時間継続するか否かの時間監視を行って、Igr出力を漏電検出信号として送出する。
Further, in the system
図9は、本発明の実施例の詳細なブロック図を示し、図8と同一符号は同一部分を示す。基本パラメータ抽出部2のフィルタ部21は、終端回路1〜終端回路mと、選択回路SEL1と、ゲイン切替部GSWと、ローパスフィルタLPFとを有し、ZCT部1の各ZCT1〜ZCTmは、終端回路1〜終端回路mにより所定のインピーダンスで終端され、電圧値として選択回路SEL1に入力する。選択回路SEL1は、漏洩電流検出対象のZCTを選択するもので、例えば、3個のZCTの選択を行う場合に、0.6秒単位で順次選択することができる。又1個のZCTの場合には、選択回路SEL1は省略或いは固定的な選択状態とすることができる。
FIG. 9 is a detailed block diagram of an embodiment of the present invention, and the same reference numerals as those in FIG. 8 denote the same parts. The
又ゲイン切替部GSWは、選択回路SEL1により選択されたZCTの出力信号に対する増幅ゲインを切替える可変利得増幅器に相当する。ZCTの出力信号は、例えば、50mA〜800mA程度の広い範囲に相当するもので、所定のダイナミックレンジを確保する為に、選択回路SEL1により順次選択されたZCTの出力信号に対する増幅ゲインを切替える。選択回路SEL1とゲイン切替部GSWとは、データ取込み部22のアナログ制御部により制御される。
The gain switching unit GSW corresponds to a variable gain amplifier that switches the amplification gain for the ZCT output signal selected by the selection circuit SEL1. The ZCT output signal corresponds to a wide range of about 50 mA to 800 mA, for example, and the amplification gain for the ZCT output signal sequentially selected by the selection circuit SEL1 is switched in order to ensure a predetermined dynamic range. The selection circuit SEL1 and the gain switching unit GSW are controlled by the analog control unit of the
このデータ取込み部22は、AD変換器A/Dと、オフセット除去回路Offsetと、バッファBUFFと、アナログ制御部とを含む構成を有し、又周波数情報抽出部24は、キャリア発生部CRR0と、復調部DEMOと、ローパスフィルタLPF0と、複素共役回路と、周波数変換部と、キャリア発生部CRRnとを含む構成を有する。又I0検出部25は、パワー算出部PWRと判定部とを含む構成を有し、基準値抽出部23は、復調部DEM1〜DEMnと、ローパスフィルタLPF1〜LPFnと、LPF正規化部とを含む構成を有する。
The
データ取込み部22のオフセット除去回路Offsetは、AD変換器A/Dにより変換されたZCT1〜ZCTm対応のディジタル信号に、それぞれ直流オフセット成分が含まれているから、この直流オフセット成分を算出し、直流オフセット成分が零となるように処理して、バッファBUFFに一旦蓄積する。それにより、ディジタル演算処理による抵抗性漏洩電流検出精度を一層向上することができる。そして、バッファBUFFから読出して、アナログ制御部と、基準値抽出部23の復調部DEM1〜DEMnと、周波数情報抽出部25の復調部DEM0とに入力する。
The offset removal circuit Offset of the
アナログ制御部は、選択回路SEL1により選択したZCTからの信号レベルに対して、バッファBUFFに入力された信号レベルが所定範囲の下限値より低い時、ゲイン切替部GSWのゲインを上昇させ、反対に、所定範囲の上限を超える時、ゲイン切替部GSWのゲインを低下させるように、ゲインの切替えの制御を行う。なお、バッファBUFFに入力される信号レベルが常に所定の範囲内の場合には、ゲイン切替部GSWのゲインを予め設定した値として、自動ゲイン切替えの制御構成を省略することも可能である。又AD変換器A/Dのダイナミックレンジが広い場合も同様である。 The analog control unit raises the gain of the gain switching unit GSW when the signal level input to the buffer BUFF is lower than the lower limit value of the predetermined range with respect to the signal level from the ZCT selected by the selection circuit SEL1, and conversely When the upper limit of the predetermined range is exceeded, gain switching control is performed so as to decrease the gain of the gain switching unit GSW. When the signal level input to the buffer BUFF is always within a predetermined range, the control structure for automatic gain switching can be omitted by setting the gain of the gain switching unit GSW as a preset value. The same applies when the AD converter A / D has a wide dynamic range.
図10は、キャリア発生部CRR0及び復調部DEM0〜DEMnの説明図であり、周波数情報抽出部24のキャリア発生部CRR0は、ZCTからの信号の基本波の周波数が未知であるが、電力供給システムに於ける基本周波数は、一般的には、50Hz又は60Hzであるから、例えば、その中間の55Hzの周波数のキャリア発生を行う為のデータをROMに格納した構成とすることができる。この場合のROM格納データは、半径1の55Hzでベクトル回転することを示す(cos(2π55(Hz)t)−jsin(2π55(Hz)t))とすることができる。
FIG. 10 is an explanatory diagram of the carrier generating unit CRR0 and the demodulating units DEM0 to DEMn. The carrier generating unit CRR0 of the frequency
又周波数情報抽出部24及び基準値抽出部23の復調部DEM0〜DEMnは、入力信号に、高調波の次数をnとして、cos(nω)を乗算してリアルパートの復調出力(DEM出力)を得る乗算器と、−sin(nω)を乗算して、イマジナリパートの復調出力(DEM出力)を得る乗算器とを含み、周波数情報抽出部24に於いては、バッファBUFFからの信号が復調部DEM0に対するDEM入力となり、キャリア発生部CRR0からのキャリアcos(2π55(Hz)t)−jsin(2π55(Hz)t)のcos(2π55(Hz)t)と、sin(2π55(Hz)t)とを、点線矢印で示す経路により、それぞれの乗算器に入力し、復調出力信号を、ローパスフィルタLPF0を介して、複素共役回路と、I0検出部25のパワー算出部PWRとに入力する。
Further, the demodulating units DEM0 to DEMn of the frequency
又基準値抽出部23の復調部DEM1〜DEMnにつては、バッファBUFFからの信号がそれぞれのDEM入力となり、周波数情報抽出部24のキャリア発生部CRRnからの次数対応のキャリア(後述のように、抽出した電源周波数に同期したn次高調波信号;cos(nω)、−sin(nω))を復調用として乗算器に入力する。それにより、n次高調波信号対応の復調出力信号は、同期検波と同様に、ZCTからの信号に含まれているn次高調波成分を示し、それぞれローパスフィルタLPF1〜LPFnを介してLPF正規化部に入力する。
For the demodulating units DEM1 to DEMn of the reference
図11は、前述のローパスフィルタLPF0〜LPFnの構成の一例を示すもので、単位時間の遅延回路Tと、入力信号及び遅延回路Tを介した信号に係数ω0〜ωkをそれぞれ乗算する乗算器と、加算器Σとを含み、トランスバーサル型のFIRフィルタの構成を示すものである。例えば、周波数情報抽出部24のローパスフィルタLPF0は、55Hz近辺以外の不要な成分は除去したい為、帯域幅として55Hz±25Hz程度とすることになる。他のローパスフィルタLPF1〜LPFnも同様にn次高調波対応の帯域として、カットオフ周波数をn次高調波周波数に対して±25Hz程度に設定し、不要な高調波信号は除去する。周波数情報抽出部24に於けるキャリア発生部CRR0と、復調部DEM0と、ローパスフィルタLPF0とにより、30Hz〜80Hz間の周波数の抽出を可能とすることができる。従って、50Hz/60Hzの周波数同期が確立する前でも、漏電信号の抽出を可能としている。
FIG. 11 shows an example of the configuration of the above-described low-pass filters LPF0 to LPFn. Multiplication for multiplying a unit time delay circuit T and an input signal and a signal via the delay circuit T by coefficients ω 0 to ω k , respectively. And the adder Σ, the configuration of a transversal FIR filter is shown. For example, since the low-pass filter LPF0 of the frequency
図12は、I0検出回路25の説明図であり、パワー算出部PWRと判定回路とを含み、ローパスフィルタLPF0を介した復調信号を入力し、パワー算出部PWRにより、その復調信号を二乗してパワーを求め、判定回路の演算部により、パワーと、予め設定した値REFとの差を求め、極性判定部に於いて、極性が負であれば、漏電電流有り(I0DEC=1.0)を示し、極性が正であれば、漏電電流無し(I0DEC=0.0)を示す検出信号I0DECを出力し、Igr判定/タイマ監視部34のIgr算出LPF逆正規化部(図9参照)に入力する。この場合、漏電電流無しの検出信号I0DECの場合は、誤動作を防止する為に、Igr判定/タイマ監視部34以降の抵抗性漏洩電流検出処理は行わない。
FIG. 12 is an explanatory diagram of the
図13は、周波数情報抽出部24に於ける複素共役回路と周波数変換部との説明図であり、ローパスフィルタLPF0の出力信号を複素共役入力として、乗算器と遅延回路とに入力する。この場合、AD変換器A/Dにより変換されたサンプリング間隔の信号を、バッファBUFFを介して、更に、復調部DEM0、ローパスフィルタLPF0を介して複素共役回路に、複素共役入力して示すように入力する。この時間差を有する信号を、それぞれ、LPF01,LPF02とすると、複素共役出力Yは、
Y=LPF02×(LPF01)* ・・・(1)
と表すことができる。なお、*印は複素共役演算を示す。
FIG. 13 is an explanatory diagram of the complex conjugate circuit and the frequency conversion unit in the frequency
Y = LPF02 × (LPF01) * (1)
It can be expressed as. Note that * indicates a complex conjugate operation.
