JP2008187866A - 地絡方向継電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電力系統の電圧,電流の瞬時値をメモリ部1へ記憶し、抽出部2は所定時期についてデータ抽出を行う。複数の演算部3,4,6,7により瞬時値データについて所定の演算を行い、判定部5は最終的な演算結果が所定しきい値以内であるときに保護動作信号を出力する。抽出は基準時点,定格周波数の電気角で90°前の時点,定格周波数の電気角で180°前の時点の3つの時点データを抽出し、零相データ演算部3はそれら瞬時値データから2つ以上の電気量について零相電気量を演算し、位相差演算部4は零相電気量の位相差演算を行い、乗算演算部7は補正値演算部6からの補正値を統合する。
【選択図】 図5
Description
|V0||I0|・cosθ ≧ K …(1)
となり、θは零相電圧V0と零相電流I0との位相差になっている。
vn(t)=Vnsin(ωt+φ) …(2)
in(t)=Insin(ωt) …(3)
となり、それぞれ時刻tでの瞬時値を示している。ここで、Vnは電圧の振幅値、Inは電流の振幅値、ωは電圧および電流の角周波数、φは電流に対する電圧の進み位相である。角周波数ωは電力系統の周波数fに関してω=2πfという関係になる。各電気量において添え字nは、a相,b相,c相それぞれを意味する。
V0b=V0sin(ωkT+θ) …(4)
I0b=I0sin(ωkT) …(5)
と表すことができる。ここで、V0は零相電圧の振幅値、I0は零相電流の振幅値、θは零相電圧と零相電流の位相差であり、各電気量において添え字kは瞬時値データの時点を意味し、瞬時値データの時点kは1,2,3,…という値をとることになる。
α=(f−fb)/fb …(6)
と定義し、例えば基本周波数fbが50Hzであるとき、電力系統の周波数fが60Hzに変動したのであれば周波数変動率αは0.2となる。
V0b=V0sin{ω(1+α)kT+θ} …(7)
I0b=I0sin{ω(1+α)kT} …(8)
となる。
V0(m−0)=V0sin{ω(1+α)(m−0)T+θ} …(9)
I0(m−0)=I0sin{ω(1+α)(m−0)T} …(10)
V0(m−3)=V0sin{ω(1+α)(m−3)T+θ} …(11)
I0(m−3)=I0sin{ω(1+α)(m−3)T} …(12)
となる。これらの式(9)〜(12)は判定式(1)の左辺つまり位相差演算に対して代入するので、
|V0b||I0b|・cosθ=V0(m−0)・I0(m−0)+V0(m−3)・I0(m−3)
…(13)
となり、この式(13)は数1に示す式(14)となる。
図3は本発明の第1の実施の形態を示している。本実施形態において、地絡方向継電装置は、メモリ部1,抽出部2,零相データ演算部3,位相差演算部4,判定部5を備え、電力系統の電圧v,電流iを各相それぞれメモリ部1へ取り込み、そのメモリ部1から瞬時値データを抽出部2へ送り込んで各演算部3,4において抽出データに基づく零相電気量の演算を行い、それらの演算結果から判定部5において地絡事故点の判定を行う構成になっている。
ω(m−3)T−ω(m−0)T =−3ωT
=−3×2π×50×(1/600)
=−π/2
という計算になるので基準時点から90°前の瞬時値となる。そしてk=m−6は、
ω(m−6)T−ω(m−0)T =−6ωT
=−6×2π×50×(1/600)
=−π
という計算になるので基準時点から180°前の瞬時値となる。
V0b=vak+vbk+vck …(15)
I0b=iak+ibk+ick …(16)
という演算により求め、零相電圧V0b,零相電流I0bは前述したように正弦関数なので、
V0k=V0sin(ωkT+θ) …(4)
I0b=I0sin(ωkT) …(5)
と表すことができる。ここで瞬時値データの抽出は、時点kがm−0,m−3,m−6の3時点なので、零相データとしての電気量は、
V0(m−0)=V0sin{ω(m−0)T+θ} …(17)
I0(m−0)=I0sin{ω(m−0)T} …(18)
V0(m−3)=V0sin{ω(m−3)T+θ} …(19)
I0(m−3)=I0sin{ω(m−3)T} …(20)
V0(m−6)=V0sin{ω(m−6)T+θ} …(21)
I0(m−6)=I0sin{ω(m−6)T} …(22)
