JP2007306638A - サンプリング周波数変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】あるサンプリング周波数でサンプリングされたデータを別のサンプリング周波数でサンプリングされたデータに容易に変換できるサンプリング周波数変換装置を得る。
【解決手段】任意のサンプリング周波数の入力サンプリングデータＡを前処理手段１１により所定の規則に従ってサンプリングして抽出データＤを得て、演算用３点選択手段１３により抽出データＤの中から演算データを求めたい時点である演算点の直前の連続した３つの抽出点の抽出データを選択して選択データＣ１として出力し、リレー装置演算用データ生成手段１４は選択データＣ１に基づいてリレー装置の演算に適したサンプリング周波数の演算データＥを生成する。このようにして、任意のサンプリング周波数でサンプリングされた入力サンプリングデータＡをリレー装置に適したサンプリング周波数の演算データＥに容易に変換できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、あるサンプリング周波でサンプリングされたデータを例えば電力保護継電装置に適した別のサンプリング周波数のデータへ変換するサンプリング周波数変換装置に関する。

従来のサンプリング周波数変換装置としての複数周波数用データサンプリング方法では、例えば、１０ｋＨｚのサンプリング周波数データを商用周波数５０Ｈｚに対しては６００データを１ブロックとし、６０Ｈｚに対しては５００データを１ブロックとし、夫々の周波数の３周期のデータをサンプリングすることにより区切りよくサンプリングを実施する方法を提案している（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−１９００３号公報（段落番号０００７、０００８、図２及び図３）

上述のような従来のデータサンプリング方法においては、該交流のｍ周期にｎ個のサンプルを得ることにより５０／６０Ｈｚの両周波数に対応したデータを得るようにしているが、この方式では、故障点の評定のように過去のデータを加工して異常故障点を評定するなどの場合には有効であるが、時事刻々変化するリアルタイムサンプリングデータを使って演算処理する場合には、変換の追随性が悪く適切ではない。また、リレー装置の演算は、通常３０°、４５°など、９０°を１以上の整数で割った電気角相当のデータを使っているため、例えばオシロ装置のように整数ｋＨｚ（例えば、１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、１０ｋＨｚなどのサンプリング）のデータは３０°（６０Ｈｚ系で７２０Ｈｚ）、４５°（６０Ｈｚ系で４８０Ｈｚ）、９０°（６０Ｈｚ系で２４０Ｈｚ）で割り切れないのでリレー装置の演算に適したサンプリング周波数のデータが得られず、リレー装置の演算に適したサンプリング周波数のデータを得るためには新たな演算アルゴリズムの開発をする必要がある。

さらに、変電所のＣＴ、ＰＴなどの電気量のデジタル信号が変電所ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）に取り込まれてリレー装置へ入力する方式が採用された場合、ＣＴ、ＰＴ信号は、オシロ装置、リレー装置などに対して共用データになり、同じサンプリングデータが適用されるが、その場合、その電気入力のサンプリングはリレー装置に適したものではなく、他の機器（例えばオシロ装置）の出力規格に統一される場合、リレー装置は従来適用してきたリレー装置用サンプリング周波数ではないサンプリング周波数のデジタル信号からリレー装置の演算に適したサンプリング周波数に変換する必要が生じる。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、あるサンプリング周波数でサンプリングされたデータを別のサンプリング周波数のデータに容易に変換できるサンプリング周波数変換装置を得ることを目的とする。

この発明に係るサンプリング周波数変換装置においては、交流の電流又は電圧を所定のサンプリング周波数でサンプリングして当該サンプリング点でのアナログデータをアナログデジタル変換したデジタルデータを所定の規則に従って抽出データとして抽出するデータ抽出手段、抽出データを記憶するデータ記憶手段、抽出データのうちの３つを選択するデータ選択手段、選択された３つの抽出データのうちの１つの抽出データのサンプリング点の時間及び選択された３つの抽出データから電流又は電圧の振幅値、周波数及び位相角を計算する計算手段、並びに所定の基点から所定時間後の演算点における電流又は電圧を所定時間、振幅値、周波数及び位相角に基づき演算データとして生成する演算データ生成手段を備えたものである。