この複素共役出力Yは、AD変換器A/Dに入力された信号の周波数が55Hzより高い場合、反時計方向にシフトするベクトルとなり、反対に、55Hzより低い場合、時計方向にシフトするベクトルとなる。このベクトル信号を点線矢印で示すように、周波数情報抽出入力として、周波数変換部に入力する。 The complex conjugate output Y becomes a vector that shifts counterclockwise when the frequency of the signal input to the AD converter A / D is higher than 55 Hz, and conversely, when the frequency is lower than 55 Hz, the complex conjugate output Y becomes a vector that shifts clockwise. Become. As indicated by the dotted arrow, this vector signal is input to the frequency conversion unit as frequency information extraction input.
具体的には、取り込んだ漏洩電流を任意の時間間隔をもって、任意の復調周波数fDEMで検波し、2つの位相ベクトルを抽出する。更に、前処理で得られた2つの位相ベクトルから、任意の時間間隔の位相差を抽出することにより、復調周波数と取り込み電流の周波数との差を抽出する。 Specifically, the captured leakage current is detected at an arbitrary demodulation frequency f DEM at an arbitrary time interval, and two phase vectors are extracted. Further, by extracting the phase difference at an arbitrary time interval from the two phase vectors obtained in the preprocessing, the difference between the demodulation frequency and the frequency of the capture current is extracted.
取り込んだ漏洩電流の周波数をfAC、任意の復調周波数をfDEM、取り込んだ漏洩電流の周波数と任意の復調周波数の偏差をΔfとすると、
fAC=fDEM+Δf ・・・(2)
となる。
If the frequency of the captured leakage current is f AC , the arbitrary demodulation frequency is f DEM , and the deviation between the captured leakage current frequency and the arbitrary demodulation frequency is Δf,
f AC = f DEM + Δf (2)
It becomes.
任意に定めた復調周波数fDEMと前処理で求めたΔfとの2つの周波数情報により、複数の復調の為の周波数を生成する。一次の周波数fDEM1、三次の周波数fDEM3、五次の周波数fDEM5、七次の周波数fDEM7とした時、次式により求められる。
fDEM1=fDEM+Δf
fDEM3=3×(fDEM+Δf)
fDEM5=5×(fDEM+Δf)
fDEM7=7×(fDEM+Δf)
従って、n次高調波の周波数についての一般式は、
fDEMn=n×(fDEM+Δf) ・・・(3)
と表すことができる。
A plurality of frequencies for demodulation are generated based on two pieces of frequency information of an arbitrarily determined demodulation frequency f DEM and Δf obtained by preprocessing. When the primary frequency f DEM1 , the tertiary frequency f DEM3 , the quintic frequency f DEM5 , and the seventh frequency f DEM7 are obtained, the following equation is obtained.
f DEM1 = f DEM + Δf
f DEM3 = 3 × (f DEM + Δf)
f DEM5 = 5 × (f DEM + Δf)
f DEM7 = 7 × (f DEM + Δf)
Therefore, the general formula for the frequency of the nth harmonic is:
f DEMn = n × (f DEM + Δf) ··· (3)
It can be expressed as.
複素共役出力を周波数情報抽出入力とする周波数情報抽出回路は、ベクトル情報→Δθ変換回路と、Δθ+55Hz加算MOD回路からなる周波数情報抽出回路と、キャリア発生部CRRnとを含み、複素共役回路からの複素ベクトル情報(X+jY)を、ベクトル情報→Δθ変換回路に入力して、tan−1関数を用いて、角度情報Δθ(Δfの周波数情報に比例)に変換する。そして、キャリア発生部CRR0で発生させた55Hzの角度情報に加算(周波数加算)し、毎サンプル毎の回転角度情報を求め(±180度mod加算)、キャリア発生部CRRnからのキャリアにより、所望の周波数情報抽出出力(CRRnの回転ベクトル信号=(cos(nωt)−jsin(nωt)))を得ることができる。 The frequency information extraction circuit using the complex conjugate output as the frequency information extraction input includes a vector information → Δθ conversion circuit, a frequency information extraction circuit including a Δθ + 55 Hz addition MOD circuit, and a carrier generation unit CRRn. Vector information (X + jY) is input to the vector information → Δθ conversion circuit and converted into angle information Δθ (proportional to the frequency information of Δf) using a tan −1 function. Then, it is added (frequency addition) to the 55 Hz angle information generated by the carrier generation unit CRR0, and rotation angle information for each sample is obtained (± 180 degree mod addition). The carrier from the carrier generation unit CRRn A frequency information extraction output (rotation vector signal of CRRn = (cos (nωt) −jsin (nωt))) can be obtained.
尚、周波数情報抽出回路は、他の構成とすることも可能であり、例えば、複素共役信号(X+jY)をアドレス変換(上位X+下位Y)し、予めアドレスと周波数との関係を格納したROM等のメモリをアクセスして所望の周波数情報(例えば、51.1Hz,60.3Hz等)を得る構成とすることもできる。又は、この周波数情報変換は、複素共役回路の出力を半径1.0のベクトル情報に変換して、そのイマジナリ成分のみを用い、ROMで所望の周波数情報に変換する構成とすることもできる。更に、PLL回路を用いて、いきなり周波数算出を行ってもよい。 The frequency information extraction circuit may have other configurations, for example, a ROM or the like in which the complex conjugate signal (X + jY) is address-converted (upper X + lower Y) and the relationship between the address and the frequency is stored in advance. It is also possible to obtain a desired frequency information (for example, 51.1 Hz, 60.3 Hz, etc.) by accessing the above memory. Alternatively, the frequency information conversion may be configured such that the output of the complex conjugate circuit is converted into vector information having a radius of 1.0, and only the imaginary component is used to convert the output into desired frequency information using a ROM. Furthermore, the frequency may be calculated suddenly using a PLL circuit.