となる。
電力計算値P0a=V0(m−3)・I0(m−3)
電力計算値P0b=V0(m−6)・I0(m−0)
電力計算値P0c=V0(m−0)・I0(m−6)
を求める。そして電力計算値P0bと電力計算値P0cとの加算平均値を求め、電力計算値P0aから加算平均値を減算する演算を行うので、位相差演算部4の出力は、
V0(m−3)・I0(m−3)−{(V0(m−6)・I0(m−0)+V0(m−0)・I0(m−6) )/2}
…(23)
となる。
V0(m−0)=V0sin{ω(1+α)(m−0)T+θ} …(9)
I0(m−0)=I0sin{ω(1+α)(m−0)T} …(10)
V0(m−3)=V0sin{ω(1+α)(m−3)T+θ} …(11)
I0(m−3)=I0sin{ω(1+α)(m−3)T} …(12)
V0(m−6)=V0sin{ω(1+α)(m−6)T+θ} …(21a)
I0(m−6)=I0sin{ω(1+α)(m−6)T} …(22a)
図5は本発明の第2の実施の形態を示している。本実施形態において、地絡方向継電装置は、図3に示した第1実施形態と基本的には構成が同一であり、演算部の構成として、補正値演算部6および乗算演算部7を追加して備え、電力系統の周波数変動αの補正をより十分に行い得るようにしている。第1実施形態と同様な構成には同一符号を付してあり、その説明を省略する。
補正計算値d0d=(V0(m−3) )2
補正計算値d0e={(V0(m−0) +V0(m−6) )/2}2
補正計算値d0f=(V0(m−3) )2−{(V0(m−0) +V0(m−6) )/2}2
を求める。そして、補正計算値d0dを補正計算値d0fで除算する演算を行うので、補正値演算部6の出力は数3に示す式(25)となる。
2 抽出部
3 零相データ演算部
4 位相差演算部
5 判定部
6 補正値演算部
7 乗算演算部
Claims (3)
- 電力系統の電圧,電流の瞬時値を各相について記憶するメモリ部と、前記メモリ部から所定時期についてデータ抽出を行う抽出部と、前記抽出部が抽出した瞬時値データについて所定の演算を行う演算部と、前記演算部から最終的に出力する演算結果が所定しきい値の範囲内であるときに保護動作信号を出力する判定部とを備えて、
前記抽出部での抽出はある時点を基準時点とし、当該基準時点の電圧瞬時値vn0と電流瞬時値in0、前記基準時点から電力系統の定格周波数の電気角90°前の時点における電圧瞬時値vn3と電流瞬時値in3、前記基準時点から電力系統の定格周波数の電気角180°前の時点における電圧瞬時値vn6と電流瞬時値in6とを抽出し、前記演算部では複数の演算部により前記瞬時値データから2つ以上の電気量について零相電気量を演算するとともに、それら零相電気量の位相差演算を行うことを特徴とする地絡方向継電装置。 - 前記演算部として零相データ演算部および位相差演算部を備え、
前記零相データ演算部での演算は、前記抽出部が出力する前記瞬時値データについて全相の値を加算することにより零相電気量とし、
前記位相差演算部での演算は、前記零相データ演算部が出力する零相電気量を取り込み、零相電圧値V03 と零相電流値I03 とを乗算して電力計算値P0aとし、零相電圧値V06と零相電流値I00とを乗算して電力計算値P0bとし、零相電圧値V00と零相電流値I06とを乗算して電力計算値P0cとし、前記電力計算値P0bと前記電力計算値P0cとの加算平均値を求め、前記電力計算値P0aから前記加算平均値を減算する演算を行うことを特徴とする請求項1に記載の地絡方向継電装置。 - 前記演算部には補正値演算部および乗算演算部を備え、
前記補正値演算部での演算は、前記零相データ演算部が出力する零相電気量を取り込み、零相電圧値V03 を2乗して補正計算値d0dとし、零相電圧値V00と零相電圧値V06との加算平均値を2乗して補正計算値d0eとし、前記補正計算値d0dから前記補正計算値d0eを減算して補正計算値d0fとし、前記補正計算値d0dを前記補正計算値d0fで除算する演算とし、
前記乗算演算部での演算は、前記位相差演算部が出力する演算結果に前記補正値演算部が出力する演算結果を乗算する演算とし、電力系統の周波数変動を補正する演算を行うことを特徴とする請求項2に記載の地絡方向継電装置。
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