また、交流の電流又は電圧を所定のサンプリング周波数でサンプリングして当該サンプリング点でのアナログデータをアナログデジタル変換したデジタルデータを所定の規則に従って抽出データとして抽出するデータ抽出手段、抽出データを記憶するデータ記憶手段、抽出データのうちの２つを選択するデータ選択手段、選択された２つの抽出データのうちの１つの抽出データのサンプリング点の時間及び選択された２つの抽出データから電流又は電圧の振幅値、周波数及び位相角を計算する計算手段、並びに所定の基点から所定時間後の演算点における電流又は電圧を所定時間、振幅値、周波数及び位相角に基づき演算データとして生成する演算データ生成手段を備えたものである。

この発明は、交流の電流又は電圧を所定のサンプリング周波数でサンプリングして当該サンプリング点でのアナログデータをアナログデジタル変換したデジタルデータを所定の規則に従って抽出データとして抽出するデータ抽出手段、抽出データを記憶するデータ記憶手段、抽出データのうちの３つを選択するデータ選択手段、選択された３つの抽出データのうちの１つの抽出データのサンプリング点の時間及び選択された３つの抽出データから電流又は電圧の振幅値、周波数及び位相角を計算する計算手段、並びに所定の基点から所定時間後の演算点における電流又は電圧を所定時間、振幅値、周波数及び位相角に基づき演算データとして生成する演算データ生成手段を備えたものであるので、あるサンプリング周波数でサンプリングされたデータを別のサンプリング周波数のデータに容易に変換できる。

また、交流の電流又は電圧を所定のサンプリング周波数でサンプリングして当該サンプリング点でのアナログデータをアナログデジタル変換したデジタルデータを所定の規則に従って抽出データとして抽出するデータ抽出手段、抽出データを記憶するデータ記憶手段、抽出データのうちの２つを選択するデータ選択手段、選択された２つの抽出データのうちの１つの抽出データのサンプリング点の時間及び選択された２つの抽出データから電流又は電圧の振幅値、周波数及び位相角を計算する計算手段、並びに所定の基点から所定時間後の演算点における電流又は電圧を所定時間、振幅値、周波数及び位相角に基づき演算データとして生成する演算データ生成手段を備えたものであるので、あるサンプリング周波数でサンプリングされたデータを別のサンプリング周波数のデータに容易に変換できるとともに演算処理の簡略化、演算時間の短縮を図ることができる。

実施の形態１．
図１〜図３は、この発明を実施するための実施の形態１を示すものであり、図１はサンプリング周波数変換装置を含むリレー装置の構成を示す構成図、図２はサンプリング周波数変換装置の構成を示す構成図、図３はサンプリング周波数変換装置の動作を説明するための説明図である。図１において、電力線１の電流及び電圧をＣＴ２、ＰＴ３にて検出し、その電流及び電圧信号をＡＤ変換ユニット４で所定のサンプリング周波数でサンプリングされたアナログデータをデジタルデータに変換し、通信ネットワーク５にて各装置へ伝達する。リレー装置９では、サンプリング周波数変換装置１０（詳細構成は後述）にてリレー装置に適した別のサンプリング周波数のデータに変換後、変換された電流、電圧のデジタルデータを使ってリレー装置の演算回路７で保護動作のための演算を実行して、出力回路８にてリレーに出力し、図示しない遮断器を制御して電力線１を開閉する。

サンプリング周波数変換装置１０は、図２に示すように、前処理手段１１、前処理データ記憶手段１２、演算用３点選択手段１３、リレー装置演算用データ生成手段１４を有する。次に、動作について説明する。前処理手段１１は、サンプリング周波数ｐ（Ｈｚ）の入力サンプリングデータＡをリレー装置の演算に適したサンプリング周波数ｆ（Ｈｚ）の抽出データＤへ変換する。すなわち、前処理手段１１により、Ｐ／ｎ ＞ Ｇ ＞ Ｇ／（ｎ＋１）となる周波数Ｐ／ｎ（＝Ｆ）（Ｈｚ）の抽出データＤを得る。