図14は、基準値抽出部23のLPF正規化部の説明図であり、101はパワー合成部、102は逆変換部、103は二乗部、104は除算部、105は平方根部、106〜109は乗算器を示す。ローパスフィルタLPF1〜LPFnの出力信号をパワー合成部101に入力して、二乗した後、加算(Σ)して、全体のパワーaを求め、これをSYNLPFPとして出力すると共に、逆変換部102に於いて、1/√aの処理により、パワーを求める前のレベルとして、ローパスフィルタLPF1〜LPFnの出力信号に乗算器106に於いて乗算し、正規化する。なお、乗算器106に入力するLPF(n)は、簡略化の為に、代表として示しており、図示の構成をローパスフィルタLPF1〜LPFn対応に備えている。
FIG. 14 is an explanatory diagram of the LPF normalization unit of the reference
次に、位相の正規化を行う為に、二乗部103により二乗してR2とし、これをLPFA(n)として出力すると共に、除算部104に於いて1/R2=bとし、これを乗算器109に入力して制御力αを乗算してLPFAI(n)として出力する。又平方根部105に於いて、√b=1/R=LPFAIS(n)として乗算器107に入力し、この乗算出力を乗算器108に入力して複素共役演算を行って、そのリアルパートReを、レベルと位相とを正規化した信号LPFN(n)(図8に於けるLPF正規化出力)として、誤差抽出部4と、辞書参照部31と、漏電同定部33とに入力する。
Next, in order to normalize the phase, the
漏電信号同定で重要な基本パラメータとは何かについて説明する。漏電波形は図5に示すように極めて複雑な波形を示しているが、電源周波数での繰り返し波形であることは明確である。抵抗性漏洩電流検出には、基準の電圧位相が極めて重要であるが、AD変換器A/Dに入力された漏電電流の波形は、前述のように、複雑で、基準位相の特定は不可能である。なお、基準位相を特定できたと仮定した場合の漏電システム同定は極めて容易であるが、実際的でない。この為、漏電システム同定では、基準位相に依存しないアルゴリズムの創出が不可欠である。従って、AD変換器A/Dに取り込まれた信号から漏電システム同定に基本となるパラメータは何か、基準位相に振り回されないパラメータは何か、との問題に対しての一つの回答が自己相関系列である。 The basic parameters important for leakage signal identification will be explained. As shown in FIG. 5, the leakage waveform is a very complicated waveform, but it is clear that it is a repetitive waveform at the power supply frequency. The reference voltage phase is extremely important for resistive leakage current detection, but the waveform of the leakage current input to the AD converter A / D is complex as described above, and the reference phase cannot be specified. It is. Although it is extremely easy to identify a leakage system when it is assumed that the reference phase can be specified, it is not practical. For this reason, it is indispensable to create an algorithm that does not depend on the reference phase in the leakage system identification. Therefore, an autocorrelation is one answer to the question of what is the basic parameter for the leakage system identification from the signal captured by the AD converter A / D and what is the parameter that is not swung to the reference phase. It is a series.
入力信号をf(t)とした場合の自己相関系列A(τ)は、A(τ)=Σ(f(t)×(f(t+τ))*)(*は複素共役演算を示す)となり、例えば、複合性漏電(抵抗性漏電と容量性漏電との複合)、容量性漏電、抵抗性漏電(抵抗性漏電と容量性漏電発生時)の自己相関系列は、図15(A),(B),(C)に示すようになり、それぞれ漏電条件毎に異なった自己相関系列となるが、抽出信号f(t)の切り出し位相によらず一定の値となる。従って、自己相関系列を使用してシステム同定を行えば、基準位相によらないシステム同定が可能である。 When the input signal is f (t), the autocorrelation sequence A (τ) is A (τ) = Σ (f (t) × (f (t + τ)) *) (* indicates a complex conjugate operation). For example, the autocorrelation series of composite leakage (combination of resistive leakage and capacitive leakage), capacitive leakage, and resistive leakage (when resistive leakage and capacitive leakage occur) are shown in FIGS. As shown in B) and (C), autocorrelation sequences differ for each leakage condition, but the values are constant regardless of the extraction phase of the extracted signal f (t). Therefore, if system identification is performed using an autocorrelation sequence, system identification independent of the reference phase is possible.
問題は波形の自己相関演算の積分期間であるが、電源周波数の1周期であることが望ましい。AD変換器A/Dにより変換した波形では、1周期分の切り出しはサンプリングの量子化からも困難であるが、入力された信号に同期をとって、復調部DEM1〜DEMnで復調し、ローパスフィルタLPF1〜LPFnにより不要帯域を除去したベースバンド信号であれば、1周期分の積分は極めて容易であり正確に実現可能である。 The problem is the integration period of the autocorrelation calculation of the waveform, but it is desirable that it is one cycle of the power supply frequency. In the waveform converted by the AD converter A / D, it is difficult to cut out one period from the sampling quantization. However, in synchronization with the input signal, the demodulating units DEM1 to demn demodulate the low-pass filter. If it is a baseband signal from which unnecessary bands are removed by LPF1 to LPFn, integration for one period is extremely easy and can be realized accurately.
又AD変換器A/Dに入力される信号のレベルは多種多様であり、これらを基に安定にシステム同定することは困難である。そこで、前述の図14に示すように、合成パワーで漏洩電流のパワーの正規化を実行する。又後述の図30に示すように、基本波を除く漏電システムを同定するのに影響の大なる主要な高調波のパワーを合成することで求めても良い。 The levels of signals input to the AD converter A / D are various, and it is difficult to stably identify the system based on these levels. Therefore, as shown in FIG. 14 described above, normalization of the power of the leakage current is executed with the combined power. Further, as shown in FIG. 30 to be described later, the power may be obtained by synthesizing the powers of major harmonics that have a great influence on identifying the leakage system excluding the fundamental wave.
又自己相関系列演算は、極めて演算量が多く、このような演算処理を導入すると、処理量が飛躍的に増大し、処理時間が長くなる。一方、自己相関系列は入力波形のパワースペクトラムを代表していることはよく知られている。実際問題、パワースペクトラムの場合には、位相の変化の影響を受けないものである。現にローパスフィルタLPF1〜LPFnの出力のベクトル信号に、任意の位相回転を施しても位相回転を施す前の自己相関系列と、位相回転を施した後での自己相関系列は一致している。これは、自己相関演算そのものが、複素共役ベクトルを演算しており、位相成分が消えることによる。従って、ローパスフィルタLPF1〜LPFnの出力信号のパワーをみれば、自己相関演算を行わなくてもよいことを示している。 In addition, the autocorrelation sequence calculation has an extremely large amount of calculation, and when such calculation processing is introduced, the amount of processing increases dramatically and the processing time becomes long. On the other hand, it is well known that the autocorrelation sequence represents the power spectrum of the input waveform. In fact, in the case of the power spectrum, it is not affected by the phase change. Actually, the autocorrelation sequence before the phase rotation is matched with the autocorrelation sequence after the phase rotation is performed even if arbitrary phase rotation is performed on the vector signals output from the low-pass filters LPF1 to LPFn. This is because the autocorrelation calculation itself calculates a complex conjugate vector, and the phase component disappears. Therefore, if the power of the output signals of the low-pass filters LPF1 to LPFn is viewed, it indicates that the autocorrelation calculation need not be performed.