これは、例えば、ｎ＝２の場合には、入力サンプリングデータＡを１つおきに取得するすなわち抽出することを意味する。ｎ＝３の場合には、入力サンプリングデータＡを３回に１回抽出する。ｎ＝ｍの場合には、ｍ回に１回抽出することにより実現できる。前処理データ記憶手段１２は、入力サンプリングデータＡの中から前処理手段１１にて抽出された入力サンプリングデータＡを抽出データＤとして記憶する。演算用３点選択手段１３は、所定の演算基点からの経過時間に応じて、演算をすべき点（以下、演算点という）の直前の３つの抽出点における抽出データＤを選択して選択データＣ１として出力する。リレー装置演算用データ生成手段１４は、選択データＣ１に基づいて、リレー装置の演算用の演算データＥを演算により求める。この演算データＥは演算により求めた推定値であり、リレー装置演算回路７（図１）に出力される。

この演算を図３によって説明する。図３において、ＡＤ変換器４（図１）からサンプリング周波数ｐにて前処理手段１１に入力サンプリングデータＡが入力され、前処理手段１１により所定の規則に従って抽出データｄ１，ｄ２，ｄ３，・・として抽出される。抽出データｄ１，ｄ２，ｄ３，・・がサンプリングされたサンプリング点（以下抽出点という）をｆ１，ｆ２，ｆ３，・・とし、その基点をｆ１とする。演算データを求めるべき点を演算点をｇ１，ｇ２，ｇ３，・・とし、演算点ｇ１，ｇ２，ｇ３，・・に対応して求める演算データをｅ１，ｅ２，ｅ３，・・とする。また、入力サンプリングデータＡから抽出データを抽出する抽出基点ｆ１＝ｇ１、データｄ１＝ｇ１であるとする。

ここで、演算データｇ２を演算により求める。まず、演算用３点選択手段１３により演算点ｇ２の直前の３つの抽出点ｆ０，ｆ１，ｆ２における抽出データｄ０，ｄ１，ｄ２を選択する。
抽出点ｆ０，ｆ１，ｆ２のデータは
ｄ０＝Ａ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ−θｆ）
ｄ１＝Ａ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ）
ｄ２＝Ａ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ＋θｆ）
θｆ＝Δｆ・Ｑ・３６０°（Ｑは、電力線１の系統周波数で、通常５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ、Δｆは、d1(f1),d2(f2),d3(f3),---のサンプリング間隔）
と表せるので、リレー装置演算用データ生成手段１４によりＡ，ω，θをｄ０，ｄ１，ｄ２より求めることができる。ここでＡは信号の振幅値、ωは角周波数（＝Ｑ・３６０°）、θは基点ｆ１での位相角である。
これから、リレー装置演算用データ生成手段１４は、
ｅ２＝Ａ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ＋θｇ）
θｇ＝Δｇ・Ｑ・３６０（Δｇは、e1(g1),e2(g2),e3(g3),---のサンプリング間隔）
に基づき演算データｅ２を求めることができる。

同じように演算データｅ３は、データｄ１，ｄ２，ｄ３から求めることができる。図３の例では、点ｇ４の直前の点は、ｆ５であるので、データｄ２，ｄ３，ｄ４から求めるではなく、データｄ３，ｄ４，ｄ５から求める。

図３は、その様子を示した説明図であり、図３の例では次の表１のようになる。

すなわち、演算データｅｍは、抽出点ｆｎ−２，ｆｎ−１，ｆｎにおける抽出データｄｎー２，ｄｎ−１，ｄｎから計算したとすると、
演算データｅｍ＋１は
ｎ・Δｇ＜ｍ・Δｇ＜（ｎ＋１）・Δｆの場合は、抽出点ｆｎ−１，ｆｎ，ｆｎ＋１における抽出データｄｎ−１，ｄｎ，ｄｎ＋１から、
（ｎ＋１）・Δｇ＜ｍ・Δｇ＜（ｎ＋２）・Δｆの場合は、抽出点ｆｎ，ｆｎ＋１，ｆｎ＋２における抽出データｄｎ，ｄｎ＋１，ｄｎ＋２から、
計算する。
このように基点ｆ１からの経過時間に応じて演算用３点選択手段１３により直前の３つの抽出点のデータを選択し、その３つの抽出点からリレー装置の演算用の演算データｅの周波数ω、振幅Ａ、位相角θを求め、
ｅｍ＋１＝Ａ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ＋θｇ）
θｇ＝ｍ・Δｇ・Ｑ・３６０
と計算することにより演算データｅｍ＋１を求めることができる。

このように、この実施の形態のサンプリング周波数変換装置においては、任意のサンプリング周波数の入力サンプリングデータＡ（ａ１，ａ２，ａ３，・・）を前処理手段１１により所定の規則に従ってサンプリングして抽出データＤ（ｄ１，ｄ２，ｄ３，・・）を得る。演算用３点選択手段１３は、抽出データＤ（ｄ１，ｄ２，ｄ３，・・）の中から演算データを求めるべき時点である演算点ｇｍの直前の連続した３つの抽出点の抽出データを選択して選択データＣ１として出力する。リレー装置演算用データ生成手段１４は、選択データＣ１に基づいてリレー装置の演算に適したサンプリング周波数の演算データＥを生成する。このようにして、任意のサンプリング周波数でサンプリングされた入力サンプリングデータＡをリレー装置に適したサンプリング周波数の演算データＥに容易に変換できる。リレー装置９は、そのリレー装置演算回路７に適したサンプリング周波数の演算データＥに基づき保護継電用のための演算を実行できる。

実施の形態２．
図４、図５は、この発明の実施の形態２を示すものであり、図４はサンプリング周波数変換装置の構成を示す構成図、図５はサンプリング周波数変換装置の動作を説明するための説明図である。図４において、サンプリング周波数変換装置２０は、演算用３点選択手段２３を有する。このサンプリング周波数変換装置２０が図１におけるサンプリング周波数変換装置１０の代わりに用いられる。その他の構成については、図１に示した実施の形態１と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。

実施の形態１では、演算点の直前の３つの抽出点例えばｆｎ，ｆｎ＋１，ｆｎ＋２における抽出データｄｎ，ｄｎ＋１，ｄｎ＋２から抽出データＤの周波数、振幅、位相角を計算し、これら周波数、振幅、位相角の関数として表される計算式に演算点ｇｍの時間の値を入力することにより当該演算点ｇｍにおける演算データｅｍを求めるようにしたが、この実施の形態では、演算点ｇｍの直前の抽出点ｆｎ＋２の代わりに３つの抽出点のうちの真ん中の抽出点ｆｎ＋１と３番目の抽出点ｆｎ＋２との間に求める演算点ｇｍを設定して、演算データｅｍを求めるようにしたものである。このようにすれば、データ急変などの発生でもサンプリングデータの追随性が向上できるため、より正しい推定値が得られるという効果がある。

図５は、その様子を示した説明図であり、図５の例では次の表２のようになる。

すなわち、演算点ｅｇのデータｅｍを、抽出点ｆｎ−１，ｆｎ，ｆｎ＋１の抽出データｄｎ−１，ｄｎ，ｄｎ＋１から計算したとすると
演算点ｇｍ＋１の演算データｅｍ＋１は、
ｎ・Δｇ＜ｍ・Δｇ＜（ｎ＋１）・Δｆの場合は、抽出点ｆｎ，ｆｎ＋１，ｆｎ＋２の抽出データｄｎ，ｄｎ＋１，ｄｎ＋２から、
（ｎ＋１）・Δｇ＜ｍ・Δｇ＜（ｎ＋２）・Δｆの場合は、抽出点ｆｎ＋１，ｆｎ＋２，ｆｎ＋３の抽出データｄｎ＋１，ｄｎ＋２，ｄｎ＋３から、
計算する。
このように、演算用３点選択手段１３により基点からの経過時間によって求める演算点の前後の３つの抽出点の抽出データを選択し、リレー装置演算用データ生成手段１４により上記３つの抽出点の抽出データから周波数ω、振幅Ａ、位相角θを求め、
ｅｍ＋１＝Ａ ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ＋θｇ）
θｇ＝ｍ・Δｇ・Ｑ・３６０
を計算することにより演算データｅｍ＋１を求めることができる。