即ち、ローパスフィルタLPF1〜LPFnの出力に各n次の高調波ベクトル信号に半径1.0の複素共役ベクトルを乗算して、位相に無関係な信号とし、これを漏電システム同定用の基準信号とする。同時に、漏電同定部33内の漏洩電流模擬回路EQLの出力にも同様な位相正規化回路を導入して、位相に依存しない出力を得ることにより、これを漏電同定回路の出力(出力パラメータ)とし、誤差抽出部4により基準値(基本パラメータ)との誤差を求め、この誤差が最小となるように漏電システムの同定を実施していく。このような処理を実行することにより、演算量の飛躍的減少が可能となる。
That is, the outputs of the low-pass filters LPF1 to LPFn are multiplied by each n-order harmonic vector signal by a complex conjugate vector having a radius of 1.0 to obtain a signal unrelated to the phase, and this is used as a reference signal for leakage system identification. . At the same time, by introducing a similar phase normalization circuit to the output of the leakage current simulation circuit EQL in the
図16は、辞書参照部31の説明図であり、誤差算出部111と、パワー算出部112と、パワー値積分部113と、セレクタ114,120(SEL)と、最小値判定部115と、EQL(漏洩電流模擬回路)係数部116と、漏電パターン格納部117と、初期化係数格納部118と、制御係数格納部119とを含む構成を有し、図9に於いては、誤差算出、PWR値積分最小値判定、初期化/制御、SEL2、EQL係数、各種漏電パターン辞書として示す機能を、具体的な構成として示している。
FIG. 16 is an explanatory diagram of the
漏電パラメータには、例えば、3相3線式の場合でみても、a相漏電、b相漏電、c相漏電、更に容量性漏洩電流、抵抗性漏洩電流、高調波も一次高調波、二次高調波、三次高調波等の多種類となり、このような多数のパラメータで短時間にシステム同定を行うことは極めて困難である。この為、各種の漏電パターンを、辞書としての漏電パターン格納部117に格納し、順次読出した漏電パターンを、セレクタ114を介して誤差算出部111に入力し、基準値抽出部23からのLPF正規化出力、即ち、基準値LPFN(n)との誤差分を求め、パワー算出部112により誤差分のパワーを算出し、パワー値積分部113により積分し、最小値判定部115により誤差分が最小となる漏電パターンを選択する。この場合の誤差算出部であるが、基本波を含む総ての高調波を使用することなく、漏電システムの同定に効果的なn次高調波のみを使用した方が良い。但し、使用する場合には、辞書パターンの最小化を目的に、使用する範囲の高調波群のパワーを、1.0等に正規化して誤差算出すると良い。又基本波を除くn次高調波の合成パワーが1.0となるように、最小値を求める構成とすることもできる。
For example, even in the case of a three-phase three-wire system, the leakage parameter includes a-phase leakage, b-phase leakage, c-phase leakage, capacitive leakage current, resistive leakage current, and harmonics as the first harmonic, secondary There are many types of harmonics, third harmonics, etc., and it is extremely difficult to perform system identification in a short time with such a large number of parameters. For this reason, various leakage patterns are stored in the leakage
この最小値判定部115は、複数の辞書参照結果から積分誤差が最小となる漏電パターンを選定する為のものである。又セレクタ114(SEL)は固定の複数の辞書パターンと過去に求めた漏電パターン(図示を省略したメモリに格納した漏電パターン)との選択回路であり、EQL係数部116からの係数と、漏電パターン格納部117からの係数とを切替えて、誤差算出部111に入力し、セレクタ120(SEL)は、EQL係数部116からの係数と、初期化係数制御部118からの係数とを切替えて、係数EQLRa,EQLCa,EQLRb,EQLCb,EQLRc,EQLCcを漏電同定部33に入力する。更に、漏洩電流模擬回路EQLの制御力については、例えば、3相3線式では、a相の抵抗性漏電パスと容量性漏電パス、更にc相の抵抗性漏電パスと容量性漏電パスがある為、それぞれ漏電パターンに合致した制御力を持たせ、収束の高速化を図っている。
The minimum
図17は、基準電圧発生部32(図9参照)の説明図であり、3相の一次〜n次の基準電圧VGa(1),VGb(1),VGc(1)〜VGa(n),VGb(n),VGc(n)を発生させる為のROMにより実現した場合を示す。一次のa相を基準電圧位相0度とすると、一次の電圧位相は、(4)〜(6)式に示すものとなり、n次の電圧位相は(7)〜(9)式に示すものとなる。
図18は、漏電同定部33(図9参照)のEQL(漏洩電流模擬回路)部の説明図であり、前述の基準電圧発生部32からの一次〜n次の基準電圧VGa(1),VGb(1),VGc(1)〜VGa(n),VGb(n),VGc(n)を入力し、電流パラメータEQLRa(1),EQLRb(1),EQLRc(1)〜EQLCa(n),EQLCb(n),EQLCc(n)を複素乗算し、加算(Σ)して、最終的な所望のEQL(1)〜EQL(n)出力を得る。但し、ここで、n次高調波の次数が増大すると、容量性漏電に関しては、周波数に比例して増大する。一方、抵抗性漏電に関しては、周波数による変化はなく一定、更に、一般に高調波信号は次数に応じて1/nに低減していくため、EQLRa(n)に関しては、係数に1/nを乗算して出力計算を行う。容量性漏洩電流に関しては、特に何もしない。こうすることで、より実際的な漏電システム同定が可能となる。
FIG. 18 is an explanatory diagram of an EQL (leakage current simulation circuit) unit of the leakage identification unit 33 (see FIG. 9), and the primary to n-th order reference voltages VGa (1), VGb from the reference
n次高調波の電圧源をV、各相と対地間に存在する負荷のインピーダンスをZ、ZCTに流れる電流をIとすると、I=V/Zとなる。一方、負荷インピーダンスZは、各相と対地間に存在している容量性負荷と、抵抗性負荷との並列接続であるが、周波数をω、容量をC、抵抗をrとすると、容量性負荷に流れる電流Icは、
Ic=V/(1/jωC)=jωCV ・・・(10)
又抵抗性負荷に流れる電流Irは、
Ir=V/r ・・・(11)
となる。従って、最終的にZCTに流れる電流Iは、
I=V(1/r+jωC) ・・・(12)
となる。実際には、電圧源Vがn次高調波基準電圧源である為、又各相(a/b/c相)が存在する為、これら全ての合成ベクトルとなる。
Assuming that the voltage source of the nth harmonic is V, the impedance of the load existing between each phase and the ground is Z, and the current flowing through ZCT is I, I = V / Z. On the other hand, the load impedance Z is a parallel connection of a capacitive load existing between each phase and the ground and a resistive load. When the frequency is ω, the capacitance is C, and the resistance is r, the capacitive load The current Ic flowing through
Ic = V / (1 / jωC) = jωCV (10)
The current Ir flowing through the resistive load is
Ir = V / r (11)
It becomes. Therefore, the current I finally flowing through the ZCT is
I = V (1 / r + jωC) (12)
It becomes. Actually, since the voltage source V is an nth order harmonic reference voltage source and each phase (a / b / c phase) exists, all these combined vectors are obtained.
抽出目標である抵抗性漏洩電流を得る為には、取り込んだ零相電流成分から、抵抗性漏洩電流成分と容量性漏洩電流成分とに分離して、抵抗性漏洩電流成分を測定する必要がある。又、容量性漏洩電流は、抵抗性漏洩電流の90度進んだ位相である。 In order to obtain the resistive leakage current that is the extraction target, it is necessary to measure the resistive leakage current component by separating the captured zero-phase current component into a resistive leakage current component and a capacitive leakage current component. . The capacitive leakage current is a phase advanced by 90 degrees of the resistive leakage current.