実施の形態３．
図６、図７は、この発明の実施の形態３を示すものであり、図６はサンプリング周波数変換装置の構成を示す構成図、図７はサンプリング周波数変換装置の動作を説明するための説明図である。図６において、サンプリング周波数変換装置３０は、演算用２点選択手段３３、リレー装置演算用データ生成手段３４を有する。このサンプリング周波数変換装置３０が図１におけるサンプリング周波数変換装置１０の代わりに用いられる。演算用２点選択手段３３は、直前の２つの抽出点の抽出データを選択する。リレー装置演算用データ生成手段３４は演算用２点選択手段３３が選択した２つの抽出点の抽出データから抽出データＤの振幅値、位相角を求める。その他の構成については、図１に示した実施の形態１と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。

実施の形態１、２では、演算点の直前の３つの抽出点の抽出データから抽出データＤの周波数、振幅、位相角を計算し、これら周波数、振幅、位相角の関数として表される演算データｅｍの計算式に、求める時間値ｇｍを入力することにより演算点ｇｍにおける演算データｅｍを求めるようにしたが、この実施の形態３では、商用周波数の電力系統の周波数は既知であるので、演算点の直前の２つの抽出点の抽出データから抽出データＤの振幅、位相角を計算し、既知の電力系統の周波数、振幅、位相角の関数として表される演算データｅｍの計算式に、求める演算点ｇｍの時間を入力することにより演算点ｇｍの演算値ｅｍを求めるようにしたものである。

図７により、動作を説明する。まず、入力サンプリングデータＡからデータを抽出する抽出基点をｆ１としてｆ１＝ｇ１とする。
演算用２点選択手段３３にて選択された２つの抽出点ｆ１、ｆ２の抽出データｄ１，ｄ２は、
ｄ１＝Ａ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ）
ｄ２＝Ａ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ＋θｆ）
θｆ＝Δｆ・Ｑ・３６０°（Ｑは、電力線の系統周波数で５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）
と表せるので、Ａ、θを抽出データｄ１、ｄ２より求めることができる。ここでＡは信号の振幅値、ωは周波数、θは基点ｆ１での位相角である。
これから
ｅ２＝Ａ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ＋θｇ）
θｇ＝Δｇ・Ｑ・３６０
によりｅ２を求めることができる。

図７は、その様子を示した説明図であり、図７の例では次の表３のようになる。

すなわち、演算データｅｍは、抽出点ｆｎ−１，ｆｎにおける抽出データｄｎ−１，ｄｎから計算したとすると、
演算データｅｍ＋１は、
ｎ・Δｇ＜ｍ・Δｇ＜（ｎ＋１）・Δｆの場合は、抽出点ｆｎ，ｆｎ＋１における抽出データｄｎ，ｄｎ＋１から、
（ｎ＋１）・Δｇ＜ｍ・Δｇ＜（ｎ＋２）・Δｆの場合は、抽出点ｆｎ＋１，ｆｎ＋２における抽出データｄｎ＋１，ｄｎ＋２
から、
計算する。
このようにリレー装置演算用データ生成手段３４により、基点ｆ１からの経過時間によって２つの抽出点の抽出データから演算データｅのサンプリング振幅Ａ、位相角θを求め、
ｅｍ＋１＝Ａ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ＋θｇ）
θｇ＝ｍ・Δｇ・Ｑ・３６０
を計算することにより演算データｅｍ＋１を求めることができる。
演算に用いるデータの数を２個にすることにより、演算処理の簡略化、演算時間の短縮を図ることができる。

実施の形態４．
図８、図９は、この発明の実施の形態４を示すものであり、図８はサンプリング周波数変換装置の構成を示す構成図、図９はサンプリング周波数変換装置の動作を説明するための説明図である。図８において、サンプリング周波数変換装置４０は、演算用２点選択手段４３を有する。演算用２点選択手段４３は、演算点の前後２つの抽出点のデータを選択する。実施の形態３では、求める時刻の直前２つの抽出点のデータにより求めるデータを推定したが、この実施の形態は図９に示すように演算点の前後２つの抽出点の抽出データから演算データを求めるものであり、同様の効果を奏する。

図９は、その様子を示した説明図であり、図９の例では次の表４のようになる。

すなわち、演算データｅｍは、抽出点ｆｎ，ｆｎ＋１における抽出データｄｎ，ｄｎ＋１から計算したとすると、
演算データｅｍ＋１は、
ｎ・Δｇ＜ｍ・Δｇ＜（ｎ＋１）・Δｆの場合は、抽出点ｆｎ＋１，ｆｎ＋２における抽出データｄｎ＋１，ｄｎ＋２から、
（ｎ＋１）・Δｇ＜ｍ・Δｇ＜（ｎ＋２）・Δｆの場合は、抽出点ｆｎ＋２，ｆｎ＋３における抽出データｄｎ＋２，ｄｎ＋３から、
計算する。
このように基点からの経過時間によって２つの抽出点の抽出データから抽出データＤの振幅Ａ、位相角θを求め、
ｅｍ＋１＝Ａ ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ＋θｇ）
θｇ＝ｍ・Δｇ・Ｑ・３６０
を計算することによりｅｍ＋１を求めることができる。
このように、演算点の前後の２つの抽出点のデータから演算点の演算データを計算することにより、過渡的に急変するサンプリングデータへの追随性が向上する。

実施の形態５．
図１０、図１１は、この発明の実施の形態４を示すものであり、図１０はサンプリング周波数変換装置の構成を示す構成図、図１１はサンプリング周波数変換装置の動作を説明するための説明図である。図１０において、サンプリング周波数変換装置５０は、リレー演算用データ生成手段５４を有する。リレー演算用データ生成手段５４は、演算用２点選択手段にて選択された抽出データＣに基づいて演算データＥを演算する。実施の形態３では、演算データの算出に演算基点からの時間を使用したが、この実施の形態では、選択された抽出データのうち時刻の早い方の抽出データの抽出点と演算点との時間差を使用する。

図１１は、その様子を示した説明図であり、図１１の例では次の表５のようになる。

すなわち、演算データｅｍは、抽出点ｆｎ，ｆｎ＋１の抽出データｄｎ，ｄｎ＋１から計算し、その時のｆｎ＋2とｅｍの時間差をXｍ-1とすると演算データｅｍ＋１は、リレー演算用データ生成手段５４により
（１）Xｍ-1＋Δｆ＞Δｇの場合 抽出点ｆn+1，ｆn+2における抽出データｄｎ＋１，ｄｎ＋２から演算データｅｍ＋１の振幅Ａ、位相角θを求め、
ｅｍ＋１＝Ａ ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ＋θｇ）
θｇ＝（2Δｇ−Δｆ− Xm-1）・Ｑ・３６０
を計算することにより演算データｅｍ＋１を求める。
（２）Xｍ-1＋Δｆ＜Δｇの場合 抽出点ｆｎ＋２，ｆｎ＋３における抽出データｄｎ＋２，ｄｎ＋３から演算データｅｍ＋１の振幅Ａ、位相角θを求め、
ｅｍ＋１＝Ａ ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ＋θｇ）
θｇ＝（2Δｇ− Xm-1）・Ｑ・３６０
を計算することにより演算データｅｍ＋１を求める。
（３）ｘｍ＋Δｆ＝Δｇの場合 ｇｍ＋１＝ｆｎ＋２であるので、ｅｍ＋１＝ｄｎ＋２である。

このように、演算点の直前２つの抽出点の抽出データを選択し、その抽出データＤの振幅Ａ、位相角θを求め、早いほうの抽出点と演算点ｇｍ＋１との時間差から演算データｅｍ＋１の位相角θｇを求め、その位相角θｇを演算データｅｍ＋１の演算式に代入して計算することにより演算データｅｍ＋１を求めることができる。なお、以上では、二つの抽出点のうち早いほうの抽出点と演算点ｇｍとの時間差を使用したが、二つの抽出点のうち遅いほう（即ち演算データに近い方）の抽出点を時間基準にして演算点ｇｍ＋１との時間差から演算点データを求めてもよい。この場合、遅い方と演算点の時間差は前記早い方と演算点の時間差からΔｆを差し引いた値で計算される。このように、演算データの算出に使用する抽出データの抽出点と演算点との時間差から求めた位相角差を使うことにより、抽出基点及び演算基点からの累積誤差を引きずることがなく、より精度の高い演算が可能となる。
なお、実施の形態１においても、３つの抽出点のうちの任意の一つの抽出点と演算点との時間差を用いて演算データを算出するようにできる。この場合においても、抽出基点及び演算基点からの累積誤差を引きずることがなく、より精度の高い演算が可能となる。