実際に漏電システムの中で構築される容量性負荷及び抵抗性負荷は、システム同定の容易さの観点から、インピーダンスではなく、アドミッタンスで定義する。アドミッタンスのベクトルと基準となるn次高調波基準電圧源との乗算を行い、合成することで、ZCTから入力された零相電流を推定する。 The capacitive load and the resistive load that are actually constructed in the leakage system are defined not by impedance but by admittance from the viewpoint of ease of system identification. The zero-phase current input from the ZCT is estimated by multiplying and combining the admittance vector and the reference n-order harmonic reference voltage source.
然しながら、上記で推定した零相電流は、あくまでも基準電圧発生部32からのn次高調波基準電圧を基にしている。一方、実際にZCTに接続された漏電システムの基準電圧位相及び振幅は、上記の基準位相及び振幅とは異なるものであり、この振幅差/位相差を補正する必要がある。この為、漏電システム内に位相正規化回路/振幅補正回路を設け、最終的なシステム同定を行う。
However, the zero-phase current estimated above is based solely on the nth-order harmonic reference voltage from the
図19は、漏電同定部33のEQL(漏洩電流模擬回路)正規化部131及びAMP(n)部132の説明図であり、133〜134は乗算器、136は二乗回路、137は除算回路及び平方根回路、138,139は加算器、140は乗算器、141は遅延回路(T)、142,143はリミッタ(LM)、144は除算回路を示す。EQL正規化部131は、LPFnの正規化同様、EQLnの複素共役演算により、半径1.0のベクトルに正規化した信号を求め、EQLn出力に乗算することで、EQLN(n)を出力する。
FIG. 19 is an explanatory diagram of an EQL (leakage current simulation circuit)
又AMP(n)部132は、各EQLNnの出力が基準値であるLPFAnと一致するように補正を行う。これは、基準電圧発生源から半径1.0で回転するベクトル値として出力しており、EQL部でn次高調波の次数nが大きくなるほど1/nに低下すべく高調波のパワー減衰を考慮しているが、実際問題、このパワー減衰が想定パワー減衰よりも小となった場合に、この補正を行うものである。この為、通常のAGC回路と同様の補正回路となっている。なお、乗算器133に除算回路144の出力Aを入力して、EQL(n)に乗算する構成を、複数段設けて、粗調整と微調整とを行う構成とすることも可能である。又は、n次高調波の歪み度合いに応じて、基本波と基本波以外のパワー比が大きく異なってくること、並びに、基本波以外のパワー値は、一括制御しても特に問題はないこと等から、AMP(1)を独立させ、AMP(2)〜AMP(n)を一括して共通制御することも可能である。
The AMP (n)
図20は、誤差抽出部4(図9参照)の説明図であり、基準値抽出部23のLPF正規化部(図14参照)からのLPF正規化出力(n)(基本パターン)と、AMP(n)部132(図19参照)からの出力AMP(n)(出力パターン)との差分を求めて、漏電同定部33のEQL補正1(図9参照)に入力する。この誤差抽出部4からの誤差抽出出力(n)が最小となるように、システム同定を行う。この場合の基本アルゴリズムとして、最小二乗法を適用することができる。なお、(n)は、一次〜n次の1〜nを示す。
FIG. 20 is an explanatory diagram of the error extraction unit 4 (see FIG. 9). LPF normalization output (n) (basic pattern) from the LPF normalization unit (see FIG. 14) of the reference
図21は、漏電同定部33(図9参照)のEQL補正1,SEL3/PN発生,EQL補正2として示す補正手段の説明図であり、EQL(漏洩電流模擬回路)補正部151と選択部152とEQL(漏洩電流模擬回路)補正部153とのそれぞれ要部を示す。なお、3相のa相、b相、c相対応の構成を有するものであり、a相対応の構成のみを示し、EQL補正部153から、EQLRa,EQLCaを出力しているが、b相及びc相対応のEQLRb,EQLCb,EQLRc,EQLCcを出力するものである。又a相対応にCNTRa,CNTCaを入力しているが、b相及びc相対応にCNTRb,CNTCb,CNTRc,CNTCcを入力する構成を有するものである。又154は複素共役演算部、155,156は乗算器、157は選択部、158は選択パターン発生部、159は加算器(Σ)、160は乗算器、161は加算器、162はリミッタ(LM)、163は遅延回路(T)を示す。
FIG. 21 is an explanatory diagram of correction means shown as
LPFn出力(n次高調波信号)は、線スペクトラムであり、抽出後は固定パターンとなる。一般に、システム同定は、基準値と、推定値との誤差が最小となるように、具体的には、エラーの相関がなくなるように、システム同定を行うのが一般的である。然し、LPFn信号(n次高調波信号)を用いる場合には、固定パターンとなる為、極めて、基準信号そのものに相関性が高い。従って、システム同定を行う場合には、これらの信号を無相関にしてやる必要がある。具体的には、各次数のエラーの内、n次のエラーをランダムに選択可能な選択回路を設ける。これにより、基準となるLPFn(n次高調波信号)のスペクトラムはランダムとなり、無相関となる。従って、安定したシステム同定が可能となる。その為に、選択回路157と選択パターン発生部158とを設けて、各相のn次高調波対応の誤差分をランダム的に選択する構成とする。
The LPFn output (nth-order harmonic signal) is a line spectrum and becomes a fixed pattern after extraction. In general, system identification is generally performed so that an error between a reference value and an estimated value is minimized, specifically, an error correlation is eliminated. However, when an LPFn signal (nth-order harmonic signal) is used, it becomes a fixed pattern, and therefore has a very high correlation with the reference signal itself. Therefore, when performing system identification, it is necessary to make these signals uncorrelated. Specifically, a selection circuit capable of randomly selecting an nth-order error among errors of each order is provided. Thereby, the spectrum of LPFn (nth harmonic signal) serving as a reference becomes random and uncorrelated. Therefore, stable system identification is possible. For this purpose, a
即ち、選択部157は、選択パターン発生部158からのランダム的な選択信号に従ってn次高調波対応に誤差分を選択出力して、EQL補正部153の加算器159に入力する。或いは、総てのスイッチを固定パターン的に選択して、EQL補正部153の加算器159に入力して加算することもできる。それにより、基準信号に対して、無相関な信号とすることができる。従って、選択パターン発生部158は、ランダム的なパターンの選択信号を出力する構成或いは所定の固定的なパターンの選択信号を出力する構成とするものである。
That is, the
又前述のEQL部に、基準電圧発生部32の出力信号が入力され、システム同定した容量性漏洩電流ベクトルと抵抗性抵抗漏洩電流ベクトルとがそれぞれ乗算され、合成の推定n次高調波信号EQL(1)〜EQL(n)が出力される。EQLの等化係数パラメータとして、各相(PH=a,b,c)毎に、
EQL(PH)=EQLR(PH)+jEQLC(PH) ・・・(13)
と表すことができる。
Further, the output signal of the reference
EQL (PH) = EQL R ( PH) + jEQL C (PH) ··· (13)
It can be expressed as.
又前述のEQL補正の手段は、モデム等に適用されている自動等化技術を応用することができる。即ち、基準値と推定値のエラー信号を位相正規化信号の複素共役で演算し、更に振幅補正の逆数を乗算し、或る一定の制御力を乗算した後、抵抗性成分に関しては、過去の抵抗性成分に、エラーと基準電圧の複素共役を乗算(基準電圧とエラーの相関をなくすように作用)し、抵抗性成分について、最小二乗法を用いてシステム同定補正していくものである。 The above-mentioned EQL correction means can apply an automatic equalization technique applied to a modem or the like. That is, the error signal of the reference value and the estimated value is calculated by the complex conjugate of the phase normalization signal, further multiplied by the inverse of the amplitude correction, and multiplied by a certain control force. The resistive component is multiplied by the complex conjugate of the error and the reference voltage (acts so as to eliminate the correlation between the reference voltage and the error), and the system identification is corrected for the resistive component using the least square method.
又容量性成分については、
EQLの詳細補正アルゴリズムを次の(15)〜(17)式を基に説明する。
EQL出力は位相正規化、AMPn回路による振幅補正を行った後、誤差抽出回路に最終出力している為、補正回路ではこの逆を実施する。即ち、誤差抽出部4からのエラー信号に、EQL補正部151の乗算器155により、AMPI(n)(AMP(n)の逆数値)を乗算し、次に、乗算器156により、CJE(n)(CJEの*の*)を乗算し、複素共役逆回転させ、エラーを合成し制御力を乗算してタップ係数補正を実施する。又CNTRa,CNTCaは各種漏電パターンのタップ係数補正の制御力である。
Since the EQL output is subjected to phase normalization and amplitude correction by the AMPn circuit, and finally output to the error extraction circuit, the reverse is performed in the correction circuit. That is, the error signal from the
タップ係数を補正する際に、例えば、3相3線式ではEQLRa,EQLCa,EQLRc,EQLCcが最終的なタップ係数となる。補正の次数も例えば、一次,三次,五次,七次のみとすれば、これら全ての相関エラーを合成してタップ係数を補正するか、それとも個々の細かい単位で補正を行うことが考えられるが、収束精度の確保と収束時間の確保との相反する要求ポイントとなっている。この為、このエラー合成を最適化することにより、収束速度の改善や精度改善を行うことが可能となる。 When correcting the tap coefficient, for example, in the three-phase three-wire system, EQLRa, EQLCa, EQLRc, and EQLCc are final tap coefficients. For example, if the correction order is only the first order, third order, fifth order, and seventh order, it is conceivable to synthesize all these correlation errors to correct the tap coefficient, or to perform correction in individual fine units. This is a point of conflict between ensuring convergence accuracy and ensuring convergence time. For this reason, it is possible to improve the convergence speed and the accuracy by optimizing the error synthesis.
又選択回路157の選択制御を行う選択パターン発生部158は、前述のように、PNパターン発生又は固定パターン発生の機能を有し、PNパターン発生は、例えば、15ビットを1周期とした擬似ランダム信号によるランダムパターンとすることができる。このランダムパターンはM系列等で発生が容易である。その場合、1をスイッチon,0をスイッチoffとすると、1111(例えば、一次,三次,五次,七次の順)は、全てのスイッチをonとして、エラーを合成してタップ更新を行うものであり、1000(例えば、一次,三次,五次,七次の順)であれば、一次のエラーパスのみ使用してタップ補正を行うものである。漏電同定システムでは相間の相関が高いため、エラー補正の制御力に関しても相関性が大なる制御力となる。これらの制御力の最適値はシミュレーションで求め、先に説明した辞書参照部31の辞書(ROM)に格納しておくことができる。
The selection
前述のように、ZCTから出力される漏電波形は単一トーン波形の集合体であり、極めて相関性が大なる信号である。このような信号のシステム同定を行う場合には、どこかでランダマイズする回路が必要であり、スペクトラムをフラットにする為にも必要である。このように、スペクトラムをフラットにすることで、システム同定の安定性も高まり高速な収束が可能となる。又、最初の引き込み時には平均的な高速引き込みが可能となるように、固定パターン補正(例えば全n次エラー合成)でもよい。 As described above, the leakage waveform output from the ZCT is an aggregate of single tone waveforms, and is a signal having extremely high correlation. When performing system identification of such a signal, a circuit for randomization is required somewhere, and it is also necessary for flattening the spectrum. In this way, by flattening the spectrum, the stability of system identification is increased and high-speed convergence is possible. Further, fixed pattern correction (for example, all n-th order error synthesis) may be performed so that average high-speed pull-in is possible at the first pull-in.
図22は、EQL係数収束特性説明図であり、(A),(B)の縦軸はEQL係数,横軸は補正回数を示し、又(A)は、a相とc相とに容量性漏電があり、且つc相に抵抗性漏電がある場合、(B)は、単相で抵抗性と容量性の両方に漏電ある場合を示している。何れの場合も、約6回程度の補正回数で収束していることが判る。なお、辞書参照部31に保持されている漏電パターンを利用したことにより、EQL係数は、図22の(A)に於いては、Ra及びCaは、0からではなく、約1から出発し、又図22の(B)に於いては、Rcは、約0.5から出発して収束の高速化が可能であることを示している。
FIG. 22 is an explanatory diagram of EQL coefficient convergence characteristics, where the vertical axis of (A) and (B) indicates the EQL coefficient, the horizontal axis indicates the number of corrections, and (A) is capacitive in a phase and c phase. When there is a leakage and there is a resistive leakage in the c-phase, (B) shows a case where there is a single-phase leakage in both resistance and capacitance. In any case, it can be seen that convergence is achieved with about six corrections. By using the leakage pattern held in the
図23は,Igr判定/タイマ監視部34(図9参照)の説明図であり、171はIGR算出部、172はIGR判定部、173はタイマ監視部、174は設定部、181,182,188,189は乗算器、184は加算器、185,186は二乗回路、187は加算器、190,191は加算器、192,193は連続時間監視部を示す。なお、設定部174は、図9に於ける各種設定/表示制御部5の機能の一部を示す。
23 is an explanatory diagram of the Igr determination / timer monitoring unit 34 (see FIG. 9), in which 171 is an IGR calculation unit, 172 is an IGR determination unit, 173 is a timer monitoring unit, 174 is a setting unit, 181, 182, and 188. , 189 are multipliers, 184 are adders, 185 and 186 are square circuits, 187 are adders, 190 and 191 are adders, and 192 and 193 are continuous time monitoring units. The
I0検出部25からの漏電電流の有無を示す検出信号I0DECが無しを示す0の場合、乗算器189の出力信号は0となり、IGR判定部172に於ける判定は行われないことになる。即ち、前述のように、誤動作を防止することができる。又検出信号I0DECが1で,漏電電流有りを示す場合、漏電同定部33のEQL補正部153からの補正された係数EQLRa,EQLRb,EQLRcがIGR算出部171に入力され、それらの位相が異なることから、それらをベクトル合成し、二乗回路185,186によりパワーとして、加算器187により加算してIgr成分を求める。又LPFn正規化回路に於いて合成パワーを正規化しているので、これを元に戻す為に、LPF正規化部(図14参照)からのSYNLPFPを乗算器188に於いて乗算して、元のレベルに戻し、乗算器189を介してIGR判定部172に入力する。
When the detection signal I0DEC indicating the presence or absence of the leakage current from the
IGR判定部172は、設定部174からの注意閾値を加算器190に、警戒閾値を加算器191に入力し、IGR算出部171の出力信号のレベル判定を行う。閾値を超えている場合、タイマ監視部173の連続時間監視部192,193により連続時間の監視を行う。設定部174から設定する時限としては、例えば、10秒とし、連続時間がこの設定した時間を超えると、注意信号又は警戒信号を送出する。この場合の設定時限としては、電力供給システムの構成等に従って、更に長い時限とすることも可能である。
The
図34に、n次高調波成分の合成波形説明図であり、n次高調波成分が大なる場合と小なる場合との漏電波形例を示している。3相3線式で、容量性漏洩電流がa相,c相の両方で発生し、且つ抵抗性漏洩電流もa相,c相の両方で発生しており、一方は、n次高調波成分が極めて大で、大きく波形が歪んでいる場合を示し、他方は、n次高調波成分が比較的小さく、波形はあまり歪んでいない場合を示している。この一方の波形と他方の波形とを比較すると、両者は大きく相違する波形となっているが、抵抗性漏洩電流については同じ値の場合を示している。又前述の図6は、実フィールドでの実測波形であるが、n次高調波のレベルは、基本波からすると、約18dB程度低下した波形となっている。 FIG. 34 is an explanatory diagram of the combined waveform of the nth-order harmonic component, and shows examples of leakage waveforms when the nth-order harmonic component is large and small. A three-phase, three-wire system, capacitive leakage current is generated in both a phase and c phase, and resistive leakage current is also generated in both a phase and c phase. Is extremely large and shows a case where the waveform is greatly distorted, and the other shows a case where the n-order harmonic component is relatively small and the waveform is not so distorted. When this one waveform is compared with the other waveform, the two waveforms are greatly different, but the resistive leakage current has the same value. FIG. 6 described above shows an actual measurement waveform in the actual field, and the level of the nth harmonic is a waveform that is reduced by about 18 dB from the fundamental wave.