実施の形態６．
図１２、図１３は、この発明の実施の形態６を示すものであり、図１２はサンプリング周波数変換装置の構成を示す構成図、図１１はサンプリング周波数変換装置の動作を説明するための説明図である。図１３において、サンプリング周波数変換装置６０は、リレー演算用データ生成手段６４を有する。リレー演算用データ生成手段６４は、演算用２点選択手段にて選択された抽出データＣに基づいて演算データＥを演算する。実施の形態５では、演算データの算出に演算基点直前の２点を使用してデータを求めたが、演算基点の前後の2点を使用する。

図１３は、その様子を示した説明図であり、図１３の例では次の表６のようになる。

すなわち、演算データｅｍは、抽出点ｆｎ，ｆｎ＋１の抽出データｄｎ，ｄｎ＋１から計算し、その時のｆｎ＋１とｅｍの時間差をｘｍとすると演算データｅｍ＋１は、リレー演算用データ生成手段６４により
（１）Xｍ-1＋Δｆ＞Δｇの場合 抽出点ｆn+1，ｆn+2における抽出データｄｎ＋１，ｄｎ＋２から演算データｅｍ＋１の振幅Ａ、位相角θを求め、
ｅｍ＋１＝Ａ ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ＋θｇ）
θｇ＝（Δｆ−Xｍ）・Ｑ・３６０
ただし、Xｍ＝Xｍ-1 ＋Δｆ−Δｇ
を計算することにより演算データｅｍ＋１を求める。
（２）Xm-1＋Δｆ＜Δｇの場合 抽出点ｆｎ＋２，ｆｎ＋３における抽出データｄｎ＋２，ｄｎ＋３から演算データｅｍ＋１の振幅Ａ、位相角θを求め、
ｅｍ＋１＝Ａ ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ＋θｇ）
θｇ＝（Δｆ−Xｍ）・Ｑ・３６０
ただし、Xｍ＝Xｍ-1 ＋2Δｆ−Δｇ
を計算することにより演算データｅｍ＋１を求める。
（３）Xm-1＋Δｆ＝Δｇの場合 ｇｍ＋１＝ｆｎ＋２であるので、ｅｍ＋１＝ｄｎ＋２である。

このように、演算点の前後２つの抽出点の抽出データを選択し、その抽出データＤの振幅Ａ、位相角θを求め、直前の抽出点と演算点ｇｍ＋１との時間差から演算データｅｍ＋１の位相角θｇを求め、その位相角θｇを演算データｅｍ＋１の演算式に代入して計算することにより演算データｅｍ＋１を求めることができる。このように、演算データの算出に使用する抽出データの抽出点と演算点との時間差から求めた位相角差を使うことにより、抽出基点及び演算基点からの累積誤差を引きずることがなく、より精度の高い演算が可能となる。
なお、実施の形態２においても、３つの抽出点のうちの任意の一つの抽出点と演算点との時間差を用いて演算データを算出するようにできる。この場合においても、抽出基点及び演算基点からの累積誤差を引きずることがなく、より精度の高い演算が可能となる。
また、上記各実施の形態においては、演算点の直前や直後の抽出点における抽出データを用いたが、必ずしも直前や直後の抽出データを用いなくてはならないことはなく、この発明の目的を損なわない範囲で直前よりもさらに前の抽出点における抽出データや直後よりもさらに後の抽出点における抽出データを用いてもよい。