図32は、五次高調波を正規化した時の三次及び七次高調波の振幅分布説明図であり、例えば、五次の高調波のレベルを1.0に正規化した場合に於いて、三次と七次とのパワー値を二次元グラフで示すもので、想定される各種の漏電パターンをプロットしたものであるが、漏電パターンにより、三次と七次との振幅座標位置が特定できることを示している。前述の図34に示す一方と他方との波形についてのシミュレーションも同一の結果が得られた。n次高調波のパワーであるが、漏電の量が同じでも、合成パワー値は、漏電システム毎で大きく異なっている。然しながら、パワーを正規化した切り口で見ると、同一の劣化パターンとなっている。従って、安定した漏電検出を行う為には、何らかの正規化手段が有効であることが判る。 FIG. 32 is an explanatory diagram of amplitude distribution of the third and seventh harmonics when the fifth harmonic is normalized. For example, in the case where the level of the fifth harmonic is normalized to 1.0, The power values of the third and seventh orders are shown in a two-dimensional graph, and various types of assumed leakage patterns are plotted. This indicates that the third and seventh amplitude coordinate positions can be specified by the leakage patterns. ing. The same result was obtained in the simulation for one and the other waveform shown in FIG. Although it is the power of the n-th harmonic, even if the amount of leakage is the same, the combined power value is greatly different for each leakage system. However, the same deterioration pattern is observed when the power is normalized. Therefore, it can be understood that some normalization means is effective in order to perform stable leakage detection.
図33は、三次、五次、七次高調波パワーを正規化した振幅分布説明図であり、基本波を除くn次高調波の合成パワーが1.0になるように正規化し、三次、五次、七次のパワーのパターンを示し、図7と同レベルで各種漏電パターンのパワー値を示す。このようなパターンを、基本パラメータとして辞書に格納することもできる。 FIG. 33 is an explanatory diagram of amplitude distribution obtained by normalizing the third-order, fifth-order, and seventh-order harmonic powers, normalized so that the combined power of n-order harmonics excluding the fundamental wave is 1.0, and the third-order, fifth-order harmonics are normalized. The next and seventh power patterns are shown, and the power values of various leakage patterns are shown at the same level as in FIG. Such a pattern can also be stored in the dictionary as a basic parameter.
図30は、基本波と基本波以外のパワー値が大きく変動していることに着目して、基本波を除くパワー値を参照し、このパワー値が1.0となるように、LPF(n)を正規化して、LPFN(n)を得る構成を示す。漏電同定部では、LPF正規化部と同一の処理を必要としているので、図31に示す構成による処理が行われる。 In FIG. 30, focusing on the fact that power values other than the fundamental wave and the fundamental wave fluctuate greatly, refer to the power value excluding the fundamental wave, and LPF (n ) Is normalized to obtain LPFN (n). Since the leakage identification unit requires the same processing as the LPF normalization unit, processing with the configuration shown in FIG. 31 is performed.
図30に於いて,LPF(1)に関して、複素共役演算処理を施して、位相を正規化した後、そのままLPFN(1)として出力し、又Igrの正確なレベル判定を実施する為に、LPF(1)のパワー値を代表するSYNLPFPを出力し、図23に示すIgr判定/タイマ監視部のIGR検出部171に入力する。又基本波以外のLPF(n)は、LPF(1)と同様に位相を正規化するが、同時にパワーを基本波以外のn次高調波のパワーの合成値が1.0となるようにして正規化する。即ち、合成PWRに於ける基本波LPL(1)を除く高調波LPF(k)〜LPF(n)の二乗値を合成部Σで合成した値aを、1/√aとして、基本波以外のLPF(n)の位相正規化出力に乗算して、パワーの正規化を行ってLPFN(n)として出力する。漏電同定部では、このLPFN(n)を用いて同定を行う。
In FIG. 30, LPF (1) is subjected to complex conjugate arithmetic processing to normalize the phase, and then output as LPFN (1) as it is. SYNLPFP representing the power value of (1) is output and input to the
図31は、EQL正規化部及びAMPn部の説明図であり、図30と同様な処理を実施しており、EQL(n)は、位相に無関係となるように、位相が正規化された後、基本波を除く合成パワー値が1.0となるように振幅補正されて出力される。又同時に、振幅逆補正の為の補正信号AMPI(n)(ループゲインの一定化を目的)を出力する。EQL(1)は、位相正規化され、そのリアルパートReをEQLN(1)として出力する。同時にそのパワー値を求め、逆数演算して、SYNEQLPの出力信号を得る。EQL出力は合成パワー値が1.0として誤差抽出部4に入力され、個々で、誤差がゼロとなるように係数が補正され、漏電システム同定を行う。この同定した結果で、基本波(一次高調波)の出力を計算し、所望の抵抗性漏洩電流Igrを得ることができる。具体的には、図23に示す構成により求める。
FIG. 31 is an explanatory diagram of the EQL normalization unit and the AMPn unit. The same processing as in FIG. 30 is performed, and EQL (n) is after the phase is normalized so that it is independent of the phase. , The amplitude is corrected so that the combined power value excluding the fundamental wave is 1.0, and then output. At the same time, a correction signal AMPI (n) (for the purpose of making the loop gain constant) for amplitude reverse correction is output. EQL (1) is phase-normalized and outputs its real part Re as EQLN (1). At the same time, the power value is obtained and the reciprocal operation is performed to obtain an output signal of SYNQLP. The EQL output is input to the
又ZCTに相当するものとして、単相2線又は3相3線を同一方向に束ねて、コモンモード電流を検出し、その検出したコモンモード電流を、前述の漏洩電流検出手段により、前述の実施例と同様の処理により、抵抗性漏洩電流を検出することができる。 Also, as equivalent to ZCT, single-phase two-wire or three-phase three-wire are bundled in the same direction to detect common mode current, and the detected common mode current is detected by the leakage current detecting means described above. The resistive leakage current can be detected by the same processing as in the example.
1 ZCT部
2 基本パラメータ抽出部
3 システム同定回路部
4 誤差抽出部
5 各種設定/表示制御部
21 フィルタ部
22 データ取込み部
23 基準値抽出部
24 周波数情報抽出部
25 I0検出部
31 辞書参照部
32 基準電圧発生部
33 漏電同定部
34 Igr判定/タイマ監視部
DESCRIPTION OF
Claims (14)
接地線に流れる電流を検出するZCTからの信号を入力し、該信号の周波数情報を抽出して漏電システムの同定に必要な基本パラメータを抽出する基本パラメータ抽出手段と、
前記基本パラメータと出力パラメータとの誤差分を抽出する誤差抽出手段と、
該誤差抽出手段により抽出した誤差分を零に近づけるように前記出力パラメータを補正処理して漏電経路を含む漏電システムを同定し、抵抗性漏洩電流を推定検出するシステム同定回路手段と
を備えたことを特徴とする漏洩電流検出装置。 In a leakage current detection device that detects a resistive leakage current by processing a signal from ZCT,
A basic parameter extracting means for inputting a signal from the ZCT for detecting a current flowing in the ground line, extracting frequency information of the signal, and extracting a basic parameter necessary for identification of the leakage system;
An error extracting means for extracting an error between the basic parameter and the output parameter;
System identification circuit means for correcting the output parameter so that the error extracted by the error extraction means approaches zero, identifying a leakage system including a leakage path, and estimating and detecting a resistive leakage current. Leakage current detector characterized by.
接地線に流れる電流を検出するZCTからの信号を入力し、該信号の周波数情報を抽出し、該周波数情報を基に漏電システムの同定に必要な基本パラメータを抽出し、
該基本パラメータと出力パラメータとの誤差分が最小となるように前記出力パラメータの補正処理を行って漏電経路を含む漏電システムの同定を行い、該漏電システムの同定収束により、抵抗性漏洩電流を検出する過程を含む
ことを特徴とする漏洩電流検出方法。 In a leakage current detection method for detecting a resistive leakage current by processing a signal from ZCT,
Input a signal from the ZCT that detects the current flowing in the ground line, extract frequency information of the signal, extract basic parameters necessary for identifying the leakage system based on the frequency information,
Correct the output parameter so that the error between the basic parameter and the output parameter is minimized, identify the leakage system including the leakage path, and detect the resistive leakage current by the convergence of the leakage system identification. A leakage current detection method characterized by comprising a process of:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004186185A JP2006010432A (en) | 2004-06-24 | 2004-06-24 | Leak current detector and leak current detecting method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004186185A JP2006010432A (en) | 2004-06-24 | 2004-06-24 | Leak current detector and leak current detecting method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006010432A true JP2006010432A (en) | 2006-01-12 |
Family
ID=35777862
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004186185A Withdrawn JP2006010432A (en) | 2004-06-24 | 2004-06-24 | Leak current detector and leak current detecting method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006010432A (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006138691A (en) * | 2004-11-11 | 2006-06-01 | Netindex Inc | Method and apparatus of detecting leakage current |
KR100876651B1 (en) | 2007-04-16 | 2009-01-09 | 김형열 | Method of leakage current break and measurement leakage current use phase calculation |
KR101307318B1 (en) | 2013-08-07 | 2013-09-26 | 한국 전기안전공사 | Method for analyzing body current passing through resistance leakage current path |
KR101307312B1 (en) | 2013-08-07 | 2013-09-26 | 한국 전기안전공사 | Apparatus of analyzing body current passing through capacitive leakage current path |
KR101307317B1 (en) * | 2013-08-07 | 2013-09-26 | 한국 전기안전공사 | Apparatus of analyzing body current passing through resistance leakage current path |
KR101307313B1 (en) * | 2013-08-07 | 2013-09-26 | 한국 전기안전공사 | Method for analyzing body current passing through capacitive leakage current path |
KR101307316B1 (en) | 2013-08-05 | 2013-09-26 | 한국 전기안전공사 | Phase of the human body impedance analysis device for electrical equipment |
CN111796205A (en) * | 2020-07-08 | 2020-10-20 | 安徽先兆科技有限公司 | AC220V loop electric safety control method and system |
CN113391234A (en) * | 2021-05-17 | 2021-09-14 | 深圳市合广测控技术有限公司 | Electric leakage detection method, control device and electric leakage detection equipment |
-
2004
- 2004-06-24 JP JP2004186185A patent/JP2006010432A/en not_active Withdrawn
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006138691A (en) * | 2004-11-11 | 2006-06-01 | Netindex Inc | Method and apparatus of detecting leakage current |
JP4563144B2 (en) * | 2004-11-11 | 2010-10-13 | 株式会社ネットインデックス | Leakage current detection method and leak current detection device |
KR100876651B1 (en) | 2007-04-16 | 2009-01-09 | 김형열 | Method of leakage current break and measurement leakage current use phase calculation |
KR101307316B1 (en) | 2013-08-05 | 2013-09-26 | 한국 전기안전공사 | Phase of the human body impedance analysis device for electrical equipment |
KR101307318B1 (en) | 2013-08-07 | 2013-09-26 | 한국 전기안전공사 | Method for analyzing body current passing through resistance leakage current path |
KR101307312B1 (en) | 2013-08-07 | 2013-09-26 | 한국 전기안전공사 | Apparatus of analyzing body current passing through capacitive leakage current path |
KR101307317B1 (en) * | 2013-08-07 | 2013-09-26 | 한국 전기안전공사 | Apparatus of analyzing body current passing through resistance leakage current path |
KR101307313B1 (en) * | 2013-08-07 | 2013-09-26 | 한국 전기안전공사 | Method for analyzing body current passing through capacitive leakage current path |
CN111796205A (en) * | 2020-07-08 | 2020-10-20 | 安徽先兆科技有限公司 | AC220V loop electric safety control method and system |
CN113391234A (en) * | 2021-05-17 | 2021-09-14 | 深圳市合广测控技术有限公司 | Electric leakage detection method, control device and electric leakage detection equipment |
CN113391234B (en) * | 2021-05-17 | 2023-12-12 | 深圳市合广测控技术有限公司 | Leakage detection method, control device and leakage detection equipment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Achlerkar et al. | Variational mode decomposition and decision tree based detection and classification of power quality disturbances in grid-connected distributed generation system | |
Latran et al. | A novel wavelet transform based voltage sag/swell detection algorithm | |
Abd-Elkader et al. | A passive islanding detection strategy for multi-distributed generations | |
Jia et al. | Advanced DC zonal marine power system protection | |
Haider et al. | Passive islanding detection scheme based on autocorrelation function of modal current envelope for photovoltaic units | |
Luo et al. | A directional protection scheme for HVDC transmission lines based on reactive energy | |
Chakir et al. | Extended C37. 118.1 PMU algorithms for joint tracking of fundamental and harmonic phasors in stressed power systems and microgrids | |
US8532230B2 (en) | Instantaneous phasor determination for poly-phase electrical grids | |
Affijulla et al. | Development of phasor estimation algorithm for P-class PMU suitable in protection applications | |
CA2106357A1 (en) | Method for implementing selectable protective relay functions | |
Liu et al. | Transient wavelet energy-based protection scheme for inverter-dominated microgrid | |
Gashteroodkhani et al. | A protection scheme for microgrids using time-time matrix z-score vector | |
Dutta et al. | Smart inadvertent islanding detection employing p‐type μPMU for an active distribution network | |
Sareen et al. | Islanding detection technique based on inverse hyperbolic secant function | |
Makwana et al. | Islanding detection technique based on superimposed components of voltage | |
JP2006010432A (en) | Leak current detector and leak current detecting method | |
JP4563144B2 (en) | Leakage current detection method and leak current detection device | |
Chaitanya et al. | Hilbert–huang transform based islanding detection scheme for distributed generation | |
CN109088425A (en) | A kind of commutation failure prevention method based on ac bus voltage disturbance amount | |
Tajani et al. | A novel differential protection scheme for AC microgrids based on discrete wavelet transform | |
AppalaNaidu | The Role of Dynamic Voltage Restorer (DVR) in improving power quality | |
Thakur et al. | Modal voltage decomposition-based passive method for islanding detection using variational mode decomposition in active distribution network | |
Strack et al. | Three-phase voltage events classification algorithm based on an adaptive threshold | |
Elkhatib et al. | Protection of Renewable-dominated Microgrids: Challenges and Potential Solutions. | |
CN103636095A (en) | Electric network protection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070904 |