この発明の実施の形態１であるサンプリング周波数変換装置を含むリレー装置の構成図である。 図１のサンプリング周波数変換装置の構成図である。 図１のサンプリング周波数変換装置の動作を説明するための説明図である。 この発明の実施の形態２であるサンプリング周波数変換装置の構成図である。 図４のサンプリング周波数変換装置の動作を説明するための説明図である。 この発明の実施の形態３であるサンプリング周波数変換装置の構成図である。 図５のサンプリング周波数変換装置の動作を説明するための説明図である。 この発明の実施の形態４であるサンプリング周波数変換装置の構成図である。 図７のサンプリング周波数変換装置の動作を説明するための説明図である。 この発明の実施の形態５であるサンプリング周波数変換装置の構成図である。 図１０のサンプリング周波数変換装置の動作を説明するための説明図である。 この発明の実施の形態６であるサンプリング周波数変換装置の構成図である。 図１２のサンプリング周波数変換装置の動作を説明するための説明図である。

符号の説明

１ 電力線路、２ ＣＴ、３ ＰＴ、４ ＡＤ変換器、７ リレー演算回路、
８ 出力回路、９ リレー装置、
１０，２０，３０，４０，５０，６０ サンプリングリング周波数変換装置、
１１ 周波数変換前処理手段、１２ 前処理データ記憶手段、
１３，２３ 演算用３点選択手段、
１４，３４，５４、６４ リレー演算用データ生成手段、
３３，４３ 演算用２点選択手段。

Claims (7)

1. 交流の電流又は電圧を所定のサンプリング周波数でサンプリングして当該サンプリング点でのアナログデータをアナログデジタル変換したデジタルデータを所定の規則に従って抽出データとして抽出するデータ抽出手段、上記抽出データを記憶するデータ記憶手段、上記抽出データのうちの３つを選択するデータ選択手段、上記選択された３つの抽出データのうちの１つの抽出データの上記サンプリング点の時間及び上記選択された３つの抽出データから上記電流又は上記電圧の振幅値、周波数及び位相角を計算する計算手段、並びに所定の基点から所定時間後の演算点における上記電流又は上記電圧を上記所定時間、上記振幅値、上記周波数及び上記位相角に基づき演算データとして生成する演算データ生成手段を備えたサンプリング周波数変換回路。
2. 上記データ選択手段は、上記所定時間よりも前の３つのサンプリング点の抽出データを選択するものであることを特徴とする請求項１に記載のサンプリング周波数変換回路。
3. 上記データ選択手段は、上記所定時間よりも前の２つのサンプリング点及び後の１つのサンプリング点の抽出データを選択するものであることを特徴とする請求項１に記載のサンプリング周波数変換回路。
4. 交流の電流又は電圧を所定のサンプリング周波数でサンプリングして当該サンプリング点でのアナログデータをアナログデジタル変換したデジタルデータを所定の規則に従って抽出データとして抽出するデータ抽出手段、上記抽出データを記憶するデータ記憶手段、上記抽出データのうちの２つを選択するデータ選択手段、上記選択された２つの抽出データのうちの１つの抽出データの上記サンプリング点の時間及び上記選択された２つの抽出データから上記電流又は上記電圧の振幅値、周波数及び位相角を計算する計算手段、並びに所定の基点から所定時間後の演算点における上記電流又は上記電圧を上記所定時間、上記振幅値、上記周波数及び上記位相角に基づき演算データとして生成する演算データ生成手段を備えたサンプリング周波数変換回路。
5. 上記データ選択手段は、上記所定時間より前の２つのサンプリング点の抽出データを選択するものであることを特徴とする請求項４に記載のサンプリング周波数変換回路。
6. 上記データ選択手段は、上記所定時間より前の１つのサンプリング点及び後の１つのサンプリング点の抽出データを選択するものであることを特徴とする請求項４に記載のサンプリング周波数変換回路。
7. 上記計算手段は、上記２つのサンプリング点又は上記３つのサンプリング点のうちの一つと上記演算点との時間差を求めるとともに上記時間差及び上記２つのサンプリング点又は上記３つのサンプリング点のデータから上記電流又は電圧の振幅値及び位相角を計算するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のサンプリング周波数変換回路。

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